JP5705429B2

JP5705429B2 - 防水用端子構造

Info

Publication number: JP5705429B2
Application number: JP2009260752A
Authority: JP
Inventors: 辰男森本
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2029-11-16
Also published as: JP2011108437A

Description

本発明は、電線に接続した端子から電線の素線間を伝わって水が浸入することを防止した防水用端子構造に関するものである。

図５は、従来の防水用端子構造の一形態を示すものである（特許文献１参照）。

この防水用端子構造は、丸形板状の電気接触部４１と前後各一対の圧着片４２とで成る丸形板端子（ＬＡ端子）４３を用い、電線４４の端末に各圧着片４２を圧着接続し、圧着接続部に接着剤付きの熱収縮チューブ４５を被せて熱収縮・密着させることで、電線４１の芯線部４１ａをなす各素線間への水の浸入を防止したものである。

端子４３の電気接触部４１は例えば自動車のエンジンルーム内のパネル等にボルト締めで接続され、電線４４は車室側に導入され、水が電線４４の各素線４１ａ間を毛細管現象で伝わって車室内のコネクタ等に浸入することが収縮チューブ４５で防止される。

図６は、従来の防水用端子構造の他の形態を示すものである（特許文献２参照）。

この防水用端子構造は、矩形板状の電気接触部４６と前後一対の圧着片４７とで成る矩形板端子４８を用い、電線４９の端末に各圧着片４７を圧着接続し、電気接触部４６を除く端子全体を金型成形の絶縁樹脂材５０で覆うことで、電線４９の各素線４９ａ間への水の浸入を防止したものである。

図７は、従来の防水用端子構造の他の形態を示すものである（特許文献３参照）。

この防水用端子構造は、丸形板状部５１と一対の圧着片５２とで成る電気接触部分５３と、有底筒状の電線接続部分５４とで構成されるクローズドバレル端子５５を用い、筒状部５４の内側にシリコンゴム等のシール剤５６を注入すると共に、筒状部５４を電線５７の端末に加締め（圧着）接続することで、電線５７の各素線５７ａ間への水の浸入を防止したものである。電気接触部分５３は例えばエンジンルーム内のバッテリ等に接続される。

特開２０００−２８５９８３号公報（図２）特開２００２−１２７１８８号公報（図３）特開２００５−３３９８５０号公報（図６）

しかしながら、上記従来の図５の防水用端子構造にあっては、合成樹脂製の熱収縮チューブ４５が劣化した場合に防水性が低下し兼ねないという懸念があった。また、図６の防水用端子構造にあっては、端子４８の大きさや種類に合わせて樹脂部５０を形成するための複数種の金型を必要とし、コストが嵩むという懸念があった。

また、上記図５〜図７の防水用端子構造にあっては、電線４４，４９，５７の径に応じて端子４３，４８，５５の圧着片４２，４７，５２と電気接触部４１，４６ないし電気接触部分５３の大きさが各種に規定されるために、端子４３，４８，５５の共用化が困難で部品点数が増えて高コスト化するという問題や、電線径に応じて電線圧着用の治具の種類（大きさ）を変更しなければならず、端子４３，４８，５５と電線４４，４９，５７の接続作業が面倒であるという問題があった。

本発明は、上記した点に鑑み、電線の素線間止水を確実に行うことができるのは勿論のこと、電線の径が変わっても、端子の電気接触部分を変えることなく共通で使用することができると共に、電気接触部分や電線の圧着接続を少ない種類の治具で効率良く行うことができる防水用端子構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る防水用端子構造は、一の導電パイプが、一の電線の絶縁被覆の外径に対応した内径の孔部を有し、他の導電パイプが、該一の電線よりも小径な他の電線の絶縁被覆の外径に対応した内径の孔部を有し、該一及び他の導電パイプの各前半部の外径と、該一及び他の導電パイプの各後半部における該一及び他の電線の少なくとも前端側の各芯線部の挿入位置に対応する部分の外径とが同一に規定され、該一及び他の導電パイプの各後半部において各孔部に、該前端側の各芯線部と各芯線部に続く各絶縁被覆とが液密に挿入され、該前端側の各芯線部よりも前方において該一及び他の導電パイプの各孔部が各封止部で封止され、該前端側の各芯線部よりも前方において該一及び他の導電パイプの各前半部に共通の各電気接触用端子部が圧着接続され、各芯線部は該一及び他の導電パイプの各後半部に共通の加締め治具で加締め接続可能であり、各電気接触用端子部は該一及び他の導電パイプの各前半部に共通の圧着治具で圧着接続可能であることを特徴とする。

上記構成により、導電パイプの前半に電気接触用端子部が接続固定され、導電パイプの後半に電線が挿入接続され、電気接触用端子部と電線とは導電パイプの前後にラップせずに分離して配置される。これにより、例えば、各種電線径に応じて各導電パイプの孔部径を変更し、各導電パイプの外径は同一として、電気接触用端子部を共通化し、導電パイプへの電線の加締め接続も一種類の加締め治具で実施可能となる。電気接触用端子部からの水は封止部で遮断されて、導電パイプの後半の電線先端部への浸水が阻止されることで、電線先端部の各素線間止水が行われる。電線の先端部とは、絶縁被覆を皮剥きされた露出芯線部とその近傍（後方）の絶縁被覆部分を言う。

そして、各種電線径に応じて各導電パイプの孔部径が変更され、各導電パイプの外径が同一で共通化され、導電パイプの外周に圧着接続される電気接触用端子部が導電パイプごとに共用化され、各電気接触用端子部の圧着が一種類の圧着治具で実施可能となる。また、導電パイプの孔部内の電線の加締め接続も共通の加締め治具で実施可能となる。導電パイプの外径が一定であるとは、例えば導電パイプの後端部のみを大径に形成して（後端部を除く部分の外径は一定である）、後端部内に防水ゴム栓を封入する場合をも含むものである。

請求項２に係る防水用端子構造は、請求項１記載の防水用端子構造において、前記封止部が、前記孔部内に挿入された封止ゴム栓であることを特徴とする。

上記構成により、導電パイプの例えば中央に封止ゴム栓が位置し、封止ゴム栓の前側に電気接触用端子部が位置し、封止ゴム栓の後側に電線の先端部が位置する。封止ゴム栓は少なくとも電気接触用端子部の圧着と電線先端部の加締めとで導電パイプ内に抜け出しなく保持される。封止ゴム栓を導電パイプに加締め固定することも可能である。また、導電パイプの前端側に封止ゴム栓を配置して、電気接触用端子部の圧着で導電パイプに共締め固定することも可能である。

請求項１記載の発明によれば、導電パイプの封止部で電気接触用端子部から導電パイプ内の電線先端部への水の浸入を阻止することで、素線間止水を確実に行うことができる。また、導電パイプの前半と後半とで電気接触用端子部と電線先端部とを完全に分離したことで、例えば、各種電線径に応じて各導電パイプの孔部径を変更し、各導電パイプの外径は同一として、電気接触用端子部を共通化し、導電パイプへの電線の加締め接続も一種類の加締め機で実施可能となる。

そして、各導電パイプの同一外径の前半部に共通の電気接触用端子部を用いて、電気接触用端子部の種類（部品点数）を削減して低コスト化することができると共に、各導電パイプに共通の電気接触用端子部を一種類の圧着治具で効率良く圧着接続することができる。また、各導電パイプの外径が同一であるので、各導電パイプの後半の孔部に挿入した各種径の電線の先端部を一種類の加締め治具で効率良く加締め接続することができる。これらにより、電線と端子（導電パイプと電気接触用端子部）との接続作業性すなわち端子付き電線の生産性を高めることができる。

請求項２記載の発明によれば、封止ゴム栓で孔部を塞ぐことで、貫通した孔部を有する安価な導電パイプを用いて、防水用端子構造を低コスト化することができる。また、導電パイプの所望の位置に封止ゴム栓を配置して、導電パイプの長手方向の電線先端部と電気接触用端子部との配置を所望に設定変更することができる。

本発明に係る防水用端子構造の一実施形態を示す、（ａ）は大径電線を接続する場合の分解斜視図、（ｂ）は小径電線を接続する場合の分解斜視図である。同じく防水用端子構造における電線と端子との接続完了状態を示す斜視図である。本発明に係る防水用端子構造の他の実施形態を示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は、電線の外周と端子の一部である導電パイプとの間の防水構造の各例をそれぞれ示す斜視図である。従来の防水用端子構造の一形態を示す平面図である。従来の防水用端子構造の他の形態を示す側面図である。従来の防水用端子構造のその他の形態を示す断面図である。

図１（ａ）（ｂ）は、本発明に係る防水用端子構造の一実施形態を示すものである。

この防水用端子構造は、接続する電線１（１₁，１₂）の径に対応した内径ｄ（ｄ₁，ｄ₂）の貫通した孔部２（２₁，２₂）と、共通（同一）の外径Ｄの外周面とを有する金属製の導電パイプ３（３₁，３₂）を用い、孔部２の長手方向中間部に封止ゴム栓（封止部）４（４₁，４₂）を挿入密着させ、封止ゴム栓４を境（仕切り）として、導電パイプ３の一方において孔部２に電線１を挿入接続し、導電パイプ３の他方に別体の電気接触用端子部５を圧着接続するものである。

導電パイプ３と電気接触用端子部５とで端子が構成される。導電パイプ３はクローズドバレル端子部（クローズドバレル部）であり、電気接触用端子部５はオープンバレル端子部（オープンバレル部）である。

図１（ａ）の電線１₁は大径（例えば芯線径が３ｓｑ）であり、図１（ｂ）の電線１₂は小径（例えば芯線径が０．５ｓｑ）である。図１（ａ）の導電パイプ３₁の孔部２₁の内径ｄ₁は大径の電線１₁に合わせて大径であり、図１（ｂ）の導電パイプ３₂の孔部２₂の内径ｄ₂は小径の電線１₂に合わせて小径である。各孔部２は断面円形であり、各導電パイプ３の外周面は孔部２と同心の断面円形である。

各孔部２の内径ｄは、各電線１の合成樹脂製の柔軟な（弾性の）絶縁被覆６の外径と同等ないし若干小さく形成して、絶縁被覆６の外周面を孔部２の内周面に圧入密着させることが好ましい。各孔部２の内径ｄを各電線１の絶縁被覆６の外径よりも大きく形成して、孔部２への電線１の挿入性を高める場合は、例えば絶縁被覆６の外面に止水テープ等（図示せず）を介在させる。

各電線１は先端側の絶縁被覆６を皮剥きして芯線部７を露出させている。各電線１の芯線部（導体部）７は複数本の素線で構成されている。芯線部７は銅又はアルミで形成され、各導電パイプ３は銅又はアルミで形成されている。銅又はアルミとは銅合金やアルミ合金を含む。

各導電パイプ３の外径Ｄは全長に渡って同一である（中間の加締め部８を除く）。各導電パイプ３の孔部２の長手方向中間部（中央ないしほぼ中央）に円柱状の各封止ゴム栓４が挿入され、各封止ゴム栓４の前端位置で各導電パイプ３が加締められ、加締め部８が孔部２を狭窄して孔部２内の加締め凸部８ａで各封止ゴム栓４の後方への抜け止めがなされている。

各封止ゴム栓４は外周に複数条のリップを有したもので、各リップの外径は各孔部２の内径ｄよりも大きく、各リップが各孔部２の内周面に密着して、各孔部２が中央で封止されている。加締め部８は封止ゴム栓４の挿入前に形成されることが好ましいが、その逆も可能である。加締め部８を封止ゴム栓４の挿入前に形成した場合、封止ゴム栓４は孔部２の後端の開口（符号２で代用）から挿入される。図１（ａ）の封止ゴム栓４₁は大径で、図１（ｂ）の封止ゴム栓４₂は小径であるが、孔部２の内径ｄの大小によっては、封止ゴム栓４を共通で使用することもできる。

電気接触用端子部５は通常（既存）の銅又はアルミのＬＡ端子であり、前半の円板環状の電気接触部９と、電気接触部９の後方に首部１０を介して続く基板部１１とその左右両側に立ち上げられた一対の圧着片１２とで構成されている。基板部１１と圧着片１２とで成る圧着部の長さＬは導電パイプ３の前半の筒状部１３（１３₁，１３₂）の長さ（中央の加締め部８から前端までの長さ）よりもやや短い。

図２の如く（符号の小文字は省略する）、導電パイプ３の後半の孔部２ｂに電線１の先端部（端末）が挿入ないし圧入され、中央の加締め部８よりも後方において電線１の芯線部７の上から導電パイプ３が加締められて（加締め部を符号１５で示す）、芯線部７が導電パイプ３に接続固定される。

中央と後半の各加締め部８，１５は例えば既存の六角加締め治具等を用いて上下方向のプレス加工で形成される。図１（ａ）の導電パイプ３₁と図１（ｂ）の導電パイプ３₂とは同一の加締め治具とプレス機（図示せず）を用いて各加締め部８，１５を効率良く形成することができる。

導電パイプ３の前半の筒状部１３の外周面に電気接触用端子部５の圧着片１２が例えば圧着機の圧着治具（アンビルとクリンパ）で圧着接続される。図１（ａ）と図１（ｂ）の各導電パイプ３は外径Ｄが同じであるので、電気接触用端子部５は共通で使用される。

これにより、電気接触用端子部５の部品点数が削減されると共に、図１（ａ）と図１（ｂ）の各導電パイプ３に各電気接触用端子部５が同じ圧着機と圧着治具で効率良く（生産性良く）圧着される。導電パイプ３は中空で低剛性であるので、電気接触用端子部５の圧着は既存の電線１に圧着するように容易に且つ確実に行うことができる。

導電パイプ３の前半の筒状部（前半部）１３の孔部２ａは電気接触用端子部５の圧着時に潰れて狭窄されることで、水が入りにくくなるが、たとえ前端の開口２ｃから孔部２内に水が浸入しても、封止ゴム栓４で水が堰き止められて、後半の筒状部（後半部）１４の孔部２ｂ内すなわち電線１の芯線部７への水の浸入が確実に防止される。電線１の絶縁被覆６の外面から後半の筒状部１４の孔部２ｂ内への水の浸入は、絶縁被覆６の外周面と孔部２の内周面との密着によって防止される。絶縁被覆６の外周面と孔部２の内周面との間に止水テープ等を介在させれば一層効果的である。

なお、封止部として、封止ゴム栓４に代えて金属製の別体の封止栓や導電パイプ３と一体の中間の封止壁（図示せず）を用いることも可能である。金属製の封止栓の場合は、導電パイプ３内に液密に圧入ないし全周加締め等で密着固定させる必要がある。また、図２において、電線１の芯線部７のみならず絶縁被覆６をも導電パイプ３に加締め固定して（加締め部は芯線部６の加締め部１５と同様なものを別途設ける）電線１の抜け出し強度を高めることも可能である。

図３は、本発明に係る防水用端子構造の他の実施形態を示すものである。

この防水用端子構造は、封止ゴム栓４を用いずに、断面円形の導電パイプ１６の前端に封止壁（封止部）１７を一体に形成し、導電パイプ１６の後半部１６ｂにおいて後端の開口から有底（底部を符号１７ａで示す）な断面円形の孔部１８内に電線１の端末を挿入して加締め接続し、導電パイプ１６の前半部１６ａに電気接触用端子部５を圧着接続するものである。図１と同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。

封止ゴム栓４（図１）がないので、中央の加締め部８も不要である。導電パイプ１６を介した電線１と電気接触用端子部５との接続状態は図２の例の中央の加締め部８をなくしたものと同様である。電線１の芯線部７は導電パイプ１６の後半１６ｂの加締め部１５（図２）で接続固定される。電気接触用端子部５は導電パイプ１６の前半部１６ａに圧着接続される。

図１（ａ）（ｂ）の径違いの電線１₁，１₂を用いた場合の構成は図３においても適用される。すなわち、図１（ａ）の大径な電線１₁を用いる場合は、導電パイプ１６の孔部１８の内径が大きく設定され、図１（ｂ）の小径な電線１₂を用いる場合は、導電パイプ１６の孔部の内径が小さく設定される。それらの場合、各導電パイプ１６の外径は全長に渡って同一（一定）である。

図３の防水用端子構造の効果は、図１の防水用端子構造の効果と同様である。図１の例に較べて、封止ゴム栓４を入れなくて済むので、組立性が向上する。また、前端の封止壁１７が導電パイプ１６の孔部１８の全長に渡って水の浸入を防ぐから、導電パイプ１６内の耐食性が高まる。また、導電パイプ１６の前端に封止壁１７があるので、電気接触用端子部５の圧着時に導電パイプ１６の前端（先端）が潰れずに、圧着を強固に行うことができる。

図４（ａ）〜（ｃ）は、電線１の絶縁被覆６の外周面と導電パイプ３（１６）の孔部２（１８）の内周面との間の液密（防水）構造の各例を示すものである。

図４（ａ）の例は、電線１の絶縁被覆６の外周面と導電パイプ３（１６）の孔部２（１８）の内周面との間に止水テープ（止水材）１９を介在させたものである。止水材１９としては既存のビニルテープや粘着性のブチルゴムシート等が好ましい。止水テープ１９を使用することで、従来の接着剤等の粘性のシール剤を注入したりする手間が省ける。

図４（ｂ）の例は、電線１の絶縁被覆６を導電パイプ３（１６）の孔部内に挿入（圧入）密着させた状態で、孔部の後端開口とその近傍の絶縁被覆６と導電パイプ３（１６）とを既存の熱収縮チューブ２０で覆ったものである。

図４（ｃ）の例は、導電パイプ２１の後端部２１ｂを外径、内径共に大径に形成し、導電パイプ２１の後端部２１ｂを除く部分２１ａは図１（ａ）（ｂ）の例や図２の例と同一の均一な外径で小径に形成し、電線１の外周面に密着させた防水ゴム栓２２を大径な後端部２１ｂの孔部２３ｂ内に挿入（圧入）したものである。

防水ゴム栓２２は、例えばコネクタ（図示せず）の端子収容室の内面と電線１の外周面との間に介在させる既存のものであり、電線１の外周面に密着する内径側のリップ（図示せず）と、導電パイプ２１の後端側の大径な筒状部２１ｂ内の孔部２３ｂの内周面に密着する外径側のリップとを有する。

電線１の絶縁被覆部６の先端側と芯線部７は導電パイプ２１の後半の小径な筒状部２１ａ内に挿入され、図２の例と同様に、芯線部７が後半の筒状部２１ａに加締め接続され、筒状部２１ａの前半に電気接触用端子部５が圧着接続される。筒状部２１ａの中間に図２の封止ゴム栓４を設けたり、あるいは筒状部２１ａの前端に図３の封止壁１７を一体に形成する。

図１等の例の導電パイプ３は中間の加締め部８を境に同一径の前半の筒状部１３と後半の筒状部１４とで構成されるのに対し、図４（ｃ）の導電パイプ２１のみが後端側の短い大径の筒状部２１ｂとそれ以外の長い小径の筒状部２１ａで構成されている。導電パイプ２１の後半部に電線１が加締め接続され、導電パイプ２１の前半部に電気接触用端子部５が圧着接続される点は図１〜図３の例と同様である。

図４（ｃ）の例においても、電線１の径に応じて導電パイプ２１の小径な筒状部２１ａの孔部２３ａの内径を変化させ、筒状部２１ａの外径は電線１の径に関係なく一定とすることで、電気接触用端子部５の圧着を同一の圧着機の圧着治具で効率良く行うことができる。上記各実施形態においては、導電パイプ３，１６，２１内に電線１の芯線部７が密封されるから、特にアルミ電線の酸化防止効果に優れている。

なお、上記各実施形態においては、電気接触用端子部５としてＬＡ端子を用いたが、ＬＡ端子に代えて既存のタブ端子や雌端子（図示せず）を用いることも可能である。また、上記実施形態においては、電線１の芯線部７を露出させ、導電パイプ１，１６，２１に芯線部７を加締め接続したが、例えば芯線部７を露出させずに、導電パイプ内に設けた図示しない鋭利な突起や刃部（例えば封止ゴム栓４に代わる封止壁に鋭利な突起を設ける等）で絶縁被覆６を突き破って芯線部７を接続させることも可能である。

本発明に係る防水用端子構造は、例えば自動車のエンジンルーム内といった水のかかりやすい部位において電線付きの端子を相手側に接続する場合に、電線の素線間止水を確実に行わせ、しかも、各種径の電線に対して共通の端子を用いて低コストで効率良く接続させるために利用することができる。

１電線
２，１８，２３孔部
３，１６，２１導電パイプ
４封止ゴム栓（封止部）
５電気接触用端子部
１３前半の筒状部（前半部）
１４後半の筒状部（後半部）
１６ａ前半部
１６ｂ後半部
１７封止壁（封止部）
ｄ内径
Ｄ外径

Claims

一の導電パイプが、一の電線の絶縁被覆の外径に対応した内径の孔部を有し、他の導電パイプが、該一の電線よりも小径な他の電線の絶縁被覆の外径に対応した内径の孔部を有し、該一及び他の導電パイプの各前半部の外径と、該一及び他の導電パイプの各後半部における該一及び他の電線の少なくとも前端側の各芯線部の挿入位置に対応する部分の外径とが同一に規定され、
該一及び他の導電パイプの各後半部において各孔部に、該前端側の各芯線部と各芯線部に続く各絶縁被覆とが液密に挿入され、該前端側の各芯線部よりも前方において該一及び他の導電パイプの各孔部が各封止部で封止され、該前端側の各芯線部よりも前方において該一及び他の導電パイプの各前半部に共通の各電気接触用端子部が圧着接続され、
各芯線部は該一及び他の導電パイプの各後半部に共通の加締め治具で加締め接続可能であり、各電気接触用端子部は該一及び他の導電パイプの各前半部に共通の圧着治具で圧着接続可能であることを特徴とする防水用端子構造。
前記封止部が、前記孔部内に挿入された封止ゴム栓であることを特徴とする請求項１記載の防水用端子構造。