JP6879624B1 - 防水コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】簡素な構成でも確実に個室防水機能を実現することができる防水コネクタを提供する。【解決手段】一端側に平面状のシール設置面13aを有するハウジング部13と、前記シール設置面13aを覆うように前記ハウジング部13に装着されるカバー部14と、弾性を有し、前記シール設置面13aと前記カバー部14との間に介在するように配置されるシール部材15と、を備える防水コネクタにおいて、前記シール部材15は、前記シール設置面13aに対向する対向面15aと、前記ハウジング部13における開口に対応するように配設された挿通口15bと、を有し、前記対向面15aには、前記シール設置面13aの側に向けて突出する凸形状のリブ部15cが、前記挿通口15bを囲むように設けられており、前記リブ部15cは、前記シール設置面13aとの当接当初に当該シール載置面13aと線接触する先端形状部15dを有する。【選択図】図4

Description

本発明は、防水コネクタに関する。
多ピン構成の防水コネクタの中には、端子金具毎に個別に防水機能を付与する、いわゆる個室防水機能を備えたものがある。個室防水機能を備えた防水コネクタとしては、例えば、ハウジングの嵌合端面に、端子挿入口等を囲むようにリブが格子状に形成されており、シール部材の当接面がリブに食い込ませつつ押し付けられる構成としたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特許第3928460号公報
上述した従来構成の防水コネクタでは、ハウジングの側にリブを形成する必要があるため、ハウジング形状が複雑化してしまう。ハウジング形状の複雑化は、部品の精度向上、製造コスト抑制、歩留まり向上、信頼性確保等の点で好ましくない。
本発明は、簡素な構成でも確実に個室防水機能を実現することができる防水コネクタを提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、
端子金具と、
前記端子金具を収容するキャビティ部を有するとともに、一端側に平面状のシール設置面を有しており、前記シール設置面には前記キャビティ部と連通する開口が設けられているハウジング部と、
前記シール設置面を覆うように前記ハウジング部に装着されるカバー部と、
弾性を有し、前記ハウジング部における前記シール設置面と前記ハウジング部に装着された前記カバー部との間に介在するように配置されるシール部材と、を備え、
前記シール部材は、前記シール設置面に対向する対向面と、前記ハウジング部における前記開口に対応するように配設された挿通口と、を有し、
前記対向面には、前記シール設置面の側に向けて突出する凸形状のリブ部が、前記挿通口を囲むように設けられており、
前記リブ部は、突出先端が前記シール設置面との当接当初に当該シール載置面と線接触する先端形状部を有する
防水コネクタが提供される。
本発明によれば、比較的剛性が高いハウジング部ではなく、弾性を有するシール部材の側に、リブ部を設けている。したがって、リブ部の追従性が良好となり、ハウジング部の形状複雑化を抑制しつつ、個室防水機能を確実に実現することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る防水コネクタの全体構成の一具体例を示す説明図であり、(a)は斜視図、(b)は側断面図である。 本発明の一実施形態に係るFコネクタの構成例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るFコネクタにおけるハウジング部の構成例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るFコネクタにおけるシール部材の構成例を示す説明図であり、(a)は斜視図、(b)はA−A断面図である。 本発明の一実施形態に係るFコネクタにおけるシール部材の配置例を示す斜視図である。
以下、本発明の一実施形態に係る防水コネクタについて、図面を参照しながら説明する。
(1)防水コネクタの全体構成
まず、本実施形態に係る防水コネクタの全体構成について簡単に説明する。
図1は、防水コネクタの全体構成の一具体例を示す説明図である。
本実施形態に係る防水コネクタ1は、図1(a)に示すように、多ピン(例えば、48ピン)構成の雌コネクタ(以下「F(female)コネクタ」ともいう。)10と、同じく多ピン構成の雄コネクタ(以下「M(male)コネクタ」ともいう。)20と、を備えている。そして、Fコネクタ10とMコネクタ20とを互いに嵌合させてそれぞれの端子金具同士の電気的接続を確保したり、それぞれの間の嵌合状態を解除したりし得るように構成されている。
Fコネクタ10は、図1(b)に示すように、ケーブル11の心線が接続される雌型の端子金具12と、その端子金具12を収容するハウジング部13と、そのハウジング部13の一端側に装着されるカバー部14と、ハウジング部13とカバー部14との間に介在するように配置されるシール部材15と、ケーブル11の配置側を封止するためのケーブルシール16と、そのケーブルシール16を押さえるリテーナ部材17と、を備えて構成されている。
一方、Mコネクタ20は、Fコネクタ10の端子金具12の嵌合相手となる雄型の端子金具21と、その端子金具21を収容するハウジング部22と、を備えて構成されている。なお、ここでは、Mコネクタ20が配線基板に直接実装される、いわゆる基板実装型のものである場合を例示しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、Fコネクタ10と同様にケーブルが接続されるように構成されたものであってもよい。
Fコネクタ10およびMコネクタ20は、多ピン構成のものであり、各端子金具12,21が行列状に配列されている。具体的には、例えば48ピン構成の場合であれば、各端子金具12,21が3列×16行のマトリクス状に配列されている。
(2)防水コネクタの要部構成
次に、本実施形態に係る防水コネクタの要部構成について詳しく説明する。
本実施形態に係る防水コネクタ1は、Fコネクタ10の構成に大きな特徴がある。
図2は、Fコネクタの構成例を示す斜視図である。
Fコネクタ10は、ハウジング部13の一端側(具体的には、Mコネクタ20との嵌合側)にカバー部14が装着され、カバー部14が装着された状態でそれぞれの間にシール部材15が介在するように構成されている。以下、これらの各構成要素につき、さらに詳しく説明する。
(ハウジング部)
図3は、ハウジング部の構成例を示す斜視図である。
ハウジング部13は、絶縁性を有する樹脂材料(例えば、ポリブチレンテレフタレート:PBT)の一体成型加工によって形成されたもので、内部に端子金具12を収容し得るように構成されている。さらに詳しくは、ハウジング部13は、端子金具12を収容するための図示せぬキャビティ(空洞)部を、収容すべき端子金具12の数(例えば48個)有して構成されている。キャビティ部には、端子金具12と係止する図示せぬランス(係止片)が設けられているものとする。
また、ハウジング部13は、カバー部14が装着される一端側に、平面状に形成されたシール設置面13aを有して構成されている。そして、シール設置面13aには、ハウジング部13内のキャビティ部と連通する開口13bが設けられている。開口13bは、キャビティ部に対応する数だけを、収容すべき端子金具12の数(例えば48個)が設けられている。したがって、48ピン構成の場合であれば、開口13bは、例えば、3列×16行のマトリクス状に配列されている。なお、各開口13bは、キャビティ部に収容する端子金具12の嵌合相手となる端子金具21が挿抜可能な大きさで形成された部分と、端子金具12とランスとの係止を解除する係止解除治具を挿抜可能な大きさで形成された部分と、を有しているものとする。端子金具21および係止解除治具が挿抜可能であれば、各開口13bは、端子金具21の挿抜用部分と係止解除治具の挿抜用部分とがそれぞれ別々に形成されていてもよい。
(カバー部)
カバー部14は、ハウジング部13と同様に絶縁性を有する樹脂材料(例えばPBT)の一体成型加工によって形成されたもので、シール設置面13aを覆うようにハウジング部13に装着される形状に形成されている。なお、カバー部14におけるシール設置面13aとの対向面には、当該シール設置面13aと同様に、端子金具21を挿抜可能とするための開口が設けられているものとする(例えば、図2参照)。
(シール部材)
図4は、シール部材の構成例を示す説明図である。
シール部材15は、耐水性、耐熱性および耐薬品性に優れた弾性材料(例えば、シリコンゴム)の成型加工によって形成されたもので、ハウジング部13におけるシール設置面13aと当該ハウジング部13に装着されたカバー部14との間に介在することで、ハウジング部13におけるキャビティ部内の空間を封止するためのものである。
そのために、シール部材15は、図4(a)に示すように、ハウジング部13のシール設置面13aに合致する平面形状で、かつ、シール設置面13aとカバー部14との間に介在し得る厚さの平板状に形成されており、当該平板状の一方の面がシール設置面13aに対向する対向面15aとなるように構成されている。さらに、シール部材15には、対向面15aとその反対側の面とを貫通する挿通口15bが、ハウジング部13のシール設置面13aにおける開口13bに対応するように配設されている。ここで「開口13bに対応するように配設」とは、開口13bと個別に重なる位置に挿通口15bが設けられていることを意味する。したがって、例えば、開口13bが3列×16行のマトリクス状に配列されている場合であれば、挿通口15bについても、3列×16行のマトリクス状に配設されることになる。ただし、開口13bが端子金具21の挿抜用部分と係止解除治具の挿抜用部分とを有する場合、挿通口15bは、端子金具21の挿抜用部分のみに対応して設けられていればよい。カバー部14およびシール部材15の装着状態では係止解除治具が挿抜されることはなく、係止解除治具の挿抜用部分をシール部材15で塞いだほうが、キャビティ部内の空間を封止する上では好ましいからである。
シール部材15において、対向面15aには、シール設置面13aの側に向けて突出する凸形状のリブ部15cが、挿通口15bを囲むように設けられている。シール部材15が複数の挿通口15bを有する場合であれば、リブ部15cは、複数の挿通口15bのそれぞれを個別に囲むように設けられることになる。
複数の挿通口15bが行列状に配列されている場合、リブ部15cは、当該挿通口15bを行毎または列毎に別々に囲むように設けられていてもよい。具体的には、挿通口15bが3列×16行のマトリクス状に配設されている場合であれば、例えば、各列毎に別々リブ部15cを設け、各列を囲むリブ部15c同士の間隔を空けて配置することが考えられる。
対向面15aから突出するように設けられたリブ部15cは、図4(b)に示すように、突出先端がハウジング部13のシール設置面13aとの当接当初に当該シール載置面13aと線接触する先端形状部15dを有するように形成されている。ここでいう「線接触」とは、無荷重のときに線で接触する状態のことをいい、特にリブ部15cが延びる方向に沿って接触箇所が線状に連続する状態のことをいう。無荷重のとき(すなわち、シール設置面13aとの当接当初)に線接触する先端形状部15dは、必ずしもリブ部15cの延設方向の全域にわたって形成されている必要はなく、当該延設方向の一部に形成されていてもよい。
具体的には、リブ部15cは、先端形状部15dが断面円弧状に形成されており、これにより断面円弧状の頂部がシール設置面13aと線接触するようになっている。円弧状の具体的な形状や大きさ等については、特に限定されるものではなく、適宜設定されたものであればよい。
なお、Fコネクタ10において、上述した各部以外については、公知技術を用いて構成すればよく、ここではその詳細な説明を省略する。Mコネクタ20についても同様に、公知技術を用いて構成すればよく、ここではその詳細な説明を省略する。
(3)防水コネクタの使用態様
次に、本実施形態に係る防水コネクタ1の使用態様について説明する。
防水コネクタ1は、Fコネクタ10とMコネクタ20とを互いに嵌合させ、それぞれにおける端子金具12,21を電気的に接続させることで使用される。これにより、端子金具12に接続するケーブル11の心線と、端子金具21に接続する配線基板上の配線パターンとは、それぞれの間の導通が確保される。
このようなFコネクタ10とMコネクタ20との嵌合に先立ち、Fコネクタ10については、以下に述べるようなアセンブリ処理が行われる。
まず、ケーブル11の心線が接続された端子金具12を防水コネクタ1のピン数分用意する。
一方、用意した各端子金具12がキャビティ部内に挿入されることになるハウジング部13については、そのハウジング部13のシール設置面13a上にシール部材15を配置する。
図5は、シール部材の配置例を示す斜視図である。
シール部材15を配置すると、そのシール部材15は、ハウジング部13のシール設置面13aを覆うことになる。このとき、シール部材15は、対向面15aがシール設置面13aの側に向いた状態で配置されるものとする。つまり、シール部材15は、対向面15aに設けられたリブ部15cがシール設置面13aと面するように配置される。その場合に、シール部材15は、例えばある一つの角部近傍に切り欠き部15eや突出ボス部15f等を設けて非対称性を有するように構成しておけば、向きの誤配置を防止する上で有用なものとなる。ただし、切り欠き部15eや突出ボス部15f等は、必須ではない。
シール部材15の配置後は、続いて、当該シール部材15が配置されたハウジング部13の一端側にカバー部14を装着する。これにより、シール設置面13aおよびシール部材15は、カバー部14によって覆われることになる(図2参照)。ハウジング部13およびカバー部14には、公知のロック機構が設けられている。そのため、カバー部14を装着すると、ロック機構を係止解除しない限り、ハウジング部13へのカバー部14の装着状態が維持される。
ハウジング部13にカバー部14を装着すると、ハウジング部13のシール設置面13aとカバー部14との間にシール部材15が介在することになる。このとき、シール部材15は、シール設置面13aとカバー部14とに挟まれた状態で厚さ方向に押圧されて弾性変形する。
シール部材15が弾性変形する際に、シール部材15の対向面15aの側では、まず、リブ部15cの突出先端とハウジング部13のシール設置面1a3との当接当初において、そのリブ部15cの先端形状部15dがハウジング部13のシール設置面13aと線接触する。そして、シール部材15の弾性変形が進むにつれて、リブ部15cとシール設置面13aとの接触面積が広がって面接触に移行するとともに、リブ部15cのシール設置面13aに対する押圧力が増大する。
これにより、シール設置面13aとシール部材15との間では、開口13bおよび挿通口15bの周囲が、リブ部15cとシール設置面13aとの接触によって個別に囲われた状態で封止される。つまり、開口13bに連通するキャビティ部内の端子金具12に対して、端子金具12毎に個別に防水機能を付与する、いわゆる個室防水機能が実現されることになる。
また、シール設置面13aに対して、シール部材15は、リブ部15cの先端形状部15dが線接触し、その後、シール部材15の弾性変形によってリブ部15cとシール設置面13aとの接触面積が広がって面接触となる。そのため、線接触からの弾性変形によって、リブ部15cの延設方向における連続性が途絶えることなく、徐々に接触面積が広がることになり、当接当初から面接触する場合に比べると、開口13bおよび挿通口15bの周囲を確実に封止することができる。つまり、平面状のシール設置面13aに対して弾性を有する凸形状のリブ部15cを接触させることによって、リブ部15cをシール設置面13aに良好かつ確実に追従させることができる。しかも、リブ部15cの先端形状部15dがシール設置面13aと線接触する形状に形成されていることから、シール設置面13aとの接触当初は、比較的小さな力でシール部材15を弾性変形させることが可能であり、その弾性変形のために要する力が過大になるのを抑制できる。
さらに、シール設置面13aに対して、シール部材15は、厚さ方向に弾性変形した状態で接触している。したがって、リブ部15cは、弾性変形によって得られる十分な押圧力によってシール設置面13aに密着することになり、これにより開口13bおよび挿通口15bの周囲を確実に封止することができる。
以上のように、ハウジング部13の一端側にカバー部14を装着してシール部材15を弾性変形させれば、Fコネクタ10では、リブ部15cがシール設置面13aに良好に追従し、これにより個室防水機能を確実に実現することが可能となる。
このように、Fコネクタ10については、シール部材15が組み込まれた状態で提供される。その後、用意した各端子金具12のそれぞれをハウジング部13のキャビティ部内に挿入し、各端子金具12をキャビティ部内に収容させれば、Fコネクタ10についてのアセンブリ処理が完了することになる。なお、収容する端子金具12の数は、必ずしもハウジング部13のキャビティ部と同数である必要はない。例えば、ダミー栓を使用する場合のように、端子金具12の数がキャビティ部の数とはならない場合もあり得る。
(4)本実施形態により得られる効果
本実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果が得られる。
(a)本実施形態においては、シール部材15の対向面15aに凸形状のリブ部15cを設け、そのリブ部15cが開口13bおよび挿通口15bの周囲を個別に囲うように配し、これにより個室防水機能を実現する。その際に、リブ部15cの配設箇所が弾性変形により得られる十分な押圧力でシール設置面13aに密着するので、開口13bおよび挿通口15bの周囲を確実に封止することができる。しかも、弾性を有するリブ部15cの先端形状部15dがシール設置面13aとの当接当初に線接触する形状であることから、リブ部15cの延設方向における連続性が途絶えることなく、シール部材15の弾性変形によって徐々に接触面積が広がることになり、リブ部15cをシール設置面13aに良好かつ確実に追従させることができる。しかも、リブ部15cの先端形状部15dがシール設置面13aとの当接当初に線接触する形状であることから、弾性変形のために要する力が過大になるのを抑制しつつ、リブ部15cをシール設置面13aに良好に追従させることができる。
その一方で、本実施形態では、シール部材15の対向面15aに凸形状のリブ部15cを設けているので、個室防水機能を実現する場合であっても、ハウジング部13のシール設置面13aは平面状であればよく、その結果としてハウジング部13の形状複雑化を抑制することができる。このことは、特にハウジング部13を樹脂材料の一体成型加工(例えば、射出成型加工)によって形成する場合に、そのハウジング部13の部品精度向上、製造コスト抑制、歩留まり向上、信頼性確保等を容易に実現し得るようになる点で、非常に好ましい。
つまり、本実施形態によれば、比較的剛性が高いハウジング部13ではなく、弾性を有するシール部材15の側に、リブ部15cを設けている。したがって、リブ部15cの追従性が良好となり、ハウジング部13の形状複雑化を抑制しつつ、簡素な構成でも確実に個室防水機能を実現することが可能となる。
(b)本実施形態で説明したように、リブ部15cの先端形状部15dが断面円弧状に形成されていれば、その先端形状部15dをシール設置面13aと線接触させる上で非常に好適なものとなる。断面円弧状であれば、例えばリブ部15cの突出方向に傾き等が生じた場合であっても、円弧状のいずれかの箇所がシール設置面13aと接触し、しかもその接触につきリブ部15cの延設方向における連続性が確保されるからである。つまり、先端形状部15dが断面円弧状であれば、必要以上のリブ部15cの高精度化を要することなく、リブ部15cの先端形状部15dをシール設置面13aと確実に線接触させ得るようになる。
(c)本実施形態で説明したように、複数の端子金具12が行列状に配される多ピン構成の場合に、リブ部15cが挿通口15bを行毎に別々に囲むように設けられていれば、防水機能のより一層の確実化を図る上で好ましいものとなる。例えば、ある行を囲むリブ部15cの損傷等が生じても、これによる防水機能劣化の影響が、他の行を囲むリブ部15cに及ぶことを回避し得るからである。
なお、ここでは、主として、リブ部15cが列毎に設けられている場合を例に挙げたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、リブ部15cが行毎に設けられている場合であっても、またはリブ部15cが行毎および列毎に設けられている場合であっても、防水機能のより一層の確実化を図る上で好ましいものとなる。ただし、ハウジング部13において、各開口13bの端子金具21の挿抜用部分と係止解除治具の挿抜用部分とがそれぞれ列方向に並んでいることを考慮すると、防水機能のより一層の確実化を図りつつ、各端子金具12の狭ピッチ配置によるハウジング部13の小型化を実現する上では、リブ部15cが列毎に設けられていることが好ましい。
(5)変形例等
以上に、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上述の実施形態では、リブ部15cの先端形状部15dが断面円弧状に形成されており、これにより断面円弧状の頂部がシール設置面13aと線接触する場合を例に挙げて説明したが、必ずしも本発明がこれに限定されることはない。例えば、リブ部15cは、先端形状部15dが断面三角形状である場合のように、先端形状部15dに頂点を有する形状に形成されていてもよい。その場合であっても、リブ部15cの先端形状部15dがシール設置面13aと線接触することになるので、上述の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
また、上述の実施形態では、シール載置面13aと線接触する先端形状部15dがリブ部15cの延設方向に連続する場合を例に挙げて説明したが、必ずしも本発明がこれに限定されることはない。例えば、先端形状部15dがリブ部15cの延設方向に断続的に配されており、リブ部15cの一部がシール設置面13aとの当接当初に面接触するように形成されていてもよい。その場合であっても、少なくともシール載置面13aと線接触する先端形状部15dをリブ部15cが一部に有していれば、その部分においては上述したような効果を得ることができる。
また、上述の実施形態では、防水コネクタ1におけるFコネクタ10の構成に大きな特徴がある場合を例に挙げて説明したが、必ずしも本発明がこれに限定されることはない。シール部材15に設けたリブ部15cによる個室防水機能は、例えば、Fコネクタ10ではなくMコネクタ20において実現するようにしてもよいし、Fコネクタ10およびMコネクタ20のそれぞれにおいて実現するようにしてもよい。
1…防水コネクタ、10…Fコネクタ、11…ケーブル、12…端子金具、13…ハウジング部、13a…シール設置面、13b…開口、14…カバー部、15…シール部材、15a…対向面、15b…挿通口、15c…リブ部、15d…先端形状部、15e…切り欠き部、15f…突出ボス部、16…ケーブルシール、17…リテーナ部材、20…Mコネクタ、21…端子金具、22…ハウジング部

Claims (4)

  1. 端子金具と、
    前記端子金具を収容する複数のキャビティ部を有するとともに、一端側に平面状のシール設置面を有しており、前記シール設置面には前記複数のキャビティ部のそれぞれと連通する複数の開口が行列状に配列されて設けられているハウジング部と、
    前記シール設置面を覆うように前記ハウジング部に装着されるカバー部と、
    弾性を有し、前記ハウジング部における前記シール設置面と前記ハウジング部に装着された前記カバー部との間に介在するように配置されるシール部材と、を備え、
    前記シール部材は、前記シール設置面に対向する対向面と、前記ハウジング部における前記複数の開口に対応するように行列状に配列されて設けられた複数の挿通口と、を有し、
    前記対向面には、前記シール設置面の側に向けて突出する凸形状のリブ部が、前記複数の挿通口のそれぞれを個別に囲むように設けられており、
    前記リブ部は、突出先端が前記シール設置面との当接当初に当該シール設置面と線接触する先端形状部を有し、前記シール部材の弾性変形により前記シール設置面との接触面積が広がって面接触に移行して当該シール設置面に対する押圧力が増大するように構成されており、
    さらに、前記リブ部は、前記行列状の行方向または列方向のいずれか一方向において隣り合う前記挿通口の間には一重で配置され、前記行列状の行方向または列方向のいずれか他方向において隣り合う前記挿通口の間には間隔を空けて二重で配置されて、前記複数の挿通口を行毎または列毎に別々に囲むように設けられている
    防水コネクタ。
  2. 前記リブ部の前記先端形状部は、突出先端が断面円弧状に形成されている
    請求項1に記載の防水コネクタ。
  3. 前記リブ部の前記先端形状部は、突出先端に頂点を有する形状に形成されている
    請求項1に記載の防水コネクタ。
  4. 前記ハウジング部における前記開口は、前記端子金具の挿抜用部分と係止解除治具用の挿抜用部分とを有しているとともに、各挿抜用部分が前記行列状の列方向に並んで配置されており、
    前記リブ部は、前記行列状の行方向において隣り合う前記挿通口の間には一重で配置され、前記行列状の列方向において隣り合う前記挿通口の間には間隔を空けて二重で配置されて、前記複数の挿通口を行毎または列毎に別々に囲むように設けられている
    請求項1から3のいずれか1項に記載の防水コネクタ。
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