(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【0012】
〔実施形態〕
図1は、実施形態に係る防水コネクタ構造(嵌合状態)の斜視図である。
図2は、実施形態に係る防水コネクタ構造(嵌合状態)の断面図である。
図3は、実施形態に係るオスコネクタのインナーハウジングの分解斜視図である。
図4は、実施形態に係るオスコネクタのアウターハウジングの分解斜視図である。
図5は、実施形態に係るメスコネクタの分解斜視図である。
図6は、実施形態に係る防水コネクタ構造の嵌合工程示す斜視図である。
図7は、実施形態に係る防水コネクタ構造の嵌合工程示す斜視図である。
図8は、実施形態に係る防水コネクタ構造の嵌合工程示す斜視図である。なお、各図においては、ワイヤハーネスWH1,WH2を省略あるいは簡略化して図示する。また、
図2は、防水コネクタ構造1を前後方向および上下方向を含む平面における断面を示すものである。また、
図1、
図2および
図6〜
図8においては、隔壁100は全部ではなく一部を図示する。
【0013】
各図のX方向は、本実施形態における防水コネクタ構造1における前後方向である。Y方向は、本実施形態における防水コネクタ構造1における幅方向であり、前後方向と直交する方向である。Z方向は、本実施形態における防水コネクタ構造1における上下方向であり、前後方向および幅方向と直交する方向である。X1方向は外部方向であり、離脱方向であり、X2方向は内部方向であり、嵌合方向である。Y1方向は左方向で、Y2方向は右方向である。Z1方向は上方向で、Z2方向は下方向である。以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向を表すものとする。
【0014】
図1および
図2に示す本実施形態における防水コネクタ構造1は、例えば、自動車に使用されるワイヤハーネスなどに適用される。ここでは、防水コネクタ構造1は、隔壁100を介して2つのワイヤハーネスWH1,WH2を電気的に接続するものである。ワイヤハーネスWH1は、オス端子2およびオスコネクタ3がその一部を構成するものであり、図示しない電線や複数の電子部品200により構成されている。ワイヤハーネスWH1は、隔壁100の内部に配置された内部電子機器300に電気的に接続されている。本実施形態におけるワイヤハーネスWH1は、大部分が車両の内部に配置されており、内部電子機器300として車両の内部空間に配置されたバッテリなどと電気的に接続されている。ワイヤハーネスWH2は、メス端子4およびメスコネクタ5がその一部を構成するものであり、図示しない電線や複数の電子部品により構成されている。ワイヤハーネスWH2は、相手側電子機器400に電気的に接続されている。本実施形態におけるワイヤハーネスWH2は、少なくとも一部が車両の外部に配置されており、相手側電子機器400として車両の内部空間に配置されたインバーターなどと電気的に接続されている。
【0015】
防水コネクタ構造1は、オス端子2と、オスコネクタ3と、メス端子4と、メスコネクタ5と、第一シール部材6とを備える。防水コネクタ構造1では、オスコネクタ3とメスコネクタ5とが相互に嵌合し、コネクタ接合されることで、それぞれに収容されたオス端子2と、メス端子4とが電気的に接続され、相互間に電気的な接続部位が形成される。
【0016】
ここで、隔壁100は、内部と外部とを区画するものである。本実施形態における隔壁100は、車両内部と車両外部とを区画するボディである。隔壁100は、
図6に示すように、貫通穴100aと、固定穴100bとが形成されている。貫通穴100aは、隔壁100の外面100cと内面100dとを貫通するものであり、オスコネクタ3の後述するインナーハウジング31が挿入されるものである。本実施形態における貫通穴100aは、前後方向から見た場合に、長穴に形成されている。固定穴100bは、図示しない固定部材が固定される穴であり、外面100cに形成されるものである。本実施形態における固定穴100bは、幅方向において、貫通穴100aを挟んで2つ形成されており、内面100dまで貫通していないねじ穴であり、固定部材としてボルトが螺合するものである。
【0017】
オス端子2は、第一端子であり、
図1、
図2および
図5に示すように、隔壁100の内部に配置された内部電子機器300と電気的に接続されるものである。オス端子2は、複数がオスコネクタ3に収容されている。各オス端子2は、ワイヤハーネスWH1の一部を構成する図示しない電線の導体と電気的に接続されている。
【0018】
オスコネクタ3は、第一コネクタであり、
図1〜
図4に示すように、オス端子2を収容するものである。オスコネクタ3は、インナーハウジング31と、アウターハウジング32と、第二シール部材33とを有する。
【0019】
インナーハウジング31は、
図2、
図3および
図6に示すように、オス端子収容室34aが形成されるものである。本実施形態におけるインナーハウジング31は、インナーハウジング本体部34と、端子カバー部35とを有する。
【0020】
インナーハウジング本体部34は、基部341と、つば部342と、第一係止爪343と、第二係止爪344とを有する。基部341は、前後方向から見た場合に、長方形状に形成されており、前後方向において外部と連通するオス端子収容室34aが形成されている。オス端子収容室34aは、第一端子収容室であり、各オス端子2に対応してオスコネクタ3に形成されている。ここで、各オス端子2は、各オス端子収容室34aに各オス端子2がそれぞれ収容された収容状態において、外部方向における端部である先端部が各オス端子収容室34aから外部方向に向かって突出している。つまり、各オス端子2は、収容状態において、先端部がインナーハウジング本体部34から外部に露出している。つば部342は、インナーハウジング31がアウターハウジング32に対して係止された係止状態において、貫通穴100a内に位置するものである。つば部342は、基部341の内部方向側端部から突出して形成されている。第一係止爪343は、インナーハウジング本体部34に対して端子カバー部35を係止するためのものであり、基部341に形成されている。本実施形態における第一係止爪343は、基部341の外周面のうち、下方向における外周側面から下方向に向かって突出して形成されている。第一係止爪343は、基部341の内部に向かって弾性変形することができる。第二係止爪344は、アウターハウジング32に対してインナーハウジング31を係止するためのものであり、基部341に形成されている。本実施形態における第二係止爪344は、基部341に対して幅方向において一対形成されている。一対の第二係止爪は、一方が基部341の外周面のうち、左方向における外周側面からに左方向に向かって突出して形成され、他方が外周面のうち、右方向における外周側面から右方向に向かって突出して形成される。一対の第二係止爪344は、基部341の内部に向かって弾性変形することができる。
【0021】
端子カバー部35は、オス端子2を保護するものである。本実施形態における端子カバー部35は、インナーハウジング本体部34とは別部材であり、収容状態においてインナーハウジング本体部34から外部に露出している各オス端子2の先端部を囲うものである。端子カバー部35は、基部351と、第一係止受け352と、凸部353と、を有する。基部351は、前後方向から見た場合に、長方形状の筒状に形成されており、前後方向において外部と連通する保護空間部35aが形成されている。保護空間部35aは、収容状態における各オス端子2の先端部が位置する空間部である。第一係止受け352は、インナーハウジング本体部34に対して端子カバー部35を係止するためのものであり、基部351に形成されている。本実施形態における第一係止受け352は、基部351の外周面のうち、下方向における外周側面に形成された係止開口部35bの内部方向側に形成されている。ここで、第一係止爪343が第一係止受け352により係止されることで、インナーハウジング本体部34に対して端子カバー部35が係止された係止状態において、各オス端子2の先端部は、保護空間部35a内に位置し、幅方向から見た場合に、端子カバー部35から露出しない。基部351は、露出開口部35cが形成されている。露出開口部35cは、係止状態において、第二係止爪344を端子カバー部35の外部に露出させるものである。本実施形態における露出開口部35cは、第二係止爪344にそれぞれ対応して、基部341に対して幅方向において一対形成されている。一対の露出開口部35cは、一方が基部341の外周面のうち、左方向における側面を貫通し、他方が基部341の外周面のうち、右方向における側面を貫通して形成される。凸部353は、各オス端子収容室34aにそれぞれ対応して形成されている。本実施形態における凸部353は、保護空間部35aのうち、前後方向における途中に形成された仕切り壁から後方向に突出して形成されている。凸部353は、インナーハウジング本体部34に対して端子カバー部35が係止された係止状態において、各オス端子収容室34aにそれぞれ対応して形成されるランス345と、上下方向において対向する。ここで、ランス345は、オス端子2のオス収容室34aの挿入時において、上方向に弾性変形することで、オス端子2がオス端子優洋室34aに挿入された状態において、オス端子2と前後方向において対向し、インナーハウジング本体部343に対するオス端子2の前後方向における移動を規制するものである。凸部353は、係止状態において、ランス345と上下方向において対向することで、ランス345とオス端子2との対向が解除される方向にランス345が弾性変形することを規制することができる。
【0022】
アウターハウジング32は、
図2、
図3、
図5および
図6に示すように、隔壁100の外部側において、隔壁100に固定されるものである。また、アウターハウジング32は、インナーハウジング31を内部に収容した収容状態において、メスコネクタ5と係合するものである。アウターハウジング32は、基部321と、つば部322と、第二係止受け323と、カム突起部324とを有する。基部321は、前後方向から見た場合に、長方形状に形成されており、前後方向において外部と連通するハウジング収容空間部32aが形成されている。ハウジング収容空間部32aは、インナーハウジング31をアウターハウジング32の内部に収容するものである。つば部322は、アウターハウジング32が隔壁100に対して固定された固定状態において、隔壁100の外面100cよりも外部側に位置するものである。つば部322は、基部321の内部方向側端部から突出して形成されており、シール用溝部32bおよび挿入穴32cが形成されている。シール用溝部32bは、第二シール部材33を挿入することで、アウターハウジング32に対して第二シール部材33を保持するものである。本実施形態におけるシール用溝部32bは、前後方向から見た場合において、ハウジング収容空間部32aを囲うリング状に形成されている。本実施形態における挿入穴32cは、各固定穴100bにそれぞれ対応するものであり、つば部322に対して幅方向において一対形成されている。一対の挿入穴32cは、前後方向においてつば部322を貫通して形成されている。ここで、アウターハウジング32は、各挿入穴32cにそれぞれ挿入された固定部材が各固定穴100bに対して固定されることで、隔壁100の外部側において隔壁100に固定される。アウターハウジング32が隔壁固定された固定状態においては、貫通穴100aとハウジング収容空間部32aとが連通するので、貫通穴100aを介して、隔壁100の内部側からインナーハウジング31をアウターハウジング32の内部に収容することができる。第二係止受け323は、アウターハウジング32に対してインナーハウジング31を係止するためのものであり、基部321に形成されている。本実施形態における第二係止受け323は、基部321に対して幅方向において一対形成されている。一対の第二係止受け323は、一方がハウジング収容空間部32aを構成する内壁面のうち、左方向における内壁側面から右方向に向かって突出して形成され、他方が内壁面のうち、右方向における内壁側面から左方向に向かって突出して形成される。カム突起部324は、後述するカム溝52bに挿入されることで、後述するレバー部材52の回転動作に伴い、メスコネクタ5をオスコネクタ3に係合するためのものであり、基部321に形成されている、本実施形態におけるカム突起部324は、基部321に対して上下方向において一対形成されている。一対のカム突起部324は、一方が基部321の外周面のうち、上方向における外周側面からに上方向に向かって突出して形成され、他方が外周面のうち、下方向における外周側面から右方向に向かって突出して形成される。
【0023】
第二シール部材33は、
図4に示すように、アウターハウジング32と、隔壁100との間をシールするものである。本実施形態における第二シール部材33は、例えば、弾性を有する部材であり、前後方向から見た場合において、開口部33aを有するリング状に形成されており、シール用溝部32bに挿入された挿入状態において、シール用溝部32bよりも外部方向側に突出して形成されている。つまり、第二シール部材33は、挿入状態において、つば部322の外部方向側の面よりも外部方向側に突出する。従って、第二シール部材33は、アウターハウジング32が隔壁100の外面側において隔壁100に固定されると、アウターハウジング32と、隔壁100との間をシールすることで、貫通穴100aとハウジング収容空間部32aとの間から液体の浸入することを規制することができる。
【0024】
メス端子4は、第二端子であり、
図1、
図2および
図5に示すように、隔壁100を介して相手側電子機器400と電気的に接続されるものである。メス端子4は、複数がメスコネクタ5に収容されている。各メス端子4は、ワイヤハーネスWH2の一部を構成する図示しない電線の導体と電気的に接続されている。また、メス端子4が電気的に接続される電線は、防水スリーブが取り付けられており、後述するメス端子収容室51bに収容された収容状態において、防水スリーブによりメス端子収容室51bが閉塞される。
【0025】
メスコネクタ5は、第二コネクタであり、
図1、
図2、
図5および
図8に示すようにメス端子4を収容するものである。メスコネクタ5は、オスコネクタ3と嵌合することにより、隔壁100に形成される貫通穴を介して、オス端子2とメス端子4とを電気的に接続するものである。メスコネクタ5は、基部51と、レバー部52と、回転軸53とを有する。
【0026】
基部51は、前後方向から見た場合に、長方形状に形成されており、外部方向において外部と連通するコネクタ収容空間部51aが形成されている。コネクタ収容空間部51aは、オスコネクタ3をメスコネクタ5の内部に収容するものである。基部51は、前後方向において外部と連通するメス端子収容室51bが形成されている。メス端子収容室51bは、第二端子収容室であり、各メス端子4に対応してメスコネクタ5に形成されている。本実施形態におけるメス端子収容室51bは、コネクタ収容空間部51a内において外部方向に突出する突出部に形成されている。つまり、コネクタ収容空間部51aは、前後方向から見た場合に、突出部によりリング状に形成されている。ここで、各メス端子5は、各メス端子収容室51bに各メス端子4がそれぞれ収容された収容状態において、外部方向における端部である先端部が基部51から外部に露出していない。
【0027】
レバー部52は、オスコネクタ3に対してメスコネクタ5を係合するものである。レバー部52は、オスコネクタ3のカム突起部324とともにカム機構を構成し、レバー部52の回転動作により、オスコネクタ3に対するメスコネクタ5の前後方向における相対距離を縮めることで、オス端子2とメス端子4とを電気的に接続した接続状態を保持する。本実施形態におけるレバー部52は、U字状に形成されており、両端部に回転穴52aがそれぞれ形成されている。また、レバー部52は、両端部の内周面にカム溝52bがそれぞれ形成されており、挿入されたカム突起部324がカム溝52bをレバー部52の回転動作に伴って摺動することで、オスコネクタ3に対してメスコネクタ5を係合する。
【0028】
回転軸53は、レバー部52を基部51に対して、上下方向周りに回転させるものである。回転軸53は、各回転穴52aにそれぞれ対応して、基部341に対して上下方向において一対形成されている。一対の回転軸53は、一方が基部51の外周面のうち、上方向における外周側面から上方向に向かって突出して形成され、他方が外周面のうち、下方向における外周側面から下方向に向かって突出して形成される。
【0029】
第一シール部材6は、
図5に示すように、オスコネクタ3とメスコネクタ5との間をシールするものである。本実施形態における第一シール部材6は、例えば、弾性を有する部材であり、前後方向から見た場合において、開口部6aを有するリング状に形成されており、コネクタ収容空間部51aに挿入された挿入状態において、基部51の突出部が開口部6aに挿入される。従って、第一シール部材6は、オスコネクタ3に対してメスコネクタ5を係合されると、基部51とアウターハウジングと32との間に配置され、メスコネクタ5と、アウターハウジング32との間をシールすることで、コネクタ収容空間部51aとハウジング収容空間部32aとの間から液体の浸入することを規制することができる。
【0030】
次に、防水コネクタ構造1の嵌合方法について説明する。まず、作業員は、予めオスコネクタ3のアウターハウジング32のシール用溝部32bに対して第二シール部材33を挿入しておく。また、インナーハウジング31の各オス端子収容室34aに対してワイヤハーネスWH1の一部として構成された各オス端子2を挿入し、第一係止爪343を第一係止受け352に係止することで、インナーハウジング本体34に対して端子カバー部35を組み付けておく。つまり、オスコネクタ3は、予めアウターハウジングと32を除き、ワイヤハーネスWH1の一部を構成する状態としておく。一方、作業員は、予めメスコネクタ5の基部51にレバー部52を組付け、基部51のコネクタ収容空間部51aに対して第一シール部材6を挿入しておく。また、基部51の各メス端子収容室51bに対してワイヤハーネスWH2の一部として構成された各メス端子4を挿入しておく。つまり、メスコネクタ5は、予めワイヤハーネスWH2の一部を構成する状態としておく。
【0031】
次に、作業員は、
図6に示すように、アウターハウジング32を隔壁100の外部側にて、前後方向において、貫通穴100aとハウジング収容空間部32aとが対向するように配置する。次に、作業員は、隔壁100に対して、アウターハウジング32を内部方向(同図矢印A)に向かって移動させ、第二シール部材33を隔壁100の外面100cおよび貫通穴100aを構成する内壁面に接触させた状態とし、固定穴100bに対して挿入穴32cを前後方向において対向させる。次に、作業員は、固定部材を挿入穴32cに挿入し、固定穴100bに螺合することで、
図7に示すように、アウターハウジング32を隔壁100に固定する。これにより、隔壁100の外部側において、第二シール部材33を介在させて、隔壁100に対してアウターハウジング32を固定する。従って、ハウジング収容空間部32aは、第二シール部材33によりシールされた状態で、貫通穴100aと連通する。
【0032】
次に、作業員は、インナーハウジング31を隔壁100の内側にて、前後方向において、貫通穴100aと対向するように配置する。次に、作業員は、隔壁100に対して、インナーハウジング31を内部方向(同図矢印B)に向かって移動させ、貫通穴100aを通過させることで、ハウジング収容空間部32aに挿入する。このとき、第二係止爪344が第二係止受け323に対して係止され、アウターハウジング32に対してインナーハウジング31が係止される。これにより、オス端子2がオス端子収容室34aに収容された状態で、インナーハウジング31を隔壁100の内部側からアウターハウジング32の内部に収容する。
【0033】
次に、作業員は、
図8に示すように、メスコネクタ5を隔壁100の外部側にて、前後方向において、アウターハウジングと32と対向するように配置する。次に、作業員は、アウターハウジング32に対して、メスコネクタ5を内部方向(同図矢印C)に向かって移動させ、アウターハウジング32をコネクタ収容空間部51aに挿入する。次に、作業員は、レバー部52を基部51に対して、回転軸53周りにおいて、アウターハウジング32に対してメスコネクタ5が係合する方向である係合方向(同図矢印D)に回転させる。これにより、コネクタ収容空間部51a内で、第一シール部材6を基部51およびアウターハウジング32に接触させるとともに、オス端子2とメス端子4とを電気的に接続させ、これらの接続状態を保持する。これにより、
図1および
図2に示すように、防水コネクタ構造1のコネクタ嵌合を行う。このとき、オス端子2およびメス端子4は、ハウジング収容空間部32a内に位置するとともに、コネクタ収容空間部51a内に位置するが、隔壁100とアウターハウジング32との間が第二シール部材33によりシールされ、アウターハウジング32とメスコネクタ5との間が第一シール部材6によりシールされるので、外部からの液体の浸入が第一シール部材6および第二シール部材33により規制され、防水コネクタ構造1において防水された状態となる。
【0034】
以上のように、本実施形態における防水コネクタ構造1および防水コネクタ構造のコネクタ嵌合方法によれば、隔壁100の外部側において、オスコネクタ3の一部であり、オス端子2が収容される前のアウターハウジング32を隔壁100に対して固定することができる。従って、アウターハウジング32は、ワイヤハーネスWH1の一部として構成される前に、第二シール部材33とともに、隔壁100に対して固定することができる。従って、第二シール部材33が外部に露出している時間は、アウターハウジング32を隔壁100に対して固定するまでとなり、オスコネクタ3をワイヤハーネスWH1の一部として構成するまでの時間よりも短くなる。従って、第二シール部材33に対する異物付着などの可能性を低くすることができ、防水性能に与える影響を低減することができる。また、第二シール部材33が外部に露出している時間を短くすることができるので、オスコネクタ3を含むワイヤハーネスWH1の組み立て時において、第二シール部材33に対する異物が付着しないように管理する時間を短くすることができるので、ワイヤハーネスWH1の組み立て作業性を向上することができる。
【0035】
また、本実施形態における防水コネクタ構造1および防水コネクタ構造のコネクタ嵌合方法によれば、隔壁100の貫通穴100aに対してワイヤハーネスWH1を通過させることなく、隔壁100の外部側においてオスコネクタ3を隔壁100に対して固定することができる。従って、ワイヤハーネスWH1の組み立て作業性を向上することができる。また、貫通穴100aに対してワイヤハーネスWH1を通過させないので、ワイヤハーネスWH1を構成する電線、電子部品200が隔壁100と接触することがなく、ワイヤハーネスWH1を内部電子機器300と接続する際のワイヤハーネスの取り回しにおいて、ワイヤハーネスWH1の損傷を抑制することができる。
【0036】
また、本実施形態によれば、オスコネクタ3およびメスコネクタ5のコネクタ嵌合時において、予めインナーハウジング本体34に対して端子カバー部35を組み付けておくことで、各オス端子2の先端部が端子カバー部35から露出しないので、コネクタ嵌合時におけるオス端子2の損傷を抑制することができる。
【0037】
なお、上記実施形態におけるワイヤハーネスWH1は、
図1に示すように、貫通穴100aよりも大きい電子部品200を有していてもよい。この場合は、ワイヤハーネスWH1を隔壁100の外部側から内部側に引き込むことができない。従って、貫通穴100aよりも大きい電子部品200を有するワイヤハーネスWH1においても、オスコネクタ3を隔壁100の外部側に配置することができる。これにより、隔壁100を介して、外部と内部とに区画されている場合において、貫通穴100aよりも大きい電子部品200を有するワイヤハーネスWH1とワイヤハーネスWH2とをオスコネクタ3およびメスコネクタ5のコネクタ嵌合により電気的に接続することができる。
【0038】
また、上記実施形態においては、端子カバー部35をインナーハウジング本体部34と別部材としてが、これに限定されるものではない。端子カバー部35は、インナーハウジング本体部34と一体であってもよい。
【0039】
なお、上記実施形態においては、内部電子機器300をバッテリ、相手側電子機器400をインバーターとしたがこれに限定されるものではない。例えば、隔壁がドアの場合においては、内部電子機器300をドア内部に配置されるモータやセンサ、相手側電子機器400をボディ内部に配置されるこれらを制御するECU(電子制御装置)であってもよい。