JP2016162569A - コネクタハウジングの防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】外部の液体が侵入する開放部分を設けることなく、高い防水性を可能にすること。
【解決手段】一対の樹脂製のコネクタハウジング１７，１９の防水構造であり、一方のコネクタハウジング１９は、外面から突出する係止部８７と、この係止部から後方に離れた位置に設けられ、他方のコネクタハウジング１７の筒部３５の先端部の被嵌部４３が被嵌される嵌合部４１とを有している。他方のコネクタハウジング１７は、筒部の内側に位置させて一方のコネクタハウジングの係止部と係合する弾性アーム片５１を有している。嵌合部４１と被嵌部４３の少なくとも嵌合部は、先細り状に傾斜する傾斜面９１が形成される。
【選択図】図６

Description

本発明は、コネクタハウジングの防水構造に関する。

従来、２つのコネクタハウジング（以下、ハウジングと略す。）の隙間をシール部材で封止する防水コネクタが知られている。このような防水コネクタは、例えば、一方の端子を保持するとともに、外周面にゴム製のシール部材が装着された樹脂製の第１のハウジングに、一方の端子と接続される他方の端子を保持する樹脂製の第２のハウジングを嵌合させて形成される。

第１のハウジングは、例えば、外周面にシール部材を装着して第２のハウジングが外嵌されるインナーハウジングと、インナーハウジングの外側に配置されてインナーハウジングの外周面との間に第２のハウジングを受け入れるアウターハウジングとを備えて形成される。第１のハウジングに第２のハウジングを嵌合すると、シール部材がインナーハウジングと第２のハウジングをそれぞれ押し付けて、インナーハウジングと第２のハウジングとの隙間が封止される。

一方、第１のハウジングのアウターハウジングには、その一部を切り欠いて第２のハウジングを係止する弾性アーム片が形成される。弾性アーム片は、基端がアウターハウジングに片持状に支持されて軸方向に伸延して設けられる。両ハウジングが嵌合すると、弾性アーム片が、第２のハウジングの外周面から突出する係止部と係合することで、両ハウジングが抜け止めされる。

ところで、この種の防水コネクタの場合、インナーハウジングと第２のハウジングがアウターハウジングで覆われている範囲は、外部の液体がアウターハウジングで遮られ、アウターハウジングの内側に侵入し難くなっている。しかし、弾性アーム片の周縁は、アウターハウジングが連続していないので、外部の液体を遮るものがなく、液体がアウターハウジングの内側に侵入し易い。そのため、例えば、水以外の油や薬液等の液体が侵入してシール部材と接触すると、シール部材の劣化等をもたらすおそれがある。

これに対し、インナーハウジングの外周面に、第２のハウジングの端面と対向する防液壁を立ち上げて、外部から侵入する液体がシール部材に到達する経路を狭くする構造が提案されている（特許文献１参照。）。

特開２０１３−１８２７４９号公報

しかしながら、特許文献１においても、アウターハウジングの開放部分からアウターハウジングの内側に液体が侵入することに変わりがないため、根本的な防水対策を図るには、こうした開放部分をなくすことが望まれる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、外部の液体が侵入する開放部分をなくして、コネクタの防水性を高めることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、一対の樹脂製のコネクタハウジングの防水構造であって、一方のコネクタハウジングは、外面から突出する係止部と、この係止部から後方に離れた位置に設けられ、他方のコネクタハウジングの筒部の先端部の被嵌部が被嵌される嵌合部とが形成され、他方のコネクタハウジングは、筒部の内側に位置させて一方のコネクタハウジングの係止部と係合する弾性アーム片が形成され、嵌合部と被嵌部のうち少なくとも嵌合部は、先細り状に傾斜する傾斜面が形成されてなることを特徴とする。

本発明によれば、弾性アーム片が他方のコネクタハウジングの筒部の内側に位置しているから、筒壁に開放部分が形成されることがない。また、一方のコネクタハウジングの嵌合部には先細り状の傾斜面が形成されるから、筒部の被嵌部に押し込まれた嵌合部は、被嵌部の内周面を押し広げた状態で被嵌部に嵌合され、その結果、嵌合部と被嵌部が水密に当接される。これにより、一対のコネクタハウジングの嵌合時には、筒内が水封されるから、外部からの液体の侵入を防ぐことができ、コネクタの防水性を高めることができる。

この場合において、弾性アーム片は、筒部の外面から筒外に伸延する操作片と連動するように支持されていることが好ましい。これによれば、弾性アームに係止された一方のコネクタハウジングのロック状態を外部から容易に解除することができる。

また、弾性アーム片と操作片は、筒部の周縁の筒壁に形成された薄肉部に支持されていることが好ましい。これによれば、弾性アーム片と操作片は、薄肉部が形成される方向の動作（傾き）が容易になるから、弾性アーム片の操作性を高めることができる。

本発明によれば、外部の液体が侵入する開放部分が形成されないため、高い防水性を確保することができる。

本発明の実施形態のコネクタの分解斜視図である。 雄ハウジングの外観斜視図である。 図２の雄ハウジングの軸方向の断面図である。 雌ハウジングの外観斜視図である。 雄コネクタハウジングと雌コネクタハウジングの嵌合前の動作図である。 雄コネクタハウジングと雌コネクタハウジングの嵌合後の動作図である。 図６の部分拡大図である。

以下、本発明が適用されるコネクタハウジングの防水構造の一実施形態について図１乃至図７を参照して説明する。本実施形態では、自動車や自動二輪等に搭載される防水仕様のコネクタを例に説明するが、本発明の防水構造は、この種のコネクタ以外にも適用することができる。

本実施形態のコネクタ１１は、図１に示すように、雄コネクタ１３と雌コネクタ１５から構成され、雄コネクタ１３の雄コネクタハウジング１７（以下、雄ハウジング１７と略す。）と雌コネクタ１５の雌コネクタハウジング１９（以下、雌ハウジング１９と略す。）とを互いに係合（嵌合）させて、雄ハウジング１７に収容された雄端子２１と雌ハウジング１９に収容された雌端子２３とを電気的に接続するものである。雄端子２１には、電線２５が接続され、雌端子２３には、電線２７が接続される。雌ハウジング１９は、雄ハウジング１７の内側に一端側が嵌め込まれた状態で、雄ハウジング１７にロックされるようになっている。本実施形態では、各ハウジングに２本ずつ端子を収容する例を説明するが、端子の収容数は２本に限定されるものではない。以下の説明では、図１のＸ方向を前後方向、Ｙ方向を幅方向、Ｚ方向を高さ方向とし、両コネクタの嵌合方向をそれぞれ前方とし、図１の上側を上方として定義する。

雄コネクタ１３は、絶縁性の樹脂で円筒状に形成された雄ハウジング１７と、雄ハウジング１７に後方から収容される雄端子２１とを有している。雄ハウジング１７は、図２及び図３に示すように、雄端子２１が収容される雄端子収容室２９が形成された筒状の基部３１と、基部３１の後端部から後方に突出する筒状の電線保持部３３と、基部３１の前端部から前方に突出する円筒状の筒部３５とを一体的に備えて形成される。

雄端子収容室２９は、２個の雄端子２１を互いに図示しない隔壁で仕切って収容し、雄端子収容室２９の内部に延出された図示しないランスを各雄端子２１に係合させて、設定位置に保持するようになっている。雄端子収容室２９は、図３に示すように、基部３１の前端面３６に開口する開口端３７と、電線保持部３３を貫通する図示しない電線挿通孔とを軸方向に連通させて形成される。

筒部３５は、基部３１の外周面よりも大きな内周面を有して形成され、雌ハウジング１９を挿入可能な内径を有している。筒部３５の後端部の内周面と基部３１の前端部の外周面は、軸方向と直交する方向に延びる封止壁３９を介して互いに連続的に形成される。封止壁３９の前端面は、基部３１の前端面３６と略面一状に形成される。

筒部３５の内周面は、後述する雌ハウジング１９の外周面の一部（嵌合部４１）を被嵌する被嵌部４３と、被嵌部４３の内径を後方（奥側）に向かって縮径する方向に傾斜する傾斜面４５と、傾斜面４５によって縮径された内周面をなして封止壁３９まで延びる内周壁４７とを有している。被嵌部４３は、筒部３５の前端部に形成され、筒部３５の前端面に向かって末広がりとなる面取部４９が形成される。被嵌部４３と傾斜面４５及び内周壁４７は、いずれの内周面も断面が真円形をなして形成される。

雄ハウジング１７は、図３に示すように、封止壁３９の前面から軸方向の前方に片持ち状に伸延され、筒部３５の内側に配置される樹脂製の弾性アーム片５１と、封止壁３９から軸方向の後方、つまり筒部３５の外側に片持ち状に伸延され、筒部３５の外側に配置される樹脂製の操作片５３とを有している。弾性アーム片５１と操作片５３は、封止壁３９を介して筒部３５の内外に直状に連続して形成され、弾性アーム片５１は、操作片５３と連動可能に支持されている。なお、弾性アーム片５１と操作片５３は、雄ハウジング１７と一体的に形成された樹脂製の部材であるが、剛性を有する部材（例えば金属片）を雄ハウジング１７にインサート成形して形成することもできる。

弾性アーム片５１は、封止壁３９から前方に伸延するアーム部５５と、アーム部５５の前端下部から下方に突出するロック部５７とを有している。アーム部５５は、封止壁３９に支持された基端部を支点として、前端部が水平方向から上方に変位可能になっている。すなわち、アーム部５５の上面と筒部３５の内周面との隙間は、アーム部５５が所定の角度で上方に変位可能な大きさに設定される。ロック部５７には、前端から下端に向かって後方に傾斜する傾斜面５９が形成される。

操作片５３は、封止壁３９から後方に伸延するアーム部６１と、アーム部６１の後端上部から上方に突出する操作部６３とを有している。アーム部６１は、封止壁３９に支持された基端部を支点として、後端部が水平方向から下方に変位可能になっている。すなわち、アーム部６１の下面と基部３１の外周面との隙間は、アーム部６１が所定の角度で下方に変位に可能な大きさに設定される。なお、アーム部６１は、軸方向の途中から幅広に形成され、操作時に指を押し付け易くなっている。

弾性アーム片５１及び操作片５３は、図３に示すように、それぞれ筒部３５の筒壁である封止壁３９の周縁に形成された薄肉部６５によって支持される。薄肉部６５は、弾性アーム片５１及び操作片５３の幅方向に沿ってそれぞれ封止壁３９に断面円弧状の溝６７を設けることで形成される。溝６７は、筒部３５の内側の弾性アーム片５１の下方と、筒部３５の外側の操作片５３の上方にそれぞれ形成される。これにより、薄肉部６５は、弾性アーム片５１及び操作片５３をそれぞれ結んだ線の上下にそれぞれ形成される。

雄端子２１は、図１に示すように、導電性の金属板材等で形成され、電線２５の芯線を圧着接続する電線接続部６９と、雌端子２３と接続される雄タブ７１とを一体的に備えている。雄タブ７１は、前後方向に延在して棒状に形成され、雄端子２１が雄端子収容室２９の設定位置に保持された状態で開口端３７から先端が前方に突出するように配置される。

一方、雌コネクタ１５は、図１に示すように、絶縁性の樹脂で円筒状に形成された雌ハウジング１９と、雌ハウジング１９に後方から収容される雌端子２３とを有している。雌ハウジング１９は、図４及び図５に示すように、雄ハウジング１７の筒部３５に収容されるとともに、雌端子２３が収容される２個の雌端子収容室７３が形成された筒状の基部７５と、基部７５から後方に突出する筒状の電線保持部７７とを一体的に備えて形成される。

雌端子収容室７３は、図４及び図５に示すように、２個の雌端子２３を互いに図示しない隔壁で仕切って形成され、雌端子収容室７３の内部に延出させた図示しないランスを各雌端子２３に係合させて、設定位置に保持するようになっている。雌端子収容室７３は、基部７５の前端面７９に開口する開口端８１と、電線保持部７７を軸方向に貫通する図示しない電線挿通孔とを軸方向に連通させて形成される。

雌ハウジング１９の基部７５は、図４に示すように、軸方向と直交する断面が半月状に形成された本体部８３と、本体部８３の後方に同心状に連ねられ、本体部８３の外周面よりも大径の外周面を有する嵌合部４１とを備える。本体部８３には、平坦な外面８５の嵌合部４１と離れた位置に、上方に突出する係止部８７が設けられる。係止部８７は、雌ハウジング１９を前方からみると、嵌合部４１の外周面からはみ出さない大きさに設定される。係止部８７には、上端面から前方の外面８５に向かって傾斜する傾斜面８９が形成され、雌ハウジング１９の基部７５を雄ハウジング１７の筒部３５に挿入する際に、弾性アーム片５１のアーム部５５を傾斜面８９に沿って押し上げるようになっている。

雌ハウジング１９の嵌合部４１は、内周面の断面が真円形に形成され、筒部３５の被嵌部４３の内径寸法よりも大きい外径寸法を有する大径部９０と、大径部９０と連続して本体部８３に向かって先窄み状に傾斜する傾斜部９１とを有して形成される。これにより、嵌合部４１は、雌ハウジング１９が雄ハウジング１７の正規の嵌合位置まで挿入されたときに、被嵌部４３に押し込まれ、大径部９０の外周面が被嵌部４３の内周面を押圧するようになっている。

雌端子２３は、図１に示すように、導電性の金属板材等で形成され、電線２７の芯線を圧着接続する電線接続部９３と、雄端子２１の雄タブ７１が挿入接続される角筒状の電気接触部９５とを一体的に備えている。電気接触部９５は、雌端子２３が雌端子収容室７３の設定位置に保持された状態で、基部７５の開口端８１から設定距離だけ後退させた位置に先端部が位置するように配置される。

次に、雄ハウジング１７と雌ハウジング１９とを嵌合する際の動作の一例を説明する。まず、図１及び図５に示すように、雄ハウジング１７の雄端子収容室２９に対して、ゴム栓９７を装着した電線２５が接続される雄端子２１をゴム栓９７とともに収容する。また、雌ハウジング１９の雌端子収容室７３に対して、ゴム栓９９を装着した電線２７が接続される雌端子２３をゴム栓９９とともに収容する。この状態で、図５の矢印で示すように、雄コネクタ１３の雄ハウジング１７と雌コネクタ１５の雌ハウジング１９とを互いに近づけ、雌ハウジング１９の基部７５を雄ハウジング１７の筒部３５に挿入する。

雌ハウジング１９の基部７５の挿入が進むと、係止部８７の傾斜面８９に沿って、雄ハウジング１７の弾性アーム片５１が係止部８７に乗り上げて、アーム部５５が上方に撓み変形する。そして、アーム部５５のロック部５７が係止部８７を乗り上げたところで、アーム部５５が弾性復帰する。これにより、図６に示すように、係止部８７がロック部５７に係止されて、両ハウジングが正規の嵌合位置でロックされ、雌ハウジング１９の抜け止めがなされる。

一方、雌ハウジング１９の嵌合部４１は、前方の傾斜部９１が雄ハウジング１７の筒部３５の被嵌部４３に挿入されることで、大径部９０が被嵌部４３に案内される。そして、図６に示すように、雌ハウジング１９が正規の嵌合位置まで押し込まれると、被嵌部４３に押し込まれた大径部９０の外周面が、被嵌部４３の内周面を全周にわたって均等に押圧する。これにより、被嵌部４３は、図７に示すように、嵌合部４１によって外側に撓み変形して押し広げられるが、このとき発生する弾性復元力が嵌合部４１の大径部９０の外周面を押圧する。これにより、嵌合部４１と被嵌部４３は互いに押し付け合って、全周にわたって水密に当接される。その結果、筒部３５の内部は、外部から水封された状態となり、雄端子収容室２９の開口端３７と雌端子収容室７３の開口端８１との隙間が水封される。

また、雄ハウジング１７と雌ハウジング１９の嵌合を解除するには、操作片５３の操作部６３を下方（基部３１側）に回動させて押し下げる。これにより、操作片５３の動きに連動して弾性アーム片５１が筒内で上方に回動して押し上げられるため、ロック部５７が雌ハウジング１９の係止部８７から離れ、このとき雌ハウジング１９を引き抜くことで、ロックが解除される。

以上述べたように、本実施形態によれば、弾性アーム片５１が筒部３５の内壁から伸延して形成されるため、弾性アーム片５１の有無に関わらず、筒部３５に開放部分が形成されることがない。また、嵌合部４１と被嵌部４３との間は全周にわたって水封される。そのため、雄ハウジング１７と雌ハウジング１９との嵌合状態において、雄端子収容室２９の開口端３７と雌端子収容室７３の開口端８１との隙間を包囲する筒部３５は、外部から液体が侵入する経路が完全に遮断され、高い防水性が確保されるから、端子間の短絡や端子の腐食等を防ぐことができ、コネクタ１１の電気的な信頼性を高めることができる。

また、本実施形態では、弾性アーム片５１が操作片５３と連動するように形成されるとともに、弾性アーム片５１と操作片５３がそれぞれ筒壁の薄肉部６５で支持されているから、筒壁が連続して形成されていても、外部から筒内の弾性アーム片５１を容易に操作することができる。そして、このような構造であれば、弾性アーム片５１を筒部３５のどの位置に設けることも可能であるため、コネクタ１１の防水性を高めるだけでなく、ロック構造に伴うコネクタ１１の複雑化や大型化を回避することができ、設計自由度を高めることができる。

また、本実施形態のコネクタ１１では、雄ハウジング１７の筒部３５の被嵌部４３に、雌ハウジング１９の嵌合部４１を嵌合させて水封しているから、防水用のゴムパッキン等が不要になる。そのため、ゴムパッキンの経時劣化や高圧水の破損等に起因する防水性の低下を防ぐことができ、コネクタ１１の防水性を長期間維持することができる。加えて、ゴムパッキンを設けるスペースが不要になるから、コネクタ１１の小型化が容易になり、製造コストを削減することができる。

また、雄ハウジング１７の筒部３５（特に、被嵌部４３）は、弾力性（バネ性）を有しており、雌ハウジング１９の嵌合部４１との間で互いに押し付け合うように形成されるから、例えば、コネクタ１１に振動が伝播されて、両ハウジングが振動したとしても、被嵌部４３は、嵌合部４１との接触状態を維持しながら、弾性変形して振動を吸収する。これにより、両ハウジングのガタ付きを小さくすることができるから、振動に伴うコネクタ１１の経時劣化等を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

例えば、本実施形態の嵌合部４１と被嵌部４３は、それぞれ円形の外周面と内周面を有して形成されるが、嵌合部４１と被嵌部４３はこの形状に限られるものではなく、例えば、角部を丸くした四角状の外周面と内周面にそれぞれ形成することもできる。

また、本実施形態の嵌合部４１は、軸方向にわたって外径寸法が均一の大径部９０と、前方に向かって先窄みとなる傾斜部９１を有して形成する例を説明したが、この例に限られるものではなく、例えば、嵌合部４１全体を軸方向にわたって前方に先細り状の傾斜面として形成することもできる。さらに、この嵌合部４１に加えて、被嵌部４３は、例えば、前方に先細り状に傾斜させて形成することもできる。

１１ コネクタ
１３ 雄コネクタ
１５ 雌コネクタ
１７ 雄ハウジング
１９ 雌ハウジング
２１ 雄端子
２３ 雌端子
２９ 雄端子収容室
３５ 筒部
３７ 開口端
３９ 封止壁
４１ 嵌合部
４３ 被嵌部
５１ 弾性アーム片
５３ 操作片
６５ 薄肉部
７３ 雌端子収容室
８１ 開口端
８７ 係止部
９０ 大径部
９１ 傾斜部

Claims (3)

1. 一対の樹脂製のコネクタハウジングの防水構造であって、
   一方の前記コネクタハウジングは、外面から突出する係止部と、該係止部から後方に離れた位置に設けられ、他方の前記コネクタハウジングの筒部の先端部の被嵌部が被嵌される嵌合部とが形成され、
   他方の前記コネクタハウジングは、前記筒部の内側に位置させて一方の前記コネクタハウジングの前記係止部と係合する弾性アーム片が形成され、
   前記嵌合部と前記被嵌部のうち少なくとも前記嵌合部は、先細り状に傾斜する傾斜面が形成されてなるコネクタハウジングの防水構造。
2. 前記弾性アーム片は、前記筒部の外面から筒外に伸延する操作片と連動するように支持されてなる請求項１に記載のコネクタハウジングの防水構造。
3. 前記弾性アーム片と前記操作片は、前記筒部の周縁の筒壁に形成された薄肉部に支持されてなる請求項２に記載のコネクタハウジングの防水構造。

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