JP5831813B2

JP5831813B2 - コネクタ嵌合用ボルト及びコネクタ

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Publication number: JP5831813B2
Application number: JP2012077788A
Authority: JP
Inventors: 孝広芝田
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: US9048572B2; JP2013206860A; EP2644910A1; US20130260600A1; EP2644910B1

Description

本発明は、コネクタ嵌合用ボルト及びそのボルトで嵌合されるコネクタに関する。

特許文献１には、コネクタ嵌合用ボルト及びそのボルトで嵌合されるコネクタが開示されている。ボルトは、軸方向に長い軸部を備えている。軸部の軸方向一端部には頭部が設けられ、軸部の軸方向他端部にはねじ部が設けられている。そして、ボルトは、第１コネクタに装着される。ボルトが第１コネクタに装着された状態で、第１、第２コネクタが浅く嵌合され、頭部に回転力が付与されることにより、ねじ部が第２コネクタに装着されたナットに螺合される。ねじ部がナットにねじ込まれるにしたがい第２コネクタが第１コネクタ側に引き寄せられ、もって第１、第２コネクタが正規嵌合状態に至らされる。そして、正規嵌合時には、ボルトの頭部側の部分と第１コネクタとの間にシール部が弾性的に挟持され、これによってボルトと第１コネクタとの間が液密にシールされる。

特開２００２−１８４５１６号公報

ところで、ボルトと第１コネクタとの間のシールをとる方法として、上記とは異なり、軸部にシール溝を設け、シール溝にＯリング等のシール部材を嵌着させた状態で、第１コネクタにボルトを装着するというやり方も可能である。この場合、シール溝の溝面が損傷すると、シール部材によるシール性が損なわれるという事情がある。このため、シール溝の溝面の面精度を厳密に管理しなければならない。しかし、メッキ工程や搬送途上において、ボルト同士が互いに絡み合うと、他のボルトの軸部先端等がシール溝内に進入して溝面に接触し、シール溝の溝面が傷付けられるおそれがある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ボルトのシール溝の溝面が損傷するのを防止してシール性能を維持することを目的とする。

本発明は、第１コネクタに装着され、軸方向一端部の頭部に回転力を付与することにより、軸方向他端部のねじ部が軸周りに回転して相手側の第２コネクタにねじ込まれ、前記ねじ部のねじ込みによって前記第２コネクタを前記第１コネクタ側に引き寄せて嵌合を進めるコネクタ嵌合用ボルトであって、前記頭部の軸方向他端寄りに隣接して径方向外側に張り出す形態とされ、正規嵌合時に前記第１コネクタに当接してそれ以上の締め付けを規制するフランジ部と、前記フランジ部の軸方向他端寄りに位置して径方向内側に凹む形態とされ、過度の締め付けトルクが加わった場合破断される段差凹部と、軸方向に関して前記段差凹部と前記ねじ部との間に位置して径方向内側に凹む形態とされ、嵌合前に前記第１コネクタに当接して前記第１コネクタからの抜け出しを規制する止め輪が嵌着される止め溝と、軸方向に関して前記段差凹部と前記フランジ部との間に位置して径方向内側に凹む形態とされ、正規嵌合時に前記第１コネクタに液密に密着するシール部材が嵌着されるシール溝とを備えている。

ボルト同士が互いに絡み合う状況下において、軸方向一端側から他のボルトがシール溝内に進入しようとしても、該ボルトの先端がフランジ部に干渉することによってシール溝内への進入動作が規制され、さらに、軸方向他端側から他のボルトがシール溝内に進入しようとしても、該ボルトの先端が段差凹部に干渉することによってシール溝内への進入動作が規制される。したがって、ボルト同士が絡み合っても、シール溝の溝面が損傷するのが防止される。その結果、所定のシール性能を維持することができる。

本発明の実施形態１に係るボルトの側面図である。他のボルトの軸部先端が段差凹部内に干渉する状態をあらわす側面図である。他のボルトの軸部先端がフランジ部に干渉する状態をあらわす側面図である。他のボルトのフランジ部がシール溝の溝面に接触しない状態をあらわす側面図である。さらに他のボルトが傾いた状態をあらわす側面図である。他のボルトの軸部先端がシール溝の溝面に接触しない状態をあらわす側面図である。第１、第２コネクタが正規嵌合された状態をあらわす断面図である。第１、第２コネクタが分離された状態をあらわす断面図である。第１コネクタの背面図である。

＜実施例＞
本発明は次のように構成され得る。
フランジ部の厚みがシール溝の溝幅よりも大きい。こうすると、ボルト同士が絡み合ったときに、他のボルトのフランジ部がシール溝の溝面に接触するのが防止される。その結果、シール溝の溝面が損傷するのがより確実に防止される。

段差凹部の軸方向他端寄りに連続して径方向内側に凹む形態とされ、段差凹部の破断後に治具が当接する副凹部を有する。ボルト同士が絡み合ったときに、軸方向他端側から進入しようとする他のボルトの先端が副凹部内に入り込むと、段差凹部に誘導されるため、シール溝の溝面が損傷するのがより確実に防止される。

上記ボルトにより嵌合されるコネクタであって、第１コネクタには、ボルトが貫通するボルト貫通孔を有する筒部が設けられ、ボルトは、ボルト貫通孔を貫通した状態で嵌合前の初期位置から嵌合後の嵌合位置へと軸方向に移動可能とされ、初期位置では、シール溝に嵌着されたシール部材が筒部の軸方向一端側の開口縁から露出するとともに、止め部が筒部の軸方向他端側の開口縁に当接し、嵌合位置では、シール部材が筒部の内周面に密着するとともに、フランジ部が筒部の軸方向一端側の開口縁に当接する。これによれば、嵌合前にシール部材の状態を目視により確認することができるため、損傷状態のシール部材を未然に取り変えることができる。また、嵌合前はシール部材を非圧縮状態に保つことができるため、シール性能を良好に発揮させることができる。さらに、ボルトが初期位置と嵌合位置とで保持されるため、取り扱い性に優れる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図９によって説明する。
図７及び図８に示すように、コネクタは、互いに嵌合可能な第１、第２コネクタ４０、６０からなる。第１コネクタ４０にはボルト１０が装着され、第２コネクタ６０にはナット９０が装着されている。ボルト１０がナット９０にねじ込まれることにより、第１、第２コネクタ４０、６０が互いに嵌合されるようになっている。なお、以下の説明において前後方向については、第１、第２コネクタ４０、６０の相互の嵌合面側を前方とする。

第２コネクタ６０は、図８に示すように、扁平ブロック状の第２ハウジング部６１と、第２ハウジング部６１の前端周縁から前方へ突出する筒状のフード部６２とを有している。第２ハウジング部６１の略中心部にはナット装着孔６３が設けられている。ナット装着孔６３内にはナット９０が挿入され、挿入されたナット９０はストッパ７０で抜け止めされる。そして、ナット９０は、前後方向（軸方向）に延びて前面に開口するボルト受け部９１を有している。ボルト受け部９１の内周面にはねじ受け部９２が螺刻されている。

第２ハウジング部６１におけるナット装着孔６３の周囲には、複数の第２キャビティ６４が前後方向に延出して形成されている。各第２キャビティ６４内には後方から雄端子金具６５が挿入される。雄端子金具６５は、前方にタブ６６を突成させた形態とされ、かつ、電線１００に電気的に接続されるとともに、電線１００の端末部に嵌着されたゴム栓１５０に圧着されている。ゴム栓１５０は、雄端子金具６５とともに第２キャビティ６４内に挿入され、第２キャビティ６４の内周面に密着することで第２ハウジング部６１内を液密にシールする役割をはたす。また、第２キャビティ６４内に雄端子金具６５が正規挿入されると、タブ６６がフード部６２内に突出して配置されるようになっている。

フード部６２内には、第１、第２コネクタ４０、６０の嵌合過程で後退するムービングプレート７５が組み付けられている。第１、第２コネクタ４０、６０の嵌合前は、図８に示すように、タブ６６の先端周りがムービングプレート７５の前壁７６によって包囲され、これによってタブ６６の先端部に異物が干渉するのが回避できるようになっている。なお、第２ハウジング部６１及びフード部６２は合成樹脂製であり、雄端子金具６５及びナット９０は金属製である。

第１コネクタ４０は、図８に示すように、扁平ブロック状の第１ハウジング部４１と、第１ハウジング部４１の周りを包囲する筒状の嵌合筒部４２とを有している。第１、第２コネクタ４０、６０の正規嵌合時には、図７に示すように、第１ハウジング部４１と嵌合筒部４２との間にフード部６２が進入するようになっている。第１ハウジング部４１の略中心部には、前後方向にほぼ沿ったボルト貫通孔４３を有する筒部４４が設けられている。筒部４４内には、ボルト貫通孔４３が形成されている。ボルト貫通孔４３内には、ボルト１０が貫通して装着される。

第１ハウジング部４１における筒部４４の周囲には、図９に示すように、複数の第１キャビティ４７が前後方向に延出して形成されている。図８に示すように、各第１キャビティ４７内には後方から雌端子金具４５が挿入される。雌端子金具４５は、タブ６６を受容してタブ６６に接続可能な箱部４６を有し、かつ、電線２００に電気的に接続されるとともに、電線２００の端末部に嵌着されたゴム栓２５０に圧着されている。ゴム栓２５０が雌端子金具４５とともに第１キャビティ４７内に挿入されて第１キャビティ４７の内周面に密着することにより、第１ハウジング部４１内が液密にシールされるようになっている。また、第１ハウジング部４１の外周面には、シールリング５０が嵌着されている。図７に示すように、第１、第２コネクタ４０、６０が正規嵌合されると、フード部６２と第１ハウジング部４１との間にシールリング５０が弾性的に挟持され、これによって第１、第２コネクタ４０、６０間が液密にシールされるようになっている。なお、第１ハウジング部４１及び嵌合筒部４２は合成樹脂製であり、雌端子間具及びボルト１０は金属製である。

続いてボルト１０について説明すると、ボルト１０は、図１に示すように、前後方向に細長く延びる軸部１１を有している。軸部１１の後端部（軸方向一端部）には、径方向外側に張り出す背面視六角形の頭部１２が設けられている。また、軸部１１の前端部（軸方向他端部）には、ボルト受け部９１に螺合可能なねじ部１３が設けられている。そして、軸部１１における頭部１２とねじ部１３との間には、フランジ部１４、シール溝１５、段差凹部１６、副凹部１７、止め溝１８、ガイド部２１及びフラット部２２が前後方向に並んで配置されている。これらフランジ部１４、シール溝１５、段差凹部１６、副凹部１７、止め溝１８、ガイド部２１及びフラット部２２は、いずれも軸部１１におけるねじ部１３よりも太径とされた胴部１９に設けられている。

フランジ部１４は、径方向外側に全周に亘って張り出す形態とされ、頭部１２の前端に隣接して配置されている。フランジ部１４の前面は、第１、第２コネクタ４０、６０の正規嵌合時に筒部４４の後端開口縁に当て止めされる座面２３とされている。

シール溝１５は、胴部１９の外周面に全周に亘って凹み形成され、フランジ部１４の直前方に配置されている。実施形態１の場合、シール溝１５は、前後方向に少しの間隔をあけて２条並んで配置されている。シール溝１５の溝幅は、フランジ部１４の厚み（前後厚）よりも小さくされている。そして、シール溝１５の内部には、図８に示すように、円環状のシール部材３０が嵌着される。シール部材３０はシリコンゴム等のゴム製であって、シール溝１５の内部に嵌着された状態で、シール溝１５の内部に密嵌されるとともに、シール溝１５から外側に膨出して配置される。

段差凹部１６は、胴部１９の外周面に全周に亘って凹み形成され、シール溝１５の前方に配置されている。図１に示すように、段差凹部１６の底面の直径はねじ部１３の直径よりも小さくされ、段差凹部１６はボルト１０の中で最小径の部分となっている。軸部１１に過剰な締め付けトルクが付与されると、段差凹部１６が破断されて、ボルト１０が段差凹部１６を境に分離されるようになっている。

副凹部１７は、胴部１９の外周面の上下両部に凹み形成され、段差凹部１６の前端に段付き状に連続して配置されている。副凹部１７の深さは、段差凹部１６の深さよりも浅く、シール溝１５の深さよりも深くされている。また、副凹部１７の溝幅は、段差凹部１６の溝幅よりも大きくされている。そして、副凹部１７は、径方向で対をなす平面部２４を有している。段差凹部１６の破断後、両平面部２４に図示しない治具を当接させて回転操作することにより、ボルト１０の取り外しが可能となっている。なお、副凹部１７は、ボルト１０全体の前後方向略中央部に設置されている。

止め溝１８は、胴部１９の外周面に全周に亘って凹み形成され、副凹部１７の前方に配置されている。止め溝１８の深さは、シール溝１５の深さよりも浅くされている。そして、図８に示すように、止め溝１８内には、Ｃ環状の止め輪８０が嵌着される。止め輪８０は、金属製であって、止め溝１８内に嵌着された状態で、止め溝１８に引っ掛け係止されるとともに、止め溝１８から外側に突出して配置される。

ガイド部２１は、図１に示すように、胴部１９の外周面において前方へ向けてテーパ状に縮径して形成され、止め溝１８の前方に配置されている。止め輪８０の装着過程では、止め輪８０がガイド部２１を摺動して弾性的に拡径され、止め輪８０が正規に装着されるのに伴い、止め輪８０が復帰方向に変位して止め溝１８内に係止されるようになっている。

フラット部２２は、ガイド部２１の前端から胴部１９の前端にかけて前後方向にほぼ同一径で連なる形態とされている。フラット部２２の前端、止め溝１８の前後両端、副凹部１７の前端、段差凹部１６の前後両端、両シール溝１５の前後両端及びフランジ部１４の前後両端には、径方向の段差が形成されている。

なお、ボルト１０は、図８から図７にかけて示すように、第１コネクタ４０に対して嵌合前の初期位置と嵌合後の嵌合位置とに前後方向に移動可能とされ、かつ初期位置と嵌合位置とに移動規制状態に保持可能とされている。

以上が実施形態１に係るボルト１０及びコネクタの構造であり、続いて、その作用を説明する。
メッキ時又は輸送時には、多数のボルト１０が集合するため、ボルト１０同士が互いに絡み合い、シール溝１５の溝面が他のボルト１０Ａによって傷付けられる可能性がある。しかるに実施形態１によれば、上記ボルト１０の構造によってシール溝１５の損傷を回避可能となっている。

例えば、図６に示すように、ボルト１０に対して他のボルト１０Ａが反対方向を向き、かつ傾斜姿勢をとって干渉しても、他のボルト１０Ａの軸部先端１１Ａがボルト１０のシール溝１５の溝面に接触しないように、シール溝１５の溝幅及び深さが設定されている。

また、例えば、図４及び図５に示すように、ボルト１０に対して他のボルト１０Ａが同じ方向を向き、かつ水平姿勢又は傾斜姿勢をとって干渉しても、他のボルト１０Ａのフランジ部１４がボルト１０のシール溝１５の溝面に接触しないように、フランジ部１４の厚みやシール溝１５の溝幅及び深さが設定されている。

また、例えば、図３に示すように、ボルト１０に対して他のボルト１０Ａが同じ側を向き、かつ傾斜姿勢をとりつつ後方から進入してきても、他のボルト１０Ａの軸部先端１１Ａがボルト１０のフランジ部１４の後端に干渉することにより、他のボルト１０Ａのそれ以上の前進が規制される。このため、他のボルト１０Ａの軸部先端１１Ａがシール溝１５の内部に進入するのが防止される。

また、例えば、図２に示すように、ボルト１０に対して他のボルト１０Ａが反対方向を向き、かつ傾斜姿勢をとりつつ前方から進入してきても、他のボルト１０Ａの軸部先端１１Ａが段差凹部１６の後端に干渉することにより、他のボルト１０Ａのそれ以上の後退が規制される。このため、他のボルト１０Ａの軸部先端１１Ａがシール溝１５の内部に進入するのが防止される。

なお、実施形態１の場合は、副凹部１７から段差凹部１６にかけて階段状に落ちていることにより、他のボルト１０Ａの軸部先端１１Ａが副凹部１７の溝底を摺動したあと段差凹部１６に導かれる。また、前方から進入する他のボルト１０Ａの軸部先端１１Ａが止め溝１８の後端に引っ掛け係止されることによっても、他のボルト１０Ａのそれ以上の後退が規制される。したがって、他のボルト１０Ａがシール溝１５の内部に進入するのがより確実に防止される。

その後、ボルト１０のシール溝１５の内部にシール部材３０が嵌着され、その状態でボルト１０が第１コネクタ４０の筒部４４内に後方から挿入される。図８に示すように、ボルト１０がボルト貫通孔４３を貫通して初期位置に至ると、前側のシール溝１５の内部に嵌着されたシール部材３０が筒部４４の後端開口縁に当接して、ボルト１０のそれ以上の挿入動作が規制される。また、止め溝１８内に嵌着された止め輪８０が筒部４４の前端開口縁に当接して、ボルト１０が後方へ抜け止めされる。これにより、ボルト１０が初期位置に移動規制状態に保持される。このとき、両シール溝１５の内部に嵌着されたシール部材３０は筒部４４の後端開口縁より外側に露出しており、作業者が両シール部材３０の状態を目視により確認することが可能となっている。

続いて、第１コネクタ４０が第２コネクタ６０と正対され、その状態から第１、第２コネクタ４０、６０が互いに嵌合される。嵌合開始時に、ボルト１０の軸部先端１１Ａがナット９０のボルト受け部９１内に挿入される。その状態で、ボルト１０の頭部１２に図示しない治具があてがわれて回転操作される。すると、軸部１１が軸周りに回転され、ねじ部１３がねじ受け部９２に螺合して、ボルト１０がナット９０にねじ込まれる。ボルト１０のねじ込みに伴い、第１、第２コネクタ４０、６０の相互の嵌合動作が進行する。図７に示すように、第１、第２コネクタ４０、６０が互いに正規嵌合されると、雌雄両端子金具４５、６５が互いに正規接続される。また、第１、第２コネクタ４０、６０が互いに正規嵌合された状態では、フランジ部１４が筒部４４の後端開口縁に当接してボルト１０のそれ以上の螺進が阻止される。さらに、正規嵌合時には、両シール部材３０が筒部４４内に収容されて筒部４４の内周面に弾性的に密着される。これにより、筒部４４内が液密にシールされ、外部から第１、第２コネクタ４０、６０の嵌合領域間に水が浸入するのが防止される。

以上説明したように、本実施形態によれば、ボルト１０同士が互いに絡み合う状況下において、後方から他のボルト１０Ａがシール溝１５の内部に進入しようとしても、該ボルト１０の軸部先端１１Ａがフランジ部１４に干渉することによってシール溝１５の内部への進入動作が規制され、さらに、前方から他のボルト１０Ａがシール溝１５の内部に進入しようとしても、該ボルト１０の軸部先端１１Ａが段差凹部１６に干渉することによってシール溝１５の内部への進入動作が規制される。したがって、ボルト１０同士が絡み合っても、シール溝１５の溝面が損傷するのが防止される。その結果、所定のシール性能を維持することができる。

また、フランジ部１４の厚みがシール溝１５の溝幅よりも大きいことから、ボルト１０同士が絡み合ったときに、他のボルト１０Ａのフランジ部１４がシール溝１５の溝面に接触するのが防止され、結果、シール溝１５の溝面が損傷するのがより確実に防止される。

また、軸部１１には段差凹部１６の破断後に治具が当接する副凹部１７が段差凹部１６に連続して凹み形成されているため、ボルト１０同士が絡み合ったときに、前方から進入しようとする他のボルト１０Ａの軸部先端１１Ａが副凹部１７から段差凹部１６に誘導され、シール溝１５の内部により進入し難くなる。

さらに、ボルト１０が初期位置に保持された状態では、両シール部材３０が筒部４４の後端開口縁から露出するため、嵌合前にシール部材３０の状態を目視により確認することができ、結果、損傷状態のシール部材３０を未然に取り変えることができる。また、嵌合前はシール部材３０を非圧縮状態に保つことができるため、嵌合後にシール性能を良好に発揮させることができる。さらに、ボルト１０が初期位置と嵌合位置とで保持されるため、取り扱い性に優れる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）軸部の外周面にシール溝が１つだけ形成され、この１つのシール溝内にシール部材が嵌着される構成であってもよい。
（２）頭部とフランジ部とは互いに離間して配置されていてもよい。
（３）ボルトは、背面視四角形の頭部を有する四角ボルトであってもよい。

１０…ボルト
１０Ａ…他のボルト
１１…軸部
１２…頭部
１３…ねじ部
１４…フランジ部
１５…シール溝
１６…段差凹部
１７…副凹部
１８…止め溝
３０…シール部材
４０…第１コネクタ
４３…ボルト貫通孔
４４…筒部
６０…第２コネクタ
８０…止め輪
９０…ナット

Claims

第１コネクタに装着され、軸方向一端部の頭部に回転力を付与することにより、軸方向他端部のねじ部が軸周りに回転して相手側の第２コネクタにねじ込まれ、前記ねじ部のねじ込みによって前記第２コネクタを前記第１コネクタ側に引き寄せて嵌合を進めるコネクタ嵌合用ボルトであって、
前記頭部の軸方向他端寄りに隣接して径方向外側に張り出す形態とされ、正規嵌合時に前記第１コネクタに当接してそれ以上の締め付けを規制するフランジ部と、
前記フランジ部の軸方向他端寄りに位置して径方向内側に凹む形態とされ、過度の締め付けトルクが加わった場合破断される段差凹部と、
軸方向に関して前記段差凹部と前記ねじ部との間に位置して径方向内側に凹む形態とされ、嵌合前に前記第１コネクタに当接して前記第１コネクタからの抜け出しを規制する止め輪が嵌着される止め溝と、
軸方向に関して前記段差凹部と前記フランジ部との間に位置して径方向内側に凹む形態とされ、正規嵌合時に前記第１コネクタに液密に密着するシール部材が嵌着されるシール溝とを備えていることを特徴とするコネクタ嵌合用ボルト。
前記フランジ部の厚みが前記シール溝の溝幅よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のコネクタ嵌合用ボルト。
前記段差凹部の軸方向他端寄りに連続して径方向内側に凹む形態とされ、前記段差凹部の破断後に治具が当接する副凹部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のコネクタ嵌合用ボルト。
請求項１ないし３のいずれか１項記載のボルトにより嵌合されるコネクタであって、
前記第１コネクタには、ボルトが貫通するボルト貫通孔を有する筒部が設けられ、前記ボルトは、前記ボルト貫通孔を貫通した状態で嵌合前の初期位置から嵌合後の嵌合位置へと軸方向に移動可能とされ、
前記初期位置では、前記シール溝に嵌着された前記シール部材が前記筒部の軸方向一端側の開口縁から露出するとともに、前記止め部が前記筒部の軸方向他端側の開口縁に当接し、
前記嵌合位置では、前記シール部材が前記筒部の内周面に密着するとともに、前記フランジ部が前記筒部の軸方向一端側の開口縁に当接することを特徴とするコネクタ。