JP4533646B2 - 接続キャップ - Google Patents

Description

本発明は、複数本の電線の芯線部が相互に接続されたジョイント電線に適用されるものであり、同一端から挿入された芯線部を覆い保持し、絶縁・防水保護するための接続キャップに関するものである。

図３は、この種の接続キャップに関連する従来の一例を示すものである（例えば、特許文献１）。

接続キャップ５０は、ジョイント電線５９を１本ずつ広げて樹脂をすりこみ充填したり、はみ出した樹脂をなじませたりする面倒な作業を必要とすることなく、簡単な作業でジョイント電線５９の芯線部５９ａと接続されものである。芯線部５９ａが挿入されるキャップ本体５１には、芯線部５９ａとキャップ本体５１の間および被覆部５９ｂとキャップ本体５１の間等に浸透する絶縁性のシール材が充填されている。

ジョイント電線５９は、複数本の被覆電線の被覆部５９ｂが皮剥きされ、露出した芯線部５９ａが圧着や溶着等の各種の方法でジョイントされた電線である。キャップ本体５１は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性の合成樹脂材からなり、先端側に閉塞された奥壁５２を有し、後端側に芯線部５９ａを挿入させるための開口５３を有している。

キャップ本体５１の開口端部には、電線固定用の当て板５５がジョイント電線５９の挿入方向と反対側に突出して形成されている。この当て板５５は、接続キャップ５０の抜け出しを防止するためのものであり、接続キャップ５０は、ジョイント電線５９とともに当て板５５にテープ５７を巻き付けて固定される。

シール層５６は、絶縁性、防水性を有するエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等のシール材が硬化することにより形成される。シール材は、芯線部５９ａとキャップ本体５１の間および被覆部５９ａの間に浸透するように、１００〜５０００センチポイズ（０．１〜５Ｐａ・ｓ）の粘度のものが用いられている。

ジョイント電線５９と接続キャップ５０とを接続する際は、接続キャップ５０内にシール材を注入してからジョイント電線５９を挿入する。そうすると、シール材が芯線部５９ａとキャップ本体５１の間、被覆部５９ｂの間、芯線部５９ａの素線間に毛細管現象により浸透する。そして、接続キャップ５０を２０〜６０℃の温度で２〜３０分保持することでシール材が硬化し、ジョイント電線５９と接続キャップ５０とが接続される。

また、他の従来例として（特許文献２）、キャップ本体を何ら変形させることなく、金属リングの一部を内方に変形させるのみで、複数の電線と外被との密着性を向上させ、ジョイント電線を構成する各電線が外被から不用意に抜ける等の不都合を防止できる接続キャップがある。

ジョイント電線は、複数の電線と、この複数の電線を束ねる外被とから構成されている。この接続キャップは、樹脂材料を構成材料として成形され、ジョイント電線を挿通させるとともに外被の端部を覆い保持するものであり、両端に開口部を有し、段付き円筒状に外形が形成されている。接続キャップは、一方に複数の電線を挿通させる小径部を有し、他方に外被の端部を収容する大径部を有している。

大径部に貫通形成された孔部内壁には、複数の電線と外被とを密着させるための金属リングが一体に埋め込まれている。また、金属リングの外周面と対応するキャップ本体の壁部には、金属リングを内方に変形させるための工具先端部の挿入を許容する孔部が形成されている。
特開平１０−２４３５３９号公報（第３−４頁、第１図） 実開平７−２７２２６号公報（第４−６頁）

しかしながら、上記従来の接続キャップ５０では、解決すべき以下の問題点がある。

従来の第１例では、接続キャップ５０に挿入された芯線部５９ａが、キャップ内で動かないように保持されるものではないため、ジョイント電線５９にテープ５７を巻き付けて固定する前に、芯線部５９ａが接続キャップ５０から抜け出すという問題があった。また、シール材の硬化中に、芯線部５９ａが曲がってキャップ本体５１の中心からずれることがあった。例えば、芯線部５９ａが、キャップ内面に接触した状態でシール材が硬化すると、シール材が芯線部５９ａの素線間や被覆部５９ｂの間に回り込むことができず、芯線部５９ａの安定した防水性を確保することができないという問題があった。

従来の第２例は、ジョイント電線に適用される接続キャップである点で本発明の技術分野と共通するものであるが、ジョイント電線の端部に接続されてその芯線部が絶縁・防水保護されるものではない点で本発明の解決課題と相違する。すなわち、この接続キャップは、両端が開口形成され、しかもジョイント電線とキャップとの間に隙間があるため、充填された未硬化のシール材が漏れたりして、芯線部が絶縁・防水保護されるものではないという問題があった。

本発明は、上記した点に鑑み、ジョイント電線のジョイント部がキャップ本体から抜け出すことを防止してジョイント電線の接続作業性を向上することができ、また、シール材の回り込みを良くして安定した防水性を確保することができる接続キャップを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、先端側には奥壁が設けられ、後端側には、ジョイント電線のジョイント部を挿入してシール材を充填するための開口が設けられた、キャップ本体と、前記キャップ本体の壁部に設けられた一対の孔部に挿設されるように構成されたサイドスペーサと、を備えた、ジョイント電線のジョイント部を収容および保持する接続キャップにおいて、前記ジョイント電線の前記ジョイント部が、芯線部と、該芯線部の端部をスリーブ嵌めしたスリーブとで構成され、前記キャップ本体の壁部の前記一対の孔部が、前記ジョイント部の前記芯線部と対応する位置に設けられ、前記サイドスペーサには、前記ジョイント部がキャップ内面から離隔しつつキャップ中央で位置決めされるように、該ジョイント部の前記芯線部を保持するためのクランプ部が設けられ、そして、前記クランプ部には、スロット状のたわみ空間の両側で相対向している一対の可撓腕が設けられているとともに、前記一対の可撓腕の先端部内面には、それぞれ、前記芯線部に対する拾い面が設けられていることを特徴とする。

上記構成によれば、クランプ部を有するサイドスペーサが、キャップ本体の壁部に設けられた孔部に挿入されると、クランプ部によりジョイント部寄りの芯線部が保持され、ジョイント部がキャップ中央で位置決めされ、未硬化のシール材は、ジョイント部の周囲に回り込み、芯線部の素線間や被覆部の間に浸透する。シール材の硬化中において、ジョイント電線が不用意に引っ張られると、ジョイント部がクランプ部に引っ掛かり、ジョイント部がキャップ本体から抜け出すことが防止される。

また、サイドスペーサが一方の孔部から挿入されると、一対の可撓腕が根本側を支点として開く方向に弾性変形しつつジョイント部寄りの芯線部が一対の可撓腕の間に入り、さらに深くサイドスペーサが挿入されると、サイドスペーサの先端部が他方の孔部に挿入され、両側の可撓腕が閉じ方向に弾性変形し、芯線部が一対の可撓腕の間で保持される。

さらに、サイドスペーサが一方の孔部から挿入されると、芯線部が拾い面にガイドされつつ、一対の可撓腕の間に挿入される。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の接続キャップにおいて、前記サイドスペーサに係止部が設けられ、前記孔部に該係止部と係合する係合部が設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、サイドスペーサが孔部に挿入されると、サイドスペーサの係止部が孔部の係合部に係合することでサイドスペーサが孔部に係止される。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の接続キャップにおいて、前記サイドスペーサが、可撓性を有する連結部を介して前記キャップ本体の壁部に連結されたことを特徴とする。

上記構成によれば、接続キャップとサイドスペーサとが一部品化され、部品管理が容易となる。

以上の如く、請求項１に記載の発明によれば、クランプ部を有するサイドスペーサが、キャップ本体の壁部に設けられた孔部に挿入されると、クランプ部によりジョイント部寄りの芯線部が保持されてジョイント部の半径方向の動きが拘束され、ジョイント部がサイドスペーサに引っ掛かることで軸方向の動きが拘束される。また、保持されたジョイント部は、キャップ内面に接触しないようにキャップ中央で位置決めされるから、未硬化のシール材がジョイント部の周囲に回り込みやすくなる。したがって、ジョイント部がキャップ本体から抜け出すことが防止され、ジョイント電線のジョイント接続の作業性が向上する。また、シール材が芯線部の素線間や被覆部の間に満遍なく浸透して、ジョイント部の安定した防水性が確保される。

また、サイドスペーサが一方の孔部から他方の孔部へ橋渡すようにして挿入されることで、ジョイント部寄りの芯線部が一対の可撓腕の間に挟まれて保持される。したがって、簡単な構成でジョイント部を保持することができ、サイドスペーサの成形性が向上する。

さらに、サイドスペーサが一方の孔部から挿入されると、芯線部が拾い面にガイドされつつ、一対の可撓腕の間に挿入される。したがって、ジョイント電線と接続キャップの接続作業をスムーズに行うことができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、サイドスペーサの係止部が孔部の係合部に係合することで、サイドスペーサが孔部に係止される。したがって、シール材硬化中にサイドスペーサが孔部から抜け出すことが防止され、ジョイント接続の作業性が向上する。

また、請求項３に記載の発明によれば、サイドスペーサは、キャップ本体の壁部に連結部を介して連結されているから、接続キャップとサイドスペーサとが一部品化される。したがって、部品管理が容易となり、ジョイント電線の接続作業性が良くなり、生産性が向上する。

以下に本発明の実施の形態の具体例を、図面を用いて説明する。図１および図２は、本発明に係る接続キャップの一実施形態を示すものである。

接続キャップ１０は、例えば自動車のエンジンルームや車室内に配索されるワイヤハーネスから分岐された電線４同士のジョイント部７を絶縁・防水保護する接続部品である。接続される電線４は、一端がモータやソレノイド等の複数のアクチュエータ類に接続された電線や、電気接続箱内に収容される電子部品に接続された電線等であり、ジョイント部７が形成されることで、複数の電線４の集合アース等が行われるようになっている。

接続される各電線４は、電線４端部において被覆部４ａが皮剥ぎされ、所望の長さに芯線部４ｂが露出されている。芯線部４ｂの露出長さは、接続キャップ１０の深さよりやや短い長さに形成されているため（図２）、被覆部４ａの端部側も覆われて保持されるようになっている。各電線４の芯線部４ｂは、同一方向に向きを揃えられ、素線が散けないように適宜撚り合わされて、導電性スリーブ６で圧着（スリーブ嵌め）されるようになっている。

電線４のジョイント部７は、芯線部４ｂと、導電性スリーブ６とからなっている。導電性スリーブ６は、銅やアルミニウム等の導電性金属材料を構成材料とし、パイプ状に形成されたものである。ジョイント部７は、内側に芯線部４ｂが挿通された状態で、図示しないロータリスエージング装置を用いて導電性スリーブ６の外周が均一に圧縮成形されることで形成されている。スエージ加工によれば、外径寸法のばらつきが小さい真円形状を得ることができ、また、芯線部４ｂの接触抵抗を低減でき接触信頼性を向上させることができる。

本実施形態の接続キャップ１０は、シール材２８硬化中にジョイント部７がキャップ本体１２から抜け出すことを防止でき、キャップ中央でジョイント部７を保持することができるものであり、シール材２８が充填されたキャップ本体１２の後端側の開口１４ａから挿入されたジョイント電線３のスリーブ嵌めされたジョイント部７を覆い保持する接続キャップにおいて、キャップ本体１２の開口側の壁部に、可撓性を有するヒンジ（連結部）２０を介して連結され、先端側においてジョイント部７がキャップ中央で位置決めされるようにジョイント部７寄りの芯線部４ｂを保持するためのクランプ部２３を有するサイドスペーサ２１が設けられ、キャップ本体１２の壁部でヒンジ２０寄りの位置に、ヒンジ２０を外側に曲げつつサイドスペーサ２１を挿入させるための一対のスロット（孔部）１６，１７が設けられたことを特徴とするものである。

以下に、本実施形態の接続キャップ１０の主要構成部分およびその作用について詳細に説明する。

図１に示すように、接続キャップ１０は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド系樹脂等の絶縁性の合成樹脂材料を構成材料とし、射出成形法にて成形されたものであり、キャップ本体１２と、キャップ本体１２にヒンジ２０で連結されたサイドスペーサ２１とから構成されている。

キャップ本体１２は、小径筒部１３と大径筒部１４とからなり、段付き筒状に外形が形成されている。キャップ本体１２の先端側には、奥壁１３ａが形成され、キャップ本体１２の後端側には、ジョイント電線３のジョイント部７が挿入される開口１４ａが形成されている。なお、本明細書中での前後方向は、説明の都合上、接続キャップ１０の軸方向をいうものとし、前側を奥壁１３ａの位置する側と定め、後側を開口１４ａの位置する側と定めることとする。

キャップ本体１２に充填されるシール材２８（図２）は、キャップ本体１２にジョイント電線３の端末側が挿入され、サイドスペーサ２１が一対のスロット１６，１７に挿入された後に充填される。シール材２８は、サイドスペーサ２１や被覆部４ａの端部側が浸る程度に充填される。充填されたシール材２８は、ジョイント部７の周囲に回り込み、芯線部４ｂとキャップ本体１２との間や被覆部４ａの間や芯線部４ｂの素線間に毛細管現象により浸透して、ジョイント部７が絶縁・防水保護されるようになっている。シール材２８には、粘性が１Ｐａ・ｓ程度の発泡ウレタン樹脂が用いられるが、絶縁性、防水性に優れるものであれば、エポキシ樹脂、ホットメルト樹脂、シリコン樹脂などを用いることもできる。

キャップ本体１２には、可撓性を有する一対のヒンジ２０，２０を介してサイドスペーサ２１が一体形成されている。ヒンジ２０の肉厚は、可撓性を有するように薄肉に形成され、ヒンジ２０の長さは、サイドスペーサ２１を一対のスロット１６，１７に無理なく挿入できる程度の長さに形成されている。

サイドスペーサ２１は、プレート状をなしており、ヒンジ２０より厚肉に形成されてスペーサ自身が板厚方向に曲がらない剛性に形成されている。サイドスペーサ２１には、ヒンジ２０に連結された基部２２より二叉に分かれた一対の可撓腕２５，２５を有するクランプ部２３が形成されている。一対の可撓腕２５，２５は、ジョイント電線３の芯線部４ｂを挟むスロット状のたわみ空間２６の両側で相対向し、根本側を支点として閉じ方向および開き方向に弾性変形できるようになっている。

可撓腕２５の先端側内面には、芯線部４ｂを案内しつつ受け入れるテーパ面（拾い面）２５ａが形成されている。このテーパ面２５ａに逆テーパ面２５ｂが続き、逆テーパ面２５ｂが一対の可撓腕２５，２５の分かれ部分としての又部を形成する円弧状面２５ｃに続いている。すなわち、各可撓腕２５はその中間部分が内側に盛り上がった形状をなしており、クランプ空間とされるたわみ空間２６は、可撓腕２５の先端側でやや広く形成され、可撓腕２５の中間部分で一旦狭く形成され、可撓腕２５の根本側で再び広く形成されている。

これによって、サイドスペーサ２１に保持される芯線部４ｂは、一対の可撓腕２５，２５の先端側のテーパ面２５ａに案内されつつ奥側にスムーズに挿入され、一対の可撓腕２５，２５を開き方向に弾性変形させつつさらに深く挿入される。芯線部４ｂが一対の可撓腕２５，２５の中間部分を過ぎると、一対の可撓腕２５，２５が閉じ方向に弾性復元し、芯線部４ｂが一対の可撓腕２５，２５の円弧状面２５ｃに押し付けられた状態で保持される。

一対の可撓腕２５，２５の又部は、サイドスペーサ２１によって保持された芯線部４ｂがキャップ中央に位置決めされるように形成されているため、ジョイント部７はキャップ本体１２の内面に接触せず、内面から等しい距離だけ離れた位置で保持されるようになっている。

芯線部４ｂがサイドスペーサ２１によって保持されると、ジョイント部７はキャップ内の径方向および軸方向に動かないように固定されることとなる。しかし、不用意にジョイント電線３が引っ張られた場合は、芯線部４ｂが一対の可撓腕２５，２５の間で軸方向にスライドすることとなるが、導電性スリーブ６の後端面がサイドスペーサ２１に当接することで、ジョイント部７がキャップ本体１２から抜け出さないようになっている。

キャップ本体１２の大径筒部１４の下側寄りの位置には、サイドスペーサ２１が挿入される一対のスロット１６，１７が貫通形成されている。一対のスロット１６，１７は、ジョイント部７寄りの芯線部４ｂに対応するように形成されているため、サイドスペーサ２１によって芯線部４ｂが保持されるようになっている。スロット１６とサイドスペーサ２１との間には隙間があるが、シール材２８は１Ｐａ・ｓ程度の粘性を有しているため、隙間からシール材２８が漏れないようになっている。

次に、接続キャップ１０とジョイント電線３の接続方法について説明する。ジョイント電線３には、上述したように芯線部４ｂが導電性スリーブ６で圧着されたものが用いられる。先ず、ジョイント電線３のジョイント部７を、接続キャップ１０の後端側の開口１４ａから挿入する。ジョイント電線３は、ジョイント部７の先端がキャップ本体１２の奥壁１３ａに当接することで長手方向の位置決めが行われ、ジョイント電３線の被覆部４ａの端部側がキャップ内に挿入される。

次に、ヒンジ２０を外側に曲げてサイドスペーサ２１を一方のスロット１６から挿入させ、ジョイント部７寄りの芯線部４ｂを一対の可撓腕２５，２５の間で挟み、サイドスペーサ２１の先端部を他方のスロット１７に挿入させる。そうすると、芯線部４ｂはキャップ中央で位置決めされることとなり、ジョイント部７がキャップ内面から離れた状態に保持される。この状態で、不用意にジョイント電線３が引っ張られることがあっても、ジョイント部７の導電性スリーブ６の後端面がサイドスペーサ２１に当接するから、ジョイント部７が接続キャップ１０から抜けることはない。

そして、接続キャップ１０の後端側の開口１４ａからシール材２８が充填され、ジョイント部７やサイドスペーサ２１や被覆部４ａの端部側がジール材２８中に浸される。シール材２８は、毛細管現象により芯線部４ｂとキャップ本体１２との間や被覆部４ａの間や芯線部４ｂの素線間に浸透する。シール材２８は、硬化促進剤が混ぜられた二液性の樹脂材料であるため、数分程度で硬化し、その硬化力によりジョイント部７がキャップ本体１２と一体化され、絶縁・防水保護されるようになっている。

以上のように、本実施形態によれば、サイドスペーサ２１のクランプ部２３によりジョイント部７寄りの芯線部４ｂが保持されてジョイント部７がキャップ内で動くことが防止される。不用意にジョイント電線３が引っ張られても、サイドスペーサ２１にジョイント部７の導電性スリーブ６が引っ掛かり、接続キャップ１０からジョイント部７が抜け出すことが防止される。また、保持されたジョイント部７は、キャップ内面に接触しないようにキャップ中央で位置決めされるから、未硬化のシール材２８がジョイント部７の周囲に回り込みやすくなる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で以下のように変形して実施することができる。
（１）サイドスペーサ２１をキャップ本体１２に一体形成することに代えて、別体に形成する。このよう構成によれば、キャップ本体の金型構造を複雑化せず、成形性を向上することができる。
（２）サイドスペーサ２１が挿入されるスロット１６，１７をキャップ本体１２の大径筒部１４に設けることに代えて、スロットを小径筒部１３に設け、ジョイント部７の導電性スリーブ６に環状の溝を形成し、この溝にサイドスペーサ２１の一対の可撓腕２５，２５を係合させる。このような構成によれば、ジョイント部７を直接保持することができ、ジョイント部７の半径方向および軸方向の位置決め精度を向上することができる。

本発明に係る接続キャップの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す接続キャップにジョイント電線を挿入した状態を示す断面図である。 従来の接続キャップの一例を示す断面図である。

３ ジョイント電線
４ｂ 芯線部
７ ジョイント部
１０ 接続キャップ
１２ キャップ本体
１３ａ 奥壁
１４ａ 開口
１６，１７ スロット（孔部）
２０ ヒンジ（連結部）
２１ サイドスペーサ
２３ クランプ部
２５ 可撓腕
２５ａ テーパ面（拾い面）
２６ たわみ空

Claims (3)

1. （ａ）先端側には、奥壁が設けられ、後端側には、ジョイント電線のジョイント部を挿入してシール材を充填するための開口が設けられた、キャップ本体と、（ｂ）前記キャップ本体の壁部に設けられた一対の孔部に挿設されるように構成されたサイドスペーサと、を備えた、ジョイント電線のジョイント部を収容および保持する接続キャップにおいて、
   （イ）前記ジョイント電線の前記ジョイント部が、芯線部と該芯線部の端部をスリーブ嵌めしたスリーブとで構成され、
   （ロ）前記キャップ本体の壁部の前記一対の孔部が、前記ジョイント部の前記芯線部と対応する位置に設けられ、
   （ハ）前記サイドスペーサには、前記ジョイント部がキャップ内面から離隔しつつキャップ中央で位置決めされるように、該ジョイント部の前記芯線部を保持するためのクランプ部が設けられ、そして、
   （ニ）前記クランプ部には、スロット状のたわみ空間の両側で相対向している一対の可撓腕が設けられているとともに、前記一対の可撓腕の先端部内面には、それぞれ、前記芯線部に対する拾い面が設けられている
   ことを特徴とする接続キャップ。
2. 前記サイドスペーサに係止部が設けられ、前記孔部に該係止部と係合する係合部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の接続キャップ。
3. 前記サイドスペーサが、可撓性を有する連結部を介して前記キャップ本体の壁部に連結されたことを特徴とする請求項１または２に記載の接続キャップ。

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