JP4219778B2

JP4219778B2 - 防水圧接コネクタ

Info

Publication number: JP4219778B2
Application number: JP2003325064A
Authority: JP
Inventors: 憲嗣榎本
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP2005093245A

Description

本発明は、車両等の配線に用いられるワイヤーハーネス用の電線間を導通接続する防水圧接コネクタに関するものである。

従来、車両等の配線に用いられるワイヤーハーネスの電線間を導通接続する防水圧接コネクタとしては、図５（ａ）（ｂ）に示す構成のものが知られている。この防水圧接コネクタは、複数の電線Ｗが圧入挟持されて被覆Ｗ２が破断され、導体Ｗ１と圧接して電気的に接続される複数個の電線Ｗの圧接スロット２を有する圧接端子１と、その圧接端子１を内部に収容して保持するコネクタ本体３と、コネクタ本体３との間に内部空間５が形成されるように圧接端子１を被ってコネクタ本体３に装着されるカバー体４とを備え、コネクタ本体３、カバー体４の少なく一方に形成された充填剤注入穴６を通して充填剤注入ノズル７から前記内部空間５にシリコンやグリス等の適度の粘性を有する防水用充填剤８が注入充填され、圧接端子１の電線Ｗとの接続点である圧接ポイント１２が常時防水用充填剤８中に浸漬される構成になっている（特許文献１参照）。

また、図６に示す構成のものも知られている。この防水圧接コネクタは、電線Ｗが圧入挟持されて被覆が破断され、導体と圧接して電気的に接続される電線Ｗの圧接スロット２を有する圧接端子１と、その圧接端子１を端子ホルダ９により内部に収容して保持するコネクタ本体３と、圧接端子１を被うようにコネクタ本体３に装着されるカバー体４とを備えた防水圧接コネクタにおいて、コネクタ本体３の周縁部に、圧接端子１及び端子ホルダ９を取り囲むように防水用充填剤８の充填される充填剤堀溝１０が形成され、前記カバー体４の下側に、上方と側方を閉鎖して下方を開口した防水突起枠１１が突設され、コネクタ本体３の周縁部の上面が圧接端子１の圧接ポイント１２より低く形成され、防水突起枠１１がカバー体４の装着時に充填剤堀溝１０に充填された防水用充填剤８中に突入して電線ＷをＵ字状に屈曲させて沈め込める構成になっている（特許文献２参照）。

特開２００１−１６０４２９号公報（発明の詳細な説明の項の段落番号０００９乃至００１１、図１（ａ）（ｂ））実開平０４−７４８６９号全文明細書（実用新案登録請求の範囲、第１図（Ｃ））

一般に車両等の配線に使用される電線Ｗは、配索の柔軟性が求められることから銅線等の良導電性線材を撚り合わせた導体Ｗ１にプラスチック材等の電気絶縁性の被覆Ｗ２を施した絶縁被覆電線が多く用いられている。従って、この電線Ｗの導体Ｗ１内には通常多数の隙間（空隙）が形成されている。

そこで、このような電線Ｗを導通接続する防水圧接コネクタとして、図５に示す構成の防水圧接コネクタを使用した場合には、コネクタ本体３及びカバー体４により形成された内部空間に防水用充填剤６が充填され、圧接端子１の圧接ポイント１２が常時防水用充填剤８中に浸漬される構成になっているため、高い防水性能が得られる利点がある反面、圧接端子１の圧接ポイント１２に流動性を有する防水用充填剤６が導体Ｗ１内の多数の隙間を通して侵入して付着し易い。圧接ポイント１２に防水用充填剤６が付着すると、防水用充填剤６が一般的に電気絶縁材料であることから、圧接ポイント１２における圧接端子１と電線Ｗとの接触抵抗が増大する。

因みに、本発明の発明者が圧接端子１の圧接スロット２に粘度４５０ｃｐｓのシリコンからなる防水用充填剤８を予め付着させたものと、圧接スロット２にポリオールとトリレンジイソシアネートの２液ポリウレタ系ＲＩＭ（Reaction Injection Molding）樹脂の防水用充填剤８を予め付着させたものを２種類準備し、それぞれの圧接スロット２に電線（０．５ｓｑ）Ｗを圧入挟持させて被覆Ｗ２を破断して導体Ｗ１を圧接し、圧接スロット２と導体Ｗ１とを導通接続させた後、−４０℃〜＋８０℃のサーマルショック試験を行い、各圧接ポイント１２の接触抵抗を測定してその変化を調べたところ、図７に示すように、防水用充填剤８の種類により差があるが、サーマルショックサイクル数の増加に伴って接触抵抗が増大し、防水圧接コネクタの電気特性に悪影響を及ぼしていることが判明した。

このようなわけで、図５に示す前者の防水圧接コネクタは、圧接端１子の圧接ポイント１２に防水用充填剤８が付着し易く、防水圧接コネクタの電気的特性を悪化させる問題がある。

一方、図６に示す後者の防水圧接コネクタは、コネクタ本体３の周縁部の上面が圧接ポイント１２より低く形成され、防水突起枠１１がカバー体４の装着時に充填剤堀溝１０に充填された防水用充填剤８中に突入して電線ＷをＵ字状に屈曲させて沈め込める構成になっているため、圧接端子１の圧接ポイント１２が常時防水用充填剤８中に浸漬されることがなくなる。従って、前者の防水圧接コネクタの問題点がかなり改善される。

しかしながら、充填剤堀溝１０に防水用充填剤８を充填させる防水用充填剤注入作業時や圧接端子１に電線Ｗを位置決めする電線位置決め作業時には、カバー体４をコネクタ本体３から上方等に退避させるため、充填剤堀溝１０と圧接端子１間を遮るものがなく、圧接端子１がコネクタ本体３上で四方に露出状態になる。このため、防水用充填剤注入作業時に充填剤注入治具が圧接端子に触れたり、電線位置決め作業時に作業手袋が防水用充填剤で汚されたりして、防水用充填剤が圧接ポイントに付着する恐れがある。このため、後者の防水圧接コネクタも電気的特性を悪化させる問題がある。

本発明の目的は、コネクタ本体の周縁部に充填剤堀溝を備えた防水圧接コネクタにおいて、防水用充填剤注入作業時や電線位置決め作業時においても防水用充填剤が圧接端子の圧接ポイントに容易に付着することがなく、圧接部位の電気的特性を向上させることができる防水圧接コネクタを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載された発明は、電線の圧接スロットを有する圧接端子と、その圧接端子を内部に収容して保持するコネクタ本体と、圧接端子を被うようにコネクタ本体に装着されるカバー体と、コネクタ本体の周縁部にあって圧接端子を取り囲むように形成されて防水用充填剤が充填される充填剤堀溝とを備えた防水圧接コネクタにおいて、前記充填剤堀溝と圧接端子との間に圧接端子を取り囲むように、且つ上端が圧接端子の圧接ポイントよりも高くなるようにして、コネクタ本体上に充填剤付着防止枠が立設され、コネクタ本体にカバー体を装着したとき、電線が圧接端子の圧接スロットに圧入挟持されて圧接されると共に、前記防止枠で逆Ｕ字形状に屈曲形成され、充填剤堀溝に充填された防水用充填剤によって防水されることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に記載された発明は請求項１記載の防水圧接コネクタにおいて、前記コネクタ本体に形成された充填剤堀溝に対向するカバー体の下部に、コネクタ本体にカバー体を装着したとき、両体に挟着された電線に押されて充填剤堀溝からはみ出た防水用充填剤を逃がす充填剤逃げ溝が形成されていることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載の防水圧接コネクタにおいて、前記充填剤堀溝の深さが電線外径の１．５倍〜２倍の深さであることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に記載された防水圧接コネクタによると、前記充填剤堀溝と圧接端子との間に圧接端子を取り囲むように、且つ上端が圧接端子の圧接ポイントよりも高くなるようにして、充填剤付着防止枠がコネクタ本体上に立設されるので、充填剤堀溝に防水用充填剤を充填させる防水用充填剤注入作業時や圧接端子に電線を位置決めする電線位置決め作業時に、カバー体をコネクタ本体から上方等に退避させても、充填剤堀溝と圧接端子間が充填剤付着防止枠で遮られるため、圧接端子がコネクタ本体上で四方に露出状態にならなくなる。

従って、防水用充填剤注入作業時に充填剤付着防止枠が障壁になって、充填剤注入治具が圧接端子に触れ難くなるほか、電線位置決め作業時にも充填剤付着防止枠によって作業手袋が汚れ難くなって、防水用充填剤が圧接端子の圧接ポイントに付着することがなくなり、防水圧接コネクタの電気的特性を向上させることができる。

本発明の請求項２に記載された防水圧接コネクタによると、コネクタ本体にカバー体を装着したとき、両体に挟着された電線に押されて充填剤堀溝からはみ出た防水用充填剤が充填剤逃げ溝に退避するので、防水用充填剤がコネクタ本体とカバー体の隙間や電線と電線案内溝の隙間から不当に漏洩するのを確実に防止することができる。また、防水用充填剤が充填剤堀溝と対向する充填剤逃げ溝近傍に溜められるので、電線との接触面積が大きくなって防水性をより高めることができる。

本発明の請求項３に記載された防水圧接コネクタによると、所望の防水性能を得るために必要な充填剤堀溝の深さが従来のものよりも浅くて済み、充填剤堀溝に充填される防水用充填剤の使用量が減少する。従って、比較的少ない防水用充填剤の使用量で十分な防水性能を得ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面により詳細に説明する。図１は本実施形態による防水圧接コネクタのカバー体がコネクタ本体から上方に退避した非装着状態にあって、電線を圧接する前の状態の分解斜視図、図２はコネクタ本体にカバー体が装着され、防水圧接コネクタに電線が圧接されて接続された状態を示す斜視図、図３は図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

本発明の防水圧接コネクタは、図１乃至３に示すように、電線Ｗが圧入挟持されて被覆Ｗ２（図４参照）が破断され、導体Ｗ１（図４参照）と圧接して電気的に接続される略Ｕ字状をした電線Ｗの圧接スロット２３を有する良導電性金属部材、例えば、銅部材からなる複数の圧接端子２１と、これら複数の圧接端子２１を端子ホルダ２５により内部のほぼ中央位置に収容して保持するプラスチック成形直方体で出来たコネクタ本体２７と、圧接端子２１を被うようにコネクタ本体２７に装着されるプラスチック成形直方箱体で出来たカバー体２９と、コネクタ本体２７の上部の周縁部にあって、圧接端子２１及び端子ホルダ２５を取り囲むように形成され、防水用充填剤３１が充填される矩形状で断面角型の充填剤堀溝３３とを備えている。

圧接端子２１は、図１に示すものでは、例えば、４個が千鳥状に配列され、その各々に１個の圧接スロット２３が設けられている。圧接端子２１はその各々に１個の圧接スロット２３を設ける代わりに、共通１個の圧接端子２１に複数の圧接スロット２３を形成するようにしてもよく、圧接端子２１の構成は本実施形態のものに限定されない。また、圧接端子２１自体をじかにコネクタ本体２７内に保持させるようにしてもよいので、端子ホルダ２５は本発明の必須構成要件ではない。防水用充填剤３１は、適度の粘性を有するシリコンやグリス、ホットメルト接着剤、２液混合型硬化弾性樹脂等、充填剤堀溝３３に充填される前に少なくとも流動性を有するものを使用する。

更に、コネクタ本体２７の充填剤堀溝３３と圧接端子２１及び端子ホルダ２５との間に、圧接端子２１を取り囲むように、且つ上端が圧接端子２１の電線Ｗとの接続点である圧接ポイント３５よりも高くなるようにして、コネクタ本体２７上に矩形状の防水用充填剤の付着を防止する充填剤付着防止枠３７が立設されている。そして、前記コネクタ本体２７にカバー体２９を装着したとき、電線Ｗが圧接端子２１の圧接スロット２３に圧入挟持されて圧接されると共に、図３に示すように前記防止枠３７で逆Ｕ字形状に屈曲形成され、充填剤堀溝３３に充填された防水用充填剤３１によって防水されるようになっている。

このように充填剤付着防止枠３７により電線Ｗが逆Ｕ字形状に屈曲形成されることにより、圧接ポイント３５の高さ位置が充填剤堀溝３３の開口上面位置とほぼ同一レベルにまで下がるので、圧接ポイント３５が充填剤付着防止枠３７によって深い位置で取り囲まれることになる。また、電線Ｗが逆Ｕ字形状に屈曲形成されるため、充填剤付着防止枠３７との摩擦力が大きくなり、電線Ｗに張力がかかっても圧接ポイント３５に力（伸び）が作用するのが抑制されて、防水圧接コネクタによる接続部の信頼性が向上する。

充填剤堀溝３３はその深さＨが、図４に示すように、電線外径ｄの１．５倍〜２倍の深さになっている。このように、充填剤堀溝３３の深さが設定されていると、防水圧接コネクタが所望の防水性能を得るために必要な充填剤堀溝３３の深さが従来のものよりも浅くて済み、充填剤堀溝３３に充填される防水用充填剤３１の使用量が減少する。従って、比較的少ない防水用充填剤３１の使用量で十分な防水性能を得ることができる。

カバー体２９の下部の中央付近には、圧接端子２１に対向するようにして圧接端子２１の上方部を受け入れる端子受入凹部３９が形成され、また該凹部３９の四方を取り囲むようにその外側に配置され、且つ充填剤付着防止枠３７に対向するようにして該付着防止枠３７を受け入れる矩形状の防止枠受入凹溝４１が形成されている。また、端子受入凹部３９と防止枠受入凹溝４１との間及び防止枠受入凹溝４１の外縁部位にそれぞれ電線押圧部４３、４５が形成されている。そして、コネクタ本体２７にカバー体２９を装着したとき、予めコネクタ本体２７に保持された圧接端子２１の圧接スロット２３に浅く嵌入されて仮係止状態に置かれた電線Ｗが電線押圧部４３、４５で押圧される。その結果、該電線Ｗが圧接端子２１の圧接スロット２３に圧入挟持され、これにより電線Ｗの被覆Ｗ２が破断され、導体Ｗ１と圧接して電気的に接続される。これと同時に、該電線Ｗが防止枠受入凹溝４１に下方から挿入される前記防止枠３７によって逆Ｕ字形状に屈曲形成される。

更に、カバー体２９の下部の周縁部にあって前記電線押圧部４５の外側に隣接すると共に、前記コネクタ本体２７に形成された充填剤堀溝３３に対向する部位には、コネクタ本体２７にカバー体２９を装着したとき、両体２７、２９に挟着された電線Ｗに押されて充填剤堀溝３３からはみ出た防水用充填剤３１を逃がす断面角型の充填剤逃げ溝４７が形成されている。

この充填剤逃げ溝４７が形成されていると、コネクタ本体２７にカバー体２９を装着したとき、両体２７、２９に挟着された電線Ｗに押されて充填剤堀溝３３からはみ出た防水用充填剤３１が充填剤逃げ溝４７に退避するので、防水用充填剤３１がコネクタ本体２７とカバー体２９の隙間や電線Ｗと後記する電線案内溝４９の隙間から不当に漏洩するのを確実に防止することができる。また、防水用充填剤３１が充填剤堀溝３３と対向する充填剤逃げ溝４７近傍に溜められるので、電線Ｗとの接触面積が大きくなって防水性をより高めることができる。

なお、４９はコネクタ本体２７及びカバー体２９の各周縁部に両体２７、２９の幅方向（左右方向）に、収容される電線Ｗのピッチに合わせて平行に形成された略半円形状の複数の電線案内溝である。

また、５１はコネクタ本体２７の幅方向の両側面下部に設けられた弾性片からなる係合突起、５３はカバー体２９の幅方向の両側面下部にあって、前記係合突起５１に対応する位置に設けられた係合孔であり、コネクタ本体２７にカバー体２９を装着したとき、コネクタ本体側の係合突起５１がカバー体側の係合孔５３に嵌入して係合して、コネクタ本体２７に装着されたカバー体２９を着脱可能にロックする。

本実施形態の防水圧接コネクタは以上のような構成になっている。この防水圧接コネクタを使用して電線Ｗを接続する場合には、先ずコネクタ本体２７の充填剤堀溝３３にグリス等の防水用充填剤３１を充填剤注入ノズル、充填チューブ等の充填剤注入治具を用いて充填する。この際、充填剤付着防止枠３７が障壁になるため、充填剤注入治具が圧接端子２１に触れ難くなり、圧接端子２１の圧接ポイント３５に防水用充填剤３１が付着するのを防止することが可能になる。次にコネクタ本体２７に保持された所定の圧接端子２１の圧接スロット２３に接続すべき電線Ｗを予め浅く嵌入して仮係止状態に保持する。次にコネクタ本体２７の上に、カバー体２９を位置決めしながら押し込むことにより装着し、その係合孔５３にコネクタ本体２７の係合突起５１を嵌入してカバー体２９をロックする。

一方、このカバー体２９の装着作業に伴い、その電線押圧部４３、４５で仮係止状態の電線Ｗを押圧する。これにより、該電線Ｗを圧接スロット２３に圧入挟持し、電線Ｗの被覆Ｗ２を破断して露出された導体Ｗ１を圧接ポイント３５において圧接端子２１（圧接スロット２３）に圧接することにより電気的に接続する。また、該電線Ｗを防止枠受入凹溝４１に下方から挿入される充填剤付着防止枠３７によって逆Ｕ字形状に屈曲形成すると共に、充填剤堀溝３３に充填された防水用充填剤３１により防水する。

本発明の防水圧接コネクタによると、コネクタ本体２７の充填剤堀溝３３と圧接端子２１との間に圧接端子２１を取り囲むように、且つ上端が圧接端子２１の圧接ポイント３５よりも高くなるようにして、充填剤付着防止枠３７がコネクタ本体２７上に立設されるので、充填剤堀溝３３に防水用充填剤３１を充填させる防水用充填剤注入作業時や圧接端子２１に電線Ｗを位置決めする電線位置決め作業時に、カバー体２９をコネクタ本体２７から上方等に退避させても、充填剤堀溝３３と圧接端子２１間が充填剤付着防止枠３７で遮られるため、圧接端子２１がコネクタ本体２７上で四方に露出状態にならなくなる。

従って、防水用充填剤注入作業時に充填剤付着防止枠３７が障壁になって、充填剤注入治具が圧接端子２１に触れ難くなるほか、電線位置決め作業時にも充填剤付着防止枠３７によって作業手袋が汚れ難くなって、防水用充填剤３１が圧接端子２１の圧接ポイント３５に付着することがなくなり、防水圧接コネクタの電気的特性を向上させることができる。

本発明の一実施形態を示す防水圧接コネクタのカバー体がコネクタ本体から上方に退避した非装着状態にあって、電線を圧接する前の状態の分解斜視図である。図１のコネクタ本体にカバー体が装着され、防水圧接コネクタに電線が圧接されて接続された状態を示す斜視図である。図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。図３のＹ−Ｙ線矢視断面図である。従来の防水ジョイントコネクタの一例を示すもので、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。従来の防水圧接コネクタの他例を示す断面図である。防水用充填剤が付着された圧接端子に電線を圧接させた後、サーマルショック試験による圧接ポイントの接触抵抗の変化を示すグラフである。

符号の説明

２１圧接端子
２３圧接スロット
２５端子ホルダ
２７コネクタ本体
２９カバー体
３１防水用充填剤
３３充填剤堀溝
３５圧接ポイント
３７充填剤付着防止枠
３９端子受入凹部
４１防止枠受入凹溝
４３電線押圧部
４５電線押圧部
４７充填剤逃げ溝
４９電線案内溝
５１係合突起
５３係合孔
Ｗ電線
Ｗ１導体
Ｗ２被覆
Ｈ充填剤堀溝の深さ
ｄ電線外径

Claims

電線の圧接スロットを有する圧接端子と、その圧接端子を内部に収容して保持するコネクタ本体と、圧接端子を被うようにコネクタ本体に装着されるカバー体と、コネクタ本体の周縁部にあって圧接端子を取り囲むように形成されて防水用充填剤が充填される充填剤堀溝とを備えた防水圧接コネクタにおいて、前記充填剤堀溝と圧接端子との間に圧接端子を取り囲むように、且つ上端が圧接端子の圧接ポイントよりも高くなるようにして、コネクタ本体上に充填剤付着防止枠が立設され、コネクタ本体にカバー体を装着したとき、電線が圧接端子の圧接スロットに圧入挟持されて圧接されると共に、前記防止枠で逆Ｕ字形状に屈曲形成され、充填剤堀溝に充填された防水用充填剤によって防水されることを特徴とする防水圧接コネクタ。
前記コネクタ本体に形成された充填剤堀溝に対向するカバー体の下部に、コネクタ本体にカバー体を装着したとき、両体に挟着された電線に押されて充填剤堀溝からはみ出た防水用充填剤を逃がす充填剤逃げ溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の防水圧接コネクタ。
前記充填剤堀溝の深さが電線外径の１．５倍〜２倍の深さであることを特徴とする請求項１又は２記載の防水圧接コネクタ。