JP2014032785A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材と中継端子との接合面やシール部材とコネクタハウジングとの接合面の密着不良を抑制し、所望のシール性が得られるようにする。
【解決手段】筒状側壁２１の内部空間における機器内側と機器外側とが当該内部空間の中央部に形成される仕切り壁２２により仕切られるコネクタハウジング２、を成形する成形型を用いる。この成形型内に、箱状の隔壁７１，７２による中空部７３を有し仕切り壁２２内に埋設されるケース７と、仕切り壁２２，ケース７の中空部７３を貫通し両端がそれぞれ機器内側２３，機器外側２４に突出する少なくとも一つの中継端子３と、を配置してコネクタハウジング２を型成形する。ケース７の中空部７３には予め弾性シール部材４が圧縮して充填され、その弾性シール部材４に前記中継端子３が貫通する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタであって、例えば各種機器の隔壁に貫装されて当該機器内外の配線を接続するコネクタに関するものである。

例えば、自動車のエンジンルーム，オートマチックトランスミッション，燃料タンク等の各種機器の隔壁に貫装（コネクタ用の貫通孔に貫装）され当該機器内外の配線を接続するコネクタとして、防水性，防油性等のシール性を有するものが知られている。このようなシール構造のコネクタの一例としては、そのコネクタを構成するコネクタハウジングや中継端子（ターミナル）等が、型成形（インサート成形等）により一体化され、機器内外が連通しないようにシールした構造が挙げられる。

コネクタハウジングにおいては、筒状側壁の内部空間における機器内側と機器外側とが当該内部空間の中央部に形成された仕切り壁により仕切られた構造であり、中継端子が、仕切り壁を貫通して筒状側壁の軸心方向に沿って延在し両端がそれぞれ前記内部空間における機器内側，機器外側に突出するように配置（少なくとも一つ配置）される。

仕切り壁と中継端子との接合面（貫通面）においては、少なからず隙間が形成されて機器内外が連通（例えば毛細管現象により機器内側の液体が流出）し得るため、図７に示すように、コネクタハウジング５０の仕切り壁５１の表面（図７中では機器外側の表面）をシール材料で層状に被覆（例えば筒状側壁の機器外側開口の方向から注入）し固化して被覆シール部材５２を形成し、その被覆シール部材５２に中継端子５３を貫通させてシールする手法が採られている。また図８に示すように、予め形成されたシール部材５４をインサート部品として前記仕切り壁５１内に埋設し、それら仕切り壁５１，シール部材５４に中継端子５３が貫通するように型成形する手法が知られている（例えば特許文献１〜５）。

しかしながら、シール部材と中継端子との接合面（貫通面）においても少なからず隙間が形成され得る。例えば、被覆シール部材の場合は露出しているため、外気等に曝されて劣化すると中継端子との密着不良が起こりシール性の低下につながる虞がある。また、コネクタハウジングの仕切り壁内にシール部材を埋設する手法のように、シール部材が露出しない構造であっても、そのシール部材とコネクタハウジングとの接合面（境界面）において少なからず隙間が形成、すなわち密着不良が起こり得るため、シール性が低下する虞がある。

特開平１１−１１１３８２号公報 特開平８−２５０１９３号公報 特開平８−２７９３７３号公報 特開平９−２４５８８０号公報 特開２００９−３０２０３９号公報。

本願発明者は、前記のような背景技術等に伴い、コネクタにおいて以下に示す課題があることに着目した。すなわち、コネクタハウジングの仕切り壁と中継端子との接合面をシールするシール部材においては、そのシール部材と中継端子との接合面や、シール部材とコネクタハウジングとの接合面の密着不良を抑制し、所望のシール性が得られるようにすることが課題として挙げられる。

この発明に係るコネクタは、前記の課題を解決できる創作であり、具体的に、この発明のコネクタの一態様は、機器隔壁の貫通孔に貫装されて当該機器の内外の配線を接続するコネクタであって、前記貫通孔に貫装される筒状側壁を有し、その筒状側壁の内部空間の中央部に形成された仕切り壁により当該内部空間の機器内側と機器外側とが仕切られたコネクタハウジングと、箱状の隔壁による中空部を有し前記仕切り壁内に埋設されるケースと、前記筒状側壁の軸心方向に沿って延在する端子であり前記仕切り壁，ケースの中空部を貫通し両端がそれぞれ前記内部空間における機器内側，機器外側に突出する少なくとも一つの中継端子と、が型成形により一体化されて成り、前記ケースの中空部に予め弾性シール部材が圧縮して充填され、その弾性シール部材に前記中継端子が貫通することを特徴とする。

前記ケースの隔壁は、複数個の隔壁部材から成り、それら隔壁部材により弾性シール部材を挟圧して圧縮し一体化されたものでも良い。また、前記ケースは、ケースの隔壁と、前記中継端子が貫通した弾性シール部材と、を一体化する型成形によって成り、前記ケースの隔壁の機器内側面，機器外側面のうち少なくとも何れか一方の面側であり前記中継端子から距離を隔てた位置に、当該何れか一方の面側に対向する成形型の成形面に１個以上形成された突起でありケースの型成形時に弾性シール部材における前記中継端子から距離を隔てた位置に対して圧接する突起部により、型成形痕が形成されたものでも良い。

本発明に係るコネクタによれば、弾性シール部材と中継端子との接合面、弾性シール部材とコネクタハウジングとの接合面の密着不良を抑制し、所望のシール性が得られ易くなる。

本実施形態の一例を示すコネクタの概略図（縦断面図）。 インサート部材７０を示す概略図（縦断面図）。 インサート部材７０の製造例を示す概略図（縦断面図）。 本実施形態に係るコネクタの適用例を示す概略図（縦断面図）。 インサート部材８０の製造例を示す概略図（縦断面図）。 インサート部材８０を示す概略図（縦断面図）。 一般的なコネクタの一例を示す概略図（縦断面図）。 一般的なコネクタの他例を示す概略図（縦断面図）。

本発明の実施形態に係るコネクタは、コネクタハウジングの仕切り壁と当該仕切り壁を貫通して配置される中継端子との接合面をシールする構造において、被覆シール部材を仕切り壁に対して層状に被覆して設けたり当該仕切り壁内に対して単なるシール部材を埋設するのではなく、弾性シール部材，箱状の隔壁から成るケースを適用し、その弾性シール部材を圧縮した状態でケース内の中空部に充填して、そのケースを仕切り壁内に埋設したものであって、それら仕切り壁，ケース内の弾性シール部材を中継端子が貫通するように構成したものである。

これにより、弾性シール部材はケースを介して圧縮した状態で仕切り壁内に埋設されることになり、その弾性シール部材に作用する復元力によって、弾性シール部材と当該弾性シール部材を貫通する中継端子との接合面において密着力が得られ易くなる。また、弾性シール部材とケースの隔壁内側面との接合面においても密着力が得られ易く、その状態でコネクタハウジングと一体化させることにより、弾性シール部材とコネクタハウジングとの間に隙間が形成されないように抑制できる。これら密着力により、弾性シール部材と中継端子との接合面や、弾性シール部材とコネクタハウジングとの間（ケースとの接合面）の密着不良が抑制され、所望のシール性を得ることが可能となる。

例えば従来法により被覆シール部材を形成する場合、そのシール材料が不用な箇所に付着したり、当該材料中に気泡が存在あるいは表面（液状シール材料等の表面）が傾斜した状態で固化してしまうこともあり、その被覆シール部材の中継端子，コネクタハウジングに対する密着不良や配線の接続不良等が起こる虞がある。また、例えばコネクタハウジングが温度変化により収縮，膨張等が起こる場合、そのコネクタハウジングと被覆シール部材との間の界面に隙間が生じ密着不良を起こす虞がある。一方、本実施形態のように予め形成された弾性シール部材を圧縮した状態でケース内に充填して仕切り壁内に埋設する手法によれば、前記のような密着不良，接続不良等を抑制できる。

本実施形態においては、前記のように弾性シール部材が圧縮された状態でケース内に充填されて、そのケースと共に仕切り壁内に埋設され、また中継端子が仕切り壁，ケース内の弾性シール部材を貫通し両端がそれぞれ筒状側壁の内部空間における機器内側，機器外側に突出するように一体化できる形態であれば、以下に示すようにコネクタ分野で一般的に知られている技術を適宜適用することが可能である。

弾性シール部材を圧縮した状態で仕切り壁内に埋設するには、例えば複数個の隔壁部材から成るケースを適用し、それら隔壁部材により弾性シール部材を挟圧して圧縮し、それら隔壁部材と弾性シール部材とを一体化させて仕切り壁内に埋設する構成により、達成できる。弾性シール部材，ケースには、中継端子を貫通させるための貫通孔を予め穿設しておいても良い。この場合、例えばケース用の貫通孔の孔径を中継端子の直径より大きくし、弾性シール部材用貫通孔の孔径においては中継端子の直径以下とすることが挙げられる。これにより、弾性シール部材を圧縮して弾性シール部材用貫通孔の孔径が縮小された場合、中継端子は、弾性シール部材用孔に対し挟圧されながら貫通することになり、その弾性シール部材との密着性が高められることになる。

また、ケースを型成形する場合、ケースの機器内側面，機器外側面と対向する各成形面のうち少なくとも何れか一方に対して１個以上の突起部が形成された成形型を適用し、その成形型内に対しインサート部品として弾性シール部材（および中継端子）を配置し、前記成形型の突起部を弾性シール部材における中継端子が貫通する位置の周縁側（中継端子から所定距離を隔てた位置）に圧接させて当該弾性シール部材を圧縮し、その圧縮した状態でケースを型成形することによっても、達成できる。この場合、ケースを構成する隔壁には、突起部を圧接した箇所において当該突起部の形状に応じた型成形痕が形成される。この型成形痕により、弾性シール部材の一部が露出した構造となり、例えば型成形痕を予めポッティング等により閉塞して良いが、コネクタハウジングの型成形時に当該コネクタハウジングの材料を型成形痕に注入して閉塞することも可能である。

コネクタハウジングは、目的とする機器の隔壁の貫通孔にコネクタを貫装させた状態（以下、貫装時と称する）で機器内外の配線を接続できるものであれば、種々の形態のものを適用することができる。例えば筒状側壁は、横断面形状が真円状に限定されるものではなく、機器隔壁の貫通孔や配線の形状等に応じて設計されるものである。また、筒状側壁の外周側から当該筒状側壁の径方向に突出した鍔状のフランジ部が形成された構造の場合には、そのフランジ部を単に目的とする機器の隔壁にコネクタを固定（例えば螺子締め等により固定）するために利用できるだけでなく、貫装時にコネクタを機器内側に対して埋め込み過ぎないように抑制するストッパーとして機能させることが可能となる。

仕切り壁においては、筒状側壁の内部空間における機器内側と機器外側とを仕切り当該仕切り壁内にケース（弾性シール部材が充填されたケース）が埋設されるものであって、その仕切り壁，ケース（およびケース内の弾性シール部材）に対し中継端子が貫通して、機器内外の配線の接続を妨げない形状であれば良い。

ケースにおいては、隔壁で覆われた中空部内に弾性シール部材を圧縮して充填し仕切り壁内に埋設できる構造であれば良いが、例えば弾性シール部材の復元力に耐え得る構造にすることが考えられる。

弾性シール部材においては、前記のように中継端子が貫通されるものであり、ケース内に圧縮された状態で充填されるものであれば良い。例えば、ケースと同様の形状（ケース内の中空部と同様の形状等）にすることが挙げられるが、圧縮前の形状がケースの中空部よりも大きくても（例えば肉厚が厚くても）、圧縮によって形状が縮小されケース内に充填されれば良い。

前記のようにケースを介して仕切り壁内に弾性シール部材を埋設する他に、コネクタハウジングの所望の箇所にシール部材を設けても良い。例えば、コネクタハウジングの筒状側壁の外周側で周方向に延在するシール部材用環状溝を形成し、その環状溝に対して環状シール部材を嵌合することにより、貫装時における機器内外のシール性を付与することが挙げられる。この環状溝や環状シール部材においては、前記のようにフランジ部を有する構造の場合、そのフランジ部よりも機器内側の筒状側壁に対して設けることが考えられる。例えば、貫装時に貫通孔の開口部の縁部に近接する位置に対向するように環状シール部材を設けた構造、すなわち環状シール部材がフランジ部に近接して設けられた構造であっても、その環状シール部材により貫装時に機器内外をシールできれば良い。

コネクタハウジングの成形型においては、弾性シール部材が充填されたケースを仕切り壁内に埋設するように型成形するものであって、コネクタハウジング，ケース（および弾性シール部材），中継端子を一体化できる構造であれば良く、例えば複数個の型部材から成る金型等を適用することが挙げられる。

前述のように型成形痕が形成されるケースの成形型は、その型成形時に弾性シール部材に対して圧接される突起部を有する型部材から成るものであって、この突起部により弾性シール部材を圧縮した状態でケースの隔壁を型成形できる構造であれば良い。突起部においては、仕切り壁の機器内側面，機器外側面と対向する各成形面の両方に対して備える必要はなく、各成形面のうち何れか一方に対してのみ備えられた構造であっても、前記のように弾性シール部材を圧縮することは十分可能である。なお、弾性シール部材に中継端子が貫通した状態でケースを型成形する場合には、その中継端子が機器内側，機器外側それぞれに突出した状態で型成形することになるため、例えば当該突出した中継端子が嵌入可能な孔を具備した型部材を適用し、目的とする型成形が阻害されないようにすることが考えられる。

成形型の成形面に形成される突起部は、弾性シール部材における中継端子が貫通する位置の周縁側で中継端子から所定距離を隔てた位置を圧接できる構造にすることが挙げられる。突起部が中継端子の貫通位置に隣接した位置（すなわち距離を隔てない位置）を圧接する場合、ケースの隔壁と中継端子との接合面が型成形痕により露出してしまい、中継端子と弾性シール部材との密着性も少なからず低下し得るため好ましくない。また、突起部の形状、個数，位置については、中継端子の個数，貫通位置に応じて適宜設定することができる。例えば複数個の凸状突起部が分散配置して形成された成形型を適用することにより、それら突起部を弾性シール部材に対し略均等の圧接力により圧接させて弾性シール部材を圧縮することが挙げられる。

前記のコネクタハウジング，ケース，中継端子，弾性シール部材等に適用する材料においては、例えばコネクタの分野で利用されているものであれば特に限定されないが、目的とする機器に応じた特性（絶縁性，防水性，耐候性，耐腐食性，導電性，耐衝撃性等）を付与できる材料であって、それぞれ型成形により一体化されるものが挙げられる。その具体例として、コネクタハウジング，ケースには熱硬化性樹脂等の絶縁性材料を適用したり、中継端子には銅等の導電性材料を適用することが挙げられる。弾性シール部材においては、シリコーンゴム，アクリルゴム，ウレタンゴム等の弾性材料を適用することが挙げられる。

＜実施例１＞
図１に示すように実施例１のコネクタ１０は、コネクタハウジング２に対し、中継端子３，弾性シール部材４が充填されたケース７が、型成形により一体化されたものである。このコネクタハウジング２は、筒状側壁２１を有するものであって、その筒状側壁２１の内部空間の中央部には、その内部空間を横断する方向に延在した仕切り壁２２が形成されている。この仕切り壁２２により、前記の内部空間における機器内側に位置する空間部２３と機器外側に位置する空間部２４とが、互いに分離して形成されている。筒状側壁２１の外周側の中央部には、当該筒状側壁２１の径方向に突出した鍔状のフランジ部２５が形成される。筒状側壁２１の外周側でフランジ部２５よりも機器内側には、横断面凹字状の環状溝２６が当該筒状側壁２１の周方向に沿って延設され、この環状溝２６に対して環状シール部材（Ｏリング）２７が嵌合される。

ケース７は、有底筒状の隔壁部材７１と平板蓋状の隔壁部材７２とにより覆われた中空部７３を有し、その中空部７３に弾性シール部材４が圧縮した状態で充填されて、仕切り壁２２内に埋設されている。中継端子３は、目的とする機器内外の配線を電気的に中継するピン状の端子であって、前記仕切り壁２２，弾性シール部材４が充填されたケース７を貫通して筒状側壁２１の軸心方向に沿って延在するように複数個設けられ、両端がそれぞれ仕切り壁２２から前記空間部２３，２４に突出している。

このような構成のコネクタ１０を型成形するには、まず図２に示すように弾性シール部材４が充填されたケース７に中継端子３を貫通させたインサート部材７０を形成しておく。このインサート部材７０は、例えば図３に示すように、中継端子３を貫通させるための貫通孔７１ａ，７２ａが予め形成された隔壁部材７１，７２を用意し、その隔壁部材７１，７２により構成される中空部７３内に、その中空部７３よりも肉厚（隔壁部材７１の凹状の内部空間の深さよりも肉厚）の平板状の弾性シール部材４を配置する（図３Ａ）。この弾性シール部材４においても、隔壁部材７１，７２と同様に中継端子３を貫通させるための貫通孔４１が形成されているものとする。

そして、隔壁部材７１，７２により弾性シール部材４を挟圧して圧縮し封止した後（図３Ｂ）、各貫通孔４１，７１ａ，７２ａに対し、中継端子３を当該中継端子３の中央部が各貫通孔内に位置するまで貫通させることにより、図２に示したようなインサート部材７０を得る。なお、弾性シール部材４に対し予め中継端子３を貫通させた状態で、前述のように各隔壁部材７１，７２により挟圧，圧縮し封止しても良い。また、弾性シール部材４を圧縮する前の各貫通孔４１，８１ａ，８２ａにおいては、例えば以下に示す関係式が成り立つように設定し、弾性シール部材４と中継端子３との接合面において密着性を高めることができる。
関係式；（貫通孔７１ａ，７２ａの孔径）＞（中継端子３の中央部の外径）≧（貫通孔４１の孔径）。

次に、コネクタハウジング２を形成するためのキャビティ（材料が注入される空洞）を構成する金型内にインサート部材７０を配置し、コネクタハウジング２の材料（熱硬化性樹脂等）を注入して固化する。なお、金型においては複数個の型部材から成るものを用い、仕切り壁２２を形成する箇所の型部材には、中継端子３が干渉しないようにする嵌入孔を有するもの適用する（図示省略）。そして、金型を型開きすることにより、図１に示したようにコネクタハウジング２に対しインサート部材７０が一体化、すなわち中継端子３，弾性シール部材４が充填されたケース７が一体化されたコネクタ１０が得られる。

このように型成形されたコネクタ１０においては、図４に示すように、機器の隔壁６０に穿設された貫通孔６に対して貫装して用いられ、空間部２３，２４に対して機器内外の各配線（図示省略）をそれぞれ嵌装し、中継端子３を介して各配線を互いに導通させる。この貫装時において、環状シール部材２７が貫通孔６の内壁面６１と対向して位置し、その内壁面６１に対し環状シール部材２７が圧接した状態にすることにより、機器内外のシール性が得られる。隔壁６０の機器外側面６２に係合されるフランジ部２５は、例えば螺子等の締め付け手段（図示省略）を用いて固定しても良い。

＜実施例２＞
実施例２は、インサート部材７０の替わりに、図５，図６に示すように型成形によって成るインサート部材８０を用いたものである。このインサート部材８０は、まず、予め形成された弾性シール部材４の各貫通孔４１に対し、中継端子３を当該中継端子３の中央部が貫通孔４１内に位置するまで貫通させて、端子ユニット８を形成する。また、インサート部材８０を型成形する成形型として、図５に示すようにケース７の隔壁８１を形成するためのキャビティＣを構成する型部材９１，９２を備えた金型を用いる。この型部材９１，９２は、仕切り壁２２の機器内側，機器外側に対向する成形面９１ａ，９２ａにおける中継端子３から所定距離を隔てた位置に、複数個の凸状突起部９３が設けられている。また、中継端子３が干渉しないようにする嵌入孔９４が設けられている。

この金型内に端子ユニット８を配置し、型部材９１，９２の各突起部９３を弾性シール部材４における中継端子３から距離を隔てた位置に対し圧接して、当該弾性シール部材４を圧縮した状態でケース７の材料（熱硬化性樹脂等）をキャビティＣに注入し固化する。その後、金型を型開きすることにより、図６に示したように、ケース７の中空部７３内に圧縮された弾性シール部材４を充填、および型成形痕９４を形成したインサート部材８０が得られる。

そして、実施例１と同様にコネクタハウジング２を形成するための金型内に前記インサート部材８０を配置し、コネクタハウジング２の材料（熱硬化性樹脂等）を注入して固化することにより、実施例１同様のコネクタ（図示省略）が得られる。なお、実施例２によるコネクタは、その型成形の際、型成形痕９４に対してもコネクタハウジング２の材料を注入させることにより、その型成形痕９７を閉塞することが可能である。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

１０…コネクタ
２…コネクタハウジング
２１…筒状側壁
２２…仕切り壁
２３，２４…空間部
３…中継端子
４…弾性シール部材
４１，７１ａ，７２ａ…貫通孔
７…ケース
７０，８０…インサート部材
７１，７２…隔壁部材（ケース）
７３…中空部
８…端子ユニット
８１…隔壁（ケース）
９３…突起部
９４…型成形痕

Claims (3)

1. 機器隔壁の貫通孔に貫装されて当該機器の内外の配線を接続するコネクタであって、
   前記貫通孔に貫装される筒状側壁を有し、その筒状側壁の内部空間の中央部に形成された仕切り壁により当該内部空間の機器内側と機器外側とが仕切られたコネクタハウジングと、
   箱状の隔壁による中空部を有し前記仕切り壁内に埋設されるケースと、
   前記筒状側壁の軸心方向に沿って延在する端子であり前記仕切り壁，ケースの中空部を貫通し両端がそれぞれ前記内部空間における機器内側，機器外側に突出する少なくとも一つの中継端子と、
   が型成形により一体化されて成り、
   前記ケースの中空部に予め弾性シール部材が圧縮して充填され、その弾性シール部材に前記中継端子が貫通することを特徴とするコネクタ。
2. 前記ケースの隔壁は、複数個の隔壁部材から成り、それら隔壁部材により弾性シール部材を挟圧して圧縮し一体化されることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 前記ケースは、ケースの隔壁と、前記中継端子が貫通した弾性シール部材と、を一体化する型成形によって成り、
   前記ケースの隔壁の機器内側面，機器外側面のうち少なくとも何れか一方の面側であり前記中継端子から距離を隔てた位置に、当該何れか一方の面側に対向する成形型の成形面に１個以上形成された突起でありケースの型成形時に弾性シール部材における前記中継端子から距離を隔てた位置に対して圧接する突起部により、型成形痕が形成されたことを特徴とする請求項１記載のコネクタ。

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