(57)【要約】      （修正有）【課題】比較的剛性強度の低い樹脂製の防水ケースを用いた場合であっても、温度変化による防水ケースの内圧の変化を緩和して、防水ケースに亀裂などが生じることによる防水ケース内への水分の浸入を防止しえるコネクタ付防水性モジュールを提供する。【解決手段】電線２２の内部の隙間を利用して、防水ケースの内部Ｘをコネクタの密封空間内Ｙ及び該コネクタから引き出される電線の内部を介して外部へと連通させるようにする。【選択図】          図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を収容する密封ケースと、
この密封ケースの側壁に、該密封ケースの内部を密封状態にして取り付けられ、上記回路基板と電気的に接続される第１の接続端子を有する第１のコネクタと、
この第１のコネクタに装着され、この装着された状態において内部に密封空間が形成され、この密封空間において上記第１の接続端子と接続される第２の接続端子、並びに芯線及びこれを覆う防水性の被覆チューブを有し、一方端部の被覆チューブを剥離処理して露出させた芯線に上記第２の接続端子が接続され、他方端部が外部へと引き出される電線を有する第２のコネクタとを備えるコネクタ付モジュールにおいて、
上記第１のコネクタには、上記密封ケースの内部と上記密封空間とを連通する連通路が設けられているとともに、
上記第２のコネクタの電線の一方端部が、上記密封空間内に臨んでいることを特徴とするコネクタ付モジュール。
【請求項２】
電線が複数本の芯線を有し、上記電線の一方端部の被覆チューブを剥離処理して露出させた複数本の芯線が、上記密封空間内に露出していることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ付モジュール。
【請求項３】
回路基板を収容する密封ケースに第１のコネクタを取り付け、この第１のコネクタに、電線が引き出された第２のコネクタを装着することにより内部に密封空間を形成し、上記第１及び第２のコネクタを用いて上記密封ケースの内部を外部に対して通気する密封ケースの通気構造において、
上記第１のコネクタに上記密封ケースの内部と上記密封空間とを繋ぐ連通路を形成することにより、上記密封ケースの内部を、上記密封空間を介して上記第２のコネクタから引き出される電線の内部を通じて外部へ連通させることを特徴とする密封ケースの通気構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば防水ケースなどの密封ケースにコネクタを取り付けたコネクタ付モジュール、及び密封ケースの通気構造に関し、特に雨水や湿気から保護するために密封ケース内に収容された電子回路を、比較的大きな温度変化の生じる環境下において使用する場合に好適な、上記密封ケース内の電子回路を外部と電気的に接続するための防水コネクタを有する防水性のモジュール及び密封ケースの通気構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば太陽電池、各種センサ、船舶、航空機、自動車等の電子制御回路等、雨水や湿気に曝される環境下で使用される電子回路は、水分から保護するために、防水ケース内に収容されて用いられている。この防水ケースは、その用途から、屋外で使用されたり、高温となる環境下で使用されることが多いため、比較的大きな温度変化が生じる使用環境下に置かれるものである。一方で、防水ケースは水分の内部への侵入を防止するために密封構造とされるが、完全に密封構造としてしまうと、高温−低温という温度サイクルが繰り返されて使用されるうちに、防水ケースに亀裂やシール部に隙間が生じて、防水性が損なわれるおそれがある。すなわち、防水ケースに温度変化を与えると防水ケース内の内圧が変化し、大気圧との間に圧力差が生じ、これを繰り返すうちに防水ケースに亀裂などの支障を来たし、水分が防水ケース内に進入し、電子回路においてショート等が生じ回路が破壊される危険性があるのである。特に、このような防水ケース内に水分が浸入し電子回路に故障が生じるという課題は、船舶、航空機、自動車等の人命に直接かかわる使用においては、あってはならない問題である。
【０００３】
そこで、上記課題を解決しようと、防水ケースの内部に防水性を維持しつつ大気に連通させることにより、防水ケースの内部を大気圧と同一に保つ方法が提案されている。具体的には、防水ケース内の回路基板に設けられたコネクタを防水ケースの一側面部に貫通固定し、この回路基板のコネクタに外部のコネクタを接続する場合に、回路基板のコネクタに、防水ケースの内部と外部のコネクタの内部とを連通させる連通孔を形成すると共に、外部のコネクタにその内部を大気に連通させる通気孔を形成することにより、コネクタ内部と防水ケース内部とが大気圧に対して負圧にならないようにした防水ケースの通気構造が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２８２４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方法では、防水ケースの近傍で回路基板のコネクタに外部のコネクタが接続されるために、外部のコネクタは雨水や湿気に曝される位置に配置されることになり、この外部のコネクタに通気孔を設けているために、該通気孔も雨水などに曝されることになる。したがって、防水性が十分ではなく、結果として実際の使用に際しては、この通気孔に通気性と防水性を兼ね備えた特殊な撥水フィルターを溶着して取り付ける必要があるのである。
【０００６】
このように、従来の防水ケースの通気構造は、特殊な部材が必要となるばかりか、製造工程が煩雑となり、コスト高を招くこととなり、実用的ではなく、さらに、防水性が十分とはいえないものである。
【０００７】
また、この防水ケースとしては、従来より強度の強い金属製が一般的に使用されているが、最近になって、取り扱い、加工コストの面で優れる樹脂製のものを用いようとする試みが行われるようになってきている。樹脂製の防水ケースは、上記温度変化による亀裂等による課題がより顕著であるために、実用化のために当該課題の解決が急がれるところである。
【０００８】
本発明は、このような現状に鑑みなされたもので、防水（密封）ケースの内圧の変化による亀裂等の課題を解消して、比較的剛性強度の低い樹脂製の防水ケースにも適用できるとともに、製造工程を簡素化して低コストで製造可能なコネクタ付モジュール及び防水ケースの通気構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、コネクタから引き出される電線が、芯線と防水性の被覆チューブからなり、この被覆チューブ内に隙間があり、この隙間を空気が流通できることに注目し、この電線を通気路として用いることにより防水ケースの内圧が変化したときにその逃げ道として使えるのではないかと着目した。
【００１０】
本発明は、この電線の内部の通気性を利用して、密封ケースにコネクタを取り付けたときに密封ケースの内部をコネクタ内部の密封空間内及び該コネクタから引き出される電線の内部を介して外部へと連通させるようにするものである。すなわち、本発明は、以下の（１）乃至（３）のコネクタ付モジュール及び密封ケースの通気構造にかかるものである。
【００１１】
（１）  回路基板を収容する密封ケースと、この密封ケースの側壁に、該密封ケースの内部を密封状態にして取り付けられ、上記回路基板と電気的に接続される第１の接続端子を有する第１のコネクタと、この第１のコネクタに装着され、この装着された状態において内部に密封空間が形成され、この密封空間において上記第１の接続端子と接続される第２の接続端子、並びに芯線及びこれを覆う防水性の被覆チューブを有し、一方端部の被覆チューブを剥離処理して露出させた芯線に上記第２の接続端子が接続され、他方端部が外部へと引き出される電線を有する第２のコネクタとを備えるコネクタ付モジュールにおいて、上記第１のコネクタには、上記密封ケースの内部と上記密封空間とを連通する連通路が設けられているとともに、上記第２のコネクタの電線の一方端部が、上記密封空間内に臨んでいることを特徴とするコネクタ付モジュール。
【００１２】
上記（１）のコネクタ付モジュールによれば、上記第１のコネクタにより密封ケースの内部が密閉され、さらに第１のコネクタに第２のコネクタを装着することによりコネクタの内部に密封空間が形成されており、密封ケースの内部とコネクタの内部とは大気から遮断され防水性（気密性）が付与される。そして、第１のコネクタには、密封ケースの内部とコネクタの内部の密封空間とを連通する連通路が設けられており、この連通路を介して密封ケース内部はコネクタの内部へと通気が可能となる。また、第２のコネクタからは電線が引き出されており、第２のコネクタの第２の接続端子は、電線の一方端部の被覆チューブを剥離処理して露出した芯線に接続されている。
【００１３】
ここで、電線の一方端部は、第１のコネクタに第２のコネクタを装着したときに形成されるコネクタの密封空間内に臨んで配置されているので、電線の芯線及び該芯線と剥離処理した被覆チューブとの境界領域が密封空間内に位置することとなる。電線は、一方端部に圧力が加わることにより他方端部へと芯線と被覆チューブとの間の隙間を通って通気が可能となるので、密封ケースの内部は、第１のコネクタの連通路を介してコネクタ内部の密封空間、さらには電線の被覆チューブ内を介して電線の他方端部へと通気が可能となる。その結果、電線の他方端部を防水の必要のない回路ユニットなど大気中に開放するように引き出せば、密封ケース内を第１のコネクタの連通路、コネクタの密封空間及び電線を通して大気圧に近い状態もしくは大気圧と同一に保つことができ、また、密封ケースの内圧が変化したときにこれより内圧の変化が少ない他の密封ケースへ電線の他方端部を接続して使用したときであっても、温度変化による密封ケースの内圧の変化を緩和できるのである。したがって、上記（１）のコネクタ付モジュールは、温度変化が生じる環境下で使用した場合であっても、密封ケースに亀裂や、密閉するためのシール部に隙間が生じて水分が浸入することを防止できるのである。
【００１４】
なお、本発明における電線としては、広く汎用されている金属線（芯線）を樹脂製（防水性）の被覆チューブで覆ったものを使用でき、例えば、芯線が所謂単線または撚り線のものを使用でき、特に撚り線を用いたものを好ましく使用することができる。すなわち、防水性の被覆層を有し、一方端に空気圧をかけた場合に他方端へわたって被覆層内に通気性のある電線であればよい。
【００１５】
（２）  電線が複数本の芯線を有し、上記電線の一方端部の被覆チューブを剥離処理して露出させた複数本の芯線が、上記密封空間内に露出していることを特徴とする上記（１）に記載のコネクタ付モジュール。
【００１６】
上記（２）のコネクタ付モジュールによれば、電線に複数本の芯線を被覆チューブで覆ったものを用いているので、この電線の一方端部の芯線をコネクタ内部の密封空間内に露出しておけば、この露出部から電線の他方端部へと通気路が形成されるので、密封ケースの内部を第１のコネクタの連通路、コネクタ内部の密封空間及び電線の内部を通じて外気へと連通させることができ、上記（１）のコネクタ付モジュールと同様の効果が得られるのである。
【００１７】
（３）  回路基板を収容する密封ケースに第１のコネクタを取り付け、この第１のコネクタに、電線が引き出された第２のコネクタを装着することにより内部に密封空間を形成し、上記第１及び第２のコネクタを用いて上記密封ケースの内部を外部に対して通気する密封ケースの通気構造において、上記第１のコネクタに上記密封ケースの内部と上記密封空間とを繋ぐ連通路を形成することにより、上記密封ケースの内部を、上記密封空間を介して上記第２のコネクタから引き出される電線の内部を通じて外部へ連通させることを特徴とする密封ケースの通気構造。
【００１８】
上記（３）の密封ケースの通気構造によれば、コネクタ内部の密封空間を電線を介して大気に連通することができ、このコネクタ内部の密封空間を第１のコネクタに形成した連通路により密封ケースの内部に連通してあるので、温度変化が生じたとしても密封ケースの内圧の変化を効果的に抑制または防止できるのである。したがって、上記（３）の通気構造を用いることにより、温度変化が生じる環境下で使用した場合であっても、密封ケースに亀裂や、密閉するためのシール部に隙間が生じて水分が浸入することを防止できるのである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明することにより、本発明の特徴とするところをより明確にする。
【００２０】
図１に本発明の実施の形態のコネクタ付モジュールに用いる防水性のコネクタにおけるオスコネクタ１０の斜視図及び断面図を示す。コネクタは、第１のコネクタとしてのオスコネクタ１０とこれと対をなす後述する第２のコネクタとしてのメスコネクタ２０とから構成される。オスコネクタ１０は、第１のハウジングとしての樹脂製のハウジング１１とこのハウジング１１の側壁（底壁）１１ａを貫通する複数本（ここでは５本）の第１の接続端子としてのオス端子１２からなる。ハウジング１１は前方に楕円状の開口を有し、該開口と連続する空間Ａが内部に形成されている。ハウジング１１の開口と対向する底壁１１ａは、鍔状に幅広に形成され、その両端部には後述する防水ケース１００の側壁に取り付けるための取付ネジを挿入するネジ孔１１ｃが形成されている。また、ハウジング１１の底壁１１ａの中央部には、後方に突出する肉厚部１１ｂが形成されている。そして、ハウジング１１の底壁１１ａの肉厚部１１ｂには、これを貫通する連通孔１３が形成されることにより空間Ａと外部を連通する連通路が設けられている。さらに、ハウジング１１の底壁１１ａの肉厚部１１ｂの両端部には、後方へ突出する棒状の取付ピン１１ｄが一対で形成されており、後述する複数本のオス端子１２の他方端部１２ｂの両側から、これらオス端子１２の他方端部１２ｂと平行に突出して設けられている。この一対の取付ピン１１ｄは、オスコネクタ１０を後述する防水ケース１００に取り付けたときの位置決め係止のために用いられるものである。
【００２１】
オス端子１２は、金属製の棒形状を有し、連通孔１３と平行するように、ハウジング１１の底壁１１ａの肉厚部１１ｂを貫通し、その一方端部１２ａがハウジング１１の内部の空間Ａに臨み、他方端部１２ｂが肉厚部１１ｂから外方へ突出してハウジング１１の底壁１１ａに植設されている。また、オス端子１２の他方端部１２ｂは、防水ケース１００の内部に収容される回路基板に取り付けられた別のメスコネクタのメス端子に接続されている。
【００２２】
このようなオスコネクタ１０は、金型を用い、オス端子１２を並設させた状態で樹脂を金型内にインサートしてハウジング１１を形成する、所謂インジェクション成形により製造することができる。また、連通孔１３は、金型に所定形状を付与することにより、インジェクション成形により形成してもよいし、ハウジング１１を形成した後に、所望径のドリルなどを用い切削して設けてもよい。
【００２３】
図２にメスコネクタ２０の斜視図及び断面図を示す。メスコネクタ２０は、第２のハウジングとしての樹脂製のハウジング２１とこのハウジング２１の底壁２１ａから引き出される複数本（ここでは５本）の電線２２とこの電線２２のそれぞれの一方端部に接続される第２の接続端子としてのメス端子２３とを備えている。
【００２４】
ハウジング２１は、その前方に上記オスコネクタ１０のハウジング１１の開口と対向してオスコネクタ１０とメスコネクタ２０とを差し込み接続して装着できるように楕円形状の開口を有し、該開口と連続する空間Ｂが内部に形成されている。ハウジング２１の開口と対向する底壁２１ａには、空間Ｂと連接する複数の貫通孔が所定ピッチで形成されており、この貫通孔を挿通するように、電線２２がその一方端部をハウジング２１の内部の空間に臨み、他方端部をハウジング２１の底壁２１ａから引き出されるように配設されている。また、電線２２は、ハウジング２１の底壁２１ａに形成された貫通孔に装着されたときに、該貫通孔を密閉するためのシール部材としてのチューブ状のゴム詮２４に挿通されている。さらに、ハウジング２１の内底周囲にもシール部材としてのリング状のゴム詮２５が嵌め込まれている。
【００２５】
図３に電線２２とメス端子２３との接続部分及びメス端子２３とオス端子１２との接続状態を示す拡大斜視図及び断面図を示す。また、図４に電線２２の断面図を示す。電線２２は、広く汎用されている金属線（芯線）を樹脂製（防水性）の被覆チューブで覆ったものを使用でき、例えば、芯線が所謂単線または撚り線のものを使用でき、特に撚り線を用いたものを好ましく使用することができる。すなわち、防水性の被覆層を有し、一方端に空気圧をかけた場合に他方端へわたって被覆層内に通気性のある電線であればよい。ここでは、電線２２として、撚り線のものを用いており、具体的には、図４に示すように、電線２２は、複数本の金属製の芯線２２ａ及びこれらを被覆する伸縮性を有する樹脂製の被覆チューブ２２ｂを有し、芯線２２ａ間には隙間Ｃが存在し、また芯線２２ａと被覆チューブ２２ｂとの間にも一方端から空気圧がかかると被覆チューブ２２ｂが伸張して隙間が生じ得るものであり、一方端から他方端へ被覆チューブ２２ｂ内により通気性を有するものである。
【００２６】
電線２２の一方端部は、図３に示すように、被覆チューブ２２ｂが剥離処理されて芯線２２ａの撚り線が露出され、この露出された芯線２２ａの部分において、板状の金属板を巻き付けるようにかしめられることにより、メス端子２３と圧着接続されている。このかしめ部分の両側の部分２２ａａ、２２ａｂにおいて芯線２２ａが露出されている。また、メス端子２３は、その電線２２の引き出し側の端部において、剥離処理された被覆チューブ２２ｂの先端部分に対して、ゴム詮２４の先端部を介して同様にかしめられて電線２２と圧着接続されている。そして、メス端子２３の先端部は、オスコネクタ１０にメスコネクタ２０を差し込み装着したときに、オス端子１２の一方端部１２ａが差し込まれて挿着され、電気的に接続されるように、中空が形成されるように金属板を巻き付けた形状を有する。
【００２７】
このようなメスコネクタ２０は、電線２２にメス端子２３をかしめて接続し、ゴム詮２４に挿通したものを並設させた状態で樹脂を金型内にインサートしてハウジング２１を形成する、所謂インジェクション成形により製造することができる。また、インジェクション成形して形成したハウジング２１に、その開口から一方端部にメス端子２３をかしめて圧着接続した電線をゴム詮２４に挿通した状態で挿入して製造することもできる。
【００２８】
次に、図５に実施の形態１のコネクタ付防水性モジュールの要部概略断面図を示す。防水ケース１００は、樹脂製の箱状体をなし、内部Ｘに図示しない回路基板を収容している。防水ケース１００の側壁には、オスコネクタ１０を取り付けるための開口部が形成されており、この開口部にオスコネクタ１０のハウジング１１の底壁１１ａの肉厚部１１ｂを嵌め込み、肉厚部１１ｂの周囲を囲むようにシール部材としてのリング状のゴム詮３０を、ハウジング１１の底壁１１ａと防水ケース１００の開口の周囲の側壁との間に介在させて、一対の取付ネジにより固定してオスコネクタ１０が防水ケース１００の側壁に取り付けられる。このとき、オスコネクタ１０の取付ピン１１ｄは、防水ケース１００の内部Ｘに設けられた取り付け孔に挿着される。このようにして、防水ケース１００の開口部にオスコネクタを取り付けることにより、防水ケースの内部Ｘは、オスコネクタ１０の底壁１１ａの肉厚部１１ｂを貫通する連通孔１３によってのみ防水ケース１００の外部であるオスコネクタ１０の内部の空間Ａに連通することになる。
【００２９】
そして、オスコネクタ１０の開口側からメスコネクタ２０の開口が被さるように差し込まれて、オスコネクタ１０とメスコネクタ２０とが接続される。このとき、オスコネクタ１０の開口周壁がメスコネクタ２０の内部に設けられたゴム詮２５に押圧され、メスコネクタ２０の底壁２１ａに設けられた開口が電線２２とゴム詮２４とにより密閉されることにより、コネクタ内部に外気と遮断された密封空間Ｙが形成されることになる。また、密封空間Ｙにおいて、オスコネクタ１０のオス端子１２の一方端部１２ａがメスコネクタ２０のメス端子２３の先端部に嵌合されて接続されるとともに、密封空間Ｙ内に電線２２の芯線２２ａと剥離処理した被覆チューブ２２ｂとの境界領域が位置することとなり、密封空間Ｙ内に電線２２の芯線２２ａのメス端子２３とのかしめ部分の両側の部分２２ａａ、２２ａｂの芯線２２ａが露出している。
【００３０】
メスコネクタ２０の電線２２は、コネクタ内部の密封空間Ｙからメスコネクタ２０のハウジング２１の底壁２１ａを貫通するようにして、他の制御回路ケース２００など、外部に引き出され、その他方端部を外気に開放されて所定の箇所に電気的に接続されることになる。
【００３１】
以上のように、防水ケース１００にオスコネクタ１０を取り付け、さらにオスコネクタ１０にメスコネクタ２０を装着することにより、防水ケース１００の内部Ｘ及びコネクタ内部の密封空間Ｙが防水性を有することになり、防水ケース１００の内部Ｘは、オスコネクタの連通孔１３を介してコネクタ内部の密封空間Ｙと通気でき、密封空間Ｙは、メス端子２３を電線２２の芯線２２ａにかしめた部分の両側の部分２２ａａ、２２ａｂに露出する芯線２２ａから電線２２の被覆チューブ２２ｂ内の隙間Ｃを介して電線２２の他方端部から外気に通気可能とされる。すなわち、防水ケース１００の内部Ｘの空気は、連通孔１３、コネクタ内部の密封空間Ｙ及び電線２２を通じて外気と接続されることになるので（図５中の矢印参照）、防水ケース１００の周囲の温度が変化した場合であっても、防水ケース１００の内部の内圧の変化を抑制または防止できるのである。
【００３２】
以上説明したように実施の形態のコネクタ付モジュールにおけるオスコネクタ１０の底壁１１ａの肉厚部１１ｂに連通孔１３を設けているが、この連通孔１３を樹脂製または金属製の中空チューブを用い、ハウジング１１の底壁１１ａの肉厚部１１ｂを貫通するように植設して設けるようにしてもよいし、この連通孔１３に代え、オスコネクタ１０のオス端子１２をその両端が開口するチューブ状にして防水ケース１００の内部Ｘとオスコネクタの内部空間Ａとを連通して通気できるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、本実施の形態のコネクタ付モジュールにおけるメスコネクタ２０には、撚り線を用いた電線２２を用いているが、本発明はこれに限定されず、単線を用いた電線をも使用することができる。すなわち、単線を用いた電線とは、１本の芯線を被覆チューブで覆ったもので、一方端に圧力をかけると、被覆チューブ２２ｂが伸張して芯線と被覆チューブとの間に、通気に十分な隙間が生じ、撚り線を用いた電線と同様に防水ケースの内部の空気を逃がしたり電線の他端から吸引でき、防水ケースが防水性を損なうことを軽減または防止できるのである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のコネクタ付モジュール及び密封ケースの通気構造によれば、比較的剛性強度の低い樹脂製の密封ケースを用い、比較的大きな温度変化が生じる環境下で使用したとしても、密封ケースの内部の内圧の変化を抑制または防止して、密封ケースに亀裂が生じたり、シール部材によるシール効果を損ない防水性（密封性）が欠落するのを効果的に防止できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るコネクタ付モジュールのオスコネクタを示す（１）斜視図及び（２）（１）のＩ−Ｉ断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るコネクタ付モジュールのメスコネクタを示す（１）斜視図及び（２）（１）のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るメスコネクタの電線とメス端子との接続状態を示す（１）斜視図及び（２）断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るメスコネクタの電線を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るコネクタ付モジュールの要部概略断面図である。
【符号の説明】
１０    オスコネクタ
１１、２１    ハウジング
１２    オス端子
１３    連通孔
２２    電線
２２ａ    芯線
２２ｂ    被覆チューブ
２３    メス端子
１００    防水ケース
Ｃ    電線内部の隙間
Ｘ    防水ケースの内部
Ｙ    コネクタ内部の密封空間
【図１】
2005011747.tif 000003
【図２】
2005011747.tif 000004
【図３】
2005011747.tif 000005
【図４】
2005011747.tif 000006
【図５】
2005011747.tif 000007