JP5420809B1 - Miケーブルの端部構造及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
MIケーブルの簡単な端部構造として、特許文献1及び特許文献2に示されているような、金属シースから露出させた素線とソフトケーブルの導線を接続した部分を金属スリーブで覆い、金属スリーブの中に絶縁材を充填したものがある。
マイクロヒータの場合、MIケーブル1の素線3、3は電気抵抗線で、MIケーブル1の端部は素線3、3の発熱により高温となることがあるため、耐熱性の面から樹脂は使用されることが少なく、金属スリーブ10の中には無機絶縁材粉末21が充填されて端部はガラス、セラミック等の耐熱性のあるシール部材14で封止されることが多い。また、無機絶縁材粉末21にはシール性はないので、金属スリーブ10のMIケーブル側端部15のMIケーブル1の金属シース2との全周溶接または全周ろう付けが必ず行われる。この全周溶接または全周ろう付と、シール部材14とにより、MIケーブル1内部は外気から遮断されており、金属スリーブ10と、無機絶縁材粉末21とによりMIケーブル1から露出した素線3、3は断線を防止されている。
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第1の態様に係るものは、
円筒状の金属シースの中に1本または複数本の素線を、無機絶縁材粉末を介在させて収容したMIケーブルの端部構造であって、先端が軸方向に略直角に切断されたMIケーブルの端部に装着されたコネクタを有し、
コネクタは、1つの貫通孔を有し、少なくとも一方の端部は金属シースの外面が内接する内径の円筒状部からなり、円筒状部にはMIケーブルの端部が挿入され、円筒状部の先端がMIケーブルの金属シースに全周溶接された金属スリーブと、
絶縁材からなり、金属スリーブ貫通孔内の挿入されたMIケーブルの先端より挿入方向前方の位置に設けられ、外周部が金属スリーブ全内周に当接して金属スリーブのMIケーブルが挿入された側に外気が入ることを遮断するハーメチックシールと、
MIケーブルの素線より硬い導体からなり、金属スリーブの貫通孔に、その貫通軸方向にハーメチックシールを貫通して挿入され、金属スリーブの円筒状部側の先端部が尖り、円筒状部側の逆側の後端部が棒状または円筒状をした、MIケーブルの素線と同じ本数の金属ピンと、を有し、
金属ピンは、先端部の軸方向が金属スリーブの円筒状部の軸方向と略一致し、その尖った先端が金属スリーブの円筒状部の軸方向と垂直な1つの面上に位置し、かつこの面上の先端の配置がMIケーブルの切断面における素線の配置と同じになるように配列されており、
MIケーブルの各素線の端面に1つの金属ピンの尖った先端が略垂直に突き刺さった状態で、かつ、金属ピンは互いに及び金属スリーブと接触しない状態で、金属ピンがハーメチックシールにより固定されているMIケーブルの端部構造の製造方法において、
MIケーブルの端部が挿入される金属スリーブの円筒状部を、厚みが金属シースより薄いものとし、
コネクタの金属スリーブの円筒状部の内側に、先端が軸方向に対して略直角に切断されたMIケーブルの端部をMIケーブルの各素線の端面に1つの金属ピンの尖った先端が略垂直に接触するように挿入するMIケーブル挿入工程(1)と、
MIケーブルの金属スリーブに挿入されていない箇所を固定し、かつ、金属スリーブのMIケーブル側と反対方向への移動を妨げた状態で、金属スリーブの円筒状部先端をMIケーブルの金属シースに全周溶接する金属スリーブ溶接工程と、を有し、
金属スリーブ溶接工程における全周溶接後の金属スリーブの円筒状部の熱収縮により、MIケーブルの素線の端面に金属ピンの尖った先端を略垂直に突き刺してMIケーブルの端部構造を製作するものである。
さらに、各金属ピンはハーメチックシールにより互いに、及び金属スリーブと接触しない状態で保持されているので、金属ピン間及び金属ピンと金属スリーブとの間に接触が生じて絶縁抵抗が落ちることがない。
また、装着されたコネクタのMIケーブル側と逆側の端部は、金属スリーブ内若しくは金属スリーブ端面に、棒状(または、円筒状)をした金属ピンの後端部、が立っているオスコネクタ(または、メスコネクタ)の形状をしていて、これに嵌合するメスコネクタ(または、オスコネクタ)を、絶縁材及び被覆材としてポリエチレン、ビニル、ゴム類を用いた通常のソフトケーブルの端部に取り付けて、差し込むことでMIケーブルの素線とソフトケーブルの導線が接続される。ここで、市販されている汎用の安価なメスコネクタ(または、オスコネクタ)に嵌合する形状にMIケーブル側のオスコネクタ(または、メスコネクタ)の金属スリーブと金属ピンを作っておけば、経済的である。
本発明のうち第2の態様に係るものは、第1の態様に示したMIケーブルの端部構造において、MIケーブルの末端の無機絶縁材粉末を除去し、その除去した部分に埋め込まれる樹脂からなるシール部材をさらに設け、このシール部材によりMIケーブル内を外部からシールしたMIケーブルの端部構造の製造方法であって、
先端が軸方向に対して略直角に切断されたMIケーブルの末端の無機絶縁材粉末を除去し、その除去した部分に樹脂からなるシール部材を埋め込むシール部材埋込工程を、さらに有し、
MIケーブル挿入工程(1)では、金属スリーブの円筒状部の内側に、MIケーブルの端部の素線の端面または埋めたシール部材に覆われたMIケーブルの素線の端面の直上のシール部材の表面に金属ピンの尖った先端が略垂直に接触するように、MIケーブルを挿入し、
このシール部材埋込工程は、MIケーブル挿入工程(1)の前に実施される第1の態様のMIケーブルの端部構造の製造方法である。
本発明のうち第3の態様に係るものは、円筒状の金属シースの中に1本または複数本の素線を、無機絶縁材粉末を介在させて収容したMIケーブルの端部構造において、
先端が軸方向に略直角に切断されたMIケーブルの端部に装着されたコネクタを有し、
コネクタは、
1つの貫通孔を有し、少なくとも一方の端部は金属シースの外面が内接する内径で厚みが金属シースより薄い円筒状部からなり、円筒状部にはMIケーブルの端部が挿入され、円筒状部の先端がMIケーブルの金属シースに全周溶接された金属スリーブと、
絶縁材からなり、金属スリーブ貫通孔内の挿入されたMIケーブルの先端より挿入方向前方の位置に取り付けられ、貫通孔が設けられたストッパブロックと、
MIケーブルの素線より硬い導体からなり、金属スリーブの貫通孔に、その貫通軸方向にストッパブロックの貫通孔を介して挿入され、金属スリーブの円筒状部側の先端部が尖り、円筒状部側の逆側の後端部が棒状または円筒状をした、MIケーブルの素線と同じ本数の金属ピンと、
MIケーブル内を外部からシールするために設けられ、MIケーブルの末端の無機絶縁材粉末を除去し、その除去した部分に埋め込まれる樹脂からなるシール部材と、を有し、
ストッパブロックの貫通孔は金属ピンと同数設けられ、各貫通孔には1本の金属ピンが挿入され、
金属ピンは、ストッパブロックの貫通孔の最小径より外径の大きい凸部、若しくはストッパブロックの貫通孔の最小径より大きな曲がり部が設けられていて、凸部若しくは曲がり部とストッパブロックの貫通孔との干渉により、金属ピンは、金属スリーブの円筒状部側の逆方向には通過せず、また、ストッパブロックの貫通孔内の金属ピンとストッパブロックの貫通孔との間のクリアランスは、クリアランスによる金属ピンの角度変化が2度以下になるように形成されており、
金属ピンは、金属ピンの凸部または曲がり部がストッパブロックの貫通孔と干渉した状態において、金属ピンの先端部の軸方向が金属スリーブの円筒状部の軸方向と略一致し、その尖った先端は金属スリーブの円筒状部の軸方向と垂直な1つの面上に位置し、かつこの面上の尖った先端の配置がMIケーブルの切断面における素線の配置と同じになるように配列されており、
MIケーブルの各素線の端面に1つの金属ピンの尖った先端が略垂直に突き刺さった状態で、かつ、金属ピンは互いに及び金属スリーブと接触しない状態で、金属ピンが、その凸部または曲がり部とストッパブロックの貫通孔との干渉部においてストッパブロックから押される力により固定されることを特徴とするものである。
また、金属ピンとストッパブロックの貫通孔との間のクリアランスは、金属ピンの角度変化が2度以下となるように取られているので、金属ピンの先端部のぶれは少なく、そのため、その先端部の軸方向が金属スリーブの円筒状部の軸方向と略一致し、その尖った先端は円筒状部の軸方向と垂直な1つの面上に位置し、かつその面上の配置がMIケーブルの切断面における素線の端面の配置と同じ配置になるように配列することが可能である。
その他、MIケーブルの素線はMIケーブルから露出しないため、外径の小さいMIケーブルであっても、その素線の断線を防護する必要がないことは、第1及び第2の態様で示した構造と同様である。また、装着されたコネクタのMIケーブルと逆側の端部は、金属スリーブ内若しくは金属スリーブ端面に、棒状(または、円筒状)をした金属ピンの後端部が立っているオスコネクタ(または、メスコネクタ)の形状をしていて、ソフトケーブルに取付けたメスコネクタ(または、オスコネクタ)に差し込むことでMIケーブルの素線とソフトケーブルの導線が接続されるもの同様である。
本発明のうち第4の態様に係るものは、第3の態様に係るMIケーブルの端部構造であって、金属ピンは、先端部に複数個の尖りを設けていることを特徴とするものである。
本発明のうち第5の態様に係るものは、第3の態様に係るMIケーブルの端部構造の製造方法であって、
先端が軸方向に対して略直角に切断されたMIケーブルの末端の無機絶縁材粉末を除去し、その除去した部分に樹脂からなるシール部材を埋め込むシール部材埋込工程と、
コネクタの金属スリーブの円筒状部の内側に、MIケーブルの端部の素線の端面または埋めたシール部材に覆われたMIケーブルの素線の端面の直上のシール部材の表面に金属ピンの尖った先端が略垂直に接触するように、MIケーブルを挿入するMIケーブル挿入工程(2)と、
MIケーブルの金属スリーブに挿入されていない箇所を固定し、かつ、金属スリーブのMIケーブル側と反対方向への移動を妨げた状態で、金属スリーブの円筒状部先端をMIケーブルの金属シースに全周溶接する金属スリーブ溶接工程と、を有し、
金属スリーブ溶接工程における全周溶接後の金属スリーブの円筒状部の熱収縮により、MIケーブルの素線の端面に金属ピンの尖った先端を略垂直に突き刺してMIケーブルの端部構造を製作するものである。
本発明のうち第6の態様に係るものは、第1、第2及び第5のいずれかの態様に係るMIケーブルの端部構造の製造方法であって、金属ピンは、先端部に複数個の尖りを設けていることを特徴とするもので、この効果は、第4の態様で述べたとおりである。
本発明のうち第7の態様に係るものは、第1、第2及び第5のいずれかの態様に係るMIケーブルの端部構造の製造方法であって、コネクタのMIケーブル側と反対方向の端面を打撃し、MIケーブルの素線の端面に金属ピンの尖った先端を略垂直に突き刺すコネクタ打撃工程を、さらに有し、コネクタ打撃工程は、金属スリーブ溶接工程の前に実施するものである。
本発明の第1の実施形態のMIケーブルの端部構造と製作の作業ステップを、図面を参照しながら説明する。ここで、図1(a)は本発明の第1の実施形態のMIケーブルの端部構造の断面図であり、図1(b)は同MIケーブルの端部構造に接続する絶縁材及び被覆材としてポリエチレン、ビニル、ゴム類を用いた通常のソフトケーブルの端部構造の断面図である。なお、本実施形態では、MIケーブル1の素線が2本の場合について説明するが、1本または2本以外の複数本の場合も同様であり、説明は省略する。このことは他の実施形態でも同じである。
次に、本発明の第2の実施形態のMIケーブルの端部構造と製作の作業ステップを、図面を参照しながら説明する。ここで、図2(a)は本発明の第2の実施形態のMIケーブルの端部構造の断面図であり、図2(b)は同MIケーブルの端部構造の右側面図である。また、図3は第2の実施形態のMIケーブルの端部構造の製作の作業ステップを説明する断面図である。なお、第1の実施形態と同一の構成物については、同一符号を用い、同一の作用効果を奏するものとする。
次に、本発明の第3の実施形態のMIケーブルの端部構造について、図面を参照しながら説明する。ここで、図4(a)は本発明の第3の実施形態のMIケーブルの端部構造の断面図であり、図4(b)は同MIケーブルの端部構造の右側面図である。なお、本発明の第1の実施形態と第2の実施形態ではMIケーブル1にオスコネクタを装着したが、本発明の第3の実施形態はMIケーブル1にメスコネクタを装着したものである。また、第2の実施形態と同一の構成物については、同一符号を用い、同一の作用効果を奏するものとする。
マイクロヒータ、シース熱電対、シース測温抵抗体のMIケーブルとソフトケーブルの接続部は、外部から強い力が加わっても損傷しないように、ターミナルヘッドと呼ばれる金属製の枠内に収められることが多い。
第1乃至第4の実施形態では、金属ピンの素線に突き刺さる先端部は、図1乃至図5に示すように、1つの尖りがある形状をしている。
このような先端部に代えて、図6に外観図を示すような先端部に複数個の尖りを設けた金属ピン13eとしてもよい。複数の尖りがある場合には、金属ピンの先端位置とMIケーブル1の素線3の端面位置に若干のずれがあったとしても、複数の尖りのうち何れかが素線3の端面に刺されば素線3と金属ピンを電気的に繋ぐことができる。
2 金属シース
3 素線
4 無機絶縁材粉末
5 ソフトケーブル
6 導線
7 被覆
8 コネクタ(MIケーブル側)
9 コネクタ(ソフトケーブル側)
10 金属スリーブ
11 ハーメチックシール
12 ストッパブロック
13 金属ピン
14 シール部材
15 溶接部
(符号の添え字a乃至d及びeは、それぞれ第1の実施形態乃至第4の実施形態及び金属ピン先端の変形例に対応するものである。)
Claims (7)
- 円筒状の金属シースの中に1本または複数本の素線を、無機絶縁材粉末を介在させて収容したMIケーブルの端部構造であって、
先端が軸方向に略直角に切断された前記MIケーブルの端部に装着されたコネクタを有し、
前記コネクタは、
1つの貫通孔を有し、少なくとも一方の端部は前記金属シースの外面が内接する内径の円筒状部からなり、該円筒状部には前記MIケーブルの端部が挿入され、該円筒状部の先端が該MIケーブルの金属シースに全周溶接された金属スリーブと、
絶縁材からなり、前記金属スリーブ貫通孔内の前記挿入されたMIケーブルの先端より挿入方向前方の位置に設けられ、外周部が該金属スリーブ全内周に当接して該金属スリーブの前記MIケーブルが挿入された側に外気が入ることを遮断するハーメチックシールと、
前記MIケーブルの素線より硬い導体からなり、前記金属スリーブの貫通孔に、その貫通軸方向に前記ハーメチックシールを貫通して挿入され、該金属スリーブの円筒状部側の先端部が尖り、該円筒状部側の逆側の後端部が棒状または円筒状をした、前記MIケーブルの素線と同じ本数の金属ピンと、を有し、
該金属ピンは、先端部の軸方向が前記金属スリーブの円筒状部の軸方向と略一致し、その尖った先端が該金属スリーブの円筒状部の軸方向と垂直な1つの面上に位置し、かつ該面上の先端の配置が前記MIケーブルの切断面における素線の配置と同じになるように配列されており、
前記MIケーブルの各素線の端面に1つの前記金属ピンの尖った先端が略垂直に突き刺さった状態で、かつ、該金属ピンは互いに及び前記金属スリーブと接触しない状態で、該金属ピンが前記ハーメチックシールにより固定されているMIケーブルの端部構造の製造方法において、
前記MIケーブルの端部が挿入される前記金属スリーブの円筒状部を、厚みが前記金属シースより薄いものとし、
前記コネクタの前記金属スリーブの円筒状部の内側に、先端が軸方向に対して略直角に切断された前記MIケーブルの端部を該MIケーブルの各素線の端面に1つの前記金属ピンの尖った先端が略垂直に接触するように挿入するMIケーブル挿入工程(1)と、
前記MIケーブルの前記金属スリーブに挿入されていない箇所を固定し、かつ、該金属スリーブの該MIケーブル側と反対方向への移動を妨げた状態で、該金属スリーブの円筒状部先端を該MIケーブルの金属シースに全周溶接する金属スリーブ溶接工程と、を有し、
該金属スリーブ溶接工程における全周溶接後の前記金属スリーブの円筒状部の熱収縮により、前記MIケーブルの素線の端面に前記金属ピンの尖った先端を略垂直に突き刺してMIケーブルの端部構造を製作するMIケーブルの端部構造の製造方法。 - 請求項1記載のMIケーブルの端部構造において、前記MIケーブルの末端の無機絶縁材粉末を除去し、その除去した部分に埋め込まれる樹脂からなるシール部材をさらに設け、該シール部材により前記MIケーブル内を外部からシールしたMIケーブルの端部構造の製造方法であって、
先端が軸方向に対して略直角に切断された前記MIケーブルの末端の無機絶縁材粉末を除去し、その除去した部分に樹脂からなるシール部材を埋め込むシール部材埋込工程を、さらに有し、
前記MIケーブル挿入工程(1)では、前記金属スリーブの円筒状部の内側に、前記MIケーブルの端部の素線の端面または埋めた前記シール部材に覆われた該MIケーブルの素線の端面の直上の該シール部材の表面に前記金属ピンの尖った先端が略垂直に接触するように、該MIケーブルを挿入し、
前記シール部材埋込工程は、前記MIケーブル挿入工程(1)の前に実施される請求項1記載のMIケーブルの端部構造の製造方法。 - 円筒状の金属シースの中に1本または複数本の素線を、無機絶縁材粉末を介在させて収容したMIケーブルの端部構造において、
先端が軸方向に略直角に切断された前記MIケーブルの端部に装着されたコネクタを有し、
前記コネクタは、
1つの貫通孔を有し、少なくとも一方の端部は前記金属シースの外面が内接する内径で厚みが該金属シースより薄い円筒状部からなり、該円筒状部には前記MIケーブルの端部が挿入され、該円筒状部の先端が該MIケーブルの金属シースに全周溶接された金属スリーブと、
絶縁材からなり、前記金属スリーブ貫通孔内の前記挿入されたMIケーブルの先端より挿入方向前方の位置に取り付けられ、貫通孔が設けられたストッパブロックと、
前記MIケーブルの素線より硬い導体からなり、前記金属スリーブの貫通孔に、その貫通軸方向に前記ストッパブロックの貫通孔を介して挿入され、該金属スリーブの円筒状部側の先端部が尖り、該円筒状部側の逆側の後端部が棒状または円筒状をした、前記MIケーブルの素線と同じ本数の金属ピンと、
前記MIケーブル内を外部からシールするために設けられ、前記MIケーブルの末端の無機絶縁材粉末を除去し、その除去した部分に埋め込まれる樹脂からなるシール部材と、を有し、
前記ストッパブロックの貫通孔は前記金属ピンと同数設けられ、前記各貫通孔には1本の前記金属ピンが挿入され、
該金属ピンは、前記ストッパブロックの貫通孔の最小径より外径の大きい凸部、若しくは前記ストッパブロックの貫通孔の最小径より大きな曲がり部が設けられていて、該凸部若しくは曲がり部と前記ストッパブロックの貫通孔との干渉により、該金属ピンは、前記金属スリーブの円筒状部側の逆方向には通過せず、また、該ストッパブロックの貫通孔内の該金属ピンと該ストッパブロックの貫通孔との間のクリアランスは、クリアランスによる該金属ピンの角度変化が2度以下になるように形成されており、
前記金属ピンは、該金属ピンの凸部または曲がり部が前記ストッパブロックの貫通孔と干渉した状態において、該金属ピンの先端部の軸方向が前記金属スリーブの円筒状部の軸方向と略一致し、その尖った先端は該金属スリーブの円筒状部の軸方向と垂直な1つの面上に位置し、かつ該面上の該尖った先端の配置が前記MIケーブルの切断面における素線の配置と同じになるように配列されており、
前記MIケーブルの各素線の端面に1つの前記金属ピンの尖った先端が略垂直に突き刺さった状態で、かつ、該金属ピンは互いに及び前記金属スリーブと接触しない状態で、該金属ピンが、その凸部または曲がり部と前記ストッパブロックの貫通孔との干渉部において該ストッパブロックから押される力により固定されることを特徴とするMIケーブルの端部構造。 - 前記金属ピンは、先端部に複数個の尖りを設けていることを特徴とする請求項3記載のMIケーブルの端部構造。
- 先端が軸方向に対して略直角に切断された前記MIケーブルの末端の無機絶縁材粉末を除去し、その除去した部分に樹脂からなるシール部材を埋め込むシール部材埋込工程と、
前記コネクタの前記金属スリーブの円筒状部の内側に、前記MIケーブルの端部の素線の端面または埋めた前記シール部材に覆われた該MIケーブルの素線の端面の直上の該シール部材の表面に前記金属ピンの尖った先端が略垂直に接触するように、該MIケーブルを挿入するMIケーブル挿入工程(2)と、
前記MIケーブルの前記金属スリーブに挿入されていない箇所を固定し、かつ、該金属スリーブの該MIケーブル側と反対方向への移動を妨げた状態で、該金属スリーブの円筒状部先端を該MIケーブルの金属シースに全周溶接する金属スリーブ溶接工程と、を有し、
該金属スリーブ溶接工程における全周溶接後の前記金属スリーブの円筒状部の熱収縮により、前記MIケーブルの素線の端面に前記金属ピンの尖った先端を略垂直に突き刺してMIケーブルの端部構造を製作する請求項3記載のMIケーブルの端部構造の製造方法。 - 前記金属ピンは、先端部に複数個の尖りを設けていることを特徴とする請求項1、請求項2及び請求項5のいずれか1項に記載のMIケーブルの端部構造の製造方法。
- 前記コネクタの前記MIケーブル側と反対方向の端面を打撃し、該MIケーブルの素線の端面に前記金属ピンの尖った先端を略垂直に突き刺すコネクタ打撃工程を、さらに有し、
該コネクタ打撃工程は、前記金属スリーブ溶接工程の前に実施する請求項1、請求項2及び請求項5のいずれか1項に記載のMIケーブルの端部構造の製造方法。
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