JPS6264074A - 電気的カプリング - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電気的接続をグーえるためのカプリングで
あって、形状記憶特性を有する材料から作られたものに
関する。

従来のカプリングすなわち電気的接続装置は一般的に、
２つの導電性領域に係合し、それらの機械的及び電気的
内部接続を行なうことすることを意図した金属スリーブ
又はリングから構成されていた。しばしば、１−記機械
的及び電気的内部接続は、変形又は縁曲げされたスリー
ブによって提供されていた。縁曲げにより、スリーブは
かなりの程度永久的に変形し、一般的にこの種のカプリ
ングは１度しか使用できない。なぜなら、縁曲げの際に
起きるかなりの変形の故に、スリーブの最初の弾性と展
性とが失われ、引き続き再使用することかできなくなる
からである。

しかしながら、最近、この分野で形状記憶特性を有する
材料か使われ始め、それによって、この種の装置を連続
的に数回再使用することができるようになった。例えば
、カプリングスリーブ又は少なくともその一部を、形状
記憶特性のある材料、すなわち、その材料の遷移温度に
対するスリーブの温度に応じて、異なる形状を採る性質
をスリーブに与えることができる材料で形成することが
提案されている。これら２つの形状は、接触領域の電気
的及び機械的内部結合がもたらされない拡張形状と、接
触領域の電気的及び機械的接触が実際に提供される収縮
すなわち非拡張状態に対応する。

この種のカプリングは欧州特許出願公開第０１１２　ｆ
ｉ１８号及びイギリス国ハバント・ハンプシュア−で出
版された研究開示刊行物（ＲｅｓｅａｒｃｈＤｉｓｃｌ
ｏｓｕｒｅ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ）第２１２号、４
４２ページ、アブストラクト第２１２３７号に形成され
た「電極又は電極ビンへの巻きリードの取り付は方法」
と題する記事に記載されている。

しかしながら、−１−記団行物に記載された型のカプリ
ングでは、複数回の接続−遮断サイクルにわたって１−
分に拡張された状態に復帰させるために、スリーブを拡
張状態に復帰させて機械的及び電気的内部接続がない状
態にまで戻すのに十分な大きさの外部的な力を必要とす
る。

従って、特に上記欧州特許出願第０１１２６１８号に記
載されたカプリングでは、弾性部材又はスリーブと同心
の、分割された金属リングの形態にある補助ハネがスリ
ーブと接触して設けられている。この弾性部材又は補助
ハネは、スリーブ−バネアセンブリーの大きさに適合す
る実質的に全てのタイプの導電性領域に対して再使用可
能な接続機能を与えることを確保するために設けられて
いる。上記研究開示出版物では、カプリングは単純なス
リーブから成り、これは、スリーブを拡張状態に復帰さ
せることができるのに適した外部的な力を発揮すること
ができる導電性領域の内部接続にのみ用いることができ
る。上記出版物の図面に示されるように、この種のカプ
リングは、導電性領域の１つかスリーブに対して半径方
向の弾性を有し、ハネかコイルによって形成されている
場合においてのみ反復的に使用することかできる。

この発明の好ましい具体例では、補助的な弾性又はバネ
システムを必要とすることなく何回も再使用することか
できる電気的カプリングを提供することによって」二記
欠点を解決した。

この発明の好ましい具体例ではまた、対応する導電性接
触領域が配線された後に取り付けるのに適した電気的カ
プリングか提供される。

［発明の概要］ この発明の電気的カプリングは形状記憶特性を有する材
料からつくられた分割された（ｓｐｌｉｔ）スリーブか
ら成る。このスリーブは、実質的にその最初の形状に対
応し、電気的接触領域の電気的及び機械的内部接続を維
持するのに適した第１の記憶状態を採るのに適している
。さらに、スリーブは、スリーブ構造の少なくとも１つ
の領域を局所的に変形させることによって得られる第２
の記憶状態を採ることができ、この第２の記憶状ｆＥは
、スリーブの中心領域に電気的接触領域を自由に挿入し
又はこれから抜き取るのに適している。

スリーブは、その構造の少なくとも１つの局所領域の温
度が変更されると−１−記憶１及び第２記憶形状状態を
可逆的に往復する。

この発明はあらゆる種類の電気ケーブル、例えば、断面
円形形状の導体を有するケーブル、フラットケーフル、
取りはずし可能なコネクターフィッティングの接触子及
び接続部材等に適用することかてきる。

電気的接続領域を内部接続するためのこの発明のカプリ
ングを先ず第１ａ図及び第１ｂ図に示す。

この発明のカプリングは、形状記憶特性を有する材料か
ら成る分割スリーブｌを有する。スリーブは■て示され
る、第１の記憶形状を採ることができ、これはスリーブ
の実質的に最初の状態に対応している。この第１の状態
において、内部接続すべき電気接触領域間の電気的及び
機械的内部接続かもたらされる。さらに、スリーブｌは
、ＩＩて示す第２の記憶状態を採り得る。この形状はス
リーブ構造の少なくとも１つの領域を局所的に変形する
ことによって得ることがてきる。この第２の状態におい
て、スリーブの中心領域に電気接触領域を自由に挿入し
、また、これから抜き取ることができる。「スリーブ構
造の局所領域」という語は、実質的に円筒状の形状を有
するスリーブについて、その表面の１つの母線の近傍に
ある領域を指すのに用いられる。スリーブは、このよう
な局所領域の１つ又は２以上の温度を変えることによっ
て、あるいは、スリーブ全体の温度を変えることによっ
て１つの記憶状態からもう１つの記憶状態に移行せしめ
ることができる。

非限定的な例として、試験により、この発明のカプリン
グには形状記憶特性を有する材料として、ニッケル−チ
タン、ニッケル−チタン−鉄。

銅−亜鉛−アルミニウム、銅−アルミニウム−ニッケル
、及びニッケルーアルミニウムを用いることがてきるこ
とがわかった。これらの材料は金属間化合物又は合金の
形態で用いることかできる。

この発明のカプリングの特に有利な例では、カプリング
は４％アルミニウム、２８％亜鉛及び残部銅からなる材
ネ４てつくられる。この例では、第１の記憶形状状８Ｉ
は室温及び／又は電気接続の作動温度下において安定で
あることを述べなければならない。自然的に、この第１
の記憶形状状態は低温、すなわち、カプリングの使用温
度範囲を規定するスペックの最低温度までの温度下にお
いて安定である。従って、第１の記憶形状状態は約−６
５°Ｃまで安定であるように選択される。第２の記憶形
状状態は、スリーブ構造体の少なくとも１つの局所領域
（又はスリーブ全体）の温度が、スリーブを構成する材
料の転移温度（Ｍｓ）よりも低くなったときに得られる
。−１−述の例ては、合金の転移温度は約−８０°Ｃで
ある。いずれの適当な低温供給源によってもスリーブを
記憶形状ｌから記憶形状ＩＩに転移させることができ、
スリーブの熱的慣性の故に、転移温度以下の温度におい
て、スリーラの中心領域て電気接触領域の係合及び／又
は脱係合操作を行なうことができる。

第１ａ図に示すように、第１の記憶形状状態Ｉにあるス
リーブは、そのスロットｌＯの端部同志か接触すること
なく端部近傍の壁か重なり合うように巻かれており、従
ってスリーブは部分的に接触したらせん状に巻かれてい
る。この具体例は、実質的に円形の断面を有する電気接
触領域を内部接続するのに特に有利である。

第１ｂ図はまた別の例を示しており、この例では、スリ
ーブの第１の記憶形状状ｆｆ１Ｉが楕円又は平坦であり
、スロットの端部同志が接触することなく、該端部近傍
の壁か第１ａ図の例のように重なり合っている。この例
は、いわゆる「フラット」ケーブルを接続するのにより
適しているように思われる。

必須的ではないが、スリーブの内壁は滑らかであること
が好ましい。内壁かなめらかであると、絶縁鞘から突出
する剥離された末端を有するケーブルを内部接続する際
に鞘を損傷することな〈１−分に覆うことかてきる。

耐老化性及び耐薬品性を高めるために、スリーブに金、
銀、パラジウム合金、スズ−鉛化合物又はチタンの層か
ら成る導電性の保護カバーを設けてもよい。この保護カ
バーは、さらに適当な下部コートを有していてもよい。

このカプリングの使用方法を第２ａ図及び第２ｂ図を参
照して説明する。第１の記憶形状状Ｆｌｌｌから始まり
、スリーブをその転移温度よりも低い温度にすることか
できる低温源又は道具によって第２の記憶形状状態ＩＩ
に転移される。記憶形状状態１１にあるときは、スロッ
ト１ｏの端部同志は好ましくは接触しておらず、スリー
ブの中心領域は、適当な断面の電気接触領域２及び３か
スリーブ１の中心領域に挿入できるように１−分に広く
開く。

スリーブかもとの温度又は室温に戻ると、記憶形状状態
Ｉに戻り、それによって、電気接触領域２及び３の電気
的及び機械的内部接続か確保される。スリーブか記憶形
状状ＷＩｊＴＩにある際に、スロットｌＯ中のギャップ
は、予め配線された電気接触領域−１−に載置できるよ
うに十分に幅広であることが好ましい。第２ｂ図は記憶
形状状態Ｉにおいて平坦なスリーブを示しており、接触
領域は断面が円形の導体であってもよいし、フラットケ
ーブルに用いられる型の導体であってもよい。

次に、この発明のカプリングをワイヤーラップ接続端子
５の後部４の接続に適用した場合の特に有利な例につい
て説明する。この説明は第３ａ図及び第３ｂ図に基づい
て行なう。

接続端子５は接続接触子の末端部分４上に置かれ、形状
状態ＩＩにあるスリーブｌは（上述のように）、そのス
ロット中のギャップか十分に大きな間に接続接触子４と
接続端子５の間の接合部上に置かれる。接合領域は開い
たスリーブの中央部に存在する。室温又は作動温度に戻
ると、スリーブは第１の記憶形状状態Ｉに戻り、この状
態において接触子４と接続端子５とによって構成される
電気接触領域間の電気的及び機械的内部接続が確保され
る。好ましくは、スリーブｌが記憶形状状態■にある間
に、スロットｌＯの端部が互いに実質的に接触するよう
な形状に巻かれる。

接続端子５か接触子４に対して回転することを防止する
ために、接続端子５に対し、スリーブの近傍において鋭
い角度の面取りを施してもよく、スリーブの中心領域の
端部は、それが接触する接続端子及び／又は接続端子の
後部と相補的な形状にしてもよい。

この目的のために、第３ａ図及び第３ｂ図に示すように
、スリーブｌのスロット１０を規定する端部以外の端部
には、例えば断面が長方形状の切り欠き１００を設け、
スリーブか曲かりながら第１の記憶形状状態と第２の記
憶形状状態との間を変形往復することができるようにし
てもよい。

同様に、内部接合すべき部品４と５との間により良い機
械的接着及び電気的接触を与えるために、スリーブｌに
、スリーブの対称面Ｐに対して傾斜した少なくとも１つ
の部分１０１を設けて、スリーブ本体の中央部分１０２
に対して傾斜するファセット（面取り）を形成してもよ
い。ファセット１０１は面Ｐに対して対称であり、切り
欠き１００とスリーブ本体の中央部１０２どの間に配置
されている。

記憶形状状ｆｆ、１１から状態Ｉへ移行するときに、す
なわち、スリーブか閉じるときに、ファセット１０２に
よって形成される対称的な傾斜面が、接続すべき部品４
と５とのそれぞれに対し、対称面Ｐに対して対向するく
さび効果を発揮し、それによって機械的及び電気的内部
接続か増強されることが理解されるであろう。

このようにファセットを設けることは、気密密封型の離
脱可能なコネクターを接続する際に特に好ましい。従来
技術をこの接続に用いることは、このようなコネクター
を入れるのに利用可能な容積の故に、又はこのコネクタ
ーが用いられる条件の故に容易ではなかった。すなわち
、コネクターを形成している材料は、従来の接続方法を
用いる際に通常起きる変形に耐えるのに適していなかっ
た。

この発明のカプリングの使用方法を例を第４ａ図、第４
ｂ図及び第４ｃ図に基づいて説明する。

第４ａ図に示すように、カプリングは適当な大きさの小
片に切られた、上記合金のシートからつくられる。シー
トは参照番号２０で示される。第３ａ図又は第３ｂ図に
示されるような長方形状の歯又は切り欠き１００が必要
な場合には、−１−記小片の端部に沿って歯又は切り欠
きを切り、小片２０を折りたたんてファセット又は傾斜
部分＋０１を形成することかてきる。小片２０を次に矢
印Ｒで示される方向に機械的に巻いて、第４ｂ図に示さ
れるような第１の記憶形状状ＷＥＸｘを構成する最薊形
状及びサイズを与えてスプリットスリーブを構成する。

スリーブｌは次にその結晶相をオーステン型の相に変え
るために加熱処理され、次に室温近くまで冷却される。

冷却は、焼き入れなどのような、不所望の結晶相の出現
を防１１＝する適当な方法によって行なわれる。

いわゆる「教育」工程が、スリーブ壁の１又は数本の母
線に実質的に並行に延びる少なくとも１つの変形領域に
沿って施される。第４ｈ図では、「教育」される領域は
１１１で示されている。

「教育」は、スリーブがほぼ第２の記憶形状状［１１を
採るように変形される際の変形領域１１１に繰り返し機
械的応力を与え、かつ、この応力を与えながらスリーブ
全体を、変形領域１１１（あるいは任意的にスリーブｌ
全体）がマルテンサイト相になる温度に冷却することか
ら成る。冷却は、適当な低温源をスリーブ全体に又は変
形領域１．１１に当てることによって行なうことができ
る。機械的応力は、スロット１０の端部な、所望の記憶
形状状態ＩＩが得られるよいうに十分離すことができる
適当な道具によって行なうことができる。

機械的応力を取り除いた後、この発明のカプリングを徐
々に室温まて加熱する。そうするとカプリングはその安
定な第１の記憶形状状態に戻る。

「教育」サイクルは、カプリングの温度を単に下げただ
けで第２の記憶形状状態になり、温度を上げるたけで第
１の記憶形状状態に戻ることが再現性をもって起こるよ
うになることを確保するために何回も繰り返し行なう。

上記「教育」工程は唯一可能な「教育」工程ではなく、
温度を変えることによって２つの記憶形状状態を可逆的
に往復させることができるような他のいずれの工程もこ
の発明に用いることができる。

適当な材料の小片を切って巻く、に記したこの発明のカ
プリングの製造方法は唯一可能な方法というわけではな
い。実質的に同じ形状のカプリング部材は、棒状又は円
筒状などの形態にある形状記憶特性を有する材料を、穴
開けのような従来の加工方法で加工することによっても
得ることができる。

同様に、−Ｆ記「教育」工程は、相補的に行なうことが
できる。すなわち、必要ならば、記憶形状状態Ｉから状
［ｉｌｌに移行させる温度変化を逆転させ、上記状態の
番号によって指定される特定の形状を逆転させることに
よっても行なうことができる。

最後に、非限定的な例として、エレクトロフェーシング
（ｅｌｅｃｔｒｏｆａｃｉｎｇ）のような従来法によっ
て、「教育された」材料に保護カバーをつけることか好
ましく、この保護カバーは「教育」工程前に材料に施す
こともできる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図は、この発明のカプリングの好ま
しい２つの具体例を示す図、 第２ａ図及び第２ｂ図は、第１ａ図及び第２ｂ図に示さ
れるカプリングか特定の型のケーブルを接続するために
どのように用いられるかを非限定的に示す図、 第３ａ図及び第３ｂ図は、この発明のカプリングを、接
触子に電気接続するための部材を有する離脱可能なコネ
クターの接触子の後部を接続するのに適用した特に有利
な例を示す斜視図及び縦断面図、 第４８．４ｂ、４０図は、この発明のカプリングの特に
有利な製造方法を示す図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）形状記憶特性を有する材料から成るスプリットス
   リーブの形態にある、電気接触領域を相互接続するため
   の電気的カプリングであって、 前記電気接触領域の電気的及び機械的相互接続を確保す
   るのに適し、前記スリーブの最初の形状状態に実質的に
   対応する第１の記憶形状状態と、 スリーブの少なくとも１つの領域を局所的に修飾するこ
   とによって得られ、前記電気接触領域をスリーブの中央
   領域に自由に挿入し及び／又はこれから抜き取るのに適
   した第２の記憶形状状態を採ることができ、 前記スリーブはその少なくとも１つの局所領域の温度を
   変えることによって前記記憶形状状態間を可逆的に移行
   する、電気的カプリング。
2. （２）形状記憶特性を有する前記材料は、合金又は金属
   間化合物の形態にあるニッケル−チタン、ニッケル−チ
   タン−鉄、銅−亜鉛−アルミニウム、銅−アルミニウム
   −ニッケル及びニッケル−アルミニウムから成る群より
   選ばれる金属複合物である特許請求の範囲第１項記載の
   カプリング。
3. （３）金、銀、パラジウム合金、スズ−鉛化合物又はチ
   タンから成る導電性の保護カバーを有し、かつ該保護カ
   バーは適当なアンダーコートを有する特許請求の範囲第
   １項記載のカプリング。
4. （４）前記スリーブは、前記電気接触領域の電気的及び
   機械的相互接続を確保するための第１の記憶形状状態に
   ある時には、前記スロットの端部同志が接触しておらず
   、該端部付近のスリーブの壁が互いに重なっている特許
   請求の範囲第１項記載のカプリング。
5. （５）スリーブは、第１の記憶形状状態にあるときには
   追加的に実質的に平坦化される特許請求の範囲第４項記
   載のカプリング。
6. （６）スリーブの内壁は滑らかである特許請求の範囲第
   １項記載のカプリング。
7. （７）ワイヤーラップ型の端子を有するコネクター接触
   子の後部を接続するためのカプリングであって、電気接
   触領域の電気的及び機械的相互接続を確保する第１の記
   憶形状状態にあるときにはスリーブスロットの端部同志
   が実質的に互いに接触する状態に巻かれる特許請求の範
   囲第１項記載のカプリング。
8. （８）第１の記憶形状状態にあるときに、スリーブの中
   心領域はコネクター接触子及びワイヤーラップ端子の後
   部に対して相補的である特許請求の範囲第７項記載のカ
   プリング。
9. （９）スリーブのスロットを規定する端部以外の端部に
   は、スリーブが変形し、湾曲によって上記第１の記憶形
   状状態から第２の記憶形状状態に移行することを許す適
   当な切り欠き又はギザギザが設けられている特許請求の
   範囲第８項記載のカプリング。
10. （１０）スリーブ本体は対称横断面に対して傾斜した部
    分を含み、該部分はスリーブ本体の中心部分に対してフ
    ァセットを形成しており、該ファセットは前記切り欠き
    とスリーブの中心部分との間に配置されている特許請求
    の範囲第９項記載のカプリング。