JP2012129145A - ワイヤシールおよび防水コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ダミー栓を治具で打ち抜く工程が不要であり、かつ空き部屋にダミー栓を配置する作業の負担を軽減することができるワイヤシールを提供することを目的とする。
【解決手段】複数のコンタクト挿入孔５１を有するアウターハウジング５０に収容されるワイヤシール６０は、複数のコンタクト挿入孔５１に対応する位置に形成される複数のコンタクト挿入孔６１を有するワイヤシール本体６０Ａと、ワイヤシール本体６０Ａから延びる突起６０Ｂを有する。コンタクトがコンタクト挿入孔５１およびコンタクト挿入孔６１を貫通すると、コンタクトに接続される電線がコンタクト挿入孔６１の内周縁に密着されることでシールされる。突起６０Ｂは、複数のコンタクト挿入孔５１のいずれかに対応する位置に形成されるとともに、コンタクト挿入孔５１に挿通される。
【選択図】図１

Description

本発明は、防水コネクタに装着されるワイヤシール、およびこのワイヤシールを用いた防水コネクタに関する。

防水コネクタは、外部から水等の侵入を阻止するために、コネクタハウジング内にワイヤシール、あるいは一括ゴム栓と称される部材を設けているものが知られている。このワイヤシールは、コネクタのハウジングにおける複数のキャビティの夫々に対応する位置にコンタクト挿入孔を設けており、コンタクトがこのコンタクト挿入孔を通ってキャビティに挿入されると、コンタクト挿入孔の内周縁にコンタクトに接続される電線が密着することで防水性が確保される。ところが、防水コネクタが接続される回路基板には複数の仕様が存在することがある。コネクタに形成されるキャビティは、回路基板の仕様の中でコンタクトが最も多く必要な場合に対応してその数が決定される。そのために、接続される回路基板によっては、キャビティの全てにコンタクトが挿入されるとは限らない。この場合には、防水性を確保するために、コンタクトが挿入されないキャビティである空き部屋に対応するコンタクト挿入孔は、ダミー栓と呼ばれる栓を挿入して閉塞される。ところが、空き部屋の数が多くなるとダミー栓の挿入に手間が掛かり、作業効率が悪いという問題があった。

この問題に対して、特許文献１、特許文献２は、空き部屋に対応する位置にダミー栓が形成されたダミー栓一体型のカバーを提案している。このカバーには、ワイヤシールの全てのコンタクト挿入孔に個別に嵌合可能なダミー栓が突設されている。各ダミー栓は薄肉部を介して形成されているため、コンタクトが挿入されるキャビティに対応するダミー栓を治具で打ち抜くことで、コンタクトの挿通孔を形成するようにしている。

特許第３１７４２６１号公報 特開２００６−３２４１６１号公報

ところが、特許文献１、特許文献２では、ダミー栓一体型カバーを作製した後に、コンタクトが挿入されるキャビティに対応するダミー栓を治具で打ち抜く工程が必須となる。この工程が、空き部屋にダミー栓を一つずつ挿入する作業と同様に手間が掛かり、作業効率が悪い。具体的には、特許文献１では、その図２に示すように、複数の打ち抜きピン３３を、上型３１（治具２９）のねじ孔３４にそれぞれ取り付けた後に、打ち抜きピン３３を取り付けた上型３１を下型３０（治具２９）に向けて下降させて、刃部３５で不要なダミー栓２５を打ち抜いている。空き部屋が少ない場合には、打ち抜きピン３３を取り付ける数が多くなり、空き部屋にダミー栓を一つずつ挿入する作業よりも手間が掛かってしまう。
また、特許文献１、特許文献２のダミー栓一体型カバーは、複数の空き部屋に対応するダミー栓を同時に打ち抜くのに相当の負荷が必要であるから、治具に位置ずれを生じさせることなく打ち抜き作業を行うには熟練した作業者が必要である。
さらに、特許文献１、特許文献２のダミー栓一体型カバーは、打ち抜かれたダミー栓が廃却処分される無駄が生じる。
本発明は、ダミー栓を治具で打ち抜く工程が不要であり、かつ空き部屋にダミー栓を配置する作業の負担を軽減することができるワイヤシールを提供することを目的とする。また本発明の他の目的は、そのようなワイヤシールを用いた防水コネクタを提供することである。

従来のダミー栓一体型カバーは、コネクタハウジング側にダミー栓を設けることで、ワイヤシールにダミー栓を挿入する作業負担を軽減することを志向していた。これに対して本発明者等は発想を転換した。つまり、コネクタハウジングの全てのキャビティに対応してワイヤシールにコンタクト挿入孔を設けていたのに対し、空き部屋となるキャビティに対応する位置を閉塞することを着想した。図５は、この着想を具体化したワイヤシール７０およびこれを用いた防水コネクタ１００の斜視図である。ワイヤシール７０は、防水コネクタ１００を構成するアウターハウジング５０に収容される。図５（ａ）に示すように、ワイヤシール７０には複数のコンタクト挿入孔６１が形成されているとともに、コンタクトが挿入されずに空き部屋となるキャビティの全部又は一部に対応する位置が閉塞されている。なお、図５（ａ）では、閉塞領域に符号７１を付してある。
このようなワイヤシール７０を用いることで、空き部屋にダミー栓を配置する作業の負担を軽減することができる。しかしながら、図５（ｂ）に示した防水コネクタ１００では、ワイヤシール７０がアウターハウジング５０に収容されてしまうと、ワイヤシール７０の閉塞領域７１、つまりコンタクト挿入孔６１が形成されていない領域と、コンタクト挿入孔が形成されている領域とを判別しにくいことがある。例えば、暗い部屋で作業を行う場合、作業者が不慣れな場合、作業者が急いでいる場合などには、閉塞領域７１に対応する位置に設けられたコンタクト挿入孔５１に作業者が誤ってコンタクトを挿入し、閉塞領域７１を損傷させてしまうことがあった。

本発明者等は、コンタクトの誤挿入を防止するために、ワイヤシール本体に突起を形成することを着想するに至った。
この着想に基づく本発明のワイヤシールは、複数の第１コンタクト挿入孔を有するコネクタハウジングに収容され、第１コンタクト挿入孔に対応する位置に形成される複数の第２コンタクト挿入孔を有するワイヤシール本体と、ワイヤシール本体から延びる少なくとも１つの突起を有する。コンタクトが第１コンタクト挿入孔および第２コンタクト挿入孔を貫通すると、コンタクトに接続される電線が第２コンタクト挿入孔の内周縁に密着されることでシールされることになる。突起は、複数の第１コンタクト挿入孔のいずれかに対応する位置に形成されるとともに、突起が第１コンタクト挿入孔に挿通される。

本発明のワイヤシールにおいて、突起は、コンタクトが挿入されずに空き部屋となる第１コンタクト挿入孔の全部又は一部に対応する位置に形成することができる。

また、本発明は、上述した特徴を有するワイヤシールと、複数の第１コンタクト挿入孔を有するコネクタハウジングとを備えた防水コネクタをも提供する。
コネクタハウジングは、コンタクトが挿入されるコンタクト挿入面を有し、ワイヤシール本体に形成された突起はコンタクト挿入面から視認可能な高さを有することが好ましい。
この場合に、突起が、コンタクト挿入面から外部に露出していることがより好ましい。

所定の位置に突起が形成された本発明のワイヤシールによれば、コンタクトを挿入すべき箇所と挿入すべきでない箇所とを作業者が第１コンタクト挿入孔内に挿通された突起を視認することで容易に判別できる。したがって、本発明によれば誤挿入を防止することで、コンタクト挿入孔にコンタクトを挿入する際の作業効率が従来よりも大幅に向上する。
また、空き部屋にダミー栓を配置する作業の負担を軽減することができる。空き部屋となるコンタクト挿入孔の全部に対応する位置に突起が形成されている場合には、当該作業が不要となる。

本実施の形態における防水コネクタの分解斜視図である。 本実施の形態における防水コネクタを示し、（ａ）はコンタクト挿入面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）における２ｂ−２ｂ矢視断面図である。 （ａ）は本実施の形態におけるワイヤシールを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したワイヤシールを用いて組立てられた本実施の形態における防水コネクタを示す斜視図である。 本実施の形態におけるワイヤシールに電線が挿入された状態を示す模式的に示す断面図である。 （ａ）はコンタクトが挿入されずに空き部屋となるキャビティに対応する位置が閉塞されている比較例のワイヤシールを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したワイヤシールを用いて組立てられた比較例の防水コネクタを示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施の形態に基づいて説明する。
図１〜図４に示す防水コネクタ１は、インナーハウジング１０と、カバー２０と、リテーナ３０と、シール部材４０と、アウターハウジング５０と、ワイヤシール６０とを備えている。

＜インナーハウジング１０＞
インナーハウジング１０は、幅方向（図１のＸ方向）、上下方向（図１のＹ方向）及び前後方向（図１のＺ方向）に延びる略直方体形状に形成されている。
インナーハウジング１０には、図示しない電力用コンタクトまたは信号用コンタクト（以下、両者を総称して「コンタクト」という）を収容するための、複数のコンタクト収容キャビティ１１が設けられている。各コンタクト収容キャビティ１１には、コンタクトが図１における矢印Ａで示す向きに挿入される。
前後方向に貫通する各コンタクト収容キャビティ１１には、コンタクトを一次的に係止するためのハウジングランス１６（図２（ｂ））が設けられている。
インナーハウジング１０には、周囲壁１２が設けられており、この周囲壁１２の内部がワイヤシール６０を収容するシール収容凹部１３を構成する。周囲壁１２は、アウターハウジング５０と対向するインナーハウジング１０の前端周縁に前方に向けて延びる。
また、インナーハウジング１０には、リテーナ３０が装着されるリテーナ収容凹部１５が設けられている。リテーナ収容凹部１５は、シール収容凹部１３よりも後方に設けられる。
なお、防水コネクタ１において、コンタクトが挿入される側を前とする。

＜シール部材４０＞
絶縁性のゴムを射出成形することによって構成されるシール部材４０は、図１に示すように、リング状に形成されてインナーハウジング１０の外側に密着するようになっている。このシール部材４０は、相手側コネクタ（図示略）と防水コネクタ１が嵌合したときに、相手側コネクタの相手側ハウジング（図示略）とインナーハウジング１０との間をシールし、嵌合部からインナーハウジング１０の内部に水が浸入するのを阻止する機能を有する。

＜カバー２０＞
絶縁性の樹脂を射出成形することによって構成されるカバー２０は、インナーハウジング１０の背面側に装着されるよう構成されている。カバー２０は、図１に示すように、幅方向に延びてインナーハウジング１０の背面を覆うとともに、相手側コンタクトが挿入される複数の相手側コンタクト挿入孔２１が前後方向に貫通して形成されている。

＜リテーナ３０＞
絶縁性の樹脂を射出成形することによって構成されるリテーナ３０は、インナーハウジング１０に形成されたリテーナ収容凹部１５内に装着されるよう構成され、図１に示すように、幅方向に延びる略板状に形成されている。リテーナ３０は、インナーハウジング１０に設けられたコンタクト収容キャビティ１１に対応するように形成された複数のコンタクト挿通孔３１を有している。そして、リテーナ３０は、コンタクトがコンタクト挿通孔３１を貫通してコンタクト収容キャビティ１１内に挿入可能となる仮係止位置でインナーハウジング１０に仮保持され、更に押し込まれる本係止位置においてインナーハウジング１０に固定される。リテーナ３０が本係止位置でインナーハウジング１０に固定されると、コンタクトがリテーナ３０により二次的に係止される。

＜アウターハウジング５０（コネクタハウジング）＞
アウターハウジング５０は、ワイヤシール６０を収容するシール収容凹部１３を覆うように装着されてワイヤシール６０の抜け止めを行う。つまり、ワイヤシール６０はアウターハウジング５０に収容される。
アウターハウジング５０には、コンタクト収容キャビティ１１に対応する位置に複数のコンタクト挿入孔（第１コンタクト挿入孔）５１が設けられている。コンタクト挿入孔５１は前後方向に貫通しており、コンタクトに接続される電線Ｗ（図４）はコンタクト挿入孔５１を通って後方に導出される。
なお、アウターハウジング５０におけるコンタクトが挿入される側の面を、コンタクト挿入面という。図２（ａ）に示すように、コンタクト挿入面の所定の位置には数字等の識別記号が付与されている。識別記号によって、作業者は、各コンタクト挿入孔５１を容易に識別することができる。特に限られることはないが、少極数のコネクタやスペースがないときなどは、数字等の識別記号を入れなくてもよい。

＜ワイヤシール６０＞
ワイヤシール６０は、一括型の防水部材であり、そのワイヤシール本体６０Ａは略板状に形成されてインナーハウジング１０のシール収容凹部１３内に収容されるようになっている。ワイヤシール６０は、通常、エラストマ（Elastic Polymer）により作製されるが、防水機能を発揮できる材料であれば制限はない。
ワイヤシール本体６０Ａの外周形状、寸法は、周囲壁１２の内周面と密着するように作製される。図１および図３（ａ）に示すように、ワイヤシール本体６０Ａの外周面には、インナーハウジング１０の周囲壁１２の内周面との密着性を向上するための複数の突条６２が設けられている。

ワイヤシール本体６０Ａには、コンタクト収容キャビティ１１に対応する位置に複数のコンタクト挿入孔（第２コンタクト挿入孔）６１が形成されている。コンタクト挿入孔６１は厚さ方向に貫通しており、コンタクト収容キャビティ１１に収容されたコンタクトに接続される電線Ｗは、コンタクト挿入孔６１を通って後方に導出される。
図４に示すように、各コンタクト挿入孔６１の内周には複数の突条６３が設けられ、これら突条６３が電線Ｗの外周面に密着している。このため、各コンタクト挿入孔６１からインナーハウジング１０の内部への浸水を阻止することができる。電力用コンタクトに接続される電線Ｗの直径は、信号用コンタクトに接続される電線Ｗの直径よりも太く、その直径は約１．０ｍｍ程度である。これに対して信号用コンタクトに接続される電線Ｗの直径は、約０．５ｍｍ程度である。電線の直径とは、被覆の外径を意味する。コンタクト挿入孔６１の開口径、突条６３の突出量は、これら電線の直径を考慮して適宜定められる。ただし、この電線Ｗの径はあくまで一例である。一例として、本実施形態に係るコネクタは、１種類の大きさの端子で使用電線を変えることで電力用/信号用を使い分ける。例えば、電力用は最大２．４ｍｍ、信号用は最小１．６ｍｍある被覆径電線を使用するなどしてもよい。

以上のように構成された防水コネクタ１において、コンタクト収容キャビティ１１のうちコンタクトが収容されない空きキャビティ（空き部屋）を残す場合がある。従来は、空き部屋に対応するワイヤシール６０のコンタクト挿入孔６１に、ダミー栓を漏れなく挿入して防水していた。もしくは、特許文献１、２のように、ダミー栓一体型カバーを使用していた。
これに対して本実施の形態によるワイヤシール６０は、空き部屋に対応する位置に、コンタクト挿入孔６１ではなく、突起６０Ｂが形成されている。
図１に示すように、突起６０Ｂは、ワイヤシール本体６０Ａの前面、つまり、アウターハウジング５０と対向する面に形成される。なお、ワイヤシール本体６０Ａにおいて、突起６０Ｂが形成される面を突起形成面という。図４に示すように、突起６０Ｂは太さが一定であり、突起形成面からほぼ垂直に延びる。特に限られることはないが、太さに余裕がある場合などは、入れやすいようにテーパを付けてもよい。
突起６０Ｂはワイヤシール６０を射出成形で作製する際にワイヤシール本体６０Ａと一体成形することができる。この射出成形に用いられる金型の仕様変更は、ハウジング側にダミー栓を形成するのに比べて軽微である。したがって、金型にかかるコストはダミー栓一体型カバーに比べて低い。また、ワイヤシール６０は、本例のように射出成形（ＬＩＭ）で作製する以外にも、圧縮成形やトランスファー成形により作製してもよく、その成形方法は特に限定されることはない。
特許文献１、特許文献２では、ダミー栓一体型カバーを作製した後に、コンタクトが挿入されるキャビティに対応するダミー栓を治具で打ち抜く工程が必須となることは上述の通りである。これに対し、本実施の形態では、ダミー栓が必要となる箇所に突起６０Ｂが形成され、かつダミー栓が不要である箇所にはコンタクト挿入孔６１が形成されたワイヤシール６０を用いる。このため、本実施の形態ではダミー栓を治具で打ち抜く工程は不要であり、打ち抜かれたダミー栓が廃却処分される無駄も生じない。

図２（ｂ）および図３（ｂ）に示されるように、防水コネクタ１を組み立てた状態において、突起６０Ｂは、アウターハウジング５０のコンタクト挿入孔５１内に挿通される。本実施の形態では、半球状の頭部を有する円柱状の突起６０Ｂを示しているが、アウターハウジング５０のコンタクト挿入孔５１内に配置可能であれば、その形状は問わない。

突起６０Ｂの高さＨは、アウターハウジング５０のコンタクト挿入孔５１の深さＤ（図２（ｂ）参照）に応じて適宜設定される。突起６０Ｂの高さＨとコンタクト挿入孔５１の深さＤが一致する形態（Ｈ＝Ｄ）のみならず、突起６０Ｂの高さＨがコンタクト挿入孔５１の深さＤを上回る形態（Ｈ＞Ｄ）、または突起６０Ｂの高さＨがコンタクト挿入孔５１の深さＤを下回る形態（Ｈ＜Ｄ）を採用することができる。図２（ｂ）は、突起６０Ｂがコンタクト挿入孔５１を貫通し、その半球状の頭部がコンタクト挿入孔５１から飛び出している状態、つまり、コンタクト挿入面から外部に露出しているＨ＞Ｄのケースを示している。
Ｈ＞Ｄの場合には、図２（ａ）に示すように、アウターハウジング５０のコンタクト挿入面側から突起６０Ｂを容易に視認可能である。このため、コンタクトが収容されない空きキャビティ（空き部屋）の位置が一目瞭然であり、コンタクトを挿入すべき箇所と、コンタクトを挿入すべきでない箇所とを作業者が容易に判別できるため、コンタクト挿入孔５１にコンタクトを挿入する際の作業効率が従来よりも大幅に向上し、かつ誤挿入が防止される。

突起６０Ｂの高さＨをコンタクト挿入孔５１の深さＤを下回るように設定する場合（Ｈ＜Ｄ）には、アウターハウジング５０のコンタクト挿入面側から突起６０Ｂを容易に視認可能とするために、Ｄ／２≦Ｈ、さらには２Ｄ／３≦Ｈとすることが好ましい。Ｈ＜Ｄの場合には、ワイヤシール６０に必要な材料の量を低減しつつ、コンタクト挿入時の作業効率向上および誤挿入防止という効果が期待できる。

コネクタハウジングにおける複数のキャビティの夫々に対応する位置にコンタクト挿入孔を設けた従来のワイヤシールは、アウターハウジングに収容されるとその色を防水コネクタの外部から確認することは困難である。
これに対し、突起６０Ｂが形成されたワイヤシール６０は、アウターハウジング５０に収容された状態で突起６０Ｂの色を防水コネクタ１の外部から確認することができる。このため、ワイヤシール６０は、アウターハウジング５０と異なる色で製造されることが好ましい。例えば、ワイヤシール６０が明度の高い色（明色）、アウターハウジング５０が明度の低い色（暗色）とすれば、Ｈ＜Ｄの場合であっても、作業者が容易に突起６０Ｂを視認することができる。明色としては例えば白色系色等があり、暗色としては黒色系色等がある。突起６０Ｂの視認性が向上する色の組合せであれば、明色と暗色に限るものではない。

なお、上記実施の形態では６つの突起６０Ｂを設けた例を示したが、突起６０Ｂの数および配置はあくまで例示であり、これに限定されることはない。また、突起６０Ｂとワイヤシール本体６０Ａとを一体成形する例を示したが、これに限定されることはない。例えば、二色成形（二重成形）などを用いて、突起部の硬度だけを上げることも可能である。インナーハウジング１０、アウターハウジング５０の形態もあくまで例示であり、ワイヤシールが装着されるいかなる形態の防水コネクタにも本発明のワイヤシールを適用できることは言うまでもない。
また、本発明のワイヤシール６０と、図５（ａ）に示した閉塞領域７１を適宜併用してもよい。防水コネクタ１の仕様が定まれば、空き部屋となるコンタクト収容キャビティ１１が明らかとなる。例えば、ほとんどの仕様において空き部屋となり、かつその位置が比較的判別しやすい図５（ａ）に示した閉塞領域７１ａには突起６０Ｂを形成せず、その位置が比較的判別しにくい閉塞領域７１ｂ、７１ｃに対応する位置には突起６０Ｂを形成するようにしてもよい。
また、本発明のワイヤシール６０と、従来のダミー栓を適宜併用してもよい。例えば、図３（ｂ）に示したワイヤシール６０と同じ位置に突起６０Ｂを有し、かつその他の箇所にもう１つだけ突起６０Ｂを形成したいような場合には、当該箇所に従来のダミー栓を挿入してもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
防水コネクタの他に、コンタクトが収容されない空きキャビティがある非防水コネクタにおいても、本発明の技術的思想を適用することができる。例えば、インナーハウジングの内部に収容される樹脂部材に、アウターハウジングのコンタクト挿入面から視認可能なように突起を設けることで、空きキャビティにコンタクトが挿入されることを物理的に阻止することができる。

１…防水コネクタ
１０…インナーハウジング
１１…コンタクト収容キャビティ、１３…シール収容凹部
５０…アウターハウジング（コネクタハウジング）
５１…コンタクト挿入孔（第１コンタクト挿入孔）
６０…ワイヤシール
６０Ａ…ワイヤシール本体
６０Ｂ…突起
６１…コンタクト挿入孔（第２コンタクト挿入孔）

Claims (6)

1. 複数の第１コンタクト挿入孔を有するコネクタハウジングに収容されるワイヤシールであって、
   前記ワイヤシールは、前記第１コンタクト挿入孔に対応する位置に形成される複数の第２コンタクト挿入孔を有するワイヤシール本体と、前記ワイヤシール本体から延びる少なくとも１つの突起を有し、
   コンタクトが前記第１コンタクト挿入孔および前記第２コンタクト挿入孔を貫通すると、前記コンタクトに接続される電線が前記第２コンタクト挿入孔の内周縁に密着されることでシールされ、
   前記突起は、複数の前記第１コンタクト挿入孔のいずれかに対応する位置に形成されるとともに、前記突起が前記第１コンタクト挿入孔に挿通されることを特徴とするワイヤシール。
2. 前記突起は、前記コンタクトが挿入されずに空き部屋となる前記第１コンタクト挿入孔の全部又は一部に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤシール。
3. 複数の第１コンタクト挿入孔を有するコネクタハウジングと、
   前記コネクタハウジングに収容されるワイヤシールと、を備え、
   前記ワイヤシールは、前記第１コンタクト挿入孔に対応する位置に形成される複数の第２コンタクト挿入孔を有するワイヤシール本体と、前記ワイヤシール本体から延びる少なくとも１つの突起を有し、
   コンタクトが前記第１コンタクト挿入孔および前記第２コンタクト挿入孔を貫通すると、前記コンタクトに接続される電線が前記第２コンタクト挿入孔の内周縁に密着されることでシールされ、
   前記突起は、複数の前記第１コンタクト挿入孔のいずれかに対応する位置に形成されるとともに、前記突起が前記第１コンタクト挿入孔に挿通されることを特徴とする防水コネクタ。
4. 前記突起は、前記コンタクトが挿入されずに空き部屋となる前記第１コンタクト挿入孔の全部又は一部に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の防水コネクタ。
5. 前記コネクタハウジングは、
   前記コンタクトが挿入されるコンタクト挿入面を有し、
   前記突起は前記コンタクト挿入面から視認可能な高さを有することを特徴とする請求項３または４に記載の防水コネクタ。
6. 前記突起が、前記コンタクト挿入面から外部に露出していることを特徴とする請求項５に記載の防水コネクタ。

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