(57)【要約】【課題】導電性を有し、コネクタの小型化が容易で、破損し難く、シール性が高いシール材を提供する。【解決手段】シール材１０は、ゴム弾性を有する弾性部２０と、弾性部２０中に配置された金属導電部３０と、を備え、第１の接続部材５１と第２の接続部材６１との間に介在されるシール材１０であり、シール材１０の表面のうち、第１の接続部材５１に接触する第１の表面１５と、第２の接続部材６１に接触する第２の表面１６とが、金属導電部３０により電気的に接続される。【選択図】図３
2016225127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム弾性を有する弾性部と、
この弾性部中に配置された金属導電部と、
を備え、第１の接続部材と第２の接続部材との間に介在されるシール材であり、
前記シール材の表面のうち、前記第１の接続部材に接触する第１の表面と、前記第２の接続部材に接触する第２の表面とが、前記金属導電部により電気的に接続されることを特徴とするシール材。
【請求項２】
前記金属導電部の空隙率が８０％以上であり、
前記金属導電部の端部は、前記第１の表面と第２の表面とに露出していることを特徴とする請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記金属導電部の体積固有抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の防水コネクタ等に用いられるシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のワイヤーハーネスの配線では、電線被覆の内側を伝わって水分が侵入してしまうと、導線が腐食したり、電子制御部に水分が到達することにより導電部分が腐食して作動しなかったり、水分に基づく短絡により動作不良や部品の破壊が発生したりする。このため、ワイヤーハーネスにおいて電線被覆の内側に水分が侵入すると、自動車の正常な動作が妨げられるおそれがある。そこで、ワイヤーハーネス内に水を侵入させないようにするため、筐体等の接続部材と電線との間に防水・止水機能を持たせる必要がある。特にコネクタを用いて接続する場合は、筐体等の接続部材とコネクタハウジングとの間、及び電線とコネクタハウジングとの間に、防水・止水機能を持たせる必要がある。この防水・止水機能は、例えば、筐体等の接続部材とコネクタハウジングとの間に介在されたＯリング等のシール材や、電線とコネクタハウジングとの間に介在されたゴム栓等のシール材によりもたらされる。
【０００３】
ところで、近年、自動車用の防水コネクタにおいて、Ｏリング等のシール材に導電性を付与することにより、シール材を通してモーターの筐体等の接続部材とコネクタハウジングとをアーシングする技術が提案されている。アーシングには、部品内外で発生した電磁ノイズを低減する等の効果があるとされている。このため、近年、Ｏリング等のシール材に導電性を付与する技術が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ゴム状弾性体でなるベース部と、導電体が導電方向に数珠繋ぎに配向する導通部とを備え、接続部材間に挟持されて、これら接続部材同士を相互に導通接続する柱状の弾性コネクタが開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示された弾性コネクタは、導通部中において導電体が導電方向に数珠繋ぎに配向することにより、導通部中の導電体同士、及び導通部中の導電体と接続部材とを、電気的に接続するものである。なお、導通部中の導電体と接続部材との電気的な接続は、導通部と接続部材との間に補強芯材や金属箔層を介在させることにより行われる。特許文献１には、この弾性コネクタは比較的離れている接続部材同士を導通接続しても座屈し難い、と開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２６１４０号公報
【特許文献２】特開２００９−１２３５８４号公報
【特許文献３】特開２０１４−１７２１９号公報
【特許文献４】特開２０１２−２４３９１４号公報
【特許文献５】実開平０４−１３２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された弾性コネクタは、導通部中の導電体同士の接点部分や、導通部中の導電体と補強芯材や金属箔層等の他の部材との間の接点部分、に接点抵抗が発生して、導電性が低くなり易い。このため、特許文献１に開示された弾性コネクタの導電性を十分に高くするためには、弾性コネクタの導通部を大型化したり、２個の接続部材と弾性コネクタとを過大な力で押圧して部材間の接触面積を増大させたりする必要がある。また、特許文献１に開示された弾性コネクタの導電性を十分に高くするためには、導通部中の導電体の含有量を増大させたりする必要もある。
【０００８】
しかし、弾性コネクタの導通部の大型化は、近年求められている装置の小型化の要請に反するという問題があった。また、接続部材と弾性コネクタとを過大な力で押圧すると、弾性コネクタの導通部が破損し易いという問題があった。さらに、導通部中の導電体の含有量を増大させると、導通部が硬くなりシール性が低下し易いという問題があった。
【０００９】
このように、従来の弾性コネクタには、小型化が困難である、導通部が破損し易い、シール性が低下し易い、等の問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、導電性を有し、コネクタの小型化が容易で、破損し難く、シール性が高いシール材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】
【００１１】
本発明の第１の態様に係るシール材は、ゴム弾性を有する弾性部と、この弾性部中に配置された金属導電部と、を備え、第１の接続部材と第２の接続部材との間に介在されるシール材であり、前記シール材の表面のうち、前記第１の接続部材に接触する第１の表面と、前記第２の接続部材に接触する第２の表面とが、前記金属導電部により電気的に接続されることことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様に係るシール材は、第１の態様のシール材において、前記金属導電部の空隙率が８０％以上であり、前記金属導電部の端部は、前記第１の表面と第２の表面とに露出していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第３の態様に係るシール材は、第１又は第２の態様のシール材において、前記金属導電部の体積固有抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のシール材は、導電性を有し、コネクタの小型化が容易で、破損し難く、シール性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るシール材が用いられるコネクタを示す図である。図１（Ａ）は、第１の実施形態に係るシール材が用いられるコネクタの断面図であり、図１（Ｂ）に示す領域Ｐの拡大断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すコネクタがモーターに電線を取り付けた様子を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るシール材を示す図である。図２（Ａ）は第１の実施形態に係るシール材の平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図２に示すシール材の拡大図である。図３（Ａ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図３（Ｂ）は図２（Ａ）に示す領域Ｑの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明のシール材の実施形態を具体的に説明する。
【００１７】
［第１の実施形態］
（シール材）
図１は、第１の実施形態に係るシール材１０が用いられるコネクタ５０を示す図である。図１（Ａ）は、シール材１０が用いられるコネクタ５０の断面図であり、図１（Ｂ）に示す領域Ｐの拡大断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すコネクタ５０が取り付けられるモーター６０を示す図である。図２は、シール材１０を示す図である。図２（Ａ）は、シール材１０の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１８】
図１に示すように、第１の実施形態に係るシール材１０は、モーター６０の筐体６１と、モーター６０に電線７０を接続するコネクタ５０のコネクタハウジング５１との間に介在される。モーター６０の筐体６１にはシャフト６２が貫通している。シール材１０は、第１の接続部材であるコネクタハウジング５１と、第２の接続部材であるモーターの筐体６１との間に介在されて、コネクタハウジング５１とモーターの筐体６１との間をシールするものである。
【００１９】
コネクタ５０は、シール材１０を収容する凹部５２が形成されたコネクタハウジング５１と、芯線７１が圧着部５６で圧着された電線７０及び端子８０を樹脂で封止しコネクタハウジング５１に取り付けられる電気接続部５５と、を備える。ここで、電線７０は、ノイズの発生を遮断する電線シールド層７５で被覆される。シール材１０は、コネクタハウジング５１に形成された凹部５２に収容されつつモーターの筐体６１に押圧されることにより、コネクタハウジング５１とモーターの筐体６１との間をシールする。
【００２０】
図２に示すように、シール材１０は、略矩形なリング状に形成される。また、シール材１０は、シール材１０が略矩形なリング状に見える方向の２個の表面のうち、コネクタハウジング５１に接触する第１の表面である頂面１５の形状と、モーターの筐体６１に接触する第２の表面である底面１６の形状とが異なっている。具体的には、頂面１５にはシール材１０の長手方向に沿って形成された横断面弧状の溝部１２が形成されているが、底面１６には溝部が形成されず底面１６が平面状になっている。
【００２１】
図３は、図２に示すシール材１０の拡大図である。図３（Ａ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図３（Ｂ）は図２（Ａ）に示す領域Ｑの拡大図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シール材１０は、弾性を有する弾性部２０と、弾性部２０中に配置された金属導電部３０と、からなる。
【００２２】
＜弾性部＞
弾性部２０は、ゴム弾性を有する材質からなる。ゴム弾性を有する材質としては、ゴム、熱可塑性エラストマー、ゲル状物及び軟質樹脂からなる群より選択される１種以上を用いることができる。
【００２３】
ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、ポリイソブチレン、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、等の合成ゴムが用いられる。
【００２４】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマーが用いられる。
【００２５】
ゲル状物としては、例えば、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂等の公知の樹脂成分を含むものが用いられる。軟質樹脂としては、例えば、上記のゴムや熱可塑性エラストマーに加えて、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂等の公知の樹脂成分を含み、軟質な樹脂が用いられる。
【００２６】
ゴム弾性を有する材質としては、ゴム、熱可塑性エラストマー、ゲル状物及び軟質樹脂等に加えて添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、粘着付与剤、軟化剤、硬化剤、難燃剤、カップリング剤が用いられる。
【００２７】
＜金属導電部＞
金属導電部３０は、弾性部２０中に配置される。金属導電部３０は、金属綿状物又は発泡金属からなる。ここで、発泡金属とは、小さな空間を多量に有するスポンジ状の金属構造物である。金属綿状物としては、例えば、スチールウール、銅等の金属の細線が用いられる。発泡金属としては、例えば、アルミニウム、銅等の金属の発泡体が用いられる。発泡金属は、例えば、ガス発泡や焼結により得られる。すなわち、発泡金属は、製造方法が発泡である必要はなく、連続的な空隙を含む金属構造物であればよい。
【００２８】
金属綿状物又は発泡金属に用いられる金属としては、高い導電性を有するものが用いられる。具体的には、金属綿状物又は発泡金属に用いられる金属は、体積固有抵抗率が、好ましくは１×１０−３Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１×１０−５Ω・ｃｍ以下である。体積固有抵抗率がこの範囲内にあると、シール材１０の導電性が高くなり易い。
【００２９】
金属導電部３０は、空隙率が、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上である。ここで金属導電部３０の空隙率とは、弾性部２０中に配置された金属導電部３０を構成する金属綿状物又は発泡金属の隙間に弾性部２０が存在していないと仮定した場合における金属綿状物又は発泡金属の空隙率を意味する。具体的には、金属導電部３０の空隙率とは、弾性部２０中に配置された状態の金属導電部３０を構成する金属綿状物又は発泡金属の見かけ体積に対する、金属綿状物又は発泡金属中に存在する空隙の占める体積の割合を意味する。金属導電部３０の空隙率は、例えば、弾性部２０中に配置される前の金属綿状物又は発泡金属の見かけ体積及び空隙の占める体積を測定することにより、算出することができる。
【００３０】
＜金属導電部の端部＞
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シール材１０を構成する金属導電部３０は、その端部３２（３２ａ、３２ｂ）が、コネクタハウジング５１に接触する第１の表面である頂面１５と、モーターの筐体６１に接触する第２の表面である底面１６とに露出している。具体的には、第１の表面である頂面１５に金属導電部３０の一方の端部３２ａが多数個点在して露出し、第２の表面である底面１６に金属導電部３０の他方の端部３２ｂが多数個点在して露出している。このため、シール材１０では、導電性を有する金属導電部３０により、第１の表面である頂面１５と第２の表面である底面１６とが電気的に接続されている。
【００３１】
なお、金属導電部３０が金属綿状物である場合、第１の表面である頂面１５と第２の表面である底面１６とが電気的に接続される限り、金属綿状物を構成する金属繊維の全てが第１の表面である頂面１５と第２の表面である底面１６とに露出しなくてもよい。
【００３２】
＜シール材中の弾性部と金属導電部の含有比率＞
シール材１０では金属導電部３０の空隙に弾性部２０が充填される。このため、シール材１０中における弾性部２０と金属導電部３０との含有比率は、金属導電部３０の空隙率と金属導電部３０の金属部分との体積比率と実質的に同じである。具体的には、弾性部２０の体積比率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上であり、金属導電部３０の体積比率が好ましくは２０％未満、より好ましくは１０％未満である。弾性部２０の体積比率が８０％以上かつ金属導電部３０の体積比率が２０％未満であると、シール材１０が十分な弾性を有して高いシール性を有するため好ましい。
【００３３】
＜シール材の製造＞
シール材は、例えば、弾性部２０を構成するゴム弾性を有する材質又はその原料と、金属導電部３０を構成する金属綿状物又は発泡金属とを用い、公知の成形方法で成形することにより製造することができる。具体的には、ゴム弾性を有する材質又はその原料中に、金属綿状物又は発泡金属を配置又は混合した後、金型を用いたプレス成形、射出成型、押出成形等の成形方法で成形することにより製造することができる。
【００３４】
＜シール材の導電性＞
シール材１０は、第１の表面である頂面１５と第２の表面である底面１６との間で測定した体積抵抗率が１×１０−６〜１×１０−３Ω・ｃｍであることが好ましい。体積抵抗率がこの数値範囲内にあると、第１の接続部材であるコネクタハウジング５１と、第２の接続部材であるモーターの筐体６１との間の導電性が良好になる。
【００３５】
本発明に係るシール材は、例えば、車両用モーター、エンジン、トランスミッション、ボディ等の接続部材に導電性を有しつつ接続される、コネクタのパッキン、Ｏリング、ガスケット等に使用することができる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３７】
［実施例１］
シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−２０１７−３０Ａ／Ｂ）の１００質量部と、ニッケル発泡金属（ガス発泡により発泡させた空隙率９２％のニッケル発泡金属）の７５質量部とを、図２に示すシール材１０を成形する成形型中に導入した。そして、成形型中の混合物を、１７０℃で１０分間プレス成形して、図２に示すシール材１０と同じ形状のシール材を成形した。なお、上記ニッケル発泡金属は、表１に示す空隙率及び体積固有抵抗率を有するものである。
【００３８】
表１に、シリコーンゴムとニッケル発泡金属の配合量を示す。なお、表１に示すシリコーンゴムとニッケル発泡金属の配合量の比率は、得られるシール材中のシリコーンゴムとニッケル発泡金属の含有量の比率に一致する。この配合量と含有量が一致する関係は、以下の実施例及び比較例についても同様に当てはまる。
【００３９】
得られたシール材につき、シール方向の表裏面間、すなわち図２に示すシール材１０の頂面１５と底面１６との間の体積抵抗率を測定した。
【００４０】
また、得られたシール材１０につきシール性を調べた。シール性の評価は、以下のようにして行った。はじめに、シール材１０をパッキン形状に成形し、コネクタ５０の凹部５２にセットした。次に、このシール材１０がセットされたコネクタ５０のうち端子８０が形成されたコネクタハウジング５１の突出部分を、モーターの筐体６１に形成された孔部に嵌合させた。そして、このモーターの筐体６１に形成された孔部内に圧縮空気を用いて２００ＫＰａの圧力をかけ、空気がパッキン形状のシール材１０を介してモーターの筐体６１の外側に漏れるか否かを調べた。具体的には、圧縮空気で圧力をかけたとき２００ＫＰａでシール材１０から空気が漏れないものを○と評価した。一方、圧縮空気で圧力をかけたとき２００ＫＰａ未満でシール材１０から空気が漏れたものを×と評価した。
【００４１】
表１に、これらの結果を示す。以下の実施例及び比較例についても実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2016225127.tif 000003
【００４３】
［実施例２］
ガス発泡により発泡させた空隙率９２％のニッケル発泡金属に代えて、ガス発泡により発泡させた空隙率８４％のニッケル発泡金属を用い、このニッケル発泡金属を表１に示す配合量とした以外は、実施例１と同様にして、シール材を成形した。
【００４４】
［実施例３］
ニッケル発泡金属に代えて、スチールウール（日本スチールウール株式会社製、平均線径４０μｍ、空隙率８４％）を用い、このスチールウールを表１に示す配合量とした以外は、実施例１と同様にして、シール材を成形した。
【００４５】
［比較例１］
ニッケル発泡金属に代えて、焼結により作製した空隙率５０％のアルミニウム発泡金属を用い、このアルミニウム発泡金属を表１に示す配合量とした以外は、実施例１と同様にして、シール材を成形した。
【００４６】
［比較例２］
ニッケル発泡金属に代えて、ステンレスフィラー（福田金属箔粉工業株式会社製、ＳＵＳ−３１６−Ｌ３５０、粒子径４５μｍ以下）を用い、このステンレスフィラーを表１に示す配合量とした以外は、実施例１と同様にして、シール材を成形した。
【００４７】
［比較例３］
ニッケル発泡金属に代えて、炭素フィラー（ライオン株式会社製、ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ、平均粒子径０．０３μｍ）を用い、この炭素フィラーを表１に示す配合量とした以外は、実施例１と同様にして、シール材を成形した。
【００４８】
以上、本発明を実施形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  シール材
１１  シール材本体
１２  溝部
１５  頂面（第１の表面）
１６  底面（第２の表面）
２０  弾性部
３０  金属導電部
３２、３２ａ、３２ｂ  金属導電部の端部
５０  コネクタ
５１  コネクタハウジング（第１の接続部材）
５２  凹部
５５  電気接続部
５６  圧着部
６０  モーター
６１  モーターの筐体（第２の接続部材）
６２  シャフト
７０  電線
７１  芯線
７５  電線シールド層
８０  端子
【図１】
2016225127.tif 000004
【図２】
2016225127.tif 000005
【図３】
2016225127.tif 000006