JP5264604B2 - 防水コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、嵌合部の外周に環状パッキンが装着される防水コネクタに関する。

相手方コネクタの嵌合部が嵌合されるコネクタハウジングの筒状嵌合部の外周に、嵌合部同士の間をシールする環状のパッキンが装着される防水コネクタが知られている。例えば特許文献１に開示される図５に示す雌端子コネクタ５００は、筒状ケース部材５０１の内方に雌端子５０３の収容される筒状嵌合部５０５が形成され、その外周に環状のパッキン５０７が装着される。筒状嵌合部５０５の先端にはキャップ部材５０９が外挿され、パッキン５０７がキャップ部材５０９と支持壁５１１とで挟まれた状態に保持される。

パッキン５０７は、図６に示すように、外周層５１３と内周層５１５との２つの環状層が接着された２層構造を有していて、外周層５１３の外周面５１７は環状の凸条５１９が形成されて凹凸状に構成され、内周層５１５の内周面５２１は環状溝５２３が形成されて浅い凹凸状に構成されている。

図７に示すように、雌端子コネクタ５００は、相手方コネクタである雄端子コネクタ５２５と結合されると、雄端子コネクタ５２５の嵌合部５２７がキャップ部材５０９の外周に挿入されるとともに、先端がパッキン５０７の外周に挿入される。これにより、筒状嵌合部５０５に装着されたパッキン５０７の凸条５１９が弾性変形して嵌合部５２７の内周面に密着し、雌端子コネクタ５００と雄端子コネクタ５２５の嵌合部５０５，５２７同士の間がシールされ、水の侵入や塵埃の侵入を阻止することができた。

特開２００２−１５１１９４号公報

ところで、パッキン５０７の水密や気密シール性能は、凸条５１９を適切に変形させることにより得られる。
しかしながら、パッキン５０７をオイルレス化した場合、摩擦係数が高くなることにより、滑り性が低下し、凸条５１９の頂部５１９ａの先端が図８に示すように、嵌合部５２７の嵌合方向（矢印ａ方向）に引っ張られ、例えばオーバーハング状となる不適切な変形部５２９が出現した。このような変形部５２９は、パッキンの噛み込み、めくれ、座屈を生じさせ、挿入抵抗を増加させるとともに、嵌合部５２７の内周面に対する密着力を低下させ、結果として、挿入性、防水性能を低下させた。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、環状突条を適切に変形させることができる防水コネクタを提供し、もって、パッキンの噛み込み、めくれ、座屈を防止し、挿入性、防水性能の向上を図ることを目的とする。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 相手方コネクタの嵌合部が嵌合されるコネクタハウジングの筒状嵌合部の外周に、嵌合部同士の間をシールする環状のパッキンが装着される防水コネクタであって、
前記パッキンの外周には環状突条が形成され、
該環状突条は、前記筒状嵌合部の軸線に沿う方向に一対の逆向き傾斜面を有する山形に形成され、かつ該筒状嵌合部の挿入先端側の傾斜面が反対側の傾斜面より大きい傾斜角度で形成されることを特徴とする防水コネクタ。

この防水コネクタによれば、挿入先端側の傾斜面と反対側の傾斜面の弾性材肉量（頂部から裾部までの体積）が多くなり、環状突条に働く嵌合方向の力に対する抵抗力が高まる。これにより、環状突条の頂部が、嵌合方向に引っ張られ、例えばオーバーハング状となる不適切な変形部の出現が防止でき、環状突条を、一対の逆向き傾斜面が略対称形状に潰れる良好な防水性能の変形部に適切に変形させることができる。

（２） （１）の防水コネクタであって、
前記環状突条が、前記軸線に沿って複数形成されることを特徴とする防水コネクタ。

この防水コネクタによれば、嵌合端側からの水等の進入を多段的に防いで、さらに防水性能を高めることができる。

（３） （２）の防水コネクタであって、
複数の前記環状突条は、前記筒状嵌合部の挿入先端側の先端環状突条が、反対側の後端環状突条よりも全高の低い山形に形成されることを特徴とする防水コネクタ。

この防水コネクタによれば、複数の環状突条が同一高さである構造に比べ、嵌合力を低減させて嵌合作業性を向上させることができる。また、最初に全高の低い先端環状突条が嵌合された後、全高の高い後端環状突条が嵌合されるので、嵌合開始を容易にして、これによっても嵌合作業性を向上させることができる。

（４） （１）〜（３）のいずれか１つの防水コネクタであって、
前記山形の頂部が、前記一対の傾斜面を接続する凸曲面からなることを特徴とする防水コネクタ。

この防水コネクタによれば、頂部が凸曲面となることで、角部である場合に比べ、頂部が嵌合方向に引っ張られ難くなり、防水性の低い不適切な変形部（例えばオーバーハング状の変形部）がより出現し難くなって、挿入性、防水性が一層高まる。

本発明に係る防水コネクタによれば、筒状嵌合部の外周にパッキンが装着され、パッキンの外周には山形の環状突条が形成され、環状突条は、挿入先端側の傾斜面が反対側の傾斜面よりも大きい傾斜角度で形成されるので、環状突条を適切に変形させることができ、パッキンの噛み込み、めくれ、座屈を防止し、挿入性、防水性能を向上させることができる。

本発明に係る防水コネクタの分解斜視図である。 図１に示したパッキンの軸線を含む面による断面図である。 図２に示したパッキンの環状突条部の拡大図である。 （ａ）は嵌合前の環状突条の拡大図、（ｂ）は潰れ初期状態の環状突条の拡大図、（ｃ）は相手方コネクタの嵌合部が中立位置を越えた状態の環状突条の拡大図、（ｄ）は変形終了状態の環状突条の拡大図である。 従来の雌端子コネクタの断面図である。 図５に示したパッキンの要部拡大図である。 従来の雌端子コネクタに雄端子コネクタを嵌合した状態を示す断面図である。 凸条に不適切な変形部が出現したパッキンの要部拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る防水コネクタの分解斜視図である。なお、以下の説明において相手方コネクタとの嵌合先端側は前、その反対側は後と称す。
防水コネクタである雌コネクタ１００は、端子収容室を内方に形成した筒状嵌合部であるハウジング本体１１を有し、このハウジング本体１１の外周が相手方コネクタ（図７の雄端子コネクタ５２５に相当）との嵌合部となる。ハウジング本体１１の外側には相手方コネクタの嵌合部（図７の嵌合部５２７に相当する部位）を受け入れる間隙１５を有して包囲するフード部１７が設けられ、フード部１７はハウジング本体１１の後壁部でハウジング本体１１と一体となる。

フード部１７の後部には湾曲した切欠部１９が形成され、切欠部１９は後端が自由端となるロックアーム２１を配置する。ロックアーム２１は相手方コネクタとの嵌合を保持する。ハウジング本体１１の前面には相手方コネクタの雄端子挿入口２３，２３が開口され、その間及びその下方にはフロントホルダ２５の挿入口２７が形成される。フロントホルダ２５は、挿入口２７から挿入されることで、係止部２９をハウジング本体１１内の係止手段（図示せず）に係止して装着されるとともに、規制部３１，３１を雌端子（図示せず）の離脱を阻止している弾性係止片の係止解除方向に位置させて、雌端子を二重係止構造とする。

ハウジング本体１１は、長円筒状に形成され、その外周に、内周面をハウジング本体１１の外周面に水密、気密に密着する長円筒状のパッキン３３が装着される。パッキン３３の後端には全周に渡って外側に突出するフランジ部３５が形成され、フランジ部３５はパッキン３３がハウジング本体１１に装着された状態で、後面がハウジング後壁（図示せず）の内面に当接し、前面には相手方コネクタの嵌合部先端が密接する。また、フランジ部３５の左右両側には突起３７が一体に形成され、突起３７はハウジング内に形成された係止凹部に係止してパッキン３３の脱落を規制する。

パッキン３３にはシリコンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）又はアクリルゴムなどのゴム素材或いはゴム状素材を用いることができる。また、パッキン３３は、従来構造のように複数の環状層で形成し、環状層ごとに異なる素材を用いることも可能である。例えば、ハウジング本体１１に対する組み付け側環状層（内層）を高硬度とし、反対側のはめ付け側環状層（外層）を低硬度とすることができる。

図２は図１に示したパッキンの軸線を含む面による断面図である。
パッキン３３は、相手方コネクタの嵌合部が嵌合されるハウジング本体１１の外周に装着され、嵌合部同士の間をシールする。このパッキン３３は、長円筒状のパッキン本体３９の外周に、環状突条４１，４３が形成される。環状突条４１，４３は、ハウジング本体１１（或いはパッキン本体３９）の軸線Ｇに沿って複数（本実施の形態では２つ）形成される。複数の環状突条４１，４３を備えることで、パッキン本体３９の嵌合端側（フランジ部３５側）からの水等の進入を多段的に防いで、さらに防水性能を高めている。

図３は図２に示したパッキンの環状突条部の拡大図である。
環状突条４１，４３は、ハウジング本体１１の軸線Ｇに沿う方向に、一対の逆向き傾斜面４１ａ，４１ｂ、４３ａ，４３ｂを有する山形に形成される。また、傾斜面４１ａ，４１ｂ、４３ａ，４３ｂは、ハウジング本体１１の挿入先端４５側の傾斜面４１ａ，４３ａが反対側の傾斜面４１ｂ，４３ｂより大きい傾斜角度α＞βで形成される。

複数の環状突条４１，４３は、ハウジング本体１１の挿入先端４５側の先端環状突条４１が、反対側の後端環状突条４３よりも高低差ｄを有した全高の低い山形に形成される。本実施の形態では、環状突条４１，４３が相似形で形成される。すなわち、先端環状突条４１が小型に形成されていることで高低差ｄが形成されている。

環状突条４１，４３に高低差ｄを設けたパッキン本体３９は、複数の環状突条４１，４３が同一高さである構造に比べ、嵌合力を低減させて嵌合作業性を向上させることができる。また、最初に全高の低い先端環状突条４１が嵌合された後、全高の高い後端環状突条４３が嵌合されるので、嵌合開始を容易にして、これによっても嵌合作業性を向上させることができる。

環状突条４１，４３は、山形の頂部４１ｃ，４３ｃが、一対の傾斜面４１ａ，４１ｂ、４３ａ，４３ｂを接続する凸曲面４１Ｒ，４３Ｒからなる。頂部４１ｃ，４３ｃが凸曲面４１Ｒ，４３Ｒとなることで、角部である場合に比べ、頂部４１ｃ，４３ｃが嵌合方向（矢印ａ方向）に引っ張られ難くなり、防水性の低い不適切な変形部（例えば図８に示したオーバーハング状の変形部５２９）がより出現し難くなって、挿入性、防水性が一層高まる。なお、図中、４１Ｌ，４３Ｌは、頂部４１ｃ，４３ｃを通り、軸線Ｇに直交する中立線を示す。また、４７は、パッキン本体３９の外周面４９の仮想延長線を示す。

次に、上記の構成を有する雌コネクタ１００の作用を説明する。
図４（ａ）は嵌合前の環状突条の拡大図、（ｂ）は潰れ初期状態の環状突条の拡大図、（ｃ）は相手方コネクタの嵌合部が中立位置を越えた状態の環状突条の拡大図、（ｄ）は変形終了状態の環状突条の拡大図である。
雌コネクタ１００は、ハウジング本体１１の外周にパッキン３３が装着された状態で、相手方コネクタ５２５と結合される。結合が開始されると、図４（ａ）に示すように、相手方コネクタ５２５の嵌合部５２７が間隙１５に進入する。

嵌合部５２７が最初の環状突条４１の傾斜面４１ａを押圧し、図４（ｂ）に示すように、傾斜面４１ａの傾斜角度αが傾斜角度α１に小さくなる。環状突条４１は、傾斜面４１ａが押圧され、嵌合部５２７の先端にて置き換えられた体積分が、中立位置４１Ｌの後方に移動する変形を生じ、傾斜角度βが傾斜角度β１と大きくなる。この際、傾斜角度β１は、傾斜角度α１よりも小さいので、傾斜面４１ｂは緩やかに膨らむ。

さらに嵌合部５２７が挿入されると、図４（ｃ）に示すように、嵌合部５２７の先端５２７ａが中立位置４１Ｌを越える。この状態においても、中立位置４１Ｌより前方の体積が、中立位置４１Ｌの後方に移動され、傾斜角度α１は傾斜角度α２となってさらに小さくなる。一方、傾斜角度β１は傾斜角度β２とさらに大きくなる。この状態においても、傾斜角度β２が傾斜角度α２よりも小さいことから、傾斜角度β２が大きい従来構造で生じたオーバーハング状となる不適切な変形部５２９（図８参照）が出現しない。

嵌合部５２７の先端５２７ａが傾斜面４１ｂを通過し、フランジ部３５の前面に当接すると、嵌合が完了する。嵌合完了状態では、嵌合前の中立位置４１Ｌよりも前方の体積の一部と、嵌合部５２７にて押し下げられた頂部４１ｃ近傍の体積とが、中立位置４１Ｌより後方へ移動される。その結果、傾斜面４１ａ及び傾斜面４１ｂが後方へ押し倒され、略等しい傾斜角度α３，β３の傾斜面４１ａ，４１ｂとなる。なお、上記した環状突条４１の変形過程における傾斜角度α、βの増減関係は、α＞α１＞α２＞α３、β＜β１＜β２＜β３、α１＞β１、α２＞β２、α３≒β３となる。

なお、上記の説明は環状突条４１を例としたが、相似形とした環状突条４３も同様に変形するので、その説明は省略する。

この雌コネクタ１００では、例えば環状突条４１において、挿入先端４５側の傾斜面４１ａに対し、反対側の傾斜面４１ｂの弾性材肉量（頂部４１ｃから裾部までの体積）が多くなり、環状突条４１に働く嵌合方向の力に対する抵抗力が高まる。これにより、環状突条４１の頂部４１ｃが、嵌合方向ａに引っ張られ、例えばオーバーハング状となる不適切な変形部の出現が防止でき、環状突条４１を、一対の逆向き傾斜面４１ａ，４１ｂが略対称形状に潰れる良好な防水性能の変形部５１（図４参照）に適切に変形する。

したがって、上記構成の雌コネクタ１００によれば、ハウジング本体１１の外周にパッキン３３が装着され、パッキン３３の外周には山形の環状突条４１，４３が形成され、環状突条４１，４３は、挿入先端４５側の傾斜面４１ａ，４３ａが反対側の傾斜面４１ｂ，４３ｂよりも大きい傾斜角度αで形成されるので、環状突条４１，４３を適切に変形させることができ、パッキン３３の噛み込み、めくれ、座屈を防止し、挿入性、防水性能を向上させることができる。

１１ ハウジング本体（筒状嵌合部）
３３ パッキン
４１ 先端環状突条（環状突条）
４３ 後端環状突条（環状突条）
４１ａ，４３ａ 挿入先端側の傾斜面
４１ｂ，４３ｂ 反対側の傾斜面
４１ｃ，４３ｃ 山形の頂部
４１Ｒ，４３Ｒ 凸曲面
１００ 雌コネクタ（防水コネクタ）
５２５ 相手方コネクタ
５２７ 相手方コネクタの嵌合部
Ｇ 筒状嵌合部の軸線
α，β 傾斜角度

Claims (4)

1. 相手方コネクタの嵌合部が嵌合されるコネクタハウジングの筒状嵌合部の外周に、嵌合部同士の間をシールする環状のパッキンが装着される防水コネクタであって、
   前記パッキンの外周には環状突条が形成され、
   該環状突条は、前記筒状嵌合部の軸線に沿う方向に一対の逆向き傾斜面を有する山形に形成され、かつ該筒状嵌合部の挿入先端側の傾斜面が反対側の傾斜面よりも大きい傾斜角度で形成されることを特徴とする防水コネクタ。
2. 請求項１記載の防水コネクタであって、
   前記環状突条が、前記軸線に沿って複数形成されることを特徴とする防水コネクタ。
3. 請求項２記載の防水コネクタであって、
   複数の前記環状突条は、前記筒状嵌合部の挿入先端側の先端環状突条が、反対側の後端環状突条よりも全高の低い山形に形成されることを特徴とする防水コネクタ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の防水コネクタであって、
   前記山形の頂部が、前記一対の傾斜面を接続する凸曲面からなることを特徴とする防水コネクタ。

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