JP6641930B2 - 防水コネクタ - Google Patents

Description

本明細書に開示される技術は防水コネクタに関する。

従来、機器のケース内において端子台の端子とバスバーとの締結作業を行うために、機器のケースに作業用の開口部を設けたものがある。ボルト締結作業が完了した後は、この開口部から機器内に水や埃などが侵入しないように、開口部を塞ぐサービスカバーをケースに取り付ける。ところで、安全対策の一環として、サービスカバーがケースから取り外された場合に、機器内の電気回路を遮断するためのインターロック回路が設けられることがある。具体的には、機器内に設けられた待ち受けコネクタと、サービスカバーに取り付けられたインターロックコネクタとを嵌合することで、インターロック回路が構成され、この嵌合状態では機器内の電気回路を通電可能とする。一方で、サービスカバーをケースから取り外して、インターロックコネクタが待ち受けコネクタから離脱すると、インターロック回路が遮断され、機器内の電気回路も遮断される。

このようなインターロック回路を構成するインターロックコネクタが取り付けられたサービスカバーの一例として、特開２０１２−２４８４１５号公報に記載のものが知られている。このサービスカバーでは、インターロックコネクタと待ち受けコネクタとの嵌合に際して、両者間の位置ずれを吸収するために、インターロックコネクタが嵌合方向と直交する方向に移動可能なようにカバーに取り付けられている。

特開２０１２−２４８４１５号公報

しかしながら、特開２０１２−２４８４１５号公報（上記特許文献１）の構成では、コネクタは防水構造を有しておらず、防水機能はサービスカバーに設けた防水シールに依存している。そのため、仮に開口部内に水が浸入した場合には、コネクタ部分に水が侵入する虞がある。また、インターロックコネクタがサービスカバーに対して移動可能な状態で取り付けられているため、車両の振動を受けて、インターロックコネクタが待ち受けコネクタに対して振動しやすいという問題がある。

本明細書で開示される防水コネクタは、待ち受けコネクタを収容した機器のケースには、前記待ち受けコネクタに臨む開口部が設けられており、このケースの前記開口部を塞ぐカバーに設けられた防水コネクタであって、前記待ち受けコネクタの待ち受け側ハウジングが外嵌し、嵌合方向と直交する方向に移動可能な状態で前記カバーに保持されたハウジングと、前記待ち受け側ハウジングに収容された相手側端子と接続可能で、前記ハウジング内に収容された端子金具と、前記ハウジングの外面に設けられ、前記ハウジングを前記待ち受け側ハウジングに嵌合する際に前記待ち受け側ハウジングの内面に圧接して潰されることで、前記ハウジングと前記待受け側ハウジングとを固定する圧入リブと、前記ハウジングの外周に取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記待ち受け側ハウジングの内面との間をシールする防水ゴムとを備える。

このような構成によると、カバーをケースに取り付けた際に、待ち受けコネクタに対してハウジングが位置ずれをしていても、ハウジングが嵌合方向と直交する方向に移動可能に保持されているために、待ち受けコネクタとの間の位置ずれを吸収し、確実に待ち受けコネクタに嵌合することができる。ハウジングが待ち受けコネクタに嵌合されると、待ち受け側ハウジングに対して、圧入リブが圧接して潰されることで、嵌合方向と直交する方向に移動可能な状態のハウジングと待ち受け側ハウジングとが一体に固定される。そのため、待ち受け側ハウジングに対してハウジングががたつくことを防ぐことができ、車両の振動を受けて待ち受け側ハウジングに対してハウジングが振動することを抑制することができる。また、防水ゴムによって、ハウジングと待ち受け側ハウジングとの間がシールされることから、カバーとケース間の防水性によらずに端子金具の接続部分への浸水を抑制することができる。

本明細書に開示される防水コネクタの実施の態様として、以下の構成としてもよい。
前記ハウジングは、嵌合方面から見て略矩形状をなしており、前記圧入リブは、対向する辺に分けて複数設けられている構成としても良い。
このような構成では、複数個所でハウジングと待ち受け側ハウジングとが固定されるために、ハウジングの振動をより抑制することができる。

また、前記端子金具は、被覆電線と接続されており、前記被覆電線には、該被覆電線の外周面と前記端子金具が収容された前記ハウジングのキャビティの間をシールする端子金具用防水ゴム栓が設けられている構成としても良い。
このような構成では、被覆電線側に水が浸入してきた場合であっても、防水性を確保することができる。

本明細書に開示された防水コネクタによれば、移動可能な状態で保持された防水コネクタを防水し、かつ嵌合後には待ち受け側ハウジングに対して固定することができる。

実施形態に係るインターロックコネクタが装着されたサービスカバーの正面図 同側面図 同底面図 図３の要部拡大底面図 インターロックコネクタが待ち受けコネクタに嵌合された状態での断面図

＜実施形態＞
実施形態について図１から図５を参照して説明する。
本実施形態では、車両に搭載された電気機器のケース７０の作業用の開口部７１を塞ぐサービスカバー１０（「カバー」の一例）を例示している。ケース７０の開口部７１は、電気機器に接続された図示しない導電部材同士をボルト締結するために、ボルト締結用の工具などを挿入する作業孔として設けられている。以下の説明では、上下方向は、図１及び図５における上方（インターロックコネクタ２０の離脱方向）を上方とし、図１及び図５における下方（インターロックコネクタ２０の嵌合方向）を下方として説明する。また、左右方向については、図１における左右方向を基準とし、前後方向については、図２における左右方向を基準とし、図２における図示左方を前方、図示右方を後方として説明する。

また、図５に示すように、サービスカバー１０とケース７０内の電気機器との間には、サービスカバー１０の着脱に伴って電気機器への電源供給を入り切りするインターロック機構が設けられている。このインターロック機構の一部としてケース７０内の電気機器には、開口部７１に臨むように固定された待ち受けコネクタ８０が設けられている。

ケース７０内に固定された待ち受けコネクタ８０は、図５に示すように、タブ状の雄端子８１（「相手側端子」の一例）と、待ち受け側ハウジング８５とを備えている。待ち受け側ハウジング８５は、後記するインターロックコネクタ２０（「防水コネクタ」の一例）のハウジング２１に対して外嵌するフード部８７を備えている。そして、フード部８７の上端部は、外側に向かって広がるテーパー面を有するガイド部８９となっている。

サービスカバー１０は、図１に示すように、合成樹脂製のカバー本体１１と、カバー本体１１に移動可能な状態で保持されるインターロックコネクタ２０とを備えて構成されている。
カバー本体１１は、幅方向（左右方向）に横長な形態をなしており、両端部には金属製のカラー１３がインサート成形されている。そして、カラー１３部分に図示しないボルトを挿通して、ケース７０に固定されている。カバー本体１１の下面側には、インターロックコネクタ２０を移動可能に取り付けるための取付座１５が設けられている。

インターロックコネクタ２０は、図５に示すように、ケース７０内に設けられた待ち受けコネクタ８０と嵌合可能とされている。また、インターロックコネクタ２０は、合成樹脂製のハウジング２１と、一対の雌端子５０（「端子金具」の一例）と、一対の雌端子５０の間を繋ぐ被覆電線Ｗと、ハウジング２１に装着される防水ゴム６０とを備えている。

ハウジング２１は、図１及び図５に示すように、全体として上下に長い形態に形成されている。ハウジング２１は、ハウジング本体２３と、フロントホルダ４５と、雌端子５０を係止するリテーナ２５とを備えている。ハウジング本体２３は、雌端子５０を収容し、待ち受け側ハウジング８５内に嵌合される嵌合部２７と、雌端子５０に接続された被覆電線Ｗを収容する電線収容部２９とを備えている。

嵌合部２７は、全体として角部が丸みを帯びた略角柱状をなしている。嵌合部２７には、雌端子５０を収容可能なキャビティ３１が上下方向に貫通するように横並びに一対並んで形成されている。キャビティ３１内には、ランス３３が設けられており、雌端子５０がキャビティ３１の上方から正規位置まで挿入されると、雌端子５０に一次係止する。また、嵌合部２７におけるランス３３の上方には、リテーナ２５が装着可能な装着穴が設けられている。ランス３３によって雌端子５０が一次係止された後、リテーナ２５が装着穴に装着されることで、雌端子５０が二次係止される。また、嵌合部２７の内、フロントホルダ４５と防水ゴム６０が装着される先端部３５は、嵌合部２７の他の部分よりも前後左右方向の寸法が小さくなっている。

一方、電線収容部２９は、嵌合部２７よりその幅寸法を大きくしており、電線収容部２９内には、キャビティ３１に連通した収容空間が設けられ、被覆電線Ｗを収容している。また、電線収容部２９の上端部の側縁には、図３及び図５に示すように、係合部３７が設けられている。係合部３７は、カバー本体１１の取付座１５に設けられた前後左右に伸びる係合溝１７に嵌合可能とされている。係合溝１７は後方に開口しており、係合部３７を後方から挿入可能としている。各係合部３７は、係合溝１７との間において、クリアランスを有した状態でそれぞれ嵌合されるようになっており、電線収容部２９は、このクリアランスの寸法内において、移動可能とされている。

また、取付座１５には、インターロックコネクタ２０が取付座１５に組み付けられた際に、電線収容部２９の被係止部３９に係止する弾性係止片が設けられている。インターロックコネクタ２０は、電線収容部２９の係合部３７が係合溝１７の正規位置に嵌合されると、電線収容部２９の被係止部３９が弾性係止片によって係止されることで、取付座１５から脱落しないように保持されるようになっている。このようにして、インターロックコネクタ２０は、係合溝１７と係合部３７とのクリアランスの間において、嵌合方向と直交する前後左右方向に移動可能な状態で、取付座１５に保持されている。

雌端子５０は、図５に示すように、雄端子８１と接続可能な接続部５１と、接続部５１の上方に接続部５１と一体に形成されたバレル部５３とを備えている。接続部５１は、上下に開口する角筒状をなしており、雄端子８１が下方から進入して接続部５１内の弾性接触片と接触することで、雌端子５０と雄端子８１とが電気的に接続される。

バレル部５３は、被覆電線Ｗの端末に被覆電線Ｗの露出した芯線及び絶縁被覆にそれぞれカシメ付けられている。被覆電線Ｗには、端子金具用防水ゴム栓５５が挿通されており、この端子金具用防水ゴム栓５５が被覆電線Ｗの絶縁被覆と一緒にバレル部５３によってカシメ付けられている。この端子金具用防水ゴム栓５５が、キャビティ３１内に収容されることで、被覆電線Ｗの外周面とキャビティ３１と内面との間を水密にシールする。

フロントホルダ４５は、図１及び図５に示すように、嵌合部２７の先端部３５に装着されている。フロントホルダ４５は、ハウジング本体２３と同じく合成樹脂製であって、有底角筒状に形成されている。フロントホルダ４５は、角部が丸みを帯びた略矩形状の底部４５Ａと、底部４５Ａから上方に連なって立ち上がった４面の側面部４５Ｂとを有している。そして、嵌合部２７の先端部３５にフロントホルダ４５が装着されると、フード部８７の内形状とほぼ同じ形状となっており、フード部８７との間に隙間を若干の隙間を有している。また、フロントホルダ４５の底部４５Ａには、キャビティ３１の開口位置に合わせて、雄端子８１を挿通可能な端子挿通孔４７が設けられている。

フロントホルダ４５の側面部４５Ｂの内面には、嵌合部２７の先端部３５にフロントホルダ４５を係止するための係止構造が設けられている。また、図１及び図４に示すように、フロントホルダ４５の側面部４５Ｂの外面には、フード部８７の内面に圧接して潰される圧入リブ４９が設けられている。圧入リブ４９は、角筒状のフロントホルダ４５側面部４５Ｂの各面にそれぞれ２つずつ設けられており、底面視略三角状をなしている。また、圧入リブ４９の下端には、底部４５Ａ側から徐々に外側に傾斜して外形寸法を大きくするための略三角形状のテーパー面４９Ａが設けられている。圧入リブ４９は、テーパー面４９Ａよりも上方においても、非常に緩やかに外側に向かって突出するようにされている。この圧入リブ４９の突出した部分のフロントホルダ４５の外寸は、フード部８７の内寸よりも大きくなっている。圧入リブ４９は、フロントホルダ４５の上下方向の略下半分の位置に設けられており、雄端子８１と雌端子５０とが接続する位置の外周に設けられている。

防水ゴム６０は、図１及び図５に示すように、弾性を有するゴム材料などの樹脂によって形成されており、複数条のリップ部６１がその外周に全周に亘って設けられている。防水ゴム６０は、嵌合部２７の先端部３５の上端位置に外側に向かって突出した態様で嵌着されている。防水ゴム６０は、圧入リブ４９よりも上方に嵌着されている。リップ部６１の外周寸法は、フード部８７の内寸よりも大きくなっており、フード部８７内に嵌合部２７が嵌合されると、リップ部６１が潰れて、フード部８７の内周面に全周に亘って密着して、嵌合部２７とフード部８７の間を水密にシールする。

本実施形態は、上記のような構成であって、以下においては、その作用及び効果について説明する。
まず、図１及び図５を参考にして、インターロックコネクタ２０の組み立てについて説明する。インターロックコネクタ２０の組み立ての際には、１本の被覆電線Ｗによって接続された一対の雌端子５０をハウジング本体２３の上方から各キャビティ３１に挿入する。それぞれの雌端子５０が正規の位置まで挿入されると、雌端子５０がランス３３によって一次係止される。この際に、雌端子５０及び被覆電線Ｗに装着固定された端子金具用防水ゴム栓５５が、被覆電線Ｗの外周面とキャビティ３１との間を水密にシールする。

雌端子５０がキャビティ３１内の正規位置に収容されると、リテーナ２５が装着される。リテーナ２５が装着されると、雌端子５０が二次係止される。一方で、雌端子５０をキャビティ３１内の正規位置に収容すると、被覆電線Ｗが電線収容部２９内に収容される。そして、防水ゴム６０が嵌合部２７の先端部３５に装着され、その後、先端部３５にフロントホルダ４５が装着される。このようにして、インターロックコネクタ２０が完成する。

インターロックコネクタ２０が完成したところで、インターロックコネクタ２０の係合部３７を後方から取付座１５における係合溝１７に進入させて嵌合させ、インターロックコネクタ２０を取付座１５に組み付ける。係合部３７が係合溝１７内の正規位置に組み付けられると、電線収容部２９の被係止部３９が弾性係止片によって係止されインターロックコネクタ２０が取付座１５から脱落しないように抜け止めされる。これにより、インターロックコネクタ２０がサービスカバー１０に対して前後左右方向に移動可能な状態で保持される。

次に、図２及び図３を参照にして、サービスカバー１０の機器のケース７０への組み付けについて説明する。
ケース７０の開口部７１にサービスカバー１０を装着する際には、インターロックコネクタ２０と待ち受けコネクタ８０とを向かい合わせに配置し、両コネクタ２０，８０を嵌合させるようにして開口部７１をサービスカバー１０によって塞ぐように装着する。

ここで、サービスカバー１０をケース７０に取り付けた際に、仮に各コネクタ２０，８０の取付位置等の寸法公差の関係でインターロックコネクタ２０と待ち受けコネクタ８０との軸心が僅かにずれていたとする。この場合には、インターロックコネクタ２０がクリアランスの分だけサービスカバー１０に対して前後左右（嵌合方向と直交する方向）に移動可能な状態となっているので、嵌合部２７がガイド部８９のテーパー面に沿って移動し、インターロックコネクタ２０の嵌合部２７が芯出しされて待ち受けコネクタ８０の待ち受け側ハウジング８５内に確実に嵌合される。また、嵌合部２７と待ち受け側ハウジング８５とが嵌合されると、雄端子８１が雌端子５０の接続部５１の弾性接触片と接触することで、雄端子８１と雌端子５０とが電気的に接続され、インターロック回路が構成される。

このように本実施形態のインターロックコネクタ２０では、移動可能な状態で取付座１５に保持されており、待ち受けコネクタ８０に対する位置ずれが修正できる。一方で、待ち受けコネクタ８０と正規嵌合した後においても、車両の振動がインターロックコネクタ２０に伝わった場合には、インターロックコネクタ２０が、インターロックコネクタ２０と待ち受けコネクタ８０との間のクリアランスにおいて振動し、雄端子８１と雌端子５０との接点が摺動して摩耗してしまうことが懸念される。

そこで、本実施形態では、嵌合部２７の先端部３５に装着されたフロントホルダ４５に圧入リブ４９が設けられている。この圧入リブ４９は、嵌合部２７をフード部８７に嵌合する際に、フード部８７の内面に圧接して潰されることで、嵌合部２７とフード部８７とを固定する。この際に、圧入リブ４９が対向する側面部４５Ｂに複数個所設けられているため、様々な方向の力がかかっても、フード部８７に対してしっかりと嵌合部２７が固定されることになる。なお、フロントホルダ４５は、インターロックコネクタ２０の組み立ての最後に装着されており、他の部品を取り外すことなく取り外すことができるため、圧入リブ４９がインターロックコネクタ２０の繰り返しの嵌合により潰れても、簡単に取り換えることができる。

このようにして、インターロックコネクタ２０と待ち受けコネクタ８０との嵌合後に、圧入リブ４９がフード部８７の内面に圧接されて潰されることで、嵌合部２７が待ち受け側ハウジング８５内において前後左右にがたつくことを防止できる。これにより、インターロックコネクタ２０が待ち受け側ハウジング８５内において振動することに起因して雄端子８１と雌端子５０との接点が微摺動摩耗してしまうことを防止でき、ひいては、雄端子８１と雌端子５０の間において接続信頼性が低下することを防ぐことができる。なお、圧入リブ４９が雄端子８１と雌端子５０とが接続する位置の外周に設けられていることから、圧入リブが雌端子５０の接点位置から上下方向に離れた位置に設けられる場合に比べて、雌端子５０への振動の伝わりを低減することができ、両端子５０、８１の微摺動摩耗をより効果的に防ぐことができる。

また、嵌合部２７をフード部８７に嵌合すると、防水ゴム６０のリップ部６１がフード部８７の内面に潰されることで、フード部８７の内周面に全周に亘って密着して、嵌合部２７とフード部８７の間を水密にシールする。このように、防水ゴム６０と端子金具用防水ゴム栓５５によって、水密にシールされることで、サービスカバー１０の防水機能に依らずに、雄端子８１と雌端子５０の接点部を防水することができる。なお、嵌合部２７とフード部８７との間に防水ゴム６０が押し潰されて密着することで、外部から伝わる振動によって嵌合部２７が振動することを抑制することもできる。

以上のように、本実施形態では、サービスカバー１０をケース７０に取り付けた際に、待ち受けコネクタ８０に対してインターロックコネクタ２０が位置ずれをしていても、インターロックコネクタ２０が前後左右（嵌合方向と直交する方向）に移動可能にサービスカバー１０に保持されているために、待ち受けコネクタ８０との間の位置ずれを吸収し、確実に待ち受けコネクタ８０に嵌合することができる。そして、インターロックコネクタ２０が待ち受けコネクタ８０に嵌合されると、待ち受け側ハウジング８５に対して、圧入リブ４９が圧接して潰されることで、前後左右に移動可能な状態のハウジング２１と待ち受け側ハウジング８５とが一体に固定される。そのため、待ち受け側ハウジング８５に対してハウジング２１ががたつくことを防ぐことができ、車両の振動を受けて待ち受け側ハウジング８５に対してハウジング２１が振動することを抑制することができる。また、防水ゴム６０によって、ハウジング２１と待ち受け側ハウジング８５との間がシールされることから、サービスカバー１０とケース７０間の防水性によらずに雌端子５０の接続部分への浸水を抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術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技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、インターロックコネクタ２０内に収容される端子金具を雌端子５０としたが、雄端子として、相手側を雌端子としても良い。

（２）上記実施形態では、被覆電線Ｗに端子金具用防水ゴム栓５５を装着したが、ハウジング内が水密状態であれば、端子金具用防水ゴム栓を設けなくても良い。

（３）上記実施形態では、嵌合部２７は角部が丸みを帯びた略角柱状としたが、円柱状としても良い。

（４）上記実施形態では、圧入リブ４９は各側面部４５Ｂに２つずつ設けていたが、全体で１つでも良いし、対向する側面部４５Ｂに複数設けられていても良い。

（５）上記実施形態では、サービスカバー１０に取り付けられたカバー側コネクタは、インターロック回路を構成するインターロックコネクタ２０としたが、カバーに移動可能な状態で保持されるコネクタであれば、他のコネクタであっても良い。

（６）上記実施形態では、ハウジング本体２３と別体のフロントホルダ４５に圧入リブ４９を設けたが、フロントホルダを装着しない場合等には、ハウジング本体に設けるようにしても良い。また、フロントホルダがあってもハウジング本体に設けても良い。

１０…サービスカバー（カバー）
１１…カバー本体
１５…取付座
２０…インターロックコネクタ（防水コネクタ）
２１…ハウジング
２３…ハウジング本体
２７…嵌合部
２９…電線収容部
３１…キャビティ
３５…先端部
４５…フロントホルダ
４５Ａ…底部
４５Ｂ…側面部
４９…圧入リブ
４９Ａ…テーパー面
５０…雌端子（端子金具）
５５…端子金具用防水ゴム栓
６０…防水ゴム
７０…ケース
７１…開口部
８０…待ち受けコネクタ
８１…雄端子（相手側端子）
８５…待ち受け側ハウジング
８７…フード部
Ｗ…被覆電線

Claims (3)

1. 待ち受けコネクタを収容した機器のケースには、前記待ち受けコネクタに臨む開口部が設けられており、このケースの前記開口部を塞ぐカバーに設けられた防水コネクタであって、
   係合部を有し、前記待ち受けコネクタの待ち受け側ハウジングが外嵌し、前記係合部が前記カバーに設けられた係合溝に嵌合方向と直交する方向に装着され、この装着によって嵌合方向と直交する方向に移動可能な状態で前記カバーに保持されたハウジングと、
   前記待ち受け側ハウジングに収容された相手側端子と接続可能で、前記ハウジング内に収容された端子金具と、
   前記ハウジングの外面に設けられ、前記ハウジングを前記待ち受け側ハウジングに嵌合する際に前記待ち受け側ハウジングの内面に圧接して潰されることで、前記ハウジングと前記待ち受け側ハウジングとを固定する圧入リブと、
   前記ハウジングの外周に取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記待ち受け側ハウジングの内面との間をシールする防水ゴムとを備え、
   前記端子金具は、被覆電線と接続されており、
   前記被覆電線には、該被覆電線の外周面と前記端子金具が収容された前記ハウジングのキャビティの間をシールする端子金具用防水ゴム栓が設けられている防水コネクタ。
2. 待ち受けコネクタを収容した機器のケースには、前記待ち受けコネクタに臨む開口部が設けられており、このケースの前記開口部を塞ぐカバーと、
   前記待ち受けコネクタの待ち受け側ハウジングが外嵌し、嵌合方向と直交する方向に移動可能な状態で前記カバーに保持されたハウジングと、
   前記待ち受け側ハウジングに収容された相手側端子と接続可能で、前記ハウジング内に収容された端子金具と、
   前記ハウジングの外面に設けられ、前記ハウジングを前記待ち受け側ハウジングに嵌合する際に前記待ち受け側ハウジングの内面に圧接して潰されることで、前記ハウジングと前記待ち受け側ハウジングとを固定する圧入リブと、
   前記ハウジングの外周に取り付けられ、前記ハウジングの外面と前記待ち受け側ハウジングの内面との間をシールする防水ゴムとを備え、
   前記カバーには前記ハウジングを移動可能に取り付けるための取付座が前記ハウジング側に突出して設けられており、前記取付座が前記開口部に収容されており、
   前記端子金具は、被覆電線と接続されており、
   前記被覆電線には、該被覆電線の外周面と前記端子金具が収容された前記ハウジングのキャビティの間をシールする端子金具用防水ゴム栓が設けられている防水コネクタ。
3. 前記ハウジングは、嵌合方面から見て略矩形状をなしており、
   前記圧入リブは、対向する辺に分けて複数設けられている請求項１または請求項２に記載の防水コネクタ。

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