JP5602857B2 - 電気的な導体のための接続部品及び該接続部品を被覆する方法 - Google Patents

Description

本発明は、接続部品（Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｓｂａｕｔｅｉｌ）であって、外部に対して働く少なくとも１つのカップリング部材を備え、カップリング部材内に複数のコンタクト部材が配置されており、コンタクト部材が、相補的なカップリング部材及びコンタクトを備えて形成された少なくとも１つの差し込み接続器の接点接続のために、接続部品を形成する第１のハウジング内で互いに接続可能であり、第１のハウジングが少なくとも２つのシェル部材から中空室を形成し、中空室内に電気的な部品が配置されている接続部品に関する。

この種の接続部品は、少なくとも２本の電気的なケーブル又はラインをその差し込み接続器により連結可能とするために必要となる。また、このような接続部品は、単数又は複数の分岐を２本のケーブル又はラインの接続点において設けるためにも必要である。その際、接続部品内に存在するカップリングの完全な電気的な機能性及び機械的な機能性が保証されていなければならない。このために、接続は、環境影響、例えば湿気及び汚れから保護されることが望ましい。

従来技術
実際の使用から公知の方法は、端子、配線及び内部部品を備える構成群全体を硬化可能な注型材料の注型又は射出成形により包囲して、１つのブロックを形成するというものである。

米国特許第６４２８３５７号明細書には、ベースハウジングを備える電気的な差し込み接続器が記載されている。ベースハウジングは、第１の作業工程で熱可塑性の弾性的な材料を射出成形することによりこの材料により包囲される。第２の作業工程で初めて、接続される電気的なケーブルのための引っ張り荷重軽減手段を含めた、正確な形状の最終的な射出成形が行われる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６０５６２５８号明細書において公知の、電気的な部品及び電子的な部品からなる構成群は、硬化する電気絶縁性の注型材料の注型によりハウジング内でくるまれている構成群であって、ハウジング外から接近可能な、少なくとも僅かにハウジング内に延びる少なくとも１つの端子がハウジングに設けられており、端子が、電気的に構成群に接続されており、かつ内側から構成群とともに真空注型によりくるまれていることを特徴としている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４８７１５号明細書において公知の電気的な切換装置は、少なくとも１つの接続手段と、電気的な切換素子を担持する受容体とが配置されているハウジングを備え、ハウジングから、対応する接続手段に接続されるコネクタがシールされた状態で突出しており、かつすべての切換素子を備える受容体とコネクタ端子とを収容するハウジング部分が、少なくとも部分的に注型材料で充填されている。

差し込み接続器の射出成形は、従来技術である。従来技術において、接点接続される部材は、電気的な導体あるいは電気的なケーブルとともに、相応の型内に装入され、電気を通さない絶縁性のプラスチックの射出成形により被覆されている。この射出成形工程のためには、部材が内部に保持された相応の型内にプラスチックに応じて約１８０℃〜４００℃の温度及び１５ｂａｒ〜４００ｂａｒの圧力で射出されるプラスチックが必要である。

この方法において、構成群全体の注型及び充填又は射出成形の際に大体積の注型材料が使用されなければならないことは、不都合に作用する。このことは、工具の十分な空気抜きが、部品の複雑な輪郭に基づいて不可能であるとき、低圧射出成形法における空気抜きの問題に至らしめる場合がある。射出される注型材料により押しのけられる大きな空気体積は、場合によっては逃げることができずに、不可避の空気封入を生じる場合がある。この空気封入は、機能的な制限及び／又は外見上の制限に至りかねない。また、冷却工程中の収縮プロセスによるこのような大きな材料体積の変形の可能性を排除することはできない。このような構成群の重厚な注型時の別の欠点は、個々の機械的な部品の機能性が注型材料の浸入により制限されるか、又はもはや存在しない状態になり得ることにある。

発明が解決しようとする課題
本発明の課題は、カップリング部材を備えるハウジング内に、環境影響から保護したい電気的な部品及び／又は電子的な部品並びにその配線が配置されている、プラスチックからなる被覆を唯一の作業工程で被着して、最終的な完成した形状を賦形可能な接続部品を提供することである。

上記課題は、２つのシェル部材が、両シェル部材の結合平面において、ラビリンスシールにより互いに結合されており、ラビリンスシールが少なくとも部分的に開口として形成されており、第１のハウジングを注型材料により被覆する際、注型材料の一部が適当に、設けられた開口を通してシェル部材の中空室内に浸入可能であることにより解決される。

本発明の有利な態様は、請求項２乃至４に記載されている。すなわち、好ましくは、前記ハウジング被覆がポリウレタンプラスチックからなる。また、好ましくは、前記第１のハウジングの前記シェル部材が互いに係止又は螺止されている。また、好ましくは、前記第１のハウジングに電気的なケーブルの接続部が設けられている。

さらに上記課題は、本発明に係る方法において、対応するように形成された単数又は複数の差し込み接続器との接点接続のために、接続部品から外部に対して働くカップリング部材に接続されているコンタクト部材及び電気的な部品を、２つのシェルから形成される内側の第１のハウジング内に装入し、内側の第１のハウジングを、内側の第１のハウジングを包囲する第２のハウジング内に装入し、このとき、内側の第１のハウジングを第２のハウジングから間隔を置いて保持し、かつカップリング部材を片持ち状態に第２のハウジングから突出させ、第１のハウジングを、第１のハウジングと第２のハウジングとの間の空間を充填する注型材料の注型により、１回の作業工程で包囲し、このとき、充填される注型材料の少量の部分が、両シェルを結合するラビリンスシールにおける開口内を、内側のハウジングの中空室内に到達可能であり、充填及び硬化の後、包囲していた第２のハウジングを除去し、第１のハウジングが、充填された注型材料の、周囲を取り巻くハウジング被覆とともに１つのユニットを形成し、第２のハウジングの表面に設けられた最小の細部が、周囲を取り巻くハウジング被覆に転写され、硬化後、接続部品の加工不要な最終的な形状が生じるようにすることにより解決される。

方法の有利な態様は、請求項６及び７に記載されている。すなわち、好ましくは、注型工程時、前記注型材料の少量の材料部分が適当に、前記第１のハウジングの、このために設けられた開口内に浸入可能であり、該開口が、ハウジング半部の結合平面における該ハウジング半部間のラビリンスシールの間隔により形成されており、射出される注型材料の十分な空気抜きを前記ハウジングの前記カップリング部材とカラーとの間のスリットにより実施し、周囲を取り巻くハウジング被覆内における空気封入を回避する。また、好ましくは、注型工程時、ＲＩＭ法で作業を行い、ポリウレタン混合物を注型材料として使用し、注型材料が作業のために６０℃〜９０℃の温度範囲を有しており、好ましくは８０℃の温度において、かつ１〜５ｂａｒ、好ましくは３ｂａｒの正圧において、唯一の注型作業工程で作業する。

本発明は、２以上の電気的な導体又はケーブルを互いに接続するために必要とされる接続部品に関する。接続部品は、コンタクト部材を内部に保持した少なくとも２つのカップリング部材と、コンタクト部材を互いに接続するための装置と、カップリング部材を収容するハウジングとを有している。

接続したい電気的な導体は、その接続端に、コンタクト部材を内部に保持したコネクタハウジングを有している。コネクタハウジングのコンタクト部材は、接続部品のコンタクト部材と相補的である。コンタクト部材の接点接続は、それぞれの相補的なコネクタと接続部品のカップリング部材との接続によりなされる。接続部品の本体を形成するハウジングは、複数のパーツ、有利には２つの個々のパーツからなる。第１のハウジングは、基体をなし、外側のハウジング被覆によりくるまれる。外側のハウジング被覆は、接続部品の最終的な形状をなしている。

ハウジングは、好ましくは２つの前製作されたハウジング部分から構成される。前製作されたハウジング部分の穴あるいは凹部には、接続したい導体を接続するためのカップリング部材が装入される。カップリング部材内に存在するコンタクト部材は、２つの前製作されたハウジング部分により形成される中空室内で互いに結合され、かつ電気的に接続される。

好ましい態様において、前製作されたハウジング部分に係止手段が設けられている。係止手段は、個々のハウジング部分の接合後にハウジング部分が再度分解してしまうことを防止する。

接続部品のために環境影響に対する保護を形成する外側のハウジング被覆は、内側のハウジング部分の接合後、直接第１のハウジング上に被着される。このために、好ましくは、内側の第１のハウジングの構造全体を外側から、ハウジング被覆の注型時に、ハウジング被覆を形成する低粘度のプラスチックにより包囲される。第１のハウジングから突出するカップリング部材のみが、カップリング部材の接点接続を保証するために、包囲されずに残される。

ハウジング被覆は、好ましくは低粘度の反応性のプラスチックからなる。プラスチックは、内側の第１のハウジングの周りに注型され、つまり外側のハウジングと内側のハウジングとの間の中空室に注型される。この用途にはポリウレタンが特に適していることが判っている。これは、低粘度及び良好な流動性によって、薄い壁厚さ及び壁厚さの差並びに例えばロゴ等のハウジングの特徴的な部分の良好な象形が達成されるからである。ポリウレタンの別の利点は、急速な反応時間である。ポリウレタンの急速な反応時間は、方法を経済的に実施し得るために必要である。いわゆるＲＩＭ法（Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｕｌｄｉｎｇ：反応射出成形法）が使用されると、この方法により硬化時間が数秒で済むので、反応時間のさらなる短縮が可能となる。

上述の方法に対して、本明細書において説明する、好ましくはポリウレタンを用いてハウジング周りの注型を行う方法では、６０℃〜９０℃の温度範囲、好ましくは８０℃、及び１〜５ｂａｒ、好ましくは３ｂａｒの低い正圧が必要とされるにすぎない。これらの温度範囲及び圧力範囲は、とりわけ、組み付けたい電子的な部品に関して特に有利であることが判っている。

好ましい態様において、前製作されたハウジング部分はその結合平面でラビリンス構造を有している。ラビリンス構造は、通常、外側のハウジング被覆による第１のハウジングの注型時の注型材料の浸入を防止する。その際、ラビリンス構造は、ハウジング内部への注型材料の管理された浸入を生じる開口を備えた有利な構造を有していてよい。その結果、注型工程時、ハウジング被覆内の空気封入は回避される。

接続したいコンタクト構造は、電気的な接続の他、光導波路や、空気圧の接続、又は各種信号を伝送することが予定されているその他の接続であってもよい。これに応じて、接続部品で使用されるコンタクト部材及びカップリング部材は、伝送したい媒体の種類に合わせて選択されればよい。さらに、直接的なケーブル接続部（Ｋａｂｅｌａｎｂｉｎｄｕｎｇ）を接続部品に付加してもよい。

本発明の一実施の形態を図面に示し、以下に詳細に説明する。

カップリング部材を備える組み立てられた第１のハウジングの斜視図である。 ２つの半シェルから形成される開放された第１のハウジングの斜視図である。 ラビリンス結合部の詳細図である。 カップリング部材及び第１のハウジングの詳細図である。 注入された注型材料とともに部分的に断面した第１及び第２のハウジングを示す図である。 ハウジング被覆が注型により形成された接続部品を示す図である。 添えられた電気的なケーブルを備える接続部品の断面図である。 図７ａに示した接続部品の斜視図である。

図１は、コンタクト部材を備える電気的な導体を接点接続するための接続部品を示している。

接続部品は、第１のハウジング１を有している。第１のハウジング１は、本実施の形態では２つのシェル部材３，５から形成されている。シェル部材３，５の内室内には、図１に示した３つのカップリング部材１０の接続あるいは配線だけが含まれているか、又は外部に対して働くカップリング部材１０に接続される電気的／電子的な回路も含まれている。カップリング部材１０内には、他方、コンタクト部材１２が配置されている。さらに図１には、ハウジングの幾つかの角隅領域に設けられた取り付け開口１８も看取可能である。

図２は、接続部品を示している。図２において、第１のハウジング１の両シェル部材３，５は、開放されているので、図２で見てハウジングの三方の面に嵌め込まれたカップリング部材１０と、図２には示されていないが、場合によっては存在する内部の接続とが可視の状態となっている。まず、このことから、嵌め込まれたカップリング部材１０との関連においても、第１のハウジング１が外界に対して絶対的なシール性を有していないことが推認可能である。第１のハウジング１は、最終的なハウジング被覆２０を注型により被着する大まかな形状を維持するという役割を有している。

ハウジングの両シェル部材の結合領域の詳細図を図３に示した。両シェル部材３，５は、いわゆるラビリンスシール７によりその接触縁において互いに結合されている。その結果、一方では、所定の安定性が、他方では、まず、後に注型したい材料の簡単な浸入が回避される。しかし、このラビリンスシールは、適当な形で注型材料あるいは封止材料をハウジング内部に到達させるように形成されていてもよい。しかし、ハウジング１とカップリング部材１０との間の開口は、図４の詳細図に示すように、ほぼ不可避である。カラー９とカップリング部材１０との間のこの種の間隙１４は、注型時のハウジング被覆の領域における空気の封入を回避するために、適当に注型材料２０の空気抜きのために使用可能である。

図５には、第１のハウジング１及び第２のハウジング１６が、それぞれ段差を付けた断面図で示してあるので、内側の第１のハウジング１と、注型されたハウジング被覆２０と、注型のために必要な外側の第２のハウジング１６とが、看取可能である。外側のハウジング１６は、注型したい材料に接続される、図３には図示しない適当な接続部を備える工具部分として形成されている。

もはや後加工を必要としない、注型材料２０の注型を終えた接続部品は、図６に示してある。ハウジング１は、ロック部材１３を備えるカップリング部材１０と、やはり被覆された保持アイ１８とを有している。

別の実施の形態では、第１のハウジング１を注型により被覆する際に、接続部品に直接ケーブル接続部２４を備え付けてもよい。つまり、既製のコネクタ‐ケーブル‐接続体を１回の作業工程で作製してもよい。このために、図７ａ及び図７ｂにこの種の例を示した。この場合、付加的に、差し込み接続器として形成された第１のハウジング１において、添えられたケーブル２２の一部が、屈曲防止手段２４により包囲されている。屈曲防止手段２４も一緒に１回の注型作業工程において製造される。

１ 第１のハウジング
３ シェル部材１（ハウジング部分）
５ シェル部材２
７ ラビリンスシール（注型材料の適当な流入のためのラビリンスシール）
９ カップリング部材のためのカラー
１０ カップリング部材（プラグ、ソケット）
１１ コンタクトチャンバ
１２ コンタクト部材
１３ ロック部材
１４ カラーとカップリング部材との間の間隙（空気抜き）
１６ 第２のハウジング（注型‐ハウジング／工具）
１８ 保持アイ
２０ ハウジング被覆（注型材料）
２２ 電気的なケーブル
２４ 接続部（ケーブルホルダ）

Claims (7)

1. 接続部品であって、相補的なカップリング部材及びコンタクトを備えて形成された少なくとも１つの差し込み接続器の接点接続のために、前記接続部品を形成する第１のハウジング（１）内で互いに接続可能なコンタクト部材（１２）が内部に配置されている、外部に対して働く少なくとも１つのカップリング部材（１０）を備え、該第１のハウジング（１）が少なくとも２つのシェル部材（３，５）から中空室を形成し、該中空室内に電気的な部品が配置されている接続部品において、前記２つのシェル部材（３，５）が、両シェル部材（３，５）の結合平面において、ラビリンスシール（７）により互いに結合されており、該ラビリンスシール（７）が少なくとも部分的に開口として形成されており、前記第１のハウジング（１）全体を外側から注型材料により被覆する際、前記注型材料の一部が適当に、設けられた前記開口を通して前記シェル部材の前記中空室内に浸入可能であることを特徴とする、接続部品。
2. 前記第１のハウジング（１）のハウジング被覆（２０）がポリウレタンプラスチックからなる、請求項１記載の接続部品。
3. 前記第１のハウジング（１）の前記シェル部材（３，５）が互いに係止又は螺止されている、請求項１記載の接続部品。
4. 前記第１のハウジング（１）に電気的なケーブル（２２）の接続部が設けられている、請求項１記載の接続部品。
5. 接続部品を製造する方法において、
   対応するように形成された単数又は複数の差し込み接続器との接点接続のために、前記接続部品から外部に対して働くカップリング部材（１０）に接続されているコンタクト部材及び電気的な部品を、２つのシェル（３，５）から形成される内側の第１のハウジング（１）内に装入し、
   前記内側の第１のハウジング（１）を、該内側の第１のハウジング（１）を包囲する第２のハウジング（１６）内に装入し、このとき、前記内側の第１のハウジング（１）を前記第２のハウジング（１６）から間隔を置いて保持し、かつ前記カップリング部材（１０）を片持ち状態に前記第２のハウジング（１６）から突出させ、
   前記第１のハウジング（１）の外側全体を、該第１のハウジング（１）と前記第２のハウジング（１６）との間の空間を充填する注型材料の注型により、１回の作業工程で包囲し、このとき、充填される注型材料の少量の部分が、両シェルを結合するラビリンスシールにおける開口内を通して、前記内側のハウジングの中空室内に到達可能であり、
   充填及び硬化の後、包囲していた前記第２のハウジング（１６）を除去し、前記第１のハウジング（１）が、充填された注型材料の、周囲を取り巻くハウジング被覆（２０）とともに１つのユニットを形成し、前記第２のハウジング（１６）の表面に設けられた細部が、前記周囲を取り巻くハウジング被覆（２０）に転写され、硬化後、接続部品の加工不要な最終的な形状が生じるようにする、
   ことを特徴とする、接続部品を製造する方法。
6. 注型工程時、前記注型材料の少量の材料部分が適当に、前記第１のハウジング（１）の、このために設けられた開口内に浸入可能であり、該開口が、ハウジング半部（３，５）の結合平面における該ハウジング半部（３，５）間のラビリンスシール（７）の間隔により形成されており、射出される注型材料の十分な空気抜きを前記ハウジング（１）の前記カップリング部材（１０）とカラー（９）との間のスリット（１４）により実施し、周囲を取り巻くハウジング被覆（２０）内における空気封入を回避する、請求項５記載の接続部品を製造する方法。
7. 注型工程時、ＲＩＭ法で作業を行い、ポリウレタン混合物を注型材料として使用し、注型材料が作業のために６０℃〜９０℃の温度範囲を有しており、好ましくは８０℃の温度において、かつ１〜５ｂａｒ、好ましくは３ｂａｒの正圧において、唯一の注型作業工程で作業する、請求項５又は６記載の接続部品を製造する方法。

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