JP2015038835A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】コスト低減を図る。
【解決手段】コネクタは、第１導電路１８の端末部が収容された第１ハウジング１０と、第２導電路３２の端末部が収容されており、第１ハウジング１０と嵌合することで接続空間５０を構成し、この接続空間５０内で第２導電路３２の端末部を第１導電路１８の端末部に接続させる第２ハウジング２０と、接続空間５０を気密状に保持するシール部材（シールリング３１、個別ゴム栓４２）と、接続空間５０の内外を区画するように設けられ、接続空間５０の容積を増減させるように変形可能な光硬化性樹脂製の可変膜１４とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、コネクタに関するものである。

特許文献１には、シート状導電路の端部が収容された一方のハウジングと、端子金具が収容された他方のハウジングとを嵌合し、両ハウジングによって構成された密閉空間内においてシート状導電路と端子金具とを接続させる防水タイプのコネクタが開示されている。他方のハウジングには、密閉空間に臨む窓孔が形成され、この窓孔には、水等の液体の通過は遮断するが、気体の通過は許容する通気膜が張られている。このコネクタは、密閉空間と外気との間で温度差が生じたときに、密閉空間と外気との間で通気膜を通した空気の流動が行われるので、密閉空間内が外気とほぼ同一の圧力に保たれる。これにより、密閉空間内と外気との間で圧力差が生じることに起因して、ハウジングが不正な変形を生じることが防止されている。

特開２００４−３４２４０８号公報

上記のコネクタでは、通気膜として、液体の通過を遮断することによって防水性能を発揮しながら空気の流通は許容する特殊な材料（例えば、フッ素樹脂製微小多孔質体）が用いられている。このような特殊な性質を備えた機能材料は、比較的高価であるため、コネクタのコストも高くなる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コスト低減を図ることを目的とする。

本発明のコネクタは、
第１導電路の端末部が収容された第１ハウジングと、
第２導電路の端末部が収容されており、前記第１ハウジングと嵌合することで接続空間を構成し、この接続空間内で前記第２導電路の端末部を前記第１導電路の端末部に接続させる第２ハウジングと、
前記接続空間を気密状に保持するシール部材と、
前記接続空間の内外を区画するように設けられ、前記接続空間の容積を増減させるように変形可能な光硬化性樹脂製の可変膜とを備えているところに特徴を有する。

接続空間内が第１導電路と第２導電路との接触抵抗等に起因して温度上昇すると、接続空間内の空気が熱膨張するのに伴い、可変膜が変形して接続空間の容積を増大させる。これにより、接続空間内の圧力上昇が抑えられ、接続空間の圧力上昇に起因するハウジングの変形等が防止される。可変膜に要求される機能は気密性と可変性だけであるから、液体の通過は遮断するが空気の流通を許容するという特殊な機能を具備する通気膜に比べると、本発明の光硬化性樹脂からなる可変膜は安価である。

実施例１のコネクタの断面図 可変膜が変形していない状態をあらわす部分拡大断面図 可変膜が接続空間の容積を増大させるように変形した状態をあらわす部分拡大断面図

（１）本発明のコネクタは、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングが嵌合した状態では、前記第１ハウジングのフード部が前記第２ハウジングの筒状嵌合部によって非気密状に包囲されるようになっており、前記可変膜が前記フード部に設けられ、前記フード部の壁厚方向における前記可変膜の変形領域が、前記フード部の壁厚の範囲内とされていてもよい。この構成によれば、可変膜が変形したときに筒状嵌合部と干渉する虞がないので、可変膜の変形動作が筒状嵌合部によって制約されずに済む。

（２）本発明のコネクタは、前記可変膜が、紫外線硬化性樹脂からなっていてもよい。この構成によれば、可視光線に比べて光エネルギーの密度が高い紫外線により、光硬化性樹脂を短時間で効果的に硬化させることができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図３を参照して説明する。本実施例１のコネクタは、第１ハウジング１０と、複数の第１導電路１８と、第２ハウジング２０と、複数の第２導電路３２とを備えて構成されている。

＜第１ハウジング１０及び第１導電路１８＞
第１ハウジング１０は、合成樹脂製であり、端子保持部１１と、端子保持部１１の外周縁から正面方向（図１における右方）へ略角筒状に突出するフード部１２とを一体に形成したものである。第１ハウジング１０は回路基板（図示省略）に取り付けられるようになっている。第１導電路１８は、全体として細長い形状であり、Ｌ字形に屈曲した形態である。第１導電路１８は、端子保持部１１を液密状又は気密状に貫通した状態で第１ハウジング１０に取り付けられている。第１導電路１８の一方の端末部は基板側接続部１９となっていて、この基板側接続部１９は、端子保持部１１の正面から突出してフード部１２により包囲されている。フード部１２の先端側の内周面は、第１シール面１３となっている。

＜第２ハウジング２０＞
第２ハウジング２０は、ハウジング本体２１と、ハウジング本体２１に対し前方（図１における左方）から包囲するように組み付けられた有底筒状のフロント部材２２とから構成されている。ハウジング本体２１は、ブロック状の端子収容部２３と、端子収容部２３の外周後端から前方へ略角筒状に延出した形態であって端子収容部２３とフロント部材２２を包囲する筒状嵌合部２４とを一体に形成したものである。端子収容部２３内には、前後方向に細長い複数室の端子収容室２５が、複数本の基板側接続部１９と対応するように形成されている。端子収容室２５の前端部は、フロント部材２２の進入口２６を介して第２ハウジング２０の前端面に開口している。また、端子収容室２５の後端は、端子挿入口２７として第２ハウジング２０の後端面に開口している。端子収容室２５の後端部内周は、室内シール面２８となっている。

端子収容部２３及びフロント部材２２の外周と筒状嵌合部２４の内周との間に形成された空間は、第２ハウジング２０の前端面に開放された嵌合空間２９となっている。両ハウジング１０，２０が嵌合した状態では、第１ハウジング１０のフード部１２が嵌合空間２９内に収容されるようになっている。端子収容部２３の外周面のうちフロント部材２２よりも後方の領域（嵌合空間２９における奥端部領域）は、両ハウジング１０，２０が嵌合した状態で第１シール面１３と径方向（両ハウジング１０，２０の嵌合方向と交差する方向）に対向する第２シール面３０となっている。

＜シールリング３１（請求項に記載のシール部材）＞
端子収容部２３の外周には、両ハウジング１０，２０を嵌合したときに互いに対向する周面の間をシールするためのシールリング３１が取り付けられている。取り付けられたシールリング３１の内周面は、第２シール面３０に対し気密状又は液密状に密着している。シールリング３１は嵌合空間２９の奥端部に位置している。そして、フロント部材２２は、取り付けられたシールリング３１が前方へ位置ずれしたり外れたりすることを規制している。両ハウジング１０，２０が嵌合した状態では、シールリング３１の外周が、フード部１２の第１シール面１３に対し弾性変形した状態で液密状又は気密状に密着するようになっている。

＜第２導電路３２＞
第２導電路３２は、端子金具３３と、端子金具３３の後端部に圧着により接続された電線３９とを備えて構成されている。端子金具３３は、銅製の板材に曲げ加工等を施すことにより、全体として前後方向に細長く延びた形状に成形されている。端子金具３３の前端側には角筒部３４が形成され、角筒部３４内には弾性接触片３５が配されている。端子金具３３の後端側にはオープンバレル状の圧着部３６が形成されている。圧着部３６は、前側に配されたワイヤバレル部３７と、後側に配されたインシュレーションバレル部３８とから構成されている。インシュレーションバレル部３８は端子金具３３の後端部に位置する。

電線３９は、略円形断面の導体４０の外周を、円筒形の絶縁被覆４１で全周に亘って同心状に包囲した周知形態のものである。導体４０は、アルミニウム製又は銅製の複数本の素線（図示省略）を撚り合わせた周知形態の撚り線からなり、可撓性を有する。絶縁被覆４１は可撓性を有する合成樹脂材料からなる。電線３９の前端部においては、絶縁被覆４１が皮剥きされて導体４０が露出した状態となっている。

電線３９の前端部は、圧着部３６において圧着されることにより、端子金具３３の後端部に接続されている。即ち、露出した導体４０は、ワイヤバレル部３７にカシメ付けられることで導通可能に固着されている。また、電線３９のうち絶縁被覆４１で包囲された領域の前端部は、インシュレーションバレル部３８にカシメ付けられることで固着されている。

＜個別ゴム栓４２（請求項に記載のシール部材）＞
第２導電路３２には、端子挿入口２７において電線３９（第２導電路３２）の外周と端子収容室２５の内周との間をシールするための個別ゴム栓４２が設けられている。個別ゴム栓４２は、円筒形をなし、絶縁被覆４１の前端部を同心状に包囲している。個別ゴム栓４２の前端側部分は端子固着部４３となっており、個別ゴム栓４２の後端側部分はシール機能部４４となっている。個別ゴム栓４２は、絶縁被覆４１の外周を包囲するように取り付けられている。個別ゴム栓４２を取り付けた状態において、個別ゴム栓４２の前端は絶縁被覆４１の前端の近傍に位置する。端子固着部４３は、絶縁被覆４１の前端部と一緒にインシュレーションバレル部３８に圧着されている。シール機能部４４の内周は、絶縁被覆４１の外周に対し弾性変形した状態で液密状又は気密状に密着している。

第２導電路３２の前端部（端子金具３３の全体と電線３９の前端部）は、第２ハウジング２０の後方から端子挿入口２７に挿入されて端子収容室２５内に収容されている。端子収容室２５に収容された端子金具３３は、端子収容室２５の内壁に沿うように形成したランス４５の係止作用により抜止め状態に保持されている。また、端子金具３３が正しく端子収容室２５内に挿入された状態では、個別ゴム栓４２の外周が、端子収容室２５の室内シール面２８に対し弾性変形した状態で液密状又は気密状に密着している。この個別ゴム栓４２により、電線３９（第２導電路３２）の外周面と端子収容室２５の内周面（室内シール面２８）との間が液密状に又は気密状にシールされている。これにより、第２ハウジング２０の方向から端子収容室２５内への浸水が防止されている。

＜両ハウジング１０，２０の嵌合により構成される接続空間５０＞
両ハウジング１０，２０が嵌合した状態では、フード部１２内に端子収容部２３とフロント部材２２が収容される。そして、端子収容部２３及びフロント部材２２の外周とフード部１２の内周との間の隙間は、空気の流動が可能な筒状空間５１となっている。第２ハウジング２０（フロント部材２２）の前端面とフード部１２の奥端面（端子保持部１１の正面）との間の隙間は、空気の流動が可能な対向空間５２となっている。筒状空間５１の前端と対向空間５２の外周縁は連通している。また、対向空間５２には端子収容室２５の前端の進入口２６が臨んでいるので、この進入口２６を介して対向空間５２と端子収容室２５とが連通している。

筒状空間５１と対向空間５２と端子収容室２５とにより、接続空間５０が構成されている。接続空間５０を構成する筒状空間５１の後端部は、シールリング３１によって液密状又は気密状に封止されている。同じく接続空間５０を構成する端子収容室２５の後端部は、個別ゴム栓４２によって液密状又は気密状封止されている。つまり、接続空間５０は、シールリング３１と個別ゴム栓４２によって液密状又は気密状に封止されている。そして、この接続空間５０を構成する端子収容室２５内においては、進入口２６を通って角筒部３４内に進入した基板側接続部１９が、角筒部３４内の弾性接触片３５に対して弾性接触する。これにより、第１導電路１８と第２導電路３２が導通可能に接続される。

＜可変膜１４＞
第１導電路１８の基板側接続部１９と第２導電路３２の弾性接触片３５との接触部分では、接触抵抗に起因して温度が上昇し、端子収容室２５内の空気の温度も高くなる。これに伴い、接続空間５０内の空気は熱膨張しようとするが、この熱膨張によって接続空間５０内の圧力が上昇した場合、合成樹脂製のハウジング１０，２０が変形する等の不具合が懸念される。そこで、本実施例では、接続空間５０内の圧力上昇を抑えるための手段として、第１ハウジング１０に可変膜１４を設けている。

第１ハウジング１０のフード部１２には、フード部１２の内周面から外周面まで貫通した形態の円形の窓孔１５が形成されている。この窓孔１５は、接続空間５０（筒状空間５１）と、フード部１２の外部空間（フード部１２の外周面と筒状嵌合部２４の内周面との隙間）とを連通させる形態である。窓孔１５の内周には、フード部１２の内周側（接続空間５０に臨む側）の開口縁部を同心円形状に切欠した形態の切欠部１６が形成されている。可変膜１４は、接続空間５０側から窓孔１５を全領域に亘って塞ぐようにして取り付けられ、可変膜１４の外周縁部が、切欠部１６内に収容された状態で窓孔１５の孔縁部に固着されている。

可変膜１４は、光硬化性樹脂からなり、弾性を有している。可変膜１４が弾性変形していない状態では、図２に示すように、可変膜１４はほぼ平坦状をなしていて、可変膜１４の内側の面が、フード部１２の内周面に対してほぼ面一状に連なっている。したがって、可変膜１４がフロント部材２２の外周面に接触することはない。また、可変膜１４が弾性変形していない状態において、可変膜１４の外側の面はフード部１２の外周面よりも凹んだ位置関係となっている。したがって、窓孔１５内には、フード部１２の外面側に開放された撓み空間１７が形成されている。この撓み空間１７は、可変膜１４が、フード部１２の外面側へ膨らんで接続空間５０の容積を増大させるように弾性変形することを許容するためのスペースである。この撓み空間１７により、可変膜１４はフード部１２の壁厚の範囲内で弾性変形し得るようになっている。

＜光硬化性樹脂＞
可変膜１４の材料となる光硬化性樹脂は、モノマーとオリゴマーと光重合開始剤（光開始剤）と各種添加剤から構成されている。光硬化性樹脂は、液体の状態で光が照射されると、光エネルギーにより硬化する。添加剤としては、硬化後に、可変膜１４として必要な弾性が得られるような材料が選定されている。また、光硬化性樹脂としては、大きく分けて紫外線硬化性樹脂と可視光線硬化性樹脂がある。光硬化性樹脂の硬化時間は、受ける光エネルギーの密度が高いほど短い。紫外線は可視光線に比べて光エネルギーの密度が高いので、本実施例では、可視光線硬化性樹脂よりも硬化時間の短い紫外線硬化性樹脂を用いた。

＜可変膜１４の形成工程＞
可変膜１４を形成する際には、窓孔１５が形成されている第１ハウジング１０を、モールド型（図示省略）にセットする。次いで、モールド型内に液体状の光硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂）を注入し、その後、モールド型内の液状光硬化性樹脂に紫外線を照射する。紫外線の照射により光硬化性樹脂が硬化し、可変膜１４がモールド成形されて第１ハウジング１０と一体化される。

＜実施例１の作用、効果＞
本実施例のコネクタは、第１導電路１８の端末部が収容された第１ハウジング１０と、第２導電路３２の端末部が収容されており、第１ハウジング１０と嵌合することで接続空間５０を構成し、この接続空間５０内で第２導電路３２の端末部（端子金具３３）を第１導電路１８の端末部（基板側接続部１９）に接続させる第２ハウジング２０と、接続空間５０を気密状に保持するシール部材（シールリング３１及び個別ゴム栓４２）と、接続空間５０の内外を区画するように設けられ、接続空間５０の容積を増減させるように変形可能な光硬化性樹脂製の可変膜１４とを備えている。

この構成によれば、第１導電路１８と第２導電路３２との接触抵抗に起因して接続空間５０内の温度が上昇すると、接続空間５０内の空気が熱膨張するのに伴い、図３に示すように、可変膜１４がフード部１２の外面側へ膨らむように変形して接続空間５０の容積を増大させる。これにより、接続空間５０内の圧力上昇が抑えられ、接続空間５０の圧力上昇に起因するハウジングの変形等が防止される。

上述のように、本実施例のコネクタにおいて、可変膜１４に要求される機能は気密性と可変性だけである。したがって、液体の通過は遮断するが空気の流通を許容するという特殊な機能を具備する通気膜に比べると、本実施例の光硬化性樹脂からなる可変膜１４は安価で済む。これにより、コネクタのコストを低減することができる。

また、両ハウジング１０，２０が嵌合した状態では、第１ハウジング１０のフード部１２が第２ハウジング２０の筒状嵌合部２４によって非気密状に包囲されるようになっており、可変膜１４がフード部１２に設けられている。この場合、可変膜１４が、フード部１２の外面側へ膨らむように弾性変形したときに筒状嵌合部２４の内面と干渉して変形が阻害されることが懸念される。そこで、本実施例では、可変膜１４をフード部１２の内面とほぼ面一状に配し、フード部１２の壁厚方向における可変膜１４の変形領域を、フード部１２の壁厚領域の範囲内とした。この構成によれば、可変膜１４が変形したときに筒状嵌合部２４と干渉する虞がないので、可変膜１４の変形動作が筒状嵌合部２４による制約を受けずに済む。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、可変膜を第１ハウジングに設けたが、可変膜は、第２ハウジングやシール部材（個別ゴム栓やシールリング）に設けてもよい。
（２）上記実施例では、第１ハウジングが回路基板に取り付けられる場合についして説明したが、第１ハウジングは、各種機器に設けられたものでもよく、ワイヤーハーネスの端末部に取り付けられたものでもよい。
（３）上記実施例では、可変膜の変形領域を、可変膜が取り付けられている壁部（フード部）の壁厚の範囲内としたが、可変膜の変形領域は、可変膜が取り付けられている壁部の壁厚を超えた範囲であってもよい。
（４）上記実施例では、第２ハウジングと第２導電路との隙間をシールするシール部材として個別ゴム栓を用いたが、第２ハウジングと第２導電路との隙間は一括ゴム栓を用いてシールしてもよい。
（５）上記実施例では、シール層の材料を紫外線硬化性樹脂としたが、シール層の材料は可視光硬化性樹脂であってもよい。
（６）上記実施例では、可変膜が弾性変形するようにしたが、可変膜は、弾性変形しないものであってもよい。この場合、可変膜は弛みをもたせた状態で取り付けておけば、接続空間の容積を増減させることができる。

１０…第１ハウジング
１２…フード部
１４…可変膜
１８…第１導電路
２０…第２ハウジング
２４…筒状嵌合部
３１…シールリング（シール部材）
３２…第２導電路
４２…個別ゴム栓（シール部材）
５０…接続空間

Claims (3)

1. 第１導電路の端末部が収容された第１ハウジングと、
   第２導電路の端末部が収容されており、前記第１ハウジングと嵌合することで接続空間を構成し、この接続空間内で前記第２導電路の端末部を前記第１導電路の端末部に接続させる第２ハウジングと、
   前記接続空間を気密状に保持するシール部材と、
   前記接続空間の内外を区画するように設けられ、前記接続空間の容積を増減させるように変形可能な光硬化性樹脂製の可変膜とを備えていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記第１ハウジングと前記第２ハウジングが嵌合した状態では、前記第１ハウジングのフード部が前記第２ハウジングの筒状嵌合部によって非気密状に包囲されるようになっており、
   前記可変膜が前記フード部に設けられ、
   前記フード部の壁厚方向における前記可変膜の変形領域が、前記フード部の壁厚の範囲内とされていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 前記可変膜が、紫外線硬化性樹脂からなっていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコネクタ。

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