JPH11501763A - 改良された電線コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電線コネクタ（４０）は２以上の導体（１８、２０）を電気的に相互接続するために設けられている。この電線コネクタ（１０）は、内部キャビティ（４２）を完全に包囲するテーパ付き壁（３６）を有するクランプ部材（１４）を含んでいる。このキャビティ（４２）は導体を受容する溝（４８、５４）を含んでいる。同様の溝（６４、７２）を有するテーパ付き楔（１６）はキャビティ（４２）内に挿入されるよう構成され且つクランプ部材の溝と楔の溝の面内に導体（１８、２０）を楔打ちして、必要とする相互接続を完了する。クランプ部材と楔を貫通するボルト（２２）はナット（２４）に螺入され、部品間を連結する。絶縁カバー（１２）を被冠して組立体にラッチする。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された電線コネクタ 本発明は外部クランプ部材と楔とを有して２本以上の導体を相互接続するタイ プの送配電系用の電線コネクタに関する。 電力（パワー）を街灯等の一連の電気器具に分配するには、電力用導体がユニ ットのベースに引き込まれ、ランプに配線されたタップワイヤ（電線）と電気的 相互接続され且つ他の電力用導体が次の街灯へ配線される。この電気的相互接続 は、ワイヤ寸法の組合せが大きすぎない場合にはワイヤナットにより行われ、あ るいはより典型的には端子台又はスプリットボルトスプライスを用いて行われる 。端子台は、相互接続したい個別導体を受容する穴が形成された金属ブロックで ある。各穴には固定ねじがあり、穴と直角で交差し、この固定ねじを導体に対し て締め付けると、導体を端子ブロックに保持する。しかし、固定ねじは、導体表 面に傷を付け且つ導体と穴の内面間のコンタクト（接触）領域の長さは比較的小 さい。導体を穴内に挿入し固定ねじを締め付けると、導体と穴の表面の酸化物層 は、それがない場合に比して大きい抵抗を生じ得る。固定ねじを導体間の接点の みが低抵抗の接触を行うこととなる。他方、スプリットボルトデバイスの場合に は、ナットとボルトとを使用し、ボルトがスプリット（割れ）しており、スプラ イスしたい２本の導体をそこに受容する。スプリットボルトの開口にこれら導体 を入れてナットを締め付け、導体をボルトの頭に押し付ける。この場合も、端子 台と同様に、酸化物層があると、接続部にトラップされ高接触抵抗となり、ナッ トは導体表面に傷をつける虞がある。この構成では、導体を相互にクランプする ので、相互に異なる材料の場合にはガルバニック腐蝕の問題を生じ得る。更に、 電気的接触表面領域は比較的小さい。 そこで、必要なことは、各導体を個別にクランプし、導体が相互接続される際 にワイピング作用を生じ、導体に傷つけることなく、存在しうる酸化物層を除去 し、比較的大面積の電気的接触を行い、十分な電流容量を有する電線コネクタで ある。 ここに開示する電線コネクタは、少なくとも１本の第１導体を１本の第２導体 に電気的に相互接続する。この電線コネクタは第１端、第２端及び第１端と第２ 端間に延びる長手軸を有するクランプ部材を含んでいる。連続した周壁は第１端 から第２端に延び軸を完全に包囲する。壁は外面と内面を有し、内部キャビティ を形成する。略直線状の第２導体受容溝が内壁に形成されている。これら第１及 び第２溝は第１端から第２端に延び、第１溝は、第１端から第２端に向け軸から 遠ざかる外方へ広がる。楔は第３溝と第４溝とを有する。この楔はクランプ部材 の内部キャビティ内に、これを閉じる位置へ挿入され、第３溝は第１溝と対向し て、その間に第１導体を受容且つクランプする。カップラが構成され、楔をクラ ンプ部材内部且つ閉鎖位置に押し付け、このカップラは楔とクランプ部材とを固 定する。楔をクランプ部材内の閉鎖位置に移動すると、第１及び第２導体はクラ ンプ部材と楔の溝を強固にクランプする。 以下、本発明の実施例を添付図を例として参照して説明しよう。 図１は、本発明による電線コネクタの側面図である。 図２は、図１に示す電線コネクタの端面図である。 図３は、図１に示す電線コネクタの分解斜視図である。 図４、図５及び図６は、夫々クランプ部材の左側面図、正面図及び右側面図で ある。 図７は、図４に示すクランプ部材の斜視図である。 図８は、図７の線８−８に沿う断面図である。 図９及び図１０は、夫々楔の左端面図及び平面図である。 図１１は、図９に示す楔の斜視図である。 図１２は、図１１の線１２−１２に沿う断面図である。 図１３及び図１４は、それぞれカバーの左端面図及び正面図である。 図１５は、図１３の線１５−１５に沿う断面斜視図である。 図１６は、一部組立た電線コネクタの斜視図である。 図１、図２及び図３には、外部絶縁カバー１２、クランプ部材１４及び楔１６ を有する電線コネクタ１０を示す。この電線コネクタ１０は、複数の第１導体１ ８と、複数の第２導体２０とを電気的に相互接続するよう構成されている。この コネクタ１０は、多数の導体を収容するよう構成しており、最大３本の第１導体 と３本の第２導体を収容することが可能である。クランプ部材１４及び楔１６は 、詳細を後述するボルト２２及び嵌合ナット２４などのカップラにより、第１及 び第２導体１８、２０とクランプ係合関係で固定される。 クランプ部材１４は、図４乃至図８に最もよく示す如く、夫々第１端３０及び 第２端３２を有し、さらに長手軸３４がこれら第１端３０と第２端３２とを貫通 して延び、且つ連続し周壁３６が軸３４を完全に包囲する。この壁３６は、第１ 端３０から第２端３２に延び、且つ外面を有する。この外面は３つの等間隔の略 平坦な面３８を有し、略等間隔の円弧状コーナー４０により連結され、３面体を 形成する。壁３６の外面４０により第１端３０から第２端３２に向けて、軸３４ から外方に遠ざかるように拡散又はテーパ状とされていることに注目されたい。 しかし、必ずしも斯る形状であることを要件としない。壁３６は内部キャビティ ４２を定める内面を有し、このキャビティ４２は第２端３２から第１端３０の端 壁４４に延びる。隙間穴４６が軸３４と同軸状の端壁４４を貫通して形成されボ ルト２２の挿入を可能にする。壁３６の内面には３個の凹面状の第１溝４８が形 成され、各溝は電線コネクタ１０にクランプされる最大の第１導体１８の半径よ り僅かに大きい半径を有する。これら３個の第１溝４８は、端壁４４から第２端 ３２へ延び且つ軸３４から遠ざかるように拡がる。各第１溝４８は、図８に最も よく示す如く短い傘穴５０を含み、第１導体１８の導入部として作用し、電線コ ネクタ１０の取付中及び使用中の導体の傷みを最小にする。各第１溝４８は、各 側に後述する目的の為の当接面５２を含んでいる。また、壁３６の内面３６は、 ３個の凹状第２溝５４を含み、各溝は、電線コネクタ１０にクランプされる最大 の第２導体２０の半径より僅かに大きい半径を有する。３個の第２溝５４は端壁 ４４から第２端３２へ延び、軸３４から外方へ拡がる。これら３個の第２溝は、 第２端に向けて僅かに外方へ拡がり、部品の鋳造中の正しいドラフト角を与える 。各第２溝５４は、図６及び図８に最もよく示す如く各側に後述する目的の為の 当接面５６を含み且つ第２２導体２０の導入部として作用するテーパ面５８を第 ２端３２に隣接して含んでいる。壁３６の内面は内部キャビティ４２を定め、交 互に離間した第１及び第２溝を有し、各第２溝５４が２個の第１溝４８間に配置 されることに注目されたい。第１溝４８はゲージ４から＃１／０の寸法の導体が 収容でき、第２溝５４より半径が大きく、第２溝５４はゲージ＃１２から＃１４ の導体を収容するよう構成されている。クランプ部材１４は強度の大きいアルミ ニウム合金、鋼又は銅の鋳造品である。 図９乃至図１２に示す如く、楔１６はその第１端６６から第２端６８に延びる ３個の第３溝６４を含み、これら第３溝６４は第２端に向けて相互に拡がる。各 第３溝６４は、その各側に当接面７０を含み、この楔がクランプ部材と第１溝に 第１導体を入れることなく組み立てられると、クランプ部材１４の当接面５２と 当接係合する。楔１６は、３個の第４溝７２を含み、第１端６６から第２端６８ に向けて延び且つクランプ部材１４の第２溝５４の拡がりと対応する量で、第２ 端に向けて相互に拡がる。各第４溝７２は、その各側に当接面７４を含み、第２ 導体を第２溝に入れることなく楔をクランプ部材に組立てるとき、クランプ部材 １４の対応する当接面５６に当接係合する。第３及び第４溝６４、７２は夫々第 １及び第２溝４８、５４のスペースと一致するよう構成され、その結果、図１及 び図２に示す如く楔１６がクランプ部材１４と作用的に係合すると、各第３溝は 第１溝と対向関係になり且つ各第４溝は対応する第２ 溝と対向関係になる。各第３及び第４溝６４、７２は、夫々図１０及び図１１に 示す如く１対の皿穴７６、７８を有し、第１及び第２導体１８、２０の導入面と して作用し且つ電線コネクタ１０の取付け及び使用時に導体を傷める危険を少な くする。図９、図１１及び図１２に示す穴８０は、図１及び図２に示す如くクラ ンプ部材１４に組み立てられると楔１６から軸３４と同軸状に延びる。穴８０は 、図３及び図１２に最もよく示す如く、多角形開口８２と交差し、ナット２４を 受容する寸法とされている。好ましくは、ナット２４は、開口８２と僅かに摩擦 係合する。楔１６の変形例として、穴８０がねじ穴であり、ボルト２２を螺入す る。この変形例はもちろんナット２４を不要にする。楔は相互接続された第１及 び第２導体間の主電流路となるので、高導電性且つ低抵抗材料で作られる必要が ある。それは、アルミニウム合金、銅合金その他の適当な導電性材料であるのが 好ましい。 図１３、図１４及び図１５に示すカバー１２は、閉端９０と、この閉端から外 方にテーパ付けて延び、シュラウド９６との接合点９４で終端する側壁９２とを 有する。シュラウド９６は、略平坦な側面を有し、開端９８で終端する。この開 端は、図１５に示す如くカバー１２の内部キャビティ１００へのアクセスを提供 し、図１及び図２に示す如く、組み立てられたクランプ部材１４、楔１６及びボ ルト２２を受容するよう構成されている。カバー１２の内壁の周囲には等間隔の ３個のラッチ１０２があり、各ラッチは開端９８に面するカム面１０４と平坦９ ６に面するラッチ面１０６とを有する。この例では３個のラッチ１０２を示すが 、本発明の要旨を逸脱することなく単一のラッチ１０２を使用してもよい。３個 の斯るラッチはカバーをより確実に固定するが、カバー１２を取外したいとき、 同時に３個のラッチを解除するのは１個の場合より、一層困難である。１対のス ロット１０８がシュラウド９６に形成され、壁９２の一部は各ラッチ１０２に最 接近し且つ反対側にある。、１対のスロット１０８の間の壁の一部分は十分に弾 性を有し、ラッチは、クランプ部材１４がキャビティ１００に挿入され、次にク ランプ部材１４の第２端３２に対してラッチされるとき、弾性的に外方に撓む。 カバー１２は優れた誘電体特性を有する適当なプラスチック製である。 動作を説明すると、図１６に示す如く、電線コネクタ１０は楔１６の端６８を クランプ部材１４の端３２から外方に突出させて部分的に組立てる。ボルト２２ はナット２４と緩く締め付けられており、クランプ部材と楔とが相互に連結され て入るが、ボルト２２を矢印Ａ方向に押すと、楔１６は図示の如く外方へ延びる ようにする。単一の第２導体２０を第２溝５４の１つと対向する第４溝７２間の スペースに挿入する。次に、２個の第１導体１８を２つの第１溝４ ８と対応する第３溝６４間のスペースに挿入する。導体２０と１８とを組立体に 完全に挿入し、楔１６を注意深くクランプ部材の内部キャビティ４２内に更に押 し込み、たるみをとり、ボルト２２をナット２４に更に締付ける。ボルトが完全 に締付けられると、楔１６の第３及び第４溝は夫々第１及び第２導体１８、２０ と摺動係合する。よって、ボルト２２とナット２４により楔１６をキャビティ４ ２内に更に押し込むと、導体１８、２０と楔１６間にワイピング作用を生じる。 このワイピング作用は、楔１６と接触する導体表面に存在し得る酸化物層を破壊 しようとする。ボルト２２を更に締付けると、第１及び第２導体１８、２０の溝 ４８、５４内にある部分は、この例にあっては第３及び第４溝６４、７２の略全 長即ち約１．２５インチにわたり良好な電気的接触を行う。幾分柔らかい導体１ ８、２０は楔の溝６４、７２と対応するクランプ部材の溝４８、５４間に強制的 に楔を打ち込み、溝表面に対して僅かに変形し、比較的外面領域で、良好な電気 的接触を確立する。組立完成された接続の電流路は楔を介することが理解されよ う。導体が第１及び第２溝４８、５４にないときは、楔当接面７０、７４は対応 するクランプ部材当接面５２、５６と当接係合し、楔は図２に示す如くクランプ 部材の略中心に維持される。次に、組み立てられたクランプ部材と楔とを、カバ ー１２のキャビティ１００に挿入する。カバー１２の内部はクランプ部材１４の 外面と適合するよう寸法及び形状が定められるので、クランプ部材と楔とが挿入 されると、各ラッチ１０２のカム面１０４がクランプ部材１４の平坦面３８と係 合する。挿入を継続すると、カム面１０４がテーパ面３６上に完全に挿入する。 この時点で、ラッチ１０２は初期位置に弾性的にスナップバック（復帰）して、 ラッチ面１０６が図１及び図２に示す如くクランプ部材の端部と係合する。シュ ラウド９６は、クランプ部材の端部３２と、楔の端部６８とを超えて延び、スト レインリリーフを形成し且つ電線コネクタ１０の近傍の導体１８、２０を保護す る。これは電気コネクタの取付け時及びその後のメンテナンス時に手荒い扱いに より導体が誤ってキンクするのを防止する。このシュラウドは、誤った短絡をも 付加的に防止する。 この例にあっては、電線コネクタ１０として３面構造につき説明したが、２面 又は４面以上の多角形構造にも本発明は実用可能である。２面体の場合には、こ の電線コネクタは最大２本の第１導体１８と最大２本の第２導体２０が収容でき る。４面体構造の場合には、最大４本の第１導体１８と最大４本の第２導体２０ が収容でき、以下同様である。特定の電線コネクタにおいて、すべての溝を使用 する必要はないことに注意されたい。更に、本実施例では、穴４６が設けられた 端壁４４を用いたが、内部キャビティ４２がクランプ部材１４を完全に貫通して 延びる場合には、端壁は不要であり、両端共に開放してもよい。この場合には、 ボルト２２はワッシャを含むか、電線コネクタに組立てれる際に端３０の面と係 合する十分な大きさのヘッドを含む必要がある。更に、本発明のクランプ部材１ ４と楔１６を使用すると、ボルト２２は不要である。外部工具を使用して楔をク ランプ部材内に押し込み、摩擦又はその他の固定具例えば、リベットを使用して 楔とクランプ部材とを組立位置に維持することができる。或は、クランプ部材１ ４を高強度且つ良誘電特性のプラスチックで作ることにより、カバー１２を省略 してもよい。この場合には、ボルト２２のヘッドはクランプ部材に皿穴とし、ヘ ッドが隣接機器を短絡する危険を低減してもよい。 本発明の重要な効果は、各導体に対して十分に大きい接触面を有し、楔と導体 との間に組立中にワイピングを行い存在し得る表面の酸化物層を破壊できること である。導体同士の直接接触がないので、異種金属の問題がない。更に、絶縁カ バーは電線コネクタを短絡から保護し、コネクタ全体をフィールドで特殊工具を 使用せず容易に組立又は分解することが可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年３月３日 【補正内容】 １） 原明細書２頁（翻訳文第１頁第２０行及び第２１行間に下記を加入する） 米国特許第３，２３５，９４４号には、クランプ部材と楔とを有する電線コネ クタを開示している。このクランプ部材と楔とは、夫々１対の導体受容相補溝を 有する。クランプ部材の周壁は、その軸を完全に包囲する。 ヨーロッパ特許公開第０２３８３１６号は、複数の導体受容溝を有する楔部材 を開示している。この楔部材は、クランプ部材内に挿入可能である。このコネク タは多導体用コネクタであり、複数の圧接コンタクトにより、絶縁導体を成端す る。 ２） 原明細書中８頁（翻訳文第５頁第８行） 「約１．２５０インチ」を「約３．１７５ｃｍ（１．２５０インチ）」に訂正す る。 ３） 請求の範囲 第１項 「１．少なくとも１本の第１導体（１８）と１本の第２導体（２０）とを電気 的に相互接続する電気的電線コネクタ（１０）において、第１端（３０）、第２ 端（３２）及び該第１端及び第２端を貫通する長手軸（３４）を有するクランプ 部材（１４）と、 内部キャビティ（４２）を有する周壁（３６）と、 前記内部キャビティ内に形成され複数の略直線状の第１導体受容溝（４８）及 び略直線状の第２導体受容溝（５４）と、 導体材料で形成され複数の第３溝及び複数の第４溝を有する楔（１６）とを含 み、 前記第１及び第２溝（４８、５４）は前記第１端（３０）から前記第２端（３ ２）へ延び、前記第１溝は前記第２端に向けて拡がり前記軸から外方に遠ざかり 、 前記楔（１６）は前記クランプ部材（１４）の前記内部キャビティ（４２）内 に閉位置で適合受容され、 前記第３溝（６４）は前記第１溝（４８）と対向関係であって両者間に前記第 １形の導体（１８）を受容固定し、前記第４溝（７２）は前記第２溝（５４）と 対向関係にあって第２形の導体（２０）を両者間に受容固定し、 前記周壁（３６）は前記軸（３４）を完全に包囲し、 前記第１及び第２導体（１８、２０）は前記クランプ部材（１４）と前記楔（ １６）の対応する溝内に確実に固定されることを特徴とする電線コネクタ（１０ ）。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１端（３０）、第２端（３２）、及び第１及び第２端を貫通する長手軸を 有するクランプ部材（１４）と、 内部キャビティ（４２）を有する周壁（３６）と、 前記内部キャビティに形成された略直線状の第１導体受容溝（５４）と、 第３及び第４溝を有する楔（１６）とを含み、 前記第１及び第２溝（４８、５４）は前記第１端（３０）から前記第２端（３ ２）へ延び、前記第１溝は前記第１端から前記第２端に向けて外方に拡がり、前 記軸から遠ざかり、 前記楔（１６）は前記クランプ部材（１４）の前記内部キャビティ（４２）内 に閉鎖位置で受容され、 前記第３溝（６４）は前記第１溝（４８）と対向関係であってその間に第１導 体（１８）を受容且つクランプし、 前記第４溝（７２）は前記第２溝（５４）と対向関係であってその間に第２導 体（２０）を受容且つクランプする少なくとも１本の導体（１８）と１本の第２ 導体（２０）とを電気的に相互接続する電気電線コネクタ（１０）において、 前記周囲壁（３６）は前記軸（３４）を完全に包囲し、前記クランプ部材（１ ４）は複数の第１溝（４８）と複数の第２溝（５４９を含み、 前記楔（１６）は複数の第３溝及び第４溝（６４、７２）を前記第１及び第２ 溝と対応して含み、 前記楔（１６）を前記クランプ部材８１４）内に閉位置に移動すると、前記第 １及び第２導体（１８、２０）は前記クランプ（１４）と前記楔（１６）の対応 する溝内に確実にクランプされることを特徴とする電気コネクタ（１０）。 ２．前記第１及び第２溝（４８、５４）は前記クランプ部材（１４）の内面に凹 面が形成されていることを特徴とする請求項１の電線コネクタ（１０）。 ３．前記各第３及び第４溝（６４、７２）は前記楔（１６）の外面に形成された 凹面であることを特徴とする請求項２の電線コネクタ（１０）。 ４．前記楔（１６）の前記各第３溝（６４）は各列に当接面（７０）を含み、前 記第３溝に第１導体（１８）がないときは前記クランプ部材（１４）の前記壁（ ３６）の前記内面と当接係 合するよう構成されていることを特徴とする請求項３の電線コネクタ（１０）。 ５．前記楔（１６）を前記クランプ部材（１４）の前記内部（４８）且つ閉位置 に押し込むよう構成したカップラ（２２）を含み、該カップラは前記楔（１６） とクランプ部材（１４）とを一体に固定することを特徴とする請求項１の電線コ ネクタ（１０）。 ６．前記カップラ（２２）は前記クランプ部材（１４）の前記第１端（３０）を 貫通して前記軸（３４）に沿って延び前記楔（１６）のねじ穴（２４）と貫通す るボルトを具えることを特徴とする請求項５の電線コネクタ（１０）。 ７．前記クランプ部材（１４）の外面形状と対応する内部形状を有し、前記クラ ンプ部材（１４）、閉位置の前記楔（１６）及び前記クランプ部材（１４）に前 記楔（１６）を固定する前記ボルト（２２）が完全に前記カバー（１２）内に配 置されるようにした絶縁カバー（１２）を含むことを特徴とする請求項１の電線 コネクタ（１０）。 ８．前記カバー（１２）は前記クランプ部材（１４）と摩擦係合するよう延出す るロッキングタブ（１０２）を含み、前記カバー（１２）を前記クランプ部材（ １４）に固定することを特徴とする請求項７の電線コネクタ（１０）。 ９．前記クランプ部材（１４）は実質的に多角形である前記軸（３４）に垂直な 断面を有することを特徴とする請求項１の電線コネクタ（１０）。 １０．前記断面は実質的に３面を有する多角形であり、前記クランプ部材（１４ ）は３個の第１溝（４８）と３個の第２溝（５４）を有することを特徴とする請 求項９の電線コネクタ（１０）。