JP5201070B2 - 電線の端末防水構造 - Google Patents

Description

本発明は、電線の端末防水構造に関する。

特許文献１には、従来における電線の端末接続構造が開示されている。このものは、撚り線からなる導体を絶縁被覆で包囲した形態の電線と、電線の端末部に外挿されて電線の外周面に弾性的に密着される円筒状のゴム栓とを備えている。ゴム栓は、電線ともどもコネクタハウジングに形成されたキャビティ内に挿入され、その外周面がキャビティの内周面に弾性的に密着されるようになっている。

特開２００６−１４７４２１公報

ところで、電線が高温環境下又は低温環境下に晒されると、絶縁被覆が変形してその厚みが減少することがある。そうすると、ゴム栓の最小内径と電線の外径との差が大きくなり、電線の内周面に作用する圧縮応力が低下する結果、電線とゴム栓との間の防水性が損なわれるおそれがある。

一方、防水性を確保するべく、例えば、電線に対するゴム栓の潰し代を大きく設定すると、ゴム栓内に電線を挿入する際の挿入抵抗が過大となり、組み付け時の作業性が悪化するという問題がある。

本発明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、組み付け作業性を悪化させることなく、防水性を確保することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、導体を絶縁被覆で包囲してなる電線と、前記電線の端末部に外挿される筒状のゴム栓とを備え、前記電線に嵌着された前記ゴム栓がコネクタハウジング内に挿入されて、前記ゴム栓の外周面が前記コネクタハウジングの内周面に弾性的に密着され、かつ、前記ゴム栓の内周面が前記電線の外周面に弾性的に密着される、電線の端末防水構造であって、前記ゴム栓の最小内径をＤ１とし、前記導体の外径をＤ２とし、前記絶縁被覆の外径をＤ３とした場合に、前記ゴム栓及び前記電線がそれぞれ単独で存在する状態のとき、Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ２の関係が満たされ、前記電線が単独で存在し、前記ゴム栓のみが前記コネクタハウジング内に挿入される状態のとき、０＜Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係が満たされるところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ゴム栓の外周面には、前記コネクタハウジングの内周面に密着されて弾縮変形される外周リップが形成され、前記ゴム栓の内周面には、前記電線の外周面に密着されて弾縮変形される内周リップが形成され、前記外周リップと前記内周リップとは、前記電線の軸方向に関して互いにラップする部分を含むように配置されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記ゴム栓の内周面には、前記電線の外周面に密着されて弾縮変形される複数の内周リップが形成され、前記ゴム栓の外周面における前記コネクタハウジング内への挿入方向前方には、端子金具がかしめ付けられるかしめ領域が設けられ、前記かしめ領域よりも後方に位置する前記複数の内周リップのうち、少なくとも前記かしめ領域の最も近くに位置する内周リップが、前記ゴム栓の最小内径を有するところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
仮に、電線の絶縁被覆が高温環境下又は低温環境下で変形して極限まで薄くなった状態のときでも、ゴム栓のみがコネクタハウジング内に挿入される状態のときに０＜Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係が満たされているため、電線に対するゴム栓の潰し代が必ず確保される。その結果、所定の防水性が確保される。

しかも、ゴム栓がコネクタハウジングに挿入される前にＤ３＞Ｄ１＞Ｄ２の関係が満たされているから、ゴム栓内に電線を挿入する際の挿入抵抗が過大となることがなく、良好な組み付け作業性が確保される。

＜請求項２の発明＞
ゴム栓がコネクタハウジング内に挿入されたときに、電線の外周面とコネクタハウジングの内周面との間に潰されるゴム栓の潰し代がラップ部分によって増加するから、より高い防水性を得ることができる。

＜請求項３の発明＞
かしめ領域の最も近くに位置する内周リップによって請求項１の発明の関係式が満たされていることにより、端子金具が被水して防水性が損なわれるのを効果的に阻止することができる。

実施形態１に係り、電線の端末部にゴム栓が嵌着されて、ゴム栓のかしめ領域に端子金具が接続された状態を示す一部破断側面図 電線の端末部にゴム栓が嵌着された状態を示す断面図 ゴム栓がゴム栓収容部に挿入された状態を示す断面図 ゴム栓の断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図４によって説明する。本実施形態は、電線１０の端末防水構造を例示するものであって、電線１０の端末部（前端部）にはゴム栓２０が嵌着され、ゴム栓２０には端子金具４０がかしめ接続され、さらに、端子金具４０はゴム栓２０及び電線１０とともにコネクタハウジング６０内に挿入される。

コネクタハウジング６０は合成樹脂製であって、図３に示すように、その内部に、前後方向に延びるキャビティ６１が形成されている。キャビティ６１の後部は断面円形をなすゴム栓収容部６２とされ、ここにゴム栓２０が密着状態で収容される。

電線１０は、複数本の金属細線を撚り合わせた撚り線からなる断面円形の導体１１と、導体１１の周りを包囲する樹脂製の絶縁被覆１２とからなる。電線１０の端末部では、絶縁被覆１２が剥ぎ取られて、導体１１の前端部が露出されている。導体１１の材料としては、銅又は銅合金が用いられ、場合によっては、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。

端子金具４０は所定形状に打ち抜いた金属板材に曲げ加工等を施すことによって成形され、図１に示すように、図示しない相手端子のタブを受けてこれに接続される筒状の接続部４１と、接続部４１よりも後方に位置するワイヤバレル４２と、ワイヤバレル４２よりも後方に位置する第１インシュレーションバレル４３と、第１インシュレーションバレル４３の後方に位置する第２インシュレーションバレル４４とを有している。

ワイヤバレル４２、第１インシュレーションバレル４３、及び第２インシュレーションバレル４４は底板４５の両側縁から延びる一対ずつのかしめ片４６、４７、４８を有している。ワイヤバレル４２の両かしめ片４６は、相互の突出端同士を突き合わせつつ露出された導体１１の外周面に巻き付けられて、導体１１に導通可能に接続される。第１インシュレーションバレル４３の両かしめ片４７は、相互の突出端同士を突き合わせつつ絶縁被覆１２の外周面に巻き付けられて、電線１０の端末部に保持される。また、第２インシュレーションバレル４４の両かしめ片４８は、前後方向に位置ずれしつつゴム栓２０の外周面に巻き付けられて、ゴム栓２０ともども電線１０の端末部に保持される。

ゴム栓２０はシリコンゴム等のゴム製であって、図４に示すように、前後方向に細長い円筒状の本体部２１を有している。本体部２１の内部には、電線１０が密着状態で挿入される挿入孔２２が前後方向に貫通して形成されている。本体部２１の前部は、他の部分よりも薄肉のかしめ領域２３とされている。かしめ領域２３の外周面は凹凸のないフラット面とされ、ここに第２インシュレーションバレル４４の両かしめ片４８がかしめ付けられる。また、本体部２１の後部は、厚肉の胴部２４とされ、その内外両面は凹凸のないフラット面とされている。この胴部２４の外径はゴム栓収容部６２の内径とほぼ同じとされている。

本体部２１の中間部はシール領域２５とされ、その外周面には、複数条、詳細には２条の外周リップ２６が形成されている。各外周リップ２６は本体部２１の外周りを一周する突条をなしている。各外周リップ２６の突出端は、ゴム栓２０の中で最も外側に位置し、それぞれほぼ同じ高さ位置に並んで配置されている。ここで、シール領域２５の外周面は、胴部２４の外周面からかしめ領域２３の外周面にかけて漸次縮径されており、これによって前側の外周リップ２６は後側の外周リップ２６よりも軸心寄りにその基端部を位置させている。

また、本体部２１の中間部の内周面、つまりシール領域２５の挿入孔２２の内周面には、複数条、詳細には３条の内周リップ２７が形成されている。各内周リップ２７は本体部２１の内周りを一周する突条をなしている。各内周リップ２７の突出端は、ゴム栓２０の中で最も内側に位置し、それぞれほぼ同じ高さ位置に並んで配置されている。

各内周リップ２７のうち、最も前側に位置する内周リップ２７は、シール領域２５とかしめ領域２３とに跨って配置されている。そして、各外周リップ２６と各内周リップ２７とは、前後方向（電線１０の軸方向）についてラップする部分を含むように配置されている。詳しくは、最も前側に位置する内周リップ２７の後端部は前側の外周リップ２６の前端部とラップし、中央部に位置する内周リップ２７の前後両端部はそれぞれ前側の外周リップ２６の後端部及び後側の外周リップ２６の前端部とラップし、最も後側に位置する内周リップ２７の前端部は後側の外周リップ２６の後端部とラップしている。ラップ部分は他の部分よりも厚みが厚くされている。

さて、本実施形態においては、ゴム栓２０の最小内径、つまり内周リップ２７の内径をＤ１とし（図４を参照）、電線１０の導体１１の外径をＤ２とし（図２を参照）、電線１０の絶縁被覆１２の外径をＤ３とした場合に、自然状態、つまりゴム栓２０及び電線１０がそれぞれ単独で存在している状態では、Ｄ２＜Ｄ１＜Ｄ３の関係が満たされている。一方、電線１０が単独で存在し、ゴム栓２０が単独でコネクタハウジング６０のゴム栓収容部６２に挿入された状態のときには、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係が満たされている。なお、各内周リップ２７のうち、最も前側に位置する内周リップ２７は、かしめ領域２３にも含まれ、シール領域２５から部分的に外れている。本実施形態の場合、最も前側に位置する内周リップ２７も含め、全ての内周リップ２７が上記関係式を満たすように構成されているが、上記関係式としては、シール性の評価に関わるものであるため、かしめ領域２３にも含まれる、最も前側に位置する内周リップ２７は上記関係式を満たしていなくてもよい。

次に、本実施形態の作用を上記関係式の意義とともに説明する。
ゴム栓２０の挿入孔２２に後方から電線１０の端末部を挿入する。電線１０の挿入過程では、内周リップ２７の内径Ｄ１が導体１１の外径Ｄ２よりも大きい（Ｄ２＜Ｄ１）ことに起因し、電線１０と内周リップ２７との摺動に伴う摩擦抵抗が大きくなることがなく、作業性が良好となる。

電線１０の挿入動作が完了した状態では、図２に示すように、胴部２４及びかしめ領域２３の内周面の略全体が電線１０の外周面に密着するとともに、内周リップ２７が電線１０の外周面に密着して弾縮変形させられる。このとき、内周リップ２７の潰し代は、内周リップ２７の内径Ｄ１が導体１１の外径Ｄ２よりも大きい（Ｄ２＜Ｄ１）ことに起因し、絶縁被覆１２の厚み範囲に収まっている。

続いて、端子金具４０の底板４５にゴム栓２０及び電線１０の端末部を載せ、図示しないアンビル及びクリンパ等からなる自動機に端子金具４０等をセットして、電線１０の導体１１に外側からワイヤバレル４２を圧着するとともに、電線１１の絶縁被覆１２に外側から第１インシュレーションバレル４３を圧着し、かつ、ゴム栓２０のかしめ領域２３に外側から第２インシュレーションバレル４４を圧着して接続する。

この状態で、上記の電線１０及びゴム栓２０付きの端子金具４０をコネクタハウジング６０のキャビティ６１内に後方から挿入する。図３に示すように、端子金具４０が正規挿入されると、ゴム栓６０の胴部２４の略後半部がコネクタハウジング６０の後面よりも後方に突出して配置されるとともに、ゴム栓２０の外周リップ２６がゴム栓収容部６２の内周面に密着して弾縮変形させられる。これに伴い、内周リップ２７も縮径方向に変位させられてゴム栓２０の外周面に緊密に密着され、電線１０に対する内周リップ２７の潰し代がゴム栓収容部６２への挿入前よりも増加する。つまり、このときの内周リップ２７の潰し代は、ゴム栓収容部６２への挿入前よりも内周リップ２７の内径Ｄ１が縮小して導体１１の外径Ｄ２よりも小さくなる（Ｄ１＜Ｄ２）ことに起因し、絶縁被覆１２の厚み範囲を超えて導体１１側に及んでいる。

その後、コネクタハウジング６０は図示しない相手コネクタハウジングと嵌合され、その嵌合動作に伴って相手コネクタハウジングに装着された相手端子のタブが端子金具４０の接続部４１内に挿入されることにより、両端子金具が互いに導通接続されることとなる。

ところで、電線１０が高温環境下又は低温環境下に置かれると、絶縁被覆１２が変形してその厚みが減少し、それに伴って内周リップ２７の潰し代も減少して、電線１０との間のシール性が保てなくなるおそれがある。

しかるに本実施形態によれば、ゴム栓２０がゴム栓収容部６２に挿入された状態のときには、内周リップ２７の内径Ｄ１が導体１１の外径Ｄ２よりも小さくなる（Ｄ１＜Ｄ２）ように設計されているから、仮に、絶縁被覆１２が極限まで薄くなったとしても、内周リップ２７と導体１１との間で潰し代が必ず確保される。その結果、所定のシール性を得ることができる。

しかも、ゴム栓２０がゴム栓収容部６２に挿入される前のときには、内周リップ２７の内径Ｄ１が導体１１の外径Ｄ２よりも大きくなる（Ｄ１＞Ｄ２）ように設計されているから、ゴム栓２０の挿入孔２２に電線１０を挿入する際の挿入抵抗が過大となることがなく、良好な組み付け作業性が確保される。

また、各内周リップ２７と各外周リップ２６とが前後方向にラップする部分を有しているから、コネクタハウジング６０内に挿入されたときに、ラップ部分でゴム栓２０の潰し代が増加し、より高い防水性を得ることができる。

さらに、かしめ領域２３の最も近くに位置する内周リップ２７を含む全部の内周リップ２７によって上記関係式が成立するから、端子金具４０の接続部４１に近い位置で良好なシール性が確保されることとなる。その結果、接続部４１への被水が防止され、両端子金具間の接続信頼性が向上する。

＜他の実施形態＞
本発明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本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、各電線に個別に対応するゴム栓を例示するものであったが、本発明によれば、各電線を通す複数の挿入孔を有する一括型のゴム栓であってもよい。
（２）内周リップと外周リップのいずれか一方又は両方は省略されてもよい。
（３）内周リップと外周リップの各個数は任意である。
（４）各外周リップの突出端の高さ位置が異なるものが含まれていてもよい。また、各内周リップの突出端の高さ位置が異なるものが含まれていてもよい。さらにこの場合、かしめ領域の後方に位置する内側リップのうち、最先端に位置する内周リップ、つまりかしめ領域の最も近くに位置する内周リップがゴム栓の最小内径を有することで、請求項１の発明の関係式を満たすものであるとよい。こうすると、端子金具が被水して防水性が損なわれるのを効果的に阻止することができる。
（５）本発明は、端子金具がかしめ付けられるかしめ領域を有しないゴム栓にも適用可能である。

１０…電線
１１…導体
１２…絶縁被覆
２０…ゴム栓
２３…かしめ領域
２６…外周リップ
２７…内周リップ
４０…端子金具
６０…コネクタハウジング
Ｄ１…ゴム栓の最小内径
Ｄ２…導体の外径

Claims (3)

1. 導体を絶縁被覆で包囲してなる電線と、前記電線の端末部に外挿される筒状のゴム栓とを備え、前記電線に嵌着された前記ゴム栓がコネクタハウジング内に挿入されて、前記ゴム栓の外周面が前記コネクタハウジングの内周面に弾性的に密着され、かつ、前記ゴム栓の内周面が前記電線の外周面に弾性的に密着される、電線の端末防水構造であって、
   前記ゴム栓の最小内径をＤ１とし、前記導体の外径をＤ２とし、前記絶縁被覆の外径をＤ３とした場合に、
   前記ゴム栓及び前記電線がそれぞれ単独で存在する状態のとき、
   Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ２の関係が満たされ、
   前記電線が単独で存在し、前記ゴム栓のみが前記コネクタハウジング内に挿入される状態のとき、
   ０＜Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係が満たされることを特徴とする電線の端末防水構造。
2. 前記ゴム栓の外周面には、前記コネクタハウジングの内周面に密着されて弾縮変形される外周リップが形成され、前記ゴム栓の内周面には、前記電線の外周面に密着されて弾縮変形される内周リップが形成され、
   前記外周リップと前記内周リップとは、前記電線の軸方向に関して互いにラップする部分を含むように配置されていることを特徴とする請求項１記載の電線の端末防水構造。
3. 前記ゴム栓の内周面には、前記電線の外周面に密着されて弾縮変形される複数の内周リップが形成され、
   前記ゴム栓の外周面における前記コネクタハウジング内への挿入方向前方には、端子金具がかしめ付けられるかしめ領域が設けられ、前記かしめ領域よりも後方に位置する前記複数の内周リップのうち、少なくとも前記かしめ領域の最も近くに位置する内周リップが、前記ゴム栓の最小内径を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電線の端末防水構造。

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