JP6266747B2 - 液密な接点スリーブ - Google Patents

Description

本発明は、射出成形被覆した部分部材に対して一つ以上の横断面変化部を有する少なくとも一つの平たい接点を備えた、プラスチック本体部を貫通する液密な接点スリーブに関する。

そのような液密な接点スリーブは、特許文献１により周知である。その接点スリーブでは、平たい接点は、周りを取り囲む横断面の輪郭が軸方向に関して先細となる少なくとも一つの区画を有する。射出成形被覆後、その平たい接点は、射出成形被覆部に対して先細部の方向に動かされ、それによって、先細となる輪郭の外被面に沿った隙間を閉鎖している、即ち、平たい接点の軸方向の区画に沿って接点スリーブを密閉している。

その場合に平たい接点の移動によって密閉される隙間は、プラスチック材料が冷えた時の収縮プロセスにより生じたものである。特に熱可塑性材料は、冷えた時に内部構造を変化させ、それによって、材料の体積が小さくなる。そのような後縮みによって、接点に対して小さい隙間が生じ、その隙間を前述した手法で密閉している。しかし、高い圧力や温度などの悪い環境条件下では、しばしば、それにより実現可能な密閉度が不十分となる。

例えば、自動車の変速機筐体に組み込まれるコネクタの場合には、厳しい環境条件が与えられる。そのようなコネクタは、変化する温度に晒され、その場合大きな温度差にも晒されて、振動及び高い油圧に耐えなければならない。そのような用途には、殆ど丸いピンを備えたコネクタしか使用されていない。それらは、大抵大きな力を加えて、丸いピンの横断面の大きさと比べて小さいサイズを有する、プラスチック本体部の貫通穴に圧入されている。

そのような措置は、貫通穴内への圧入力がコネクタ接点の表面に対して対称的に作用しないために、平たい接点の場合に問題を起こすことが分かった。その場合、平たい接点の長手側面の角の領域において、その表面の垂線方向が安定して変化しないので、そこの密閉が特に悪くなることが分かった。そのために、典型的な温度及び圧力範囲における平たい接点を備えた変速機筐体用コネクタの十分なオイル密閉度がこれまで実現不可能であった。

未だ公開されていない特許文献２には、プラスチック本体部が非収縮熱硬化性材料から構成され、射出成形被覆された少なくとも一つの平たい接点の長手側面の角を丸くした接点スリーブが提案されている。そのように特に選択された射出成形被覆材料を平たい接点の特別な造形と組み合わせることによって、液密な接点スリーブが得られている。二つの特徴は、一緒になって、少なくとも液密であるとともに、所定の圧力範囲に対しても気密であるように構成できる接点スリーブを実現している。しかし、そのような接点スリーブの気密度が、ガスの種類に応じて、極端に高くない圧力に限定されている。

ドイツ特許公開第１０２００９０５８５２５号明細書 ドイツ特許公開第１０２０１１１２１１３３号明細書

本発明の課題は、圧力と温度が高い時及び広い温度範囲に渡っても液密であるとともに、振動及び化学物質に対しても出来る限り安定しており、更に、特に高い気密度を特徴とする冒頭の形式の平たい接点を備えた接点スリーブを実現することである。

本課題は、本発明に基づき、プラスチック本体部が非収縮熱硬化性材料から構成されることと、永久弾性密閉材が、この少なくとも一つの平たい接点とプラスチック本体部の境界面の間に導入されることとによって解決される。

この場合、永久弾性密閉材とは、より長い時間期間及びより大きな温度範囲に渡って弾性特性を保持する材料であると理解する。この接点スリーブを製作する場合、永久弾性密閉材と密着して硬化する低粘性のエラストマー基質が用いられる。

この場合、先ずは少なくとも一つの平たい接点の射出成形被覆のために熱硬化性材料を使用することが重要である。この熱硬化性樹脂とは、通常射出成形被覆用に用いられる熱可塑性樹脂と比べて、硬化時に体積を減少させないで、一定に保つか、或いはそれどころか増大させる材料である。ここで解決すべき課題に対して、体積を減少も増大もさせない「ゼロ収縮体」とも呼ばれる非収縮熱硬化性材料が好適であることが分かった。そのような材料は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、所謂バルクモールディングコンパウンド（ＢＭＣ）から成る材料グループの中に有る。非収縮熱硬化性材料の使用によって、射出成形被覆材料の硬化時に隙間を形成しない形で平たい接点に対して射出成形被覆することが可能となる。

しかし、非収縮熱硬化性材料の場合でも、プラスチック材料内又はプラスチック本体部と平たい接点の間の遷移領域内に微視的な小さい微小亀裂、細管などが形成されることを排除することができず、そのことは、接点スリーブの気密度を極端に高くない圧力に限定している。

そこで、この問題は、射出成形被覆プロセス時に不可避的に生じる僅かな非気密性をエラストマー材料の追加配備により密閉することによって解決される。そのためには、特に、未だ硬化していないエラストマー基材を圧力差により密閉すべき箇所に運び込む所謂含浸方法が好適であることが分かった。

それは、例えば、非収縮熱硬化性材料を用いて射出成形被覆した一つ又は複数の平たい接点から構成される接点スリーブが、未だ硬化していないエラストマー基材の浴内に置かれ、次に、高い圧力を加えられ、それによって、エラストマー基材自体が接点スリーブの狭い細管内に浸透することによって実現することができる。

特に有利には、真空内において、先ずは接点スリーブの細管から全ての湿気及びガス封入物を除去し、その後含浸法として、エラストマー基材を問題無く細管内に浸透させることができるようにする所謂真空含浸法を用いることができる。

本発明の更に別の有利な実施形態及び改善構成は、従属請求項から明らかとなる。

任意選択として、射出成形被覆プロセス時に熱硬化性材料と平たい接点の間の一様な連結を保証するために、少なくとも一つの平たい接点の長手側面の角を丸くするものと規定する。

そのことは、有利には、少なくとも一つの平たい接点の長手側面の角を尾根側での成形プロセスによって型押しし、それにより連続して丸くすることによって実現できる。そのため、平たい接点は、厳密に長方形の横断面ではなく、横断面の側面の間に丸くなった移行部を有する長方形の横断面を有する。この断面形状が図５に図示されている。更に、この少なくとも一つの平たい接点は、例えば、図３と４に図示されている通り、その周縁区画に、射出成形被覆した部分部材に対して一つ以上の長方形又は丸形の切欠きを有する。それによって、平たい接点の横断面の幅が軸方向に関して変化している。

これらの切欠きは、少なくとも一つの平たい接点が射出成形被覆後に射出成形被覆材料と形状を一致した形で結合するとの作用を奏する。更に、これらの切欠きは、平たい接点の軸方向に関して、接触する媒体に対して多段階による圧力低下を生じさせる迷路構造を形成し、それによって、接点スリーブの密閉特性を一層改善している。この場合、本発明では、射出成形被覆材料が処理時に材料の体積を変化させず、そのため、切欠きを密閉して塞ぐとの作用を支援している。

少なくとも一つの平たい接点と射出成形被覆材料が出来る限り同様の、理想的には同じ温度膨張係数を有することが特に有利である。それによって、広い温度範囲において、密閉特性を悪化させる機械的な応力と隙間の形成を防止することができる。

非収縮熱硬化性材料の良好な密閉特性と高い温度耐久性のために、少なくとも一つの平たい接点の射出成形被覆していない先端区画を電気鍍金プロセスにより処理し、その際電気鍍金プロセスが射出成形被覆した領域に及ばないようにすることも特に有利である。それによって、少なくとも一つの平たい接点の射出成形被覆した領域と射出成形被覆していない領域に対して、各領域に特に有利な特性を有する異なる電気鍍金被膜を配備することができる。

即ち、例えば、有利には、少なくとも一つの平たい接点の射出成形被覆していない領域だけが錫又は銀の被膜を有するものと規定できる。

そのために、製造過程において、先ずは表面処理していない、場合によっては、初期防護剤を備えた平たい接点に対して射出成形被覆した後、プラスチック本体部から突き出た平たい接点の先端を表面処理する、場合によっては、不活性化することができる。更に、それによって、平たい接点の一部区画だけが処理されるので、有利には、銀又は不活性化媒体を節約することができる。

本発明による接点スリーブの有利な実施形態の更なる詳細は、以下で説明する図面から明らかとなる。

本発明によるコネクタ筐体６の断面の斜視図 本発明による接点スリーブの別の実施例の斜視図 本発明による丸形の切欠き５ａの形の複数の横断面変化部を有する平たい接点１の平面図 本発明による長方形の切欠き５ｂの形の複数の横断面変化部を有する平たい接点１’の平面図 図４の平たい接点１’の一部断面の斜視図

図１は、二つのチェンバ９，１０の間に平たい接点１の液密なスリーブを有するコネクタ筐体６の断面の斜視図を図示している。このコネクタ筐体６は、射出成形被覆部分として製造されており、このコネクタ筐体６を製造するために、平たい接点１の部分区画４に対して非収縮熱硬化性材料を射出成形被覆している。

図１に図示された接点スリーブの二極式実施形態は、当然のことならが全くの例である。本発明による接点スリーブは、自由に決定可能な数の射出成形被覆形態の平たい接点１を備えることができ、特に、それぞれ単一の平たい接点１又は多数の平たい接点を備えた接点スリーブも実現することが可能である。図２は、別の例として、互いに平行な三つの列に配置された７個の平たい接点１を備えた接点スリーブを図示している。

熱硬化性材料を用いた平たい接点１の射出成形被覆後、（図面には図示されていない）未だ硬化していないエラストマー基材の浴内に接点スリーブを置いて、次に、高い圧力を加え、それによって、プラスチック本体部２と平たい接点１の間に残った非常に細かい隙間（細管）にエラストマー基材を圧入する。

この場合、それに代わって、或いはそれに追加して、真空内において、先ずは接点スリーブの細管から全ての湿気及びガス封入物を除去し、その結果含浸法として、エラストマー基材を問題無く細管内に浸透できるようにする真空含浸法が用いられる。

図３と４には、それぞれ部分部材４の周囲を射出成形被覆部３で取り囲んだ単一の平たい接点１，１’が図示されている。この場合、斜線を引いた面として図示されている射出成形被覆部３は、それぞれ図１又は２に図示されている通り、プラスチック本体部２において平たい接点１，１’の周囲を直に取り囲む体積部分を模式的に表している。

射出成形被覆部３の周囲を取り囲む部分部材４内における平たい接点１，１’は、丸形の切欠き５ａ（図３）又は長方形の切欠き５ｂ（図４）の形で平たい接点１又は１’の長手側面に設けられた複数の横断面変化部を有する。この射出成形被覆部３は、切欠き５ａ又は５ｂとの形状を合わせた接合部を形成し、その接合部は、そのために配備された熱硬化性材料の「非収縮特性」のために、広い温度及び圧力範囲において液密である。

また、射出成形被覆プロセス後に、平たい接点１，１’の射出成形被覆していない先端区画７ａ，７ｂを電気鍍金処理することができ、例えば、電気接点特性を改善するために、銀の被膜を配備することができる。

図５は、図４に図示された平たい接点１’の一部断面を斜視図で図示している。平たい接点１’の横断面の幅ｂを軸方向ａに関して変化させる切欠き５ｂの中の一つが明らかに分かる。更に、ポンチプレス側の型持ち工具と尾根側の型押し部品によって平たい接点１’を成形した、平たい接点１’の丸くなった長手側面の角８を確認することができる。この丸くなった長手側面の角８は、平たい接点１’と射出成形被覆材料との接合を著しく改善している。

１，１’ 平たい接点
２ プラスチック本体部
３ 射出成形被覆部
４ 射出成形被覆された部分部材
５ａ （丸形の）切欠き
５ｂ （長方形の）切欠き
６ コネクタ筐体
７ａ，７ｂ 先端区画
８ 長手側面の角
９，１０ チェンバ
ａ 軸方向
ｂ 横断面の幅

Claims (14)

1. 射出成形被覆された部分部材（４）に対する一つ以上の横断面変化部を有する少なくとも一つの平たい接点（１，１’）を備えた、プラスチック本体部（２）を貫通する液密な接点スリーブにおいて、
   このプラスチック本体部（２）が、硬化時に体積を減少させない非収縮熱硬化性材料から構成されることと、
   この少なくとも一つの平たい接点（１，１’）とプラスチック本体部（２）の境界面の間に導入された永久弾性密閉材を備えることと、
   を特徴とする液密な接点スリーブ。
2. 当該の密閉材が真空含浸法により導入された密閉材であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
3. 当該の密閉材が圧力含浸法により導入された密閉材であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
4. 当該の密閉材が、硬化性材料の硬化後に導入された密閉材であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
5. 当該の少なくとも一つの平たい接点（１，１’）の長手側面の角（８）が丸くされた角であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
6. 当該の横断面変化部が切欠き（５ａ，５ｂ）によって構成された横断面変化部であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
7. 当該の少なくとも一つの平たい接点（１，１’）とプラスチック本体部（２）が同じ熱膨張係数を有することを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
8. 当該のプラスチック本体部（２）がコネクタ筐体（６）を構成するプラスチック本体部であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
9. この接点スリーブが多極式コネクタを構成する接点スリーブであることを特徴とする請求項４に記載の液密な接点スリーブ。
10. 当該の少なくとも一つの平たい接点（１，１’）の射出成形被覆していない先端区画（７ａ，７ｂ）が電気鍍金プロセスにより処理された先端区画であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
11. 当該の少なくとも一つの平たい接点（１，１’）が少なくとも部分的に錫又は銀の被膜を有することを特徴とする請求項１又は６に記載の液密な接点スリーブ。
12. 当該の少なくとも一つの平たい接点（１，１’）の長手側面の角（８）が尾根側での成形プロセスにより型押しされ、それにより連続して丸くなった角であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
13. 当該のプラスチック本体部（２）が、硬化時に体積を減少も増大もさせないゼロ収縮特性を有するエポキシ樹脂、フェノール樹脂又はバルクモールディングコンパウンドから構成されるプラスチック本体部であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。
14. この接点スリーブが、自動車の変速機筐体内で使用される電気コネクタの構成部品であることを特徴とする請求項１に記載の液密な接点スリーブ。

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