JP2013114981A - コネクタ、及び、コネクタのポッティング材充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性の確保と共に小型化、低コスト化を図ることができるコネクタ等を提供する
【解決手段】コネクタハウジング２内に端子が収容される端子収容室３が設けられ、端子収容室３にポッティング材が充填されたポッティング充填部９が設けられ、ポッティング充填部９によって端子収容室３のシールを行うコネクタ１であって、ポッティング充填部９は、ポッティング材の充填量と所定の環境条件下でポッティング充填部９内に発生する応力との関係を示す発生応力特性と、ポッティング材の充填量とポッティング充填部９の境界面での剥離強度との関係を示す剥離強度特性とに基づき、発生応力より剥離強度が大きくなる範囲でポッティング材の充填量が設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタハウジング内をポッティング材でシールするコネクタ、及び、コネクタのポッティング材充填方法に関する。

例えば、車両用自動変速機ケース（ＡＴケース）に装着され、自動変速機ケース内の電機部品と外部の電子コントロールユニット（ＥＣＵ）との電気接続に利用されるコネクタがある。かかるコネクタにあっては、自動変速機ケース内からのオイルが外部に漏れ出ないようにコネクタハウジング内のシール性を確保する必要がある。シール性の確保をコネクタハウジング内にポッティング材を充填することによって行ったコネクタが従来より種々提案されている（特許文献１〜３）。

図５には、この種のコネクタの第１従来例が示されている。図５において、コネクタ５０は、自動変速機ケース６０のコネクタ装着穴６１に装着されている。コネクタ５０は、内部に端子収容室５２が設けられたコネクタハウジング５１と、端子収容室５２に配置されたインナープレート５３と、インナープレート５３に保持された端子５４とを備えている。端子収容室５２は、一方側がコネクタ嵌合口５５に、他方側が電線引出口５６にそれぞれ開口されている。端子収容室５２の電線引出口５６側には、ゴム栓５７が装着されている。端子収容室５２内のインナープレート５３、端子５４等を収容された箇所には、ポッティング材の充填によるポッティング充填部５８が設けられている。

電線引出口５６の隙間より端子収容室５２に入り込んだオイルは、ポッティング充填部５８によって端子収容室５２を通って自動変速機ケース６０の外部に漏れ出ることが阻止される。

図６には、コネクタ７０の第２従来例が示されている。図６において、コネクタ７０は、自動変速機ケース６０のコネクタ装着穴６１に装着されている。コネクタ７０は、コネクタハウジング７１と、このコネクタハウジング７１内に収容される端子７２とを備えている。コネクタハウジング７１には、中央仕切壁７１ａを境として一対の端子収容室７３，７４が設けられている。中央仕切壁７１ａには端子装着穴７５が設けられている。端子７２は、端子装着穴７５に貫通されている。貫通された端子７２は、その両端側が一対の端子収容室７３，７４に突出している。自動変速機ケース６０の外部に配置される一方の端子収容室７３には、ポッティング材の充填によるポッティング充填部７６が設けられている。

他方の端子収容室７４に入り込んだオイルは、端子装着穴７５を通って一方の端子収容室７３に入り込もうとするが、ポッティング充填部７６によって堰き止められるため、他方の端子収容室７３を通って外部に漏れ出ることが阻止される。

特開２００１−１２６８０２号公報 特開２００６−２２８６８３号公報 特開２００２−２７０２８３号公報

しかしながら、前記各従来例では、コネクタハウジング５１，７１内にポッティング材を充填し、その製品のシール性を評価して性能確認を行うのが通常であった。従って、コネクタ５０，７０のシール性は、ポッティング材の性能に大きく依存し、ポッティング材の充填量について配慮されていなかった。そのため、ポッティング材の過剰な充填によって、コネクタの大型化、高コスト化を招来する原因となっていた。

近年、コネクタ５０，７０のシール性の確保と共に小型化、低コスト化の要求も高まってきており、このような要求に対応できるコネクタが要請されている。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、シール性の確保と共に小型化、低コスト化を図ることができるコネクタ、及び、コネクタのポッティング材充填方法を提供することを目的とする。

本発明は、コネクタハウジング内に端子が収容される端子収容室が設けられ、前記端子収容室にポッティング材が充填されたポッティング充填部が設けられ、前記ポッティング充填部によって前記端子収容室のシールを行うコネクタであって、前記ポッティング充填部は、前記ポッティング材の充填量と所定の環境条件下で前記ポッティング充填部内に発生する応力との関係を示す発生応力特性と、前記ポッティング材の充填量と前記ポッティング充填部の境界面での剥離強度との関係を示す剥離強度特性とに基づき、発生応力より剥離強度が大きくなる範囲で前記ポッティング材の充填量が設定されていることを特徴とするコネクタである。

他の本発明は、コネクタハウジング内に端子が収容される端子収容室が設けられ、前記端子収容室へのポッティング材の充填によって前記端子収容室のシールを行うコネクタのポッティング材充填方法であって、前記ポッティング材の充填量と所定の環境条件下で前記ポッティング材内に発生する応力との関係を示す発生応力特性と、前記ポッティング材の充填量と前記ポッティング材の境界面での剥離強度との関係を示す剥離強度特性を求め、前記ポッティング材は、前記発生応力特性と前記剥離強度特性に基づき発生応力より剥離強度が大きくなる範囲で充填量が設定されていることを特徴とするコネクタのポッティング材充填方法である。

本発明によれば、ポッティング充填部は、そのポッティング材の充填量が発生応力特性と剥離強度特性に基づき、発生応力より剥離強度が大きくなる範囲で決定されるため、シール性を確保しつつ充填量を必要最小限に抑えた量に設定できる。以上より、コネクタのシール性の確保と共に小型化、低コスト化を図ることができる。

本発明の一実施形態を示し、コネクタの断面図である。 本発明の一実施形態を示し、ポッティング材の充填長さ（充填量）と所定の環境条件下でポッティング充填部内に発生する発生応力との関係を示す発生応力特性線図と、ポッティング材の充填長さ（充填量）とポッティング充填部の剥離強度との関係を示す剥離強度特性線図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）はポッティング材の充填長さ（充填量）とポッティング充填部内に所定の環境条件下で発生する発生応力との関係を算出方法を説明する斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 本発明の一実施形態を示し、ポッティング材の充填長さ（充填量）とポッティング充填部の剥離強度との関係を示す剥離強度特性である。 本発明の第１従来例に係るコネクタの断面図である。 本発明の第２従来例に係るコネクタの断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るコネクタ１である。図１において、コネクタ１は、自動変速機ケース１０のコネクタ装着穴１１に装着されている。コネクタ１の外周とコネクタ装着穴１１の周面との間には、Ｏリング１２が介在されている。

コネクタ１は、内部に端子収容室３が設けられたコネクタハウジング２と、端子収容室３に配置されたインナープレート４と、インナープレート４に保持された端子（図示せず）とを備えている。端子収容室３は、一方側がコネクタ嵌合口６に、他方側が電線引出口７にそれぞれ連通している。コネクタ嵌合口６は自動変速機ケース１０の外部に開口し、電線引出口７は自動変速機ケース１０の内部に開口している。

端子収容室３の電線引出口７側には、ゴム栓８が装着されている。ゴム栓８には、電線挿通穴（図示せず）が設けられている。電線挿通穴を通って端子（図示せず）に接続された電線（図示せず）が自動変速機ケース１０内に引き出されている。端子収容室３の端子やインナープレート４が収容された箇所には、ポッティング材（例えばエポキシ樹脂）の充填によるポッティング材充填部９が設けられている。

ポッティング材充填部９は、図２に示すように、ポッティング材の充填長さ（充填量）と所定の環境条件下でポッティング充填部９内に発生する応力との関係を示す発生応力特性と、ポッティング材の充填長さ（充填量）とポッティング充填部９の境界面での剥離強度に基づき、発生応力より剥離強度が大きくなる範囲でポッティング材の充填長さ（充填量）Ｌが設定されている。具体的には、発生応力特性線と剥離強度特性線の交点（充填長さがほぼ１４ｍｍ）を基準として、発生応力より剥離強度が少しだけ大きくなる充填長さ（充填量）Ｌに設定されている。

図２において、発生応力特性線と剥離強度特性線の交点（充填長さがほぼ１４ｍｍ）を基準とし、これより充填長さＬの小さい範囲が剥離範囲であり、充填長さＬの大きい範囲が非剥離範囲である。

上記の発生応力特性は、応力シミュレーション（有限要素法による解析）により求めた。つまり、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、有底の円筒ケース（コネクタハウジング２に相当）２０内にエポキシ樹脂（ポッティング材）２１を充填し、ブッシュ（ゴム栓８に相当）２２で閉塞する。エポキシ樹脂（ポッティング材）２１の充填長さ（５〜３０ｍｍ）を変化させ、低温状態（所定の環境条件下）で熱収縮させた時の応力変化（変形中心位置の変化）を計算式によって算出した。

上記の剥離強度特性は、テストピース２５による実測より求めた。つまり、図４に示すように、短冊状の２枚のテストピース２５をポッティング材（エポキシ樹脂）２１で接着し、その接着長さ（充填長さに相当）を変化（５〜３０ｍｍ）させ剥離荷重を求めた。

上記したコネクタ１によれば、ポッティング樹脂部９の充填長さＬがポッティング材の充填量と所定の環境条件下でポッティング材内に発生する応力との関係を示す発生応力特性と、ポッティング材の充填量とポッティング材の境界面での剥離強度との関係を示す剥離強度特性とに基づき、発生応力より剥離強度が大きくなる範囲で決定されている。従って、ポッティング充填部９が例えば低温状態での熱収縮に起因する発生応力によってコネクタハウジング２との境界面で剥離することがないため、ポッティング充填部９によってシール性を確保できる。そして、ポッティング材の充填量（充填長さ）が発生応力特性と剥離強度特性に基づき決定されるため、シール性を確保する上で必要最小限の充填量に設定できる。以上より、コネクタ１のシール性の確保と共に小型化、低コスト化を図ることができる。

ポッティング充填部９の発生応力特性と剥離強度特性は、選定されるポッティング材の種類によって異なるので、選定されたポッティング材に応じて必要最小限の充填量に設定できる。

前記実施形態では、発生応力特性は、応力シミュレーション（有限要素法による解析）により求めたが、これ以外の方法によって求めても良いことはもちろんである。

前記実施形態では、剥離強度特性は、テストピースによる実測より求めたが、これ以外の方法によって求めても良いことはもちろんである。

前記実施形態では、ポッティング材は、エポキシ樹脂であるが、エポキシ樹脂以外のシール材料であっても良いことはもちろんである。

前記実施形態のコネクタ１は、車両用自動変速機ケース（ＡＴケース）に装着され、自動変速機ケース内の電機部品と外部の電子コントロールユニット（ＥＣＵ）との電気接続に利用されているが、防水性等が要求される種々の箇所に適用可能であることはもちろんである。

１ コネクタ
２ コネクタハウジング
３ 端子収容室
９ ポッティング充填部

Claims (4)

1. コネクタハウジング内に端子が収容される端子収容室が設けられ、前記端子収容室にポッティング材が充填されたポッティング充填部が設けられ、前記ポッティング充填部によって前記端子収容室のシールを行うコネクタであって、
   前記ポッティング充填部は、前記ポッティング材の充填量と所定の環境条件下で前記ポッティング充填部内に発生する応力との関係を示す発生応力特性と、前記ポッティング材の充填量と前記ポッティング充填部の境界面での剥離強度との関係を示す剥離強度特性とに基づき、発生応力より剥離強度が大きくなる範囲で前記ポッティング材の充填量が設定されていることを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１記載のコネクタであって、
   前記ポッティング充填部は、発生応力より剥離強度が少しだけ大きくなる前記ポッティング材の充填量に設定されていることを特徴とするコネクタ。
3. コネクタハウジング内に端子が収容される端子収容室が設けられ、前記端子収容室へのポッティング材の充填によって前記端子収容室のシールを行うコネクタのポッティング材充填方法であって、前記ポッティング材の充填量と所定の環境条件下で前記ポッティング材内に発生する応力との関係を示す発生応力特性と、前記ポッティング材の充填量と前記ポッティング材の境界面での剥離強度との関係を示す剥離強度特性を求め、
   前記ポッティング材は、前記発生応力特性と前記剥離強度特性に基づき発生応力より剥離強度が大きくなる範囲で充填量が設定されていることを特徴とするコネクタのポッティング材充填方法。
4. 請求項３に記載のコネクタのポッティング材充填方法であって、
   前記ポッティング材は、発生応力より剥離強度が少しだけ大きくなる充填量としたことを特徴とするコネクタのポッティング材充填方法。

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