JP6106653B2

JP6106653B2 - 防水コネクタ

Info

Publication number: JP6106653B2
Application number: JP2014244241A
Authority: JP
Inventors: 達雄長田; 鈴木　正剛; 正剛鈴木; 雅幸齋藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2034-12-02
Also published as: JP2016110713A; US20160156125A1; US9705238B2

Description

本発明は、防水コネクタに係り、特に導体をハウジングにインサート成形して形成された防水コネクタの防水性を高める技術に関する。

従来から、金属製の導体を樹脂製のハウジングにインサート成形したコネクタが知られている。しかしながら、この種の成形品は、例えば、成形後の樹脂の収縮によりハウジングの体積が大きく減少することから、導体とハウジングとの間に微細な隙間が生じることがある。このような隙間が発生したコネクタが水を含む環境に曝されると、導体表面の隙間を介してハウジングに水が侵入するおそれがある。

これに対し、特許文献１では、導体がハウジングにインサート成形されたコネクタを液状のシール剤が貯留された密閉容器に入れて浸漬させ、容器内の圧力を変化させることにより、導体とハウジングとの隙間にシール剤を含浸させる技術が開示されている。このようにして隙間に充填されたシール剤は、揮発して固化されることで、隙間がシールされる。

特開２０１２−１３４１３０号公報

ところで、導体とハウジングとの隙間に充填された液状のシール剤は、導体の表面張力によって導体表面に付着する。しかしながら、図６に示すように、ハウジング５１に埋め込まれた導体５２の断面形状（導体５２の延在方向と直交する断面形状）が矩形の場合、導体４２の４か所の角部５４には、殆どシール剤５３が付着されない。

そのため、角部５４の近傍では、導体５２とハウジング５１との微細な隙間５５をシール剤５３で埋めることができず、四隅の隙間５５を介してハウジング５１内に水が侵入するおそれがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ハウジングにインサート成形された導体とハウジングとの隙間のシール性を向上させることを課題とする。

上記課題を解決する本発明の防水コネクタは、樹脂製のハウジングに一部が埋め込まれて形成される導体を有しており、この導体は、ハウジングに埋め込まれる部位の該導体の延在方向と直交する断面が矩形状に形成され、ハウジングに埋め込まれる部位の一部に凹部を有し、この凹部は、ハウジングに埋め込まれる部位を取り囲むように、断面のすべての辺を含む面に溝状に形成され、凹部を含む導体とハウジングとの隙間にシール剤が介在されてなることを特徴とする。

これによれば、成形前の導体に塗布されたシール剤は、表面張力によって凹部内に溜まるため、導体表面の単位面積当たりのシール剤の付着量が増加され、導体の角部の表面に付着する。また、導体の角部に付着したシール剤は、固化した後も、導体の角部の表面に残留する。したがって、このシール剤が固化した導体をハウジングにインサート成形すれば、導体の角部とハウジングとの隙間にシール剤を介在させることができるから、導体とハウジングとの隙間のシール性を向上させることができる。

具体的に、導体は、ハウジングの内部に延在する一端部と、ハウジングの外部に引き出されて外部と固定される他端部と、一端部及び他端部と連接されてハウジングに埋め込まれた固定部とを有して形成され、凹部は、固定部に形成されてなるものとすることができる。

また、このようにして構成される防水コネクタは、導体のハウジングに埋め込まれる部位にシール剤を塗布し、このシール剤を固化させた後、この導体をハウジングにインサート成形することで製造することができる。

本発明によれば、ハウジングにインサート成形された導体とハウジングとの隙間のシール性を向上させることができる。

本発明が適用される防水アースジョイントコネクタの構成を示す斜視図である。図１の防水アースジョイントコネクタを構成する雄コネクタの側面図である。雄コネクタの雄ハウジングにインサート成形される導体の正面図である。従来の導体の固定部を示す図であり、（ａ）は固定部の部分拡大図、（ｂ）は成形前の固定部にシール剤が付着した状態を示す断面図である。本発明が適用される防水アースジョイントコネクタの導体の固定部を示す図であり、（ａ）は固定部の部分拡大図、（ｂ）は成形前の固定部にシール剤が付着した状態を示す断面図である。従来の導体を用いたときの導体と雄ハウジングの隙間を示した図である。

以下、本発明の防水コネクタを車両に搭載される防水アースジョイントコネクタに適用した一実施形態について図面を参照して説明する。防水アースジョイントコネクタは、複数の電線の端末を車体等の接地導体に共通に接続する場合に用いられるものである。しかし、本発明の防水コネクタは、防水アースジョイントコネクタに限定されるものではなく、例えば、通常の雌コネクタと雄コネクタを嵌合するコネクタ、あるいは単なるジョイントコネクタにも適用することもできる。

図１は、本実施形態の防水アースジョイントコネクタの構成を示す斜視図である。防水アースジョイントコネクタ１は、雌コネクタ２と雄コネクタ３とを組み合せて構成される。雌コネクタ２は、複数の雌端子Ｍと、これらの雌端子Ｍを収容保持する樹脂製の雌ハウジング４とを有している。雄コネクタ３は、複数の雄端子５とバスバー６とを連接させて形成される導体７と、導体７がインサート成形された樹脂製の雄ハウジング８とを有している。以下では、本発明の防水コネクタに対応する雄コネクタ３を中心に説明する。

雄ハウジング８には、雌ハウジング４に向かって開口する空間部９が形成される。この空間部９は、雌ハウジング４のフード部１０の外周面と対応する断面形状をなして形成され、フード部１０が嵌入されるようになっている。空間部９には、雌端子Ｍに挿入接続される複数の雄端子５が収容保持されている。各雄端子５は、互いに仕切壁１１で仕切られ、雌端子Ｍに先端を挿入して摺動接続可能に形成され、それぞれバスバー６を介して車体の接地導体に接続されてアース回路を形成するようになっている。

空間部９の内壁には、フード部１０の外壁の一部が嵌合される嵌合溝１２が設けられ、空間部９に嵌入されたフード部１０のリブＲが嵌合溝１２に挿入されるようになっている。空間部９の奥側の開口に面した底壁には、各雄端子３５を包囲するように環状の防水パッキン１３が装着されている。空間部９にフード部１０が嵌入されると、防水パッキン１３は、フード部１０と空間部９内の壁との間に挟持され、雄ハウジング８と雌ハウジング４との隙間をシールするようになっている。防水パッキン１３は、パッキンの軸方向に延出する柱状の突出部１４が複数設けられ、これらの突出部１４が空間部９の底壁の図示しない穴に挿入されることで、雄ハウジング８に保持されるようになっている。なお、雌ハウジング４には、電線が接続された複数の雌端子Ｍが保持されているが、雌ハウジング４と電線との隙間は、防水栓Ｓでシールされ、雌ハウジング４に水が侵入するのを防ぐようになっている。

導体７は、金属製の板材を打ち抜いて折り曲げ加工などを施して形成される。この導体７は、図２、３に示すように、一端側に形成された複数の雄端子５と、他端側に形成されたバスバー６と、雄端子５及びバスバー６とそれぞれ連接された固定部１５とを有して形成される。

図３（ａ）に示すように、雄端子５は、矩形状に形成された基板１６の互いに対応するする１対の辺に沿ってそれぞれ配列され、紙面の表側に立ち上げられて形成される。本実施形態の雄端子５は、基板１６の両側縁にそれぞれ曲げ加工などを施して、基板１６と一体的に形成されるが、別体で形成された雄端子５を基板１６に溶接などで接続することも可能である。

固定部１５は、雄端子５の延在方向と略直交する方向に延在して設けられ、幅寸法（図３の左右方向）が比較的短い第１固定部１７と、幅寸法が比較的長い第２固定部１８とを連ねて形成される。

バスバー６は、固定部１５に対して雄端子５の延出方向と反対側に折り曲げられて平板状に形成され、車体の所定位置に固定されるようになっている。バスバー６には、アース用端子を接続するための接続部１９が設けられる。

このようにして構成される導体７は、雄ハウジング８にインサート成形され、固定部１５（少なくとも第１固定部１７）が雄ハウジング８の筒壁に埋め込まれる。これにより、導体７は、雄端子５とバスバー６がそれぞれ片持ちで雄ハウジング８に支持される。

ところで、雄ハウジング８は成形後に樹脂が収縮することで全体の体積が減少する。また、成形時に加熱されて熱膨張した導体７も成形後は体積が減少する。しかしながら、雄ハウジング８の体積減少率は導体７の体積減少率よりも大きいことから、雄コネクタ３には、これらの体積減少率の差に起因して、導体７と雄ハウジング８との間に微細な隙間が生じることがある。この点、本実施形態では、この微細な隙間に沿って導体７を周方向に取り巻くようにシール剤を介在させて、シール性を確保している。

ここで、本実施形態の特徴構成について説明する。図３に示すように、導体７の固定部１５には、第１固定部１７の幅方向の両側にそれぞれ切り欠き部２０が設けられる。切り欠き部２０は、導体７の延在方向と直交する第１固定部１７の矩形状の断面のうち互いに対応する厚み方向の１対の辺を含む面に形成される。切り欠き部２０は、第１固定部１７の厚み方向の一方の端面から他方の端面に達するように溝状に設けられ、断面が矩形状に形成される。切り欠き部２０は、導体７の延在方向と直交する方向に延在しているが、他の角度に傾けて設けることもできる。導体７は、少なくとも第１固定部１７の切り欠き部２０が完全に雄ハウジング８に埋め込まれるように、インサート成形される。

次に、雄コネクタ３の製造方法について説明する。導体７には、成形前の段階でシール剤が塗布される。シール剤には、例えば、導体７に塗布された時点で液状をなし、乾燥すると、固化する特性を有するものが使用される。本実施形態では、表面に塗布されたシール剤を乾燥後、固化が終了した導体７をインサート成形する。シール剤は、少なくとも、雄ハウジング３に埋め込まれる部位、具体的には、切り欠き部２０を含む第１固定部１７の全周に塗布され、その結果、導体７の表面に表面張力で付着するとともに、切り欠き部２０の内側に溜められる。

ここで、図４、５を参照して、切り欠き部２０が形成されない導体２１と切り欠き部２０が形成された導体７に対し、それぞれ成形前のシール剤の付着状態を比較して説明する。なお、図４、５では、（ａ）が固定部１５の部分拡大図、（ｂ）が（ａ）の矢視断面図を示す。

図４に示すように、切り欠き部２０が形成されない導体２１の場合、塗布されたシール剤２２は、表面張力によって断面の各辺２３を含む面に対して円弧状に盛り上がって付着するが、４箇所の角部２４には、シール剤２２が殆ど付着していない。したがって、成形後は、固定部１５の角部２４と雄ハウジング８との間に、シール剤２２が介在しない隙間が発生する。

一方、図５に示すように、切り欠き部２０が形成された導体７の場合、塗布されたシール剤２２は、断面の各辺２３を含む面に付着するとともに、表面張力によって、２箇所の切り欠き部２０にそれぞれ溜められる。これにより、固定部１５の表面の単位面積当たりのシール剤２２の付着量が増加されるから、切り欠き部２０の両端に位置する角部２４の表面にシール剤２２を確実に付着させることができる。また、シール剤２２は、乾燥後、固化が終了した時点で、図５（ｂ）のように、固定部１５の角部２４を含む表面に付着した状態が維持される。すなわち、シール剤２２は、固定部１５の切り欠き部２０を含む外面を取り囲むように、周状に形成される。したがって、シール剤２２が固化した導体７を、雄ハウジング８にインサート成形することで、固定部１５の角部２４を含む外面と雄ハウジング８との隙間にシール剤２２が満遍なく介在する領域が形成されるから、導体７と雄ハウジング８との隙間のシール性を向上させることができる。

以上述べたように、本実施形態では、導体７に切り欠き部２０を形成しているから、シール剤２２の固化後においても、切り欠き部２０に溜まったシール剤２２を角部２４に残留させることができる。したがって、角部２４と雄ハウジング８との隙間を確実に塞ぐことができ、雄ハウジング８に水が侵入するのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、切り欠き部２０が導体７の角部２４に達するように溝状に形成されているから、シール剤２２の固化後においても、切り欠き部２０に溜まったシール剤２２を分散させることなく、切り欠き部２０に沿って角部２４までシール剤２２を残留させることができる。これにより、角部２４に付着するシール剤２２の厚みを設定量確保できる。

また、本実施形態では、切り欠き部２０が、導体７の延在方向と直交する第１固定部１７の断面のうち互いに対応する厚み方向の１対の辺を含む面に形成される例を説明したが、切り欠き部２０は、断面の互いに対応する幅方向の１対の辺を含む面に形成されていてもよいし、第１固定部１７を取り囲むように、断面のすべての辺を含む面に形成されていてもよい。特に、切り欠き部２０が第１固定部１７を取り囲むように形成すれば、切り欠き部２０の全長が長くなり、より多くのシール剤を導体７の表面に溜めることができるから、シール剤の厚みをより大きくすることができ、雄ハウジング８の防水性を一層高めることができる。

また、本実施形態のコネクタ構造の場合、予めシール剤が塗布された導体７を雄ハウジング８にインサート成形するだけで、導体７と雄ハウジング８との隙間をシールすることができるから、例えば、上述した特許文献１のように、インサート成形後のコネクタにシール剤を含浸させるための設備が不要になり、また、その後のコネクタの洗浄工程も不要になる。したがって、本実施形態によれば、設備費用や製造コストを抑えることができるから、経済的なメリットが大きい。

以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

例えば、本実施形態では、雄コネクタ３において、導体７の一部が雄ハウジング８の筒壁に埋め込まれる例を説明したが、要は、導体７の切り欠き部２０が形成された部位が、雄ハウジング８のいずれかの部位に埋め込まれていればよく、例えば、導体７が雄ハウジング８の底壁に埋め込まれていてもよい。

また、本実施形態では、切り欠き部２０の断面を矩形状に形成しているが、断面の形状は矩形状に限られるものではなく、例えば円弧状や三角状とすることもできる。ただし、矩形は、他の形状よりも多くのシール剤を溜めることができるから、最も好適な断面形状となる。

また、本実施形態では、導体７の厚み方向の両端に亘って延びる溝状の切り欠き部２０を形成する例を説明したが、切り欠き部は、このような形状に限られるものではない。すなわち、切り欠き部は、導体７に塗布されたシール剤が溜まる凹部（窪み）が形成されていればよく、例えば、導体７の角部２４から離れた位置に形成することもできる。このように構成しても、シール剤が凹部に溜まれば、固定部１５の表面の単位面積当たりのシール剤の付着量が増加されるから、角部２４の表面にシール剤を付着させることが可能である。ただし、凹部は、導体７の角部の近傍に設けることが好ましい。

１防水アースジョイントコネクタ
３雄コネクタ（防水コネクタ）
５雄端子
６バスバー
７導体
８雄ハウジング
１５固定部
１７第１固定部
２０切り欠き部
２１導体
２２シール剤
２３辺
２４角部

Claims

樹脂製のハウジングに一部が埋め込まれて形成される導体を有する防水コネクタにおいて、
前記導体は、前記ハウジングに埋め込まれる部位の該導体の延在方向と直交する断面が矩形状に形成され、当該ハウジングに埋め込まれる部位の一部に凹部を有し、
前記凹部は、前記導体の前記ハウジングに埋め込まれる部位を取り囲むように、前記断面のすべての辺を含む面に溝状に形成され、
前記凹部を含む前記導体と前記ハウジングとの隙間にシール剤が介在されてなることを特徴とする防水コネクタ。
前記導体は、前記ハウジングの内部に延在する一端部と、前記ハウジングの外部に引き出されて外部と固定される他端部と、前記一端部及び前記他端部と連接されて前記ハウジングに埋め込まれた固定部とを有して形成され、
前記凹部は、前記固定部に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の防水コネクタ。