WO2018163796A1 - 電気機器用端末装置及び電気機器用端末装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

電気機器用端末装置１００は、相手部材に嵌合可能な嵌合部１２を有するハウジング１１と、ハウジング１１の相手部材側を向く端面１１ａ上であって、嵌合部１２の周囲に設けられた収容溝１４と、収容溝１４内に設けられ、ハウジング１１の端面１１ａと相手部材との間を水密にシールする環状のシール部材１３とを備え、シール部材１３として、収容溝１４に液状ガスケットを充填した。

Description

電気機器用端末装置及び電気機器用端末装置の製造方法

　本発明は、電気機器用端末装置及び電気機器用端末装置の製造方法に関するものである。

　近年の電気自動車やハイブリッド自動車等の車両では、種々の電気機器がワイヤハーネス等で電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。図３は、ワイヤハーネスのコネクタが接続される端子台の一例を示す。この端子台１は、例えば、車両に搭載に搭載されている電気機器に取り付けられる。

　端子台１には、多数のオスピン端子２が配置されている。そして、ワイヤハーネスのコネクタを端子台１に嵌合すると、オスピン端子２がコネクタのメスピン端子に嵌合される。

　オスピン端子２の周囲には環状のゴムパッキン３がシール部材として取着されている。ゴムパッキン３の外周部には複数個所に支持片４が一体に成型され、その支持片４に取付孔５がそれぞれ形成されている。

　そして、端子台１に形成されている固定ピン６を取付孔５に挿通すると、ゴムパッキン３が端子台１に保持されて、電気機器の輸送時や組み付け作業時にゴムパッキン３の端子台からの脱落が防止されている。

　また、端子台１にコネクタを取着すると、端子台１とコネクタのケース端縁との間にゴムパッキン３が挟着されてコネクタのケース内外の水密性が確保される。

特開２０１１－１８７２２４号公報

　上記のような端子台１では、ゴムパッキン３を保持するために、ゴムパッキン３の外周側に延設される支持片４に固定ピン６を挿通している。従って、ゴムパッキン３の周囲に固定ピン６を形成する必要があるため、端子台１の外径寸法及び端子台１が取着される電気機器の筐体の外形寸法が大きくなる。

　この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は小型化を図り得る電気機器用端末装置を提供することにある。

　上記課題を解決する電気機器用端末装置は、相手部材に嵌合可能な嵌合部を有するハウジングと、前記ハウジングの相手部材側を向く端面上であって、前記嵌合部の周囲に設けられた収容溝と、前記収容溝内に設けられ、前記ハウジングの前記端面と前記相手部材との間を水密にシールする環状のシール部材と、を備え、前記シール部材として、前記収容溝に液状ガスケットを充填したことを特徴とする。

　この構成により、ハウジングと相手部材との間が液状ガスケットで水密にシールされる。ここで、液状ガスケットは、ゴムパッキンに比べると、接着性及び粘着性が高いため、固定ピン等の固定構造を設けることなく、シール部材をハウジングに固定することができる。これにより、電気機器用端末装置を小型化することができる。

　また、上記の電気機器用端末装置において、前記収容溝の底面に凹凸を備えることが好ましい。
　この構成により、液状ガスケットが収容溝の底面の凹凸に密着及び係合して収容溝に保持される。

　また、上記の電気機器用端末装置において、前記凹凸として、多数の凹条又は多数の突条を連続して形成することが好ましい。
　この構成により、液状ガスケットが収容溝の底面の多数の凹条と突条に密着及び係合して収容溝に保持される。

　また、上記の電気機器用端末装置において、前記凹凸として、多数の突部又は多数の凹部を形成することが好ましい。
　この構成により、液状ガスケットが収容溝の底面の多数の突部又は多数の凹部に密着及び係合して収容溝に保持される。

　上記課題を解決する電気機器用端末装置の製造方法は、相手部材に嵌合可能な嵌合部を有するハウジングの相手部材側を向く端面上であって、前記嵌合部の周囲に環状の収容溝を設け、前記収容溝に液状ガスケットを充填し、前記液状ガスケットの表面に紫外線を照射して該表面を硬化させることが好ましい。

　この方法により、ハウジングの収容溝に充填された液状ガスケットの表面が硬化する。

　本発明の電気機器用端末装置によれば、小型化を図ることができる。

一実施形態の電気機器用端末装置を示す斜視図である。 電気機器用端末装置を示す断面図である。 従来例の端子台を示す斜視図である。

　以下、電気機器用端末装置の一実施形態を図面に従って説明する。電気機器用端末装置は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されているインバータやモータ等の電気機器のケースに取り付けられ、２つの電気機器同士を電気的に接続する配線の一部として用いられる。２つの電気機器の組み合わせとしては、電気自動車等における走行駆動用のモータ（３相モータ等）と当該モータを駆動するためのインバータとであること、又は、モータ駆動用のインバータと当該インバータに電力を供給するバッテリとであること等が考えられる。

　図１に示すように、電気機器用端末装置１００は、インバータやモータ等の電気機器のケース（図示略）に装着される端子台１０を有している。この端子台１０には、ワイヤハーネス等のコネクタ（図示略）が接続される。

　端子台１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１の略中央部に設けられた端子１２（嵌合部）と、シール部材１３とを有している。ハウジング１１は、例えば、合成樹脂により形成されている。

　端子１２には、多数のオスピン端子１２ａが設けられている。各オスピン端子１２ａは、アルミニウムや銅などの導電性を有する金属材料から構成されている。各オスピン端子１２ａは、例えば、柱状に形成されている。各オスピン端子１２ａは、ハウジング１１を厚み方向に貫通した状態でハウジング１１に固定されている。各オスピン端子１２ａは、ハウジング１１の上記コネクタ（相手部材）側を向く端面１１ａよりもコネクタ側に突出するように形成されている。多数のオスピン端子１２ａは、互いに離間した状態で配置されている。これらオスピン端子１２ａは、端子台１０に対して上記コネクタが嵌合された際に、そのコネクタのメス端子に嵌合される。

　ハウジング１１の端面１１ａ上における端子１２の周囲には、端子１２を取り囲むように収容溝１４が環状に形成されている。
　図２に示すように、収容溝１４は、例えば断面視矩形状に形成されている。収容溝１４の底面には、凹凸１５が形成されている。凹凸１５は、例えば、多数の突条及び凹条が連続して形成されている。多数の突条及び凹条は、例えば、収容溝１４の長手方向（周方向）に延びるように形成されている。

　収容溝１４内には、シール部材１３が設けられている。収容溝１４内には、シール部材１３として液状ガスケット（Cured In Place Gasket）が充填されている。シール部材１３は、収容溝１４と同様に、端子１２（図１参照）を取り囲むように環状に形成されている。このシール部材１３は、ハウジング１１の端面１１ａと相手部材であるコネクタ（図示略）との間を水密にシール（面シール）する。

　シール部材１３は、例えば、収容溝１４からその開口方向（上記コネクタ側）に若干盛り上がるように充填されている。シール部材１３は、収容溝１４内において、ハウジング１１に接着されている。このとき、収容溝１４の底面に凹凸１５が形成されているため、シール部材１３と収容溝１４（ハウジング１１）との接触面積が増大され、シール部材１３が収容溝１４内に安定して保持される。

　シール部材１３の表面は、紫外線が照射されて硬化が図られている。これにより、シール部材１３の表面の粘着力を低減して、輸送時や組み付け作業時におけるシール部材１３の表面への異物の無用な付着を防止している。

　次に、上記のように構成された端子台１０の製造方法を説明する。
　まず、端子１２を有し、収容溝１４が形成されたハウジング１１を準備する。次に、ディスペンサ等を用いて液状ガスケットを収容溝１４内に塗布してシール部材１３を形成する。このとき、液状ガスケットは、従来のゴムパッキン等に比して接着性及び粘着性が高いため、シール部材１３が収容溝１４（ハウジング１１）に対して良好に接着する。これにより、シール部材１３をハウジング１１に固定するための固定ピン等をハウジング１１に設けることなく、シール部材１３をハウジング１１に対して固定することができる。

　続いて、シール部材１３の表面に紫外線を照射してシール部材１３の表面を硬化させる。これにより、シール部材１３の表面の粘着力を低減させることができる。
　このように製造された端子台１０にコネクタ（図示略）を取着すると、端子台１０の端面とコネクタのケース端縁との接合部で環状のシール部材１３が挟着されて、コネクタのケース内外の水密性が確保される。

　そして、オスピン端子１２ａがコネクタのメスピン端子に嵌合されて、端子台１０が取り付けられた電気機器がワイヤハーネスを介して他の電気機器に接続される。
　上記のような電気機器用端末装置１００では、次に示す効果を得ることができる。

　（１）端子台１０にワイヤハーネス等のコネクタを嵌合すると、コネクタのケース内で端子台１０のオスピン端子１２ａとコネクタのメスピン端子が嵌合されて電気的に接続される。そして、コネクタの端縁がシール部材１３に密着して、コネクタのケース内外の水密性を確保することができる。

　（２）ハウジング１１の端面１１ａに設けた収容溝１４内に液状ガスケットを充填してシール部材１３を形成した。これにより、シール部材１３をハウジング１１に対して接着できるため、収容溝１４の外周側にシール部材１３をハウジング１１に保持するための固定ピンを端子台１０に設ける必要がなくなる。従って、端子台１０を小型化することができるとともに、端子台１０の形状を単純化することができる。

　（３）端子台１０を小型化することができるので、端子台１０が取り付けられる電気機器や、端子台１０に取着されるコネクタを小型化することができる。
　（４）収容溝１４の底面に凹凸１５を形成したことにより、シール部材１３を収容溝１４内に安定して保持することができる。

　（５）収容溝１４に充填したシール部材１３（液状ガスケット）の表面に紫外線を照射することにより、シール部材１３の表面を硬化させて、異物の無用な付着を防止することができる。

　（６）一般的なシール部材であるＯリングを収容溝１４に取り付ける参考例では、ハウジング１１からのＯリングの脱落を抑制するために、Ｏリングの弾性復元力が使用される。すなわち、弾性復元力を生成するためにＯリングは弾性変形状態で収容溝１４に取り付けられる。この弾性変形状態は、Ｏリングの劣化要因であり、Ｏリングのサービスライフを短縮することがある。一方、好ましい例では、液状ガスケットが収容溝１４に充填されるとき、液状ガスケットの流動性によって液状ガスケットは収容溝１４の形状に一致する。この液状ガスケットを収容溝１４内において硬化することによってシール部材１３が形成される。シール部材１３は、自然状態ですなわち実質的に非弾性変形状態で収容溝１４に配置され、収容溝１４の内面に化学的接着力をもって接着する。したがって、シール部材１３は、Ｏリング等の一般的なシール部材に比べて、サービスライフの長さの点で優れる。

　（７）液状ガスケットから形成されるシール部材１３は、図２に示すような矩形断面を有する収容溝１４の内面全体（例えば、側面、底面、及び側面と底面との間の角部）に化学的接着力をもって接着することができる。シール部材１３と収容溝１４の内面との接着によって、ハウジング１１からのシール部材１３の脱落は抑制される。

　（８）一般的なシール部材であるＯリングを収容溝１４に取り付ける参考例では、Ｏリングを取り付けるときにＯリングに引張応力や圧縮応力が作用する。この引張応力や圧縮応力はＯリングの劣化要因であり、Ｏリングのサービスライフを短縮することがある。一方、実施形態では、液状ガスケットを収容溝１４内において硬化することによってシール部材１３が形成される。収容溝１４にシール部材１３を配置するときに、シール部材１３には引張応力や圧縮応力は実質的に作用しない。したがって、シール部材１３の形成における液状ガスケットの使用は、シール部材１３のサービスライフの延長に貢献することができる。

　なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
　・収容溝１４の底面の凹凸１５は、凹条と突条以外に、例えば、多数の突部又は多数の凹部を連続して形成してもよい。各突部又は各凹部を、例えば半球状に形成してもよい。

　・オスピン端子あるいはメスピン端子以外の種々の端子を備えた端子台とコネクタとの接合面に、液状ガスケットからなるシール部材１３を取着してもよい。
　・上記実施形態では、端子台１０の端子１２の周囲にシール部材１３を設けて、コネクタの端面と端子台１０との接合部の水密性を確保するようにした。これに限らず、例えば、モータやインバータ等の電気機器のケース（相手部材）と端子台との接合部の水密性を確保するようにシール部材１３を形成してもよい。この場合には、例えば、ハウジング１１のケース側を向く端面（つまり、端面１１ａとは反対側の端面）に収容溝が形成され、その収容溝内に液状ガスケットからなるシール部材１３が設けられる。

　・端面１１ａに形成されたループ状の溝と呼称することがある。実施形態の端子１２は、複数の端子（オスおよび／またはメス）１２ａからなる端子アレイと呼称することがある。実施形態の液状ガスケットは、当該液状ガスケットを収容溝１４に充填するときには流動性を有する。収容溝１４内で硬化された後の液状ガスケット、すなわち、シール部材１３は、非弾性変形状態のゴム状弾性体であり得る。実施形態のシール部材１３は、収容溝１４の内面、好ましくは内面（側面及び底面）全体に化学的接着力をもって接着するループ状の防水シール部材と呼称することがある。

　本開示は以下の実装例を包含する。限定のためでなく理解の補助として実施形態の構成要素の参照符号を付した。
　いくつかの実装例は、電気機器に装着される端子台（１０）を提供する。この端子台（１０）は、端面（１１ａ）と、前記端面（１１ａ）に形成されたループ状の溝（１４）と、前記ループ状の溝（１４）によって包囲される、複数の端子（１２ａ）からなる端子アレイ（１２）と、前記ループ状の溝（１４）の内面全体に化学的接着力をもって接着するループ状の防水シール部材（１３）とを備える。

　いくつかの実装例では、前記溝（１４）は、互いに反対側の一対の側面と、前記一対の側面を連結する底面とを有する、矩形断面の溝であり、前記防水シール部材（１３）は、前記溝（１４）の前記一対の側面及び前記底面の全体に化学的接着力をもって接着する。

　いくつかの実装例では、前記溝（１４）は、前記一対の側面の少なくとも一方と、前記底面との間の角部を有し、前記防水シール部材（１３）は、前記溝（１４）の前記角部に化学的接着力をもって接着する。

　いくつかの実装例では、前記溝（１４）は粗面化された底面を有し、前記防水シール部材（１３）は、前記溝（１４）の前記粗面化された底面に化学的接着力をもって接着する。

　いくつかの実装例では、前記防水シール部材（１３）は、前記溝（１４）に非弾性変形状態で配置される。
　本発明がその技術的思想から逸脱しない範囲で他の特有の形態で具体化されてもよいということは当業者にとって明らかであろう。例えば、実施形態（あるいはその１つ又は複数の態様）において説明した部品のうちの一部を省略したり、いくつかの部品を組合せてもよい。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参照して、請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に確定されるべきである。

　１０…端子台、１１…ハウジング、１１ａ…端面、１２…端子（嵌合部）、１２ａ…オスピン端子、１３…シール部材（液状ガスケット）、１４…収容溝、１５…凹凸。

Claims (5)

1. 　相手部材に嵌合可能な嵌合部を有するハウジングと、
   　前記ハウジングの相手部材側を向く端面上であって、前記嵌合部の周囲に設けられた収容溝と、
   　前記収容溝内に設けられ、前記ハウジングの前記端面と前記相手部材との間を水密にシールする環状のシール部材と、を備え、
   　前記シール部材として、前記収容溝に液状ガスケットを充填したことを特徴とする電気機器用端末装置。
2. 　請求項１に記載の電気機器用端末装置において、
   　前記収容溝の底面に凹凸を備えたことを特徴とする電気機器用端末装置。
3. 　請求項２に記載の電気機器用端末装置において、
   　前記凹凸として、多数の凹条と突条を連続して形成したことを特徴とする電気機器用端末装置。
4. 　請求項２に記載の電気機器用端末装置において、
   　前記凹凸として、多数の突部又は多数の凹部を形成したことを特徴とする電気機器用端末装置。
5. 　相手部材に嵌合可能な嵌合部を有するハウジングの相手部材側を向く端面上であって、前記嵌合部の周囲に環状の収容溝を設け、前記収容溝に液状ガスケットを充填し、前記液状ガスケットの表面に紫外線を照射して該表面を硬化させたことを特徴とする電気機器用端末装置の製造方法。

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