CN101114767A - 电路单元的密封构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电路单元的密封构造，具备由弹性材料构成并安装在为了电缆通过而设置在壳体上的开口部的内周面和电缆的外周面之间的密封部件、在开口部中固定在壳体上的固定部件以及具有允许电缆通过的贯通孔且将壳体的开口部的尺寸变换为适合电缆的外周尺寸的尺寸变换部件。通过在开口部上固定尺寸变换部件，并以在与固定后的尺寸变换部件之间夹持密封部件并使其变形的方式将固定部件固定在壳体上，从而使密封部件紧贴在壳体的开口部的内周面和电缆的外周面。

Description

电路单元的密封构造
技术领域
本发明涉及由电路和用于保护该电路的壳体及与该电路连接的电缆构成的电路单元的密封构造。
背景技术
电路单元包括：电路；用于保护电路的壳体；以及为了输出输入信号或供电而与电路连接的电缆。一般地，为了电缆的固定及防水，将电缆从壳体的外部通向内部的部分使用如图9所示的密封构造100。具体地，在壳体102上设有由用于电缆104通过的小直径部106a和大直径部106b构成的阶梯状的开口部106，将由橡胶套筒等弹性部件构成的环状密封部件108在开口部106的大直径部106内安装在电缆的周围，用固定部件100对密封部件108施加压力。由于密封部件108由弹性材料做成，所以当受到来自固定部件110的压力时，在小直径部106a和大直径部106b之间的台肩部和固定部件110之间发生变形，内周尺寸变窄，紧贴在电缆104的外周面，同时外周尺寸扩张而紧贴在开口部106的大直径部106b的内周面上。其结果，密封部件108可密封壳体102的开口部106的内周面和电缆104的外周面之间。另外，由于密封部件108受到来自固定部件110的压力而总是按压开口部106的内周面和电缆104的外周面，所以即使电缆104由于外力的作用而弯曲或变形，密封部件108也会追随电缆104，可保持密封功能。
日本特开2003-274597号公报公开了利用与上述密封构造类似的原理的电动机的检测器电缆出口构造。在日本特开2003-274597号公报的检测器电缆出口构造中，虽然密封部件的形状与上述密封构造不同，但与上述密封构造相同地对密封部件施加压力而使密封部件变形，从而确保电缆孔的防水性。
在电路单元中，为了实现组装便捷性的提高，电缆104和电路使用连接器等的连接部件112连接的情况较多，该连接部件112一般比电缆114的外周尺寸大。但是，在上述密封构造中，一般地，开口部106的小直径部106a的直径形成为比电缆104的直径稍大，这种情况下，连接部件112无法通过开口部106的小直径部106a。因此，需要在将连接部件112安装在电缆114上之前，将电缆114通过开口部106，其后，在狭窄的壳体102内将连接部件112安装在电缆114的前端，所以作业性差。另外，由于作为预先组装电缆104、连接部件112、固定部件110的组件无法预先存货，所以需要在组装电路单元的同时将连接部件112安装在电缆104上，组装工序的灵活性欠缺。
如果为允许连接部件112通过而加大开口部106的小直径部106a的尺寸，则在将连接部件112安装在电缆104上之后，可以使连接部件112及电缆104通过开口部102而组装在壳体102上。但是，这种情况，如图10所示，在用固定部件110对密封部件108施加了压力时，会导致压力变形转移到开口部106的小直径部106a的内周面和电缆104的外周面的间隙之间，所以无法使压力有效作用在开口部106的小直径部106a的内周面和电缆104的外周面，进而密封部件108无法紧贴在它们上，很难确保足够的密封性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种与设置在电路单元的壳体上的电缆通过用开口部的尺寸无关地可确保足够的密封性且可便于组装作业的电路单元的密封构造。
为达到上述目的，根据本发明提供一种电路单元的密封构造，具备：安装在用于通过电缆而设置在电路单元的壳体上的开口部的内周面和上述电缆的外周面之间的由弹性材料构成的环状密封部件；以及在上述开口部上固定在上述壳体上的固定部件，通过用上述固定部件按压上述密封部件，从而在上述开口部内使上述密封部件变形，并密封上述开口部的内周面和上述电缆的外周面之间，其中，还具备具有允许上述电缆通过的贯通孔且将上述壳体的开口部的尺寸变换为适合上述电缆的外周尺寸的尺寸变换部件，通过在上述开口部中配置或固定上述尺寸变换部件，并在配置或固定的上述尺寸变换部件和上述固定部件之间夹持上述密封部件并使其变形，从而使上述密封部件紧贴在上述壳体的开口部的内周面和上述电缆的外周面上。
在上述电路单元的密封构造中，优选上述尺寸变换部件的贯通孔具有与上述电缆的外周形状大致相同的截面形状，上述尺寸变换部件具有与上述开口部的截面形状大致相同的外周形状。
还可以是在上述电缆的前端安装有具有比上述电缆大的外周尺寸的连接部件，上述壳体的开口部形成为允许上述连接部件通过的尺寸。
作为一个实施方式，上述壳体的开口部包括：具有外周尺寸比上述连接部件的外周尺寸大且比上述尺寸变换部件的外周尺寸小的小孔部；以及具有外周尺寸比上述尺寸变换部件大的大孔部，使上述尺寸变换部件抵接在形成于上述小孔部和上述大孔部之间的台肩部上，从而可将上述尺寸变换部件配置或固定在上述开口部上。
另外，作为其它实施方式，也可以是上述尺寸变换部件通过将其外周面接合在上述开口部的内周面上，从而固定在上述开口部上。
在本发明的电路单元的密封构造中，上述密封部件和上述尺寸变换部件最好一体形成。
由于本发明的密封构造具备将电路单元的壳体开口部的尺寸变换为适合电缆的外周尺寸，所以通过将尺寸变换部件固定在壳体的开口部上并在尺寸变换部件和固定部件之间夹持密封部件，并按压使其变形，从而与开口部的尺寸无关地可确保足够的密封性。再有，由于开口部的尺寸不对密封性造成影响，所以可将壳体的开口部设计成即便是在电缆的前端连接有连接器等的连接部件的状态下也可通过的足够大的尺寸。其结果，可简化电路单元的组装作业，可实现作业时间的缩短。
附图说明
参照附图并基于本发明的最佳实施方式进一步详细说明本发明的上述及其它目的、特征、优点。
图1是本发明的电路单元的密封构造的第一实施方式的主要部分的放大剖视图。
图2是图1所示的第一实施方式的密封构造的主要部分的组装分解图。
图3是本发明的电路单元的密封构造的第二实施方式的主要部分的放大剖视图。
图4是表示在本发明的电路单元的密封构造的第三实施方式中使用的一体型尺寸变换部件及密封部件的放大剖视图。
图5是使用了图4所示的一体型尺寸变换部件及密封部件的本发明的电路单元的密封构造的第三实施方式的主要部分放大剖视图。
图6是表示一例尺寸变换部件及密封部件的截面形状的俯视图。
图7是表示另一例尺寸变换部件及密封部件的截面形状的俯视图。
图8是表示使用了本发明的密封构造的电路单元的整体构造的概要图。
图9是现有技术的密封构造的主要部分的放大剖视图。
图10是现有技术的密封构造的变形方式的主要部分的放大剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的电路单元的密封构造的实施方式进行说明。
首先，参照图8，说明使用本发明的密封构造的电路单元100的整体构造。电路单元10包括：电路12；用于保护电路12的壳体14；以及为了输入输出信号或供电而与电路12连接的电缆16。在壳体14上设有用于将电缆16从壳体14的外部通向内部的开口部18，在开口部18上设有用于从壳体14的外部密封壳体14内部的密封构造20。另外，在电缆16的两端部上安装有为了便于连接电缆16和电路12或外部装置(未图示)的连接器等的连接部件22。
图1及图2表示本发明的密封构造20的第一实施方式的主要部分。密封构造20包括：尺寸变换部件24；由弹性材料构成的密封部件26；以及固定材料28。如后所述，尺寸变换部件24及固定部件28由具有能够使密封部件26发生弹性变形程度的刚性的刚性材料构成。设置在壳体14上的开口部18包括：截面面积小的小直径部18a；截面面积比小直径部18a大的大直径部18a；以及形成于小直径部和大直径部之间的环状的台肩部18c。小直径部18a具有为允许连接部件22通过的比连接部件22的外周尺寸大且不允许尺寸变换部件24通过的比尺寸变换部件24的外周尺寸小的外周尺寸。另外，大直径部18b具有比尺寸变换部件24大的外周尺寸。
尺寸变换部件24用于将设置在壳体14上的开口部18的尺寸变换为适合电缆16的外周尺寸，并在壳体14的开口部18的大直径部18b内以与台肩部18c抵接的方式进行配置并固定。尺寸变换部件24若能存放在开口部18的大直径部18b内且无法通过小直径部18a，则可具有适宜的外周形状及尺寸。但是，在大直径部18b内当密封部件26发生了变形时可侵入的间隙与将作用于密封部件26的变形压力的一部分用于向该间隙内施加的变形压力的情况有关，使压力变形无法高效作用于径向。因此，为了防止间隙的形成，尺寸变换部件24最好是具有与大直径部大致相同或比其只小一点点的外周形状及尺寸。
另外，在尺寸变换部件24的中心部形成有用于使电缆16通过的贯通孔24a。尺寸变换部件24的贯通孔24a只要是允许电缆16通过的尺寸，可设定为适当的尺寸，但最好是具有与电缆16的外周形状大致相同或比其稍小的截面形状。这样，由于具有与电缆16的外周形状大致相同或比其稍小的截面形状，所以可防止允许变形了的密封部件26侵入的间隙的形成，可使变形压力高效作用于径向。
密封部件26在壳体14的开口部18的大直径部18b中配置为夹持在尺寸变换部件24和固定部件28之间，当被固定部件28按压而受到压力时，在开口部18的大直径部18b内向径向发生变形。密封部件26只要可存放在壳体14的开口部18的大直径部18b内，则可具有适当的外周形状及尺寸，但最好是具有与开口部18的大直径部18b的截面形状及尺寸大致相同或比其稍小的外周形状及尺寸。另外，密封部件26呈环状，在其中心部设有用于使电缆16通过的贯通孔26a，密封部件26的贯通孔26a只要是可允许电缆16通过，则可具有适当的截面形状及尺寸，但最好是具有与电缆16的外周形状及尺寸大致相同或比其稍小的截面形状及尺寸。
这样，在密封部件26具有与开口部18的大直径部18b的截面形状及尺寸大致相同或比其稍小的外周形状及尺寸且密封部件26的贯通孔26a具有与电缆16的外周形状及尺寸大致相同或比其稍小的截面形状及尺寸的情况下，仅以少许压力密封部件26便发生少许变形，而紧贴开口部18的大直径部18b的内周面及电缆16的外周面，可确保足够的密封功能。
固定部件28包含嵌合在壳体14的开口部18的大直径部18b内的嵌合部28a和从嵌合部28a的外周向径向延伸的凸缘部28b。在凸缘部28b上设有多个安装孔28c，固定部件28利用通过这些安装孔28c的螺钉或铆钉等的紧固件30固定在壳体14上。当固定部件28被固定在壳体14上时，嵌合部28a嵌合在开口部18的大直径部18b内，按压密封部件26使其变形。另外，在固定部件28的中心部设有用于允许电缆16通过的贯通孔28d。固定材料28的贯通孔28d只要是能允许电缆16通过，则可做成适当的截面形状及尺寸，但最好是具有与电缆16的外周形状及尺寸大致相同或比其稍大的截面形状及尺寸。这样，由于固定材料28的贯通孔28d具有与电缆16的外周形状及尺寸大致相同的截面形状及尺寸，所以可使压力高效作用于密封部件26上，可确保足够的密封功能。
在组装如图1及图2所示的密封构造20时，首先在将电缆16通过固定部件28的贯通孔28d、密封部件26的贯通孔26a及尺寸变换部件24的贯通孔24a之后，在电缆16的前端安装连接器等的连接部件22，作为组件预先组装。其次，通过壳体14的开口部18的小经部18a将连接部件22插入到壳体14内，将连接部件22连接在壳体14内的电路12上。其次，使尺寸变换部件24抵接在开口部18的台肩部18c，而固定在开口部18内，并以将密封部件26夹持在固定后的尺寸变换部件24和固定部件28之间的方式用螺钉或铆钉等的紧固件30将固定部件28固定在壳体14上。这时，密封部件26被固定部件28按压，密封部件26发生变形从而紧贴电缆16的外周面周围及开口部18的大直径部18b的内周面。由此，密封电缆16的外周面周围和开口部18的大直径部18b的内周面之间。
这样，由于存在尺寸变换部件24，所以可将壳体14的开口部18设计为连接部件22可通过的尺寸，进而即使在连接部件22安装在电缆16前端的状态也可通过壳体14的开口部18插入电缆16。因此，在电缆16通过尺寸变换部件24、密封部件26及固定部件28之后可作为组件预先做成将连接部件22安装在电缆16的前端的组件，可省去在狭窄的壳体14内将连接部件22安装在电缆16前端的作业，另外，可简化在现场的安装作业。再有，即使开口部18的小直径部18a的截面积变大而小直径部18a的内周面与电缆16的外周面的间隙变大，尺寸变换部件24可堵住向该间隙进入的入口的至少一部分，防止变形后的密封部件26进入小直径部18a内。因此，将由固定部件28对密封部件26施加的压力高效转换为使密封部件26紧贴大直径部18b中的电缆16的外周面及开口部18的内周面方向的变形力，可确保足够的密封性。
其次，参照图3说明本发明的密封构造的第二实施方式。第二实施方式的密封构造20′与第一实施方式的密封构造20的不同点在于，在电路单元10的壳体14内不是阶梯状的开口部18，而是设有没有台肩部的直线状开口部18′。开口部18′具有允许安装在电缆16的前端的连接部件22通过的足够大的截面积。尺寸变换部件24通过焊接、粘着、凿紧等接合而固定在开口部18′中，在固定后的尺寸变换部件24和固定在壳体14上的固定部件28之间夹持密封并按压部件26。其它点与第一实施方式的密封构造相同，在此省略说明。
图4及图5表示本发明的密封构造的第三实施方式。第三实施方式的密封构造20″与第一实施方式的密封构造20的不同点在于，尤其如图4可知，尺寸变换部件24和密封部件26一体形成。该实施方式，在可减少密封构造20″的零部件数量方面有利。关于其它构造及作用由于与第一实施方式的密封构造20相同，在此省略说明。
在以上实施方式中，如图6所示，尺寸变换部件24和密封部件26的截面形状最好是开孔圆盘形状，但还可以与开口部18、18′的截面形状或电缆16的截面形状一致而具有如图7所示的非圆形状的外周形状及贯通孔截面形状。

Claims (6)

1.一种电路单元(10)的密封构造(20；20′；20″)，具备：安装在用于通过电缆(16)而设置在电路单元(10)的壳体(14)上的开口部(18；18′)的内周面和上述电缆(16)的外周面之间的由弹性材料构成的环状密封部件(26)；以及在上述开口部(18；18′)上固定在上述壳体(14)上的固定部件(28)，通过用上述固定部件(28)按压上述密封部件(26)，从而在上述开口部(18；18′)内使上述密封部件(26)变形，密封上述开口部(18；18′)的内周面和上述电缆(16)的外周面之间，其特征在于，
还具备具有允许上述电缆(16)通过的贯通孔(24a)且将上述壳体(14)的开口部(18；18′)的尺寸变换为适合上述电缆(16)的外周尺寸的尺寸变换部件(24)，通过在上述开口部(18；18′)中配置或固定上述尺寸变换部件(24)，并在已被配置或固定的上述尺寸变换部件(24)和上述固定部件(28)之间夹持上述密封部件(26)并使其变形，从而使上述密封部件(26)紧贴在上述壳体(14)的开口部(18；18′)的内周面和上述电缆(16)的外周面上。
2.根据权利要求1所述的电路单元的密封构造，其特征在于，
上述尺寸变换部件(24)的贯通孔(24a)具有与上述电缆(16)的外周形状大致相同的截面形状，上述尺寸变换部件(24)具有与上述开口部(18；18′)的截面形状大致相同的外周形状。
3.根据权利要求1所述的电路单元的密封构造，其特征在于，
在上述电缆(16)的前端安装有具有比上述电缆(16)大的外周尺寸的连接部件(22)，上述壳体(14)的开口部(18；18′)形成为允许上述连接部件(22)通过的尺寸。
4.根据权利要求3所述的电路单元的密封构造，其特征在于，
上述壳体(14)的开口部(18)包括：具有外周尺寸比上述连接部件(22)的外周尺寸大且比上述尺寸变换部件(24)的外周尺寸小的小孔部(18a)；以及具有外周尺寸比上述尺寸变换部件(24)大的大孔部(18b)，通过使上述尺寸变换部件(24)抵接在形成于上述小孔部(18a)和上述大孔部(18b)之间的台肩部(18c)上，从而将上述尺寸变换部件(24)配置或固定在上述开口部(18)上。
5.根据权利要求3所述的电路单元的密封构造，其特征在于，
上述尺寸变换部件(24)通过将其外周面接合在上述开口部(18′)的内周面上，从而固定在上述开口部(18′)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电路单元的密封构造，其特征在于，
上述密封部件(26)和上述尺寸变换部件(24)一体形成。
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