(57)【要約】【課題】コネクタで発生する応力を封止材の線膨張係数をコントロールすることで封止性能を向上させる防水コネクタを提供する。【解決手段】電子制御ユニットのコネクタと嵌合接続する防水コネクタにおいて、電子制御ユニットとの接続に用いる端子２４と、端子２４を収容するハウジング３０と、ハウジング３０内を封止する封止材５０とを備え、封止材５０の−４０℃〜１５０℃の間の線膨張係数が２１ｐｐｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御ユニットのコネクタと嵌合接続する防水コネクタにおいて、
前記電子制御ユニットとの接続に用いる端子と、
前記端子を収容するハウジングと、
前記ハウジング内を封止する封止材
とを備え、前記封止材の−４０℃〜１５０℃の間の線膨張係数が２１ｐｐｍ以下であることを特徴とする防水コネクタ。
【請求項２】
前記封止材は、ガラス転移点が１５０℃以上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。
【請求項３】
前記封止材は、エポキシ、ウレタン、シリコーン、アクリレートの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の防水コネクタ。
【請求項４】
前記封止材は、耐油性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の防水コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の配線に用いるコネクタに関し、特に、防水性能に優れた防水コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のワイヤーハーネスの配線では、電線被覆の内側を伝って水分が浸入してしまうと、腐食してしまうことや、電子制御部に水分が到達して正常な動作を妨げる恐れがある。そこで、ワイヤーハーネス内に水を侵入させないようにするための防水・止水機能を持たせる必要がある。水の侵入を防ぐ防水・止水機能として、コネクタやワイヤーハーネスの一部を封止材（シール剤）で封止する提案がされている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
しかしながら、従来、提案されているコネクタでは、ハウジング、端子、及び封止材の三者間で線膨張係数が異なり、このことにより熱膨張収縮が原因となり封止材が破壊されてしまい、封止ができなくなってしまうという問題があった。衝撃に強くするために弾性率の低い材料を使用する方法はあるが、一般的にこのような材料は、自動車用コネクタに必要とされる耐油性に劣るため必要な性能を満足しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４６７４４号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５０７３号公報
【特許文献３】特開２００９−２７２１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、コネクタで発生する応力を封止材の線膨張係数をコントロールすることで封止性能を向上させる防水コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の一態様によれば、電子制御ユニットのコネクタと嵌合接続する防水コネクタにおいて、電子制御ユニットとの接続に用いる端子と、端子を収容するハウジングと、ハウジング内を封止する封止材とを備え、封止材の−４０℃〜１５０℃の間の線膨張係数が２１ｐｐｍ以下である防水コネクタであることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コネクタで発生する応力を封止材の線膨張係数をコントロールすることで封止性能を向上させる防水コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る防水コネクタの概略平面図である。
【図２】本発明のその他の実施の形態に係る防水コネクタの概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１０】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る防水コネクタは、図１に示すように、電子制御ユニットのコネクタ（図示せず）と嵌合接続する防水コネクタにおいて、電子制御ユニットとの接続に用いる端子２４と、端子２４を収容するハウジング３０と、ハウジング３０内を封止する封止材５０とを備える。
【００１１】
電線１は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）等からなる芯線１０と、芯線１０の外周を樹脂等で被覆する絶縁被覆材１２とを備える。電線１の端末部は、端子２４を接続するために芯線１０が露出した状態となっている。
【００１２】
端子２４は、断面Ｕ字状の導体加締部２０と被覆加締部２２とが設けられている。導体加締部２０で芯線１０を加締め、被覆加締部２２で絶縁被覆材１２を加締めることで、端子２４と電線１とが接続される。端子２４は、の線膨張係数が２０ｐｐｍ程度の材料を用いる。
【００１３】
封止材５０は、ハウジング３０内に保持される第１インナーハウジング３２と第２インナーハウジング４０との間に注型される。第１インナーハウジング３２及び第２インナーハウジング４０としては、ハウジング３０内で封止材５０を封止可能なゴム等の材料を用いる。
【００１４】
封止材５０は、流動性があり、加温することで粘度が低下する材料である。封止材５０の−４０℃〜１５０℃の間の線膨張係数が２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。封止材５０の線膨張係数の下限値は、ハウジング３０及び端子２４との線膨張係数差を考慮すると１５ｐｐｍ程度となる。しかし、ハウジング３０及び端子２４の線膨張係数が低くなれば、封止材５０の線膨張係数も併せて１５ｐｐｍ以下であっても構わない。
【００１５】
封止材５０としては、エポキシ、ウレタン、シリコーン、アクリレートの少なくともいずれかを含む材料であって、オートマチックオイル（ＡＴＦ）、ギヤオイル、ガソリン、軽油等に熔解しない耐油性を有するものを用いる。
【００１６】
封止材５０の耐熱衝撃性は、円筒状の端子入り試験体を用いた−４０℃と１５０℃のサイクル試験において、封止寿命が５００サイクル後に３０ｋＰａ以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る防水コネクタによれば、ハウジング３０、端子２４、及び封止材５０の三者間で線膨張係数を調整するために、封止材５０の線膨張係数を２１ｐｐｍ以下とすることで熱膨張収縮が抑えられる。熱膨張収縮が抑えられることで、封止材５０の破壊を防ぐことができ、封止を維持することができる。
【００１８】
また、本発明の実施の形態に係る防水コネクタによれば、封止性能の向上及びこれに伴う歩留まりの向上がみられ、結果としてコスト削減の効果が得られる。
【００１９】
（実施例）
以下に、実施例として種々の封止材５０における特性（線膨張係数、ガラス転移点、硬化温度、耐油性、耐熱衝撃性）を検証する。
【００２０】
線膨張係数の検証としては、封止材５０を硬化させ、適当な大きさの試料片を作製し、熱機械分析装置（ＴＭＡ）にて測定を行う。ＴＭＡを用いたときの線膨張係数で、ガラス転移点以下の線膨張係数をα１とし、ガラス転移点以降の線膨張係数をα２とする。線膨張係数は、−４０℃〜１５０℃において２１ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
ガラス転移点は、非晶質固体材料にガラス転移が起きる温度である。実施例の検証では、ガラス転移点の温度でＴＭＡにて測定を行う。硬化温度は、材料を硬化するときの温度である。
【００２２】
耐油性は、１５０℃のＡＴＦに２４時間浸漬し、浸漬する前と浸漬した後の体積変化を測定する。耐油性は、封止圧力が３０ｋＰａ以上で好ましく「○」評価とし、３０ｋＰａより低い場合には好ましくないので「×」評価とする。
【００２３】
耐熱衝撃性において、封止材５０の注型条件が、封止材注型速度を１ｇ／秒、注型量を９ｇで作製した試験片を使用する。耐熱衝撃性において、試験片の形状は、ＴＭＡでの測定したものと同様の形状で行う。耐熱衝撃性は、−４０℃と１５０℃のサイクル３０分で５００サイクル行う。耐熱衝撃性の試験法は、試験片（サンプル）の片側より空気圧力１０ｋＰａで印加して、３０秒以上漏れがないものについては封止ができていると判断し、更に空気圧力を印加する。耐熱衝撃性は、円筒状の端子入り試験体を用いた−４０℃と１５０℃のサイクル試験において、５００サイクル経過後に封止圧力が３０ｋＰａ以上で好ましく「○」評価とし、３０ｋＰａより低い場合には好ましくないので「×」評価とする。
【００２４】
本発明の実施例１，２としての封止材５０と、実施例１，２と比較するための比較例１，２，３としての封止材５０の特性を表１に示す。
【表１】
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【００２５】
実施例１で用いる封止材５０は、ペルノックス株式会社製のME-268D／HV-110Dである。実施例１の封止材５０は、線膨張係数α１が２１ｐｐｍ、ガラス転移点が１５４℃、硬化温度が１４０℃であって、耐油性の評価が「○」、耐熱衝撃性の評価が「○」である。したがって、実施例１としての封止材５０は、全ての条件を満たす。
【００２６】
実施例２で用いる封止材５０は、三菱化学製jER828を２０部、三菱化学製3010を５部、三菱化学製YED-216Mを５部、三菱化学製LV11を７部、溶融シリカを７０部として混合したものである。実施例２の封止材５０は、線膨張係数α１が１８ｐｐｍ、ガラス転移点が１６０℃、硬化温度が１５０℃であって、耐油性の評価が「○」、耐熱衝撃性の評価が「○」である。したがって、実施例２としての封止材５０は、全ての条件を満たす。
【００２７】
比較例１で用いる封止材５０は、ヘンケルエイブルスティックジャパン株式会社製のStycast A316である。比較例１の封止材５０は、線膨張係数α１が５９ｐｐｍ、線膨張係数α２が１５８ｐｐｍ、ガラス転移点が１３０℃、硬化温度が１２０℃であって、耐油性の評価が「○」、耐熱衝撃性の評価が「×」である。したがって、比較例１としての封止材５０は、耐熱衝撃性の条件を満たさないので採用することができない。
【００２８】
比較例２で用いる封止材５０は、ヘンケルエイブルスティックジャパン株式会社製のStycast 2057／Catalyst 11M2である。比較例２の封止材５０は、線膨張係数α１が４６ｐｐｍ、線膨張係数α２が１４６ｐｐｍ、ガラス転移点が９３℃、硬化温度が１００℃であって、耐油性の評価が「○」、耐熱衝撃性の評価が「×」である。したがって、比較例２としての封止材５０は、耐熱衝撃性の条件を満たさないので採用することができない。
【００２９】
比較例３で用いる封止材５０は、ペルノックス株式会社製のME-268／HV-110である。比較例３の封止材５０は、線膨張係数α１が２４ｐｐｍ、ガラス転移点が１５７℃、硬化温度が１５０℃であって、耐油性の評価が「○」、耐熱衝撃性の評価が「×」である。したがって、比較例２としての封止材５０は、耐熱衝撃性の条件を満たさないので採用することができない。
【００３０】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００３１】
例えば、防水コネクタは図１に示した形状に限らず、図２に示すような形状であっても構わない。図２に示す防水コネクタは、オス−オス型のコネクタであって、電子制御ユニットとの接続に用いる端子２４と、端子２４を収容する端子収容部３５を有するハウジング３０と、ハウジング３０内を封止する封止材５０とを備える。
【００３２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１…電線
１０…芯線
１２…絶縁被覆材
１４…端部
２０…導体加締部
２２…被覆加締部
２４…端子
３０…ハウジング
３２…第１インナーハウジング
３５…端子収容部
４０…第２インナーハウジング
５０…封止材
【図１】
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【図２】
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