JP2015185282A - コネクタの防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りながら、防水性能の低下を抑制可能なコネクタの防水構造を提供する。
【解決手段】一対のハウジング２,３の一方は、嵌合方向に延在する第１筒体部２６を有し、他方は、第１筒体部の筒体内に挿入される挿入部３６と、挿入部の外周を包囲する第２筒体部３７とを有しており、第１筒体部には、筒体内に挿入される挿入部の先端と対向して形成された内底面２７にシール部材４が組み付けられ、挿入部の先端には、一対のハウジングの所期の嵌合位置でシール部材を内底面との間で挟持するシール部材突き当て面３９を第２筒体部の先端面３７１よりも挿入方向の手前側に形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一対のハウジングを嵌合して互いの端子同士を接続するコネクタの防水構造に関する。

従来から、自動車や自動二輪車等の車両に搭載される電気機器間を接続するためには、各種の防水構造を備えたコネクタが用いられている。このようなコネクタの防水構造の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１のコネクタでは、オス端子を保持するオスハウジングとメス端子を保持するメスハウジングとを嵌合して互いの端子を接続するようになっている。オスハウジングには筒状のフード部が設けられ、メスハウジングにはメス端子を収容してフード部に内嵌されるインナハウジングと、その外周を包囲するアウタハウジングが設けられている。オスハウジングのフード部は、インナハウジングとアウタハウジングの間に挿入されるようになっている。そして、環状のシール部材（パッキン）がインナハウジングの外周部に装着され、該パッキンがインナハウジングとアウタハウジングの間に挿入されたフード部の内周面と密着することで、端子同士の接続部分の防水が図られている。

しかしながら、この場合にはパッキンがインナハウジングの外周部に装着されるため、装着されたパッキンの肉厚分だけインナハウジングが拡径された状態となり、それに応じてアウタハウジングとの間隔（フード部の挿入空間となる間口）を拡張させなければならず、オスハウジング及びメスハウジングのサイズ（径寸法）が大きくなってしまう。

そこで、例えば特許文献２に開示されたコネクタのように、メスハウジングの端子収容室の内底面にパッキンを組み付け、メスハウジングの端子収容室に挿入されて内底面との間でパッキンを挟持する挿入部を設けた構成とすれば、内底面と挿入部（先端のパッキン突き当て面）との間で端子同士の接続部分への浸水を防止することができるから、コネクタの径方向のサイズアップを抑制することが可能となる。

特開２００９−４１１０号公報 実開昭５５−９７９８８号公報

しかしながら、特許文献２に開示された構成では、メスハウジングへの挿入前の状態においてはオスハウジングの挿入部が完全に剥き出しとなっており、何ら保護されていない。このため、例えばオスハウジングの落下時などに挿入部の先端（パッキン突き当て面）が破損してパッキンを内底面との間で適正に挟持できなくなり、防水性能の低下を招くおそれがある。

本発明はこれを踏まえてなされたものであり、その解決しようとする課題は、小型化を図りながら、防水性能の低下を抑制可能なコネクタの防水構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、嵌合可能に形成されて所期の嵌合位置で互いに係止する係止機構を有する一対のハウジングと、前記一対のハウジングにそれぞれ形成された端子収容室と、前記端子収容室に保持された端子と、前記端子収容室を防水する弾性変形可能なシール部材とを備え、前記一対のハウジングを嵌合して互いの端子を接続するコネクタの防水構造であって、前記一対のハウジングの一方は、嵌合方向に延在する第１筒体部を有し、他方は、前記第１筒体部の筒体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の外周を包囲する第２筒体部とを有しており、前記第１筒体部には、筒体内に挿入される前記挿入部の先端と対向して形成された内底面に前記シール部材が組み付けられ、前記挿入部の先端には、前記所期の嵌合位置で前記シール部材を前記内底面との間で挟持するシール部材突き当て面が前記第２筒体部の先端面よりも挿入方向の手前側に形成されることを特徴とする。

これによれば、例えば一対のハウジングを嵌合させる前に、シール部材突き当て面が形成されたハウジングが床などに落下したような場合であっても、落下時の衝撃をシール部材突き当て面ではなく第２筒体部の先端面で受けることができる。このように第２筒体部でシール部材突き当て面を保護することができるから、シール部材突き当て面の破損等を防ぎ、シール部材突き当て面を適正にシール部材と密着させることが可能となる。

前記シール部材は、前記第１筒体部の筒体内に臨む開口を有する環状に形成することができる。これにより、シール部材突き当て面と内底面との間で挟持されたときに、シール部材を肉厚方向（挟持方向）のみならず径方向にも弾性変形させやすく、弾性変形により潰れて広がったシール部材をシール部材突き当て面の周縁部に回り込ませることができるから、シール部材突き当て面とシール部材とを確実に密着させることが可能となる。

本発明によれば、小型化を図りながら、防水性能の低下を抑制可能なコネクタの防水構造を実現することができる。

本発明の一実施形態のコネクタ（オスハウジング及びメスハウジング）の構成を示す平面図である。 図１の矢印Ａ１部分におけるコネクタの縦断面を矢印方向から示す図である。 本発明の一実施形態のオスハウジング、オス端子、シール部材の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態のメスハウジング、メス端子の構成を示す斜視図である。 オスハウジングがメスハウジングに挿入された状態（嵌合前の状態）を示す縦断面図である（図１の矢印Ａ１部分に相当）。 オスハウジングとメスハウジングを嵌合させた後の状態を示す縦断面図である（図１の矢印Ａ１部分に相当）。

以下、本発明のコネクタの防水構造について、添付図面を参照して説明する。図１及び図２には、本発明の一実施形態の防水構造を備えたコネクタ１の全体構成がそれぞれ示されている。また、図３にはコネクタ１の一方のハウジング２、図４には他方のハウジング３の全体構成がそれぞれ示されている。以下の説明においては、図１〜図４に示す矢印Ｘ方向を左右方向、矢印Ｙ方向を前後方向、矢印Ｚ方向を上下方向という。このうち前後方向については、矢印Ｙ１方向を前側（前方）、矢印Ｙ２方向を後側（後方）とする。

図１及び図２に示すように、コネクタ１は、嵌合可能な一対のハウジング２,３を嵌合により一体化させて構成される。本実施形態では、一方のハウジング２がオス側、他方のハウジング３がメス側として形成され、オス側のハウジング（以下、オスハウジングという）２をメス側のハウジング（以下、メスハウジングという）３に挿入してこれらのハウジング２,３を嵌合させる。これらのハウジング２,３は、樹脂等からなる前後方向に長手の成形体であって、所期の嵌合位置で互いに係止する係止機構をそれぞれ有している。この場合、オスハウジング２には係止突起２１が設けられ、メスハウジング３には係止突起２１を係止させる係止アーム３１が設けられている。また、嵌合時に互いの姿勢を安定させるべく、オスハウジング２には嵌合方向（前後方向）に沿って突条部２２が設けられ、メスハウジング３には突条部２２と噛み合う溝部３２が形成されている。

図２及び図３に示すように、オスハウジング２には、端子（一例としてオス端子）２３を保持する端子収容室２４が内部に形成されている。オス端子２３は、電線２０の端末に取り付けられており、本実施形態では２本の電線２０に１つずつ取り付けられて端子収容室２４の端子保持部２５に左右に２つ並んで保持されている。端子保持部２５には、筒状の各差込部２５１からオス端子２３が差し込まれる。差し込まれたオス端子２３は、先端側の端子部２３１が端子収容室２４（端子保持部２５）から突出されるとともに、基端側に装着された防水栓（ゴム等からなるリング部材）２３２により差込部２５１に密着された状態で端子保持部２５に保持される。防水栓２３２は、例えば電線２０を伝うような端子収容室２４内への浸水の防止を図っている。

また、オスハウジング２は、嵌合方向（前後方向）に延在する第１筒体部（以下、オス側筒体部という）２６を有している。オス側筒体部２６は、端子保持部２５の差込部２５１とは反対側の周縁から筒状に伸長して２つのオス端子２３の端子部２３１を包囲するとともに、その筒体内に底面（以下、内底面という）２７を有するように形成されている。この場合、内底面２７は、端子収容室２４の前端面に相当し、オス端子２３の端子部２３１は、内底面２７から突出されている。また、内底面２７は、オス側筒体部２６の筒体内に挿入される後述するメスハウジング３の挿入部３６の先端と対向するように形成されている。

オス側筒体部２６の内底面２７には、シール部材４が組み付けられている。シール部材４は、ゴム等の弾性材で形成され、一対のハウジング２,３における端子２３,３３同士の接続部分への浸水を防止する弾性変形可能な部材であって、例えばパッキンやＯリング等がこれに相当する。本実施形態では一例として、オス側筒体部２６の筒体内に臨む開口４１を有する環状にシール部材４が形成され、該開口４１からオス端子２３の端子部２３１をオス側筒体部２６の筒体内に突出させるようになっている。

この場合、シール部材４は、前後方向の断面形状が四隅を湾曲させた略矩形環状をなし、その大きさをオス側筒体部２６の前後方向の断面形状（内底面２７の形状）よりも一回り大きくして形成されている。したがって、シール部材４は、外周部をオス側筒体部２６の内周面２６１と密着させた状態で内底面２７に組み付けられる。内底面２７に組み付ける場合には、例えば所定の冶具等を用いてオス側筒体部２６の筒体内にシール部材４を嵌入し、内底面２７まで押し込む。また、シール部材４は、後述する挿入部３６のシール部材突き当て面３９の内周部よりも開口４１を一回り大きくして形成されている。

シール部材４を環状とすることで、後述するシール部材突き当て面３９と内底面２７との間で挟持されたときに肉厚方向（挟持方向）のみならず径方向にも弾性変形させやすく、弾性変形により潰れて広がったシール部材４をシール部材突き当て面３９の周縁部に回り込ませることが可能となる。また、シール部材４を環状とすれば、開口４１に相当する分だけコスト低減及び軽量化も図れる。

また、シール部材４は、後側（内底面２７への組付側）が平坦に形成されており、内底面２７とも密着する。一方、シール部材４は、前側（後述するシール部材突き当て面３９からの押圧側）に二股のリップ４２が形成されており、シール部材突き当て面３９との接触面積が拡張されている。

図２及び図４に示すように、メスハウジング３には、端子（一例としてメス端子）３３を保持する端子収容室３４が内部に形成されている。メス端子３３は、先端側にオス端子２３の端子部２３１が挿入される箱形の接続部３３１が設けられ、防水栓（ゴム等からなるリング部材）３３２が装着された基端側で電線３０の端末に取り付けられている。本実施形態では２本の電線３０に１つずつメス端子３３が取り付けられ、２つのメス端子３３が端子収容室３４の端子保持部３５にオス端子２３と対応して左右に並んで保持されている。防水栓３３２は、例えば電線３０を伝うような端子収容室３４内への浸水の防止を図っている。なお、オス端子２３とメス端子３３の数は同数であれば特に限定されない。

また、メスハウジング３は、オスハウジング２のオス側筒体部２６の筒体内に挿入される挿入部３６と、挿入部３６の外周を包囲する第２筒体部（以下、メス側筒体部という）３７とを有している。

メス側筒体部３７は、挿入部３６との間にオス側筒体部２６の肉厚よりも大きな空隙Ｓをあけて挿入部３６の外周を包囲し、該空隙Ｓにオス側筒体部２６を挿入できるように形成されている。メス側筒体部３７には、オス側筒体部２６の外周に設けられた係止突起２１を前後方向（空隙Ｓへのオス側筒体部２６の挿入方向）に係止させる係止アーム３１が設けられている。

挿入部３６は、端子収容室３４の端子保持部３５を前後方向へメス端子３２の周囲を覆うように延在させ、メス端子３２の接続部３３１を臨ませる開口３８が先端に形成されている。オス側筒体部２６の筒体内への挿入部３６の挿入時には、開口３８を介して接続部３３１にオス端子２３の端子部２３１（図３参照）が挿入されて、オスハウジング２とメスハウジング３の所期の嵌合位置で端子２３,３３同士が接続される。

この場合、挿入部３６は、前後方向の断面形状が四隅を湾曲させた略矩形状をなし、その大きさをオス側筒体部２６の前後方向の断面形状（内底面２７の形状）よりも一回り小さくして形成されている。これにより、挿入部３６は、オス側筒体部２６の筒体内へスムーズに挿入されるようになっている。

挿入部３６の先端には、シール部材突き当て面（以下、シール面という）３９が開口３８の周りに形成されている。シール面３９は、所期の嵌合位置、具体的にはオス側筒体部２６の係止突起２１がメス側筒体部３７の係止アーム３１で係止される位置（図１及ぶ図２に示す位置）でシール部材４をオス側筒体部２６の内底面２７との間で挟持する。この場合、シール面３９は、外周部がシール部材４の外周部よりも一回り小さく、内周部がシーズ部材４の内周部（開口４１）よりも一回り小さく形成されている。そして、内底面２７との間でシール部材４を挟持したシール面３９は、後述するように弾性変形したシール部材４と密着する。

本実施形態では、シール面３９は、メス側筒体部３７の先端面３７１よりも挿入部３６の挿入方向の手前側に形成されている。換言すれば、メス側筒体部３７は、先端面３７１がシール面３９の周囲を庇状に覆うようにシール面３９よりも後方に突出して形成されている。

したがって、例えばオスハウジング２と嵌合させる前に、メスハウジング３が床などに落下したような場合であっても、シール面３９がメス側筒体部３７の先端面３７１よりも奥まって位置付けられているから、落下時の衝撃をシール面３９ではなく先端面３７１で受けることができる。すなわち、メス側筒体部３７でシール面３９が保護され、シール面３９の破損等を防ぐことができる。この結果、シール面３９と内底面２７との間でシール部材４を適正に挟持し、シール面３９を確実にシール部材４と密着させることができるから、防水性能を低下させずに済む。

ここで、シール面３９とシール部材４との密着態様について、オスハウジング２とメスハウジング３の嵌合過程に従って説明する。図５には、オスハウジング２がメスハウジング３に挿入された嵌合前（シール面３９とシール部材４とを密着させる前）の状態、図６には、これらのハウジング２,３を所期の嵌合位置で嵌合させた後（シール面３９とシール部材４とを密着させた後）の状態がそれぞれ示されている。

オスハウジング２とメスハウジング３を嵌合させる場合、図５に示すようにオスハウジング２をメスハウジング３に挿入する。具体的には、挿入部３６とメス側筒体部３７との間の空隙Ｓにオス側筒体部２６を挿入するとともに、該オス側筒体部２６の筒体内に挿入部３６を挿入する。そして、図５に示す状態から挿入部３６をオス側筒体２６の筒体内にさらに挿入すると、シール面３９がシール部材４に突き当たり、該シール部材４を内底面２７へ向けて押圧する。

この場合、挿入部３６は、図６に示すような所期の嵌合位置でシール面３９が内底面２７との間でシール部材４を挟持可能（換言すればシール面３９でシール部材４を押圧可能）な長さで前後方向に形成されるのに対し、オス側筒体部２６は、所期の嵌合位置で先端部２６２が空隙Ｓの内底面Ｓ１と接触しない長さで前後方向に形成されている。したがって、オス側筒体部２６を空隙Ｓに挿入しても、所期の嵌合位置では先端部２６２が内底面Ｓ１に突き当たらないから、シール面３９と内底面２７との間でシール部材４が確実に挟持されてシール面３９で押圧される。

押圧されたシール部材４は、外周部がシール面３９の外周部よりも一回り大きく、内周部（開口４１）がシール面３９の内周部よりも一回り大きいため、外周部よりも内周部に押圧力を余計に受け、図６に示すように弾性変形により潰れて外周側に広がり、シール面３９の周縁部３９１に回り込んでシール面３９と密着した状態となる（同図の拡大図参照）。係止突起２１が係止アーム３１で係止されてオスハウジング２とメスハウジング３が所期の嵌合位置で嵌合された状態では、シール面３９からシール部材４へのそれ以上の押圧はなされないが、シール部材４は弾性変形により潰れており、該弾性変形による変形力（復元力）が反力としてシール部材４からシール面３９に作用される。このため、シール面３９とシール部材４の密着状態がオスハウジング２とメスハウジング３の嵌合後も維持される。

また、シール部材４は、組み付け時においてオス側筒体部２６の内周面２６１及び内底面２７と密着しているが、シール部材４の変形力（弾性復元力）はこれらの面２６１,２７にも作用されるから、シール部材４と内周面２６１及び内底面２７との密着状態もハウジング２,３の嵌合後において維持される。

これにより、例えばメス側筒体部３７やオス側筒体部２６を伝って空隙Ｓに雨水等が浸水したとしても、その雨水等はシール面３９と内底面２７との間に挟持されたシール部材４で堰き止められ、オス端子２３とメス端子３３の接続部分には浸入しないから、端子接続部分の防水を図ることができる。

また、シール部材４の変形力（弾性復元力）は、係止突起２１と係止アーム３１を係止させる方向（前後方向）に作用されるから、これらをより強固に係止させて嵌合状態におけるハウジング２,３同士のガタつきなどを抑制することができる。この結果、嵌合後におけるオスハウジング２とメスハウジング３の姿勢を安定させることができる。

このように、本実施形態によれば、端子２３,３３同士の接続部分の防水をシール面３９と内底面２７でシール部材４を挟持させることで行えるから、ハウジング２,３の径方向（上下方向及び左右方向）のサイズアップを抑制してコネクタ１の小型化を図ることができる。そして、メス側筒体部３７でシール面３９を保護し、シール面３９の破損等を防ぐことができるから、コネクタ１の小型化を図りながら、防水性能の低下を抑制することができる。

以上、本発明を図１〜図６に示すような一実施形態に基づいて説明したが、上述した実施形態は本発明の例示に過ぎないものであり、本発明は上述した実施形態の構成のみに限定されるものではない。したがって、本発明の要旨の範囲で変形又は変更された形態で本発明を実施可能であることは、当業者にあっては明白なことであり、そのような変形又は変更された形態が本願の特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、上述した本実施形態では、シール部材４を環状に形成しているが、シール部材は平板状としてもよいし、平板の周縁部をシール面３９側へ突出させて環状の突条部を形成したような形態などとしても構わない。この場合、シール部材には、オス端子２３の端子部２３１をオス側筒体部２６の筒体内に突出させる貫通孔を形成する。また、ハウジングのオス・メスと、該ハウジングが保持する端子のオス・メスとは本実施形態のように一致していなくともよい。

上述した本発明の防水構造は、例えば自動車や自動二輪車等、屋外で雨風に晒されるような環境下で使用されるコネクタに適用することができるが、これに限定されるものではない。

１ コネクタ
２ ハウジング（オスハウジング）
３ ハウジング（メスハウジング）
４ シール部材
２３ 端子（オス端子）
２４ 端子収容室
２６ 第１筒体部（オス側筒体部）
２７ 内底面
３３ 端子（メス端子）
３４ 端子収容室
３６ 挿入部
３７ 第２筒体部（メス側筒体部）
３９ シール部材突き当て面（シール面）
２３１ 突出部（端子部）
３７１ 先端面

Claims (2)

1. 嵌合可能に形成されて所期の嵌合位置で互いに係止する係止機構を有する一対のハウジングと、前記一対のハウジングにそれぞれ形成された端子収容室と、前記端子収容室に保持された端子と、前記端子収容室を防水する弾性変形可能なシール部材とを備え、前記一対のハウジングを嵌合して互いの端子を接続するコネクタの防水構造であって、
   前記一対のハウジングの一方は、嵌合方向に延在する第１筒体部を有し、他方は、前記第１筒体部の筒体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の外周を包囲する第２筒体部とを有しており、
   前記第１筒体部には、筒体内に挿入される前記挿入部の先端と対向して形成された内底面に前記シール部材が組み付けられ、
   前記挿入部の先端には、前記所期の嵌合位置で前記シール部材を前記内底面との間で挟持するシール部材突き当て面が前記第２筒体部の先端面よりも挿入方向の手前側に形成されることを特徴とするコネクタの防水構造。
2. 前記シール部材は、前記第１筒体部の筒体内に臨む開口を有する環状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタの防水構造。

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