(57)【要約】【課題】高温環境下で使用しても電線の被覆部にくびれが発生してブッシュと被覆電線との間に隙間が生じることがなく、気密性が高く、防水シール性に優れている電線のシール構造を提供する。【解決手段】電線４と、この電線４を挿通させる挿通孔３ａを有し、電線４が挿通されているブッシュ３と、ブッシュ３をかしめ固定することによって電線４の外周面と挿通孔３ａの内壁との間を密着固定するカバー２とを備える電線のシール構造１において、電線４は導体４ｂとこの導体４ｂを被覆する被覆部４ａとから形成された被覆電線４であり、被覆部４ａはポリエーテルエーテルケトンからなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線と、この電線を挿通させる挿通孔を有し前記電線が挿通されているブッシュと、前記ブッシュをかしめ固定することによって前記電線の外周面と前記挿通孔の内壁との間を密着固定する固定部材とを備える電線のシール構造において、
前記電線は導体とこの導体を被覆する被覆部とから形成された被覆電線であり、前記被覆部はポリエーテルエーテルケトンからなることを特徴とする電線のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線のシール構造に係り、特に高温環境下で使用される被覆電線のシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高温環境下で使用される電線のシール構造として、内燃機関からの排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサにおける電線のシール構造が知られている（例えば、特許文献１、２）。この酸素センサは、内燃機関からの排気ガスの酸素濃度を検出するために排気管等に取り付けられている。そして、酸素センサは、車両床下位置などに配置する場合には、路面の雨水等がかかりやすいことから、高い防水性能が要求される。
【０００３】
酸素センサは、例えばジルコニアなどの固体電解質により構成された検出素子によって、測定ガス中の酸素濃度を検出する構成となっている。そして、この様な酸素センサでは、酸素センサの外筒の開口部より、センサの基端部から電極の電位を取り出すための電線が外部に引き出されている。開口部は、例えば図３（ａ）に示すように、センサの内部に水などが浸入しないように、気密性が確保されるようなシール構造１１となっている。
【０００４】
このシール構造１１では、ブッシュ１３の挿通孔１３ａに電線１４が挿通されており、酸素センサの外筒となる筒体１２によってブッシュ１３を筒体１２の径方向に圧縮するようにかしめ固定され、挿通孔１３ａと電線１４との間がシールされている。このような構成により、電線１４はブッシュ１３により筒体１２内に密閉・封止されて、防水シール性が保たれている。
【０００５】
そして、高温環境下で使用する際に、更にブッシュによる防水シール性を向上させることを目的として、ブッシュを引っ張り強度の高い材料（例えば、テトラフロロエチレン・パーフロロエーテル系ゴム。）で作製することにより、防水シール性を向上させる技術がある（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、ブッシュをポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥとする。）で作製することにより、防水シール性を向上させる技術がある（例えば、特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１９６８８５号公報（第１頁、図３）
【０００８】
【特許文献２】
特開平１１−３３７５１６号公報（第１頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び２に開示された技術では、電線を被覆電線としており、上述した酸素センサの場合は排気熱により通常極めて高温（例えば２３０℃以上）の環境下で長時間使用されるため、ブッシュ１３は耐熱性の材料が使用されている。しかし、ブッシュ１３の熱膨張によりブッシュ１３自体の熱劣化が進むことにより永久歪みが発生し、さらに、かしめ部分を中心にブッシュ１３が膨張することにより、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ブッシュ１３が挿通孔１３ａに挿通された被覆電線１４の被覆部１４ａを押圧するため、被覆部１４ａの被覆材にクリープ変形が生じ、被覆部１４ａにくびれ１５が発生することがあった。この場合、ブッシュの挿通孔１３ａと被覆電線１４との間に隙間が生じるため、ブッシュの挿通孔１３ａと被覆電線１４の外周壁間のシール性が損なわれ、シール構造の気密が劣化し、防水性が悪くなるという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高温環境下で使用しても電線の被覆部にくびれが発生してブッシュと被覆電線との間に隙間が生じることがなく、気密性が高く、防水シール性に優れている電線のシール構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究した結果、被覆電線の被覆部をポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫという）を材料として用いることにより、防水シール性に優れた電線のシール構造が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
すなわち、本発明は、電線と、この電線を挿通させる挿通孔を有し前記電線が挿通されているブッシュと、前記ブッシュをかしめ固定することによって前記電線の外周面と前記挿通孔の内壁との間を密着固定する固定部材とを備える電線のシール構造において、前記電線は導体とこの導体を被覆する被覆部とから形成された被覆電線であり、前記被覆部はＰＥＥＫからなることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、被覆電線の被覆部がＰＥＥＫからなるため、高温環境下で使用し、ブッシュが熱膨張して被覆電線の表面部に高圧力が生じても、電線の被覆部にくびれが発生しない。このため、ブッシュと被覆電線との間に隙間が生じることがない。したがって、ブッシュと被覆電線との間のシール性が確保され、気密性が高く、防水シール性に優れている電線のシール構造を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
まず、本発明の電線のシール構造の構成について、図１（ａ）は、本発明の一実施形態を示す断面説明図である。図１（ｂ）シールされた被覆電線を示す説明図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のシール構造１は、電線４と、この電線４を挿通させる挿通孔３ａを有し、電線４が挿通されているブッシュ３と、ブッシュ３をかしめ固定することによって電線４の外周面と挿通孔３ａの内壁との間を密着固定するカバー２とを備える。本実施の形態では、電線４は導体４ｂとこの導体４ｂを被覆する被覆部４ａとから形成された被覆電線４である。本実施形態のシール構造１は、例えば、内燃機関からの排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサの外筒の開口部に用いられている。
【００１７】
主な樹脂の最高使用温度と伸び率を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
酸素センサは、排気熱により通常極めて高温（例えば２３０℃以上）の環境下で使用されるため、最高使用温度が２３０℃以上である樹脂を選ぶ必要がある。その条件を満たす樹脂は、表１より、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、ＰＦＡ（テトラフロロエチレン・パーフロロエーテル系ゴム）、ＰＡＩ（ポリアミドイミドイミド）のみである。また、被覆電線は、様々な場所にあわせて配索することから、被覆部の伸び率は５０％以上であることが好ましい。上記した４種の樹脂の中で、伸び率５０％以上を満たす樹脂は、表１より、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、ＰＦＡであり、この３種の樹脂が、高温環境下で使用される被覆電線の被覆部としての耐熱性、伸び率の両方の条件を兼ね備えている。
【００２０】
また、被覆部は、ブッシュによって常時押圧されているだけではなく、高温中ではブッシュが熱膨張することによってさらに圧力を受ける。この圧力によって被覆部にくびれが生じることを防止するためには、被覆部には高温中である程度の硬さを保っている材料を使用することが必要となる。
【００２１】
そこで、上記ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、ＰＦＡの樹脂を２３０℃の環境下で１０ｎＰａの応力で１０５秒後のクリープ変形量を測定した。クリープ変形量の測定試験は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１５に従った。その結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
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表２の通り、ＰＴＦＥ、ＰＦＡのクリープ変形量は１０％であり、高温中では弾性率が下がり、柔らかくなることがわかる。このため、高温環境下では、ブッシュの熱膨張によって被覆部にくびれが生じる可能性が高く、機密性が低下する場合がある。これに対し、ＰＥＥＫのクリープ変形量は０．３％と低く、ＰＴＦＥ、ＰＦＡと比較すると、高温中である程度の硬さを保つ材料であることがわかる。このため、ブッシュの熱膨張によって被覆部にくびれが生じる可能性が低い。
【００２３】
そこで、図２には、シール部の気密状態を確認するために、被覆電線を高温のオーブン中に放置し、一定時間毎（例えば、２時間毎）にオーブンから取り出し、被覆電線の一部を水中に浸漬して、被覆電線の水中に浸漬していない側より気体を注入し、水中への気体漏れの有無を確認した結果を示す。そして、各温度に対して気密不良に至った場合のオーブン内でも放置時間を測定し、シール部の耐熱寿命を測定した。図２より、クリープ変形量が１０％であったＰＴＦＥを使用した場合と、ＰＥＥＫを使用した場合とを比較すると、ＰＥＥＫを使用した場合の方が気密不良に至る時間が長いことがわかる。
【００２４】
以上の結果より、ＰＥＥＫを被覆部として使用した場合、ＰＥＥＫは、耐熱性、耐クリープ性という機械的強度に優れた特性をもつことから、長時間、高温環境下にあっても非常に安定しており、優れたシール性を有することがわかった。このため、高温環境下で使用し、ブッシュ２が熱膨張して被覆電線４の表面部に高圧力が生じても、被覆部４ａにくびれが発生しない。このため、ブッシュ３と被覆電線４との間に隙間が生じることがない。したがって、ブッシュ３と被覆電線１４との間のシール性が確保され、気密性が高く、防水シール性に優れている電線のシール構造１を提供することができる。
なお、上記実施形態例として、被覆電線１本を用いて説明したが、本発明は電線の数に関係なくを適用でき、いずれも良好なシール性が確保できる。
また、上記実施形態例では、酸素センサにおける被覆電線のシール構造について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のガス濃度検出器及び、自動車等の車両に配索されるワイヤーハーネスや産業機械等に用いられるワイヤーハーネスのシール構造等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態を示す断面説明図である。（ｂ）シールされた被覆電線を示す説明図である。
【図２】シール部の耐熱寿命を示すグラフである。
【図３】（ａ）従来の被覆電線シール構造を示す断面説明図である。（ｂ）シールされた被覆電線を示す説明図である。
【符号の説明】
１    電線のシール構造
２    カバー（固定部材）
３    ブッシュ
３ａ  挿通孔
４    被覆電線
４ａ  被覆部
４ｂ  導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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