JP2015210992A - コネクタの防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】組付け時におけるコネクタの変形や削れによる不具合の発生を防ぐとともに、ハウジング同士の嵌合負荷を低減すること。
【解決手段】本発明のコネクタの防水構造は、第１のハウジング２３の端子１７を収容する端子収容室２５の開口端３３と第２のハウジング４７の端子１９を収容する端子収容室６１の開口端６７とを対向させ、これらの開口端の周縁の対向する隙間を封止するものであり、第１のハウジング２３の開口端３３の周縁に、第２のハウジング４７に向かって末広がりの内周面を有する樹脂製の環状部材３５が設けられ、この環状部材の内周面に第２のハウジング４７の端子収容室６１の開口端６７の周縁が当接すること。
【選択図】図５

Description

本発明は、コネクタの防水構造に係り、特にゴムパッキンを使用しないでコネクタ相互間の隙間をシールする防水構造に関する。

従来、自動二輪車等の移動体には、異なる電線同士を接続する防水コネクタが搭載される。この種のコネクタは、電線が接続された雄端子を収容する雄ハウジングと、他の電線が接続された雌端子を収容する雌ハウジングとを備えて構成され、雄ハウジングを雌ハウジングに嵌挿させたときに、雄ハウジングの外周面と雌ハウジングの内周面との間に形成される隙間にゴムパッキンを設けることで、ハウジング間の隙間から水が浸入するのを防いでいる。

これに対し、特許文献１には、ゴムパッキンを使用することなく、ハウジング同士をシールするコネクタの防水構造が開示されている。この防水コネクタは、一方のハウジングが筒状の内側フード部を周方向から外側フード部で包囲して形成され、他方のハウジングが外筒の内周面と外周面の両方にそれぞれ環状のシール突部を設けて形成される。

これによれば、一方のハウジングを他方のハウジングに嵌挿させたときに、外筒の外周面のシール突部が外側フード部の内周面と周方向で当接され、外筒の内周面のシール突部が内側フード部の外周面と周方向で当接される。このため、外側フード部と外筒との隙間、及び、内側フード部と外筒との隙間の２箇所に防水構造が形成されるから、ゴムパッキンを用いることなく、防水性を確保することができる。

特開２００９−１４６６５９号公報

ところで、特許文献１の防水構造の場合、ハウジング同士の組付け時において、他方のハウジングの各シール突部が一方のハウジングの各フード部を押し付けながら移動する。このため、シール突部と各フード部との摩擦によりハウジング同士が嵌合するときの嵌合負荷が大きくなり、組付け作業の負担が大きくなるという問題がある。

また、シール突部が内側フード部や外側フード部と接触することでシール突部が削れることがある。この場合、シール突部の削れカスが両ハウジングの隙間に挟まると、両ハウジングが正規の位置で嵌合できなくなるおそれがある。更に、シール突部が内側フード部や外側フード部と接触して変形した場合、シール突部が外筒の内周面や外周面を押し付ける力が弱くなり、シール性が低下するおそれがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、コネクタの組付け時におけるコネクタの変形や削れによる不具合の発生を防ぐとともに、ハウジング同士の嵌合負荷を低減することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明のコネクタのシール構造は、第１のハウジングの端子を収容する端子収容室の開口端と第２のハウジングの端子を収容する端子収容室の開口端とを対向させ、これらの開口端の周縁の対向する隙間を封止する構造であり、第１のハウジングの開口端の周縁に、第２のハウジングに向かって末広がりの内周面を有する樹脂製の環状部材が設けられ、この環状部材の内周面に第２のハウジングの端子収容室の開口端の周縁が当接することを特徴とする。

この構成によれば、第１のハウジングの開口端の周縁に環状部材を設けておき、第２のハウジングを第１のハウジングの所定位置まで近づけ、第２のハウジングの開口端の周縁を環状部材の内周面に当接させることで、両ハウジングの開口端の周縁を環状部材でシールすることができる。また、この構成によれば、第２のハウジングは、環状部材と当接するまで非接触の状態を維持できるから、組付時の変形や削れといった損傷を防ぐことができるとともに、ハウジング同士の嵌合負荷を小さくすることができる。

この場合において、環状部材は、第２のハウジングに向かって末広がりとなる傘型に形成されてなるものとする。

この構成によれば、環状部材は、第２のハウジングに押し付けられることで、末広がりの内周面が全体的にさらに広がるように弾性変形する。このように環状部材が弾性変形することで、第２のハウジングの開口端の周縁には、環状部材の弾性変形による復元力（バネ力）が作用する。したがって、環状部材と第２のハウジングの開口端の周縁との隙間をより確実にシールすることができる。また、コネクタが振動する場合には、環状部材が弾性変形しながら開閉することで、振動を吸収することができるから、各端子に振動が伝播するのを抑制し、端子間の電気的な接続状態を良好に維持することができる。

また、環状部材は、第１のハウジングの端子収容室の開口端の周縁と一体形成されてなるものとする。

これによれば、部品点数が少なくなるから、部品の製造コストを低減することができる。

本発明によれば、組付け時におけるコネクタの変形や削れによる不具合の発生を防ぐことができ、かつ、ハウジング同士の嵌合負荷を低減することができる。

本発明が適用される防水コネクタの上面図である。 図１の防水コネクタを構成する雄コネクタの分解斜視図である。 図１の防水コネクタを構成する雌コネクタの分解斜視図である。 雄コネクタと雌コネクタとが嵌合する前の縦断面図である。 雄コネクタと雌コネクタとが嵌合した後の縦断面図である。 雄コネクタの縦断面を表した図である。 雄コネクタの縦断面を表した斜視図である。 環状部材の他の実施形態を示す断面図である。 環状部材の他の実施形態を示す断面図である。

以下、本発明が適用されるコネクタの防水構造の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では自動二輪車等の移動体に搭載される防水コネクタを例に説明するが、本発明のコネクタは、他の用途にも適用することができる。

図１は、本発明を適用してなる防水コネクタの上面図、図２は、図１の防水コネクタを構成する雄コネクタの分解斜視図、図３は、図１の防水コネクタを構成する雌コネクタの分解斜視図である。図４、５は、図１のＡ−Ａ矢視断面を表しており、図４は、雄コネクタと雌コネクタとが接続される前の状態を示し、図５は、雄コネクタと雌コネクタとが接続された後の状態を示している。

防水コネクタ１１は、図１に示すように、雄コネクタ１３と雌コネクタ１５とを互いに接続（嵌合）し、雄コネクタ１３に収容された雄端子１７と雌コネクタ１５に収容された雌端子１９とを電気的に接続するものである。各端子にはそれぞれ電線が接続されている。雄コネクタ１３と雌コネクタ１５は、いずれも絶縁性の合成樹脂により筒状に形成される。なお、以下の説明では、図１の右側を後方、左側を前方として定義し、これらの定義は他の図面の説明に適宜適用する。

雄コネクタ１３は、図２、４に示すように、電線２１が接続された雄端子１７と、雄端子１７を収容する雄ハウジング２３（第１のハウジング）とを備える。雄ハウジング２３は、雄端子１７が収容される雄端子収容室２５が形成された筒状の基部２７と、基部２７から後方に突出する電線保持部２９と、基部２７から前方に突出するフード部３１とを一体的に備える。フード部３１は、基部２７の周壁と連なった周壁を有して角筒状に形成される。

雄端子収容室２５は、複数（例えば２個）の雄端子１７を互いに図示しない隔壁で仕切って収容し、ランスで各雄端子１７を設定位置に保持するようになっている。雄端子収容室２５は、フード部３１に包囲された基部２７の先端面の開口端３３と連通する一方、電線保持部２９の電線２１を収容する貫通孔３４と連通して形成される。開口端３３の周縁には、後述する環状部材３５が設けられる。

雄端子１７は、図２に示すように、導電性の金属板材等から形成され、電線２１の芯線を圧着接続する電線接続部３７と、雄タブ３９とを一体的に備える。雄タブ３９は、直線状に延在する棒状に形成され、雄端子１７が雄端子収容室２５の設定位置に収容された状態で、開口端３３から突出して、環状部材３５よりも前方に延びて設けられる。

フード部３１には、ロック突起４１と、一対の第１ガイドリブ４３と、一対の第２ガイドリブ４５とがそれぞれ外方に突出して設けられる。第１ガイドリブ４３と第２ガイドリブ４５は、雄コネクタ１３と雌コネクタ１５との嵌合方向に延在して形成され、それぞれ一対設けられる。一対の第１ガイドリブ４３の内側には、ロック突起４１が設けられる。第１ガイドリブ４３と第２ガイドリブ４５は、後述するように、それぞれ雌ハウジング４７の内壁の案内溝５１に沿って案内され、雄コネクタ１３と雌コネクタ１５とを正規の向きで嵌合させる。ロック突起４１は、後述するように、雄コネクタ１３のロックアーム５３の係合部５５と係合するようになっている。

一方、雌コネクタ１５は、図３、４に示すように、電線５７が接続された雌端子１９と、雌端子１９を収容する雌ハウジング４７（第２のハウジング）とを備える。雌ハウジング４７は、角筒状に形成された外筒部５９と、外筒部５９内に収容され、雌端子１９が収容される雌端子収容室６１を有して角筒状に形成された内筒部６３と、内筒部６３と連なり雌コネクタ１５の嵌合方向と反対側の前方に延出する筒状の電線保持部６５とを一体的に備える。

そして、外筒部５９と内筒部６３との間の環状の隙間には、雄コネクタ１３と雌コネクタ１５とが嵌合されたときに、雄ハウジング２３のフード部３１が挿入される。このとき、フード部３１の内側に収容される内筒部６３の外周面は、フード部３１の内周面と周方向で所定の間隔をあけて設けられる。

雌端子収容室６１は、複数（例えば２個）の雌端子１９を互いに図示しない隔壁で仕切って収容し、ランスで各雌端子１９を設定位置に保持するようになっている。雌端子収容室６１は、外筒部５９に包囲された内筒部６３の先端面の開口端６７と連通する一方、電線保持部６５の電線５７を収容する貫通孔６９と連通して形成される。

雌端子１９は、導電性の金属板材等から形成され、電線５７の芯線を圧着接続する電線接続部７１と、電線接続部７１と連なる筒状の電気接触部７３とを一体的に備える。電気接触部７３は、雌端子１９が雌端子収容室６１の設定位置に収容された状態で、開口端６７と面一又は開口端６７から設定距離だけ後退させた位置に配される。電気接触部７３は、雄端子１７の雄タブ３９が内側に進入することで、雄端子１７と電気的に接続されるようになっている。

外筒部５９は、内壁に４本の案内溝５１が設けられる。案内溝５１は、雄ハウジング２３のフード部３１が挿入される方向に沿って設けられ、前述した雄ハウジング２３の一対の第１ガイドリブ４３と一対の第２ガイドリブ４５とがそれぞれ挿入されるようになっている。

外筒部５９には、ロックアーム５３が設けられる。図４に示すように、ロックアーム５３は、外筒部５９の前端側（図４の左側）から立設して外筒部５９の後端側に延出する一対の脚部７５と、一対の脚部７５の後端部に片持ちで支持されて外筒部５９の前端側に延出するロック部７７とを備える。一対の脚部７５は、その後端側が第１連結部７９で互いに連結され、一対のロック部７７は、前端部が第２連結部８１で互いに連結される。そして、一対の脚部７５と第１連結部７９との間に形成された係合部５５に、前述した雄ハウジング２３のロック突起４１が係合することで、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７との嵌合状態が保持されるようになっている。

図２に示すように、電線２１には、環状の防水栓８３が装着されており、雄端子１７が雄端子収容室２５の正規位置に収容された状態で、電線保持部２９の貫通孔３４から引き出された電線２１の外周面と貫通孔３４の内周面との隙間を防水栓８３がシールするようになっている。同様に、図３に示すように、電線５７には、環状の防水栓８５が装着されており、雌端子１９が雌端子収容室６１の正規位置に収容された状態で、電線保持部６５の貫通孔６９から引き出された電線６９の外周面と貫通孔６９の内周面との隙間を防水栓８５がシールするようになっている。

次に、本実施形態の特徴構成となる環状部材３５について説明する。図６は、図１の雄ハウジング２３のＡ−Ａ矢視方向の縦断面の斜視図であり、図７は、図６の断面図に対して角度をずらした縦断面の斜視図である。

本実施形態では、雌ハウジング４７の開口端６７と雄ハウジング２３の基部２７の前端面にある開口端３３とを対向させ、これらの開口端の周縁の互いに対向する隙間に合成樹脂製の環状部材３５を設けている。環状部材３５は、開口端３３の周縁から突出して設けられ、雄ハウジング２３と一体的に形成される。環状部材３５は、雌ハウジング４７の角筒状の内筒部６３の断面形状と対応するように横断面が角筒状の傘型をなして形成され、雌ハウジングに向かって末広がりの内周面及び外周面を有している。

環状部材３５は、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７とが互いに正規位置で嵌合したときに、環状部材３５の末広がりの内周面に内筒部６３の開口端６７の周縁が全周に亘って当接可能に形成される。また、環状部材３５は、雄ハウジング２３と同じ合成樹脂で形成されるため、内周面が内筒部６３の開口端６７の周縁に押し付けられると、内周面が拡張する方向（軸方向で縮まる方向）に弾性変形可能になっている。

上述した防水コネクタ１１を組み立てる際には、まず、雄ハウジング２３の貫通孔３４から電線２１が接続された雄端子１７を挿入し、雄端子１７を雄端子収容室２５の所定位置に収容し、ランスで保持するとともに、電線２１に装着された防水栓８３を貫通孔３４に押し込んで貫通孔３４との隙間をシールする。これにより、雄タブ３９は、環状部材３５を抜き抜けて突出された状態となる。

一方、雌ハウジング４７の貫通孔６９から電線５７が接続された雌端子１９を挿入し、雌端子１９を雌端子収容室６１の所定位置に収容し、ランスで保持するとともに、電線５７に装着された防水栓８５を貫通孔３４に押し込んで貫通孔３４との隙間をシールする。

次に、図４に示すように、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７とを向き合わせ、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７とを互いに近づける。このとき、雄ハウジング２３は、第１ガイドリブ４３と第２ガイドリブ４５とがそれぞれ雌ハウジング４７の案内溝５１に嵌め込まれ、正規の姿勢を保持しながら、外筒部５９と内筒部６３との間に、フード部３１が案内される。

こうして、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７とを互いに近づけると、まず、雄ハウジング２３の開口端３３から突出する雄タブ３９の先端部が、雌ハウジング４７の開口端６７を介して雌端子１９の電気接触部７３（図３）に侵入する。

続いて、図５に示すように、雌ハウジング４９を雄ハウジング２３に対して正規の位置に嵌合させると、図５に示すように、雌ハウジング４７の内筒部６３の開口端６７の周縁が、雄ハウジング２３の環状部材３５の内周面と当接する。また、雄タブ３９の先端部が、雌端子１９の電気接触部７３の正規の位置に収容される。これにより、雄端子１７と雌端子１９との電気的な接続が完了する。

そして、環状部材３５の内周面と当接した内筒部６３は、開口端６７の周縁が環状部材３５の内周面を周方向より押圧する。これにより、環状部材３５は、内周面が拡がる方向（軸方向で縮まる方向）に弾性変形する。その結果、内筒部６３の開口端６７の周縁には、環状部材３５の弾性変形の復元力（バネ力）が全周に作用する。したがって、内筒部６３の開口端６７の周縁は、環状部材３５の内周面に強く押し付けられるから、雌ハウジング４７の開口端６７と雄ハウジング２３の開口端３３との隙間は、環状部材３５を介して気密にシールされる。

一方、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７とを近づける過程で、雄ハウジング２３に設けられたロック突起４１は、雌ハウジング４７のロックアーム５３に形成された第１連結部７９と接触し、第１連結部７９と連なる一対の脚部７５を弾性変形させることで、第１連結部７９を乗り越え、係合部５５と係合する。これにより、雌ハウジング４７と雄ハウジング２３との相対位置が保持されるから、内筒部６３の開口端６７の周縁が環状部材３５を押し付ける状態が保持される。このため、環状部材３５と雌ハウジング４７の開口端６７の周縁との隙間を介して水が浸入するのを防ぐことができる。

更に、貫通孔３４と電線２１との隙間は、防水栓８３でシールされており、貫通孔６９と電線５７との隙間は、防水栓８５でシールされている。このため、雄端子収容室２５と雌端子収容室６１は、外部からの水の浸入を完全に防ぐことができるから、雄端子１７と雌端子１９との接続状態を良好に保つことができる。

また、環状部材３５は、弾性変形可能な状態で内筒６３と接触されるから、防水コネクタ１１が振動するときには、例えば、環状部材３５が軸方向で伸縮（内周面を開閉）するように弾性変形を繰り返すことで、振動を吸収することができる。これにより、各端子１７，１９に振動が伝播するのを抑制することができるから、端子間の電気的な接続状態を良好に維持することができる。

以上述べたように、本実施形態では、雄ハウジング２３の基部２７の開口端３３の周縁に、雌ハウジング４７に向かって末広がりの傘型をなして形成された樹脂性の環状部材３５が設けられ、この環状部材３５の内周面は、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７とが正規の位置で嵌合するときに、雌ハウジング４７の内筒部６３の開口端６７の周縁に押圧されて弾性変形する。その結果、内筒部６３の開口端６７の周縁と環状部材３５の内周面との接触領域は、周方向で強く密着されるから、接触領域を介して水が浸入するのを防ぐことができる。なお、本実施形態の防水コネクタ１１は、内筒部６３の開口端６７が環状部材３５を弾性変形可能な範囲で押圧するように、環状部材３５を押し付ける押し付け量（挿入量）が適宜設定される。

本実施形態によれば、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７との嵌合時において、内筒部６３の開口端６７の周縁は、環状部材３５と当接するまで非接触の状態が維持されるから、雄ハウジング２３と雌ハウジング４７との嵌合に伴う損傷を防ぐことができ、しかも両ハウジングの嵌合負荷が小さくなることで、組付け作業の負担を小さくすることができる。

本実施形態によれば、環状部材３５は、成形により雄ハウジング２３と一体的に形成することができるから、部品点数を少なくすることができ、製造工数や部品の製造コストを低減することができる。また、従来のシール構造で使用されるゴムパッキンを廃止することができるから、コネクタの軸方向と交差する方向の幅寸法において、ゴムパッキンの肉厚分を盛り込む必要がなく、コネクタのコンパクト化を図ることができる。更に、環状部材３５を汎用の合成樹脂材料等で形成することにより、ゴム材料のような経時劣化を防ぐことができるから、経時的なシール性の低下を防ぐことができる。

また、本実施形態では、図５に示すように、雌ハウジング２３は、内筒部６３の先端部分を断面方向からみると、軸方向と直交する方向の幅寸法が開口端６７側で小さくなる段差部８７を設けている。このため、例えば、内筒部６３の開口端６７付近に異物が付着したとしても、異物を段差部８７に逃がすことができるから、環状部材３５と接触する内筒部６３のシール面８９と環状部材３５との間に異物が挟まることによるシール面８９の損傷を防ぐことができ、シール性が低下するのを防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

例えば、環状部材３５は、雄ハウジング２３と別体で形成されていてもよい。この場合、環状部材は、開口端３３の周縁において、基部２７の端面に沿って装着される円盤状の底板と、この底板から末広がりに突出する環状の部材とを有して形成することができ、所望の合成樹脂で成形することができる。

また、環状部材３５は、雌ハウジング４７の内筒部６３が周方向で当接可能な内周面を有していればよく、例えば、内筒部６３が円筒状に形成されているときは、その内筒部６３の形状に対応させて、円筒状の傘型に形成する。

また、上述した実施形態では、環状部材３５を傘型にすることで、環状部材３５の弾性変形を容易にしているが、例えば、図８（符号９１）のように、断面を三角状に形成したり、図９（符号９３）のように、開口端３３の周縁からフード部３１の内周面に向かってテーパ状の斜面を形成することも可能である。これらによれば、傘型の環状部材３５と比べて弾性変形は小さくなるが、形状が簡単になる分、成形加工用の金型を安価で製造することが可能となる。また、環状部材３５をこのように形成しても、内筒部６３が当接する領域で所定の密着性を確保できるから、内筒部６３と環状部材に囲まれて形成される空間に水が浸入するのを防ぐことができる。

１１ 防水コネクタ
１３ 雄コネクタ
１５ 雌コネクタ
１７ 雄端子
１９ 雌端子
２１，５７ 電線
２３ 雄ハウジング（第１のハウジング）
２５ 雄端子収容室
２７ 基部
３１ フード部
３３，６７ 開口端
３５ 環状部材
３９ 雄タブ
４７ 雌ハウジング（第２のハウジング）
５９ 外筒部
６１ 雌端子収容室
６３ 内筒部

Claims (3)

1. 第１のハウジングの端子を収容する端子収容室の開口端と第２のハウジングの端子を収容する端子収容室の開口端とを対向させ、これらの開口端の周縁の対向する隙間を封止するコネクタの防水構造であって、
   前記第１のハウジングの開口端の周縁に、前記第２のハウジングに向かって末広がりの内周面を有する樹脂製の環状部材が設けられ、該環状部材の内周面に前記第２のハウジングの端子収容室の開口端の周縁が当接するコネクタの防水構造。
2. 前記環状部材は、前記第２のハウジングに向かって末広がりとなる傘型に形成されてなる請求項１に記載のコネクタの防水構造。
3. 前記環状部材は、前記第１のハウジングの端子収容室の開口端の周縁と一体形成されてなる請求項１又は２に記載のコネクタの防水構造。

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