阅读说明：本技术 防水结构 (Waterproof structure ) 是由 饭塚隼士 茑川友佑 加用一真 加藤元 于 2020-01-14 设计创作，主要内容包括：一种防水结构包括：密封部,覆盖在要被插入到安装了电线的对象的安装孔中的所述电线的周围；所述电线具有导体和覆盖所述导体的绝缘层；所述密封部具有弹性和电绝缘性；和壳体,覆盖所述电线的端部,使得所述壳体与所述密封部重叠,所述壳体由具有比所述密封部更高的刚性的绝缘树脂制成。所述密封部包括第一部分和除了所述第一部分之外的第二部分,所述第一部分包括所述密封部的一端,并且所述壳体在所述第一部分上与所述密封部重叠,并且所述壳体在所述第二部分上不与所述密封部重叠,所述第一部分的外径小于所述第二部分的外径。(A waterproof structure includes: a sealing part covering a periphery of the electric wire to be inserted into an installation hole of an object to which the electric wire is installed; the wire has a conductor and an insulating layer covering the conductor; the sealing part has elasticity and electrical insulation; and a housing that covers an end portion of the electric wire such that the housing overlaps the sealing portion, the housing being made of an insulating resin having higher rigidity than the sealing portion. The seal portion includes a first portion and a second portion other than the first portion, the first portion includes one end of the seal portion, and the housing overlaps the seal portion on the first portion and does not overlap the seal portion on the second portion, an outer diameter of the first portion is smaller than an outer diameter of the second portion.)

防水结构

技术领域

本发明涉及一种防水结构。

背景技术

现有技术的防水结构构造为在安装有电线的对象的安装孔与要插入到安装孔中的电线之间提供防水性能(参见，例如，JP2014-7112A)。连接器包括密封部和壳体。密封部由一体地覆盖电线的绝缘层的绝缘弹性材料形成，并且壳体由具有比一体地覆盖在电线的端部处的密封部的弹性材料更高的刚性的绝缘树脂形成。由弹性材料形成的密封部一次成型在电线的绝缘层上。由绝缘树脂形成的壳体二次成型为覆盖密封部。在连接器中，弹性材料用于一次成型的密封部，从而赋予了防水功能并且减小了电线弯曲期间的应力。

如上所述，在现有技术的连接器的防水结构中，筒状弹性材料设置为与电线的电线绝缘层(以下简称为“绝缘层”)的外周面接触。用于确保水密性的弹性体等优选用作该弹性材料。

然而，在现有技术中的防水结构，由于绝缘层、弹性体和壳体材料的线性膨胀系数不同，由壳体覆盖的弹性体的一部分会被推出壳体。因此，在现有技术中的防水结构，可能会发生外观缺陷、断线或因褶皱而导致的防水功能降低。

发明内容

本发明提供了一种防水结构，通过该防水结构可以防止外观缺陷、断线和由褶皱引起的防水功能降低。

根据本发明的示例性的方面，一种防水结构包括：密封部，其覆盖在要被插入到安装了电线的对象的安装孔中的所述电线的周围，所述电线具有导体和覆盖所述导体的绝缘层，并且所述密封部具有弹性和电绝缘性；和壳体，覆盖所述电线的端部，使得所述壳体与所述密封部重叠，所述壳体由具有比所述密封部更高的刚性的绝缘树脂制成。所述密封部包括第一部分和除了所述第一部分之外的第二部分，所述第一部分包括所述密封部的一端，所述壳体在所述第一部分上与所述密封部重叠，所述壳体在所述第二部分上不与所述密封部重叠，并且所述第一部分的外径小于所述第二部分的外径。

附图说明

图1的A是根据本发明的实施例的具有防水结构的连接器的立体图；

图1的B是图1的A中的省略了壳体的连接器的立体图；

图2的A是图1的A所示的连接器的纵向剖视图；

图2的B是图2的A的密封部的主要部分放大图；

图3的A和图3的B是示出现有技术中的防水结构的操作的示意图，其中图3的A是示出热膨胀期间的行为的示意图，图3的B是示出热收缩期间的行为的示意图；

图4是绝缘结构由于热膨胀和收缩而变形的防水结构的示意图；

图5的A是根据本发明另一实施例的具有防水结构的连接器的立体图；

图5的B是图5的A中的省略了壳体的连接器的立体图；

图6的A是图5的A所示的连接器的平面图；

图6的B是沿图6的A的A-A线截取的剖视图；

图7的A是根据变型例的密封部的纵向剖视图；和

图7的B是根据另一变型例的密封部的纵向剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。图1的A是根据本发明实施例的具有防水结构的连接器11的立体图，图1的B是图1的A中的连接器11的立体图，其中省略了壳体13。根据本实施例的防水结构被应用于所谓的包覆成型连接器，如图1的A和图1的B所示，端子19连接到电线15的导体17。电线15的端部和端子19的一部分，即导体17和端子19彼此连接的连接部，被绝缘树脂成型品覆盖。

在连接器11中，端子19导电地连接到电线15的端部。电线15可以通过绝缘层21覆盖导体17而获得。电线15将插入安装有电线的对象(未示出)的安装孔中。电线15可以是仅通过绝缘层21覆盖导体17而获得的电线。电线15也可以是其中覆盖导体17的内部绝缘套被诸如金属编织物之类的屏蔽构件覆盖，并且该屏蔽构件还被护套覆盖的屏蔽电线。

端子19连接并固定到导体17。导体17在电线15的端部露出。端子19和导体17之间的连接结构可以是压接结构、压力焊接结构、焊接结构、钎焊结构等中的任何一种。在本实施例中，端子19例如为其中电接触部23是凸舌型的扁平端子，但是端子19可以是圆形端子、Y形端子等，或者可以是具有盒形电接触部的阴端子。

根据本实施例的防水结构被构造为连接器11，其中，诸如热塑性弹性体的绝缘弹性构件被一次成型为电线15的外周上的密封部25，然后在密封部25的端部和端子19的一部分上，将热塑性树脂等绝缘树脂二次成型为壳体13。

在连接器11中，端子19在电线15的端部处导电地连接到导体17。端子19在端子19的一侧上包括连接部27。连接部27被连接到导体17。端子19与导体17的连接部27被壳体13覆盖。端子19中的与连接部27相反的一侧的电接触部23向壳体13的外部突出。

壳体13由具有比形成密封部25的弹性材料更高的刚性的绝缘树脂制成。壳体13在电线15的端部处一体地覆盖密封部25和端子19的连接部27的一部分。壳体13重叠并覆盖密封部25的至少一个端部。壳体13包括凸缘部29。凸缘部29从壳体13径向向外突出。凸缘部29沿沿着电线15的方向从壳体13的大致中央部分突出。凸缘部29抵接在包括安装孔的安装部上。在壳体13的外周上形成有周向槽45。周向槽45设置在比凸缘部29更靠近端子19的位置。将环状弹性密封构件(未示出)安装在周向槽45中。

如图1的B所示，一次成型密封部25。密封部25与绝缘层21的外周面接触。密封部25为具有台阶部的筒状，在该台阶部上彼此连续地设置有薄壁环状部31和厚壁环状部33。厚壁环状部33用作密封部25的一部分以及被毛刺刀抵接的部分(被抵接部)。

在使用注射成型机的二次成型中，在壳体13被成型时，当将熔融树脂以加压方式放入模腔时，有必要防止由于熔融树脂的泄漏而产生毛刺。因此，厚壁环状部33成为被毛刺刀抵接的部分。毛刺刀包括用于将电线15夹在中间的多个锋利的尖端。因此，在壳体13直接形成在电线15的外周上的情况下，当电线15放在模具中时，绝缘层21可能会损坏。在本实施例的防水结构中，由于设置在二次成型模具中的毛刺刀与已经通过一次成型模制的厚壁环状部33的外周接触，所以电线15的绝缘层21不会被毛刺刀损坏。

图2的A是图1的A所示的连接器11的纵向剖视图，图2的B是图2的A中的密封部25的主要部分放大图。在根据本实施例的防水结构中，密封部25的与壳体13重叠的部分的外径形成为小于与壳体13不重叠的另一部分的外径。即，密封部25的重叠部分是薄壁环状部31，另一部分是厚壁环状部33。

接下来，将描述以上构造的操作。在描述根据本实施例的防水结构的操作之前，将参考图3的A和3的B以及图4描述现有技术中的防水结构的操作。

如图3的A中所示，在用于在安装孔和穿过安装孔的电线之间进行防水的防水结构中，设置有筒状的弹性构件，其与绝缘层21的外周面接触。弹性构件用作用于确保水密性的密封部125。弹性构件的材料例如可以包括弹性体。密封部125一次成型在绝缘层21的外周上。壳体113进一步二次成型在密封部125的外周上并与其接触。壳体113由例如具有比密封部125的更高的刚性的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的材料制成。即，在电线15和壳体113之间，电线15的导体17、绝缘层21、密封部125和壳体113从中央侧径向向外层压。在此，筒状的密封部125设置在其中轴向上的一个端部关闭而另一个端部打开的壳体113的环状槽部33(参照图3的A和图3的B)中。因此，密封部125的端部(图3的A和图3的B中的右端部)从壳体113延伸到外部。

待安装在车辆上的这种防水结构暴露于大的温度变化中。温度变化例如在从-40℃至120℃的范围内。在从-40℃至120℃的范围内，形成各个结构部分的构件的线性膨胀系数按降序排列如下：导体17(铜合金或铝合金)、绝缘层21(交联聚乙烯)、第一密封部25(弹性体)和外壳13(PBT)。

由于具有不同的线性膨胀系数的构件在层压结构中彼此接触，因此现有技术中的防水结构可能表现为由于温度变化而导致外观和防水性能下降。随着每个部分反复膨胀和收缩，考虑到导体17不直接影响外观和防水性能而除了导体17之外，这些构件会运动并且绝缘层21的运动(位移)大于在上述层压结构中的其他构件。

图3的A和图3的B是示出现有技术中的防水结构的操作的示意图。图3的A是示出热膨胀期间的行为的示意图，图3的B是示出热收缩期间的行为的示意图。图4是其中绝缘层21由于热膨胀和收缩而变形的防水结构的示意图。在层压结构的密封部125中，与绝缘层21接触的界面由于温度变化跟随绝缘层21的运动。同时，在层压结构的密封部125中，由于反复的热膨胀和收缩，如图3的A所示，从与密封部125重叠的环状槽部33将界面外部沿厚度方向的一定量从壳体113推出，以形成鼓出部37。因此，如图3的B所示，在与密封部125接触且比其他构件移动的趋势大的绝缘层21由于热收缩而移动后，鼓出部37不易返回。因此，如图4所示，当密封部125的膨胀和收缩重复时，在绝缘层21中产生褶皱和变形。结果，在现有技术的防水结构中，由于绝缘层21的变形，可能出现外观缺陷或防水功能降低。

因此，在本实施例的防水结构中，密封部25的与壳体13重叠的部分(薄壁环状部31)的外径比密封部25的其他部分(厚壁环状部33)的外径小。换言之，厚壁环状部33在径向上比薄壁环状部31厚。

因此，与密封部125的内径和外径相同的现有技术的防水结构的密封部125相比，在根据本实施例的密封部25中，环状槽部35的壁厚(量)小于厚壁环状部33的壁厚(量)，使得鼓出部37在热膨胀期间要被推到壳体13外部的量减少了。

在密封部25中，由于从壳体13的环状槽部35向外侧延伸的厚壁环状部33的外径比环状槽部中的薄壁环状部31的外径大，因此在热收缩期间，厚壁环状部33不能进入环状槽部35中。

由此，在本实施例的防水结构中，防止了由于热膨胀和热收缩引起的密封部25的位移(残留变形)。结果，与密封部25接触的绝缘层21的变形小，并且防止了外观缺陷和防水功能的降低。

密封部25的延伸到壳体13的外部的部分是厚壁环状部33，并且厚壁环状部33的刚性增加，这也防止了厚壁环状部33的形状改变。

在本实施例的防水结构中，端子19导电连接到由在电线15的端部剥离绝缘21而露出的导体17上。端子19和导体17的连接部27由二次成型壳体13覆盖。端子19的电接触部23从覆盖连接部27的壳体13突出。环状弹性密封构件(未示出)被安装在形成在壳体13的外周上的周向槽45上。弹性密封构件将壳体13和安装部的安装孔水密地密封。因此，在本实施例的防水结构中，由于上述操作，能够在防止绝缘层21的外观缺陷或防水功能降低的同时，将由壳体13支撑的端子19的电接触部23直接设置在电线15穿过的安装部的内侧。

此外，在本实施例的防水结构，由于密封部25作为厚壁环状部33延伸到壳体13的外部，因此厚壁环状部33可以用作与模具的毛刺刀接触的部分。因此，本实施例的防水结构可以防止在二次成型期间电线15的绝缘层21被毛刺刀损坏。当从壳体13的后端引出的电线15弯曲时，厚壁环状部33还可以减小作用在电线15上的应力。

接下来，将描述本发明的另一实施例。图5的A是根据本发明的另一个实施例的具有防水结构的连接器39的立体图，图5的B是图5的A中省略了壳体41的连接器39的立体图。在另一个实施例中，与上述实施例中描述的构件相同的构件由相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。在另一个实施例的防水结构中，在电线15的端部处，端子19导电地连接到电线15的剥去了绝缘层21的导体17。壳体41除了各个端子19和导体17的连接部27之外覆盖电线15的周围。

对其中端子19分别导电地连接到导体17的多根电线15(在该实施例中为两根)设置连接器39。壳体41一体地覆盖两条电线15之间的间隙。即，该间隙用作连接部43，其由模制壳体41的绝缘树脂二次成型。壳体41包括凸缘部29，其在沿电线15的方向上在壳体41的大致中央部处径向向外突出。凸缘部29抵接在包括安装孔的安装部上。

图6的A是图5的A所示的连接器39的平面图，图6的B是沿图6的A中的线A–A截取的剖视图。在根据另一个实施例的连接器39中，周向槽45形成在壳体41的外周上比凸缘部29更靠近端子19的位置处。将要与安装部的内周壁接触的环状弹性密封构件47被安装在周向槽45上。弹性密封部件47将壳体41和安装部的内周壁水密地密封。环状槽部49形成在壳体41中与密封部25相对的端面上。在环状槽部49中设置有由弹性构件制成的第二密封部51。第二密封部51可以通过类似于密封部25的一次成型模制。第二密封部51在壳体41的与密封部25相对的端面上将绝缘层21和壳体41水密地密封。

在另一个实施例的防水结构中，端子19导电地连接至通过去除电线15的端部处的绝缘层21而露出的导体17。壳体41覆盖除了各个端子19和导体17彼此连接的连接部27之外的电线15。即，壳体41设置在电线15的位于电线15中间的位置处，该位置远离导电地连接至电线15的端部的端子19。环状弹性密封构件47安装在壳体41的外周上的周向槽45上。弹性密封构件47将壳体41和安装部的安装孔水密地密封。因此，在另一实施例的防水结构中，由于上述操作，其中端子19与其端部导电连接的电线15可以以水密结构穿过安装部，同时防止绝缘层21的外观缺陷和防水功能降低。

接下来，将描述根据本实施例和另一实施例的防水结构的变型。图7的A是根据变型例的密封部53的纵向剖视图，图7的B是根据另一个变型例的密封部55的纵向剖视图。在根据变型例的防水结构体中，如图7的A和7的B所示，密封部53、55的至少重叠部分均包括锥形面57，该锥形面57的外径朝着壳体13逐渐减小。

如图7的A所示，可以将锥形面57设置为凸曲面。如图7的B所示，可以将锥形面57设置为平坦的倾斜表面。另外，虽然未示出，但是锥形面57也可以设置为凹曲面。

在根据变型例的防水结构中，密封部53、55均包括锥面57，因此，与厚壁环状部59连接的薄壁环状部61的体积朝向壳体13逐渐减小。换言之，薄壁环状部61的沿远离壳体13的方向逐渐增大。即使通过上述操作推动薄壁环状部61，由于密封部53、55在推动方向上的体积增加，因此，在热膨胀期间薄壁环状部61已被推到壳体13的外部的薄壁环状部61的压出量减小。

在根据上述变型例的防水结构中，在热收缩时，密封部25与绝缘层21一起被拉向朝向壳体13的方向。薄壁环状部61由于在拉伸方向上的位移而进入壳体13的环状槽部35。此时，由于薄壁环状部61以朝向薄壁环状部61进入环状槽部35的方向上直径减小的锥面57与壳体13的内周壁抵接，因此，绝缘层21被来自壳体13的反作用力挤压。因此，壳体13和薄壁环状部61、薄壁环状部61和绝缘层21借助于来自壳体13的反作用力分别彼此紧密地接触。

由于该操作，在根据上述变型的防水结构中，防止了由热膨胀和热收缩引起的密封部25的移位。结果，与密封部25接触的绝缘层21较少变形，并且防止了外观缺陷和防水功能的降低。

因此，根据上述各个实施例的防水结构，可以防止电线15的外观缺陷和断线以及由绝缘层21的褶皱引起的防水功能的降低。

尽管已经参考本发明的某些示例性实施例描述了本发明，但是本发明的范围不限于上述示例性实施例，并且本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以在其中进行各种改变和修改。

根据上述示例性实施例，一种防水结构包括，密封部(25)，该密封部(25)覆盖在要被插入到要安装电线的对象的安装孔中的电线(15)周围，电线具有导体和覆盖该导体的绝缘层，并且密封部具有弹性和电绝缘性，和壳体(13)，覆盖电线(15)的端部，使得壳体(13)与密封部(25)重叠，壳体(13)由比密封部具有更高的刚性的绝缘树脂制成。密封部(25)包括第一部分(薄壁环状部31)，其包括密封部(25)的一端，并且壳体(13)在其上与密封部(25)重叠；和除了第一部分的第二部分(厚壁环状部33)，并且壳体(13)在其上不与密封部(13)重叠；第一部分的外径小于第二部分的外径。

根据上述构造的防水结构，密封部的重叠部分是薄壁环状部，另一部分是厚壁环状部。因此，在密封部中，与其中在密封部的整个纵向上密封部的内径和外径相同的现有技术的防水结构相比，薄壁环状部的壁厚(量)(重叠部分)小于厚壁环状部的部分，并且减少了在热膨胀期间从壳体中推出的量。在密封部中，由于从壳体的环状槽部(与薄壁环状部重叠的部分)伸出的厚壁环状部的外径大于环状槽部中的薄壁环状部的外径，因此在热收缩过程中厚壁环状部不能进入环状槽部。由于该操作，在具有该构造的防水结构中，防止了由热膨胀和热收缩引起的密封部的位移(残余变形)。结果，与密封部接触的绝缘层很少变形，并且防止了外观缺陷和防水功能的降低。由于密封部的延伸到壳体的外部的部分用作厚壁环状部，所以增加了厚壁环状部的刚性，因此还可以防止厚壁环状部的形状变化。

在上述防水结构中，密封部(25)的至少第一部分(薄壁环状部31)可包括锥面(57)，沿该锥面(57)至少第一部分(薄壁环状部31)的外径朝着壳体(13)逐渐减小。

根据上述构造的防水结构，密封部的薄壁环状部的体积朝向壳体逐渐减小。换句话说，薄壁环状部的体积在远离壳体的方向上逐渐增加。即使通过上述操作将薄壁环状部推出，由于增加了在推动方向侧的密封部的体积，也因此提高了密封部的刚性。因此，薄壁环状部的推出量减少。在具有的防水结构中在该构造中，在热收缩期间，密封部与绝缘层一起沿朝向壳体的方向被拉出。薄壁环状部由于在拉伸方向上的位移而进入壳体的环状槽部。此时，由于薄壁环状部以直径朝着薄壁环状部进入环状槽部的方向减小的锥面与壳体的内周壁接触，因此绝缘层被来自壳体的反作用力挤压。因此，壳体和薄壁环状部以及薄壁环状部和绝缘层分别通过来自壳体的反作用力而紧密地接触。由于该操作，在具有该构造的防水结构中，防止了由热膨胀和热收缩之间的差异引起的密封部的位移。结果，与密封部接触的绝缘层较少变形，并且防止了外观缺陷和防水功能的降低。

在以上的防水结构中，在电线(15)的端部处，端子(19)可以电连接到延伸出绝缘层(21)的电线(15)的导体(17)。该端子(19)可以在端子(19)的一侧上包括连接部(27)并且在端子(19)的相对侧具有电接触部(23)，该连接部(27)连接到导体(17)并且被壳体(13)覆盖，该电接触部(23)从壳体(13)伸出。

根据上述构造的防水结构，端子导电地连接至通过去除电线的端部处的绝缘层而露出的导体。端子和导体的连接部被二次成型的壳体覆盖。端子的电接触部从覆盖连接部的壳体突出。根据具有上述构造的防水结构，由于上述操作，由壳体支撑的端子的电接触部可以直接设置在电线穿过的安装部的内侧，同时防止绝缘层的外观缺陷和防水功能的降低。

在上述的防水结构中，在电线(15)的端部处，端子(19)可以电连接到延伸出绝缘层(15)的电线(15)的导体(17)。该端子(19)可以包括连接部(27)，端子(19)在该连接部处连接到导体(17)。壳体(13)可以覆盖在电线(15)的周围，但不覆盖连接部(27)。

根据上述构造的防水结构，端子导电地连接至通过去除电线端部的绝缘层而露出的导体。壳体覆盖电线的外周，而除了端子和导体的连接部。即，壳体设置在电线的位于电线中间的位置处，该位置远离导电地连接至电线的端部的端子。根据具有该构造的防水结构中，由于上述操作，端子与端子的端部导电连接的电线可以以水密结构穿过安装部，同时防止绝缘层的外观缺陷和和防水功能的降低。