JP5473132B2 - 防塵フード付き電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、パソコン、カメラ、医療機器および測定機器等に使用される微少サイズの電気コネクタに関し、特に、防塵，防触のためリセプタクルに収容された受け入れ側コネクタに差し込み側コネクタを挿入して受け入れ側コネクタと差し込み側コネクタを接続する密封構造の防塵フード付き電気コネクタに関する。

実開平５−６１９７５号公報には、受け入れ側コネクタを収容したハウジングの開口部にトーションバネにより閉方向に付勢された一対の開閉扉を軸支し、差し込み側コネクタを挿入することにより開閉扉を押し開き、差し込み側コネクタを引き抜くと、開閉扉の軸に配置したトーションバネのバネ力により開閉扉を閉じるようにした開閉扉付き電気コネクタが開示されている。

また、特開平１１−８００５号公報には、作業者がコネクタ内の端子に誤って触るのを防止する高電圧および強電流に適応可能な電気コネクタにおいて、受け入れ側コネクタを収容したリセプタクルの開口部に回動軸を配置し、回動軸に突条と開閉扉を回動自在に軸支し、受け入れ側コネクタを収容したリセプタクルに挿入して受け入れ側コネクタと接続する差し込み側コネクタに挿入ガイド部と係合突部を設け、差し込み側コネクタをリセプタクルに挿入する際、差し込み側コネクタに設けた係合突部と受け入れ側コネクタの開閉扉に設けた突条とを係合させて開閉扉を開方向に回動し、差し込み側コネクタをリセプタクルから引く抜く際、差し込み側コネクタに設けた係合突部と受け入れ側コネクタの開閉扉に設けた突条との係合で開閉扉を閉方向に回動し、開閉扉を開状態、閉状態に保持するため、開閉扉の端部に係合突起を設け、リセプタクル内に係合突起と係合する閉および開用係合穴を設けた開閉扉付き電気コネクタが開示されている。

実開平５−６１９７５号公報 特開平１１−８００５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された開閉扉付き電気コネクタは、受け入れ側コネクタを収容するリセプタクルが外部から完全に密封された構造でないため、塵等のリセプタクル内への浸入を完全に防ぐことは困難である。また、開閉扉を閉状態に付勢するためトーションバネ等のバネ手段が必要であるため、コネクタ組立時にトーションバネを捻りながらセットしなければならず、組立作業が繁雑になるという問題を有する。さらに、トーションバネ等のバネ材は、使用時間、使用回数が増加すると疲労劣化するという問題がある。

特許文献２に開示された開閉扉付き電気コネクタは、開閉扉にバネを用いていないため、バネの疲労劣化の問題と組立の困難性は解消されている。しかし、開閉扉に設けた突条がリセプタクルの外に露出した状態であるため、リセプタクルを完全に密封する構造ではない。また、開閉扉を開状態、閉状態に保持するため、開閉扉の端部に係合突起を設け、リセプタクル内に係合突起と係合する閉および開用係合穴を貫通して設ける必要があり、リセプタクルを密封する構造にはなっていない。そもそも、特許文献２で開示された電気コネクタは、高電圧、強電流に適応可能な電気コネクタであって、作業者がコネクタ内の端子に誤って触るのを防止することを解決すべき課題としており、粉塵等の浸入を防止するような配慮されていない。しかも、密封構造でないためリセプタクルに収容されたコネクタピンが外気に露出する状態となり、コネクタピンの腐触と、腐触による接触不良に起因する発熱等の不具合の発生の恐れがある。

本発明は、前記従来技術のもつ課題を解決する、密封構造で、開閉扉の不用意な開放を防止し、バネ材等の部材を用いることなく安定して開閉扉の閉状態を保持できる防塵フード付き電気コネクタを提供することを目的とする。

本発明の防塵フード付き電気コネクタは、前記課題を解決するために、一端に開口部を有し雄端子を設置した第１コネクタと、前記第１コネクタに差し込まれ前記雄端子と接続する雌端子を設置した第２コネクタと、雄端子の出入により開閉する弾性開閉蓋を配置した雄端子挿入孔を有し、前記第１コネクタの開口部を密封封鎖する防塵フードと、を備え、前記第１コネクタへの前記第２コネクタの差し込み、引き抜きにより前記防塵フードを前記コネクタ内で上下に移動させ、前記防塵フードの上下動に伴い前記第１コネクタに形成した係合部との係合、離脱、及び前記第２コネクタに形成した係止溝との係合、離脱する弾性ロック部を前記防塵フード先端部に形成し、前記防塵フードの上下動により前記雄端子が前記防塵フードの雄端子挿入孔の弾性開閉蓋を開閉して前記雄雌端子の接続、切り離し動作をすることを特徴とする。

また、本発明の防塵フード付き電気コネクタは、前記弾性ロック部及び前記弾性開閉蓋を有する前記防塵フードを弾性部材で一体成形により形成することを特徴とする。

また、本発明の防塵フード付き電気コネクタは、前記弾性ロック部を前記防塵フードの先端部に形成した膨出部とすることを特徴とする。

また、本発明の防塵フード付き電気コネクタは、前記第１コネクタに一端を固定した弾性変形可能な簡易ロック部材を少なくとも１つ配置し、雄雌端子非接続時、前記簡易ロック部材が前記防塵フードの外周に形成したロック溝に係合して前記防塵フードを前記第１コネクタに固定し、雄雌端子接続時、前記簡易ロック部材が前記第２コネクタの外周に形成した簡易ロック溝と係合して前記第２コネクタを前記第１コネクタに固定することを特徴とする。

また、本発明の防塵フード付き電気コネクタは、前記第１コネクタの断面形状を矩形または円形とし、前記防塵フード及び前記第２コネクタの断面形状を前記レセプタクルの断面形状と相似形としたことを特徴とする。

一端に開口部を有し雄端子を設置した第１コネクタと、前記第１コネクタに差し込まれ前記雄端子と接続する雌端子を設置した第２コネクタと、雄端子の出入により開閉する弾性開閉蓋を配置した雄端子挿入孔を有し、前記第１コネクタの開口部を密封封鎖する防塵フードと、を備え、前記第１コネクタへの前記第２コネクタの差し込み、引き抜きにより前記防塵フードを前記コネクタ内で上下に移動させ、前記防塵フードの上下動に伴い前記第１コネクタに形成した係合部との係合、離脱、及び前記第２コネクタに形成した係止溝との係合、離脱する弾性ロック部を前記防塵フード先端部に形成し、前記防塵フードの上下動により前記雄端子が前記防塵フードの雄端子挿入孔の弾性開閉蓋を開閉して前記雄雌端子の接続、切り離し動作をする構成により、簡単な操作で雄雌端子の接続、切り離を可能とし、密封状態を保持することができるので、塵、湿気の侵入による端子の腐食を防止し、接続不良等の事故を防止することが可能となる。
弾性ロック部及び弾性開閉蓋を有する防塵フードを弾性部材で一体成形により形成する構成により、弾性部材の特徴を機能として備える部分も容易に成形することが可能となる。
第１コネクタに一端を固定した弾性変形可能な簡易ロック部材を少なくとも１つ配置し、雄雌端子非接続時、簡易ロック部材が防塵フードの外周に形成した簡易ロック溝に係合して防塵フードを第１コネクタに固定し、雄雌端子接続時、簡易ロック部材が第２コネクタの外周に形成した簡易ロック溝と係合して第２コネクタを第１コネクタに固定する構成により、雄雌端子接続時及び切り離し時に確実に第２コネクタ、防塵フードを第１コネクタの所定の位置に保持することが可能となる。
第１コネクタの断面形状を矩形または円形とし、防塵フード及び第２コネクタの断面形状を前記第１コネクタの断面形状と相似形とした構成により、断面形状の相違に対応可能な電気コネクタを提供することが可能となる。

第１コネクタの図３のＡ−Ａ線断面図である。 第１コネクタの図３のＢ−Ｂ線断面図である。 第１コネクタの平面図である。 第１コネクタの断面図である。 第１コネクタの断面図である。 第１コネクタの平面図である。 雄端子を示す図である。 第２コネクタの側面図である。 第２コネクタの平面図である。 第２コネクタの側面図である。 第２コネクタの平面図である。 （ａ）（ｂ）雄端子挿入孔に設置する弾性開閉蓋を示す図である。 （ａ）（ｂ）雄端子挿入孔に設置する弾性開閉蓋を示す図である。 （ａ）（ｂ）雄端子挿入孔に設置する弾性開閉蓋を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）第２コネクタの第１コネクタへの差し込み工程を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）第２コネクタの第１コネクタへの差し込み工程を示す図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。第１図は、防塵フード付き電気コネクタの一実施形態の第３図Ａ−Ａ線断面の断面図であり、第２図は、第３図のＢ−Ｂ線断面であり、第３図は平面図ある。

第１コネクタ１は、底壁部１ｄと４つの側壁部１ａとからなら矩形断面のリセプタクルを備えている。リセプタクルの先端開口部に開口部を縮小するように側壁部１ａから内側に直角に延びるフランジ部１ｂが形成される。リセプタクルは絶縁性の合成樹脂等で形成する。第１コネクタ１のリセプタクルの底壁部１ｄに１個または複数の雄端子３が配置される。

リセプタクル内に側壁部１ａの内壁にフランジ部１ｂの下まで延びるスペーサ板が設置される。スペーサ板の先端部の一部に傾斜面を有する切り欠きを形成し、矩形断面のリセプタクルの一方の相対する側壁側のフランジ部１ｂの下部に係合凹部１ｅが形成される。また、矩形断面のリセプタクルの他方の相対する側壁側には、スペーサ板を設置しない部分を有し、スペーサ板の設置しない部分に下端をリセプタクルの底壁部１ｄに固定し、リセプタクルの開口部方向に延びる簡易ロック部材６が配置される。簡易ロック部材６の先端には係合凸部６ａが形成される。

リセプタクル内には、リセプタクルを密封封鎖する防塵フード５が配置される。防塵フード５は、弾性変形する部材で一体成形により形成される。防塵フード５は、底壁部５ａと４つの側壁部からなり、リセプタクルの断面と相似の矩形断面に形成される。防塵フード５の一方の相対する側壁部の先端には、リセプタクルに形成した係合凹部１ｅに対応する位置に外側に膨出した弾性ロック部５ｄが形成される。防塵フード５の弾性ロック部５ｄは、リセプタクルに形成した係合凹部１ｅに係合する。

防塵フード５の他方の相対する側壁部には、ロック溝５ｅが形成される。リセプタクルにその下端を固定された簡易ロック部材６先端の係合凸部６ａが防塵フード５のロック溝５ｅに係合する。雄雌端子非接続時、防塵フード５は、弾性ロック部５ｄとリセプタクルに形成した係合凹部１ｅとの係合と、簡易ロック部材６とロック溝５ｅとの係合と２つの係合手段により第１コネクタ１に保持される。

防塵フード５の底壁部５ａには、リセプタクルの底壁部１ｄに設置した雄端子３と対応する位置に雄端子挿入孔５ｂが形成される。雄端子挿入孔５ｂには、雄端子３の挿入により開となり、常時は閉状態に保持される弾性開閉蓋５ｃが形成される。雄雌端子非接続時、雄端子３の先端は、弾性開閉蓋５ｃの下部に位置し、弾性開閉蓋５は、閉の状態に保持され、第１コネクタ１は、防塵フード５により密封される。

第４図は、防塵フード付き電気コネクタの他の実施形態の断面図であり、第５図は、第４図の断面図の切断線に対して位相を変えた切断線の断面図であり、第６図は平面図ある。

第１コネクタ１は、底壁部１ｄと側壁部１ａとからなら円形断面のリセプタクルを備えている。リセプタクルの先端開口部に開口部を縮小するように側壁部１ａから内側に直角に延びるフランジ部１ｂが形成される。リセプタクルは絶縁性の合成樹脂等で形成する。第１コネクタ１のリセプタクルの底壁部１ｄに１個または複数の雄端子３が配置される。

リセプタクル内に側壁部１ａの内壁にフランジ部１ｂの下まで延びるスペーサ板が設置される。スペーサ板の先端部の一部に傾斜面を有する切り欠きを形成し、円形断面のリセプタクルのフランジ部１ｂの下部に係合凹部１ｅが形成される。また、円形断面のリセプタクルの内側にスペーサ板を設置しない部分を有し、スペーサ板の設置しない部分に下端をリセプタクルの底壁部１ｄに固定し、リセプタクルの開口部方向に延びる簡易ロック部材６が配置される。簡易ロック部材６の先端には係合凸部６ａが形成される。

リセプタクル内には、リセプタクルを密封封鎖する防塵フード５が配置される。防塵フード５は、弾性変形する部材で一体成形により形成される。防塵フード６は、底壁部５ａと側壁部からなり、リセプタクルの断面と相似の円形断面に形成される。防塵フード５の側壁部の先端には、リセプタクルに形成した係合凹部１ｅに対応する位置に外側に膨出した弾性ロック部５ｄが形成される。防塵フード５の弾性ロック部５ｄは、リセプタクルに形成した係合凹部１ｅに係合する。

防塵フード５の側壁部には、簡易ロック溝５ｅが形成される。リセプタクルにその下端を固定された簡易ロック部材６先端の係合凸部６ａが防塵フード５のロック溝５ｅに係合する。雄雌端子非接続時、防塵フード５は、弾性ロック部５ｄとリセプタクルに形成した係合凹部１ｅとの係合と、簡易ロック部材６とロック溝５ｅとの係合と２つの係合手段により第１コネクタ１に保持される。

防塵フード５の底壁部５ａには、リセプタクルの底壁部１ｄに設置した雄端子３と対応する位置に雄端子挿入孔５ｂが形成される。雄端子挿入孔５ｂには、雄端子３の挿入により開となり、常時は閉状態に保持される弾性開閉蓋５ｃが形成される。雄雌端子非接続時、雄端子３の先端は、弾性開閉蓋５ｃの下部に位置し、弾性開閉蓋５は、閉の状態に保持され、第１コネクタ１は、防塵フード５により密封状態される。

図７は、雄端子３の一実施形態を示す側面図である。雄端子３は、防塵フード５の雄端子挿入孔５ｂに挿入可能な外径を有するものであればどのような形状のものでも良い。

図８、図９は、図１〜３に示される実施形態の第１コネクタ１に差し込まれる第２コネクタ２の側面図と平面図である。

この実施形態の第２コネクタ２は、図１〜３に示される矩形断面の開口部と相似形で若干小さい矩形断面の差し込み部２ａを備えている。第２コネクタ２には複数の雌端子４が設置される。矩形断面の差し込み部２ａの一方の相対する側壁部には、防塵フード５の弾性ロック部５ｄの係合する係合溝２ｂが形成される。また、矩形断面の差し込み部２ａの他方の相対する側壁部には、簡易ロック部材６先端の係合凸部６ａが係合する簡易ロック溝２ｃが形成される。係合溝２ｂの形成位置は、簡易ロック溝２ｃの形成位置より、差し込み部２ａの先端側に位置する。

図１０、図１１は、図４〜６に示される実施形態の第１コネクタ１に差し込まれる第２コネクタ２の側面図と平面図である。

この実施形態の第２コネクタ２は、図４〜６に示される円形断面の開口部と相似形で若干小さい円形断面の差し込み部２ａを備えている。第２コネクタ２には複数の雌端子４が設置される。円形断面の差し込み部２ａの側壁部には、防塵フード５の弾性ロック部５ｄの係合する係合溝２ｂが形成される。また、円形断面の差し込み部２ａの側壁部には、簡易ロック部材６先端の係合凸部６ａが係合する簡易ロック溝２ｃが形成される。係合溝２ｂの形成位置は、簡易ロック溝２ｃの形成位置より、差し込み部２ａの先端側に位置する。

図１２、図１３、図１４は、防塵フード５の雄端子挿入孔５ｂに形成される弾性開閉蓋５ｃの実施形態を示す図である。

図１２（ａ）（ｂ）は、弾性部材で一体成形される防塵フード５の円形断面の雄端子挿入孔５ｂの出口部に薄い弾性部材を残し、出口部の弾性部材に径方向に４本の切りこみ線で８個の蓋部材に分割して弾性開閉蓋５ｃを形成した実施形態を示す。図１３（ａ）（ｂ）は、弾性部材で一体成形される防塵フード５の円形断面の雄端子挿入孔５ｂの出口部に薄い弾性部材を残し、出口部の弾性部材に径方向に３本の切りこみ線で６個の蓋部材に分割して弾性開閉蓋５ｃを形成した実施形態を示す。図１４（ａ）（ｂ）は、弾性部材で一体成形される防塵フード５の円形断面の雄端子挿入孔５ｂの出口部に薄い弾性部材を残し、出口部の弾性部材に径方向に１本の切りこみ線で２個の蓋部材に分割して弾性開閉蓋５ｃを形成した実施形態を示す。分割される蓋部材の数は、雄端子３の外径が大きものは、６〜８個とし、外径が小さいものは２個でも良い。

図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、第１コネクタ１に第２コネクタ２が差し込む工程を示す図である。

第２コネクタ２の差し込み部２ａは、弾性ロック部５ｄとリセプタクルに形成した係合凹部１ｅとの係合と、簡易ロック部材６とロック溝５ｅとの係合と２つの係合手段により第１コネクタ１内に保持され防塵フード５に差し込まれる。図１５（ａ）と図１６（ａ）は、第２コネクタ２の差し込み部２ａが防塵フード５内に差し込まれる前の状態を示す。

図１５（ｂ）と図１６（ｂ）は、第２コネクタ２の差し込み部２ａが防塵フード５内に差し込まれつつある状態を示すものである。この状態では、第２コネクタ２の差し込み部２ａの先端部が防塵フードの底面５ａを押圧する状態になっていないため、防塵フード５は、弾性ロック部５ｄとリセプタクルに形成した係合凹部１ｅとの係合と、簡易ロック部材６とロック溝５ｅとの係合と２つの係合手段により第１コネクタ１に固定された状態である。

図１５（ｃ）と図１６（ｃ）は、第２コネクタ２の差し込み部２ａが防塵フード５の底面５ａと接触し、防塵フード５への押圧を開始した状態を示す。防塵フード５が押圧されることにより、簡易ロック部材６とロック溝５ｅとの係合が解除される。それとほぼ同時に、弾性ロック部５ｄとリセプタクルに形成した係合凹部１ｅとの係合が解除され、防塵フード５がレセプタクル内の下降を開始する。防塵フード５がレセプタクル内を下降する際、防塵フード５の外周はレセプタクル内に設置したスペーサ板と接触しながら下降する。係合凹部１ｅとの係合が解除された防塵フード５の先端の外側に膨出した弾性ロック部５ｄは、スペーサ板により圧縮され内側に弾性変形した状態で第２コネクタの差し込み部２ａに形成した係合溝２ｂと係合し、防塵フード５と第２コネクタ２は固定状態を維持してレセプタクル内を下降する。

防塵フード５のレセプタクル内での下降により雄端子３は、防塵フード５の雄端子挿入孔５ｂの相対位置が上昇し、弾性開閉蓋５ｃを開として防塵フード５の底面５ａから突き出し、第２コネクタ２内に設置した雌端子４への接続が開始される。

図１５（ｄ）と図１６（ｄ）は、第２コネクタ２の差し込み部２ａの防塵フード５のレセプタクル内の下降が終了し、雄端子３と雌端子４の接続が完了した状態を示す。雄端子３と雌端子４の接続が完了した状態では、防塵フード５の底面がリセプタクルの底面に達し、簡易ロック部材６の係合凸部６ａが第２コネクタ２の差し込み部２ａに形成した簡易ロック溝２ｃと係合する。すなわち、雄端子３と雌端子４の接続時は、弾性ロック部５ｄと係合溝２ｂの係合により、第２コネクタ２と防塵フード５が固定され、簡易ロック部材６と第２コネクタ２の簡易ロック溝２ｃと係合により、第２コネクタ２が第１コネクタ１に固定され、雄端子３と雌端子４の接続状態を安定して確保することが可能となる。

第２コネクタ２を第１コネクタ１から引き抜き、雄端子３と雌端子４の接続を解除する工程は、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示される工程と逆の工程により実施される。先ず、第２コネクタ２の差し込み部２ａの引き抜き動作により、簡易ロック部材６と第２コネクタ２の簡易ロック溝２ｃと係合が解除される。第２コネクタ２の差し込み部２ａの係合溝２ｂと防塵フード５の弾性ロック部５ｄとの係合は維持されているので、第２コネクタ２と防塵フード５は一緒にレセプタクル内を上昇する。防塵フード５の弾性ロック部５ｄがレセプタクルに形成した係合凹部１ｅの位置に達すると、弾性ロック部５ｄと差し込み部２ａに形成した係合溝２ｂとの係合が解除され、防塵フード５の弾性ロック部５ｄとレセプタクルに形成した係合凹部１ｅが係合する。それと同時に簡易ロック部材６と防塵フード５のロック溝５ｅが係合し、防塵フード５はレセプタクルに固定される。第２コネクタ２がレセプタクルから引き抜かれ、雄雌端子が非接続状態となり、防塵フード５の弾性開閉蓋５ｃは、閉の状態とされ、第１コネクタ１は、防塵フード５により密封状態される。

以上のように、本発明の防塵フード付き電気コネクタによれば、簡単な操作で雄雌端子の接続、切り離を可能とし、密封状態を保持することができるので、塵、湿気の侵入による端子の腐食を防止し、接続不良等の事故を防止することが可能となる。

１：第１コネクタ、１ａ：側壁部 １ｂ：フランジ部、１ｄ：底壁部 １ｅ：係合凹部、２：第２コネクタ、２ａ：差し込み部、２ｂ：係合溝、２ｃ：簡易係合溝、３：雄端子、４：雌端子、５：防塵フード、５ａ：底壁部、５ｂ：雄端子挿入孔、５ｃ：弾性開閉蓋、５ｄ：弾性ロック部、５ｅ：ロック溝、６：簡易ロック部材、６ａ：係合凸部

Claims (5)

1. 一端に開口部を有し雄端子を設置した第１コネクタと、
   前記第１コネクタに差し込まれ前記雄端子と接続する雌端子を設置した第２コネクタと、
   雄端子の出入により開閉する弾性開閉蓋を配置した雄端子挿入孔を有し、前記第１コネクタの開口部を密封封鎖する防塵フードと、
   を備え、
   前記第１コネクタへの前記第２コネクタの差し込み、引き抜きにより前記防塵フードを前記コネクタ内で上下に移動させ、前記防塵フードの上下動に伴い前記第１コネクタに形成した係合部との係合、離脱、及び前記第２コネクタに形成した係止溝との係合、離脱する弾性ロック部を前記防塵フード先端部に形成し、
   前記防塵フードの上下動により前記雄端子が前記防塵フードの雄端子挿入孔の弾性開閉蓋を開閉して前記雄雌端子の接続、切り離し動作をすることを特徴とする防塵フード付き電気コネクタ。
2. 前記弾性ロック部及び前記弾性開閉蓋を有する前記防塵フードを弾性部材で一体成形により形成することを特徴とする請求項１に記載の防塵フード付き電気コネクタ。
3. 前記弾性ロック部を前記防塵フードの先端部に形成した膨出部とすることを特徴とする請求項１または２に記載の防塵フード付き電気コネクタ。
4. 前記第１コネクタに一端を固定した弾性変形可能な簡易ロック部材を少なくとも１つ配置し、雄雌端子非接続時、前記簡易ロック部材が前記防塵フードの外周に形成したロック溝に係合して前記防塵フードを前記第１コネクタに固定し、雄雌端子接続時、前記簡易ロック部材が前記第２コネクタの外周に形成した簡易ロック溝と係合して前記第２コネクタを前記第１コネクタに固定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の防塵フード付き電気コネクタ。
5. 前記第１コネクタの断面形状を矩形または円形とし、前記防塵フード及び前記第２コネクタの断面形状を前記第１コネクタの断面形状と相似形としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の防塵フード付き電気コネクタ。

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