JP6172067B2

JP6172067B2 - 防水コネクタ

Info

Publication number: JP6172067B2
Application number: JP2014132647A
Authority: JP
Inventors: 佑次伊藤
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: JP2016012437A

Description

本発明は、防水コネクタに関する。

従来、自動車のトランスミッション等の密閉型機器においては、その内部と外部との間で電気的な接続を図るために機器筐体に防水コネクタを装着する。この種の防水コネクタは、一般に、コネクタハウジングを防水リングでシールしながら機器筐体に装着し、そのコネクタハウジングのキャビティ内に被覆電線の端末に接続した端子金具を収容し、被覆電線とキャビティ内面との間は防水ゴム栓によってシールする構造である。

ところで、被覆電線は芯線の外周を絶縁被覆で覆った構造であるが、芯線と絶縁被覆との間の界面は必ずしも密着しておらず、微小な隙間がある。このため、たとえ被覆電線の外周側を防水ゴム栓でシールしたとしても、その被覆電線の端子金具とは反対側の端部から上記の隙間を伝って水が侵入することがある。その隙間は電線方向に連続して存在しているため、反対側端部から侵入した水は、表面張力や圧力差等によって徐々に移動し、ついには端子金具側の端部に至ることがある。すると、端子金具の接触部等において腐食が発生し、接触不良を発生させるおそれがある。特に、被覆電線の端末にスプライスが配設されている場合には、このような状況が顕著である。

そこで、このような問題を解決する防水コネクタとして、特開２０１０−２４４９８６号公報（下記特許文献１）に開示される中継コネクタが知られている。この中継コネクタは、第１、第２端子金具を収容可能な第１、第２コネクタがそれぞれ嵌合可能な第１、第２嵌合部を有するハウジングを備えている。このハウジングには、この第１、第２嵌合部の間を仕切る壁が設けられ、壁にはバスバーが貫通している。一方で、壁にはその全高に亘って封止材が導入される封止孔が形成され、壁を貫通したバスバーの中間部は、封止材により埋められている。そのため、第１コネクタから第２コネクタに水や油が侵入しようとしても、封止材により侵入が遮断される。

特開２０１０−２４４９８６号公報

しかしながら、特開２０１０−２４４９８６号公報（上記特許文献１）のような防水コネクタでは、封止材がバスバーの両端の接点間にあるため、防水コネクタに保持された端子と、バスバーとの接点部分は水や油が付着し、腐食する虞がある。

本明細書で開示される防水コネクタは、芯線を絶縁被覆で覆った被覆電線の端末に接続された端子金具と、前記端子金具を収容するキャビティを備えたコネクタハウジングと、前記被覆電線の外周面と前記キャビティの内周面との間を水密状態に保持する防水ゴム栓とを備え、前記被覆電線には、前記防水ゴム栓を基準として前記端子金具とは反対側に前記絶縁被覆の一部が剥がされた皮剥ぎ部が設けられ、その皮剥ぎ部は前記絶縁被覆端部と前記芯線との間を封止する封止材により覆われている。

このような構成によると、絶縁被覆が芯線を覆っている部分で両者間の界面に微小な隙間が生じているとしても、被覆電線の皮剥ぎ部に設けられた封止材が絶縁被覆端部と芯線との間を封止しているから、上記隙間の電線延長方向に沿った連続性は絶たれる。このため、被覆と芯線との間の隙間を伝って水が侵入したとしても、皮剥ぎ部を覆う封止材の部分で水の侵入が遮断され、端子金具側にまで侵入することがない。

本明細書に開示される防水コネクタの実施の態様として、以下の構成としてもよい。
前記コネクタハウジングには前記防水ゴム栓の収容部に連続して液溜部が形成され、前記被覆電線の前記皮剥ぎ部は前記防水ゴム栓を前記収容部に収容した状態で前記液溜部内に位置するよう設けられ、前記封止材は前記防水ゴム栓を下にして前記液溜部内に流し込むことで前記皮剥ぎ部を覆うものである構成としても良い。
このような構成では、封止材が流し込まれて皮剥ぎ部を覆うことで、露出した芯線の周りに封止材が密着し、水の侵入を防止することができる。また、封止材を液溜部内に流し込む際に、予め防水ゴム栓が収容されていることで、液状の封止材が端子金具側に流れていく虞がない。

前記コネクタハウジングには、前記被覆電線を前記封止材よりも前記端子金具とは反対側の位置で保持する保持部材が設けられている構成としても良い。
このような構成では、被覆電線が揺れ動き力を受けても、保持部材が被覆電線を保持することで、被覆電線の揺れ動きを抑制することができ、封止材の充填部分に応力が生じることを抑制することができる。

前記保持部材は前記被覆電線を挿通させる電線挿通孔を有するゴム栓であって、そのゴム栓の外周面に前記コネクタハウジングの収容部に密着するハウジング側リップ部が形成され、前記ゴム栓の前記電線挿通孔の内周面には前記被覆電線の外周面に密着する電線側リップ部が形成されている構成としても良い。
このような構成では、ハウジング側リップ部と電線側リップ部がハウジングの収容部と被覆電線に密着するために、防水性も備えることとなり、防水コネクタ内への水等の侵入を抑制することができる。

前記コネクタハウジングには前記キャビティが複数形成されてそれぞれのキャビティに前記被覆電線を接続した端子金具が個別に収容され、前記防水ゴム栓は複数個あって前記被覆電線毎に個別に設けられ、前記ゴム栓には複数の前記被覆電線を個別に挿通させる複数の電線挿通孔が形成されている構成としても良い。
このような構成では、防水ゴム栓は、個々の端子金具と同時にキャビティ内に装着される一方で、ゴム栓は封止材で覆った後に一括して装着する。その際に、複数のキャビティに対して個別にゴム栓を装着するのではなく、一括して装着可能なため、工数の低減につながる。

本明細書に開示される防水コネクタによれば、被覆電線の芯線と被覆の間の隙間から侵入した水等が接点部分に侵入することを抑制できる。

実施形態１における防水コネクタの断面図被覆電線に防水ゴム栓及び一括ゴム栓を装着した状態の断面図被覆電線に皮剥ぎ部を設けた状態の断面図防水コネクタに封止材を流し込む前の状態の断面図防水コネクタに封止材を流し込んだ後の状態の断面図

＜実施形態１＞
図１から図５を参照して実施形態１を説明する。本実施形態における防水コネクタ１０は合成樹脂製のコネクタハウジング２０を有しており、このコネクタハウジング２０の内部には、被覆電線５０の端末に接続された端子金具４０を保持すると共に後述する防水ゴム栓７０を収容する複数のキャビティ２１が形成されている。なお、キャビティ２１は図１の紙面を貫く方向に並んで複数設けられているため、１つのみが図示されている。コネクタハウジング２０は、車両のトランスミッションなどの機器（図示せず）のケースに設けられた取付孔に嵌合され、このケースにカラー６１付きの取付部６０によりボルト締結されている。なお、コネクタハウジング２０の外周面には、ゴムリング６５が嵌着され、このゴムリング６５によって、機器側の取付孔の内周面とコネクタハウジング２０の外周面との間がシールされている。

被覆電線５０は、図２に示すように、芯線５１を絶縁被覆５３によって覆う構成で、先端部分においては、絶縁被覆５３が剥がされて露出された芯線５１に端子金具４０が接続されている。
端子金具４０は、図２に示すように、導電性金属板をプレス成形して形成され、略角筒状をなす本体部４１と、この本体部４１の後方に連なる電線接続部４３とを備えている。本体部４１は、相手側コネクタ９０に保持されたタブ状の相手側端子９１（図１参照）と接続される。また、電線接続部４３は、被覆電線５０の芯線５１に圧着されたワイヤバレル部４５と、被覆電線５０に外嵌された防水ゴム栓７０に圧着されたインシュレーションバレル部４７とを有する。

防水ゴム栓７０は、図２に示すように、全体として被覆電線５０を挿通可能な円筒状をしており、インシュレーションバレル部４７にカシメ付けられる小径部７１と、各キャビティ２１の内壁２１Ａと被覆電線５０との間をシールする大径部７３とを備えている。大径部７３の外周面には、周方向に沿って環状に形成された２条のリップが突出して周設されている。そして、このリップが各キャビティ２１の内壁２１Ａに密着することで、各キャビティ２１の内壁２１Ａと被覆電線５０との間がシールされる。
なお、コネクタハウジング２０には、相手側コネクタ９０のフード部９３を嵌合状態に受け入れる環状の嵌合溝３１が形成され、その奥端部にフード部９３に密着するコネクタ間ゴム栓３３が配されている。

さて、前記コネクタハウジング２０は、図１に示すように、被覆電線５０の軸線方向に沿って延びる形態で取り付けられており、被覆電線５０の先端側を前として以下説明する。コネクタハウジング２０の各キャビティ２１は、コネクタハウジング２０を前後方向に貫通する形態で設けられており、図１に示すように、端子金具４０の本体部４１および電線接続部４３を収容する端子収容部２１Ｂと、防水ゴム栓７０を収容するゴム栓収容部２１Ｃとからなる。キャビティ２１の端子収容部２１Ｂには、片持ち状をなして前方に突出する形態をなすランス２９が設けられている。このランス２９は、端子保持部２１の下側部分に形成されており、端子金具４０の本体部４１を係止する。端子収容部２１Ｂは、端子金具４０角筒状の本体部４１の形状に合わせて略角形状とされており、その後端部では、円筒状のゴム栓収容部２１Ｃに向かって徐々に大きさが大きくなっており、ゴム栓収容部２１Ｃとの間には段差が形成され、その段差が防水ゴム栓７０の前当たりとなっている。

コネクタハウジング２０の各ゴム栓収容部２１Ｃの後方（防水ゴム栓７０を挟んで端子金具４０と反対側）には、液溜部２５が形成されている。液溜部２５は、各ゴム栓収容部２１Ｃの後方の開口と連通して一括して後方に開口する形状で、コネクタハウジング２０内に１つ設けられている。つまり、後方から見ると、液溜部２５の前端面から各キャビティ２１が前方側に向かって貫通するように凹設されている。そして、液溜部２５と各ゴム栓収容部２１Ｃとの間にはテーパーを有する段差が形成されている。

図３及び図４に示すように、被覆電線５０に装着された防水ゴム栓７０の後方において、被覆電線５０には皮剥ぎ部５５が形成されている。皮剥ぎ部５５は、被覆電線５０の絶縁被覆５３を全周に亘って剥ぎ取ることで形成されており、皮剥ぎ部５５においては、芯線５１が露出している。

そして、皮剥ぎ部５５を覆うように液溜部２５及び各キャビティ２１のゴム栓収容部２１Ｃの後端部に封止材８０が充填され、皮剥ぎ部５５で露出した芯線５１を封止している。封止材８０は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等からなり、耐水・耐油性を有し、芯線５１に対して密着性に優れる性質のものである。

コネクタハウジング２０において、図４、図５に示すように、液溜部２５の後方には、一括収容部２７が設けられている。一括収容部２７は、液溜部２５よりその面積が大きくなるように、液溜部２５との間に段差２７Ａが形成されている。また、一括収容部２７は後方に開口しており、ゴム栓７５を収容する。

ゴム栓７５は、複数の被覆電線５０をそれぞれ挿通可能な複数の電線挿通孔７７を有している。また、ゴム栓７５の外周面には、周方向に沿って環状に形成されたハウジング側リップ部７５Ａが突出して周設されている。そして、このハウジング側リップ部７５Ａが一括収容部２７の内壁に密着する。各電線挿通孔７７の内周面にも、周方向に沿って環状に形成された電線側リップ部７７Ａが突出して周設されている。そして、この電線側リップ部７７Ａが被覆電線５０の外周面に密着する。このように、ハウジング側リップ部７５Ａと電線側リップ部７７Ａが一括収容部２７の内壁と被覆電線５０に密着することで、一括収容部２７の内壁と被覆電線５０との間がシールされる。

次に、上記のように構成された本実施形態の防水コネクタ１０の組み立て手順及び作用について説明する。
まず、各被覆電線５０をゴム栓７５に通し、さらに各防水ゴム栓７５に通しておく。図２に示すように、各被覆電線５０の端末にて絶縁被覆５３を皮剥ぎし、露出された芯線５１に対してワイヤバレル部４５を圧着するとともに、防水ゴム栓７０の小径部７１および絶縁被覆５３に対してインシュレーションバレル部４７を圧着する。そして、図３に示すように、防水ゴム栓７０の後方において、各被覆電線５０の絶縁被覆５３を皮剥ぎして、皮剥ぎ部５５を形成する。

このようにして形成された各端子金具４０付き被覆電線５０をキャビティ２１に対して後方から挿入する。端子金具４０が正規の挿入位置に至ると、図４に示すように、本体部４１の下面に形成された凹部に対してランス２９が嵌まり込み、キャビティ２１に抜け止め状態に保持される。また、防水ゴム栓７０は、キャビティ２１の端子収容部２１Ｂとゴム栓収容部２１Ｃとの間の段差で前止まりしてゴム栓収容部２１Ｃに収容され、キャビティ２１と被覆電線５０との間がシール状態に保持される。また、皮剥ぎ部５５は、ゴム栓収容部２１Ｃの後端部から液溜部２５の位置に配される。

全ての端子金具４０がキャビティ２１に挿入された後、コネクタハウジング２０を端子金具４０が挿入されている側を下側に向けて液溜部２５に封止材８０を注入する。すると、液溜部２５から各キャビティ２１のゴム栓収容部２１Ｃの後端部に封止材８０が流し込まれる。その後、各ゴム栓収容部２１Ｃ及び液溜部２５内に封止材８０が充填される。段差２７Ａがあることで、封止材８０の充填の目安とされる。このように、封止材８０をゴム栓収容部２１Ｃと液溜部２５とに充填すると、皮剥ぎ部５５において露出した芯線５１及び絶縁被覆５３の両端部に封止材８０が密着して覆うことになる。なお、封止材８０は、防水ゴム栓７０があるため、防水ゴム栓７０よりも下方に流れ込むことがない。液溜部２５に封止材８０が充填された後、加熱を行い、封止材８０を硬化させる。

硬化した封止材８０の後方の一括収容部２７に、ゴム栓７５を収容する。ゴム栓７５を一括収容部２７の段差２７Ａまで押し込むと、ゴム栓７５によって、被覆電線５０と一括収容部２７との間がシールされる。また、被覆電線５０はゴム栓７５によって被覆電線５０が一括収容部２７内の所定位置に保持されていることから、被覆電線５０に対して触れ動くような力が作用しても、封止材８０の中で被覆電線５０が動くことがなく、被覆電線５０の外周面と封止材８０との界面が剥離するようなことはない。

このように、被覆電線５０の絶縁被覆５３を途中で剥いだ皮剥ぎ部５５を設け、この皮剥ぎ部５５を封止材８０で覆うことで、被覆電線５０の芯線５１と絶縁被覆５３との間に微小な隙間があったとしても、その隙間の被覆電線５０延長方向に沿った連続性は封止材８０によって断たれる。そのため、芯線５１と絶縁被覆５３との間の隙間を伝って水や油が侵入したとしても、皮剥ぎ部５５を覆う封止材８０の部分で水の侵入が遮断され、端子金具４０側にまで侵入することがなく、接点部分の腐食を抑制できる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、ゴム栓７５を用いているが、ゴム栓７５を用いなくても良い。また、ゴム栓７５は複数の被覆電線５０を挿通可能としているが、ゴム栓は一本の被覆電線５０を挿通可能として、各キャビティにゴム栓を収容させるようにしても良い。

（２）上記実施形態では、ゴム栓７５にハウジング側リップ部７５Ａと電線側リップ部７７Ａを設けて、防水性をもたせたが、リップ部を形成せずに防水性がないものであっても良い。

（３）上記実施形態では、防水ゴム栓７０には、２条のリップを設けていたが、リップの数は他の数であっても良いし、防水性を保てればリップを設けなくても良い。

（４）上記実施形態では、液溜部２５は、各キャビティ２１を繋いでコネクタハウジング２０内に一括で形成していたが、各キャビティ２１の後部に個々に形成するようにしても良い。その場合には、液溜部２５と各キャビティ２１との間の段差はなくても良い。

（５）上記実施形態では、封止材８０は熱によって硬化する液状の樹脂とされていたが、２液を混ぜて硬化させたり、他の方法で硬化させたりするものであっても良い。

（６）上記実施形態では、端子金具４０は雌型であったが、雄型の端子金具であっても良い。

（７）上記実施形態では、防水コネクタ１０は、機器に取り付けられて用いられるものであったが、中継コネクタや他のコネクタであっても良い。

（７）上記実施形態では、液溜部２５全体に封止材８０が充填されて、皮剥ぎ部５５の露出した芯線５１と絶縁被覆５３の両端部を封止材８０により覆っていたが、皮剥ぎ部５５の片側（より好ましくは後側）の絶縁被覆５３の端部において、絶縁被覆５３の端面部分と芯線５１との間を封止材８０により封止していても良い。

１０…防水コネクタ
２０…コネクタハウジング
２１…キャビティ
２１Ｂ…端子収容部
２１Ｃ…ゴム栓収容部（防水ゴム栓の収容部）
２５…液溜部
２７…一括収容部
４０…端子金具
５０…被覆電線
５１…芯線
５３…絶縁被覆
５５…皮剥ぎ部
７０…防水ゴム栓
７１…小径部
７３…大径部
７５…ゴム栓（保持部材）
７５Ａ…ハウジング側リップ部
７７…電線挿通孔
７７Ａ…電線側リップ部
８０…封止材

Claims

芯線を絶縁被覆で覆った被覆電線の端末に接続された端子金具と、
前記端子金具を収容するキャビティを備えたコネクタハウジングと、
前記被覆電線の外周面と前記キャビティの内周面との間を水密状態に保持する防水ゴム栓とを備え、
前記被覆電線には、前記防水ゴム栓を基準にして前記端子金具とは反対側に前記絶縁被覆の一部が剥がされた皮剥ぎ部が設けられ、その皮剥ぎ部は前記絶縁被覆端部と前記芯線との間を封止する封止材により覆われており、
前記コネクタハウジングには、前記防水ゴム栓を基準にして前記端子金具とは反対側において前記防水ゴム栓の収容部に連続して液溜部が形成され、
前記液溜部に、前記封止材が充填されている防水コネクタ。
前記コネクタハウジングには前記防水ゴム栓の収容部に連続して液溜部が形成され、前記被覆電線の前記皮剥ぎ部は前記防水ゴム栓を前記収容部に収容した状態で前記液溜部内に位置するよう設けられ、前記封止材は前記防水ゴム栓を下にして前記液溜部内に流し込むことで前記皮剥ぎ部を覆うものである請求項１記載の防水コネクタ。
前記コネクタハウジングには、前記被覆電線を前記封止材よりも前記端子金具とは反対側の位置で保持する保持部材が設けられている請求項１又は請求項２記載の防水コネクタ。
前記保持部材は前記被覆電線を挿通させる電線挿通孔を有するゴム栓であって、そのゴム栓の外周面に前記コネクタハウジングの収容部に密着するハウジング側リップ部が形成され、前記ゴム栓の前記電線挿通孔の内周面には前記被覆電線の外周面に密着する電線側リップ部が形成されている請求項３記載の防水コネクタ。
前記コネクタハウジングには前記キャビティが複数形成されてそれぞれのキャビティに前記被覆電線を接続した端子金具が個別に収容され、前記防水ゴム栓は複数個あって前記被覆電線毎に個別に設けられ、前記ゴム栓には複数の前記被覆電線を個別に挿通させる複数の電線挿通孔が形成されている請求項４記載の防水コネクタ。