JP2017195166A - コネクタの防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易防水型のコネクタの防水構造において、既存のコネクタハウジングを用いて簡単かつ安価に実施できるものとする。【解決手段】コネクタハウジングの少なくとも端子挿入側面の全面に吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバーが接着固定され、該防水カバーは容易に折り曲げられる柔軟性を有し、該防水カバーにはキャビテイと対応した位置にスリットからなる電線挿通部が設けられ、前記スリットを捲って電線端末の端子接続部が前記キャビテイ内に挿入係止されると共に前記スリットで分けられた分割片が捲られて電線外周面に密着されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明はコネクタの防水構造に関し、詳しくは、自動車に配索されるワイヤハーネス端末の端子が挿入係止されるコネクタの端子収容室内へコネクタハウジング外面および電線の外面を伝っての浸水が生じるのを簡単確実に防止するものである。

自動車のエンジンルーム等の浸水領域に配置されるコネクタとして防水コネクタが用いられている。この種の防水コネクタは、防水仕様としたコネクタハウジングに防水ゴム栓を端子接続部の後端に装着した電線端末の端子が挿入され、構造が複雑且つ大型化すると共にコスト高になる問題がある。これに対して、エンジンルーム等の浸水領域ではないが、水がかかる恐れがある箇所には、簡単小型で且つ安価な簡易防水コネクタが用いられている。

自動車に配索するワイヤハーネス用の電線として軽量化の観点から、近時、アルミ電線が用いられている。該アルミ電線では端子接続部でアルミニウム系金属からなる芯線が露出し、該芯線に水滴がかかると腐食が発生しやすい。よって、水がかかりにくく簡易防水コネクタが用いられる領域でも、アルミ電線と端子を接続するコネクタでは、コネクタ内部への浸水を確実に防止する必要がある。そのため、簡易防水コネクタと接続するアルミ電線では、端子接続部を防食処理したり、スポンジ等の吸水材を取り付けて腐食が発生しないようにしている。

しかしながら、防食処理を行うと端子接続部が膨らむため、従来のコネクタのキャビテイに挿入できず、新たなコネクタを起工する必要がありコスト高になる。また、スポンジ等の吸水材を端子に簡単に巻き付け固定できないと共にキャビテイ内に挿入できず、かつ、スポンジ等は破れやすく、破れて破片で導通不良が発生する恐れもある。

前記問題に対して、本出願人は特開２０１５−２０４１３５号公報（特許文献１）で図８（Ａ）（Ｂ）に示すコネクタの防水構造を提供している。
該コネクタ１００は、コネクタハウジング１０１に設けられた複数のキャビテイ１０２の端子挿通口を一括して閉鎖するゴムまたはエラストマーからなる防水用弾性シート１１０を備え、該防水用弾性シート１１０を１本の固定ピン１３０を用いて空きキャビテイに挿入係止して取り付けている。該防水用弾性シート１１０に設けられている複数の円形の電線挿通穴１１２に電線１５０の先端の端子接続部を通し、端子をキャビテイ１０２内に挿入して被係止部に係止している。

また、本出願人は先に特開２０１５−２２０１６１号公報（特許文献２）および実開昭６１−１９７６６９号（特許文献３）で吸水材を用いてキャビテイ内への浸水を防止するコネクタの防水構造を提供している。即ち、前記特許文献２では図９（Ａ）に示すようにコネクタ１００のキャビテイ１０２に挿入する電線１５０の端末に吸水性ポリマーからなるシート１６０を巻き付けている。前記特許文献３では図９（Ｂ）に示すように、コネクタ１００のキャビテイ１０２内に挿入する電線１５０の端末に吸水性膨潤材料からなるシール部材１７０を装着している。

特開２０１５−２０４１３５号公報 特開２０１５−２２０１６１号公報 実開昭６１−１９７６６９号

前記特許文献１で提供しているコネクタでは、平板形状の防水用弾性シート１１０を１本の固定ピン１３０を１つの空きキャビテイに挿入係止して取り付けるだけであるため、該防水用弾性シート１１０の全外周縁をコネクタハウジング１０１の端子挿入側端面の全外面に密接保持することは困難である。特に、固定ピン１３０を挿入係止する空きキャビテイが端子挿入側面の中央に位置する場合、防水用弾性シート１１０の周縁がコネクタハウジングの端子挿入側外面の周縁に密着保持されず、図８（Ｂ）に示すように隙間２００が発生する可能性がある。さらに、空きキャビテイが無い場合には、適用できない。
さらにまた、防水用弾性シート１１０に予め設ける円形の電線挿通穴１１２の内周面が電線１５０の外周面に密着しないと、隙間２００が発生することになる。このように、隙間２００が少しでも発生すると、コネクタ１００に落下した水滴Ｍがコネクタハウジング１０１の上壁外面１０９を伝い、また、電線１５０の外周面に沿って、キャビテイ１０２内に浸水し、キャビテイ内に位置する端子接続部で露出するアルミ芯線に水が付着し、腐食が発生する恐れがある。

前記特許文献２および特許文献３では、コネクタ１００に端末の端子を挿入する全電線１５０に１本づつの吸水性を有するシート１６０またはシール部材１７０を取り付ける必要があり、作業手数がかかりコスト高になる。かつ、これらシート１６０およびシール部材１７０の外面と各キャビテイの内面との間に隙間があると、挿入側開口から侵入する水が、シート１６０、シール部材１７０と接触することなくキャビテイ内部に浸水する恐れもある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、特許文献２、３のように電線１本づつに防水材を取り付けるのではなく、特許文献１のように一括で防水を図りながら、特許文献１の問題点を解消し、簡単・確実かつ安価にコネクタのキャビテイ内への浸水を防止し、キャビテイ内にアルミ電線端末に接続した端子が挿入されても腐食発生を防止することを課題としている。

前記課題を解決するため、コネクタハウジングの少なくとも端子挿入側面の全面に吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバーが接着固定され、該防水カバーは容易に折り曲げられる柔軟性を有し、該防水カバーにはキャビテイと対応した位置にスリットからなる電線挿通部が設けられ、前記スリットを捲って電線端末の端子接続部が前記キャビテイ内に挿入係止されると共に前記スリットで分けられた分割片が捲られて電線外周面に密着されることを特徴とするコネクタの防水構造を提供している。

コネクタハウジング自体は汎用されている簡単な構造で安価な非防水のコネクタを用い、該コネクタの吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバーを接着固定して端子挿入側面を覆っている。このように、防水カバーを接着固定するだけで既存の非防水コネクタを簡易防水コネクタとしている。

前記防水カバーは長方形又は正方形の矩形状であると共に、防水カバーの大きさはコネクタハウジングの端子挿入側面の大きさより一回り大きく、該防水カバーの４隅に切り込みがあり、切り込みで分割された外周の４辺が折り曲げられて、コネクタハウジングの上下左右の外周壁の端子挿入側に連続する外面に固着されることが好ましい。
なお、防水カバーをコネクタハウジングに接着固定するまでは、接着剤を塗布した一面に剥離紙を貼付しておくことが好ましい。

前記防水カバーのコネクタハウジングへの固着側となる一面に接着剤が塗布されており、該接着剤で前記コネクタハウジングの端子挿入側面の外周枠、仕切枠および／または前記上下左右の外周壁の外面に固着されることが好ましい。
なお、小型コネクタでは端子挿入側面の外周枠および仕切枠が細幅であるため、前記外周壁に接着する４辺を大きくし、これら４辺だけを接着剤でコネクタハウジングに固着してもよい。

前記のように、本発明では、吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバーをコネクタハウジングの端子挿入側面に接着固定しているため、防水カバーとコネクタハウジングとの間に隙間が発生することはなく、防水機能を高めることができる。かつ、固定ピン等の固定部材が不要であり、接着剤が予め塗布された防水カバーのみでコネクタハウジングに固定でき、部品コストおよび作業コストを低減できる。

さらに、防水カバーに設ける電線挿通部を、円形穴ではなく、スリットとし、電線挿入時に電線端末に接続した端子でスリットを押し拡き、スリットによる分割片を捲って押し込み、分割片を電線の外周面に密着させている。これにより、電線の外周面に付着した水滴がコネクタのキャビテイ内に浸水しようとしても、分割片に接触して吸水され、キャビテイ内への浸水を防止できる。また、コネクタハウジングの外面から防水カバーの外面を伝って電線挿通部に侵入しようとする水滴も、電線外周面に密着している防水カバーの分割片と接触して吸水される。

前記防水カバーが含有する吸水性ポリマーとして周知の合成ポリマー（ポリビニルアルコール系、ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレン系、ポリアクリル系）、セルロース系、デンプン系等からなる粉末状、フィルム状、繊維状等のものが用いられる。
前記吸水性ポリマーを含有するシートは吸水性ポリマーの粉末を接着性樹脂粉末と混合した吸水性樹脂をシート状に成形したもの、前記吸水性樹脂を不織布基材の間または不織布基材の表面に塗布したシート等からなり、表面に水滴が付着すると吸収する機能を有するシートであればよい。
該吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバーは、自重の５０倍以上の水分を吸収保持でき、かつ、一度吸水した水分は外圧で放出しない高い保水力を有するものとしている。

前記電線挿通部とするスリットは１本、互いに中央部で交差させる２本〜４本のスリットが好ましい。２本のスリットを交差させると十字状のスリットとなり分割片は４枚となる。３本は６０度間隔で交差するスリットとなり分割片は６枚、４本は４５度間隔で交差するスリットとなり分割片は８枚となる。挿通する電線が大径の場合はスリットの本数が多い方が好ましい。また、１本のスリットの場合は両端にそれぞれ円弧状スリットを設けることが好ましい。

前記のように、防水カバーに設ける電線挿通部を円形穴ではなく、スリットとし、電線挿入時に電線端末に接続した端子でスリットを押し拡き、スリットによる分割片を捲って押し込み、分割片を電線の外周面に密着させている。これにより、電線の外周面に付着した水滴が電線を伝ってコネクタのキャビテイ内に浸水しようとしても、分割片と接触して吸水され、端子接続部への浸水を防止できる。また、コネクタハウジングの外面から防水カバーの外面を伝って電線挿通部に侵入しようとする水滴も、電線外周面に密着している防水カバーの分割片と接触して吸水される。

電線が挿通されない場合には空きキャビテイと対応する位置のスリットは開かれず、スリットによる分割端面同士が接触して浸水が生じる開口とならない。
なお、空きキャビテイと対応する箇所には、電線挿通部となるスリットを設けず、電線を挿通する箇所のみスリットを設けておいてもよい。

防水カバーの電線挿通部をスリットで形成しているため、電線サイズが相違しても、スリットによる分割片の捲れ度合いが相違するだけで隙間が生じにくい。よって、電線サイズ毎にスリットを区別して設ける必要はなく、防水カバーの共用性を高めることができる。

前記コネクタに接続する電線は浸水により腐食が発生しやすいアルミ電線であり、該コネクタはエンジンルーム等の浸水領域ではなく、車室内等の比較的水がかからない領域に配置するものとしている。
前記コネクタのコネクタハウジングに前記防水カバーを接着固定して簡易防水タイプとしながら、防水カバーの電線挿通部をスリットとしているため、挿通する電線の外周面にスリットによる分割片が捲れて密着し、該分割片が吸水性を有するためコネクタ内への浸水を確実に防止できる。その結果、コネクタのキャビテイ内に収容されるアルミ電線の端子接続部に露出するアルミ芯線に水が付着して腐食が発生するのを確実に防止できる。

前記吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバーを連続材として設けておき、コネクタのサイズに応じて切断して用いてもよい。

上述したように、本発明のコネネクの防水構造は、汎用されている小型かつ安価の非防水のコネクタハウジングを用い、該コネクタの端子挿入側面に吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバーを接着固定して、既存の非防水コネクタを簡易防水コネクタとしている。このように、防水カバーをコネクタハウジングの端子挿入側面に接着固定しているため、防水カバーとコネクタハウジングとの間に隙間が発生することはなく、防水機能を高めることができる。かつ、固定ピン等の固定部材が不要であり、接着剤が予め塗布された防水カバーのみでコネクタハウジングに固定でき、部品コストおよび作業コストを低減できる。
さらに、前記防水カバーに設ける電線挿通部をスリットで形成し、電線挿入時に電線端末に接続した端子でスリットを押し拡き、スリットによる分割片を捲って押し込み、分割片を電線の外周面に密着させている。これにより、電線の外周面を伝って侵入する水滴は防水カバーの分割片に接触して吸水され浸水を防止できる。
このように、防水カバーとコネクタハウジングとの間に隙間が発生して浸水経路となることは防止でき、コネクタハウジング内に収容する端子がアルミ芯線と圧着していても、腐食が発生するのを防止できる。

本発明の第１実施形態を示し、（Ａ）は電線挿通前の斜視図、（Ｂ）は電線挿通後の斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）の断面図である。 前記実施形態で用いる防水カバーを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 前記防水カバーに設ける電線挿通部のスリットを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はスリットで分割された分割片が捲られて電線の外周面に密着している状態を示す図面、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。 （Ａ）は前記防水カバーの電線挿通部に小径電線を挿通した状態を示す断面図、（Ｂ）は前記防水カバーの電線挿通部に大径電線を挿通した状態を示す断面図である。 第１実施形態の防水カバーの変形例を示す図面である。 （Ａ）〜（Ｄ）に前記防水カバーの電線挿通部を形成するスリットを変えた第２〜第５変形例を示す図面である。 第２実施形態を示し、（Ａ）は防水カバーの正面図、（Ｂ）防水カバーをコネクタハウジング２に接着固定した状態を示す断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図面である。 （Ａ）（Ｂ）はそれぞれ他の従来例を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５に第１実施形態を示す。
コネクタ１は簡易防水コネクタであり、既存の非防水コネクタハウジング２の端子挿入側面を吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバー１０で覆い、該防水カバー１０に切り込んだスリットを電線挿通部２０としている。

該コネクタ１は自動車に配索するワイヤハーネスが接続される。該ワイヤハーネスを構成する電線３は芯線をアルミニウム系金属で形成したアルミ電線からなり、該アルミ電線の端末に圧着接続した端子５がコネクタ１に挿入係止される。

アルミ電線は芯線３ａを絶縁被覆３ｂで被覆しており、電線端末で絶縁被覆３ｂを剥離して芯線３ａを露出させ、銅合金からなる端子５と圧着接続しており、該端子接続箇所３ｘではアルミニウム系金属の芯線３ａが銅系金属の端子５上に露出している。コネクタ１は浸水領域ではない車室側に配置されるが、車室内に発生しうる飲料水のこぼれや、車室内への雨や洗浄水の吹き込みで浸水が発生する可能性があり、端子接続箇所３ｘではアルミニウムと銅との異種金属が接触するため、水滴が付着すると腐食が発生しやすい。よって、コネクタ１に防水カバー１０を取り付けてキャビテイ内への浸水発生を防止している。

コネクタハウジング２は、前記のように、既存の汎用されている非防水型であり、矩形状の上下左右の外周壁２ａ内に格子状に仕切壁２ｂが設けられ、本実施形態のコネクタ１は上下２段で各段６列のキャビテイ（端子収容室）４が並設されている。各キャビテイ４内に下壁から端子係止用の係止突起６が突設され、先端の係止爪６ａが挿入する電線端末の端子５の被係止部５ａに係止されるものである。

吸水性ポリマー含有シートからなる吸水性の防水カバー１０は、前記した周知の吸水性ポリマーを接着性樹脂と混合してシート状に成形したものであり、表面に接触する水分を吸収保持する機能を有する。かつ、容易に屈折および捲れる柔軟性を有すると共に、外部干渉材により破損しない靭性を有するものとしている。

該防水カバー１０はコネクタハウジング２の端子挿入側面２ｆより一回り大きい長方形としている。その四隅に傾斜した切り込み１０ｓを設け、該切り込み１０ｓにより分割されて図２（Ａ）の一点鎖線に沿って折り曲げられる４辺の折曲片１０ａ〜１０ｄを設けている。これら外周の分割された４つの折曲片１０ａ〜１０ｄはコネクタハウジング２の上下左右の４辺の外周壁２ａの端子挿入側の外面に接着固定されるものとしている。

外周の折曲片１０ａ〜１０ｄで囲まれた内部には、コネクタハウジング２の上下左右１２個のキャビテイ４と対応した箇所にスリット２１からなる電線挿通部２０を設けている。スリット２１は２本設け、中央で交差させて十字状としている。この２本のスリット２１により４枚の円弧状の分割片２２（２２ａ〜２２ｄ）を放射状に設けている。スリット２１の長さは図３に示すように、分割片２２の先端側が捲れ、捲れた分割片２２および捲れなかった部分が電線３の外周面に密着できる程度としている。

前記防水カバー１０のコネクタハウジング接着側となる一面１０ｘの全面に接着剤１８を塗布している。よって、防水カバー１０をコネクタハウジング２の端子挿入側面２ｆにかぶせ、外周の４つの折曲片１０ａ〜１０ｄを折り曲げてコネクタハウジング２の上下左右の外周壁２ａの外面に当接するだけで、防水カバー１０がコネクタハウジング２に接着固定される。その際、コネクタハウジング２の端子挿入側面２ｆにかぶせている防水カバー１０を端子挿入側面２ｆの外枠および仕切枠に押し付けると、図１（Ｃ）に示すように、接着剤１８で接着固定される。このように、防水カバー１０はコネクタハウジング２の端子挿入側面２ｆおよび直交する外周壁２ａの外面に接着剤１８で強固に固定され、防水カバー１０とコネクタハウジング２との間に浸水が生じる隙間は発生しない。

防水カバー１０の接着剤１８を塗布した面に剥離紙を貼付しておき、コネクタハウジング２に接着する際に剥離している。なお、防水カバー１０をコネクタハウジングに取り付ける作業時に接着剤を塗布してもよい。

図１（Ａ）に示すように、コネクタハウジング２に防水カバー１０を接着固定した状態で、ワイヤハーネスの電線３を端子接続側から電線挿通部２０のスリット２１を押し広げて挿通させ、図１（Ｃ）に示すように、コネクタ１のキャビテイ４内に端子５を挿入係止している。
なお、電線３を防水カバー１０のスリット２１を押し広げて挿通させ、該電線３の端末の端子５をコネクタのキャビテイ４に挿入係止した後に、防水カバー１０をコネクタハウジング２側へ移動させ、外周を折り曲げて折曲片１０ａ〜１０ｄとしてコネクタハウジングの外周壁２ａに押し当て、かつ、端子挿入側面２ｆに防水カバー１０を押し合てて接着剤１８でコネクタハウジング２に接着固定してもよい。

前記電線挿通部２０では、図３（Ｂ）（Ｃ）に拡大して示すように、電線３によりスリット２１が押し拡げられると、スリットにより分割された４つの分割片２２の先端側が捲れ、捲れた部分２２ｋおよび捲れなかった部分２２ｉが電線３の外周全面に密着する。よって、外部から電線３の外周を伝って又はコネクタハウジング２の外面から電線３の外周面に落下して、キャビテイ４内に侵入しようとする水滴は、電線３の外面に接触する分割片２２と接触して吸水される。これにより、キャビテイ４内のアルミ芯線と銅系端子との接触部に水滴が付着して腐食が発生するのを防止できる。

かつ、コネクタ１に接続する電線３のサイズが相違しても対応できる。
即ち、図４（Ａ）に示す小径電線３Ｓでは防水カバー１０のスリットによる分割片２２の捲れ部分が少ないだけで、該電線３Ｓの外周全面を分割片２２と接触させることができる。
一方、図４（Ｂ）に示す大径電線３Ｌでは防水カバー１０のスリットによる分割片２２が大きく捲れ、捲れた部分を該電線３Ｌの外周全面と接触させることができる。

図５の第１変形例に示すように、防水カバー１０の外周の４つの折曲片１０ａ〜１０ｄにのみ接着剤１８を図中クロス斜線で示すように塗布しておき、コネクタハウジング２の外周壁２ａの外面に接着固定してもよい。

図６（Ａ）〜（Ｄ）に防水カバー１０の電線挿通部２０を形成するスリットを変えた第２〜第５変形例を示す。
図６（Ａ）に示す第２変形例では、３本のスリット２１の中央部を交差させている。即ち、６０度間隔で交差するスリットとし、６枚の分割片２２を放射状に設けている。
図６（Ｂ）の第３変形例では、４本のスリット２１を４５度間隔で交差させ、８枚の分割片２２を設けている。大径の電線を挿通する場合には、スリットの本数を多くして分割片２２を多くすると、電線の外周面に捲れた分割片２２を添わせやすくなる。
図６（Ｃ）に示す第４変形例では、１本のスリット２１を設けている。この１本のスリット２１では電線３と接する部分が捲れることになる。
図６（Ｄ）に示す第５変形例では、１本のスリット２１の両端に円弧状のスリット２１ｃを連続させている。該構成とすると、２つの分割片２２が電線の外周面に沿って捲れやすくなる。

図７（Ａ）（Ｂ）に第２実施形態を示す。
第２実施形態では、防水カバー１０−Ｂをコネクタハウジング２の端子挿入側面２ｆと同形状とし、外周に折曲片を設けていない。
該防水カバー１０−Ｂの一面全体に接着剤１８を塗布し、コネクタハウジング２の端子挿入側面２ｆの外枠２ｆ１と仕切枠２ｆ２の表面に接着固定している。
該防水カバー１０−Ｂにスリットからなる電線挿通部を設けている等、他の構成は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

コネクタに用いる防水カバーは、コネクタハウジングのサイズに合わせて形成しても良いが、多種類のサイズのコネクタに切断して用いることができる形成用シートを予め設けておき、該形成用シートをコネクタのサイズに応じて切断して用いてもよい。該形成用シートは、電線挿通部となるスリットを上下左右に所要間隔をあけて予め設けているだけである。
このように、切断して防水カバーとする形成用シートを設けておくと、コネクタの上下の段数および左右の列数が相違する多様なコネクタに対応させることができる。

１ コネクタ
２ コネクタハウジング
２ａ 外周壁
２ｂ 仕切壁
２ｆ 端子挿入側面
３ 電線
４ キャビテイ
５ 端子
１０ 防水カバー
１０ａ〜１０ｄ 折曲片
１８ 接着剤
２０ 電線挿通部
２１ スリット
２２ 分割片

Claims (3)

1. コネクタハウジングの少なくとも端子挿入側面の全面に吸水性ポリマー含有シートからなる防水カバーが接着固定され、該防水カバーは容易に折り曲げられる柔軟性を有し、該防水カバーにはキャビテイと対応した位置にスリットからなる電線挿通部が設けられ、前記スリットを捲って電線端末の端子接続部が前記キャビテイ内に挿入係止されると共に前記スリットで分けられた分割片が捲られて電線外周面に密着されることを特徴とするコネクタの防水構造。
2. 前記防水カバーは長方形又は正方形の矩形状であると共に、防水カバーの大きさはコネクタハウジングの端子挿入側面の大きさより一回り大きく、該防水カバーの４隅に切り込みがあり、切り込みで分割された外周の４辺が折り曲げられて、コネクタハウジングの上下左右の外周壁の端子挿入側に連続する外面に接着固定されている請求項１に記載のコネクタの防水構造。
3. 前記電線挿通部とするスリットは１本、互いに中央部で交差させる２本〜４本のスリットからなる請求項１または請求項２に記載のコネクタの防水構造。

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