JP2009187789A - 防水栓および防水コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】防水機能を確保しつつ所定の収容室への挿入を容易にすることのできる防水栓を提供する。
【解決手段】略筒状を有する防水栓本体２０ａと、防水栓本体２０ａの軸方向に所定の間隔をおいて設けられて、防水栓本体２０ａの内周面から内側に膨出する複数の接触部２３とを設け、防水栓本体２０ａを、弾性変形することでその外周面が収容室４１の内周面と密着する形状とし、各接触部２３を、弾性変形することで各接触部２３の内周端が防水栓本体２０ａに挿通された電線１の外周面にその全周にわたって密着する形状とし、収容室４１への挿入方向と反対方向に形成された接触部２３ほどより内側に膨出する形状とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、コネクタハウジングの端子収容室等の収容室に挿入される防水栓に関するものである。

従来、防水コネクタ等には、前記端子収容室への浸水を防止するために防水機能を有する防水栓が用いられている。

例えば、特許文献１には、電線が挿通可能な略筒状の防水栓であって、防水コネクタのコネクタハウジングに設けられた端子収容室に挿入されて、前記電線挿通孔に挿通された電線の外周面と端子収容室の内周面との間に配置される防水栓が開示されている。この防水栓は、弾性部材からなり前記電線の外周面と端子収容室の内周面との間で弾性変形し、その内周面が前記電線の外周面に圧接することでその内周面と前記電線の外周面との隙間を密閉してこの隙間からの浸水を抑制するとともに、その外周面が前記端子収容室の内周面に圧接することでその外周面と前記端子収容室の内周面との隙間を密閉してこの隙間からの浸水を抑制する。

ここで、前記防水栓の使用状態すなわち前記防水栓が電線の外周面と端子収容室の内周面との間に配置された状態において防水コネクタから延びる電線が曲げられると、防水栓のうち前記電線の曲げ方向と反対側の部分が端子収容室の内周面あるいは電線の外周面から離間して、前記各隙間が十分に密閉されなくなるという問題がある。

これに対して、特許文献２には、防水栓の端子収容室への挿入方向後側の端部に、この挿入方向と反対方向に向かうに従って外径が大きくなるテーパ状のシール用環状突起が設けられた防水栓が開示されている。この防水栓では、前記電線が曲げられた場合、前記シール用環状突起のうち曲げ方向と反対側の部分がその復元力により電線に追従して変位することで前記隙間の密閉状態が維持され防水機能が確保される。
実開昭６２−１６３８７９号公報 特開平７−３０７１８２号公報

前記従来の防水栓では、前記シール用環状突起が設けられることで防水栓の外径が大きくなってしまう。そのため、防水栓を前記端子収容室内へ挿入する作業が困難になるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑み、防水機能を確保しつつ端子収容室等の収容室への防水栓の挿入を容易にする防水栓を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、弾性部材からなり、電線を挿入可能な所定の収容室に挿入されて、この収容室の内周面とこの収容室に挿入された前記電線の外周面との間に介在可能な防水栓であって、前記電線が挿通可能な略筒状を有する防水栓本体と、前記防水栓本体の軸方向に所定の間隔をおいて設けられて、前記防水栓本体の内周面から内側に膨出する複数の接触部とを備え、前記防水栓本体は、その内側に前記電線が挿通された状態で前記収容室に挿入された状態において、弾性変形することでその外周面が前記収容室の内周面と密着する形状を有し、前記各接触部は、前記防水栓本体の内周面全周にわたって内側に膨出するとともに、弾性変形することで各接触部の内周端が前記防水栓本体に挿通された電線の外周面にその全周にわたって密着する形状を有し、前記収容室への挿入方向と反対方向に形成された接触部ほどより内側に膨出する形状を有することを特徴とする防水栓を提供する（請求項１）。

本発明によれば、防水機能を確保しつつ前記収容室へ防水栓を挿入する際の挿入抵抗を小さく抑えることができる。

すなわち、本防水栓では、前記防水栓本体が、その内側に前記電線が挿通された状態で前記収容室に挿入された際に弾性変形することでその外周面が前記収容室の内周面と密着可能な形状を有するとともに、この防水栓本体に、弾性変形することで内周端が前記防水栓本体に挿通された電線の外周面に密着可能な形状を有する接触部が複数設けられており、この防水栓本体の外周面と前記収容室の内周面との密着および前記接触部の内周端と電線の外周面との密着によって前記収容室への浸水が抑止される。特に、防水栓が前記収容室へ挿入された状態において防水栓に挿入された電線が曲げられた場合、電線は防水栓の内周面から離間する方向に変位する。そして、この電線が変位する量は、前記収容室の外側すなわち防水栓が前記収容室へ挿入される方向と反対方向に向かうに従って大きくなるが、本防水栓では、この挿入方向と反対方向に形成された接触部ほどより内側に膨出しており、電線の変位量が大きくなってもそれに伴って接触部の膨出量も増加するので、電線と接触部との密着が維持され防水機能が確保される。

また、前記電線と接触部との密着は、前記防水栓本体の内周面に形成された前記接触部の弾性変形によって実現されており、防水栓本体に電線が挿通された際の防水栓本体の外径の変形量は小さく抑えられる。このように本防水栓では、電線が挿通された状態においても防水栓全体の外径が小さく維持されるので、この防水栓の前記収容室への挿入が容易になる。

また、前記のように、防水栓の挿入方向と反対方向に形成された接触部ほどより内側に膨出させると、前記挿入方向前側では接触部の膨出量は小さくなる。しかしながら、この挿入方向前側では前記電線の変位量は小さい。そのため、前記のように接触部の膨出量を小さく抑えても電線と接触部との密着は維持される。そして、本防水栓では、このように接触部の膨出量を小さく抑えることで、防水栓に電線を挿通する際の挿通抵抗を小さくすることが可能となる。

また、本発明において、前記防水栓本体のうち前記複数の接触部が形成された部分よりも前記電線の挿通方向後側の部分の内径が、前記接触部の最小内径よりも大きいのが好ましい（請求項２）。

このように前記接触部よりも前記電線の挿通方向後側の部分すなわち前記電線の挿通口付近の内径が大きく設定されていれば、電線をより容易に防水栓内に挿通することができる。

また、本発明は、前記電線が接続される端子と、この端子が挿入される端子収容室を有するとともに、当該端子収容室に挿入された前記端子をそれぞれ保持する端子保持部を有するコネクタハウジングと、請求項１または２に記載の防水栓とを備え、前記防水栓は、前記端子収容室の内周面とこの端子収容室に挿入された前記電線の外周面との間で弾性変形し、前記防水栓本体の外周面が前記端子収容室の内周面に密着するとともに、前記各接触部の内周端が前記電線の外周面に密着する形状を有することを特徴とする防水コネクタを提供する。

以上のように、本発明によれば、防水機能を確保しつつ収容室への挿入が容易になる防水栓を提供することができる。

本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、この実施形態に係る防水コネクタ１０を示す。この図に示すように、本防水コネクタ１０は、コネクタハウジング４０と、電線１が接続された端子６と、防水栓２０とを有している。図２〜図４は、前記防水栓２０を示す。

前記端子６は、図１に示すように、相手側端子金具と接続される電気接触部６ａと、電線１に圧着されるバレル６ｃと、後述するコネクタハウジング４０の端子保持部４２と係合する被係止部６ｂとを有している。

前記電線１は、導体２とこの導体２を被覆する絶縁被覆４とを備えている。この電線１は、前記バレル６ｃがこの絶縁被覆４に圧着されることで前記端子６に固定される。

前記コネクタハウジング４０は、前記電線１が接続された端子６を相手方コネクタと接続可能なように保持するためのものである。このコネクタハウジング４０には、端子収容室（収容室）４１が設けられている。

前記端子収容室４１は、前記端子６を収容するためのものであり、この端子収容室４１には、前記防水栓２０内に挿通された端子６がその軸方向に沿って後方（図１の右側）から挿入される。この端子収容室４１の下方には、端子保持部４２が設けられている。そして、この端子収容室４１に挿入された端子６は、その下方に設けられた前記被係止部６ｂと前記端子保持部４２とが係合することによりこの端子収容室４１内に保持される。

前記防水栓２０は、前記端子収容室４１内への浸水を抑止するためのものである。この防水栓２０は、略円筒状の弾性部材であって、その内側には中心軸に沿って貫通する電線挿通孔２１が形成されている。この防水栓２０は、前記電線挿通孔２１に前記電線１が挿通された状態で前記端子収容室４１内に挿入される。そして、防水栓２０のうち後述する密着部２２が電線１の外周面および端子収容室４１の内周面に密着することで、端子収容室４１への浸水を抑止する。

前記防水栓２０の本体（防水栓本体）２０ａは、互いに一体に形成された密着部２２と取付け部２７とフランジ部２８とからなる。

前記密着部２２は、前述のように前記電線１の外周面および前記端子収容室４１の内周面に密着する部分である。

前記密着部２２の内周面には、内側に膨出する複数のリップ部（接触部）２３が形成されている。具体的には、防水栓２０および端子６の挿入方向（以下端子挿入方向という）前側から順にこの端子挿入方向に沿って所定の間隔をおいて４つのリップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが形成されている。これらリップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、環状を有し密着部２２の内周面全周にわたって膨出している。また、これらリップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、前記端子６の挿入方向と反対側のリップ部ほど、より内側へ膨出するよう構成されている。すなわち、端子６の挿入方向前側から後側に向かうに従って、その内径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が順に小さくなるよう設定されている。例えば、各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、リップ部２３ａの内径ｄ１に対して、ｄ２＝ｄ１−０．１，ｄ３＝ｄ１−０．２，ｄ４＝ｄ１−０．３のように０．１ｍｍずつ小さくなっている。

ここで、前記各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、いずれも電線１の外径Ｄ１よりも小さく、各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは前記電線１が前記電線挿通孔２１に挿通された状態において弾性変形し、各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内周面は電線１の外周面に圧接する。例えばリップ部２３ａの内径ｄ１は電線１の外径Ｄ１に対してｄ１＝Ｄ１−０．４ｍｍに設定されている。ここで、電線１の外径Ｄ１は例えば、２．５ｍｍであり、ｄ１は例えば２．１ｍｍである。

一方、前記密着部２２のうち前記リップ部２３が設けられた部分よりも端子挿入方向後側の平坦部２５では、その内径が前記各リップ部２３のうちの最小径ｄ４よりも大きく設定されている。例えば、この平坦部２５の内径ｄ５は前記ｄ４よりも大きい前記ｄ２程度に抑えられており、電線１を前記電線挿通孔２１に挿通させる初期において電線１が容易に電線挿通孔２１に挿入されるよう構成されている。ここで、この平坦部２５の内径ｄ５は大きいとは言え前記電線１の外径Ｄ１よりは小さく設定されており、この平坦部２５は前記電線１が前記電線挿通孔２１に挿通された状態において弾性変形して、その内周面が電線１の外周面に圧接する。

以上のようにして、前記密着部２２は、前記各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内周面および平坦部２５の内周面がそれぞれ電線１の外周面に圧接してこの外周面と密着することで、各内周面と電線１の外周面との隙間を密閉して、この隙間から前記端子収容室４１への浸水を抑止する。

また、前記密着部２２は、その外径ｄ６が前記端子収容室４１の内径Ｄ２よりも大きく設定されており、前記端子収容室４１に挿入された状態で弾性変形して、その外周面が端子収容室４１の内周面に圧接する。このようにして、前記密着部２２は、その外周面と前記端子収容室４１の内周面とが密着することで、この外周面と端子収容室４１の内周面との隙間を密閉し、この隙間から前記端子収容室４１への浸水を抑止する。特に、本防水栓２０では、前記密着部２２の外周面に、外側に膨出する複数の外側リップ部２４ａ，２４ｂが形成されており、これら外側リップ部２４ａ，２４ｂによって、密着部２２の外周面と端子収容室４１の内周面との密着性が高められるよう構成されている。

前記取付け部２７は、前記密着部２２の端子挿入方向前側の部分であって、前記端子６のバレル６ｃが圧着される部分である。この取付け部２７には、図１および図４に示すように、その外周面に沿って前記バレル６ｃが圧着される。

前記フランジ部２８は、前記取付け部２７の端子挿入方向前側に設けられた部分である。このフランジ部２８は、前記取付け部２７よりも外側に膨出する形状を有しており、前記バレル６ｃを取り付ける際のバレル６ｃの位置決めに用いられる。

ここで、前記取付け部２７およびフランジ部２８の内径ｄ０も、前記電線１の外径Ｄ１より小さく設定されており、これら取付け部２７およびフランジ部２８の内周面もまた前記電線１の外周面に密着する。前記内径ｄ０は例えばｄ０＝Ｄ１−０．３ｍｍである。

次に、以上の構成要素を組み付けて防水コネクタ１０を組み立てる手順について説明する。

まず、電線１を前記防水栓２０の電線挿通孔２１に挿入する。

具体的には、電線１の前端部分で前記防水栓２０の平坦部２５を徐々に拡径しつつ電線１を挿入する。ここで、前述のように、前記平坦部２５の内径は比較的大きく設定されている。そのため、電線１をこじ入れることによって防水栓２０を傷つける可能性の高いこの挿入初期において、電線１をスムーズに挿入することができ、防水栓２０の損傷が抑制される。電線１が前記平坦部２５を通過した後は、電線１の前端部分で前記各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを拡径しつつ電線１をさらに前方に挿入する。ここで、前記平坦部２５の拡径に伴って前記各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄも拡径されているので、これらリップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄに対しても電線１をスムーズに挿入することができる。特に、前記リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内径は前方に向かうに従って大きくなっており、全てのリップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内径が一様に小さく設定されている場合に比べて電線１の挿入抵抗は小さくなっている。また、この段階において防水栓２０は外側に向けて自由に変形することができるので、電線１は比較的容易に挿入される。電線１が前記リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを通過した後は、電線１の前端部分でさらに前記取付け部２７およびフランジ部２８を拡径しつつこの電線１を前方に挿入して、電線１の先端を防水栓２０の前方に引き出す。

この状態において、前記防水栓２０は、その復元力により前記電線挿通孔２１を縮径する方向に変形しており、防水栓２０の内周面は前記電線１の外周面に密着している。特に、電線１の外径Ｄ１よりもその内径が十分に小さく設定された前記密着部２２では、前記各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内周面および前記平坦部２５の内周面が十分な密着力で電線１の外周面に密着している。ここで、前記復元力により防水栓２０はその外径が大きくなる方向にも変形するが、防水栓２０の内周面、特に各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが防水栓２０の変形を吸収しており、防水栓２０の外径の変化量は十分に小さく抑えられている。

次に、前記防水栓２０の前方に引き出された電線１の先端部分において、前記絶縁被覆４の端末を除去して前記導体２の端末を露出させる。

次に、前記端子６のバレル６ｃを前記電線１が挿通された防水栓２０の前記取付け部２７の外周面に巻きつけ、このバレル６ｃを取付け部２７に圧着する。このとき、前記フランジ部２８と前記密着部２２との間に前記バレル６ｃを巻きつけるようにすれば、バレル６ｃの位置決めが容易になる。前記圧着により、電線１および防水栓２０に端子６が圧着され、防水栓２０には電線１が前記電線挿通孔２１に挿通された状態で固定される。

最後に、電線１と防水栓２０とが圧着された端子６を前記コネクタハウジング４０の端子収容室４１に挿入する。具体的には、防水栓２０を前記端子収容室４１の内側に挿入しつつ、前記端子６の被係止部６ｂと前記端子収容室４１内の端子保持部４２とが係合するまで端子６を前方に移動させていく。前記防水栓２０を前記端子収容室４１に挿入する際には、防水栓２０の外径を端子収容室４１の内周面によって徐々に縮径しつつ挿入していく。ここで、前述のように、電線１が前記電線挿通孔２１に挿通された状態においても防水栓２０の外径は小さく抑えられているので、防水栓２０は前記端子収容室４１にスムーズに挿入される。前記被係止部６ｂと前記端子保持部４２とが係合すると、端子６はコネクタハウジング４０に固定される。

この状態において、防水栓２０は、その復元力によりその外周面が前記端子収容室４１の内周面に密着している。特に、前記密着部２２の外側リップ部２４ａ，２４ｂの外周面が十分な密着力で前記端子収容室４１の内周面に密着している。そして、このように防水栓２０の外周面と端子収容室４１の内周面との間の隙間が密閉されると、この隙間から前記端子収容室４１への浸水が抑止される。一方、前述のように、防水栓２０の内周面は電線１の外周面に密着しており、この防水栓２０の内周面と電線１の外周面との隙間が密閉されているので、この隙間から前記端子収容室４１への浸水が抑止される。

以上のようにして組み立てられた防水コネクタ１０に対して、図１および図５に示すように、電線１に曲げ方向の力が作用すると、電線１のうち曲げ方向と反対側の部分は、前記端子収容室４１の内周面から離間する方向に変位する。この電線１の変位量はコネクタハウジング４０の外側、すなわち、端子挿入方向と反対方向に向かうに従って大きい。そのため、防水栓２０のうちこの電線１の変位量が大きくなる端子挿入方向後端の前記平坦部２５では、前述のように、その内径ｄ５が比較的大きく設定されていることもあり、その内周面から電線１が離間しやすい。

一方、前記平坦部２５より端子挿入方向前方の密着部２２では、内径が十分に小さく設定された前記各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄがそれぞれその復元力により電線１の変位に追従して縮径して内側に膨出するので、これらリップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内周面と電線１との密着は維持される。特に、各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内径は、端子挿入方向後方に向かうほど小さく設定されており、前記電線１の変位量が大きくなるに伴って各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内側への膨出量は大きい。そのため、端子挿入方向後側において電線１が大きく変位しても、それに合わせて端子挿入方向後側のリップ部２３ｄもまた大きく内側に膨出するので、電線１の曲げ変形に関わらず各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと電線１との密着は維持され、これらリップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの内周面と電線１の外周面との隙間からの浸水は抑止される。

ここで、前述のように、曲げ変形時において電線１の変位量は端子挿入方向前側ほど小さいことから、前記各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄのうち端子挿入方向前側に設けられたリップ部２３については、前記電線１との密着を維持しつつ、その内径を後方に設けられたリップ部よりも大きく、すなわち、その内側への膨出量を比較的小さく設定することができる。そこで、本防水栓１０では、各リップ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの形状を前記のように端子挿入方向後方に向かうほど小さく、すなわち、端子挿入方向前方に向かうほど大きくすることで、防水性能を維持しつつ、リップ部２３の内側への膨出量を小さくして前記電線１のリップ部２３の内側への挿通抵抗を減少させている。

ここで、前記防水栓２０は前記のような防水コネクタ１０以外にも適用可能である。

また、前記リップ部２３の個数や具体的形状は前記に限らない。例えば、リップ部２３ａの内径とリップ部２３ｂの内径が同等である等、複数のリップ部２３のうち内径が同等のものが含まれていてもよい。

また、前記防水栓２０において、前記平坦部２５やフランジ部２８は省略可能である。ただし、前記リップ部２３が形成された密着部２２の後方に、内径が比較的大きく設定された前記平坦部２５を設けておけば、電線１の防水栓２０の電線挿通孔２１への挿通が容易になる。

さらに、防水コネクタ１０の組み付け方法は前記に限らない。

本発明の実施の形態に係る防水コネクタの概略断面図である。 本発明の実施の形態に係る防水栓の概略断面図である。 図２の部分拡大である。 図１の部分拡大図である。 電線が曲げ変形したときの様子を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 電線
６ 端子
１０ 防水コネクタ
２０ 防水栓
２０ａ 防水栓本体
２１ 電線挿通孔
２２ 密着部
２３ リップ部
２３ａ リップ部
２３ｂ リップ部
２３ｃ リップ部
２３ｄ リップ部
４０ コネクタハウジング
４１ 端子収容室（収容室）

Claims (3)

1. 弾性部材からなり、電線を挿入可能な所定の収容室に挿入されて、この収容室の内周面とこの収容室に挿入された前記電線の外周面との間に介在可能な防水栓であって、
   前記電線が挿通可能な略筒状を有する防水栓本体と、
   前記防水栓本体の軸方向に所定の間隔をおいて設けられて、前記防水栓本体の内周面から内側に膨出する複数の接触部とを備え、
   前記防水栓本体は、その内側に前記電線が挿通された状態で前記収容室に挿入された状態において、弾性変形することでその外周面が前記収容室の内周面と密着する形状を有し、
   前記各接触部は、前記防水栓本体の内周面全周にわたって内側に膨出するとともに、弾性変形することで各接触部の内周端が前記防水栓本体に挿通された電線の外周面にその全周にわたって密着する形状を有し、
   前記収容室への挿入方向と反対方向に形成された接触部ほどより内側に膨出する形状を有することを特徴とする防水栓。
2. 請求項１に記載の防水栓であって、
   前記防水栓本体のうち前記複数の接触部が形成された部分よりも前記電線の挿通方向後側の部分の内径が、前記接触部の最小内径よりも大きいことを特徴とする防水栓。
3. 前記電線が接続される端子と、
   この端子が挿入される端子収容室を有するとともに、当該端子収容室に挿入された前記端子をそれぞれ保持する端子保持部を有するコネクタハウジングと、
   請求項１または２に記載の防水栓とを備え、
   前記防水栓は、前記端子収容室の内周面とこの端子収容室に挿入された前記電線の外周面との間で弾性変形し、前記防水栓本体の外周面が前記端子収容室の内周面に密着するとともに、前記各接触部の内周端が前記電線の外周面に密着する形状を有することを特徴とする防水コネクタ。

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