(57)【要約】  ケーブル接続システムが、ケーブル接続側にケーブル（３０）の末端に対して解除可能な電気的および機械的結合を形成するための第１の手段を設けるとともに、接触側は電気的な接続、特にプラグ接続を提供するよう構成された接続部材（２８）備える。このようなケーブル接続システムにおいて、締付け要素が締付け円錐体（２１）として形成され、締付け輪郭（２０）がその境界線が締付け円錐体（２１）の円錐面に対して略平行に延在している第１の部分（２０ａ）を有しており、締付けスリーブ（２３）の内径（ｗ）が締付け輪郭（２０，２０′）の領域において締付け円錐体（２１）の最大直径よりも小さくなるよう構成することによって確実かつ再利用可能な電気的および機械的な結合が達成される。
2007503683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル接続側にケーブル（３０）の末端に対して解除可能な電気的および機械的結合を形成するための第１の手段（１８，．．．，２７）を設けるとともに、接触側は電気的な接続、特にプラグ接続を提供するよう構成された接続部材（１１，２８，３１，３２）を備え、前記第１の手段は接続部材（１１，２８，３１，３２）上に形成され軸（３３）に沿って先細になっていて実質的に回転対称形である中央締付け要素（２１）とこの締付け要素を同心状に包囲している締付けスリーブ（２３）とからなり、この締付けスリーブが接続部材（１１，２８，３１，３２）に対して軸方向にねじ付け可能であるとともに、その内側に配置されていて実質的に回転対称形の締付け輪郭（２０；２０ａ，２０ｂ；２０′；２０ａ′，２０ｂ′）を備えてなり、締付けスリーブ（２３）と締付け要素（２１）のねじ付けに際して締付け要素（２１）と締付け輪郭（２０；２０ａ，２０ｂ；２０′；２０ａ′，２０ｂ′）との間の中間部分に挿入された接続されるケーブル（３０）の撚線（２９）が締付けられるように構成されている、ケーブル接続システムであり、締付け要素が締付け円錐体（２１）として形成され、締付け輪郭（２０，２０′）がその境界線が締付け円錐体（２１）の円錐面に対して略平行に延在している第１の部分（２０ａ，２０ａ′）を有しており、締付けスリーブ（２３）の内径（ｗ）が締付け輪郭（２０，２０′）の領域において締付け円錐体（２１）の最大直径よりも小さいことを特徴とするケーブル接続システム。
【請求項２】
第１の部分（２０ａ）内の締付け輪郭（２０）の境界面は締付け円錐体（２１）の円錐面に平行に延在することを特徴とする請求項１記載のケーブル接続システム。
【請求項３】
第１の部分（２０ａ′）内の締付け輪郭（２０′）の境界面は緩やかな丸み付け部を有することを特徴とする請求項１記載のケーブル接続システム。
【請求項４】
締付け円錐体（２１）のケーブル（３０）とは反対側の部分に締付けスリーブ（２３）をねじ付けるためのねじ領域（１８）が設けられ、このねじ領域（１８）と締付け円錐体（２１）との間に撚線（２９）を受容するための第１の窪み部（１９）が設けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のケーブル接続システム。
【請求項５】
締付けスリーブ（２３）内に少なくとも１つの観察窓（２４）が設けられており、それによって締付け円錐体（２１）と締付け輪郭（２０，２０′）との間の締付けゾーン内への撚線（２９）の挿入を視覚的に確認し得ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のケーブル接続システム。
【請求項６】
締付けスリーブ（２３）が対向して配置された２つの観察窓（２４）を備えることを特徴とする請求項５記載のケーブル接続システム。
【請求項７】
締付け円錐体（２１）のケーブル（３０）とは反対側の部分に、ケーブル（３０）の撚線（２９）が締付け円錐体（２１）と締付け輪郭（２０，２０′）との間の締付けゾーン内に挿入される前にその位置まで締付けスリーブ（２３）を接続部材（１１，２８，３１，３２）上にねじ込む必要があるということを示した標記窪み部（２７）を設けることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のケーブル接続システム。
【請求項８】
接続部材（１１，２８，３１，３２）と締付けスリーブ（２３）の上に所定の回転トルクをもってねじ付け部を締めるための二面幅（１７，１７′，２５）を設けることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のケーブル接続システム。
【請求項９】
接続部材（１１，２８，３１，３２）および締付けスリーブ（２３）は金属から形成されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のケーブル接続システム。
【請求項１０】
接続部材（１１，２８，３１，３２）および締付けスリーブ（２３）は真鍮から形成され、その表面が銀メッキされることを特徴とする請求項９記載のケーブル接続システム。
【請求項１１】
接続部材は接触側がソケット（１０，３２）またはプラグ（３１）から形成されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のケーブル接続システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ケーブル接続の技術分野に関する。本発明は請求項１前段に記載のケーブル接続システムに関する。
【０００２】
この種のケーブル接続システムは、米国特許第３，５６０，９０９号明細書、米国特許第５，４８７，６７９号明細書、あるいはドイツ国実用新案出願公開第２０１１９５３１号Ｕ１明細書によって知られている。
【背景技術】
【０００３】
絶縁体によって被覆されている撚線からなる導体断面積数ｍｍ２ないし数百ｍｍ２のケーブルを接続可能に製造するために、通常、ケーブル受口、プラグ、ソケット等の形式の接触要素が、この接触要素内に取り付けられた圧縮スリーブ内に露出している撚線を挿入しこのスリーブを圧縮することによって機械的および電気的に接触要素と結合することによってケーブル末端と結合される。圧縮によって圧縮スリーブと撚線との間に恒久的かつ導電性の障害の無い結合を形成するために、圧縮スリーブは撚線断面に対して内径および外径寸法を適正に選定する必要がある。圧縮スリーブはその機能のためにしばしば接触要素とは別の材料から形成されるため、材料処理による結合技術、たいていはハンダ付けによって接触要素と結合される。加えて、圧縮工程に必要な材料特性を備えるために、圧縮スリーブを適正に焼なます必要がある。さらに、圧縮スリーブを撚線と共に圧縮するために、特殊な圧縮スエージ（クリンプ挟み具、クリンプ差込工具等）が必要とされ、それらが適正な形状ならびに適正な寸法を備えている必要がある。
【０００４】
圧縮スリーブを使用したケーブル製造は前述した理由から複雑かつ高コストなものとなりまた製造に対してその場所に確保する必要がある特殊な工具の使用も必要であるため、製造を容易化して特殊な工具を使用せずに可能にすることが以前から要望されていた。従って過去に、ケーブルの製造に一般的な開口型スパナによって操作することができる軸方向の固定ねじ付けを使用する、種々の提案がなされている。
【０００５】
冒頭に述べた米国特許第３，５６０，９０９号明細書により、接続ピンの後端に錐形状の先端に移行しているねじ部が設けられているケーブルの端子コネクタが知られている。接続ピンの末端上に適宜な雌ねじを備えたスリーブが、錐形先端がスリーブの底床の円形の開口部の内壁部に接合するまでねじ込まれる。製造に際して、露出したケーブルの撚線が開口部を介して一定量スリーブ内に挿入される。スリーブを接続ピンの末端にねじ込む際に、撚線の個々の鋼線が錐形先端によって外側方向に押し出され、錐形先端とスリーブ開口部の内壁との間に挟み込まれる（図５）。この種の挟み付けの問題点は、ねじ締めを行う際にスリーブ開口部の角形状の縁部が撚線の個々の鋼線に刻み付けるように押し付けられ、従って個々の鋼線の機械的な強度が低下することである。
【０００６】
冒頭に述べた米国特許第５，４８７，６７９号明細書にも同様な電気コネクタが記載されており、これにおいては錐形の先端部に代えて丸み付けられた第１の輪郭を有する先端部が使用され、これが第２の丸み付けられた輪郭からなるスリーブの内壁に圧接される。これらの輪郭は先端部の中央開口角度がスリーブの開口角度よりも大きくなるように選定されている。それによって、接続するケーブルの撚線に対して先細の挟み付け領域が形成される。この先端部は変形可能な金属からなり、従って撚線の個々の鋼線がねじ締めに際して先端に向かって押し込まれる。この解決方式の難点は、先端部とスリーブの輪郭が相違していることによって実質的な挟み付け接続が形成される先端部内の押し込み領域に整合する領域が比較的短いものでしかないことである。さらに個々の鋼線の押し込みによる先端部の可塑性の変形も問題であり：この可塑性の変形によって挟み付け圧力の崩壊につながり、従って挟み付け結合が簡単にその効果を失うことがあり得る。加えて、先端の変形が残るためコネクタはただ１回のみ、あるいはせいぜい数回しか使用することができない。
【０００７】
同様に前述したドイツ国実用新案出願公開第２０１１９５３１号Ｕ１明細書には、軸方向のねじ付けを有する電気接続部材が示されており、それにおいては、米国特許第５，４８７，６７９号明細書の輪郭を有する接続先端が（米国特許第３，５６０，９０９号明細書と同様に）スリーブ開口部の内側縁部に圧接されそれによって撚線の個々の鋼線が刻み付けられるか（図１）、あるいは錐形状の先端部が丸み付けられた縁形状を有するスリーブ開口部を介して遊びをもって貫通移動する（図２）ことができる。最後に挙げた構成形態において、撚線の個々の鋼線は先端部とスリーブ開口部の内壁との間に摩擦をもって押し込まれ、これも個々の鋼線の機械的な弱体化につながる。
【０００８】
最後に、欧州特許第０８７５９６１号Ｂ１明細書（図１）により、空洞シリンダ状のケース部材内において錐形の先端部を有するねじ付け式の締付け要素をケース部材内部に設けられた締付け輪郭部に対してねじ付けることができる、軸方向ねじ付け締め具が知られている。ここで、締付け要素は材料加工による接触面への結合を用いないで独立した部品として構成されているため、特に大電流に際して不良な電流分布が生じる。加えて、内側から操作するねじ付けの取り扱いは複雑であり、ねじ締めした後容易に締め直すことが不可能になる。
【発明の開示】
【０００９】
従って、本発明の目的は、既知のシステムの問題点を克服し、恒久的で良好な電気接続および接続の高い機械的強度、ならびに特殊な工具を使用しない簡便な取り扱いを特徴とする、ケーブル接続システムを提供することである。
【００１０】
前記の課題は、請求項１の全体的な特徴によって解決される。本発明の中核は、締付け要素が締付け円錐体として形成され、締付け輪郭がその境界線が締付け円錐体の円錐面に対して略平行に延在している一部分を有しており、締付けスリーブの内径が締付け輪郭の領域において締付け円錐体の最大直径よりも小さいことからなる。締付けゾーンの特殊な構成によって負担の少ない大面積の撚線の締付けが達成され、これは高い機械的締付けおよび保持圧力を特徴としていて、電流伝送のための大きな電気的接触面とが提供され、撚線への刻み付け効果とそれに伴った損傷が確実に防止される。第１の部分内の締付け輪郭の境界面は、選択的に、締付け円錐体の円錐面に平行なものとするか、あるいは負担をかけずに機械的に脆弱な微細および超微細な鋼線導体を締付ける必要がある場合は、締付け円錐体の中央で円錐面に略平行に延在する緩やかな（凸状）丸み付け部を有することができる。
【００１１】
本発明に係るケーブル接続システムの好適な構成形態において、締付け円錐体のケーブルとは反対側の部分に締付けスリーブをねじ付けるためのねじ領域が設けられ、このねじ領域と締付け円錐体の間に撚線を受容するための第１の窪み部が設けられる。これによって、簡便な方式でコネクタの組立てに際して撚線がねじ領域に侵入してそこで接続部材と締付けスリーブのねじ付けを妨害することが防止される。
【００１２】
本発明に係るケーブル接続システムの別の好適な構成形態は、締付けスリーブ内に少なくとも１つの観察窓が設けられており、それによって締付け円錐体と締付け輪郭との間の締付けゾーン内に撚線が挿入されていることを視覚的に確認できることを特徴とする。この方式によって、接続するケーブルの撚線が適正に締付けゾーン内に設置あるいは挿入されそれによって安定的かつ機能的に確実なねじ付けが可能になることが、特に大きなコストを要さずに確立される。締付けスリーブ内に２つの観察窓を対向して配置すれば、多様な締付けスリーブの構成にもかかわらず視覚的な確認が極めて容易になる。
【００１３】
締付けゾーンを最適に撚線の挿入に対応させるために、本発明の別の構成形態に従って、締付け円錐体のケーブルとは反対側の部分に、ケーブルの撚線が締付け円錐体と締付け輪郭との間の締付けゾーン内に挿入される前にその位置まで締付けスリーブを接続部材上にねじ込む必要があるということを示した標記窪み部を設けることが好適である。標記窪み部に代えて、同様な効果を有するその他の標記手段を設けることも可能である。
【００１４】
本発明のその他の構成形態は、従属請求項によって定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施例につき、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、接続側がソケットとして形成された、導体断面積５０ないし７０ｍｍ２に設計された本発明に係るケーブル接続システムの第１の実施例が示されている。しかしながら、ここで本発明に係る解決方式は、市販されている最大の導体断面積においても適用可能であることが明らかである。図２は立体的に側面から示したものである。図１および図２のケーブル接続システムは、軸３３（図３）に沿って延在する実質的にシリンダ形状のソケット体１１を有するソケット１０を含んでいる。ソケット体１１はその左端部に（図示されていない）プラグピンを受容するための孔部を備えており、その中に所定の接触を形成するための環状の接触圧積層１２が配置されている。プラグピンを受容するための孔部の末端にねじ付けられたナット１４によってバネ付ボルト１３が保持されており、これは圧力バネ１５の圧力に対抗して押し返すことができる。ソケット体１１のナット１４の高さには外側にプラグ接続の密封化のためにＯ−リング１６が設けられている。
【００１７】
ソケット体１１の右端部には雄ねじからなるねじ部１８が接続しており、これは第１の窪み部１９まで延在している。第１の窪み部１９の後方においてソケット体１１は締付け円錐体２１に移行しており、これは末端に向かって先鋭的に延在している。ねじ部１８の中央には、標記窪み部として使用される第２の窪み部２７が設けられている。ねじ部１８と締付け円錐体２１とを備えたソケット体１１の末端には、締付けスリーブ２３をねじ付けることができる。この締付けスリーブ２３は一方の端部にねじ部１８に適合する雌ねじを有している。他方の端部には内側に締付け輪郭２０が形成されている。締付け輪郭２０は、図３に示されているように、円錐形状に先細になっている第１の部分２０ａを備えており、これに均一な内径を有する第２の部分２０ｂが接続している。第１の部分２０ａの開口角度は締付け円錐体２１の円錐角と等しくなり、従ってこれらの両方の要素の面は平行に延在する。締付けスリーブ２３は漏斗形状の開口部２２を備えており、これを介してケーブル３０の撚線２９を挿入することができる（図３）。ソケット体１１および締付けスリーブ２３の外側にはそれぞれ二面幅１７または２５（図４，図５においては１７′）が切削形成され、従って締付けスリーブ２３と締付け円錐体２１とからなる締付け結合は開口形スパナを使用してあるいはトルクレンチを補助的に使用して簡便な方式で規定された通りに実施することができる。締付けスリーブの中央領域には対向して配置された２つの観察窓２４が設けられており、これを介して製造工程中に撚線２９の挿入を観察し視覚的に確認することができる。ソケット体１１と締付けスリーブ２３は真鍮から形成し銀メッキすることが好適である。締付け輪郭２０の第２の部分２０ｂの内径は、ソケット１０が導体断面積５０ないし７０ｍｍ２である場合に、約１２ｍｍとなる。
【００１８】
図３は、多数の工程からなる製造のうちの１つの工程を瞬間映像的に示したものである。製造のために、まずケーブル３０の末端が絶縁体を撚線２９から除去することによって所与の長さにわたって露出される。その後、図３に示されているように締付けスリーブ２３を標記窪み部２７の位置まで接続部材２８上にねじ付けることによって、締付けねじ部が撚線２９を受容するために準備される。締付けスリーブ２３が予め設定された位置に存在すると、撚線２９が軸３３に沿ってスリーブ２３内の漏斗形状の開口部２２を通じて挿入され、個々の鋼線が観察窓２４を介して適正に目視可能になるまで押し込まれる（図３）。締付けスリーブをさらにねじ込むと、締付け輪郭２０と締付け円錐体２１との間に存在する撚線の個々の鋼線が取り込まれ、（ねじ付けが適正に行われれば）観察窓２４内に目視可能に保持される。ねじ付けの最後の段階において、個々の鋼線の末端が窪み部１９内に収容される。この窪み部１９は、個々の鋼線がねじ部１８内に侵入してねじ付け工程を妨害することがないよう、充分な空間を提供する。
【００１９】
ねじ付けは、二面幅１７または１７′上に接合されるトルクレンチを使用して行うことが好適である。フォークレンチを使用して二面幅２５上で締められる。（輪郭２０の内径ｗが締付け円錐体２１の最大直径よりも小さい）所定の直径比と組み合わせた締付け円錐体２１と締付け輪郭の部分２０ａの締付け面の平行な方向関係によって、撚線２９の個々の鋼線に大きな面積を介して均等に負荷がかかることが保証される。それによって一方で高い保持力が達成され；他方で個々の鋼線の損傷が確実に防止される。加えて、部分２０ａの縁部を丸み付けすることができ、それによってその部分における刻み付け作用も排除される。
【００２０】
図４および図５には、より小さな導体断面積（２５ないし３５ｍｍ２）に対する２つの例示的なねじ締めが示されており、その締付け部は図１の実施例と同様に構成されている。図４の例において、接続部材はプラグ３１として形成されている。図５の例においては、接続部材がソケット３２として形成されており、これは内部に既知の構造からなる環状の接触圧積層３３を備えている。
【００２１】
特に機械的に脆弱な微細および超微細鋼線状の導体からなるケーブルを接続する必要がある場合、図６に示されたケーブル接続システムを使用することが推奨される。図６に示された本発明の実施例において、締付けスリーブ２３内に締付け輪郭２０′が設けられ、これも２つの部分２０ａ′および２０ｂ′からなる。第２の部分２０ｂ′は図３の部分２０ｂに相当する。第１の部分２０ａ′は緩やかに（凸状に）丸み付けられた輪郭を有しており、これは平均的に見て締付け円錐体２１に平行に延在している。緩やかな丸み付けによって、角に比べて“柔らかく”また大面積の締付けが達成され、これは撚線２９の脆弱な個々の鋼線に対して特に適している。この点に関して、第１の部分２０ａ′と第２の部分２０ｂ′の間に角の無い移行部を設ければ特に好適である。
【００２２】
全体として、本発明によれば：
・  特殊な工具は必要とせず，
・  ねじ付けを再度解除することができ、すなわち締付けねじ部を再利用可能であり、
・  市販入手可能な最大の導体断面積まで適用可能であり、
・  取扱いが容易であり、
・  時間およびコストが低下するように使用可能である、
ことを特徴とするケーブル接続システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】接続側がソケットとして形成された、導体断面積５０ないし７０ｍｍ２に設計された本発明に係るケーブル接続システムの第１の実施例を示す部分断面図である。
【図２】図１のケーブル接続システムを示した立体側面図である。
【図３】図１のものと同様な本発明に係るケーブル接続システムの実施例の製造中の状態を示した断面図であり；締付けスリーブは、接続するケーブルを最適な方式でねじ締め位置に挿入することができる標記窪み部までねじ込まれている。
【図４】接続側がプラグとして形成された、導体断面積２５ないし３５ｍｍ２の本発明の実施例を示した構成図である。
【図５】接続側がソケットとして形成された、導体断面積２５ないし３５ｍｍ２の本発明の実施例を示した構成図である。
【図６】締付け輪郭が機械的に脆弱な微細および超微細鋼線導体のために締付け円錐体に対向して配置された丸み付けられた部分を備えている、図３と同様な実施例を示した構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ソケット
１１  ソケット体
１２，３３  接触圧積層
１３  バネ付ボルト
１４  穴あきナット
１５  圧力バネ
１６  Ｏ−リング
１７，１７′，２５  二面幅
１８  ねじ部
１９  窪み部
２０，２０′  締付け輪郭
２０ａ，２０ｂ  部分（締付け輪郭）
２０ａ′，２０ｂ′  部分（締付け輪郭）
２１  締付け円錐体
２２  開口部（漏斗形状）
２３  締付けスリーブ
２４  観察窓
２６  ねじ締め部
２７  標記窪み部
２８  接続部材
２９  撚線
３０  ケーブル
３１  プラグ
３２  ソケット
３３  軸
ｗ  内径（締付け輪郭）
【図１】
2007503683.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2007503683.tif 000009
2007503683.tif 000010
2007503683.tif 000011
2007503683.tif 000012
2007503683.tif 000013
2007503683.tif 000014