JP2022143249A - 密封端子 - Google Patents

Abstract

【課題】密封端子の表面が結露した場合であっても、各接続端子の間で結露による水分を介した短絡が生じることを防止できる密封端子を提供すること。【解決手段】互いに連結された絶縁体からなる第１部材８および第２部材９と、第１部材８および第２部材９を貫通した複数の貫通孔１１とを有する本体６と、貫通孔１１の中に設けられ、各２本のリード線１７，１８の端部同士を接続する接続端子７とを備え、接続端子７は、貫通孔１１の中心線方向に係合するように設けられた接続端子本体部１９を有し、第１部材８と第２部材９の境界部と、接続端子本体部１９の外周面とによって第１シール部材組込空間２２が形成され、第１シール部材組込空間２２に第１シール部材２３が組み込まれることにより第１部材８と第２部材９との隙間が貫通孔１１に対してシールされている。【選択図】図１

Description

本発明は、密封容器の開口部に装着され、密封容器内のリード線と密封容器外のリード線とを電気的に接続する密封端子に関する。

従来、密封容器内の電気機器（例えば、モータポンプ）に密封容器外から電源の供給や電気信号の送受信等をする場合、密封容器内のリード線と密封容器外のリード線とを接続する密封端子が用いられている。

この種の密封端子は、金属製の本体と、本体に設けられた複数の貫通孔と、複数の貫通孔のそれぞれを貫通して設けられた接続端子とで構成されている。各接続端子については、溶解した絶縁ガラスを用いて本体に接着されているものが知られている（例えば特許文献１を参照）。

特開平１０－１９６５７３

ところで、特許文献１に開示された密封端子では、３つの接続端子（リード端子ピン２０）および、３つの接続端子をそれぞれ挿通する３つの貫通孔（孔部２４）が、互いに離れている。このため、通常、接続端子間で短絡が生じることはない。

しかし、密封容器内に設けられる電気機器の種類やその使用形態によっては、密封容器の内外で温度差が生じる場合があり、密封容器の開口部に装着された密封端子の表面に結露が生じる場合がある。密封端子の表面に結露が生じると、接続端子間で短絡が生じるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、その表面に結露が生じても、各接続端子の間で短絡が生じることを防止できる密封端子を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る密封端子は、互いに連結された絶縁体からなる第１部材および第２部材と、前記第１部材および前記第２部材を貫通した複数の貫通孔とを有する本体と、複数の前記貫通孔の中にそれぞれ設けられ、各２本のリード線の端部同士を接続する接続端子と、を備える。前記貫通孔は、大径部と、前記大径部の両側に形成された前記大径部より内径の小さい一般部と、を有する。前記接続端子は、前記貫通孔の前記大径部と前記一般部との間に生じる段差に対して、前記貫通孔の中心線方向に係合するように設けられた接続端子本体部を有する。前記第１部材と前記第２部材の境界部と、前記接続端子本体部の外周面とによって第１シール部材組込空間が形成されている。前記第１シール部材組込空間に第１シール部材が組み込まれることにより、前記第１部材と前記第２部材との隙間が、前記貫通孔に対してシールされている。

かかる構成を備える密封端子によれば、密封端子の表面に結露が生じても、各接続端子の間で短絡が生じることを防止できる。

本発明の第２態様に係る密封端子は、第１態様に係る密封端子において、前記本体は、前記第２部材に連結された絶縁体からなる第３部材をさらに有する。前記貫通孔は、前記第１部材、前記第２部材および前記第３部材を貫通している。前記第２部材と前記第３部材の境界部と、前記リード線の外周面とによって第２シール部材組込空間が形成されている。前記第２シール部材組込空間に第２シール部材が組み込まれることにより、前記第２部材と前記第３部材との隙間が、前記貫通孔に対してシールされている。

本発明の第３態様に係る密封端子は、第２態様に係る密封端子において、前記第１部材、前記第２部材および前記第３部材は、ねじ具を用いて互いに締結されている。

本発明の第４態様に係る密封容器は、第２又は第３の態様に係る密封端子と、前記密封端子が装着され周囲に雄ねじ部が形成された筒状の開口部を有する容器本体と、前記開口部の周囲に形成された雄ねじ部に螺着される雌ねじ部と、前記開口部の端面に当接する内向きつば部とを有する接続リングと、を備える密封容器である。前記本体の外周面に半径方向外方に延びたフランジ部が形成されている。前記開口部の内側に前記容器本体側を小径とする異径部が形成されている。前記本体は、前記フランジ部より先端側が前記開口部の前記異径部より奥側に嵌め込まれ、前記フランジ部の前記容器本体側が前記異径部に係合されている。前記フランジ部の前記容器本体と反対側の面と、前記開口部の内側面と、前記内向きつば部とによって第３シール部材組込空間が形成されている。前記第３シール部材組込空間に第３シール部材が組み込まれることにより、前記容器本体の内部が前記容器本体の外部に対してシールされている。

本発明によれば、密封端子の表面に結露が生じても、各接続端子の間で短絡が生じることを防止できる密封端子を提供することができる。

実施形態に係る密封端子の断面図である。 実施形態に係る密封端子の分解断面図である。 他の実施形態に係る密封端子の断面図である。 図１のＡ矢視図であって本体のみを図示したものである。 実施形態に係る密封端子を密封容器に装着した状態を示す断面図である。 実施形態に係る密封端子および密封容器の分解断面図である。 別の実施形態に係る密封端子の断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る密封端子について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る密封端子１は、密封容器２内に密封された電気機器３と密封容器２の外に設置された電源４とを電気的に接続する。密封端子１は、本体６、接続端子７などを備えている。

本体６は、図１および図２に示すように、互いに連結された絶縁体からなる第１部材８、第２部材９および第３部材２４を有する。また本体６は、第１部材８と第２部材９と第３部材２４とを貫通する複数の貫通孔１１を有する。本体６は、それぞれ同じ直径の円柱状の第１部材８と第２部材９と第３部材２４とが円柱の中心線方向に連結されて形成されている。また本体６には、外周面上に半径方向外方に延びたフランジ部３７が形成されている。

複数の貫通孔１１のそれぞれは、大径部１３と、大径部１３の両側に形成された大径部１３より内径の小さい一般部１４と、を有する。第１部材８と第２部材９との境界部であって、第１部材８と第２部材９とが対向する対向面を第１連結部分１２とする。第１連結部分１２は、それぞれ円柱状の第１部材８と第２部材９との端面同士が対向して接続される。

大径部１３は、図１に示すように、第１部材８および第２部材９の連結部分である第１連結部分１２を跨いで第１部材８および第２部材９の双方に形成されている。大径部１３の両側には、大径部１３より内径の小さい一般部１４が形成されている。なお、図３に示すように、大径部１３は、第２部材９のみに形成されていてもよい。

また、第２部材９における第１連結部分１２と大径部１３の交差部に形成されるエッジが面取りされて第１傾斜面１０が形成されている。

接続端子７は、複数の貫通孔１１の中にそれぞれ設けられ、各２本のリード線である第１リード線１７と第２リード線１８との端部同士を電気的に接続する。接続端子７は、導電性の金属で形成されており、複数の貫通孔１１の中にそれぞれ１つずつ設けられている。第１リード線１７は、密封容器２内にある電気機器３と接続端子７とを接続している。第２リード線１８は、接続端子７と電源４とを接続している。

電源４は、三相交流電源である。そのため、第１リード線１７および第２リード線１８は３本ずつあり、接続端子７および貫通孔１１も３つずつある。貫通孔１１は、図４に示すように、本体６の円柱状の中心線方向から見た場合、同一円周上で等間隔に３つ形成されている。

接続端子７は、接続端子本体部１９と、リード線接続部２１とによって形成されている。接続端子本体部１９は、外径が大径部１３の外径より小さく、一般部１４の内径より大きい。接続端子本体部１９は円柱状であって、大径部１３に嵌め込まれている。

リード線接続部２１は、略円筒状であって、外径が貫通孔１１の内径よりも小さく、接続端子本体部１９における円柱の両端面に形成されている。接続端子本体部１９における両端面に形成されたリード線接続部２１は、それぞれ第１リード線１７と、第２リード線１８と、に接続されている。第１リード線１７および第２リード線１８は、接続端子本体部１９における各端面に形成されたそれぞれのリード線接続部２１に１つずつ挿入される。第１リード線１７および第２リード線１８と、各リード線接続部２１とは、リード線接続部２１を外側から圧着ペンチなどで圧着することにより互いに接続されている。

接続端子本体部１９は、貫通孔１１の大径部１３と一般部１４との間に生じる段差に対して、貫通孔１１の中心線方向に係合するように設けられている。本実施形態では、接続端子７は、大径部１３において貫通孔１１の中心線方向に固定されている。

第１シール部材組込空間２２は、第１シール部材２３が組み込まれる空間である。第１シール部材組込空間２２は、第１部材８と第２部材９の境界部と、接続端子本体部１９の外周面とによって形成されている。本実施形態では上記境界部（第１連結部分１２）は、第２部材９の端面と第１傾斜面１０との間の部分である。

第１部材８と第２部材９との隙間は、第１シール部材組込空間２２に第１シール部材２３が組み込まれることにより、貫通孔１１に対してシールされている。第１シール部材２３には、例えばＯリングを使用することができる。

なお、第１シール部材組込空間２２の形状および位置は上述したものに限定されない。第１シール部材組込空間２２の形状は断面四角形等であってもよい。また第１シール部材組込空間２２の位置は、第１連結部分１２を跨いでいてもよい。

なお第１シール部材２３の材質は、例えばフッ素ゴムである。接続端子７の材質は、例えばステンレス鋼材である。また第１リード線１７および第２リード線１８は、表面にフッ素系絶縁材で形成された被覆を有している。第１シール部材２３、接続端子７、第１リード線１７および第２リード線１８は、いずれも耐熱性に優れた材料が用いられている。

また本実施形態では、密封端子１には、第１シール部材２３としてＯリングが用いられるため、密封容器２内が高温あるいは低温になった場合、樹脂などの絶縁体からなる本体６と金属からなる接続端子７との線膨張係数の差から本体６と接続端子７とに歪みなどが生じても、第１シール部材２３が弾性変形することによりシールが維持される。

本体６は、第２部材９に連結された絶縁体からなる第３部材２４をさらに有する。複数の貫通孔１１のそれぞれは、第１部材８、第２部材９および第３部材２４を貫通している。

第２部材９は、第３部材２４と連結される側の端部における貫通孔１１において小径部３１を有する。小径部３１は、内径が一般部１４の内径より小さく、第２リード線１８の外径より大きい。また第３部材２４における貫通孔１１は小径部３１のみで形成されている。

また、第２部材９における第２連結部分２９と、小径部３１の交差部に形成されるエッジが面取りされて第２傾斜面２８が形成されている。

第２シール部材組込空間３２は、第２シール部材２７が組み込まれる空間である。第２シール部材組込空間３２は、第２部材９と第３部材２４の境界部と、第２リード線１８の外周面とによって形成されている。本実施形態では上記境界部（第２連結部分２９）は、第３部材２４の片面と、第２傾斜面２８との間の部分である。

第２部材９と第３部材２４との隙間は、第２シール部材組込空間３２に第２シール部材２７が組み込まれることにより、貫通孔１１に対してシールされている。

また、第２シール部材組込空間３２の形状および位置は上述したものに限定されない。第２シール部材組込空間３２の形状は、断面四角形等であってもよい。また第２シール部材組込空間３２の位置は、第２連結部分２９を跨いでいてもよい。

本実施形態に係る密封端子１によれば、第１部材８と第２部材９との隙間と、貫通孔１１との間が第１シール部材２３によりシールされているため、本体６の外周面や、第１部材８と第２部材９との隙間に結露が発生しても、結露が第１部材８と第２部材９との隙間を通って接続端子７に接触することを防止できる。

また、本実施形態に係る密封端子１によれば、第２部材９と第３部材２４との隙間と、小径部３１との間が第２シール部材２７によってシールされている。さらに、第２部材９と第２リード線１８との隙間がシールされている。そのため、本体６の外表面に結露が発生しても、結露が第２部材９と第３部材２４との隙間および小径部３１を通って接続端子７に接触することを防止できる。

第１部材８、第２部材９および第３部材２４は、ねじ具３３を用いて互いに連結されている。第１部材８、第２部材９および第３部材２４により形成される本体６には、本体６の円柱状の中心線方向から見た同一円周上で等間隔に３つのねじ具用孔３４が形成されている。ねじ具用孔３４は第３部材２４および第２部材９を貫通しており、第１部材８においても第２連結部分２９から第１部材８の中心線方向の長さにおける半分以上の長さまで設けられている。ねじ具３３は、第３部材２４および第２部材９のねじ具用孔３４を貫通し、第１部材８のみに螺着されている。これにより、第１部材８、第２部材９および第３部材２４が互いに強固に連結される。なお、ねじ具３３として、タッピングねじおよびボルトを例示することができる。

ねじ具用孔３４と貫通孔１１とは、図４に示すように、本体６の円柱状の中心線方向に第３部材２４側から見た場合、それぞれ交互に等間隔で形成されている。本体６の中心線を中心とした場合、貫通孔１１は半径ｒ１の円周上に形成されており、ねじ具用孔３４は半径ｒ２の円周上に形成されている。本実施形態では、ｒ２はｒ１よりも大きく設定されている。

密封容器２は、図５および図６に示すように、密封端子１と、密封端子１が装着され周囲に雄ねじ部４２Ａが形成された筒状の開口部３６を有する容器本体４０と、開口部３６の周囲に接続される接続リング４３と、を備える。

密封端子１は、本体６に、外周面上に半径方向外方に延びたフランジ部３７が形成されている。フランジ部３７は、第１部材８の外周面に、第１部材８における円柱と同一中心軸であって、外径が第１部材８の外径より大きい円柱状に形成されている。

フランジ部３７の一方の面である第３部材２４側の面は、第３部材２４側から第１部材８側の方向に向かって本体６の半径方向に傾斜している。以下この面を「フランジ傾斜面３７ａ」という。またフランジ部３７の他方の面である第１部材８側の面は、後述の異径部３５に係合する。以下この面を「フランジ係合面３７ｂ」という。

容器本体４０は、密封端子１が装着される筒状の開口部３６を有する。容器本体４０は、内部に電気機器３（例えば三相交流式のモータポンプなど）を収容する。

開口部３６は、内側に容器本体４０側を小径とする異径部３５が形成されている。開口部３６は、第１開口３８と第２開口３９とで形成される２段構造となっている。開口部３６の中心線方向において端部側である密封端子１側の開口が、第１開口３８である。他方、基端部側である密封容器２側の開口が、第２開口３９である。第１開口３８と第２開口３９との間には、第１開口３８と第２開口３９との段差である異径部３５が形成されている。開口部３６は容器本体４０内の空間と外部空間とを繋ぐ開口である。また開口部３６の外周面には雄ねじ部４２Ａが形成されている。

第１開口３８は、内径がフランジ部３７の外径よりも大きく設定されている。第２開口３９は、第１開口３８に接して第１開口３８よりも開口部３６の基端部側に設けられ、内径がフランジ部３７の外径より小さく本体６のフランジ部３７を除いた部分の外径よりも大きく設定されている。そのため、開口部３６に本体６を挿入することができる。

本体６は、フランジ部３７より先端側が開口部３６の異径部３５より奥側に嵌め込まれ、フランジ部３７の容器本体４０側が異径部３５に係合される。本体６は、第１部材８側の端部が第２開口３９内に挿入され、フランジ部３７におけるフランジ係合面３７ｂと異径部３５とが、開口部３６の中心線方向に係合している。フランジ部３７の外径は、第１開口３８の内径よりも小さいが、第２開口３９の内径よりも大きい。そのため、第１部材８における端面が開口部３６内の第２開口３９内に挿入された場合、フランジ部係合面３７ｂが異径部３５に当接し、第１部材８を含む本体６が開口部３６と開口部３６の中心線方向に係合する。

Ｏリングからなる第３シール部材４１は、フランジ部３７における第２部材９側の面であるフランジ傾斜面３７ａ上に設置されている。

密封端子１は、フランジ傾斜面３７ａ上に第３シール部材４１が設置され、開口部３６に装着されている。

接続リング４３は、開口部３６の周囲に形成された雄ねじ部４２Ａに螺着される雌ねじ部４２Ｂと、開口部３６の端面に当接する内向きつば部４６とを有する。接続リング４３は、両端が開口し内部が空間となった円筒状であって、内周面に内向きつば部４６を有する。また一端の開口近傍の外周面に接続ピン用溝４７が形成され、他端の開口近傍の内周面に雌ねじ部４２Ｂが形成されている。

内向きつば部４６は、フランジ部３７と同程度の厚さを有する円環状に形成されており、接続リング４３の内周壁から内側に延びている。

密封端子１が開口部３６に装着された状態で雄ねじ部４２Ａと雌ねじ部とが螺着された場合、フランジ部３７が、異径部３５および内向きつば部４６により挟まれた状態となる。そのため、フランジ係合面３７ｂは異径部３５と開口部３６の中心線方向に係合し、また、フランジ傾斜面３７ａは内向きつば部４６の接続リング４３における雌ねじ部４２Ｂが形成された端部側の面と開口部３６の中心線方向に係合する。

フランジ部３７の容器本体４０と反対側の面と、開口部３６の内側面と、内向きつば部４６とによって第３シール部材組込空間４５が形成される。第３シール部材組込空間４５は、断面が三角形状に形成されている。断面の三角形状は、内向きつば部４６における開口部３６側の面と、第１開口３８の内周面と、フランジ傾斜面３７ａとのそれぞれを辺とする。

容器本体４０の内部は、第３シール部材組込空間４５に第３シール部材４１が組み込まれることにより、容器本体４０の外部に対してシールされている。

第３シール部材４１によって、フランジ部３７と第１開口３８との隙間がシールされているため、容器本体４０外の空間と容器本体４０内の空間との間がシールされている。

キャップ４４は、円筒の一方の開口が塞がれた形状をしており、側面に第２リード線１８を貫通させるリード線用孔４８を有するとともに、開口側近傍の側面に接続ピン用ねじ孔４９を２つ有している。接続ピン用ねじ孔４９はキャップ４４の円筒状の中心線を通る対角線上に設けられている。

接続リング４３の上からキャップ４４を被せ、接続ピン用ねじ孔４９および接続ピン用溝４７に合わせて接続ピン５１を差し込み締結することにより、キャップ４４が接続リング４３に固定される。密封端子１は、キャップ４４により全体を覆われている。密封端子１内の接続端子７に接続された第２リード線１８は、キャップ４４に設けられたリード線用孔４８を通り、キャップ４４外の電源４に接続されている。

以上に説明した実施形態では、容器本体４０の中に容器本体４０とは別体の電気機器３を収容した場合を例に挙げて説明したが、電気機器のケーシングが容器本体４０を成し、当該電気機器のケーシングの内部が上記電気機器３を成すものであってもよい。例えば図７に示すように、容器本体４０がキャンドモータポンプのケーシングで構成され、電気機器３がキャンドモータポンプのケーシングの内部（電動モータ）で構成されていてもよい。なお、同図において、密封端子１は、ケーシングに形成された開口部３６に装着されている。

以上に説明した実施形態における密封端子１によれば、密封端子１の表面、第１連結部分１２又は第２連結部分２９に結露が発生しても、接続端子７が短絡することを防止できる。また、第１連結部分１２および第２連結部分２９とがシールされている上に、密封端子１と容器本体４０との接続部もシールされているため、密封容器２全体が水没した場合であっても接続端子７に水が接触して短絡することを防止できる。

本発明は、例えば、密封容器内の電気機器に適用することができる。

１ 密封端子
２ 密封容器
６ 本体
７ 接続端子
８ 第１部材
９ 第２部材
１１ 貫通孔
１２ 第１連結部分
１３ 大径部
１４ 一般部
１７ 第１リード線
１８ 第２リード線
１９ 接続端子本体部
２２ 第１シール部材組込空間
２３ 第１シール部材
２４ 第３部材
２７ 第２シール部材
２９ 第２連結部分
３２ 第２シール部材組込空間
３３ ねじ具
３５ 異径部
３６ 開口部
３７ フランジ部
４０ 容器本体
４１ 第３シール部材
４２Ａ 雄ねじ部
４２Ｂ 雌ねじ部
４３ 接続リング
４５ 第３シール部材組込空間
４６ 内向きつば部

Claims (4)

1. 互いに連結された絶縁体からなる第１部材および第２部材と、前記第１部材および前記第２部材を貫通した複数の貫通孔とを有する本体と、
   複数の前記貫通孔の中にそれぞれ設けられ、各２本のリード線の端部同士を接続する接続端子と、
   を備え、
   前記貫通孔は、大径部と、前記大径部の両側に形成された前記大径部より内径の小さい一般部と、を有し、
   前記接続端子は、前記貫通孔の前記大径部と前記一般部との間に生じる段差に対して、前記貫通孔の中心線方向に係合するように設けられた接続端子本体部を有し、
   前記第１部材と前記第２部材の境界部と、前記接続端子本体部の外周面とによって第１シール部材組込空間が形成され、
   前記第１シール部材組込空間に第１シール部材が組み込まれることにより、前記第１部材と前記第２部材との隙間が、前記貫通孔に対してシールされている、
   ことを特徴とする密封端子。
2. 請求項１に記載の密封端子において、
   前記本体は、前記第２部材に連結された絶縁体からなる第３部材をさらに有し、
   前記貫通孔は、前記第１部材、前記第２部材および前記第３部材を貫通しており、
   前記第２部材と前記第３部材の境界部と、前記リード線の外周面とによって第２シール部材組込空間が形成され、
   前記第２シール部材組込空間に第２シール部材が組み込まれることにより、前記第２部材と前記第３部材との隙間が、前記貫通孔に対してシールされている、
   ことを特徴とする密封端子。
3. 請求項２に記載の密封端子において、
   前記第１部材、前記第２部材および前記第３部材は、ねじ具を用いて互いに締結されていることを特徴とする密封端子。
4. 請求項２又は３に記載の密封端子と、
   前記密封端子が装着され周囲に雄ねじ部が形成された筒状の開口部を有する容器本体と、
   前記開口部の周囲に形成された雄ねじ部に螺着される雌ねじ部と、前記開口部の端面に当接する内向きつば部とを有する接続リングと、
   を備える密封容器であって、
   前記本体の外周面に半径方向外方に延びたフランジ部が形成され、
   前記開口部の内側に前記容器本体側を小径とする異径部が形成され、
   前記本体は、前記フランジ部より先端側が前記開口部の前記異径部より奥側に嵌め込まれ、前記フランジ部の前記容器本体側が前記異径部に係合され、
   前記フランジ部の前記容器本体と反対側の面と、前記開口部の内側面と、前記内向きつば部とによって第３シール部材組込空間が形成され、
   前記第３シール部材組込空間に第３シール部材が組み込まれることにより、前記容器本体の内部が前記容器本体の外部に対してシールされている、
   ことを特徴とする密封容器。
   
   
   
   

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