JP2012014981A - 防水コネクタのシール構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】水滴の侵入を確実に防止することが可能な防水コネクタのシール構造を提供する。
【解決手段】電線端末の端子9を収容する端子収容室14がコネクタハウジング11に形成された雄コネクタ2と、端子9と接続される相手端子24を有しコネクタハウジング11が嵌合挿入される雌コネクタ3と、コネクタハウジング11及び雌コネクタ3の間に配置され、コネクタハウジング11の外周壁27及び雌コネクタ3の内周壁28の間を封鎖するシール部材5とを有する。シール部材5は、コネクタハウジング11の外周壁27と雌コネクタ3の内周壁28とに密着状態で配置される筒状のシール筒部32を有し、雌コネクタ3の内周壁28と隙間41を有して対向する外周凹部35がシール筒部32の外周面に形成され、コネクタハウジング11の外周壁27と隙間を有して対向する内周凹部36がシール筒部32の内周面に形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】電線端末の端子9を収容する端子収容室14がコネクタハウジング11に形成された雄コネクタ2と、端子9と接続される相手端子24を有しコネクタハウジング11が嵌合挿入される雌コネクタ3と、コネクタハウジング11及び雌コネクタ3の間に配置され、コネクタハウジング11の外周壁27及び雌コネクタ3の内周壁28の間を封鎖するシール部材5とを有する。シール部材5は、コネクタハウジング11の外周壁27と雌コネクタ3の内周壁28とに密着状態で配置される筒状のシール筒部32を有し、雌コネクタ3の内周壁28と隙間41を有して対向する外周凹部35がシール筒部32の外周面に形成され、コネクタハウジング11の外周壁27と隙間を有して対向する内周凹部36がシール筒部32の内周面に形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、シール部材によって防水を行う防水コネクタのシール構造に関する。
防水コネクタにおいては、相互に嵌合される2つのコネクタの間から結露や水滴の侵入を防止するため、2つのコネクタの間にシール部材が配置されている。
図11及び図12は、特許文献1に記載された防水コネクタ100を示す。図11に示すように、防水コネクタ100は第1コネクタ110及び第1コネクタ110に嵌合する第2コネクタ120を備えている。第1コネクタ110のハウジング130には、筒状のシール部材150がハウジング130の外周を覆うように取り付けられており、第1コネクタ110に第2コネクタ120を嵌合させたとき、シール部材150が第1コネクタ110のハウジング130の外周面と第2コネクタ120の内周面との間で圧縮されて防水を行うようになっている。
図12(a)、(b)、(c)は、シール部材150の内部構造をそれぞれ示している。これらのシール部材150は、いずれも第1コネクタ110に固定されるフランジ部151と、フランジ部151から直交方向に延びる筒状部153とを備えている。筒状部153の内周面153aには第1コネクタ110のハウジング130の外周壁が密着し、筒状部153の外周面153bには、第2コネクタ120のハウジング160の内周壁が密着して防水を行う。
図12(a)のシール部材150は、フランジ部151に樹脂部161が設けられ、樹脂部161以外はゴムによって形成されている。図12(a)のシール部材150は、内周面153aが平坦面となっており、この内周面153aが第1コネクタ110のハウジング130の外周壁に密着する。外周面153bには第2コネクタ120側に突出するシール突起170が全周にわたって形成されており、このシール突起170が第2コネクタ120のハウジング160の内周壁に密着する。
図12(b)のシール部材150は、全体がゴムによって形成されており、その外周面153bにシール突起170が全周に形成され、内周面153aには、凹部172が形成され、凹部172内に外周側のシール突起170に対応した内周シール突起173が形成されている。凹部172はコネクタ110,120の嵌合によって圧縮されるゴムの逃げ場となるものであり、内周シール突起172は第1コネクタ110のハウジング130の外周壁に密着する。
図12(c)のシール部材150は、全体がゴムによって形成されており、その外周面153bにシール突起170が全周に形成され、内周面153aには、シール突起170に対応した位置に凹部172が形成されている。
これらのシール部材150においては、その内周面153aが第1コネクタ110のハウジング130に密着するように取り付けられた状態で第2コネクタ120のハウジング160が矢印で示す嵌合方向に差し込まれることにより、ハウジング160が外周面153bのシール突起170に当接してシール突起170が圧縮変形する。図12(b)、(c)のシール部材150においては、このシール突起170の圧縮変形によってゴムが凹部172に逃げるため、シール部材150の内周面の全体がは、図12(a)と同様に第1コネクタ110のハウジング130の外周壁に密着した状態となる。そして、第2コネクタ120が第1コネクタ110に嵌合した後は、シール突起170の圧縮が保持されてシール性が確保される。
従来のシール部材150においては、第1コネクタ110と第2コネクタ120との嵌合を通常の嵌合力又は大きな嵌合力で行う場合、外周面のシール突起170が第2コネクタ120のハウジング160の内周壁に密着すると共に、いずれのシール部材150においても内周面153aが第1コネクタ110のハウジング130の外周壁に密着する。このため、ハウジング130,160とシール部材150との間のこれらの密着部分を伝って水滴が毛管現象に移動し易く、水滴が第1コネクタ110の内部に侵入し、防水性を保持することができなくなる問題がある。これに対し、コネクタ110,120の嵌合力を低減させる場合には、シール突起170の圧縮率が低下するため、同様に防水性を保持することができなくなっている。
そこで、本発明は、水滴の侵入を確実に防止することが可能な防水コネクタのシール構造を提供することを目的とする。
本発明の請求項1記載の発明は、電線端末の端子を収容する端子収容室がコネクタハウジングに形成された雄コネクタと、前記端子と接続される相手端子を有し前記コネクタハウジングが嵌合挿入される雌コネクタと、前記コネクタハウジング及び雌コネクタの間に配置され、前記コネクタハウジングの外周壁及び雌コネクタの内周壁の間を封鎖するシール部材とを有する防水コネクタであって、前記シール部材は、前記コネクタハウジングの外周壁と雌コネクタの内周壁とに密着状態で配置される筒状のシール筒部を有し、前記雌コネクタの内周壁と隙間を有して対向する外周凹部が前記シール筒部の外周面に形成され、前記コネクタハウジングの外周壁と隙間を有して対向する内周凹部が前記シール筒部の内周面に形成されていることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の防水コネクタのシール構造であって、前記シール筒部は、外周側に突出して前記雌コネクタの内周壁に密着する外周シール部及び内周側に突出して前記コネクタハウジングの外周壁に密着する内周シール部を有し、前記外周シール部と前記内周凹部とが前記シール筒部の長さ方向における同じ位置に形成され、前記内周シール部と前記外周凹部とが前記シール筒部の長さ方向における同じ位置に形成されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の防水コネクタのシール構造であって、前記外周シール部と内周凹部との間の肉厚及び前記内周シール部と外周凹部との間の肉厚が略同じとなっていることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、シール部材のシール筒部が雄コネクタにおけるコネクタハウジングの外周壁と雌コネクタの内周壁との間に密着状態で配置されることにより、シール筒部がコネクタハウジングの外周壁と雌コネクタの内周壁との間を封鎖する。この封鎖状態において、シール筒部の外周面に形成された外周凹部が雌コネクタの内周壁と隙間を有して対向し、シール筒部の内周面に形成された内周凹部がコネクタハウジングの外周壁と隙間を有して対向する。このように隙間を有することにより、シール筒部の外周面と雌コネクタの内周壁との間を水滴が伝って移動しても、外周凹部で停止してそれ以上移動することがない。シール筒部の内周面とコネクタハウジングの外周壁との間も同様であり、水滴は内周凹部で停止してそれ以上移動することがない。従って、水滴が雄コネクタの内部に侵入することがなく、確実に防水することができる。
又、このようにシール筒部とコネクタハウジングとの間及びシール筒部と雌コネクタとの間に隙間が形成されることにより、シール筒部が圧縮変形する際の摺動摩擦力を低減化することができる。これにより、圧縮力とこれに反発する反発力とを確実に均一化することができ、シール筒部が均一に圧縮変形することができ、防水性を向上させることができる。
さらに、シール筒部に外周凹部及び内周凹部を形成することにより、コネクタハウジングと雌コネクタとの間でシール筒部が圧縮され易くなる。このため、雄コネクタと雌コネクタとの嵌合力を低減させることができ、これらのコネクタの嵌合を簡単な構造とすることができる。
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、外周シール部が雌コネクタの内周壁に密着し、内周シール部がコネクタハウジングの外周壁に密着することによりシール筒部は外周面及び内周面で防水性を保持することができる。
又、内周凹部と外周シール部とがシール筒部の長さ方向における同じ位置に形成されているため、外周シール部の圧縮変形に伴って内周凹部も同様に変形する。又、外周凹部と内周シール部とがシール筒部の長さ方向における同じ位置に形成されているため、内周シール部の圧縮変形に伴って外周凹部も同様に変形する。これにより、シール筒部の全体が均一に圧縮変形するため、防水性を向上させることができる。
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の発明の効果に加えて、外周シール部と内周凹部との間の肉厚及び内周シール部と外周凹部との間の肉厚が略同じとなっていることにより、シール筒部に作用する圧縮力と圧縮力に対するシール筒部の反発力とからなる応力が均一となる。このように応力が均一化されることにより局所的に応力が作用することがなく、シール筒部の全体が均一に圧縮変形することができる。この均一な変形により防水を向上させることができる。
図1〜図10は、本発明の一実施形態における防水コネクタ1のシール構造を示し、図1は防水コネクタ1の分解斜視図、図2は防水コネクタ1の組み立て当初の状態を示す正面図、図3は図2におけるA−A線断面図、図4は防水コネクタ1の組み立て完了状態の正面図、図5は図4におけるB−B線断面図、図6はシール部材5の斜視図、図7はシール部材5の平面図、背面図及び側面図、図8は図7のC−C線におけるシール部材5の断面図、図9は図8のD部拡大断面図、図10はシール部材5の作用を説明する断面図である。
図1〜図5に示すように、この実施形態の防水コネクタ1は、雄コネクタ2と、雌コネクタ3と、シール部材5と、フロントホルダ6を備えている。雄コネクタ2、雌コネクタ3、フロントホルダ6はいずれも絶縁性樹脂を射出成形することにより形成されるものである。
雄コネクタ2は、コネクタハウジング11と、コネクタハウジング11を囲む四角筒状の外套フード12とを備えている。コネクタハウジング11には、複数の電線8が挿入される。それぞれの電線8は、端末部分に端子9が取り付けられていると共に、端子9と電線8との連結部分には防水栓7が設けられている。端子9は、コネクタハウジング11の内部に形成されたそれぞれの端子収容室14に収容される。防水栓7は、ゴム等の弾性体からなり、電線8の外面に密着することにより水の侵入を阻止する。
図1に示すように、雄コネクタ2の電線引出側には電線を個々に挿入するための複数の電線挿入筒部15が形成されている。それぞれの電線挿入筒部15は、コネクタハウジング11内において端子収容室14と連通する。図3及び図5に示すように、電線8を覆う防水栓7は、それぞれの電線挿入筒部15の内面に密着して電線挿入筒部15から端子収容室14内に水が侵入することを阻止する。
フロントホルダ6は、雄コネクタ2の一部を構成するものであり、図3及び図5に示すように、電線挿入筒部15の反対側からコネクタハウジング11に嵌め込まれ、コネクタハウジング11と共に端子収容室14を形成する。コネクタハウジング11には、端子収容室14内に突出する係止ランス16が形成されており、フロントホルダ6をコネクタハウジング11に嵌め込むことにより、係止ランス16が端子9の方向に押し出されて端子9の後側に係止する。この係止により、電線8が端子収容室14から抜け出ることを防止する。なお、コネクタハウジング11の上部には、雌コネクタ3と係合するロック受け部13が形成されている。
雄コネクタ2の外套フード12は、コネクタハウジング11の周囲を囲んでおり、この外套フード12とコネクタハウジング11との間には雌コネクタ3の嵌合フード23が挿入される。
雌コネクタ3は、コネクタ本体21と嵌合フード23とを備えている。コネクタ本体21には、雄コネクタ2側の端子9に対応する相手端子(雄端子)24が雄コネクタ2側に抜け出るように設けられている。相手端子24は、端子9に挿入されることにより端子9と接触し、これにより端子9と相手端子24とが電気的に接続される。
嵌合フード23は、雄コネクタ2側に位置するようにコネクタ本体21に一体的に形成されている。嵌合フード23は、雄コネクタ2におけるコネクタハウジング11と外套フード12との間に挿入されるものであり、これらの間への挿入が可能なように四角筒状に形成されている。嵌合フード23の先端部分が雄コネクタ2のコネクタハウジング11と外套フード12との間に挿入されることにより、上述したように雄コネクタ2の端子9と雌コネクタ3の相手端子24とが電気的に接続される。
嵌合フード23の上面には、ロック突起26が突出しており、嵌合フード23をコネクタハウジング11と外套フード12との間に挿入することにより、ロック突起26がコネクタハウジング11のロック受け部13に当接して係合する。このロック突起26とロック受け部13との係合により、雌コネクタ3が雄コネクタ2に組み付けられる。
シール部材5は、雄コネクタ2のコネクタハウジング11の外周壁27に取り付けられる。図6〜図9に示すように、シール部材5は矩形リング状のフランジ部31と、フランジ部31から一体に延びるシール筒部32とによって形成されており、全体がゴム等の弾性体によって形成されている。
矩形リング状のフランジ部31の内周面はコネクタハウジング11への装着面31aとなるものであり、図3及び図5に示すように、この装着面31aがコネクタハウジング11の外周壁27に密着する。この場合、フランジ部31の端面31bはコネクタハウジング11の段差面29に当接することにより、シール部材5のそれ以上の移動が阻止される。
シール筒部32は矩形筒状に形成されており、フランジ部31から一方向(雌コネクタ3の方向)に向かって延びている。シール筒部32は、凹凸が長さ方向に沿って連続した蛇腹状に形成されている。
次に、この実施形態の防水コネクタ1の組み立て手順を説明する。図1〜図3に示すように、それぞれの端子9を雄コネクタ2に向けた状態で端子を電線挿入筒部15から雄コネクタ2のコネクタハウジング11内に挿入する。この挿入により、それぞれの端子9は、コネクタハウジング11の端子収容室14内で停止する。
次に、シール部材5を雄コネクタ2のコネクタハウジング11に外側から嵌め合わせながら、そのフランジ部31をコネクタハウジング11の段差面27に当接させる。これによりシール部材5をコネクタハウジング11にセットする。その後、フロントホルダ6をコネクタハウジング11に嵌め合わせてコネクタハウジング11との間で端子収容室14を形成する。フロントホルダ6の嵌め合わせにより、係止ランス16が端子9の後端部に係合して端子9及び電線8の抜け止めが行われる(図2及び図3参照)。
その後、雌コネクタ3の嵌合フード23をコネクタハウジング11と外套フード12との間に挿入させる。この挿入により嵌合フード23は図3に示す挿入開始位置から図5に示す組み付け終了位置に移動する。図5の状態では、相手端子24がコネクタハウジング11側の端子9に挿入されてこれらの電気的な接続が行われる。又、図3から図5に移動するときには、雌コネクタ3の嵌合フード23の先端面がシール部材5に当接してシール部材5を押圧するため、シール部材5のシール筒部32が圧縮変形される。この圧縮変形により、シール筒部32がコネクタハウジング11の外周面27及び嵌合フード23(雌コネクタ3)の内周面28に密着する。これにより、シール部材5による防水が行われる。
次に、シール部材5の構造及び作用についてより詳しく説明する。
図8及び図9に示すように、シール筒部32には、外周側に凸状となって突出する2つの外周シール部33が長さ方向に間隔を有して形成されている。一方、内周側に凸状となって突出する2つの内周シール部34が長さ方向に間隔を有して形成されている。ここで、2つの内周シール部34は、シール筒部32の先端部側及びこの先端部よりもフランジ部31側に位置した箇所に形成されるものである。これらの外周シール部33及び内周シール部34は、いずれもシール筒部32の周方向全周にわたって形成されるものである。
雌コネクタ3の嵌合フード23を雄コネクタ2のコネクタハウジング11と外套フード12との間に挿入することにより、外周シール部33は雌コネクタ3における嵌合フード23の内周壁28(以下、雌コネクタ3の内周壁28)に密着し、内周シール部34は雄コネクタ2におけるコネクタハウジング11の外周壁27に密着する。これらの外周シール部33及び内周シール部34の密着によって、シール筒部32による防水が可能となる(図10参照)。
図8〜図10に示すように、シール筒部32の外周面には、外周凹部35が形成されている。外周凹部35は2つの外周シール部33の間に位置するように形成されており、この外周凹部35は外周シール部33よりも高さが低くなるように形成されている。これにより外周凹部35は、雌コネクタ3の内周壁28から離れる方向に凹んで形成されている。又、シール筒部32の内周面には、2つの内周凹部36が形成されている。内周凹部36は内周シール部34よりも高さが高くなるように形成されるものである。これにより内周凹部36はコネクタハウジング11の外周壁27から離れる方向に凹んで形成されている。かかる外周凹部35及び内周凹部35は、いずれもシール筒部32の周方向全周にわたって形成されるものである。
外周凹部35が外周シール部33よりも低くなっていることにより、外周シール部33が雌コネクタ3の内周壁28と密着した状態であっても、外周凹部35は雌コネクタ3の内周壁28と接触することがなく、雌コネクタ3の内周壁28と隙間41を有して対向する(図10参照)。同様に、内周凹部36が内周シール部34よりも高くなっていることにより、内周シール部34がコネクタハウジング11の外周壁27と密着した状態であっても、内周凹部36はコネクタハウジング11の外周壁27と接触することがなく、コネクタハウジング11の外周壁27と隙間42を有して対向する(図10参照)。
従って、外周シール部33及び内周シール部34が雌コネクタ3の内周壁28及びコネクタハウジング11の外周壁27に密着した状態であっても、シール筒部32における外周面及び内周面の双方に隙間41,42が形成される。このような隙間41,42を形成することにより、雌コネクタ3の内周壁28及びコネクタハウジング11の外周壁27を水滴が伝って移動しても、隙間41,42(すなわち外周凹部35及び内周凹部36)で水滴の移動が停止し、水滴が雌コネクタ3の内周壁28及びコネクタハウジング11の外周壁27に沿って移動することがない。これにより確実な防水を行うことができる。
そして、このようにシール筒部32とコネクタハウジング11との間及びシール筒部32と雌コネクタ3との間に隙間41,42が形成されることにより、シール筒部32が圧縮変形する際の摺動摩擦力を低減化することができる。これにより、圧縮力とこれに反発する反発力とを確実に均一化することができ、シール筒部32が均一に圧縮変形することができ、防水性を向上させることができる。
さらに、シール筒部32に外周凹部35及び内周凹部36が形成されていることにより、シール筒部32がコネクタハウジング11と雌コネクタ3との間で圧縮変形され易くなる。このため、シール筒部32を圧縮するための雄コネクタ2(コネクタハウジング11)と雌コネクタ3との嵌合力を低減させることができる。これにより、雄コネクタ2と雌コネクタ3との嵌合構造を簡単とすることができる。
図9に示すように、シール筒部32における外周シール部33及び内周凹部36はシール筒部32の長さ方向における(シール筒部32の軸の延伸方向;図8や図9の左右方向で)同じ位置に形成されている。又、中央の内周シール部34及び外周凹部35はシール筒部32の長さ方向における同じ位置に形成されている。
このように内周凹部36と外周シール部33とがシール筒部32の長さ方向における同じ位置に形成されることにより、外周シール部33の圧縮変形に伴って内周凹部36も同様に変形する。又、外周凹部35と内周シール部34とがシール筒部32の長さ方向における同じ位置に形成されていることにより、内周シール部34の圧縮変形に伴って外周凹部35も同様に変形する。このように外周シール部33及び内周シール部34の変形に伴って内周凹部36及び外周凹部35が変形することにより、シール筒部32の全体が均一に圧縮変形することができるため、防水性を向上させることができる。
この実施形態において、シール筒部32の全体は、その肉厚が長さ方向に沿って略同じとなるように形成されるものである。すなわち、図9に示すように、左側の外周シール部33とこれに対応した左側の内周凹部36との間の肉厚(距離)k1と、外周凹部35とこれに対応した内周シール部33との間の肉厚(距離)k2と、右側の外周シール部33とこれに対応した右側の内周凹部36との間の肉厚(距離)k3は、略同じ厚さとなるものである(k1=k2=k3)。このように肉厚k1、k2、k3を略同じとすることによりシール筒部32の全体が均一に圧縮変形することができる。
すなわち、雌コネクタ3をコネクタハウジング11に嵌合させると、図9に矢印Pで示す圧縮力が外周凹部35に作用する。この圧縮力Pに対し、矢印Hで示す反発力が外周凹部35に対応した内周シール部33から作用する。これらの圧縮力P及び反発力Hからなる応力がシール筒部32で均一化される際には、シール筒部32の全体が同じ肉厚となっていることから、シール筒部32の全体が均一に圧縮変形することができる。この均一な変形により防水をさらに確実に向上させることができる。なお、例えば、外周凹部35及びこれに対応した内周シール部34の間の肉厚k2が他の部位の肉厚よりも薄い場合(k2<k1,k3)、圧縮力Pが大きく、反発力Hが小さくなるため、外周凹部35が潰れてしまい、雌コネクタ3の内周壁28との間に隙間41を形成することがなくなる。この場合には、隙間41による水滴の移動防止効果がなくなり、防水性を確保することができないものである。
以上の実施形態では、外周シール部33を2つ、内周シール部34を2つ形成し、これらの間に外周凹部35、内周凹部36を形成しているが、これらの数は適宜変更できるものである。又、コネクタハウジング11と雌コネクタ3との嵌合状態をロック突起26によって行っているが、これに限らず、雄コネクタ2及び雌コネクタ3の間にレバーを掛け渡し、このレバーを回動させて嵌合状態を保持するようにしてもよい。
1 防水コネクタ
2 雄コネクタ
3 雌コネクタ
5 シール部材
8 電線
9 端子
11 コネクタハウジング
14 端子収容室
24 相手端子
27 外周壁
28 内周壁
31 フランジ部
32 シール筒部
33 外周シール部
34 内周シール部
35 外周凹部
36 内周凹部
41、42 隙間
k1、k2、k3 肉厚
2 雄コネクタ
3 雌コネクタ
5 シール部材
8 電線
9 端子
11 コネクタハウジング
14 端子収容室
24 相手端子
27 外周壁
28 内周壁
31 フランジ部
32 シール筒部
33 外周シール部
34 内周シール部
35 外周凹部
36 内周凹部
41、42 隙間
k1、k2、k3 肉厚
Claims (3)
- 電線端末の端子を収容する端子収容室がコネクタハウジングに形成された雄コネクタと、前記端子と接続される相手端子を有し前記コネクタハウジングが嵌合挿入される雌コネクタと、前記コネクタハウジング及び前記雌コネクタの間に配置され、前記コネクタハウジングの外周壁及び前記雌コネクタの内周壁の間を封鎖するシール部材とを有する防水コネクタであって、
前記シール部材は、前記コネクタハウジングの外周壁と前記雌コネクタの内周壁とに密着状態で配置される筒状のシール筒部を有し、
前記雌コネクタの内周壁と隙間を有して対向する外周凹部が前記シール筒部の外周面に形成され、前記コネクタハウジングの外周壁と隙間を有して対向する内周凹部が前記シール筒部の内周面に形成されていることを特徴とする防水コネクタのシール構造。 - 請求項1記載の防水コネクタのシール構造であって、
前記シール筒部は、外周側に突出して前記雌コネクタの内周壁に密着する外周シール部及び内周側に突出して前記コネクタハウジングの外周壁に密着する内周シール部を有しており、
前記外周シール部と前記内周凹部とが前記シール筒部の長さ方向における同じ位置に形成され、前記内周シール部と前記外周凹部とが前記シール筒部の長さ方向における同じ位置に形成されていることを特徴とする防水コネクタのシール構造。 - 請求項2記載の防水コネクタのシール構造であって、
前記外周シール部と内周凹部との間の肉厚及び前記内周シール部と外周凹部との間の肉厚が略同じとなっていることを特徴とする防水コネクタのシール構造。
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