JP2016012421A - コネクタのシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス成形品の端子金具を用いた場合にも有効なシール構造を提供する。
【解決手段】電線Ｗの端末に接続された端子金具がハウジング４０に形成された端子収容室５０に後方から挿入されて収容されるコネクタＣにおいて、電線Ｗの端末の接続部分にハウジング４０の前面側から浸水することを防ぐためのシール構造であって、端子金具が金属板のプレス成形品からなり、相手端子と接続される端子接続部１１と、電線Ｗの端末が圧着されるワイヤバレル１６Ａとインシュレーションバレル１６Ｂとからなる電線圧着部と、同電線圧着部と端子接続部１１とを連結した連結部１２と、を備えて構成され、端子金具の連結部１２には、端子収容室５０の内周面に密着するゴム製のシール体２０が連結部１２を埋設した形態で装着されている。
【選択図】図１２

Description

本明細書によって開示される技術は、コネクタのシール構造に関する。

充電用コネクタの一例として、特許第５０４４５０８号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。このものは、電線の端末に接続された端子金具と、同端子金具が収容される端子収容室を設けたハウジングとを備えている。端子金具は金属棒の切削加工品から形成され、フランジ部を挟んだ前側に相手端子と接続される電気接触部が、後側に電線の端末が圧着される電線接続部が設けられた構造であって、同端子金具は端子収容室に後方から挿入され、端子収容室の途中位置に形成された段差面にフランジ部が当たった位置で収容される。そして、フランジ部の外周に嵌着されたセンタパッキンが端子収容室における段差面の手前の内周面に密着し、また電線の端末に嵌着されたリアパッキンが端子収容室の入口の内周面に密着することによって、端子金具の電線接続部に対して前後両側から浸水することを防ぐシール構造が形成されている。

特許第５０４４５０８号公報

上記のような充電用コネクタにおいて、コスト低減等を目的として、端子金具を金属棒の切削加工品から金属板のプレス成形品に変更することが検討されている。ここで、金属棒の切削加工品ではクローズドバレル構造が採れることから、ハウジングの前側からのシール構造を構築するに当たり、上記のようにフランジ部を設けてその外周にセンタパッキンを嵌着する構造が採れるのであるが、プレス成形品の端子金具では、オープンバレル構造となるために、フランジ部の外周にセンタパッキンを嵌着する構造が採れず、その対策も併せて求められていた。
本明細書によって開示された技術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、その目的は、プレス成形品の端子金具を用いた場合にも有効なシール構造を提供するところにある。

本明細書によって開示される技術は、電線の端末に接続された端子金具がハウジングに形成された端子収容室に後方から挿入されて収容されるコネクタにおいて、前記電線の端末の接続部分に前記ハウジングの前面側から浸水することを防ぐためのシール構造であって、前記端子金具が金属板のプレス成形品からなり、相手端子と接続される端子接続部と、前記電線の端末が圧着される電線圧着部と、同電線圧着部と前記端子接続部とを連結した連結部と、を備えて構成され、前記端子金具の前記連結部には、前記端子収容室の内周面に密着するゴム製のシール体が前記連結部を埋設した形態で装着されているところに特徴を有する。

上記構成によれば、端子金具がハウジングの端子収容室に正規位置まで挿入されると、連結部に装着されたシール体が端子収容室の内周面に密着してシールされ、ハウジングの前面側からの浸水が、電線の端末の接続部分に到ることが防止される。
端子金具がプレス成形品の場合においても、ハウジングの前面側からの浸水を防ぐシール構造を構築できる。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記端子金具の前記連結部がＵ字形断面に形成されている。連結部が曲げに対して増強され、増強された連結部に対してシール体が装着されていることにより、端子収容室の内周面に対する密着性が高められ、シール性能が向上する。
（２）前記端子金具の前記連結部には、前記シール体を構成するゴム材が入る食込孔が開口されている。ゴム材が食込孔に食い込むことでシール体のずれ止めが図られ、シール性能がさらに高められる。

（３）前記端子収容室が、前記端子金具の前記端子接続部を収容する接続部収容部の後方に、同接続部収容部よりも大径であって前記端子金具の前記電線圧着部を収容可能な圧着部収容部を連ねて形成されており、前記圧着部収容部と前記接続部収容部との間に形成された段差面に、前記シール体が緊密に嵌着される嵌合凹部が凹み形成されている。
端子金具が端子収容室に挿入され、シール体が段差面に形成された嵌合凹部の端面に当たったところで、端子金具の挿入が停止されて正規位置に収容され、併せてシール体が嵌合凹部の内周面に密着することでシールが採られる。

（４）前記圧着部収容部には、前記端子金具に対する係止部を備えたスリーブが前記端子金具の前記電線圧着部を囲んだ形態で挿入可能とされ、前記スリーブの後端部には、前記電線を緊密に挿通しかつ前記圧着部収容部の内周面に密着するゴム栓が装着されており、前記ハウジングの後面には、前記スリーブの後端面に当接して抜け止めするホルダが装着されている。
電線に後方への引っ張り力が作用した場合に、端子金具が、ホルダにより抜け止めされたスリーブの係止部に係止されて停止され、端子金具の抜け止めが図られる。併せて、スリーブの後端部に装着されたゴム栓が、圧着部収容部の内周面に密着されることで、端子収容室の後方からの浸水が電線の端末の接続部分に到ることが防止される。

（５）前記端子金具の後端にはガイド羽根が形成される一方、前記スリーブの内周面には、前記ガイド羽根を挿通するガイド溝が前縁から後方に所定寸法切り込まれた形態で形成されており、前記ガイド溝の奥面が、前記ガイド羽根を突き当てて係止する前記係止部となっている。
（６）当該コネクタが、ガン状ケースの先端に装着されて車両に設けられた車両側コネクタに嵌合される充電用コネクタである。

本明細書によって開示される技術によれば、プレス成形品の端子金具を用いた場合にも有効なシール構造を提供することができる。

実施形態に係る端子金具の斜視図 シール体が一体形成された端子金具の平面図 同一部切欠側面図 スリーブの斜視図 同正面図 図５のVI−VI線断面図 端子金具にスリーブが組み付けられた状態を示す斜視図 同側面図 同正面図 図９のX−X線断面図 コネクタの正面図 図１１のXII−XII線断面図

＜実施形態＞
実施形態を図１ないし図１２に基づいて説明する。この実施形態では充電用コネクタを例示しており、ガン状ケース（図示せず）の先端に装着されて、車両に設けられた車両側コネクタに嵌合されるようになっている。
本実施形態の充電用コネクタＣ（以下、単にコネクタＣ）は５極コネクタであって、図１２に示すように、電線Ｗの端末に接続された端子金具１０と、同端子金具１０が収容されるハウジング４０と、を備えて構成されている。

端子金具１０は、２本のパワー端子、１本のアース端子及び２本の信号用端子からなり、種類によって径寸法等を異にする場合があるが、基本的な構造は同様である。以下には、信号用端子を例に採って説明する。
端子金具１０は雌端子であって、導電性に優れた金属板をプレス成形することにより、図１ないし図３に示すような形状に形成されている。

端子金具１０は、相手の車両側端子（雄端子）と接続される端子接続部１１と、連結部１２と、電線Ｗの端末が圧着される電線圧着部１５と、ガイド羽根１７とが、前方から順次に連なって形成されている。
端子接続部１１は、円筒形に回曲形成されたものであって、その先端部が絞られ、かつ複数本のすり割りが入れられることで、弾性的に拡縮径可能な接点部１１Ａが形成されている。
電線圧着部１５は、共にオープン形式のワイヤバレル１６Ａとインシュレーションバレル１６Ｂとを前後に並べて設けた形状である。

連結部１２は、端子接続部１１と電線圧着部１５とを連結するものであり、上面開放の断面Ｕ字形に形成されている。連結部１２が断面Ｕ字形をなすのは、円筒形の端子接続部１１と、オープンバレル形式の電線圧着部１５とを滑らかに連結するためであり、かつ曲げに対する増強を意図している。連結部１２は、前側の４割弱の長さ領域が、端子接続部１１の径と同じ幅寸法を持った等幅部１３Ａであり、残りの後側の領域が、後方に向けて次第に幅狭となるテーパ部１３Ｂとなっている。
図２及び図３に示すように、連結部１２の等幅部１３Ａにおける底面の後端部（テーパ部１３Ｂとの繋ぎ部分側）には、中央幅位置において食込孔１４が開口されている。
ガイド羽根１７は、基板１８の左右両端に、一対の羽根１９を斜め上向きの姿勢で形成した形状である。

ハウジング４０は合成樹脂製であって、図１１及び図１２に示すように、短寸の円柱形をなす基部４２の前面に、５本の筒部４３が所定の配置で突設されたハウジング本体４１を備えている。
ハウジング本体４１における基部４２の前端の外周には、フランジ４５が形成されている。フランジ４５の前面には、筒部４３群の外周との間に所定間隔を開けて前面開口の筒形をなすフード部４６が形成されている。フード部４６の開口縁は、図２に示すように、筒部４３の前端よりも所定寸法前方に突出している。なお、詳しくは図示しないが、同開口縁は、上部に比べて下部側が前方に突出した傾斜縁となっている。

ハウジング４０のフード部４６は、図示はしないが車両のパネルに開口された差込口に緊密に挿通され、フランジ４５が差込口の表面側の口縁に当たることで差し込みが停止され、それに伴い、フード部４６並びにハウジング本体４１の前部側（筒部４３）が、差込口の裏側に配された相手の車両側コネクタと嵌合されるようになっている。
一方、ハウジング本体４１の基部４２は、ガン状ケースの先端に嵌って取り付けられるようになっており、そのため基部４２の前端部外周には、ガン状ケースの先端開口が嵌って取り付けられる取付部４８が形成されている。

ハウジング本体４１内には、基部４２の後面から内部を貫通して各筒部４３に個別に達するようにして、前後方向に延びた５個の端子収容室５０が、図１１に示すような配置で形成されている。５個の端子収容室５０のうち、同図の上段の２個がパワー端子用であり、また、下段の３個のうち、中央の少し下がった位置のものがアース端子用、左右の２個が信号用端子用となっている。
各端子収容室５０は、収容する端子金具１０の種類に対応して径寸法等を異にする場合があるが、基本的な構造は同様である。以下には、信号用端子の端子収容室５０を例に採って説明する。

端子収容室５０は、図１２に示すように、筒部４３の内部である前半側が小径で、基部４２内を貫通している後半側が大径となった段差状に形成されている。より詳細には、小径の前半部が、端子金具１０における端子接続部１１が収容される接続部収容部５１であり、大径の後半部が、端子金具１０における電線圧着部１５が収容される圧着部収容部５２となっている。
接続部収容部５１の前端部には、内周面が縮径されることにより、相手の車両側端子が挿入される端子挿入口５１Ａが形成されている。

圧着部収容部５２には、端子金具１０における電線圧着部１５の回りに配されるスリーブ３０が挿入可能となっている。スリーブ３０は合成樹脂製であって、図４ないし図６に示すように、圧着部収容部５２の全長に匹敵する長さ寸法と、同圧着部収容部５２の内径よりも少し小さい外径寸法を有する円筒形に形成されている。
スリーブ３０の前端外周には、フランジ状をなすストッパ３１が形成されているとともに、内周面には、端子金具１０の後端に形成されたガイド羽根１７を挿通するガイド溝３２が、前縁から後方に所定寸法切り込まれた形態で形成されている。

スリーブ３０の後端部には、リング形をなすゴム栓３５が、二色成形により一体的に形成されている。ゴム栓３５の中心孔３６には、電線Ｗが密着して挿通可能となっているとともに、同ゴム栓３５の外周面が、圧着部収容部５２の後端部の内周面に密着可能となっている。ゴム栓３５は、圧着部収容部５２に対する後方からの防水機能を果たすようになっている。

一方、圧着部収容部５２に対する前方からの防水機能を果たすシール構造は、以下のようになっている。
まず、端子金具１０における連結部１２には、図２及び図３に示すように、やや肉厚の円盤状をなすゴム製のシール体２０が、インサート成形により同連結部１２を埋設した形態で一体形成されている。シール体２０は詳細には、食込孔１４の一部に掛かるような位置において、端子接続部１１の軸線上に中心を持った上記の円盤状に形成されており、シール体２０の外径は、図１２に示すように、スリーブ３０の環形の前端面の内周部が、シール体２０の後面の外周部に当接し得るような寸法となっている。

端子収容室５０における小径の接続部収容部５１と大径の圧着部収容部５２との境に形成された段差面５４には、図１２に示すように、端子金具１０の連結部１２に一体形成された上記のシール体２０が緊密に嵌着される嵌合凹部５５が形成されている。嵌合凹部５５は、シール体２０の厚さよりも少し大きい深さ寸法を有し、その後方開口縁には誘い込み用のテーパ面５６が形成されている。
このテーパ面５６からその回りの段差面５４の外周部に亘る環状面がストッパ面５７となっており、上記したスリーブ３０の前端に形成されたストッパ３１の前面が、ストッパ面５７に整合して当接可能な形状に形成されている。

ハウジング本体４１の基部４２の後端面には、スリーブ３０を抜け止めする等に機能するリアホルダ６０が装着可能となっている。リアホルダ６０は合成樹脂製であって、電線Ｗの挿通孔６２が形成された円形のホルダ基板６１の周縁から、ロック片６３が前方に向けて突出形成された概ねキャップ状に形成されている。リアホルダ６０がハウジング本体４１の基部４２の後端部に被せられ、ホルダ基板６１が基部４２の後面に当接したところで、ロック片６３が基部４２の外周面に形成されたロック突部（図示せず）に弾性的に嵌って取り付けられる。このとき、ホルダ基板６１が各スリーブ３０の後端に当たって受けることにより、各スリーブ３０の抜け止めが図られるようになっている。

続いて、本実施形態の作用を説明する。
コネクタＣは以下のような手順で組み立てられる。まず、図１に示すように形成された端子金具１０の連結部１２に対し、図２及び図３に示すように、シール体２０がインサート成形により同連結部１２を埋設した形態で一体形成される。このようなシール体２０を一体に備えた端子金具１０が、電線Ｗの端末に圧着される。具体的には、皮剥ぎ等の端末処理が施された電線Ｗにスリーブ３０が先通しされたのち、図１０に参照して示すように、電線Ｗの露出された芯線Ｗａの端末がワイヤバレル１６Ａに、絶縁被覆Ｗｂの端末がインシュレーションバレル１６Ｂにそれぞれかしめられて固着される。

そののち、端子金具１０のガイド羽根１７をガイド溝３２に挿通しつつ、スリーブ３０が端子金具１０の電線圧着部１５の回りを覆うようにして前方に移動され、ガイド羽根１７がガイド溝３２の奥面３２Ａ（本開示技術の「係止部」に相当）に当たったところで移動が停止され、図７ないし図１０に示すように、スリーブ３０がシール体２０の直後において電線圧着部１５からその後方の電線Ｗの端末の回りを覆った形態で組み付けられる。

上記のようにスリーブ３０が組み付けられた形態の端子金具１０が、ハウジング本体４１に形成された対応する端子収容室５０に後方から挿入される。図１２に示すように、スリーブ３０の前端のストッパ３１が、段差面５４に設けられたストッパ面５７に当たるまで挿入されたところで停止され、このときシール体２０が段差面５４に形成された嵌合凹部５５の奥に緊密に嵌着されるとともに、スリーブ３０の後端面が、圧着部収容部５２の後端面と整合し、スリーブ３０の後端部に一体成形されたゴム栓３５が、圧着部収容部５２の後端部に緊密に嵌着される。

全端子収容室５０に対して所定の端子金具１０が挿入されたら、ハウジング本体４１の基部４２の後端面から引き出された電線Ｗが、挿通孔６２に挿通されつつリアホルダ６０が基部４２の後方に配される。リアホルダ６０が電線Ｗに沿って前方に移動し、基部４２の後端面に被着されてロックされると、ホルダ基板６１がスリーブ３０の後端面に当たってスリーブ３０を抜け止めする。
これにより、電線Ｗに後方への引っ張り力が作用した場合には、端子金具１０のガイド羽根１７が、リアホルダ６０により抜け止めされたスリーブ３０のガイド溝３２の奥面３２Ａに当たって停止され、結果、各端子金具１０は対応する端子収容室５０内に抜け止めされて収容されることになる。

以上によりコネクタＣの組み立てが完了し、このように組み立てられたコネクタＣがガン状ケースの先端部に装着され、コネクタＣの後方に引き出された電線Ｗは、一纏めにされた上でガン状ケースの後端から引き出され、外部電源と接続される。
充電作業時には、ガン状ケースの先端に設けられたコネクタＣが、車両のパネルに開口された差込口を通して、相手の車両側コネクタと嵌合される。

ここで、ハウジング４０の前面側から浸水があった場合には、端子金具１０に一体形成されたシール体２０が、端子収容室５０の段差面５４に形成された嵌合凹部５５に緊密に嵌着されていることで、圧着部収容部５２に前方から浸水することが防がれる。一方、ガン状ケースに浸水したのち、ハウジング４０の後面側から浸水しようした場合には、圧着部収容部５２の後端部にゴム栓３５が嵌着されていることで、圧着部収容部５２に後方から浸水することが防がれる。結果、圧着部収容部５２に収容された電線圧着部１５に浸水が到ることが確実に防止される。

以上のように本実施形態では、端子金具１０の連結部１２にゴム製のシール体２０を同連結部１２を埋設した形態で一体形成し、このシール体２０を、端子収容室５０の段差面５４に設けられた嵌合凹部５５に嵌着することで、各圧着部収容部５２の前側のシールを採る構造となっている。結果、端子金具１０がプレス成形品の場合においても、ハウジング４０の前面側からの浸水を防ぐシール構造を構築することができる。

端子金具１０の連結部１２がＵ字形断面に形成されていることによって曲げに対して増強され、その増強された連結部１２に対してシール体２０が一体形成されているのであるから、嵌合凹部５５の周面に対する密着性が高められてシール性能が向上する。
また、端子金具１０の連結部１２には食込孔１４が開口されて、ゴム材が食い込んだ形態でシール体２０が一体形成されているから、シール体２０のずれ止めが図られてシール性能がさらに高められる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は、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含まれる。
（１）上記実施形態では、端子金具を端子収容室に抜け止めして収容する手段として、スリーブ、リアホルダ等を用いた場合を例示したが、ランス等の他の抜け止め手段を採用したものであってもよい。
（２）上記実施形態では、圧着部収容部の後端部をシールする手段として、スリーブにゴム栓を一体成形した場合を例示したが、他のシール手段を採用してもよい。
（３）スリーブは、端子金具の抜け止めの機能を損なわない範囲で、筒部にスリットを設ける等の形状変更を加えてもよい。
（４）上記実施形態の充電コネクタは５極のものを例示したが、極数は不問である。
（５）上記実施形態では充電用コネクタを例示したが、これに限らず、端子金具の電線圧着部にハウジングの前面側から浸水することを防止するシール構造が必要なコネクタ全般に広く適用することができる。

Ｃ…充電用コネクタ（コネクタ）
Ｗ…電線
１０…端子金具
１１…端子接続部
１２…連結部
１４…食込孔
１５…電線圧着部
１７…ガイド羽根
２０…シール体
３０…スリーブ
３２…ガイド溝
３２Ａ…（ガイド溝３２の）奥面（係止部）
３５…ゴム栓
３６…中心孔
４０…ハウジング
４１…ハウジング本体
５０…端子収容室
５１…接続部収容部
５２…圧着部収容部
５４…段差面
５５…嵌合凹部
６０…リアホルダ（ホルダ）

Claims (7)

1. 電線の端末に接続された端子金具がハウジングに形成された端子収容室に後方から挿入されて収容されるコネクタにおいて、前記電線の端末の接続部分に前記ハウジングの前面側から浸水することを防ぐためのシール構造であって、
   前記端子金具が金属板のプレス成形品からなり、相手端子と接続される端子接続部と、前記電線の端末が圧着される電線圧着部と、同電線圧着部と前記端子接続部とを連結した連結部と、を備えて構成され、
   前記端子金具の前記連結部には、前記端子収容室の内周面に密着するゴム製のシール体が前記連結部を埋設した形態で装着されているコネクタのシール構造。
2. 前記端子金具の前記連結部がＵ字形断面に形成されている請求項１に記載のコネクタのシール構造。
3. 前記端子金具の前記連結部には、前記シール体を構成するゴム材が入る食込孔が開口されている請求項２に記載のコネクタのシール構造。
4. 前記端子収容室が、前記端子金具の前記端子接続部を収容する接続部収容部の後方に、同接続部収容部よりも大径であって前記端子金具の前記電線圧着部を収容可能な圧着部収容部を連ねて形成されており、
   前記圧着部収容部と前記接続部収容部との間に形成された段差面に、前記シール体が緊密に嵌着される嵌合凹部が凹み形成されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコネクタのシール構造。
5. 前記圧着部収容部には、前記端子金具に対する係止部を備えたスリーブが前記端子金具の前記電線圧着部を囲んだ形態で挿入可能とされ、前記スリーブの後端部には、前記電線を緊密に挿通しかつ前記圧着部収容部の内周面に密着するゴム栓が装着されており、
   前記ハウジングの後面には、前記スリーブの後端面に当接して抜け止めするホルダが装着されている請求項４に記載のコネクタのシール構造。
6. 前記端子金具の後端にはガイド羽根が形成される一方、前記スリーブの内周面には、前記ガイド羽根を挿通するガイド溝が前縁から後方に所定寸法切り込まれた形態で形成されており、前記ガイド溝の奥面が、前記ガイド羽根を突き当てて係止する前記係止部となっている請求項５に記載のコネクタのシール構造。
7. 当該コネクタが、ガン状ケースの先端に装着されて車両に設けられた車両側コネクタに嵌合される充電用コネクタである請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のコネクタのシール構造。

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