JP2014093176A

JP2014093176A - オートマチックトランスミッション用コネクタ

Info

Publication number: JP2014093176A
Application number: JP2012242468A
Authority: JP
Inventors: Fuminori Kondo; 史規近藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-19

Abstract

【課題】耐油性、耐冷熱衝撃性、及び封止性を有するオートマチックトランスミッション用コネクタを提供する。
【解決手段】オートマチックトランスミッションの内外の回路を接続するためのオートマチックトランスミッション用コネクタにおいて、電子制御ユニットとの接続に用いる端子１と、端子１を収容するハウジング３０と、ハウジング３０内を封止する封止材５０とを備え、ハウジング３０は、耐熱性及び耐油性を有するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であり、封止材５０は、耐油性を有するエポキシ樹脂である。
【選択図】図１

Description

本発明は、オートマチックトランスミッションのミッションケース内で用いるコネクタに関し、特に、耐油性及び耐冷熱衝撃性を有するオートマチックトランスミッション用コネクタに関する。

オートマチックトランスミッションのミッションケース内には、ミッションオイルと共にソレノイド等の電気的回路が内蔵されている。ミッションケース内に内蔵されている電気的回路は、ミッションケース側壁に取り付けたオートマチックトランスミッション用コネクタを介して、ミッションケース外に設けたコントロールユニット等の制御機器に接続されている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなオートマチックトランスミッション用コネクタは、ミッションケース内のオイルが回路接続用の電線を伝わって外部に漏れないように、また、外部からの水が電線を伝わってミッションケース内に流入しないように、コネクタハウジングの内部を封止樹脂材によって封止した構成となっている（例えば、特許文献２参照。）。

従来の防水用途として使用されているコネクタハウジングの材料としては、ナイロン（ＰＡ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が用いられている。また、防水用途として使用されているコネクタ用の封止材には、シリコーン材料、ウレタン材料、エポキシ材料等が用いられている。

しかしながら、ＰＢＴは、高温高湿度の環境下で水と反応して加水分解してしまうため、空気や液体の封止ができなくなる。ＰＡは、給水して寸法変化や強度低下を起こしてしまうため、空気や液体の封止ができなくなる。一方、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）は、上記のような水と反応して分解や寸法変化を起こすことは無いが、耐油性が良いため、封止材をはじいてしまい界面の接着力が低くなり、剥離を起こしてしまう。シリコーン材料では、油分を吸収し、膨潤してしまうため封止部の寸法が合わなくなり空気や液体の封止ができなくなる。また、ウレタン材料は、水と反応して加水分解や空気中の窒素酸化物、紫外線等の影響で分解されるため封止材が劣化し空気や液体の封止ができなくなる。エポキシ樹脂は、耐油性が良いためオートマチックトランスミッション用コネクタの構成部材との接着力が低く空気や液体の封止ができなくなる。

特許第３４４０７１１号公報特許第４５８３９６３号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、耐油性、耐冷熱衝撃性、及び封止性を有するオートマチックトランスミッション用コネクタを提供することを目的とする。

本願発明の一態様によれば、オートマチックトランスミッションの内外の回路を接続するためのオートマチックトランスミッション用コネクタにおいて、電子制御ユニットとの接続に用いる端子と、端子を収容するハウジングと、ハウジング内を封止する封止材とを備え、ハウジングは、耐熱性及び耐油性を有するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であり、封止材は、耐油性を有するエポキシ樹脂であるオートマチックトランスミッション用コネクタであることを要旨とする。

本発明によれば、耐油性、耐冷熱衝撃性、及び封止性を有するオートマチックトランスミッション用コネクタを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るオートマチックトランスミッション用コネクタの平面概念図である。測定雰囲気温度を１５０℃とし、０〜６００時間経過後のＰＰＳとエポキシ樹脂との引張接着強さのを示すグラフである。

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係るオートマチックトランスミッションの内外の回路を接続するためのオートマチックトランスミッション用コネクタは、図１に示すように、電子制御ユニットのコネクタ（図示せず）と嵌合接続するコネクタにおいて、電子制御ユニットとの接続に用いる端子２４と、端子２４を収容するハウジング３０と、ハウジング３０内を封止する封止材５０とを備える。

電線１は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）等からなる芯線１０と、芯線１０の外周を樹脂等で被覆する絶縁被覆材１２とを備える。電線１の端末部は、端子２４を接続するために芯線１０が露出した状態となっている。

端子２４は、断面Ｕ字状の導体加締部２０と被覆加締部２２とが設けられている。導体加締部２０で芯線１０を加締め、被覆加締部２２で絶縁被覆材１２を加締めることで、端子２４と電線１とが接続される。端子２４は、の線膨張係数が２０ｐｐｍ程度の材料を用いる。

ハウジング３０としては、耐熱性及び耐油性を有するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）を用いる。

封止材５０は、ハウジング３０内に保持される第１インナーハウジング３２と第２インナーハウジング４０との間に注型される。第１インナーハウジング３２及び第２インナーハウジング４０としては、ハウジング３０内で封止材５０を封止可能なゴム等の材料を用いる。

封止材５０は、流動性があり、加温することで粘度が低下する材料である。封止材５０の−４０℃〜１５０℃の間の線膨張係数が２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。封止材５０の線膨張係数の下限値は、ハウジング３０及び端子２４との線膨張係数差を考慮すると１５ｐｐｍ程度となる。しかし、ハウジング３０及び端子２４の線膨張係数が低くなれば、封止材５０の線膨張係数も併せて１５ｐｐｍ以下であっても構わない。

封止材５０としては、エポキシ、ウレタン、シリコーン、アクリレートの少なくともいずれかを含む材料であって、オートマチックオイル（ＡＴＦ）、ギヤオイル、ガソリン、軽油等に熔解しない耐油性を有するものを用いる。

（引張接着強さ）
ハウジング３０にはガラス繊維や無機フィラーで強化した良接着グレードのＰＰＳを用いて、封止材５０には耐油性及び耐冷熱衝撃性を有するエポキシ樹脂を用いることで、ハウジング３０と封止材５０との接着性を向上させる。ハウジング３０と封止材５０との引張接着強さは、応力計算によると１．５ＭＰａ以上あれば良く、２ＭＰａ以上であれば更に好ましい。以下に、ハウジング３０と封止材５０との引張接着強さ（JIS K 6849 準拠）の検証を示す。

試料片（６３×１２．５×３．２ｍｍ）として良接着グレードＰＰＳ（6565A7；ポリプラスチックス製）に封止材５０のエポキシ樹脂（エポキシ樹脂は主剤にビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂、硬化剤にテトラヒドロメチル無水フタル酸を混合したエポキシ樹脂）を塗布し、ＰＰＳとエポキシ樹脂との引張接着強さ（接着強度）を測定した。比較対象の試料片として、ガラス繊維強化グレードＰＰＳ（1140A6；ポリプラスチックス製）を用いた。

測定雰囲気温度２３℃の初期時では、ガラス繊維強化グレードＰＰＳの場合は、０．４ＭＰａであったが、良接着グレードＰＰＳの場合は、５．９ＭＰａである。測定雰囲気温度を１５０℃とし、０〜６００時間経過後のＰＰＳとエポキシ樹脂との引張接着強さの測定結果を図２に示す。図２のグラフより、良接着グレードＰＰＳの場合は、１５０℃の雰囲気で６００時間経過させた長期耐熱後においても、引張接着強さは６ＭＰａ以上である。このことから、良接着グレードＰＰＳとエポキシ樹脂との引張接着強さは、長期耐熱後も熱劣化せずに、好ましいとする引張接着強さ条件の２ＭＰａ以上よりも高いレベルである６ＭＰａ以上を保ち続ける。一方、ガラス繊維強化グレードＰＰＳの場合は、１５０℃の雰囲気で６００時間経過させた長期耐熱後において、好ましいとする引張接着強さ条件の２ＭＰａ以下であるので適さない。

（体積変化率）
エポキシ樹脂の体積変化率は、気密性、接着性等を維持するために０．５％未満であることが好ましい。以下に、エポキシ樹脂の体積変化率についての検証を示す。

良接着グレードＰＰＳ（6565A7；ポリプラスチックス製）に封止材５０のエポキシ樹脂（エポキシ樹脂は主剤にビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂、硬化剤にテトラヒドロメチル無水フタル酸を混合したエポキシ樹脂）を塗布した試料片と、ガラス繊維強化グレードＰＰＳ（1140A6；ポリプラスチックス製）に封止材５０のエポキシ樹脂を塗布した比較対象の試料片をそれぞれ１５０℃のオートマチックオイル（ＡＴＦオイル）に浸漬させて、それぞれの体積変化率を測定する。１０００時間浸漬させた後の体積変化率は、良接着グレードＰＰＳ及びガラス繊維強化グレードＰＰＳが０．０％であり、エポキシ樹脂が最大で０．１％であった。したがって、良接着グレードＰＰＳ、ガラス繊維強化グレードＰＰＳ、及びエポキシ樹脂は、ＡＴＦオイルを吸収等することにより体積変化を起こす材料ではないので、オイルに対して耐性がある耐油性を有する材料であることが分かる。

（冷熱衝撃試験）
ハウジングの気密性は、冷熱衝撃試験を実施した後に３０ｋＰａ以上を確保することが好ましい。以下に、ハウジングの気密性についての検証を示す。

良接着グレードＰＰＳ（6565A7；ポリプラスチックス製）とガラス繊維強化グレードＰＰＳ（1140A6；ポリプラスチックス製）をそれぞれ用いて、封止材５０として共通のエポキシ樹脂（エポキシ樹脂は主剤にビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂、硬化剤にテトラヒドロメチル無水フタル酸を混合したエポキシ樹脂）を用い、２種のオートマチックトランスミッション用コネクタを作成した。そして、２種のオートマチックトランスミッション用コネクタに対して、冷熱衝撃試験（JIS C 0025 準拠）を実施した。冷熱衝撃試験とは、テストエリアに高温空気と低温空気を交互に送り込み熱衝撃を与える試験である。冷熱衝撃試験（サーマルショック試験）後のオートマチックトランスミッション用コネクタに３０ｋＰａの圧力をかけ、気密性の合否を判定した。具体的には、それぞれ５個のサンプルに対してサーマルショックサイクル数を３００ｃｙｃ，５００ｃｙｃ，６００ｃｙｃで行った後に３０ｋＰａの圧力をかけてコネクタ内に気密性が保たれていれば、気密性が３０ｋＰａ以上確保していると判断する。全てのサンプルでコネクタ内に気密性が保たれていれば「○」評価、気密性が保たれていないサンプルがある場合には「×」評価とする。結果を表１に示す。

表１より、良接着グレードＰＰＳを用いたオートマチックトランスミッション用コネクタは、３００サイクル、５００サイクル、６００サイクルにおいて気密性を確保することができた。一方、ガラス繊維強化グレードＰＰＳを用いたオートマチックトランスミッション用コネクタは、６００サイクルで５個のうち２個の気密性を保つことができていないサンプルがあり、「×」評価であった。したがって、ガラス繊維強化グレードＰＰＳを用いたオートマチックトランスミッション用コネクタは、６００サイクル以上では気密性を保つことができなかった。したがって、気密性を保つという観点から考慮する場合には、良接着グレードＰＰＳを用いたオートマチックトランスミッション用コネクタが好ましい。

本発明の実施の形態に係るオートマチックトランスミッション用コネクタによれば、封止材５０にエポキシ樹脂を用いているので、耐油性を確保することができ、ＡＴＦオイルがある状況下でも使用に耐えることができる。エポキシ樹脂は、主剤にビスフェノール系を用い、硬化剤に酸無水物系を用いることで耐熱性を向上させることができる。

なお、エポキシ樹脂は主剤にビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂を使用し、硬化剤は酸無水物系硬化剤を使用する。酸無水物系硬化剤は、芳香族酸無水物、環状脂肪族酸無水物、脂肪族酸無水物が挙げられる。これらは、１種単独でも２種類以上組み合わせても使用することができる。芳香族酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸等を用いることができる。環状脂肪族酸無水物には、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、及びメチルヘキサヒドロ無水フタル酸等を用いることができる。脂肪族酸無水物は、無水コハク酸等を用いることができる。これらの中でも、環状脂肪族酸無水物は、エポキシ樹脂用硬化剤として最も一般的なため、本発明の方法においては、酸無水物系硬化剤として環状脂肪族酸無水物を使用することが望ましい。

また、本発明の実施の形態に係るオートマチックトランスミッション用コネクタによれば、ハウジング３０にＰＰＳを用いているので、耐油性を確保することができ、ＡＴＦオイルがある状況下でも使用に耐えることができる。ＰＰＳは直鎖型、架橋型が挙げられる。これらはどちらのＰＰＳも仕様できる。これらの中でもハウジングには重合段階で高分子量化された直鎖型が望ましい。更に、ハウジング３０として良接着グレードのＰＰＳを用いることで、エポキシ樹脂の封止材５０とハウジング３０との間の接着性が向上し、オートマチックトランスミッション用コネクタの封止性、気密性が長期に渡り維持することができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。

例えば、実施の形態におけるオートマチックトランスミッション用コネクタとして、図１を用いて示したが、形状はこれらに限られず、他の形状であっても構わない。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１…電線
１０…芯線
１２…絶縁被覆材
１４…端部
２０…導体加締部
２２…被覆加締部
２４…端子
３０…ハウジング
３２…第１インナーハウジング
３５…端子収容部
４０…第２インナーハウジング
５０…封止材

Claims

オートマチックトランスミッションの内外の回路を接続するためのオートマチックトランスミッション用コネクタにおいて、
前記電子制御ユニットとの接続に用いる端子と、
前記端子を収容するハウジングと、
前記ハウジング内を封止する封止材
とを備え、前記ハウジングは、耐熱性及び耐油性を有する良接着グレードポリフェニレンスルフィドであり、
前記封止材は、耐油性を有するエポキシ樹脂であることを特徴とするオートマチックトランスミッション用コネクタ。
前記ハウジングは、ガラス繊維や無機フィラーで強化した耐熱性及び耐油性を有する良接着グレードのポリフェニレンスルフィドであることを特徴とする請求項１に記載のオートマチックトランスミッション用コネクタ。
前記封止材は、主剤にピスフェノール系を用い、硬化剤に酸無水物系を用いた耐熱性及び耐油性を有するエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のオートマチックトランスミッション用コネクタ。
前記良接着グレードポリフェニレンスルフィド及び前記エポキシ樹脂の引張接着強さは、１５０℃の雰囲気で５００時間経過した後に２ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載のオートマチックトランスミッション用コネクタ。
前記ハウジングの気密性は、冷熱衝撃試験を実施した後に３０ｋＰａ以上を確保することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のオートマチックトランスミッション用コネクタ。
前記良接着グレードポリフェニレンスルフィド及び前記エポキシ樹脂の体積変化率は、１５０℃のＡＴＦオイルに１０００時間浸漬した後に０．５％未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のオートマチックトランスミッション用コネクタ。