JP2011071037A - 防水コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】嵌合部同士の間に軸線の傾きを生じても、コネクタ挿入力を増大させずに、防水性能の低下を防止できる防水コネクタを提供する。
【解決手段】相手方コネクタの嵌合部が嵌合されるコネクタハウジングの筒状嵌合部の外周に、嵌合部同士の間をシールする環状のパッキン３３が装着される防水コネクタであって、パッキン３３の外周には少なくとも１条の環状突条４３を形成する。環状突条４３の頂部４３ｃには嵌合部同士の間に軸線の傾きを生じた際に膨出するリップ状の突部６１を形成する。環状突条４３は、筒状嵌合部の挿入先端４５側の傾斜面４３ａを、反対側の傾斜面４３ｂよりも大きい傾斜角度αで形成する。突部６１の挿入先端４５側の傾斜面６１ａ及び反対側の傾斜面６１ｂは、環状突条４３の挿入先端４５側の傾斜面４３ａ及び反対側の傾斜面４３ｂより大きい傾斜角度α１，β１で形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、嵌合部の外周に環状パッキンが装着される防水コネクタに関する。

相手方コネクタの嵌合部が嵌合されるコネクタハウジングの筒状嵌合部の外周に、嵌合部同士の間をシールする環状のパッキンが装着される防水コネクタが知られている。例えば特許文献１に開示される図６に示す雌端子コネクタ５００は、筒状ケース部材５０１の内方に雌端子５０３の収容される筒状嵌合部５０５が形成され、その外周に環状のパッキン５０７が装着される。筒状嵌合部５０５の先端にはキャップ部材５０９が外挿され、パッキン５０７がキャップ部材５０９と支持壁５１１とで挟まれた状態に保持される。

パッキン５０７は、図７に示すように、外周層５１３と内周層５１５との２つの環状層が接着された２層構造を有していて、外周層５１３の外周面５１７は環状の凸条５１９が形成されて凹凸状に構成され、内周層５１５の内周面５２１は環状溝５２３が形成されて浅い凹凸状に構成されている。

図８に示すように、雌端子コネクタ５００は、相手方コネクタである雄端子コネクタ５２５と結合されると、雄端子コネクタ５２５の嵌合部５２７がキャップ部材５０９の外周に挿入されるとともに、先端がパッキン５０７の外周に挿入される。これにより、筒状嵌合部５０５に装着されたパッキン５０７の凸条５１９が弾性変形して嵌合部５２７の内周面に密着し、雌端子コネクタ５００と雄端子コネクタ５２５の嵌合部５０５，５２７同士の間がシールされ、水の侵入や塵埃の侵入を阻止することができた。

特開２００２−１５１１９４号公報

しかしながら、パッキン５０７の水密や気密シール性能は、図９（ａ）に示すように、凸条５１９を適切な圧縮量Ａにて変形させることにより得られているため、嵌合部同士の間に、図９（ｂ）に示すように、電線の斜め引っ張りで常にテンションが加わっていると、雌端子コネクタ５００が傾き、凸条５１９の圧縮量Ａ１が減少し（Ａ＞Ａ１）、防水性能が低下する。これに対し、凸条５１９の圧縮量Ａが減少する分（Ａ−Ａ１）、凸条５１９を高く設定すれば、通常嵌合時での圧縮率が上がり、挿入力が増大する新たな問題が生じた。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、嵌合部同士の間に軸線の傾きを生じても、コネクタ挿入力を増大させずに、防水性能の低下を防止できる防水コネクタを提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 相手方コネクタの嵌合部が嵌合されるコネクタハウジングの筒状嵌合部の外周に、嵌合部同士の間をシールする環状のパッキンが装着される防水コネクタであって、
前記パッキンの外周には少なくとも１条の環状突条が形成されると共に、前記環状突条の頂部には嵌合部同士の間に軸線の傾きを生じた際に膨出するリップ状の突部が形成されていることを特徴とする防水コネクタ。

この防水コネクタによれば、嵌合部同士の間に傾きが発生し、環状突条の頂部が辛うじて相手方コネクタ嵌合部のパッキン接触面（シート面）に接触するのみの状態となり、環状突条が非圧縮状態となっても、突部は潰れたままを維持し、この突部によって嵌合部同士の間がシールされる。

（２） （１）記載の防水コネクタであって、
前記環状突条は、前記筒状嵌合部の軸線に沿う方向に一対の逆向き傾斜面を有する山形に形成され、かつ該筒状嵌合部の挿入先端側の傾斜面が反対側の傾斜面よりも大きい傾斜角度で形成され、
前記突部の挿入先端側の傾斜面及び反対側の傾斜面が、前記環状突条の挿入先端側の傾斜面及び反対側の傾斜面より大きい傾斜角度で形成されることを特徴とする防水コネクタ。

この防水コネクタによれば、環状突条の頂部に、急峻な突部が突出して設けられることになる。したがって、突部の断面積を小さくしつつ、突出高さを大きく確保できる。これにより、突部の圧縮（体積）量を増大させずに、突部の潰れ比を大きくして、嵌合部傾斜時の防水性能を高めることができる。

（３） （１）又は（２）記載の防水コネクタであって、
前記突部の突出先端部が、該突部の前記挿入先端側の傾斜面及び反対側の傾斜面を接続する凸曲面からなることを特徴とする防水コネクタ。

この防水コネクタによれば、突部の頂部が凸曲面となることで、角部である場合に比べ、頂部が嵌合方向に引っ張られ難くなり、防水性の低い不適切な変形部（例えばオーバーハング状の変形部）がより出現し難くなって、挿入性、防水性が一層高まる。

本発明に係る防水コネクタによれば、パッキンの外周に形成した環状突条の頂部に、嵌合部同士の間に軸線の傾きを生じた際に膨出するリップ状の突部を設けたので、傾きが発生し、環状突条が非圧縮状態となっても、突部が潰れたままを維持して、コネクタ挿入力を増大させずに、防水性能の低下を防止できる。

本発明に係る本発明に係る防水コネクタの分解斜視図である。 図１に示したパッキンの軸線を含む面による断面図である。 図２に示したパッキンの環状突条部の拡大図である。 （ａ）は正規嵌合状態の雄雌コネクタの断面図、（ｂ）は傾斜嵌合状態の雄雌コネクタの断面図である。 （ａ）は図４（ａ）の要部拡大断面図、（ｂ）は図４（ｂ）の要部拡大断面図である。 従来の雌端子コネクタの断面図である。 図６に示したパッキンの要部拡大図である。 従来の雌端子コネクタに雄端子コネクタを嵌合した状態を示す断面図である。 （ａ）は従来の防水コネクタの正規嵌合状態の要部拡大断面図、（ｂ）は従来の防水コネクタの傾斜嵌合状態の要部拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る本発明に係る防水コネクタの分解斜視図である。
なお、以下の説明において相手方コネクタとの嵌合先端側は前、その反対側は後と称す。
防水コネクタである雌コネクタ１００は、端子収容室を内方に形成した筒状嵌合部であるハウジング本体１１を有し、このハウジング本体１１の外周が相手方コネクタである雄コネクタ２００との嵌合部となる。ハウジング本体１１の外側には雄コネクタ２００の嵌合部１３を受け入れる間隙１５を有して包囲するフード部１７が設けられ、フード部１７はハウジング本体１１の後壁部でハウジング本体１１と一体となる。

フード部１７の後部には切欠部１９が形成され、切欠部１９は後端が自由端となるロックアーム２１を配置する。ロックアーム２１は雄コネクタ２００のロック突起２２に係止することで嵌合を保持する。ハウジング本体１１の前面には雄コネクタ２００の雄端子挿入口２３，２３が開口され、その間及びその下方にはフロントホルダ２５の挿入口２７が形成される。フロントホルダ２５は、挿入口２７から挿入されることで、係止部２９をハウジング本体１１内の係止手段（図示せず）に係止して装着されるとともに、規制部３１，３１を雌端子（図示せず）の離脱を阻止している弾性係止片の係止解除方向に位置させて、雌端子を二重係止構造とする。

ハウジング本体１１は、長円筒状に形成され、その外周に、内周面をハウジング本体１１の外周面に水密、気密に密着する長円筒状のパッキン３３が装着される。パッキン３３の後端には全周に渡って外側に突出するフランジ部３５が形成され、フランジ部３５はパッキン３３がハウジング本体１１に装着された状態で、後面がハウジング後壁（図示せず）の内面に当接し、前面には雄コネクタ２００の嵌合部１３の先端が密接する。また、フランジ部３５の左右両側には突起３７が一体に形成され、突起３７はハウジング内に形成された係止凹部に係止してパッキン３３の脱落を規制する。

パッキン３３にはシリコンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）又はアクリルゴムなどのゴム素材或いはゴム状素材を用いることができる。また、パッキン３３は、従来構造のように複数の環状層で形成し、環状層ごとに異なる素材を用いることも可能である。例えば、ハウジング本体１１に対する組み付け側環状層（内層）を高硬度とし、反対側のはめ付け側環状層（外層）を低硬度とすることができる。

図２は図１に示したパッキンの軸線を含む面による断面図である。
パッキン３３は、雄コネクタ２００の嵌合部１３が嵌合されるハウジング本体１１の外周に装着され、嵌合部同士の間をシールする。このパッキン３３は、長円筒状のパッキン本体３９の外周に、環状突条４１，４３が形成される。環状突条４１，４３は、ハウジング本体１１（或いはパッキン本体３９）の軸線Ｇに沿って複数（本実施の形態では２つ）形成される。複数の環状突条４１，４３を備えることで、パッキン本体３９の嵌合端側（フランジ部３５側）からの水等の進入を多段的に防いで、さらに防水性能を高めている。

図３は図２に示したパッキンの環状突条部の拡大図である。
環状突条４１，４３は、ハウジング本体１１の軸線Ｇに沿う方向に、一対の逆向き傾斜面４１ａ，４１ｂ、４３ａ，４３ｂを有する山形に形成される。また、傾斜面４１ａ，４１ｂ、４３ａ，４３ｂは、ハウジング本体１１の挿入先端４５側の傾斜面４１ａ，４３ａが反対側の傾斜面４１ｂ，４３ｂより大きい傾斜角度α＞βで形成される。

複数の環状突条４１，４３は、ハウジング本体１１の挿入先端４５側の先端環状突条４１が、反対側の後端環状突条４３よりも高低差ｄを有した全高の低い山形に形成される。本実施の形態では、環状突条４１，４３が相似形で形成される。すなわち、先端環状突条４１が小型に形成されていることで高低差ｄが形成されている。

環状突条４１，４３に高低差ｄを設けたパッキン本体３９は、複数の環状突条４１，４３が同一高さである構造に比べ、嵌合力を低減させて嵌合作業性を向上させることができる。また、最初に全高の低い先端環状突条４１が嵌合された後、全高の高い後端環状突条４３が嵌合されるので、嵌合開始を容易にして、これによっても嵌合作業性を向上させることができる。

環状突条４１は、山形の頂部４１ｃが、一対の傾斜面４１ａ，４１ｂを接続する凸曲面４１Ｒからなる。頂部４１ｃが凸曲面４１Ｒとなることで、角部である場合に比べ、頂部４１ｃが嵌合方向（矢印ａ方向）に引っ張られ難くなり、防水性の低い不適切な変形部（例えばオーバーハング状の変形部）がより出現し難くなって、挿入性、防水性が一層高まる。なお、図中、４１Ｌ，４３Ｌは、頂部４１ｃ，４３ｃを通り、軸線Ｇに直交する中立線を示す。また、４７は、パッキン本体３９の外周面４９の仮想延長線を示す。

環状突条４３の頂部４３ｃには嵌合部同士の間に軸線の傾きを生じた際に膨出するリップ状の突部６１が形成されている。突部６１は、挿入先端４５側の傾斜面６１ａ及び反対側の傾斜面６１ｂが、環状突条４３の挿入先端４５側の傾斜面４３ａ及び反対側の傾斜面４３ｂより大きい傾斜角度β１，α１で形成されている（β＜β１，α＜α１）。

突部６１の突出先端部は、突部６１の挿入先端４５側の傾斜面６１ａ及び反対側の傾斜面６１ｂを接続する凸曲面６１Ｒからなる。突部６１の頂部が凸曲面６１Ｒとなることで、角部である場合に比べ、頂部が嵌合方向に引っ張られ難くなり、防水性の低い不適切な変形部（例えばオーバーハング状の変形部）がより出現し難くなって、挿入性、防水性が一層高まる。

次に、上記の構成を有する雌コネクタ１００の作用を説明する。
雌コネクタ１００、雄コネクタ２００の嵌合が開始され、雄コネクタ２００の嵌合部１３が最初の環状突条４１を通過した後、環状突条４３の傾斜面４３ａを押圧すると、傾斜面４３ａの傾斜角度αが小さくなる。環状突条４３は、傾斜面４３ａが押圧され、嵌合部１３の先端にて置き換えられた体積分が、中立位置４３Ｌの後方に移動する変形を生じ、傾斜角度βが大きくなる。

さらに嵌合部１３が挿入されると、嵌合部１３の先端が突部６１を潰して中立位置４３Ｌを越える。嵌合部１３の先端が傾斜面４３ｂを通過し、フランジ部３５の前面に当接すると、嵌合が完了する。嵌合完了状態では、嵌合前の中立位置４３Ｌよりも前方の体積の一部と、嵌合部１３にて押し下げられた頂部４３ｃ近傍の体積とが、中立位置４３Ｌより後方へ移動される。その結果、傾斜面４３ａ及び傾斜面４３ｂが後方へ押し倒され、略等しい傾斜角度の傾斜面４３ａ，４３ｂとなる。

環状突条４３では、挿入先端４５側の傾斜面４３ａに対し、反対側の傾斜面４３ｂの弾性材肉量（頂部４３ｃから裾部までの体積）が多くなり、環状突条４３に働く嵌合方向の力に対する抵抗力が高まる。これにより、環状突条４３の頂部４３ｃが、嵌合方向ａに引っ張られ、例えばオーバーハング状となる不適切な変形部の出現が防止でき、環状突条４３を、一対の逆向き傾斜面４３ａ，４３ｂが略対称形状に潰れる良好な防水性能の変形部に適切に変形する。

なお、上記の説明は環状突条４３を例としたが、突部６１を除き、環状突条４１の形状は環状突条４３と相似形であり、上記と同様に変形するので、その説明は省略する。

図４（ａ）は正規嵌合状態の雄雌コネクタの断面図、（ｂ）は傾斜嵌合状態の雄雌コネクタの断面図、図５（ａ）は図４（ａ）の要部拡大断面図、（ｂ）は図４（ｂ）の要部拡大断面図である。
雌コネクタ１００と雄コネクタ２００は、図４（ａ）に示す正規嵌合状態では、図５（ａ）に示すように、環状突条４３を適切な圧縮量Ａに変形させて高い防水性能が得られている。

一方、図４（ｂ）に示すように、例えば雌コネクタ１００に接続された電線（図示せず）の斜め引っ張りで同図の右方向にテンションが加わると、雌コネクタ１００が同図の右側に傾き、図５（ｂ）に示す左側における環状突条４３の圧縮量Ａ１が減少する（Ａ＞Ａ１）。このように、嵌合部同士の間に傾きが発生すると、環状突条４３の頂部４３ｃが辛うじて雄コネクタ２００の嵌合部１３のパッキン接触面（シート面）１３ａに接触するのみの状態となり、環状突条４３が非圧縮状態となる。本実施の形態の雌コネクタ１００では、このような環状突条４３の非圧縮状態となっても、圧縮量Ａ１によって突部６１は潰れたままを維持する。この突部６１によって嵌合部同士の間がシールされることとなる。

また、環状突条４３の頂部４３ｃに、急峻な突部６１が突出して設けられていることで、突部６１の断面積を小さくしつつ、突出高さｈ（図３参照）を大きく確保している。これにより、突部６１の圧縮（体積）量を増大させずに、突部６１の潰れ比を大きくして、コネクタ挿入力を増大させずに、嵌合部傾斜時の防水性能を高めるようにしている。

なお、上記の例では、雌コネクタ１００が傾く例を説明したが、傾きは相対的なものであり、雌コネクタ１００に対して雄コネクタ２００が傾いても本発明は同様の作用効果を奏する。

したがって、本実施の形態に係る防水コネクタ１００によれば、パッキン３３の外周に形成した環状突条４３の頂部４３ｃに、嵌合部同士の間に軸線Ｇの傾きを生じた際に膨出するリップ状の突部６１を設けたので、傾きが発生し、環状突条４３が非圧縮状態となっても、突部６１が潰れたままを維持して、コネクタ挿入力を増大させずに、防水性能の低下を防止できる。

１１ ハウジング本体（筒状嵌合部）
３３ パッキン
４３ 後端環状突条（環状突条）
４３ｃ 環状突条の頂部
４３ａ 環状突条の挿入先端側の傾斜面
４３ｂ 環状突条の反対側の傾斜面
６１ 突部
６１ａ 突部の挿入先端側の傾斜面
６１ｂ 突部の反対側の傾斜面
６１Ｒ 凸曲面
１００ 雌コネクタ（防水コネクタ）
２００ 雄コネクタ（相手方コネクタ）
Ｇ 筒状嵌合部の軸線
α，β 傾斜角度

Claims (3)

1. 相手方コネクタの嵌合部が嵌合されるコネクタハウジングの筒状嵌合部の外周に、嵌合部同士の間をシールする環状のパッキンが装着される防水コネクタであって、
   前記パッキンの外周には少なくとも１条の環状突条が形成されると共に、前記環状突条の頂部には嵌合部同士の間に軸線の傾きを生じた際に膨出するリップ状の突部が形成されていることを特徴とする防水コネクタ。
2. 請求項１記載の防水コネクタであって、
   前記環状突条は、前記筒状嵌合部の軸線に沿う方向に一対の逆向き傾斜面を有する山形に形成され、かつ該筒状嵌合部の挿入先端側の傾斜面が反対側の傾斜面よりも大きい傾斜角度で形成され、
   前記突部の挿入先端側の傾斜面及び反対側の傾斜面が、前記環状突条の挿入先端側の傾斜面及び反対側の傾斜面より大きい傾斜角度で形成されることを特徴とする防水コネクタ。
3. 請求項１又は請求項２記載の防水コネクタであって、
   前記突部の突出先端部が、該突部の前記挿入先端側の傾斜面及び反対側の傾斜面を接続する凸曲面からなることを特徴とする防水コネクタ。

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