JP5808307B2

JP5808307B2 - 防塵、防触、防水対応電気コネクタ

Info

Publication number: JP5808307B2
Application number: JP2012247155A
Authority: JP
Inventors: 小野　勇; 勇小野
Original assignee: 有限会社小野製作所
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: JP2014096280A

Description

本発明は、電気コネクタ技術に関するものであり、特に防塵、防触、防水対応電気コネクタに関する。

従来の電子機器、電子器具、医療機器、カメラ、測定器等に用いられる電気コネクタは、雄コネクタと雌コネクタの接合状態での防水対策が重要視されている。

特開２００１−１１０５０７号公報

しかしながら、従来の電気コネクタは、雌コネクタと雄コネクタが非接合状態では、雌コネクタのレセプタクル内に設置したコンタクトピンが外気に露出した状態となり、コネクタピンが水、油、薬品、塵埃等で劣化、破損するという問題を有るものであった。

本発明は、従来技術の持つ問題点を解決する、簡単な構成で雄、雌コネクタの非接合状態でもコンタクトピンの外気への露出が防止され、雄、雌コネクタの接合状態においても雄、雌コンタクトピンの確実な接続状態を保持しつつ、雄、雌コンタクトピンの外気への露出を防止することが可能な防塵、防触、防水対応電気コネクタを提供することを目的とする。

本発明の防塵、防触、防水対応電気コネクタは、レセプタクル１に配置されたレセプタクルコンタクトピン１５に圧接され電気導通状態とするプラグ１１に配置されたプラグコンタクトピン１４を備えた電気コネクタにおいて、レセプタクル内に配置され前部外周にハウジングカム４が形成されたコンタクトハウジング３と、レセプタクル内の端部に配置されコンタクトハウジングを一方の方向に付勢するハウジングばね１０と、コンタクトハウジング内に配置されレセプタクル端部の結線部から伸びるレセプタクルコンタクトピン１５と、コンタクトハウジング内に配置されハウジングばねによりコンタクトハウジング入口部方向に付勢されレセプタクルコンタクトピンを収容する凹部が形成され先端部に傾斜部５ｃを形成したコンタクトインシュレータ５と、コンタクトハウジング内に配置され一端がレセプタクル端部に固定され、他端部に非接合時コンタクトハウジングの入口部を密封する弾性軟質部材で形成されるシールブッシュ６を配置したシールポール７と、コンタクトハウジングの外周に配置されたコンタクトインシュレータホールド部３ｄと、プラグ挿入時、コンタクトインシュレータホールド部と係合するコンタクトインシュレータの下部に形成された係合段部５ｂと、プラグの先端に形成されハウジングカムと係合、離脱するプラグカム溝１１ａと、を備え、プラグ挿入によりコンタクトハウジング及びコンタクトインシュレータをハウジングばねの付勢力に逆らって前進させ、コンタクトインシュレータの先端傾斜部がレセプタククルコンタクトピンの先端をプラグコンタクトピン側に傾斜させレセプタクルコンタクトピンとプラグコンタクトピンを圧接し電気導通状態とすることを特徴とする。

レセプタクルにプラグを嵌合して電気導通状態とする電気コネクタにおいて、前記レセプタクル内に軸方向に移動可能なコンタクトハウジングを配置し、前記コンタクトハウジング内に前記レセプタクルコンタクトピンを位置させ、非接合時に前記コンタクトハウジングの入口部を密封し前記レセプタクルコンタクトピンの外気への露出を防止する弾性軟質部材で形成されるシールブッシュを一端が前記レセプタクル端部に固定したシールポール先端に配置することで、レセプタクルとプラグの非接合時においてもレセプタクルコンタクトピンの外気への露出が防止され、確実な防塵、防触、防水対応電気コネクタを提供売ることが可能となる。
コンタクトハウジングの外周にばね状の突起部を有するハウジングカムを配置し、プラグの先端にハウジングカムと係合、離脱するプラグカム溝を形成し、非接合時ハウジングカムのばね状突起部が前記レセプタクルに配置したハウジングガイド内壁を押圧してコンタクトハウジングを所定の位置に係止し、プラグ引き抜き時にプラグの挿入により移動したコンタクトハウジングをハウジングカムと前記プラグカム溝の係合、離脱により非接合時の位置に移動させることで、プラグを引き抜いてもコンタクトハウジングの入口部がシールブッシュで気密状態とする位置に移動させその位置に保持することが可能となる。
コンタクトハウジングの先端部外周に接合時にプラグの内壁に押圧されレセプタクルコンタクトピンとプラグコンタクトピンとの接合空間を気密状態にするＯリングを配置することで、接合時レセプタクルコンタクトピンとプラグコンタクトピンの接合空間を気密状態とし、確実な防塵、防触、防水対応電気コネクタを提供することが可能となる。
シールポールに摺動可能に嵌挿され外周に前記レセプタクルコンタクトピンを保持する凹部を有するコンタクトインシュレータを前記コンタクトハウジング内に配置し、前記コンタクトインシュレータをレセプタクル入口方向に付勢するハウジングばねを配置する接合時、前記レセプタクルコンタクトピンまたは前記プラグコンタクトピンのいずれかの先端部を傾斜させ他方のコンタクトピン側に押圧する部材を配置することで、レセプタクルコンタクトピンとプラグコンタクトピンを押圧接触させることが可能となる。
ハウジングガイドにキー溝を形成し、前記プラグに前記キー溝に係合ガイドされるプラグキーを形成することで、プラグをプラグコンタクトピンとレセプタクルコンタクトピン正確に接触するようにレセプタクルに嵌合することが可能となる。
ハウジングガイドにハウジングカムの突起部を係合ガイドするカムレールを形成することで、コンタクトハウジングのレセプタクル内での移動をスムーズにすることが可能となる。
コンタクトハウジングにコンタクトインシュレータに形成した段部と係合する係合部を配置し、プラグ挿入によりコンタクトハウジング及び前記コンタクトインシュレータを移動させることで、コンタクトインシュレータをハウジングばねの付勢力に抗して押し下げ、レセプタクルコンタクトピンをプラグコンタクトピンとの接合状態とすることが可能となる。

本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施形態を図により説明する。図１は、本発明の電気コネクタの一実施形態を示す図ある。

電気コネクタは、レセプタクル１とレセプタクル１に挿入し電気導通状態にするプラグ１１により構成される。レセプタクル１は、機器取り付けパネル１６に取り付けナット１７で固定される。機器取り付けパネル１６の取付部に対応するレセプタクル１外周には本体ＯリングＣが配置され機器内部を気密状態とし機器内部への塵埃、湿気等の浸入を防止する。

レセプタクル１の中央部内壁部に形成した段部からレセプタクル１の前端部まで延びるキー溝２ａを形成したリング状のハウジングガイド２が設置される。ハウジングガイド２の内径はレセプタクル後部の内径より小さくする。

レセプタクル１内部には、コンタクトハウジング３が移動可能に配置される。コンタクトハウジング３は、コンタクトハウジング前部３ａ、コンタクトハウジング中間部３ｂ、コンタクトハウジング後部３ｃとその外径が前部から後部に行くに従い大きくなる３つの部分から構成される。コンタクトハウジング後部３ｃがハウジングガイド２の後端部と係合し、コンタクトハウジング３のレセプタクル入口方向への移動が阻止される。また、コンタクトハウジング３には均一内径の貫通穴が形成されている。

コンタクトハウジング前部３ａの先端部外周には、プラグ１の接合時、プラグ内壁に押し付けられる接合空間を気密に保持するハウジングＯリングＡが設置される。また、コンタクトハウジング後部３ｃには、レセプタクル１の内壁に押し付けられるレセプタクル１の後部空間を気密に保持するハウジングＯリングＢが設置される。

コンタクトハウジング前部３ａの外周には１対のハウジングカム４が設置される。ハウジングカム４はばね状のハウジングカム突起部４ａを有し、ハウジングカム突起部４ａがハウジングガイド２の内壁部に押し付けられ、図１に示す非接合状態のコンタクトハウジング３の位置を保持する。ハウジングガイド２には、コンタクトハウジング３がプラグ１１の挿入によりレセプタクル１内で移動する際、ハウジングカム突起部４ａを収容しガイドするカムレール２ｂが形成される。

レセプタクル１の後端部に一端を固定されたシールポール７の前端に弾性軟質部材で形成されるシールブッシュ６が取り付けられる。シールブッシュ６の外径は、コンタクトハウジング３の貫通穴の内径より若干大きく、図１に示される非接合状態のコンタクトハウジング３の貫通穴の入口部を塞ぎ、レセプタクルコンタクトピン１５を収容した空間を気密状態にする。図１０（ａ）（ｂ）に示されるように、シールポール７とシールブッシュ６を別体とし、シールポール７の先端にシールブッシュ６を装着しても良いし、図１１に示されるように、シールポール７とシールブッシュ６を一体成形しても良い。

シールポール７の固定側にリング状のハウジングばね１０が嵌挿配置される。また、シールポール７には、筒状のコンタクトインシュレータ５が移動可能に嵌挿される。コンタクトインシュレータ５の外周には、複数のレセプタクルコンタクトピン１５を収容する複数の凹部５ａが形成される。コンタクトインシュレータ５の後端部はハウジングばね１０に接触しておりハウジングばね１０によりコンタクトハウジング入口方向に付勢される。ハウジングばね１０によりコンタクトハウジング入口方向に付勢されたコンタクトインシュレータ５の前端部は、非接合時にシールブッシュ６の後部に押し付けられる。

機器内の結線部１７からのレセプタクルコンタクトピン１５が、レセプタクル１の後端部のコンタクトシェル９、シェルガイド８を介して前方に伸びている、この実施形態では６本のレセプタクルコンタクトピン１５が周方向に等間隔で配置される。６本のレセプタクルコンタクトピン１５はコンタクトインシュレータ５の６つの凹部５ａに保持される。非接合状態では、レセプタクルコンタクトピン１５の先端部は、コンタクトインシュレータ５の先端部より若干下の位置に位置する。この実施形態では、コンタクトインシュレータ５の先端には傾斜部５ｃが形成される。

図１に示される非接合時のレセプタクル本体１のコンタクトハウジング３内に位置するレセプタクルコンタクトピン１５は、コンタクトハウジング３の貫通穴の入口部を気密に保持するシールブッシュ６により外気への露出が阻止され、レセプタクルコンタクトピン１５の防塵、防触、防水が達成される。

プラグ１１には、コンタクトハウジング２の外周に設置されたハウジングカム４と係合、離脱可能なプラグカム溝１１ａが形成される。プラグ１１の外周には、ハウジングガイド２に形成されたキー溝２ａと係合するプラグキー１１ｂが配置される。ケーブル結線部からのプラグコンタクトピン１４がプラグサブインシュレータ１２を介してプラグシェル１３の内壁に周方向に等間隔で配置される。プラグコンタクトピン１４は、レセプタクルコンタクトピン１５の数と同数で互いが接触可能な位置に配置される。

次に、電気コネクタのレセプタクル１とプラグ１１の嵌合動作について説明する。図２に示すように、レセプタクル１に配置されたコンタクトハウジング３の外径にプラグ１１の内径を合わせる。次に、プラグ１１を左右に回転させ、ハウジングガイド２のキー溝２ａにプラグ１１に設置したプラグキー１１ｂを合わせてプラグ１１を前進させる。

プラグ１１をさらに前進させると図３（ａ）（ｂ）に示されるように、ばね状のハウジングカム突起部４ａとプラグ１１に設けられたプラグカム溝１１ａが合う。プラグ１１をさらに前進させると、コンタクトハウジング前部外周に設置したハウジングＯリングＡがプラグ１１の内壁に接触押圧された気密状態が維持される。

プラグ１１をさらに前進させると、図４（ａ）（ｂ）に示されるように、プラグ１１に設けられたプラグカム溝１１ａの傾斜部に沿ってハウジングカム４を固定したコンタクトハウジング３が回転し、ハウジングカム突起部４ａがハウジングガイド２に形成したカムレール２ｂの位置と合致し、コンタクトハウジング３が移動する際、ハウジングカム突起部４ａはカムレール２ｂにガイドされる。

プラグ１１をさらに前進させると、図４（ｂ）に示されるように、プラグ１１の先端部が、コンタクトハウジング前部３ａとコンタクトハウジング中間部３ｂとの段差部に突きあたる。その結果、コンタクトハウジング３はプラグ１１の挿入と一緒に移動可能となる。

図５（ａ）（ｂ）に示されるように、コンタクトハウジング３には３つのコンタクトインシュレータホールド部３ｄが設置されている。また、コンタクトインシュレータ５の下部には係合段部５ｂが形成される。

プラグ１１をさらに前進させると、図６に示されるように、コンタクトインシュレータホールド部３ｄとコンタクトインシュレータ５の係合段部５ｂに突き当たる。この状態でプラグ１１を前進させると、コンタクトインシュレータ５も前進し、ハウジングばね１０を圧縮する。

図７に示されるように、コンタクトインシュレータ５がハウジングばね１０を圧縮することでコンタクトインシュレータ５の先端部に形成された傾斜部５ｃがレセプタクルコンタクトピン１５の先端をプラグコンタクトピン１４側に傾斜させ、レセプタクルコンタクトピン１５とプラグコンタクトピン１４が圧接状態とし電気導通状態とする。プラグコンタクトピン１４の先端部をレセプタクルコンタクトピン側に傾斜させてレセプタクルコンタクトピン１５とプラグコンタクトピン１４が圧接状態とし電気導通状態としても良い。

図８に示されるように、プラグキー１１ｂには嵌合凸部１１ｃが形成される。ハウジングガイド２のキー溝２ａの終端部には嵌合凹部２ｃが形成される。

図９に示されるように、プラグ１１がレセプタクル１に嵌合されるとプラグキー１１ｂ
の嵌合凸部１１ｃがハウジンガイド２のキー溝２ａに形成した嵌合凹部２ｃに嵌合し、レセプタクル１とプラグ１１が仮ロック状態となり、レセプタクルコンタクトピン１５とプラグコンタクトピン１４の圧接を継続し、電気導通状態が維持される。

次に、プラグ１１の引き抜き動作について説明する。プラグ１１を引き抜き始めると、プラグ１１のプラグカム溝１１ａにハウジングカム突起部４ａが係合したコンタクトハウジング３と、ハウジングばね１０に付勢されたコンタクトインシュレータ５がレセプタクル１の入口方向への移動を開始する。

最初にコンタクトインシュレータ５がシールブッシュ６の後側に突き当たり、コンタクトインシュレータ５が非接合時の位置に戻る。その結果、コンタクトインシュレータ５の先端の傾斜部５ｃで押し上げられていたレセプタクルコンタトピン１５の先端が水平となり、レセプタクルコンタクトピン１５とプラウコンタクトピン１４の圧接状態が解除され、非電気導通状態となる。また、ハウジングばね１０の圧縮状態も解除される。

さらにプラグ１１の引き抜き動作を続行すると、プラグ１１とコンタクトハウジング３が一緒に移動し、コンタクトハウジング３の貫通穴の内壁でシールブッシュ６を圧縮しコンタクトハウジングの内側全体を気密状態とする。

さらにプラグ１１の引き抜き動作を続行すると、コンタクトハウジング後部３ｃとコンタクトハウジング中間部３ｂとの段差部がハウジングガイド２の壁に突き当たりコンタクトハウジング３を図１に示される非接合状態の位置に戻す。そして、プラグカム溝１１ａの傾斜部で回転しカムレール２ｂに位置していたハウジングカム突起部４ａが、プラグカム溝１１ａの傾斜部で逆回転し、カムレール２ｂからはずれ、ハウジングガイド２の内壁にばね状のハウジングカム突起部４ａが押し付けられ、図１に示す非接合状態の位置にコンタクトハウジング３を係止する。さらに、プラグ１１の内壁に押し付けられていたハウジングＯリングＡの押圧状態も解除され、レセプタクル１とプラグ１１が分離される。

以上のように、本発明の防塵、防触、防水対応電気コネクタによれば、弾性軟質部材で形成されたシールブッシュ６により、非接合時、レセプタクルコンタクトピン１５を収容したコンタクトハウジング３が気密状態に保持され、非接合時のレセプタクルコンタクトピン１５の水、油、薬品、塵、埃等による影響を受けることが無い。また、接合時もハウジングＯリングＡによりレセプタクルコンタクトピン１５とプラグコンタクトピン１４との接合空間が気密状態に保持され、接合時のレセプタクルコンタクトピン１５及びプラグコンタクトピン１４の水、油、薬品、塵、埃等による影響を受けることが無い。さらに、接合時、レセプタクルコンタクトピン１５とプラグコンタクトピン１４は圧接状態で接触するため、確実な電気導通状態とすることが可能となる。

１：レセプタクル、２：ハウジングガイド、２ａ：キー溝、２ｂ：カムレール、２ｃ：嵌合凹部、３：コンタクトハウジング、３ａ：コンタクトハウジング前部、３ｂ：コンタクトハウジング中間部、３ｃ：コンタクトハウジング後部、３ｄ：コンタクトインシュレータホールド部、４：ハウジングカム、４ａ：ハウジングカム突起部、５：コンタクトインシュレータ、５ａ：凹部、５ｂ：係合段部、５ｃ：先端傾斜部、６：シールブッシュ、７：シールポール、８：シェルガイド、９：コンタクトシェル、１０：ハウジングばね、１１：プラグ、１１ａ：プラグカム溝、１１ｂ：プラグキー、１１ｃ：嵌合凸部、１２：プラグサブインシュレータ、１３：プラグシェル、１４：プラグコンタクトピン、１５：レセプタクルコンタクトピン、１６：機器取り付けパネル、１７：取り付けナット

Claims

レセプタクル（１）に配置されたレセプタクルコンタクトピン（１５）に圧接され電気導通状態とするプラグ（１１）に配置されたプラグコンタクトピン（１４）を備えた電気コネクタにおいて、
レセプタクル内に配置され前部外周にハウジングカム（４）が形成されたコンタクトハウジング（３）と、
レセプタクル内の端部に配置されコンタクトハウジングを一方の方向に付勢するハウジングばね（１０）と、
コンタクトハウジング内に配置されレセプタクル端部の結線部から伸びるレセプタクル
コンタクトピン（１５）と、
コンタクトハウジング内に配置されハウジングばねによりコンタクトハウジング入口部
方向に付勢されレセプタクルコンタクトピンを収容する凹部が形成され先端部に傾斜部（
５ｃ）を形成したコンタクトインシュレータ（５）と、
コンタクトハウジング内に配置され一端がレセプタクル端部に固定され、他端部に非
接合時コンタクトハウジングの入口部を密封する弾性軟質部材で形成されるシールブッシ
ュ（６）を配置したシールポール（７）と、
コンタクトハウジングの外周に配置されたコンタクトインシュレータホールド部（３ｄ
）と、
プラグ挿入時、コンタクトインシュレータホールド部と係合するコンタクトインシュレ
ータの下部に形成された係合段部（５ｂ）と、
プラグの先端に形成されハウジングカムと係合、離脱するプラグカム溝（１１ａ）と、
を備え、
プラグ挿入によりコンタクトハウジング及びコンタクトインシュレータをハウジング
ばねの付勢力に逆らって前進させ、コンタクトインシュレータの先端傾斜部がレセプタク
クルコンタクトピンの先端をプラグコンタクトピン側に傾斜させレセプタクルコンタクト
ピンとプラグコンタクトピンを圧接し電気導通状態とすることを特徴とする防塵、防触、
防水対応電気コネクタ。