JP2010015834A - ゴム栓及び防水コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】端子金具の挿入力が高くなるのを防止する。
【解決手段】防水コネクタは、電線９０の端末に接続される端子金具３０と、端子金具３０が後方から挿入されるコネクタハウジング１０と、コネクタハウジング１０の後面に開口された組付凹部に挿入され、かつ電線９０の外周面に密着可能な電線挿通孔５５、５５Ｂを有するゴム栓５０、５０Ｂとを備える。ゴム栓５０、５０Ｂは、長手方向の相対向する２つの長辺部５１と短手方向の相対向する２つの短辺部５２とを有し、組付け凹部１５に対して長辺部５１と短辺部５２とを弾性変形させつつ圧入される。電線挿通孔５５、５５Ｂの後端内周面は、端子金具３０を挿入可能な端子挿入部５７として開口され、少なくともこの端子挿入部５７が、ゴム栓５０、５０Ｂの弾性変形前の状態で長手方向に短く短手方向に長い断面形状をなしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ゴム栓及び防水コネクタに関する。

特許文献１には、ゴム栓とこのゴム栓が組付けられる防水コネクタとが開示されている。この防水コネクタは、電線の端末に接続される端子金具と、端子金具を収容可能なコネクタハウジングと、コネクタハウジングの後面に開口して形成された組付け凹部に挿入されるゴム栓と、ゴム栓の後方への抜け止めをなすゴム栓カバーとを備えている。ゴム栓には、電線の外周面に密着可能な複数の電線挿通孔が横一列に並んで形成されている。電線挿通孔の後端内周面は端子金具を挿入可能な端子挿入部とされ、電線挿通孔の中間部より大きく開口されている。また、ゴム栓は長手方向の相対向する２つの長辺部と短手方向の相対向する２つの短辺部とを有し、組付け凹部に対して長辺部と短辺部とを弾性変形させつつ後方から圧入されて保持されている。

端子金具はゴム栓の電線挿通孔に対しその内周面を広げつつ押し込まれる。ゴム栓の電線挿通孔には端子金具の通過後に電線が密着状態で挿入される。こうして電線とゴム栓との間、及びコネクタハウジングとゴム栓との間が液密状にシールされ、コネクタハウジングの防水性が確保される。
特開２００４−６３３９３公報（第４図）

ところで、電線挿通孔の端子挿入部は、弾性変形前の状態で真円形の断面形状をなしている。しかし、ゴム栓は、コネクタハウジングへの組付け時に、長手方向及び短手方向からの圧力によって弾縮されるため、端子挿入部がその真円形状を保つことができず間口を狭めてしまうという事情がある。このため、端子金具の端子挿入部への挿入抵抗が大きくなり、ゴム栓に亀裂が入るおそれもある。特に、上記のような長辺部と短辺部とを有するゴム栓においては、組付け状態における端子挿入部の断面形状が、長手方向からの圧力によって短手方向に押し潰されたような横長形状になり勝ちであり、長手方向に比べて短手方向の変形の度合いが大きいという事情がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、端子金具の挿入力が高くなるのを防止することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、長手方向の相対向する２つの長辺部と短手方向の相対向する２つの短辺部とを有し、コネクタハウジングの後面に形成された組付け凹部に対して前記長辺部と前記短辺部とを弾性変形させつつ圧入され、かつ前記コネクタハウジング内に収容された端子金具に接続されて後方へ引き出される電線の外周面に密着可能な電線挿通孔を有するゴム栓であって、前記電線挿通孔の後端内周面は、前記端子金具を挿入可能な端子挿入部として開口され、少なくとも前記端子挿入部が、弾性変形前の状態で前記長手方向に短く前記短手方向に長い断面形状をなしている構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記電線挿通孔の内周面は、前後方向の全長に亘って、弾性変形前の状態で前記長手方向に短く前記短手方向に長い断面形状をなしているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記電線挿通孔の内周面のうち前記端子挿入部のみが、弾性変形前の状態で前記長手方向に短く前記短手方向で長い断面形状をなしているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項記載のものにおいて、ゴム栓は前後方向の中央を中心として前後対称に形成されているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、電線の端末に接続される端子金具と、前記端子金具が後方から挿入されるコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングの後面に開口された組付凹部に挿入され、かつ前記電線の外周面に密着可能な電線挿通孔を有するゴム栓とを備えた防水コネクタであって、前記ゴム栓は、長手方向の相対向する２つの長辺部と短手方向の相対向する２つの短辺部とを有し、前記組付け凹部に対して前記長辺部と前記短辺部とを弾性変形させつつ圧入されるようになっており、前記電線挿通孔の後端内周面は、前記端子金具を挿入可能な端子挿入部として開口され、少なくとも前記端子挿入部が、前記ゴム栓の弾性変形前の状態で前記長手方向に短く前記短手方向に長い断面形状をなしている構成としたところに特徴を有する。

＜請求項１及び５の発明＞
長手方向の長辺部と短手方向の短辺部とを有するゴム栓においては、組付け凹部への挿入に伴って長手方向から作用する圧力により長手方向に比べて短手方向に大きく弾縮される。これに鑑み、本発明においては、ゴム栓の電線挿通孔の内周面のうち少なくとも端子挿入部が、弾性変形前の状態で長手方向に短く短手方向に長い断面形状をなす形態とされており、これによって組付け凹部への挿入後は長辺部と短辺部の各寸法が互いに近づくようにしている。その結果、組付け状態における端子挿入部の断面形状が真円形又はそれに近い形状であって適正な開口径をもった形状に変形され、端子金具の端子挿入部への挿入力が低減される。

＜請求項２の発明＞
ゴム栓の組付け凹部への挿入に伴って電線挿通孔のシール領域も真円形又はそれに近い形状であって適正な開口径をもった形状に変形されるから、電線に対しその全周に亘って均等なシール力が付与されることとなり、良好なシール性が確保される。

＜請求項３の発明＞
ゴム栓の電線挿通孔のうち端子挿入部のみを長手方向と短手方向とで寸法を異にする形状にすればよく、現状品に大幅な設計変更を行わずに済むから、設計上の有利性が確保される。また。電線挿通孔のシール領域が端子挿入部における大きな形状変化に追従して縮径されるから、電線への保持力が高められる。

＜請求項４の発明＞
組付け凹部への挿入に際し、ゴム栓の前後の向きを気にする必要がないから、組付け作業性に優れる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。本実施形態の防水コネクタは、コネクタハウジング１０、端子金具３０、ゴム栓５０及びゴム栓カバー７０からなり、図示しない相手側コネクタハウジングと嵌合可能とされている。なお、以下の説明において前後方向については、相手側コネクタハウジングとの嵌合面側を前方とする。

コネクタハウジング１０は合成樹脂製であって、図３に示すように、端子金具３０を収容可能な端子収容部１１とその周りを取り囲む嵌合筒部１２とを備えている。端子収容部１１と嵌合筒部１２との間には、相手側コネクタハウジングの組付け空間が保有されている。端子収容部１１の上面には相手側コネクタハウジングを嵌合状態に保持する撓み可能なロックアーム１３が組付け空間内に突出して形成されている。また、端子収容部１１には後方から端子金具３０を挿入可能なキャビティ２９（図５を参照）が幅方向に一列に並んで形成されている。

端子収容部１１の後部は筒状のタワー部１４とされており、タワー部１４の内側に、後方からゴム栓５０を圧入状態で挿入可能な組付け凹部１５が後面に開口して形成されている。この組付け凹部１５は、幅方向に長い２つの長辺対応部１６と、高さ方向に短い２つの短辺対応部１７と、４角に位置する所定曲率の円弧対応部１８とからなり、各長辺対応部１６と各短辺対応部１７とが各円弧対応部１８を介して互いに連なっている。

タワー部１４の周壁は、全周に亘ってほぼ一定厚みで組付け凹部１５の周りを包囲しており、その上面に、ロックアーム１３の幅方向両側に位置する一対の保護壁１９が立設されている。また、タワー部１４の周壁の両側面及び下面には、ゴム栓カバー７０を保持するカバーロック部２１が突設されている。

端子金具３０は導電性の金属板を曲げ加工等して形成され、図１に示すように、前部に角筒状の箱部３１を有し、後部にオープンバレル状のバレル部３２を有している。箱部３１内には、撓み可能な接触片３３が突出して形成されている。両コネクタハウジングが互いに嵌合されると、箱部３１内に図示しない相手側端子金具の雄タブが挿入され、雄タブが接触片３３に弾性的に接触することによって両端子金具同士が導通接続されるようになっている。バレル部３２は、電線９０の端末芯線にかしめ付けられるワイヤバレル３４と、電線９０の端末被覆にかしめ付けられるインシュレーションバレル３５とからなる。

ゴム栓５０はシリコンゴムからなり、全体として、角が丸みをおびつつ幅方向に長い矩形板状をなしている。より詳しく言えば、ゴム栓５０は組付け凹部１５の開口形状と対応する外形形状をもつものであり、図２に示すように、幅方向を長手方向として配置された相対向する上下一対の長辺部５１と、高さ方向を短手方向として配置された相対向する左右一対の短辺部５２と、４角に位置する所定曲率の円弧部５３とからなり、各長辺部５１と各短辺部５２とが各円弧部５３を介して互いに連なっている。ゴム栓５０の組付け凹部１５への挿入時には、長辺部５１が長辺対応部１６の内周面に弾縮状態で密着され、短辺部５２が短辺対応部１７の内周面に弾縮状態で密着され、円弧部５３が円弧対応部１８の内周面に弾縮状態で密着されるようになっている。ゴム栓５０の厚み（前後寸法）は組付け凹部１５の前後寸法にほぼ等しくされている。そして、ゴム栓５０の外周面には、周方向に１周する外周リップ５４が前後２条にわかれて突設されている。

ゴム栓５０には、各キャビティ２９と対応する位置毎に、端子金具３０に接続された電線９０を密着状態で挿通可能な円形の電線挿通孔５５が厚み方向に貫通して形成されている。電線挿通孔５５の内周面には、周方向に１周する内周リップ５６が前後２条にわかれて突設されている。電線挿通孔５５の内周面は、前後の内周リップ５６によって二山状をなしている。外周リップ５４と内周リップ５６のそれぞれの前後位置は互いに位置ずれしており、前後の内周リップ５６間の間隔は前後の外周リップ５４間の間隔よりも狭い。

電線挿通孔５５の後端内周面は、後側の内周リップ５６の頂面からゴム栓５０の後面に向けてラッパ状に拡径する端子挿入部５７とされ、ここに後方から端子金具３０が挿入可能とされている。電線挿通孔５５の前端内周面は、同じく前側の内周リップ５６の頂面からゴム栓５０の前面に向けてラッパ状に拡径する形態とされ、ここも端子挿入部５７として機能し得る構成となっている。このように、本実施形態のゴム栓５０は、前後方向の中央を中心として前後対称な形状とされており、前後反転した状態での使用が許容されている。

ゴム栓５０の電線挿通孔５５の内周面は、厚み方向の全長に亘って、高さ方向に長い長円形の断面形状をなしている。つまり、ゴム栓５０の電線挿通孔５５の内周面は、長辺部５１と平行な長手方向の径寸法が短く、短辺部５２と平行な短手方向の径寸法がそれより長くされている。もっとも、これはゴム栓５０が組付け凹部１５に挿入される前である変形前の場合であり、ゴム栓５０が組付け凹部１５に挿入された後は、ゴム栓５０が弾性変形されることによって長手方向の径寸法と短手方向の径寸法とが互いに近づき、電線挿通孔５５の内周面の断面形状が真円形またはそれに近い形状となる（図６の（Ａ）を参照）。この場合、電線挿通孔５５の内周面は内周リップ５６の頂面側に近づくほど真円形に近い断面形状となり、端子挿入部５７は内周リップ５６側に比べてやや縦長の形状となる。このような電線挿通孔５５の形状変化がおきるのは、長辺部５１と短辺部５２とを有する横長のゴム栓５０の場合、各電線挿通孔５５が上下の長辺部５１と略平行に近接して並び配されることになるため、各電線挿通孔５５に、長辺部部５１の形状変化の影響力が短辺部５２側よりも大きく及ぶからである。なお、ゴム栓５０の変形前と変形後における電線挿通孔５５の変形量は、ゴム栓５０の弾縮変形量に概ね等しい。

続いてゴム栓カバー７０について説明すると、ゴム栓カバー７０は合成樹脂製であって全体としてキャップ状をなし、図４及び図５に示すように、ゴム栓５０の後面に当接可能に配置される平板状のカバー本体７１と、カバー本体７１から前方へ突出するカバーロック受け部７２とからなり、ゴム栓５０の後面を覆いつつゴム栓５０が後方へ抜け出るのを規制可能とされている。カバーロック受け部７２は、カバーロック部２１を嵌め入れるカバーロック孔７３を有しており、カバーロック部２１に弾性的に係止されることによってゴム栓カバー７０がコネクタハウジング１０のタワー部１４に保持されるようになっている。タワーの下面に係止されるカバーロック受け部７２は、各電線挿通孔５５のうち並び方向中央の電線挿通孔５５と対応する位置に係止され、その中央の電線挿通孔５５に対して大きな弾性反力を作用させる。カバー本体７１には、電線挿通孔５５と対応する位置毎に、電線９０を遊挿状態で挿通可能な矩形状の電線通し孔７４が厚み方向に貫通して形成されている。電線９０はキャビティ２９、電線挿通孔５５及び電線通し孔７４に前後方向の同軸で貫通するようになっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
まず、図１及び図３に示すように、コネクタハウジング１０の組付け凹部１５に後方からゴム栓５０を挿入する。このとき、ゴム栓５０は前後対称の形状であるため、ゴム栓５０の前後の向きを考慮する必要はない。ゴム栓５０が組付け凹部１５に正規深さで挿入されると、ゴム栓５０の前面が組付け凹部１５の奥面に当接するとともにゴム栓５０の後面が組付け凹部１５の後端開口面にほぼ面一となる位置に配される。ゴム栓５０の組付け凹部１５への挿入に伴い、ゴム栓５０は組付け凹部１５の内周面からの圧力によって長手方向及び短手方向に弾縮され、電線挿通孔５５の内周面が端子挿入部５７を含めて真円形又は真円形に近い形状に変形される。このとき、端子挿入部５７の内径寸法は、端子金具３０の箱部３１の外径寸法より少し大きい程度となる。

続いて、図１から図５にかけて示すように、ゴム栓５０の端子挿入部５７に後方から電線９０付きの端子金具３０を差し入れ、さらに端子金具３０を深く押し込んで、端子金具３０の箱部３１を電線挿通孔５５からキャビティ２９内に挿入する。端子金具３０の挿入にあたり、ラッパ状に拡径する端子挿入部５７が端子金具３０の誘い込みとなる。端子金具３０がキャビティ２９内に正規深さで挿入されると、図示しないハウジングランスによって端子金具３０の抜け止めがなされる。また、電線挿通孔５５の内周面と電線９０の外周面とが内周リップ５６を介して密着されるとともに、嵌合筒部１２の内周面とゴム栓５０の外周面とが外周リップ５４を介して密着され、もってコネクタハウジング１０内が液密状にシールされる。その後、コネクタハウジング１０のタワー部１４にゴム栓カバー７０が被せ付けられて、ゴム栓５０の後方への抜け止めがなされ、その状態で、コネクタハウジング１０が相手側コネクタハウジングと嵌合されることとなる。

ところで、長辺部５１と短辺部５２とを有するゴム栓５０において、図６（Ｂ）に示すように、仮に、弾性変形前の状態で、ゴム栓５０の電線挿通孔５５Ａの内周面が端子挿入部５７Ａも含めて全体として真円形の断面形状をなしている場合には、ゴム栓５０の組付け凹部１５への挿入によって端子挿入部５７Ａの断面形状が短手方向に押し潰されたような横長の長円形状に変形してしまい、端子金具３０に対する適正な開口径を保ち難いという事情がある。しかるに、本実施形態によれば、図６（Ａ）に示すように、弾性変形前の状態で、ゴム栓５０の電線挿通孔５５の内周面が端子挿入部５７も含めて全体として長手方向に短く短手方向に長い断面形状をなす形態とされているから、ゴム栓５０の組付け凹部１５への挿入によって端子挿入部５７の断面形状が真円形又はそれに近い形状であって端子金具３０に対する適正な開口径をもった形状に変形される。その結果、端子金具３０の端子挿入部５７への挿入力が低減され、挿入作業性が良好になるとともに、ゴム栓５０に亀裂が入るのを防ぐことができる。

この場合、電線挿通孔５５の内周面の断面形状が端子挿入部５７ばかりでなく内周リップ５６（シール領域）も弾性変形前の状態で長手方向に短く短手方向に長い形状をなしており、ゴム栓５０の組付け凹部１５への挿入に伴って真円形又はそれに近い形状であって適正な開口径をもった形状に変形されるため、電線９０に対しその全周に亘って均等なシール力が付与されることとなり、良好なシール性が確保される。また、ゴム栓５０が前後方向に関する方向識別性をもたない構造とされるため、ゴム栓５０の前後の向きを気にすることなく、ゴム栓５０を組付け凹部１５に挿入することができ、組付け作業性に優れる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７ないし図１１によって説明する。
実施形態２におけるゴム栓５０Ｂの電線挿通孔５５Ｂの内周面は、前後の内周リップ５６の頂面とその間で構成されるシール領域５９と、シール領域５９を挟んだ前後両側に配置される端子挿入部５７とからなる。この点は実施形態１と同様であるが、実施形態２では、シール領域５９と端子挿入部５７とがその断面形状を異にして構成されている。

すなわち、図８及び図１１に示すように、シール領域５９の断面形状は、弾性変形前の状態では長手方向の径寸法と短手方向の径寸法とが互いにほぼ一致するようなほぼ真円形をとり、組付け凹部１５への挿入によって弾性変形した状態では長手方向からの圧力によって幅方向にやや押し潰れたような横長の形状をとる。一方、端子挿入部５７の断面形状は、弾性変形前の状態では長手方向に短く短手方向に長い縦長の長円形をとり、組付け凹部１５への挿入によって弾性変形した状態では長手方向からの圧力によって短手方向の径寸法が長手方向の径寸法に近づくような真円形に近い形状をとる。つまり、端子挿入部５７の形状変化の態様は実施形態１と同様である。なお、ゴム栓カバー７０、コネクタハウジング１０及び端子金具３０は、詳細構造も含めて実施形態１と同様であり、これらについては実施形態１と同様の符号を付して重複する説明は省略する。

実施形態２によれば、ゴム栓５０Ｂの電線挿通孔５５Ｂのうち端子挿入部５７のみを長手方向と短手方向とで寸法を異にする形状に設定すればよく、現状のゴム栓の形状に大幅な設計変更を行わずに済むから、設計上の有利性が確保される。この場合、実施形態１と同様、端子挿入部５７では端子金具３０の挿入力の低減が実現されるため、現状のゴム栓と比べ、挿入作業性が良好になるとともに、ゴム栓５０Ｂに亀裂が入るのを防ぐことができる。また、電線挿通孔５５Ｂのシール領域５９が端子挿入部５７の大きな形状変化に追従して現状品よりも縮径されるから、電線９０への保持力が高められる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）キャビティ、電線挿通孔及び電線通し孔が高さ方向に複数段にわかれて配置されていてもよい。
（２）ゴム栓は長手方向の相対向する２つの長辺部と短手方向の相対向する２つの短辺部とを有していればよく、長辺部同士、短辺部同士が同一形状である必要はなく、また長辺部と短辺部とが円弧部等を介することなく直接連なっていてもよい。
（３）内周リップ、外周リップの有無、形状、個数及び配置は任意である。
（４）ゴム栓カバーの有無、形状は任意である。
（５）ゴム栓は、前後非対称の形状であってもよい。その場合、電線挿通孔の後端内周面のみが端子挿入部として開口される。
（６）端子金具は前部に雄タブを有する雄型端子金具であってもよい。

本発明の実施形態１のコネクタにおいて、ゴム栓に端子金具を挿入する前の状態を示す部分側断面図である。 ゴム栓の背面図である。 コネクタハウジングの組付け凹部にゴム栓を挿入した状態を示す背面図である。 コネクタハウジングのタワー部にゴム栓カバーを被せ付けた状態を示す背面図である。 組付け状態におけるゴム栓の部分拡大側断面図である。 （Ａ）弾性変形前と変形後の電線挿通孔の状態を示す拡大背面図である。（Ｂ）比較例において、弾性変形前の変形後の電線挿通孔の状態を示す拡大背面図である。 実施形態２において、ゴム栓に端子金具を挿入する前の状態を示す部分側断面図である。 ゴム栓の背面図である。 コネクタハウジングの組付け凹部にゴム栓を挿入した状態を示す背面図である。 コネクタハウジングのタワー部にゴム栓カバーを被せ付けた状態を示す背面図である。 弾性変形前と変形後の電線挿通孔の状態を示す拡大背面図である。

符号の説明

１０…コネクタハウジング
１５…組付け凹部
３０…端子金具
３１…箱部
５０、５０Ｂ…ゴム栓
５１…長辺部
５２…短辺部
５５、５５Ｂ…電線挿通孔
５７…端子挿入部
７０…ゴム栓カバー
９０…電線

Claims (5)

1. 長手方向の相対向する２つの長辺部と短手方向の相対向する２つの短辺部とを有し、コネクタハウジングの後面に形成された組付け凹部に対して前記長辺部と前記短辺部とを弾性変形させつつ圧入され、かつ前記コネクタハウジング内に収容された端子金具に接続されて後方へ引き出される電線の外周面に密着可能な電線挿通孔を有するゴム栓であって、
   前記電線挿通孔の後端内周面は、前記端子金具を挿入可能な端子挿入部として開口され、少なくとも前記端子挿入部が、弾性変形前の状態で前記長手方向に短く前記短手方向に長い断面形状をなしていることを特徴とするゴム栓。
2. 前記電線挿通孔の内周面は、前後方向の全長に亘って、弾性変形前の状態で前記長手方向に短く前記短手方向に長い断面形状をなしている請求項１記載のゴム栓。
3. 前記電線挿通孔の内周面のうち前記端子挿入部のみが、弾性変形前の状態で前記長手方向に短く前記短手方向で長い断面形状をなしている請求項１記載のゴム栓。
4. 前後方向の中央を中心として前後対称に形成されている請求項１ないし３のいずれか１項記載のゴム栓。
5. 電線の端末に接続される端子金具と、前記端子金具が後方から挿入されるコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングの後面に開口された組付凹部に挿入され、かつ前記電線の外周面に密着可能な電線挿通孔を有するゴム栓とを備えた防水コネクタであって、
   前記ゴム栓は、長手方向の相対向する２つの長辺部と短手方向の相対向する２つの短辺部とを有し、前記組付け凹部に対して前記長辺部と前記短辺部とを弾性変形させつつ圧入されるようになっており、
   前記電線挿通孔の後端内周面は、前記端子金具を挿入可能な端子挿入部として開口され、少なくとも前記端子挿入部が、前記ゴム栓の弾性変形前の状態で前記長手方向に短く前記短手方向に長い断面形状をなしていることを特徴とする防水コネクタ。

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