WO2011055443A1 - 端子構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

　端子構造（１）は内部空間（１１０１）を規定する筒状のケース（１００）と、内部空間（１１０１）に配置される、第一貫通孔（１９）を有する外側リテーナ（１０）と、内部空間（１１０１）で外側リテーナ（１０）に対向するように配置される、第二貫通孔（２９）を有する内側リテーナ（２０）と、第一および第二リテーナ間に設けられ、第一および第二リテーナならびにケース（１００）に接触するガスケット（３０）とを備え、第一および第二貫通孔を貫通するようにケーブル（４０）が設けられ、ガスケット（３０）は、第一および第二リテーナ間でケーブル（４０）に接触する。

Description

端子構造およびその製造方法

　この発明は、端子構造およびその製造方法に関し、より特定的には、ガスケットを用いたシール構造を有する端子構造およびその製造方法に関するものである。

　従来、端子構造は、たとえば、特開平６－５２９２５号公報（特許文献１）、特開２００２－３０５０６５号公報（特許文献２）、特開２００８－１０９１０７号公報（特許文献３）、特開平７－２４５０２９号公報（特許文献４）および特開平１１－１４６５２８号公報（特許文献５）に開示されている。

特開平６－５２９２５号公報 特開２００２－３０５０６５号公報 特開２００８－１０９１０７号公報 特開平７－２４５０２９号公報 特開平１１－１４６５２８号公報

　特許文献１では、シールインサーターとシール材でコネクタを密封化した構造が開示されている。

　特許文献２では、ハウジングと電線との隙間をゴム状弾性体で密封した構造が開示されている。

　特許文献３では、配線基板とハウジング間を自己接着型シリコンゴムで密閉した構造が開示されている。

　特許文献４では、インナー部材とワイヤハーネス間を二液性主剤と硬化剤よりなる充填剤で注入硬化した密封構造が開示されている。

　特許文献５では、プロテクタのワイヤハーネス周囲をゲル状ポリマーで充填し、差出口より漏出させた密閉構造が開示されている。

　しかしながら、従来の技術では、ガスケットのコストが高いという問題があった。また、ガスケットを格納するためのスペースが必要でケースが大型化してコストが上昇し、かつ、車両への搭載性が悪いという問題点があった。

　そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、小型化が可能な端子構造およびその製造方法を提供することを目的とする。

　この発明に従った端子構造は、内部空間を規定する筒状のケースと、内部空間に配置される、第一貫通孔を有する第一リテーナと、内部空間で第一リテーナに対向するように配置される、第二貫通孔を有する第二リテーナと、第一および第二リテーナ間に設けられ、第一および第二リテーナならびにケースに接触するガスケットとを備え、第一および第二貫通孔を貫通するようにケーブルが設けられ、ガスケットは、第一および第二リテーナ間でケーブルに接触する。

　このように構成された端子構造では、ケース内において第一および第二リテーナ間でガスケットを挟んでケーブルに接触させることでシール構造を実現することができる。その結果、端子構造の小型化が可能となる。

　好ましくは、ガスケットは液状ガスケットである。
　好ましくは、第一リテーナおよび第二リテーナの互いに対向する面の外周にはテーパ形状が設けられている。

　好ましくは、第一および第二リテーナは貫通孔を境として分割可能な構成である。
　好ましくは、第一リテーナの第二リテーナに対向する面に第一液を塗布し、第二リテーナの第一リテーナと対向する面に第二液を塗布し、第一液と第二液とを接触させることで第一液と第二液とを反応させてガスケットを構成し、ガスケットは、第一リテーナとケースとの間、第二リテーナとケースとの間、第一貫通孔とケーブルとの間、および、第二貫通孔とケーブルとの間に入り込み、第一液および第二液の一方は液状ゴムガスケットの主材であり、他方は硬化剤である。

　好ましくは、第一リテーナには３つ以上の第一貫通孔が設けられ、第二リテーナには３つ以上の第二貫通孔が設けられ、３つ以上の第一および第二貫通孔は一直線上に配置される。

　好ましくは、第一リテーナには３つ以上の第一貫通孔が設けられ、第二リテーナには３つ以上の第二貫通孔が設けられ、３つ以上の第一および第二貫通孔は所定の領域を取り囲むように配置される。

　好ましくは、第一および第二貫通孔ならびにケーブルは偏平形状である。
　この発明に従った端子構造の製造方法は、内部空間を有するケース内に、ケーブルを固定する工程と、表面に第一液が塗布され、第一貫通孔が設けられた第一リテーナと、表面に第二液が塗布され、第二貫通孔が設けられた第二リテーナとを、第一貫通孔および第二貫通孔にケーブルが挿入されるようにケース内で位置決めして第一液と第二液とを対向させる工程と、第一液と第二液とを接触させて反応させることにより液状ガスケットを構成するとともに液状ガスケットを第一リテーナとケースとの間、第二リテーナとケースとの間、第一貫通孔とケーブルとの間、および、第二貫通孔とケーブルとの間に浸透させる工程とを含む。

　このような工程では、液状ガスケットを第一リテーナとケースとの間、第二リテーナとケースとの間、第一貫通孔とケーブルとの間、および、第二貫通孔とケーブルとの間に浸透させるため、液状ガスケットによりシールを実現することができる。そして、液状ガスケットはケース内で第一および第二リテーナ間に挟まれて設けられるため、端子構造を小型化することができる。

　この発明に従えば、小型化が可能な端子構造およびその製造方法を提供することが可能である。

この発明の実施の形態に従った、電機機器の一部分として用いられる端子構造を示す断面図である。 図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿ったケーブル４０、外側リテーナ１０およびケース１００の断面図である。 この発明の実施の形態に従った端子構造で用いられる、ケーブルが嵌合していない外側リテーナ１０の正面図である。 この発明の実施の形態に従った端子構造で用いられる、ケーブルが嵌合していない内側リテーナ２０の正面図である。 図３で示す外側リテーナ１０が展開されて係合部１７が上側部材１５に係合していない状態を示す正面図である。 図４で示す内側リテーナ２０が展開されて係合部２７が上側部材２５に係合していない状態を示す正面図である。 別の局面に従った、３つの貫通孔がある領域を取り囲むように配置された内側リテーナの正面図である。 図７で示す内側リテーナ２００が展開されて係合部２０７が第一部分２１０に係合していない状態を示す正面図である。 さらに別の局面に従った、偏平形状のケーブル４０に嵌合した外側リテーナ１０の正面図である。 液状のガスケット３０を用いない、比較例に従った外側リテーナの構成を示す図である。 この発明に従った端子構造を製造するための工程を説明するための流れ図である。 端子構造の製造途中において、内側リテーナ２０と外側リテーナ１０とが対向した状態を示す断面図である。

　以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。

　図１は、この発明の実施の形態に従った、電機機器の一部分として用いられる端子構造を示す断面図である。図１を参照して、端子構造１は、ケース１００を有する。ケース１００は中空形状であり、その内部空間１１０１にケーブル４０が挿入されている。

　ケース１００内においてケーブル４０は、内側リテーナ２０および外側リテーナ１０の間に保持されたガスケット３０によりシールされている。これにより、内部空間１１０１の外側に位置する水や埃が内部空間１１０１へ入ることを防止している。

　ケーブル４０の中央部には中心導体としての導体４１が設けられている。ケーブル４０はシールド用編込み線４２で覆われている。外側リテーナ１０の主表面１０ｆと内側リテーナ２０の主表面２０ｆとが互いに向かい合う。内側リテーナ２０の周縁部にはテーパ部２８が設けられている。外側リテーナ１０の周縁面にはテーパ部１８が設けられている。

　シールドシェル１９０がケース１００を覆っている。シールドシェル１９０は内部から電磁波が漏れることを防止するための部材であり、導電性の部材により構成されている。

　ケース１００内では、導体４１に接触するように板状導電体５０が設けられている。板状導電体５０はボルト８０によりバスバー９０と固定されている。バスバー９０はコネクタ本体樹脂１５０内に埋込まれている。ボルト８０上に蓋部材１８０が設けられており、蓋部材１８０の外周にシール部材１３０が設けられている。

　またコネクタ本体樹脂１５０とケース１００との間にもシール部材１２０が設けられている。

　コネクタ本体樹脂１５０はアルミシェル６０によりモータケース７０側に固定されている。

　図２は、図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿ったケーブル４０、外側リテーナ１０およびケース１００の断面図である。図２を参照して、ケース１００には、外側リテーナ１０が嵌め合わせられている。外側リテーナ１０の各々の凸部１１がケース１００の貫通孔１０１，１０２に嵌まり合う。この例では、３本のケーブル４０が外側リテーナ１０に嵌め合わせられ、各々のケーブル４０が一直線上に並んで配置されている構成を示している。また、隣接するケーブル４０間の距離はほぼ等しい。この例に限られず、３つより少ない、または３つより多いケーブル４０が用いられてもよい。さらに、この例では、ケース１００、外側リテーナ１０およびケーブル４０はそれぞれ円形状の外形を有するが、これに限られず、四角形状または三角形状等の多角形状のケース１００、外側リテーナ１０およびケーブル４０が用いられてもよい。

　ケース１００は円弧を３つ繋げたような形状とされている。これに限られず、ケース１００は扁平な楕円形状とし、その扁平な楕円形状のケース１００に３つのケーブル４０が互いに等しい距離を隔てて収納されていてもよい。

　ケース１００には別の貫通孔１０３，１０４が設けられており、この貫通孔１０３，１０４には、内側リテーナの突起が嵌め合わせられる。

　ケース１００の材質は、成形の容易さ等を考慮すれば樹脂であることが好ましい。また、ケース１００にシールド機能を持たせるためには金属製としてもよい。

　さらに、樹脂製のケース１００内に導電性の物質を埋込んでもよい。また、樹脂製のケース１００の表面を導電性のめっき層で覆うことでケース１００に電磁波の遮蔽性能を付与してもよい。

　図３は、この発明の実施の形態に従った端子構造で用いられる、ケーブルが嵌合していない外側リテーナの正面図である。図３を参照して、外側リテーナ１０は、上側部材１５と下側部材１６とにより構成される。上側部材１５と下側部材１６とは係合部１７により係合している。上側部材１５および下側部材１６の各々には第一貫通孔１９が設けられている。第一貫通孔１９はケーブル４０の外周に沿った形状とされている。

　図４は、この発明の実施の形態に従った端子構造で用いられる、ケーブルが嵌合していない内側リテーナ２０の正面図である。図４を参照して、内側リテーナ２０は、上側部材２５と下側部材２６とを有する。上側部材２５および下側部材２６は各々第二貫通孔２９を有する。第二貫通孔２９はケーブルの外形に沿った形状である。上側部材２５と下側部材２６とは係合部２７とにより係合される。内側リテーナ２０の外周に設けられた凸部２１は、図２中の貫通孔１０３，１０４に嵌まり合う部分であり、内側リテーナ２０をケース１００内に固定する役割を果たす。

　図５は、図３で示す外側リテーナ１０が展開されて係合部１７が上側部材１５に係合していない状態を示す正面図である。図５を参照して、係合部１７による係合を取外すと、上側部材１５と下側部材１６とが一直線上に並ぶように配置される。すなわち、図５で示す形状の部材を成形し、これを中央部から折り曲げて係合部１７により上側部材１５と下側部材１６とを係合させることにより、図３で示す形状の外側リテーナ１０を構成する。上側部材１５と下側部材１６との境界部である中央部分は変形可能なように、その肉厚が薄くされている。このように１つの部材を折り曲げて外側リテーナ１０を製造することができるので、外側リテーナ１０の加工が容易となる。

　図６は、図４で示す内側リテーナ２０が展開されて係合部２７が上側部材２５に係合していない状態を示す正面図である。内側リテーナを展開した状態を示す正面図である。図６を参照して、係合部２７による係合を取外すと、上側部材２５と下側部材２６とが一直線上に並ぶように配置される。すなわち、図６で示す形状の部材を成形し、これを中央部から折り曲げて係合部２７により上側部材２５と下側部材２６とを係合させることにより、図４で示す形状の内側リテーナ２０を構成する。上側部材２５と下側部材２６との境界部である中央部分は変形可能なように、その肉厚が薄くされている。このように１つの部材を折り曲げて内側リテーナ２０を製造することができるので、内側リテーナ２００の加工が容易となる。

　このように規定された端子構造１は、内部空間１１０１を規定する筒状のケース１００と、内部空間１１０１に配置される、第一貫通孔１９を有する第一リテーナとしての外側リテーナ１０と、内部空間１１０１内で外側リテーナ１０に対向するように配置される、第二貫通孔としての第二貫通孔２９を有する第二リテーナとしての内側リテーナ２０と、外側リテーナ１０および内側リテーナ２０間に設けられ、外側リテーナ１０および内側リテーナ２０ならびにケース１００に接触するガスケット３０とを備える。第一貫通孔１９および第二貫通孔２９とを貫通するようにケーブル４０が設けられる。ガスケット３０は、外側リテーナ１０および内側リテーナ２０間でケーブル４０に接触する。ガスケット３０は液状ガスケットである。外側リテーナ１０および内側リテーナ２０の互いに対向する主表面１０ｆ、２０ｆの外周にはテーパ形状としてのテーパ部１８，２８が設けられている。外側リテーナ１０および内側リテーナ２０は第一貫通孔１９および第二貫通孔２９を境として分割可能な構成である。

　図７は、別の局面に従った、３つの貫通孔がある領域を取り囲むように配置された内側リテーナの正面図である。図７を参照して、内側リテーナ２００では、３つの貫通孔２０１，２０２，２０３が三角形を構成するように配置されており、図４で示す内側リテーナ２０と比べて横幅が小さく、高さが高くなっている。各々の貫通孔２０１，２０２，２０３には、図１で示すケーブル４０が通され、内側リテーナ２００はケーブル４０を保持することができる。

　図７と同じ形状で外側リテーナを構成する。図７で示す内側リテーナ２００では、図４で示す内側リテーナ２０と比べて横幅が小さいため、横幅の小さい空間、たとえば円筒形状の空間に配置することに適している。ケーブル４０を配置する空間の形状はさまざまに異なり、その空間の形状に合致した形状のリテーナを提供することができる。図７で示す内側リテーナ２００もケース１００の内部空間１１０１に収納され、内側リテーナ２００と外側リテーナとの間にはガスケット３０が設けられる。

　図８は、図７で示す内側リテーナ２００が展開されて係合部２０７が第一部分２１０に係合していない状態を示す正面図である。図８を参照して、内側リテーナ２００は、第一部分２１０、第一部分２１０に接続される第二部分２２０および第二部分２２０に接続される第三部分２３０を有する。第一部分２１０には貫通孔２０１，２０２の一部分が設けられ、第二部分２２０には貫通孔２０１，２０３の一部分が設けられ、第三部分２３０には貫通孔２０２，２０３の一部分が設けられる。第三部分２３０には係合部２０７が設けられており、この係合部２０７が第一部分２１０と係合することで、図７で示す形状が保持される。

　図９は、さらに別の局面に従った、偏平形状のケーブル４０に嵌合した外側リテーナ１０の正面図である。図９を参照して、外側リテーナ１０は偏平の四角形状であってもよい。第一貫通孔１９は偏平形状であり、その第一貫通孔１９に偏平形状のケーブル４０が配置されている。ケーブル４０は、複数の導体４１を横方向に配置することで、偏平形状のケーブル４０を構成している。なお、ケーブル４０を構成する導体４１の本数は、図９で示すものに限られず、さらに多くの、または少ない導体４１でケーブル４０を構成してもよい。図９で示す外側リテーナ１０と同じ形状の打内側リテーナをケーブル４０が貫通し、その内側リテーナと外側リテーナ１０との間に液状のガスケット３０が配置される。

　図１０は、液状のガスケット３０を用いない、比較例に従った外側リテーナの構成を示す図である。図１０を参照して、液状ガスケットを用いずに、ゴムの固体ガスケットを用いた場合には、外側リテーナ４１０の外周部に固体ガスケット３２０を配置する必要がある。これにより、ケース１００と外側リテーナ４１０との間のシールを確保することができる。さらに、ケーブル４０と外側リテーナ４１０との間に固体ガスケット３１０を設ける必要がある。これにより、ケーブル４０と外側リテーナ４１０との間のシールを確保することができる。これらの固体ガスケット３１０，３２０を設けることで、装置の外形が大きくなるという問題がある。特に、図１０で示すような偏平形状のケーブル４０および偏平形状の外側リテーナ４１０の場合には、外周長さが長くなるため、固体ガスケット３１０，３２０の長さも長くなり、装置が大型化するという問題が顕著である。

　次に、図１で示す構造の製造方法について説明する。図１１は、この発明に従った端子構造を製造するための工程を説明するための流れ図である。図１１を参照して、まず、ケース１００の内部空間１１０１に３本のケーブル４０を固定する（ステップＳ１０１０）。固定の方法としては、ケーブル４０の先端から突出した導体４１を板状導電体５０に固定することで行う。

　図６で示す展開した形状の内側リテーナ２０を準備して、下側部材２６の各々の第二貫通孔２９にケーブル４０を嵌め合わせる。内側リテーナ２０の表面（外側リテーナ１０と対向する面）には、第二液を塗布している。この状態で、下側部材２６と上側部材２５の境界部分で上側部材２５を折り曲げて上側部材２５の第二貫通孔２９をケーブル４０に嵌め合わせる。係合部２７を上側部材２５と係合させる。これにより、図４で示す内側リテーナ２０を構成する。内側リテーナ２０の第二貫通孔２９にはケーブル４０が嵌め合わせられている。内側リテーナをケース１００の内部空間１１０１内へ押し込んで、図１で示す位置において内側リテーナ２０を固定する（ステップＳ１０２０）。

　図５で示す展開した形状の外側リテーナ１０を準備して、下側部材１６の各々の第一貫通孔１９にケーブル４０を嵌め合わせる。外側リテーナ１０の表面（内側リテーナ２０と対向する面）には、第一液を塗布している。この状態で、下側部材１６と上側部材１５の境界部分で上側部材１５を折り曲げて上側部材１５の第一貫通孔１９をケーブル４０に嵌め合わせる。係合部１７を上側部材１５と係合させる。これにより、図３で示す外側リテーナ１０を構成する。外側リテーナ１０の第一貫通孔１９にはケーブル４０が嵌め合わせられている。外側リテーナ１０をケース１００の内部空間１１０１内へ押し込む。

　図１２は、端子構造の製造途中において、内側リテーナ２０と外側リテーナ１０とが対向した状態を示す断面図である。図１２を参照して、内側リテーナ２０の表面には第二液６２０が塗布されている。内側リテーナ２０と対向する外側リテーナ１０の表面には第一液６１０が塗布されている。

　図１２で示す状態から、外側リテーナ１０を内部空間１１０１内へさらに押し込む。そして、第一液６１０と第二液６２０とを接触させる。これにより第一液６１０と第二液６２０が反応してガスケット３０を構成することができる（ステップＳ１０３０）。すなわち、第一液６１０と第二液６２０とを接触させることで第一液６１０と第二液６２０とを反応させてガスケット３０を構成し、ガスケット３０は、外側リテーナ１０とケース１００との間、内側リテーナ２０とケース１００との間、第一貫通孔１９とケーブル４０との間、および、第二貫通孔２９とケーブル４０との間に入り込み、第一液６１０および第二液６２０の一方は液状ゴムガスケットの主材であり、他方は硬化剤である。

　第一液６１０および第二液６２０は二液混合タイプ液状ガスケットであり、その例としてスリーボンド１１１９（商品名）、日本コニシボンドクイック５（商品名）、信越シリコーンＫＥ１８００Ｔ（商品名）、椿本興業８６０モールダブル・ポリマー・ガスケット（商品名）を用いることができる。第一液６１０および第二液６２０の一方は液状ゴムガスケットの主材であり、他方は硬化剤である。

　以上のような、この発明の実施の形態に従えば、ＦＩＰＧ（Formed-In-Place　Gasket）によりガスケット３０を構成しているため、ゴムからなる固体ガスケット３１０，３２０を用いる場合に比べて、図９および図１０の対比で示したように、小型化を図ることができる。

　さらに、ゴムガスケットをＦＩＰＧに変更することにより、低コスト化を図ることができる。

　また、ゴムガスケットをＦＩＰＧに変更することにより、シール性を向上させることができる。

　この発明は、電機機器に接続される端子であって、ガスケットによるシールが必要な分野において用いることができる。

　１　端子構造、１０　外側リテーナ、１０ｆ，２０ｆ　主表面、１１　凸部、１５　上側部材、１６　下側部材、１７　係合部、１８，２８　テーパ部、１９　第一貫通孔、２０　内側リテーナ、２１　凸部、２９　第二貫通孔、３０　ガスケット、４０　ケーブル、４１　導体、５０　板状導電体、６０　アルミシェル、７０　モータケース、８０　ボルト、９０　バスバー、１００　ケース、１０１，１０２，１０３，１０４　貫通孔、１２０，１３０　シール部材、１５０　コネクタ本体樹脂、１８０　蓋部材、１９０　シールドシェル、２１０　第一部分、２２０　第二部分、２３０　第三部分、６１０　第一液、６２０　第二液。

Claims (9)

1. 　内部空間（１１０１）を規定する筒状のケース（１００）と、
   　前記内部空間に配置される、第一貫通孔（１９）を有する第一リテーナ（１０）と、
   　前記内部空間で前記第一リテーナに対向するように配置される、第二貫通孔（２９）を有する第二リテーナ（２０）と、
   　前記第一および第二リテーナ間に設けられ、前記第一および第二リテーナならびに前記ケースに接触するガスケット（３０）とを備え、
   　前記第一および第二貫通孔を貫通するようにケーブル（４０）が設けられ、
   　前記ガスケットは、前記第一および第二リテーナ間で前記ケーブルに接触する、端子構造。
2. 　前記ガスケットは液状ガスケットである、請求の範囲第１項に記載の端子構造。
3. 　前記第一リテーナおよび第二リテーナの互いに対向する面の外周にはテーパ形状（１８，２８）が設けられている、請求の範囲第１項に記載の端子構造。
4. 　前記第一および第二リテーナは前記貫通孔を境として分割可能な構成である、請求の範囲第１項に記載の端子構造。
5. 　前記第一リテーナの前記第二リテーナに対向する面に第一液（６１０）を塗布し、前記第二リテーナの前記第一リテーナと対向する面に第二液（６２０）を塗布し、前記第一液と前記第二液とを接触させることで前記第一液と前記第二液とを反応させて前記ガスケットを構成し、前記ガスケットは、前記第一リテーナと前記ケースとの間、前記第二リテーナと前記ケースとの間、前記第一貫通孔と前記ケーブルとの間、および、前記第二貫通孔と前記ケーブルとの間に入り込み、前記第一液および前記第二液の一方は液状ゴムガスケットの主材であり、他方は硬化剤である、請求の範囲第１項に記載の端子構造。
6. 　前記第一リテーナには３つ以上の第一貫通孔が設けられ、前記第二リテーナには３つ以上の第二貫通孔が設けられ、前記３つ以上の第一および第二貫通孔は一直線上に配置される、請求の範囲第１項に記載の端子構造。
7. 　前記第一リテーナには３つ以上の第一貫通孔が設けられ、前記第二リテーナには３つ以上の第二貫通孔が設けられ、前記３つ以上の第一および第二貫通孔は所定の領域を取り囲むように配置される、請求の範囲第１項に記載の端子構造。
8. 　前記第一および第二貫通孔ならびに前記ケーブルは偏平形状である、請求の範囲第１項に記載の端子構造。
9. 　内部空間（１１０１）を有するケース（１００）内に、ケーブル（４０）を固定する工程と、
   　表面に第一液（６１０）が塗布され、第一貫通孔（１９）が設けられた第一リテーナ（１０）と、表面に第二液（６２０）が塗布され、第二貫通孔（２９）が設けられた第二リテーナ（２０）とを、前記第一貫通孔および前記第二貫通孔に前記ケーブルが挿入されるように前記ケース内で位置決めして前記第一液と前記第二液とを対向させる工程と、
   　前記第一液と前記第二液とを接触させて反応させることにより液状ガスケット（３０）を構成するとともに前記液状ガスケットを前記第一リテーナと前記ケースとの間、前記第二リテーナと前記ケースとの間、前記第一貫通孔と前記ケーブルとの間、および、前記第二貫通孔と前記ケーブルとの間に浸透させる工程とを含む、端子構造の製造方法。

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