JP4097175B2 - シールドコネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防水性を有するシールドコネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８及び図９には、従来のシールドコネクタの一例として、特開平１１−２６０９３号公報に掲載されているものが示されている。このシールドコネクタは、筒状の樹脂ハウジング１０１内にシールド電線１１０を挿通するとともに、そのシールド電線１１０の先端部において露出させた導体１１５に端子金具１１２を固着したものである。シールド電線１１０は、保持リング１０３によって樹脂ハウジング１０１に固定され、ハウジング１０１とシールド電線１１０のシース１１３との間はゴムリング１０２によってシールされている。樹脂ハウジング１０１の前端部には導電スリーブ１０４が設けられ、その後端部がシールド電線１１０のシールド層１１１とコア１１４との隙間に差し込まれ、シールド層１１１の外周に嵌着した押さえリング１０５により導電スリーブ１０４がシールド電線１１０に固定されている。さらに、樹脂ハウジング１０１の前端外周面に設けた導通接触片１０６の内周側への折返し片が、前記導電スリーブ１０４の前端部に接触している。
【０００３】
かかるシールドコネクタは、電気機器のシールド壁（図示せず）に対し、そのシールド壁の取付孔に端子金具１１２及びシールド電線１１０の前端部を貫通させるとともに、樹脂ハウジング１０１の外周のフランジ１０７をシールド壁の取付孔の開口縁に対して外側から押し付けてボルト締めすることで取り付けられる。取付け状態では、導通接触片１０６が取付孔の内周面に導通接続され、これにより、シールド壁とシールド層１１１とが導電スリーブ１０４及び導通接触片１０６を介して導通接続される。また、樹脂ハウジング１０１の外周に装着したＯリング１０８が取付孔の内周に弾接することで、樹脂ハウジング１０１の外周と取付孔との隙間がシールされる。
【０００４】
ところが、従来のシールドコネクタの構成では、樹脂ハウジング１０１に対するシールド電線１１０の固定及びシールに必要な基本構成部品（上記した符号１０１〜１０６、１０８を付した部品）だけでも７点もあり、それ以外の細かい部品を合わせると、図９に示すように部品点数が非常に多くなってしまう。このため、組み付け工数がかかり、コストが高くなるという問題があった。
そこで、本願出願人は、部品点数の削減を図ったシールドコネクタについての出願（特願平１１−１０８０５０号）を行った。図１０に示すように、このシールドコネクタ１２０は、シールド壁１３５に対して導通状態での固定を可能とされた導電フランジ１２１に、導電筒１２２を導通状態で固定し、この導電筒１２２をシールド電線１３０のシールド層１３３に導通させ、金型（図示せず）による第１成形工程において、シールド電線１３０のシース１３４に外嵌する形態で軟質樹脂製の防水筒体１２３を成形し、その後、第２成形工程において、防水筒体１２３、シース１３４、シールド層１３３及びコア１３２に外嵌する形態で硬質樹脂製のハウジング１２４を成形し、最後に、ハウジング１２４の外周にＯリング１２５を装着したものである。
【０００５】
かかるシールドコネクタ１２０は、そのシールド電線１３０とハウジング１２４との隙間が防水筒体１２３によってシールされており、また、シールドコネクタ１２０をシールド壁１３５に取り付けると、その取付孔１３６の内周にＯリング１２５が弾接することによりシールド電線１３０と取付孔１３６との隙間がシールされる。かかるシールドコネクタ１２０においては、ハウジング１２４に対するシールド電線１３０の固定及びシールに必要な基本構成部品が、符号１２１〜１２５の５点だけで済んでいる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のシールドコネクタ１２０においては、シールド壁１３５の外側（シールド壁１３５に対するシールドコネクタ１２０の取付け側であって、図１０における左側）からの浸水に対しては確実に阻止できる。しかしながら、シールド壁１３５の内側では、シールド電線１３０の端部の端子金具（図示せず）に固着される導体１３１がコア１３２から剥き出しになっていることから、この導体１３１を構成する芯線の隙間を通ってコア１３２の内部へ液体（例えば、自動変速機のギアオイル等）が浸入していくことが懸念される。
【０００７】
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、シールド電線のコアから剥き出しにされた導体における防水を図ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、シールド電線の前端部が筒状をなすポリアミド製のハウジングで覆われ、前記シールド電線のポリエチレン製のコアから剥き出しにした導体の前端部に端子金具が固着され、前記シールド電線の塩化ビニル製のシースと前記ハウジングの内周との隙間がシールされた形態であり、シールド壁に取り付けた状態では、そのシールド壁の取付孔に前記シールド電線が貫通されて前記ハウジングの外周と前記取付孔の内周との隙間がシールされるとともに、前記シールド壁と前記シールド電線のシールド層とが導通接続されるようになっており、前記ハウジングが前記導体における前記コアからの剥出し部分を覆い隠すことで前記導体への浸水が阻止されるようにしたものにおいて、前記シールド電線には、前記シースの前端部、コアの前端部、前記導体における前記コアからの剥き出し部分、及び前記端子金具における前記導体との接続部分を全周に亘って覆い隠す形態の断熱層が、金型への溶融樹脂の充填により外装され、前記ハウジングが、前記シールド電線における前記断熱層の外装部分がセットされている金型への溶融樹脂の充填により、前記断熱層の外周及び前記断熱層の前端面を覆い隠すとともに前記端子金具の前端部を外部へ貫通させる形態で成形されており、前記断熱層をウレタン製とすることで、前記断熱層の溶融温度が前記ハウジングの溶融温度よりも低く且つ前記コア及び前記シースの溶融温度よりも高い温度に設定されており、前記断熱層と前記端子金具との隙間、及び前記ハウジングにおける前記端子金具の貫通部分には、ポリアミド系のホットメルトを前記端子金具に塗布することによって構成されるシール手段が介装されている構成とした。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
［請求項１の発明］
ハウジングが導体の剥出し部分を液密状に覆い隠すようになっているので、液体が、導体を構成する芯線の隙間を通ってシールド電線の内部へ浸入する虞はない。
【００１３】
また、ハウジングは金型内にシールド電線を配した状態でその金型に溶融樹脂を充填することによって成形されるので、導体のコアからの剥き出し部分はハウジングによって確実に封止される。よって、確実な液密状態が得られる。
また、コアとシースは、断熱層に覆われているので、ハウジング成形時に溶融樹脂の熱によって軟化する虞がない。
また、ハウジングが比較的硬質のものであっても、シール手段によってハウジングにおける端子金具の貫通部分が確実にシールされ、この貫通部分からハウジング内への液体の浸入が防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図５を参照して説明する。
シールド電線１０は、軸心側から順に複数本の芯線を束ねた導体１１、比較的柔軟な合成樹脂製（本実施形態では、ポリエチレン）のコア１２、例えば編組線からなるシールド層１３、合成樹脂製（本実施形態では、塩化ビニル）のシース１４を同心状に備えてなる。シールド電線１０の端末部では、導体１１、コア１２及びシールド層１３が先端側から順次に露出されている。そして、導体１１のコア１２から剥き出しにされた部分には、端子金具１５が、そのオープンバレル部１５Ａをカシメ付けることによって圧着されている。また、端子金具１５の前端部（以下の説明では、図１〜図５の右側を前側とする）は、シールド電線１０の軸線と平行に突出するタブ１５Ｂとされており、このタブ１５Ｂに図示しない相手側端子金具が嵌合接続される。さらに、タブ１５Ｂには、ホットメルト１６（ポリアミド系の熱可塑性樹脂の接着剤であって、本発明の構成要件であるシール手段）が塗布されている。尚、図２〜図５においては、ホットメルト１６について、その存在を明らかにするために実際よりも厚さを誇張して描いており、実際に塗布されるホットメルト１６の厚さは数１０〜数１００μｍ程度である。
【００１６】
かかるシールド電線１０には導電部材１７が外装されている。導電部材１７は、筒状部１８とこの筒状部１８の前端縁から径方向外側へ張り出すフランジ部１９とからなる。フランジ部１９は非円形（例えば、洋梨状）であって、その一部はシールド壁３０への取付部２０とされ、その取付部２０にはボルト孔２１が形成されている。また、フランジ部１９には、後述するように金型成形する際に溶融樹脂が前後方向に流通し易いようにするための貫通孔２２が複数形成されている。
【００１７】
導電部材１７の筒状部１８は、コア１２の外周とシールド層１３の内周との隙間へ前方から差し込まれ、さらに、そのシールド層１３の外周及びシース１４の端部外周には固定筒２３がカシメ付けられている。この固定筒２３のカシメ付けにより、筒状部１８がコア１２とシールド層１３の間から抜け出すことが規制され、もって、導電部材１７がシールド電線１０に対して固定されている。
上記シールド電線１０には、合成樹脂製（本実施形態では、比較的柔軟なウレタン）の断熱層２４が外装されている。詳しくは、シース１４の前端部、シールド層１３におけるシース１４から剥き出しにされた端部、コア１２におけるシールド層１３から剥き出しにされた端部、及び導体１１におけるコア１２から剥き出しにされた端部、及び導電部材１７における筒状部１８及びフランジ部１９の内周縁部を全周に亘って覆い隠すような筒状をなす。かかる断熱層２４は、端子金具１５のオープンバレル部１５Ａ全体及びタブ１５Ｂの基端部におけるホットメルト１６の塗布領域の後半部分を覆い隠すようにもなっている。この断熱層２４は、上記各部位に対して液密状に密着しているため、断熱層２４の後端部においては、シールド電線１０のシース１４の外周と断熱層２４の内周との隙間からの液体の浸入が防止される。一方、前端部においては、タブ１５Ｂの外周と断熱層２４の内周との隙間が、ホットメルト１６によって液体の浸入不能にシールされている。
【００１８】
さらに、シールド電線１０には、その断熱層２４を覆うような筒状をなす合成樹脂製（本実施形態では、断熱層２４に比べて剛性の高いポリアミド）のハウジング２５が外装されている。ハウジング２５の後端部においては、断熱層２４の外周とハウジング２５の内周とは液密状に密着してシール性能が発揮されるので、ハウジング２５とシールド電線１０のシース１４との間から液体が浸入することが阻止されている。一方、ハウジング２５の前端部においては、ハウジング２５が断熱層２４の前端面全体を覆い隠すとともに、タブ１５Ｂの基端部におけるホットメルト１６の塗布領域の前半部分外周に密着する状態となっているので、ハウジング２５の前端部においては、ハウジング２５と端子金具１５との間から液体がハウジング２５内へ浸入することが阻止されている。また、ハウジング２５の外周には、その導電部材１７のフランジ部１９に対して前方に近接した位置を周方向に切欠した形態のシール溝２６が形成され、このシール溝２６にＯリング２７が装着されている。
【００１９】
かかるシールドコネクタＡは、導電性を有するシールド壁３０に取り付けられる。シールド壁３０は、前後方向に貫通する取付孔３１を有するとともに、導電部材１７のボルト孔２１と対応するボルト孔３２を有する。シールドコネクタＡは、そのシールド電線１０及び端子金具１５を取付孔３１に対して後方から前方へ貫通させるとともに、導電部材１７のフランジ部１９の取付部２０をシールド壁３０の後端面に密着させ、双方のボルト孔２１，３２に図示しないボルトを貫通させて図示しないナットを螺合して締め付けることで、シールド壁３０に取り付けられる。取付け状態では、フランジ部１９がシールド壁３０に押し付けられることで導通接続され、もって、シールド層１３が導電部材１７を介してシールド壁３０に導通接続される。また、ハウジング２５の外周と取付孔３１の内周との間ではＯリング２７が押し潰されて双方の面に液密状に密着することで、シール性能が発揮される。これにより、取付孔３１とハウジング２５との間を通る経路での液体の流通が阻止される。
【００２０】
次に、シールドコネクタＡの組付け及び成形工程を説明する。
まず、図２に示すように、シールド電線１０に導電部材１７、固定筒２３、端子金具１５を組み付けるとともに、ホットメルト１６をタブ１５Ｂの外周に塗布する。
【００２１】
次に、このシールド電線１０を断熱層２４を成形するための一次成形用金型３５，３６内にセットする（図３を参照）。このとき、導電部材１７のフランジ部１９、タブ１５Ｂ及びシールド電線１０のシース１４が金型３５，３６の保持溝３７に嵌合することで、シールド電線１０及び端子金具１５が金型３５，３６に対して位置決め固定される。この状態から、金型３５，３６内に溶融したウレタン樹脂（図示せず）が充填される。このウレタン樹脂の溶融温度は、例えば１６０〜１８０℃程度の比較的低い温度であり、また、その溶融樹脂の充填が完了してから型開きするまでに要する時間は、例えば２０秒程度の比較的短い時間とされている。この温度及び時間では、シールド電線１０の塩化ビニル製のシース１４とポリエチレン製のコア１２の双方ともに、軟化したり溶融したりすることはない。
【００２２】
さて、断熱層２４が成形されたら、これを一次成形用金型３５，３６から取り出し、ハウジング２５を成形するための二次成形用金型３８，３９内にセットする。このとき、導電部材１７のフランジ部１９、タブ１５Ｂ、シールド電線１０のシース１４及び断熱層２４の後端部が金型３８，３９の保持溝４０に嵌合することで、シールド電線１０、端子金具１５及び断熱層２４が金型３８，３９に対して位置決め固定される。この状態から、金型３８，３９内に溶融したポリアミド樹脂（図示せず）が充填される。このポリアミド樹脂の溶融温度は、例えば２６０〜２８０℃といった比較的高い温度であるが、このポリアミド樹脂はコア１２とシース１４のいずれにも直接接触することがなく、ポリアミド樹脂とコア１２及びシース１４との間には断熱層２４が介在しているので、コア１２やシース１４がポリアミド樹脂の熱によって軟化したり溶融したりすることが防止されている。尚、ポリアミド樹脂の充填が完了してから型開きするまでに要する時間は、例えば２０秒程度の比較的短い時間とされている。ポリアミド樹脂が硬化してハウジング２５が成形されたら、これを金型３８，３９から取り出し、ハウジング２５の外周にＯリング２７を装着する。以上により、シールドコネクタＡの組付け及び成形が完了する。
【００２３】
上述のように本実施形態のシールドコネクタＡによれば、ハウジング２５とシールド電線１０の固定及びシールに必要な基本構成部品が、導電部材１７、断熱層２４、ハウジング２５、Ｏリング２７及びホットメルト１６の５点だけで済んでいる。したがって、組み付け工数が少なく、コストが低く押さえられる。
また、ハウジング２５が導体１１のコア１２からの剥出し部分を液密状に覆い隠すようになっているので、液体が、導体１１を構成する芯線の隙間を通ってシールド電線１０の内部へ浸入することが防止されている。特に、本実施形態では、ハウジング２５の外周のＯリング２７によるシール機能を確保するためにハウジング２５は剛性の高いものとされている上に、そのハウジング２５の前端部が剛性の高いタブ１５Ｂに対して外装する状態となっているのであるが、このタブ１５Ｂとハウジング２５との間にはホットメルト１６が介装されているので、このハウジング２５とタブ１５Ｂとの間も確実にシールされており、液体がハウジング２５内に浸入して導体１１に至ることが確実に防止されている。
【００２４】
また、ハウジング２５は金型３８，３９内にシールド電線１０を配した状態でその金型３８，３９に溶融樹脂を充填することによって成形されるので、導体１１のコア１２からの剥き出し部分はハウジング２５によって確実に封止される。よって、確実な液密状態が得られる。
また、ハウジング２５が成形される金型３８，３９内にはシールド電線１０がセットされるのであるが、シールド電線１０のコア１２とシース１４は断熱層２４で覆われているので、ハウジング成形用の溶融樹脂の熱によってコア１２やシース１４が軟化することが防止されている。
また、断熱層２４が柔軟な材質とされているので、シールド電線１０や端子金具１５が熱膨張したときには断熱層２４が変形することで歪みが吸収され、シールド電線１０や端子金具１５に生じる応力を低減することができる。
【００２５】
［実施形態２］
次に、本発明を具体化した実施形態２を図６を参照して説明する。
上記実施形態１ではハウジング２５が導体１１におけるコア１２からの剥出し部分を液密状に覆い隠す形態としたが、本実施形態２では、ハウジング５０の前端部は、コア１２の途中までを囲むだけであり、そこから先の部分、即ちコア１２におけるハウジング５０からの突出部分、及び導体１１のうちコア１２からの剥き出し部分、及び導体１１の前端部に固着した端子金具５１の後半部分については、可撓性を有する熱収縮性のチューブ５２によって液密状に覆い隠した形態となっている。
チューブ５２は、内層チューブ５２Ａと外層チューブ５２Ｂの２種類からなり、加熱することによって縮径状に収縮するものである。チューブ５２の後端部は、ハウジング５０の前端部から延出した断熱層５３の前端部外周に液密状に密着している。チューブ５２の前端部は、端子金具５１のクローズドバレル部５１Ａの外周に液密状に密着しており、タブ５１Ｂはその全長に亘ってチューブ５２から前方へ露出している。また、チューブ５２の両端部の間の領域は、コア１２の前端部外周に密着するとともに、導体１１を包囲する。尚、チューブ５２をタブ５１Ｂに密着させるのに先だって、タブ５１Ｂの外周に予めホットメルト（図示せず）を塗布しておいてもよく、また、タブ５１Ｂにホットメルトを塗布するかわりに、予め内周面にホットメルトが塗布されているチューブ５２を使用してもよい。
尚、その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施形態２においては、ハウジング５０から突出されたコア１２、導体１１及び端子金具５１を、可撓性を有するチューブ５２により液密状に覆い隠すようにしたので、液体が、導体１１を構成する芯線の隙間を通ってシールド電線１０の内部へ浸入する虞はない。
【００２６】
［実施形態３］
次に、本発明を具体化した実施形態３を図７を参照して説明する。
上記実施形態２では、チューブ５２の前端部が端子金具５１のクローズドバレル部５１Ａの外周に密着されていたのに対し、本実施形態３では、チューブ５２の前端部を端子金具１５（実施形態１の端子金具１５と同一構成）の後端側のオープンバレル部１５Ａ及びタブ１５Ｂの後端部に対して液密状に密着されている。
尚、その他の構成については上記実施形態２と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
【００２７】
［他の実施形態］
本発明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、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態ではハウジングにおける端子金具の貫通部分にシール手段を設けたが、本発明によれば、ハウジングが端子金具に直接接触するようにしてもよい。
【００２８】
（２）上記実施形態ではハウジングにおける端子金具の貫通部分に設けられるシール手段を断熱層とは別の部材としたが、本発明によれば、断熱層をハウジングと端子金具との隙間へ延出させてシール手段の機能を兼備させるようにしてもよい。
（３）上記実施形態ではハウジングとシールド電線の間に断熱層を介在させたが、本発明によれば、コア及びシースを軟化させる虞のない低い温度でハウジングを成形できる場合には、断熱層を設けない構造とすることもできる。
【００２９】
（４）上記実施形態ではシール手段としてタブの外周に密着する形態のホットメルトを用いたが、本発明によれば、ホットメルトを用いずに、タブに熱収縮性のチューブを密着させるだけとしてもよい。
（５）上記実施形態では断熱層としてウレタンを用いたが、本発明によればエラストマーなどの他の合成樹脂材料を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１における分離状態を示す断面図
【図２】シールド電線に端子金具、導電部材、保持部材及びシール手段を取り付けた状態を示す断面図
【図３】一次成形用の金型を示す断面図
【図４】二次成形用の金型を示す断面図
【図５】シールド壁に取り付けた状態を示す断面図
【図６】実施形態２の断面図
【図７】実施形態３の断面図
【図８】従来例の断面図
【図９】従来例の分解斜視図
【図１０】従来例の断面図
【符号の説明】
Ａ…シールドコネクタ
１０…シールド電線
１１…導体
１２…コア
１３…シールド層
１４…シース
１５…端子金具
１６…ホットメルト（シール手段）
２４…断熱層
２５…ハウジング
３０…シールド壁
３１…取付孔
３８…金型
３９…金型
５０…ハウジング
５１…端子金具
５２…チューブ
５３…断熱層

Claims (1)

1. シールド電線の前端部が筒状をなすポリアミド製のハウジングで覆われ、前記シールド電線のポリエチレン製のコアから剥き出しにした導体の前端部に端子金具が固着され、前記シールド電線の塩化ビニル製のシースと前記ハウジングの内周との隙間がシールされた形態であり、
   シールド壁に取り付けた状態では、そのシールド壁の取付孔に前記シールド電線が貫通されて前記ハウジングの外周と前記取付孔の内周との隙間がシールされるとともに、前記シールド壁と前記シールド電線のシールド層とが導通接続されるようになっており、
   前記ハウジングが前記導体における前記コアからの剥出し部分を覆い隠すことで前記導体への浸水が阻止されるようにしたものにおいて、
   前記シールド電線には、前記シースの前端部、コアの前端部、前記導体における前記コアからの剥き出し部分、及び前記端子金具における前記導体との接続部分を全周に亘って覆い隠す形態の断熱層が、金型への溶融樹脂の充填により外装され、
   前記ハウジングが、前記シールド電線における前記断熱層の外装部分がセットされている金型への溶融樹脂の充填により、前記断熱層の外周及び前記断熱層の前端面を覆い隠すとともに前記端子金具の前端部を外部へ貫通させる形態で成形されており、
   前記断熱層をウレタン製とすることで、前記断熱層の溶融温度が前記ハウジングの溶融温度よりも低く且つ前記コア及び前記シースの溶融温度よりも高い温度に設定されており、
   前記断熱層と前記端子金具との隙間、及び前記ハウジングにおける前記端子金具の貫通部分には、ポリアミド系のホットメルトを前記端子金具に塗布することによって構成されるシール手段が介装されていることを特徴とするシールドコネクタ。

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