JP2011192420A - 防水コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】防水コネクタにおいて、装着忘れ、脱落、位置ずれの生じない防水手段を講じる。
【解決手段】環状突起３１ａは、円筒形の締付けナット３の底壁３１に基端を有する二重の円環で、外側の円環は外向きに倒れる姿勢を持ち、内側の円環は内向きに倒れる姿勢を持つ。締付けナット３のねじ締めで、外側の円環は、ナット受２３の縦壁先端の内周面に擦られるように前進移動し、内側の円環は、フランジ１３の外周面に擦られるように前進移動する。このように擦られるように前進移動して、正規締付け状態になったとき内外円環は、それぞれの壁面に隙間なく密着する。このように締付けナット３をナット受２３にねじ締めすることで、正規嵌合状態をロックするとともに雌雄コネクタ１、２の嵌合面の隙間を塞いで防水機能を付与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、防水コネクタに関するものである。

従来、防水コネクタとして広く知られている技術に次のものがある。雌ハウジングには、雄ハウジングの嵌合筒部が嵌合可能な嵌合溝が設けられており、その嵌合溝の内周側の奥側にゴムリングが装着され、嵌合溝に嵌合筒が嵌め合わされると嵌合筒の内周面と、嵌合溝の周面との間に生じた隙間をこのゴムリングが塞ぐ仕組みの防水コネクタである。

しかし、この技術による防水コネクタは、挿抜作業時にゴムリングの位置ずれや脱落が生じ適切な防水効果が得られないおそれがあり、このような不具合の生じない防水技術が求められていた。その技術として特許文献１記載の技術が知られている。この技術によれば、雌ハウジングのキャビティの外壁には、撓み変形可能な係止片が一体成形されていて、この係止片の先端内側にはキャビティに突出する突部が設けられており、常時は、外壁と面一となる姿勢に退避している。ゴムリングを装着したのち、キャビティに雌型端子金具を挿入すると、被押圧面が押されることで係止片が外方に撓み変形し、その延出端がゴムリングの上面に突出して、ゴムリングが抜け止め状態に係止されるという技術である。

特開１９９６−２５０１９６号公報

確かに、この技術によれば、ゴムリングの抜け止め状態を係止する係止片が備わり、ゴムリングの位置ずれや脱落は生じない。しかし、このような防水対策を講じているが、そもそも雌型端子金具の装着前に、ゴムリングが装着されていなかった場合やゴムリングが脱落した場合には、この技術は有効に機能しない。また、ゴムリングの位置ずれ等の不具合を防止するために、撓み変形可能な切欠片（係止片）をキャビティの一部に切り溝を設けて形成し、更に、この切欠片（係止片）の先端内側には雌型端子金具の装着で切欠片（係止片）を起すための突部が形成されている。これら切り欠きや突部の形成は、形成体の大きさや形成される部分の位置を考慮すると、これに用いる金型は、極めて複雑な仕組みで、且つ取り個数が少ない高価なものになるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、装着忘れ、脱落、或いは位置ずれ等の装着ミスの生じない防水手段を備えた防水コネクタの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、（１）防水コネクタは、円筒形の本体の外周面にフランジを設け、この本体の内部で端子金具を支え、この端子金具の前端の接続部を前面のフードで囲い、背面から前記端子金具に連なる電線を取り出す、第１コネクタハウジングと、前記接続部に接続する端子金具を本体で支え、この端子金具の接続部を前方のボディに収め、このボディは前記フードに嵌り、背面から前記端子金具に連なる電線を取り出す、第２コネクタハウジングとを備えており、前記第１コネクタハウジングには底面の中央に円形の穿孔を有する内周面が円筒形の締付けナットがこの穿孔で前記本体に嵌められ、この締付けナットは前記円筒形の内周面にはねじ溝が備わり、前記底面には前記穿孔の周囲を環状に隆起した変形可能な防水手段が前記底面と一体的に備わり、前記第２コネクタハウジングの本体には、この締付けナットに対応するねじ山を外周面に有する円筒形のナット受が固定され、前記締付けナットの前記ナット受へのねじ込みにより、前記締付けナットの前記穿孔の口縁は前記フランジの周縁に係り、前記第１、第２コネクタハウジングの嵌合状態は固定され、前記防水手段が前記フランジ周面及び前記ナット受内周面に当接して変形し、前記フランジの周面と、前記ナット受の内周面との隙間を塞ぐことに特徴を有する。

本発明の防水コネクタにおいて、第１、第２コネクタ嵌合の際、円筒形の第１コネクタに回転可能に装着された締付けナットは、円筒形の内周面にねじ溝が備わり、第２コネクタに固定された円筒形のナット受は、円筒形の外周面に締付けナットのねじ溝に対応するねじ山が備わるので、この締付けナットと、ナット受とは互いに係合しあう。ここで、第１コネクタが雄型コネクタ、第２コネクタが雌型コネクタである場合であってよく、また第１コネクタが雌型コネクタ、第２コネクタが雄型コネクタである場合であってもよい。

第１コネクタの外周面にはフランジが備わり、このフランジの周縁と、締付けナットの円形孔の口縁とが係合し、ここで締付けナットの前進移動が規制されるので、第１、第２コネクタ嵌合の際、締付けナットをナット受にねじ締めすると、嵌合状態が固定される。このように締付けナットは正規嵌合状態を固定する機能を有する。

また、締付けナットの底面には、穿孔の周囲を環状に隆起した変形可能な防水手段が備わり、締付けナットをナット受にねじ締めした際、この防水手段がフランジ周面及びナット受内周面に当接して変形するので、フランジ周面と、ナット受内周面との隙間を塞ぎコネクタの嵌合面に防水性を付与する。ここで、「防水手段」はフランジ周面と、ナット受内周面との隙間を塞ぐ手段を意味し、「発明を実施するための形態」で用いる「環状突起」が含まれる。

更に、防水手段は底面と一体的に形成されるので、締付けナットを装着することで必ず防水対策が講じられ、防水手段の装着忘れ、脱落、又は位置ずれ等の不具合が生じない。ここで一体的というのは、１回の成形で同時に成形される場合を含むほか、予め成形したものを後の成形時に本体に合体させるいわゆる同時成形方法による場合も含むものである。したがって、締付けナットの材料と、防水手段の材料とが同じ場合のほか、異なる材料の場合があってよい。また、ナット受にねじ締めしたとき、フランジ周面と、ナット受内周面との隙間をこの防水手段が圧潰変形して塞ぐことで、通水路を断ち防水機能を備えたコネクタを構成するものであるので、防水手段は、ナイロン系、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）などの柔軟性のある材料が好ましく、ナット受は防水手段の材料と同じか或いはそれよりも硬度の高い熱可塑性の材料が好ましい。例えば、ナイロン系、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等がある。

また、（２）防水コネクタは、前記防水手段が、断面形状が先端の開いた略Ｕ字形で、大小二つの円環が同心円状に離間して並んだ構成の環状突起であることが好ましい。

防水手段は、断面形状が先端の開いた略Ｕ字形で、二つの円環が同心円状に離間して並んだ構成の環状突起であるので、半径の小さい円環はフランジ周面との隙間を塞ぎ、半径の大きい円環はナット受け内周面との隙間を塞ぎ的確にコネクタに防水性を付与する。

本発明の防水コネクタは、防水手段が締付けナットに一体的に形成されているので、別途防水手段を準備することによる装着忘れ、脱落、又は位置ずれ等の防水手段に係わる不具合が生じず、且つ一体的に形成されるので生産コストを抑えることができる。

本実施形態の雌雄コネクタハウジングの正規嵌合状態の断面図である。 本実施形態の雌雄コネクタハウジングの斜視図で、（Ａ）は、嵌合前、（Ｂ）は、正規嵌合状態である。 本実施形態の雌雄コネクタハウジングの部品展開図である。 本実施形態の締付けナットのねじ締め過程の断面図で、（Ａ）は、ねじ締め前、（Ｂ）は、ねじ締め途中、（Ｃ）は、ねじ締め完了である。 本実施形態の環状突起の正面図である。 別例の環状突起の正面図である。 別例の環状突起の正面図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本実施形態の雌雄コネクタハウジングの正規嵌合状態の断面図である。図２は、本実施形態の雌雄コネクタハウジングの斜視図で、（Ａ）は、嵌合前、（Ｂ）は、正規嵌合状態である。図３は、本実施形態の雌雄コネクタハウジングの部品展開図である。図４は、本実施形態の締付けナットのねじ締め過程の断面図で、（Ａ）は、ねじ締め前、（Ｂ）は、ねじ締め途中、（Ｃ）は、ねじ締め完了である。図５は、本実施形態の環状突起の正面図である。図６は、別例の環状突起の正面図である。図７は、別例の環状突起の正面図である。

本発明のコネクタ構造は、雄コネクタと雌コネクタとからなる。説明中、相互に雌雄コネクタの嵌合方向を前方、離脱方向を後方とする。また、「特許請求の範囲」で用いた「防水手段」は、本実施形態で用いる「環状突起」を含む。

〈雌コネクタ〉 雌コネクタの説明をする。図１〜図３において、雌コネクタ２は、雌コネクタハウジング２０、端子金具５、ワイヤシール６、及びリテーナ７からなる。雌コネクタハウジング２０は、円筒形の合成樹脂成形品である。端子金具５は、端部で電線に接続した導電性を有する金属製の接続金具である。ワイヤシール６は、ゴム製又は合成樹脂製の防水具である。リテーナ７は、金属製又は合成樹脂製の封口具である。

雌コネクタハウジングの説明をする。図１〜図３において、雌コネクタハウジング２０は、前方に、雄コネクタハウジング１０のフード１２に嵌り込む円筒形のボディ２２を備え、ボディ２２は、田の字形に形成された４個の挿入孔２４に接続金具５を収め、外周面に同心円の円筒形のナット受２３を備えている。ボディ２２の基端は本体２１につながり、本体後方では、挿入孔２４につながる端子金具挿入口を、いくらか窪んだ背面凹部２４に形成している。背面凹部２４は、電線ｗと本体２１の隙間を塞ぐためのワイヤシール６が装着される窪みであって、装着後はリテーナ７で封口される。雌コネクタ２の電線取り入れ口のある後端は、このような仕組みで防水対策がとられている。

更に、雌コネクタハウジングの説明をする。図１、図２において、ナット受２３は、円筒形の縦壁２３０と、縦壁２３０の基端につながる底壁２４０とを備える。縦壁２３０の外周面には、締付けナット３の縦壁３０の内周面に形成されたねじ溝に対応するねじ山が切られている。ボディ２２の外周面と、ナット受２３の内面とで環状の溝が形成され、雌雄コネクタ１、２嵌合の際、溝の内側面（ボディ２２の外周面）に沿わせて雄コネクタハウジング１０のフード１２を挿入する。

〈雄コネクタ〉 次に、雄コネクタの説明をする。図１〜図３において、雄コネクタ１は、雄コネクタハウジング１０、端子金具４、締付けナット３、ワイヤシール６、及びリテーナ７からなる。雄コネクタハウジング１０は、円筒形の合成樹脂成形品である。端子金具４は、端部で電線に接続した導電性を有する金属製の接続金具である。締付けナット３は、中央に穿孔を有する円筒形の合成樹脂成形品で、雄コネクタハウジング１０とは別体成形品で、後から雄コネクタハウジング１０の本体１１に嵌装されて一体的に機能する。ワイヤシール６は、ゴム製又は合成樹脂製の防水具であり、リテーナ７は、金属製又は同姓樹脂製の封口具である。

雄コネクタハウジングの説明をする。図１〜図３において、雄コネクタハウジング１０は、径の異なるいくつかの円筒体が組み合わさった形である。前方には、フード１２が備わり、その内側には、端子金具４の端子部四本が田の字形で臨む。フード１２の基端は、後方の本体１１につながり、フード１２の基端部付近の外周面には、フランジ１３が張り出している。本体１１は、内部に端子金具４を支持する挿入孔１４を形成し、後端で幾分径を拡大しておわる。本体後方では、いくらか窪んだ背面凹部１５に挿入孔１４につながる端子金具挿入口を形成している。背面凹部１５は、電線ｗと本体１１の隙間を塞ぐためのワイヤシール６が装着される窪みであって、装着後はリテーナ７で封口される。雄コネクタ１の電線取り入れ口のある後端は、このような手段で防水性が図られている。

〈締付けナット〉 締付けナットの説明をする。図１、図２において、締付けナット３は、雄コネクタハウジング１０の本体１１に嵌装されて、雌雄コネクタ１、２の正規嵌合状態で雌コネクタ２に備わるナット受２３にねじ締めされることで、正規嵌合状態をロックするとともに、雌雄コネクタ１、２の嵌合面の防水手段を講じる装置である。締付けナット３は、円筒形の縦壁３０と、その基端部につながる円形の底壁３１とからなり、縦壁３０の内周面には、ナット受２３のねじ山に係合するねじ溝が切られ、底壁３１には、雄コネクタハウジング１０に回転可能に嵌装するための円形の孔が中央に開けられている。更に底壁３１には、円形孔のやや外側に同心円状に変形可能な環状突起３１ａ（防水手段）が形成されている。

〈環状突起〉 環状突起の説明をする。図１、図２、図５において、締付けナット３は、ナット受２３にねじ締めされて、当接面に環状突起３１ａを押圧変形させることで通水路遮断作用（防水作用）を発揮する。その材料は柔軟性を備えていることが好ましく、本実施の形態では、ナイロン系を使用する。締付けナット３の底壁３１に備わる環状突起３１ａは、締付けナット３と一体的に成形されるもので、常に底壁３１に位置している。環状突起３１ａは、断面形状が先端の開いた略Ｕ字形で、大小二つの円環が同心円状に離間して並んだ構造をとる。径の小さい内側の円環３１０が内向きに倒れるような姿勢をもち、径の大きい外側の円環３２０が外向きに倒れるような姿勢をもつ。内外両円環３１０、３２０は一体で溝部を形成し、各々が独立して変形する。変形方向は、内外両円環３１０、３２０とも内外両方向に変形可能である。内側円環３１０は、内向きに倒れる姿勢を持って、内周面を対応するフランジ１３の周面に押圧し界面をシールする。外側円環３２０は、外向きに倒れる姿勢を持って、外周面を対応するナット受２３の内周面に押圧し界面をシールする。このとき、内外両円環３１０、３２０は、対応する面から受けた押圧で接触面に変形が生じている。

〈雌雄コネクタ嵌合動作〉 次に、雌雄コネクタの嵌合動作について説明する。図２、図４において、雌雄コネクタ１、２の前面を対応させ、田の字形に備わる４個の端子金具４、５を整合させる。整合位置から雌コネクタ２に雄コネクタ１を挿入し、正規嵌合位置まで押し進める（図４の（Ａ））。雌雄コネクタ１、２が正規嵌合位置に達すると、締付ナット３をナット受２３にねじ締めしていく（図４の（Ｂ））。このとき、締付けナット３の穿孔の口縁は、フランジ１３の周面に形成された¬形切欠部に係合し、ねじ締めによる締め付けで雌コネクタ２を雄コネクタ１に密着させる（図４の（Ｃ））。締付けナット３のねじ締めで、ナット受２３の縦壁２３０の前端は、締付けナット３の底壁３１に当接し、締付けトルクを生じさせて締付け動作を完了する。このような締付けナット３の締付け過程で、締付けナット３の底壁３１に形成された環状突起３１ａは変形する。

〈防水作用〉 防水作用について説明する。図４において、環状突起３１ａは、締付けナット３の底壁３１に基端を発する二重の円環で、外側の円環３２０は外向きに倒れる姿勢を持ち、内側の円環３１０は内向きに倒れる姿勢を持つ。締付けナット３のねじ締めで、外側の円環３２０は、ナット受２３の縦壁先端の内周面に擦られるように前進移動し、内側の円環３１０は、フランジ１３の周面に擦られるように前進移動する。このように擦られるように前進移動して、正規締付け状態になったとき、内外両円環３１０、３２０は、それぞれの壁面に隙間なく密着した姿勢をとる。このとき、内側円環３１０は、対応するフランジ１３の外周面から受けた押圧で接触面に変形が生じ、この変形作用で界面に生じた間隙を塞いで通水路の形成を阻む。一方、外側円環３２０は、対応するナット受２３の内周面から受けた押圧で接触面に変形が生じ、界面に生じた間隙を塞いで通水路の形成を阻む。このように、締付けナット３をナット受２３にねじ締めすることで、正規嵌合状態をロックするとともに、雌雄コネクタ１、２の嵌合面の隙間を塞いで防水機能を付与する。

本発明は、柔軟性のあるナイロン系、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）等の合成樹脂材料を用いてコネクタを構成する部材である締付けナットを成形するとともに、併せてこれら材料の有する形状変形特性を防水コネクタのシール手段に利用した技術である。雌雄コネクタハウジング１０及び２０の嵌合面に設けた変形可能な防水手段（環状突起３１ａ）は、嵌合状態の押圧で圧潰変形し、嵌合面（ナット受２３の縦壁先端の内周面と、フランジ１３の外周面との間）の隙間を塞ぎ通水路の形成を阻むものである。本発明は、電線取り入れ口はワイヤシール６、リテーナ７で防水性を図り、雌雄コネクタ１、２の嵌合面はこのようにして防水性を確保することで防水タイプのコネクタを提供するものである。

〈効果〉 本実施形態は、（Ａ）締付けナットに一体的に防水手段（環状突起）が形成されているので、電線取り入れ口側の防水手段と併せて、防水タイプのコネクタを提供するものである。また、（Ｂ）締付けナットに防水手段（環状突起）が一体的に形成されているので、別途、ゴムリングを準備する必要がなく、装着忘れ、脱落、位置ずれ等のゴムリングに係わる不具合が生じない。また、（Ｃ）本実施形態の環状突起は、ナイロン系からなる二重の環状突起構造なので変形しやすく、雌雄コネクタの嵌合面の隙間を塞ぐために要する力の負担を軽減できる。また、（Ｄ）締付けナットに防水手段（環状突起）が一体的に形成されているので、別途、ゴムリングを準備する必要がなく、ゴムリングの材料コスト、ゴムリングを組み込む設備或いは作業コスト等の生産コストを削減できる。更に、（Ｅ）締付けナットに使用しうる材料は、ナイロン系やＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）なので、再生使用ができ環境負担を軽減できる。

〈別例〉 なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の設計変更及び修正を加えることができる。例えば、（１）本実施の形態では、雄コネクタに締付けナットを回転可能に装着し、雌コネクタにナット受を固定しているが、この場合に限らず、雌コネクタに締付けナットを回転可能に装着し、雄コネクタにナット受を固定してもよい。この場合にも、概ね上記（Ａ）〜（Ｅ）の効果を奏しうる。また、（２）本実施形態では、環状突起を二重円環とし、その断面形状を図５に示すように対向する一対の突起が双方外向きにやや倒れる形状としたが、この形状に限るものではなく、図６に示すように、その断面形状が対向する双方突起の先端外側に張り出し部を設けた形状であってよい。この場合にも概ね上記（Ａ）〜（Ｅ）の効果を奏しうる。また、（３）本実施形態では、環状突起を二重円環とし、その断面形状を左右対称の略Ｕ字形突起としたが、左右対称形に限定されるものではなく、左右非対称形であってよい。この場合にも概ね上記（Ａ）〜（Ｅ）の効果を奏しうる。また、（４）本実施形態では、環状突起を二重円環としたが、図７に示すように断面略円形の一重円環であってよい。勿論、円環は中空構造であってもよい。この場合にも概ね上記（Ａ）〜（Ｅ）の効果を奏しうる。

１ 雄コネクタ
１０ 雄コネクタハウジング
１１ 本体
１２ フード
１３ フランジ
１４ 挿入孔
１５ 背面凹部
２ 雌コネクタ
２０ 雌コネクタハウジング
２１ 本体
２２ ボディ
２３ ナット受
２４ 挿入孔
２３０ 縦壁
２４０ 底壁
２４ 背面凹部
３ 締付けナット
３０ 縦壁
３１ 底壁
３１ａ 環状突起
３１０ 内側円環
３２０ 外側円環
４、５ 端子金具

Claims (2)

1. 円筒形の本体の周面にフランジを設け、
   この本体の内部で端子金具を支え、
   この端子金具の前端の接続部を前面のフードで囲い、
   背面から前記端子金具に連なる電線を取り出す、第１コネクタハウジングと、
   前記接続部に接続する端子金具を本体で支え、
   この端子金具の接続部を前方のボディに収め、
   このボディは前記フードに嵌り、
   背面から前記端子金具に連なる電線を取り出す、第２コネクタハウジングと
   を備えており、
   前記第１コネクタハウジングには底面の中央に円形の穿孔を有する内周面が円筒形の締付けナットがこの穿孔で前記本体に回転可能に嵌められ、
   この締付けナットは前記円筒形の内周面にはねじ溝が備わり、
   前記底面には前記穿孔の周囲を環状に隆起した変形可能な防水手段が前記底面と一体的に備わり、
   前記第２コネクタハウジングの本体にはこの締付けナットに対応するねじ山を外周面に有する円筒形のナット受が固定され、
   前記締付けナットの前記ナット受へのねじ締めにより、
   前記締付けナットの前記穿孔の口縁は前記フランジの周縁に係り、
   前記雌雄コネクタハウジングの嵌合状態は固定され、
   前記防水手段が前記フランジ周面及び前記ナット受内周面に当接して変形し、前記フランジの周面と、前記ナット受の内周面との隙間を塞ぐことに特徴を有する防水コネクタ。
2. 前記防水手段が、断面形状が先端の開いた略Ｕ字形で、大小二つの円環が同心円状に離間して並んだ構成の環状突起である請求項１に記載の防水コネクタ。

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