JP6843264B2

JP6843264B2 - 防水型コネクタおよびその組立方法

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Publication number: JP6843264B2
Application number: JP2019549069A
Authority: JP
Inventors: 直也橋居
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2021-03-17
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Description

この発明は、回路基板に実装される防水型コネクタおよびその組立方法に関する。

筐体の内側に設けられ、回路基板に実装されるコネクタ本体と、相手コネクタが挿入される筐体の筐体コネクタ孔に挿入され、筐体およびコネクタ本体に渡って設けられるカバー部材とを備えた防水型コネクタが知られている。カバー部材は、筐体コネクタ孔に挿入されてコネクタ本体に嵌められる筒状部と、筐体の外側に設けられ、筐体の外側面に沿って延びる鍔状部とを有している。この防水型コネクタは、筒状部およびコネクタ本体の間の隙間を塞ぐ内側シール部材と、鍔状部および筐体におけるコネクタ孔の周縁部の隙間を塞ぐ外側シール部材とをさらに備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−９８４５号公報

しかしながら、相手コネクタが挿入される筐体コネクタ孔には、カバー部材の筒状部が挿入される。これにより、筐体コネクタ孔の寸法が大きくなる。したがって、鍔状部および筐体の外側面の隙間を塞ぐ外側シール部材の周長が大きくなる。その結果、防水型コネクタの防水性能が低下するという課題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、防水性能を向上させることができる防水型コネクタおよびその組立方法を提供するものである。

この発明に係る防水型コネクタは、筐体の内側に設けられた回路基板に実装され、筐体に形成された筐体コネクタ孔に挿入されるコネクタ本体と、筐体の外側に設けられ、コネクタ本体の周囲を囲う環状シール部材と、筐体に設けられ、環状シール部材を筐体に押し付けるブラケットとを備え、環状シール部材は、コネクタ本体に設けられたコネクタ本体シール面および筐体に設けられた筐体シール面のそれぞれに接触して、筐体とコネクタ本体との間の隙間を塞ぐ。

この発明に係る防水型コネクタによれば、環状シール部材は、コネクタ本体シール面および筐体シール面のそれぞれに接触して、筐体とコネクタ本体との間の隙間を塞ぐ。これにより、筐体コネクタ孔には、コネクタ本体のみが挿入される。したがって、筐体コネクタ孔の寸法を小さくすることができる。その結果、環状シール部材の周長を小さくすることができる。これにより、防水型コネクタの防水性能を向上させることができる。

この発明の実施の形態１に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置を示す縦断面図である。図１の電力変換装置の要部を示す縦断面図である。図２の着脱方向が筐体シール面に対して垂直な方向に対して傾斜した状態を示す縦断面図である。この発明の実施の形態２に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部示す縦断面図である。この発明の実施の形態３に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。実施の形態３に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。この発明の実施の形態４に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。実施の形態４に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態４に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態４に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。この発明の実施の形態５に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。この発明の実施の形態６に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。この発明の実施の形態７に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。図１３の防水型コネクタ８を分解した状態を示す図である。この発明の実施の形態７に係る防水型コネクタ８の組立手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態８に係る防水型コネクタ８を備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置を示す縦断面図である。防水型コネクタを備えた電子機器として電力変換装置を例に説明する。電力変換装置は、水冷式ヒートシンク１と、水冷式ヒートシンク１の表面１１に面接触するパワー半導体素子２と、パワー半導体素子２の駆動を制御する回路基板３とを備えている。

パワー半導体素子２は、素子本体２１と、素子本体２１から延びる中継端子２２とを有している。回路基板３は、素子本体２１に対向するように配置されている。回路基板３には、中継端子２２が電気的に接続されている。

電力変換装置は、水冷式ヒートシンク１と回路基板３との間に設けられた樹脂製のサポートケース４をさらに備えている。サポートケース４は、パワー半導体素子２に電気的に接続される直流の入力端子４１と、交流の出力端子４２と、入力端子４１および出力端子４２を互いに電気的に接続するバスバー４３とを有している。サポートケース４は、入力端子４１、出力端子４２およびバスバー４３をインサート成型することによって形成されている。

回路基板３におけるサポートケース４とは反対側の面が実装面３１となっている。電力変換装置は、実装面３１に対向して配置された平滑コンデンサ５と、平滑コンデンサ５および入力端子４１を互いに電気的に接続させるねじ６とをさらに備えている。平滑コンデンサ５は、コンデンサ本体５１と、コンデンサ本体５１から入力端子４１まで延びるバスバー５２とを有している。

電力変換装置は、水冷式ヒートシンク１に固定される金属製の筐体７をさらに備えている。水冷式ヒートシンク１と筐体７とによって囲まれる空間の中に、パワー半導体素子２、回路基板３、樹脂製サポートケースおよび平滑コンデンサ５が高効率に格納されている。

筐体７には、筐体コネクタ孔７１が形成されている。電力変換装置は、回路基板３の実装面３１に実装された防水型コネクタ８をさらに備えている。防水型コネクタ８は、筐体コネクタ孔７１に挿入されている。防水型コネクタ８の一部は、筐体７の外側に配置されている。防水型コネクタ８には、図示しない相手コネクタが接続される。

図２は、図１の電力変換装置の要部を示す縦断面図である。防水型コネクタ８は、コネクタ本体８１と、筐体７の外側に設けられ、コネクタ本体８１の周囲を囲う環状シール部材８２と、環状シール部材８２を筐体７に押し付けるブラケット８３と、ブラケット８３を筐体７に固定する複数の締結具８４とを有している。この例では、環状シール部材８２は、ブラケット８３に組み立てられている。なお、環状シール部材８２およびブラケット８３は、焼き付けによる一体成型によって形成されてもよい。

コネクタ本体８１は、相手コネクタと電気的に接続される複数の端子８１１と、複数の端子８１１を保持する樹脂製のハウジング８１２とを有している。コネクタ本体８１は、回路基板３から筐体７の外側まで延びて配置されている。コネクタ本体８１に対して相手コネクタが着脱される方向を着脱方向Ａとする。

環状シール部材８２は、コネクタ本体８１の外側面における筐体７の外側に配置された部分に設けられたコネクタ本体シール面８１３に接触する。また、環状シール部材８２は、筐体７の外側面であって筐体コネクタ孔７１の周縁部に設けられた筐体シール面７２に接触する。これにより、環状シール部材８２は、筐体７とコネクタ本体８１との間の隙間を塞ぐ。

環状シール部材８２は、筐体シール面７２に沿った方向についてコネクタ本体８１とは反対側を向く外側面８２１を有している。環状シール部材８２は、ブラケット８３に対して筐体シール面７２に沿った移動が規制されている。

ブラケット８３は、筐体シール面７２に沿った方向について環状シール部材８２を挟む一対のブラケット側壁部８３１を有している。また、ブラケット８３は、一対のブラケット側壁部８３１のそれぞれに設けられブラケット側壁部８３１からコネクタ本体８１に向かって延びる一対のブラケット平板部８３２を有している。また、ブラケット８３は、一対のブラケット側壁部８３１のそれぞれに設けられブラケット側壁部８３１からコネクタ本体８１に対して離れる方向に延びる一対のブラケット固定板部８３３を有している。ブラケット側壁部８３１は、筐体シール面７２に沿った方向について環状シール部材８２の外側面８２１に対向している。また、ブラケット側壁部８３１は、環状シール部材８２の外側面８２１に接触している。

締結具８４は、フランジ付締結具となっている。締結具８４は、筐体７に形成されたねじ孔７３に挿入される軸部８４１と、軸部８４１の軸方向一端部に設けられた頭部８４２と、軸部８４１に設けられたフランジ部８４３とを有している。フランジ部８４３は、頭部８４２よりも軸部８４１の軸方向他端部側に配置されている。また、フランジ部８４３は、頭部８４２に重ねて配置されている。

ブラケット固定板部８３３には、締結具８４が挿入されるブラケット締結具孔８３４が形成されている。

筐体シール面７２に沿った方向についてのコネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの間の位置ずれ量をＸとする。軸部８４１の外径をＤ１とする。ブラケット締結具孔８３４の直径をＤ２とする。フランジ部８４３の外径をＤ３とする。この場合に、Ｘ＜（Ｄ２−Ｄ１）／２、およびＤ２＜Ｄ３が満たされる。ここで、（Ｄ２−Ｄ１）／２は、筐体シール面７２に沿った方向についての軸部８４１とブラケット締結具孔８３４との間の隙間の寸法である。

筐体シール面７２に対して垂直な方向についてのコネクタ本体シール面８１３の中心Ｄと環状シール部材８２の中心Ｅとの位置ずれ量をＺとする。筐体シール面７２に対して垂直な方向についての環状シール部材８２におけるコネクタ本体シール面８１３に接触する部分の寸法をＳ１とする。筐体シール面７２に対して垂直な方向についてのコネクタ本体シール面８１３の寸法をＳ２とする。この場合に、Ｚ＜（Ｓ２−Ｓ１）／２が満たされる。

図３は、図２の着脱方向Ａが筐体シール面７２に対して垂直な方向に対して傾斜した状態を示す縦断面図である。回路基板３が筐体シール面７２に沿った方向に対して傾斜して配置された場合には、着脱方向Ａが筐体シール面７２に対して垂直な方向Ｂに対してθ度だけ傾斜する。この場合に、環状シール部材８２には、周方向についてつぶし代ばらつきが発生する。しかしながら、環状シール部材８２の弾性ひずみは、環状シール部材８２の線径に反比例する。したがって、環状シール部材８２の線径を大きくすることによって、環状シール部材８２における周方向のつぶし代ばらつきが抑制される。その結果、防水型コネクタ８は、高いシール性能を有する。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る防水型コネクタ８によれば、環状シール部材８２は、コネクタ本体シール面８１３および筐体シール面７２のそれぞれに接触して、筐体７とコネクタ本体８１との間の隙間を塞ぐ。これにより、筐体コネクタ孔７１には、コネクタ本体８１のみが挿入される。したがって、筐体コネクタ孔７１の寸法を小さくすることができる。その結果、環状シール部材８２の周長を小さくすることができる。これにより、防水型コネクタ８の防水性能を向上させることができる。

また、環状シール部材８２は、コネクタ本体８１に格納されず、ブラケット８３に格納されている。これにより、環状シール部材８２の線径を大きくすることができる。環状シール部材８２の弾性ひずみは、環状シール部材８２の線径に反比例する。その結果、電力変換装置の各部品の寸法公差または組立誤差によって、筐体シール面７２に沿った方向についてのコネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃと間の位置ずれ量Ｘが大きくなり、環状シール部材８２の周方向のつぶし代ばらつきが大きくなる場合であっても、環状シール部材８２の周方向のつぶし率のばらつきを抑制することができる。その結果、防水型コネクタ８の防水性能を向上させることができる。

また、筐体シール面７２に対して垂直な方向についてのコネクタ本体シール面８１３の中心と環状シール部材８２の中心との間の位置ずれ量Ｚが大きい場合であっても、環状シール部材８２は変形しない。その結果、防水型コネクタ８の防水性能を向上させることができる。

また、着脱方向Ａが筐体シール面７２に対して垂直な方向Ｂに対して傾斜して、環状シール部材８２の周方向のつぶし代ばらつきが大きくなった場合であっても、環状シール部材８２の線径を大きくすることによって、環状シール部材８２の周方向のつぶし率のばらつきを抑制することができる。その結果、防水型コネクタ８の防水性能を向上させることができる。

また、コネクタ本体シール面８１３は、回路基板３から遠くに配置され、環状シール部材８２の線径を大きくすることができる。これにより、電力変換装置が取り付けられるエンジンの振動または電力変換装置が取り付けられる車両の走行振動によって防水型コネクタ８に振動が発生することを抑制することができる。したがって、端子８１１に発生する応力が緩和される。その結果、電力変換装置の信頼性を向上させることができる。

また、位置ずれ量Ｘが大きい場合であっても、コネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの位置ずれに対してブラケット８３が追随する。これにより、環状シール部材８２の中心を筐体コネクタ孔７１の中心と一致させることができる。したがって、環状シール部材８２の周方向についてのつぶし代のばらつきを抑制することができる。その結果、防水型コネクタ８の防水性能を向上させることができる。

また、位置ずれ量Ｘの影響を受けることなく、コネクタ本体シール面８１３とブラケット８３におけるコネクタ本体シール面８１３に対向する部分との間の隙間を小さくすることができる。これにより、外気に対して筐体７の内圧が高圧になった場合であっても、環状シール部材８２がコネクタ本体８１とブラケット８３との間からはみ出ることが抑制される。その結果、防水型コネクタ８は、圧力変化の繰り返しに対して、高い耐久性を有することができる。

また、筐体シール面７２に対して垂直な方向についてコネクタ本体シール面８１３の中心と環状シール部材８２の中心との間に位置ずれが発生した場合であっても、防水型コネクタ８は、高いシール性能を有することができる。防水型コネクタ８の防水性能を向上させることができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部示す縦断面図である。締結具８４は、ワッシャー付締結具となっている。締結具８４は、筐体７に形成されたねじ孔７３に挿入される軸部８４１と、軸部８４１の軸方向一端部に設けられた頭部８４２と、軸部８４１に設けられたワッシャー８４４とを有している。言い換えれば、締結具８４は、軸部８４１および頭部８４２を有する汎用ねじと、汎用ねじに取り付けられたワッシャー８４４とを有している。ワッシャー８４４は、頭部８４２よりも軸部８４１の軸方向他端部側に配置されている。また、ワッシャー８４４は、頭部８４２に重ねて配置されている。ワッシャー８４４には、軸部８４１が挿入される貫通孔８４５が形成されている。

筐体シール面７２に沿った方向についてのコネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの間の位置ずれ量をＸとする。締結具８４の軸部８４１の外径をＤ１とする。ブラケット締結具孔８３４の直径をＤ２とする。ワッシャー８４４の内径をＤ４とする。締結具８４の頭部８４２の外径をＤ５とする。ワッシャー８４４の外径をＤ６とする。この場合に、Ｘ＜（Ｄ２−Ｄ１）／２、およびＤ４＜Ｄ５＜Ｄ２＜Ｄ６が満たされる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る防水型コネクタ８によれば、位置ずれ量Ｘが大きい場合であっても、コネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの位置ずれに対してブラケット８３が追随する。これにより、環状シール部材８２の中心を筐体コネクタ孔７１の中心と一致させることができる。また、締結具８４は、低コストの汎用ねじを有している。これにより、防水型コネクタ８の低コスト化を図ることができる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。防水型コネクタ８は、環状シール部材８２を保持する外側シール保持部材８５をさらに備えている。外側シール保持部材８５は、環状に形成されている。環状シール部材８２は、外側シール保持部材８５に対して筐体シール面７２に沿った方向の移動が規制されている。

外側シール保持部材８５は、筐体シール面７２に沿った方向について環状シール部材８２を挟む一対の外側保持部材側壁部８５１を有している。また、外側シール保持部材８５は、一対の外側保持部材側壁部８５１のそれぞれに設けられ外側保持部材側壁部８５１からコネクタ本体８１に向かって延びる一対の外側保持部材平板部８５２を有している。

ブラケット８３は、筐体シール面７２に沿った方向について外側シール保持部材８５を挟む一対のブラケット側壁部８３１を有している。また、ブラケット８３は、一対のブラケット側壁部８３１のそれぞれに設けられブラケット側壁部８３１からコネクタ本体８１に向かって延びる一対のブラケット平板部８３２を有している。また、ブラケット８３は、一対のブラケット側壁部８３１のそれぞれに設けられブラケット側壁部８３１からコネクタ本体８１に対して離れる方向に延びる一対のブラケット固定板部８３３を有している。

一対の外側保持部材平板部８５２の間の寸法をＭ１とする。一対のブラケット平板部８３２の間の寸法をＭ２とする。筐体シール面７２に沿った方向についてのコネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの間の位置ずれ量をＸとする。筐体シール面７２に沿った方向についての外側シール保持部材８５の寸法をＬ１とする。一対のブラケット側壁部８３１の間の寸法をＬ２とする。この場合に、Ｍ１＜Ｍ２、およびＸ＜（Ｌ２−Ｌ１）／２が満たされる。ここで、（Ｌ２−Ｌ１）／２は、筐体シール面７２に沿った方向についての外側シール保持部材８５とブラケット８３との間の隙間である。その他の構成は、実施の形態１または実施の形態２と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る防水型コネクタ８によれば、位置ずれ量Ｘが大きい場合であっても、コネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの位置ずれに対して外側シール保持部材８５が追随する。これにより、環状シール部材８２の中心を筐体コネクタ孔７１の中心と一致させることができる。したがって、環状シール部材８２の周方向についてのつぶし代のばらつきを抑制することができる。その結果、防水型コネクタ８の防水性能を向上させることができる。

また、位置ずれ量Ｘが大きい場合であっても、コネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの位置ずれに対して外側シール保持部材８５が追随する。これにより、位置ずれ量Ｘの影響を受けることなく、コネクタ本体シール面８１３と外側シール保持部材８５におけるコネクタ本体シール面８１３に対向する部分との間の隙間を小さくすることができる。これにより、外気に対して筐体７の内圧が高圧になった場合であっても、環状シール部材８２がコネクタ本体８１と外側シール保持部材８５との間からはみ出ることが抑制される。その結果、防水型コネクタ８は、圧力変化の繰り返しに対して、高い耐久性を有する。

図６は、実施の形態３に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態３では、外側シール保持部材８５が外側保持部材側壁部８５１および外側保持部材平板部８５２を有する構成について説明した。これに対して、外側シール保持部材８５は、外側保持部材側壁部８５１を有し、外側保持部材平板部８５２を有さない構成であってもよい。この場合であっても、Ｘ＜（Ｌ２−Ｌ１）／２が満たされる。

実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。防水型コネクタ８は、環状シール部材８２を保持する外側シール保持部材８５と、筐体７に設けられ、筐体シール面７２に沿った方向について外側シール保持部材８５を挟む一対のボス８６とを備えている。また、防水型コネクタ８は、一対のボス８６のそれぞれに設けられブラケット８３をボス８６に固定する一対の締結具８４をさらに備えている。環状シール部材８２は、外側シール保持部材８５に対して筐体シール面７２に沿った方向についての移動が規制されている。

ブラケット８３は、一対のボス８６のそれぞれに設けられ前記ボスから前記コネクタ本体に向かって延びる一対のブラケット平板部８３２を有している。

それぞれのボス８６には、締結具８４が嵌められている。したがって、締結具８４の軸部８４１は、筐体７よりも回路基板３側に突出していない。その結果、回路基板３に実装される部品９と締結具８４との絶縁距離を容易に確保することができる。その結果、回路基板３に実装される部品９のレイアウト性が向上する。これにより、筐体７の小型軽量化を図ることができる。その結果、筐体７の低コスト化を図ることができる。複数のボス８６は、筐体シール面７２に沿った方向について、コネクタ本体８１、環状シール部材８２および外側シール保持部材８５が挟まれるように配置されている。

一対の外側保持部材平板部８５２の間の寸法をＭ１とする。一対のブラケット平板部８３２の間の寸法をＭ２とする。筐体シール面７２に沿った方向についてのコネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの間の位置ずれ量をＸとする。筐体シール面７２に沿った方向についての外側シール保持部材８５の寸法をＬ１とする。一対のボス８６の間の寸法をＬ３とする。この場合に、Ｍ１＜Ｍ２、およびＸ＜（Ｌ３−Ｌ１）／２が満たされる。ここで、（Ｌ３−Ｌ１）／２は、筐体シール面７２に沿った方向についての外側シール保持部材８５と一対のボス８６との間の隙間である。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態３までの何れかと同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態４に係る防水型コネクタ８によれば、締結具８４は、筐体７の内側に突出しない。これにより、回路基板３および回路基板３に実装される部品９と締結具８４との絶縁距離を確保することができる。その結果、回路基板３に実装される部品９のレイアウト性を向上させることができる。これにより、筐体７の小型軽量化を図ることができる。したがって、筐体７の低コスト化を図ることができる。

図８は、実施の形態４に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態４では、防水型コネクタ８が外側シール保持部材８５を備えた構成について説明した。これに対して、防水型コネクタ８は、外側シール保持部材８５を備えない構成であってもよい。この場合に、ブラケット８３は、筐体シール面７２に沿った方向について環状シール部材８２を挟む一対のブラケット側壁部８３１を有する。一対のボス８６は、一対のブラケット側壁部８３１を介して、筐体シール面７２に沿った方向について環状シール部材８２を挟む。

図９は、実施の形態４に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態４では、外側シール保持部材８５が外側保持部材側壁部８５１および外側保持部材平板部８５２を有する構成について説明した。これに対して、外側シール保持部材８５は、外側保持部材側壁部８５１を有し、外側保持部材平板部８５２を有さない構成であってもよい。

図１０は、実施の形態４に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態４では、防水型コネクタ８がボス８６を備えた構成について説明した。これに対して、防水型コネクタ８は、ボス８６を備えない構成であってもよい。この場合、筐体７における筐体コネクタ孔７１の周縁には、環状シール部材８２が格納される環状シール部材格納溝７４が形成されてもよい。環状シール部材格納溝７４には、外側シール保持部材８５が環状シール部材８２とともに格納されてもよい。

実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。防水型コネクタ８は、筐体７と環状シール部材８２との間に設けられた内側シール保持部材８７をさらに備えている。環状シール部材８２は、外側シール保持部材８５に対して筐体シール面７２に沿った方向の移動が規制されている。

環状シール部材８２は、筐体シール面７２に沿った方向について内側シール保持部材８７を挟みそれぞれが筐体シール面７２に接触する一対の筐体シール面接触部８２２を有している。

内側シール保持部材８７は、筐体シール面７２に沿った方向についてコネクタ本体８１を挟む一対の内側保持部材平板部８７１を有している。

一対の内側保持部材平板部８７１の間の寸法をＭ３とする。筐体コネクタ孔７１の寸法をＭ４とする。筐体シール面７２に沿った方向についての内側シール保持部材８７の寸法をＭ５とする。一対の筐体シール面接触部８２２の間の寸法をＭ６とする。この場合に、Ｍ３＜Ｍ４＜Ｍ５＜Ｍ６が満たされる。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態４までの何れかと同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態５に係る防水型コネクタ８によれば、内側シール保持部材８７は、筐体シール面７２に沿った方向についてのコネクタ本体８１の中心Ｂと筐体コネクタ孔７１の中心Ｃとの位置ずれに追随する。また、位置ずれ量Ｘの影響を受けることなく、筐体シール面７２と内側シール保持部材８７における筐体シール面７２に対向する部分との間の隙間を小さくすることができる。これにより、外気に対して筐体７の内圧が低圧になった場合であっても、環状シール部材８２がコネクタ本体８１と筐体７との間からはみ出ることが抑制される。その結果、防水型コネクタ８は、圧力変化の繰り返しに対して、高い耐久性を有する。

実施の形態６．
図１２は、この発明の実施の形態６に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。一対の内側保持部材平板部８７１のそれぞれにおけるコネクタ本体８１とは反対側の部分には、筐体７に近づくにつれてコネクタ本体８１に近づく一対のテーパ面８７２が形成されている。環状シール部材８２には、一対のテーパ面８７２が挿入される溝８２３が形成されている。テーパ面８７２が溝８２３に挿入されることによって、内側シール保持部材８７は、環状シール部材８２に取り付けられる。その他の構成は、実施の形態５と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態６に係る防水型コネクタ８によれば、内側シール保持部材８７のテーパ面８７２が環状シール部材８２の溝８２３に挿入される。これにより、環状シール部材８２に取り付けられる。その結果、外側シール保持部材８５、環状シール部材８２および内側シール保持部材８７を組み付けた後、これらを筐体７に組み付ける場合に、内側シール保持部材８７が環状シール部材８２から脱落することが防止される。その結果、防水型コネクタ８の組立性を向上させることができる。

実施の形態７．
図１３は、この発明の実施の形態７に係る防水型コネクタを備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。一対の内側保持部材平板部８７１のそれぞれには、厚さ方向に貫通する貫通孔８７３が形成されている。環状シール部材８２は、シール部材本体８２４と、シール部材本体８２４と一体に形成され貫通孔８７３に嵌め合わされる突起部８２５とを有している。突起部８２５が貫通孔８７３に挿入されることによって、内側シール保持部材８７は、環状シール部材８２に取り付けられる。その他の構成は、実施の形態５または実施の形態６と同様である。

次に、防水型コネクタ８の組立手順について説明する。図１４は、図１３の防水型コネクタ８を分解した状態を示す図、図１５は、この発明の実施の形態７に係る防水型コネクタ８の組立手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、回路基板固定工程を行う。回路基板固定工程では、コネクタ本体８１が実装された回路基板３をサポートケース４に固定する。また、この工程では、外側シール保持部材８５、環状シール部材８２および内側シール保持部材８７を組み立てる。

その後、ステップＳ１０２において、回路基板設置工程を行う。回路基板設置工程では、筐体コネクタ孔７１にコネクタ本体８１が挿入されるように、回路基板３を筐体７の内側に設置する。

その後、ステップＳ１０３において、環状シール部材設置工程を行う。環状シール部材設置工程では、コネクタ本体シール面８１３および筐体シール面７２のそれぞれに環状シール部材８２が接触するように、外側シール保持部材８５、環状シール部材８２および内側シール保持部材８７を筐体７に設置する。

その後、ステップＳ１０４において、環状シール部材押付工程を行う。環状シール押付工程では、ブラケット８３を筐体７に設置して、環状シール部材８２を筐体７に押し付ける。

その後、ステップＳ１０５において、ブラケット固定工程を行う。ブラケット固定工程では、締結具８４を用いてブラケット８３を筐体７に固定する。以上により、防水型コネクタ８の組立が終了する。

以上説明したように、この発明の実施の形態７に係る防水型コネクタ８によれば、内側シール保持部材８７の貫通孔８７３に環状シール部材８２の突起部８２５が挿入される。これにより、内側シール保持部材８７が環状シール部材８２に取り付けられる。その結果、外側シール保持部材８５、環状シール部材８２および内側シール保持部材８７を組み付けた後、これらを筐体７に組み付ける場合に、内側シール保持部材８７が環状シール部材８２から脱落することが防止される。その結果、防水型コネクタ８の組立性を向上させることができる。

また、この発明の実施の形態７に係る防水型コネクタ８の組立方法によれば、環状シール部材８２は、コネクタ本体シール面８１３および筐体シール面７２のそれぞれに接触して、筐体７とコネクタ本体８１との間の隙間を塞ぐ。これにより、筐体コネクタ孔７１には、コネクタ本体８１のみが挿入される。したがって、筐体コネクタ孔７１の寸法を小さくすることができる。その結果、環状シール部材８２の周長を小さくすることができる。これにより、防水型コネクタ８の防水性能を向上させることができる。

実施の形態８．
図１６は、この発明の実施の形態８に係る防水型コネクタ８を備えた電力変換装置の要部を示す縦断面図である。環状シール部材８２は、コネクタ本体シール面８１３に接触する第１シール材８２６と、筐体シール面７２に接触する第２シール材８２７とを有している。第１シール材８２６および第２シール材８２７は、互いに分割されている。第１シール材８２６および第２シール材８２７のそれぞれは、環状に形成されている。

外側シール保持部材８５は、筐体シール面７２に沿った方向について第１シール材８２６を挟む一対の第１シール材保持側壁部８５３を有している。外側シール保持部材８５には、第２シール材８２７が格納される第２シール材格納溝８５４が形成されている。第２シール材格納溝８５４は、第１シール材保持側壁部８５３と外側保持部材側壁部８５１と外側保持部材平板部８５２とから構成されている。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態７までの何れかと同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態８に係る防水型コネクタ８によれば、環状シール部材８２は、コネクタ本体シール面８１３に接触する第１シール材８２６と、筐体シール面７２に接触する第２シール材８２７とを有している。また、第１シール材８２６および第２シール材８２７は、互いに分割されている。これにより、第１シール材８２６および第２シール材８２７を、それぞれの圧縮代ばらつきが互いに影響しないように配置することができる。

また、外側シール保持部材８５は、筐体シール面７２に沿った方向について第１シール材８２６を挟む一対の第１シール材保持側壁部８５３を有し、外側シール保持部材８５には、第２シール材８２７が格納される第２シール材格納溝８５４が形成されている。これにより、第１シール材８２６および第２シール材８２７のそれぞれを別々に外側シール保持部材８５に取り付けることができる。

図１７は、実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８では、外側シール保持部材８５が外側保持部材平板部８５２を有する構成について説明した。これに対して、外側シール保持部材８５は、外側保持部材平板部８５２を有さない構成であってもよい。この場合、外側シール保持部材８５は、第１シール材保持側壁部８５３および外側保持部材側壁部８５１から構成される。この場合に、防水型コネクタ８は、ボス８６を備えた構成であってもよい。

図１８は、実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８では、防水型コネクタ８がボス８６を備えない構成について説明した。これに対して、防水型コネクタ８がボス８６を備えた構成であってもよい。

図１９は、実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８では、防水型コネクタ８が外側シール保持部材８５を備えた構成について説明した。これに対して、防水型コネクタ８が外側シール保持部材８５を備えない構成であってもよい。この場合、ブラケット８３は、筐体シール面７２に沿った方向について第１シール材８２６を挟む一対のブラケット第１側壁部８３５と、筐体シール面７２に沿った方向について第２シール材８２７を挟む一対のブラケット第２側壁部８３６と有する。ブラケット第１側壁部８３５、ブラケット第２側壁部８３６およびブラケット平板部８３２から、第２シール材格納溝８３７が構成されている。第２シール材格納溝８３７には、第２シール材８２７が格納される。

図２０は、実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８では、外側シール保持部材８５が第１シール材保持側壁部８５３を有する構成について説明した。これに対して、外側シール保持部材８５は、第１シール材保持側壁部８５３に設けられ第１シール材８２６と筐体シール面７２との間に配置される第１シール材保持平板部８５５をさらに有する構成であってもよい。

図２１は、実施の形態８に係る防水型コネクタの変形例を示す縦断面図である。実施の形態８では、第１シール材８２６が外側シール保持部材８５に保持される構成について説明した。これに対して、第１シール材８２６は、コネクタ本体８１に保持されてもよい。この場合、コネクタ本体８１には、第１シール材８２６が格納される第１シール材格納溝８１４が形成される。

１水冷式ヒートシンク、２パワー半導体素子、３回路基板、４サポートケース、５平滑コンデンサ、６ねじ、７筐体、８防水型コネクタ、９部品、１１表面、２１素子本体、２２中継端子、３１実装面、４１入力端子、４２出力端子、４３バスバー、５１コンデンサ本体、５２バスバー、７１筐体コネクタ孔、７２筐体シール面、７３ねじ孔、７４環状シール部材格納溝、８１コネクタ本体、８２環状シール部材、８３ブラケット、８４締結具、８５外側シール保持部材、８６ボス、８７内側シール保持部材、８１１端子、８１２ハウジング、８１３コネクタ本体シール面、８１４第１シール材格納溝、８２１外側面、８２２筐体シール面接触部、８２３溝、８２４シール部材本体、８２５突起部、８２６第１シール材、８２７第２シール材、８３１ブラケット側壁部、８３２ブラケット平板部、８３３ブラケット固定板部、８３４ブラケット締結具孔、８３５ブラケット第１側壁部、８３６ブラケット第２側壁部、８３７第２シール材格納溝、８４１軸部、８４２頭部、８４３フランジ部、８４４ワッシャー、８４５貫通孔、８５１外側保持部材側壁部、８５２外側保持部材平板部、８５３第１シール材保持側壁部、８５４第２シール材格納溝、８５５第１シール材保持平板部、８７１内側保持部材平板部、８７２テーパ面、８７３貫通孔。

Claims

筐体の内側に設けられた回路基板に実装され、前記筐体に形成された筐体コネクタ孔に挿入されるコネクタ本体と、
前記筐体の外側に設けられ、前記コネクタ本体の周囲を囲う環状シール部材と、
前記筐体に設けられ、前記環状シール部材を前記筐体に押し付けるブラケットと
を備え、
前記環状シール部材は、前記コネクタ本体に設けられたコネクタ本体シール面および前記筐体に設けられた筐体シール面のそれぞれに接触して、前記筐体と前記コネクタ本体との間の隙間を塞ぐ防水型コネクタ。
前記ブラケットを前記筐体に固定するフランジ付締結具をさらに備え、
前記ブラケットには、前記フランジ付締結具が挿入されるブラケット締結具孔が形成され、
前記環状シール部材は、前記ブラケットに対して前記筐体シール面に沿った移動が規制されており、
前記筐体シール面に沿った方向についての前記コネクタ本体の中心と前記筐体コネクタ孔の中心との間の位置ずれ量をＸとし、前記フランジ付締結具の軸部の外径をＤ１とし、前記ブラケット締結具孔の直径をＤ２とし、前記フランジ付締結具のフランジ部の外径をＤ３とした場合に、Ｘ＜（Ｄ２−Ｄ１）／２、およびＤ２＜Ｄ３を満たす請求項１に記載の防水型コネクタ。
前記ブラケットを前記筐体に固定する締結具と、
前記締結具の頭部と前記ブラケットとの間に設けられたワッシャーと
をさらに備え、
前記ブラケットには、前記締結具が挿入されるブラケット締結具孔が形成され、
前記環状シール部材は、前記ブラケットに対して前記筐体シール面に沿った移動が規制されており、
前記筐体シール面に沿った方向についての前記コネクタ本体の中心と前記筐体コネクタ孔の中心との間の位置ずれ量をＸとし、前記締結具の軸部の外径をＤ１とし、前記ブラケット締結具孔の直径をＤ２とし、前記ワッシャーの内径をＤ４とし、前記締結具の頭部の外径をＤ５とし、前記ワッシャーの外径をＤ６とした場合に、Ｘ＜（Ｄ２−Ｄ１）／２、およびＤ４＜Ｄ５＜Ｄ２＜Ｄ６を満たす請求項１に記載の防水型コネクタ。
前記筐体に設けられ、前記筐体シール面に沿った方向について前記環状シール部材を挟む一対のボスと、
一対の前記ボスのそれぞれに設けられ、前記ブラケットを前記ボスに固定する締結具と
をさらに備え、
前記ブラケットは、一対の前記ボスのそれぞれに設けられ前記ボスから前記コネクタ本体に向かって延びる一対のブラケット平板部を有している請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の防水型コネクタ。
前記環状シール部材を保持する外側シール保持部材をさらに備え、
前記環状シール部材は、前記外側シール保持部材に対して前記筐体シール面に沿った方向の移動が規制され、
前記外側シール保持部材は、前記筐体シール面に沿った方向について前記環状シール部材を挟む一対の外側保持部材側壁部を有し、
前記ブラケットは、前記筐体シール面に沿った方向について前記外側シール保持部材を挟む一対のブラケット側壁部と、一対の前記ブラケット側壁部のそれぞれに設けられ、前記外側保持部材側壁部から前記コネクタ本体に向かって延びる一対のブラケット平板部とを有し、
前記筐体シール面に沿った方向についての前記コネクタ本体の中心と前記筐体コネクタ孔の中心との間の位置ずれ量をＸとし、前記筐体シール面に沿った方向についての前記外側シール保持部材の寸法をＬ１とし、一対の前記ブラケット側壁部の間の寸法をＬ２とした場合に、Ｘ＜（Ｌ２−Ｌ１）／２を満たす請求項１に記載の防水型コネクタ。
前記外側シール保持部材は、一対の前記外側保持部材側壁部のそれぞれに設けられ前記外側保持部材側壁部から前記コネクタ本体に向かって延びる一対の外側保持部材平板部を有し、
一対の前記外側保持部材平板部の間の寸法をＭ１とし、一対の前記ブラケット平板部の間の寸法をＭ２とした場合に、Ｍ１＜Ｍ２を満たす請求項５に記載の防水型コネクタ。
前記筐体に設けられ、前記筐体シール面に沿った方向について前記環状シール部材を挟む一対のボスと、
一対の前記ボスのそれぞれに設けられ、前記ブラケットを前記ボスに固定する締結具と
をさらに備え、
前記ブラケットは、一対の前記ボスのそれぞれに設けられ前記ボスから前記コネクタ本体に向かって延びる一対のブラケット平板部を有している請求項５または請求項６に記載の防水型コネクタ。
前記環状シール部材と前記筐体との間に設けられた内側シール保持部材をさらに備え、
前記環状シール部材は、前記外側シール保持部材に対して前記筐体シール面に沿った方向の移動が規制され、
前記外側シール保持部材は、前記筐体シール面に沿った方向について前記環状シール部材を挟む一対の外側保持部材側壁部を有し、
前記ブラケットは、前記筐体シール面に沿った方向について前記外側シール保持部材を挟む一対のブラケット側壁部を有し、
前記環状シール部材は、前記筐体シール面に沿った方向について前記内側シール保持部材を挟み、それぞれが前記筐体シール面に接触する一対の筐体シール面接触部を有し、
前記内側シール保持部材は、前記筐体シール面に沿った方向について前記コネクタ本体を挟む一対の内側保持部材平板部を有し、
一対の前記内側保持部材平板部の間の寸法をＭ３とし、前記筐体コネクタ孔の寸法をＭ４とし、前記筐体シール面に沿った方向についての前記内側シール保持部材の寸法をＭ５とし、一対の前記筐体シール面接触部の間の寸法をＭ６とした場合に、Ｍ３＜Ｍ４＜Ｍ５＜Ｍ６を満たす請求項５から請求項７までの何れか一項に記載の防水型コネクタ。
一対の前記内側保持部材平板部のそれぞれにおける前記コネクタ本体とは反対側の部分には、前記筐体に近づくにつれて前記コネクタ本体に近づく一対のテーパ面が形成され、
前記環状シール部材には、一対の前記テーパ面が挿入される溝が形成されている請求項８に記載の防水型コネクタ。
一対の前記内側保持部材平板部のそれぞれには、厚さ方向に貫通する貫通孔が形成され、
前記環状シール部材は、シール部材本体と、前記シール部材本体と一体に形成され、前記貫通孔に嵌め合わされる突起部とを有している請求項８または請求項９に記載の防水型コネクタ。
前記筐体シール面に対して垂直な方向についての前記コネクタ本体シール面の中心と前記環状シール部材の中心との間の位置ずれ量をＺとし、前記筐体シール面に対して垂直な方向についての前記環状シール部材における前記コネクタ本体シール面に接触する部分の寸法をＳ１とし、前記筐体シール面に対して垂直な方向についての前記コネクタ本体シール面の寸法をＳ２とした場合に、Ｚ＜（Ｓ２−Ｓ１）／２を満たす請求項１から請求項１０までの何れか一項に記載の防水型コネクタ。
前記環状シール部材は、前記コネクタ本体シール面に接触する第１シール材と、前記筐体シール面に接触する第２シール材とを有し、
前記第１シール材および前記第２シール材は、互いに分割されている請求項１から請求項１１までの何れか一項に記載の防水型コネクタ。
前記環状シール部材を保持する外側シール保持部材をさらに備え、
前記外側シール保持部材は、前記筐体シール面に沿った方向について前記第１シール材を挟む一対の第１シール材保持側壁部を有し、
前記外側シール保持部材には、前記第２シール材が格納される第２シール材格納溝が形成されている請求項１２に記載の防水型コネクタ。
筐体に形成された筐体コネクタ孔にコネクタ本体が挿入されるように、回路基板を前記筐体の内側に設置する回路基板設置工程と、
前記回路基板設置工程の後、前記コネクタ本体に設けられたコネクタ本体シール面および前記筐体に設けられた筐体シール面のそれぞれに接触して、前記筐体と前記コネクタ本体との間の隙間を塞ぐように、環状シール部材を前記筐体に設置する環状シール部材設置工程と、
前記環状シール部材設置工程の後、ブラケットを筐体に設置して、前記環状シール部材を前記筐体に押し付ける環状シール部材押付工程と
を備えた防水型コネクタの組立方法。