JP2015060681A - 機器用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】機器のケースに開口された取付孔の防水機能を確実に高める。
【解決手段】機器のケース１に開口された取付孔２に貫通して同ケース２内に突出可能な端子支持部３０を有するハウジング２０と、ハウジング２０の外周に取付孔２の外面側の孔縁部２Ａと対向可能に張り出し形成されたフランジ２５と、フランジ２５の前面において取付孔２の孔縁部２Ａとの間で圧縮可能に装着された面パッキン１５と、フランジ２５の後面において前後方向を向いた複数枚のリブ２７が周方向に間隔を開けて全周に亘って配されることにより形成された補強部２８と、補強部２８の後面を全周に亘って押圧可能にハウジング２０に外嵌されケース１の外面にボルト締結される金属製のブラケット６０と、が具備されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、防水構造に改良を加えた機器用コネクタに関する。

従来、機器のケースに対し防水して取り付けられる機器用コネクタの一例として、下記特許文献１に記載のものが知られている。このものは、機器のケース内に配された相手端子と接続される端子金具が装着されたハウジングと、同ハウジングをケースに取り付けるためのブラケットを備えている。より具体的には、ハウジングの一面には、端子金具における相手端子との接続部を支持しケースに開口された取付孔を貫通してケース内に突出可能な端子台が形成される一方、ハウジングの外周に、取付孔の外面側の孔縁部と対向可能にフランジが張り出し形成され、同フランジの前面に面パッキンが装着されている。

取り付けに際しては、ハウジングにブラケットを嵌めたのち、端子台をケースの取付孔に挿通しつつ、フランジを面パッキンを挟んで取付孔の外面の孔縁部に当て、ブラケットをボルト締結することでブラケットともどもハウジングがケースの外面に取り付けられる。それに伴い端子台がケース内に突出して配設されるとともに、面パッキンが取付孔の孔縁部とフランジとの間で弾縮して挟着されることにより、取付孔の回りがシールされるようになっている。

特開２０１０−２５７７１０号公報

ところで、取付孔の回りの防水機能を高めるには面パッキンをより強固に圧縮する必要があるが、それに伴い弾発力も大きくなる。一方、弾発力を受けるのは、比較的薄いフランジであって、一部がブラケットで受けられてはいるものの総じて曲げ強度に劣る。そのため、フランジが変形して洩れが生じる可能性がある。その対策として、フランジを肉厚とすることも考えられるが、肉厚にするとひけができるおそれがあり、特に面パッキンの当接面にひけができると、却って洩れが生じる結果を招くため、簡単には対応できない。
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、その目的は、機器のケースに開口された取付孔の防水機能を確実に高めるところにある。

本発明の機器用コネクタは、機器のケースに開口された取付孔に貫通して同ケース内に突出可能な端子支持部を有するハウジングと、前記ハウジングの外周に前記取付孔の外面側の孔縁部と対向可能に張り出し形成されたフランジと、前記フランジの前面において前記取付孔の前記孔縁部との間で圧縮可能に装着された面パッキンと、前記フランジの後面において前後方向を向いた複数枚のリブが周方向に間隔を開けて全周に亘って配されることにより形成された補強部と、前記補強部の後面を全周に亘って押圧可能に前記ハウジングに外嵌され前記ケースの外面にボルト締結される金属製のブラケットと、が具備されているところに特徴を有する。

取り付けに当たっては、ハウジングは、端子支持部を機器のケースの取付孔に挿通しつつ、後面に補強部を設けたフランジを、面パッキンを挟んで取付孔の外面の孔縁部に当て、引き続きブラケットをボルト締結することで、ブラケットともどもハウジングがケースの外面に取り付けられる。それに伴い端子支持部がケース内に突出して配設されるとともに、面パッキンが取付孔の孔縁部とフランジとの間で弾縮して挟着されることにより、取付孔の回りがシールされる。

ここで、面パッキンを強固に圧縮すると、弾発力も大きくなるが、その弾発力を受けるフランジは、後面に補強部が形成されて肉厚となっており、フランジ自体が前後方向で十分な厚みを有しているから曲げ剛性が高く、さらに補強部の後面が金属製のブラケットで受けられているために、弾発力に起因してフランジが変形することが防止される。また、フランジにおける前後方向の厚みを十分に確保するべく設けられた補強部は、複数枚のリブが周方向に間隔を開けて全周に亘って配された構造であるから、フランジの全周に亘って均等に厚みが採られた場合と違って、成形時に面パッキンの装着面にひけが生じることも回避される。
すなわち、面パッキンを取付孔の孔縁部の全周に亘って洩れなく強固に押し付けることができ、取付孔の防水機能を確実に高めることができる。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記ブラケットは、前記フランジから前記補強部に亘る外周に嵌る大径部の後方に前記ハウジングの外周に嵌る小径部が連なった段付きの筒形に形成されており、同ブラケットの段差部が前記補強部の後面を押圧する押圧部となっている。ブラケットを段付きの筒形にするといった簡単な形状において、補強部の後面を全周に亘って押圧する押圧部が形成できる。

（２）前記ブラケットがアルミダイキャストにより形成されている。ブラケットを例えば金属板の深絞り加工等で形成した場合と比較すると、肉厚に形成でき、剛性をさらに高めることができる。
（３）前記ブラケットがシールドシェルを兼用している。別々に備えた場合と比べて、シンプルな構造にまとめることができる。

本発明によれば、機器のケースに開口された取付孔の防水機能を確実に高めることができる。

本発明の一実施形態のコネクタに係る脱落防止板の装着構造を示す分解斜視図 脱落防止板を外した状態のコネクタの正面図 脱落防止板の正面図 ブラケットの装着動作を示す平面図 ブラケットが装着された状態のコネクタの平面図 コネクタの組立完了状態の斜視図 同コネクタの上下反転させた斜視図 コネクタをケースに取り付ける動作を示す断面図 コネクタをケースに取り付けた状態の断面図

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図９に基づいて説明する。
本実施形態の機器用コネクタＣは、ハイブリッド車や電気自動車等に搭載されたモータやインバータ等の機器に電力を供給するために適用されるものであって、図８に示すように、機器の金属製のケース１に取り付けられるようになっており、同ケース１には、正面長円形をなす取付孔２が貫通形成されている。

機器用コネクタＣは大まかには、合成樹脂製のハウジング２０内に複数本の端子金具１０が装着された構造であり、図９に示すように、ハウジング２０がブラケット６０を介して機器のケース１の外面に取り付けられる。それに伴い、各端子金具１０の先端側がハウジング２０の前面に突設された端子台３０に支持された形態で取付孔２を貫通してその内部に突出し、各端子金具１０の先端に、ケース１内に配された相手端子５がボルト８の締め付けにより結合されるとともに、ハウジング２０の後面には、ハーネスの端末に設けられた電線側コネクタ（図示せず）が嵌合接続されるようになっている。

以下、機器用コネクタＣの構造を説明するに当たって、上下方向については図１を基準としており、したがって図８及び図９では、上下反転した形態を示している。
機器用コネクタＣは、一部既述したように、ハウジング２０と、図示３本の端子金具１０と、ハウジング２０をケース１に取り付けるための金属製のブラケット６０と、端子台３０に配されるナット３５（四角ナット）と、同ナット３５の脱落を防止するための脱落防止板５０と、を備えて構成されている。

端子金具１０は、図８に示すように、後方側は丸ピン１３であって、先端側（同図の左側）には平板状の接続部１１が圧潰されて形成され、同接続部１１には、ボルト挿通孔１２が開口されている。上記した３本の端子金具１０は一定ピッチで並列され、ハウジング２０内にインサート成形によって一体的に組み込まれている。

ハウジング２０の構造を説明する。ハウジング２０は、図１、図２、図４及び図８に示すように、長円形断面をなす本体部２１を備えており、本体部２１内には、各端子金具１０の長さ方向の中央部が挿通された端子挿通孔２２が、一定ピッチで並列して形成されている。
本体部２１の後面には、一回り大きい長円形の筒状をなす嵌合筒部２４が後面に開口して形成され、電線側コネクタが嵌合可能となっている。嵌合筒部２４の前端側の所定長さは、ケース１の取付孔２内に所定のクリアランスを持って嵌合可能となっている。

本体部２１の前面には、各端子挿通孔２２の上縁部の位置から、端子台３０が前方に向けて突出形成されている。各端子台３０は、下端部同士が連結板３１で結合されている。
３本の端子金具１０は、図８に示すように、長さ方向の中央部を端子挿通孔２２に挿通し、後端側の丸ピン１３を嵌合筒部２４内に突出させるとともに、先端側の接続部１１を端子台３０の上面に沿わせた形態でハウジング２０内に埋設されている。

ハウジング２０の嵌合筒部２４における前端寄り（本体部２１寄り）の位置の外周には、図４及び図８に示すように、フランジ２５が全周に亘って形成されている。フランジ２５の前面の基端部には、前方に突出した受け部２５Ａが全周に亘って形成され、同受け部２５Ａの外周側に、長円形の環状をなす面パッキン１５の装着部２６が形成されている。面パッキン１５は、ケース１の取付孔２における外面側の孔縁部２Ａに当接可能である。
一方、フランジ２５の後面には、フランジ２５の厚さよりも若干大きい高さを持った複数枚のリブ２７が、周方向に間隔を開けて全周に亘って形成されており、これによりフランジ２５の補強部２８が形成されている。

嵌合筒部２４の後端部の外周には、リング装着溝２９が全周に亘って形成されており、このリング装着溝２９には、シールリング１６（軸シール）が装着されるようになっている。シールリング１６は、電線側コネクタ、厳密には同コネクタに設けられたシールドシェルとの間をシールするように機能する。

上記した各端子台３０には、平面正方形をなすナット収容孔３３が、端子金具１０の接続部１１のボルト挿通孔１２と同心に形成されている。ナット収容孔３３内には、ナット３５が若干のクリアランスを持って収容可能である。各端子台３０に亘って形成された連結板３１には、隣り合う端子台３０、すなわち隣り合う端子金具１０の間を仕切るようにして仕切壁３６が立てられている。

端子台３０の上面側には、図１に示すように、各ナット収容孔３３に収容されたナット３５の脱落を揃って防止するべく脱落防止板５０が装着されるようになっている。
脱落防止板５０は合成樹脂製であって、全端子台３０のナット収容孔３３を揃って覆うことが可能な横長の本体板５１を有しており、この本体板５１には、３個の円形の逃がし孔５２が、ナット収容孔３３と同一ピッチで並列して開口されている。各逃がし孔５２は、ナット３５に螺合されたボルト８の軸部８Ｂにおけるナット３５から突出した先端を挿通して逃がす機能を果たす。

脱落防止板５０の装着構造については、図２に示すように、各端子台３０における上面部には、その左右両側縁に、一対の突条をなす固定レール４０が張り出し形成されている。図１に示すように、合計６本の固定レール４０のうち、中央の４本の固定レール４０Ｓは、端子台３０の前縁から少し入った位置から、ナット収容孔３３を少し越えた位置まで形成されている。一方、両端の２本の固定レール４０Ｌは、同じく端子台３０の前縁から少し入った位置から、本体部２１の前面に達する位置まで延出形成されている。

一方、脱落防止板５０の下面には、図３に示すように、各逃がし孔５２の左右両側の位置ごとに、一対の移動レール５３が形成されている。一対の移動レール５３は、対応した一対の固定レール４０に摺動自由に嵌合するべく、互いに向き合う面が開口された溝状に形成されている。
合計６本の移動レール５３のうち、中央の４本の移動レール５３Ｓは、対応する固定レール４０Ｓに合わせて短寸に形成されている一方、両端の２本の移動レール５３Ｌは、対応する固定レール４０Ｌに合わせて、装着方向の前方に延出した長尺に形成されている。全移動レール５３の装着方向の後端には、閉鎖板５３Ａが形成されている。

脱落防止板５０の本体板５１の挿入方向の前縁には、各逃がし孔５２の前方に対応する位置ごとに、ロック孔５５が開口されたロック片５４が弾性変位可能に突出形成されている。一方、各端子台３０の上面におけるナット収容孔３３の後方に対応する位置ごとに、図１及び図８に示すように、ロック片５４のロック孔５５に嵌ってロックするロック突部４２が形成されている。ロック突部４２は、後面側が切り立った係止面４３で、手前側の面が、上り勾配のガイド面４４となっている。

図１に示すように、脱落防止板５０は、両端の移動レール５３Ｌの先端を、両端の固定レール４０Ｌに嵌めつつ、各ロック片５４の先端を端子台３０の前縁に載せた状態から、端子台３０の上面に沿ってハウジング２０の本体部２１側に押し込まれ、途中から中央の短寸の移動レール５３Ｓが固定レール４０Ｓに嵌りつつ、固定レール４０で案内されて押し込まれる。終盤になると、ロック片５４が弾性撓みしてロック突部４２に乗り上げながら押し込まれ、移動レール５３の閉鎖板５３Ａが固定レール４０の入口側の端部に当たる位置まで押し込まれると、ロック孔５５がロック突部４２の位置に達することで、ロック片５４が復元変位しつつロック孔５５にロック突部４２が嵌り、脱落防止板５０が抜け止めされて装着されるようになっている。

なお、上記したロック突部４２は、ハウジング２０の本体部２１の前面のすぐ手前に形成されているため、例えばレール４０，５３の寸法公差等により、ロック片５４がロック突部４２に係止したのちなお脱落防止板５０が押し込まれ、ロック片５４の先端が本体部２１の前面に突き当たって塑性変形を招くことも懸念される。
そのため、脱落防止板５０の本体板５１の前縁における各ロック片５４の間の２箇所には、突当板５６が設けられる一方、端子台３０の上面における各ロック突部４２の間の２箇所には、上記の突当板５６を突き当てて脱落防止板５０の押し込みを規制するストッパ４５が形成されている。特に、ロック片５４がロック突部４２に係止したのち同ロック片５４の先端がハウジング２０の本体部２１に突き当たる前において、突当板５６がストッパ４５に突き当たる設定となっている。

ブラケット６０はアルミダイキャスト製であって、図５及び図８に示すように、ハウジング２０におけるフランジ２５からリング装着溝２９の手前までの領域の外周面を覆うべく、長円形の筒形に形成されている。ブラケット６０はより詳細には、フランジ２５（前面のパッキン装着部２６と後面の補強部２８とを含む）の外周に緊密に嵌る大径部６１の後方に、リング装着溝２９の手前の領域の外周に緊密に嵌る小径部６２が連設された段付き状に形成されている。
それに伴い、ブラケット６０の内周には、長円形の環状をなす段差面６７が形成され、この段差面６７が、上記したフランジ２５の後面側に形成された補強部２８の後面を押圧する押圧面として機能するようになっている。

ブラケット６０の大径部６１における正面視で右上と左下の角部には、図２に示すように、取付部６３が張り出し形成され、各取付部６３には、同ブラケット６０をケース１の外面に取り付けるべくボルト（図示せず）の挿通孔６４が形成されている。
ブラケット６０の下縁の中央位置には、大径部６１の前面から少し後退した位置から小径部６２の後面に至る厚さを持った接続部６５が張り出し形成されている。この接続部６５には、電線側コネクタに装着されたシールドシェル（図示せず）と締結するべくボルト（図示せず）が螺合されるねじ孔６６が切られている。

続いて、本実施形態の機器用コネクタＣの組み立てとケース１に取り付ける手順の一例を説明する。
コネクタＣを組み立てるに当たっては、３本の端子金具１０をインサート成形により一体的に組み込んだハウジング２０を準備したのち、図１に示すように、各端子台３０のナット収容孔３３に、ナット３５が回り止めされた形態で収容される。
そののち脱落防止板５０が、既述した要領により、端子台３０の上面を覆って装着される。簡単に繰り返すと、脱落防止板５０は、移動レール５３を固定レール４０に嵌めて摺動させつつ端子台３０の上面に沿って押し込まれ、所定位置まで押し込まれたところで、ロック片５４のロック孔５５が弾性的にロック突部４２に嵌って抜け止めされる。脱落防止板５０の装着に伴い、本体板５１が各ナット収容孔３３を揃って覆い、但し各逃がし孔５２がナット収容孔３３と同心に配される。
それとともに、ハウジング２０のフランジ２５の前面におけるパッキン装着部２６に、面パッキン１５が装着され、またハウジング２０の後端部のリング装着溝２９にシールリング１６が嵌着される。

次に、図４に示すように、ブラケット６０がハウジング２０の後端側から外嵌され、図５及び図８に示すように、ブラケット６０の内周の段差部６７が、ハウジング２０のフランジ２５の後面に形成された補強部２８の後面に当たったところで嵌合が完了する。これによりコネクタＣの組立が完了し、パッキン装着部２６に装着された面パッキン１５は、その前面が、ブラケット６０の大径部６１の前面から所定量突出する。

このように組み立てられたコネクタＣは、図８に示すように、図１に示した状態から上下反転した姿勢とされたのち、端子台３０側からケース１の取付孔２に挿入される。面パッキン１５が取付孔２の外面側の孔縁部２Ａに当たるまで挿入されたら、ブラケット６０に設けられた取付部６３の挿通孔６４にボルトを通して、ケース１の外面の対応位置に形成されたねじ孔に螺合して締め付けると、図９に示すように、面パッキン１５が弾縮されつつブラケット６０を介してハウジング２０が固定される。
これにより、ハウジング２０の端子台３０が取付孔２を貫通してケース１内に突出した形態となり、また、ケース１の取付孔２の孔縁部２Ａが面パッキン１５でシールされる。

コネクタＣが取り付けられたら、ケース１内では、図９に示すように、端子台３０に支持された各端子金具１０の接続部１１に相手端子５が重ねられ、両ボルト挿通孔６，１２にボルト８を通して回り止めされたナット３５に螺合して、レンチ等の工具で締め付けることにより対応する端子５，１０同士が接続される。
一方、ハウジング２０の嵌合筒部２４には電線側コネクタがシールされて嵌合されるとともに、同電線側コネクタのシールドシェルがブラケット６０の接続部６５にボルト締めされて接続される。そののち、電線側コネクタの端末部にゴムブーツが被着される。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
機器用コネクタＣをケース１に取り付けるに当たり、ケース１に開口された取付孔２の回りのシールを確実に採るには、ハウジング２０のフランジ２５の前面に装着された面パッキン１５を強固に（大きく）圧縮することが必要となる。ここで、面パッキン１５を強固に圧縮すると、弾発力も大きくなるが、その弾発力を受けるフランジ２５は、後面に補強部２８が形成されて肉厚となっているおり、フランジ２５自体が前後方向で十分な厚みを有しているから曲げ剛性が高く、さらに補強部２８の後面が、アルミダイキャスト製のブラケット６０で受けられているために、フランジ２５が変形することが防止される。また、フランジ２５における前後方向の厚みを十分に確保するべく設けられた補強部２８は、複数枚のリブ２７が周方向に間隔を開けて全周に亘って配された構造であるから、フランジ２５の全周に亘って均等に厚みが採られた場合と違って、成形時に面パッキン１５の装着部２６（装着面）にひけが生じることも回避される。
すなわち、面パッキン１５を取付孔２の孔縁部２Ａの全周に亘って洩れなく強固に押し付けることが可能となり、取付孔２の防水機能を確実に高めることができる。

ブラケット６０がアルミダイキャストにより形成されているから、ブラケットを例えば金属板の深絞り加工等で形成した場合と比較すると、肉厚に形成でき、剛性を高めることに有効である。
また、ブラケット６０はシールドシェルを兼用しているから、別々に備えた場合と比べて、シンプルな構造にまとめられる。

＜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）ブラケットは、アルミダイキャストに限らず、金属板をプレス成形して形成したものであってもよい。
（２）フランジの後面の補強部を構成するリブの枚数や、厚さ、高さ等の寸法は、所望する強度に応じて任意に選定することができる。
（３）上記実施形態に例示したコネクタの組立手順はあくまでも一例であって、他の手順で組み立てるようにしてもよい。

（４）機器用コネクタに配された端子金具と、ケース内に配された相手端子とのボルト締め構造は、上記実施形態に例示したナットを備えた端子台をハウジングに設けた形態以外に、端子金具の接続部に直接ナットを設けた形態、ケース内に端子台を備えた形態等、他の形態を適用したものであってもよい。
（５）上記実施形態では、別途備えられた電線側コネクタが嵌合接続される形式の機器用コネクタを例示したが、電線の端末に接続された端子金具を直接にハウジングに装着した形式の機器用コネクタについても、本発明は同様に適用することが可能である。

Ｃ…機器用コネクタ
１…ケース
２…取付孔
２Ａ…孔縁部
１５…面パッキン
２０…ハウジング
３０…端子台（端子支持部）
２５…フランジ
２６…パッキン装着部
２７…リブ
２８…補強部
６０…ブラケット
６１…大径部
６２…小径部
６３…取付部
６４…挿通孔
６７…段差面（段差部）

Claims (4)

1. 機器のケースに開口された取付孔に貫通して同ケース内に突出可能な端子支持部を有するハウジングと、前記ハウジングの外周に前記取付孔の外面側の孔縁部と対向可能に張り出し形成されたフランジと、
   前記フランジの前面において前記取付孔の前記孔縁部との間で圧縮可能に装着された面パッキンと、
   前記フランジの後面において前後方向を向いた複数枚のリブが周方向に間隔を開けて全周に亘って配されることにより形成された補強部と、
   前記補強部の後面を全周に亘って押圧可能に前記ハウジングに外嵌され前記ケースの外面にボルト締結される金属製のブラケットと、
   が具備されていることを特徴とする機器用コネクタ。
2. 前記ブラケットは、前記フランジから前記補強部に亘る外周に嵌る大径部の後方に前記ハウジングの外周に嵌る小径部が連なった段付きの筒形に形成されており、同ブラケットの段差部が前記補強部の後面を押圧する押圧部となっていることを特徴とする請求項１記載の機器用コネクタ。
3. 前記ブラケットがアルミダイキャストにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の機器用コネクタ。
4. 前記ブラケットがシールドシェルを兼用していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の機器用コネクタ。

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