JP5865147B2 - リング支持体、及び、電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタにおいて、ハウジングから例えばシールリングが抜け出るのを防止する支持部材に関する。

従来、水のかかるおそれのある場所に設けられる電気コネクタ（以下、単にコネクタ）には防水構造が採用されている。この防水型コネクタは、環状のシールリングと称される部材により封止部を形成することで水が浸入するのを防止する。シールリングは、通常、弾性を有するゴム、樹脂、その他の素材で作製される。
電子機器を収容するケースに取り付けられる防水型コネクタは、互いに嵌合される一対のコネクタの間を防水するのに加えて、コネクタとケースの間の防水を図るために、コネクタとケースの間にシールリングが設けられる（例えば、特許文献１，特許文献２）。

所望する防水性能を発揮するためにシールリングはコネクタのハウジングとケースの間の適切な位置に支持される必要があるのに加えて、コネクタをケースから着脱する際にシールリングが所定の位置から脱落し、あるいは位置ずれを起さないようにするために、支持部材が用いられる。

特開２００９−９８４５号公報 特開２００７−１２８７１５号公報

この支持部材は、その目的を果たすために、それ自身がコネクタのハウジングに対して位置決めされる必要がある。そこで、支持部材を係止するためのロック片をハウジングに一体的に形成しておき、支持部材がそのロック片を乗り越えることで、支持部材の位置決めが行われる。
ところが、支持部材がロック片を乗り越える動作を行なう都合から、ロック片を乗り越えた支持部材とシールリングの間にはクリアランス（ガタ）が設けられている。つまり、シールリングは、シールリングとロック片の間を変位することができる。したがって、当該コネクタが振動すると、それにともなって支持部材にガタツキが生じ、異音を発生させる。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、コネクタのハウジングに装着された状態でガタツキが抑えられる支持部材を提供することを目的とする。
また本発明は、そのような支持部材を用いることで、支持部材のガタツキによる異音の発生が抑えられる電気コネクタを提供することを目的とする。

かかる目的のもとなされた本発明のリング支持体は、電気コネクタのハウジングに装着されることで、弾性リング部材をハウジングに固定するものであり、支持体本体と、当接体とを備えている。
支持体本体は、ハウジングに装着されると弾性リング部材に臨む裏面と、裏面に対向する表面とを備える環状の部材である。
また、当接体は、支持体本体の裏面側に設けられ、ハウジングに装着されると弾性リング部材に部分的に当接されるものである。

本発明のリング支持体は、当接体が弾性リング部材に当接されるので、弾性リング部材がガタを吸収することができる。したがって、コネクタのハウジングに装着された状態で、リング支持体のガタツキが防ぐことができる。
また、当接体は弾性リング部材に部分的に当接されるものであるから、弾性リング部材に過剰な圧縮力を付与するのを避けることで、弾性リング部材と例えばシール壁の間の接触圧力が増加するのを抑えることができる。したがって、本発明のリング支持体が設けられたコネクタを、例えば電子機器のケースに装着する際の装着力が上がるのを避けることができる。

本発明における当接体は、複数の当接突起から構成される。
当接突起は、弾性リング部材に部分的に当接される面積を狭くできるのに加えて、支持体本体に一体的に形成するのが容易である。

本発明における環状の支持体本体は、表面側の外周縁がフランジ状に突き出していることが好ましい。
本発明のリング支持体が装着されたコネクタが、例えば電子機器のケースに取り付けられたときに、コネクタとケースの間の隙間をフランジ状に突き出した外周縁が覆うことで、当該隙間への水の浸入を低減し、防水性能を向上させることができる。

本発明は、以上説明したいずれかのリング支持体を備える電気コネクタを提供する。この電気コネクタは、相手側コネクタとの電気的接続を担うコンタクトと、コンタクトを保持するハウジングと、ハウジングの周囲に装着される弾性リング部材と、弾性リング部材に隣接して配置され、弾性リング部材をハウジングに固定するリング支持体と、を備える。
本発明の電気コネクタによると、リング支持体が弾性リング部材にその当接体が当接されるので、弾性リング部材がリング支持体のガタを吸収することができる。したがって、本発明の電気コネクタは、リング支持体のガタツキを抑えることができるので、異音の発生を阻止できる。

本発明の電気コネクタにおいて、相手側コネクタの相手側ハウジングがハウジングと嵌合されると、リング支持体は、弾性リング部材にその当接体が当接されるとともに、相手側ハウジングにも当接されることが好ましい。そうすることで、リング支持体を介して相手側コネクタのハウジングを弾性リング部材に接触させることができる。したがって、相手側ハウジングのガタも弾性リング部材に吸収されるので、相手側コネクタのガタツキも抑えることができる。
なお、相手側ハウジングにもリング支持体を当接させるには、リング支持体の寸法、あるいは形状を調整すればよい。

本発明の電気コネクタは、典型的には防水型コネクタに適用されるが、それに限らず、シール部材を備えるコネクタに広く適用することができる。例えば、粉塵などの固形物の進入防止を図ったコネクタ、あるいは振動抑制を図ったコネクタなど、弾性リング部材を備えるコネクタに本発明を適用できる。

本発明のリング支持体によれば、当接体が弾性リング部材に当接されるので、弾性リング部材がガタを吸収することができる。したがって、リング支持体のガタツキを防ぐことができる。
また、当接体は弾性リング部材に部分的に当接されるものであるから、弾性リング部材に過剰な圧縮力を付与するのを避けることで、弾性リング部材と例えばシール壁の間の接触圧力が増加するのを抑えることができる。したがって、本発明のリング支持体が設けられたコネクタを、例えば前述したケースに装着する際の装着力が大きくなるのを避けることができる。

第１実施形態における防水型コネクタを示す斜視図であり、（ａ）はバックアップ・プレートを離間させた状態を示し、（ｂ）はバックアップ・プレートを装着させた状態を示している。 第１実施形態における防水型コネクタを示す側面図であり、（ａ）はバックアップ・プレートを離間させた状態を示し、（ｂ）はバックアップ・プレートを装着させた状態を示している。 第１実施形態におけるバックアップ・プレートを示し、（ａ）は表面側から視た斜視図、（ｂ）は裏面側から視た斜視図である。 第１実施形態における防水型コネクタを示す斜視図であり、（ａ）はケースに装着される前を示し、（ｂ）はケースに装着された後を示し、（ｃ）は相手側コネクタを嵌合させた後を示している。 第１実施形態における防水型コネクタの断面図を示し、（ａ）はケースに装着された後を示し、（ｂ）は相手側コネクタを嵌合させた後を示している。 第２実施形態におけるバックアップ・プレートを示し、（ａ）は表面側から視た斜視図、（ｂ）は裏面側から視た斜視図である。 第２実施形態における防水型コネクタの断面図である。 第３実施形態におけるバックアップ・プレートを示し、（ａ）は表面側から視た斜視図、（ｂ）は裏面側から視た斜視図である。 第３実施形態における防水型コネクタの断面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態による電気コネクタ（以下コネクタ）２０は、図４、図５に示されるように、電子機器のケース１（一部のみ記載）に組み付けて使用される防水型のコネクタである。ケース１の内部には、図示を省略した回路基板、その他の電子機器が収容されており、コネクタ２０は、回路基板と電気的に接続されるとともに、相手側の電気コネクタ（以下、相手側コネクタ）５０と互いに嵌合される。ケース１には、コネクタ２０が配置される矩形状のコネクタ配置窓３が表裏を貫通して形成されている。コネクタ２０は、一部がケース１の内部に収容され、ケース１内に配置される回路基板と接続される。また、コネクタ２０は、他の一部がコネクタ配置窓３を貫通してケース１の外部に露出し、相手側コネクタ５０と嵌合される。コネクタ２０は、コネクタ配置窓３に望むシール壁５に密着されるシールリング３５を設けることにより、コネクタ配置窓３を介したケース１の内部への水の浸入を防ぐ。
なお、シールリング３５は、その形状を理解できるようにするために、押し潰されていない状態で示されている。第２実施形態以降も同様である。
以下、各構成部材について、図１〜図３をも参照して順に説明する。

［コネクタ２０］
コネクタ２０は、ハウジング２１と、ハウジング２１に収容される複数のオス型のコンタクト２２と、を備えている。なお、コネクタ２０において、相手側コネクタ５０と接続される側を前、その逆側で図示しない電線が引き出される側を後と定義する。

ハウジング２１は、絶縁性の樹脂からなる射出成形品であり、基部２３と、基部２３の前方側に設けられる嵌合凹部２４と、基部２３よりも後方側に位置し、コネクタ２０をケース１に固定する矩形状の固定台座３８と、を備えている。

基部２３は、矩形状の外形を有しており、嵌合凹部２４より外側に張り出して形成されている。
基部２３には、シールリング３５が配置されるシール配置部３０と、シール配置部３０よりも後方側に設けられるシール支持部３１と、シール配置部３０よりも前方側に設けられるホルダ配置部３３と、を備えている。
シール配置部３０の外周面は周方向の全域に亘って平坦面とされており、その周囲にシールリング３５が嵌合により装着される。
シール支持部３１は、シール配置部３０よりも外周に張り出して形成されている。したがって、シールリング３５をシール配置部３０に嵌合させると、シール支持部３１は後方側からシールリング３５を支持するとこで、シールリング３５の位置決めを行う。

ホルダ配置部３３には、その周囲に装着されるバックアップ・プレート６０が前方に向けて抜け出るのを阻止するためのロック溝３３ａと、バックアップ・プレート６０を位置決めするガイドレール３３ｂが設けられている。ロック溝３３ａは、ホルダ配置部３３の長手方向に間隔をあけて２箇所に設けられ、また、一対で一組をなすガイドレール３３ｂもまた、ホルダ配置部３３の長辺に間隔をあけて２箇所に設けられている。
ロック溝３３ａにバックアップ・プレート６０に設けられるロック爪６４が挿入される、また、ガイドレール３３ｂはバックアップ・プレート６０に設けられるガイド溝６５に挿入されることで、バックアップ・プレート６０はホルダ配置部３３の適切な位置に装着され、かつ抜け止めがなされる。
バックアップ・プレート６０は前方側からシールリング３５を支持することで、シールリング３５の前方側への位置ずれの防止及び抜け止めを行なう。バックアップ・プレート６０は、コネクタ２０とは別体として作製され、シールリング３５をシール支持部３１の周囲に配置した後に、所定の位置に設けられる。バックアップ・プレート６０についてのより詳しい説明は後述する。

また、嵌合凹部２４の底には、表裏を貫通する保持孔（図示せず）が形成された保持壁２５が形成されている。コンタクト２２は、保持孔に圧入されることで保持壁２５に保持される。

コネクタ２０は、ケース１の内部からコネクタ配置窓３に挿入され、固定台座３８を介してケース１にボルト（図示省略）により固定される。こうしてケース１に組み付けられると、コネクタ２０のシールリング３５の先端がケース１のシール壁５に密着されることにより、ケース１とコネクタ２０の間が封止され、ケース１内の防水性が確保される。

［バックアップ・プレート６０］
矩形の外形形状をなすバックアップ・プレート６０は、図３に示すように、ハウジング２１に装着されたときに、内側にホルダ配置部３３が配置される挿入空隙６２を有するプレート本体６１を備えている。プレート本体６１は、対向する長辺部６１ａ，６１ａと、対向する短辺部６１ｂ，６１ｂと、からなる。
プレート本体６１には、前述したロック爪６４及びガイド溝６５が形成されている。ロック爪６４及びガイド溝６５は、長辺部６１ａの内周縁６３に間隔をあけた２箇所に設けられている。ロック爪６４及びガイド溝６５は、対向する内周縁６３の各々に形成されている。
プレート本体６１には、その裏面６６に、当接突起６７が裏面６６から突出して形成されている。当接突起６７は、長辺部６１ａの２箇所と短辺部６１ｂの１箇所に設けられており、合計で６箇所に設けられている。６つの当接突起６７は、概ね均等間隔で配置されている。これらの当接突起６７は、第１実施形態におけるバックアップ・プレート６０の特徴であるが、その効果は後述する。
なお、バックアップ・プレート６０もまたハウジング２１と同様に、絶縁性の樹脂を射出成形して得られる。

［相手側コネクタ５０］
相手側コネクタ５０は、図４、図５に示されるように、コネクタ２０と接続されると嵌合凹部２４に挿入される嵌合凸部５２を備える相手側ハウジング５１と、図示を省略したコンタクトに接続される電線を集約して所定の向きに引き出す電線カバー５３と、嵌合凸部５２の周囲に装着されるシールリング５４と、を備えている。
相手側ハウジング５１と別体として作製される電線カバー５３は、例えば、相手側コネクタ５０とコネクタ２０とを嵌合する前、あるいは嵌合した後に、相手側ハウジング５１に装着される。
相手側コネクタ５０とコネクタ２０とを嵌合させると、シールリング５４が嵌合凹部２４と嵌合凸部５２の間で圧縮されることにより、相手側コネクタ５０とコネクタ２０の間の防水性能を確保する。

［シールリングの固定構造］
以下、シールリング３５がバックアップ・プレート６０によりコネクタ２０に固定される構造を説明する。
図１、図２に示すように、シール配置部３０にシールリング３５が装着されているコネクタ２０の前方側よりバックアップ・プレート６０をシールリング３５に向けて嵌合凹部２４の周囲に挿入する。バックアップ・プレート６０がホルダ配置部３３に達すると、バックアップ・プレート６０のガイド溝６５にホルダ配置部３３のガイドレール３３ｂが挿入されることで、バックアップ・プレート６０がホルダ配置部３３に対して位置決めされる。バックアップ・プレート６０をさらに押込む。そうすると、バックアップ・プレート６０のロック爪６４がホルダ配置部３３のロック溝３３ａに挿入されることで、バックアップ・プレート６０は前方に向けて抜け出ないようにロックされる。

ロックされたバックアップ・プレート６０は、その裏面６６に設けられる当接突起６７がシールリング３５をシール支持部３１に接触する。
バックアップ・プレート６０は、当接突起６７を介してシールリング３５からの弾性反力を前方に向けて受けるが、上述のようにロックされていることにより後方に向けて反力を受けることになる。こうして、バックアップ・プレート６０は、前方に向けて受ける反力と後方に向けて受ける反力とが釣り合った位置に固定される。また、シールリング３５とバックアップ・プレート６０の間に生じていたクリアランスがシールリング３５の弾性により吸収される結果、バックアップ・プレート６０のガタツキが抑えられる。

バックアップ・プレート６０の裏面６６に当接突起６７を設けなくても、裏面６６の全体でシールリング３５を押し付けることもできる。しかし、そうすると、シールリング３５を圧縮する力が大きくなるのに伴って、コネクタ２０をケース１に組み付ける際のシールリング３５とケース１のシール壁５との接触圧力が大きくなるので、組み付け作業の際のコネクタ２０の装着力を不必要に大きくするおそれがある。これに対して本実施形態のように、当接突起６７によりシールリング３５を部分的に接触する場合には、シールリング３５に対する当該圧縮による影響は、当接突起６７が当接する部分及びその周囲に限られるので、シールリング３５とシール壁５との接触圧力が大きくなるおそれはない。つまり、本実施形態は、シールリング３５をバックアップ・プレート６０により圧縮するが、シールリング３５とシール壁５との接触圧力に影響を与えないか、与えたとしても無視できる程度である。

［コネクタ組立体の組み付け手順］
次に、コネクタ２０をケース１に装着してから相手側コネクタ５０と嵌合するまでの手順を、図４、図５を参照しながら説明する。
バックアップ・プレート６０が既に装着されているコネクタ２０は、ケース１の裏側からコネクタ配置窓３に向けて挿入される（図４（ｂ））。シールリング３５はバックアップ・プレート６０により圧縮されるが、当接突起６７により部分的に接触されているのみであるから、コネクタ２０をコネクタ配置窓３に挿入する際の装着力はバックアップ・プレート６０による圧縮がなされていない場合と同程度で済む。一方、シールリング３５は、シール壁５に密着されるので、コネクタ２０とケース１の間の防水性が確保される（図５（ａ））。
コネクタ２０をコネクタ配置窓３の所定位置まで挿入し終えたならば、図示を省略したボルトによりコネクタ２０をケース１に固定する（図４（ｂ））。

ケース１にコネクタ２０を装着した後に、コネクタ２０に相手側コネクタ５０を嵌合する。そうすると、相手側ハウジング５１の嵌合凸部５２に装着されているシールリング５４が、コネクタ２０の嵌合凹部２４と相手側ハウシング５１の嵌合凸部５２の間で圧縮されることにより、相手側コネクタ５０とコネクタ２０の間の防水性能を確保する。

以上説明したように、本実施形態によるコネクタ２０は、バックアップ・プレート６０は当接突起６７を介してシールリング３５に接触する構成としたので、バックアップ・プレート６０のガタをシールリング３５の弾性により吸収し、バックアップ・プレート６０のガタツキを抑えることができる。
しかも、当接突起６７を介してシールリング３５を部分的に接触する構成としたので、シールリング３５とシール壁５との接触圧力を増加させることがないので、コネクタ２０のケース１への装着力を必要以上に大きくすることがない。よって、本実施形態のコネクタは、ケース１への組み付け作業性を害することがない。

本実施形態における当接突起６７は、以上説明したように、シールリング３５にガタを吸収させる機能を備えていれば足りるので、必要最小限の大きさを備えていればよい。例えば、長さ（突出高さ）についていえば、あまり長くしてしまうとシールリング３５を圧縮する力が大きくなりすぎて、装着力を大きくしないように配慮することが好ましい。一方で、長さが短すぎると、バックアップ・プレート６０の裏面６６がシールリング３５に接触するおそれがあるが、それを避けることが好ましい。シールリング３５に接触する面積についても同様であり、過剰にシールリング３５を押しつぶさないように配慮する。なお、シールリング３５を傷付けたりしないように、接触する先端を円弧面にすることが好ましい。
また、本実施形態では６つの当接突起６７をほぼ均等間隔で配置したが、これは好ましい形態であって、本発明を限定するものでない。例えば、対向する長辺部６１ａ，６１ａの各々に１つずつの当接突起６７を設けることでも、本発明の目的を果たすことができる。

［第２実施形態］
図６、図７を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態によるバックアップ・プレート１６０は、その表面６８側の外周縁６９がフランジ状に突き出されている。バックアップ・プレート１６０をコネクタ２０に装着すると、フランジ状の外周縁６９は、ケース１のコネクタ配置窓３の周囲を覆い、ケース１とコネクタ２０の間の隙間が外周縁により隠される。
コネクタ２０の周囲に、例えば高圧水が供給される場合、外周縁６９がケース１とコネクタ２０の隙間を隠しているので、高圧水が当該隙間に入る可能性が低くなる。また、仮に当該隙間に高圧水が入ったとしても量は少ないから、シールリング５４によりそれ以上の浸入を容易に阻止することができる。
第２実施形態では、フランジ状の外周縁６９がケース１のコネクタ配置窓３の周囲の全周を覆っているが、これは本発明において最も好ましい形態であり、部分的にフランジ状の外周縁６９を設けることを本発明は許容する。
なお、図６、図７において、バックアップ・プレート１６０を除けば、第１実施形態と同じ構成を備えているので、第１実施形態と同じ符号を付することで、その説明を省略する。

［第３実施形態］
図８、図９を参照して本発明の第３実施形態を説明する。
第３実施形態によるバックアップ・プレート２６０は、構成自体は第１実施形態のバックアップ・プレート６０と同じであるが、その厚さを増している。バックアップ・プレート２６０をコネクタ２０に装着し、さらに相手側コネクタ５０をコネクタ２０と嵌合すると、バックアップ・プレート２６０は裏面６６側は当接突起６７を介してシールリング３５に当接するとともに、その表面６８側が相手側ハウジング５１に当接する。つまり、相手側ハウジング５１はバックアップ・プレート２６０を介してシールリング３５に接触する。このように、相手側ハウジング５１もバックアップ・プレート２６０と同様、シールリング３５によりガタが吸収されるので、第３実施形態によれば、相手側コネクタ５０のガタツキを抑えることができる。
なお、図８、図９において、バックアップ・プレート２６０を除けば、第１実施形態と同じ構成を備えているので、第１実施形態と同じ符号を付することで、その説明を省略する。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、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することが可能である。
例えば、コネクタ２０及び相手側コネクタ５０の具体的な形態は、あくまで一例であり、ハウジング２１の形状、サイズ、コンタクト２２の形状、サイズ及び数量などを適宜変更できる。
また、当接体の例として円柱状の当接突起６７を示したが、本発明の目的を達成できるのであればこの形状に限らず、例えば角柱状、突条、その他の形状の当接体を本発明は採用できる。

１ ケース
３ コネクタ配置窓
５ シール壁
２０ コネクタ
２１ ハウジング
２２ コンタクト
２３ 基部
２４ 嵌合凹部
２５ 保持壁
３０ シール配置部
３１ シール支持部
３３ ホルダ配置部
３３ａ ロック溝
３３ｂ ガイドレール
３５，５４ シールリング
３８ 固定台座
５０ 相手側コネクタ
５１ 相手側ハウジング
５２ 嵌合凸部
５３ 電線カバー
６１，１６０，２６０ プレート本体
６１ａ 長辺部
６１ｂ 短辺部
６２ 挿入空隙
６３ 内周縁
６４ ロック爪
６５ ガイド溝
６６ 裏面
６７ 当接突起
６８ 表面
６９ 外周縁

Claims (5)

1. 電気コネクタのハウジングに装着されることで、弾性リング部材を前記ハウジングに固定するリング支持体であって、
   前記リング支持体は、
   前記ハウジングに装着されると前記弾性リング部材に臨む裏面と、前記裏面に対向する表面とを備える環状の支持体本体と、
   前記支持体本体の前記裏面側に設けられ、前記ハウジングに装着されると前記弾性リング部材に部分的に当接する当接体と、を備え、
   前記当接体は、複数の当接突起からなる、
   ことを特徴とするリング支持体。
2. 環状の前記支持体本体は、
   前記表面側の外周縁がフランジ状に突き出している、
   請求項１に記載のリング支持体。
3. 相手側コネクタとの電気的接続を担うコンタクトと、
   前記コンタクトを保持するハウジングと、
   前記ハウジングの周囲に装着される弾性リング部材と、
   前記弾性リング部材に隣接して配置され、前記弾性リング部材を前記ハウジングに固定するリング支持体と、を備え、
   前記リング支持体は、
   請求項１又は請求項２に記載のリング支持体である、
   ことを特徴とする電気コネクタ。
4. 相手側コネクタの相手側ハウジングが前記ハウジングと嵌合されると、
   前記リング支持体は、
   前記弾性リング部材に前記当接体が当接されるとともに、
   前記相手側ハウジングにも当接される、
   請求項３に記載の電気コネクタ。
5. 前記電気コネクタは防水型であり、
   前記弾性リング部材は、シールリングを構成する、
   請求項３又は４に記載の電気コネクタ。

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