JP4058545B2 - 防水コネクタハウジングの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相手部材である筒状のコネクタ内部に挿入結合される雄形のコネクタ部をもち、相手部材に弾接してシールするリング状の弾性シール部をもつ防水コネクタを、一体的かつ連続的に製造できる製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
防水コネクタは、雄形・雌形の一対で構成され、その嵌合面に別部品としてのリング状パッキンを介在させることでシール性を確保するのが一般的である。しかしパッキンの装着する工数が多大であるとともに、部品点数が多くなるという問題がある。そこでリング状パッキンも成形によって形成することが望ましい。
【０００３】
リング状パッキンは弾性を有する必要があり、ゴム材から形成することが望ましい。ところが樹脂と特に防水性に適したオイルブリード性ゴム材とは付着性が低いために、樹脂から形成されたコネクタの表面にゴム材からリング状パッキンを形成すると、リング状パッキンがコネクタから脱落するという不具合がある。
【０００４】
そこで例えば特開昭63−221568号公報及び特開平08−222316号公報には、雄形のコネクタ部をもつハウジングを樹脂から成形した後に、コネクタ部の外周表面にゴム材からリング状パッキンを一体に成形する方法が記載され、ハウジングの側面にパッキン成形キャビティと連続する貫通孔を形成したり、ハウジングの底部にパッキン成形キャビティと連続する溝などを形成しておくことが記載されている。このようにすれば、リング状パッキンの成形時にパッキンに連続するゴム材が貫通孔や溝などを充填し、それが係止突起として作用することでパッキンがコネクタ部から脱落するのが防止される。
【０００５】
また特開平05−047436号公報には、リング状パッキンをシリコーンゴムから形成し、コネクタ部の表面にプライマー層を形成しておくことで、パッキンのコネクタ部への接合強度を向上させることが記載されている。このようにすれば、金型への付着を防止することができるものの、プライマー層を形成する工数が増えるという不具合がある。
【０００６】
そこで特開平09−165517号公報には、特殊なシリコーンゴムからリング状パッキンを一体成形した防水コネクタが記載されている。このシリコーンゴムを用いれば、金型へ付着することなく樹脂への付着性に優れるため、プライマー層の形成やリング状パッキンの係止突起を不要として一体成形することができる。
【０００７】
ところでゴム材料から防水シール部を成形するためには、未加硫状態のゴムを用いて射出成形し、その後加熱により加硫して硬化させる必要がある。したがってゴム材の歩留まりを向上させ、かつバリ取りの工数を低減させるためには、キャビティ直前のランナー部は常に未加硫状態であることが好ましく、ゴム成形機には冷却機構を内蔵したコールドランナなどのランナ部を用いることが効果的である。しかしながら、そのようなコールドランナなどは通常のランナ部と比較して径が大きくなる場合が多く、小型の防水コネクタを成形する場合にはコールドランナなどの配置が困難となることが多い。
【０００８】
特にフード部の底部の外表面にハーネスの防水シール（ワイヤシール）を収容するための筒部が突出し、内表面にコネクタ部が突出しているような形状のコネクタハウジングの製造方法において、コネクタ部の外周表面に防水シール部（コネクタシール）を成形するために未加硫ゴムを注入する場合、コールドランナなどのランナ部と筒部との干渉を避ける必要があり、ランナ部の配置に大きな制約が生じていた。さらにランナ部の位置が未加硫ゴムの注入圧力に悪影響を及ぼし、品質面での問題も発生していた。またフード部の側面にコールドランナなどを有する注入ゲートを配置すると、型開閉時あるいは成形品取り出し時に成形機との干渉が生じたり、通常のランナ部を配置した場合にはランナ部がバリとして残ることになるなど、公知の技術ではコールドランナなどを用いた防水コネクタハウジングの成形方法の実用化が困難となっていた。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭63−221568号公報
【特許文献２】
特開平08−222316号公報
【特許文献３】
特開平05−047436号公報
【特許文献４】
特開平09−165517号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、小型の防水コネクタであっても、コールドランナなどを用いて防水シール部をコネクタ部に連続的に一体成形でき、バリ取り工数も低減することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の防水コネクタハウジングの製造方法の特徴は、有底略筒状をなすフード部と、フード部内にフード部の底部から突出し相手部材に挿入される略筒状のコネクタ部と、コネクタ部と連通しコネクタ部と反対側のフード部外表面に突出した筒部と、コネクタ部の外周表面にリング状に形成され相手部材に弾接するゴム質のシール部と、を有する防水コネクタハウジングの製造方法であって、
第１金型と中型と第２金型とからなる成形型にて樹脂材料からフード部，コネクタ部及び筒部を成形するとともに、コネクタ部の外周表面から外径方向に離間した位置でフード部の底部の表裏面を貫通する貫通孔を形成して一次成形体を形成する第１成形工程と、
型開き後に、第３金型と、型開閉方向と平行方向に成形材料を注入可能であるとともにランナ部周辺に冷却構造を有する第４金型と、の間に一次成形体を保持した中型を配置し、コネクタ部の外周表面と第３金型との間にリング状キャビティを形成し、第３金型と第４金型との間に貫通孔とリング状キャビティを連結する空間部を形成した状態で型締めし、
貫通孔を介してランナ部から未加硫ゴムを注入し、貫通孔，空間部及びリング状キャビティを充填した未加硫ゴムを加硫してシール部を形成する第２成形工程と、よりなることにある。
【００１２】
空間部は、貫通孔からコネクタ部の外周表面に到達しフード部の底部の内表面に形成された溝であることが好ましい。
【００１３】
また空間部は、貫通孔からコネクタ部の外周表面までフード部の底部を貫通するスリットであることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の防水コネクタハウジングの製造方法では、先ず第１成形工程において、樹脂からフード部，コネクタ部及び筒部が成形される。フード部はコネクタ部の外周を覆う有底略筒状をなすものであり、筒部はコネクタ部の内部から延びるハーネスの防水シール（ワイヤシール）を収納するものである。フード部の外周表面には、相手コネクタと係止する係止部などが設けられることが多い。用いられる樹脂としては、ＰＡ，ＰＰ，ＰＥ，ＡＢＳ，ＰＢＴ，ＰＰＯ，ＰＰＳ，ポリカーボネート，ＰＥＴ，アクリル樹脂など各種熱可塑性樹脂を用いることができる。第２成形工程で特開平09−165517号公報に開示されたようなシリコーンゴムからコネクタ部の外周表面にシール部（コネクタシール）を形成する場合には、それとの接着性に優れたＡＢＳ，ＰＢＴなどが特に好ましい。
【００１６】
また第１成形工程では、コネクタ部の外周表面から外径方向に離間した位置でフード部の底部の表裏面を貫通する貫通孔が形成される。
【００１７】
第２成形工程では、型開き後に、第３金型と、型開閉方向と平行方向に成形材料を注入可能であるとともにランナ部周辺に冷却構造を有する第４金型と、の間に一次成形体を保持した中型を配置し、コネクタ部の外周表面と第３金型との間にリング状キャビティを形成し、第３金型と第４金型との間に貫通孔とリング状キャビティを連結する空間部を形成した状態で型締めし、貫通孔を介してランナ部から未加硫ゴムを注入し、貫通孔，空間部及びリング状キャビティを充填した未加硫ゴムを加硫してシール部を形成する。
【００１８】
このとき、ランナ部から注入された未加硫ゴムの圧力は、先ず貫通孔に表出する金型の表面で受けられるため、一次成形体に大きな力が作用するのが抑制される。
【００１９】
空間部は、貫通孔からコネクタ部の外周表面に到達しフード部の底部の内表面に形成された溝とすることができる。また相手コネクタとの間の空間に余裕がある場合には、ゴム成形型の型面に、貫通孔及びリング状キャビティと連通する溝を形成し、その溝を空間部としてもよい。また空間部は、貫通孔からコネクタ部の外周表面までフード部の底部を貫通するスリットとしてもよい。空間部を形成することにより、リング状のシール部を形成するキャビティまでの流路の断面積を大きくすることができ、注入圧力を低くすることができる。そしてランナ部から注入された未加硫ゴムの圧力は、空間部に表出する金型の表面で受けられるため、圧力を受ける金型の表面の面積が大きく、一次成形体に大きな力が作用するのが一層抑制される。
【００２０】
さらに特開平09−165517号公報に記載のシリコーンゴムを用いる場合には、流路に表出する一次成形体の表面が少なくなり、流路に表出する金型の表面が多くなるため、流動抵抗を低減でき注入圧力を低くすることができる。したがって、第２成形工程における射出圧力によって一次成形体に変形が生じるような不具合を抑制することができる。
【００２１】
ランナ部は一般に、型開閉方向と平行方向に成形材料を注入可能に配置されているので、型開閉時の成形品取り出し工程において成形機との干渉が生じるような不具合を回避することができる。さらに後述する中型を用いた場合では、ランナ部をハウジングの側面（型開閉方向と垂直方向）に形成することは不可能であるため、型開閉方向と平行方向にランナ部を配置した方が、設計の自由度がより高くなり連続生産する上でも有効である。
【００２２】
また空間部の存在によって、ランナ部のノズルからコネクタ部の外周表面とゴム成形型との間に形成されたリング状キャビティのゲートまでの距離を確保することができるので、小型の防水コネクタであっても一次成形体と干渉することなくランナ部を配置することが可能となる。
【００２３】
金型は、一般に固定型と可動型の２種類が用いられるが、この場合には、一次成形体を取り出して第２成形工程へ移す必要があり、取出装置や突き出し機構など自動化には別の装置が必要となるので得策ではない。そこで本発明では中型を含んでいる。一次成形体を中型に保持させて移動させることでゴム成形型の位置へ一次成形体と中型を共に移動させることができ、狭いスペースでの成形が可能となるとともに成形品も安価となる。
【００２５】
第２成形工程では、ランナ部から貫通孔を介して空間部へ型開閉方向と平行方向に液状の未加硫ゴムが注入され、成形材料は空間部を通じてリング状のシール部を形成するキャビティに充填される。その後、金型から加熱されることで空間部とリング状のシール部を充填したゴム材が加硫され、一次成形体と一体的に形成される。しかしランナ内部のゴム材は、冷却構造によって冷却されているので未加硫状態を維持し、離型された防水コネクタにはランナによるバリが生じず、ランナ部内に残った未加硫ゴムはそのまま次の成形に使用することができる。したがって成形サイクルの短い連続成形が可能となる。
【００２６】
第２成形工程に用いられる未加硫ゴムとしては、一般的なシール用に用いられるゴムを用いてもよいし、シリコーンゴムを用いてもよい。またシリコーンゴムを用いる場合は、プライマー層を形成して接合強度を確保してもよいが、特開平09−165517号公報に開示されたようなシリコーンゴムを用いることが望ましい。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２８】
（実施例１）
図１〜３に、本実施例で製造された防水コネクタを示す。この防水コネクタは、有底略筒状をなすフード部１と、フード部１内に突出し図４に示す相手部材 100のコネクタ部に挿入される略筒状のコネクタ部２と、コネクタ部２の外周表面にリング状に形成され相手部材 100の内周表面に弾接するゴム質のシール部３と、から構成されている。
【００２９】
フード部１の底部10の外表面には、コネクタ部２に連通しハーネスの防水シール（ワイヤシール）を保持する一対の筒部11が形成され、筒部11を支持するリブ12が形成されている。また上側壁を貫通する係合溝13が形成され、左右側壁内面には互いに対向する一対の案内溝14が形成されている。そして底部10には、底部10を貫通しコネクタ部２の側壁の外表面に到達するスリット15が形成され、スリット15にはシール部３と同材質のゴムが充填されている。また底部10には、筒部11を挟んでスリット15に対向する位置に底部10を貫通する空気抜き孔16が形成され、空気抜き孔16にもシール部３と同材質のゴムが充填されている。
【００３０】
この防水コネクタは、フード部１に図４に示す相手部材 100が挿入され、コネクタ部２が相手部材 100の筒部 101内に挿入される。相手部材 100には左右方向に突出する一対のレール 102が形成されており、レール 102が案内溝14に案内されて挿入が行われる。このとき相手部材 100の上表面に形成された腕部 103がフード部１の上側壁に押圧されることで弾性変形し、腕部 103の上面に突出する爪部 104が係合溝13に到達することで、弾性反力によって腕部 103が元の形状に復元して、爪部 104が係合溝13の端部に係合することで抜け止めされる。この状態では、シール部３が相手部材 100の筒部 101の内周表面に密着し、コネクタ部２には高い防水シール性が発現される。
【００３１】
この防水コネクタは、以下に説明する成形方法によって製造された。先ず図５に示す金型を用意する。この金型は、第１上型４及び第１下型５と、第１上型４及び第１下型５の間に挟持される中型６とから構成され、第１下型５に形成されたスプール＆ランナ部50からＰＢＴ樹脂が射出されて一次成形体が成形される。第１上型４と中型６とで、フード部１の側周壁とコネクタ部２が成形され、第１上型４及び第１下型５と中型６とでフード部１の底部10と筒部11及びリブ12が成形される。
【００３２】
一次成形体の射出成形後、型開きすると、型開閉方向において中型６と一次成形体との接触面積が大きいため、図６に示すように一次成形体は中型６に保持された状態となる。底部10には、スリット15と空気抜き孔16が形成されている。
【００３３】
次にスプール＆ランナ部50で成形された部分を除去し、一次成形体を保持した状態の中型６を、二次成形位置へ移動する。一次成形位置には、第１上型４と第１下型５の間に空の中型６が配置され、次の一次成形が行われる。
【００３４】
二次成形位置には、図７に示すように第２上型７と第２下型８が配置されており、それぞれ 120℃に加熱されている。第２下型８には、スリット15の位置にノズルをもつコールドランナ80が配置され、内部が約17℃程度に水冷されている。
【００３５】
これらを型閉めし、コールドランナ80から特開平09−165517号公報に記載の未加硫シリコーンゴムを用いて射出成形する。未加硫シリコーンゴムは、スリット 15 のうちコールドランナ 80 の先端に開口する部位（貫通孔 18 ）から射出され、第２上型７の型面に衝突した後にスリット 15 （空間部）を充填し、次いでコネクタ部２の外周と第２上型７との間に形成されたリング状キャビティ70を充填し、最後に空気抜き孔16を充填する。空気抜き孔16は成形品の外表面に表出しているので、空気抜き孔16の充填状態を目視するだけでシール部３の欠肉の有無を判定することができる。
【００３６】
コールドランナ80は、ノズル部分の最大直径が約10mmと大きいが、スリット15を通じてリング状キャビティ70を充填する構成としたので、小型の防水コネクタであっても、筒部11やリブ12との干渉を回避しつつ、型開閉方向と平行方向に射出可能となっている。したがって成形機との干渉が生じることもなく、コールドランナ80の配置位置の自由度が高い。
【００３７】
スリット15，リング状キャビティ70，空気抜き孔16を充填した未加硫シリコーンゴムは、第２上型７及び第２下型８からの加熱によって加硫硬化され、リング状キャビティ70で所定のゴム弾性を有するシール部３が成形される。その状態を図８に示す。シール部３は、ＰＢＴ樹脂には付着性に優れ、金型には付着しない。またシール部３は、軟質でゴム弾性を有するので、第２上型７の型開き時に無理抜きしても破損や永久変形が生じない。したがって型開きし離型することで、図１〜３に示した防水コネクタが得られる。得られた防水コネクタは、ランナ部の付着がなく、バリもほとんど生じていないので、バリ取り工程を皆無とすることができ、工数が小さい。
【００３８】
そして第２上型７，第２下型８及び中型６にはＰＢＴ樹脂及びシリコーンゴムの付着が無いので、そのまま次の成形に用いることができる。またコールドランナ80は冷却されているため、内部の未加硫シリコーンゴムが加硫硬化することがない。したがって連続成形が可能となり、生産効率が大きく向上する。
【００３９】
（実施例２）
なお、上記実施例１では、底部10を貫通するスリット15を形成したが、図９に示すように、底部10の厚さが十分に確保できる場合には、底部10の内面にリング状キャビティ70に連通する溝17（空間部）を形成し、底部10に形成された貫通孔18を介してその溝17へコールドランナ80から未加硫シリコーンゴムを射出することもできる。
【００４０】
（実施例３）
また、相手部材 100との間の空間に余裕がある場合には、図10に示すように先ずフード部１の底部10に貫通孔18を形成しておき、第２上型７の底部10に当接する型面には貫通孔18とリング状キャビティ70を連通する溝71（空間部）を形成しておく。そしてコールドランナ80から貫通孔18及びその溝71を介してリング状キャビティ70へ未加硫シリコーンゴムを射出することもできる。この場合は、第２上型７に形成された溝71によって、底部10の表面に突条19が形成される。
【００４１】
但し、シール性を考慮すると、図８及び図９に示されているように、底部10に当接する第２上型７の型面は平面とすることが好ましいことはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
すなわち本発明の防水コネクタハウジングの製造方法によれば、小型の防水コネクタであっても、コールドランナを用いてリング状シール部をコネクタ部に一体成形でき、バリ取り工数が低減されるとともに連続成形が可能となるので、生産性が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例で成形された防水コネクタの斜視図である。
【図２】本発明の一実施例で成形された防水コネクタの底壁側の正面図である。
【図３】本発明の一実施例で成形された防水コネクタの開口側の正面図である。
【図４】本発明の一実施例で成形された防水コネクタの相手部材の斜視図である。
【図５】本発明の一実施例における一次成形用金型の断面図である。
【図６】本発明の一実施例において一次成形後に型開きした状態を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施例において二次成形時の型閉め前の状態を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施例において二次成形後の型開き前の状態を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施例を示し、二次成形後の型開き前の状態を金型を省略して示す説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施例を示し、二次成形後の型開き前の状態を金型を省略して示す説明図である。
【符号の説明】
１：フード部 ２：コネクタ部 ３：シール部
４：第１上型 ５：第１下型 ６：中型
７：第２上型 ８：第２下型 11：筒部
15：スリット（空間部）17：溝（空間部） 18：貫通孔
71：溝（空間部）

Claims (3)

1. 有底略筒状をなすフード部と、該フード部内に該フード部の底部から突出し相手部材に挿入される略筒状のコネクタ部と、該コネクタ部と連通し該コネクタ部と反対側の該フード部外表面に突出した筒部と、該コネクタ部の外周表面にリング状に形成され相手部材に弾接するゴム質のシール部と、を有する防水コネクタハウジングの製造方法であって、
   第１金型と中型と第２金型とからなる成形型にて樹脂材料から該フード部，該コネクタ部及び該筒部を成形するとともに、該コネクタ部の外周表面から外径方向に離間した位置で該フード部の底部の表裏面を貫通する貫通孔を形成して一次成形体を形成する第１成形工程と、
   型開き後に、第３金型と、型開閉方向と平行方向に成形材料を注入可能であるとともにランナ部周辺に冷却構造を有する第４金型と、の間に該一次成形体を保持した該中型を配置し、該コネクタ部の外周表面と該第３金型との間にリング状キャビティを形成し、該第３金型と該第４金型との間に該貫通孔と該リング状キャビティを連結する空間部を形成した状態で型締めし、
   該貫通孔を介して該ランナ部から未加硫ゴムを注入し、該貫通孔，該空間部及び該リング状キャビティを充填した該未加硫ゴムを加硫して該シール部を形成する第２成形工程と、よりなることを特徴とする防水コネクタハウジングの製造方法。
2. 前記空間部は、前記貫通孔から前記コネクタ部の外周表面に到達し前記フード部の底部の内表面に形成された溝であることを特徴とする請求項１に記載の防水コネクタハウジングの製造方法。
3. 前記空間部は、前記貫通孔から前記コネクタ部の外周表面まで前記フード部の底部を貫通するスリットであることを特徴とする請求項１に記載の防水コネクタハウジングの製造方法。