ITTO20000844A1

ITTO20000844A1 - Connettore elettrico a tenuta stagna.

Info

Publication number: ITTO20000844A1
Application number: IT2000TO000844A
Authority: IT
Inventors: Yoshihiro Nakazawa; Toru Takeda; Yoshiaki Takeuchi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2002-03-06
Also published as: US6368131B1; ITTO20000844A0; DE10041066A1; JP2001076807A; IT1320625B1; DE10041066B4

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Connettore elettrico a tenuta stagna"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un connettore elettrico a tenuta stagna e più in particolare ad un connettore elettrico a tenuta stagna adatto per rendere stagni separatamente un gran numero di poli .

Recentemente i controlli dei veicoli sono migliorati, e per il controllo della fase di accensione, il controllo dell' iniezione di combustibile, ed il controllo delle sospensioni, sono montati su veicoli dei dispositivi che utilizzano molti segnali di ingresso e di uscita. In tali dispositivi che utilizzano molti segnali di ingresso e di uscita, diventa sempre più diffuso adottare una forma di connessione che utilizza un connettore (accoppiatore) allo scopo di facilitare la manutenzione, ridurre il numero di connessioni per aumentare l'affidabilità, o estrarre un terminale di accoppiatore direttamente da terminali di substrato per migliorare l'efficienza di produzione. Nella forma di connessione che utilizza un connettore, si desidera adottare una struttura a tenuta stagna per ciascun polo allo scopo di ottenere una elevata affidabilità della tenuta stagna.

E' noto un connettore elettrico a tenuta stagna in cui una guarnizione di tenuta è applicata a ciascuno di molti terminali di connessione, ossia poli. La figura il rappresenta una vista in sezione di un connettore elettrico a tenuta stagna tradizionale descritto nel Modello di Utilità giapponese a disposizione del pubblico n. Hei 2-18.279. Nella stessa figura, ciascuno dei contatti, ossia terminali femmina 101, è trattenuto in un involucro di presa 100, mentre in un involucro 200 di connettori a spina sono stampati connettori a spina, ossia terminali maschio 201.

Una estremità anteriore 100a dell'involucro di presa 100 è realizzata in una forma cilindrica per ricevere separatamente ciascuno dei terminali femmina 101, mentre nell'involucro 200 dei connettori a spina è ricevuto un organo di tenuta 202 in conformità con la periferia esterna della forma cilindrica dell'estremità anteriore 100a dell'involucro di presa 100 in modo da assicurare una condizione di tenuta stagna.

L'organo di tenuta 202 è realizzato in un materiale elastico, quale gomma, ed una sezione della sua superficie periferica interna, ossia una sua sezione in una direzione di estensione dei terminali femmina 101, è ondulata per facilitarne la deformazione all'appoggio contro l'estremità anteriore 100a dell'involucro di presa 100 e per aumentare la pressione di appoggio. Inoltre, per evitare che l'organo di tenuta 202 si separi dall'involucro 200 dei connettori a spina, un tappo di tenuta 300 è applicato sull'involucro 200 dei connettori a spina.

Il connettore a tenuta stagna tradizionale precedente è superiore per il fatto che ciascun terminale di connessione è reso a tenuto stagna. Ma ciò comporta problemi da risolvere. In primo luogo, poiché gli organi di tenuta 202 sono pressati rispettivamente contro un gran numero di estremità anteriori cilindriche 100a dell'involucro di presa per realizzare una tenuta, nasce un attrito elevato tra gli organi di tenuta 202 e l'involucro di presa 100, per cui il carico di inserimento/estrazione del connettore aumenta. In secondo luogo, poiché gli organi di tenuta sono disposti in modo da circondare le estremità anteriori cilindriche dell'involucro di presa concentricamente, è richiesto molto spazio, e maggiore è il numero di terminali di connessione, maggiore è lo spazio. Questa condizione non è vantaggiosa in particolare in un veicolo a motore a due ruote in cui lo spazio di montaggio è limitato. In terzo luogo, se i terminali di connessione utilizzati hanno una forma in sezione circolare, questa forma in sezione è svantaggiosa per una posizionamento efficiente dei terminali di connessione in uno spazio limitato, e l'uso funzionale dello spazio è ulteriormente ridotto.

Costituisce uno scopo della presente invenzione realizzare un connettore elettrico a tenuta stagna in grado di risolvere i problemi precedentemente menzionati, in grado di essere mantenuto in una buona condizione di tenuta stagna, ed in grado di essere collegato e scollegato facilmente.

Per raggiungere lo scopo precedentemente menzionato, la prima caratteristica della presente invenzione risiede in un connettore elettrico a tenuta stagna per collegare una molteplicità di terminali maschio ed una molteplicità di terminali femmina l'uno con l'altro, comprendente un involucro di spina che contiene i terminali maschio, un involucro di presa avente porzioni cilindriche di alloggiamento per ricevere e trattenere separatamente ciascuno dei terminali femmina, ed un organo a lamina elastica disposto in modo che un bordo cilindrico dell'involucro di presa entri in contatto con l'organo a lamina elastica quando l'involucro di presa è inserito nell'involucro di spina, formando una tenuta stagna tra l'involucro di spina e l'involucro di presa.

In conformità con questa prima caratteristica, l'involucro di presa e l'involucro di spina sono accoppiati tra loro attraverso l'organo a lamina elastica. Come risultato, le porzioni cilindriche di alloggiamento sono sigillate tramite l'organo a lamina elastica, ed i terminali maschio e femmina ricevuti entro le porzioni cilindriche di alloggiamento sono resi a tenuta stagna quando i due involucri sono collegati l'uno all'altro. Inoltre, poiché l'involucro di presa è sigillato soltanto in corrispondenza del suo lato di estremità anteriore, ossia del suo bordo cilindrico, una forza di attrito dell'organo a lamina elastica non agisce in una direzione in cui ostacola l'operazione di collegamento/scollegamento dell'involucro di presa. Di conseguenza, i due involucri possono essere facilmente accoppiati e separati l'uno rispetto all'altro.

La seconda caratteristica della presente invenzione risiede nel fatto che una forma in sezione delle porzioni cilindriche di alloggiamento dell'involucro di presa perpendicolarmente ad una direzione di collegamento/scollegamento dell'involucro dipresa è rettangolare. In conformità con questa seconda caratteristica, lo spazio per il posizionamento concentrato di un gran numero di terminali può essere utilizzato in modo efficiente rispetto al caso in cui le porzioni cilindriche di alloggiamento per ricevere i terminali sono realizzate in una forma circolare.

La terza caratteristica della presente invenzione risiede nel fatto che il bordo cilindrico dell'involucro di presa o una superficie della lamina elastica contro la quale il bordo cilindrico entra in contatto è realizzato sotto forma di porzione arcuata convessa. In conformità con questa terza caratteristica, quando l'involucro di presa e l'involucro di spina sono accoppiati l'uno all'altro, la sommità della porzione arcuata convessa entra in contatto con la superficie corrispondente per assicurare un effetto di tenuta stagna.

La quarta caratteristica della presente invenzione risiede nel fatto che la porzione convessa è formata da una successione di archi circolari aventi un unico raggio di curvatura ed è anulare intorno ai terminali maschio o femmina. In conformità con questa quarta caratteristica, non si verifica nessuna variazione di forma in corrispondenza di una parte di incrocio di lati in ciascuna porzione cilindrica di alloggiamento avente una sezione rettangolare. In altre parole, l'organo di accoppiamento al contatto contro quest'ultimo della porzione convessa subisce una deformazione regolare, per cui l'effetto di tenuta è migliorato.

La presente invenzione sarà descritta in dettaglio nel seguito con riferimento ai disegni.

La figura 1 rappresenta una vista in sezione di un connettore a tenuta stagna in conformità con una forma di attuazione della presente invenzione;

la figura 2 rappresenta una vista in prospettiva di una unità di controllo comprendente il connettore a tenuta stagna;

la figura 3 rappresenta una vista frontale di un involucro di presa;

la figura 4 rappresenta una vista in prospettiva di una porzione principale dell'involucro di presa;

la figura 5 rappresenta una vista in prospettiva di una porzione principale di una lamina elastica (organo a lamina);

la figura 6 rappresenta una vista frontale di un involucro di presa in conformità con una modifica;

la figura 7 rappresenta una vista ingrandita di una porzione principale in conformità con la modifica,·

la figura 8 rappresenta una vista frontale di un involucro di presa in un connettore a conduttori multipli ;

la figura 9 rappresenta una vista laterale di un involucro di presa in un connettore a conduttori multipli ;

la figura 10 rappresenta una vista laterale in sezione di un involucro di spina utilizzato nel connettore a conduttori multipli; e

la figura 11 rappresenta una vista in sezione di un connettore tradizionale a tenuta stagna.

La figura 2 rappresenta una vista in prospettiva di un connettore elettrico a tenuta stagna in conformità con una forma di attuazione della presente invenzione. Il connettore 2 è collegato ad una unità di controllo 1 che è utilizzata, ad esempio, per il controllo di un autoveicolo. Un cavo a conduttori multipli 4 composto da un gran numero di fili conduttori 3 è collegato al connettore 2 in modo concentrato. I fili conduttori 3 -sono collegati all'unità di controllo 1 attraverso il connettore 2.

La figura 1 rappresenta una vista in sezione del connettore 2, ed è un diagramma in sezione lungo una linea di prolungamento di uno dei fili conduttori 3. Un involucro dei connettori a spina (indicato nel seguito come "involucro di spina") 5, che è fissato sul lato dell'unità di controllo 1, è realizzato in un materiale elettricamente isolante, quale resina, ed è stampato integralmente con terminali maschio 6 che sono utilizzati in numero pari al numero di fili conduttori 3.Una prima estremità di ciascun terminale maschio 6 si estende attraverso l'involucro di spina 5 e sporge in una sede 7 per ricevere la presa. L'estremità opposta del terminale maschio 6 è collegata, ad esempio, ad un substrato (non rappresentato) disposto entro l'unità di controllo 1. Un organo di tenuta 8 è fissato al fondo della sede 7 per ricevere la presa formata nell'involucro di spina 5. L'organo di tenuta 8 è realizzato in un materiale elastico, quale gomma, e può essere deformato elasticamente per adattarsi alla curvatura di una porzione di estremità (bordo) 9 di un involucro di presa 11.

Terminali femmina 10 destinati ad accoppiarsi con i terminali maschio 6 in modo da produrre una condizione desiderata di connessione elettrica sono collegati rigidamente a porzioni di estremità dei fili conduttori 3. Nell'involucro di presa 11 è formato un numero di fori di alloggiamento 12 pari al numero dei terminali femmina 10, e ciascuno dei terminali femmina 10 è inserito singolarmente entro uno dei fori di alloggiamento 12.Sulla periferia esterna di una porzione di estremità di ciascun filo conduttore 3 è previsto un occhiello di tenuta 13 per supportare la zona vicino alla connessione tra ciascun terminale femmina 10 e ciascun filo conduttore 3 in una condizione di tenuta stagna. Inoltre, un cappuccio di bloccaggio 14 è previsto per trattenere l'occhiello di tenuta 13 e per premere l'involucro di presa 11 contro l'organo di tenuta 8 attraverso l'occhiello di tenuta 13. Il cappuccio di bloccaggio 14 è disposto sulla periferia esterna di una porzione di estremità dell'involucro di spina 5 e trattiene l'involucro di presa 11 in una posizione predeterminata rispetto all'involucro di spina mediante impegno di fori 14A formati in esso con dentini 5a formati sull'involucro di spina 5.

La figura 3 rappresenta una vista frontale dell'involucro di presa 11, ossia una vista dell'involucro di presa visto dal lato dell'involucro di spina 5, e la figura 4 rappresenta una vista in prospettiva di una porzione principale. Come illustrato nella figura 3, l'involucro di presa 11 ha fori di alloggiamento suddivisi a reticolo 12, in ciascuno dei quali è ricevuto un terminale femmina 10 avente una sezione rettangolare corrispondente alla forma del reticolo. Poiché il bordo 9 dell'involucro di presa 11 è di sezione arcuata come illustrato nella figura 1, una porzione di forma variabile, ossia una porzione di incrocio Cs tra una porzione longitudinale Ls ed una porzione trasversale Ts del reticolo, è rientrante a canale {vedere figura 4).

La figura 5 rappresenta una vista in prospettiva che mostra una porzione principale dell'organo di tenuta 8, la quale porzione è deformata essendo spinta dal bordo dell'involucro di presa 11. Come illustrato nella stessa figura, l'organo di tenuta 8 è provvisto di una scanalatura 8a in modo da adattarsi ad una forma esterna del bordo 9 dell'involucro di presa 11 quando è spinto dallo stesso bordo. Una porzione di forma variabile della scanalatura 8a, ossia una porzione di incrocio Cp tra una porzione longitudinale Lp ed una porzione trasversale Tp della scanalatura 8a, sporge in una forma a punta di freccia in modo da adattarsi alla porzione di incrocio a canale Cs dell'involucro di presa 11. Affinché la porzione di incrocio Cp si adatti alla porzione di incrocio Cs in corrispondenza del bordo dell'involucro di presa 11, è necessario che la porzione di incrocio Cp sia deformata in una forma simile ad un bordo arcuato. Con un elemento elastico ad esempio di gomma, tuttavia, è impossibile ottenere una deformazione desiderata e si può formare un gioco tra il bordo dell'involucro di presa 11 e l'organo di tenuta 9.

Il problema precedente può essere risolto formando il bordo 9 dell'involucro di presa 11 e la scanalatura 8a dell'organo di tenuta 8 nelle forme seguenti. La figura 6 rappresenta una vista frontale dell'involucro di presa 11 e la figura 7 rappresenta un diagramma ingrandito di una porzione principale dell'involucro di presa. Nelle due figure, la porzione longitudinale Ls e la porzione trasversale Ts dell'involucro di presa 11 sono porzioni arcuate convesse aventi un raggio di curvatura r. Analogamente, una porzione d'angolo che collega le porzioni longitudinale e trasversale Ls, Ts l'una con l'altra ha una forma in sezione arcuata avente il raggio di curvatura r. Così, nelle porzioni longitudinale e trasversale Ls, Ts, un bordo è formato da archi continui aventi un unico raggio di curvatura r. Pertanto, una linea che collega le sommità degli archi, ossia una linea di cresta Rs, è continua attraverso una porzione arcuata con un raggio di curvatura R.Non si forma la porzione di incrocio a canale come nella figura 4 tra la porzione longitudinale Ls e la porzione trasversale Ts.

Così, il bordo dell'involucro di presa 11 è formato interamente come una porzione convessa comprendente archi continui con un certo raggio r, e la linea di cresta Rs è resa continua con un certo raggio R, in modo che non si formi una porzione di incrocio a canale.Di conseguenza, anche se la scanalatura 8a dell'organo di tenuta 8 non è deformata in una forma a bordo arcuato come illustrato nella figura 5, il bordo 9 dell'involucro di presa 11 e l'organo di tenuta 8 entrano in stretto contatto reciproco, permettendo così di ottenere un effetto di tenuta stagna soddisfacente con una forza di pressione limitata.

La figura 8 rappresenta una vista frontale che mostra un esempio di un involucro di presa in cui terminali femmina sono disposti in due piani e la figura 9 ne rappresenta una vista laterale. Come illustrato nelle due figure, un involucro di presa HA ha un numero complessivo di trentadue fori di alloggiamento 12 (sedici per ciascuno dei piani superiore ed inferiore) per ricevere terminali femmina 10, con la sua porzione di estremità, o bordo, realizzata in una forma a reticolo. Un corpo 15 che trattiene l'involucro di presa 11A è realizzato con un gancio 1G in grado di deformarsi nelle direzioni delle frecce D nella figura. Il gancio 16 si deforma nella direzione delle frecce D per permettere l'accoppiamento reciproco di un involucro di spina e dell'involucro di presa HA. Quando i due involucri devono essere separati l'uno dall'altro, il gancio 16 è deformato nella direzione delle frecce D mediante spinta di una protuberanza 17 che è integrale con il gancio 16, permettendo così il distacco.

La figura 10 rappresenta una vista in sezione dell'involucro di spina in cui è inserito l'involucro di presa 11A. Nella stessa figura, l'involucro di spina, indicato con 5A, ha una sede 7A per ricevere la presa che è adattata alla forma dell'involucro di presa 11A, con un organo di tenuta 8A montato sul fondo della sede 7A per ricevere la presa. L'involucro di spina 5A presenta terminali maschio 6A formati per stampaggio integralmente con l'involucro di spina 5A, ed i terminali maschio 6A si estendono attraverso l'organo di tenuta 8A e sporgono all'interno della sede 7A per ricevere la presa. In una porzione di cielo dell'involucro di spina 5A è previsto un foro per gancio 18 per assicurare l'accoppiamento dell'involucro di spina 5A e dell'involucro di presa HA.

Quando l'involucro di presa HA (figure 8 e 9) è inserito nella sede 17A per ricevere la presa dell'involucro di spina 5A, una estremità anteriore dell'involucro di presa 11, la quale estremità anteriore ha la stessa forma di un bordo 9 dell'involucro di presa 11, entra in contatto con l'organo di tenuta 8A. L'involucro di presa 11A è inserito fino all'impegno del gancio 16 con il foro per gancio 18, in modo che l'estremità anteriore dell'involucro di presa 11A e l'organo di tenuta 8A entrino in saldo e stretto contatto l'una con l'altro, assicurando così un effetto di tenuta stagna affidabile.

In conformità con questa forma di attuazione, come precedentemente descritto, il bordo dell'involucro di presa 11 o HA è realizzato in una forma arcuata, e questa forma arcuata è portata in contatto con l'organo di tenuta 8 o 8A per ottenere un effetto di tenuta stagna. Tuttavia ciò non costituisce una limitazione nella presente invenzione. Ad esempio è possibile adottare una costruzione in cui una sporgenza anulare che circonda i terminali maschio 6 o 6A è formata sul lato dell'organo di tenuta 8 o 8A, mentre il bordo dell'involucro di presa 11 o H A è realizzato in forma appiattita, e la sporgenza anulare è portata in contatto con la superficie di bordo appiattita. E' possibile adottare qualsiasi struttura purché l'involucro di presa e l'involucro di spina siano portati in stretto contatto l'uno con l'altro attraverso un organo di tenuta avente una superficie di appoggio perpendicolare alla direzione di collegamento/distacco degli involucri.

La forma della superficie con la quale la sporgenza anulare entra in contatto non è limitata ad una superficie piana, ma può essere scanalata in conformità con gli archi che compongono la sporgenza anulare. In questo caso, la scanalatura non è limitata ad una scanalatura che entra in contatto con l'intera sporgenza anulare, ma può essere una scanalatura poco profonda che entra in contatto con una parte della sporgenza anulare, comprendente almeno la porzione di sommità della sporgenza anulare.

Inoltre, non è sempre necessario che l'organo di tenuta 8 o 8A sia separato dall'involucro di spina 5. Esso può essere reso integrale con l'involucro di spina al momento dello stampaggio.

Come è evidente dalla descrizione precedente, secondo le invenzioni definite nelle rivendicazioni da 1 a 5, una faccia di estremità (bordo) dell'involucro di presa perpendicolare alla direzione di collegamento/distacco dell'involucro è portata in contatto con l'organo elastico di tenuta. Di conseguenza, una resistenza di attrito al momento del collegamento o del distacco del connettore è ridotta, facilitando così il collegamento ed il distacco del connettore. In particolare, secondo 1'invenzione definita nella rivendicazione 2, una molteplicità di poli possono essere disposti in uno spazio limitato. Questi effetti sono rimarchevoli in particolare quando il connettore secondo la presente invenzione è applicato quale connettore per conduttori multipli.

Secondo l'invenzione definita nella rivendicazione 4, poiché la superficie dell'organo opposta alla porzione convessa è deformata in modo regolare, è difficile che si verifichi un gioco tra l'involucro di presa e la lamina elastica e quindi l'effetto di tenuta è migliorato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Connettore elettrico a tenuta stagna per collegare una molteplicità di terminali maschio ed una molteplicità di terminali femmina l'uno con l'altro, comprendente: un involucro di spina che trattiene i terminali maschio suddetti; un involucro di presa avente porzioni cilindriche di alloggiamento per ricevere e trattenere singolarmente ciascuno dei terminali femmina suddetti; e un organo a lamina elastica disposto in modo che un bordo cilindrico dell'involucro di presa suddetto entri in contatto con l'organo a lamina elastica suddetto quando l'involucro di presa è inserito nell'involucro di spina suddetto, formando una tenuta stagna tra l'involucro di spina suddetto e l'involucro di presa suddetto.
2. Connettore elettrico a tenuta stagna secondo la rivendicazione 1, in cui la forma in sezione delle porzioni cilindriche di alloggiamento dell'involucro di presa suddetto perpendicolarmente ad una direzione di collegamento/distacco dell'involucro di presa è rettangolare .
3 . Connettore elettrico a tenuta stagna secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui il bordo cilindrico dell'involucro di presa suddetto oppure una superficie della lamina elastica suddetta con la quale il bordo cilindrico suddetto entra in contatto è realizzato sotto forma di porzione arcuata convessa.
4. Connettore elettrico a tenuta stagna secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la porzione convessa suddetta è formata da una successione di archi circolari aventi un unico raggio di curvatura ed è anulare intorno ai terminali maschio o femmina suddetti.
5. Connettore elettrico a tenuta stagna secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui una gola anulare di forma corrispondente almeno a porzioni di sommità degli archi circolari suddetti è formata nella superficie con la quale la porzione arcuata convessa suddetta entra in contatto.