JP5990116B2 - コネクタの防水構造 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタの防水構造に係り、特に、シールド電線を接続するものに関する。

従来、図５〜図７に示すようなコネクタの防水構造２０１が知られている。

従来のコネクタの防水構造２０１では、シールド電線２０３とシールド編組線２０４との編組線カシメ部２０５を、シールキャップ２０７とゴム栓２０９とで防水している。また、従来のコネクタの防水構造２０１では、ハウジング側は、シリコン樹脂２１１をポッティングすることで防水している。

また、従来、特許文献１に示すような防水構造が知られている。

特許文献１に記載の防水構造では、シールド電線のシールド接続部および端子と芯線との接続部の防水をするために、シールド電線のシールド編組線に接続されたシールドターミナルをパッキンに被着し、また、シールド電線の周囲に形成されたエラストマ部を含めハウジングをインサート成形している。

特開２０１１−２２２３９８号公報

ところで、従来のコネクタの防水構造２０１では、ポッティングしたシリコン樹脂２１１が固まるまである程度の時間を要し、防水構造２０１を備えたコネクタの生産性が悪いという問題がある。

なお、シリコン樹脂２１１が固まるまで傾いていない場所に保管する必要があり、この保管場所のためのスペースが必要になる。また、シリコン樹脂２１１の内部に気泡が入り込んで防水性が低下するおそれがあるが、シリコン樹脂２１１が固まってしまうと、シリコン樹脂２１１の内部に気泡が存在するか否か容易には確認することができない。

また、特許文献１に示すような防水構造を備えたコネクタでは、シールド電線のそれぞれにエラストマ部を設けなければならず、製造コストが増える。そこで、その代替として図７で示す圧着部２１３のみをにポッティングすることも考えられるが、この場合には、シールキャップ２０７が必要になり、部品点数が多くなってしまうという問題がる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりも部品点数が少なく生産性が高いコネクタの防水構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジングから延出しているシールド電線と、筒状に形成され、前記シールド電線が内側を通るようにして一端部が前記ハウジングに係合し、他端部が前記シールド電線のシールド編組線に接合されているシールドターミナルと、リング状に形成され、前記ハウジングと前記シールドターミナルとの係合部の隙間をシールするシール材と、筒状に形成され、前記シールドターミナルの他端側の部位が内側に入り込むようにして一端部が前記シールドターミナルに係合し、前記シールド電線が内側を通過するようにして他端部が前記シールド電線の外側被覆体に係合し、前記各係合によって、前記シールドターミナルと前記シールド編組線との接合部をシールするシールキャップとを有するコネクタの防水構造である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコネクタの防水構造において、筒状部を備え、前記シールド電線が前記筒状部の内側を通り前記シールドターミナルと前記シールキャップとが前記筒状部の内側に入り込むようにして、前記ハウジングに設置されているシールドシェルを有し、前記シールド電線は、前記シールドシェルから延出し始める部位が電線カバーを介して前記シールドシェルの筒状部で支持されているコネクタの防水構造である。

本発明によれば、従来よりも部品点数が少なく生産性が高いコネクタの防水構造を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係るコネクタの防水構造が採用されているコネクタの斜視図である。 図１におけるＩＩ矢視図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。 図３におけるＩＶ部の拡大図である。 従来のコネクタの防水構造が採用されているコネクタの斜視図である。 従来のコネクタの防水構造が採用されているコネクタの断面図である。 図６におけるＶＩＩ部の拡大図である。

本発明の実施形態に係るコネクタの防水構造（端子のシール構造）１が採用されているコネクタ３は、たとえば、Ａ／Ｃ用の高圧コネクタであり、車載用のインバータに設置されて使用される。

以下、説明の便宜のために、コネクタ３における所定の一方向を前後方向とし、この前後方向に対して直交する所定の一方向を上下方向とし、前後方向と上下方向とに対して直交する所定の一方向を横方向とする。

コネクタの防水構造１は、図１〜図４で示すように、ハウジング５とシールド電線７とシールドターミナル９とシール材１１とシールキャップ１３とを備えて構成されている。

ハウジング５は、たとえば、絶縁性の合成樹脂で構成されている。また、ハウジング５は、ハウジング本体部１５と他機器係合部１７とシールドターミナル係合部１９とを備えて構成されている。他機器係合部１７は、ハウジング本体部１５の前方上側に設けられている。コネクタ３がインバータ等の他の機器に設置されるときに他機器係合部１７が他の機器と係合するようになっている。

シールドターミナル係合部１９には、シールドターミナル９が係合するようになっている。また、シールドターミナル係合部１９は、ハウジング本体部１５の後方でハウジング本体部１５の下側に突出して設けられている。シールドターミナル係合部１９は高さ寸法が小さい円柱状に形成されている。シールドターミナル係合部１９の軸（中心軸）の延伸方向は、上下方向になっている。

シールド電線７は、芯線２１と内側被覆体２３とシールド編組線２５と外側被覆体２７とを備えて、たとえば細長い円柱状に形成されている。芯線２１は、金属等の導線で構成されており、内側被覆体２３は絶縁性の合成樹脂で構成されており芯線２１を覆っている。シールド編組線２５は、金属等の素線を編んで筒状に形成されており、内側被覆体２３を覆っている。外側被覆体２７は絶縁性の合成樹脂を構成されておりシールド編組線２５を覆っている。

シールド電線７は、上下方向に延伸しており、長手方向の一端部（上端部）が（長手方向の一端部で外側被覆体２７とシールド編組線２５とが除かれていることで露出している芯線２１と内側被覆体２３とが）ハウジング５内に入り込んでいる。また、シールド電線７（芯線２１と内側被覆体２３とシールド編組線２５と外側被覆体２７）の長手方向の他端部（下側の部位）はハウジング５から延出している。

シールド電線７は、ハウジング５のシールドターミナル係合部１９の下端から下方に延伸している。シールドターミナル係合部１９の軸とシールド電線７の軸（中心軸）とはお互いが一致している。

シールドターミナル９は、金属等の導電性の材料で筒状に形成されている。また、シールドターミナル９は、延出しているシールド電線７が内側を通るようにして、軸の延伸方向（上下方向）の一端部（上端部）がハウジング５（シールドターミナル係合部１９）に係合しており、軸の延伸方向（上下方向）の他端部（下端部）が延出しているシールド電線７のシールド編組線２５に接合されている。

すなわち、シールドターミナル９の上端部の内側にシールドターミナル係合部１９が入り込んでいる。また、シールドターミナル９は、シールドターミナル係合部１９の下端から下側に突出している。シールドターミナル９の突出長さは、シールド電線７の延出長さよりも短くなっている。シールド電線７の中心軸とシールドターミナル９の中心軸とはお互いがほぼ一致している。

シール材１１は、ゴム等の絶縁性と弾性とを備えた材料でリング状に形成されている。そして、シール材（たとえばＯリング）１１は、ハウジング５とシールドターミナル９との間の隙間のシールをするためにハウジング５（シールドターミナル係合部１９）とシールドターミナル９との間に設けられている。

シールドターミナル係合部１９の外周には、リング状の凹部２９が設けられており、Ｏリング１１は凹部２９に入り込んでいる。そして、Ｏリング１１が設置されたシールドターミナル係合部１９にシールドターミナル９が設置された状態では、Ｏリング１１の内周がリング状の凹部２９の底面に接触し、Ｏリング１１の外周がシールドターミナル９の内面に接触し、上述したシールがなされている。

シールキャップ１３は、ゴム等の非導電性（絶縁性）の材料で筒状に形成されている。また、シールキャップ１３は、シールドターミナル９の軸の延伸方向の他端側の部位（中間部から他端にかけての部位）が内側に入り込むようにして、軸の延伸方向の一端部がシールドターミナルに係合している。

シールキャップ１３は、ハウジング５から離れた側にシールドターミナル９よりも長く延びている。延出しているシールド電線７がシールキャップ１３の内側を通過するようにして、シールキャップ１３の軸の延伸方向の他端部がシールド電線７の外側被覆体２７に係合している。そして、上述した各係合によって、シールドターミナル９とシールド編組線２５との接合部３１が、シールキャップ１３の軸の延伸方向の中間部でシールキャップ１３の内側に位置して、シールドターミナル９とシールド編組線２５との接合部３１がシールされている。

さらに説明すると、筒状のシールキャップ１３の軸（中心軸）の延伸方向は、上下方向になっている。シールキャップ１３は、この上端部がシールドターミナル９の上下方向の中間部に係合している。すなわち、シールキャップ１３の長手方向の一端部（上端部）の内側にシールドターミナル９の縦方向の中間部が入り込んでいる。なお、シールキャップ１３の下端は、シールドターミナル９の下端よりも下方に位置しており、シールド電線７は、シールキャップ１３よりもさらに下方に延びている。シールド電線７の中心軸とシールキャップ１３の中心軸とがお互いがほぼ一致している。

シールキャップ１３の上端部がシールドターミナル９に係合することで、シールキャップ１３の上端部とシールキャップ１３の上端部が係合しているシールドターミナル９の部位とが、水等を通す隙間が存在しない状態で密着している。また、シールキャップ１３の下端部がシールド電線７の外側被覆体２７に係合することで、シールキャップ１３の下端部とシールキャップ１３の下端部が係合している外側被覆体２７の部位とが、水等を通す隙間が存在しない状態で密着している。

そして、ハウジング５とＯリング１１とシールドターミナル９とシールキャップ１３とシールド電線７とにより、シールキャップ１３の内側に円筒状の閉空間３３が形成されている。この閉空間３３内に、ハウジング５から延出しているシールド電線７の所定の部位（シールキャップ１３の下端部に係合している部位からハウジング５に入り込む部位）と、シールドターミナル９とシールド編組線２５との接合部３１とが存在することで、シールド電線７の所定の部位と接合部３１とがシールされている。すなわち、シールド電線７の所定の部位と接合部３１とが存在している閉空間３３内には外部から水等が入り込まないようになっている。なお、閉空間３３は、シールドターミナル９により２つの部屋になっている（図４参照）。

コネクタ３は、上述したように、車載されている他の機器に設置されて使用されるようになっている。コネクタ３が他の機器に設置された状態では、コネクタ３は防水されていおり、コネクタ３の内部に水等が入り込まないようになっている。

すなわち、ハウジング５の他機器係合部（フード部）１７の外周に設けられているパッキン３５でシールされていることで、ハウジング５のフード部１７には、外部から水等が入り込まないようになっている。さらに、シールド電線７の上端部がたとえばインサート成形によってハウジング５内に入り込んでいることで、ハウジング５側からも、閉空間３３内に水等が入り込まないようになっている（図３や図４において閉空間３３の上方からハウジング５等を通って水等が入り込まないようになっている）。

そして、コネクタ３では、ハウジング５の防水とシールド電線７の防水とが共用化されている。従来のものでは、シールドターミナルとシールド編組線との接合部のシールと、端子とシールド電線の芯線とが接続されている部位とのシールとが独立してなされている。すなわち、従来のものでは、シールドターミナルとシールド編組線との接合部が存在している閉空間と、端子とシールド電線の芯線とが接続されている部位が存在している閉空間とがつながっておらず独立している。

これに対して、コネクタ３では、シールドターミナル９とシールド編組線２５との接合部３１が存在している閉空間３３が、シールド電線７にインサート成形されたハウジング５と、Ｏリング１１と、シールドターミナル９と、シールキャップ１３と、ハウジング５から延出しているシールド電線７とでシールされており、閉空間３３内に水等が入り込まないようになっている。

また、コネクタの防水構造１は、シールドシェル３７を備えて構成されている。シールドシェル３７は、金属等の導電性の材料で構成されており、シールドシェル筒状部３９を備えており、ハウジング５に設置されている。そして、延出しているシールド電線７がシールドシェル筒状部３９の内側を通り、シールドターミナル９とシールキャップ１３とがシールドシェル筒状部３９の内側に入り込んでいる。シールドターミナル９はシールドシェル３７に接触し導通している。これにより、シールド電線７のシールド編組線２５とシールドシェル３７とはお互いが導通している。

シールド電線７は、シールドシェル３７から延出し始める部位が、筒状の電線カバー（シールド電線７を保持する電線カバー）４１を介してシールドシェル３７のシールドシェル筒状部３９（筒状部３９下端の開口部）で支持されている。

コネクタの防水構造１についてさらに詳しく説明する。

ハウジング５の下方で突出している円柱状のシールドターミナル係合部１９は、２つ設けられており、横方向にならんでいる。一対のシールドターミナル係合部１９のそれぞれから、シールド電線７が延出している。すなわち、ハウジング５からは、２本のシールド電線７が延出している。

コネクタ３の他機器係合部１７内には、端子４７とヒューズ４９とが設けられている。端子４７は、コネクタ３が他の機器に設置されたときに他の機器の端子に接合されるようになっている。端子４７も２つ設けられており、横方向にならんでいる。一対のシールド電線７は、前述したようにハウジング５内に入り込んでいる。そして、ハウジング５内に入り込んでいる一対のシールド電線７のうちの一方のシールド電線７の芯線は、一対の端子４７のうちの一方の端子４７に接続されており、ハウジング５内に入り込んでいる一対のシールド電線７のうちの他方のシールド電線の芯線は、一対の端子４７のうちの他方の端子に接続されている。ヒューズ４９は、一対の端子４７の間に設けられている。

シールドシェル３７は、殻状（一定の厚さをもった立体形状）に形成されており、前側シールドシェル４３と後側シールドシェル４５とに分割されている。

前側シールドシェル４３は、半円柱側面形状のものを２つつなげた形状になっている。後側シールドシェル４５は、枡状部５１と前側突出部５３と下側突出部５５とを備えて構成されている。下側突出部５５は、前側シールドシェル４３と同形状に形成されている。

シールドシェル３７がハウジング５に設置された状態では、前側シールドシェル４３と後側シールドシェル４５の下側突出部５５とが突き合わされて、シールドシェル筒状部３９が形成され、シールドシェル筒状部３９がハウジング５のシールドターミナル係合部１９とこの下方に位置しているシールキャップ１３（シールドターミナル９とシールド電線７の所定の部位とを含む）とを覆っている。枡状部５１は、ハウジング本体部１５の後側を覆っている。

シールドシェル３７の筒状部３９の軸（中心軸）の延伸方向は、すでに理解されるように、上下方向になっている。シールドシェル筒状部３９の中心軸とシールド電線７の中心軸はお互いがほぼ一致している。また、シールドシェル筒状部３９は、シールドターミナル係合部１９の下端よりも下側に突出している。シールドシェル筒状部３９の下端は、シールキャップ１３の下端よりも下方に位置しており、シールド電線７は、シールドシェル筒状部３９下端の開口部を通ってさらに下方に延伸している。

電線カバー４１はリング状に形成されており、シールドシェル筒状部３９の下端の円形状の開口部の内周に設置されている。そして、一対の鍔部５７で、下端が縮径しているシールドシェル筒状部３９下端の開口部とこの近傍の部位を挟み込み、シールドシェル筒状部３９下端の開口部で、電線カバー４１がシールドシェル３７に一体的に設置されている。

電線カバー４１の外周は、シールドシェル筒状部３９の開口部に接しており、電線カバー４１の内周はシールド電線７に接している。これにより、シールド電線７が電線カバー４１を介してシールドシェル３７に支持されている。

シールド電線７の上端から下方に所定の距離だけ離れている部位を第１の部位とし、上端から下方に第１の部位よりもさらに離れている部位を第２の部位とし、上端から下方に第２の部位よりもさらに離れている部位を第３の部位とし、上端から下方に第３の部位よりもさらに離れている部位を第４の部位とする。

シールド電線７は、上端と第１の部位との間は、芯線２１だけになっている。第１の部位と第３の部位との間は、外側被覆体２７とシールド編組線２５とが除去されて芯線２１と内側被覆体２３だけになっている。第３の部位と第４の部位との間は、外側被覆体２７が除去されている。第２の部位よりも上側の部位が、ハウジング５内に入り込んでいる。ハウジング内に入り込んでいる芯線２１は、たとえば、バスバ５９を介して端子４７に接続されている。

なお、コネクタ３では、シールド電線７の第２の部位から上の部分、バスバ５９、端子４７の後側の部位は、インサート成形によってハウジング５に埋め込まれてハウジング５と一体化しているが、インサート成形以外の方法によって、シールド電線７の第２の部位から上の部分等が、ハウジング５に入り込み設置されていてもよい。たとえば、ハウジング５を分割構造とし、分割されているハウジングの構成部品（予め成形された構成部品）を組立等することで、シールド電線７の第２の部位から上の部分等を、ハウジング５に設置するようにしてもよい。

シールドターミナル９は、大径部６１と中径部６３と小径部６５とを備えて構成されている。大径部６１と中径部６３との間は円板状の連結部６７でつながっており、中径部６３と小径部６５との間は円板状の連結部６９でつながっている。

そして、大径部６１が上側に位置し小径部６５が下側に位置し中径部６３が大径部６１と小径部６５との間に位置し、大径部６１の内側に、ハウジング５のシールドターミナル係合部１９が入り込んで、ハウジング５に係合している。小径部６５は、シールド編組線２５で囲まれている。小径部６５を囲んでいるシールド編組線２５は、シールドパイプ７１で囲まれている。

また、シールドパイプ７１でカシメることで、小径部６５とシールド編組線２５とシールドパイプ７１とが一体化して、シールドターミナル９とシールド編組線２５とがお互いに接続されている。

シールキャップ１３は、大内径部７３と小内径部７５とを備えて構成されている。シールキャップ１３の外径はほぼ一定の値になっている。

そして、大内径部７３が上側に位置し小内径部７５が下側に位置し、大内径部７３の上端側の部位の内側に、シールドターミナル９の中径部６３が入り込んで、大内径部７３の上端側の部位とシールドターミナル９の中径部６３とがお互いに密着し、シールがなされている。

また、小内径部７５の上端は上下方向で、第４の部位（シールド電線７の外側被覆体２７の上端）よりも下方に位置している。そして、小内径部７５の内側にシールド電線７が入り込んで、小内径部７５とシールド電線７の外側被覆体２７とがお互いに密着し、シールがなされている。なお、シールドパイプ７１によってシールドターミナル９の小径部６５とシールド編組線２５とお互いに接続されている接合部３１は、上下方向で、大内径部７３の上端側の部位と小内径部７５との間に存在している。

シールキャップ１３の上端は、シールドターミナル９の大径部６１の下端（連結部６７）に接しており、シールキャップ１３の下端は、電線カバー４１に接している。これにより、シールキャップ１３の上下方向の移動は規制されている。

シールドシェル３７の筒状部３９は、シールドターミナル９とシールキャップ１３とを囲んでおり、シールドターミナル９の大径部６１とシールドシェル筒状部３９とはお互いが接触している。これにより、シールドシェル３７とシールド編組線２５とが、シールドターミナル９を介してお互いに導通している。

また、シールドシェル筒状部３９には、他の部位よりも内径が小さくなっている環状の縮径部（シールキャップ押圧部）７７が設けられている。縮径部７７は、上下方向で、シールドターミナル９の中径部６３のところ（シールキャップ１３の大内径部７３の上端側の部位の中間）に設けられており、シールドシェル筒状部３９の周方向で断続的に設けられている凹部（内側に凹んでいる部位）で構成されている。そして、縮径部７７は、シールキャップ１３の大内径部７３が縮径するように、シールキャップ１３をシールドターミナル９の中径部６３側に付勢している。これにより、縮径部７７で押圧されている部位で、シールキャップ１３とシールドターミナル９の中径部６３との密着度が高まっており、シール性が一層向上している。

また、シールキャップ１３の所定の部位（大内径部７３の所定の部位）の外周には、リング状の溝７９が複数設けられている。上記所定の部位は、上下方向で、シールドターミナル９の中径部６３の下端と、小内径部７５の上端との間に位置している。

各溝７９は上下方向で所定の間隔をあけて設けられており、溝７９の底部では、シールキャップ１３の外径が他の部位の外径よりも小さくなっている。

複数の溝７９が上下方向にならんでいることで、溝７９が設けられているシールキャップ１３の部位の外形はベローズ状（ジャバラ状）になっている。これにより、シールキャップ１３の曲がりによる隙間（シールド電線７の外側被覆体２７とシールキャップ１３の小内径部７５との間の隙間）が発生し難くなっている。

コネクタ３では、シールドターミナル９の大径部６１とハウジング５のシールドターミナル係合部１９との間がＯリング１１でシールされており、シールドターミナル９の中径部６３とシールキャップ１３の大内径部７３の上側の部位との間がシールされており、シールド電線７の外側被覆体２７とシールキャップ１３の小内径部７５との間がシールされているので、シールド電線７のシールド編組線２５とシールドターミナル９の小径部６５とが接続されている接合部３１が、閉空間３３内に存在しており、この閉空間３３内に外部から水等が入り込まないようになっている。

コネクタの防水構造１（コネクタ３）によれば、Ｏリング１１とシールキャップ１３とでシールがなされており、ポッティグが別途されていないので、従来のものよりも部品点数が少なく生産性が高くなっている。

すなわち、従来のコネクタの防水構造２０１では、ポッティングしたシリコン樹脂が固まるまである程度の時間を要し、防水構造を備えたコネクタの生産性が悪くなるが、本願の実施形態に係るコネクタの防水構造１では、ポッティグがさなれないので、ポッティグに使用される樹脂が固まるまで傾いていな場所に保管する必要が無く、また、樹脂の内部に気泡が入り込んで防水性が低下するおそれが無くなる。

また、コネクタの防水構造１によれば、シールド電線７が電線カバー４１を介してシールドシェル３７の筒状部３９に支持されているので、シールド電線７に曲げモーメントが加わった場合であっても、シールド電線７が曲がり難く、防水性の低下が抑制される。

１ コネクタの防水構造
５ ハウジング
７ シールド電線
９ シールドターミナル
１１ シール材
２５ シールド編組線
２７ 外側被覆体
３１ シールドターミナルとシールド編組線との接合部
３７ シールドシェル
３９ シールドシェルの筒状部

Claims (2)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングから延出しているシールド電線と、
   筒状に形成され、前記シールド電線が内側を通るようにして一端部が前記ハウジングに係合し、他端部が前記シールド電線のシールド編組線に接合されているシールドターミナルと、
   リング状に形成され、前記ハウジングと前記シールドターミナルとの係合部の隙間をシールするシール材と、
   筒状に形成され、前記シールドターミナルの他端側の部位が内側に入り込むようにして一端部が前記シールドターミナルに係合し、前記シールド電線が内側を通過するようにして他端部が前記シールド電線の外側被覆体に係合し、前記各係合によって、前記シールドターミナルと前記シールド編組線との接合部をシールするシールキャップと、
   を有することを特徴とするコネクタの防水構造。
2. 請求項１に記載のコネクタの防水構造において、
   筒状部を備え、前記シールド電線が前記筒状部の内側を通り前記シールドターミナルと前記シールキャップとが前記筒状部の内側に入り込むようにして、前記ハウジングに設置されているシールドシェルを有し、
   前記シールド電線は、前記シールドシェルから延出し始める部位が電線カバーを介して前記シールドシェルの筒状部で支持されていることを特徴とするコネクタの防水構造。

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