JP2015162435A - シール部材及びシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】断面非円形状の電線端末部をハウジング内で確実にシールする。
【解決手段】シール部材４０は、断面非円形状の被覆電線２０の外周面２３側に取り付けられ、被覆電線２０が挿通するコネクタハウジング３１に形成された丸形の電線挿通孔３８の内部に収容される環状に形成された弾性材料からなる。シール部材４０はその外周形状が電線挿通孔３８に対応した円形状であり、且つ被覆電線２０に対応した非円形状の貫通孔４１を有すると共にその外周面４２に周方向に沿って延びる凸部４３が形成されており、シール部材４０の貫通孔４１から外周面４２までの厚みＤに応じて凸部４２の幅Ｗ１が、厚みＤが厚い箇所の凸部４３の幅Ｗ１よりも厚みＤが薄い箇所の凸部４３の幅Ｗ１が小さくなるように異なっている。
【選択図】図３

Description

この発明は、コネクタハウジング内におけるハウジングと電線端末部との間の防水を担うシール部材及びシール構造に関し、特に断面非円形状の電線端末部に適用可能なシール部材及びシール構造に関する。

従来の一般的な電線端末部をハウジングとの間でシールするものとして、下記特許文献１に開示されたものが知られている。このシール構造では、素線を断面が円形となるように撚り合わせた電線の端末部の周囲にリング状のシール部材が装着されている。

特開２００２−３４３４９３号公報

上記特許文献１に開示された従来技術のシール構造では、シール部材が装着される電線が断面円形状の一般的な電線であるため、シール部材の外周面で受ける接触圧を電線に対して均一に加えることができる。

一方、三相交流電圧の電送のように、電線を３本束ねるような場合、電線の断面を円形とするよりも、１２０°の中心角度を有する扇形の断面を有する３本の電線を組み合わせて全体が円形断面となるようにした方が、３本の電線の断面積を小さくすることができる。しかしながら、例えば断面が扇形を形成するような断面非円形状の電線に対してはシール部材の外周面で受ける接触圧を電線表面に均一に加えることができない。このため、ハウジング内の電線とシール部材との間に隙間が生じ易く、結果的にシール性が著しく低下してしまうという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、断面非円形状の電線端末部をハウジング内で確実にシールすることができるシール部材及びシール構造を提供することを目的とする。

本発明に係るシール部材は、断面非円形状の電線の外周に取り付けられ、前記電線が挿通するハウジングに形成された丸形の電線挿通孔の内部に収容される環状のシール部材であって、前記環状のシール部材は、弾性材料からなり、その外周形状が前記電線挿通孔に対応した円形状であり、且つ前記電線に対応した非円形状の貫通孔を有すると共にその外周面に周方向に沿って延びる凸部が形成されており、前記環状のシール部材の貫通孔から外周面までの厚みに応じて前記凸部の幅が、前記厚みが厚い箇所の凸部の幅よりも前記厚みが薄い箇所の凸部の幅が小さくなるように異なっていることを特徴とする。

断面非円形状の貫通孔を有する環状のシール部材においては、貫通孔から外周面までのその厚みが一定ではなく、シール部材の外周から一定の圧力をかけても断面非円形状の電線の外周面に対してシール部材が均一の接触力で当接せず、例えばシール部材の厚みが厚い部分では厚みが薄い部分と比較して電線とシール部材との接触力が小さいなど、電線とシール部材との間の密着性が低下してしまう。この点、本発明に係るシール部材によれば、電線の外周面とシール部材とが均一に当接して接触力が均一になるように、シール部材の外周面に沿って延びる凸部の幅がシール部材の厚みに応じて異なるようにしている。具体的には、シール部材の厚みが薄い箇所では厚みが厚い箇所に比べてシール部材の外周面からの力が伝わりやすく、厚みが厚い箇所よりも接触力が大きくなってしまうため、シール部材の外周面に設けられた凸部の幅を小さくして撓み易くし、その力を凸部で吸収し易くしている。このように、シール部材の外周からの力を凸部で調整して吸収することで、シール部材と電線との接触力の周方向におけるバラつきを小さくすることができ、シール部材を均一に当接させ、電線の外周面とシール部材の密着性を向上させることができる。これにより、断面非円形状の電線端末部をハウジング内で確実にシールすることができる。

本発明に係るシール構造は、断面非円形状の電線が挿通するハウジングに形成された丸形の電線挿通孔のシール構造であって、前記電線は、前記電線挿通孔に取り付けられる保持部材によって中心軸が前記電線挿通孔と同心を保つように前記電線挿通孔内に保持され、その外周に前記電線挿通孔の内部に収容される環状のシール部材が取り付けられており、前記環状のシール部材は、弾性材料からなり、その外周形状が前記電線挿通孔に対応した円形状であり、且つ前記電線に対応した非円形状の貫通孔を有すると共にその外周面に周方向に沿って延びる凸部が形成されており、前記環状のシール部材の貫通孔から外周面までの厚みに応じて前記凸部の幅が、前記厚みが厚い箇所の凸部の幅よりも前記厚みが薄い箇所の凸部の幅が小さくなるように異なっていることを特徴とする。

本発明に係るシール構造によれば、上記シール部材の作用効果と同様の作用効果を奏することができるので、断面非円形状の電線端末部をハウジング内の電線挿通孔内に確実にシールすることができる。なお、断面非円形状の電線は、保持部材によって電線挿通孔内に中心軸が電線挿通孔と同心を保つように保持されているので、シール部材の凸部が圧力を吸収するために撓み易い構造であっても、変形して撓む方向に電線がズレてしまうのを防止することができる。これにより、電線の外周面に対するシール部材の当接力が変わってしまうことを防止することができる。

本発明によれば、断面非円形状の電線端末部をハウジング内で確実にシールすることができる。

本発明の一実施形態に係るシール部材及びシール構造が適用されたコネクタを示す外観斜視図である。 図１のＡ−Ａ’線断面図である。 電線端末部とシール部材とを示す斜視図である。 電線端末部とシール部材の断面図である。 図３のＢ−Ｂ’線におけるシール部材の展開図である。

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施形態に係るシール部材及びシール構造を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るシール部材及びシール構造が適用されたコネクタを示す外観斜視図、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図である。また、図３は、電線端末部とシール部材とを示す斜視図、図４は電線端末部とシール部材の断面図、図５は図３のＢ−Ｂ’線におけるシール部材の展開図である。

図１及び図２に示すように、コネクタ１は、複数の被覆電線２０を束ねた構造の束電線１０の先端側において、それぞれ解された各被覆電線２０の端末部の先端をまとめて内部に収容するように取り付けられ、図示しない相手方のコネクタや筐体等に接続されるものである。

コネクタ１は、各被覆電線２０の芯線２１に接続された接続端子３９をそれぞれ収容する複数の端子収容孔３７が並設された樹脂成形部材からなるコネクタハウジング３１と、このコネクタハウジング３１に基端側から外嵌され、図示しない相手方のコネクタや筐体等に形成された螺子穴にねじ止めにより取り付けるための孔部３２ａが複数形成されたフランジ状の先端部を有するコネクタハウジング固定部３２とを備える。

また、コネクタ１は、これらコネクタハウジング３１とコネクタハウジング固定部３２との間と共に、図示しない相手方のコネクタや筐体等とコネクタ１との間をシールする角丸矩形リング状のパッキン３３を、コネクタハウジング固定部３２の先端面側に備えている。

コネクタハウジング３１には、接続端子３９を内部に固定収容する端子収容孔３７と、この端子収容孔３７の後端側に連通する丸形の電線挿通孔３８とが設けられている。電線挿通孔３８は、先方電線挿通孔３８Ａ及びこれよりも大径の後方電線挿通孔３８Ｂにより構成され、これらの間には段差面３８ａが設けられている。電線挿通孔３８には、接続端子３９が接続された各被覆電線２０が挿通される。

束電線１０は、例えば二相三線や三相三線等の三本の被覆電線２０を撚り合わせて全体の外形及び断面が円形となるように束ねて構成されている。束電線１０には、束ねられた本体部分と解された端末部分との境界近傍に、束ねた状態を保持させるための樹脂製の押さえ具１１が取り付けられている。

コネクタハウジング３１に収容される端末部における各被覆電線２０は、束電線１０を構成する際に全体の外形が円形となるように撚り合わされることにより、それぞれ芯線２１及びその周囲の被覆２２が断面非円形の扇形となるように形成されている。上述したように、これら各被覆電線２０は、束電線１０の端末部においてはコネクタハウジング３１内に独立して収容するために、それぞれ一本ずつの電線となるように解された上で、例えば扇形の円弧部が下方に位置するように電線の向きが揃えられている。

ここで、扇形とは、一つの円弧部とその両端を通る二つの半径部とで囲まれた形状をいう。二つの半径部が成す角度は必ずしも１８０°未満とは限らず、半円形でもよい。また、断面は厳密な扇形ではなく、ほぼ扇形であればよい。なお、本例においては、束電線１０が三本の被覆電線２０からなるため、一つの被覆電線２０における上記角度は約１２０°となっている。これら各被覆電線２０には、それぞれ先端側の芯線２１に圧着や溶着により接続された接続端子３９の近傍における被覆２２の外周側に、シール部材４０が取り付けられている。図２に示す例では、接続端子３９は芯線２１に溶着により接続されているため、芯線２１の溶着部分は平板状に整形されている。

シール部材４０は、例えばエラストマー等の弾性材料からなる。シール部材４０の外周形状は電線挿通孔３８に対応した円形状である。シール部材４０は、被覆電線２０に対応した非円形状、例えば扇形の貫通孔４１を有し、被覆電線２０の外周面２３上に取り付けられてコネクタハウジング３１内に配置される。具体的には、シール部材４０は、後方電線挿通孔３８Ｂ内に収容され、この後方電線挿通孔３８Ｂ内において、段差面３８ａとエンドカバー３４との間に挟まれて配置され、コネクタハウジング３１と被覆電線２０の外周面２３との間を水密に封止する。

なお、エンドカバー３４は、例えば樹脂成形部材からなり、コネクタハウジング３１の後端側に電線挿通孔３８を被覆電線２０と共に塞ぐように装着される。エンドカバー３４は、例えば被覆電線２０の端末部及びシール部材４０を端子収容孔３７及び段差面３８ａと共に、被覆電線２０の軸心Ｐが電線挿通孔３８と同心を保つようにコネクタハウジング３１内において保持する。

シール部材４０は、図３及び図４に示すように、被覆電線２０の扇形の外形に対応する扇形の貫通孔４１が中心部に形成された環状の弾性体により構成されている。シール部材４０の外周面４２には、周方向に沿って延びる凸部４３が例えば複数形成されている。この凸部４３は、その周方向の幅Ｗ１が、シール部材４０の貫通孔４１から外周面４２までの厚みＤに応じて、例えば厚みＤが厚い箇所の凸部４３の幅Ｗ１よりも厚みＤが薄い箇所の凸部４３の幅Ｗ１が小さくなるように異なる状態で形成されている。

換言すれば、シール部材４０の外周面４２には、凸部４３が複数形成された場合にこれら複数の凸部４３の間に、周方向に沿って延びる凹部４４が形成されているといえる。この凹部４２は、周方向の幅Ｗ２が、上記シール部材４０の厚みＤに応じて、例えば厚みＤが厚い箇所の凹部４４の幅Ｗ２よりも厚みＤが薄い箇所の凹部４４の幅Ｗ２が大きくなるように異なる状態で形成されていることとなる。なお、凸部４３の外周面４２からの高さ（又は凹部４４の凸部外周面（後方電線挿通孔３８Ｂの内周面３８ｂ）からの深さ）は、周方向いずれの箇所においても同一である。

そして、丸形の後方電線挿通孔３８Ｂ内において、扇形の被覆電線２０は上述したようにエンドカバー３４等によりシール部材４０の貫通孔４１内の中央部分に軸心Ｐが電線挿通孔３８と同心を保つように保持されつつ、シール部材４０は後方電線挿通孔３８Ｂの内周面３８ｂとの接触圧により外周面４２側に圧力が加えられて凸部４３が弾性変形することとなる。ここで、弾性変形する凸部４３の面積が等しいとした場合は、シール部材４０の厚みＤが厚いほど被覆電線２０の外周面２３とシール部材４０との接触圧は弱くなり、厚みＤが薄いほど接触圧は強くなる。

従って、本実施形態に係るシール部材４０及びシール構造においては、シール部材４０の凸部４３の面積をシール部材４０の外周面４２上において幅Ｗ１を厚みＤに応じて異ならせるように設けることで、シール部材４０の厚みＤに応じて凸部４３の撓み具合を可変させ、被覆電線２０の外周面２３に掛かるシール部材４０との接触圧の周方向におけるバラつきを小さくしてほぼ均等にすることで、被覆電線２０の外周面２３とシール部材４０との密着性を向上させている。

具体的には、図５（ａ）の展開図に示すように、シール部材４０の厚みＤｎが厚いほど、図５（ｂ）の矢視図に示すような凸部４３の幅Ｗ１を大きく、薄いほど凸部４３の幅Ｗ１を小さくするようにして、例えば厚みＤｎと幅Ｗ１との比がどの箇所においても同じになるように凸部４３をシール部材４０の外周面４２上に形成している。なお、図５（ａ）はシール材４０を図３のＢ−Ｂ’線で軸心Ｐ方向に沿って切断した場合の分割された部分を軸心方向に向かって見た展開図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ矢視図を示している。

このため、図３に示すような凸部４３の幅Ｗ１は、例えば図４に示すように、シール部材４０の厚みＤ１＞厚みＤ２とした場合、図５（ｂ）に示すように、厚みＤ１の箇所においては大きく、厚みＤ２の箇所においては小さくなっている。この場合において、図３に示すような凹部４４の幅Ｗ２は、シール部材４０の厚みＤ１の箇所においては小さく、厚みＤ２の箇所においては大きくなっている。

シール部材４０をこのように構成し、コネクタハウジング３１の電線挿通孔３８をシールすることで、例えば断面非円形状の扇形の被覆電線２０の外周面２３に対して掛かるシール部材４０の外周面４２側からの圧力によるシール部材４０との接触力の差（接触圧の周方向におけるバラつき）を、断面円形状の一般的な電線を用いた場合と同様に後方電線挿通孔３８Ｂ内においてほぼ均等にすることができる。これにより、シール部材４０と被覆電線２０との間の接触圧がほぼ均一になって隙間が生じ難くなり、密着性が向上するので、これらの間及びシール部材４０と電線挿通孔３８（後方電線挿通孔３８Ｂ）との間のシール性を維持することが可能となる。

なお、断面非円形状の被覆電線２０として、断面及び外形が扇形となる電線を例に挙げて説明したが、例えば断面が多角形状や楕円形状の電線を用いてもよい。この場合、シール部材４０の貫通孔４１は、多角形状や楕円形状に合わせた形状で形成される。また、凸部４３（又は凹部４４）の数は、求められるシール性の条件によって適宜変更することが可能である。

１ コネクタ
１０ 束電線
１１ 押さえ具
２０ 被覆電線
２１ 芯線
２２ 被覆
２３ 外周面
３１ コネクタハウジング
３２ コネクタハウジング固定部
３３ パッキン
３４ エンドカバー
３７ 端子収容孔
３８ 電線挿通孔
３８Ａ 先方電線挿通孔
３８ａ 段差面
３８Ｂ 後方電線挿通孔
３８ｂ 内周面
３９ 接続端子
４０ シール部材
４１ 貫通孔
４２ 外周面
４３ 凸部
４４ 凹部

Claims (2)

1. 断面非円形状の電線の外周に取り付けられ、前記電線が挿通するハウジングに形成された丸形の電線挿通孔の内部に収容される環状のシール部材であって、
   前記環状のシール部材は、
   弾性部材からなり、その外周形状が前記電線挿通孔に対応した円形状であり、且つ前記電線に対応した非円形状の貫通孔を有すると共にその外周面に周方向に沿って延びる凸部が形成されており、
   前記環状のシール部材の貫通孔から外周面までの厚みに応じて前記凸部の幅が、前記厚みが厚い箇所の凸部の幅よりも前記厚みが薄い箇所の凸部の幅が小さくなるように異なっている
   ことを特徴とするシール部材。
2. 断面非円形状の電線が挿通するハウジングに形成された丸形の電線挿通孔のシール構造であって、
   前記電線は、前記電線挿通孔に取り付けられる保持部材によって中心軸が前記電線挿通孔と同心を保つように前記電線挿通孔内に保持され、その外周に前記電線挿通孔の内部に収容される環状のシール部材が取り付けられており、
   前記環状のシール部材は、
   弾性材料からなり、その外周形状が前記電線挿通孔に対応した円形状であり、且つ前記電線に対応した非円形状の貫通孔を有すると共にその外周面に周方向に沿って延びる凸部が形成されており、
   前記環状のシール部材の貫通孔から外周面までの厚みに応じて前記凸部の幅が、前記厚みが厚い箇所の凸部の幅よりも前記厚みが薄い箇所の凸部の幅が小さくなるように異なっている
   ことを特徴とするシール構造。

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