WO2015034004A1

WO2015034004A1 - コネクタ

Info

Publication number: WO2015034004A1
Application number: PCT/JP2014/073339
Authority: WO
Inventors: 真之片岡; 史憲杉山
Original assignee: 矢崎総業株式会社
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2015-03-12
Also published as: DE112014004051T5; US20160172784A1; JP2015053177A

Abstract

端子（２１）を保持する一体ハウジング（４１）と、一体ハウジング（４１）と機器ケース（５０）との間をシールするシール部（４６）と、を備えた高圧コネクタ（１）であって、シール部（４６）は、一体ハウジング（４１）の機器ケース（５０）との対向面に設けられた水膨潤性シール材にて形成されている。

Description

コネクタ

　本発明は、防水機能を備えたコネクタに関する。

　防水機能を備えたコネクタは、従来より種々提案されている（特許文献１参照）。かかるコネクタの一従来例が図１Ａ，１Ｂに示されている。このコネクタ１００は、図１Ａ，１Ｂに示すように、電線Ｗが接続された端子１０１と、ハウジング１１０と、シールドシェル１２０と、を備えている。端子１０１は、先端側が前方に露出された状態でハウジング１１０の端子収容室１１１に収容されている。電線Ｗは、端子１０１との接続箇所及び端末部がハウジング１１０の端子収容室１１１に収容され、端子収容室１１１の後方より外部に引き出されている。

　ハウジング１１０の端子収容室１１１の内面と端子１０１との間には、Ｏリング１３０が介在されている。ハウジング１１０の端子収容室１１１の内面と、電線Ｗの端末部との間には、シールリング１３１が介在されている。ハウジング１１０の取付面には、端子１０１の外周を囲むようにユニットパッキン１３２が設けられている。シールドシェル１２０は、ハウジング１１０の外周に嵌合されている。シールドシェル１２０には、取付孔１２１が形成されている。ハウジング１１０の前端部を取付部材１４０のコネクタ取付孔１４１に挿入し、取付孔１２１に挿入した固定ねじ（図示せず）が取付部材１４０に螺入されることによって、コネクタ１００が取付部材１４０に固定される。

　コネクタ１００の取付部材１４０への固定時には、固定ねじの締結力によってユニットパッキン１３２が圧縮変形され、ユニットパッキン１３２が取付部材１４０に密着する。ユニットパッキン１３２によってハウジング１１０と取付部材１４０の間がシールされる。

特開２０１２－１５１０６７号公報

　しかしながら、前記従来例のように、ハウジング１１０とは別部材のユニットパッキン１３２を設けると、部品点数、組み付け工数が増加するという問題があった。具体的には、ユニットパッキン１３２を作製する工程、作製したユニットパッキン１３２をハウジング１１０に填め込む工程が必要である。又、ハウジング１１０には、ユニットパッキン１３２を填め込むための溝を形成する必要がある。

　そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、部品点数や組み付け工数等を極力増加させず、ハウジングと取付部材との間のシールを確実に行うことができるコネクタを提供することを目的とする。

　本発明のコネクタは、端子を保持するハウジングと、ハウジングと取付部材との間をシールするシール部と、を備えたコネクタであって、シール部が、ハウジングの取付部材との対向面に設けられ、水膨潤性シール材にて形成されていることを特徴とするコネクタである。

　本発明のコネクタは、ハウジングが、端子と電線を絶縁性樹脂によりオーバーモールドすることによって形成されるものであってもよい。更に、ハウジングは、端子及び電線と共にシールドシェルをも絶縁性樹脂によりオーバーモールドすることによって形成されるものであってもよい。

　本発明によれば、ハウジングの面に水膨潤性シール材を配置することによってシール部を設けることができるため、部品点数や組み付け工程を極力増加させないでシール部を設けることができる。又、水膨潤性シール材から成るシール部は、取付部材に密着してハウジングと取付部材間をシールする。そして、仮にシール部と取付部材の間に水分が浸入すると、その水分によってシール部が膨潤し、水分が浸入する隙間を閉塞してこれ以上の水分の浸入を防止する。以上より、部品点数や組み付け工数等を極力増加させず、ハウジングと取付部材との間のシールを確実に行うことができる。

図１Ａは、従来例のコネクタの斜視図である。図１Ｂは、従来例のコネクタの断面図である。図２は、本発明の一実施形態を示し、高圧コネクタの斜視図である。図３Ａは、本発明の一実施形態を示し、高圧コネクタの断面図である。図３Ｂは、本発明の一実施形態を示し、図３Ａのシール部付近の要部拡大図である。図４Ａは、本発明の一実施形態を示し、高圧コネクタの組み付け工程を示す斜視図である。図４Ｂは、本発明の一実施形態を示し、高圧コネクタの組み付け工程を示す斜視図である。図５Ａは、本発明の一実施形態を示し、高圧コネクタの組み付け工程を示す斜視図である。図５Ｂは、本発明の一実施形態を示し、高圧コネクタの組み付け工程を示す斜視図である。

　図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

　但し、図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの構成の異なる部分が含まれていることは勿論である。

　図２～図５Ｂは、本発明の一実施形態を示す。図２～図３Ｂに示すように、コネクタである高圧コネクタ１は、電気自動車のインバータ装置の取付部材である機器ケース５０に直付けされる。機器ケース５０は、電磁波を遮蔽するシールド部材より形成されている。機器ケース５０には、内部に貫通するコネクタ取付孔５１と、このコネクタ取付孔５１の全周囲を囲むようにシール用凹部５２とが設けられている。

　高圧コネクタ１は、電線１１が接続された端子２１と、シールドシェル３１と、ハウジングである一体ハウジング４１と、を備えている。

　電線１１は、シールド電線である。具体的には、電線１１は、導体１２と、この導体１２の外周を覆いシールド層（図示せず）を有する被覆層１３と、から構成されている。電線１１の端末では、導体１２が露出されている。導体１２の露出部分と端子２１が溶接等によって接続されている。電線１１の端末では、図示されていないが、シールド層（図示せず）が被覆層の外面に折り返しによって露出されている。

　端子２１は、通電機能を行うための部品である。端子２１は、先端部２２が一体ハウジング４１の外部に露出している。露出した先端部２２は、コネクタ取付孔５１より機器ケース５０内に突出し、インバータ装置等の相手側端子と接続される。

　シールドシェル３１は、導電性金属より形成され、電磁波のシールドを行う。シールドシェル３１は、円筒状の筒体部３２と、筒体部３２の前端位置より鍔状に突出する固定フランジ部３３とを有する。筒体部３２は、電線１１の端末箇所の外周を被うように配置されている。固定フランジ部３３には、複数箇所に固定用孔部３６が設けられている。固定用孔部３６に挿通した固定用ねじ（図示せず）が機器ケース５０に締結されている。これによって、高圧コネクタ１は、機器ケース５０に固定されている。筒体部３２の外面には、シールド部材（編組線等）の一端が被せられ、その上から加締めリング７が加締め固定されている。シールド部材（編組線等）の他端は、電線１１の端末箇所のシールド層に接続固定されている。つまり、電線１１の端末より露出された導体１２及びこれに接続された端子２１は、シールド部材（編組線等）とシールドシェル３１と機器ケース５０とによってシールドされている。

　一体ハウジング４１は、端子２１と電線１１とシールドシェル３１とを絶縁性樹脂によりオーバーモールドすることによって形成されている。一体ハウジング４１は、一体ハウジング４１を形成する絶縁性樹脂が端子２１の先端部以外の外周、電線１１の端末箇所の外周、シールドシェル３１の筒体部３２の内周及び固定フランジ部３３の根本部の周囲に隙間なく充填されている。これにより、一体ハウジング４１は、端子２１と電線１１の端末箇所とシールドシェル３１とを固定している。

　一体ハウジング４１と端子２１の間、及び、一体ハウジング４１と電線１１の間は、一体ハウジング４１が端子２１と電線１１の外周に隙間なく充填されることによって防水されている。一体ハウジング４１は、これら部品間（例えば端子とシールドシェル３１間）を絶縁している。

　一体ハウジング４１は、シールドシェル３１が一体ハウジング４１の外形に対する変形抑制機能（剛性補強機能）を有するために、シール部材として使用されるゴム（アクリル等）以上の硬さであって一般のハウジングの樹脂材料、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ　Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＢＴ）、以下の硬さを有した樹脂材料にて形成されている。好ましくはエラストマ系の樹脂材料が選択される。かかる樹脂材料としては、スチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ナイロン系エラストマをベースとし、このベースエラストマに金属に対して水素結合を示す水酸基（ＯＨ基）を有した接着剤を配合した材料が好適である。

　一体ハウジング４１は、端子２１の外周を覆い、円柱状の前方ハウジング部４２と、シールドシェル３１の筒体部３２内に配置された円柱状の後方ハウジング部４３と、シールドシェル３１の固定フランジ部３３の根本部を覆うリング状の鍔状ハウジング部４５と、から構成されている。前方ハウジング部４２が機器ケース５０のコネクタ取付孔５１内に配置されている。

　鍔状ハウジング部４５は、固定フランジ部３３の前面側よりオーバーハングして後面側を覆っている。これにより、一体ハウジング４１とシールドシェル３１間の固定がより強化され、シールドシェル３１における一体ハウジング４１の変形抑制機能も強化されている。鍔状ハウジング部４５の変形抑制機構の更なる強化で、一体ハウジング４１の選択樹脂材料として、更に剛性の低い材料が使用可能である。

　鍔状ハウジング部４５の前面、つまり、一体ハウジング４１の機器ケース５０との対向面には、前方ハウジング部４２（端子２１）の全周を囲むようにリング状のシール部４６が設けられている。シール部４６は、水分を含むと膨潤する水膨潤性シール材（親水性コーティング材）にて形成されている。水膨潤性シール材としては、例えばヒアルロン酸を含むものがある。シール部４６は、図３Ａ，３Ｂに示すように、機器ケース５０との締結力によってシール用凹部５２に密着している。

　次に、高圧コネクタ１の組み付け手順を、図４Ａ～図５Ｂを用いて説明する。図４Ａに示すように、電線１１の端末に端子２１を接続する。図４Ｂに示すように、金型（図示せず）に、電線１１及び端子２１をシールドシェル３１内に挿入した状態で所定位置にセットする。電線１１、端子２１及びシールドシェル３１をインサート部品とし、エラストマ系樹脂材料を金型（図示せず）内に注入して一体ハウジング４１をオーバーモールド成形する。これにより、図５Ａに示すモールド成形品を作製する。

　次に、図５Ｂに示すように、一体ハウジング４１の鍔状ハウジング部４５の前面に、水膨潤性シール材を塗布等してシール部４６を形成する。

　最後に、シールド部材（編組線等）の端末をシールドシェル３１の後方ハウジング部４３に被せ、その上から加締めリング７を被せ、加締めリング７を加締めてシールド部材（編組線等）を接続固定すれば完了する（図２参照）。

　次に、高圧コネクタ１の機器ケース５０への取付手順を説明する。機器ケース５０の外側よりコネクタ取付孔５１に高圧コネクタ１の前方ハウジング部４２を挿入する。すると、端子２１が機器ケース５０内に突出し、一体ハウジング４１のシール部４６がシール用凹部５２に配置される。次に、シールドシェル３１の固定用孔部３６に挿入した固定用ねじ（図示せず）を機器ケース５０に螺入し、高圧コネクタ１を機器ケース５０に締結する。この締結によってシール部４６に圧縮力が作用し、図３Ｂに示すように、シール部４６が機器ケース５０に密着する。

　以上説明したように、高圧コネクタ１は、一体ハウジング４１に水膨潤性シール材から成るシール部４６を設けた。水膨潤性シール材は、一体ハウジング４１への塗布等によって簡単に形成できるため、部品点数や組み付け工程を極力増加させないでシール部４６を設けることができる。又、水膨潤性シール材から成るシール部４６は、機器ケース５０に密着して一体ハウジング４１と機器ケース５０間をシールする。そして、仮にシール部４６と機器ケース５０の間に水分が浸入すると、その水分によってシール部４６が膨潤し、水分が浸入する隙間を閉塞してこれ以上の水分の浸入を防止する。以上より、部品点数や組み付け工数等を極力増加させず、一体ハウジング４１と機器ケース５０との間のシールを確実に行うことができる。

　一体ハウジング４１は、端子２１及び電線１１の端末部を絶縁性樹脂材によりオーバーモールドして形成されている。従って、一体ハウジング４１は、その内部に収容される部品の保持機能、及び、保持される部品（端子２１、電線１１）との間の防水機能を備えているため、高圧コネクタ１の部品点数の削減、これによる省スペース化、ひいては高圧コネクタ１の小型化を図ることができる。

　一体ハウジング４１は、端子２１及び電線１１の端末部と共にシールドシェル３１をも絶縁性樹脂材によりオーバーモールドして形成されている。従って、シールドシェル３１が一体ハウジング４１の剛性補強部材として機能する。これにより、一体ハウジング４１は、上述したように従来例のものに較べて剛性の低い材料、つまり、弾性変形可能な材料にて形成されている。従って、一体ハウジング４１の鍔状ハウジング部４５は、高圧コネクタ１の機器ケース５０への締結力によって圧縮変形するため、取付面の凹凸に追従したシール部４６の変形が可能である。これにより、シール部４６のシール性が向上する。

　一体ハウジング４１がシールドシェル３１にオーバーモールドされているので、一体ハウジング４１の鍔状ハウジング部４５がシールドシェル３１の固定フランジ部３３の面に全域で隙間なく密着している。従って、締結部材の締結力を固定フランジ部３３より鍔状ハウジング部４５に伝達し易くなるため、シール性が向上する。つまり、端子２１と電線１１のみを絶縁性樹脂によりオーバーモールド成形した一体ハウジング４１にシールドシェル３１を後嵌めした場合には、一体ハウジング４１の鍔状ハウジング部４５と、シールドシェル３１の固定フランジ部３３の面との間が、完全に密着せずに隙間が発生する可能性が高い。一体ハウジング４１の鍔状ハウジング部４５と、シールドシェル３１の固定フランジ部３３の面との間に隙間があると、締結部材の締結力を固定フランジ部３３より鍔状ハウジング部４５に伝達し難く、シール性が低下する。

　一体ハウジング４１がシールドシェル３１にオーバーモールドされているので、機器ケース５０への取り付け時の他、その前工程（コーティング時や移送時）における一体ハウジング４１の損傷も防止できる。

　実施形態では、一体ハウジング４１は、端子２１と電線１１の端末箇所とシールドシェル３１とを絶縁性樹脂材によりオーバーモールドして形成されているが、一体ハウジング４１は、端子２１と電線１１の端末箇所を絶縁性樹脂材によりオーバーモールドして形成し、その後で一体ハウジング４１の外周にシールドシェル３１を後嵌めしても良い。このように後嵌めされたシールドシェル３１でも一体ハウジング４１の剛性補強機能を発揮し、一体ハウジング４１を一般のハウジングの樹脂材料（例えば、ＰＢＴ）より低い硬度の樹脂材料にて形成できる。これにより、水膨潤性シール材から成るシール部４６は、機器ケース５０に密着して一体ハウジング４１と機器ケース５０間をシールする。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

　本出願は、２０１３年９月６日に出願された日本国特許出願第２０１３－１８５１５０号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容が参照により本願明細書に組み込まれる。

　１　高圧コネクタ（コネクタ）　１１　電線　２１　端子　３１　シールドシェル　４１　一体ハウジング（ハウジング）　４６　シール部

Claims

　端子を保持するハウジングと、
　前記ハウジングと取付部材との間をシールするシール部と、
　を備えたコネクタであって、
　前記シール部は、前記ハウジングの取付部材との対向面に設けられた水膨潤性シール材にて形成されていることを特徴とするコネクタ。
　請求項１記載のコネクタであって、
　前記ハウジングは、前記端子と電線を絶縁性樹脂によりオーバーモールドすることによって形成されていることを特徴とするコネクタ。
　請求項２記載のコネクタであって、
　前記ハウジングは、前記端子及び前記電線と共にシールドシェルをも絶縁性樹脂によりオーバーモールドすることによって形成されていることを特徴とするコネクタ。