JPH07501648A - 電気コネクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気コネクタ一 本発明は、電気コネクターに関し、特に、自動車用ハーネス等の物品内の導体の 間でハンダ接続部を形成するためのコネクターに関する。

電気ハーネス、例えば自動車業界で製造されているようなものは、しばしば、非 常に複雑である。ある場合では、ハーネスは、ワイヤー、ターミナル、コネクタ ーおよびいずれかの他の要素の２つまたはそれ以上のサブアッセンブリを形成し 、このサブアッセンブリの間で電気的接続部を形成することにより製造される。

そのような場合、ハーネスの組み立ては、コンピューターによりコントロールす ることができ、モニターの助けを借りて、組み立てのオペレーターは組み立ての 様子を図的に見ることができ、また、ハーネスの製造の各段階におけるアッセン ブリの正確な形成をチェックすることができる。このコントロール方法を運転で きるようにするには、サブアッセンブリの導体の端部を、例えばスプリングコン タクトにより、接続し、電流または信号をアッセンブリに流してハーネスが正確 であることを確認する。クリップを除去して、永久的な電気的接続部を形成する のは、そのような確認の後でしかできない。

そのような場合に適当である一時的および永久的な電気的接続部を形成するため のデバイスが国際出願第ＰＣＴ／ＧＢ９１１０１０１６号に記載されており、こ れを本明細書において引用できる。本発明発明によれば、そのようなデバイスは 、長尺の導体の中間部分に電気導体を接続することができるように修正される。

従って、１つの要旨において、本発明は、長尺電気導体の端部と端部との間のそ の導体の一部分と１またはそれ以上の他の電気導体との間で電気的接続部を形成 するためのデバイスを提供し、そのデバイスは、電気絶縁性スリーブ、スリーブ 内に配置された金属接続要素および導体の間で永久的な電気的接続部を形成する ためのハンダを有して成り、電気絶縁性スリーブおよび接続要素は２つの開口端 部を有し、長尺電気導体がそれを通過して延在てき、また、接続要素は、導体の 周囲で接続要素を捩ることにより、１またはそれ以上の他の電気導体を長尺電気 導体と接触状態で保持できるネジ山を有するテーパー状内側表面を有する。

本発明のデバイスは、非常に迅速かつ簡単な方法で電気的接続部を形成するため に使用できる。従って、もう１つの要旨では、本発明は、長尺電気導体の端と端 との間の部分と１本またはそれ以上の他の電気導体との間で接続部を形成する方 法を提供し、この方法は、 （ｉ）長尺電気導体に沿って、電気絶縁性スリーブおよびスリーブ内に配置され た金属接続要素を有して成るデバイスを滑動し、絶縁性スリーブおよび接続要素 は開口端部を有して長尺電気導体がそれを通って延在でき、接続要素はネジ山を 有するテーパー状内側表面を有すること、（ｉｔ）スリーブおよび接続要素の一 方の端部に１またはそれ以上の他の電気導体を挿入すること、 （伍）接続要素が他の１またはそれ以上の導体を長尺電気導体と接触状態で保持 するように、導体の周囲でデバイスをねじること、また、（ｔｖ）デバイスを加 熱して導体の間でハンダ接続部を形成することを含んで成る。

本発明のデバイスは、例えば、接続する導体を試験するために、接続を解除でき るが、信頼性の大きい一時的な接続部を形成するように導体を電気的に接続し、 その後、接続部を追加的に操作することなく、単にスリーブを加熱してハンダを 溶かすだけで導体を永久的に接続できるという利点を有する。更に、接続要素の テーパー状の内部により、ある範囲の導体寸法から形成される束（バンドル）を このデバイスにより扱うことができる。

本発明の最も広範囲な要旨において、デバイスは、ある範囲の寸法の導体との接 続部を形成できるように、単一のテーパー状内側表面を有する接続要素を含む。

しかしながら、本発明のデバイスは、２以上のテーパー状内側表面を含むことも 可能である。従って、接続要素は、その各端部からより小さい直径の中央部分に 向かってテーパー状になり、１またはそれ以上の電気導体をその各端部から挿入 できるようになっている内側表面を有してよい。そのような場合、接続要素は、 相互に対して回転できる１対のパーツから形成してよく、あるいは相互に反対向 きであるテーパー状内側表面のネジにより形成してよく、接続要素の双方の端部 に挿入される導体は、要素を１つの方向に回転することにより留めることができ るようになっている。

本発明は、単一の導体ワイヤー、即ち、シールドされていないワイヤーに接続部 を形成するために使用できるが、より通常には、例えば同軸ケーブルのスクリー ン（シールド）の中央部分、シールドされた捩られた対（ｓｃｒｅｅｎｅｄ　ｔ ｗｉｓｔｅｄ　ｐａｉｒ）などに接続部を形成するために使用できる。そのよう な場合、接続部の箇所のスクリーン上の絶縁材を除去して、スクリーンを露出さ せ、デバイスをケーブルに沿って滑動してデバイスの接続要素が露出したスクリ ーン上に位置するようにする。ワイヤーをコイル状にして形成された接続要素の 場合、デバイスの寸法がケーブルの寸法に正確に適合する場合、絶縁ケーブルが 接続要素の最小の直径の巻きを押し付けてより大きい直径に少し広げることがで きる。ケーブルに沿ってスクリーンの露出部分までデバイスを滑動すると、接続 要素の最後の巻きは元の寸法まで弛緩してスクリーンを握持する。

通常、スリーブは寸法回復性、特に寸法熱回復性である。即ち、熱処理に付され た場合に実質的に変化できる寸法的構造を有する物品である。

通常、これらの物品は、加熱時に、予め変形された形状から元の形状に向かって 回復するが、「熱回復性」なる用語は、本明細書において使用する場合、たとえ 予め変形されていなくても、加熱時に新たな構造をとる物品も包含する。

最も一般的な形態において、そのような物品は、例えば米国特許第２．０２７゜ ９６２号、第３．０８６．２４２号および第３．５９７．３７２号に記載されて いるように、弾性または塑性記憶特性を示すポリマー材料から形成された熱収縮 性スリーブを有して成る。例えば米国特許第２．０２７，９６２号において明ら かにされているように、元の寸法熱安定形態は、例えば押し出されたチューブを 、熱いままで、寸法熱不安定形態に膨張させる連続プロセスの一時的な形態であ ってよいが、他の場合では、予備成形された寸法熱安定物品を別の状態において 寸法熱不安定形態に変形してよい。

熱回復性物品の製造において、ポリマー材料を物品の製造のいずれの段階におい て架橋してもよく、所望の寸法回復性が促進される。熱回復性物品を製造する１ つの方法は、ポリマー材料を所望の熱安定形態に成形し、引き続いてポリマー材 料を架橋し、物品を結晶融点またはポリマーが非結晶材料の場合は軟化点以上の 温度まで加熱し、物品を変形し、変形した状態のままで物品を冷却して物品の変 形した状態を保持するようにすることを含んで成る。使用に際して、物品の変形 した状態は熱不安定であるので、加熱により物品は元の熱安定形状をとる。

寸法回復性を付与できるいずれの材料を使用してスリーブを形成してもよい。

好ましい材料には、低密度、中密度もしくは高密度ポリエチレン、エチレンコポ リマー、例えば１−ブテンもしくは１−ヘキセンのようなａ−オレフィンまたは 酢酸ビニルとのコポリマー、ポリアミドまたはフルオロポリマー、例えばポリテ トラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライドもしくはエチレン−テトラフル オロエチレンコポリマーが含まれる。

導体の端部が接続要素内で包囲されるということは、スリーブの回復の間、導体 のストランドがスリーブを貫通するという危険を減らすことにもなる。また、導 伝性要素（接続要素）は、熱溜め（ｈｅａｔ　５ｉｎｋ）として作用でき、それ により、回復の間のデバイスの過熱が防止される。

少なくとも本発明の最も広範囲な要旨において、接続要素は、一般的にいずれの 形態であってもよいが、１本のワイヤーをテーパー付きのコイル状にして、巻き がネジ山を形成するようにして形成するのが好ましい。好ましくは、接続要素の 内側表面は、少なくとも部分的に円錐状であり、例えば、内側表面は円錐状また は円錐台状であってよい。接続要素をワイヤーから形成する場合、ワイヤーの弾 性およびバンドルを挿入することにより幾らが半径方向に太き（なることにより 、中に導入される導体のバンドルを握持することができる。しかしながら、デバ イスの１つの有用な形態において、接続要素は、デバイスの製造の間の弛緩した 状態から半径方向に膨張されて、膨張状態で保持され、その結果、永久的な接続 部を形成する場合、半径方向に収縮するが、あるいは半径方向に収縮しようとす る。従って、例えば、スプリングは、スリーブによるが、ハンダによってその弾 性回復力に抗して保持することができ、その結果、スリーブの軟化またはハンダ の溶融によりスプリングが回復できる。例えば、デバイスを加熱した場合に消滅 するスリーブの内側表面またはハンダの内側表面にボスを形成してよい。デバイ スを加熱する場合、コイルはハンダ要素と接触したままであるのが望ましい場合 があるので、膨張の程度は大きい必要はなく、例えば５％以下、あるいは２％以 下であってもよい。

ワイヤーは、円形断面に形成してよいが、例えば、冷間引き抜きまたは冷間圧延 により形成されるような、その長さ方向に沿って比較的シャープなりラン（ｒｉ ｄｇｅ、嶺）を有するのが好ましく、リッ／は、ワイヤーをコイル状にした場合 、コイルの内側に向いてネジ山を形成する。特に、ワイヤーが多角形断面、特に 正方形または菱形断面を有するように形成するのが有利である。ワイヤーは、い ずれの適当な金属または金属合金から形成してもよいが、好ましくは銅から、特 に電気導体用に従来から使用されているものと実質的に同じ純度の銅から形成す る。

上述のように、デバイスは、永久的なハンダ接続部を形成するために、ハンダ、 即ち、鑞付は材料（ｂｒａｚｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ）とは異なるソフトハン ダ（ｓｏｆｔ　５ｏｌｄｅｒ）を含む。ハンダは、デバイスを加熱してスリーブ が回復する場合に溶融する、例えば、Ｓｎ、Ｐｂ３□共融組成物の成形物であっ てよく、あるいは国際出願公開筒ＷＯ８８１０９０６８号に記載されているよう に、融点が異なる２種以上のハンダ組成物を使用してよい。この形態のデバイス において、より高い融点を有する要素（成分）、例えば５ｎ９６．５ＰｂＬ５共 融物の溶融により、より低い融点の組成物が溶融するほどにデバイスカ汁分に加 熱され、満足すべきハンダ接続部が形成されたことが示されることになる。要す れば、より低い融点のハンダは、非共融組成物であってよく、例えば、国際出願 第ＰＣＴ／ＧＢ９０１００２３４号に記載されているように、より高い融点のハ ンダ組成物およびより低い融点のハンダ組成物は、−緒に共融組成物を形成しよ てい。例えば、非共融５ｎｓｏＰｔ）４ｏ低融点要素を５ｎｅｓＰｂｓ７共融物 が形成される相対的な量で、純スズから形成されたより高い融点要素（成分）と 共に使用してよい。これらの２つの特許出願を本明細書において引用できる。２ 要素（成分）ハンダ、特にスズ、５ｎ６ｏＰｂ４ｏの組合せを使用する利点は、 デバイスを長時間加熱することにより生じ得る「灯芯作用（ｔｉｃｋｉｎｇ）　 Ｊ　、即ち、よられた導体の毛管作用のために導体に沿ってハンダが移動して接 続部領域から離れてしまうことの可能性が減少することである。

ハンダは、ハンダ接続部を形成する接続要素に流れ込むことができる場所であれ ば、いずれの箇所に配置してもよい。ハンダは、リングまたは他のいずれかの形 態、例えばボール形態で使用してよく、刈−ブの軸の周囲で対称的に、あるいは 軸から偏在していてよい。ハンダ要素は、例えば接続要素のより小さい直径の端 部に配置してよく、この場合は、ハンダ要素はボールまたはプラグの形態であっ てよく、あるいは例えばリングの形態で接続要素の大きい直径の端部の領域に配 置してよい。好ましくは、ハンダは接続要素を包囲する要素の形態であり、特に 、接続要素がコイルの形態である場合にそうであり、その結果、溶融したハンダ がコイルの巻きを通ってその内部に流れることができるようになる。例えば接続 部（スプライス、５ｐｌｉｃｅ）を形成するために、接続要素が２以上のテーパ ー状内側表面を有する場合、２以上のハンダを使用してよい。

必須ではないが、湿気が接続部に進入するのを減らすまたは防止するために、通 常、スリーブに１またはそれ以上のシーラントのインサートを供給する。例えば 、スリーブは、デバイスを加熱してハンダを溶融する時に溶融する可融性ポリマ ー材料のインサート、例えばリングの形態のものを含んでよい。可融性インサー トを形成するために使用できる材料には、アルキレンホモ−およびコポリマー、 例えばポリエチレンまたはエチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリアミド、例え ばダイマーンアミン系のものならびにポリエステルが含まれる。

添付図面を参照して、本発明の幾つがのデバイスを例により説明する。

第１図は、本発明のデバイスの１つの形態の断面図である。

第２図は、同軸ケーブルに装着する間のデバイスの断面図である。

第３図は、装着の間の後の段階におけるデバイスの断面図である。

第４図は、接続部が完成した後のデバイスの断面図である。

第５図は、装着の間の本発明のデバイスの第２の形態の断面図である。

最初に第１〜４図を参照する。シールドケーブル２のブレードの間で電気的接続 部を形成するためのデバイス１は、２つの開口端部４および５を有する寸法熱回 １性ス！Ｊ−ブ３を有して成る。このスリーブは、テーパー付き螺旋を形成する ようにコイル状にすることにより硬質焼き戻し銅ワイヤーから作られている接続 要素６を含む。このワイヤーは、扇形形状の断面を有し、ワイヤーの円形側が接 続要素の外側表面を形成するように向き決めされている。ハンダのストリップ７ が接続要素の回りに配置され、接続要素に押し付けられて、接続要素の外側表面 に適合する円錐台形状にハンダを形成している。

スリーブ３は、架橋ポリビニリデンフルオライドから形成され、一対の可融性リ ング８および９を含み、リングは、接続要素６の対向する端部に配置されている 。リング８および９は、非架橋ポリエチレンから形成されるか、あるいは特定の ケーブルノヤケットに対して良好な封止を提供する別のプラスチック材料から形 成してもよい。

シールドケーブル２のブレードへの電気的接続部を形成するために、ジャケット の一部分を中間ストリッピングにより除去して、ブレード１０を露出させる。

次に、第２図に示すように、デバイス１をケーブルの一方の端部上で滑動させ、 ブレード１０の露出部分に向かって滑動させる。デバイス１の寸法は、接続要素 ６のより小さい直径の端部をプレートの直径より非常に僅かに小さく、その結果 、接続要素のより小さい直径の端部をかケーブルジャケット上に押し進めた場合 にこの端部が押し付けられて広がるように選択する必要がある。デバイスを露出 したブレード１０上に位置させると、接続要素６は、元の形状に戻り、より小さ い直径の端部はブレードを握持する。次に、端部の絶縁材が剥離された何本かの ワイヤー１１は、スリーブ３の開口端部４内に挿入されて剥離端部が第３図に示 すように接続要素内に配置される。次に、デバイス１をケーブル２およびワイヤ ー１１の周囲で捩って、接続要素のワイヤーにより形成されたネジ山がワイヤー １１の露出導体に噛み込み、導体を堅固に握持するようにする。次に、ケーブル ２およびワイヤー１１から形成されたハーネスの電気的性能を試験し、その後、 デバイス１を、例えばホントエアーガンまたは赤外線ランプにより、加熱してハ ンダ７を流動させてブレード１０とワイヤー１１との間で永久的なハンダ接続部 を形成する。デバイス１を加熱する場合、可融性リング８および９も溶融して流 動し、水が端部に進入することに対してデバイスを封止する。

第５図は、デバイスの第２の形態を示し、この場合、接続要素６は、狭くなった くびれ部分を有する単一の要素を形成する、より小さい直径の端部にて接続され た２つの円錐台形状半割り（ハーフ）を有する。この場合、要素は、一本のワイ ヤーから形成されているが、一方の半割りが他方に対して回転可能となるように 要素６を形成することも可能である。図示するように、ワイヤー１１は、接続要 素６の両端に挿入することができ、デバイス１をケーブルおよびワイヤーの回り で回転することにより握持てきる。要素の異なる半割りにおいて反対方向に接続 要素６を形成するワイヤーを巻（と、ケーブル２およびワイヤー１１の周囲でデ バイスを回転することにより要素の双方の半割り内のワイヤーが握持されるよう になる。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．長尺電気導体の端部と端部との間のその導体の一部分と１またはそれ以上の 他の電気導体との間で電気的接続部を形成するためのデバイスであって、電気絶 縁性スリーブ、スリーブ内に配置された金属接続要素および導体の間で永久的な 電気的接続部を形成するためのハンダを有して成り、電気絶縁性スリーブおよび 接続要素は２つの開口端部を有し、長尺電気導体がそれを通過して延在でき、ま た、接続要素は、導体の周囲で接続要素を捩ることにより、１またはそれ以上の 他の電気導体を長尺電気導体と接触状態で保持できるネジ山を有するテーパー状 内側表面を有するデバイス。
2. ２．スリーブが寸法熱回復性である請求の範囲第１項記載のデバイス。
3. ３．接続要素は、一本のワイヤーをテーパー状コイルとなるように巻くことによ り形成されている請求の範囲第１項または第２項記載のデバイス。
4. ４．コイルは、その緩和した状態から半径方向に膨張されており、永久的な接続 部を形成する場合に半径方向に収縮するか、あるいは半径方向に収縮しようとす るように、その膨張した状態で保持されている請求の範囲第３項記載のデバイス 。
5. ５．ワイヤーは、ネジ山を形成するようにコイルの内側に向かって向けられる、 長さ方向に沿った比較的シャープなリッジを有する請求の範囲第３項または第４ 項記載のデバイス。
6. ６．ワイヤーは多角形断面を有する請求の範囲第３〜５項のいずれかに記載のデ バイス。
7. ７．接続要素は銅から形成されている請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の デバイス。
8. ８．ハンダは、異なる融点を有する複数の組成物から形成される請求の範囲第１ 〜７項のいずれかに記載のデバイス。
9. ９．ハンダは、接続要素の周囲に配置される要素の形態である請求の範囲第１〜 ８項のいずれかに記載のデバイス。
10. １０．ハンダ要素は、円錐台形状であり、接続要素と接触して座している請求の 範囲第９項記載のデバイス。
11. １１．１またはそれ以上の他の電気導体をデバイスの各端部から挿入できるよう に、接続要素は、各端部からより小さい直径の中央部分に向かってテーパー状と なる内側表面を有する請求の範囲第１〜１０項のいずれかに記載のデバイス。
12. １２．湿気の進入に対する封止を形成するために、可融性ポリマー材料の１また はそれ以上のインサートをスリーブが含む請求の範囲第１〜１１項のいずれかに 記載のデバイス。
13. １３．長尺電気導体の端と端との間の部分と１またはそれ以上の他の電気導体と の間で接続部を形成する方法であって、（ｉ）電気絶縁性スリーブおよびスリー ブ内に配置された金属接続要素を有して成るデバイスを長尺電気導体に沿って滑 動する工程であって、絶縁性スリーブおよび接続要素は開口端部を有して長尺電 気導体がそれを通って延在でき、接続要素はネジ山を有するテーパー状内側表面 を有する工程、（ｉｉ）スリーブおよび接続要素の一方の端部に１またはそれ以 上の他の電気導体を挿入する工程、 （ｉｉｉ）接続要素が他の１またはそれ以上の導体を長尺電気導体と接触状態で 保持するように、導体の周囲でデバイスをねじる工程、ならびに、（ｉｖ）デバ イスを加熱して導体の間でハンダ接続部を形成する工程を含んで成る方法。