(57)【要約】【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に形成された断面円形状の電線挿通孔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、電線挿通孔３８に対応した断面非円形状の貫通孔４１を有し、その外周形状が電線挿通孔３８に対応した断面円形状であると共に、シール部材４０の貫通孔４１から外周面４２までの厚みＤに応じて外周面４２の電線挿通方向に沿った幅Ｗ１が、厚みＤが厚い箇所Ｄ１の外周面４２の幅Ｗ１ａよりも厚みＤが薄い箇所Ｄ２の外周面４２の幅Ｗ１ｂが小さくなるように異なる形状で形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面非円形状の電線の外周に取り付けられ、断面円形状の電線挿通孔内に収容される弾性材料からなる環状のシール部材であって、
前記環状のシール部材は、前記電線に対応した断面非円形状の内周を有すると共に、前記電線挿通孔に対応した断面円形状の外周を有し、
前記環状のシール部材は、電線挿通方向の長さが、前記内周から前記外周に向かって徐々に長くなる部分を有し、且つ前記内周から前記外周までの厚みが厚いほど前記外周の電線挿通方向の長さが長くなるように形成されている
ことを特徴とするシール部材。
【請求項２】
前記環状のシール部材は、前記内周の電線挿通方向の長さが一定で当該長さに対する前記外周の電線挿通方向の長さの比が、前記内周から前記外周までの厚みが厚いほど大きくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のシール部材。
【請求項３】
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断面円形状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内に収容される弾性材料からな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、前記電線に対応した断面非円形状の内周を有すると共に、前記電線挿通孔に対応した断面円形状の外周を有し、
前記環状のシール部材は、電線挿通方向の長さが、前記内周から前記外周に向かって徐々に長くなる部分を有し、且つ前記内周から前記外周までの厚みが厚いほど前記外周の電線挿通方向の長さが長くなるように形成されている
ことを特徴とするシール構造。
【請求項４】
前記環状のシール部材は、前記内周の電線挿通方向の長さが一定で当該長さに対する前記外周の電線挿通方向の長さの比が、前記内周から前記外周までの厚みが厚いほど大きくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項３記載のシール構造。
【請求項５】
前記環状のシール部材は、前記内周と前記外周との間の部分が前記ハウジングと前記保持部材とにより押圧支持されている
ことを特徴とする請求項３又は４記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４３４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、断面円形状の電線挿通孔内に収容される弾性材料からなる環状のシール部材であって、前記環状のシール部材は、前記電線に対応した断面非円形状の内周を有すると共に、前記電線挿通孔に対応した断面円形状の外周を有し、前記環状のシール部材は、電線挿通方向の長さが、前記内周から前記外周に向かって徐々に長くなる部分を有し、且つ前記内周から前記外周までの厚みが厚いほど前記外周の電線挿通方向の長さが長くなるように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
断面非円形状の内周を有する環状のシール部材においては、内周から外周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、シール部材の外周形状が電線挿通孔に対応する断面円形状であると共に、電線挿通方向の長さが、シール部材の厚みに応じて内周から外周に向かって徐々に長くなる部分を有し、且つ内周から外周までの厚みが厚いほど外周の電線挿通方向の長さが長くなるように、すなわち厚みが薄いほど外周の長さが短くなるようにシール部材を形成している。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、外周の電線挿通方向の長さを短くして力が加わる面積を小さくし、一方で厚みが厚い箇所では厚みが薄い箇所に比べてシール部材の外周からの力が伝わりにくく、厚みが薄い箇所よりも接触力が小さくなってしまうため、外周の電線挿通方向の長さを長くして力が加わる面積を大きくし、電線の外周面とシール部材との接触力の周方向におけるバラつきを調整している。このように、シール部材の外周からの力を外周の力が加わる面積を変えることで調整し、シール部材と電線との接触力の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。
【０００９】
本発明の一実施形態においては、前記環状のシール部材は、前記内周の電線挿通方向の長さが一定で当該長さに対する前記外周の電線挿通方向の長さの比が、前記内周から前記外周までの厚みが厚いほど大きくなるように形成されている。
【００１０】
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断面円形状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内に収容される弾性材料からな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、前記電線に対応した断面非円形状の内周を有すると共に、前記電線挿通孔に対応した断面円形状の外周を有し、前記環状のシール部材は、電線挿通方向の長さが、前記内周から前記外周に向かって徐々に長くなる部分を有し、且つ前記内周から前記外周までの厚みが厚いほど前記外周の電線挿通方向の長さが長くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
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、シール部材が上記のような構造で弾性変形しても、変形した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。
【００１２】
本発明の一実施形態においては、前記環状のシール部材は、前記内周の電線挿通方向の長さが一定で当該長さに対する前記外周の電線挿通方向の長さの比が、前記内周から前記外周までの厚みが厚いほど大きくなるように形成されている。
【００１３】
本発明の他の実施形態においては、前記環状のシール材は、前記内周と前記外周との間の部分が前記ハウジングと前記保持部材とにより押圧支持されている。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】電線端末部とシール部材とを示す斜視図である。
【図４】シール部材を示す斜視図である。
【図５】電線端末部とシール部材の断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ’線におけるシール部材の展開図である。
【図７】シール部材の作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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はシール部材を示す斜視図である。更に、図５は、電線端末部とシール部材の断面図、図６は図３のＢ−Ｂ’線におけるシール部材の展開図、図７はシール部材の作用説明図である。
【００１８】
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、それぞれ解かれた各被覆電線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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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断面円形状の電線挿通孔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。
【００２２】
束電線１０は、例えば二相三線や三相三線の三本の被覆電線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か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。
【００２３】
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かれた上で、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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は、被覆電線２０に対応した断面非円形状、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。また、シール部材４０は、その外周形状が、電線挿通孔３８に対応した断面円形状であり、且つ電線挿通方向の長さ（以下、「電線挿通方向に沿った幅」とする。）Ｗ１が、内周から外周、すなわち貫通孔４１から外周面４２までの厚みＤに応じて異なるように形成されている。シール材部４０は、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との間に所定部分が挟まれて配置され、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。
【００２６】
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の所定部分を端子収容孔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内において保持し、段差面３８ａと共にシール部材４０の所定部分を押圧支持する。
【００２７】
シール部材４０は、図３〜図５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。上述したように、シール部材４０の電線挿通孔３８に密着する外周面４２は、貫通孔４１から外周面４２までの厚みＤに応じて、電線挿通方向に沿った幅Ｗが、例えば厚みＤが厚い箇所Ｄ１における外周面４２の幅Ｗ１ａよりも厚みＤが薄い箇所Ｄ２における外周面４２の幅Ｗ１ｂが小さくなるように形成されている。
【００２８】
より具体的には、シール部材４０は、貫通孔４１の内周面（内周部）４３の電線挿通方向に沿った幅Ｗ２に対する外周面４２の電線挿通方向に沿った幅Ｗ１の比が、貫通孔４１から外周面４２までの厚みＤが厚いほど大きくなるように形成されている。更に、シール部材４０は、幅Ｗ１，Ｗ２に差がある上述した所定部分の幅方向両縁端部４２ａ，４３ａが、軸心Ｐ方向に沿った断面で見たときに内周面４３から外周面４２の方向に向かってテーパ状に広がる傾斜面４４で繋がれているような形状を備えている。なお、傾斜面４４は、上記幅Ｗ１，Ｗ２の比の変化や所望される接触圧の大きさの違いなどにより、直線状や曲線状の面を取り得る。
【００２９】
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の貫通穴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弾性変形することとなる。ここで、シール部材４０の弾性変形する部分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の内周面４３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。
【００３０】
具体的には、例えば図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、シール部材４０の弾性変形する部分の外周面４２及び内周面４３の面積Ｓ並びに変位量Ｒが等しいとした場合、図７（ａ）に示すようにシール部材４０の厚みＤ１のように厚みＤが厚いほど荷重が小さく接触圧Ｆ１は弱くなる。反対に、図７（ｂ）に示すようにシール部材４０の厚みＤ２のように厚みＤが薄いほど荷重が大きく接触圧Ｆ２は強くなる。すなわち、厚みＤ１＞厚みＤ２であれば接触圧Ｆ１＜接触圧Ｆ２となる。
【００３１】
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、図６（ａ）に示すように、シール部材４０の厚みＤｎの違いに応じて図６（ｂ）に示すようにシール部材４０の外周面４２の幅Ｗ１（Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ）と内周面４３の幅Ｗ２の比が変わるようにして、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。なお、図６（ａ）はシール部材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Ｐ方向に向かって見た展開図を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ矢視図を示している。
【００３２】
具体的には、例えばシール部材４０の厚みがＤ１＞Ｄ２であり、変位量Ｒが等しい場合に、図６（ａ），（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、厚みＤ１の部分においては外周面４２の幅Ｗ１ａの方が内周面４３の幅Ｗ２よりも大きく傾斜面４４で繋がれている形状に形成し、外周面４２で荷重を多く受けるようにしている。なお、この場合は、段差面３８ａとエンドカバー３４とに外周面４２の幅方向両縁端部４２ａが当接してシール部材４０が押圧支持されているため、シール部材４０の弾性変形により荷重が外周面４２の幅Ｗ１の方向に逃げることはなく、被覆電線２０に対して適切に荷重が加えられる。
【００３３】
一方、図６（ａ），（ｂ）及び図７（ｄ）に示すように、厚みＤ２の部分においては外周面４２の幅Ｗ１ｂと内周面４３の幅Ｗ２との差が小さく厚みＤ２が厚みＤ１に比べて十分に薄いので荷重が強くなるようにしている。なお、内周面４３の幅Ｗ２は一定としている。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、結果的にシール部材４０の厚みＤｎが異なる箇所（例えば、厚みＤ１の箇所と厚みＤ２の箇所）における接触圧Ｆ１，Ｆ２はほぼ等しくなり、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内周面４３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。
【００３４】
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、密着性が向上し、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）との間を水密にするので、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の貫通穴４１は、多角形状や楕円形状に合わせた形状で形成される。
【符号の説明】
【００３５】
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        内周面
４４        傾斜面
【図１】
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【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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【図７】
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