JP2001313113A - 防水コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール体の取付けが簡単で、しかも実用性に
富むとともに高い防水性能が得られ、かつ、部品点数及
び工数の増加を招かない。 【解決手段】 電線外周面からキャビティ４内への水分
の侵入を、電線１に嵌め込んだシール体７によって防止
する防水コネクタにおいて、シール体７を吸水性エラス
トマーにて形成し、組立後に水分を吸収したときに膨張
して電線外周面に密着しシール機能を果たす構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子回路や電子・電
気機器間の電気的接続部分に使用される防水コネクタに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の電気配線のように外部から水分
が侵入するおそれのある配線部分に使用される防水コネ
クタは、図８〜図１０に示すように電線１の端部に圧着
または圧接によって取付けられた端子２をコネクタハウ
ジング３内のキャビティ４に挿入し、かつ、電線１の外
周に嵌着されたゴム製のシール体５を、同ハウジング３
のキャビティ入口部分に設けられたシール穴６に水密状
態で嵌め込んで構成され、シール体５によってハウジン
グ３（キャビティ４）内への水分の侵入を防止するよう
にしている。

【０００３】なお、図ではコネクタハウジング３に、複
数の端子が別々に挿入される複数のキャビティ４及びシ
ール穴６がそれぞれ独立して設けられ、シール体５が各
シール穴６ごとに別個独立して形成されて各電線１に装
着される所謂セパレートタイプの防水コネクタを例示し
ている。

【０００４】ここで、シール体５の内周面（電線通し穴
５ａの周面）が電線１の外周面に、シール体５の外周面
がシール穴６の周面にそれぞれ弾性的に密着してシール
作用を確実に果たすように、 シール体５の内径（電線通し穴５ａの径）寸法ｄ０
は電線１の外径寸法Ｗ０よりも少し小さく、 シール体５の外径寸法Ｄ０はシール穴６の径寸法Ｄ
ｈよりも少し大きくそれぞれ設定される。

【０００５】また、端子２の最大外径寸法ｔ０は、普
通、電線外径寸法Ｗ０よりも大きい。

【０００６】一方、シール体５の組み付け手順として、
（イ）シール体５を電線端部に端子２の取付けよりも前
に嵌め込んでおく前付け方式、（ロ）電線端部に端子２
を取付けた後、端子２を経由してシール体５を電線端部
に嵌め込む後付け方式の二通りが公知である。

【０００７】そして、多くの場合、複数の電線１に端子
２を同時に装着する能率の良い組み付け法を採用できる
等の理由から、上記（ロ）の後付け方式が採用されてい
る。

【０００８】ところが、この後付け方式によると、図８
に示すように端子２及び電線１よりも内径寸法の小さい
シール体５を治具等により拡径しながら端子２経由で電
線１に嵌め込まなければならない。

【０００９】このため、（ａ）シール体（とくに細い電
線に用いる小さなシール体）５の取付作業が面倒で組立
能率が悪くなり、（ｂ）金属製端子２の成形時のバリや
角部分でシール体５の内周面が傷つけられ、この傷が元
で防水性が低下する等の問題があった。

【００１０】従来、この点の対策として、 （ｉ）特開平５−２９０５２号公報に示されているよう
に、シール体をシリコンにて形成し、これをガソリンに
浸して膨潤させた（内径を広げた）状態で電線に装着し
た後、乾燥（縮径）させる技術 （ｉｉ）特開平３−４３９７２号公報に示されているよ
うに、シール体の電線通し穴の外周にこれを取り囲むよ
うに中空部を設けて電線通し穴を拡径可能に構成する技
術 （ｉｉｉ）特開平５−６７８４号公報に示されているよ
うに、内径が端子外径よりも大きい筒状のシール体を、
コネクタハウジングのシール穴内で鼓状に変形させて電
線に密着させる技術が提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これら（ｉ）（ｉｉ）
（ｉｉｉ）の各公知技術によると、後付け方式における
電線へのシール体の取付作業そのものは容易となるが、
それぞれ次のような欠点があった。

【００１２】（ｉ）の技術によると、シール体をガソリ
ンに漬けて膨潤させる工程、及び乾燥させる工程が必要
となること、危険物であるガソリンを扱うことから、経
済性、安全性に問題があり、実用に適さない。

【００１３】（ｉｉ）の技術によると、シール体の内径
が広がり易くなることの弊害として電線に対する締付力
（密着力）が弱くなるため、本来の防水性能が低下す
る。

【００１４】（ｉｉｉ）の技術によると、シール体を変
形させるための筒状部品、及びこの筒状部品をハウジン
グ本体に嵌め込む操作が付加されるため、部品点数、工
数が増えるとともに、コネクタ全体の大形化、重量化を
招く。

【００１５】そこで本発明は、シール体の取付けが簡単
で、しかも実用性に富むとともに高い防水性能が得ら
れ、かつ、部品点数及び工数の増加を招かない防水コネ
クタを提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電線
の端部に端子が取付けられるとともに、中心部に電線通
し穴を備えたリング状のシール体が、上記電線の端子近
傍部に嵌着され、上記端子がコネクタハウジングのキャ
ビティに挿入された状態で上記シール体がコネクタハウ
ジングのキャビティ入口部分に止め付けられる防水コネ
クタにおいて、上記シール体が、水分を吸収して膨張す
る吸水性エラストマーを素材として、かつ、吸水により
膨張して内周面が上記電線の外周面に弾性的に密着する
ように構成されたものである。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、シール体が、コネクタハウジングにおけるキャビテ
ィの入口部分に設けられたシール穴に嵌め込まれて止め
付けられ、このシール体の外周面がシール穴の内周面に
弾性的に密着してシール体外周側のシール作用が行われ
るように構成されたものである。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１または２の構
成において、コネクタハウジングに、複数の端子が別々
に挿入される複数のキャビティが設けられ、シール体
が、上記各電線ごとに別個独立して形成されて各電線に
嵌着されたものである。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１または２の構
成において、コネクタハウジングに、複数の端子が別々
に挿入される複数のキャビティが設けられ、複数の電線
通し穴を備えた一つのシール体が、複数の電線に跨って
嵌着されたものである。

【００２０】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかの構成において、シール体に、シール体外周から電
線通し穴まで延びる切り込みが、非吸水時には開いて電
線をシール体外周側から電線通し穴に導き、吸水による
膨張時に閉塞される状態で設けられたものである。

【００２１】請求項６の発明は、請求項１乃至５のいず
れかの構成において、シール体の外面に凹部が設けられ
たものである。

【００２２】上記構成によると、シール体が吸水性エラ
ストマーにて形成され、水分を吸収したときに膨張して
電線外周面に密着するため、確実な防水作用を得ること
ができる。

【００２３】一方、組立時（シール体取付時）には、シ
ール体の内径寸法を電線の外径寸法よりも大きく設定し
ておくことができるため、シール体を電線に無理なく簡
単に装着することができる。

【００２４】なお、シール体内径寸法を端子の最大外径
寸法よりも大きく設定しておく可能性もある。こうすれ
ば、シール体を端子経由で電線に嵌め込む場合にシール
体を端子に対しても抵抗なく嵌め通すことができる。

【００２５】しかも、組立後の使用段階で実際に水分に
触れたときに吸水しかつ膨張・密着してシール機能を果
たすため、部品及び組立工数が増加しない。

【００２６】また、シール体をコネクタハウジングのシ
ール穴に嵌め込む請求項２の構成において、シール体の
外径寸法をシール穴の径寸法よりも小さくし、膨張時に
シール穴周面に密着するように設定しておけば、シール
体のシール穴への嵌め込み操作も容易になるため、この
タイプの防水コネクタにおいて組立能率が一層向上す
る。

【００２７】このような作用効果は、シール体によるシ
ール作用が電線ごとに行われる所謂セパレートタイプの
もの（請求項３）、及びシール作用が各電線一括して行
われる所謂一括シールタイプのもの（請求項４）のいず
れにおいても得ることができる。

【００２８】また、請求項５の構成によると、切り込み
により、電線をシール体の電線通し穴に対し直接外周側
から挿入してより一層容易に装着でき、しかも吸水・膨
張により切り込みが閉塞して所期の防水機能を確保する
ことができる。

【００２９】請求項６の構成によると、シール体の外面
に設けられた凹部によってシール体の表面積が増加し、
それだけ吸水能力が増加するため、シール体の吸水・膨
張反応が高められ、シールの応答性が良くなるとともに
シールの確実性がより高くなる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１〜図７に
よって説明する。

【００３１】以下の実施形態において、図８〜図１０に
示す従来の防水コネクタと同一部分には同一符号を付し
て示し、その重複説明を省略する。

【００３２】第１実施形態（図１〜図３参照） 第１実施形態及び後に説明する第２実施形態では、従来
技術の説明において例示したセパレートタイプの防水コ
ネクタを適用対象としている。

【００３３】この防水コネクタにおいて使用されるシー
ル体７は、吸水性エラストマーを素材として、中心部に
電線通し穴７ａを備えたリング状に形成されている。

【００３４】このシール体７の素材である吸水性エラス
トマーは、たとえばポリアクリル酸系のポリマーに、水
素が添加されたＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレ
ン）をバインダーとして用いて成り、公知のように水分
を吸収し、かつ、吸水により弾性を維持しながら膨張す
る性質を有している。

【００３５】シール体７は、この吸水性エラストマーの
特質を生かして、 吸水前には、図１，２に示すように内径（電線通し
穴７ａの径）寸法ｄが電線１の外径寸法Ｗ０よりも大き
く（従来のシール体５との関係においてはｄ＞ｄ０）、 吸水により膨張した状態で、ｄ＜Ｗ０となって図３
に示すように内周面が電線外周面に弾性的に密着するよ
うに寸法、及び素材によって決まる膨張度等が設定され
ている。

【００３６】また、シール体外径寸法Ｄは、吸水前は従
来のシール体外径寸法Ｄ０よりも小さく、吸水・膨張状
態でシール穴内径寸法Ｄｈよりも大きくなるように設定
されている。

【００３７】こうすれば、後付け法による組立段階で、
上記ｄ＞Ｗ０（ｄ＞ｄ０）の関係により、図１に示すよ
うにこのシール体７を電線１に対し従来よりも小さな操
作力によって無理なく簡単に嵌着することができる。

【００３８】また、上記Ｄ＜Ｄ０の関係により、シール
体７のシール穴６内への嵌め込み作業も従来の場合より
も簡単、迅速に行うことができる。

【００３９】しかも、組立後の使用段階で、実際に水分
がコネクタハウジング３内に侵入しようとしたときに、
シール体７がこの水分を吸収することで侵入を防ぎ、か
つ、この吸水により膨張して上記ｄ＜Ｗ０及びＤ＞Ｄｈ
の関係に変化するため、図３に示すようにシール体７の
内周面が電線外周面に、外周面がシール穴内周面にそれ
ぞれ弾性的に密着して水分の侵入路を遮断する。

【００４０】この吸水作用とこれに基づく水分進入路遮
断作用によって高いシール性が発揮される。

【００４１】また、シール体７は、飽和域に達するまで
は吸水すればするほど膨張して上記密着度が高まるた
め、水分が多い使用状況下でも確実な防水効果を上げる
ことができる。

【００４２】なお、シール体７の吸水量と膨張度の関係
は、素材（吸水性エラストマー）の種類等によって種々
設定でき、必要とする防水機能に応じて上記ｄ＜Ｗ０及
びＤ＞Ｄｈの関係が得られるように素材等を選択すれば
よい。

【００４３】また、シール体７の吸水・膨張前の外径寸
法Ｄとシール穴径寸法Ｄｈの関係は、Ｄ＞Ｄｈに設定し
てもよいが、シール穴６へのシール体７の嵌め込み操作
をより簡単にするために、吸水・膨張状態でＤ＞Ｄｈの
関係が得られることを条件として、吸水前はＤ≦Ｄｈと
なるように寸法設定するのが望ましい。

【００４４】さらに、シール体７の吸水・膨張前の内径
寸法ｄと端子最大外径寸法ｔ０の関係は、端子２経由で
のシール体７の嵌め込み操作をより簡単にしかつ嵌め込
み時に端子２によるシール体内周面の損傷を防止するた
めに、吸水・膨張状態で上記ｄ＜Ｗ０の関係が成立する
ことを条件としてｄ≧ｔ０とするのが望ましいが、小差
でｄ＜ｔ０としてもよい。

【００４５】第２実施形態（図４，５参照） 第１実施形態との相違点のみを説明すると、第２実施形
態においてはシール体７の厚み方向の両面（片面のみで
もよい）に凹部８が設けられている。

【００４６】この凹部８は、電線通し穴７ａに沿って全
周連続して設けてもよいし、周方向に間欠的に設けても
よい。

【００４７】こうすれば、凹部８によってシール体７の
表面積が増加し、その分、吸水能力が増加するため、シ
ール体の吸水・膨張反応が高められる。すなわち、素早
く水分を吸収して膨張し、防水作用が迅速、確実に行わ
れる。

【００４８】第３実施形態（図６，７参照） 第３実施形態においては、コネクタハウジング３のキャ
ビティ入口部分に各キャビティ４…共通の一つのシール
穴６Ａが設けられ、複数の電線通し穴９ａ…を備えたシ
ール体９が複数の電線１…に跨って嵌着された状態でシ
ール穴６Ａに嵌め込まれる所謂一括シールタイプの防水
コネクタを適用対象としている。

【００４９】なお、ここではシール穴６Ａ及びシール体
９は四角形に形成されているが円形でもよい。

【００５０】この第３実施形態においても、基本構成、
すなわち、吸水前は電線通し穴９ａの径寸法が電線径寸
法よりも大きく、吸水・膨張状態でシール体内周面が電
線１に、外周面がシール穴周面にそれぞれ密着する点は
第１及び第２両実施形態と同じである。

【００５１】同実施形態においては、シール体９に、各
電線通し穴９ａ…ごとに、スリット状の切り込み１０…
がシール体外周から電線通し穴９ａまでに亘って設けら
れ、（ｉ）各電線（一本のみ図示）１を、この切り込み
１０を開きながら経由して電線通し穴９ａに外周側から
挿入でき、（ｉｉ）シール体９の吸水・膨張作用によっ
て切り込み１０が閉塞するように構成されている。

【００５２】こうすれば、電線１を電線通し穴９ａに対
してより一層容易に装着でき、しかも吸水・膨張により
切り込み１０を閉じて所期の防水機能を確保することが
できる。

【００５３】また、端子２を電線通し穴９ａに通す必要
がないため、電線通し穴９ａの径寸法ｄを、端子外径寸
法に関係なく電線径寸法Ｗ０のみに応じた最小値に設定
することができる。従って、シール体９の膨張率が小さ
くてよいため、素材選択の幅が広がる。あるいは、少し
の吸水によってシール体内周面と電線外周面の密着状態
を確実に得ることができる。

【００５４】なお、シール体９には、厚み方向面（片面
または両面）の空き部分に、第２実施形態の凹部８と同
様の目的の複数の凹部１１が設けられている。

【００５５】ところで、上記第３実施形態の切り込み１
０を設ける構成は、図１〜図５に示す第１及び第２両実
施形態で挙げたセパレートタイプの防水コネクタにおけ
る各シール体７についても適用することができる。

【００５６】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、電線
外周面からキャビティ内への水分の侵入を、電線に嵌め
込んだシール体によって防止する防水コネクタ（請求項
３ではシール体によるシール作用が電線ごとに行う所謂
セパレートタイプのもの、請求項４ではシール作用を各
電線一括して行う一括シールタイプのもの）において、
シール体を吸水性エラストマーにて形成し、組立後に水
分を吸収したときに膨張して電線外周面に密着しシール
機能を果たす構成としたから、 組立時（シール体取付時）には、シール体の内径寸
法を電線の外径寸法よりも大きく設定しておいてシール
体を電線に無理なく簡単に装着でき、 組立後の使用段階では水分の侵入に対して確実なシ
ール効果を得ることができる。

【００５７】しかも、部品の追加、組立工程の増加がな
く、実用性に富んだものとなる。

【００５８】また、シール体をコネクタハウジングのシ
ール穴に嵌め込む請求項２の発明において、シール体の
外径寸法をシール穴の内径寸法よりも小さくし、膨張時
にシール穴周面に密着するように設定しておけば、シー
ル体のシール穴への嵌め込み操作も容易になるため、こ
のタイプの防水コネクタにおいて組立能率が一層向上す
る。

【００５９】また、請求項５の発明によると、切り込み
により、電線をシール体の電線通し穴に対し直接外周側
から挿入してより一層容易に装着でき、しかも吸水・膨
張により切り込みが閉塞して所期の防水機能を確保する
ことができる。

【００６０】請求項６の発明によると、シール体の外面
に設けられた凹部によってシール体の表面積が増加し、
吸水能力が増加するため、シール体の吸水・膨張反応が
高められ、シールの確実性がより高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる防水コネクタの
組立時においてシール体を電線に嵌め込む工程を示す断
面図である。

【図２】同コネクタの組立状態の一部断面図である。

【図３】同コネクタの組立後にシール体が水分を吸収し
て膨張した状態の一部断面図である。

【図４】本発明の第２実施形態にかかる防水コネクタに
おける電線とシール体の一部切欠斜視図である。

【図５】同コネクタの組立状態の一部断面図である。

【図６】本発明の第３実施形態にかかる防水コネクタの
分解斜視図である。

【図７】同コネクタの組立状態の断面図である。

【図８】従来の防水コネクタの組立時においてシール体
を電線に嵌め込む工程を示す断面図である。

【図９】同コネクタの分解斜視図である。

【図１０】同コネクタの組立状態の断面図である。

【符号の説明】

１ 電線 ２ 端子 ３ コネクタハウジング ４ キャビティ ６，６Ａ シール穴 ７，９ 吸水性エラストマーからなるシール体 ７ａ，９ａ シール体の電線通し穴 １０ 切り込み ８，１１ 凹部

フロントページの続き (72)発明者 鎌倉 光寿 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5E087 EE14 FF08 FF13 LL03 LL12 QQ04 RR12 RR25

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電線の端部に端子が取付けられるととも
   に、中心部に電線通し穴を備えたリング状のシール体
   が、上記電線の端子近傍部に嵌着され、上記端子がコネ
   クタハウジングのキャビティに挿入された状態で上記シ
   ール体がコネクタハウジングのキャビティ入口部分に止
   め付けられる防水コネクタにおいて、上記シール体が、
   水分を吸収して膨張する吸水性エラストマーを素材とし
   て、かつ、吸水により膨張して内周面が上記電線の外周
   面に弾性的に密着するように構成されたことを特徴とす
   る防水コネクタ。
2. 【請求項２】 シール体が、コネクタハウジングにおけ
   るキャビティの入口部分に設けられたシール穴に嵌め込
   まれて止め付けられ、このシール体の外周面がシール穴
   の内周面に弾性的に密着してシール体外周側のシール作
   用が行われるように構成されたことを特徴とする請求項
   １記載の防水コネクタ。
3. 【請求項３】 コネクタハウジングに、複数の端子が別
   々に挿入される複数のキャビティが設けられ、シール体
   が、上記各電線ごとに別個独立して形成されて各電線に
   嵌着されたことを特徴とする請求項１または２記載の防
   水コネクタ。
4. 【請求項４】 コネクタハウジングに、複数の端子が別
   々に挿入される複数のキャビティが設けられ、複数の電
   線通し穴を備えた一つのシール体が、複数の電線に跨っ
   て嵌着されたことを特徴とする請求項１または２記載の
   防水コネクタ。
5. 【請求項５】 シール体に、シール体外周から電線通し
   穴まで延びる切り込みが、非吸水時には開いて電線をシ
   ール体外周側から電線通し穴に導き、吸水による膨張時
   に閉塞される状態で設けられたことを特徴とする請求項
   １乃至４のいずれかに記載の防水コネクタ。
6. 【請求項６】 シール体の外面に凹部が設けられたこと
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の防水コ
   ネクタ。