JP2018129197A - Waterproof connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防水コネクタに関する。 The present invention relates to a waterproof connector.
電気・電子機器相互を電気回路によって接続する方法として、各種の方法が知られている。装着・取り外しが容易であること、繰り返し接続使用が可能であること、回路設計の自由度が高いこと、回路信頼性に優れること等の理由によって、いわゆるコネクタが広く使用されている。
このようなコネクタには、電気回路機能を長期に持続させるために、使用環境を外部から遮断する等して、特に水や油のような液体類の侵入の防止が求められる。特にコネクタを自動車用途、船舶用途、あるいは航空機用途で使用する場合は雨等の水分に曝される機会が多いので厳密な防水機能が求められる。また、温度変化が大きな環境下で使用する場合はコネクタの端子部とハウジング部に隙間が発生する可能性が高まるので同様に厳しい防水機能を保つ必要がある。コネクタが防水コネクタとも称される所以である。
Various methods are known as a method of connecting electrical and electronic devices with each other by an electric circuit. The so-called connectors are widely used because they are easy to attach and detach, can be used repeatedly, have a high degree of freedom in circuit design, and have excellent circuit reliability.
In order to maintain the electric circuit function for a long period of time, such a connector is required to prevent invasion of liquids such as water and oil, for example, by shutting off the use environment from the outside. In particular, when the connector is used in an automobile application, a ship application, or an aircraft application, since it is often exposed to moisture such as rain, a strict waterproof function is required. Also, when used in an environment where the temperature change is large, there is a high possibility that a gap will be generated between the terminal portion of the connector and the housing portion, so that it is necessary to maintain a strict waterproof function. This is why the connector is also called a waterproof connector.
一般的にコネクタは、射出成形にて熱可塑性樹脂製ハウジングを成形した後にピン打ち加工によって金属端子を挿入する方法や、熱可塑性樹脂と金属端子のインサート成形を行う方法等によって製造されている。このうち、インサート成形法では、射出成形工程において、熱可塑性樹脂が金属端子を押圧して成形されるため、金属・樹脂間に隙間が空き難く、ピン打ち加工で製造した場合と比べて防水性能が高いとされている。 In general, a connector is manufactured by a method of inserting a metal terminal by pinning after molding a thermoplastic resin housing by injection molding, a method of performing insert molding of a thermoplastic resin and a metal terminal, or the like. Among them, in the insert molding method, since the thermoplastic resin is molded by pressing the metal terminal in the injection molding process, it is difficult to leave a gap between the metal and the resin, and it is waterproof compared to the case where it is manufactured by pinning. Is said to be high.
しかしながら、インサート成形法であっても、熱可塑性樹脂と金属端子の種類によっては、線膨張係数の差によって金属端子と熱可塑性樹脂との間に大きな熱応力が発生し界面剥離が起こることによって隙間が発生し、高度な防水機能が求められる用途には使用できないことがあった。
また、仮に成形直後に完璧な防水機能を発現する場合であっても、長期にわたってコネクタを使用している間に、使用環境下でのヒートサイクル現象によって隙間を生起し、水浸入によってコネクタ機能が損なわれることもあった。
However, even with the insert molding method, depending on the type of thermoplastic resin and metal terminal, a large thermal stress is generated between the metal terminal and the thermoplastic resin due to the difference in coefficient of linear expansion, resulting in interfacial delamination. May occur and may not be used for applications that require advanced waterproof functions.
In addition, even if a perfect waterproof function is developed immediately after molding, a gap occurs due to the heat cycle phenomenon under the usage environment while the connector is used for a long time, and the connector function is caused by water penetration. It was sometimes damaged.
これらの問題に対し、金属端子と熱可塑性樹脂との密着性を向上させて防水機能を付与したインサート成形技術として、いくつかの方法が提案されている。
例えば、特許文献１および２には、インサートする金属端子の樹脂で覆われる部分に予め合成ゴム等のゴム状弾性材を配してインサート成形する方法が開示されている。
In response to these problems, several methods have been proposed as an insert molding technique in which adhesion between a metal terminal and a thermoplastic resin is improved to provide a waterproof function.
For example,
インサートする金属端子の樹脂で覆われる部分に予め合成ゴム等のゴム状弾性材を配してインサート成形する方法では加硫ゴムと金属端子との接着性が十分でない場合があり防水機能を長期間保持できない場合があった。 In the method of insert molding by placing a rubber-like elastic material such as synthetic rubber in advance on the part of the metal terminal to be inserted that is covered with resin, the adhesion between the vulcanized rubber and the metal terminal may not be sufficient. In some cases, it could not be retained.
本発明者らは、防水機能を長期間保持できる防水コネクタを開発すべく鋭意検討した。その結果、熱可塑性樹脂と接合する金属端子の表面に微細凹凸形状を付与するとともに、熱可塑性樹脂と金属端子の表面の間に、ゴム状弾性体を介在させる方法が有効であることを見出し、本発明に到達した。 The present inventors diligently studied to develop a waterproof connector that can maintain a waterproof function for a long period of time. As a result, it has been found that a method of interposing a rubber-like elastic body between the surface of the thermoplastic resin and the metal terminal is effective while providing a fine uneven shape on the surface of the metal terminal to be joined to the thermoplastic resin, The present invention has been reached.
すなわち、本発明によれば、以下に示す防水コネクタが提供される。 That is, according to the present invention, the following waterproof connector is provided.
［１］
金属（Ｍ）により構成され、かつ、表面の少なくとも一部に微細凹凸形状を含む金属端子と、
ゴム状弾性体（Ｇ）により構成され、かつ、上記金属端子の上記微細凹凸形状を含む面に少なくとも接合したシール層と、
熱可塑性樹脂（Ｒ）により構成され、かつ、上記シール層の上記金属端子と接合した面とは反対側の表面を少なくとも被覆するハウジングと、
を備える防水コネクタ。
［２］
ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定される、上記ゴム状弾性体（Ｇ）の引張弾性率が５０ＭＰａ以下である上記［１］に記載の防水コネクタ。
［３］
ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して測定される、上記熱可塑性樹脂（Ｒ）の引張弾性率が１００ＭＰａ以上である上記［１］または［２］に記載の防水コネクタ。
［４］
上記金属端子の上記シール層が接合する面の全体に上記微細凹凸形状が形成されている上記［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の防水コネクタ。
［５］
上記微細凹凸形状の凸部と凹部の高低差の平均値が１０ｎｍ以上２００μｍ以下である上記［１］乃至［４］のいずれか一つに記載の防水コネクタ。
［６］
上記ゴム状弾性体（Ｇ）が、天然ゴム、ジエン系合成ゴム、非ジエン系合成ゴムおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択される一種または二種以上を含む上記［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の防水コネクタ。
［７］
熱可塑性樹脂（Ｒ）が、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロへキシレンジメチルテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトンおよび液晶ポリマーからなる群より選択される一種または二種以上を含む上記［１］乃至［６］のいずれか一つに記載の防水コネクタ。
[1]
A metal terminal made of metal (M) and including fine irregularities on at least a part of the surface;
A seal layer composed of a rubber-like elastic body (G) and bonded at least to the surface of the metal terminal including the fine irregularities;
A housing made of a thermoplastic resin (R) and covering at least a surface of the sealing layer opposite to the surface joined to the metal terminal;
Waterproof connector with.
[2]
The waterproof connector according to [1], wherein the rubber-like elastic body (G) is measured in accordance with JIS K6251 and has a tensile elastic modulus of 50 MPa or less.
[3]
The waterproof connector according to [1] or [2], wherein the thermoplastic resin (R) has a tensile modulus of elasticity of 100 MPa or more as measured in accordance with JIS K7127.
[4]
The waterproof connector according to any one of [1] to [3], wherein the fine uneven shape is formed on an entire surface of the metal terminal to which the seal layer is bonded.
[5]
The waterproof connector according to any one of [1] to [4], wherein an average value of a height difference between the fine concavo-convex convex portion and the concave portion is 10 nm or more and 200 μm or less.
[6]
[1] to [5], wherein the rubber-like elastic body (G) includes one or more selected from the group consisting of natural rubber, diene-based synthetic rubber, non-diene-based synthetic rubber, and thermoplastic elastomer. The waterproof connector as described in any one.
[7]
The thermoplastic resin (R) is acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polystyrene, polyethylene, polypropylene, acrylic resin, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycyclohexylene dimethyl terephthalate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyamide, poly The waterproof connector according to any one of [1] to [6], including one or more selected from the group consisting of ether ether ketone and liquid crystal polymer.
本発明によれば、防水機能を長期間保持できる防水コネクタが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the waterproof connector which can hold | maintain a waterproof function for a long term is provided.
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図面は発明概念を示すための概略図であり、実際の寸法比率とは一致しない。文中の数字の間にある「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。以下、本発明の防水コネクタを構成する各部材、およびこれら各部材から防水コネクタを製造する方法について述べる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, similar constituent elements are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate. Further, the drawings are schematic diagrams for illustrating the concept of the invention and do not coincide with actual dimensional ratios. Unless otherwise specified, “˜” between numbers in the sentence represents the following. Hereinafter, each member constituting the waterproof connector of the present invention and a method of manufacturing the waterproof connector from these members will be described.
本実施形態に係る防水コネクタ１は、図１（斜視図）及び図２（図１に示したＡ−Ｂ−Ｃの断面図）に示されるように、金属（Ｍ）により構成され、かつ、表面の少なくとも一部に微細凹凸形状３ａを含む金属端子３と、ゴム状弾性体（Ｇ）により構成され、かつ、金属端子３の微細凹凸形状３ａを含む面に少なくとも接合したシール層４と、熱可塑性樹脂（Ｒ）により構成され、かつ、シール層４の金属端子３と接合した面とは反対側の表面を少なくとも被覆するハウジング２と、を備える。
シール層４は、作業効率の視点から、通常は金属端子３の短手方向に同一幅になるように胴巻きされて接合されるが、本実施形態における金属端子３周りのシール層４の接合態様はこれに限定されない。ハウジング２は、熱可塑性樹脂（Ｒ）により構成され、図１および図２の例では矩形の有底筒状形状である。ここで、筒内部すなわちハウジング底の上方からハウジング底の下方を貫通する複数の金属端子３（オス形状）が複数形成されている。図１および図２においては、金属端子は４本であり端子形状はオスとなっているが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
The
From the viewpoint of work efficiency, the
本実施形態に係る防水コネクタ１は、シール層４の一部が金属端子３の微細凹凸形状３ａに侵入しているため、金属端子３とシール層４との間の接合性に優れている。そのため、例えば、高温環境と低温環境が繰り返される環境下であっても、線膨張係数の小さな金属端子と線膨張係数の大きな熱可塑性樹脂との間に歪や隙間を発生させることを抑制でき、その結果、防水機能を長期間保持することが可能となる。
The
図２において、ハウジング２は、シール層４（図２における黒塗り箇所）の金属端子３と接合した面とは反対側の表面の全体のみを被覆する態様が描かれているが、本実施形態では必ずしも金属端子３と接合した面とは反対側の表面の全体のみである必要はない。
図２内に表示したＸ方向から眺めた図３に示されるように、金属端子３に接合したシール層４の金属端子３の長手方向の平均長をａ（ｍｍ）、ハウジング底部２ａの金属端子３の長手方向の平均長をｂ（ｍｍ）とした場合、通常ａ≦ｂであり、好ましくはａ＜ｂであり、より好ましくはａ≦０．９×ｂであり、さらに好ましくはａ≦０．８×ｂである。ａ長がｂ長に満たない場合、防水コネクタ１を過酷な環境で使用した場合に、シール層４を構成するゴム状弾性体（Ｇ）がプラグやレセプタクルの接続部を通して回路外に漏えいし電気電子部品に悪影響を与えることを抑制できるため好ましい。ａ長がｂ長に満たない場合、その差分、すなわち（ｂ−ａ）長にはハウジング２を構成する熱可塑性樹脂（Ｒ）が金属端子３の表面に形成された微細凹凸形状３ａに直接接合している。こうすることによって、熱可塑性樹脂（Ｒ）は、シール層４の全表面ならず、金属端子面の微細凹凸形状３ａを含む領域にも接合するので、シール層４を構成するゴム状弾性体（Ｇ）が系外に漏えいするリスクをミニマイズできる。
In FIG. 2, the
As shown in FIG. 3 as viewed from the X direction displayed in FIG. 2, the average length in the longitudinal direction of the
金属端子３の表面に形成された微細凹凸形状３ａは、シール層４が接合する部位に形成されていれば本発明の効果を発現するが、シール層４が接合する面の全体に形成されていることがより好ましい。
また、金属端子３の表面とシール層４との間の密着性をさらに強化する観点から、金属端子３のシール層４が接合する部位およびハウジング２が接合する部位に微細凹凸形状３ａが形成されていることが好ましく、金属端子３のシール層４が接合する面の全体およびハウジング２が接合する面の全体に微細凹凸形状３ａが形成されていることがより好ましい。
また、金属端子３の表面に微細凹凸形状３ａを付与する際の作業効率の視点から、通常はシール層４が接合する全表面およびハウジング２が接合する全表面に微細凹凸形状３ａが形成されていることが好ましく、金属端子３の全表面に微細凹凸形状３ａが形成されていることがより好ましい。
The fine
Further, from the viewpoint of further strengthening the adhesion between the surface of the
Further, from the viewpoint of work efficiency when the fine
上記微細凹凸形状３ａは、後述する様々な粗化方法で形成することができる。粗化方法によっては、微細凹凸形状３ａを含む領域の凹凸形状は、相対的に大きなスケールの第１凹凸形状部と、上記第１凹凸形状部の表面に形成された相対的に小さなスケールの第２凹凸形状部と、により構成される場合がある。本実施形態における微細凹凸形状３ａは、第１凹凸形状部のみを有する態様、第２凹凸形状部のみを有する態様および第１凹凸形状部と第２凹凸形状部の両方を有する態様を包含する用語として用いられる。
The fine concavo-
微細凹凸形状３ａの凹部の深さ、すなわち微細凹凸形状３ａの凸部と凹部の高低差の平均値は、特に限定されないが、例えば、１０ｎｍ以上２００μｍ以下とすることができる。上記高低差の平均値は、大きくは金属面粗化方法によって決定され、例えば後述する薬液法では１０ｎｍ以上１００μｍ未満に、レーザー加工では１００μｍ以上２００μｍ以下にすることができる。なお、本実施形態において、上記高低差の平均値とはＪＩＳ Ｂ６０１に準拠して測定される十点平均粗さ（Ｒｚ）と同義である。
The depth of the concave portion of the fine concavo-
微細凹凸形状３ａの凹部には、例えば、ハウジング２を構成する熱可塑性樹脂（Ｒ）およびシール層４を構成するゴム状弾性体（Ｇ）が別々に侵入している。本実施形態においては、凹部には、凹部の深さｄの１／２以上の深さの領域まで、上記のいずれかの樹脂が侵入していることが好ましい。すなわち、凹部への上記樹脂の侵入深さＤが、Ｄ≧ｄ／２を満たしていることが好ましい。
For example, the thermoplastic resin (R) that constitutes the
以下、金属（Ｍ）により構成された金属端子３、ゴム状弾性体（Ｇ）により構成されたシール層４、および熱可塑性樹脂（Ｒ）により構成されたハウジング２について説明する。
Hereinafter, the
＜金属端子＞
本実施形態において、金属端子３は金属（Ｍ）により構成される。金属（Ｍ）としては例えば、銅、銅合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金等が挙げられる。これらの中でも、銅および銅合金は高い導電率を示すのでコネクタの大電流化にも対応できる点で好ましい。一方で、最近の自動車等の車両の軽量化指向に伴いアルミニウム電線が急速に普及しているが、このようなアルミニウム電線に接続されるコネクタ用の金属端子３は電解腐食を防御する観点からアルミニムまたはアルミニウム合金により構成されることが好ましい。
<Metal terminal>
In the present embodiment, the
次に、金属端子３の表面に微細凹凸形状を形成させる方法について述べる。
Next, a method for forming a fine uneven shape on the surface of the
金属（Ｍ）の成形は、一般的には圧延法やダイキャスト法、射出成形法等により行われ、成形過程で使用される機械油や離型剤等が金属（Ｍ）の成形体の表面に付着したり、浸透したりしている。そのためこれらから成形された本実施形態に係る金属端子３においては、表面粗化処理に先立ち、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液等による脱脂処理が施されていることが望ましい。
Metal (M) is generally formed by a rolling method, die casting method, injection molding method, or the like. The machine oil or mold release agent used in the forming process is the surface of the metal (M) compact. It adheres to or penetrates. Therefore, it is desirable that the
金属端子３の表面粗化処理方法としては、金属端子の表面に微細凹凸形状が形成される方法であれば公知の方法が制限なく使用できる。例えば、酸系エッチング剤を用いる方法（国際公開第２０１５／００８８４７号、特開２００１-３４８６８４号公報等）、水和ヒドラジン、アンモニア、及び水溶性アミン化合物から選ばれる１種以上のアミン系水溶液で処理する方法（国際公開第２００９／３１６３２号、特開２００５−１１９００５号公報等）、酸、ベンズイミダゾール化合物及び水を含む銅表面処理剤を用いる方法（特許４２４２９１５号等）等の薬液法を好ましい方法として例示することができる。その他の方法、陽極酸化法や、サンドブラスト、ローレット加工、レーザー加工等の機械的切削法を採用することもできる。
As a method for roughening the surface of the
微細凹凸形状３ａが形成された領域は金属端子３の全表面であってもよいし、あるいはゴム状弾性体（Ｇ）の接合部分を含む一部分であってもよいが、表面粗化処理を薬液法で実施する場合はその作業効率の視点から金属端子３の全表面が好ましい。その後、金属端子３に形成された微細凹凸形状３ａの形成領域に対して本実施形態に係るシール層４を、各種成形法を適宜採用して形成し、さらにシール層４の表面を被覆するようにハウジング２を各種成形法を適宜採用して形成することによって、本実施形態に係る防水コネクタ１を得ることができる。
The region where the
なお、本実施形態に係る防水コネクタの金属端子３が銅合金から形成される場合、その表面はＳｎめっき付き（リフローＳｎめっきや、電気光沢Ｓｎめっき等）銅合金であってもよい。Ｓｎめっきが施されることによって、防水コネクタ１の耐熱性を向上させることができる。すなわち、防水コネクタ１の使用環境が、例えば１５０℃前後にもなるエンジンルーム内に設置されている場合や、大電流が通電するコネクタであっても熱劣化によるめっき剥がれに起因した通電不良現象をより一層起こし難くなる。
In addition, when the
＜ゴム状弾性体（Ｇ）＞
本実施形態に係るゴム状弾性体（Ｇ）は、シール層４の応力緩和能をより良好にし、線膨張係数の小さな金属端子と線膨張係数の大きな熱可塑性樹脂との間の歪や隙間の発生をより一層抑制する観点から、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定される引張弾性率が好ましくは５０ＭＰａ以下、より好ましくは３０ＭＰａ以下、さらに好ましくは２０ＭＰａ以下である。
ゴム状弾性体（Ｇ）の上記引張弾性率の下限値は特に限定されないが、シール層４の機械的特性をより良好にする観点から、例えば１ＭＰａ以上が好ましい。
本実施態様においては、ゴム状弾性体（Ｇ）からシール層４が形成される。
<Rubber elastic body (G)>
The rubber-like elastic body (G) according to the present embodiment makes the stress relaxation ability of the
The lower limit value of the tensile elastic modulus of the rubber-like elastic body (G) is not particularly limited, but is preferably, for example, 1 MPa or more from the viewpoint of improving the mechanical properties of the
In this embodiment, the
本実施形態に係るゴム状弾性体（Ｇ）は、例えば、天然ゴム、ジエン系合成ゴム、非ジエン系合成ゴムおよび熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等が挙げられる。これらのゴム状弾性体は一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the rubber-like elastic body (G) according to this embodiment include natural rubber, diene synthetic rubber, non-diene synthetic rubber, and thermoplastic elastomer (TPE). These rubber-like elastic bodies may be used alone or in combination of two or more.
天然ゴムおよびジエン系合成ゴムは、ポリマー主鎖に二重結合を有し化学的には反応性に富むため硫黄で容易に加硫可能なゴムである。ジエン系合成ゴムとしては、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム（合成天然ゴム）、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム等を例示できる。本実施形態において天然ゴムまたはジエン系ゴムを使用する場合は、これらは通常架橋または加硫処理されたゴム状弾性体として用いられる。
一方で、非ジエン系合成ゴムは、ポリマー主鎖に二重結合を持たないか、あるいは持っていても極めて僅かなゴムであり、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を例示できる。これらの非ジエン系ゴムの中で、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴムは使用時に過酸化物によって架橋（動的加硫も含む）されていてもよい。
熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）は、高温下ではプラスチックと同様に可塑化されて成形が容易であり、その成形体が常温でゴム状弾性体として振る舞う材料である。本実施形態に係るＴＰＥとは、非架橋型と架橋型に二大別される。非架橋型は、ドメイン（硬質相）が連続相（軟質相）に分散したミクロ相分離構造を示し、例えば硬質相が物理架橋点として働くことによってゴム弾性を発現するＴＰＥであり、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アミド系エラストマー、オレフィン系エラストマー等を例示できる。一方、架橋型であるＴＰＥとしては、金属イオン架橋様式のアイオノマー等を挙げることができる。
Natural rubber and diene-based synthetic rubber are rubbers that have a double bond in the polymer main chain and are chemically highly reactive, so that they can be easily vulcanized with sulfur. Examples of the diene-based synthetic rubber include styrene / butadiene rubber, isoprene rubber (synthetic natural rubber), butadiene rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, and the like. When natural rubber or diene rubber is used in the present embodiment, these are usually used as rubber-like elastic bodies that have been crosslinked or vulcanized.
On the other hand, non-diene-based synthetic rubber has no double bond in the polymer main chain, or is a very small amount of rubber, but includes butyl rubber, ethylene / propylene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, urethane rubber, Examples thereof include silicone rubber and fluorine rubber. Among these non-diene rubbers, butyl rubber, ethylene / propylene rubber, and ethylene / propylene / diene rubber may be crosslinked (including dynamic vulcanization) with a peroxide at the time of use.
A thermoplastic elastomer (TPE) is a material that is plasticized at a high temperature in the same manner as plastic and can be easily molded, and that the molded body behaves as a rubber-like elastic body at room temperature. The TPE according to this embodiment is roughly divided into a non-crosslinked type and a crosslinked type. The non-crosslinked type shows a microphase separation structure in which domains (hard phase) are dispersed in a continuous phase (soft phase), for example, TPE that develops rubber elasticity by the hard phase acting as a physical cross-linking point. And ester elastomers, urethane elastomers, amide elastomers, olefin elastomers, and the like. On the other hand, examples of the cross-linked TPE include metal ion cross-linking ionomers.
本実施形態に係るゴム状弾性体（Ｇ）として、前述の天然ゴム、ジエン系合成ゴム、非ジエン系合成ゴムおよびＴＰＥ以外に、液状ゴムを使用することもできる。液状ゴムは、室温で流動性を示し、適当な化学反応によって三次元網目構造となり通常の架橋ゴムと同様な物理特性を持つ物質である。分子両末端に官能基を有する液状ゴム（テレケリック液状ゴム）と、該官能基と反応して公知の鎖延長できる硬化剤（例えば、ジイソシアネート、ビスエポキサイド、ジオール等）を組み合わせて用いることによってゴム状弾性体（Ｇ）とすることができる。 As the rubber-like elastic body (G) according to the present embodiment, liquid rubber can be used in addition to the above-mentioned natural rubber, diene synthetic rubber, non-diene synthetic rubber and TPE. The liquid rubber is a substance that exhibits fluidity at room temperature, has a three-dimensional network structure by an appropriate chemical reaction, and has physical properties similar to those of ordinary crosslinked rubber. By using a combination of a liquid rubber having a functional group at both molecular ends (telechelic liquid rubber) and a curing agent (for example, diisocyanate, bisepoxide, diol, etc.) capable of reacting with the functional group and capable of chain extension. It can be set as an elastic body (G).
本実施形態においては、ゴム状弾性体（Ｇ）としては熱可塑性エラストマーを使用するのが好ましい。その理由は上記したように、熱可塑性エラストマーには加熱状態において流動性（可塑性）が付与されているので、金属端子３の表面に形成された微細凹凸形状３ａの凹部にゴム状弾性体が十分に侵入することができるからである。次いで室温に戻すことによって、金属端子３の周りにゴム状弾性体（Ｇ）からなるシール層４を接合・形成できることも好ましい理由の一つである。このシール層４は、図３に示すように、金属端子３と接合した面とは反対側の表面が、金属端子３の表面上に形成された微細凹凸形状３ａに接合した熱可塑性樹脂（Ｐ）からなる層で閉じ込められる（被覆される）ことがより好ましい。これにより外部から押圧・固定化されるので、金属端子３の表面とシール層４との間の密着性をさらに強化するとともにその耐久性をも格段に向上させることが可能となる。
In the present embodiment, it is preferable to use a thermoplastic elastomer as the rubber-like elastic body (G). The reason is that, as described above, the thermoplastic elastomer is given fluidity (plasticity) in a heated state, so that a rubber-like elastic body is sufficient in the concave portion of the fine concave-
ゴム状弾性体（Ｇ）を金属端子３の微細凹凸形状３ａを含む表面にシールさせる方法は、ゴム状弾性体（Ｇ）が天然ゴム、ジエン系合成ゴム、又は非ジエン系合成ゴムである場合と、熱可塑性エラストマーである場合とでは前者が加硫を伴うのに対し、後者では加硫を伴わない点で異なる。例えば、前者においては、１）未加硫ゴム組成物を常温下で金属端子３の表面に接触・付着させた後、２）高温下で加硫（架橋）処理を行う。一方で後者の場合は、１）高温状態にある熱可塑性エラストマーを金属端子３の表面に接触・付着させた後、２）室温まで降温する。
金属端子３の表面へのゴム状弾性体（Ｇ）からなるシール層４を形成する成形法としては、例えば、射出成形、ＬＩＭ成形、インサート成形、押出成形、圧縮成形、トランスファー成形等公知の成形法や、塗布、浸漬等の方法等が挙げられる。
The method of sealing the rubber-like elastic body (G) to the surface including the
As a molding method for forming the
＜熱可塑性樹脂（Ｒ）＞
本実施形態に係る熱可塑性樹脂（Ｒ）は、ハウジング２の機械的特性をより良好にする観点から、ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して測定される引張弾性率が好ましくは１００ＭＰａ以上である。
上記引張弾性率の上限値は特に限定されないが、例えば１００００ＭＰａ以下である。
<Thermoplastic resin (R)>
The thermoplastic resin (R) according to the present embodiment preferably has a tensile modulus of elasticity of 100 MPa or more in accordance with JIS K7127 from the viewpoint of making the mechanical properties of the
Although the upper limit of the said tensile elasticity modulus is not specifically limited, For example, it is 10,000 MPa or less.
本実施形態に係るハウジング２を構成する熱可塑性樹脂（Ｒ）としては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロへキシレンジメチルテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が挙げられる。これらの樹脂は一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、入手容易性や金属端子３とハウジング２との間の接合強度の視点から、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＢＴおよびＰＣＴからなる群より選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。
Examples of the thermoplastic resin (R) constituting the
Among these, it is preferable to include one or two or more selected from the group consisting of PPS, PEEK, PBT, and PCT from the viewpoint of availability and bonding strength between the
本実施形態に係るハウジング２を構成する熱可塑性樹脂（Ｒ）は、金属端子３とハウジング２との線膨張係数差、あるいは金属端子３とシール層４との線膨張係数差の調整やハウジング２の機械的強度を向上させる観点から、充填材を併用してもよい。充填材を用いる場合、その含有量は熱可塑性樹脂（Ｒ）および充填材を含む樹脂組成物の全体を１００質量％としたとき、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。
このような充填材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、炭素粒子、粘土、タルク、シリカ、ミネラルおよびセルロース繊維からなる群より選択される一種または二種以上を選ぶことができる。これらの中でも、好ましくはガラス繊維、炭素繊維、タルクおよびミネラルからなる群より選択される一種または二種以上である。充填材の形状は特に限定されず、繊維状、粒子状、板状等が挙げられる。
The thermoplastic resin (R) constituting the
As such a filler, for example, one or more selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, carbon particle, clay, talc, silica, mineral, and cellulose fiber can be selected. Among these, Preferably it is 1 type, or 2 or more types selected from the group which consists of glass fiber, carbon fiber, talc, and a mineral. The shape of the filler is not particularly limited, and examples thereof include a fiber shape, a particle shape, and a plate shape.
上記充填材は、最大長さが１０ｎｍ以上６００μｍ以下の範囲にある充填材を数分率で５〜１００％有することが好ましい。上記最大長さは、より好ましくは３０ｎｍ以上５５０μｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以上５００μｍ以下である。また、上記最大長さの範囲にある充填材の数分率は、より好ましくは１０〜１００％であり、さらに好ましくは２０〜１００％である。 The filler preferably has a filler having a maximum length in the range of 10 nm to 600 μm in a fraction of 5 to 100%. The maximum length is more preferably 30 nm to 550 μm, and still more preferably 50 nm to 500 μm. Moreover, the fraction of the filler in the range of the maximum length is more preferably 10 to 100%, and further preferably 20 to 100%.
＜防水コネクタの製造方法＞
本実施形態に係る防水コネクタ１の製造方法、すなわち熱可塑性樹脂（Ｒ）により構成されたハウジング２を、シール層４の表面と微細凹凸形状３ａを有する金属端子３の表面に接合する方法としては、例えば、射出成形、押出成形、加熱プレス成形、圧縮成形、トランスファーモールド成形、注型成形、レーザー溶着成形、反応射出成形（ＲＩＭ成形）、ＬＩＭ成形、溶射成形等の樹脂成形方法が挙げられる。
これらの中でも射出成形法が好ましい。具体的には、シール層４が形成された金属端子３を射出成形金型のキャビティ部にインサートし、熱可塑性樹脂（Ｒ）を金型に射出する射出成形法によってハウジング２を成形し、防水コネクタ１を製造するのが好ましい。
<Method for manufacturing waterproof connector>
As a method of manufacturing the
Among these, the injection molding method is preferable. Specifically, the
射出成形法を用いた防水コネクタ１の製造方法は、具体的には、以下の［１］〜［３］の工程を含んでいる。
［１］所望の熱可塑性樹脂（Ｒ）またはこれを含む組成物を調製する工程
［２］シール層４用のゴム状弾性体（Ｇ）が接合した、微細凹凸形状３ａを含む金属端子３を射出成形用の金型の内部に設置する工程
［３］熱可塑性樹脂（Ｒ）を、射出成形機を通して、金属端子３の少なくとも微細凹凸形状３ａと接するように、金型内に射出成形し、ハウジング２を形成する工程
The method for manufacturing the
[1] Step of preparing a desired thermoplastic resin (R) or a composition containing the same [2] A
以下、［２］および［３］の工程による射出成形方法について説明する。
まず、射出成形用の金型を用意し、その金型を開いてその一部に微細凹凸形状３ａを含む金属端子３を設置する。
その後、金型を閉じ、熱可塑性樹脂（Ｒ）の少なくとも一部が、シール層４の表面と、必要に応じて金属端子３の表面の微細凹凸形状と接するように、上記金型内に［１］工程で得られた熱可塑性樹脂（Ｒ）またはこれを含む組成物を射出して固化する。その後、金型を開き離型することにより、防水コネクタ１を得ることができる。
Hereinafter, the injection molding method according to the steps [2] and [3] will be described.
First, a mold for injection molding is prepared, the mold is opened, and a
Thereafter, the mold is closed, and at least a part of the thermoplastic resin (R) is placed in the mold so that the surface of the
また、上記［１］〜［３］の工程による射出成形にあわせて、射出発泡成形や、金型を急速に加熱冷却する高速ヒートサイクル成形（ＲＨＣＭ，ヒート＆クール成形）を併用してもよい。 In addition to injection molding by the steps [1] to [3], injection foam molding or high-speed heat cycle molding (RHCM, heat & cool molding) for rapidly heating and cooling the mold may be used in combination. .
１ 防水コネクタ
２ ハウジング
２ａ ハウジング底部
３ 金属端子
３ａ 微細凹凸形状
４ シール層
DESCRIPTION OF
Claims (7)
ゴム状弾性体（Ｇ）により構成され、かつ、前記金属端子の前記微細凹凸形状を含む面に少なくとも接合したシール層と、
熱可塑性樹脂（Ｒ）により構成され、かつ、前記シール層の前記金属端子と接合した面とは反対側の表面を少なくとも被覆するハウジングと、
を備える防水コネクタ。 A metal terminal made of metal (M) and including fine irregularities on at least a part of the surface;
A seal layer composed of a rubber-like elastic body (G) and bonded at least to a surface including the fine concavo-convex shape of the metal terminal;
A housing made of a thermoplastic resin (R) and covering at least the surface of the sealing layer opposite to the surface joined to the metal terminal;
Waterproof connector with.
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