JP2017228502A - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】電気コネクタのおもて側において、フードの内部に水が浸入するのを抑制できる電気コネクタを提供すること。【解決手段】本発明の電気コネクタは、相手コネクタ３０のフード３３に形成された受容空間３９に嵌合されるハウジング１１と、ハウジングに保持されるコンタクトと、を備え、相手コネクタ３０との嵌合状態におけるおもて側において、ハウジング１１は、相手コネクタ３０のフード３３の前端における傾斜角度が９０°を超える傾斜面１６を備える、ことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に軽度の防水性能を備える電気コネクタに関する。

電気コネクタは、内部に水が浸入するのを避けるために、例えば、オス型ハウジングとメス型ハウジングの間に、ゴム製のシールリングと称される、ハウジングとは別体の部材を介在させることが行われている。このシールリングを備える電気コネクタは、水の浸入するおそれが大きい箇所に用いられるものである。
また、シールリングに加えて、浸入した水を排出するために、ハウジングに傾斜面を設けることが提案されている。例えば、特許文献１は、ケースとコネクタの間に浸入した水が開口側に流れるように、ケースの内側面に傾斜面を形成することを提案している。特許文献１は、この傾斜面に、開口側に向かって溝を形成し、この溝に起因する毛細管現象により、排水性能を向上できる、としている。

特開２０１１−１５０８９５号公報

特許文献１の傾斜面は、ケースのフードとコネクタの間に設けられており、浸入した水を排出することを目的とするものであり、水の浸入自体を止めることはできない。つまり、特許文献１は、シールリングを備えているために、シールリングまでの範囲には、水の浸入を許容するものと解される。
シールリングを設けることは防水という観点からは優れているが、部材の点数が多くなるなどの問題がある。したがって、水が降りかかる可能性が低い位置に置かれる電気コネクタについては、シールリングを設けることなく、ある程度の、つまり軽度の防水性能を確保できれば足りる。
通常、電気コネクタには鉛直方向の上部に水が降りかかるので、この上部で受けた水がフードとコネクタの隙間に浸入するおそれが高い。

以上より、本発明は、上部に降りかかった水がフードの内部に浸入するのを抑制できる電気コネクタを提供することを目的とする。

本発明の電気コネクタは、相手コネクタのフードに形成された受容空間に嵌合されるハウジングを備え、相手コネクタとの嵌合された使用状態におけるおもて側において、ハウジングは、相手コネクタのフードの前端における傾斜角度が９０°を超える傾斜面を備える、ことを特徴とする。
本発明の電気コネクタは、相手コネクタのフードの前端における傾斜角度が９０°を超える傾斜面を備えることにより、フードの前端に水が降りかかっても、水が傾斜面に接すれば、この水は傾斜面に沿って流れようとする。したがって、相手コネクタのフードと電気コネクタのハウジングの隙間が、毛細管現象が生じる程度に狭くても、この隙間の奥に流れるのを阻止できる。
なお、実施形態でも言及するが、電気コネクタにおいて、コンタクトが接続されるプリント配線板に対向する側をうら側と、また、うら側と逆の側をおもて側と定義する。電気コネクタは、表側が鉛直方向の上方を向いて配置される例が多く、この電気コネクタの配置においては、水は電気コネクタの上部に降りかかりやすい。

本発明の電気コネクタにおいて、ハウジングは、その幅方向の全域又は一部の領域に、傾斜面を備える、ことができる。
例えば、電気コネクタの構造上、ハウジングの全域に傾斜面を設けられないことがある。また、水の降りかかる領域が限定されることが既知であれば、この領域に対応するハウジングの一部の領域に傾斜面を設ければ足りる。

本発明の電気コネクタにおいて、傾斜面は、傾斜角度が１１０〜１６０°の範囲である、ことが好ましい。
水を傾斜面に沿って流すためには、傾斜角度が大きい方が好ましい一方、傾斜角度が大きくなると、傾斜面がハウジングの高さ方向のスペースを占有してしまい、電気コネクタの高さ方向の小型化を阻害する。したがって、上記のように傾斜角度を１１０〜１６０°の範囲とするのが好ましい。

本発明のハウジングは、その後端に、外周方向に張り出すフランジ状の後端壁を備える場合には、傾斜面に対応する後端壁の領域に、後端壁の表裏を貫通する排水路を備える、ことが好ましい。
後端壁が障害となって、浸入が阻止された水が溜まるおそれがあるが、排水路を設けることにより、水を外部に排出できる。

本発明の電気コネクタによれば、相手コネクタのフードとの傾斜角度を９０°を超える傾斜面を設けることにより、おもて側、典型的には上部において、フードとの境界に降りかかった水がフードの中に浸入するのを抑制できる。

本発明の実施形態に係る電気コネクタを示す斜視図であり、（ａ）は使用状態におけるうら側から示し、（ｂ）は（ａ）をおもて側から示している。 本実施形態に係る電気コネクタを示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）と異なる向きから示す断面図である。 本実施形態に係る電気コネクタの止水機能を説明するための図であり、（ａ）は傾斜角度θが鈍角である本実施形態の例を示し、（ｂ）は傾斜角度θが直角である従来例を示し、（ｃ）は傾斜角度θが二直角の例を示している。 （ａ）は本実施形態に係る電気コネクタの他の例を示す断面図、（ｂ）はさらに他の例を示す断面図である。 （ａ）は本実施形態に係る電気コネクタの他の例を示す断面図、（ｂ）はさらに他の例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る電気コネクタ１０は、図２に示すように、相手コネクタ３０と互いに嵌合状態とされた電気コネクタ組立体１の状態で、例えばプリント配線板側に固定されて使用状態となる。なお、電気コネクタ１０及び相手コネクタ３０は、本実施形態の止水機能を説明するのに必要な程度に簡略化した構造としている。

［電気コネクタ１０］
はじめに、電気コネクタ１０について説明する。
電気コネクタ１０は、電気絶縁性の樹脂から一体的に形成されるハウジング１１と、高い導電性と弾性を備える、例えば銅系材料から形成されるコンタクトと、を備える。なお、図１及び図２には、電気コネクタ１０のコンタクトの記載を省略している。
ハウジング１１は、相手コネクタ３０と嵌合される際に先に挿入される前端壁１２と、前端壁１２と対向し、コンタクトに接続される電線が引き出される後端１３、を備えている。前端壁１２と後端１３の間には、コンタクトを収容し保持する保持孔などが設けられるが、ここではその記載を省略している。なお、電気コネクタ１０及び相手コネクタ３０において、互いに嵌合される側を前、その逆の側を後と定義する。

ハウジング１１は、前端壁１２と後端１３をそれぞれが繋ぐ、上壁１４と、上壁１４と平行に対向する下壁１５と、を備えている。上壁１４は、後端１３に連なる部分が、傾斜面１６と、傾斜面１６に連なる段差面１７と、を備えている。段差面１７は、傾斜面１６よりも前方に連なる上壁１４を基準面とすると、基準面から後退するとともに、基準面と平行をなしている。ハウジング１１は、傾斜面１６を備えることにより、電気コネクタ１０は相手コネクタ３０と嵌合された状態で、相手コネクタ３０のフード３３の内部に水Ｗが浸入するのを抑制できる。この点については後述する。
ハウジング１１は、また、前端壁１２と後端１３をそれぞれが繋ぐ、右側壁１８と、右側壁１８と平行に対向する左側壁１９と、を備えている。

［相手コネクタ３０］
次に、相手コネクタ３０は、図２に示すように、ハウジング３１と、ハウジング３１に保持される複数のコンタクト４１と、を備えている。ハウジング３１及びコンタクト４１の材質は、電気コネクタ１０においても同様である。
ハウジング３１は、複数のコンタクト４１を互いに間隔を隔てて配列した状態で保持する保持壁３２を、後端に備えている。ハウジング３１は、保持壁３２から前方に向けて突出するフード３３が形成されている。フード３３は、角筒状の部材であり、保持壁３２と対向する端部に、フード３３の開口である嵌合間口３８が設けられている。フード３３は、保持壁３２と嵌合間口３８の間に、電気コネクタ１０を受容するための受容空間３９が設けられている。電気コネクタ１０は、この嵌合間口３８から受容空間３９に向けて挿入される。

保持壁３２に保持されるコンタクト４１は、図２に示すように、電気コネクタ１０のコンタクトと電気的に接続される部分が受容空間３９に延びるとともに、プリント配線板（図示せず）に接続される部分が保持壁３２から後方に引き出されている。コンタクト４１は、後方に引き出される部分は、図２に示すように、途中から９０度だけ折り曲げられている。コンタクト４１は、幅方向ｘについて複数列に配置され、また、高さ方向ｚにつても複数行に配置されている。
なお、電気コネクタ組立体１（電気コネクタ１０及び相手コネクタ３０）において、コンタクト４１が接続されるプリント配線板に対向する側をうら側と、また、うら側と逆の側をおもて側と定義する。したがって、図１及び図２においては、相手コネクタ３０及び電気コネクタ１０の上側がおもて側に該当し、下側がうら側を向いていることになる。電気コネクタ組立体１の向きが変わっても、おもて側及びうら側の定義は変わらない。

フード３３は、幅方向ｘに延び、鉛直方向に所定の間隔を隔てて対向する上壁３４及び下壁３５と、上壁３４と下壁３５の幅方向ｘの両端を高さ方向ｚに繋ぐ一対の側壁３６と、を備える。
なお、本実施形態の相手コネクタ３０は、電気コネクタ１０と嵌合された使用状態において、高さ方向ｚが鉛直方向に沿うように、つまり、図２に示されるように配置され、図示を省略するプリント配線板に接続されるものとする。

次に、電気コネクタ１０の上壁１４の前端に傾斜面１６及び段差面１７を設けることによる止水機能を、図３を参照して説明する。この止水機能は、図２に示すように、電気コネクタ１０と相手コネクタ３０が嵌合された状態で発揮される。なお、図３は、電気コネクタ１０の後方部分及び相手コネクタ３０の前端部分を抜き出して描いている。

図３は、電気コネクタ１０のハウジング１１の後方部分と相手コネクタ３０のハウジング３１の前端部分の境界に水Ｗが降りかかり付着したことを前提している。ここで、ハウジング１１の上壁１４と相手コネクタ３０の上壁３４の間の隙間Ｇが狭いために、当該境界に付着した水Ｗは毛細管現象により隙間Ｇをハウジング３１の奥、つまり前方Ｂの方に流れやすい。
電気コネクタ１０の上壁１４が一様な平面をなしており、隙間Ｇが存在しないものとすると、水Ｗはその位置に留まろうとする。ところが、図３（ｂ）に示すように、水Ｗが隙間Ｇに接していると、水Ｗには、毛細管現象により隙間Ｇを前方Ｂの方に向けて力Ｆ２が作用するので、前方Ｂの方に引き込まれてしまう。

ところが、図３（ａ）に示す本実施形態の場合には、傾斜面１６が設けられているので、ハウジング１１とハウジング３１の境界に水Ｗが付着し、傾斜面１６に水Ｗが触れていると、水Ｗには下向きの成分と後方Ａに沿う成分の合力である力Ｆ１が生じて、傾斜面１６に沿って流れようとする。この水Ｗには、隙間Ｇの毛細管現象により前方Ｂの方向に力Ｆ２も生じるが、Ｆ２よりもＦ１が大きくなるように、傾斜面１６の傾斜角度θを調整すれば、水Ｗが隙間Ｇの前方Ｂに引き込まれるのを防止できる。これが、本発明の止水機能である。そして、物理的に水Ｗが隙間Ｇに接触する角度を大きくすることで、水Ｗが隙間Ｇに浸入する力Ｆ２を小さくすることができる。

本実施形態において、傾斜面１６の傾斜角度θは、力Ｆ２と異なる向きの成分を含む力Ｆ１を水Ｗに生じさせるために、９０°を超えることが最低限必要であり、一方、傾斜角度θは最大で１８０°（二直角）である。傾斜角度θは、大きいほど水Ｗの接触角が大きくなり、水Ｗが隙間Ｇの前方Ｂに流れるのを防止する止水機能が得やすくなり、好ましくは１１０°以上、さらに好ましくは１２０°以上、より好ましくは１３０°以上とする。
一方で、重力による止水効果を考慮すると、水Ｗに隙間Ｇから遠ざかる向きに力が働くことが好ましい。また、傾斜面１６の傾斜角度θは、大きくなると、電気コネクタ１０の高さ方向ｚのスペースを傾斜面１６が占有する程度が大きくなり、ハウジング１１の高さ方向ｚの小型化を阻害する。これらの点を考慮すると、傾斜角度θを抑える必要があり、好ましくは１６０°以下、さらに好ましくは１５０°以下、より好ましくは１４０°以下である。
最も好ましい傾斜角度θの範囲は、１３５°〜１４０°である。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、図４（ａ）に示すように、電気コネクタ１０が後端に外周方向に張り出すフランジ状の後端壁２５を備える場合には、傾斜面１６に沿って流れる水Ｗをさらに外部に流すために、後端壁２５の表裏を貫通する排水路２７を設けることが好ましい。排水路２７は、幅方向ｘに連続的に設けることもできるし、間欠的に設けることもできるが、少なくとも、傾斜面１６が設けられる領域に対応する領域に設けることが好ましい。

また、上述した電気コネクタ１０は、幅方向ｘの全域に傾斜面１６を設る例を示しているが、本発明はこれに限定されない。例えば図４（ｂ）に示すように、電気コネクタ１０の幅方向ｘの中央部分の一部の領域だけ設けることができるし、図示を省略するが、図４（ｂ）とは逆に電気コネクタ１０の幅方向ｘの端部の一部だけ設けることができる。例えば、電気コネクタ１０の構造上、ハウジング１１の幅方向ｘの全域に傾斜面１６を設けられないことがあり、また、水Ｗの降りかかる領域が限定されることが既知であれば、この領域に対応するハウジング１１の一部の領域に傾斜面１６を設ければ足りる。

また、上述した電気コネクタ１０は、図３（ａ）に示すように、傾斜面１６の始点Ｓ１とフード３３の前端位置Ｓ２が、嵌合方向ｙにおいて一致しているが、本発明はこれに限定されない。
例えば、図５（ａ）に示すように、傾斜面１６の始点Ｓ１がフード３３の前端位置Ｓ２よりも後方Ａにずれていても、水Ｗには力Ｆ２が作用するので、本発明の効果を奏する。逆に、図５（ｂ）に示すように、傾斜面１６の始点Ｓ１がフード３３の前端位置Ｓ２よりも前方Ｂにずれていても、ずれ量が小さければ、やはり水Ｗには力Ｆ２が作用するので、本発明の効果を奏する。このように、本発明は、傾斜面１６の始点Ｓ１とフード３３の前端位置Ｓ２が異なる形態を包含する。ただし、傾斜面１６の始点Ｓ１とフード３３の前端位置Ｓ２が、高さ方向において一致していることが、本発明において最も好ましい。

また、以上の実施形態は、電気コネクタ１０と相手コネクタ３０が、おもて面側を鉛直方向の上方を向くことを前提としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、電気コネクタ１０と相手コネクタ３０の嵌合方向ｙが鉛直方向に沿い、かつ、傾斜面１６のある側が鉛直方向の下向きに配置される場合にも、本発明は有効である。

１ 電気コネクタ組立体
１０ 電気コネクタ
１１ ハウジング
１２ 前端壁
１３ 後端
１４ 上壁
１５ 下壁
１６ 傾斜面
１７ 段差面
１８ 右側壁
１９ 左側壁
２５ 後端壁
２７ 排水路
３０ 相手コネクタ
３１ ハウジング
３２ 保持壁
３３ フード
３４ 上壁
３５ 下壁
３６ 側壁
３８ 嵌合間口
３９ 受容空間
４１ コンタクト
Ｇ 隙間
Ｓ１ 始点
Ｓ２ 前端位置
Ｗ 水
ｘ 幅方向
ｙ 嵌合方向
ｚ 高さ方向
θ 傾斜角度

次に、電気コネクタ１０の上壁１４の後端に傾斜面１６及び段差面１７を設けることによる止水機能を、図３を参照して説明する。この止水機能は、図２に示すように、電気コネクタ１０と相手コネクタ３０が嵌合された状態で発揮される。なお、図３は、電気コネクタ１０の後方部分及び相手コネクタ３０の前端部分を抜き出して描いている。

Claims (4)

1. 相手コネクタのフードに形成された受容空間に嵌合されるハウジングを備え、
   前記相手コネクタと嵌合された使用状態におけるおもて側において、
   前記ハウジングは、
   前記相手コネクタの前記フードの前端における傾斜角度が９０°を超える傾斜面を備える、
   ことを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記ハウジングは、
   その幅方向の全域又は一部の領域に、前記傾斜面を備える、
   請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記傾斜面は、
   傾斜角度が１１０〜１６０°の範囲である、
   請求項１又は請求項２に記載の電気コネクタ。
4. 前記ハウジングは、
   その後端に、外周方向に張り出すフランジ状の後端壁を備え、
   前記傾斜面に対応する前記後端壁の領域に、前記後端壁の表裏を貫通する排水路を備える、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気コネクタ。

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