JP7134792B2 - シールドコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、シールドコネクタに関する。

電気機器を構成する導電性の筐体にコネクタハウジングを取り付けることにより、コネクタハウジングを収容したシールドシェルと電気機器の筐体とを電気的に接続して接地（アース）を行うシールドコネクタがある。このようなシールドコネクタにおいて、筐体とシールドシェルとの間の隙間やコネクタハウジングとシールドシェルとの間の隙間から筐体内に液体が浸入することを規制する防水構造が設けられることがある。

例えば、特許文献１には、導電性の金属端子を露出する前端部が取付孔に挿入されたハウジングと、ハウジングの前端部の外周面に環状に一体に形成され、且つ取付孔を取り囲むケースの金属板の面に対向する面にハウジングの前端部の外周面に沿って連続する環状の溝部が形成されたフランジ部と、該フランジの溝部に装着された環状の弾性シール部材と、弾性シール部材がフランジ部とケースの金属板との間で圧縮されるようにフランジ部をケースの金属板に向かって押圧した状態でケースの金属板に固定される導電性金属製のシールドシェルと、を含む機器用コネクタの防水構造についての技術が開示されている。特許文献１によれば、簡易な構造で防水性を確保することが可能となる、とされている。

特開２０１０－１４０８７３号公報

ところで、シールドコネクタにおいて、シールドコネクタが固定される固定対象が有する孔部と孔部に挿入されたコネクタハウジングの端部との間に外部から液体が浸入することを規制しつつ、体格を小型化できることが望まれている。

本発明の目的は、シールドコネクタが固定される固定対象が有する孔部と孔部に挿入されたコネクタハウジングの端部との間に外部から液体が浸入することを規制しつつ、体格を小型化できるシールドコネクタを提供することである。

本発明のシールドコネクタは、筒状部と、前記筒状部の一端に形成されたフランジ部とを有し、孔部を有する固定対象の壁部に対して前記フランジ部が固定されるシールドシェルと、前記筒状部によって覆われ、かつ端部が前記フランジ部よりも軸方向に向けて突出しており、前記端部が前記孔部に挿入されるコネクタハウジングと、前記フランジ部と前記壁部との間に挟み込まれる環状のシール部材と、を含み、前記シール部材は、壁部に向けて押圧されて前記壁部に対して密着し、かつ前記コネクタハウジングの外側面に向けて押圧されて前記外側面に対して密着することを特徴とする。

本発明に係るシールドコネクタは、フランジ部と壁部との間に挟み込まれる環状のシール部材を含む。シール部材は、壁部に向けて押圧されて壁部に対して密着し、かつコネクタハウジングの外側面に向けて押圧されて外側面に対して密着する。本発明に係るシールドコネクタによれば、シールドコネクタが固定される固定対象が有する孔部と孔部に挿入されたコネクタハウジングの端部との間に外部から液体が浸入することを規制しつつ、体格を小型化できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るシールドコネクタを示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るシールドコネクタを示す分解斜視図である。 図３は、実施形態に係るシールドコネクタを示す正面図である。 図４は、実施形態に係るシールドコネクタを示す断面図である。 図５は、実施形態のコネクタハウジングおよびシールドシェルを示す斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係るシールドコネクタにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図５を参照して、実施形態について説明する。実施形態に係るシールドコネクタを示す斜視図である。図２は、実施形態に係るシールドコネクタを示す分解斜視図である。図３は、実施形態に係るシールドコネクタを示す正面図である。図４は、実施形態に係るシールドコネクタを示す断面図である。図５は、実施形態のコネクタハウジングおよびシールドシェルを示す斜視図である。なお、図４は、図３に示すIV-IV断面である。

実施形態に係るシールドコネクタは、自動車などの車両に搭載され、各種電気機器同士を電気的に接続するために使用されるコネクタである。図１に示すように、実施形態に係るシールドコネクタ１は、固定対象としての筐体１０の壁部１０ａに固定される。ここで、壁部１０ａは、インバータや電気接続箱などの電気機器の筐体の壁部である。筐体１０は、導電性を有する筐体である。筐体１０は、例えば、金属筐体である。なお、本願の各図において、筐体１０は、筐体１０のうち壁部１０ａのみを抜粋して図示している。

図２に示すように、実施形態に係るシールドコネクタ１は、シールドシェル２０、コネクタハウジング３０、リアホルダ４０、シール部材５０、アウタハウジング６０、を含む。

シールドシェル２０は、筒形状を有する筒状部２１と、筒状部２１の一端に形成されたフランジ部２２とを有している。実施形態の筒状部２１は、楕円筒状に形成されており、軸方向に延在している。フランジ部２２は、筒状部２１の軸方向と直交する方向（半径方向）に突出している。フランジ部２２は、外形が略矩形の板状の構成部である。図３に示すように、実施形態のフランジ部２２は、筒状部２１の軸方向から見た四隅のそれぞれに、挿通孔２２ａを有している。挿通孔２２ａは、シールドコネクタ１を壁部１０ａに固定する際に、ボルトなどの締結部材（図示せず）が挿通される孔である。シールドシェル２０は、導電性の金属材料によって形成されている。

コネクタハウジング３０は、筒形状を有する絶縁性の部材である。コネクタハウジング３０は、電線ＥＷおよび電線ＥＷの末端に接続された端子金具ＴＭを内部に収容する。実施形態のコネクタハウジング３０は楕円筒状に形成されている。コネクタハウジング３０には、二つの端子金具ＴＭが接続された電線ＥＷが収容される。楕円筒状のコネクタハウジング３０を電線ＥＷが挿入された側の開口側から見たときに、端子金具ＴＭが接続された電線ＥＷは、コネクタハウジング３０の長辺方向に並ぶように配置されている。実施形態のコネクタハウジング３０の内部には、コネクタハウジング３０内の空間を二つに仕切る仕切り部分３０ｄが設けられている。仕切り部分３０ｄは、楕円筒状のコネクタハウジング３０を開口側から見たときに、コネクタハウジング３０の内部の空間を長辺方向において二つに分割している。分割された空間の一方には、二つの電線ＥＷのうちの一方が挿通されており、分割された空間の他方には、二つの電線ＥＷの内の他方が挿通されている。

図４に示すように、コネクタハウジング３０は、筒状部２１によって覆われている。また、コネクタハウジング３０の端部３０ａは、フランジ部２２よりも軸方向に向けて突出している。筐体１０は、壁部１０ａに孔部１０ｂを有しており、端部３０ａは、孔部１０ｂに挿入されている。コネクタハウジング３０は、絶縁性の合成樹脂によって形成されている。

リアホルダ４０は、電線ＥＷを保持する部材である。リアホルダ４０は、コネクタハウジング３０の外形に対応した形状に形成されており、コネクタハウジング３０をコネクタハウジング３０の外側から覆うように接続される。実施形態においては、壁部１０ａの孔部１０ｂに挿入される端部３０ａの部分３０ａａは、壁部１０ａから突出しているコネクタハウジング３０の部分３０ａｂ（壁部１０ａよりもシールドシェル２０側の部分）よりも外形が小さく形成されている。端部３０ａは、壁部１０ａから突出している部分３０ａａと孔部１０ｂに挿入される部分３０ａｂとの間に段差部ＳＴを有する。リアホルダ４０は、孔部１０ｂに挿入される部分３０ａａに取り付けられ、段差部ＳＴまでを覆うように形成されている。

図５に示すように、実施形態のリアホルダ４０は、筒状壁部４１および壁部４２を有する。筒状壁部４１は、楕円筒状に形成されており、筒状壁部４１の二つの開口のうちの一方は、壁部４２によって閉塞されている。壁部４２は、電線ＥＷが挿通される挿通孔４２ａを有する。挿通孔４２ａは、二つ形成されており、一つの挿通孔４２ａに一つの電線ＥＷが挿通される。リアホルダ４０は、孔部１０ｂに挿入される端部３０ａの部分を筒状壁部４１で覆うように取り付けられる。リアホルダ４０は、合成樹脂によって形成されている。

コネクタハウジング３０における端部３０ａの外側面３０ｂには、凹状の係合部３０ｃが形成されている。図４に示すように、リアホルダ４０の内壁部には、係止爪４３が形成されている。係止爪４３は、係止面４３ａと傾斜面４３ｂとを有する。係止面４３ａは、壁部４２に対向している。傾斜面４３ｂは、係止面４３ａに対して壁部４２側とは反対側に形成されている。傾斜面４３ｂは、リアホルダ４０の内壁部から係止面４３ａの先端にかけて傾斜した面である。リアホルダ４０が端部３０ａに取り付けられる際、係止爪４３は、傾斜面４３ｂが端部３０ａを乗り越えて係合部３０ｃまで到達する。そして、係止爪４３は、係合部３０ｃに入り込む。係止面４３ａは、係合部３０ｃと当接することで、リアホルダ４０が端部３０ａから外れることを規制する。リアホルダ４０の壁部４２側とは反対側の端部は、壁部１０ａと端部３０ａとの間に配置されている。

図２に示すように、シール部材５０は、環状の部材である。図４に示すように、シール部材５０は、コネクタハウジング３０の端部３０ａが挿通された状態で、フランジ部２２と壁部１０ａとの間に挟み込まれている。シール部材５０は、例えば、樹脂によって弾性を有するように形成される。実施形態のシール部材５０は、環状のパッキンである。図５に示すように、実施形態のフランジ部２２は、壁部１０ａから離間する方向に向けて凹んだ環状の凹部２２ｂを有している。凹部２２ｂは、コネクタハウジング３０の外側面３０ｂを囲むように形成されている。図４に示すように、シール部材５０は、凹部２２ｂに配置されている。

実施形態の凹部２２ｂは、第一対向壁面２２ｂａおよび第二対向壁面２２ｂｂを有する。第一対向壁面２２ｂａは、凹部２２ｂにおける壁部１０ａと対向する面である。実施形態の第一対向壁面２２ｂａは、壁部１０ａに平行な平坦面として形成されている。図５に示すように、端部３０ａ側から見て、第一対向壁面２２ｂａは、外側面３０ｂを囲むように環状に形成されている。第二対向壁面２２ｂｂは、凹部２２ｂにおけるコネクタハウジング３０の外側面３０ｂと対向する面である。第二対向壁面２２ｂｂは、環状の第一対向壁面２２ｂａの外周側の端部から壁部１０ａに向けて垂設されている。

壁部１０ａに取り付けられたシールドコネクタ１において、シール部材５０は、コネクタハウジング３０の端部３０ａ、第一対向壁面２２ｂａ、第二対向壁面２２ｂｂ、および壁部１０ａに囲まれた環状の空間に配置される。シールドコネクタ１が壁部１０ａに取り付けられる際に、シール部材５０は、第一対向壁面２２ｂａによって壁部１０ａに向けて押圧されることで、壁部１０ａに対して密着する。シール部材５０が壁部１０ａに対して密着することで、例えば、フランジ部２２と壁部１０ａとの間から筐体１０内に液体が浸入することが規制される。

シール部材５０がフランジ部２２と壁部１０ａとの間に挟み込まれていない状態におけるシール部材５０の軸方向における厚さは、フランジ部２２が壁部１０ａに固定された状態における第一対向壁面２２ｂａと壁部１０ａとの間の距離よりもやや厚く設定される。また、シール部材５０がフランジ部２２と壁部１０ａとの間に挟み込まれていない状態におけるシール部材５０の軸方向と直交する方向における厚さは、第二対向壁面２２ｂｂと外側面３０ｂとの間の距離と同程度かやや小さく設定される。シール部材５０は、フランジ部２２が壁部１０ａに固定される際に、第一対向壁面２２ｂａによって壁部１０ａに向けて押圧されることで押しつぶされ、第一対向壁面２２ｂａと壁部１０ａとの間に収容される。このとき、シール部材５０は、第二対向壁面２２ｂｂからコネクタハウジング３０の外側面３０ｂに向かう方向に膨出し、外側面３０ｂに対して密着する。このとき、シール部材５０は、第二対向壁面２２ｂｂによって径方向の外側から支持される。つまり、第二対向壁面２２ｂｂは、シール部材５０が凹部２２ｂの外側に向けて膨出することを規制する。この規制により、径方向の内側（外側面３０ｂ側）に向けたシール部材５０の膨出度合いを大きくすることができる。

実施形態において、シールドシェル２０、コネクタハウジング３０、およびアウタハウジング６０は、インサート成形によって一体的に形成されている。インサート成形においては、シールドシェル２０が挿入された金型内に樹脂が注入されることで、コネクタハウジング３０、およびアウタハウジング６０が形成される。このとき、注入された樹脂が金型内で固まる際に生じる成形収縮により、シールドシェル２０（筒状部２１）とコネクタハウジング３０との間に隙間が生じることがある。シール部材５０が外側面３０ｂに対して密着することで、液体が、筒状部２１とコネクタハウジング３０との間に生じた隙間から端部３０ａと孔部１０ｂとの間に浸入することを規制できる。

したがって、実施形態のシールドコネクタ１においては、一つのシール部材５０で、二か所の液体の浸入経路ＲＥ１，ＲＥ２から端部３０ａと孔部１０ｂとの間に液体が浸入することを規制できる。

実施形態とは別の比較例として、コネクタハウジングにフランジ状の部分を形成し、コネクタハウジングのフランジ状の部分をシールドシェルのフランジ部とシール部材との間に配置する構成が考えられる。この構造では、シールドシェルとコネクタハウジングとの間から浸入してきた液体をシール部材の外側に誘導することができる。シール部材は、コネクタハウジングのフランジ状の部分と固定対象の壁部との間に密着することで、二か所の液体の浸入経路ＲＥ１，ＲＥ２から筐体内への液体の浸入を規制する。しかし、この場合、コネクタハウジングにフランジ状の部分を形成するため、コネクタハウジングが大きくなる。また、フランジ状の部分を形成する分だけ材料および重量が増加する。本実施形態においては、コネクタハウジング３０に上述のフランジ状の部分を形成することなく、シール部材５０によって、液体が、二か所の浸入経路ＲＥ１，ＲＥ２から端部３０ａと孔部１０ｂとの間に浸入することを規制できる。つまり、コネクタハウジング３０を大型化することなく、一つのシール部材５０で二か所の浸入経路ＲＥ１，ＲＥ２からの液体の浸入を規制することができる。

図４に示すように、シール部材５０は、第一突起部Ｐ１と第二突起部Ｐ２を有する。シール部材５０において、第一突起部Ｐ１は、壁部１０ａに向けて突起状に突出している部分である。第一突起部Ｐ１は、壁部１０ａの孔部１０ｂを囲むように形成されている。実施形態において、第一突起部Ｐ１は、二つ形成されている。二つの第一突起部Ｐ１のうち一方の第一突起部Ｐ１が孔部１０ｂを囲むように形成されており、他方の第一突起部Ｐ１は、一方の第一突起部Ｐ１を囲むように形成されている。シール部材５０に第一突起部Ｐ１を設けることにより、シール部材５０の壁部１０ａに対する密着性を向上させることができる。

シール部材５０において、第二突起部Ｐ２は、外側面３０ｂに向けて突起状に突出している部分である。実施形態において、第二突起部Ｐ２は一つ形成されている。第二突起部Ｐ２は、外側面３０ｂを囲むように形成されている。シール部材５０に第二突起部Ｐ２を設けることにより、シール部材５０の外側面３０ｂに対する密着性を向上させることができる。

アウタハウジング６０は、筒状部２１を囲んで形成されている。アウタハウジング６０は、相手方コネクタと嵌合する部分である。アウタハウジング６０は、保持構造６１を有している。保持構造６１は、シールドコネクタ１と相手方コネクタとの間の嵌合状態を完全嵌合状態のまま保持する構造である。ここでは、保持構造６１として突起部（いわゆるビーク）が設けられている。保持構造６１としての突起部は、係止面６１ａと傾斜面６１ｂとを有している。傾斜面６１ｂは、壁部１０ａに向かう方向に沿ってアウタハウジング６０の外側面から係止面の先端にかけて傾斜している。相手方コネクタには、保持構造６１と対向する保持構造が設けられている。相手方コネクタの保持構造が傾斜面６１ｂを乗り越えることで、シールドコネクタ１と相手方コネクタとが嵌合し、係止面６１ａによって相手方コネクタの保持構造が係止されることで、相手方コネクタがシールドコネクタ１から外れることが規制される。

以上説明したように、実施形態に係るシールドコネクタ１は、筒状部２１と、筒状部２１の一端に形成されたフランジ部２２とを有し、孔部１０ｂを有する固定対象（筐体１０）の壁部１０ａに対してフランジ部２２が固定されるシールドシェル２０と、筒状部２１によって覆われ、かつ端部３０ａがフランジ部２２よりも軸方向に向けて突出しており、端部３０ａが孔部１０ｂに挿入されるコネクタハウジング３０と、フランジ部２２と壁部１０ａとの間に挟み込まれる環状のシール部材５０と、を含み、シール部材５０は、壁部１０ａに向けて押圧されて壁部１０ａに対して密着し、かつコネクタハウジング３０の外側面３０ｂに向けて押圧されて外側面３０ｂに対して密着する。

実施形態に係るシールドコネクタ１においては、シール部材５０は、壁部１０ａに向けて押圧されて壁部１０ａに対して密着し、かつコネクタハウジング３０の外側面３０ｂに向けて押圧されて外側面３０ｂに対して密着する。シール部材５０によって、液体が二か所の浸入経路ＲＥ１，ＲＥ２（フランジ部２２と壁部１０ａとの間、および筒状部２１とコネクタハウジング３０との間、）から孔部１０ｂに到達することを規制できる。つまり、一つのシール部材５０で、液体が二か所の浸入経路ＲＥ１，ＲＥ２からコネクタハウジング３０と孔部１０ｂとの間に到達することを規制できる。この構成により、シールドコネクタ１が固定される筐体１０が有する孔部１０ｂと、孔部１０ｂに挿入されたコネクタハウジング３０の端部３０ａとの間に外部から液体が浸入することを規制しつつ、シールドコネクタ１の体格を小型化することができる。

また、液体の浸入経路ＲＥ１，ＲＥ２ごとにシール部材を設ける構成と比較して、部品点数を削減することができる。また、部品点数を削減することで、シールドコネクタ１の体格を小型化できる。また、部品点数を削減することで、シールドコネクタ１の重量を低減することができる。

実施形態に係るシールドコネクタ１において、フランジ部２２は、コネクタハウジング３０の外側面３０ｂを囲むように形成され、壁部１０ａから離間する方向に向けて凹んだ環状の凹部２２ｂを有し、シール部材５０は、凹部２２ｂに配置されている。

シール部材５０を凹部２２ｂに配置することができるため、筐体１０の壁部１０ａを加工することなく、シール部材５０の収容空間を設けることができる。

実施形態に係るシールドコネクタ１において、凹部２２ｂは、コネクタハウジング３０の外側面３０ｂと対向する対向壁面（第二対向壁面２２ｂｂ）を有し、シール部材５０は、対向壁面（第二対向壁面２２ｂｂ）によって径方向の外側から支持される。

第二対向壁面２２ｂｂによって、シール部材５０が径方向の外側に向けて膨出することが規制される。この規制により、径方向の内側（外側面３０ｂ側）に向けたシール部材５０の膨出度合いを大きくすることができる。したがって、外側面３０ｂに対するシール部材５０の密着性を向上させることができる。

なお、上述の実施形態において、シールドシェル２０、コネクタハウジング３０、およびアウタハウジング６０がインサート成形によって一体的に形成される例を用いて説明したが、これに限られるものではない。例えば、それぞれ別体として成形されたシールドシェル２０、コネクタハウジング３０、およびアウタハウジング６０を組み付けてもよい。

１ シールドコネクタ
１０ 筐体
１０ａ 壁部
２０ シールドシェル
２１ 筒状部
２２ フランジ部
３０ コネクタハウジング
３０ａ 端部
３０ｂ 外側面
３０ｃ 係合部
３０ｄ 仕切り部分
４０ リアホルダ
４１ 筒状壁部
４２ 壁部
４２ａ 挿通孔
４３ 係止爪
５０ シール部材
６０ アウタハウジング
６１ 保持構造
６１ａ 係止面
６１ｂ 傾斜面
Ｐ１ 第一突起部
Ｐ２ 第二突起部

Claims (1)

1. 筒状部と、前記筒状部の一端に形成されたフランジ部とを有し、孔部を有する固定対象の壁部に対して前記フランジ部が固定されるシールドシェルと、
   前記筒状部によって覆われ、かつ端部が前記フランジ部よりも軸方向に向けて突出しており、前記端部が前記孔部に挿入されるコネクタハウジングと、
   前記フランジ部と前記壁部との間に挟み込まれる環状のシール部材と、
   を備え、
   前記シールドシェルと前記コネクタハウジングは一体的に形成されており、
   前記フランジ部は、前記コネクタハウジングの外側面を囲むように形成され、前記壁部から離間する方向に向けて凹んだ環状の凹部を有しており、
   前記凹部は、前記フランジ部が前記壁部に固定された際に前記壁部と対向する第一対向壁面と、前記コネクタハウジングの前記外側面と対向する第二対向壁面とを有しており、
   前記シール部材は、前記壁部に向けて突出している第一突起部、および前記コネクタハウジングの前記外側面に向けて突出している第二突起部を有し、
   前記シール部材は、前記コネクタハウジングと一体的に形成された前記シールドシェルの前記凹部に対して取り付けられ、前記壁部に向けて押圧されて前記壁部に対して密着して前記フランジ部が前記壁部に固定される際に、前記フランジ部の前記第一対向壁面によって前記壁部に向けて押圧されることで前記第一突起部を前記壁部に密着させ、前記第一対向壁面と前記壁部との間に収容されて、前記シール部材は、前記フランジ部の前記第二対向壁面から前記コネクタハウジングの前記外側面に向かう方向に膨出することにより前記コネクタハウジングの前記外側面に向けて押圧されて前記第二突起部を前記外側面に対して密着させ、
   前記端部が前記孔部に挿入される方向から見て、前記外側面は、前記孔部の内側に位置する
   ことを特徴とするシールドコネクタ。

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