JP2009247123A - グロメット - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂インナーを組みつけた二体物グロメットではなく、弾性体のみからなるグロメットにおいて、貫通孔へ装着したグロメットの保持力を高める。
【解決手段】小径筒部と、該小径筒部に連続する拡径筒部を軸線方向に沿って備え、自動車用ワイヤハーネスを貫通させて取り付けた状態で車体の貫通穴に挿入し、車体パネルの貫通孔周縁に密着させて係止するグロメットであって、前記拡径筒部の大径側開口の周縁部は厚肉円環部とし、該厚肉円環部に外周面が開口した前記車体係止凹部を設け、該車体係止凹部の傾斜側壁の先端から前記小径筒部連続側へと外周面が縮径するように傾斜し、前記拡径筒部の傾斜部分の厚さは、前記大径側開口端の内径と同一内径の位置まで厚肉部とされ、該位置から小径筒部との連続部までは薄肉部とされ、前記拡径筒部の厚肉部に、外周面から前記車体係止凹部に向けて軸線方向のスリットを設けている。
【選択図】図１

Description

本発明はグロメットに関し、詳しくは、自動車に配索するワイヤハーネスに組みつけて、車体パネルの貫通穴に装着し、貫通穴の挿通部分におけるワイヤハーネスの保護および防水、防塵を図るものである。

従来、自動車の車体パネルに穿設された貫通孔を通して配索するワイヤハーネスには、貫通孔を挿通する部分にゴムまたはエラストマーからなるグロメットを装着して、ワイヤハーネスの保護と、防塵、防水等を図っている。

従来のグロメット２００は、図３（Ａ）に示すように、拡径筒部２０２の外周面に設けた車体係止凹部２０３を車体パネルＰに係止し、小径筒部２０１をワイヤハーネスＷ／Ｈに固定している。ワイヤハーネスＷ／ＨがＸ方向に引っ張られると、小径筒部２０１もＸ方向に引っ張られ、図３（Ｂ）に示すように、拡径筒部２０２の薄肉部２０２ｃが撓んだ状態となり、拡径筒部２０２の厚肉部２０２ａには車体パネルに対して押し付ける方向の力が負荷される。
さらにＸ方向に小径筒部２０１が引っ張られると、拡径筒部２０２の薄肉部２０２ｃが直線状となり、図３（Ｃ）に示すように、点Ｑを作用点として拡径筒部２０２の厚肉部２０２ａに右回転のモーメントがかかる。該モーメントにより、拡径筒部２０２の外周面に設けた車体係止凹部２０３の接触面２０２ｂが車体パネルＰから離れ、グロメット２００が車体パネルＰから離脱する。
この離脱力に対する保持力を向上させるため、グロメット２００のゴム硬度を高くしたり、車体パネルＰをグロメット２００の車体係止凹部２０３に深く嵌めるなどの方法がある。しかしながら、いずれの場合も保持力は向上するが、挿入力も大きくなってしまう問題がある。

一方、ワイヤハーネスの保護と、防塵、防水等を図るグロメットで、貫通孔への装着が容易であると共に貫通孔への保持力を損なわないグロメットとして、特開２０００−１１７８５号公報において、図４（Ａ）（Ｂ）に示すグロメット１００が提供されている。
該グロメット１００は、車体係止用の環状溝１０１を構成する係合鍔部１０２に連続する膨出部１０３に、その内面側よりグロメットの軸線方向に対して直交方向のスリット１０４を切り込んでいる。該スリット１０４を設けることで、グロメット１００を車体Ｑの貫通孔Ｈに取り付ける際に、スリット１０４が開いて変形し容易に装着できる一方、装着後はスリット１０４の内壁面同士が密着して係合鍔部１０２は容易に変形できないので、スリット１０３を設けていない従来のグロメットと略同じレベルに貫通孔への保持力を保つことができるとされている。即ち、図４（Ｂ）に示すように、グロメット１００を装着したワイヤハーネスＷ／Ｈが矢印方向Ｘ（グロメット１００の大径開口側）へ引っ張られた場合に、スリット１０４が開かずに装着力を保持できるとしている。

しかしながら、図５に示すように、ワイヤハーネスＷ／Ｈに矢印方向Ｘと逆方向のＹ方向の引っ張り力が作用した時に、図４（Ｂ）に示す状態とならず、小径化するように伸びた状態となり、係合鍔部１０２が貫通孔Ｈの周縁から離れていき、貫通孔Ｈに対するグロメット１００の保持が出来なくなりやすい問題がある。

また、貫通孔へのグロメットの保持力を高めるため、ゴムまたはエラストマー等の弾性体からなるグロメットに、樹脂製リングからなる樹脂インナーを組みつけて２体物グロメットとする場合がある。
この二体物グロメットは、弾性体のみからなるグロメットと比較して貫通孔への保持力を高めることができるが、樹脂インナーが必要であるため部品点数が増加し、かつ、組付工程が増加するため、コスト高になる問題がある。

特開２０００−１１７８５号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、樹脂インナーを組みつけた二体物グロメットではなく、弾性体のみからなるグロメットにおいて、貫通孔へ装着したグロメットの保持力を高めることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、ゴムまたはエラストマーからなり、小径筒部と、該小径筒部に連続する拡径筒部を軸線方向に沿って備え、これら小径筒部と拡径筒部に自動車用ワイヤハーネスを貫通させて取り付けた状態で車体の貫通穴に挿入し、前記拡径筒部の外周面に設けた車体係止凹部を、車体パネルの貫通孔周縁に密着させて係止するグロメットであって、
前記拡径筒部の大径側開口の周縁部は厚肉円環部とし、該厚肉円環部に外周面が開口した前記車体係止凹部を設け、該車体係止凹部の傾斜側壁の先端から前記小径筒部連続側へと外周面が縮径するように傾斜し、該傾斜部分の厚さは、前記大径側開口端の内径と同一内径の位置まで厚肉部とされ、該位置から小径筒部との連続部までは薄肉部とされ、
前記拡径筒部の厚肉部に、外周面から前記車体係止凹部に向けて軸線方向のスリットを設けていることを特徴とするグロメットを提供している。

前記のように、本発明では、ゴムまたはエラストマー等の弾性体のみからなる一体物のグロメットにおいて、車体パネルの貫通孔に係止するグロメットに設ける車体係止凹部は、貫通孔の周縁の両面に密着する凹部とし、かつ、該車体係止凹部より小径筒部側の拡径筒部の厚肉部に外周面から軸線方向のスリットを設けている。即ち、特許文献１では軸直角方向のスリットを設けているが、本発明では軸線方向のスリットを設け、特許文献１のスリットの方向と９０度相違させている。
本発明の軸線方向のスリットを設けると、グロメットを取り付けたワイヤハーネスに引っ張り力が負荷されて、グロメットの拡径筒部の薄肉部の小径筒部側が伸びて小径化しても、軸線方向のスリットにより薄肉部と分断された厚肉部の外周側は変形せず、かつ、この変形しない外周側部は車体係止凹部の傾斜側壁に連続するため、車体係止凹部の傾斜側壁に変形が生じるのを防止、抑制し、車体係止凹部の傾斜側壁は車体パネルの貫通孔の周縁に密着した状態を保持できる。その結果、グロメットの貫通孔への保持力を高めることができる。

前記スリットの形成位置は、前記車体係止凹部の内周より内側位置で、かつ、該拡径筒部の厚肉部と薄肉部との境界位置より外側位置に設けている。
また、前記スリットの深さは、前記厚肉部の内周面に沿った軸線方向の長さの１／２０以上で、かつ、前記車体係止凹部の傾斜側壁に近接する位置までの範囲としていることが好ましい。
なお、グロメットの大きさにもよるが、前記スリットはグロメット内周面から径方向に１〜７ｍｍ離れた位置に設けるのが好ましい。

上述したように、本発明のグロメットは、拡径筒部の厚肉部分に、グロメットの軸線方向と同一方向のスリットを外周面から所要長さ切り込んでいるだけで、グロメットを車体パネルの貫通孔に装着した状態で、該グロメットを取り付けたワイヤハーネスに引っ張り力が作用しても、貫通孔の周縁に密着する車体係止凹部の側壁に変形が生じるのを防止、抑制することができ、グロメットの保持力を高めることができる。
また、樹脂インナーを必要とする二体物グロメットとではなく、ゴムまたはエラストマーのみからなる一体物のグロメットであるため、コスト高にならない利点がある。

以下、本発明の実施形態を図１および図２を参照して説明する。
グロメット１はゴムで一体成形しており、小径筒部２と、該小径筒部２に連続する拡径筒部３を軸線方向に沿って備えている。

拡径筒部３の大径側開口３ａの周縁部は厚肉円環部３ｂとし、該厚肉円環部３ｂに外周面が開口した前記車体係止凹部４を設けている。
車体係止凹部４の溝底面４ａを挟む開口側の側壁４ｂと傾斜側壁４ｃの幅は車体パネルＰの板厚ｔと略同等とし、車体パネルＰに設けた貫通孔Ｈの周縁の両面に両側壁４ｂと４ｃとが密着するように設定している。前記傾斜側壁４ｃは厚肉円環部３ｂと拡径筒部３の傾斜壁部分３ｃとの境界部分に位置し、傾斜側壁４ｃの先端は拡径筒部３の傾斜壁部分３ｃに連続している。

前記拡径筒部３の傾斜壁部分３ｃは小径筒部２との連続側へと外周面が縮径するように傾斜している。該傾斜壁部分３ｃの厚さは、大径側開口３ａの内径Ｗと同一内径の位置Ｑ１まで厚肉部３ｄとし、該位置Ｑ１から小径筒部２との連続点Ｑ２までは薄肉部３ｅとしている。前記厚肉部３ｄはＱ１に向けて厚さは漸次薄くなっている。

前記拡径筒部３の厚肉部３ｄに、外周面から車体係止凹部４に向けて軸線方向のスリット５を設けている。
スリット５の形成位置は、車体係止凹部４の溝底面４ａで規定する内周より内側位置で、かつ、前記厚肉部３ｄと薄肉部３ｅとの境界位置である前記位置Ｑ１より外側位置に設けている。また、スリット５の深さは、厚肉部３ｄの内周面に沿った軸線方向の長さの１／２０以上で厚肉部３ｄの側縁位置までとしており、本実施形態では、厚肉部３ｄの軸方向の長さｄ１を１０ｍｍとすると、スリット５の深さｄ０を５ｍｍとしている。また、グロメット内周面からのスリットまでの径方向の距離δＬを２ｍｍとしている。

次に、前記拡径筒部３にスリット５を設けると、グロメット１の保持力が向上する理論を図２を参照して説明する。
具体的には、スリット５の入っていないグロメット１０とスリット５の入っているグロメット１における厚肉部３ｄの保持力を比較して説明する。

まず、図２（Ａ）に示すように、スリット５の入っていないグロメット１を考える。該グロメット１を断面三角形状と仮定する。連続点Ｑ２をワイヤハーネスＷ／Ｈとの固定点とし、ワイヤハーネスＷ／Ｈの移動に伴って変形するのは薄肉部３ｅのみとする。
ワイヤハーネスＷ／ＨにＸ方向に引っ張る力が働くと（矢印）、薄肉部３ｅの連続点Ｑ２は薄肉部３ｅが撓んだ状態でワイヤハーネスＷ／Ｈと共にＸ方向に移動していく。

薄肉部３ｅがワイヤハーネスＷ／Ｈに追従して位置Ｑ１で折れ曲がり直線状となる位置をＱ３とすると、薄肉部３ｅの連続点Ｑ２が位置Ｑ３に到達するまでは、薄肉部３ｅの撓みにより位置Ｑ１に上方へ力が加わり、厚肉部３ｄは車体パネルＰに密着している。連続点Ｑ２が位置Ｑ３よりＸ方向へ移動すると、薄肉部３ｅがワイヤハーネスＷ／Ｈから受ける力ｆ１によって位置Ｑ１に下方向きの力が加わり始め、厚肉部３ｄの車体パネルＰへの密着力が弱くなっていく。
即ち、薄肉部３ｅの連続点Ｑ２が位置Ｑ３に来たときに厚肉部３ｄの位置Ｑ１に負荷される力を考えることで、グロメット１の保持力を評価する。

以下、薄肉部３ｅの連続点Ｑ２が位置Ｑ３まで移動した際の厚肉部３ｄの車体パネルＰからの保持力を検討する。
前記薄肉部３ｅがワイヤハーネスＷ／Ｈから受ける力をｆ１としたときの、位置Ｑ１に負荷される下向きの力Ｆ１は次式１で表される。
（式１）
Ｆ１＝ｆ１×sinθ１＝ｆ１×Ｗ／Ｌ
式１で、ＷはワイヤハーネスＷ／Ｈから位置Ｑ１までの径方向の距離、Ｌは薄肉部３ｅの長さ、θ１はワイヤハーネスＷ／Ｈと薄肉部３ｅとのなす角度とする。

さらに、グロメット１内周面と車体パネルＰの小径筒部２側の側面との交点をＱ４とする。位置Ｑ４が車体パネル先端に近いと仮定すると、位置Ｑ４を支点として力Ｆ１が位置Ｑ１に与えるモーメントをＭ１とすると、式１からＭ１は次式２で表される。
（式２）
Ｍ１＝ｄ１×Ｆ１＝ｄ１×ｆ１×Ｗ／Ｌ
式２で、ｄ１は車体パネルＰからＱ１までの軸線方向の距離とする。

次に、図２（Ｂ）に示すように、本発明のスリット５を備えているグロメット１について考える。
スリット５のＸ方向側端部位置をＱ０とする。ワイヤハーネスＷ／ＨにＸ方向に力が働くと（矢印）、薄肉部３ｅの連続点Ｑ２は薄肉部３ｅが撓んだ状態でワイヤハーネスＷ／Ｈと共にＸ方向に移動していき、スリット５が開いていく。スリット５が開いた状態で薄肉部３ｅおよびスリット下部５ａが直線状となる位置をＱ５とする。連続点Ｑ２が位置Ｑ５に到達するまでは、薄肉部３ｅおよびスリット下部５ａの撓みにより位置Ｑ０に上方へ力が加わっている状態となる。

連続点Ｑ２が位置Ｑ５よりＸ方向へ移動すると、薄肉部３ｅがワイヤハーネスＷ／Ｈから受ける力によって位置Ｑ０に下方向きの力が加わり始める。このため、スリットがない場合と同様に、薄肉部３ｅの連続点Ｑ２が位置Ｑ５に来たときに位置Ｑ０に負荷される力を考える。

以下、薄肉部３ｅの連続点Ｑ２が位置Ｑ５に来たときのグロメット１の保持力を検討する。
ワイヤハーネスＷ／ＨがＸ方向に移動し、連続点Ｑ２が位置Ｑ５まで引っ張られたときに、薄肉部３ｅがワイヤハーネスＷ／Ｈから受ける力をｆ０とすると、位置Ｑ０に負荷される下向きの力Ｆ０は次式３で表される。
（式３）
Ｆ０＝ｆ０×sinθ０＝ｆ０×（Ｗ＋δＬ）／（Ｌ＋ｄ０）
式３で、θ０は薄肉部３ｅの連続点Ｑ２が位置Ｑ５に来たときのワイヤハーネスＷ／Ｈと薄肉部３ｅとのなす角度とする。

位置Ｑ４を支点としてＦ０が位置Ｑ０に与えるモーメントをＭ０とすると、位置Ｑ４から位置Ｑ０の距離をｄ１―ｄ０とすれば、式３よりＭ０は次式４で表される。
（式４）
Ｍ０＝（ｄ１―ｄ０）×Ｆ０
＝（ｄ１―ｄ０）×ｆ０×（Ｗ＋δＬ）／（Ｌ＋ｄ０）
前記厚肉部３ｄが車体パネルから離脱するときには、ある特定のモーメントＭ以上のモーメントが点Ｑ４に負荷されると離脱する。よって、Ｍ＝Ｍ１＝Ｍ０とすると前記（式２）および（式４）から次式５のようになる。
（式５）
ｄ１×ｆ１×Ｗ／Ｌ＝（ｄ１−ｄ０）×ｆ０×（Ｗ＋δＬ）／（Ｌ＋ｄ０）
式５において、ＷがδＬより十分大きいとし、δＬ≪Ｗとすると次式６のように表される。
（式６）
ｄ１×ｆ１×Ｗ／Ｌ＝（ｄ１−ｄ０）×ｆ０×Ｗ／（Ｌ＋ｄ０）

よって、（式６）を変形することで、ｆ０とｆ１の比は次式７で表される。
（式７）
ｆ０／ｆ１＝（ｄ１／（ｄ１−ｄ０））×（（Ｌ＋ｄ０）／Ｌ）
式７に示すように、スリット５の長さｄ０が大きくなると、ｆ０／ｆ１が大きくなる。
即ち、ｄ０に応じてグロメットの保持力が増加する。例えば、ｄ０＝ｄ１のとき、ｆ０／ｆ１＝∞となり、モーメントによりグロメット１が変形し、車体パネルＰから離脱することはない。

前記構成とすると、拡径筒部３の厚肉部分３ｄに、グロメット１の軸線方向と同一方向のスリット５を外周面から所要長さ切り込んでいるだけで、グロメット１を車体パネルＰの貫通孔Ｈに装着した状態で、該グロメット１を取り付けたワイヤハーネスＷ／Ｈに引っ張り力が作用しても、貫通孔Ｈの周縁に密着する車体係止凹部４の傾斜側壁４ｃに変形が生じるのを防止、抑制することができ、グロメットの保持力を高めることができる。
また、樹脂インナーを必要とする二体物グロメットとではなく、ゴムまたはエラストマーのみからなる一体物のグロメットであるため、コスト高にならない利点がある。

本発明のグロメットの断面図を示す。 グロメットの保持力について説明する模式図であり、（Ａ）はスリットがないグロメットの図、（Ｂ）はスリットを設けたグロメットの図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は従来例を示す図である。 （Ａ）（Ｂ）は他の従来例を示す図である。 他の従来例を示す図である。

符号の説明

１ グロメット
２ 小径筒部
３ 拡径筒部
３ａ 大径側開口
３ｂ 厚肉円環部
３ｄ 厚肉部
３ｅ 薄肉部
４ 車体係止凹部
４ｃ 傾斜側壁
５ スリット
Ｗ／Ｈ 自動車用ワイヤハーネス
Ｈ 貫通穴
Ｐ 車体パネル

Claims (2)

1. ゴムまたはエラストマーからなり、小径筒部と、該小径筒部に連続する拡径筒部を軸線方向に沿って備え、これら小径筒部と拡径筒部に自動車用ワイヤハーネスを貫通させて取り付けた状態で車体の貫通穴に挿入し、前記拡径筒部の外周面に設けた車体係止凹部を、車体パネルの貫通孔周縁に密着させて係止するグロメットであって、
   前記拡径筒部の大径側開口の周縁部は厚肉円環部とし、該厚肉円環部に外周面が開口した前記車体係止凹部を設け、該車体係止凹部の傾斜側壁の先端から前記小径筒部連続側へと外周面が縮径するように傾斜し、
   前記拡径筒部の傾斜部分の厚さは、前記大径側開口端の内径と同一内径の位置まで厚肉部とされ、該位置から小径筒部との連続部までは薄肉部とされ、
   前記拡径筒部の厚肉部に、外周面から前記車体係止凹部に向けて軸線方向のスリットを設けていることを特徴とするグロメット。
2. 前記スリットの形成位置は、前記車体係止凹部の内周より内側位置で、かつ、該拡径筒部の厚肉部と薄肉部との境界位置より外側位置にあり、
   前記スリットの深さは、前記厚肉部の内周面に沿った軸線方向の長さの１／２０以上でかつ、前記車体係止凹部の傾斜側壁に近接する位置までの範囲としている請求項１に記載のグロメット。

Images