JP2020507189A - 電気端子を封止するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

複数の電線（１６）を電気端子（１０）の電線取付部（１４）に対して封止するためのシステムおよびデバイス（１００、２００、５００、６００、７００）が開示される。デバイスは、一端部が電気端子の電線取付部（１４）上に延びるように電線（１６）上に配置されている、所定の長さを有する第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）を備える。所定の長さおよび第１の熱収縮チューブよりも小さい直径を有する高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）が、第１の熱収縮チューブの端部の内側に完全または部分的に配置され、シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）の帯が、高粘度層に隣接して第１の熱収縮チューブ内に配置されている。【選択図】図３

Description

記載の発明は、一般に、自動車産業またはその他の産業において使用されるリング端子およびその他のタイプの端子を封止するためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、熱収縮チューブおよび熱収縮チューブと組み合わせて使用されるシーラントシステムを含む封止システムおよび方法に関する。熱収縮チューブシステムは、単層システムであっても多層システムであってもよく、シーラントシステムは、ホットメルト接着剤、ブチルマスチック、またはその他のタイプのシーラントを含むことができる。

リング端子は、通常、電線をスタッドまたはポスト（車両バッテリおよびその他のバッテリに見られるようなもの）に取り付けるために使用され、様々なタイプおよび大きさで製造される。リング端子は、通常、リング部と電線取付／接続部とを備え、この電線取付／接続部に、電線が溶接またはその他の手段により接続される。非絶縁リング端子を圧着またははんだ付けすることができ、熱収縮チューブで仕上げて、電線と端子の電線取付部との間に形成される接続部を絶縁し保護することができる。熱収縮チューブ（ＨＳＴ）は、電線を絶縁するためにしばしば使用される収縮性プラスチックチューブである。ＨＳＴは、様々な電気用途において使用される撚線および単線導体、接続部、接合部、および端子に摩耗抵抗および環境封止保護をもたらす。ＨＳＴを使用して、電線の損傷した絶縁体を修復し、電線を束ね、ケーブルエントリシールを形成することもできる。
前述したように、ＨＳＴは単層システムであっても多層システムであってもよく、多層システムは、少なくとも１つの熱収縮性層と少なくとも１つのシーラントシステムの層とを含む。熱収縮チューブは、通常、加熱すると半径方向に収縮するフルオロポリマーまたはポリオレフィンから製造される。ＨＳＴを収縮させるプロセスを、ＨＳＴの「回復」と称し、ＨＳＴが回復し始める所定の温度をその「回復温度」と称する。ＨＳＴは、回復、すなわち収縮すると、囲んでいる物品に対して内方への力を及ぼす。この力をＨＳＴの「フープ応力」と称する。より詳細には、フープ応力（円筒応力としても知られる）は、チューブまたは円筒壁のすべての粒子に両方向で周方向（軸および物体の半径の両方に対して垂直）に及ぼされる力である。フープ応力の程度は、基材のタイプ、壁厚さ、架橋度、および拡張度などのあるＨＳＴ特性によって決まる。フープ応力は、回復温度および回復度などのプロセスパラメータによっても影響される。

乗用および商用車両電気システムで現在使用されているリング端子は、単線および多線構成を含む。多線構成は、そのような端子の端子−電線界面領域を封止することに関して大きな課題を生み出している。これまで、熱収縮チューブと接着剤／シーラント層との使用を含む外部シーラントシステムを使用して、端子に取り付けた電線間および電線の外側に水密シールを形成していた。しかしながら、既存のシーラントシステムは、多線構成に含まれる複数の電線（例えば、６本以上の電線）を簡単かつ確実な方法で封止することができない。第１の問題は、端子のリング部から端子の電線取付部に、次いで、取り付けた電線に水（動作環境に存在する場合）が吸い上げられ、その後、溶接または圧着された界面を通して電線の一端部から他端部に水が吸い上げられることを含む。
第２の問題は、過剰な接着剤またはシーラントがリング端子のリング部に流出または滲出することを含む。リング部に存在する接着剤は、有効な電気接触に必要な金属間接触を妨げることがある。

外部接着剤および熱収縮チューブの使用を伴う封止システムの限界を克服するために、現在使用されている産業的手法は多成分多段階プロセスを伴う。このプロセスは労働集約的で費用がかかるため、簡単かつ確実に費用効率の高い方法ですべての機能要件を満たす、リング端子と共に使用する封止システムが、現在必要とされている。

電気端子を封止するためのシステムにより、解決策が提供される。このシステムは、複数の電線を電気端子の電線取付部に対して封止するためのデバイスを備える。デバイスは、所定の長さを有する第１の収縮チューブであって、一端部が電気端子の電線取付部上に延びるように複数の電線上に配置されている第１の収縮チューブと、所定の長さを有する第２の収縮チューブであって、外層および高粘度接着剤を含む内層を含む二重層システムであり、第１の収縮チューブよりも小さい直径を有し、電気端子の電線取付部上に延びる第１の収縮チューブの端部の内側に完全に配置されている第２の熱収縮チューブと、第２の熱収縮チューブに隣接して第１の熱収縮チューブ内に配置されている低粘度接着剤の帯とをさらに備える。
デバイスに熱を加えると、低粘度接着剤は複数の電線を横切って、かつ複数の電線を通って流れ、第１の収縮チューブおよび第２の収縮チューブは収縮して、電線およびリング端子の電線取付部を封入し、低粘度接着剤を第１の収縮チューブ内に実質的に封止する。

また、電気端子を封止するためのシステムにより、解決策が提供される。システムは、複数の電線を電気端子の電線取付部に対して封止するためのデバイスを備える。デバイスは、収縮チューブと、高粘度シーラント／接着剤の帯と、低粘度シーラント／接着剤の帯とを備える。収縮チューブは所定の長さを有する。収縮チューブは、一端部が電気端子の電線取付部上に延びるように複数の電線上に配置されている。高粘度シーラント／接着剤の帯は、熱収縮チューブの縁部に隣接して熱収縮チューブ内に配置されている。低粘度シーラント／接着剤の帯は、高粘度シーラント／接着剤に隣接して熱収縮チューブ内に配置されて、低粘度シーラント／接着剤が収縮チューブの縁部からさらに離れるようになっている。
デバイスに熱を加えると、収縮チューブは回復し始め、高粘度シーラント／接着剤は収縮チューブの縁部を封止し、低粘度シーラント／接着剤は複数の電線を横切って、かつ複数の電線を通って流れてシールを形成する。高粘度シーラント／接着剤は、低粘度シーラント／接着剤の流れが電気端子を汚染することを防止する。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の１つまたは複数の例示的な実施形態を概略的に示し、上記の一般的な説明および以下の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。

複数の電線が電線取付部に取り付けられている、リング型電気端子の斜視図である。 本発明の例示的な実施形態による、リップ構造が一端部に形成されている収縮チューブの側断面図である。 本発明の例示的な実施形態による、電気端子を封止するためのデバイスの斜視図である。 シールの完全な最終幾何形状を示す、加熱源によりデバイスが回復した後の図３のデバイスの斜視破断図である。 シールの完全な最終幾何形状を示す、加熱源によりデバイスが回復した後の図３のデバイスの側断面図である。 本発明の別の例示的な実施形態による、電気端子を封止するためのデバイスの斜視図である。 電線を取り付けたリング端子上に装着されている状態を示す、図６のデバイスの側面図である。 加熱源によりデバイスが回復した後の状態を示す、電線を取り付けたリング型端子上に装着されている、図６のデバイスの側面図である。 加熱源によりデバイスが回復した後の状態を示す、図６のデバイスの線９−９に沿って取った第１の端部断面図であり、電線間の接着剤の均一な分布を示す図である。 加熱源によりデバイスが回復した後の状態を示す、図６のデバイスの線１０−１０に沿って取った第２の端部断面図であり、電線間の接着剤の均一な分布を示す図である。 本発明の別の例示的な実施形態の斜視図であって、電気端子を封止するためのデバイスが、高速回復熱収縮チューブの外層と、外層の外側に配置されている高フープ応力熱収縮チューブと、高粘度接着剤ライナを含む内層と、内層内に配設された低粘度接着剤リングとを備え、熱収縮チューブ部品が回復する前の状態を示す図である。 熱収縮チューブ部品が回復する前の状態を示す、図１１のデバイスの断面斜視図である。 本発明の別の例示的な実施形態の斜視図であって、電気端子を封止するためのデバイスが、熱収縮チューブの外層と、高粘度接着剤芯を含む内層と、高粘度接着剤芯内に配設された低粘度接着剤のリングとを備え、熱収縮チューブの外層が回復する前の状態を示す図である。 熱収縮チューブの外層が回復する前の状態を示す、図１３の実施形態の断面斜視図である。 （ａ）熱収縮チューブの外層が回復する前の状態を示す、電線束上に配置された図１３の実施形態の斜視図である。（ｂ）熱収縮チューブの外層が部分的に回復した後の状態を示す、電線束上に配置された図１３の実施形態の斜視図である。 熱収縮チューブの外層が部分的に回復した後の状態を示す、電線束上に配置された図１３の実施形態の断面斜視図である。 本発明の別の例示的な実施形態の斜視図であって、高粘度接着剤スリーブと低粘度接着剤スリーブとが配された、図１に示したものと同様のリング型電気端子を示す図である。 加熱源により回復した後の、熱収縮チューブがスリーブ上に位置する図１７の実施形態の側断面図である。 本発明の別の例示的な実施形態の断面斜視図であって、高粘度接着剤輪郭または帯および低粘度接着剤輪郭または帯が配された熱収縮チューブを示す図である。 本発明の別の例示的な実施形態の断面斜視図であって、２つの高粘度接着剤輪郭または帯および低粘度接着剤輪郭または帯が配された熱収縮チューブを示す図である。

本発明の原理による例示的な実施形態の記載は、明細書の記載全体の一部とみなされるべきである添付図面に関して読み取られることが意図される。本明細書で開示された本発明の実施形態の記載において、方向または向きへの言及は、単に説明の便宜上のものであり、本発明の範囲を決して限定するものではない。「下部」、「上部」、「水平」、「垂直」、「上方」、「下方」、「上」、「下」、「頂部」および「底部」ならびにそれらの派生語（例えば、「水平に」、「下向きに」、「上向きに」など）のような相対的な用語は、次いで記載されるようにまたは考察中に図面に示されるように向きを指すものと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、単に説明の便宜上のものであり、そのような明示がない限り、装置が特定の向きにおいて構成または動作されることを要求しない。
別段の明記がない限り、「取り付けられる」、「貼られる」、「接続される」、「結合される」、「相互に接続される」、および類似のものなどの用語は、構造が、直接的にまたは間にある構造を通して間接的に互いに固定されるか取り付けられる関係、ならびに可動性のもしくは不動性の両方の取付けまたは関係を指す。さらに、本発明の特徴や利点が、好ましい実施形態を参照して例示される。したがって、本発明は、単独で存在し得る特徴のいくつかの可能な非限定的な組み合わせを例示する、または特徴の他の組合せにおけるそのような好ましい実施形態に特に限定されるべきではない。本発明の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定義される。

以下で、図面を参照しながら本発明の例示的な実施形態について説明する。参照符号は、様々な要素および構造に言及するために詳細な説明全体を通して使用される。以下の詳細な説明は例示の目的で多くの詳細を含むが、当業者は、以下の詳細に対する多くの変更および改変が本発明の範囲に含まれることを理解するだろう。したがって、以下の本発明の実施形態は、特許請求する発明の一般性を損なうことなく、かつ特許請求する発明を限定することなく記述される。

図面を参照すると、図１は、本発明のシステム、方法、およびデバイスに適合する電気端子１０を示す。図１に示す電気端子はリング型端子である。しかしながら、本発明のシステム、方法、およびデバイスは、例えば、スペード端子、フック端子、フラグ端子、押込み端子などの多くの他のタイプの電気端子にも適合する。図１を参照すると、電気端子１０は、端子取付部１２と電線取付部１４とを備える。端子取付部１２は、例えばバッテリなどの電気デバイスのスタッドまたはポストのような相補端子に接続するように構成される。電線取付部１４は、複数の電線１６などの１つまたは複数の電線に接続するように構成され、電線は、溶接、はんだ付け、圧着、またはその他の適切な取付方法により接続することができる。

図２〜図５は、本発明の例示的な実施形態による電気端子封止デバイス１００の複数の図である。本実施形態において、デバイス１００は、第１の収縮チューブ１０２と、第２の収縮チューブ１０４と、接着剤１０６の帯とを備える。図２に最もよく示すように、第２の収縮チューブ１０４は、リップ構造を形成するために、第１の収縮チューブ１０２の一端部内に完全に配置されて使用される。図３に示すように、接着剤１０６の帯（例えば、リング、スリーブ、またはその他の輪郭の幾何形状）は、第２の収縮チューブ１０４に隣接して第１の収縮チューブ１０２内に配置される。本実施形態において、第１の収縮チューブ１０２は、通常、好ましくは高フープ力／応力を有する、より高温で収縮する熱収縮チューブであり、高密度ポリエチレンまたはその他の適切な材料から形成された単層または二重層システムであってよい。
第２の収縮チューブ１０４は、高粘度接着剤内層を含む高速収縮単層チューブまたは二重層チューブであってよい。デバイス１００に熱を加える（例えば、赤外線加熱炉で３０秒またはその他の時間）と、接着剤１０６の帯が溶融し、複数の電線１６を横切って流れて、存在する空隙を満たす。接着剤システムは、高温性能を可能にする架橋システムであってもよい。第１の収縮チューブ１０２および第２の収縮チューブ１０４は収縮して、複数の電線１６および電気端子１０の電線取付部１４を封入することにより、溶融した接着剤を第１の収縮チューブ内に実質的に封止する（図４、図５参照）。加熱プロセス中、第２の収縮チューブ１０４により形成されたリップ構造は、接着剤が端子取付部１２の方向へ流れるのを効果的に制限することにより、問題となる端子取付部１２の汚染を低減または防止する。
場合により、少量の接着剤が端子取付部１２上へ移動することがあるが、その量は電気端子１０の機能に関して問題にはならない。一部の実施形態において、デバイス１００の部品は個々に設けられ（予め組み立てられるのとは対照的に）、所望のシールを形成する直前に、電気端子およびワイヤアセンブリに組み付けられる。

図６〜図１０は、本発明の別の例示的な実施形態による電気端子封止デバイス２００を示す。本実施形態において、デバイス２００は、第１の熱収縮チューブ２０２と、第２の熱収縮チューブ２０４と、接着剤／シーラント２０６の帯とを備える。図６に最もよく示すように、第２の熱収縮チューブ２０４は、第１の熱収縮チューブ２０２の一端部に部分的に挿入される。接着剤／シーラント２０６の帯（例えば、リング、スリーブ、またはその他の輪郭の幾何形状）は、第２の熱収縮チューブ２０４に近接または隣接して第１の熱収縮チューブ２０２内に配置される。本実施形態において、第１の熱収縮チューブ２０２は、通常、高フープ力／応力を有するより高温の熱収縮チューブであり、高密度ポリエチレンまたはその他の適切な熱収縮材料から形成された単層または二重層システムであってよい。
第２の熱収縮チューブ２０４の回復温度は、第１の熱収縮チューブ２０２の回復温度と同じかまたは少なくとも５℃低い。第２の熱収縮チューブ２０４は、高粘度接着剤の薄層を含む。デバイス２００に熱を加える（例えば、赤外線加熱炉で３０秒またはその他の時間）と、接着剤２０６の帯が溶融し、複数の電線１６を横切って流れて、存在する空隙を満たす。接着剤／シーラント材料は、所望の温度性能を満たす適切な流動特性を有するように選択することができ、高温性能を可能にするために架橋型のものであってもよい。第１の熱収縮チューブ２０２および第２の熱収縮チューブ２０４は収縮して、複数の電線１６および電気端子１０の電線取付部１４を封入することにより、溶融した接着剤を第１の熱収縮チューブ内に実質的に封止する（図８参照）。
加熱プロセス中、第２の熱収縮チューブ２０４は、接着剤がリング状の端子取付部１２の方向へ流れるのを効果的に制限することにより、問題となる端子取付部１２の汚染を防止する。場合により、少量の接着剤が端子取付部１２上へ移動することがあるが、その量は電気端子１０の機能に関して問題にはならない。一部の実施形態において、デバイス２００の部品は個々に設けられ（予め組み立てられるのとは対照的に）、所望の封止を形成する直前に、電気端子およびワイヤアセンブリに組み付けられる。

デバイス２００の試験に関し、赤外線加熱炉によりデバイスが回復した後に、端子取付部１２上に移動した接着剤は見られなかった。デバイス２００は、デバイス２００を加熱炉において１２５℃で２４時間以上維持する強制空気漏れ試験および接着剤滴下試験に合格した。第２の熱収縮チューブ２０４は、赤外線加熱炉においてわずか１５秒で回復可能であると判定され、したがって、接着剤がデバイスから大幅に流出することを効果的に阻止する。図９は、本発明のデバイスにより封止されたリング型電気端子に取り付けた電線束（絶縁体を電線から取り外したデバイスの縁部近く）の、図６の線９−９に沿って取った断面図であり、接着剤が電線間の空間を十分に満たして空気漏れ試験に合格できる状態を示す。
図１０は、本発明のデバイスにより封止された電線束（電線周囲の絶縁体が損なわれていない、図９の断面から約１インチ離れたところ）の、図６の線１０−１０に沿って取った別の断面図であり、同じく接着剤が電線間の空間を十分に満たしている状態を示す。

本発明で使用されるシーラント／接着剤は、低溶融粘度を示すように設計されて、これらの材料が複数の電線間および電線の周囲を流れることができ、電気端子の頑丈な封止をもたらすことができるようになっている。シーラント／接着剤は、流動または滴下することなく、最高１２５℃の温度まで再加熱することもできる。これらの特性は、高速架橋材料、高温溶融ポリマー、またはこれらの組合せの使用により達成することができる。架橋材料に関し、接着剤は、所定の硬化条件で十分に架橋することができ、再加熱されると、結果として生じる架橋幾何形状によりシールの安定性をもたらす。高温溶融ポリマーに関して、接着剤は、通常、１２５℃超の温度で溶融するベースシステムを含むか、または１２５℃未満でほとんど流動しない。一般に、接着剤システムは、溶融すると低粘度を示すが、１２５℃未満の温度ではその形状因子を維持する。
適切な高温溶融接着剤の例は、０〜１％のカーボンブラック（ＣＢ）を含むＴｅｃｈｎｏｍｅｌｔ ＰＡ ７９０１（Ｌｏｃｔｉｔｅ ７９０１ Ｈｙｓｏｌホットメルト接着剤、Ｈｅｎｋｅｌ）であり、これは注封および封入に広く使用される低粘度ポリアミドである。適切な架橋シーラントの例を下記の表１に示す。適切な高温溶融システムの３つの例を以下の表２〜表４に示す。以下の接着剤／シーラント、すなわち、ポリオレフィン系シーラント（例えば、ベースポリマーがポリエチレン（ＰＥ）メタロセン形成ＰＥ、無水マレイン酸官能化ＰＥ、メタクリル酸グリシジル官能化ＰＥ、またはこれらの組合せ）のようなホットメルト熱可塑性シーラント、ポリオレフィンコポリマー系シーラント（例えば、ベースポリマーがエチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ））、ポリアミド系シーラント、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）系シーラント、ポリオレフィンおよびポリアミド（ＰＡ）混合物系シーラント、ポリオレフィンおよびポリオレフィンコポリマー混合物系シーラント（例えば、ＰＥ：ＥＶＡ重量配分比が９５：５、９０：１０、７５：２５、もしくは５０：５０）、ポリオレフィンコポリマーおよびポリアミド混合物系シーラント（例えば、ＥＶＡ：ＰＡ重量配合比が９５：５、９０：１０、７５：２５、もしくは５０：５０）、フルオロポリマー、またはこれらの組合せも本発明に適合する。
同様の特性を有する異なるシーラントまたはシーラント混合物を、本発明と共に使用してもよい。本発明の文脈において、「シーラント」という用語は、ホットメルト接着剤およびその他のタイプの接着剤などの接着剤を含み包含する。本発明の文脈において、シーラントまたは接着剤が「溶融する」とは、レオメータなどのツールおよび技法により判定されるように、半結晶ポリマーもしくは材料がその融点を超えている状態および／またはアモルファス材料がその軟化点を超えている状態を指す。

前述した実施形態に加えて、本発明の端子封止デバイスの他の幾何学的変形形態も可能である。一代替実施形態において、二成分テープが電気端子の電線取付部に巻き付けられる。このシステムは、感圧接着剤（ＰＳＡ）の層も含み、これにより、電気端子に取り付ける電線上に熱収縮チューブを配置する前に、テープを電気端子に装着することができる。二成分テープは、アセンブリの端子取付部側を向いた熱収縮テープであり得る非溶融輪郭と、アセンブリの電線取付部上に位置する接着剤リングとを含む。接着剤の一縁部は低流動（高粘度）であってよく、これは、接着剤システムの一縁部を部分的に架橋することによって、またはより高い粘度（例えば、１２０℃で５００パスカル秒超）を有する異なる接着剤を使用することによって達成される。本明細書に記載のシーラント／接着剤材料の粘度は、回転レオメータを使用して測定された。
この方法において、シーラント材料の小さい円板（例えば、厚さ１．５ｍｍ〜１．８ｍｍ、直径２５ｍｍの円板）を回転レオメータのプレートの間に配置し、６．２８ｒａｄ／秒の回転運動周波数により剪断した（振動モード）。シーラント材料の温度は、６０℃から１４０℃まで、５℃／分の割合および５％のひずみで徐々に上昇し、複素粘度が温度の機能として測定される。

さらに別の実施形態において、低温熱収縮縁部チューブ（例えば、図６の物品２０４参照）は、高温熱収縮チューブ（例えば、図６の物品２０２参照）の内側ではなく高温熱収縮チューブ上に配置される。本実施形態において、高速収縮チューブが高フープ応力チューブの外側に配置される。ある実施形態において、低温熱収縮縁部チューブは、高温熱収縮チューブの両端部上、あるいは高温熱収縮チューブの両端部の内側に配置される。さらに別の実施形態において、第１のまたは一次収縮チューブは、電気端子の端子取付部に最も近い端部で細く（回復前）、反対側端部で広がる（図７参照）。

本発明のさらに他の実施形態において、デバイスは、単一の熱収縮チューブと、接着剤リングと、複数の加熱要素を含むチューブを収縮させるために使用する熱源（例えば、赤外線加熱炉）とのみを備え、第１の加熱要素（第１の温度で動作）は電気端子の端子取付部に近接して配置され、第２の加熱要素（第１の加熱要素の温度よりも低い第２の温度で動作）は、電気端子の端子取付部から、かつさらにチューブ自体から所定の距離だけ離れて配置される。加熱システムの異なる温度プロファイルにより、リング部に近いチューブは、リング端子からさらに離れたチューブよりも急速に収縮する。さらに別の実施形態において、デバイスは、単一の熱収縮チューブのみを備え、コンベヤ上の加熱システム（例えば、赤外線加熱炉）を通過し、端子取付部が最初に入った状態で、リング部近くのチューブを最初に収縮させ、それに続くチューブの長さを次に収縮させる。
コンベヤの速度をリング端子端部で所望の回復に合わせて調整し、デバイスからの接着剤の滲出を防止することができる。

図１１、図１２を参照すると、本発明のさらに別の例示的な実施形態において、デバイス３００は、高速回復熱収縮チューブを含む外層３０２と、外層３０２よりも直径が大きく、外層３０２の高速回復熱収縮チューブよりも回復温度が高く、外層３０２の外側に配置された高フープ応力熱収縮チューブ３０４（図１１参照）と、高粘度接着剤ライナを含む内層３０６と、内層３０６内に配設された低粘度接着剤リング３０８とを備える。デバイス３００に熱を加えて、外層３０２の高速回復熱収縮チューブの回復温度に達すると、外層３０２は収縮して、低粘度接着剤リング３０８の接着剤の流れを妨げる。温度がさらに上昇するにつれて、高フープ応力熱収縮チューブ３０４が回復し始め、低粘度接着剤リング３０８が溶融し始める。高フープ応力熱収縮チューブ３０４は、電気端子に取り付けた電線と電線を取り付けた端子の部分との間で空気を変位させ、シールを形成しつつ、接着剤を内方に押す。

図１３〜図１６を参照すると、本発明のさらに別の例示的な実施形態において、デバイス４００は、外被または外層４０２が熱収縮チューブを含み、内層４０４が高粘度接着剤芯（例えば、１２０℃で２０パスカル秒超）を含むように構成された多層チューブシステムである。高粘度接着剤の粘度により、この接着剤は十分に流動し、はんだ付けされた金属電線１６の表面などの粗面に密に接着することができる。しかしながら、それでも粘度の高さは、通常、外層４０２の前縁部から約０．２５〜約１．００インチ離れて配置される低粘度接着剤帯４０６に含まれる低粘度シーラント／接着剤の滲出を防止するまたは少なくとも最小限にするのに十分なものである。熱を加えると、外層４０２の縁部が回復し、内層４０４の高粘度接着剤芯が、低粘度接着剤／シーラントの滲出を防止するまたは最小限にするバリアを形成する。
回復した外層４０２の制限された幾何形状により、低粘度接着剤／シーラントを電線１６間に流して、非常に効果的な水密シールを形成する。回復した外被４０２と高粘度接着剤芯との相乗効果により、電気端子への接着剤の滲出を防止するまたは少なくとも最小限にするバリアを形成する。図１３は、回復前の本発明の本実施形態の外側の斜視図であり、図１４は、回復前の本実施形態の断面図である。図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、デバイス４００が電線束上に配置された（回復前および回復後）本実施形態の斜視図であり、図１６は、熱収縮チューブが部分的に回復し、高粘度内芯が縁部シール４０８を形成した本実施形態の図である。図１６は、図１５（ｂ）の部分的に回復したシステムの断面図である。

図１７、図１８を参照すると、本発明のさらに別の例示的な実施形態において、デバイス５００は、収縮チューブ５０２と、高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４と、低粘度シーラント／接着剤スリーブ５０６とを備える。前述したように、収縮チューブ５０２は単層または多層チューブであってよい。前述したように、収縮チューブ５０２は、熱を加えると収縮するポリマー部品である。そのような収縮チューブとしては、熱収縮チューブまたはテープが挙げられるが、これらに限定されない。シーラント／接着剤という用語は、温度および／または圧力のような適切な刺激により流動可能な粘弾性材料であるシーラントおよび接着剤を含むが、これらに限定されない。そのような材料の例は、ホットメルト接着剤およびブチルマスチックである。
高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４は、電線取付部１４および電線１６の端部上に位置し、熱収縮チューブ５０２の縁部に隣接または近接して位置する。高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４は、高粘度シーラント／接着剤を含む。例示的な一実施形態において、高粘度シーラント／接着剤は、１２０℃で２０パスカル秒超の粘度を有する。低粘度シーラント／接着剤スリーブ５０６は、電線の端部から離間し、高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４に隣接、近接するか、または高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４から離間している。前述したように、低粘度シーラント／接着剤スリーブ５０６は、低粘度シーラント／接着剤を含む。高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４と低粘度シーラント／接着剤スリーブ５０６との間隔または距離は、適用に応じて決まり、０ｍｍ〜５０ｍｍであってよい。

高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４の高粘度シーラント／接着剤は、所望の領域から大幅に流出することなく電線取付部の表面および複数の電線の表面に合致するような流動挙動を有する。これは、固有の高粘度を有するか、または架橋（架橋により、滲出速度よりも速い速度で粘度が上昇する）のような方法により高粘度に達し得るシーラント／接着剤を使用することによって達成される。滲出とは、過剰なシーラント／接着剤が封止ゾーンから電気端子へ流出することにより電気端子を汚染する現象を指す。高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４は、バリアを形成して、低粘度シーラント／接着剤スリーブ５０６の低粘度シーラント／接着剤の滲出を防止する。低粘度シーラント／接着剤スリーブ５０６の低粘度シーラント／接着剤は低粘度を有し、これにより、封止予定の基材の内側で空気を効率的に変位させることができる。
低粘度シーラント／接着剤スリーブ５０６は頑丈なシールを形成する。頑丈なシールは、２つの環境間に不浸透性バリアを提供するシールを含む。この場合、頑丈なシールは、流体がバリアを横切って流れることを防止する。

熱を加える（例えば、赤外線加熱炉で３０秒またはその他の時間）と、高粘度シーラント／接着剤５０４は溶融し、電線取付部１４および複数の電線１６の表面を横切って流れて、バリアを形成する。低粘度シーラント／接着剤５０６は溶融し、複数の電線１６を横切って流れて、存在する空隙を満たす。収縮チューブ５０２は収縮して、複数の電線および電気端子の電線取付部を封入することにより、溶融したシーラント／接着剤を収縮チューブ５０２内に実質的に封止する。加熱プロセス中、高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４は、シーラント／接着剤が端子取付部１２の方向へ流れるのを効果的に制限することにより、問題となる端子取付部１２の汚染を低減または防止する。場合により、少量のシーラント／接着剤が端子取付部１２上へ移動するが、その量は電気端子の機能に関して問題にはならない。
一部の実施形態において、デバイス５００の部品は個々に設けられ（予め組み立てられるのとは対照的に）、所望のシールを形成する直前に、電気端子およびワイヤアセンブリに組み付けられる。例えば、収縮チューブ５０２、高粘度シーラント／接着剤スリーブ５０４、および低粘度シーラント／接着剤スリーブ５０６を現場で装着してもよい。スリーブ５０４、スリーブ５０６は、スリットシーラント／接着剤スリーブであってよいが、これらに限定されない。図では、スリーブは電線取付部に近接して位置しているが、任意の所望の位置にあってもよい。

図１９を参照すると、本発明のさらに別の例示的な実施形態において、デバイス６００は、収縮チューブ６０２と、第１のシーラント／接着剤６０４の帯（例えば、リング、スリーブ、全円輪郭、半円輪郭、またはその他の輪郭の幾何形状）と、第２のシーラント／接着剤６０６の帯（例えば、リング、スリーブ、全円輪郭、半円輪郭、またはその他の輪郭の幾何形状）とを備える。前述したように、収縮チューブ６０２は単層または多層チューブであってよい。前述したように、収縮チューブ６０２は、熱を加えると収縮するポリマー部品である。そのような収縮チューブとしては、熱収縮チューブまたはテープが挙げられるが、これらに限定されない。シーラント／接着剤という用語は、温度および／または圧力のような適切な刺激により流動可能な粘弾性材料であるシーラントおよび接着剤を含むが、これらに限定されない。そのような材料の例は、ホットメルト接着剤およびブチルマスチックである。
第１のシーラント／接着剤６０４の帯は、収縮チューブ６０２の縁部６０８に隣接または近接して収縮チューブ６０２内に配置される。第１のシーラント／接着剤は、高粘度シーラント／接着剤である。例示的な一実施形態において、高粘度シーラント／接着剤は、１２０℃で２０パスカル秒超の粘度を有する。第２のシーラント／接着剤６０６の帯は、収縮チューブ６０２内に配置される。第２のシーラント／接着剤６０６の帯は、縁部６０８から離間し、かつ第１のシーラント／接着剤６０４の帯から離間している。第１のシーラント／接着剤６０４の帯と第２のシーラント／接着剤６０６の帯との間隔または距離は、適用に応じて決まり、０ｍｍ〜５０ｍｍであってよい。前述したように、第２のシーラント／接着剤は低粘度シーラント／接着剤である。

第１のシーラント／接着剤６０４の帯は、所望の領域から大幅に流出することなく電線取付部の表面および複数の電線の表面に合致するような流動挙動を有する。これは、固有の高粘度を有するか、または架橋（架橋により、滲出速度よりも速い速度で粘度が上昇する）のような方法により高粘度に達し得るシーラント／接着剤を第１のシーラント／接着剤６０４の帯に使用することによって達成される。第１のシーラント／接着剤６０４の帯は、バリアを形成して、第２のシーラント／接着剤の滲出を防止する。第２のシーラント／接着剤６０６の帯は低い初期粘度を有し、これにより、封止予定の基材の内側で空気を効率的に変位させることができる。第２のシーラント／接着剤６０６の帯は頑丈なシールを形成する。第１のシーラント／接着剤６０４の帯は、装着前に第２のシーラント／接着剤６０６の帯よりも高い粘度を有する。

収縮チューブ６０２を電気端子上に装着した後に熱を加える（例えば、赤外線加熱炉で３０秒またはその他の時間）と、第１のシーラント／接着剤６０４の帯は溶融し、電線取付部または複数の電線の表面を横切って流れて、バリアを形成する。加えて、第２のシーラント／接着剤６０６の帯は溶融し、複数の電線を横切って流れて、存在する空隙を満たす。収縮チューブ６０２は収縮して、複数の電線および電気端子の電線取付部を封入することにより、溶融したシーラント／接着剤を収縮チューブ内に実質的に封止する。加熱プロセス中、第１のシーラント／接着剤６０４の帯は、シーラント／接着剤が端子取付部の方向へ流れるのを効果的に制限することにより、問題となる端子取付部の汚染を低減または防止する。場合により、少量のシーラント／接着剤が端子取付部上へ移動することがあるが、その量は電気端子の機能に関して問題にはならない。
一部の実施形態において、デバイス６００の部品は個々に設けられ（予め組み立てられるのとは対照的に）、所望のシールを形成する直前に、電気端子およびワイヤアセンブリに組み付けられる。

図２０を参照すると、本発明のさらに別の例示的な実施形態において、デバイス７００は、収縮チューブ７０２と、第１のシーラント／接着剤７０４の帯（例えば、リング、スリーブ、全円輪郭、半円輪郭、またはその他の輪郭の幾何形状）と、第２のシーラント／接着剤７０６の帯（例えば、リング、スリーブ、全円輪郭、半円輪郭、またはその他の輪郭の幾何形状）と、第３のシーラント／接着剤７０８の帯（例えば、リング、スリーブ、全円輪郭、半円輪郭、またはその他の輪郭の幾何形状）とを備える。第３のシーラント／接着剤７０８の帯は、第２のシーラント／接着剤７０４の帯から離間して、第２のシーラント／接着剤７０４の帯が、第１のシーラント／接着剤７０４の帯と第３のシーラント／接着剤７０８の帯との間に位置するようになっている。
収縮チューブ７０２、第１のシーラント／接着剤７０４の第１の帯、および第２のシーラント／接着剤７０６の帯は、図１９に関して前述したそれぞれの部分と同様である。図示した実施形態において、第３のシーラント／接着剤７０８の帯は、第１のシーラント／接着剤７０４の帯と同一または同様である。しかしながら、第３のシーラント／接着剤７０８の帯および第１のシーラント／接着剤７０４の帯は、異なる材料から形成され、異なる粘度を有していてもよい。第３のシーラント／接着剤７０８の帯は、所望の領域から大幅に流出することなく複数の電線の表面に合致するような流動挙動を有する。これは、固有の高粘度を有するか、または架橋（架橋により、滲出速度よりも速い速度で粘度が上昇する）のような方法により高粘度に達し得るシーラント／接着剤を第３のシーラント／接着剤７０８の帯に使用することによって達成される。第３のシーラント／接着剤７０８の帯は、バリアを形成して、第２のシーラント／接着剤の滲出を防止する。

Claims (15)

1. 電気端子（１０）を封止するためのシステムであって、
   （ａ）複数の電線（１６）を前記電気端子（１０）の電線取付部（１４）に対して封止するためのデバイス（１００、２００、５００、６００、７００）を備え、前記デバイス（１００、２００、５００、６００、７００）は、
   （ｉ）所定の長さを有する第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）であって、一端部が前記電気端子（１０）の前記電線取付部（１４）上に延びるように前記複数の電線（１６）上に配置されている第１の熱収縮チューブと、
   （ｉｉ）前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）の縁部に隣接して前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）内に配置されている高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）と、
   （ｉｉｉ）前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）内で、低粘度シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）が前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）の前記縁部からさらに離れるように前記高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）に隣接して配置されている前記低粘度シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）の帯とをさらに備え、
   （ｂ）前記デバイス（１００、２００、５００、６００、７００）を前記電気端子（１０）に装着した後に前記デバイス（１００、２００、５００、６００、７００）に熱を加えると、前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）は回復し始め、前記高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）は前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）の前記縁部を封止し、前記低粘度シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）は前記複数の電線（１６）を横切って、かつ前記複数の電線（１６）を通って流れてシールを形成し、前記高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）は、前記低粘度シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）の流れが前記電気端子（１０）を汚染することを防止するシステム。
2. 前記高粘度層（１０４、２０４）の帯は、所定の長さを有する第２の熱収縮チューブ（１０４、２０４）であり、前記第２の熱収縮チューブ（１０４、２０４）は、外層と内層とを含む二重層システムであり、前記内層は高粘度接着剤を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第２の熱収縮チューブ（１０４、２０４）は、前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２）よりも小さい直径を有し、前記第２の熱収縮チューブ（１０４、２０４）は、前記電気端子（１０）の前記電線取付部（１４）上に延びる前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２）の前記端部の内側に、部分的または完全に配置されている、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第２の熱収縮チューブ（１０４、２０４）は、前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２）が収縮する速度よりも速い速度で収縮し、前記第２の熱収縮チューブ（１０４、２０４）の回復温度が、前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２）の回復温度よりも少なくとも５℃低い、請求項２に記載のシステム。
5. 前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）は所定のフープ応力を有し、前記所定のフープ応力は、前記低粘度シーラント／接着剤を前記複数の電線の隙間に押し込むのに十分なものである、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）は単層チューブまたは二重層チューブである、請求項１に記載のシステム。
7. 前記高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）は、１２０℃で２０パスカル秒超の粘度を有するシーラント／接着剤を含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記低粘度シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）は架橋性低粘度シーラント／接着剤である、請求項１に記載のシステム。
9. 前記高粘度層（５０４、６０４、７０４）の帯は円形リングである、請求項７に記載のシステム。
10. 前記低粘度シーラント／接着剤（５０６、６０６、７０６）の前記帯は円形リングである、請求項１に記載のシステム。
11. 前記高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）は、ホットメルト熱可塑性シーラント、ポリオレフィンコポリマー系シーラント、ポリアミド系シーラント、熱可塑性エラストマー系シーラント、ポリオレフィンおよびポリアミド混合物系シーラント、ポリオレフィンおよびポリオレフィンコポリマー混合物系シーラント、ポリオレフィンコポリマーおよびポリアミド混合物系シーラント、フルオロポリマーシーラント、またはこれらの組合せを含む、請求項１に記載のシステム。
12. 前記低粘度シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）は、ホットメルト熱可塑性シーラント、ポリオレフィンコポリマー系シーラント、ポリアミド系シーラント、熱可塑性エラストマー系シーラント、ポリオレフィンおよびポリアミド混合物系シーラント、ポリオレフィンおよびポリオレフィンコポリマー混合物系シーラント、ポリオレフィンコポリマーおよびポリアミド混合物系シーラント、フルオロポリマーシーラント、またはこれらの組合せを含む、請求項１に記載のシステム。
13. 前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）、前記高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）、および前記低粘度シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）は、前記デバイス（１００、２００、５００、６００、７００）を前記電気端子（１０）上に配置する前に組み立てられる、請求項１に記載のシステム。
14. 前記第１の熱収縮チューブ（１０２、２０２、５０２、６０２、７０２）、前記高粘度層（１０４、２０４、５０４、６０４、７０４）、および前記低粘度シーラント／接着剤（１０６、２０６、５０６、６０６、７０６）は、前記デバイス（１００、２００、５００、６００、７００）を前記電気端子（１０）上に配置した後に組み立てられる、請求項１に記載のシステム。
15. シーラント／接着剤（７０８）の追加の帯が、前記第１の熱収縮チューブ（７０２）に位置し、かつ、前記低粘度シーラント／接着剤（７０６）の前記帯から離間しており、前記低粘度シーラント／接着剤（７０６）の前記帯は、前記高粘度層（７０４）の帯と前記追加の帯との間に位置する、請求項１に記載のシステム。

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