JP5931616B2 - 防水型コネクタ及びワイヤシール - Google Patents

Description

本発明は、防水型の電気コネクタ（以下、単にコネクタ）に装着されるワイヤシール、およびこのワイヤシールを用いた防水型コネクタに関する。

防水型コネクタは、外部から水等の侵入を阻止するために、コネクタハウジング内にワイヤシール、あるいは一括ゴム栓と称されるシール部材を設けているものが知られている。このワイヤシールは、コネクタハウジングに保持される複数のコンタクト（端子金具）の夫々に対応する位置に電線挿入孔を設けており、この電線挿入孔を通ってコンタクトがそれを保持するキャビティに挿入されると、電線挿入孔の周囲に設けられるシール突条にコンタクトに接続される電線が密着することで防水性が確保される。

同じ仕様の防水型コネクタに、異なる線径の電線が接続されたコンタクトが挿入されることがある。電線挿入孔の周囲には圧縮されたシール材の逃げ場がないことから、太い電線が電線挿入孔に挿入されると、その隣接する電線挿入孔にシール材が逃げてしまう。この場合、隣接する電線挿入孔に太い電線を挿入させようとしても、逃げてきたシール材が抵抗となりコンタクトの装着作業の負担が大きくなるとともに、無理に挿入させようとするとシール材（シール突条）にゴム切れが生じてしまう。そうすると、所望する防水性能が得られなくなってしまう。

以上の問題点に対して、いくつかの提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
特許文献１は、ワイヤシールの外縁近傍の電線挿入孔に隣接する位置に、シール部材の厚さ方向に窪んでいる逃げ溝を形成することを提案している。
また、特許文献２は、ワイヤシールに設けられる電線挿入孔を軸先方向の一方側を大口径部とし、他方側を小口径部とするとともに、隣接する電線挿入孔を、大口径部と小口径部との向きがシール部材の表裏で異なるように配置することを提案している。

特開２００５−３１７３８５号公報 特開２０１０−１４０８７６号公報

特許文献１の提案は、逃げ溝がワイヤシールの外縁近傍に設けられているため、ワイヤシールの外周側に設けられる電線挿入孔についてはシール材が逃げることができるが、外周側から離れた位置に設けられる電線挿入孔についてはシール材が逃げることができない。
特許文献２の提案は、電線挿入孔の小口径部がコンタクトの挿入側に配置される場合、小口径部の周囲のシール材にコンタクトが衝突してしまい、コンタクトの挿入作業が難しくなるのに加えて、無理に挿入させようとするとゴム切れを起こすおそれがある。
そこで本発明は、電線挿入孔が配置される位置に依存することなく、線径の太い電線でも無理なく挿入させることができるワイヤシールを提供することを目的とする。
また、本発明は、そのようなワイヤシールを備えることで、所望する防水性能が得られる防水型コネクタを提供することを目的とする。

本発明の防水型コネクタ用のワイヤシールは、表裏に対向する一対の主面を有する平板状のシール本体と、一対の主面の間を貫通してシール本体に形成される複数の電線挿入孔と、各々の電線挿入孔の内壁面に形成されるシール突条と、隣接する電線挿入孔の間に電線挿入孔に連通して設けられ、主面より窪んだ逃げ溝と、を備える。この電線挿入孔は、主面に向けて開口径が大きくなる誘い込みが主面の側に形成され、逃げ溝は、誘い込みの深さまで主面から窪んでいる。
このワイヤシールは、電線が電線挿入孔に挿入されると、シール突条が電線の周囲に密着されることで防水シールすることができる。
本発明によるワイヤシールによれば、外周側に限ることなく、任意の電線挿入孔同士の間に逃げ溝を設けることができるので、電線挿入孔の配置位置に依存することなく、線径の太い電線でも無理なく挿入させることができる。しかも、この逃げ溝は主面より所定の深さまでしか形成されておらず、それよりも深い部分にはシール材が存在することにより、シール突条による電線のシール性能を担保できる。

本発明のワイヤシールにおいて、隣接する電線挿入孔のシール突条が相互間で電線挿入孔の軸方向に沿って異なる位置に設けられることが好ましい。
そうすることで、シール突条を介した電線挿入による押圧力が隣接する各電線挿入孔間で軸方向に沿った特定の位置で集中せず、コンタクト及び電線の挿入を比較的容易に行うことができる。

本発明のワイヤシールにおいて、逃げ溝は、シール突条が形成されている厚さ方向の領域よりも、主面からの窪みが浅いことが好ましい。
そうすれば、シール突条が形成されている領域に、隣接する電線挿入孔の間にシール材が存在することになり、電線をシールするための押圧力を確保できる。

本発明による防水型コネクタは、複数のコンタクトを保持するコネクタハウジングと、コネクタハウジングに収容され、コンタクトに接続される複数の電線が挿入される複数の電線挿入孔を有するワイヤシールと、を備えるが、このワイヤシールとして上述したいずれかのワイヤシールを用いると、線径の太い電線を挿入したとしても、所望する防水性能が得られる。

本発明のワイヤシールによれば、外周側に限ることなく、任意の電線挿入孔同士の間に逃げ溝を設けることができるので、電線挿入孔の配置位置に依存することなく、線径の太い電線でも無理なく挿入させることができる。しかも、この逃げ溝は主面より所定の深さまでしか形成されておらず、それよりも深い部分にはシール材が存在することにより、シール突条による電線のシール性能を担保できる。

本実施形態に係る防水型コネクタの縦断面図である。 本実施形態に係るメスコネクタを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）はワイヤシールをインナーハウジングに組み付けた状態の分解斜視図である。 本実施形態に係るメスコネクタの縦断面図である。 本実施形態に係るワイヤシールを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は横断面図である。 本実施形態に係るワイヤシールを示し、（Ａ）は図２のＶ-Ａ部拡大断面図、（Ｂ）は図４のＶ-Ｂ部拡大断面図である。 図３のVI部拡大図である。 本実施形態に係るワイヤシールの変形例を示し、図６に相当する部分を示す図である。

以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態の防水型コネクタ１０は、複数のメス型のコンタクト１（図３）を保持するインナーハウジング２０と、リテーナ４０と、インナーハウジング２０及びリテーナ４０を収容するアウターハウジング６０とを備えている。防水型コネクタ１０は、相手コネクタ８０と嵌合されると、コンタクト１が相手コネクタ８０に保持される複数のオス型のコンタクト２にそれぞれ電気的に接続される。防水型コネクタ１０は、相手コネクタ８０との間にシール部材２３を設けるとともに、インナーハウジング２０にワイヤシール３０を設けることで、内部への水の浸入を防いでいる。なお、以下では、防水型コネクタ１０と相手コネクタ８０が互いに嵌合される側を前、防水型コネクタ１０から電線Ｗが引き出される側を後と定義して説明する。

インナーハウジング２０は、コンタクト１がそれぞれ挿入される複数のキャビティ２２が形成されるインナー本体２１と、インナー本体２１の前端側に設けられるインナーピース２７とを備えている。なお、インナー本体２１、インナーピース２７は、各々、絶縁性の樹脂を射出成形することにより一体に製作される。アウターハウジング６０および相手コネクタ８０のハウジング（以下、相手ハウジング）８１も同様である。

インナー本体２１の外周部には、環状のシール部材２３が装着されている。シール部材２３は、インナー本体２１の外周部に形成された段差２４に突き当たり位置決めされている。このシール部材２３は、シリコーンゴムから、ニトリルゴム、フッ素ゴム等から形成することができる。シール部材２３は、インナーハウジング２０と相手ハウジング８１の間の防水を担う。
また、インナー本体２１の後端に設けられるシール収容凹部２５には、各コンタクト１にそれぞれ接続される電線Ｗの外周を一括して止水するワイヤシール３０が設けられている。ワイヤシール３０は、電線Ｗを伝ってくる水がインナーハウジング２０内に浸入するのを防止する。本実施形態における特徴部分であるワイヤシール３０については、追って詳しく説明する。

インナーピース２７は、インナー本体２１と共にコンタクト１を保持する。
インナーピース２７をインナー本体２１に組み付けると、インナーピース２７の後端部によりシール部材２３が後方から位置決めされる。

リテーナ４０は、キャビティ２２内に収容されたコンタクト１を二次的に係止するものであって、各キャビティ２２内に収容されるコンタクト１を挿入するための複数列の開口４１が各キャビティ２２に対応して設けられている。そして、各開口４１の下側には、コンタクト１を二次的に係止するための二次係止部４２が設けられている。リテーナ４０は、仮係止位置では、コンタクトが開口４１を通ってキャビティ２２内に収容可能となっているが、コンタクト１が収容されると、図１、図２に示す本係止位置に移動されることで、コンタクト１が二次係止部４２により二次係止されるようになっている。

次に、アウターハウジング６０は、インナー本体２１の後端部に対向する電線引出部６１と、電線引出部６１の周囲に前方に向けて延びる筒状のフード部６２とを備えている。このフード部６２には、相手ハウジング８１のロック片８３に係止されるロックアーム６３が一体に設けられている。ロック片８３とロックアーム６３が互いに係止されることで、防水型コネクタ１０と相手コネクタ８０はロックされる。
ロックアーム６３は、基端側にロック解除操作部６５と先端側にロック片６６を備えるアーム本体６４と、アーム本体６４の基端側を支持するＵ字状のバネ片６７と、を備える。ロック解除操作部６５を下向きに押すと、ロックが解除される。

ロックアーム６３の幅方向両側には、電線引出部６１およびフード部６２から立ち上がる一対の保護壁６８，６８が設けられている。保護壁６８，６８の前端側には、屋根６９が架けられており、ロック片６６を含むロックアーム６３の前端側は、この屋根６９によって覆われている。このように、保護壁６８および屋根６９が設けられることにより、ロックアーム６３に電線、その他の障害物が接触しにくくなるので、ロックアーム６３が変形、破損から保護される。

相手ハウジング８１は、コンタクト２を保持するとともに、シール部材２３を介してインナーハウジング２０の外周部に嵌合される。
相手ハウジング８１の外周部には、防水型コネクタ１０のロックアーム６３のロック片６６と互いに係止されるロック片８３が設けられている。
コンタクト２は、その一端側が相手ハウジング８１の保持壁８２を貫通してインナーハウジング２０内に挿入される。コンタクト２の他端側は、保持壁８２から引き出される相手ハウジング８１の外側に延出し、途中から下方に向けて屈曲している

以上説明した構成の防水型コネクタ１０と相手コネクタ８０とを嵌合させるには、アウターハウジング６０のフード部６２とインナーハウジング２０との間に相手ハウジング８１を挿入する。すると、相手ハウジング８１によってシール部材２３が押し潰されて、相手ハウジング８１とインナーハウジング２０とに密着するので、内部の防水が図られる。
また、相手ハウジング８１のロック片８３によってロックアーム６３のロック片６６が押し上げられるので、バネ片６７が撓む。そして、ロック片６６がロック片８３を乗り越えるとバネ片６７の撓みが復元し、ロック片６６とロック片８３とが互いに係止される。これによって防水型コネクタ１０と相手コネクタ８０との抜け止めが図られる。
一方、防水型コネクタ１０と相手コネクタ８０との嵌合を解除するには、ロック解除操作部６５を押し下げる。これによってバネ片６７が撓んで、ロック片８３からロック片６６が離れるので、双方のコネクタ１０，８０を前後方向に離間させて嵌合を解除することができる。

次に、図４〜図６をも参照して、ワイヤシール３０について詳しく説明する。
平面形状が概略矩形とされる平板状のワイヤシール３０は、外周形状、寸法がシール収容凹部２５の内周面２６と密着するように作製されるとともに、ワイヤシール３０の外周面には、内周面２６との密着性を向上するための複数（３つ）のシール突条３６が設けられている。シール突条３６は、シール本体３０ａの周縁３９の全域に亘って形成される。なお、シール突条３６は、その形状を把握できるようにするために、変形する前の原形を各図面に示している。後述するシール突条３３、前述したシール部材２３についても同様である。

ワイヤシール３０には、キャビティ２２に対応する位置に複数の電線挿入孔３１がシール本体３０ａの表裏をなす主面３７，３８を貫通して形成されている。キャビティ２２に収容されたコンタクト１に接続された電線Ｗは、電線挿入孔３１、アウターハウジング６０の電線引出部６１を通って後方に導出される。
各電線挿入孔３１は、シール本体３０ａの主面３７，３８の両面側に、所定の深さまで誘い込み３２が形成されている。誘い込み３２は、ワイヤシール３０の厚さ方向の中心から主面３７，３８に向かって開口径が大きくなるように形成されており、コンタクト１が電線挿入孔３１に挿入するのを案内する。なお、誘い込み３２を主面３７，３８の両面に形成するのは、ワイヤシール３０の表裏を区別することなく使用できるようにするためである。
各電線挿入孔３１の内周には複数（２つ）のシール突条３３が設けられ、これらシール突条３３が電線Ｗの外周面に密着することで、各電線挿入孔３１を伝ってからインナーハウジング２０の内部への浸水を阻止することができる。シール突条３３は、表裏両面の誘い込み３２，３２の間であって、ワイヤシール３０の厚さ方向の中央部に位置している。したがって、誘い込み３２は、各々主面３７，３８からシール突条３３に達するよりもわずかに浅いまでの深さを有している。

シール本体３０ａには、第一逃げ溝３４が形成されている。第一逃げ溝３４は、電線挿入孔３１に電線Ｗを挿入したときに、シール突条３３の周囲のシール材が変形して逃げ込むスペースとして機能する。ここでいうシール材とは、シール本体３０ａを構成する素材（例えばゴム）そのものを意図しており、シール材が変形するとは、当該素材が変形することを意味する。
第一逃げ溝３４は、隣接する電線挿入孔３１の間の全てに設けられている。これは好ましい形態であるが、本発明の必須の要素ではない。例えば、径の太い電線Ｗが挿入される電線挿入孔３１が予め特定されていれば、当該電線挿入孔３１の周囲の電線挿入孔３１との間に第一逃げ溝３４を設ければ足りる場合もある。
シール本体３０ａは、誘い込み３２、及び、第一逃げ溝３４が形成されない部分が主面３７，３８に残されている。この部分は、個々の電線挿入孔３１の位置決めと、太い電線Ｗが挿入されたときに隣接する電線挿入孔３１の変形を防ぐために残されている。ただし、本発明において必須の要素ではない。

第一逃げ溝３４は、シール本体３０ａの主面３７，３８の両面に形成されている。この第一逃げ溝３４は、誘い込み３２と同じ深さまで窪んでいる。第一逃げ溝３４の深さはこれに限定されるものではなく、後述する第一逃げ溝３４による作用・効果を奏する限り、例えば、誘い込み３２よりも浅くてもかまわない。ただし、シール突条３３がワイヤシール３０の平面方向に容易に逃げてしまうのは、電線Ｗに対してシール突条３３が必要な密着度を得る上で好ましくない。したがって、シール突条３３が形成されている厚さ方向の領域は、第一逃げ溝３４を設けることなく、シール材が詰まっていることが好ましい。

シール本体３０ａには、その周縁３９と外周側に位置する電線挿入孔３１との間に、主面３７に開口する複数の第二逃げ溝３５が形成されている。第二逃げ溝３５は、ワイヤシール３０の外周側に位置する電線挿入孔３１（以下、３１ａ）に電線Ｗが挿入された場合に、シール材が逃げ込むスペースとなる。各々の第二逃げ溝３５は隣接する二つの電線挿入孔３１のちょうど中間に位置しており、二つの電線挿入孔３１は第二逃げ溝３５に対して対称の位置に存在することになる。

さて、防水型コネクタ１０に、電線Ｗが接続されているコンタクト１を挿入するに際し、図６に示すように、電線Ｗがワイヤシール３０の各電線挿入孔３１に挿入されると、電線Ｗがシール突条３３をワイヤシール３０の平面方向に向けて押す。このとき、外周側の電線挿入孔３１ａにおいて、ワイヤシール３０の周縁３９に向かう側では、第二逃げ溝３５との間に存在するシール材は、図６の矢印Ｈに示すように、第二逃げ溝３５に向けて移動することができる。
また、ワイヤシール３０の平面方向の中央に向かう側では、隣接する電線挿入孔３１ｂにも電線Ｗが挿入されているため、シール材は平面方向に変形、移動するのが規制される。しかし、電線挿入孔３１ａ及び電線挿入孔３１ｂの周囲に第一逃げ溝３４が設けられているため、シール材は図６の矢印Ｖに示すように第一逃げ溝３４に向けて、換言すればワイヤシール３０の主面３７，３８に向けて移動することができる。
以上のように、第一逃げ溝３４に加えて第二逃げ溝３５を設けることにより、外側の電線挿入孔３１ａ及び内側の電線挿入孔３１ｂに径の太い電線Ｗが挿入されたとしても、シール突条３３を含むシール材の逃げ場が確保されるので、シール突条３３にゴム切れが生ずるのを避けることができる。

以上説明した防水型コネクタ１０は、電線挿入孔３１（３１ａ，３１ｂ）に臨む全てのシール突条３３の位置が、ワイヤシール３０の厚さ方向で一致しているが、本発明はこれに限らない。例えば、図７に示すように、隣接する電線挿入孔３１に臨むシール突条３３の位置をずらすことができる。そうすれば、隣接する電線挿入孔３１ａに臨むシール突条３３が電線Ｗの挿入により受ける力をずらすことができるので、シール突条３３を含むシール材の変形が容易になる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、防水型コネクタ１０および相手コネクタ８０のハウジングの形状、あるいは、コンタクトの形状はあくまで例示であり、種々の形態に変更することができる。
また、シール突条３３，３６の形態、数は任意であり、ワイヤシール３０が設置されるコネクタの仕様に合わせて適宜設定すればよい。
さらに、本実施形態は第一逃げ溝３４が隣接する電線挿入孔３１同士の間のすべてに設けられており、複数の第一逃げ溝３４は、ワイヤシール３０の長手方向及び幅方向に沿って配列されているが、長手（幅）方向に傾斜するように複数の第一逃げ溝３４が配列されるように、電線挿入孔３１同士の間に第一逃げ溝３４を設けることもできる。もちろん、長手方向及び幅方向の一方のみに沿って配列されように、複数の第一逃げ溝３４を設けることもできる。

１，２ コンタクト
１０ 防水型コネクタ
２０ インナーハウジング
２１ インナー本体
２２ キャビティ
２３ シール部材
３０ ワイヤシール
３０ａ シール本体
３１，３１ａ，３１ｂ 電線挿入孔
３２ 誘い込み
３３，３６ シール突条
３４ 第一逃げ溝
３５ 第二逃げ溝
３７，３８ 主面
３９ 周縁
４０ リテーナ
６０ アウターハウジング
８０ 相手コネクタ
８１ 相手ハウジング
Ｗ 電線

Claims (4)

1. 表裏に対向する一対の主面を有する平板状のシール本体と、
   一対の前記主面の間を貫通して形成される複数の電線挿入孔と、
   各々の前記電線挿入孔の内壁面に形成されるシール突条と、
   隣接する前記電線挿入孔の間に前記電線挿入孔に連通して設けられ、前記主面より窪んだ逃げ溝と、
   を備え、
   前記電線挿入孔は、前記主面に向けて開口径が大きくなる誘い込みが前記主面の側に形成され、
   前記逃げ溝は、前記誘い込みの深さまで前記主面から窪んでいる、
   ことを特徴とする防水型コネクタ用のワイヤシール。
2. 隣接する前記電線挿入孔の前記シール突条が相互間で前記電線挿入孔の軸方向に沿って異なる位置に設けられる、
   請求項１に記載のワイヤシール。
3. 前記逃げ溝は、
   前記シール突条が形成されている前記厚さ方向の領域よりも、前記主面からの前記窪みが浅い、
   請求項１または２に記載のワイヤシール。
4. 複数のコンタクトを保持するコネクタハウジングと、
   前記コネクタハウジングに収容され、前記コンタクトに接続される複数の電線が挿入される複数の電線挿入孔を有するワイヤシールと、を備え、
   前記ワイヤシールは、
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のワイヤシールである、
   ことを特徴とする防水型コネクタ。

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