JP2013131474A - 防水コネクタ接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタ嵌合時に調芯可動できると共に、取付壁の開口部からの水等の浸入を防ぐことができる防水コネクタ接続構造を提供する。
【解決手段】防水コネクタ１１は、取付壁１９の開口部１７に挿通される第１コネクタ１３と、取付壁裏面２３側で支持される第２コネクタ１５とが、開口部１７を経て液密に嵌合接続される。第１コネクタ１３が、スペーサ２７と、取付壁表面２１に対しコネクタ嵌合方向と垂直な面５９に沿って変位しながら取付けられる支持部５１に垂設されてスペーサ２７の内周面７１に対してクリアランスを有したハウジング本体５３を有するハウジング２５と、を備える。第１環状シール部材３１が開口部１７とスペーサ２７との間に介装され、第２環状シール部材３３がスペーサ２７と支持部５１との間におけるコネクタ嵌合方向と垂直な面５９の間に介装され、第３環状シール部材３５が、第２コネクタ１５と本体先端部１１３との間に介装される。
【選択図】図８

Description

本発明は、防水コネクタ接続構造に関する。

自動車等のパネル表面の電装品とパネル裏側のワイヤハーネスとを容易にコネクタ接続させるコネクタ接続構造が知られている（例えば特許文献１参照）。
図１１は従来のコネクタ接続構造の接続状態を示す要部縦断面図である。このコネクタ接続構造は、パネル（取付壁）５０１の表面５０３に取り付けられる電装品５０５のコネクタ５０７とパネル裏面側のハーネス用コネクタ５０９とをパネル孔（開口部）５１１を介して嵌合接続させる。雌型端子５１０を収容したハーネス用コネクタ５０９は、パネル裏面側に固定されるブラケット部５１３に、ばね部５１５を介して遊動可能に支持される。

雄タブ端子５０８を有するコネクタ５０７の接続に際しては、先ずパネル５０１の裏側にハーネス用コネクタ５０９を組み付ける。すなわちブラケット部５１３をクランプ５１７によりパネル裏面側のステイ５１６に固定する。このハーネス用コネクタ５０９は、ばね部５１５により上下左右に遊動可能である。
次いで電装品５０５をパネル５０１の表面５０３に取り付ける。電装品５０５の取り付けと同時に、電装品５０５と一体型のコネクタ５０７がハーネス用コネクタ５０９に嵌合する。ここでハーネス用コネクタ５０９のばね部５１５が電装品５０５の取付寸法誤差を吸収する調芯作用によりスムーズな接続を可能とする。被水領域５２５に配設された電装品５０５のコネクタ５０７は、先端のリング状パッキン５１９をパネル５０１の表面５０３に当接してコネクタ５０７及びハーネス用コネクタ５０９内への水等の浸入を防ぐ。

このコネクタ接続構造によれば、手探りでコネクタ同士を接続しなければならないような場所であっても、容易にコネクタ接続できると共に、コネクタ５０７及びハーネス用コネクタ５０９の内部への水等の浸入を防ぐことができる。

実開平６−４５２８２号公報

ところで、取付壁であるパネル５０１とコネクタ５０７とが離間する構造の場合や、コネクタ５０７がパネル５０１と平行に挿入取り付けされて挿入取付方向とコネクタ嵌合方向とが直交する構造の場合では、リング状パッキン５１９をパネル５０１の表面５０３に当接させることができない。この場合、リング状パッキン５１９を廃止する代わりにハーネス用コネクタ５０９の外周面５２１と、コネクタ５０７の内周面５２３との間にＯリングを設けることで、コネクタ５０７及びハーネス用コネクタ５０９の内部への水等の浸入を防ぐことはできる。
しかしながら、リング状パッキン５１９が廃止されると、パネル孔５１１が被水領域５２５に露出するため、パネル孔５１１を通過することによるパネル裏側（取付壁裏側）への水等の浸入を防ぐことができなくなる虞がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、コネクタ嵌合時に相手コネクタとの間に生じる嵌合方向の中心ズレに応じて調芯可動できると共に、取付壁の開口部からの水等の浸入を防ぐことができる防水コネクタ接続構造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） 開口部を備えた取付壁の一方の面に対し、該開口部に挿通された状態で取付けられる第１コネクタと、前記取付壁の他方の面の側で支持される第２コネクタとが、前記取付壁の開口部を経て液密に嵌合接続される防水コネクタ接続構造であって、前記第１コネクタが、前記取付壁の開口部内に嵌合される筒状のスペーサと、前記取付壁の一方の面に対し、コネクタ嵌合方向と垂直な面に沿って変位しながら取付けられる支持部と、該支持部に垂設され、スペーサの内周面に対してクリアランスを有した状態で本体先端部が前記開口部を貫通するハウジング本体とを有するハウジングと、を備え、第１環状シール部材が、前記開口部の内周面と前記スペーサの外周面との間に介装され、第２環状シール部材が、前記スペーサと前記支持部との間におけるコネクタ嵌合方向と垂直な面の間に介装され、第３環状シール部材が、前記第２コネクタと前記本体先端部との間に介装されることを特徴とする防水コネクタ接続構造。

上記（１）の構成の防水コネクタ接続構造によれば、コネクタ嵌合時に、取付壁と第２コネクタとの間の取付寸法誤差や嵌合方向の中心ズレ等が発生していても、取付壁の開口部に第１コネクタが挿入されると、第１コネクタは、先端に突出するハウジング本体の本体先端部が開口部に挿入されるのに続いて、スペーサが開口部に挿入される。先に開口部を貫通した本体先端部は、取付壁と位置ズレしている第２コネクタに嵌合する。この際、スペーサは開口部に対して半径方向には移動されないが、ハウジングのハウジング本体はスペーサの内周面に対して半径方向に移動できる。このスペーサに対するハウジングの移動による調芯作用で第１コネクタと第２コネクタとは、嵌合中心を一致させた確実な接続が可能となる。
また、取付壁における開口部の内周面とスペーサの外周面との間が、第１環状シール部材によってシールされ、スペーサとハウジングの支持部との間におけるコネクタ嵌合方向と垂直な面の間が、第２環状シール部材によってシールされ、第２コネクタとハウジング本体の本体先端部との間が、第３環状シール部材によってシールされるので、第１コネクタと第２コネクタとは、取付壁の開口部を経て一方の面側と他方の面側との間で液密に嵌合接続される。そこで、取付壁の開口部からの水等の浸入が確実に防止される。

（２） 上記（１）の構成の防水コネクタ接続構造であって、前記スペーサのコネクタ嵌合方向の移動を規制する係止機構が、前記スペーサの内周面と前記ハウジング本体の外周面との間に設けられることを特徴とする防水コネクタ接続構造。

上記（２）の構成の防水コネクタ接続構造によれば、第１コネクタのハウジングとスペーサをアッセンブリすることができ、第１コネクタを第２コネクタに嵌合接続する際の組立作業性が向上する。

（３） 上記（１）または（２）の構成の防水コネクタ接続構造であって、前記第３環状シール部材が、前記第２コネクタの内周面と前記ハウジング本体の外周面との間に介装されることを特徴とする防水コネクタ接続構造。

上記（３）の構成の防水コネクタ接続構造によれば、取付壁と第２コネクタとの間の取付寸法誤差による嵌合方向のズレに関わらず、第１コネクタ及び第２コネクタ内部への水等の浸入を確実に防ぐことができる。

本発明に係る防水コネクタ接続構造によれば、嵌合時に相手コネクタとの間に生じる嵌合方向の中心ズレに応じて調芯可動できると共に、取付壁の開口部からの水等の浸入を防ぐことができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る防水コネクタ接続構造を備えた防水コネクタの分解斜視図である。 図１に示した第１コネクタの斜視図である。 図２に示した第１コネクタの分解斜視図である。 図１に示した第２コネクタを取付壁の一部を切り欠いて示した斜視図である。 （ａ）は取付壁を有した車両部材と第２コネクタを有した別部材とを表す分解断面図、（ｂ）は取付壁を有した車両部材に第２コネクタを有した別部材が組み付けられた状態を示す断面図である。 図２に示した第１コネクタを前方側から見た正面図である。 図６のＡ−Ａ断面分解図である。 （ａ）は位置ズレの生じていない第２コネクタとの嵌合直前の防水コネクタの断面図、（ｂ）は（ａ）の支持部固定後の防水コネクタの断面図である。 （ａ）は位置ズレの生じている第２コネクタとの嵌合直前の防水コネクタの断面図、（ｂ）は（ａ）の支持部固定後の防水コネクタの断面図である。 （ａ）は図９（ａ）の上面図、（ｂ）は図９（ｂ）の上面図である。 従来のコネクタ接続構造を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図４に示すように、本発明の一実施形態に係る防水コネクタ接続構造を備えた防水コネクタ１１は、第１コネクタ１３と第２コネクタ１５とに大別して構成される。
第１コネクタ１３は、開口部１７（図４参照）を備えた取付壁１９の一方の面である車両部材４３の取付壁表面２１に対し、開口部１７に挿通された状態で取付けられる。第２コネクタ１５は、取付壁１９の他方の面である車両部材４３の取付壁裏面２３側で別部材４６に支持される。防水コネクタ１１は、これら第１コネクタ１３と第２コネクタ１５とが、取付壁１９の開口部１７を経て液密に嵌合接続される。なお、本明細書中において、第１コネクタ１３及び第２コネクタ１５は、それぞれの嵌合側を前、その反対側を後として説明する。

図２及び図３に示すように、本実施形態の第１コネクタ１３は、合成樹脂製のハウジング２５と、合成樹脂製のスペーサ２７と、カラー２９と、第１環状シール部材３１と、第２環状シール部材３３と、第３環状シール部材３５と、電線１０９の端部に接続された雌端子３７と、で構成されている。

図４に示すように、本実施形態の第２コネクタ１５は、取付壁裏面２３の側（図４の下側）に配置される。第２コネクタ１５は、長円形の筒状に形成されるポケット部３９の内方に雄端子４１を収容している。第２コネクタ１５は、ターミナルポケットと称すこともできる。このポケット部３９は、後述するように別部材４６に一体的に形成されている。

本実施形態に係る取付壁１９は、図５（ａ）に示すように、車両部材４３におけるハウジング壁の一部分として形成されている。車両部材４３には、開口部１７の中心軸に直交方向の開放部４５が形成されている。この開放部４５から、第２コネクタ１５を有した別部材４６が車両部材４３内へ挿入され、固定ねじ４７によって固定される。

別部材４６は、図５（ｂ）に示すように、固定ねじ４７によって車両部材４３内の所定位置に固定されることで、第２コネクタ１５が取付壁１９における開口部１７に対応した所定位置に位置決めされる。この開口部１７に対する第２コネクタ１５の位置決めには、寸法公差や取り付け誤差によって、ズレの生じる場合がある。このズレは、別部材４６の取付方向（図５の前後左右方向）のズレ（ＸＹ方向のズレ）と、第１コネクタ１３と第２コネクタ１５の嵌合方向（図５の上下方向）のズレ（Ｚ方向のズレ）と、を含む。また、車両部材４３内は、別部材４６の外方が被水領域４９となる。

図６及び図７に示すように、本実施形態のハウジング２５は、取付壁１９の取付壁表面２１に取付けられる支持部５１と、該支持部５１に垂設されたハウジング本体５３とを有する。ハウジング２５は、支持部５１とハウジング本体５３とが樹脂材料によって一体に形成されることで、軸線を含む断面形状が図７に示す略Ｔ字状となる。

支持部５１は、図６に示す略菱形のフランジ板状に形成される。支持部５１の両端にはボルト挿通穴５５が穿設され、ボルト挿通穴５５は固定ボルト５７（図１参照）の軸径よりも十分に大きく形成される。これにより、支持部５１は、取付壁表面２１に対し、コネクタ嵌合方向と垂直な面５９に沿って変位しながら取付けられる。このボルト挿通穴５５には金属製のカラー２９が挿入され、カラー２９は内方に固定ボルト５７を挿通する。固定ボルト５７は、カラー２９に挿通され、取付壁１９の雌ねじ孔６１に螺合することで、ボルト頭部６３がカラー２９を介して合成樹脂製の支持部５１を取付壁表面２１に固定する。つまり、ハウジング２５は、支持部５１が固定ボルト５７によって取付壁表面２１に固定される。

支持部５１には、ハウジング本体５３の基部を包囲するようにして鍔収容円環溝６５が形成される。鍔収容円環溝６５は、図３に示すように、外形が長円形状となる。この鍔収容円環溝６５には、スペーサ２７の後部に形成される後述の鍔部６７が収容される。鍔収容円環溝６５の溝底６９は、平滑面となり、鍔部６７との間に装着される第２環状シール部材３３と液密に密接する。この鍔収容円環溝６５の内径は、鍔部６７の外径よりも大きく形成されている。つまり、鍔収容円環溝６５は、鍔部６７をコネクタ嵌合方向と垂直な面５９に沿って可動に収容する。支持部５１には、鍔収容円環溝６５の中央にハウジング本体５３が垂直に突設される。

ハウジング本体５３は、軸線直交方向の断面形状が長円形状とされている。ハウジング本体５３には、筒状のスペーサ２７が外挿される。ハウジング本体５３の外径は、スペーサ２７の内径よりも小さく形成される。従って、ハウジング本体５３は、スペーサ２７の内周面７１に対してクリアランスを有した状態でスペーサ２７を貫通する。

図６及び図７に示すように、本実施形態のスペーサ２７は、取付壁１９の開口部１７内に嵌合される円筒形状を有する。このスペーサ２７の内方には、上記のハウジング本体５３が挿通される。スペーサ２７の外周面７５には筒部シール溝７７が形成され、筒部シール溝７７にはＯリング等の第１環状シール部材３１が装着される。第１環状シール部材３１は、スペーサ２７が開口部１７に挿入された際、スペーサ２７の外周面７５と開口部１７の内周面７９との間を液密にシールする。

スペーサ２７の後部には、外周面７５から半径方向外方に突出する鍔部６７が形成される。鍔部６７は、外形状が長円形状となる。この鍔部６７は、開口部１７の内径よりも大きい外径（長径及び短径）で形成され、且つ鍔収容円環溝６５の内径よりも小さい外径（長径及び短径）で形成される。つまり、鍔部６７は、コネクタ嵌合方向と垂直な面５９に沿って鍔収容円環溝６５の内方で可動に収容される。鍔部６７の後端面には、鍔部６７と同一中心で環状溝８１が形成される。鍔部６７の後端面は、コネクタ嵌合方向と垂直な面５９となる。環状溝８１には第２環状シール部材３３が装着される。環状溝８１に収容される第２環状シール部材３３は、厚み方向（図７の上下方向）の一部分を環状溝８１から突出する。この突出部位は、鍔収容円環溝６５の溝底６９により押圧されて潰れる潰れ代となる。

スペーサ２７の内周面７１とハウジング本体５３の外周面８３との間には、スペーサ２７のコネクタ嵌合方向の移動を規制する係止機構８５が設けられる。係止機構８５は、スペーサ２７の内周面７１に設けられる複数の弾性係止片９１と、ハウジング本体５３の外周面８３（図３参照）に形成されるハウジング係止部９５とからなる。弾性係止片９１は、同形状のものが、スペーサ２７の内周面７１の周方向に配置される。弾性係止片９１は、基端がスペーサ２７の内周面７１に接続され、先端がスペーサ２７の中心軸線に沿って前方に向かって突出する自由端となる。弾性係止片９１は、自由端が筒部半径方向内外に弾性変位可能となっている。この自由端には半径方向内側に突出する先端係止爪９３が形成される。

先端係止爪９３は、ハウジング本体５３の外周面８３（図３参照）に形成されるハウジング係止部９５を係止する。先端係止爪９３は、先端側が垂直面９７となり、後端側が後方に向かってハウジング係止部９５から離反する傾斜面９９となる。傾斜面９９は、ハウジング２５がスペーサ２７の後方から挿入される際、本体先端部１１３が弾性係止片９１を拡径させるための面となる。
そこで、第１コネクタ１３のハウジング２５とスペーサ２７を予めアッセンブリすることができ、第１コネクタ１３を第２コネクタ１５に嵌合接続する際の組立作業性が向上する。

ここで、ハウジング本体５３は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、開口部１７に挿入されたスペーサ２７を貫通した状態で、スペーサ２７の内周面７１に対してＸＹ方向（コネクタ嵌合方向と垂直な面５９に沿う方向）のクリアランスＣｘｙが形成されるようになっている。このクリアランスＣｘｙによって、防水コネクタ１１は、第１コネクタ１３のハウジング２５が、スペーサ２７内においてコネクタ嵌合方向と垂直な面５９に沿って移動可能となる。

本実施形態に係るハウジング本体５３の外周面８３には、前方シール溝１０１が形成される。前方シール溝１０１には、第３環状シール部材３５が装着される。Ｏリング等の第３環状シール部材３５は、第２コネクタ１５の内周面１０３（図４参照）とハウジング本体５３の外周面８３との間に介装され、これらの間を液密シールする。

図７に示すように、ハウジング２５の内方には、端子収容室１０５が形成され、端子収容室１０５には雄端子４１と接触する雌端子３７（図３参照）が収容される。雌端子３７は、端子収容室１０５に設けられたランス１０７によって離脱が規制される。一端が雌端子３７に圧着された電線１０９の他端は、端子収容室１０５の後方から外方へ導出される。電線１０９と端子収容室１０５との間は、防水栓１１１（図３参照）によって液密シールされている。

次に、上記構成の防水コネクタ接続構造を有する防水コネクタ１１の作用を説明する。
本実施形態の防水コネクタ１１では、図９（ａ）に示すように、コネクタ嵌合時に、取付壁１９と第２コネクタ１５との間の取付寸法誤差や嵌合方向の中心ズレ等が発生していても、図９（ｂ）に示すように、第１コネクタ１３と第２コネクタ１５とは、嵌合中心を一致させた確実なコネクタ接続が可能となる。

すなわち、取付壁１９の開口部１７に第１コネクタ１３が挿入されると、第１コネクタ１３は、先端に突出するハウジング本体５３の本体先端部１１３が開口部１７に挿入されるのに続いて、スペーサ２７が開口部１７に挿入される。先に開口部１７を貫通した本体先端部１１３は、取付壁１９と位置ズレしている第２コネクタ１５に嵌合する。

この際、スペーサ２７は開口部１７に対して半径方向には移動されないが、ハウジング２５のハウジング本体５３はスペーサ２７の内周面７１に対して半径方向に移動できる。このスペーサ２７に対するハウジング２５の移動による調芯作用で第１コネクタ１３と第２コネクタ１５とは、嵌合中心を一致させた確実な接続が可能となる。

例えば図９（ａ）に示すように、取付壁１９に対して第２コネクタ１５が同図の右方に位置ズレしている場合、スペーサ２７に挿入された第１コネクタ１３のハウジング本体５３が第２コネクタ１５と嵌合すると、第１コネクタ１３がスペーサ２７の内方で同図の右方に移動する。従って、図１０（ａ）に示すように、雌ねじ孔６１は、カラー２９の左方側に偏芯して配置される。つまり、第１コネクタ１３のハウジング２５は、スペーサ２７の内方における前後左右の可動範囲（クリアランスＣｘｙ）で、中心ズレ補正が可能となっている。第１コネクタ１３と第２コネクタ１５とが嵌合した後、図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示すように、固定ボルト５７がカラー２９に挿通され、雌ねじ孔６１に螺合されることで、第１コネクタ１３が取付壁１９に固定される。

また、取付壁１９における開口部１７の内周面７９とスペーサ２７の外周面７５との間が、第１環状シール部材３１によってシールされ、スペーサ２７とハウジング２５の支持部５１との間におけるコネクタ嵌合方向と垂直な面５９の間が、第２環状シール部材３３によってシールされ、第２コネクタ１５の内周面１０３とハウジング本体５３の外周面８３との間が、第３環状シール部材３５によってシールされるので、第１コネクタ１３と第２コネクタ１５とは、取付壁１９の開口部１７を経て取付壁表面２１側と取付壁裏面２３側との間で液密に嵌合接続される。そこで、取付壁１９と第２コネクタ１５との間の取付寸法誤差によるコネクタ嵌合方向のズレや、別部材４６の取付方向のズレ等に関わらず、取付壁１９の開口部１７からの水等の浸入が確実に防止される。

従って、上述した本実施形態に係る防水コネクタ接続構造を備えた防水コネクタ１１によれば、コネクタ嵌合時に相手コネクタとに生じるコネクタ嵌合方向の位置ズレに応じて可動したり、コネクタ嵌合方向と垂直な面５９に沿った中心ズレに応じて調芯可動したりできると共に、取付壁裏側への水の浸入を防ぐことができる。
なお、本発明の防水コネクタ接続構造は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１…防水コネクタ
１３…第１コネクタ
１５…第２コネクタ
１７…開口部
１９…取付壁
２１…取付壁表面（一方の面）
２３…取付壁裏面（他方の面）
２５…ハウジング
２７…スペーサ
３１…第１環状シール部材
３３…第２環状シール部材
３５…第３環状シール部材
５１…支持部
５３…ハウジング本体
５９…コネクタ嵌合方向と垂直な面
７１…内周面
７５…外周面
７９…内周面
８３…外周面
８５…係止機構
１０３…内周面
１１３…本体先端部

Claims (3)

1. 開口部を備えた取付壁の一方の面に対し、該開口部に挿通された状態で取付けられる第１コネクタと、前記取付壁の他方の面の側で支持される第２コネクタとが、前記取付壁の開口部を経て液密に嵌合接続される防水コネクタ接続構造であって、
   前記第１コネクタが、
   前記取付壁の開口部内に嵌合される筒状のスペーサと、
   前記取付壁の一方の面に対し、コネクタ嵌合方向と垂直な面に沿って変位しながら取付けられる支持部と、該支持部に垂設され、スペーサの内周面に対してクリアランスを有した状態で本体先端部が前記開口部を貫通するハウジング本体とを有するハウジングと、を備え、
   第１環状シール部材が、前記開口部の内周面と前記スペーサの外周面との間に介装され、
   第２環状シール部材が、前記スペーサと前記支持部との間におけるコネクタ嵌合方向と垂直な面の間に介装され、
   第３環状シール部材が、前記第２コネクタと前記本体先端部との間に介装されることを特徴とする防水コネクタ接続構造。
2. 請求項１に記載の防水コネクタ接続構造であって、
   前記スペーサのコネクタ嵌合方向の移動を規制する係止機構が、前記スペーサの内周面と前記ハウジング本体の外周面との間に設けられることを特徴とする防水コネクタ接続構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の防水コネクタ接続構造であって、
   前記第３環状シール部材が、前記第２コネクタの内周面と前記ハウジング本体の外周面との間に介装されることを特徴とする防水コネクタ接続構造。

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