(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
挿入穴を区画しその入口として筒状の挿入口部が形成されたハウジングおよび前記ハウジング内に前記挿入穴に露出するよう配置された一対のソケットコンタクトを有するソケットコネクタと、
前記挿入穴内に挿抜可能かつその軸心周りに非ロック位置とロック位置との間で回転可能であり、前記ロック位置にて前記一対のソケットコンタクトを電気的に連通して電気回路を接続する棒状のプラグコンタクト、および該プラグコンタクトを垂下状態に保持し、前記ハウジングの前記挿入口部に着脱可能に装着されるキャップを有するプラグコネクタと、を備える電気コネクタであって、
前記キャップには、前記挿入口部への装着状態にて該挿入口部を取り囲む外周壁が形成され、
前記挿入口部と前記外周壁との間にシール部材を備えることを特徴とする電気コネクタ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の電気コネクタでは、キャップは、ソケットコネクタの挿入口部への装着下で該挿入口部の上端に当接し得るが、その当接部は外部に露出している。そのため、この当接部から泥や砂埃が侵入し、プラグコネクタの挿抜が固くなる、ソケットコネクタの挿入口部とプラグコネクタとの間に設けられ得るOリングの防水性が損なわれる、コンタクト同士の接続が不安定になる等の不具合が生じる虞があった。
【0006】
本発明は、上記従来技術の問題を解消し、ソケットコネクタの挿入口部とそこに装着されるキャップとの間からの泥や砂埃の侵入を低減することができる電気コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、挿入穴を区画しその入口として筒状の挿入口部が形成されたハウジングおよび前記ハウジング内に前記挿入穴に露出するよう配置された一対のソケットコンタクトを有するソケットコネクタと、前記挿入穴内に挿抜可能かつその軸心周りに非ロック位置とロック位置との間で回転可能であり、前記ロック位置にて前記一対のソケットコンタクトを電気的に連通して電気回路を接続する棒状のプラグコンタクト、および該プラグコンタクトを垂下状態に保持し、前記ハウジングの前記挿入口部に着脱可能に装着されるキャップを有するプラグコネクタと、を備える電気コネクタであって、上記課題を解決するため、前記キャップには、前記挿入口部への装着状態にて該挿入口部を取り囲む外周壁が形成され、前記挿入口部と前記外周壁との間にシール部材を備えるものである。
【0008】
なお、本発明の電気コネクタにあっては、前記シール部材は筒状であることが好ましい。
【0009】
また、本発明の電気コネクタにあっては、前記シール部材の外周面および内周面には、凹凸がそれぞれ形成されていることが好ましい。
【0010】
さらに、本発明の電気コネクタにあっては、前記キャップには、前記外周壁との間に環状溝を形成する内周壁が形成され、前記シール部材は、その一部が前記環状溝内に挿入されて前記外周壁および前記内周壁によって挟持されていることが好ましい。
【0011】
加えて、本発明の電気コネクタにあっては、前記外周壁の内面に前記シール部材の脱落を防止する突起が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
本発明の電気コネクタによれば、ソケットコネクタの挿入口部がキャップの外周壁によって取り囲まれるとともに、外周壁と挿入口部との間にシール部材が設けられているので、ソケットコネクタの挿入口部とキャップとの間からの泥や砂埃の侵入は抑制され、泥や砂埃の侵入による上述した種々の不具合を防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。ここで、
図1は、本発明の一実施形態の電気コネクタの正面側を示す斜視図であり、
図2は
図1の電気コネクタの背面側を示す斜視図であり、
図3は
図1の電気コネクタの背面図であり、
図4は
図3中のA−A線に沿う断面図であり、
図5は、プラグコネクタの分解斜視図である。
【0015】
図1〜
図4に示すように、電気コネクタ10は、ソケットコネクタ12と、プラグコネクタ14とを備えている。また、電気コネクタ10の正面側には、過電流を遮断するヒューズ16が取り付けられている。
【0016】
電気コネクタ10は、電気車両やハイブリッド車両等のメンテナンス用の電気コネクタ(いわゆるサービスプラグ)に適用することができる。この場合、当該車両において、電気系統のメンテナンスを行う際に、プラグコネクタ14をソケットコネクタ12から引き抜くことによって電気回路を遮断して、バッテリ(図示省略)等からモータ(図示省略)等への電流を遮断することができる。
【0017】
電気コネクタ10は、
図4に示すように、ソケットコネクタ12の後述する筒状の挿入口部17を、取付け対象のパネルKに形成された開口Kaに挿通するとともに、パネルKの外側からナット等の固定具18を挿入口部17の外面に螺着することによってパネルKに取り付けることができるが、電気コネクタ10の取付け対象および取付け方法は、図示例に限定されず、ネジ等を用いて取付け対象に固定してもよい。
【0018】
なお、以下の説明では、プラグコネクタ14の挿入方向を下方、プラグコネクタ14の引抜方向を上方とする。
【0019】
プラグコネクタ14は、
図4および
図5に示すように、導電性材料からなる棒状のプラグコンタクト20と、該プラグコンタクト20をプラグコンタクトホルダ21を介して垂下状態に保持するキャップ22とを備えている。図示例では、プラグコンタクトホルダ21とキャップ22とは別体であるが、一体成形品であってもよい。具体的には、図示例では、別体として形成されたキャップ22とプラグコンタクトホルダ21とが歯車のような嵌め合い部を介して組み付けられているが、例えば、キャップ22とプラグコンタクトホルダ21とを2段階成形で一体化した一体成形品としてもよい。なお、キャップ22とプラグコンタクトホルダ21とを2段階成形で一体化した場合には、上述した嵌め合い部は省略してもよい。プラグコンタクトホルダ21およびキャップ22には、電気絶縁性材料、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリアミド(66PA、46PA)、液晶ポリマー(LCP)、ポリカーボネート(PC)あるいはこれらの合成材料を用いることができる。
【0020】
キャップ22には、プラグコネクタ14を挿抜する際の持ち手となる摘み部23と、摘み部23から下方に延出し、ソケットコネクタ12の挿入口部17の上部を取り囲む外周壁24と、摘み部23から挿入口部17の上端面に対向する位置で下方に延出し、外周壁24との間に環状溝25を形成する内周壁26とが形成されている。
【0021】
プラグコンタクトホルダ21は、下方へ開口する開口部21aを有し、そこにプラグコンタクト20の上端部が差し込まれて固定されている。プラグコンタクトホルダ21の外周部には環状凹部21bが形成され、この環状凹部21b内には弾性材料からなるOリング28が配置される。プラグコネクタ14とソケットコネクタ12の嵌合状態において、このOリング28が防水機能を果たす。環状凹部21bの上方には、径方向外方へ突出する一対の突起部30,31が形成されている。一対の突起部30,31は、プラグコネクタ14の軸心Y1周りにおいて、180度位相がずれた位置に配置されている。
【0022】
ソケットコネクタ12は、
図1〜
図4に示すように、挿入穴32hを区画しその入口として円筒状の上記挿入口部17が形成されたハウジング32と、ハウジング32内に挿入穴32hに露出するよう配置された一方のソケットコンタクトとしての第1ホルダ34と、ハウジング32内に挿入穴32hに露出するよう配置された他方のソケットコンタクトとしての第2ホルダ36と、接続部38とを備えている。
【0023】
ハウジング32は、電気絶縁性材料、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリアミド(66PA、46PA)、液晶ポリマー(LCP)、ポリカーボネート(PC)あるいはこれらの合成材料からなり、第1分割体32Aと第2分割体32Bとが嵌込み結合されて構成されている。なお、ハウジング32は、必ずしも分割構造とする必要はなく、一体成形品としてもよい。
【0024】
図4に示すように、第1分割体32Aの上部には、パネルKの開口Kaを通って上方へ突出する円筒状の挿入口部17が形成され、該挿入口部17には、プラグコネクタ14のプラグコンタクトホルダ21に形成された一対の突起部30,31と嵌合可能な一対の嵌合溝44,45が形成されている。一対の嵌合溝44,45は、挿入穴32hの軸心Y2周りにおいて、180度位相がずれた位置に配置されている。嵌合溝44,45は、挿入口部17の上端面に開口するとともにそこから挿入穴32hの軸心Y2方向下方へ延びる縦溝部と、該縦溝部につながり、挿入穴32hの軸心Y2周りに90度だけ延びる横溝部とからなり、
図4では横溝部のみ視認することができる。プラグコネクタ14のプラグコンタクト20およびプラグコンタクトホルダ21を挿入穴32hに挿入すると、突起部30,31が先ず嵌合溝44の縦溝部に沿って下方に移動する。そして、突起部30,31が縦溝部の終端に位置した状態でプラグコネクタ14を挿入穴32hの軸心Y2周りに、
図1に示す矢印I方向に略90度回転させると、突起部30,31が横溝部の終端へ移動して突起部30,31が嵌合溝44,45にロックされ、プラグコネクタ14はソケットコネクタ12に抜け止め保持される。
【0025】
第1ホルダ34は、図示しない一次側の電気コード(バスバーでもよい)を介してバッテリ等の正極端子と接続される。第1ホルダ34はその大部分がハウジング32内に抜け止め配置され、一部が一次側電気コードとの接続のためハウジング32の側面に露出している。
図4に示すように、第1ホルダ34の、ハウジング32内の部分には、プラグコンタクト20が挿入される第1貫通孔48が形成されている。第1貫通孔48の内周面とプラグコンタクト20との間には筒状のフィンコンタクト50が設けられている。
【0026】
第2ホルダ36は、ヒューズ16および図示しない二次側の電気コード(バスバーでもよい)を介して、バッテリ等の負極端子と接続される。第2ホルダ36はその大部分がハウジング32内に抜け止め配置され、一部がヒューズ16の一方の端子16aとの接続のためハウジング32の正面に露出している。
図4に示すように、第2ホルダ36の、ハウジング32内の部分には、プラグコンタクト20が挿入される第2貫通孔54が形成されている。第2貫通孔54の内周面とプラグコンタクト20との間には筒状のフィンコンタクト56が設けられている。
【0027】
接続部38は、
図4に示すように、ハウジング32内に抜け止め配置され、その一部がヒューズ16の他方の端子16bおよび二次側の電気コードの端子との接続のためハウジング32の正面に露出している。
【0028】
そして、本実施形態の電気コネクタ10では、
図4に示すように、ソケットコネクタ12の挿入穴32hへの泥や砂埃の侵入を防止するため、ソケットコネクタ12の挿入口部17の上部をキャップ22の外周壁24で覆うとともに挿入口部17と外周壁24との間にシール部材58を設けている。シール部材58は、その上部がキャップ22の外周壁24と内周壁26とで区画された環状溝25内にキャップ22の下面側から挿入(好ましくは圧入)されることにより、外周壁24と内周壁26とに挟持されている。
【0029】
図6にシール部材58を単体で示すように、シール部材58は円筒状であり、弾性材料からなる。シール部材58の材料としては、シリコーンゴムやフッ素ゴム、ニトリルゴム等が挙げられるが、これらに限定されない。シール部材58の外周面には、凹曲面からなる複数の環状溝部58aがその軸心Y3方向に間隔を空けて設けられることにより、凹凸が形成されている。シール部材58の内周面には、凸曲面からなる複数の環状凸部58bがその軸心Y3方向に間隔を空けて設けられることにより、凹凸が形成されている。なお、環状溝部58aおよび環状凸部58bは少なくとも1つあればよい。なお、
図4では、便宜的にシール部材58が圧縮変形する様子を示していないが、実際には、環状凸部58bはキャップ22の内周壁26やソケットコネクタ12の挿入口部17との圧接によって潰れた状態になる。つまり、キャップ22の内周壁26およびソケットコネクタ12の挿入口部17に環状凸部58bに対応した凹部が形成されている訳ではない。しかし、内周壁26や挿入口部17に環状凸部58bに対応した凹部を形成することもできる。
【0030】
ところで、電気コネクタ10は、
図7に示すように、ソケットコネクタ12に対するプラグコネクタ14のロック状態を検出する検出部62を備えていてよい。以下、検出部62の詳細を説明する。検出部62は、ソケットコネクタ12の挿入口部17と第2ホルダ36との間に配置されている。検出部62は、プラグコネクタ14のプラグコンタクトホルダ21を間にして対向する一対の検出端子64,65と、プラグコネクタ14のロック位置にて一対の検出端子64,65同士を電気的に導通する導通部材68とを備えている。一対の検出端子64,65および導通部材68は共に、第1分割体32Aに形成された検出部筐体70に保持されている。つまり、一対の検出端子64,65および導通部材68は共に、ソケットコネクタ12側に配置されている。
【0031】
検出部筐体70の背面側には開口70aが形成されている。導通部材68はこの開口70aを通じて検出部筐体70内に挿入、配置される。
【0032】
導通部材68は、一対の被押圧片72,73と、連結片74とを有している。導通部材68は、導電性金属材料からなる平板状をした金属板材を打ち抜くことによって、一対の被押圧片72,73の基端同士が連結片74を介してつながった、全体として平面視略U字形状に形成されている。
【0033】
被押圧片72,73はそれぞれ、検出端子64,65とプラグコンタクトホルダ21のとの間に配置されている。
【0034】
プラグコネクタ14のプラグコンタクトホルダ21の外面には、プラグコネクタ14の軸心Y1からの距離が短い一対の近位面76,77と、プラグコネクタ14の軸心Y1からの距離が軸心Y1から近位面76,77までの距離よりも長い一対の遠位面78,79とが形成されている。一対の近位面76,77同士は軸心Y1を挟んで対向する。一対の遠位面78,79同士は軸心Y1を挟んで対向する。遠位面78,79は湾曲面として形成されている。軸心Y1から近位面76,77までの距離は、近位面76,77が被押圧片72,73に向き合ったときに被押圧片72,73から離間する距離とし、軸心Y1から遠位面78,79までの距離は、遠位面78,79が被押圧片72,73に向き合ったときに該被押圧片72,73を押圧してその接点部72a,72b,73a,73bを検出端子64,65に接触させる距離とする。
【0035】
接点部72a,72b,73a,73bは、各被押圧片72,73に2つ設けられており、これにより導通部材68および検出端子64,65間の安定した導通性を確実とすることができる。しかし、接点部72a,72b,73a,73bの数はこれに限定されず、1つとしても3つ以上としてもよい。
【0036】
また、被押圧片72,73には、プラグコネクタ14のロック位置にてプラグコネクタ14の遠位面78,79で押圧される被押圧部72c,73cと接点部72a,72b,73a,73bとの間に検出端子64,65に沿って連結片74から遠ざかる方向へ延びる延伸部72e,72f,73e,73fが設けられている。これにより、被押圧片72,73をより大きく弾性変形させて導通部材68および検出端子64,65間の安定した導通性をより確実とすることができる。各接点部72a,72b,73a,73bは、延伸部72e,72f,73e,73fの末端に検出端子64,65へ向けて形成されている。
【0037】
連結片74は、導通部材68の挿入方向(表側)に突出して検出部筐体70内に形成された溝部70b内に例えば圧入により保持される保持部74aを有している。保持部74aには、挿入方向へ開口し、溝部70b内に反挿入方向(裏側)へ延出するよう形成されたガイド壁70cに案内される凹部74bが形成されている。これにより、ガイド壁70cによる凹部74bの案内下で導通部材68を検出部筐体70内に真直ぐ挿入することができる。なお、保持部74aの数は1つに限定されず、2つ以上設けてもよい。また、保持部74aの側面には溝部70bへの保持力を高めるため爪が形成されていてもよい。
【0038】
このように構成された電気コネクタ10を用いて電気回路を接続するには、
図4に示すように、プラグコネクタ14のキャップ22内側に形成された突起部30,31をソケットコネクタ12の挿入口部17に形成された嵌合溝44,45の縦溝部に一致させるようにしてプラグコンタクト20をソケットコネクタ12の挿入穴32hに挿入する。この状態では、プラグコネクタ14のプラグコンタクトホルダ21に形成された近位面76,77が被押圧片72,73側を向き、近位面76,77は被押圧片72,73から離間しているので、導通部材68と一対の検出端子64,65とは電気的に非導通であり、プラグコネクタ14がソケットコネクタ12に対して非ロック状態であることが検出される。このとき、第1ホルダ34と第2ホルダ36とはプラグコンタクト20を介して物理的には導通しているが、検出部62が非ロック状態を検出する間、主回路は電気的に遮断されるように構成されるので、プラグコネクタ14が活線挿入される事態は回避される。
【0039】
この状態からプラグコネクタ14をソケットコネクタ12に対して、
図1に示す矢印I方向に回転させると、突起部30,31が嵌合溝44,45に嵌合するのでプラグコネクタ14はソケットコネクタ12に対してロックされる。この状態では、プラグコンタクトホルダ21の遠位面78,79が被押圧片72,73側を向いて被押圧片72,73を拡開するように弾性変形させるので、各被押圧片72,73の接点部72a,72b,73a,73bが検出端子64,65に接触する。その結果、一対の検出端子64,65同士が導通部材68を介して電気的に導通し、プラグコネクタ14がソケットコネクタ12に対してロック状態であることが検出され、主回路に電流が流れる。
【0040】
この状態では、
図4に示すように、挿入口部17の上部がキャップ22の外周壁24によって取り囲まれるとともに、外周壁24と挿入口部17との間にシール部材58が設けられているので、ソケットコネクタ12の挿入口部17とキャップ22との間からの泥や砂埃の侵入は抑制され、泥や砂埃の侵入による上述した種々の不具合を防止することができる。
【0041】
また、本実施形態の電気コネクタ10では、シール部材58は筒状に形成されているので、その軸心Y3方向での接触長をかせぐことができ、シール性能を向上させることができる。
【0042】
さらに、本実施形態の電気コネクタ10では、シール部材58の外周面および内周面に凹凸(環状溝部58aおよび環状凸部58b)が形成されているので、シール部材58が圧縮変形しやすくなり、シール性能を向上させることができる。
【0043】
加えて、本実施形態の電気コネクタ10では、シール部材58の上部をキャップ22の外周壁24および内周壁26間の環状溝25内に挿入して挟持する構成としたので、シール部材58をキャップ22に容易かつ確実に組み付けることができる。
【0044】
一方、プラグコネクタ14をソケットコネクタ12から引き抜くには、プラグコネクタ14を軸心Y1周りに逆方向、つまり
図1に示す矢印II方向に略90度回転させればよい。これにより、突起部30,31が嵌合溝44,45の縦溝部に一致し、プラグコネクタ14を引き抜くことができる。このとき、被押圧片72,73は、遠位面78,79による押圧から解放されて元の形状に弾性復帰するので、一対の検出端子64,65間は再び非導通となり、プラグコネクタ14がソケットコネクタ12に対して非ロック状態であることが検出されるとともに、主回路は電気的に遮断される。したがって、プラグコネクタ14が活線抜去される事態は回避される。さらに、プラグコネクタ14がソケットコネクタ12から抜去されることで、主回路は物理的に遮断される。また、シール部材58は、キャップ22と一緒に引抜かれる。
【0045】
次に
図8を参照し、本発明の他の実施形態の電気コネクタ10におけるキャップについて説明する。なお、先の実施形態で説明した部材または部分と同様の部材または部分については同一の符号を付し、説明は適宜省略する。
【0046】
本実施形態の電気コネクタ10は、キャップ22の外周壁24の内面に、シール部材58の脱落を防止する突起60が形成されている。図示例では、突起60は、外周壁24の、シール部材58の下端に近接または当接する位置で、周方向に間欠的に形成されているが、周方向に連続的に形成されたものでもよい。このような突起60を設けることで、特にプラグコネクタ14の引き抜き時におけるシール部材58の脱落をより確実に防止することができる。