JP5768766B2 - 防水栓 - Google Patents

Description

本発明は、防水栓に関する。

特許文献１には、従来の防水栓が開示されている。この防水栓は、防水コネクタのキャビティ内に挿入され、防水コネクタ内を液密にシールするものであって、軸方向に貫通する通気孔を有する防水栓本体と、防水栓本体の通気孔の軸方向中央部に装着される通気膜とを備えている。防水栓本体に対する通気膜の取り付けはインサート成形によりなされている。そして、通気膜は、液体の通過は規制するが気体の通過は許容するような通気性及び防水性を有している。このような構成であれば、防水コネクタが嵌合状態となり、キャビティ内の空気が熱膨張して外部大気との間に圧力差を生じても、通気膜を通して膨張した空気を逃がすことが可能となる。

また、特許文献１には、別の実施例として、軸方向に貫通する挿通孔を有する防水栓本体と、防水栓本体の挿通孔内に挿入されて挿通孔の内周面に密着する外周面を有しかつ軸方向に貫通する通気孔を有する閉止栓と、閉止栓の通気孔の軸方向中央部に装着される通気膜とを備えた防水栓も開示されている。この場合も、通気膜は閉止栓にインサート成形によって装着されている。

特開２００９−１９３８２３号公報

上記従来の防水栓によれば、構造が複雑になりがちなインサート成形用の射出装置を設けなければならず、設備コストやランニングコストが高騰するという問題がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、インサート成形を不要とし、コストを低減することが可能な防水栓を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、防水コネクタのキャビティ内に挿入され、前記キャビティ内に水が浸入するのを規制する防水栓であって、軸方向に貫通する挿入孔を有する防水栓本体と、前記防水栓本体の前記挿入孔内に挿入されて前記挿入孔の内周面に密着する外周面を有し、かつ軸方向に貫通する通気孔を有する軸部材と、前記軸部材の軸方向の一方端面に当接して前記通気孔の一方端の開口を塞ぐように配置され、液体の通過は規制するが気体の通過は許容する通気膜と、前記軸部材の軸方向の一方端面との間に前記通気膜を配置し、かつ前記通気膜を外部大気に臨ませる空間を確保しつつ前記軸部材に取り付けられる保護部材とを備え、前記保護部材にはロック突起が形成され、前記軸部材にはロック溝が形成され、前記ロック溝に前記ロック突起が弾性的に嵌ることにより、前記保護部材が前記軸部材に保持されるものであり、前記ロック溝が前記通気膜を外部大気に臨ませる前記空間とされているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記通気膜が、前記軸部材の軸方向の一方端面における前記通気孔の開口周縁部に溶着されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記保護部材が、孔を有さない壁状をなし、前記通気膜の膜面を覆うように配置されるところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記通気膜と前記保護部材との間には、弾性部材が配置され、前記通気膜が、前記軸部材の軸方向の一方端面と前記弾性部材との間に弾性的に挟持されるところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のものにおいて、前記軸部材には係止受け部が形成されており、前記係止受け部に、前記キャビティの内壁に形成されたランスが弾性的に係止されることにより、前記キャビティからの抜けが規制されるところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項５に記載のものにおいて、前記係止受け部が、前記軸部材の外周面に凹み形成され、前記通気孔に連通しているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
軸部材の軸方向の一方端面に通気膜が当接し、軸部材の軸方向の一方端面と保護部材との間に通気膜が配置され、軸部材が防水栓本体の挿入孔内に挿入されるため、インサート成形に依らずとも、防水栓本体に通気膜を取り付けることができる。その結果、設備コスト等が低減され、防水栓を比較的安価に製造することができる。この場合、保護部材によって通気膜の膜面に塵埃等の異物が付着するのが防止され、所定の通気性及び防水性を維持することができる。

また、保護部材にロック突起が形成され、通気膜を外部大気に臨ませる空間がロック突起のロック溝とされているため、ロック溝にロック機能と通気機能とを兼用させることができ、全体の構成を簡素化することができる。

＜請求項２の発明＞
通気膜が軸部材の軸方向の一方端面における通気孔の開口周縁部に溶着されているため、通気孔の一方端の開口と通気膜の膜面との間に隙間が生じるのが回避され、通気孔内に水が浸入するのが確実に防止される。また、軸部材に通気膜を固定するに際して別部材が不要とされるため、部品点数の増加を招くこともない。

＜請求項３の発明＞
保護部材が孔を有さない壁状をなして通気膜の膜面を覆うように配置されるため、通気膜の膜面に塵埃等の異物が付着するのが確実に防止される。

＜請求項４の発明＞
通気膜が軸部材の軸方向の一方端面と弾性部材との間に弾性的に挟持されているため、通気孔の一方端の開口と通気膜の膜面との間に隙間が生じるのが回避され、通気孔内に水が浸入するのが確実に防止される。また、溶着作業が不要とされるため、作業負担が軽減される。

＜請求項５の発明＞
係止受け部にランスが弾性的に係止されることにより、防水栓がキャビティから抜け落ちるのを確実に防止することができる。

＜請求項６の発明＞
係止受け部が通気孔に連通していることにより、係止受け部に通気性能をもたせることができる。

本発明の実施形態１に係る防水栓が防水コネクタのキャビティ内に挿入された状態をあらわす断面図である。 防水栓の断面図である。 防水栓の分解断面図である。 通気膜が軸部材に溶着された状態をあらわす断面図である。 さらに軸部材に保護部材が取り付けられた状態をあらわす断面図である。 軸部材の側面図である。 軸部材の正面図である。 実施形態２に係る防水栓が防水コネクタのキャビティ内に挿入された状態をあらわす断面図である。 防水栓の分解断面図である。 通気膜が軸部材と保護部材との間に弾性部材を介して弾性的に挟持された状態をあらわす断面図である。 実施形態３に係る防水栓の断面図である。 防水栓が防水コネクタのキャビティ内に挿入された状態をあらわす断面図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。実施形態１に係る防水栓１０は、防水栓本体１１と、軸部材３０と、通気膜５０と、保護部材７０とからなる。そして、防水栓１０は、防水コネクタ９０内に取り付けられる。

まず、防水コネクタ９０の構造について簡単に説明する。図１に示すように、防水コネクタ９０は、互いに嵌合可能な第１、第２ハウジング９１、９２を備えている。第２ハウジング９２は、筒状のフード部９３を有している。第１ハウジング９１は、フード部９３内に挿入されるブロック状のハウジング本体９４を有している。ハウジング本体９４の内部には、複数のキャビティ９５が軸方向（前後方向）に貫通して形成されている。各キャビティ９５内には、後方から端子金具１００が挿入される。各端子金具１００は電線１１０の端末部に嵌着されたゴム栓１２０に接続されている。そして、各端子金具１００がキャビティ９５内に正規挿入されると、ゴム栓１２０の外周面がキャビティ９５の内周面に弾性的に密着して、キャビティ９５内が液密にシールされるようになっている。

また、キャビティ９５の内壁には、図１に示すように、撓み可能なランス９９が前方に突出して形成されている。ランス９９の前端部の上面には係止突起９８が形成されている。端子金具１００にはランス孔１０５が開口して形成されており、ランス孔１０５にランス９９が弾性的に嵌り込むことにより、端子金具１００がキャビティ９５から抜け出るのが防止されるようになっている。

また、第１ハウジング９１の外周面には、シールリング１３０が嵌着されている。第１、第２ハウジング９１、９２が正規嵌合された状態では、フード部９３の内周面とハウジング本体９４の外周面とにシールリング１３０が弾性的に密着し、シールリング１３０を介して第１、第２ハウジング９１、９２間が液密にシールされるようになっている。そして、各キャビティ９５の中には、各端子金具１００が挿入されないキャビティ９５が含まれている。防水栓１０は、この空きキャビティ９５内に液密に挿入され、これによってキャビティ９５内に水が浸入するのを規制するようになっている。

続いて、防水栓１０の構造について詳細に説明する。
防水栓本体１１は、シリコンゴム等のゴム製であって、既存の端子金具用のゴム栓を流用可能とされている。具体的には、防水栓本体１１は、図３に示すように、全体として円筒状をなし、その内部に、軸方向に貫通する挿入孔１２を有している。防水栓本体１１の外周面には、複数条の外周リップ１３が周回して形成されている。各外周リップ１３は、キャビティ９５の内周面に弾性的に密着し、防水栓本体１１の後半部において前後方向に２条並んで配置されている。また、防水栓本体１１の挿入孔１２の内周面には、複数条の内周リップ１４が周回して形成されている。各内周リップ１４は、軸部材３０の外周面３７に弾性的に密着し、防水栓本体１１の後半部において前後方向に３条並んで配置されている。

軸部材３０は合成樹脂製であって、図６及び図７に示すように、軸方向に細長い円筒状の形態とされている。具体的には、軸部材３０は、軸方向に延出する軸本体部３１と、軸本体部３１の後端部の外周側に一体に連結されかつその連結位置から後方に突出する筒部３２とを有している。図３に示すように、軸本体部３１の中心部には、通気孔３３が軸方向に貫通して形成されている。

軸本体部３１の後端部には筒部３２が連結される基部３４が一回り大きく形成され、軸本体部３１のうちの基部３４を除く部分は、基部３４より小径薄肉の挿入部３５とされている。基部３４と挿入部３５との間には周方向の段差３６が形成されている。図２に示すように、挿入部３５は、防水栓本体１１の挿入孔１２内に挿入され、各内周リップ１４に弾性的に密着する外周面３７を有している。挿入部３５の前端部の外周面３７には複数の半球状の突起３８が周方向に間隔をあけて形成されている。

挿入部３５が防水栓本体１１の挿入孔１２内に正規挿入されると、各突起３８が防水栓本体１１の挿入孔１２の前端開口縁に前方から当接するとともに、段差３６が防水栓本体１１の挿入孔１２の後端開口縁に後方から当接し、これによって軸部材３０が防水栓本体１１に位置決め状態で保持されるようになっている。このとき、挿入部３５の前端部は、挿入孔１２を抜けて防水栓本体１１の前端より前方に突出した状態で配置される。

また、軸本体部３１の後端面には、円環状のリブ３９が突出して形成されている。リブ３９は、通気孔３３と同心であって通気孔３３の後端開口の周りを取り囲むように形成されている。リブ３９の突出端は径方向に沿った平坦な端面４１とされ、ここに通気膜５０が溶着されるようになっている。

筒部３２は円筒状をなし、図６及び図７に示すように、周方向に間隔をあけて複数のロック溝４２が形成されている。各ロック溝４２は、各突起３８と対応する位置に等間隔をあけて４つ配置されている。そして、各ロック溝４２は、筒部３２を厚み方向に貫通しつつ前後方向に延出する形態とされ、その前端が筒部３２の前端に開口し、その後端が筒部３２の後端部に閉止して配置されている。筒部３２の各ロック溝４２の後端には、保護部材７０のロック突起７１（後述する）が係止可能とされている。

通気膜５０は、円形の板状をなし、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂シートとされ、気体の通過は許容するが液体の通過は規制する性質を有している。そして、通気膜５０は、図４に示すように、軸部材３０のリブ３９に後方から当接し、その状態でリブ３９の端面４１に熱溶着又は超音波溶着等の溶着手段によって固定される。このとき、通気膜５０の前面（前側の膜面）は、通気孔３３の後端開口を塞ぐように対向して配置される。これにより、通気膜５０から通気孔３３内への水の浸入が規制され、ひいては通気孔３３からキャビティ９５内への水の浸入が規制される。

保護部材７０は合成樹脂製であって、図３に示すように、全体として円形のキャップ状をなしている。また、保護部材７０は、孔を有さない中実の壁状をなし、その前端部の外周面には複数のロック突起７１が形成されている。各ロック突起７１は、筒部３２の各ロック溝４２と対応する位置に、周方向に間隔をあけて配置されている。そして、保護部材７０は、その全体が筒部３２内に挿入され、挿入完了時に、各ロック突起７１が各ロック溝４２内に弾性的に嵌ってその後端に係止可能に配置されることにより、防水栓本体１１に保持される。なお、筒部３２の各ロック溝４２は、通気膜５０の径方向外方に位置し、各ロック突起７１が嵌め込まれた状態でその内部に通気膜５０を外部大気に臨ませる空間８０が形成されている（図２を参照）。

次に、実施形態１に係る防水栓１０の組み付け手順を説明する。
まず、図４に示すように、軸部材３０の筒部３２内に後方から通気膜５０を挿入し、リブ３９の端面４１に通気膜５０の前面を溶着する。続いて、図５に示すように、軸部材３０の筒部３２内に後方から保護部材７０を挿入し、各ロック溝４２に各ロック突起７１を弾性的に嵌めて、軸部材３０に保護部材７０を保持させる。これにより、軸部材３０の後端と保護部材７０との間に通気膜５０が配置される。

次いで、防水栓本体１１の挿入孔１２内に後方から軸部材３０の挿入部３５を挿入する。軸部材３０の正規挿入時には、図２に示すように、防水栓本体１１が軸部材３０に嵌着され、防水栓本体１１の挿入孔１２の各内周リップ１４が軸部材３０の挿入部３５の外周面３７に弾性的に密着し、これによって防水栓本体１１と軸部材３０との間が液密にシールされる。以上で防水栓１０の組み付けが完了する。その後、防水栓１０は第１ハウジング９１の空きのキャビティ９５内に後方から挿入される。キャビティ９５への正規挿入時には、防水栓本体１１の各外周リップ１３がキャビティ９５の内周面に弾性的に密着し、これによってキャビティ９５内が液密にシールされる。

ところで、防水コネクタ９０が嵌合状態になると、キャビティ９５内の圧力が空気の熱膨張等に起因して上昇することがある。しかるに実施形態１によれば、キャビティ９５内で膨張した空気が通気孔３３から各ロック溝４２の空間８０を経て外部大気に抜けるため、キャビティ９５内の圧力が外部大気とほぼ同じ圧力に保たれる。その結果、防水栓１０が内圧によってキャビティ９５から不用意に抜け出るのが防止される。

以上説明したように、本実施形態によれば、軸部材３０の後端に通気膜５０が当接し、軸部材３０の後端と保護部材７０との間に通気膜５０が配置され、軸部材３０が防水栓本体１１の挿入孔１２内に挿入されるため、インサート成形に依らずとも、防水栓本体１１に通気膜５０を取り付けることができる。その結果、設備コスト等が低減され、防水栓１０を比較的安価に製造することができる。この場合に、保護部材７０によって通気膜５０の膜面に塵埃等の異物が付着するのが防止され、通気膜５０が所定の通気性及び防水性を発揮することが可能となる。

また、保護部材７０に各ロック突起７１が形成され、通気膜５０を外部大気に臨ませる空間８０が各ロック突起７１のロック溝４２とされているため、ロック溝４２にロック機能と通気機能の両機能を兼用させることができ、全体の構成を簡素化することができる。

さらに、軸部材３０の後端面における通気孔３３の開口周縁部にはリブ３９が形成され、通気膜５０がリブ３９に溶着されているため、通気孔３３の後端開口と通気膜５０の前面との間に隙間が生じるのが回避され、通気孔３３内に水が浸入するのが確実に防止される。また、後述する実施形態２と違って、軸部材３０に通気膜５０を固定するに際して別部材が不要とされるため、部品点数の増加を招くこともない。

しかも、保護部材７０が孔を有さない壁状をなして通気膜５０の後面を覆うように配置されるため、通気膜５０の後面に塵埃等の異物が付着するのが確実に防止される。

＜実施形態２＞
図８ないし図１０は、本発明の実施形態２を示す。実施形態２に係る防水栓１０Ａは、防水栓本体１１と、軸部材３０Ａと、通気膜５０と、弾性部材６０と、保護部材７０Ａとからなる。この防水栓１０Ａには、通気膜５０を軸部材３０Ａに固定する手段として、実施形態１の溶着手段に代わって、弾性部材６０が用いられている。防水栓本体１１及び通気膜５０は実施形態１とほぼ同一の形状とされ、軸部材３０Ａ及び保護部材７０Ａも実施形態１とその基本的構造は同一とされている。したがって、実施形態２において、実施形態１と同様の構造には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

軸部材３０Ａの筒部３２Ａは、その内部に、通気膜５０、弾性部材６０、及び保護部材７０Ａが順次挿入され、弾性部材６０の挿入分、実施形態１の筒部３２よりも前後長が長くされている。保護部材７０Ａの中心部には、図９に示すように、貫通孔７３が形成されている。貫通孔７３の孔径は通気孔３３の孔径とほぼ同一とされている。

弾性部材６０はシリコンゴム等のゴム製であって、全体として円環状をなし、既存のゴムリングを流用可能とされている。弾性部材６０の前後厚は、通気膜５０より大きく、かつ保護部材７０Ａより小さくされている。弾性部材６０の中心孔６１は、貫通孔７３や通気孔３３より大きい孔径を有し、保護部材７０Ａの貫通孔７３と連通している。

組み付けに際し、まず軸部材３０Ａの筒部３２Ａ内に後方から通気膜５０を挿入し、リブ３９の端面４１に通気膜５０を当接させる。続いて、筒部３２Ａ内に後方から弾性部材６０を挿入する。さらに、図１０に示すように、筒部３２Ａ内に後方から保護部材７０Ａを挿入し、各ロック溝４２に各ロック突起７１を弾性的に嵌め込む。こうして軸部材３０Ａに保護部材７０Ａが保持されると、保護部材７０Ａが弾性部材６０を後方から押圧し、弾性部材６０が通気膜５０の後面に弾性的に密着し、さらに、通気膜５０が軸部材３０Ａの後端と弾性部材６０との間に弾性的に挟持される。これにより、軸部材３０Ａの通気孔３３の後端開口と通気膜５０の前面との間に隙間が生じるのが回避され、通気孔３３内に水が浸入するのが確実に防止される。また、実施形態１と違って、溶着作業が不要とされるため、作業負担が軽減される。なお、組み付け状態では、通気孔３３、通気膜５０、中心孔６１、及び貫通孔７３が、それぞれ軸方向に連通して配置され、これらを通して空気の流通が許容されている。その後、防水栓１０Ａは、防水栓本体１１に後方から軸部材３０Ａの挿入部３５を挿入した後、図８に示すように、防水コネクタ９０のキャビティ９５内に挿入され、実施形態１と同様、キャビティ９５内を液密にシールするとともに、キャビティ９５内の圧力上昇を抑える役割をはたす。

＜実施形態３＞
図１１及び図１２は、本発明の実施形態３を示す。実施形態３は、防水栓１０Ｂにキャビティ９５からの抜け止め構造が設けられており、その点で実施形態１とは異なる。抜け止め構造以外は、実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

防水栓１０Ｂの軸本体部３１Ｂは、実施形態１、２の軸本体部３１より前後方向に長い長さで形成されている。図１１に示すように、軸本体部３１Ｂのうち、防水栓本体１１Ｂの挿入孔１２Ｂ内に正規挿入された状態で、防水栓本体１１Ｂの前端より前方に突出する部分は、軸部材３０Ｂ全体の前後長の半分又は半分より大きい突出寸法を有している。

そして、軸本体部３１Ｂの前端部には、係止受け部４７が凹み形成されている。係止受け部４７は、ランス９９の係止突起９８が嵌合可能な開口寸法を有し、かつ通気孔３３Ｂにほぼ直交して連通する形態とされている。係止受け部４７の前端は、係止突起９８に係止可能な係止縁４８とされ、上下方向（軸本体部３１Ｂの径方向）にほぼ沿って配置されている。なお、軸本体部３１Ｂの前端外周縁には、テーパ状の案内面４９が全周に亘って切り欠いて形成されている。かかる案内面４９は、実施形態１、２の軸本体部３１にも形成されていたものである（図２及び図１０を参照）。

防水栓１０Ｂは、実施形態１と同様の手順で組み付けられ、防水コネクタ９０の第１ハウジング９１のキャビティ９５内に後方から挿入される。防水栓１０Ｂがキャビティ９５内に挿入される過程では、係止突起９８が案内面４９を摺動してランス９９が撓み変形させられ、図１２に示すように、正規挿入時には、ランス９９が弾性的に復帰して、係止突起９８が係止受け部４７に嵌り込むようになっている。

防水栓１０Ｂが正規挿入された状態で、キャビティ９５内の圧力が上昇して、防水栓１０Ｂに後方への抜出力が作用しても、係止受け部４７の係止縁４８にタンスの係止突起９８が係止することにより、防水栓１０Ｂがキャビティ９５内に保持される。したがって、実施形態３によれば、通気孔３３Ｂの通気性によって防水栓１０Ｂの内圧上昇を抑えることができるのに加え、防水栓１０Ｂがランス９９に弾性係止可能となっていることにより、防水栓１０Ｂのキャビティ９５からの抜け出しが確実に防止される。また、係止受け部４７が通気孔３３Ｂに連通しているため、係止受け部４７も通気領域として利用される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）軸部材と保護部材とはヒンジを介して一体に連結されるものであってもよい。
（２）軸部材の後端に係止爪が形成され、通気膜が係止爪にスナップ的に係止されて軸部材の後端に固定されるものであってもよい。
（３）実施形態１、３の保護部材にも実施形態２と同様の貫通孔が形成されていてもよい。
（４）実施形態３では、係止受け部が、軸本体部の外面から突出してランスに係止される形態であってもよい。

１０、１０Ａ、１０Ｂ…防水栓
１１、１１Ｂ…防水栓本体
１２、１２Ｂ…挿入孔
３０、３０Ａ、３０Ｂ…軸部材
３３、３３Ｂ…通気孔
３７…外周面
４２…ロック溝
４７…係止受け部
５０…通気膜
６０…弾性部材
７０、７０Ａ…保護部材
７１…ロック突起
８０…空間
９０…防水コネクタ
９５…キャビティ
９９…ランス

Claims (6)

1. 防水コネクタのキャビティ内に挿入され、前記キャビティ内に水が浸入するのを規制する防水栓であって、
   軸方向に貫通する挿入孔を有する防水栓本体と、
   前記防水栓本体の前記挿入孔内に挿入されて前記挿入孔の内周面に密着する外周面を有し、かつ軸方向に貫通する通気孔を有する軸部材と、
   前記軸部材の軸方向の一方端面に当接して前記通気孔の一方端の開口を塞ぐように配置され、液体の通過は規制するが気体の通過は許容する通気膜と、
   前記軸部材の軸方向の一方端面との間に前記通気膜を配置し、かつ前記通気膜を外部大気に臨ませる空間を確保しつつ前記軸部材に取り付けられる保護部材とを備え、
   前記保護部材にはロック突起が形成され、前記軸部材にはロック溝が形成され、前記ロック溝に前記ロック突起が弾性的に嵌ることにより、前記保護部材が前記軸部材に保持されるものであり、前記ロック溝が前記通気膜を外部大気に臨ませる前記空間とされていることを特徴とする防水栓。
2. 前記通気膜が、前記軸部材の軸方向の一方端面における前記通気孔の開口周縁部に溶着されていることを特徴とする請求項１記載の防水栓。
3. 前記保護部材が、孔を有さない壁状をなし、前記通気膜の膜面を覆うように配置されることを特徴とする請求項２記載の防水栓。
4. 前記通気膜と前記保護部材との間には、弾性部材が配置され、前記通気膜が、前記軸部材の軸方向の一方端面と前記弾性部材との間に弾性的に挟持される請求項１記載の防水栓。
5. 前記軸部材には係止受け部が形成されており、前記係止受け部に、前記キャビティの内壁に形成されたランスが弾性的に係止されることにより、前記キャビティからの抜けが規制される請求項１ないし４のいずれか１項記載の防水栓。
6. 前記係止受け部が、前記軸部材の外周面に凹み形成され、前記通気孔に連通していることを特徴とする請求項５記載の防水栓。

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