JPS62100964A - ケ−ブル接続方法 - 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］ 本発明は、ケーブル接続に関し、特に、該ケーブル接続
は、同軸ケーブルへの接続に限定されるしのではなく、
該ケーブルは、圧電性ケーブルであってよい。

［従来の技術］ ２本のケーブルを一体に接続し、またはケーブルの端に
コネクターを付けるには、導体から周囲の電気絶縁材料
を除去し、露出させた導体に接続するのが常套の方法で
ある。しかしながら、そのような通常の方法では、ある
種の形態のケーブル、例えば導体の結着性が不十分であ
り、それ故ケーブルの絶縁材および／または外側要素に
より結着性を促進することが必要であるような場合には
、困難が生じる。もう１つの例としては、絶縁材料自体
の強度が不十分であり、そのために絶縁材料の露出およ
び／またはケーブルの外側保護要素の除去が後のケーブ
ルの性能に対して好ましくないことが有り得る場合であ
る。

ケーブル接続に特に注意が必要であるケーブルの例は、
イギリス国特許公告第２１５０３４５Ａ号および第２１
５０３４６Ａ号に記載されている。

これらの公告には、中央延伸可能電気導体、圧電性中間
層および外側電気導体を有して成る圧電性ケーブルが開
示されている。中間層は、軸方向に延伸し、半径方向に
分極させて圧電性にしたポリ　−ビニリデンフルオリド
から形成するのが好ましい。

中央導体は、低融点合金から形成するのが好ましく、従
って、自体ハンダの性質を有する。導体の機械的可撓性
および低融点故、また、圧電性材料は、延伸されている
が、架橋されていないため、クリーピングに対して敏感
であるので、そのようなケーブル、特に中央導体に電気
的接続を形成する場合に困難なことかある。特に、４Ｔ
Ｌ性接着剤による注封およびクリンピング方法では、必
ずしし充分な結果が得られるとは限らない。更に、これ
らのケーブルの場合、絶縁材料は内側導体よりはるかに
強いので、内側導体の部分を除去せずに絶縁材料を同時
に剥ぐことは、どのような場合で乙困難である。

［発明の目的］ 上述のような問題点を克服し、または少なくとム軽減す
るようなケーブル接続を形成する方法およびケーブル接
続自体を提供することが本発明の目的である。

［発明の構成コ 本発明の１つの要旨では、電気絶縁材料で包囲された導
体を有する電気ケーブルに電気的接続を形成する方法で
あって、 （ｉ）導電性突込ｒ１＜　＋４を導体内に挿入して、突
込部材の一部分がケーブルから延ひるようにし、（ｉｉ
）少なくとも導体の軟化温度以上に、突込部材を加熱し
、それにより導体を局所的に軟化させ、更に、 （ｉｉｉ　）突込部材および導体を放冷して、両者の間
にハンダ付け接続を形成する方法を提供する。

接続部において低抵抗を確保し、また、張力および振動
下で接続を確実に保持するために、ハンダ付け接続を行
うのが有利であることが判った。

良好なハンダ付け接続は、一体に接続される２つの材料
間に厚さ約ｉミクロンの中間金属干渉層を形成すると得
られる。

突込部材の加熱は、導体内に挿入する前に行い、熱い突
込部材を導体に押し付けることにより、導体が局所的に
軟化し、突込部材の挿入が容易に行えるようにするのが
好ましい。しかしながら、突込部材および導体は、導体
内に突込部材を挿入し、引き続いて、例えば伝熱または
誘導加熱により突込ｉ％＜材に熱を加え、局所的に軟化
させ、引き続いてハンダ付けするようにしてもよい。

導体として融点が９７，８℃であるナトリウムを有する
電気ケーブルは、例えばイギリス国特許明細書第１２３
４１５９号により知られており、それにはナトリウム内
に軸方向に押し付けるテーパー付き銅製導電性部材によ
り導体に接続を形成することが記載されている。その後
に、接続部は、熱収縮性プラスチック絶縁チューブによ
り実質的に封止される。しかしながら、導体を軟化させ
、ハンダ付け接続を形成するために、熱は加えていない
。

本発明の方法では、加熱突込部材は、導体を軟化させ、
更に、少なくとも局所的に導体を溶融させることができ
、また、突込部材と導体との良好な電気接触、即ち、突
込部材と導体との間の低い電気接触抵抗を確保するのに
充分な長さを、好ましくは導体の長手方向に、突込部材
をケーブル内にそのように入れることがでる。突込部材
は、そのような挿入を行うために、導体の軟化または溶
融温度に１５いて充分に硬質である必要がある。更に、
温度は、ケーブル絶縁材または池の要素が損傷を受ける
ほど高くてはならないのは明白であ−る。

ケーブルは、圧電性ケーブルであってよく、即ち、圧電
特性を有する誘電体を何するケーブルであってよい。

次に、ケーブル導体から延びる突込部材は、ハンダ付け
またはクリンピングのような従来の導体接続手段のいず
れの手段であってもよい適当な手段によって、該ケーブ
ルと同一の構造であって乙、またはそうでなくてもよい
もう１本のケーブルま　　　　“たは必要なケーブルコ
ネクターに接続できる。突込部材は、短いビンまたは長
い導体であってよい。

従って、本発明は、接続する場合に、非常に注意を要す
るケーブルを、従来の方法を適用することができるケー
ブルに転換するのに便＋ｌである。

本発明のもう１つの要旨では、電気絶縁材料により包囲
された導体、および導体内に含まれ、ケーブルから延び
、導体内に保持された突込部付を有して成る電気ケーブ
ルであって、該導体の軟化温度が、突込部材のそれより
ム低く、導体および突込部材が一体にハンダ付けされて
いる電気ケーブルを提供する。

好ましくは、また、特に、ケーブルが、上述の特許公告
第２１５０３４５Ａおよび第２１５０３／１６Ａ号に記
載されているようなものである場合、導体は、低融点合
金を含んで成る。導体の融点は、好ましくは１７０℃を
越えない、より好ましくは１６０℃を越えない、最も好
ましくは１５０℃を越えない。更に、導体の融点は、好
ましくは少なくとも５０℃、より好ましくは少なくとも
６０℃、特に少なくとも６５℃１最も好ましくは少なく
とも７０℃である。導体は、共融組成を有する合金から
作ってよく、従って、単独の明確な融点を有するが、ま
た、非共融合金から形成してもよく、この場合、温度と
共に延性か増加する相線図において固相線と液相線との
間の相に入ることになる。

突込部材を導体内に挿入できるようにするためには、導
体が完全に溶融する必要はなく、または全くないのは明
白であるが、挿入できるように充分に柔軟になる必要が
ある。また、導体は、破断を起こさない必要がある。上
述の特許公告に記載されているケーブル製造に使用する
延伸操作中、または突込部材の挿入中のいずれかの場合
に導体が破断すると空隙が生じることかある。空隙は、
一般に望ましくないが、本発明は、電気的接触に与える
この空隙の悪影響を、少なくとも幾分克服できると考え
られる。突込部材と導体との間の電気的接触を、相当な
長さ、例えば１０闘までにわたり延ばすことができるの
は便利であり、その結果、局所的に生じる空隙の影響は
、接触抵抗に関しては無視し得るようにてきる。これは
、相当大きい空隙を有するケーブルの一部分において、
それを知らずにクリンプ接続をした場合には、同様な結
果にならないことに注目すべきである。ケーブル導体と
の電気的接触は、突込部材である高強度銅合金のような
比較的高融点の材料を、導体に使用する乙のと同じ材料
で被覆することにより、即ち、フラックスとして作用さ
せることにより更に向上させることができる。この場合
、フラックスを付（）た突込部材は、フラックスの溶融
ｆｊ４始が認められるまで加熱することができ、従って
、部材が充分に高い温度に達し、ケーブルの柔らかい導
体に挿入できること指示することとなり、これは便利な
ことである。

導体に使用できる低融点合金の例を第１表に示す。

第１表 ケーブルの横断面については、突込部材は導体より小さ
く、また、これらが円形断面である場合、代表的には、
導体の直径は突込部材の直径の約２倍である。

上述の絶縁材料は、圧電性材料であってよい。

そのような圧電性材料には、炭素原子数が奇数であるナ
イロン材料、特にナイロン５・、ナイロン７およびナイ
ロン１１、ポリヒドロキシブチレート、ビニリデンシア
ニド／ビニルアセテートコポリマーならびにビニリデン
フルオリドボリマーが包含される。「ビニリデンフルオ
リドポリマー」なる語は、ポリビニリデンフルオリド、
通常ｒＰＶＤＦＪまたはｒＰＶＦｆｆｉＪと略して呼ば
れるもの、および配向により圧電活性を発生または促進
できるビニリデンフルオリドのコポリマーを包含するも
のとして使用している。適当なコポリマーは、ビニリデ
ンフルオリドとビニルフルオリド、トリフルオロエチレ
ン、テトラフルオロエチレン、塩化ビニルおよびクロロ
トリフルオロエチレンとのコポリマーまたはターポリマ
ーを包含する。更に、ビニリデンフルオリドポリマーと
他のポリマー、例えばポリメチルメタクリレートとの配
合物も、圧電活性が無くならない限り、適当である。圧
電性材料は、好ましくはビニリデンフルオリドボリマー
、より好ましくはポリビニリデンフルオリドを含んて成
り、特に、実質的に子°リヒニリデンフルオリドのみか
ら成る。しかしながら、圧電性ポリマー材料のみが適当
であるだけではなく、イギリス国特許第２０１２５１９
号に記載されているようなネオプレンのようなポリマー
のマトリックス中に粉末で分散させた圧電性セラミック
材料もまた適当である。

ケーブルは、一般に同軸状であってよく、電気的接続は
、必要に応じて外側導体に行ってよい。

特に、有利な構造では、ケーブルは、同軸圧電性ケーブ
ルであってよい。より特に、ケーブルの圧電性材料は、
上述のＰＶＤＦまたは類似の材料てあってよく、内側導
体は、低融点合金であってよい。そのような＋Ｍ造では
、電磁干渉を遮蔽できるケーブルの利点を圧電特性を有
するケーブルと組み合わせると非常に有利であり、例え
ば侵入警報機なとにａ用であると考えられる。本明細方
で使用する「低融点」なる語は、導体の融点か、ケーブ
ルの絶縁（オの溶融点または軟化点よりも低いことをへ
味するｔつのと１．て（ＩＪｉ川１用ている一本発明の
接続方法およびケーブル接続の態様ついて、添付の図面
を参照して例により説明する。

第１図は、同軸圧電性ケー　プルへの接続の構造を示し
、第２゛図は、第１図の圧電性同軸ケーブルを金属コネ
クターに接続した場合の部分断面図を示し、第３図は、
２本の同軸圧電性ケーブル間のスプライスの断面図を示
し、第４図は、１本の同軸圧電性ケーブルと２本の別の
被覆銅線との接続の断面図を示す。

第１図では、圧電性同軸ケーブル２は、第１表に示した
合金の１種から作られた内側導体４、ポリビニリデンフ
ルオリドから作られた絶縁層６、銀塗料から形成した外
側導電層８およびポリエチレンから作られた外側保護熱
収縮性ポリマージャケット１０を有して成る。第１図に
は、図示してないが、場合により、ケーブル２の外側電
極８の上にその長手方向に沿って外側ポリマージャケッ
トを加えてよく、そのようなジャケットは、ポリビニリ
デンフルオリド、ポリエチレン、エチレンビニルアセテ
ートコポリマーなどから作られる。

外側電極８は、絶縁層６の一部分を露出さＵるために除
去する。しかしながら、内側導体４の脆性故、絶縁層６
はそのままであり、ケーブル２の端において導体４の而
だけが露出している。　外側導体８の外径は、約１　、
５　ｍｍであり、内側単導体４の直径は、約０　、５　
ｍｍである。直径０．２〜０゜２５ｍｍの高強度銅合金
単線１２は、内側ケーブル電極４を作るのに使用する低
融点材料のフラックス層で、片端ｚ４を被覆されている
。ワイヤ一端１４を、フラックスの溶融開始が判る温度
まで加熱し、ワイヤ一端１４の回りの導体４を局所的に
溶融させることにより、露出した端の面から３〜５ｍｍ
の距離だけ、ケーブル２の内側導体４内に長手方向に挿
入できるようにする。

第１図のケーブル２と同様のケーブルを、−５５℃で１
時間、次いで約２０秒で＋７５℃まで加熱し、その温度
で更に１時間保持する周期的エージング試験に付した。

この周期の後、素早く一５５℃まで冷却して、周期を繰
り返した。ケーブル４のちょうど外側である点Ｘ（第１
図参照。）か−らもう一方の端である点Ｙまで５０ｍｍ
の長さにわたり挿入ワイヤー１２および内側導体４の抵
抗を、試験開始時、６６ザイクル後および８６サイクル
後に測定した。この試験は８つのサンプルについて測定
し、その結果を第２表に示す。

第２表から、本発明の接続を行った場合、激しい熱サイ
クリング試験を８６回行った後でも、いずれのサンプル
についても抵抗がそれほど変化しないことが判る。半径
方向に絶縁材を通じて、ケーブル２と同様の構造のケー
ブルの内側導体にしたクリンプ接続について試験した場
合、そのような試験の間に抵抗率が非常に大きい増加を
示すが、これは、このような熱的衝撃試験下では、クリ
ンプ接続は、緩む傾向が有るということを意味し、この
ことは明らかに望ましくない。第２表の結果は、ワイヤ
ー１２の導体４へのハンダ付けが、挿入したワイヤ一部
分１４の長さの実質的に全体にわたり行なわれたという
ことを充分に支持している。更に、ケーブル２を支持し
、ワイヤー１２に取り付ける荷重を徐々に増加する荷重
試験では、ハンダ付け接続はそのままであり、高荷重で
もワイヤーは抜けなかった。最終的には、２０ニユート
ンの荷重でワイヤーＩ２は破壊した。あるサンプルでは
、破壊はケーブル２の外側で発生し、また別のサンプル
では、ケーブル２の導体４の内側で発生した。

第１図のケーブル２をコネクター１６に取り付けた図を
第２図に示す。コネクター１６は、長い真鍮製ハウジン
グ１８およびそれに合うカバー２０を有して成り、ケー
ブル２とＬ字型接続を形成するように配置されている。

しかしながら、そのような構造が必要である場合、わず
かに修正をするだけで容易にインライン接続が行えるこ
とか考えられる。従って、可撓性ワイヤー１２が、導体
４を出た後で９０’の弧で曲げて、ケーブル２をハウジ
ング１８内に位置させて配置し、ハウジング１８内に取
り付けた絶縁プラスチックライナー２４内に配置された
中空真鍮製ピン２２内にクリンプ接続および／またはハ
ンダ付けする。ピン２２は、ハウジング１８から延び、
真鍮製ハウジングＩ８の端部分３０内にある絶縁プラス
チックインザート２８により保持されている電気コンタ
クト２６と更に合致する。

撚鋼線３２は、一方の端で銀被覆接着剤により圧電性ケ
ーブル２の外側導体８に接続され、コネクター１６内に
延び、３４で真鍮製ハウジング１８にハンダ付けされる
。導体１２および３２の回り、ならびにケーブル２の端
の而の回りのコネクター１６内の空間は電気絶縁性注封
＋４料３６により充填する。コネクターの蓋２０は、ハ
ウジング１８のくぼみに配置し、次いでフランジ付けし
、それによりケーブル２をコネクター１６内でしっかり
締め付ける。従って、ケーブル２への接続に歪逃げを提
供するだけでなく、ケーブル２を電気回路内にまたは他
の電気装置に便利にかつ安全に接続できる。この目的の
ために、要素２４および２８により相互に絶縁されたコ
ネクターコンタクト２６およびハウジング１８が、圧電
ケーブル２の内側導体４および外側導体８からの電気パ
スを延長することに注目すべきである。コネクター１６
は、他の装置に差し込んでもよく、または例えばフレッ
クスプリントのようなプリント回路盤に、所望のように
コネクター１６から電気リード線を取り出してよい。ケ
ーブル２のようなケーブルの１つの用途は、侵入警報機
への使用であり、コネクター１６を適当な検知回路に接
続することができる。

第３図では、ケーブル２と同様な構造である圧電性同軸
ケーブル４０は、内側電極（図示せず。）から延びる銅
線４２を有する。ワイヤー４２は、もう１本の同軸ケー
ブル４８から延びている中央導体４６と４４においてハ
ンダ付けされている。

同軸ケーブル４８および導体４６は、ケーブル４０およ
びワイヤー４２に対応し、別法では、導体４６が型銅線
の延長部である標準同軸ケーブルであってよい。内側金
属チューブ５０は、ハンダ付け接続４４を囲み、内側の
空間は、接着剤で充填する。次いで、絶縁性熱収縮性ポ
リマースリーブ５２によりチューブ５０を封入する。外
側金属デユープ５４は、ケーブル４０および４８の外側
電極間で延び、その間の遮蔽を接続し、この金属チュー
ブ５４をもう１つの絶縁性熱収縮性ポリマースリーブ５
６内に封入し、ケーブルスプライスを完結する。

第４図は、同軸ケーブル７０を含むもう１つのスプライ
スを示し、該ケーブルは、圧電性ケーブルであってよく
、低融点内側導体７４内にハンダ付けした高強度導体７
２を有する。ケーブルの外側導体７６は、切り込んでケ
ーブル絶縁材７８の端を露出させである。ケーブル７０
の導体を２本の単独のワイヤーケーブル８０および８２
のそれぞれの導体に接続する必要がある。

ケーブル８０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）絶縁材８６
により包囲され、それから延びる型銅線８４を有して成
る。導体７２および８４は、一体にハンダ付けされ、エ
ボキン絶縁性接着材により封入されている。熱収縮性絶
縁ポリマー保護スリーブ８８は、ハンダ付け接続部の上
で回復さＵ・、ケーブル７０および８０のそれぞれの絶
縁材７８および８６に達する。ケーブル８２は、撚鋼線
９０およびＰＶＣ絶縁材９２を有して成る。導体９０は
、ケーブル８２の片端で露出し、撚線は、扇形に広げ、
同軸ケーブル７０の外側導体７６の湾曲表面の約５０％
の回りに接着剤により固定する。

ハンダ付けおよび接着剤接続部にわたって、同軸ケーブ
ル７０の外側導体７６（および一番外側の保護ケーブル
ジャケット）の回りに達し、また、ケーブル８０および
８２の各絶縁ノヤケソトの回りに達する、外側熱収縮性
絶縁ポリマースリーブ９４を回復させることによりスプ
ライスを完結させ、それにより、ケーブル接続部に歪逃
げを包含する電気的および機械的保護を提供する。

本発明のケーブル接続のいくつかの態様を説明したが、
ある特定の環境に適する他の構造のものを採用すること
が可能であると考えられる。例えば、本発明の同軸構造
の２本またはそれ以上のケーブルを他のケーブルにそれ
ぞれ接続する場合、例えば１本の接地導体に接続するた
めに、外側導体のすべてを一体に接続することが便利で
あり、また望ましいと考えられる。外側ケーブルは、例
えば、本発明によるものであってもよく、従来の同軸ケ
ーブルであってもよく、またはフラットケーブルであっ
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、同軸圧電性ケーブルへの接続の構造を示し、
第２図は、第１図の圧電性同軸ケーブルを金属コネクタ
ーに接続した場合の部分断面図を示し、第３図は、２本
の同軸圧電性ケーブル間のスプライスの断面図を示し、
第４図は、１本の圧電性同軸ケーブルと２本の別の被覆
銅線との接続の断面図を示す。 ２・・・圧電性同軸ケーブル、４・・内側導体、６・・
・絶縁層、　訃・・外側導電層、ＩＯ・・ボリマーノヤ
ケット、 １２・合金ワイヤー、 １６・・・コネクター、１８・・ハウジング、２０・カ
バー、２２・・中空ピン、 ２４・・・プラスチックライナー、 ２６・・・電気コンタクト、 ２８・・・プラスデックインサート、３２・・・撚鋼線
、３６・・注封材料、４０・・・圧電性同軸ケーブル、
４２・・ワイヤー、４６・・・導体、 ４８・・・同軸ケーブル、５０・・・金属デユープ、５
２・・・ポリマースリーブ、５４・・・金属デユープ、
５６・・ポリマースリーブ、７０・・・同軸ケーブル、
７２・・・導体、７４・・−内側導体、７６・・・外側
導体、７８・・絶縁材、８０．８２・・ケーブル、８４
　・導体、８６・・絶縁材、 ８８・保護スリーブ、９０・・・撚鋼線、９２・・・絶
縁材、９４・・・ポリマースリーブ。 特許出願人　レイケム・ゲゼルシャフト・ミツト・ベシ
ュレンクテル・ ハフラング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気絶縁材料で包囲された導体を有する電気ケーブ
   ルに電気的接続を形成する方法であって、（ｉ）導電性
   突込部材を導体内に挿入して、突込部材の一部分がケー
   ブルから延びるようにし、（ｉｉ）少なくとも導体の軟
   化温度以上に、突込部材を加熱し、それにより導体を局
   所的に軟化させ、更に、 （ｉｉｉ）突込部材および導体を放冷して、両者の間に
   ハンダ付け接続を形成する方法。 ２、突込部材の加熱を、導体に挿入する前に行う特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３、突込部材を、ケーブルの端で実質的に長手方向に沿
   って導体に挿入する特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の方法。 ４、ケーブルから延びる突込部材の一部分に電気的接続
   を形成する特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載
   の方法。 ５、電気絶縁材料により包囲された導体、および導体内
   に保持され、ケーブルから延びる突込部材を有して成る
   電気ケーブルであって、該導体の軟化温度が、突込部材
   のそれよりも低く、該導体および該突込部材が一体にハ
   ンダ付けされている電気ケーブル。 ６、突込部材が、導体に沿って実質的に長手方向に延び
   る特許請求の範囲第５項記載のケーブル。 ７、導体が１７０℃を越えない融点を有する特許請求の
   範囲第５項または第６項記載のケーブル。 ８、導体の融点が５０〜１５０℃の範囲にある特許請求
   の範囲第７項記載のケーブル。 ９、同軸状である特許請求の範囲第５〜８項のいずれか
   に記載のケーブル。 １０、ケーブルが、外側電気導体を有する圧電性ケーブ
   ルであり、絶縁材料が圧電性である特許請求の範囲第５
   〜９項のいずれかに記載のケーブル。 １１、電気的接続を該外側電気導体に形成する特許請求
   の範囲第９項または第１０項記載のケーブル。 １２、特許請求の範囲第５〜１１項のいずれかに記載の
   ケーブルと少なくとも１本の他のケーブルとの間の接続
   。 １３、少なくとも１本の他のケーブルが圧電性ケーブル
   からなる特許請求の範囲第１２項記載の接続。