JP2013232367A - コネクタの防水構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が多くなることなく、組み立て工程を簡単とすることが可能で、コネクタが大型化することのない防水構造を提供する。
【解決手段】電線１１の周囲からの水の侵入を防止する成形防水部６を少なくとも電線１１の周囲に一体成形し、この成形防水部６を含む電線１１をリヤハウジング１４と一体成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、防水性が要求されるコネクタの防水構造及びその製造方法に関する。

自動車等に用いられるコネクタにおいては、電線の外周を水が伝ってコネクタ内部に侵入すると、絶縁性が失われるため、防水性を確保する必要がある。

特許文献１には、防水性を付与した従来のコネクタが記載されている。このコネクタは、電線の端末及び電線の端末に接続される端子を上下一対のシールド部材内に収容したパッキン構造とするものである。

特開２０１０−２７２４０４号公報

従来のコネクタにおいては、上下一対のシール部材を組み立てる必要があるため、部品点数が多くなり、組み立て工程も煩雑となり、コネクタが大型化する問題を有している。特に、電源に接続される電線には、大電流が流れるため、防水を確実に行う必要があるところから、防水のための構造が複雑となる問題がある。

そこで、本発明は、部品点数が多くなることなく、組み立て工程を簡単とすることが可能で、コネクタが大型化することのない防水構造を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、電力制御用電気機器と、電線の端末とを接続するコネクタに用いられ、このコネクタ内への水の浸入を防止するコネクタの防水構造であって、前記電線の端末に接続された板状端子と、この板状端子が収容されるリヤハウジングを有するリヤコネクタと、このリヤコネクタに組み付けられ前記板状端子と接続されると共に前記電力制御用電気機器側の相手端子と接続される箱状のメス端子が収容されるフロントコネクタとを備え、前記電線の周囲からの水の侵入を防止する成形防水部を少なくとも前記電線の周囲に一体成形し、この成形防水部を含む前記電線を前記リヤハウジングと一体成形したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のコネクタの防水構造であって、前記成形防水部には、前記リヤハウジングとの相対移動を規制する規制係合部が形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のコネクタの防水構造であって、前記電線に接続された板状端子と、前記メス端子とが溶接されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、電力制御用電気機器と、電線の端末とを接続するコネクタに用いられ、このコネクタ内への水の浸入を防止するコネクタの製造方法であって、少なくとも前記電線の周囲に電線の周囲からの水の侵入を防止する成形防水部を一体成形した後に、この成形防水部を成形した状態で前記リヤハウジングと一体成形し、前記板状端子と前記メス端子とを溶接し、前記メス端子を収容するフロントハウジングを前記リヤハウジングに組み付けることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、電線の周囲からの水の侵入を防止する成形防水部を少なくとも電線の周囲に一体成形するため、成形防水部が電線に密着した一体状態となって電線と強固に結合され、電線を伝う水を成形防水部が遮断し、水の侵入を確実に防止することができる。また、成形防水部を含む電線をリヤハウジングと一体成形しているため、成形防水部がリヤハウジングに一体となって埋め込まれ、成形防水部が電線に密着した状態を保持することができ、成形防水部による水の侵入防止力が増大する。

このような請求項１記載の発明によれば、電線端末の周囲に成形防水部を一体成形し、この成形防水部を含む電線をリヤハウジングと一体成形して防水構造とすることから、防水のための部品点数が多くなることがなく、コネクタが大型化することがない。しかも、成形防水部を電線と一体成形すると共に、リヤハウジングを一体成形するため、組み立て工程が少なくなり、製造が容易となる。

請求項２記載の発明によれば、リヤハウジングとの相対移動を規制する規制係合部が成形防水部に形成されているため、リヤハウジング成形の保圧時や冷却時における成形防水部のずれを防止することができる。これにより成形防水部がリヤハウジングと相対移動することを規制でき、電線の定位置からずれることがなくなるため、防水性が低下することを防止することができる。

請求項３記載の発明によれば、板状端子とメス端子とが溶接されているため、板状端子とメス端子とが強固に接続され、電気的接続の信頼性が向上する。

請求項４記載の発明によれば、電線の周囲に電線の周囲からの水の侵入を防止する成形防水部を一体成形した後、成形防水部を成形した状態で前記リヤハウジングと一体成形するため、部品点数や組み立て工程が多くなることなく、水の侵入を防止する防水構造とすることができる。

本発明の第１実施形態の防水構造に用いられるコネクタの分解斜視図である。 成形防水部を一体成形する前の電線を示す斜視図である。 成形防水部を一体成形した後、メス端子が接続した電線を示す斜視図である。 成形防水部を成形した状態でリヤハウジングを成形した状態を示す斜視図である。 フロントコネクタに用いられるハウジングフロントを示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態における成形防水部を一体成形した電線の斜視図である。 図６の正面図である。 図６の側面図である。 本発明の第３実施形態の防水構造に用いられるコネクタの分解斜視図である。 第３実施形態の変形々態の分解斜視図である。

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。

［第１実施形態］
図１〜図５は本発明の第１実施形態のコネクタの防水構造１を示す。この防水構造１に用いられるコネクタ２は、電力制御用電気機器（インバータ：図示省略）と、電線（電源線）１１とを接続するものであり、電力制御用電気機器と電線１１との間に設けられることにより電源からの電力を電力制御用電気機器に供給する。このコネクタ２は板状端子３と、リヤコネクタ４と、フロントコネクタ５と、成形防水部６とを備えて形成されている。

板状端子３は電源からの電線１１の端末に接続される。この実施形態において電線１１は２芯線によって形成されており、板状端子３はそれぞれの電線１１の端末に接続される。図２に示すように板状端子３は板状の端子本体部３ａと、端子本体部３ａから直角状に屈曲され、電線１１の内部導体の端末に加締め圧着によって接続される電線側接続部３ｂと、電線側接続部３ｂと反対側の端子本体部３ａの端部に一体に形成され、後述するメス端子１２に加締め及び溶接により接続されるメス端子側接続部３ｃとによって形成されている。

リヤコネクタ４はリヤハウジング１４を有し、このリヤハウジング１４内に板状端子３及び板状端子３に接続される電線１１の端末部分が収容される。リヤハウジング１４は絶縁性樹脂によって形成される。このリヤハウジング１４にはフロントコネクタ５が組み付けられる長円筒状の外形の取付部１４ａが前面側に一体に設けられており、この取付部１４ａの外面にフロントコネクタ５との組み付けを行うための係止凸部１４ｂが形成されている。かかるリヤハウジング１４はあらかじめ成形されるものではなく、コネクタ２の製造時に後述する成形防水部６とともにモールド型内で一体成形されるものであり、この一体成形によって図１に示す形状となる。

一体成形されたリヤハウジング１４はシールドシェル２１に収容される。シールドシェル２１はアルミニウム等の金属によりボックス形状に形成されており、収容したリヤハウジング１４に対する電磁波シールドを行う。

フロントコネクタ５はフロントハウジング本体１５（フロントハウジング）と、ハウジングフロント１７とによって形成されている。

フロントハウジング本体１５は一対のメス端子１２を収容する。メス端子１２は箱状に形成されており、板状端子３のそれぞれに接続された状態でフロントハウジング本体１５に収容される。メス端子１２を収容するため、フロントハウジング本体１５には、端子収容室１５ｃが形成されている。端子収容室１５ｃは隔壁部１５ａによって区画されており、それぞれの端子収容室１５ｃに挿入されたメス端子１２の相互接触が防止されている。フロントハウジング本体１５はリヤハウジング１４の取付部１４ａに組み付けられるものであり、取付部１４ａの係止凸部１４ｂと対応したフック部１５ｂがリヤハウジング１４に向かって突出している。

ハウジングフロント１７は電力制御用電気機器の相手端子が差し込まれるものである。図５に示すようにハウジングフロント１７は、ロアフロント部１７ａと、アッパーフロント部１７ｂとを有し、これらが相互に組み付け可能となっている。ロアフロント部１７ａには電力制御用電気機器側からの板状の相手端子（図示省略）が差し込まれる矩形状の相手端子挿入口１９が形成されている。相手端子挿入口１９に差し込まれた相手端子は、フロントハウジング本体１５の端子収容室１５内に収容されている箱状のメス端子１２と電気的に接続される。

成形防水部６は電線１１の周囲に一体成形されるものである。成形防水部６は２芯線からなる電線１１の周囲を囲むように設けられており、電線１１の絶縁外皮１１ａを伝わって板状端子３側に移動する水を遮断する。これにより電線１１の周囲からの水の侵入を防止することができる。

成形防水部６はあらかじめ成形されるものではなく、コネクタ２の製造時にモールド型内で一体成形される。図１は一体成形により成形される成形防水部の形状を示している。このように一体成形されることにより、成形防水部６は電線１１と一体となるため、ゴム等のシールリングを単に電線１に巻き付けた場合に比べて電線１１と強固に結合される。このため防水性が格段に向上する。

かかる成形防水部６の材料としては、熱硬化性エラストマーが使用される。熱硬化性エラストマーとしては、加硫ゴム、熱硬化性樹脂系エラストマーを使用することができ、熱硬化性樹脂系エラストマーとしては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を適宜選択することができる。

次に、この実施形態のコネクタ２の製造方法を図２〜図４により説明する。図２は成形防水部６の一体成形前の状態を示し、２芯線からなるそれぞれの電線１１の端末に板状端子３が接続されている。

図３は成形防水部６を一体成形した後の状態を示す。板状端子３が取り付けられた電線１１の端末部分をモールド型内にセットし、モールド型内に熱硬化性エラストマーを注入して熱硬化する。これにより電線１１の端末部分の周囲に成形防水部６が一体成形される。

成形防水部６の一体成形の後、箱状のメス端子１２をそれぞれの板状端子３に接続する。メス端子１２は図１及び図３に示すように、箱状のメス箱部接続部１２ａと、メス箱部接続部１２ａから延びる薄板状の板状接続部１２ｂとによって形成されており、板状接続部１２ｂに対して板状端子３のメス端子側接続部３ｃを加締めて圧着する。その後、溶接を行うことにより板状接続部１２ｂとメス端子側接続部３ｃとを結合させる。溶接を行うことにより板状端子３とメス端子１２とが強固に接続された状態となる。これにより電気的接続の信頼性が向上する
図４はリヤハウジング１４を一体成形した状態を示す。図４に示す一体成形は、電線１１の端末部分への成形防水部６の一体成形及び溶接による板状端子３とメス端子１２との接続の後に行われるものである。

リヤハウジング１４の一体成形にあっては、成形防水部６が形成されている電線１１の端末部分及び電線１１の端末部分に接続されている板状端子３をモールド型内にセットし、モールド型内に絶縁性樹脂を注入して硬化することにより行う。この成形により成形防水部６や成形防水部６が設けられている電線１１の端末部分がリヤハウジング１４に埋め込まれた状態となる。従って、成形防水部６がリヤハウジング１４内で固定された状態となり、成形防水部６が電線１１から離れることが阻止される。従って成形防水部６が電線１１の周囲に密着した状態を保持することができるため、成形防水部６による水の侵入防止を確実に行うことができる。

成形防水部６を電線１１の端末に一体成形し、リヤハウジング１４を成形防水部６と一体成形した後においては、フロントハウジング本体１５をリヤハウジング１４に組み付ける。この場合、ハウジングフロント１７を組み立ててフロントハウジング本体１５内に挿入してフロントコネクタ５を形成する。なお、フロントハウジング本体１５とハウジングフロント１７との間には、ゴムからなるシールリング７が配置される。

その後、メス端子１２をフロントハウジング本体１５の端子収容室１５ｃに挿入しながら、フロントハウジング本体１５をリヤハウジング１４の取付部１４ａに組み付ける。このとき、ゴムからなるシールリング８を挟みながらフック部１５ｂを係止凸部１４ｂに係止させて組み付けが終了する。

このような実施形態では、電線１１端末の周囲に成形防水部６を一体成形するため、成形防水部６が電線１１の絶縁外皮１１ａに密着した状態となって電線１１と強固に結合される。このため電線１１を伝う水を成形防水部６が遮断するため、水の侵入を確実に防止することができる。また、成形防水部６を含む電線１１をリヤハウジング１４と一体成形するため、成形防水部６がリヤハウジング１４と一体となって埋め込まれ、成形防水部６が電線１１に密着した状態を保持することができ、成形防水部６による水の侵入防止力が増大する。

このような実施形態では、電線１１端末の周囲に成形防水部６を一体成形し、この成形防水部６を含む電線１１をリヤハウジング１４と一体成形して防水構造とすることから、防水のための部品点数が多くなることがなく、コネクタ２が大型化することがない。しかも、成形防水部６を電線１１と一体成形すると共に、リヤハウジング１４を一体成形するため、組み立て工程が少なくなり、製造が容易となる。

［第２実施形態］
図６〜図８は本発明の第２実施形態を示す。この実施形態では、電線１１の端末部分の周囲に一体成形される成形防水部６に対し規制係合部２３を形成するものである。規制係合部２３は成形防水部６の外面に凹み状に形成された係合溝２４から構成されている。

規制係合部２３としての係合溝２４は、電線１１の長さ方向と交差する方向に形成されるものであり、この実施形態では電線１１の長さ方向と直交するように成形防水部６の外面に形成されている。また、係合溝２４は成形防水部６の長さ方向（図６〜図８における上下方向）の中間部分に形成されており、成形防水部６は係合溝２４を挟んだ状態となっている。かかる係合溝２４は、電線１１の絶縁外皮１１ａに達するような深さに形成されている。

このような規制係合部２３としての係合溝２４を形成した成形防水部６を用いてリヤハウジング１４を一体成形すると、リヤハウジング１４成形の保圧時や冷却時における成形防水部６のずれを防止することができる。

すなわち成形防水部６のエラストマー（熱硬化性エラストマー）と、リヤハウジング１４の樹脂とは材料が異なり、熱膨張率が異なるため、リヤハウジング１４の成形の際の収縮率が異なっている。この収縮率の相違によって成形防水部６に応力が作用するため、リヤハウジング１４の一体成形時に電線１１に対して成形防水部６が位置ずれする場合がある。このような成形防水部６のずれが生じると、防水性が低下する。これに対し、この実施形態のように、成形防水部６に係合溝２４を形成した場合においては、リヤハウジング１４を成形する樹脂が係合溝２４内に入り込み、樹脂の入り込み状態で硬化するため、成形防水部６が定位置に固定された状態となる。従って成形防水部６がリヤハウジング１４との相対移動することが規制されて電線１１の定位置からずれることがなくなるため、防水性が低下することを防止することができるものである。

なお、規制係合部２３としては、溝２４ではなく、突起を成形防水部６に形成するものであっても良い。

［第３実施形態］
図９は本発明の第３実施形態の防水構造に用いられるコネクタ２を示す。

この実施形態のコネクタ２においては、電線１１として同芯線が用いられるものである。その他の構成は第１実施形態と同様であり、図１と同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

同芯線からなる電線１１は、内側導体３１と、内側導体３１の外周に絶縁内皮を介して外側導体３２が配置され、外側導体３２の外周に絶縁外皮３３が被覆されることにより形成されている。この電線１１においては、皮剥きされることにより内側導体３１及び外側導体３２が引き出されており、内側導体３１及び外側導体３２の端末に板状端子３がそれぞれ接続される。

このように内側導体３１及び外側導体３２の端末を含む部分に対して成形防水部６が一体成形される。内側導体３１及び外側導体３２は相互に離れる方向に引き出されているため、成形防水部６はこれらの周囲を囲む導体覆い部３５と、電線１１における内側導体３１及び外側導体３２の引き出し部分（端末）の周囲を囲む端末覆い部３６が一体的に形成された形状に成形される。

かかる成形防水部６は、内側導体３１及び外側導体３２と、これらの引き出し部分（端末）と、板状端子３とをモールド型内にセットした状態で熱硬化性エラストマーを注入して硬化する一体成形することにより形成される。成形防水部６を成形した後において、第１実施形態と同様に、電線１における成形防水部６を含む部分に対してリヤハウジング１４を一体成形する。

このような実施形態においても、２芯線からなる電線１１端末の周囲に成形防水部６を一体成形するため、成形防水部６が電線１１に密着した一体状態となって強固に結合される。このため電線１１を伝う水を成形防水部６が遮断するため、水の侵入を確実に防止することができる。また、成形防水部６を含む電線１１をリヤハウジング１４と一体成形するため、成形防水部６がリヤハウジング１４と一体となって埋め込まれ、成形防水部６が電線１１に密着した状態を保持することができ、成形防水部６による水の侵入防止力が増大する。

この実施形態においても、電線１１端末の周囲に成形防水部６を一体成形し、この成形防水部６を含む電線１１をリヤハウジング１４と一体成形して防水構造とすることから、防水のための部品点数が多くなることがなく、コネクタ２が大型化することがない。しかも、成形防水部６を電線１１と一体成形すると共に、リヤハウジング１４を一体成形するため、組み立て工程が少なくなり、製造が容易となる。

なお、この実施形態においても、第２実施形態の規制係合部２３を成形防水部６に形成しても良く、これにより成形防水部６のずれを防止できるため、防水性の低下を防止することができる。

図１０は電線１１として同芯線を用いた場合の変形々態を示す。図１０においては、外側導体３２に接続される板状端子３に筒状の接続端３７が一体形成されている。この接続端３７を皮剥きされて露出した外側導体３２に外挿し、加締めや超音波接合して接続端３７を外側導体３２に接続する。これにより内側導体３１と外側導体３２とが略同方向に引き出される。この電線１１の端末の周囲を囲む成形防水部６は端末覆い部３６が接続端３７を囲むような大径となって形成される。

本発明は以上の実施形態に限定されることなく、種々変形が可能である。以上の実施形態では、成形防水部６を電線１１の端末の周囲に一体成形しているが、端末部分だけでなく電線１１に対し成形防水部６を長く形成しても良い。また、板状端子３のメス端子接続部３ｃをメス端子１２に加締めた後、これらを溶接しているが、加締めることなくこれらを溶接するだけであっても良い。

１ コネクタの防水構造
２ コネクタ
３ 板状端子
４ リヤコネクタ
５ フロントコネクタ
６ 成形防水部
１１ 電線
１２ メス端子
１４ リヤハウジング
１５ フロントハウジング本体（フロントハウジング）
２３ 規制係合部

Claims (4)

1. 電力制御用電気機器と、電線の端末とを接続するコネクタに用いられ、このコネクタ内への水の浸入を防止するコネクタの防水構造であって、
   前記電線の端末に接続された板状端子と、この板状端子が収容されるリヤハウジングを有するリヤコネクタと、このリヤコネクタに組み付けられ前記板状端子と接続されると共に前記電力制御用電気機器側の相手端子と接続される箱状のメス端子が収容されるフロントコネクタとを備え、
   前記電線の周囲からの水の侵入を防止する成形防水部を少なくとも前記電線の周囲に一体成形し、この成形防水部を含む前記電線を前記リヤハウジングと一体成形したことを特徴とするコネクタの防水構造。
2. 請求項１記載のコネクタの防水構造であって、
   前記成形防水部には、前記リヤハウジングとの相対移動を規制する規制係合部が形成されていることを特徴とするコネクタの防水構造。
3. 請求項１又は２記載のコネクタの防水構造であって、前記電線に接続された板状端子と、前記メス端子とが溶接されていることを特徴とするコネクタの防水構造。
4. 電力制御用電気機器と、電線の端末とを接続するコネクタに用いられ、このコネクタ内への水の浸入を防止するコネクタの製造方法であって、
   少なくとも前記電線の周囲に電線の周囲からの水の侵入を防止する成形防水部を一体成形した後に、この成形防水部を成形した状態で前記リヤハウジングと一体成形し、
   前記板状端子と前記メス端子とを溶接し、
   前記メス端子を収容するフロントハウジングを前記リヤハウジングに組み付けることを特徴とするコネクタの製造方法。

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