JPH09511864A - 封止部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２つの拘束層の間に長手方向に位置するシーラント層を有する自己支持封止部材。封止部材の横方向寸法は、中空部材内に合致するように設計されている。拘束層は、シーラントのボランド硬さよりも大きいボランド硬さを有するゲルであることが好ましい。この構造は、粒子が、封止部材に挿入される基材またはワイヤの接続部に悪影響するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】 封止部材発明の属する技術分野 本発明は、中空部材を封止する封止部材およびアッセンブリに関する。発明の背景 ワイヤおよび／または接触ピンを封止する従来技術方法は、グロメットまたは 他の同様の圧縮シールの使用、および熱収縮性封止スリーブの使用を包含する。 他の従来技術方法は、グリースを含有する物品を使用する。しかしながら、グリ ースはいずれかの種類の構造的ネットワークを欠き、このことは、グリースが温 度サイクルに付された場合に一般的に粘稠性および流動性であることにつながり 、従ってピンおよび／またはワイヤを保護するかなり不安定な手段を与える。エ ポキシおよび他の接着剤も使用されるが、これらはリエントリーが難しいという 不都合がある。 ゲルグロメットは、密着型の中心−中心で間隔を置いたコネクタを封止する有 効な方法である。単一の封止部材が接続の数がその選択前に知られていない用途 において使用されてよい。例えば、そのようなコネクタデザインは、自動車にお いて種々の「オプション」のためのコネクタを封止するために使用されてよい。 封止部材の選択の時に、最終購買者が選択するオプションの数は知られていない 。この理由のため、および製造を簡単にするため、選択されたオプションの数に 基づいて異なった封止部材を必要とすることは望ましくない。 本出願と共通の発明者を有し、本発明の譲受人に譲渡された「封止部材および 封止方法」という発明の名称を有するコリンズ(Co11ins)による米国特許出願第 ０７／７６２,５３３号（この開示内容を参照として本明細書に完全に組み込む 。）は、２つの拘束層の間に配置されたゲル層を有するゲルグロメットを開示し ている。拘束層は、ゲルの容量変化を収容する圧縮可能な発泡体であることが好 ましい。そのようなゲルグロメットは、低価格であり、再挿入可能であり小型 化を可能にし、従って自動車市場において競争力のある好都合を与える。しかし ながら、拘束層の材料からの粒子が挿入中または除去中に接点の間にとどまるよ うになり、接続を妨害することがある。発明の要旨 本発明者らは、基材またはそれに挿入されるワイヤの接続に粒子が悪影響しな い自己支持封止部材を開発した。本発明の封止部材は、低い挿入力、１５５℃ま での温度での封止を包含する優れた封止性質およびエージング性質をも与える。 本発明の１つの要旨は、内表面を有する中空部材の開放末端および該開放末端 を通って中空部材中に延在する少なくとも１つの基材を封止するアッセンブリで あって、 a）２つの拘束層の間に配置されるシーラント層であり、シーラント層および 拘束層が中空部材の開放末端を横断して延在するように配置されるシーラント層 を有してなる自己支持封止部材；および b）中空部材の内表面と封止接触するように、封止層を包含する層を移動させ る力適用部材 を有してなり、 基材がシーラント層を通過する時にシーラントの転置を収容するように該拘束層 の少なくとも１つが充分に弾力性であり、拘束層がシーラント層のボランド硬さ よりも大きいボランド硬さを有するゲルを有してなるアッセンブリを提供する。 本発明の他の要旨は、２つの拘束層の間に配置された少なくとも１つのシーラ ント層を有する自己支持物品を有してなる予備形成封止部材であって、拘束層の 少なくとも１つが補強シートを包含するゲルを有してなる封止部材にある。補強 シートは、ゲルの層で含浸されているマトリックス、好ましくは布マトリックス であってよい。図面の簡単な説明 図１は、本発明に従って構成された封止部材を示す。 図２は、本発明に従って構成された多導体コネクタの分解図である。 図３は、本発明に従って構成された多導体コネクタの末端の断面図である。好ましい態様の詳細な説明 本発明の好ましい態様に従えば、２つの拘束層の間にシーラント層を有してな る封止部材を使用して、中空部材の開放末端が封止される。好ましくは、封止部 材は、２つの拘束層の間に配置された１つのシーラント層を包含するサンドイッ チ構造を有してなるか、またはこれから本質的になる。また、封止部材は、シー ラント層が拘束層のそれぞれの隣接対の間にある状態で、３つまたはそれ以上の 拘束層および２つまたはそれ以上のシーラント層を有してなるか、またはこれら から本質的になってよい。使用において、示した態様の封止部材は、封止部材が 中空部材内にあり、それの開放末端を横断して延在するように配置される。中空 部材の内表面と封止接触状態にシーラントを維持するために力が層に適用される 。いくつかの態様において、拘束層の少なくとも１つは、シーラントの容量変化 を収容する弾力性材料、好ましくは硬質ゲルからなる。硬質ゲルは、シーラント 層のボランド(Vo1and)硬さよりも大きいボランド硬さを有する。硬質ゲルは、シ ート、好ましくは布のマトリックスによって補強されていてもよい。マトリック スは、機械的性質、例えば引張強さおよび弾力性率を改善するのに役立つ。 中空部材は、例示すればプラグまたはキャップ、パイプ、電気ハウジング、例 えばコネクタ本体などであってよい。本発明は、以下に詳細に説明するように、 多導体コネクタ本体の開口を封止するのに特に有用である。 それぞれの拘束層は、一般的に、それが使用される中空部材とほぼ同様の寸法 および形状を有するプレートまたはディスクである。拘束層は、例えば基材また はワイヤがシーラント層を通って中空部材に挿入される場合に、シーラント層が 移動するまたは転置されるのを拘束するのに役立つ。拘束層は、同様であっても 異なってもよい。１つの拘束層、好ましくは基材が始めに挿入される拘束層は、 シーラント層のボランド硬さよりも大きいボランド硬さを有する材料からできて いる。この拘束層は、硬質ゲル、または補強シートを包含する硬質ゲルからでき ていることが好ましい。補強シートは、フイルムまたは例えば発泡体または布の マトリックスであってよい。他の拘束層は、硬質ゲル、圧縮可能な発泡体、プラ スチックまたは他の材料であってよい。本発明は、基材が封止部材を通過して挿 入されない界面を封止するのにも使用されてよい。 基材が封止部材の層を通過する本発明の態様において、拘束層は、基材が容易 に通過できる材料から構成されている。追加的にまたは代替的に、封止部材は、 基材が挿入される位置で基材のための進入／脱出部位を与えるスリットまたは穴 を包含してよい。スリットまたは穴の寸法は、シーラントが基材のまわりで有効 的に封止するようにスリットまたは穴に挿入される基材よりも小さい。スリット または穴の数は、封止部材を通過して中空部材に挿入される基材の最大可能数に ほぼ等しい。このようにして、封止部材に基材を挿入するのに必要な力は最小に なる。 シーラント層は、グリースまたはゲルのような封止材料であってよい。好まし いシーラントはゲルである。ゲルは、約１〜５０g、より好ましくは約５〜２５g 、最も好ましくは約６〜２０gのボランド硬さ、少なくとも約５０％、より好ま しくは少なくとも約１００％、最も好ましくは少なくとも約４００％、特に少な くとも約１５００％の伸びを有することが好ましい。伸びは、ＡＳＴＭ Ｄ２１ ７に従って測定したものである。ボランド硬さ、応力緩和および粘着性は、米国 特許第５,０７９,３００号(Dubrowら)（これの開示を参照として本明細書に組み 込む。）に記載されているように、１０００gのロードセル、５gのトリガーおよ び１／４インチ（６．３５mm）のボールプローブを有するVoland-Stevens Textu re analyser Model LFRAを使用して測定している。ゲルの硬さを測定するために 、１０gのゲルを含有する２０mlガラスシンチレートバイアルをVoland-Stevens Texture analyser中に配置し、ステンレス鋼ボールプローブを０．２mm／秒の速 度でゲル中に押し込み、４．０mmの距離で貫入させる。ゲルのボランド硬さの値 は、ゲルの表面を４．０mmの長さで貫入または変形させるために当該速度でボー ルプローブを押し込むのに必要な力（単位：g）である。特定のゲルのボランド 硬さは、ASTM D217円錘貫入硬さならびに米国特許第４,８５２,４６６号(Dittme rら)（これの開示を参照として本明細書に組み込む。）に示されている手順に直 接に関連したものであってよい。 ゲルシーラントは、流体増量ポリマー組成物であってよい。ポリマー成分は、 例えばシリコーン、ポリオルガノシロキサン、ポリウレタン、ポリウレア、スチ レン／ブタジエン、スチレン／イソプレン、スチレン／エチレン−プロピレン／ スチレン、および／またはスチレン／エチレン−ブチレン／スチレンブロックコ ポリマーであってよい。ゲルは、そのようなポリマーの混合物から形成されてよ い。ゲルの層は、ゲルで含浸された発泡体を有してなってよい。ゲルの例は、米 国特許第４,６００,２６１号(Debbaut)、第４,６９０,８３１号(Ukenら)、第４, ７１６,１８３号(Gamarraら)、第４,７７７,０６３号(Dubrowら)、第４,８６４, ７２５号(Debbautら)および第４,８６５,９０５号(Debbautら)、ならびに国際出 願公開第８６／０１６３４号(Toyら)および第ＷＯ８８／００６０３号(Francis ら)、１９８９年３月１日出願の米国特許出願第３１７,７０３号(Dubrowら)およ び１９９０年２月２７日出願の第４８５,６８６号(Rindeら)に見られる。上記文 献の全開示を参照として本明細書に組み込む。ゲルは、発泡体または布のような マトリックスまたはフイルムなどの補強シート中に含浸されてよい。マトリック ス中に含浸されたゲルは、米国特許第４,８６５,９０５号(Uken)に開示されてい る。この文献の全開示を参照として本明細書に組み込む。 好ましい態様において、封止部材は予備形成されており、２つの拘束層の間に 配置されたシーラント層を有してなる自己支持部材である。自己支持封止部材は 、その形状を維持するために外的構造支持を必要としない部材である。好ましい 態様において、それぞれの拘束層は、シーラントのボランド硬さよりも大きいボ ランド硬さを有するゲルから構成されている。拘束層は、同様であっても異なっ てもよく、硬質ゲルのみであってよく、布のマトリックスまたは他の材料などの 補強シートを包含してよい。硬質ゲルは、前記で定義するように、７５〜３５０ gのボランド硬さを有していてよい。硬質ゲルは、約０〜１５g、最も好ましくは 約１gの粘着性、約１〜２０％、最も好ましくは約１０％の応力緩和を有するこ とが好ましい。硬質ゲルは、米国特許第５,０７９,３００号(Dubrowら)（この文 献の開示を参照として本明細書に組み込む。）に記載されているようなものであ ってよい。 封止部材は、シーラント層のそれぞれの面の上に、拘束層を配置することによ っ て製造することができる。補強シートを包含する拘束層は、シートを液体原材料 の浴に浸漬し、次いで硬化し、シートで補強された硬質ゲルを与えることによっ て構成される。 使用において、封止部材は、層が部材を横切って位置する状態で、封止する中 空部材を横切って配置される。封止部材は、中空部材の開放末端に配置されるこ とが好ましい。少なくとも初期において力が適用され、封止部材を基材および／ または中空部材の内表面に封止接触するように封止部材を係合させる。例えば、 中空部材上に適切な形状を有するキャップを配置することによって、力が適用で きる。組み立てられた構造体は、ゲルシーラント上に少なくとも部分的な残留圧 力を保持し、熱サイクル中および／または水頭下での封止を助ける。これは、層 への力適用部材および／または拘束層の少なくとも１つが、例えば温度変化によ ってもたらされるシーラントの容量変化を収容できるまたは層に１つまたはそれ 以上の基材を通過させ得る場合に、達成されてよい。力適用部材は、静的または 動的であってよく、例えば中空部材と係合した後のキャップは静的であり、一方 、弾力性拘束層は動的である。 基材をスリットまたは穴に挿入する前に、力を適用してよい。封止の前に少な くとも初めに適用される力は、シーラントが基材のまわりに移動し、基材を封止 するのに必要である。加えて、基材は除去でき、シーラントは移動でき、空のキ ャビティを再封止できる。力は、有効な封止を与えるように封止部材のために初 めに必要であると考えられる。 添付図面を参照すれば、図１は、２つの拘束材料層６および８の間に配置され ているゲルシーラント層４を有する自己支持封止部材２を示している。好ましい 態様において、拘束層６および８は、補強シート１０を包含する硬質ゲルから構 成されている。図２および図３に示すように、硬質ゲルは補強されていなくても よい。層４、６および８は、図３に見られるように、基材１４および１６の挿入 を容易にするように、全封止部材を通過して切られているスリットまたは開口１ ２を有してよい。 図２は、本発明に従って封止できる中空部材またはコネクタ本体１８を示す。 コネクタ本体１８は、長手方向に延在するサイド２０を有してなり、コネクタ本 体１８の中空開放末端２１を形成する。コネクタ本体１８は、基材１４および１ ６を収容する複数の穴２２をも有する。 カバー２４は、ベース２６およびサイド２８を有してなり、コネクタ本体１８ 中の穴に対応する複数の穴３０を有する。カバー２４は、コネクタ本体１８に押 し付けられた場合に、力適用部材として働く。カバー２４と連係したプレート３ ２が、封止部材２を収容するためのキャビティを規定する。プレート３２の穴３ ４は、コネクタ本体１８の穴２２、カバー２４の穴３０および封止部材２の穴１ ２に対応する。プレート３２は、必須ではないが、コネクタ本体１８の一部とし て構成されてよい。コネクタ本体１８は、カバー２４をコネクタ本体１８に固定 する手段を有しており、例えばカバーは米国特許出願第０７／７６２,５３３号( Collins)（この文献の開示を参照として本明細書に組み込む。）に記載されてい るように、コネクタ本体１８によって保持されるように所定位置にスナップ嵌め されてよい。どのような固定メカニズムを使用してもよい。 前記のように、シーラント層４は、少なくとも初めにおいて拘束され圧力下に され封止を与えるゲルであることが好ましい。封止部材２の縁は、サイド２０に よってコネクタ本体１８の開放末端２１内に充分に含まれる。 図３は、図２の多導体アッセンブリの封止された開放末端の断面図を示す。封 止部材２は、コネクタ本体１８の開放末端２１内に組み立てられ、開放末端２１ でコネクタ本体の背後に押し付けカバー２４による圧力下に配置され、ワイヤが あるかまたはないユニットを封止する。図３において、端末３４を包含する基材 １４および１６は、封止部材２およびシーラント層４を通過して挿入する状態で 示されており、所定位置にロックされている。カバー２４がコネクタ本体１８の 開放末端２１上に位置している。カバー２４のベース２６は、封止部材２に力を 適用する上昇部分３６を包含する。力は図３において矢印Ｆで示されている。拘 束層６および８の硬質ゲルは、力の適用によって圧縮される。シーラント層４は 基材１４および１６のまわりで移動し、該基材を封止する。端末３４および続い ての基材１４および１６が多導体コネクタ中に挿入されるときに、硬質ゲルは、 シーラント層４における容量変化を収容するように充分に弾力性である。端末を 包含する基材は、繰り返して除去でき、拘束層６および８ならびにシーラント層 ４に再挿入でき、拘束層およびシーラント層は、繰り返しの容量変化を収容する ように充分に弾力性である。シーラント層４は移動し、カバー２４とプレート３ ２の間の空のキャビティを再封止する。 本発明の範囲から逸脱することなく好ましい態様に変形および修正を加えるこ とが可能であり、本発明は請求の範囲のみによって限定されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パーキンス，デイブ アメリカ合衆国94587カリフォルニア州 ユニオン・シティ、サンタ・アナ・ウェイ 31335番 (72)発明者 ブラム，ジョン・エム アメリカ合衆国95030カリフォルニア州 ロス・ガトス、ロジャース・ロード・ノー ス 17255番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内表面を有する中空部材の開放末端および該開放末端を通って中空部材中 に延在する少なくとも１つの基材を封止するアッセンブリであって、 a）２つの拘束層の間に配置されるシーラント層であり、シーラント層および 拘束層が中空部材の開放末端を横断して延在するように配置されるシーラント層 を有してなる自己支持封止部材；および b）中空部材の内表面と封止接触するように、拘束層およびシーラント層を移 動させる力適用部材 を有してなり、 基材がシーラント層を通過する時にシーラントの転置を収容するように該拘束層 の少なくとも１つが充分に弾力性であり、拘束層がシーラント層のボランド硬さ よりも大きいボランド硬さを有するゲルを有してなるアッセンブリ。 ２．拘束層のボランド硬さが７５〜３５０gである請求の範囲第１項に記載の アッセンブリ。 ３．拘束層のボランド硬さが１００〜３００gである請求の範囲第１項に記載 のアッセンブリ。 ４．シーラント層のボランド硬さが５〜２５gであり、拘束層のボランド硬さ が７５〜３５０gである請求の範囲第３項に記載のアッセンブリ。 ５．拘束層が補強シートを包含する請求の範囲第１項に記載のアッセンブリ。 ６．補強シートがマトリックスを有してなる請求の範囲第５項に記載のアッセ ンブリ。 ７．マトリックスが少なくとも１つの布の層を有してなる請求の範囲第６項に 記載のアッセンブリ。 ８．該マトリックスが複数の布層を有してなる請求の範囲第７項に記載のアッ センブリ。 ９．拘束層の外表面が接触に対して粘着性である請求の範囲第１項に記載のア ッセンブリ。 １０．少なくとも２つの拘束層が同様である請求の範囲第１項に記載のアッセ ンブリ。 １１．２つの拘束層の間にそれぞれ配置されている複数のシーラント層をさら に有してなり、これにより多層サンドイッチ形状を形成する請求の範囲第１項に 記載のアッセンブリ。 １２．力適用部材がカバーである請求の範囲第１項に記載のアッセンブリ。 １３．２つの拘束層の間に配置された少なくとも１つのシーラント層を有する 自己支持物品を有してなる予備形成封止部材であって、拘束層の少なくとも１つ が、補強シートを包含するゲルを有してなる予備形成封止部材。 １４．補強シートが、ゲルで含浸されたマトリックスを有してなる請求の範囲 第１３項に記載の予備形成封止部材。 １５．マトリックスが少なくとも１つの布層を有してなる請求の範囲第１４項 に記載の予備形成封止部材。 １６．布マトリックスが複数の布層である請求の範囲第１５項に記載の予備形 成封止部材。 １７．拘束層のボランド硬さがシーラント層のボランド硬さよりも大きい請求 の範囲第１３項に記載の予備形成封止部材。 １８．拘束層のボランド硬さが７５〜３５０gであり、シーラント層のボラン ド硬さが５〜２５gである請求の範囲第１７項に記載の予備形成封止部材。 １９．内表面を有する中空部材の開放末端を封止するアッセンブリであって、 a）２つの拘束層の間に配置されるシーラント層であり、シーラント層および 拘束層が中空部材の開放末端を横断して延在するように配置されるシーラント層 を有してなる自己支持封止部材；および b）中空部材の内表面と封止接触するように、拘束層およびシーラント層を移 動させる力適用部材 を有してなり、 力が通用する時にシーラントの転置を収容するように該拘束層の少なくとも１つ が充分に弾力性であり、拘束層がシーラント層のボランド硬さよりも大きいボラ ンド硬さを有するゲルを有してなるアッセンブリ。 ２０．シーラント層のボランド硬さが５〜２５gであり、拘束層のボランド硬 さが７５〜３５０である請求の範囲第１９項に記載のアッセンブリ。