JP2010519678A - シール可能な電気コネクタ - Google Patents

Abstract

シール可能な電気コネクタは、横断面及びそれを取り囲む側壁を含むハウジングを有する。シール部材は、底面に装着され、側壁によって画定される周縁の内部に位置する。このコネクタが相手方のコネクタと嵌合すると、底面と側壁の一部とが相手方コネクタの窪み内に受容される。最終嵌合位置に到達するまでは、シール部材は窪みと接触しないので、嵌合は容易に行われ、且つシール部材の摩耗／落下が防止される。最終嵌合位置に達すると、窪みの底面と、横断面とによって圧縮されることによって、シール部材は周縁を越えて拡大し、窪みの側壁内面と密に接して防水シールを形成する。
【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、液密機能を有する電気コネクタに関し、特に、エアバッグシステム等に用いられるスクイブと電気的に接続できる電気コネクタに関するものである。

多くの産業分野において、湿気及び／又は粉塵からの保護機能を有する電気コネクタを提供する必要があり、特に、例えば自動車のエアバッグシステム等の、安全要件レベルの高い電気接続にそのようなコネクタが必要とされている。

従来のエアバッグ用コネクタでは、プラグコネクタのハウジングの側壁にシール要素が設けられている。相手方のレセプタクルコネクタと嵌合すると、プラグコネクタはレセプタクルコネクタのハウジング内に摺動して入る。シール部材の側方は圧縮されて、プラグとレセプタクルのハウジングとの間の隙間を埋めることにより、シール機能を提供する。

このような種類のコネクタは複数の欠点を有する。シール要素がプラグコネクタの側片機を囲むように配置されているので、嵌合プロセスの間に、シール要素がレセプタクルハウジングの内壁に接しながら、同内壁に対して移動する。従って、嵌合プロセスの間に、シール要素とレセプタクルハウジングの間に摩擦力が生じる。この摩擦力は、二つのコネクタを互いに勘合するために必要な力を増大させるだけでなく、シール要素を摩耗させる。シール要素が少しでも摩耗すると、シール硬化に悪影響が生じる。さらに、シール要素がプラグコネクタからずれたり、場合によっては分離したりする可能性があり、これにより嵌合プロセスが完全に行われないか、又は液密機能が不十分なものとなりうる。

従って、効果的で信頼のおけるシール機能を有するエアバッグシステム用電気コネクタを提供する必要がある。

本発明の実施形態は、シール機能を有する電気コネクタを提供する。嵌合プロセスの間、シール要素は、最終的嵌合位置に達して動作状態となり、コネクタ同士の間の隙間をシールするときを除いて、相手方コネクタのハウジングに接触しない。

一実施形態において、電気コネクタは、横断面と、同横断面を取り囲む側壁とを有するハウジングを含む。この横断面の、側壁によって画定される周縁の内側にはシールリングが取り付けられる。嵌合プロセスにおいて、横断面及び側壁の一部は相手方コネクタのハウジングの窪みの中に挿入される。シールリングは側壁の周縁の内側にあるので、嵌合プロセスの間に窪みの内壁とは接触しない。従って、嵌合は容易に行うことができる。加えて、シールリングの摩耗又はシールリングへの引っかき傷が生じない。

互いに嵌合する二つのコネクタが最終的な嵌合位置に達すると、シールリングが窪みの底面と接触する。窪みの底面と、コネクタのハウジングの横断面とによって嵌合方向に加圧されて、シールリングは嵌合方向に圧縮され、横方向に拡大する。横方向への拡大により、シールリングの大きさは周縁を越えて増大し、窪みの内壁と密に接触する。互いに嵌合する二つのコネクタが嵌合位置でロックされると、シールリングは横方向に拡大した状態に維持されて二つのコネクタの隣接する表面に接し、よって液密／防水機能を提供する。

好ましくは、シールリング内部の横断面にストッパが設けられる。シールリングが加圧されるとき、ストッパはシールリングが横方向に向かって内側に拡大することを防ぐ。シールリングが主に窪みに向かって拡大することにより、シール効果がさらに増大する。

一実施形態では、ストッパは、横断面と一体に形成される環状の突起の周囲にシールリングを取り付けることにより形成することができる。別の実施形態では、ストッパは、ハウジングに対し、間にシールリングの一部を挟んで取り外し可能に取り付けられる個別の部品である。

本発明の他の態様及び利点は、添付図面を参照する後述の詳細な説明から明らかとなる。

本発明の一実施形態による電気コネクタの分解斜視図である。 Ａは、シールリングをハウジングに装着するときの、図１の分解斜視図である。Ｂは、シールストッパをハウジングに装着するときの、図２Ａの分解斜視図である。Ｃは、図２Ｂの部分断面図である。 Ａは、図２Ａの断面図である。Ｂは、図２Ｂの断面図である。Ｃは、図２Ｃの部分断面図である。 Ａは、相手方コネクタと嵌合する前の図２Ｂの断面図である。Ｂは、相手方コネクタと嵌合した図２Ｂの断面図である。Ｃは、図４Ｂの部分拡大図である。 Ａ及びＢは、それぞれ異なる図２Ｂの斜視図である。 Ａは、本発明の別の実施形態によるコネクタの部分断面図である。Ｂは、相手方コネクタと嵌合している図６Ａのコネクタの部分断面図である。Ｃは、図６Ｂの部分拡大図である。

図１に示すように、電気コネクタ１は、コネクタハウジング２、シール部材３及びシールストッパ４を含んでいる。ハウジング２は、二つのケーブル７を収容したケーブル収容部６と、ケーブル収容部６から略垂直に延び、ケーブル７に接続された電気コンタクトを内部に具備した円柱状の基部５とを含め、一体的に形成されている。

円柱状の基部５は、スクイブ等の相手方コネクタに係止可能な係止突起９を具備する。また、円柱状の基部５は、同基部５内側の横断面１０に設けられて、電気コンタクトに通じる２つの第１の孔部８を有する。２つの第２の孔部１１は、円柱状の基部５の内側に設けられている。

ハウジング２は、横断面１０から垂直に延びる側壁２１を有する。側壁２１は、周縁２３を画定している。底面１０から略垂直に延びる４つの突起１２は、シール部材３の位置決めを行うために形成されている。第１の孔部８、第２の孔部及び突起１２は、底面１０の中心を基準として対称に配置されている。

シール部材３は、ゴム等の環状の弾性部材であり、上面と下面に開口する貫通孔１４を有する。シール部材３の内周面には、第１の段差部１６が設けられ、第１の段差部１６には、突起１２を受容するために４つの位置決め孔部１３が形成されている。さらに、シール部材３の外周に沿って、第２の段差部１７が設けられている。

シールストッパ４は、シール部材３を円柱状の基部５に装着するために、ハウジング２の底面１０に取り付けられる薄厚の蓋部材である。シールストッパ４には、円柱状の基部５の第２の孔１１に挿入され、その第２の孔内で係止される係止片１８が形成されている。シールストッパ４には、相手方コネクタの電気コンタクトピンを挿通可能な２つの貫通孔１９が形成されている。係止片１８は、電気コネクタ１の組立時に円柱状の基部５の第２の孔１１と対応するように配置されている。貫通孔１９は、円柱状の基部５の第１の孔部８と対応するように配置されている。また、シールストッパ４の外周縁部には、放射方向に外側に延びる肩部２０が形成されている。

シール部材３及びシールストッパ４をハウジング２に装着するには、まず、シール部材３を横断面１０に装着し、第１孔部８及び第２孔部１１を開口１４内に配置する。図２Ａに示すように、シール部材３の孔１３に突起１２が挿入されることにより、シール部材３は所定位置に位置決めされている。

シール部材３を横断面１０に装着した後、図２Ｂ、２Ｃ、５Ａ及び５Ｂに示すように、シールストッパ４をハウジング２に装着する。シールストッパ４の貫通孔１９は、第１の孔部８と一致し、コネクタ１の電気コンタクト２５を貫通させる。

シールストッパ４の係止片１８（１つのみ図示）は第２の孔部１１に挿入される。この間に、肩部２０は、シール部材３の段差部１６と係止して密着する。ここで、各係止片１８は、対応する第２の孔部１１内に受容され、突出部２２により係止される。その係止は、シールストッパ４の装着工程において、突出部２２に形成された傾斜面２７に沿って係止片１８が摺動することに行われる。係止片１８は弾性変形し、次いで弾性的に元の位置に戻って突出部２２と係合することにより、シールストッパをハウジング２に固定する。

図３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに示すように、シール部材３は、横断面１０に装着されてシールストッパ４によりロックされているとき、周縁２３の内側に位置する。

図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃに示すように、電気コネクタ１が相手方のレセプタクルコネクタ３０に嵌合するとき、横断面１０及び側壁２１の一部はレセプタクルコネクタ３０の窪み３２によって受容される。コネクタ１と３０とが最終嵌合位置に到達する前は、シール部材３は周縁２３の内側に位置している。窪み３２の径３２ａは側壁２１の外径２１ａ（縁２３）より大きいので、嵌合プロセスが完了するまでは、シール部材３はレセプタクルコネクタ３０の側壁の内面３６に接触しない。従って嵌合プロセスは容易に行われる。加えて、シール部材３は、嵌合プロセスの間、摩耗／引っかき傷／落下から保護される。

嵌合プロセスの最後に、シール部材３は、相手方コネクタ３０の底面３４と接触するに到る。横断面１０と底面３４とによって加圧されて、シール部材３は嵌合方向４０（窪み３２へのコネクタ１の挿入方向）に圧縮される。シール部材３は弾性によって変形し、その結果、その大きさが嵌合方向４０に略垂直な横方向４２に向かって拡大する。

シール部材３は横方向４２に沿って外側と内側に拡大する傾向を有するが、内側への拡大はシールストッパ４の肩部２０によってブロックされる。従って、シール部材３の横方向への拡大は主に外側に向かって生じ、その結果シール部材は周縁２３を越えて拡大する。ここで、横方向に拡大したシール部材３は、窪み３２の側壁の内面３６に接する。コネクタ１と３０とが図４Ｂ及び４Ｃに示す最終嵌合位置においてロックされると、シール部材３は横方向に拡大した状態に維持され、窪み３２の底面３４及び側壁の内面３６、並びにハウジング２の横断面１０に密に接触する。従って、コネクタ１と３０とは、液密／防水状態で嵌合する。

図６Ａ、６Ｂ及び６Ｃに示す別の実施形態によれば、コネクタ５０は、コネクタのハウジング５１の横断面５２と一体に形成された肩部又は環状突起５４を有する。環状突起５４と横断面５２は、横方向に沿って外側と、軸方向に沿って下側とに開口する環状の溝５９を形成する。シール部材６０は、環状溝５９内部の横断面５２に装着されて、側壁５６の周縁５８の内側に位置する。

コネクタ５０が相手方のレセプタクルコネクタ７０と嵌合すると、シール部材６０はその間に押し込まれる。環状突起５４のブロック効果により、前実施形態の説明と同様に、シール部材６０は横方向に外側に拡大し、２つのコネクタ５０と７０の間に液密なシールを形成する。

例示を目的として本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態によって制限されるものではなく、請求の範囲に規定される本発明の精神から逸脱することなく、様々な変更又は修正、並びに置換が可能である。

Claims (13)

1. 横断面及び当該横断面を取り囲む側壁を有するハウジングと、
   横断面に取り付けられて側壁により画定される周縁の内側に位置するシール部材と
   を備えた電気コネクタであって、相手方コネクタに嵌合しているとき、横断面及び側壁の一部が相手方コネクタの窪み内に位置し、シール部材が、窪みの底面と、横断面とによって圧縮されて周縁から突出しすることにより、相手方電気コネクタとの間にシールが形成される、電気コネクタ。
2. 横断面はさらに、シール部材が内側に拡大することを防ぐためにシール部材の内側に設けられた環状の突起を備える、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 環状突起がハウジングに取り外し可能に連結される、請求項２に記載の電気コネクタ。
4. シール部材が、横断面と環状突起の間に固定された段差部を有する、請求項３に記載の電気コネクタ。
5. 環状突起がハウジングと一体に形成される、請求項２に記載の電気コネクタ。
6. 環状突起と横断面とが、外側に向かう横方向と下方とに開く環状溝を形成し、シール部材が環状溝内に配置される、請求項５に記載の電気コネクタ。
7. 底面から内部方向に延びる１又は複数の第１の孔部を有し、それぞれの前記第１の孔部の内部に電気コンタクトを具備する柱状の基部と、
   一方の面に開口するとともに、他方の面に開口する貫通孔を有してなるシール部材であって、前記基部の底面の所定位置に装着されると、前記一方の面の開口部内に前記１又は複数の第１の孔部が配置されるシール部材と、
   前記シール部材の他方の面の開口部を密封するように前記基部に取り付けられるシールストッパと
   を備える電気コネクタ。
8. 前記基部の底面の縁部近傍には、その底面から略垂直方向に延びる、前記シール部材の位置決め用の突起が複数形成され、
   前記シール部材には、前記基部の底面の所定位置に装着された際に位置決め用の突起を収容する孔部が形成されることを特徴とする、請求項７に記載の電気コネクタ。
9. 前記シール部材の一面には、前記シール部材が前記基部の底面の所定位置に装着される際に、前記基部の底面から前記基部の内部方向に延びる第２の孔部が１又は複数形成され、第２の孔部内には前記基部の底面と略平行に延びる突出部が画定され、
   前記シールストッパには、前記第２の孔部に挿入されると先端部近傍で前記突出部と係止する係止片が形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の電気コネクタ。
10. 前記シール部材は、内周面の全周にわたる段差部が設けられており、且つ
    前記シールストッパには、前記シールストッパの係止片が前記基部の底面の第２の孔部に挿入されると、前記シール部材の内周の段差部に係合する縁部が形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の電気コネクタ。
11. 前記シールストッパとシール部材との係合は、前記基部の底面と略平行な前記段差部の面に対する凹凸によってなされていることを特徴とする、請求項１０に記載の電気コネクタ。
12. 前記基部には、その底面の縁部にわたってその底面から略垂直方向に延びる壁部が形成され、前記シール部材が、外周面の全周にわたって段差部を有し、
    前記シール部材が前記基部の底面の所定位置に装着されると、前記基部の底面の壁部が前記シール部材の外周の段差部と係合することを特徴とする、請求項７に記載の電気コネクタ。
13. 請求項１２記載の電気コネクタが相手方コネクタの受容部に嵌合すると、前記シール部材が相手方受容部の内面によって圧縮されて前記基部の底面及び壁部の面と密着されることを特徴とする、電気コネクタ。

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