JP6840700B2

JP6840700B2 - シールされた電気コネクタアセンブリおよびワイヤシール

Info

Publication number: JP6840700B2
Application number: JP2018097608A
Authority: JP
Inventors: デュアン・エル・ブランティンガム; クララ・ピー・カルボーネ; エリック・イー・シャスティーン
Original assignee: アプティブ・テクノロジーズ・リミテッド
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2021-03-10
Anticipated expiration: 2038-05-22
Also published as: CN108988005A; US10148032B1; EP3413404B1; CN108988005B; KR102060894B1; EP3413404A1; JP2019023510A; KR20180133216A; US20180351286A1

Description

[0001]本願は、２０１７年６月５日に出願された米国特許出願第１５／６１４，０１２号の優先権の利益を要求する。

[0002]本発明は、シールされた電気コネクタに関し、特に、コネクタハウジングの端子キャビティにおいて電気ケーブルをシールするためのワイヤシールに関する。

[0003]多くの用途において、端子またはコネクタハウジングに電気ケーブルを取り付けること、および、環境汚染物（例えば、湿気、ほこりなど）に対して接続部をシールすることが必要である。これを達成するために、いわゆる単一ワイヤシールが当該分野において公知である。単一ワイヤシールは、ケーブルシース上に配置され、端子またはコネクタハウジングの内壁とケーブルとの間のシールを提供する。

[0004]弾性単一ワイヤシールを扱う典型的な先行技術文献は、米国特許第４，８９５，５３３号である。この文献は、コネクタ用の防水プラグを開示している。この防水プラグは、コネクタハウジングの内壁に装着することができる外側チューブ部分を有するゴムプラグと、ゴムプラグの外側チューブ部分に隣接して固定的に取り付けられる固定チューブと、その中央部分の電線挿入穴と、を備えている。弾性単一ワイヤシールを扱う典型的なさらなる先行技術文献は、独国特許第１９８２８４８２号である。この文献は、導体とコネクタハウジングと間の隙間をシールするための単一ワイヤシールを開示している。シール本体のシール領域に補強領域が接合される。さらに、補強リブが、第１の側面で、補強領域の中空円筒状ベースに接続され、隣接する第２の側面で、シールリップに接続される。

[0005]ワイヤケーブルとコネクタハウジングとの間にシールを形成するために、シールの横方向圧縮が必要である。しかしながら、そのようなケーブルシールは、縦方向にも圧縮され得る。その結果、コネクタハウジングにおける端子の望まれない移動が生じる。これは、断続的な電気接続解除および／または端子のフレッチング腐食を生じさせ得る。したがって、横方向圧縮を依然として可能にしつつ、縦方向の圧縮を低減または取り除くケーブルシールが依然として望まれている。

[0006]背景技術の欄に記載された主題は、背景技術の欄において記載されていることのみから先行技術であると推定されるべきではない。同様に、背景技術の欄で述べられる問題、または、背景技術の欄の主題に関連する問題は、先行技術において従前から認識されていたものとして推定されるべきではない。背景技術の欄の主題は、様々なアプローチを表しているに過ぎず、それら自体も発明になり得る。

[0007]本発明の一実施形態によれば、細長い要素（例えば、ワイヤケーブル）と、例えばコネクタ本体内のキャビティ壁と、に係合するように構成されたシールが提供される。シールは、追従性材料から形成されたシール本体を備えている。シールは、キャビティ壁とシール係合するように構成された外面を有している。シール本体は、長手方向軸線に沿ってシール本体を貫通する通路を形成する。この通路は、シール本体の内面によって取り囲まれる。シール本体は、さらに、外面の前側縁部から内面の前側縁部まで延在する前面を備えている。また、シール本体は、外面の後側縁部から内面の後側縁部まで延在する後面を備えている。シールは、さらに、硬質材料から形成され、長手方向軸線に実質的に平行な方向にシール本体を貫通する支持要素を備えている。

[0008]硬質材料は、７５〜８５の範囲のショアＡデュロメーター値を有する硬質ポリマー材料（例えば、ガラス充填ポリエステルまたはガラス充填ポリアミド材料）であってもよい。追従性材料は、４５〜５５の範囲のショアＡデュロメーター値を有する軟質ポリマー材料（例えば、シリコーンゴム）であってもよい。支持要素を形成する硬質材料は、シール本体を形成する追従性材料よりも少なくとも２０ポイント高いショアＡデュロメーター値を有していてもよい。

[0009]シール本体および通路は、それぞれ、長手方向軸線を中心とする略円筒形状を有するものとして特徴付けられてもよい。支持要素は、略円柱形状を有するものとして特徴付けられてもよい。支持要素の近心部分は、周方向頂部または周方向溝を形成してもよい。

[0010]シールは、長手方向軸線のまわりに放射状に配置される複数の支持要素を有していてもよい。複数の支持要素は、長手方向軸線から等距離に配置されてもよい。複数の支持要素の各支持要素は、複数の支持要素のうちの２つの隣接する支持要素から等距離に配置されてもよい。

[0011]支持要素は、前面から後面までのみに延在していてもよい。代替的には、支持要素の第１の部分が前面を越えて延在し、支持要素の第２の部分が前面と後面との間にあり、支持要素の第３の部分が後面を越えて延在する。第１および第３の部分は、第２の部分よりも大きい直径を有している。第１、第２および第３の部分は、それぞれ、略円柱形状を有しているものとして特徴付けられてもよい。第１の部分は、丸みのある前側縁部を有していてもよく、第３の部分は、丸みのある後側縁部を有していてもよい。

[0012]本発明の他の実施形態によれば、電気コネクタアセンブリが提供される。この電気コネクタアセンブリは、上述の扱いと、端子キャビティと端子キャビティに連通するシールキャビティとを形成するコネクタハウジングと、を備えている。シールキャビティは、キャビティ壁を画定する。シールは、シールキャビティ内に受け入れられ、他の面がキャビティ壁にシール係合する。電気コネクタアセンブリは、さらに、端部を有するワイヤケーブルを備えている。この端部は、電気端子によって終端され、端子キャビティ内に受け入れられる。内面は、ワイヤケーブルにシール係合する。電気コネクタアセンブリは、さらに、シールキャビティ内にシールを固定するように構成されたコネクタハウジングに取り付けられるシール保持部を備えている。

[0013]好ましい実施形態では、シールキャビティは、端子キャビティへのアクセスを可能にする開口を有する前壁を画定する。支持要素は、前壁およびシール保持部に接触するように構成されてもよい。

[0014]本発明が、例示目的で、添付の図面を参照して以下に説明される。

[0015]一実施形態によるシールの斜視図である。 [0016]一実施形態による図１のシールを備える電気ケーブルアセンブリの断面斜視図である。 [0017]一実施形態による図２の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理のフローチャートである。 [0018]一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。一実施形態による図３の電気ケーブルアセンブリを組み立てる処理の図である。 [0019]他の実施形態によるシールの斜視図である。

[0020]図１は、シール１０の非限定的な例を示している。シール１０は、細長い要素（例えば、ワイヤケーブルなど）と、キャビティ壁（例えば、電気コネクタハウジング内のキャビティ）と、にシール係合する。本明細書で使用される場合、シール係合とは、液体、固体または気体がその間を通過することを抑制することを意味している。それは、必ずしも密封シールが形成されることを意味しない。シール１０は、追従性材料（例えば、シリコーン系ゴム）から形成されたシール本体１２を備えている。シール１０の外面１４は、キャビティ壁にシール係合する。シール本体１２は、長手方向軸線Ｘに沿ってシール本体１２を貫通する通路１６を形成する。通路１６は、細長い本体にシール係合するシール本体１２の内面１８によって取り囲まれている。シール本体１２は、外面１４の前側縁部２２から内面１８の前側縁部２４まで延在する前面２０と、外面１４の後側縁部２８から内面１８の後側縁部３０まで延在する後面２６と、を形成する。シール１０は、さらに、シール本体１２にシール係合する複数の支持要素３２を備えている。支持要素３２は、それぞれ、略円柱形状を有しており、円柱状の通路３４内に配置されている。円筒状通路３４は、シール本体１２を貫通している。円柱状の通路３４は、長手方向軸線Ｘのまわりに放射状に配置されている。支持要素３２は、長手方向軸線Ｘから等距離に配置されており、また、複数の支持要素のうちの隣接する２つの支持要素３２から等距離に配置されている。支持要素３２は、硬質材料（例えば、３０％ガラス充填ポリエステル、または、３０％ガラス充填ポリアミド（ナイロン））から形成されている。支持要素３２は、内面１８に実質的に平行な方向にシール本体１２を貫通している。シール本体１２および通路１６の各々は、長手方向軸線Ｘを中心とする略円筒形状を有している。支持要素３２の各々は、支持要素３２が通路３４から押し出されることを防止するために、周方向溝または頂部（図示せず）を形成してもよい。支持要素３２の各々は、シール本体１２の前面２０からシール本体１２の後面２６までのみに延在している。この外面および内面は、キャビティ壁と細長い要素とにそれぞれ係合するように構成された柔軟リブを形成する。

[0021]支持要素３２は、シール本体１２がモールドされた後、シール本体１２内に挿入されてもよいし、あるいは、２回目のショットプロセスにおいてシール本体１２とともにモールドされてもよい。

[0022]シール本体１２を形成する追従性材料を形成する硬質材料は、４５〜５５の範囲のショアＡデュロメーター値を有し、一方、支持要素３２は、７５〜８５の範囲のショアＡデュロメーター値を有する。硬質材料のショアＡデュロメーター値は、好ましくは、追従性材料のショアＡデュロメーター値よりも少なくとも２０ポイント高い。

[0023]図２は、図１に図示され上述されたシール１０が組み込まれた電気コネクタアセンブリ３６の非限定的な例を示している。電気コネクタアセンブリ３６は、ワイヤケーブル３８を備えている。ワイヤケーブル３８は、電気端子４０によって終端される端部を有する絶縁ジャケットを備えている。電気コネクタアセンブリ３６は、さらに、ワイヤケーブル３８の絶縁ジャケットの一部分を取り囲むシール１０を備えている。シール１０の内面１８は、ワイヤケーブル３８にシール係合する。電気コネクタアセンブリ３６は、さらに、絶縁材料（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリイミド（ナイロン））から形成されたコネクタハウジング４２を備えている。コネクタハウジング４２は、ワイヤケーブル３８の電気端子４０が受け入れられる端子キャビティ４４と、端子キャビティ４４に連通し、シール１０が受け入れられるシールキャビティ４６と、を形成する。ここで図示されるように、端子４０は、端子キャビティ４４内に挿入された中間ハウジング内に収容される。シールキャビティ４６は、キャビティ壁４８を画定し、外面１４は、キャビティ壁４８にシール係合する。シールキャビティ４６は、端子キャビティ４４へのアクセスを可能にする開口５２を有する前壁５０を画定する。支持要素３２の前端５４は、シール１０がシールキャビティ４６内に挿入されたときに、この前壁５０に接触する。電気コネクタアセンブリ３６は、さらに、一対のスナップ取付具５８によってコネクタハウジング４２に取り付けられるシール保持部５６を備えている。このシール保持部５６は、シール１０をシールキャビティ４６内に固定する。支持要素３２の後端６０は、シール保持部５６に接触する。

[0024]図３〜１５は、図２に示される電気コネクタアセンブリ３６を組み立てるプロセス１００の非限定的な例を示し、説明している。プロセス１００は、以下のステップを備えている。

[0025]ステップ１０２、すなわち、ワイヤケーブルとシール拡張具とを用意する工程は、ワイヤケーブル３８と、図４に示されるシール拡張具６２と、を用意する工程を備えている。シール拡張具６２は、円錐状先端６４と、ワイヤケーブル３８の電気端子４０が受け入れられる器具キャビティ（図示せず）を形成する円筒状本体６６と、を有している。

[0026]ステップ１０４、すなわち、シール拡張具内に端子を挿入する工程は、図５に示されるように、シール拡張具６２の器具キャビティ内に端子４０を挿入する工程を備えている。

[0027]ステップ１０６、すなわち、シール拡張具の先端をシールの通路内へ挿入する工程は、図６に示されるように、シール拡張具６２の先端６４をシール１０の通路１６内へ挿入する工程を備えている。

[0028]ステップ１０８、すなわち、シール拡張具のまわりでシールを摺動させる工程は、図７および図８に示されるように、ワイヤケーブル３８が通路１６内に受け入れられ、シール１０の内面１８がワイヤケーブル３８にシール係合するまで、シール拡張具６２の円筒状本体６６および円錐状先端６４のまわりでシール１０を摺動させる工程を備えている。通路１６のまわりの支持要素３２の放射状配置によって、シール本体１２は、伸張し、円錐状先端６４のまわりで通路１６の直径を拡張する。

[0029]ステップ１１０、すなわち、シール拡張具から端子を取り外す工程は、図９に示されるように、シール拡張具６２の器具キャビティから端子４０を取り外す工程を備えている。

[0030]ステップ１１２、すなわち、コネクタハウジングを用意する工程は、図１０に示されるように、コネクタハウジング４２を用意する工程を備えている。

[0031]ステップ１１４、すなわち、端子の先端およびシールをコネクタハウジング内へ挿入する工程は、図１１に示されるように、電気端子４０をコネクタハウジング４２の端子キャビティ４４内へ挿入する工程と、外面１４がシールキャビティにシール係合するようにシール１０をコネクタハウジング４２のシールキャビティ４６内へ挿入する工程と、を備えている。

[0032]ステップ１１６、すなわち、シール保持部をコネクタハウジングに取り付ける工程は、図１２〜１５に示されるように、シール保持部５６をコネクタハウジング４２に取り付ける工程を備えている。シール保持部５６は、図１３に示されるように支持要素３２の後端６０に接触する。シール保持部５６は、図１５に示されるように支持要素３２の前端５４がシールキャビティ４６の前壁５０に接触するまで、図１４に示されるようにシールキャビティ４６内でシール１０を前方に押圧する。

[0033]他の非限定的な例のシール１０’が図１６に示されている。このシール１０’では、支持要素３２’の第１の部分６８’が、シール本体１２’の前面２０’を越えて延在し、支持要素３２’の第２の部分７０’が、前面２０’と後面２６’との間にあり、支持要素３２’の第３の部分７２’が、後面２６’を越えて延在する。第１の部分６８’および第３の部分７２’は、第２の部分７０’よりも大きな直径を有しており、第２の部分７０’を越えて横方向に延在する。第１の部分６８’および第３の部分７２’は、キノコ形状すなわち「マシュルーム形状」の頭部７４’を形成する。頭部７４’は、丸みのある前側縁部７６’、および、丸みのある後側縁部７８’をそれぞれ有する略円柱状の形状である。

[0034]本明細書で提示される例は、電気コネクタアセンブリを対象としているが、他の細長い要素（例えば、光ケーブル、空気配管および／または油圧配管）とともに使用するように構成されたシールの他の実施形態も想定され得る。このシールは、これらのうちの任意のものを相互接続するのに使用されるコネクタハウジングとともに使用するように構成されていてもよい。

[0035]このように、長手方向の圧縮に抵抗する支持要素３２を有するシール１０と、そのようなシール１０が組み込まれた電気コネクタアセンブリ３６と、が提供される。シール１０は、シール１０の長手方向の圧縮を低減するか、なくし、したがって、シール１０を通る端子４０への、長手方向の振動の伝達または変位を低減するか、なくすという利益を提供する。

[0036]本発明が、その好ましい実施形態について説明されたが、それは、そのように限定されることを目的としておらず、次の特許請求の範囲で提示される範囲によってのみ限定されることを意図している。さらに、第１、第２などの用語の使用は、重要性の順序を示すものではなく、１つの要素を他の要素と区別するために使用される。さらに、ａ、ａｎなどの用語の使用は、量の限定を示すものではなく、言及される物の少なくとも１つの存在を示している。さらに、方向用語、例えば、上部、下部などは、特定の向きを示すものではなく、１つの要素を他の要素から区別し、さまざまな要素間の位置的な関係を規定するために使用される。

Claims

細長い要素（３８）とキャビティ壁（４８）とに係合するように構成されたシール（１０）であって、
前記キャビティ壁（４８）にシール係合するように構成された外面（１４）を有する軟質材料から形成されたシール本体（１２）であって、前記シール本体（１２）の内面（１８）によって取り囲まれる、長手方向軸線（Ｘ）に沿って前記シール本体（１２）を貫通する通路（１６）を形成するシール本体（１２）と
を備え、
前記シール本体（１２）は、さらに、
前記外面（１４）の前側縁部（２２）から前記内面（１８）の前側縁部（２２）まで延在する前面（２０）と、
前記外面（１４）の後側縁部（２８）から前記内面（１８）の後側縁部（２８）まで延在する後面（２６）と
を備え、
前記シール（１０）は、さらに、前記内面（１８）に平行な方向に前記シール本体（１２）を貫通する硬質材料から形成され、前記長手方向軸線（Ｘ）を中心として放射状に互いに独立して配置された複数の支持要素（３２）を備える
シール。
請求項１に記載のシール（１０）であって、
前記硬質材料は、前記軟質材料よりも少なくとも２０ポイント高いショアＡデュロメーター値を有する
シール。
請求項１に記載のシール（１０）であって、
前記シール本体（１２）および前記通路（１６）は、それぞれ、前記長手方向軸線（Ｘ）を中心とする略円筒形状を有するものとして特徴付けられた
シール。
請求項３に記載のシール（１０）であって、
前記支持要素（３２）は、略円柱形状を有するものとして特徴付けられた
シール。
請求項１に記載のシール（１０）であって、
前記複数の支持要素（３２）は、前記長手方向軸線（Ｘ）から等距離に配置された
シール。
請求項５に記載のシール（１０）であって、
前記複数の支持要素（３２）の各支持要素（３２）は、前記複数の支持要素（３２）のうちの隣接する２つの支持要素（３２）から等距離に配置された
シール。
請求項４に記載のシール（１０）であって、
前記支持要素（３２）の近心部分は、周方向頂部を形成する
シール。
請求項４に記載のシール（１０）であって、
前記支持要素（３２）の近心部分は、周方向溝を形成する
シール。
請求項４に記載のシール（１０）であって、
前記支持要素（３２）は、前記前面（２０）から前記後面（２６）までのみ延在する
シール。
請求項１に記載のシール（１０’）であって、
前記支持要素（３２’）の第１の部分（６８’）が、前記前面（２０’）を越えて延在し、
前記支持要素（３２’）の第２の部分（７０’）が、前記前面（２０’）と後面との間にあり、
前記支持要素（３２’）の第３の部分（７２’）が、前記後面（２６’）を越えて延在し、
前記第１の部分（６８’）および前記第３の部分（７２’）は、前記第２の部分（７０’）よりも大きな直径を有する
シール。
請求項１０に記載のシール（１０’）であって、
前記第１の部分、前記第２の部分および前記第３の部分（７２’）は、それぞれ、略円柱形状を有するものとして特徴付けられた
シール。
請求項１０に記載のシール（１０’）であって、
前記第１の部分（６８’）は、丸みのある前側縁部（７６’）を有し、
前記第３の部分（７２’）は、丸みのある後側縁部（７８’）を有する
シール。
請求項１に記載のシール（１０）であって、
前記硬質材料は、７５以上、８５以下の範囲のショアＡデュロメーター値を有する硬質ポリマー材料である
シール。
請求項１３に記載のシール（１０）であって、
前記硬質材料は、ガラス充填ポリエステルおよびガラス充填ポリアミドからなる群から選択される
シール。
請求項１に記載のシール（１０）であって、
前記軟質材料は、４５以上、５５以下の範囲のショアＡデュロメーター値を有する軟質ポリマー材料である
シール。
請求項１５に記載のシール（１０）であって、
前記軟質材料は、シリコーンゴムである
シール。
電気コネクタアセンブリ（３６）であって、
請求項１に記載の前記シール（１０）と、
端子キャビティ（４４）と、該端子キャビティ（４４）に連通するシールキャビティ（４６）と、を形成するコネクタハウジング（４２）と
を備え、
前記シールキャビティ（４６）は、前記キャビティ壁（４８）を画定し、
前記シール（１０）は、前記シールキャビティ（４６）内に受け入れられ、前記外面（１４）は、前記キャビティ壁（４８）にシール係合し、
前記電気コネクタアセンブリ（３６）は、さらに、電気端子（４０）によって終端されるとともに前記端子キャビティ（４４）内に受け入れられる端部を有するワイヤケーブル（３８）を備え、
前記内面（１８）は、前記ワイヤケーブル（３８）にシール係合し、
前記電気コネクタアセンブリ（３６）は、さらに、前記コネクタハウジング（４２）に取り付けられ、前記シールキャビティ（４６）内に前記シール（１０）を固定するように構成されたシール保持部（５６）を備える
電気コネクタアセンブリ。
請求項１７に記載の電気コネクタアセンブリ（３６）であって、
前記シールキャビティ（４６）は、前記端子キャビティ（４４）へのアクセスを可能にする開口（５２）を有する前壁（５０）を画定し、
前記支持要素（３２）は、前記前壁（５０）に接触するように構成された
電気コネクタアセンブリ。
請求項１８に記載の電気コネクタアセンブリ（３６）であって、
前記支持要素（３２）は、前記シール保持部（５６）に接触するように構成された
電気コネクタアセンブリ。