JP2016177886A - 端子台 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートサイクルを受ける環境下に曝された場合であっても、シール性能を確保することが可能な端子台を提供する。【解決手段】端子台１は、樹脂成形部２０を有するハウジング２と、樹脂成形部２０に埋設された埋設部３０および樹脂成形部２０から外方に突出した接続部３１を一体に備えたバスバー３と、埋設部３０と樹脂成形部２０との間に存在する隙間５を封止するシール部４とを有している。シール部４は、エピクロロヒドリンの単独重合体ゴムと、可塑剤とを含む接着剤組成物の架橋体より構成されている。接着剤組成物は、単独重合体ゴム１００質量部に対して可塑剤を１〜２０質量部含有している。【選択図】図１

Description

本発明は、端子台に関する。

従来、例えば、自動車用のワイヤーハーネス等が接続される端子台が知られている。端子台は、一般に、樹脂成形部を有するハウジングと、金属製のバスバーとを有しており、インサート成形により樹脂成形部にバスバーが固定されている。

樹脂成形部は、通常、金属製のバスバーと接着し難く、また、成形収縮等による寸法変化を起こしやすい。そのため、樹脂成形部とバスバーとの間には、不可避的に隙間が形成される。それ故、オイルシール性等を確保するため、上記隙間部分に接着剤組成物を用いてシール部が設けられる（特許文献１参照）。上記接着剤組成物としては、エピクロロヒドリンゴムの単独重合体ゴムを主成分とする接着剤組成物が用いられることが多い。

特開２０１３−４５５１０号公報

しかしながら、従来技術は、以下の点で問題がある。すなわち、端子台は、低温環境下と高温環境下とに繰り返し曝されることがある。このようなヒートサイクルを受ける場合、従来の端子台は、低温環境下ではシール部の柔軟性が低下し、また、高温環境下ではシール部の強度が低下する。その結果、従来の端子台は、ヒートサイクルを受ける環境下に曝された場合に、シール性能を確保することが難しいという問題がある。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、ヒートサイクルを受ける環境下に曝された場合であっても、シール性能を確保することが可能な端子台を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、樹脂成形部を有するハウジングと、上記樹脂成形部に埋設された埋設部および上記樹脂成形部から外方に突出した接続部を一体に備えたバスバーと、上記埋設部と上記樹脂成形部との間に存在する隙間を封止するシール部とを有する端子台であって、
該シール部は、エピクロロヒドリンの単独重合体ゴムと、可塑剤とを含む接着剤組成物の架橋体より構成されており、
上記接着剤組成物は、上記単独重合体ゴム１００質量部に対して上記可塑剤を１〜２０質量部含有していることを特徴とする端子台にある。

上記端子台は、上記接着剤組成物の架橋体より構成されるシール部を有している。そのため、上記端子台は、低温環境下に曝された場合に、シール部の伸びが良好であり、シール部の柔軟性が低下し難い。これは、上記可塑剤を用いることにより、シール部の低温下での柔軟性が向上するためである。また、上記端子台は、高温環境下に曝された場合に、シール部の接着強度が低下し難い。それ故、上記端子台は、ヒートサイクルを受ける環境下に曝された場合であっても、シール性能を確保することができる。

実施例１の端子台の正面図である。 実施例１の端子台の平面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

上記端子台において、シール部は、インサート成形によってバスバーの埋設部とハウジングの樹脂成形部との間に形成される隙間を液密に封止することができれば、上記隙間のいずれの位置に配置されていてもよい。シール部は、例えば、隙間の一部に配置されていてもよいし、隙間の全部に配置されていてもよい。前者の場合には、端子台が高温環境下に曝されてシール部の流動性が増した場合でも、シール部が隙間から外部に直ちに漏出し難く、シール性能を長期間にわたって維持しやすくなる。前者の場合、シール部は、具体的には、例えば、バスバーの埋設部における一部にてバスバーの外周を取り囲むように配置することができる。

上記端子台において、シール部は、エピクロロヒドリンの単独重合体ゴムと、可塑剤とを含む接着剤組成物の架橋体より構成されている。

上記可塑剤としては、フタル酸エステル系、アジピン酸エステル系、ポリエーテルエステル系等の可塑剤を用いることができる。これらは１種または２種以上併用することができる。これらの可塑剤は、エピクロロヒドリンの単独重合体ゴムとの相溶性がよい。そのため、この場合には、シール部から可塑剤がブリードし難い端子台を実現しやすくなる。

フタル酸エステル系の可塑剤としては、具体的には、例えば、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソノニルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレートなどを例示することができる。

アジピン酸エステル系の可塑剤としては、具体的には、例えば、ジメチルアジペート（ＤＭＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジ−２−エチルヘキシルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソノニルアジペート（ＤＩＮＡ）、ビス（ブチルジグリコール）アジペート（ＢＸＡ−Ｒ）、ジイソデシルアジペート（ＤＩＤＡ）、ジ−２−エチルヘキシルアゼレート（ＤＯＺ）などを例示することができる。

ポリエーテルエステル系の可塑剤としては、具体的には、例えば、アデカサイザーＲＳ−１０７、ＲＳ−７００、ＲＳ−７３５、ＲＳ−９６６、ＲＳ−１０００(ＡＤＥＫＡ社製)などを例示することができる。

上記端子台において、接着剤組成物は、単独重合体ゴム１００質量部に対して可塑剤を１〜２００質量部含有している。可塑剤の含有量が１質量部を下回る場合には、低温環境下において、シール部の伸びが不十分となり、シール部の柔軟性を向上させることができない。その結果、ヒートサイクルを受ける環境下に曝された場合に、シール性能を確保することができなくなる。一方、可塑剤の含有量が２０質量部を上回る場合には、高温環境下において、シール部における可塑剤の揮発量が多くなり、かつ、シール部の接着強度も低下する。その結果、ヒートサイクルを受ける環境下に曝された場合に、シール性能を確保することができなくなる。また、シール部における可塑剤のブリードも懸念される。

上記端子台において、接着剤組成物は、単独重合体ゴム１００質量部に対して、可塑剤を、好ましくは３質量部以上、好ましくは５質量部以上、さらに好ましくは７質量部以上含有することができる。この場合には、低温環境下において、シール部の柔軟性を確保しやすくなる。また、接着剤組成物は、単独重合体ゴム１００質量部に対して、可塑剤を、好ましくは１９質量部以下、好ましくは１８質量部以下、さらに好ましくは１７質量部以下、さらにより好ましくは１５質量部以下含有することができる。この場合には、高温環境下において、シール部における可塑剤の揮発量を抑制しつつ、シール部の接着強度も確保しやすくなる。

上記端子台において、接着剤組成物は、ゴム成分として、上記単独重合体ゴムを含有している。接着剤組成物は、上記作用効果を損なわない範囲内であれば、例えば、エピクロロヒドリン単位とアルキレンオキサイド単位とを有する二元以上の共重合体ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム等の他のゴムを１種または２種以上含有することもできる。エピクロロヒドリン単位とアルキレンオキサイド単位とを有する二元以上の共重合体ゴムとしては、具体的には、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合体ゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体ゴム、エピクロロヒドリン−プロピレンオキサイド共重合体ゴムなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。

また、接着剤組成物は、他にも、例えば、上記作用効果を損なわない範囲内であれば、加硫剤（加硫促進剤を含む）、老化防止剤、素練り促進剤などの添加剤を１種または２種以上含有することができる。接着剤組成物は、インサート成形前に、バスバーに途切れなく塗布しやすくなる観点から、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン等の溶剤を用いて液状に調製されていることが好ましい。

上記端子台において、シール部の質量変化率は、好ましくは１５％以下、より好ましくは１３％以下、さらに好ましくは、１０％以下であるとよい。この場合には、高温環境下において、シール部における可塑剤の揮発量を抑制しやすく、シール部の接着強度も確保しやすくなる。なお、上記質量変化率は、シール部に対して、−４０℃に１時間保持した後、１５０℃に１時間保持するというヒートサイクルを５００サイクル繰り返すヒートサイクル処理を施した場合における、｛上記処理後のシール部の質量（ｇ）−上記処理前のシール部の質量（ｇ）｝／｛上記処理前のシール部の質量（ｇ）｝×１００より算出される値である。

上記端子台は、例えば、以下のようにして製造することができる。なお、上記端子台の製造方法は、以下の記載によって限定されない。

バスバーにおけるシール部を形成すべき所定箇所に上記接着剤組成物を塗布する。必要に応じて、塗布後、接着剤を乾燥させることができる。次いで、バスバーに塗布された接着剤組成物を加熱し、接着剤組成物を架橋させる。次いで、インサート成形により、バスバーと樹脂成形部とを一体化する。これにより、バスバーの埋設部と樹脂成形部との間の隙間を塞ぐようにシール部が形成される。以上により、上記端子台が得られる。なお、接着剤組成物は、インサート成形時の熱を利用して架橋することも可能である。

上記端子台は、ヒートサイクルを受ける環境下に曝された場合であっても、シール性能を確保することができる。そのため、自動車用ワイヤーハーネスを接続するための端子台として好適に用いることができる。この場合、端子台は、具体的には、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車等におけるモータケース等に取り付けて用いることができる。

なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。

以下、実施例の端子台について、図面を用いて説明する。

（実施例１）
実施例１の端子台について、図１〜図３を用いて説明する。図１〜図３に示されるように、本例の端子台１は、樹脂成形部２０を有するハウジング２と、バスバー３と、シール部４とを有している。バスバー３は、樹脂成形部２０に埋設された埋設部３０および樹脂成形部２０から外方に突出した接続部３１を一体に備えている。シール部４は、埋設部３０と樹脂成形部２０との間に存在する隙間５を封止している。以下、詳説する。

本例において、樹脂成形部２０は、熱可塑性樹脂より形成されている。熱可塑性樹脂は、ガラス繊維にて強化された芳香族系ナイロン樹脂である。樹脂成形部２０は、具体的には、板状の基部２００と、基部２００における第１接続側の面から外方へ突出する複数の第１突出部２０１と、基部２００における第２接続側の面の各第１突出部２０１に対応する位置から外方へ突出する複数の第２突出部２０２と、基部２００と第１突出部２０１と第２突出部２０２とを貫通する複数のバスバー保持孔２０３とを有している。

本例において、バスバー３は、板状形状を呈している。バスバー３は、具体的には、スズめっきされた銅板より形成されている。バスバー３は、インサート成形により樹脂成形部２０に固定されている。具体的には、バスバー３は、樹脂成形部２０におけるバスバー保持孔２０３内を貫通した状態で樹脂成形部２０に固定されている。バスバー３のうち、バスバー保持孔２０３内に配置された部分が、埋設部３０とされる。一方、バスバー３のうち、バスバー保持孔２０３から外部に露出する部分が、接続部３１とされる。したがって、バスバー３は、埋設部３０の両端にそれぞれ接続部３１を有している。接続部３１は、ワイヤーハーネス等を締結するための締結孔３１１および締結ナット３１２を有している。なお、本例では、バスバー３は、互いに離間した状態で６つ配置されている例が示されている。

本例において、シール部４は、具体的には、埋設部３０の表面と樹脂成形部２０のバスバー保持孔２０３の内壁面との間に形成された隙間５の一部に配置されている。シール部４は、より具体的には、埋設部３０における基部２００に対応する位置に配置されている。また、シール部４は、埋設部３０の一部にて外周を取り囲むように設けられている。

ここで、シール部４は、エピクロロヒドリンの単独重合体ゴムと、可塑剤とを含む接着剤組成物の架橋体より構成されている。接着剤組成物は、単独重合体ゴム１００質量部に対して可塑剤が１〜２０質量部配合されている。

本例では、可塑剤は、フタル酸エステル系、アジピン酸エステル系、および、ポリエーテルエステル系からなる群より選択される少なくとも１種以上である。

次に、本例の端子台の作用効果について説明する。

本例の端子台１は、上記接着剤組成物の架橋体より構成されるシール部４を有している。そのため、本例の端子台１は、低温環境下に曝された場合に、シール部４の伸びが良好であり、シール部４の柔軟性が低下し難い。これは、上記可塑剤を用いることにより、シール部の低温下での柔軟性が向上するためである。また、本例の端子台１は、高温環境下に曝された場合に、シール部４の接着強度が低下し難い。それ故、本例の端子台１は、ヒートサイクルを受ける環境下に曝された場合であっても、シール性能を確保することができる。

＜実験例＞
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。

（接着剤組成物の作製）
接着剤組成物の材料として以下のものを準備した。
・エピクロロヒドリンの単独重合体ゴム（ダイソー社製、「エピクロマーＨ」）
・フタル酸エステル系可塑剤（ＤＩＮＰ）（大八化学工業社製）
・アジピン酸エステル系可塑剤（ＤＩＤＡ）（ジェイプラス社製）
・ポリエーテルエステル系可塑剤（ＡＤＥＫＡ社製、「アデカサイザーＲＳ−７３５」）
・ステアリン酸（花王社製、「ルナックＳ−７０Ｖ」）
・酸化マグネシウム（神島化学工業社製、「ＣＸ１５０」）
・加硫剤（川口化学工業社製、「アクセル（Ａｃｃｅｌ）２２−Ｓ」）
・トルエン（三共化学工業社製）

後述の表１に示される所定の配合割合となるように各材料を混合することにより、各接着剤組成物を得た。

（接着剤の伸び）
ポリテトラフルオロエチレン加工された成形型を用い、接着剤組成物をシート状に成形した後、１５０℃で３０分加熱することにより、接着剤組成物中のゴム成分を架橋させた。次いで、得られたシート状の接着剤（縦１５０ｍｍ×横×１５０ｍｍ×厚み１ｍｍ）に対してヒートサイクル処理を施した。ヒートサイクル処理は、−４０℃に１時間保持した後、１５０℃に１時間保持するというヒートサイクルを５００サイクル繰り返すことにより実施した。次いで、ＪＩＳ Ｋ ７１６１に準拠し、ヒートサイクル処理後の接着剤から３号ダンベル形の試験片を採取し、−４０℃下、引張速度２０ｍｍ／分の条件にて引張り試験を行うことにより、接着剤の伸びを測定した。

（質量変化率）
上記接着剤の伸びの測定において、上記ヒートサイクル処理前のシート状の接着剤の質量と、上記ヒートサイクル処理後のシート状の接着剤の質量とから、接着剤の質量変化率を算出した。なお、本測定による質量変化率は、端子台におけるシール部の質量変化率とみなすことができる。

（引張せん断接着強さ）
スズめっきされた銅板の端部表面に接着剤組成物を塗布した後、自然乾燥させた。次いで、バスバーに塗布された接着剤組成物を１５０℃で３０分間加熱し、接着剤組成物を架橋させた。次いで、インサート成形により、接着剤形成部にその端部が重なるように樹脂板を形成した。なお、樹脂板を形成するための樹脂には、ガラス繊維強化された芳香族系ナイロン樹脂を用いた。また、上記インサート成形の条件は、金型温度１５０℃、シリンダー温度３１０℃とした。これにより、ＪＩＳ Ｋ ６８５０に規定された形状を有する試験片（接着剤層の厚み：０．１ｍｍ）を作製した。次いで、得られた試験片に対して上述したヒートサイクル処理を施した。次いで、ＪＩＳ Ｋ ６８５０に準拠し、ヒートサイクル処理後の試験片を用いて、１５０℃下、引張速度１００ｍｍ／分の条件にて引張り試験を行うことにより、接着剤層の引張せん断接着強さを測定した。

（リークテスト）
実施例１に準じて、表１に示される接着剤組成物の架橋体より構成されるシール部を有する端子台を作製し、シール部のシール性能を評価するためのリークテストを実施した。具体的には、作製した端子台に対して予め上記ヒートサイクル処理を施した。次いで、ヒートサイクル処理後の端子台について、第１接続側におけるバスバー保持孔の開口端から１００ｋＰａの圧縮空気を導入した。そして、第２接続側におけるバスバー保持孔の開口端からの圧縮空気の漏出の有無を確認した。

表１に、接着剤組成物の詳細な組成と、各種評価結果をまとめて示す。

表１によれば、以下のことがわかる。すなわち、試料１Ｃは、接着剤組成物が、可塑剤を含んでいない。そのため、試料１Ｃは、−４０℃の低温環境下における接着剤の伸びが悪い。それ故、試料１Ｃは、低温環境下に曝された場合に、シール部の柔軟性が低下し、シール性能を確保することができない。

試料２Ｃ、試料４Ｃ、試料６Ｃは、接着剤組成物における可塑剤の配合割合が規定量を下回っている。そのため、試料２Ｃ、試料４Ｃ、試料６Ｃは、−４０℃の低温環境下における接着剤の伸びが悪い。それ故、試料２Ｃ、試料４Ｃ、試料６Ｃは、低温環境下に曝された場合に、シール部の柔軟性が低下し、シール性能を確保することができない。

試料３Ｃ、試料５Ｃ、試料７Ｃは、接着剤組成物における可塑剤の配合割合が規定量を上回っている。そのため、試料３Ｃ、試料５Ｃ、試料７Ｃは、１５０℃の高温環境下において、シール部における可塑剤の揮発量が多くなり、かつ、シール部の接着強度も低い。それ故、試料３Ｃ、試料５Ｃ、試料７Ｃは、高温環境下に曝された場合に、シール性能を確保することができない。

これらに対し、試料１〜試料９は、本発明で規定される成分組成、配合割合を満たす接着剤組成物を用いている。そのため、試料１〜試料９は、−４０℃の低温環境下における接着剤の伸びが良好である。それ故、試料１〜試料９は、低温環境下に曝された場合でも、シール部の柔軟性が低下し難く、シール性能を確保することができる。また、試料１〜試料９は、１５０℃の高温環境下におけるせん断接着強さを確保することできる。それ故、試料１〜試料９は、高温環境下に曝された場合でも、シール部の接着強度が低下し難く、シール性能を確保することができる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。

１ 端子台
２ ハウジング
２０ 樹脂成形部
３ バスバー
３０ 埋設部
３１ 接続部
４ シール部
５ 隙間

Claims (3)

1. 樹脂成形部を有するハウジングと、上記樹脂成形部に埋設された埋設部および上記樹脂成形部から外方に突出した接続部を一体に備えたバスバーと、上記埋設部と上記樹脂成形部との間に存在する隙間を封止するシール部とを有する端子台であって、
   該シール部は、エピクロロヒドリンの単独重合体ゴムと、可塑剤とを含む接着剤組成物の架橋体より構成されており、
   上記接着剤組成物は、上記単独重合体ゴム１００質量部に対して上記可塑剤を１〜２０質量部含有していることを特徴とする端子台。
2. 上記可塑剤は、フタル酸エステル系、アジピン酸エステル系、および、ポリエーテルエステル系からなる群より選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の端子台。
3. 自動車用ワイヤーハーネスを接続するための端子台であることを特徴とする請求項１または２に記載の端子台。

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