JP2011108479A - Sealing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シール構造に係り、特に、電気機器が収容されるハウジング又は筐体のコネクタ挿入口にコネクタが挿入された状態でコネクタをハウジング又は筐体にボルトで固定したときにコネクタ挿入口の内面とコネクタの外面との間にできる隙間を弾性部材で封止するシール構造に関する。 The present invention relates to a seal structure, and in particular, when a connector is fixed to a housing or a housing with a bolt in a state where the connector is inserted into a connector or an insertion port of a housing or a housing in which an electric device is accommodated. The present invention relates to a seal structure that seals a gap formed between an inner surface and an outer surface of a connector with an elastic member.
車両等に搭載される電気機器は、液体や気体の漏れを防止するとともに騒音や振動等を遮断するため、筐体により覆われている。この筐体には、電気機器を外部の電線と接続するためのコネクタが嵌挿されるコネクタ挿入口が設けられており、一般に、コネクタ挿入口は、コネクタの断面形状と同じ矩形に形成されている。コネクタは、コネクタ挿入口に挿入される筒状部と、筒状部の基端側から延出して筐体に当接するフランジ部とを有しており、筒状部の外面には、コネクタ挿入口の内面と対向する位置にガスケットが装着される環状の溝が設けられ、フランジ部には、筒状部を挟んだ両側にそれぞれボルト穴が設けられている。 An electric device mounted on a vehicle or the like is covered with a housing in order to prevent leakage of liquid and gas and to block noise and vibration. This housing is provided with a connector insertion port into which a connector for connecting an electrical device to an external electric wire is inserted. Generally, the connector insertion port is formed in the same rectangle as the cross-sectional shape of the connector. . The connector has a cylindrical portion that is inserted into the connector insertion port, and a flange portion that extends from the proximal end side of the cylindrical portion and comes into contact with the housing. The connector is inserted on the outer surface of the cylindrical portion. An annular groove in which a gasket is mounted is provided at a position facing the inner surface of the mouth, and bolt holes are provided on both sides of the flange portion on both sides of the cylindrical portion.
このコネクタは、環状溝にガスケットが装着された筒状部を筐体のコネクタ挿入口に挿入し、フランジ部のボルト穴に挿入されたボルトを筐体側のボルト穴に螺合させることにより筐体に取り付けられる。ここで、コネクタ挿入口に挿入された筒状部の外面とコネクタ挿入口の内面との間の隙間はガスケットで封止されている。 In this connector, the cylindrical part with the gasket mounted in the annular groove is inserted into the connector insertion port of the casing, and the bolt inserted in the bolt hole of the flange part is screwed into the bolt hole on the casing side. Attached to. Here, the gap between the outer surface of the cylindrical portion inserted into the connector insertion port and the inner surface of the connector insertion port is sealed with a gasket.
これに関連する技術として、特許文献1には、筐体に形成されるコネクタ挿入口と、コネクタ挿入口に挿入されるコネクタの外面との間を弾性部材(ガスケット)でシールするとともに、コネクタを筐体にボルトで固定する構造が開示されている。 As a technique related to this, Patent Document 1 discloses that an elastic member (gasket) seals between a connector insertion port formed in a housing and an outer surface of a connector inserted into the connector insertion port, A structure for fixing to a housing with a bolt is disclosed.
ところで、コネクタに装着される弾性部材は、全周に渡って溝底から均一な厚みで形成されている。そのため、コネクタがコネクタ挿入口に挿入されてボルトが締め付けられる前は、弾性部材がコネクタ挿入口の内面を押圧する力が全周に渡って均一となり、良好なシール性が確保されている。 By the way, the elastic member attached to the connector is formed with a uniform thickness from the groove bottom over the entire circumference. Therefore, before the connector is inserted into the connector insertion slot and the bolt is tightened, the force with which the elastic member presses the inner surface of the connector insertion slot is uniform over the entire circumference, and good sealing performance is ensured.
しかしながら、ボルトの締め付け時においては、ボルトを締め付ける際の回転力により、コネクタがボルトの回転方向に従動し、コネクタ挿入口の開口内を回動してしまう。その結果、ボルトの回転方向に面するコネクタ挿入口の内面を押し付ける弾性部材の押圧力は増加するが、ボルトの回転方向と反対方向に面するコネクタ挿入口の内面を押し付ける弾性部材の押圧力は減少する。このようにコネクタ挿入口の内面を押し付ける弾性部材の押圧力が減少する領域が生じると、弾性部材の押圧力が不均一となり、シール性が低下するおそれがある。 However, at the time of tightening the bolt, the connector follows the rotational direction of the bolt due to the rotational force when tightening the bolt, and rotates within the opening of the connector insertion port. As a result, the pressing force of the elastic member that presses the inner surface of the connector insertion port facing the rotation direction of the bolt increases, but the pressing force of the elastic member that presses the inner surface of the connector insertion port facing the direction opposite to the rotation direction of the bolt is Decrease. Thus, when the area | region where the pressing force of the elastic member which presses the inner surface of a connector insertion port reduces arises, there exists a possibility that the pressing force of an elastic member may become non-uniform | heterogenous and a sealing performance may fall.
本発明は、ボルトを締め付けたことによるシール性の低下を抑制することを課題とする。 This invention makes it a subject to suppress the fall of the sealing performance by tightening a volt | bolt.
上記課題を解決するため、本発明のコネクタは、ハウジング又は筐体に形成される矩形のコネクタ挿入口に、環状の弾性部材が装着された筒状のコネクタを嵌挿し、このコネクタをハウジング又は筐体にボルトで取り付けたときにコネクタ挿入口の内面とコネクタの外面との間にできる隙間を封止するシール構造において、コネクタは、コネクタ挿入口に嵌挿されるとともに弾性部材が装着される環状溝が形成される断面矩形の筒状部と、この筒状部から延設されてハウジング又は筐体のコネクタ挿入口の周縁に当接するフランジ部と、このフランジ部の筒状部を挟んだ両側に形成される複数のボルト穴とを有し、弾性部材は、両側のボルト穴を結ぶ線と交差しない2つの対向する環状溝に装着される部位の溝底からの厚みが、互いに異なって形成されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the connector of the present invention is configured such that a cylindrical connector with an annular elastic member is inserted into a rectangular connector insertion slot formed in a housing or a housing, and this connector is inserted into the housing or the housing. In a sealing structure that seals a gap formed between the inner surface of the connector insertion port and the outer surface of the connector when bolted to the body, the connector is inserted into the connector insertion port, and an annular groove in which an elastic member is mounted A cylindrical portion having a rectangular cross section formed on the flange portion, the flange portion extending from the cylindrical portion and contacting the peripheral edge of the connector or the connector insertion port of the housing or the housing, and both sides of the flange portion sandwiching the cylindrical portion The elastic members have different thicknesses from the groove bottoms of the portions that are attached to the two opposing annular grooves that do not intersect the line connecting the bolt holes on both sides. Characterized in that it is formed.
即ち、コネクタは、ボルトを締め付ける際にコネクタ挿入口の中で筒状部が回動するが、その回動によりコネクタ挿入口の内面を押し付ける弾性部材の押圧力が増加する領域に、溝底からの厚みが小さい方の弾性部材を配置させ、その領域と対向する環状溝の領域、つまり、筒状部の回動によりコネクタ挿入口の内面を押し付ける弾性部材の押圧力が減少する領域に、溝底からの厚みが大きい方の弾性部材を配置させる。このようにすれば、ボルトを締め付けることにより、弾性部材の押圧力が減少する領域が生じたとしても、その領域の弾性部材の厚みが大きく形成されているため、必要な押圧力を確保することができ、シール性の低下を抑制することができる。ここで、コネクタは、筒状部の両側のボルト穴のうち、どちらのボルト穴にボルトを締め付けるかによって、筒状部の回動方向が異なってくるが、例えばボルトの締め付け作業を標準化しておき、最終的にすべてのボルトが締め付けられた状態における筒状部の回動方向を予め把握しておくことにより、弾性部材の厚みの大きい方と小さい方の位置関係を定めることができる。 That is, when the connector is tightened with a bolt, the cylindrical portion rotates in the connector insertion opening, but the rotation of the elastic member that presses against the inner surface of the connector insertion opening increases the area from the groove bottom. The elastic member having the smaller thickness is disposed, and the groove is formed in the region of the annular groove facing the region, that is, the region in which the pressing force of the elastic member that presses the inner surface of the connector insertion port is reduced by the rotation of the cylindrical portion. An elastic member having a larger thickness from the bottom is disposed. In this way, even if there is a region where the pressing force of the elastic member decreases by tightening the bolt, the thickness of the elastic member in that region is formed large, so the necessary pressing force can be secured. It is possible to suppress the deterioration of the sealing performance. Here, the rotation direction of the tubular part differs depending on which bolt hole is tightened in the bolt hole on both sides of the tubular part. For example, the bolt tightening operation is standardized. In addition, the positional relationship between the larger and smaller thicknesses of the elastic member can be determined by grasping in advance the turning direction of the cylindrical portion in a state where all the bolts are finally tightened.
この場合において、弾性部材の溝底からの厚みは、ボルトを締め付けたときに筒状部がコネクタ挿入口の中で回動する角度に基づいて設定することが好ましい。このようにすれば、弾性部材の厚み寸法を適正な大きさに設定することができるため、シール性の低下をより確実に抑制することができる。 In this case, the thickness of the elastic member from the groove bottom is preferably set based on an angle at which the cylindrical portion rotates in the connector insertion port when the bolt is tightened. In this way, since the thickness dimension of the elastic member can be set to an appropriate size, it is possible to more reliably suppress a decrease in sealing performance.
以下、本発明を適用してなるシール構造の一実施形態について図1〜図5を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a seal structure to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
本実施形態のシール構造1とは、図1に示すように、図示しない電気機器が収容される筐体3のコネクタ挿入口5の内面7と、コネクタ挿入口5に嵌挿されるコネクタ9の外面11との間の隙間を弾性部材13で封止するシール構造をいう。ここで、電気機器とは、例えば、車両等に搭載される電動モータ等、機械を駆動させるための装置をいう。筐体3は、ここでは電気機器等を収容する金属製の容器をいうが、端子や電気機器等を収容するハウジングであってもよい。筐体3には、電気機器の端子台に対向する壁面にはコネクタ9を取り付けるための矩形のコネクタ挿入口5が形成されており、そのコネクタ挿入口5の長手方向(図1の左右方向)の両側の周縁には、それぞれボルト穴15が1個ずつ形成されている。
As shown in FIG. 1, the seal structure 1 of the present embodiment includes an inner surface 7 of a connector insertion port 5 of a
コネクタ9は、例えば、電気機器の端子台に複数の電線を端子を介して電気的に接続するためのものであり、絶縁性を有する合成樹脂で形成されている。このコネクタ9は、筐体3のコネクタ挿入口5の周縁に当接するフランジ部17を有しており、フランジ部17の一方の面、つまり筐体3と対向する側の面には、コネクタ挿入口5に嵌挿される断面矩形の筒状部19が突出して形成され、フランジ部17の他方の面、つまり筒状部19と反対側の面には、断面矩形の筒状の電線支持部21が形成されている。
The connector 9 is, for example, for electrically connecting a plurality of electric wires to a terminal block of an electric device via a terminal, and is formed of a synthetic resin having insulating properties. The connector 9 has a
図5に示すように、筒状部19と電線支持部21は、フランジ部17を挟んで同軸状に延在するとともに内部が連通されて形成され、その内部には電線を案内して端末部分を係止する係止部23を備えた中空状の案内面25が複数並列(図1)に設けられている。フランジ部17には、筒状部19の基端を挟んだ両側に1箇所ずつボルト穴27が形成されている。また、筒状部19の外面11には、環状溝29が全周に渡って形成されている。
As shown in FIG. 5, the
弾性部材13は、コネクタ9の筒状部19の環状溝29に装着される環状のシール材(ガスケット)であり、例えば、ゴム系の樹脂材料やウレタン系、アクリル系等の弾力性のある樹脂材料で形成されている。図2、3に示すように、本実施形態の弾性部材13は、開口側から見たとき概ね矩形に形成されており、厚み方向の断面は、筐体3のコネクタ挿入口5の内面7との密着性を高める複数のリップ31が全周に渡って突出して形成されている。
The
弾性部材13は、コネクタ9の2つのボルト穴27a,27b(図1)を結ぶ線と交差しない2つの対向する環状溝29に装着される部位、つまり、弾性部材13の長手方向に延在する平行な一対の領域α、βにおいて、環状溝29の溝底と当接する面(内周面)からの厚み方向の寸法(以下、厚み寸法という。)が、領域αの厚み寸法L1よりも領域βの厚み寸法L2が大きくなるように設定されている。
The
即ち、本実施形態では、全周に渡って厚みが均一に形成される従来の弾性部材の厚み寸法に対し、領域αの厚み寸法L1をより小さく設定し、領域βの厚み寸法L2をより大きく設定している。例えば、従来の厚み寸法をL0とした場合、L0に対してL1をXだけ小さく設定すると、L2はL0に対してXだけ大きく設定する。一方、弾性部材の短手方向に延在する平行な一対の領域の厚み寸法は、いずれも従来の弾性部材の厚み寸法と同じ寸法に設定されており、厚み寸法L1よりも大きく、厚み寸法L2よりも小さい任意の寸法となっている。 That is, in this embodiment, with respect to the thickness dimension of the conventional elastic member thickness along the entire circumference is uniformly formed, and set smaller thickness L 1 of the region alpha, the thickness L 2 of the region β It is set larger. For example, if a conventional thickness was L 0, if the L 1 is set as small as X with respect to L 0, L 2 is set larger by X with respect to L 0. On the other hand, the thickness of the pair of parallel region extending in the lateral direction of the elastic member are both are set to the same dimension as the thickness of the conventional elastic member is greater than the thickness L 1, thickness and has a small any size than L 2.
次に、シール構造を組み立てる手順について図1を参照して説明する。先ず、コネクタ9の筒状部19に形成される環状溝29に弾性部材13を装着する。このとき、弾性部材13は、領域αが図1の上側、領域βが図1の下側に位置するように装着する。実施形態では、弾性部材13の領域αの中央部分に突起部35(図1)を設けているため、この突起部35を目印として装着することにより、領域αと領域βを適正な位置に装着することができる。
Next, the procedure for assembling the seal structure will be described with reference to FIG. First, the
続いて、弾性部材13が装着されたコネクタ9を筐体3に近づけて、筒状部19をコネクタ挿入口5に嵌挿させる(図4)。この状態で、コネクタ9の2箇所のボルト穴27と筐体3の2箇所のボルト穴15は、自然と穴合わせがなされるため、電線支持部21側からボルト穴27にボルト33を通し、筐体3のボルト穴15にボルト33を螺合させることにより、コネクタ9が筐体3に固定される。これにより、コネクタ9の筒状部19とコネクタ挿入口5との間が弾性部材13により封止されたシール構造が完成する(図5)。
Subsequently, the connector 9 to which the
ここで、ボルト33の締め付けがシール構造のシール性に及ぼす作用について図面を参照して説明する。図6に示すように、シール構造を背面側(図1の左手前側)からみたときの右側のボルト穴27aにボルト33を通して締め付ける場合、ボルト33を締め付ける際にボルト33の鍔部とコネクタ9のフランジ部17との間に生じる摩擦力により、コネクタ9は、ボルト33を中心としてボルト33の回転方向a(時計回り)に従動し、コネクタ挿入口5の中を例えばθの角度だけ回動する。このようにコネクタ9が回動すると、ボルト33の回転方向aに面するコネクタ挿入口5の内面7aを押し付ける弾性部材13の押圧力が増加する一方、ボルト33の回転方向aと反対方向に面するコネクタ挿入口5の内面7bを押し付ける弾性部材13の押圧力が減少する。
Here, the effect of tightening the
実際の組み立て作業においては、2本のボルト33が締め付けられており、それぞれのボルト33を締め付けるときに筒状部19が回動する方向は逆方向となるため、筒状部19が常に一方向だけに回動するということはない。しかし、2本のボルトの締め方によっては、結果として一方のボルトの締め付けによる影響が他方よりも大きくなり、筒状部19がいずれかの方向に回動した状態で取り付けられることが多い。そのため、本実施形態では、例えば、2本のボルト33の締め付け方、具体的には、締める順番や回転数などを標準化しておき、そのように2本のボルト33が締め付けられたときに、筒状部19が所定方向に回動する角度θを予め計測又は算出により把握しておく。そして、この回動方向と回動角度θに基づいて、弾性部材13の領域αの厚み寸法L1と領域βの厚み寸法L2を設定する。
In actual assembly work, the two
ここで、ボルト33を締め付ける前後の弾性部材13の圧縮状態の変化を説明するため、本実施形態の弾性部材13を用いたときの、ボルト33を締め付ける前後のシール部分を拡大した様子をそれぞれ図7、図8に示し、比較のため、厚み寸法が均一な従来の弾性部材37を用いたときの、ボルト33を締め付ける前後のシール部分を拡大した様子をそれぞれ図9、図10に示す。図7〜図10では、いずれも図の上側が弾性部材の領域α、下側が領域βとなり、弾性部材の圧縮代を分かりやすくするため、弾性部材を変形させずにコネクタ挿入口5の内面7に重ねて表している。また、ここでは2本のボルト33が締め付けられた状態で、筒状部19が上側に回動することを想定している。なお、圧縮代とは、コネクタ挿入口5の内面7と重なる弾性部材の厚みをいうものとする。
Here, in order to explain the change in the compression state of the
先ず、厚み寸法が均一な従来の弾性部材37を用いる場合、図9に示すように、ボルト33の締め付け前は、領域αの圧縮代L7と領域βの圧縮代L8が同じ大きさとなるため、筒状部19とコネクタ挿入口5との間は全周に渡って均一にシールされている。
First, when the conventional
これに対し、ボルト33の締め付け後は、上述したように筒状部19が回動してコネクタ挿入口5の中で上側に移動するため、弾性部材37は、領域αがコネクタ挿入口5の内面7aを押し付ける押圧力が増加し、領域βがコネクタ挿入口5の内面7bを押し付ける押圧力が減少する。そのため、図10に示すように、領域αの圧縮代L9は、ボルト33を締め付ける前の圧縮代L7よりも大きくなり、領域βの圧縮代L10はボルト33を締め付ける前の圧縮代L8よりも小さくなる。これにより、弾性部材37の領域αでは圧縮代が過大となる反面、領域βでは圧縮代が減少することから、領域βのシール性が低下するおそれがある。
On the other hand, after the
一方、本実施形態の弾性部材13を用いる場合、上述したように、弾性部材13は、領域αの厚み寸法L1が領域βの厚み寸法L2よりも小さく設定されているため、ボルト33の締め付け前は、図7に示すように、領域αの圧縮代L3が領域βの圧縮代L4よりも小さくなっている。したがって、領域αは圧縮代が不足し、領域βは圧縮代が過剰となる。
On the other hand, when using the
これに対し、ボルト33の締め付け後は、筒状部19が回動してコネクタ挿入口5の中で上側に移動するため、弾性部材13は、領域αがコネクタ挿入口5の内面7aを押し付ける押圧力が増加し、領域βがコネクタ挿入口5の内面7bを押し付ける押圧力が減少する。そのため、図8に示すように、領域αの圧縮代L5は、ボルト33を締め付ける前の圧縮代L3よりも大きくなり、領域βの圧縮代L6はボルト33を締め付ける前の圧縮代L4よりも小さくなる。したがって、領域αの圧縮代L5と領域βの圧縮代L6は、結果として同じ大きさとなり、どちらの領域も弾性部材13による押圧力が略等しくなる。したがって、筒状部19とコネクタ挿入口5との間は全周に渡って均一にシールされる。
On the other hand, after the
このように本実施形態では、ボルト33を締め付ける際の筒状部19の動作、つまり回動方向と回動角度に基づいて、弾性部材13の領域αと領域βの厚み寸法を異ならせて設定しているため、筒状部19の回転の影響を受けることなく、筒状部19の外面11とコネクタ挿入口5の内面7との間の隙間を均一に封止することができ、良好なシール性を確保することができる。
Thus, in the present embodiment, the thickness dimension of the region α and the region β of the
また、本実施形態では、筐体3に形成されるボルト穴15がコネクタ挿入口5の長手方向の両側の周縁に設けられているため、弾性部材13の長手方向に延在する平行な一対の領域を領域α、領域βとしている。しかし、ボルト穴15がコネクタ挿入口5の短手方向の両側の周縁に設けられている場合、筒状部19はコネクタ挿入口5の中を回動し、その内面7c、7d(図1の左右方向)のいずれかの方向に移動することになる。したがって、この場合には、弾性部材13の短手方向に延在する平行な一対の領域を領域α、領域βとして、厚み寸法を規定すればよい。
Further, in the present embodiment, since the bolt holes 15 formed in the
このように、弾性部材13の領域αと領域βは、コネクタ挿入口5に対するボルト穴15の位置、つまりコネクタ9の筒状部19に対するボルト穴27の位置に応じて、弾性部材13の長手方向又は短手方向のいずれかの領域に設定されるが、コネクタ挿入口5の中での筒状部19の回動方向によっては、弾性部材13の長手方向と短手方向の両方にそれぞれ領域αと領域βを設定することもできる。
As described above, the region α and the region β of the
また、本実施形態では、コネクタ挿入口5の長手方向の両側にそれぞれ1箇所ずつボルト穴15が形成される例を説明したが、これに限られるものではなく、両側にそれぞれ複数(例えば2箇所ずつ)のボルト穴15が形成されていてもよい。この場合においても、事前に想定される筒状部19の回動方向や回動角度に基づいて、弾性部材13の厚み寸法を規定することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, an example in which one
1 シール構造
3 筐体
5 コネクタ挿入口
7 内面
9 コネクタ
11 外面
13 弾性部材
15 ボルト穴
17 フランジ部
19 筒状部
27 ボルト穴
29 環状溝
33 ボルト
37 弾性部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記コネクタは、前記コネクタ挿入口に嵌挿されるとともに前記弾性部材が装着される環状溝が形成される断面矩形の筒状部と、該筒状部から延設されて前記ハウジング又は前記筐体の前記コネクタ挿入口の周縁に当接するフランジ部と、該フランジ部の前記筒状部を挟んだ両側に形成される複数のボルト穴とを有し、
前記弾性部材は、前記両側のボルト穴を結ぶ線と交差しない2つの対向する環状溝に装着される部位の溝底と当接する面からの厚みが、互いに異なって形成されることを特徴とするシール構造。 A cylindrical connector fitted with an annular elastic member is inserted into a rectangular connector insertion port formed in the housing or the housing, and the connector is inserted when the connector is attached to the housing or the housing with a bolt. In a seal structure that seals a gap formed between the inner surface of the mouth and the outer surface of the connector,
The connector is inserted into the connector insertion port and has a cylindrical section having a rectangular cross section in which an annular groove into which the elastic member is mounted is formed, and extends from the cylindrical section so as to extend from the housing or the housing. A flange portion that contacts the peripheral edge of the connector insertion port, and a plurality of bolt holes formed on both sides of the cylindrical portion of the flange portion,
The elastic member is formed to have different thicknesses from the surfaces contacting the groove bottoms of the portions attached to the two opposed annular grooves that do not intersect the line connecting the bolt holes on both sides. Seal structure.
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