DE112014001079T5

DE112014001079T5 - Kabelstrang

Info

Publication number: DE112014001079T5
Application number: DE112014001079.0T
Authority: DE
Inventors: Ayumu ISHIHARA; Tatsuya Hase; Katsufumi Matsui; Kouji Fukumoto; Daisuke Hashimoto; Kentaro Tachi
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-11-12
Also published as: CN105009376A; US9722349B2; CN105009376B; US20150372415A1; JP2014170620A; JP5939177B2; WO2014132984A1

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gute Wasserdichtigkeit eines Kabelstrangs zu erzielen, der einen wasserdichten Steckverbinderabschnitt aus einem Harz aufweist, indem eine Schwankung der Außenmaße eines Dichtungsabschnitts des Steckverbinderabschnitts gedämpft wird. Der Steckverbinderabschnitt ist aus einem ersten Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein Teil eines Anschlussstücks des elektrischen Kabels mit Anschluss als Insert-Abschnitt dient. Ein wasserdichtender Abschnitt ist aus einem zweiten Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein Abschnitt, der sich von einem Teil des Anschlussstücks bis zu einer Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels mit Anschluss erstreckt, als Insert-Abschnitt dient. Der Dichtungsabschnitt ist aus dem zweiten Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein Teil des Steckverbinderabschnitts als Insert-Abschnitt dient. Der zweite Kunststoff ist weicher als der erste Kunststoff.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kabelstrang, der ein elektrisches Kabel mit Anschluss und einen geformten Steckverbinderabschnitt aufweist, bei dem ein Ende des Kabels als Insert-Abschnitt dient.
Stand der Technik
Von einem Kabelstrang, der in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, kann eine hohe Wasserundurchlässigkeit in einem Abschnitt gefordert sein, in welchem ein Ende eines elektrischen Kabels und eines Anschlussstücks miteinander verbunden sind. In diesem Fall kann ein Verbindungsstück als ein Kunststoffformabschnitt zum Abdichten eines wasserdichtenden Bereichs ausgebildet sein, der sich von einem Teil des Anschlussstücks bis zu einer Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels ausdehnt. Der Kunststoffformabschnitt (Verbindungsstück) für die Wasserdichtigkeit wird beispielsweise als „Formanschluss“ bezeichnet.
Das wasserdichte Verbindungsstück ist aus einem Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein wasserdichtender Bereich des elektrischen Kabels mit Anschluss als Insert-Abschnitt dient. Das wasserdichte Verbindungsstück ist in den Rahmen eines Gehäuses eingepasst, in welchem ein Gerät, das als Verbindungsgegenstück des Kabelstrangs dient, aufgenommen ist. Somit füllt das Verbindungsstück die Lücke zwischen dem elektrischen Kabel mit Anschluss und dem Gehäuse. Ferner ist das Verbindungsstück mit einer ringförmigen Gummidichtung versehen, die zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Verbindungsstücks und dem Rahmen, der einen Rand einer Öffnung des Verbindungsstücks bildet, angeordnet ist.
Mit anderen Worten, das wasserdichte Verbindungsstück (Kunststoffformabschnitt) verhindert das Eindringen von Flüssigkeit in den Steckverbinderabschnitt des elektrischen Kabels und des Anschlussstücks, und verhindert zusammen mit der Gummidichtung ferner das Eindringen von Flüssigkeit in das Gehäuse, in welchem das Gerät aufgenommen ist, durch den Spalt zwischen dem Kabelstrang und dem Rahmen des Gehäuses.
Patentdokument 1 zeigt, dass ein wasserdichtender Abschnitt, der als ein Kunststoffformabschnitt aus einem thermoplastischen Elastomerkunststoff ausgebildet ist, an einem Ende eines elektrischen Kabels mit Anschluss den Spalt zwischen dem elektrischen Kabel und einer Kabelleitöffnung eines harten Steckverbinderabschnitts (Kunststoffformabschnitts) füllt, der aus einem Polyethylenbasierten Harz oder dergleichen gebildet ist. Patentdokument 1 zeigt ferner eine Gummidichtung, die an dem Verbindungsstück befestigt ist.
Der im Patentdokument 1 gezeigte Steckverbinderabschnitt (Kunststoffformabschnitt) ist in einem wasserdichtenden Bereich des elektrischen Kabels mit Anschluss gebildet, der einen Bereich umfasst, der sich von einem Drahtverbindungsabschnitt eines Anschlussstücks bis zu einer Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels erstreckt. Bei einem Kabelstrang für ein Fahrzeug wird ein Drahtverbindungsabschnitt eines Anschlussstücks mit einem elektrischen Kabel verbunden, indem der Drahtverbindungsabschnitt gegen ein Ende des elektrischen Kabels gepresst wird.
Vorbekannte Technische Dokumente
Patentdokument

Patentdokument 1: WO 2011/019027 A

Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu Lösendes Problem
Ein Drahtverbindungsabschnitt eines Anschlussstücks ist derjenige Abschnitt, dessen Form leicht variiert bzw. schwankt. Ein Isolationsbeschichtungsabschnitt eines elektrischen Kabels kann sich infolge von Druck eines flüssigen Harzes während eines Insert-Molding-Verfahrens leicht verformen.
Daher gestaltet es sich als schwierig, eine Schwankung der Außenmaße des Steckverbinderabschnitts innerhalb eines vordefinierten Toleranzbereichs zu halten, falls ein harter Steckverbinderabschnitt geformt wird, wobei ein Bereich eines elektrischen Kabels mit Anschluss, der sich von dem Drahtverbindungsabschnitt des Anschlussstücks bis zu der Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels erstreckt, als Insert-Abschnitt dient.
Insbesondere wird es durch eine Verformung der Isolationsbeschichtung weiter erschwert, die Außenmaße des Steckverbinderabschnitts innerhalb eines Toleranzbereichs zu halten, falls die Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels aus einem Gummi, z.B. einem Silikon-basierten Gummi, gebildet ist. Die Schwankung der Außenmaße des Steckverbinderabschnitts ergibt eine Schwankung der Außenmaße eines Gummidichtungsabschnitts, der an der äußeren Umfangsfläche des Steckverbinderabschnitts befestigt ist. Die Schwankung der Außenmaße des Gummidichtungsabschnitts führt zu einer Beeinträchtigung der Wasserdichtigkeit zwischen der Gummidichtung und einem Rahmen eines Gehäuses, in welches der Steckverbinderabschnitt eingepasst ist.
Das Befestigen der Gummidichtung ist ferner aufwändig, und ein fehlerhaftes Befestigen der Gummidichtung kann die Wasserdichtigkeit beeinträchtigen. Darüber hinaus kann die Isolationsbeschichtung beschädigt werden, falls ein Teil der Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels während des Insert-Molding-Verfahrens Teil des Insert-Abschnitts ist. Das heißt, die Isolationsbeschichtung aus einem Gummi kann in einem Kabelausgangsabschnitt eines Metallformwerkzeugs, das bei dem Insert-Molding-Verfahren verwendet wird, infolge eines Hochdrucks eines flüssigen Harzes beschädigt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gute Wasserdichtigkeit eines Kabelstrangs, der einen wasserdichten, aus einem Harz geformten Steckverbinderabschnitt aufweist, zu erreichen, indem eine Schwankung der Außenmaße eines Dichtungsabschnitts des Steckverbinderabschnitts gedämpft wird.
Lösung der Aufgabe
Ein Kabelstrang gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst folgende Komponenten:

(1) Eine erste Komponente ist ein elektrisches Kabel mit Anschluss, das ein elektrisches Kabel mit einem leitfähigen Draht und einer Isolationsbeschichtung, die einen Umfang des leitfähigen Drahts bedeckt, und ein Anschlussstück umfasst, das mit dem leitfähigen Draht an einem Ende des elektrischen Kabels verbunden ist;
(2) Eine zweite Komponente ist ein Steckverbinderabschnitt. Dieser Steckverbinderabschnitt ist aus einem ersten Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein Teil des Anschlussstücks als Insert-Abschnitt dient. Der Steckverbinderabschnitt dichtet einen Teilbereich des Anschlussstücks bis auf einen Kontaktabschnitt ab, der mit einem Verbindungsgegenstück zu dem elektrischen Kabel mit Anschluss in Kontakt gebracht wird, wobei sich der Teilbereich auf der Seite des Kontaktabschnitts des Anschlussstücks befindet;
(3) Eine dritte Komponente ist ein wasserdichtender Abschnitt. Dieser wasserdichtender Abschnitt ist aus einem zweiten Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein Abschnitt, der sich von einem Teil des Anschlussstücks bis zu der Isolationsbeschichtung des angeschossenen elektrischen Kabels erstreckt, als Insert-Abschnitt dient. Dieser zweite Kunststoff ist weicher als der erste Kunststoff. Der wasserdichtende Abschnitt dichtet einen wasserdichtenden Bereich ab, der sich von einem Rand, auf der mit dem leitfähigen Draht verbundenen Seite, desjenigen Teilbereichs des Anschlussstücks, der durch den Steckverbinderabschnitt abgedichtet ist, bis zu der Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels erstreckt;
(4) Eine vierte Komponente ist ein Dichtungsabschnitt. Dieser Dichtungsabschnitt ist aus dem zweiten Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren zusammen mit dem wasserdichtenden Abschnitt geformt ist, wobei der Steckverbinderabschnitt als Insert-Abschnitt dient. Der Dichtungsabschnitt ist ringförmig und entlang einer äußeren Umfangsfläche eines Teils des Steckverbinderabschnitts einstückig mit dem Steckverbinderabschnitt ausgebildet.

Ein Kabelstrang gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt einen Aspekt eines Kabelstrangs gemäß dem ersten Aspekt. Demgemäß dichtet der Steckverbinderabschnitt nur einen Zwischenabschnitt des Anschlussstücks, der sich zwischen dem Kontaktabschnitt und einem Drahtverbindungsabschnitt befindet, der mit dem leitfähigen Draht verbunden ist.
Ein Kabelstrang gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt einen Aspekt des Kabelstrangs gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt. Demgemäß ist ein Rand des Steckverbinderabschnitts, der auf der vom Kontaktabschnitt des Anschlussstücks abgewandten Seite angeordnet ist, überlappend mit der Außenseite eines Randes des wasserdichtenden Abschnitts auf der Seite des Anschlussstücks ausgebildet.
Ein Kabelstrang gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt einen Aspekt des Kabelstrangs gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Aspekt. Demgemäß ist die Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels aus einem Gummi gebildet.
Ein Kabelstrang gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt einen Aspekt des Kabelstrangs gemäß dem vierten Aspekt. Demgemäß enthält die Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels Silikon, der erste Kunststoff enthält Polybutylenterephthalat, und der zweite Kunststoff enthält Silikon.
Vorteile der Erfindung
In den vorhergehenden Aspekten ist der Steckverbinderabschnitt aus einem relativ festen Kunststoff gebildet, und der wasserdichtende Abschnitt ist aus einem relativ weichen Kunststoff gebildet. Der Steckverbinderabschnitt ist in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei ein Teil des Anschlussstücks des elektrischen Kabels mit Anschluss als Insert-Abschnitt dient.
Mit anderen Worten ist das weiche Element, wie z.B. die Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels, die unter einem Druck eines eingespritzten Harzes verformbar ist, nicht Teil des Insert-Abschnitts, wenn der Steckverbinderabschnitt geformt wird. Ferner ist der Dichtungsabschnitt in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei ein Teil des festen Steckverbinderabschnitts als Insert-Abschnitt dient. Somit ist es möglich, eine Schwankung der Außenmaße desjenigen Teils des Steckverbinderabschnitts, an welchem der Dichtungsabschnitt angeordnet ist, zu dämpfen.
Der Kabelstrang gemäß den vorhergehenden Aspekten ermöglicht also, eine gute Wasserdichtigkeit zu erzielen und gleichzeitig eine Schwankung der Außenmaße desjenigen Abschnitts des Steckverbinderabschnitts, der mit dem Dichtungsabschnitt einstückig ausgebildet ist, zu dämpfen. Ferner ist ein aufwändiges Befestigen der Gummidichtung nicht erforderlich, wodurch eine Beeinträchtigung der Wasserdichtigkeit aufgrund eines fehlerhaften Befestigens der Gummidichtung ausgeschlossen wird.
Ferner kann, wenn der wasserdichtende Abschnitt in einem Insert-Molding-Verfahren geformt wird, ein Einspritzdruck des flüssigen Harzes niedrig gehalten werden, weil der weiche Kunststoff üblicherweise eine hervorragende Fließeigenschaft während des Spritzgießens (injection molding) aufweist. Deshalb kann eine Beschädigung der Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels durch den Druck des flüssigen Harzes vermieden werden, selbst wenn die Isolationsbeschichtung aus einem weichen Material, z.B. einem Gummi, gebildet ist.
Der weiche Kunststoff, aus dem der wasserdichtende Abschnitt gebildet ist, weist ferner eine hervorragende Hafteigenschaft an dem wasserdichtenden Bereich des elektrischen Kabels mit Anschluss im Vergleich zu einem festen Kunststoff auf. Daher zeigt der weiche wasserdichtende Abschnitt, der den wasserdichtenden Bereich des Kabels mit Anschluss bedeckt, eine gute Wasserdichtigkeit.
Des Weiteren ist der Drahtverbindungsabschnitt des Anschlussstücks leicht verformbar. Falls ein solcher Drahtverbindungsabschnitt für das Formen des Steckverbinderabschnitts Teil des Insert-Abschnitts ist, kann die Genauigkeit der Außenmaße des Steckverbinderabschnitts beeinträchtigt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist der Steckverbinderabschnitt in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei der Zwischenabschnitt des Anschlussstücks des elektrischen Kabels mit Anschluss als Insert-Abschnitt dient. Das heißt, dass weder das verformbare weiche Element noch der Drahtverbindungsabschnitt des Anschlussstücks, der leicht verformbar ist, Teil des Insert-Abschnitts ist, wenn der Steckverbinderabschnitt geformt wird. Folglich wird eine Schwankung der Außenmaße des Steckverbinderabschnitts weiter gedämpft.
Gemäß dem dritten Aspekt ist ferner ein Rand des Steckverbinderabschnitts, der sich auf der Seite des Drahtverbindungsabschnitts des Anschlussstücks befindet, überlappend mit der Außenseite eines Randes des wasserdichtenden Abschnitts ausgebildet. Dadurch wird verhindert, dass sich der Rand des verformbaren weichen wasserdichtenden Abschnitts von dem elektrischen Kabel mit Anschluss löst.
Gemäß dem vierten Aspekt ist ferner die Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels aus einem Gummi gebildet, der deutlich verformbar ist. Noch bemerkenswertere Effekte können erzielt werden, wenn die vorliegende Erfindung auf einen Kabelstrang mit einem solchen elektrischen Kabel angewendet wird.
Gemäß dem fünften Aspekt haften die Isolationsbeschichtung, die Silikon enthält, und der wasserdichtende Abschnitt, der Silikon enthält, aufgrund ihrer Verträglichkeit leicht aneinander, ohne dass dabei ein Spalt erzeugt wird. Ferner haften der Steckverbinderabschnitt, der Polybutylenterephthalat enthält, und der wasserdichtende Abschnitt und der Dichtungsabschnitt, die jeweils Silikon enthalten, aufgrund einer intermolekularen Kraft von Hydroxyl, das in den jeweiligen molekularen Anschlüssen vorhanden sind, leicht aneinander, ohne dass dabei ein Spalt erzeugt wird. Daher werden die Wasserdichtigkeit und Robustheit des Steckverbinderabschnitts, des wasserdichtenden Abschnitts und des Dichtungsabschnitts als Ganzes verbessert, indem der wasserdichtende Abschnitt und der Dichtungsabschnitt in Kontakt mit dem Steckverbinderabschnitt geformt werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine Draufsicht, die einen Kabelstrang 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Seitenansicht, die ein Ende des Kabelstrangs 10 darstellt.
3 ist eine Querschnittsansicht, die ein Ende des Kabelstrangs 10 darstellt.
4 ist eine Draufsicht, die einen Kabelstrang 10A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Die nachstehenden Ausführungsformen sind Beispiele, die die vorliegende Erfindung verkörpern, und beschränken nicht den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung.
Ein Kabelstrang gemäß den nachstehenden Ausführungsformen ist ein Kabelstrang für Hochspannungssysteme. Dieser Kabelstrang für Hochspannungssysteme wird beispielsweise zwischen einem Inverterstromkreis und einem Motor, zwischen einem Ladeanschluss und einem Ladestromkreis und dergleichen eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, z.B. eines Hybridfahrzeugs oder eines Elektromobils, installiert.
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird als erstes eine Ausgestaltung eines Kabelstrangs 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Kabelstrang 10 elektrische Kabel 90 mit Anschluss sowie Steckverbinderabschnitte 1 und wasserdichtende Abschnitte 2, die an den Enden der Kabel 90 mit Anschluss angeordnet sind. Ferner weist jeder Steckverbinderabschnitt 1 einen Dichtungsabschnitt 3 auf. Man beachte, dass in 1 und 2 die wasserdichtenden Abschnitte 2 und die Dichtungsabschnitte 3 einfachheitshalber schraffiert dargestellt sind.
Elektrisches Kabel mit Anschluss
Jedes elektrische Kabel 90 mit Anschluss umfasst ein elektrisches Kabel 9 und Anschlusstücke 8, die mit den Enden des elektrischen Kabels 9 verbunden sind. In dem in 1 bis 3 gezeigten Beispiel umfasst der Kabelstrang 10 mehrere elektrische Kabel 90 mit Anschluss.
Das elektrische Kabel 9 ist ein isoliertes elektrisches Kabel, das einen leitfähigen Draht 91 und eine Isolationsbeschichtung 92 aus einem Kunststoff aufweist, die den Umfang des leitenden Drahts 91 bedeckt. Die Enden des leitfähigen Drahts 91 des elektrischen Kabels 9 ragen aus den Enden der Isolationsbeschichtung 92 heraus.
Der leitfähige Draht 91 ist ein linearer Leiter, der beispielsweise aus einem Metall, z.B. Kupfer, einer Kupferlegierung oder einer Aluminiumlegierung, gebildet ist. Der leitfähige Draht 91 ist vorzugsweise ein verdrillter Draht, um ein biegsames elektrisches Kabel 9 zu erhalten. Die Isolationsbeschichtung 92 ist vorzugsweise aus einem Gummimaterial, z.B. einem Silikon-basierten Kunststoff, gebildet, um ein noch biegsames elektrisches Kabel 9 zu erhalten.
Jedes Anschlussstück 8 ist mit dem leitfähigen Draht 91 an einem Ende des elektrischen Kabels 9 verbunden. Das Anschlussstück 8 ist aus einem Metall, z.B. Kupfer oder einer Kupferlegierung, gebildet. Das Anschlussstück 8 weist einen Drahtverbindungsabschnitt 82, einen Kontaktabschnitt 81 und einen Zwischenabschnitt 83 auf.
Der Drahtverbindungsabschnitt 82 ist mit dem leitfähigen Draht 91 des elektrischen Kabels 9 verbunden. Zum Beispiel ist der Drahtverbindungsabschnitt 82 ein Abschnitt, in welchem ein Crimpabschnitt bzw. Quetschabschnitt, der an den leitfähigen Draht 91 gecrimpt wird, gebildet ist. Alternativ ist vorstellbar, dass der Drahtverbindungsabschnitt 82 mit dem leitfähigen Draht 91 an einem Ende des elektrischen Kabels 9 durch Ultraschallschweißen, Widerstandsschweißen oder dergleichen verschweißt ist.
Der Kontaktabschnitt 81 wird mit einem Verbindungsgegenstück des elektrischen Kabels 90 mit Anschluss in Kontakt gebracht. In dem Beispiel der 1 ist der Kontaktabschnitt 81 ein flacher, plattenähnlicher Abschnitt mit einem Durchgangsloch, durch welches eine Schraube eingeführt werden kann. Es ist aber auch denkbar, dass der Kontaktabschnitt 81 eine andere Form, z.B. eine plattenähnliche oder stabähnliche Form ohne ein Durchgangsloch, aufweist.
Der Zwischenabschnitt 83 ist zwischen dem Drahtverbindungsabschnitt 82 und dem Kontaktabschnitt 81 angeordnet. In dem Beispiel der 1 bis 3 weist der Zwischenabschnitt 83 eine flache, plattenähnliche Form auf. Es ist aber auch denkbar, dass der Zwischenabschnitt 83 eine andere Form, z.B. eine kurvigplattenähnliche oder rund-stangenähnliche Form, aufweist.
Steckverbinderabschnitt
Der Steckverbinderabschnitt 1 ist aus einem Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei der Zwischenabschnitt 83 des Anschlussstücks 8 als Insert-Abschnitt dient. Das heißt, dass weder der Drahtverbindungsabschnitt 82 des Anschlussstücks 8, dessen Form leicht variiert, noch die Isolationsbeschichtung 92 des elektrischen Kabels 9, die infolge des Drucks des eingespritzten Harzes leicht verformbar ist, Teil des Insert-Abschnitts ist, wenn der Steckverbinderabschnitt 1 geformt wird.
Der Steckverbinderabschnitt 1 ist ein hartes Element, und ist in einem engen Kontakt mit dem gesamten Bereich in der Umfangsrichtung der Oberfläche des Zwischenabschnitts 83 des Anschlussstücks 8 angeordnet. Somit dichtet der Steckverbinderabschnitt 1 den Zwischenabschnitt 83 des Anschlussstücks 8 ab. Der Steckverbinderabschnitt 1 dichtet nur den Zwischenabschnitt 83 des Anschlussstücks 8 ab und berührt weder den Drahtverbindungsabschnitt 82 noch den Kontaktabschnitt 81.
Der Kunststoff, aus dem der Steckverbinderabschnitt 1 gebildet ist, besteht beispielsweise hauptsächlich aus Polybutylenterephthalat (PBT). Es ist auch denkbar, dass der Steckverbinderabschnitt 1 aus einem Kunststoff geformt ist, der hauptsächlich aus Polyamid 6T (PA6T), Polypropylen (PP), einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kopolymer-Kunststoff (ABS-Kunststoff) oder dergleichen besteht.
Der Steckverbinderabschnitt 1 gemäß der Ausführungsform nimmt mehrere Anschlussstücke 8 auf, die in Abständen parallel zueinander und in einem vorbestimmten Positionsverhältnis zueinander angeordnet sind. Dementsprechend werden die Enden der elektrischen Kabel 90 mit Anschluss in einem vorbestimmten Positionsverhältnis zueinander gemäß einer zueinander parallelen und voneinander beabstandeten Anordnung gehalten.
In den Beispielen der 1 bis 3 weist der Steckverbinderabschnitt 1 eine Öffnung 12 auf, durch welche die Anschlusstücke 8 zugänglich sind. Diese Öffnung 12 wird mit Hilfe eines Deckelelements (nicht gezeigt) verschlossen, nachdem die Kontaktabschnitte 81 der Anschlussstücke 8 mit den Anschlussabschnitten eines anzuschließenden Geräts mit Hilfe von Schrauben oder dergleichen verbunden sind.
In der folgenden Beschreibung werden Enden der elektrischen Kabel 90 mit Anschluss, ein Steckverbinderabschnitt 1, ein wasserdichtender Abschnitt 2 und ein Dichtungsabschnitt 3, die ein Ende des Kabelstrangs 10 bilden, zusammenfassend als eine Steckverbindereinheit 20 bezeichnet. Der Kabelstrang 10, der in 1 gezeigt ist, ist mit zwei Steckverbindereinheiten 20 versehen, die sich jeweils an den zwei Enden des Kabelstrangs 10 befinden.
Wasserdichtender Abschnitt
Der wasserdichtende Abschnitt 2 ist aus einem Kunststoff gebildet, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein Teil des elektrischen Kabels 90 mit Anschluss, der einen wasserdichtenden Bereich umfasst, als Insert-Abschnitt dient. Bei dem elektrischen Kabel 90 mit Anschluss erstreckt sich der wasserdichtende Bereich von dem Rand 84 des durch den Steckverbinderabschnitt 1 abgedichteten Zwischenabschnitts 83 des Anschlussstücks 8 auf der Seite des Drahtverbindungsabschnitt 82 bis zu der Isolationsbeschichtung 92 des elektrischen Kabels 9.
Ferner ist der wasserdichtende Abschnitt 2 aus einem Kunststoff gebildet, der weicher als der Kunststoff ist, aus welchem der Steckverbinderabschnitt 1 gebildet ist. Der wasserdichtende Abschnitt 2 dichtet den wasserdichtenden Bereich des elektrischen Kabels 90 mit Anschluss ab. Zum Beispiel ist der wasserdichtende Abschnitt 2 aus einem Silikon-basierten Kunststoff gebildet, der in seinem geformten Zustand elastisch ist. Alternativ ist es auch vorstellbar, dass der wasserdichtende Bereich 2 aus einem relativ weichen Kunststoff, z.B. einem Elastomer, einem Polyamid-basierten Kunststoff oder einem Polyester-basierten Kunststoff, anstatt eines Silikon-basierten Kunststoffs gebildet ist.
Der Steckverbinderabschnitt 1 einerseits und der wasserdichtende Abschnitt 2 und der Dichtungsabschnitt 3 andererseits sind unter Verwendung eines so genannten Zwei-Farben-Spitzgusses (two-color molding) geformt. Demnach sind der wasserdichtende Abschnitt 2 und der Dichtungsabschnitt 3 jeweils in Kontakt mit dem Steckverbinderabschnitt 1. Bei dem Zwei-Farben-Spitzguss wird der Steckverbinderabschnitt 1 geformt, und dann werden der wasserdichtende Abschnitt 2 und der Dichtungsabschnitt 3 parallel geformt.
Konkret wird der Steckverbinderabschnitt 1 in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, und dann wird der wasserdichtende Abschnitt 2 in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei der wasserdichtende Bereich an einem Ende des elektrischen Kabels 90 mit Anschluss als Insert-Abschnitt dient, wobei sich der wasserdichtende Bereich von einem Rand 11 des Steckverbinderabschnitts 1 auf der Seite des Drahtverbindungsabschnitts 82 bis zu der Isolationsbeschichtung 92 des elektrischen Kabels 9 erstreckt.
Parallel zu dem wasserdichtenden Abschnitt 2 wird der Dichtungsabschnitt 3 in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei ein Teil des Steckverbinderabschnitts 1, der in einen Rahmen 72 eines Gehäuses 7 eingepasst wird, als Insert-Abschnitt dient.
In dem Beispiel der 2 und 3 ist ferner der Rand 11 des Steckverbinderabschnitts 1 auf der Seite des Drahtverbindungsabschnitts 82 des Anschlussstücks 8 überlappend mit der Außenseite eines Randes 21 des wasserdichtenden Abschnitts 2 auf der Seite des Anschlussstücks 8 ausgebildet.
Wie in 2 und 3 gezeigt, können ein Teil des Steckverbinderabschnitts 1 und ein Teil des wasserdichtenden Abschnitts 2 als Passungsmechanismus betrachtet werden, die einen Überstand und eine Ausnehmung aufweisen, die in einer Richtung quer zu der Ausdehnungsrichtung (axialen Richtung) des elektrische Kabels 9 ineinander gepasst sind.
In dem Beispiel der 2 und 3 ist ein Passungsmechanismus 4 gezeigt, bei welchem eine Ausnehmung 13 des Steckverbinderabschnitts 1 und ein Überstand 22 des wasserdichtenden Abschnitts 2 in einer Richtung senkrecht zu der Ausdehnungsrichtung des elektrischen Kabels 9 ineinander passen.
Dichtungsabschnitt
Der Dichtungsabschnitt 3 ist ein ringförmiges elastisches Element, das über die äußere Umfangsfläche eines Teils des Steckverbinderabschnitts 1 einstückig mit dem Steckverbinderabschnitt 1 ausgebildet ist. Der Dichtungsabschnitt 3 ist auf demjenigen Teil der äußeren Umfangsfläche des Steckverbinderabschnitts 1 ausgebildet, der in den Rahmen 72 des Gehäuses 7, in welchem ein Verbindungsgegenstück zu dem Kabelstrang 10 aufgenommen ist, eingepasst wird. Der Rahmen 72 bildet einen Rand der Öffnung 71 des Gehäuses 7. Man beachte, dass das Gehäuse 7 in 2 und 3 mit Phantomlinien (lang-kurz-kurz gestrichelte Linien) dargestellt ist.
Durch das Einpassen eines Teils des Steckverbinderabschnitts 1 in den Rahmen 72 des Gehäuses 7 wird der Dichtungsabschnitt 3 zwischen der äußeren Umfangsfläche des Steckverbinderabschnitts 1 und dem Rahmen 72 des Gehäuses 7 eingeklemmt. Somit füllt der Dichtungsabschnitt 3 die Lücke zwischen der äußeren Umfangsfläche des Steckverbinderabschnitts 1 und dem Rahmen 72 des Gehäuses 7.
Das Verbindungsstück 1 wird geformt, dann wird der wasserdichtende Abschnitt 2 geformt, und der Dichtungsabschnitt 3 wird zusammen mit dem wasserdichtenden Abschnitt 2 unter Verwendung desselben Materials wie dasjenige des wasserdichtenden Abschnitts 2 geformt. Mit anderen Worten, der wasserdichtende Abschnitt 2 und der Dichtungsabschnitt 3 werden parallel und in einem einzigen Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei derjenige Abschnitt des Steckverbinderabschnitts 1, an welchem der Dichtungsabschnitt 3 zu bilden ist, und der wasserdichtende Bereich des elektrischen Kabels 90 mit Anschluss als Insert-Abschnitte dienen. Das Material des wasserdichtenden Abschnitts 2 und des Dichtungsabschnitts 3 ist der gleiche Kunststoff. Zum Beispiel ist das Material des wasserdichtenden Abschnitts 2 und des Dichtungsabschnitts 3 ein elastisches Material, wie beispielsweise ein Kunststoff aus hauptsächlich Silikon.
In dem Beispiel der 2 und 3 ist ferner ein Kopplungsabschnitt 31 zum Koppeln des wasserdichtenden Abschnitts 2 mit dem Dichtungsabschnitt 3 vorgesehen. Der Kopplungsabschnitt 31 ist ein elastisches Element, das einstückig mit dem Steckverbinderabschnitt 1 an der Oberfläche des Steckverbinderabschnitts 1 gebildet ist. Der Kopplungsabschnitt 31 wird zusammen mit dem wasserdichtenden Abschnitt 2 und dem Dichtungsabschnitt 3 geformt, wobei das gleiche Material wie dasjenige des wasserdichtenden Abschnitts 2 und des Dichtungsabschnitts 3 benutzt wird.
Der Kopplungsabschnitt 31 koppelt den wasserdichtenden Abschnitt 2 und den Dichtungsabschnitt 3 miteinander, wenn der wasserdichtende Abschnitt 2 und der Dichtungsabschnitt 3 durch Einspritzen eines flüssiges Harzes in einen durchgehenden Hohlraum des Metallformwerkzeugs geformt werden.
Effekte
Bei dem Kabelstrang 10 sind der Steckverbinderabschnitt 1 aus einem relativ harten Kunststoff und der wasserdichtende Abschnitt 2 aus einem relativ weichem Kunststoff gebildet. Der Steckverbinderabschnitt 1 ist in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei ein Teil des Anschlussstücks 8 des elektrischen Kabels 90 mit Anschluss als Insert-Abschnitt dient.
Das heißt, dass die Isolationsbeschichtung 92 des elektrischen Kabels 9, die sich unter einem Druck eines eingespritzten Harzes leicht verformen kann, nicht Teil des Insert-Abschnitts ist, wenn der Steckverbinderabschnitt 1 geformt wird. Ferner wird der Dichtungsabschnitt 3 in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei ein Teil des festen Verbindungsstücks 1 als Insert-Abschnitt dient. Dadurch wird ermöglicht, eine Schwankung der Außenmaße desjenigen Abschnitts des Steckverbinderabschnitts 1 zu dämpfen, an welchem der Dichtungsabschnitt 3 gebildet ist.
Somit wird durch den Kabelstrang 10 eine gute Wasserdichtigkeit erreicht, während eine Schwankung der Außenmaße des mit dem Dichtungsabschnitt 3 einstückig ausgebildeten Abschnitts des Steckverbinderabschnitts 1 gedämpft wird. Ferner ist ein aufwändiges Befestigen einer Gummidichtung nicht erforderlich, und eine Beeinträchtigung der Wasserdichtigkeit aufgrund eines fehlerhaften Befestigens der Gummidichtung kann ausgeschlossen werden.
Ferner kann, wenn der wasserdichtende Abschnitt 2 in einem Insert-Molding-Verfahren geformt wird, ein Einspritzdruck des flüssigen Harzes niedrig gehalten werden, weil ein weicher Kunststoff, wie z.B. ein silikon-basierter Kunststoff, gewöhnlicherweise eine hervorragende Fließeigenschaft während des Insert-Moldings aufweist. Deshalb kann eine Beschädigung der Isolationsbeschichtung 92 infolge eines Drucks des flüssigen Harzes vermieden werden, selbst wenn die Isolationsbeschichtung 92 des elektrischen Kabels 9 aus einem weichen Material, z.B. einem Gummi, gebildet ist.
Der weiche Kunststoff, der den wasserdichtenden Abschnitt 2 bildet, weist ferner eine hervorragende Hafteigenschaft an dem wasserdichtenden Abschnitt des elektrischen Kabels 90 mit Anschluss im Vergleich zu einem harten Kunststoff auf. Daher zeigt der weiche wasserdichtende Abschnitt 2, der den wasserdichtenden Bereich des Kabels 90 mit Anschluss bedeckt, eine gute Wasserdichtigkeit.
Bei dem Kabelstrang 10 wird der Steckverbinderabschnitt 1 ferner in einem Insert-Molding-Verfahren geformt, wobei der Zwischenabschnitt 83 des Anschlussstücks 8 des elektrischen Kabels 90 mit Anschluss als Insert-Abschnitt dient. In diesem Fall ist weder die leicht verformbare, weiche Isolationsbeschichtung 92 noch der Drahtverbindungsabschnitt 82 des Anschlussstücks 8, dessen Form leicht schwankt, Teil des Insert-Abschnitts, wenn der Steckverbinderabschnitt 1 geformt wird. Folglich wird eine Schwankung der Außenmaße des Steckverbinderabschnitts 1 weiter gedämpft.
Ferner ist der Rand 11 des Steckverbinderabschnitts 1 auf der Seite des Drahtverbindungsabschnitts 82 des Anschlussstücks 8, überlappend mit der Außenseite des Randes 21 des wasserdichtenden Abschnitts 2 ausgebildet. Somit wird verhindert, dass sich der Rand 21 des leicht verformbaren weichen wasserdichtenden Abschnitts 2 von dem elektrischen Kabel 90 mit Anschluss löst. Man beachte, dass sich der Rand 11 des Steckverbinderabschnitts 1 an der gegenüberliegenden Seite zu der Seite des Kontaktabschnitts 81 des Anschlussstücks 8 befindet.
Ferner erzielt die Struktur der Steckverbindereinheiten 20 des Kabelstrangs 10 noch bemerkenswertere Effekte, wenn die Isolationsbeschichtungen 92 der elektrischen Kabel 9 aus einem verformbaren Gummi gebildet sind.
Ferner haften die Isolationsbeschichtung 92, die Silikon enthält, und der wasserdichtende Abschnitt 2, der Silikon enthält, aufgrund ihrer Kompatibilität bzw. Verträglichkeit leicht aneinander, ohne dass dabei ein Spalt entsteht. Ferner haften der Steckverbinderabschnitt 1, der Polybutylenterephthalat enthält, und der wasserdichtende Abschnitt 2 und der Dichtungsabschnitt 3, die jeweils Silikon enthalten, aufgrund einer intermolekularen Kraft der Hydroxylgruppen, die in den jeweiligen Molekülenden vorhanden sind, leicht aneinander, ohne dass dabei ein Spalt entsteht. Daher können die Wasserdichtigkeit und die Robustheit des Steckverbinderabschnitts 1, des wasserdichtenden Abschnitts 2 und des Dichtungsabschnitts 3 als Ganzes verbessert werden, indem der wasserdichtende Abschnitt 2 und der Dichtungsabschnitt 3 in Kontakt mit dem Steckverbinderabschnitt 1 geformt werden.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird ein Kabelstrang 10A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 4 beschrieben. Dieser Kabelstrang 10A unterscheidet sich von dem Kabelstrang 10, der in 1 bis 3 gezeigt ist, in seiner Verzweigungsstruktur. In 4 werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Komponenten verwendet, wie sie in 1 bis 3 gezeigt sind. Im Folgenden werden nur die Unterschiede des Kabelstrangs 10A von dem Kabelstrang 10 beschrieben.
Man beachte, dass 4 eine Draufsicht ist, die den Kabelstrang 10A darstellt.
Wie in 4 gezeigt, weist der Kabelstrang 1A eine derartige Struktur auf, dass mehrere elektrische Kabel 90 mit Anschluss, die parallel zueinander angeordnet sind, in der Mitte verzweigt ist. In dem Beispiel der 4 sind sechs elektrische Kabel 90 mit Anschluss von einem Satz aus einem Steckverbinderabschnitt 1A und einem wasserdichtenden Abschnitt 2A an ihren Enden auf einer Seite zusammengehalten. An Enden auf der anderen Seite sind die sechs Kabel 90 mit Anschluss in zwei Gruppen aus je drei elektrischen Kabeln 90 mit Anschluss aufgeteilt und von zwei Sätzen aus jeweils einem Steckverbinderabschnitt 1 und einem wasserdichtenden Abschnitt 2 gehalten.
Man beachte, dass der Steckverbinderabschnitt 1A und der wasserdichtende Abschnitt 2A, abgesehen von der Anzahl der elektrischen Kabel 90 mit Anschluss, die als Insert-Abschnitte dienen, eine ähnliche Struktur wie der Steckverbinderabschnitt 1 und der wasserdichtende Abschnitt 2 aufweisen. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen auch den Kabelstrang 1A, der in 4 gezeigt ist.
Weitere Ausführungsformen
Die Kabelstränge 10 und 10A umfassen mehrere elektrische Kabel 90 mit Anschluss sowie die Steckverbinderabschnitte 1 und die wasserdichtenden Abschnitte 2, die zusammen die Enden der elektrischen Kabel 90 mit Anschluss bedecken. Es ist aber auch denkbar, dass die Strukturen der Steckverbinderabschnitte 1, der wasserdichtenden Abschnitte 2 und der Dichtungsabschnitte 3 der Kabelstränge 10 und 10A auf den Fall angewendet werden, dass nur ein einziges elektrisches Kabel 90 mit Anschluss vorgesehen ist.
Man beachte, dass der Kabelstrang gemäß der vorliegenden Erfindung im Rahmen des Schutzumfangs gemäß den Ansprüchen auch derart ausgestaltet werden kann, dass die genannten Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert, modifiziert oder in einer geeigneten Weise teilweise gelöscht werden.
Bezugszeichenliste

1, 1A: Steckverbinderabschnitt
2, 2A: wasserdichtender Abschnitt
3: Dichtungsabschnitt
4: Passungsmechanismus
7: Gehäuse
8: Anschlussstück
9: elektrisches Kabel
10, 10A: Kabelstrang
11: Rand des Steckverbinderabschnitts
12: Öffnung des Steckverbinderabschnitts
13: Ausnehmung des Steckverbinderabschnitts
20: Steckverbindereinheit
21: Rand des wasserdichtenden Abschnitts
22: Überstand des wasserdichtenden Abschnitts
71: Öffnung des Gehäuses
72: Rahmen des Gehäuses
81: Kontaktabschnitt
82: Drahtverbindungsabschnitt
83: Zwischenabschnitt
84: Rand
90: elektrisches Kabel mit Anschluss
91: leitfähiger Draht
92: Isolationsbeschichtung

Claims

Kabelstrang, umfassend: ein elektrisches Kabel mit Anschluss, aufweisend ein elektrisches Kabel mit einem leitfähigen Draht und einer Isolationsbeschichtung, die einen Umfang des leitfähigen Drahts bedeckt, und ein Anschlussstück, das mit dem leitfähigen Draht an einem Ende des elektrischen Kabels (9) verbunden ist; einen Steckverbinderabschnitt aus einem ersten Kunststoff, der in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein Teil des Anschlussstücks als Insert-Abschnitt dient, wobei der Steckverbinderabschnitt einen Teilbereich des Anschlussstücks bis auf einen Kontaktabschnitt abdichtet, der mit einem Verbindungsgegenstück zu dem elektrischen Kabel mit Anschluss in Kontakt gebracht wird, wobei sich der Teilbereich auf der Seite des Kontaktabschnitts des Anschlussstücks befindet; einen wasserdichtenden Abschnitt aus einem zweiten Kunststoff, der weicher als der erste Kunststoff ist und in einem Insert-Molding-Verfahren geformt ist, wobei ein Abschnitt des elektrischen Kabels mit Anschluss, der sich von einem Teil des Anschlussstücks zu der Isolationsbeschichtung erstreckt, als Insert-Abschnitt dient, wobei der wasserdichtende Abschnitt einen wasserdichtenden Bereich abdeckt, der sich von einem Rand, auf der mit dem leitfähigen Draht verbundenen Seite, desjenigen Teilbereichs des Anschlussstücks, der durch den Steckverbinderabschnitt abgedichtet ist, bis zu der Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels erstreckt; und einen ringförmigen Dichtungsabschnitt aus dem zweiten Kunststoff, der in einem Insert-Molding-Verfahren zusammen mit dem wasserdichtenden Abschnitt geformt ist, wobei der Steckverbinderabschnitt als Insert-Abschnitt dient, und wobei der ringförmige Dichtungsabschnitt entlang einer äußeren Umfangsfläche eines Teils des Steckverbinderabschnitts einstückig mit dem Steckverbinderabschnitt gebildet ist.
Kabelstrang nach Anspruch 1, wobei der Steckverbinderabschnitt nur einen Zwischenabschnitt des Anschlussstücks abdichtet, der sich zwischen dem Kontaktabschnitt und einem Drahtverbindungsabschnitt, der mit dem leitfähigen Draht verbunden ist, befindet.
Kabelstrang nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Rand des Steckverbinderabschnitts, der auf der vom Kontaktabschnitt des Anschlussstücks abgewandten Seite angeordnet ist, überlappend mit der Außenseite eines Randes des wasserdichtenden Abschnitts auf der Seite des Anschlussstücks gebildet ist.
Kabelstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels aus einem Gummi gebildet ist.
Kabelstrang gemäß Anspruch 4, wobei die Isolationsbeschichtung des elektrischen Kabels Silikon enthält, der erste Kunststoff Polybutylenterephthalat enthält, und der zweite Kunststoff Silikon enthält.