JP6254410B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタに係り、特に、アウタハウジングとインナハウジングとの間にパッキンを設けることでアウタハウジングとインナハウジングとの間をシールするものに関する。

従来、図１１、図１２で示すようなコネクタ（ハーネス側コネクタ）３０１が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

ハーネス側コネクタ３０１は、機器への固定に使用される固定部３０２が一体に形成された端子結合部３０３と、機器防水部３０５とに分割されている。

そして、コネクタ３０１の嵌合時には、機器側コネクタ（相手側コネクタ）３０７の間口位置に合わせて端子結合部３０３が位置決めされ、機器筐体３０９の貫通孔３１１に対して、機器防水部３０５が独立して位置決めされるようになっている。これによって、端子の接続の信頼性と防水性能とを両立させている。

特開２０１３−１３１４７４号公報

ところで、上記従来のコネクタ３０１では、固定部３０２が端子結合部３０３と一体で形成されているので、機器側コネクタ３０７のＺ方向の取り付け位置がプラス方向にずれてしまうと、図１０で示すように、固定部３０２と機器筐体３０９との間に隙間３１３が形成されてしまう。

隙間３１３が、ボルト（固定部３０２を用いてハーネス側コネクタ３０１を機器筐体３０９に設置するためのボルト）の締め込み不足に起因して形成されたものなのか、もしくは、ハーネス側コネクタ３０１の位置ずれに起因して形成されたものか、区別がつかない。

これにより、嵌合保証（ハーネス側コネクタ３０１と機器側コネクタ３０７との嵌合保証）をすることができないという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、筐体に設置されている相手側コネクタに嵌合させるコネクタにおいて、防水性と嵌合保証を得ることができるものを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、筐体に設置されるアウタハウジングと、前記筐体に設置されている相手側コネクタの端子に接続される端子が設けられており、前記端子が前記相手側コネクタの端子に接続されるインナハウジングと、前記アウタハウジングと前記インナハウジングとの間に設けられ、前記アウタハウジングに対する前記インナハウジングの位置が目標値に対して所定の量だけ三次元空間の３方向で位置ずれをした場合でも、前記アウタハウジングと前記インナハウジングとの間のシール性を確保する第１のパッキンとを有し、前記アウタハウジングは、筒状に形成されている本体部を備えて構成されており、筒状に形成されている前記アウタハウジングの本体部の貫通孔の周囲であって前記アウタハウジングの本体部の先端には、前記第１のパッキンが設置されている環状の凹部が設けられており、前記アウタハウジングの本体部の環状の凹部に設けられている前記第１のパッキンの一部が、前記アウタハウジングの本体部の先端から環状になって僅かに突出しており、前記インナハウジングは、鍔部とこの鍔部から突出している本体部とを備えて構成されており、前記インナハウジングが前記アウタハウジングに設置された状態では、前記インナハウジングの本体部の一端部が前記アウタハウジングの本体部の貫通孔に入り込んでおり、前記インナハウジングの鍔部が、前記アウタハウジングの本体部の環状の凹部に設けられている前記第１のパッキンに接しており、前記アウタハウジングの本体部の貫通孔への前記インナハウジングの本体部の挿入方向で、前記第１のパッキンが前記アウタハウジングの本体部の凹部の底面と前記インナハウジングの鍔部とで挟まれているコネクタである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコネクタにおいて、前記アウタハウジングと前記インナハウジングとの間のシール性の確保は、前記第１のパッキンが弾性変形することによってなされるように構成されているコネクタである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のコネクタにおいて、前記相手側コネクタは、前記筐体内に設置されており、前記筐体には、貫通孔が設けられており、前記アウタハウジングにも、貫通孔が設けられており、前記アウタハウジングは、この貫通孔が前記筐体の貫通孔の内側に位置するようにして前記筐体の外側で前記筐体に設置されるように構成されており、前記インナハウジングは、この一部が前記アウタハウジングの貫通孔に挿入されることで前記アウタハウジングに設置されるように構成されており、
前記筐体と前記アウタハウジングとの間に第２のパッキンが設けられているコネクタである。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコネクタにおいて、前記アウタハウジングは、ボルトによって前記筐体に固定され、前記ボルトが締め付け不足のときには、前記アウタハウジングと前記筐体との間に隙間が形成されるように構成されているコネクタである。

本発明によれば、筐体に設置されている相手側コネクタに嵌合させるコネクタにおいて、防水性と嵌合保証を得ることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係るコネクタと相手側コネクタとが、筐体から外されている状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るコネクタの斜視図であって、図１におけるＩＩ矢視図である。 本発明の実施形態に係るコネクタの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るコネクタを、筐体に設置する前の状態を示す斜視図である。 図４におけるＶ−Ｖ断面を示す図である。 本発明の実施形態に係るコネクタを、筐体に設置し終えた状態を示す斜視図である。 （ａ）は、アウタコネクタに対するインナコネクタの位置ずれが無い状態を示す図であり、（ｂ）はアウタコネクタに対するインナコネクタの位置ずれが有り、この位置ずれが吸収された状態を示す図である。 （ａ）は図６におけるＶＩＩＩＡ―ＶＩＩＩＡ断面を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＶＩＩＩＢ部の拡大図である。 図６におけるＩＸ矢視図である。 図９に対応した図であって、アウタコネクタと筐体との間に隙間が形成されている状態を示す図である。 従来のコネクタを示す図である。 従来のコネクタを示す図である。

本発明の実施形態に係るコネクタ（たとえばメスコメクタ）１は、図１〜図３等で示すように、アウタハウジング（機器防水部材）３とインナハウジング（端子結合部材）５と第１のパッキン（インナパッキン）７とを備えて構成されている。

アウタハウジング３は、たとえば絶縁性の合成樹脂で構成されており、筐体９に一体的に設置されるように構成されている。

インナハウジング５は、たとえば絶縁性の合成樹脂でアウタハウジング３とは別体で構成されている。インナハウジング５には、端子（たとえばメス端子）１１が設けられている。端子１１は、筐体９に一体的に設置されている相手側コネクタ（たとえばオスコネクタ）１３の端子（たとえばオス端子）１５に接続されるようになっている。

そして、インナハウジング５が、相手側コネクタ１３やアウタハウジング３に対する位置決めがされて相手側コネクタ１３やアウタハウジング３に一体的に設置されることで、メス端子１１が相手側コネクタ１３のオス端子１５に接続されるように構成されている。

第１のパッキン（第１のシールパッキン）７は、ゴム等の絶縁性を備えた弾性体で構成されて環状に形成されており、アウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール性を確保するために、図８等で示すように、アウタハウジング３とインナハウジング５との間に設けられている。

そして、インナハウジング５のアウタハウジング３に対する位置ずれが発生しても、アウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール性（封印機能）を確保するようになっている。

インナハウジング５のアウタハウジング３に対する位置ずれは、インナハウジング５の端子１１を相手側コネクタ１３の端子１５に接続することで発生するものである。また、この位置ずれは、インナハウジング５の位置の目標値に対して、インナハウジング５が所定の量だけ三次元空間（三次元物理空間）の３方向（お互いが直交しているＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちの少なくともいずれかの方向）に移動することで発生する。

さらに説明すると、アウタハウジング３に対してインナハウジング５が、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちの少なくともいずれかの方向で所定の範囲内の位置ずれをしても、インナパッキン（インナシールパッキン）７は、アウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール機能を確保することができるようになっている。すなわち、アウタハウジング３とインナハウジング５との間を水等が通過しないようになっている。

たとえば、アウタハウジング３に対してインナハウジング５が、Ｘ方向のみで所定の範囲内の位置ずれをしている場合、Ｙ方向のみで所定の範囲内の位置ずれをしている場合、Ｚ方向のみで所定の範囲内の位置ずれをしている場合、Ｘ方向およびＹ方向で所定の範囲内の位置ずれをしている場合、Ｙ方向およびＺ方向で所定の範囲内の位置ずれをしている場合、Ｚ方向およびＸ方向で所定の範囲内の位置ずれをしている場合、もしくは、Ｘ方向およびＹ方向およびＺ方向で所定の範囲内の位置ずれをしている場合において、インナパッキン７が、アウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール機能を確保することができるようになっている。

さらに、Ｘ方向に延びた所定の軸（Ａ軸）やＹ方向に延びた所定の軸（Ｂ軸）やＺ方向に延びた所定の軸（Ｃ軸）まわりで、アウタハウジング３に対するインナハウジング５の姿勢（位置）が所定の範囲内でずれた場合であっても、インナパッキン７が、アウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール機能を確保することができるようになっている。

また、アウタハウジング３に対するインナハウジング５の位置が目標値に対して所定の量だけ三次元空間の３方向（Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸まわりの姿勢を含む場合もある）で位置ずれをした場合におけるアウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール性の確保は、インナパッキン７が弾性変形することのみによってなされるように構成されている。

相手側コネクタ１３は、筐体９内に設置されている。筐体９には、貫通孔１７が設けられており、アウタハウジング３にも、貫通孔１９が設けられている。

そして、アウタハウジング３は、この貫通孔１９が筐体９の貫通孔１７の内側に位置するようにして筐体９の外側で筐体９に設置されるように構成されている。また、インナハウジング５は、この一部がアウタハウジング３の貫通孔１９に挿入されることでアウタハウジング３に設置されるように構成されている。

さらに、筐体９とアウタハウジング３との間のシール性を確保するために、筐体９とアウタハウジング３との間に環状の第２のパッキン（アウタパッキン；アウタシールパッキン）２１が設けられる。アウタパッキン２１も、インナパッキン７と同様に、ゴム等の絶縁性を備えた弾性体で構成されて環状に形成されている。

コネクタ１や筐体９や相手側コネクタ１３についてさらに詳しく説明する。

コネクタ１のアウタハウジング３は、図３等で示すように、たとえば矩形な筒状に形成された本体部２３と鍔部２５とを備えて構成されている。筒状の本体部２３の中心軸の延伸方向とＺ方向とはお互いに一致しており、筒状の本体部２３の内側の空間によって、アウタハウジング３の貫通孔１９が形成されている。

鍔部２５は、所定の厚さを備えた平板状に形成されており、Ｚ軸方向の一端部側で本体部２３の外周から概ねＸ方向の両側に突出している。また、本体部２３の外周から突出している鍔部２５の厚さ方向はＺ方向になっており、一対の鍔部２５のそれぞれには、鍔部２５をこの厚さ方向で貫通している貫通孔２７が設けられている。貫通孔２７は、アウタハウジング３を、ボルトＢＴ（図６参照）等の締結具を用いて筐体９に設置するときに使用されるものである。

なお、ボルトＢＴの締め付けが不足していると、図１０で示すように、隙間３１３が形成され、ボルトＢＴの締め付けが適切になされていれば、図９に示すように、鍔部２５が筐体９に密着するようになっている。

アウタハウジング３の本体部２３は、Ｚ軸方向で鍔部２５の他端から突出している。この突出している本体部２３の外周には、矩形な環状のアウタパッキン２１を設置するための環状の切り欠き（溝でもよい）２９が設けられている。環状の切り欠き２９にアウタパッキン２１が入り込むことで、アウタパッキン２１がアウタハウジング３に設置されるようになっている。なお、アウタハウジング３に設置されている状態では、アウタパッキン２１の外径は、本体部２３の外径よりも僅かに大きくなっている。

また、アウタハウジング３の本体部２３には、矩形な環状のインナパッキン７を設置するための環状の溝３１が設けられている。溝３１は、鍔部２５から突出している本体部２３の先端に形成されている（先端面から鍔部２５側へ凹んでいる凹部で構成されている）。溝３１の内径は本体部２３の内径（貫通孔１９の径）よりも大きくなっており、溝３１の外径は本体部２３の外径よりも小さくなっている。

アウタハウジング３の本体部２３の溝３１に設置された状態では、インナパッキン７は、本体部２３の先端から僅かに突出している。この突出している部位は、インナパッキン７の一部であり矩形な環状になっている。

コネクタ１のインナハウジング５は、たとえば矩形な筒状に形成された本体部３３と鍔部３５とを備えて構成されている。筒状の本体部３３の中心軸の延伸方向とＺ方向とはお互いに一致しており、筒状の本体部３３には、電線３７が延出しているメス端子１１が挿入されて設置されるキャビティ３９が形成されている。電線３７はカシメ等によってメス端子１１に設置されている。

鍔部３５は、所定の厚さを備えた矩形な平板状に形成されており、Ｚ軸方向の中間部で本体部３３の外周全周からＸ方向Ｙ方向に突出している。本体部３３の外周から突出している鍔部３５の厚さ方向はＺ方向になっている。

これにより、インナハウジング５の本体部３３は、Ｚ軸方向で、鍔部３５の一端および他端から突出している。

インナハウジング５の本体部３３の外径は、アウタハウジング３の本体部２３の貫通孔１９の内径よりも小さくなっており、インナハウジング５の鍔部３５の外径は、アウタハウジング３の本体部２３の外径と等しいか、もしくは、本体部２３の外径よりも僅かに大きくなっている。

電線３７が設置されたメス端子１１が設置されたインナハウジング５では、電線３７がＺ方向で本体部３３の一端から延出している。電線３７が延出しているインナハウジング５をアウタハウジング３に設置した状態では、Ｚ軸方向での本体部３３の一端部（鍔部３５から突出している部位）が、アウタハウジング３の貫通孔１９に入り込んでおり、電線３７は、本体部３３の一端から延出している。

インナハウジング５をアウタハウジング３に設置した状態では、インナハウジング５は、アウタハウジング３に対して、Ｘ方向やＹ方向で移動自在（本体部３３の外径と貫通孔１９の径との間の寸法差の範囲内で移動自在）になっている。

また、インナハウジング５をアウタハウジング３に設置した状態では、インナハウジング５の鍔部３５が、アウタハウジング３に設置されているインナパッキン７に接しており（図８（ｂ）参照）、鍔部３５とアウタハウジング３の本体部２３との間はＺ方向で僅かに離れており、インナパッキン７の弾性変形により、インナハウジング５がアウタハウジング３に対して、Ｚ方向で移動し、Ａ軸まわり、Ｂ軸まわり、Ｃ軸まわりで回動するようになっている。なお、インナハウジング５のアウタハウジング３に対する上記移動・回動範囲は、鍔部３５がインナパッキン７に所定の押圧力（シール性を維持できる押圧力）で接していることと、鍔部３５がアウタハウジング３の本体部２３の先端に当接することとによって規制されるようになっている。

筐体９は、この外形と内形とがたとえば直方体状に形成されており、貫通孔１７は、筐体９を構成している１つの平板状の壁部４１に設けられており、壁部４１をこの厚さ方向（Ｚ方向）で貫通している。

貫通孔１７の内径は、アウタハウジング３の本体部２３の外径とほぼ等しくなっている。アウタハウジング３を筐体９に設置した状態では、アウタハウジング３の本体部２３が貫通孔１７に嵌り、アウタハウジング３の鍔部２５が筐体９の外側で壁部４１に当接して、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向で、筐体９に対するアウタハウジング３の位置決めがなされている。

また、アウタハウジング３を筐体９に設置した状態では、アウタパッキン２１が弾性変形して潰れ、筐体９とアウタハウジング３との間のシール性が確保されている。

さらに、インナハウジング５は、一部が筐体９内に位置し他の部位がアウタハウジング３の貫通孔１９内に位置しており、電線３７が、インナハウジング５のところからアウタハウジング３の貫通孔１９を通って筐体９の外部に延出している。

相手側コネクタ１３には、オス端子１５が設けられており、オス端子１５は、筒状のフード部４３で囲われている。そして、フード部４３が貫通孔１７側を向くうようにして、ボルト等（図示せず）の締結具により、相手側コネクタ１３が筐体９の内部で筐体９に一体的に設けられている。フード部４３の内径は、インナハウジグ５の本体部３３の外径とほぼ等しくなっている。

相手側コネクタ１３が筐体９に設けられている状態では、Ｘ方向およびＹ方向で、フード部４３の中心軸（Ｚ方向に延びている中心軸）と、筐体９の貫通孔１７の中心軸（Ｚ方向に延びている中心軸）とは、お互いに一致していることが目標である（望ましい）。しかし、実際には、組み付け誤差等によって僅かにずれている。Ｚ方向やＡ軸Ｂ軸Ｃ軸まわりでも同様の事態が発生している場合がある。

コネクタ１の端子１１を相手側コネクタ１３の端子１５に接続するために、コネクタ１を相手側コネクタ１３が設置されている筐体９に設置した状態では、インナハウジング５の本体部３３（電線３７が延出している側とは反対側の本体部の部位）が、相手側コネクタ１３のフード部４３に嵌り込んでいる（嵌合している）。すなわち、相手側コネクタ１３の間口位置に合わせて、インナハウジング５の相手側コネクタ１３に対する位置決めされている。

この位置決めによって、アウタハウジング３に対するインナハウジング５の若干の位置ずれ（Ｘ方向、Ｙ方向の位置ずれであって、Ｚ方向、Ａ軸まわり、Ｂ軸まわり、Ｃ軸まわりでの位置ずれを含む場合がある。）が発生する。しかし、この位置ずれが発生しても、インナパッキン７が弾性変形することで、アウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール性が維持されるようになっている。

次に、コネクタ１の設置動作について説明する。

初期状態として、図４や図５等で示すように、筐体９の内部に相手側コネクタ１３が設置されており、アウタハウジング３にアウタパッキン２１とインナパッキン７とインナハウジング５とが設置されている。

上記初期状態において、アウタハウジング３から突出しているインナハウジング５の本体部３３と、アウタハウジング３の鍔部２５から突出している本体部２３とを、筐体９の貫通孔１７に挿入し、コネクタ１のメス端子１１を相手側コネクタ１３のオス端子１５に接続させる（図６、図８、図９等参照）。このとき、インナハウジング５の相手側コネクタ１３に対する位置決めがなされ、アウタハウジング３に対してインナハウジング５が僅かに移動する（図７等参照）。

続いて、アウタハウジング３をボルトＢＴによって筐体９に固定する。このとき、ボルトＢＴが締め付け不足のときには、アウタハウジング３（鍔部２５）と筐体９との間に、Ｚ方向で隙間３１３が形成される（図１０参照）。

コネクタ１によれば、アウタハウジング３とインナハウジング５とに分割されており、アウタハウジング３に対するインナハウジング５の位置が目標値に対して所定の量だけ三次元空間で位置ずれをした場合であっても、インナパッキン７によってアウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール性を確保することができるので、コネクタ１（インナハウジング５）を筐体９に設置されている相手側コネクタ１３に嵌合させたときにインナハウジング５が位置ずれしても、コネクタ１の隙間を無くすことができ、防水性、端子１１，１５同士の接続保証を含む嵌合保証を得ることができる。

また、コネクタ１によれば、アウタハウジング３とインナハウジング５との間のシール性の確保が、インナパッキン７が弾性変形することによってなされるように構成されているので、コネクタ１の構成が簡素になっている。

また、コネクタ１によれば、アウタハウジング３が筐体９の外側で筐体９に設置されるように構成されており、インナハウジング５の一部がアウタハウジング３の貫通孔１９に挿入されることでインナハウジング５がアウタハウジング３に設置されるように構成されており、筐体９とアウタハウジング３との間にアウタパッキン２１が設けられているので、筐体９内への水等の浸入を確実に防止することができる。

また、コネクタ１によれば、アウタハウジング３に対してインナナウジング５が所定の範囲内で移動自在になっているので、端子１１，１５同士の接続によってインナウジング５のＺ方向での位置ずれが発生しても、アウタハウジグ３を筐体９に固定するためのボルトＢＴの締め込みが適切になされていれば、図１０で示すように隙間３１３が形成されることが無くなり（図９で示すようにＺ方向で筐体９とアウタハウジグ３との間の隙間が無くなり）、隙間が形成されていないことを確認することで、アウタハウジグ３を筐体９に固定するためのボルトＢＴの締め込み不足を容易に発見することができ、嵌合保証を得ることができる。

１ コネクタ
３ アウタハウジング
５ インナハウジング
７ 第１のパッキン
９ 筐体
１１ コネクタの端子
１３ 相手側コネクタ
１５ 相手側コネクタの端子
１７ 筐体の貫通孔
１９ アウタハウジングの貫通孔
２１ 第２のパッキン
ＢＴ ボルト

Claims (4)

1. 筐体に設置されるアウタハウジングと、
   前記筐体に設置されている相手側コネクタの端子に接続される端子が設けられており、前記端子が前記相手側コネクタの端子に接続されるインナハウジングと、
   前記アウタハウジングと前記インナハウジングとの間に設けられ、前記アウタハウジングに対する前記インナハウジングの位置が目標値に対して所定の量だけ三次元空間の３方向で位置ずれをした場合でも、前記アウタハウジングと前記インナハウジングとの間のシール性を確保する第１のパッキンと、
   を有し、
   前記アウタハウジングは、筒状に形成されている本体部を備えて構成されており、
   筒状に形成されている前記アウタハウジングの本体部の貫通孔の周囲であって前記アウタハウジングの本体部の先端には、前記第１のパッキンが設置されている環状の凹部が設けられており、
   前記アウタハウジングの本体部の環状の凹部に設けられている前記第１のパッキンの一部が、前記アウタハウジングの本体部の先端から環状になって僅かに突出しており、
   前記インナハウジングは、鍔部とこの鍔部から突出している本体部とを備えて構成されており、
   前記インナハウジングが前記アウタハウジングに設置された状態では、前記インナハウジングの本体部の一端部が前記アウタハウジングの本体部の貫通孔に入り込んでおり、前記インナハウジングの鍔部が、前記アウタハウジングの本体部の環状の凹部に設けられている前記第１のパッキンに接しており、前記アウタハウジングの本体部の貫通孔への前記インナハウジングの本体部の挿入方向で、前記第１のパッキンが前記アウタハウジングの本体部の凹部の底面と前記インナハウジングの鍔部とで挟まれていることを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタにおいて、
   前記アウタハウジングと前記インナハウジングとの間のシール性の確保は、前記第１のパッキンが弾性変形することによってなされるように構成されていることを特徴とするコネクタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のコネクタにおいて、
   前記相手側コネクタは、前記筐体内に設置されており、
   前記筐体には、貫通孔が設けられており、前記アウタハウジングにも、貫通孔が設けられており、
   前記アウタハウジングは、この貫通孔が前記筐体の貫通孔の内側に位置するようにして前記筐体の外側で前記筐体に設置されるように構成されており、
   前記インナハウジングは、この一部が前記アウタハウジングの貫通孔に挿入されることで前記アウタハウジングに設置されるように構成されており、
   前記筐体と前記アウタハウジングとの間に第２のパッキンが設けられていることを特徴とするコネクタ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコネクタにおいて、
   前記アウタハウジングは、ボルトによって前記筐体に固定され、前記ボルトが締め付け不足のときには、前記アウタハウジングと前記筐体との間に隙間が形成されるように構成されていることを特徴とするコネクタ。

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