(57)【要約】  容易に挿入が可能なコネクタの嵌合構造を提供する。コネクタの嵌合構造は、複数の孔（１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３）が設けられたケース（１０）と、複数の孔（１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３）の各々に嵌合するコネクタ（２１，２２，２３）とを有する雄コネクタ（２０）と、孔（１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３）とコネクタ（２１，２２，２３）との間に介在するシール部材としての密封体（５１，５２，５３）とを備える。コネクタ（２１，２２，２３）の各々はテーパ面（２１ｔ，２２ｔ，２３ｔ）を有する。あるテーパ面が密封体に接触した後に他のテーパ面が密封体に接触するように各々のテーパ面（２１ｔ，２２ｔ，２３ｔ）の位置がずれている。
2010113243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の孔（１０ｈ１，１０ｈ２）が設けられたケース（１０）と、
前記第１および第２の孔（１０ｈ１，１０ｈ２）の各々に嵌合する第１および第２の突出部（２１，２２，３１，３２）を有するコネクタ（２０，３０）と、
前記第１および第２の孔（１０ｈ１，１０ｈ２）と前記第１および第２の突出部（２１，２２、３１，３２）との間に介在する第１および第２のシール部材（４１，４２，５１，５２，）とを備え、
前記第１および第２の突出部の各々が前記第１および第２の孔の各々に挿入される際に、前記第１の突出部を前記第１の孔に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置は、前記第２の突出部を前記第２の穴に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置に対して挿入方向に対してずれている、コネクタの嵌合構造。
【請求項２】
前記第１のシール部材（４１，５１）は前記第１の孔（１０ｈ１）の内周面に取り付けられ、前記第１の突出部（２１，３１）は挿入方向に沿って外径が大きくなる形状の拡径部（２１ｓ，２１ｔ，３１ｔ）を有し、前記拡径部（２１ｓ，２１ｔ，３１ｔ）が前記第１のシール部材（４１，５１）と当接して前記第１のシール部材（４１，５１）が径方向に広がる位置が前記第１の突出部（２１，３１）において挿入荷重が最大の位置である、請求の範囲１に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項３】
前記拡径部（２１ｔ，３１ｔ）はテーパ状である、請求の範囲２に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項４】
前記第１のシール部材（４１）の内周面は円形状であり、前記テーパ状の側面（３１ｔ)は楕円錐形状である、請求の範囲３に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項５】
前記拡径部（２１ｓ）は段差形状である、請求項の範囲２に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項６】
前記第１のシール部材（５１）は前記第１の突出部（２１）の外周面に取り付けられ、前記孔の内周面には挿入方向に沿って内径が小さくなる縮径部（１０ｓ１，１０ｋ１）が設けられており、前記縮径部（１０ｋ１，１０ｓ１）が前記第１のシール部材（５１）と当接して前記第１のシール部材（５１）が径方向に縮小する位置が前記第１の突出部（３１）において挿入荷重が最大の位置である、請求の範囲１に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項７】
前記縮径部（１０ｓ１）はテーパ状である、請求の範囲６に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項８】
前記縮径部（１０ｋ１）は段差形状である、請求の範囲６に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項９】
請求の範囲１に記載のコネクタの嵌合構造を備えた、電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コネクタの嵌合構造に関し、より特定的には、電気機器に用いられるコネクタの嵌合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コネクタの嵌合構造は、たとえば特開２００５−１９１８８号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１９１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では、シール部にコネクタを挿入する際の荷重が大きくなりやすいという問題があった。【０００４】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、孔に挿入する際の荷重を小さくすることが可能なコネクタの嵌合構造およびそれを用いた電気機器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】
【０００５】
この発明に従ったコネクタの嵌合構造は、複数の孔が設けられたケースと、複数の孔の各々に嵌合する複数の突出部を有するコネクタと、孔と突出部との間に介在するシール部材とを備え、複数の突出部の各々はテーパ状の側面を有し、ある突出部のテーパ状の側面がシール部材に接触した後別のテーパ状の側面がシール部材に接触するように各々の突出部のテーパ面の位置がずれている。【０００６】
このように構成されたコネクタの嵌合構造では、ある突出部のテーパ状の側面がシール部材に接触した後に別の突出部のテーパ状の側面がシール部材に接触するため、複数のテーパ面が突出部に接触することを防止することができる。そのため大きな力を加えることなく突出部を孔に嵌合させることができる。【０００７】
好ましくは、シール部材の内周面は円形状であり、テーパ面は楕円錐形状である。
この発明に従った電気機器は、上述のいずれかのコネクタの嵌合構造を有する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に従えば、孔に挿入する際の荷重を小さくすることが可能なコネクタの嵌合構造およびそれを用いた電気機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態に従ったコネクタが用いられる車両における電気回路を示す図である。
【図２】図１で示す回転電機２２００とインバータとの接続部分を拡大して示す断面図である。
【図３】図２中の矢印ＩＩＩで示す方向から見た、ケース１０に設けられた孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３の平面図である。
【図４】図２中のＩＶで囲んだ部分を拡大して示す、密封体４１を詳細に示す断面図である。
【図５】図２中のＶで囲んだ部分を拡大して示す、コネクタ３１の大径部と小径部との境界を詳細に示す側面図である。
【図６】図５中の矢印ＶＩ−ＶＩ線に沿った、コネクタ３１の大径部３１ｍの断面図である。
【図７】図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った、コネクタ３１の大径部３１ｍと小径部３１ｓとの境界部分の断面図である。
【図８】図２で示すコネクタの嵌合構造の組立手順を説明するための、コネクタ２１−２３と、密封体５１−５３との嵌合状態を示す図である。
【図９】雌コネクタの挿入時におけるコネクタ３１のテーパ面３１ｔと突起４１ａとの接触状態を示す図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線に沿った、突起４１ａとコネクタ３１との接触部分を示す断面図である。
【図１１】図９で示す状態からコネクタ３１をさらに深く差し込んだ状態を示す図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った、突起４１ａとコネクタ３１との接触部分を示す断面図である。
【図１３】この発明に従った構造における挿入ストロークと挿入荷重との関係を示すグラフである。
【図１４】この発明の実施の形態２に従ったコネクタの嵌合構造を説明するための断面図である。
【図１５】図１４で示すコネクタの嵌合構造の組立手順を説明するための、コネクタ２１−２３と、密封体５１−５３との嵌合状態を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に従ったコネクタの嵌合構造を説明するための断面図である。
【図１７】図１６で示すコネクタの嵌合構造の組立手順を説明するための、コネクタ２１−２３と、その外周に設けられた密封体５１−５３とを示す図である。
【図１８】テーパ面１０ｓ２と密封体５２との接触および押圧を説明するための断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態２に従ったコネクタの嵌合構造を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００１０】
１０  ケース、１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３  孔、２０  雄コネクタ、２１，２２，２３，３１，３２，３３  コネクタ、２１ｓ，２２ｓ，２３ｓ，３１ｓ，３２ｓ，３３ｓ  段差部、２１ｔ，２２ｔ，２３ｔ，３１ｔ，３２ｔ，３３ｔ  テーパ面、３０  雌コネクタ、４１，４２，４３，５１，５２，５３  密封体、４１ａ，４２ａ，４３ａ，５１ａ，５２ａ，５３ａ  突起、２２００  回転電機、２７１０  コンバータ、２７２０  インバータ、２７３０  制御装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。【００１２】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態に従ったコネクタが用いられる車両における電気回路を示す図である。図１を参照して、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）２７００は、コンバータ２７１０と、インバータ２７２０と、制御装置２７３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗとを含む。コンバータ２７１０は、バッテリ３０００とインバータ２７２０の間に接続され、インバータ２７２０は、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗを介して回転電機２２００と接続される。【００１３】
コンバータ２７１０に接続されるバッテリ３０００は、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。バッテリ３０００は、発生した直流電圧をコンバータ２７１０に供給し、また、コンバータ２７１０から受ける直流電圧によって充電される。【００１４】
コンバータ２７１０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２とダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置２７３０からの制御信号をベースに受取る。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。リアクトルＬは、バッテリ３０００の正極と接続される電源ラインＰＬ１に一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。【００１５】
このコンバータ２７１０は、リアクトルＬを用いてバッテリ３０００から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ２７１０は、インバータ２７２０から受ける直流電圧を降圧してバッテリ３０００を充電する。【００１６】
インバータ２７２０は、Ｕ相アーム２７５０Ｕ、Ｖ相アーム２７５０ＶおよびＷ相アーム２７５０Ｗからなる。各相アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム２７５０Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４を含み、Ｖ相アーム２７５０Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６を含み、Ｗ相アーム２７５０Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８を含む。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ライン２７４０Ｕ，２７４０Ｖ，２７４０Ｗを介してモータジェネレータとしての回転電機２２００の各相コイルの半中性点側にそれぞれ接続されている。【００１７】
インバータ２７２０は、制御装置２７３０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換して回転電機２２００へ出力する。また、インバータ２７２０は、回転電機２２００によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。【００１８】
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。また、コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。【００１９】
制御装置２７３０は、モータトルク指令値、回転電機２２００の各相電流値、およびインバータ２７２０の入力電圧に基づいて回転電機２２００の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）信号を生成してインバータ２７２０へ出力する。【００２０】
また、制御装置２７３０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ２７２０の入力電圧を最適化するためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ２７１０へ出力する。【００２１】
さらに、制御装置２７３０は、回転電機２２００によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０００を充電するため、コンバータ２７１０およびインバータ２７２０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。【００２２】
ＰＣＵ２７００においては、コンバータ２７１０は、制御装置２７３０からの制御信号に基づいて、バッテリ３０００から受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ２７２０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換して回転電機２２００へ出力する。【００２３】
また、インバータ２７２０は、回転電機２２００の回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。そして、コンバータ２７１０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリ３０００を充電する。【００２４】
図２は、図１で示す回転電機２２００とインバータとの接続部分を拡大して示す断面図である。図２を参照して、回転電機２２００はケース１０内に収納されている。ケース１０は中空形状であり、その内部に回転電機２２００を収納する。【００２５】
ケース１０に設けられた複数の孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３は等間隔で配置されており、それらの孔の中心間の距離はＬである。なお、この例では３つの孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３を設けているが孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３の数はこれに限られず、さらに多い、または少ない孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３を設けてもよい。【００２６】
円筒状の孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３の入口部分は面取りがされている。孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３に雄コネクタ２０が嵌め合わせられている。雄コネクタ２０は３つの突出部としてのコネクタ２１，２２，２３を有する。コネクタ２１，２２，２３は互いに接続されており一体化されている。【００２７】
コネクタ２１，２２，２３には、シール部材としての密封体５１，５２，５３がそれぞれ接続されている。【００２８】
密封体５１は円筒形状であり、ケース１０とコネクタ２１との間に介在する。密封体５２は円筒形状であり、ケース１０とコネクタ２２との間に介在する。密封体５３は円筒形状であり、ケース１０とコネクタ２３との間に介在する。密封体５１，５２，５３の先端部が突起５１ａ，５２ａ，５３ａとなっており、コネクタ２１，２２，２３の外周面に当接している。【００２９】
密封体５１，５２，５３は内部に金属のフレームが設けられており、そのフレームをゴムで取囲むように形成されている。【００３０】
コネクタ２１の先端部の外径はＤ２１ａであり、中央部の外径はＤ２１ｂである。
外径Ｄ２１ｂは外径Ｄ２１ａよりも大きい。【００３１】
コネクタ２１の外周面にはテーパ面２１ｔが設けられている。
コネクタ２２にはテーパ面２２ｔが設けられている。コネクタ２３の外周面にはテーパ面２３ｔが設けられている。【００３２】
テーパ面２２ｔを基準として、テーパ面２３ｔの位置は距離Ｌｄ、テーパ面２１ｔの位置は距離Ｌｃだけずれている。【００３３】
コネクタ２１，２２，２３には、それぞれ雌コネクタ３０を構成するコネクタ３１，３２，３３が嵌まり合っている。コネクタ３１の先端部の外径はＤ３１ａであり、根元部の外径はＤ３１ｂである。外径Ｄ３１ｂは外径Ｄ３１ａよりも大きい。【００３４】
コネクタ３１，３２，３３は一体とされ、図示しない凹端子が右端面に各一箇所ずつ形成されて雌コネクタ３０を構成している。コネクタ３１には出力ライン２７４０Ｕが接続され、コネクタ３２には出力ライン２７４０Ｖが接続され、コネクタ３３には出力ライン２７４０Ｗが接続されている。コネクタ２１，２２，２３は一体とされ、図示しない凸端子が各一箇所ずつ形成されて雄コネクタ２０を構成している。【００３５】
密封体４１がケース１０とコネクタ３１との間に介在している。密封体４２がケース１０とコネクタ３２との間に介在している。密封体４３がケース１０とコネクタ３３との間に介在している。密封体４１，４２，４３はそれぞれ内周側に突起４１ａ，４２ａ，４３ａを有する。コネクタ３１の外周面にはテーパ面３１ｔが設けられている。コネクタ３２の外周面にはテーパ面３２ｔが設けられている。コネクタ３３の外周面にはテーパ面３３ｔが設けられている。中央に位置するコネクタ３２のテーパ面３２ｔの位置に対して、テーパ面３１ｔおよびテーパ面３３ｔはそれぞれ距離ＬａおよびＬｂだけずれた位置に配置されている。【００３６】
図３は、図２中の矢印ＩＩＩで示す方向から見た、ケース１０に設けられた孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３の平面図である。図３を参照して孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３はケース１０に開口しており、コネクタを挿入する部分である。この部分にコネクタが挿入されて外部との電気的な接続が図られる。図３では、直列的に孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３が３つ配置されている。【００３７】
図４は、図２中のＩＶで囲んだ部分を拡大して示す、密封体４１を詳細に示す断面図である。図４を参照して、コネクタのシールを行なう密封体４１は中央部分に金属プレートを有しており、この金属プレートを囲むようにゴム体が設けられている。内周面側に突起４１ａが設けられており、突起４１ａによってシールがなされる。【００３８】
図５は、図２中のＶで囲んだ部分を拡大して示す、コネクタ３１の大径部と小径部との境界を詳細に示す側面図である。図５を参照して、コネクタ３１の小径部３１ｓは楕円柱形状であるの対し、コネクタ３１の大径部３１ｍは円柱形状である。またテーパ面３１ｔは楕円垂体の外周面であり、その外径には長径と短径がある。【００３９】
なお、この例では、小径部３１ｓを楕円柱としたが、小径部３１ｓは必ずしも楕円柱である必要はなく円柱であってもよい。テーパ面３１ｔが楕円錐の外周面であればよい。【００４０】
図６は、図５中の矢印ＶＩ−ＶＩ線に沿った、コネクタ３１の大径部３１ｍの断面図である。図６を参照して、大径部３１ｍの外径はＤ３１ｂであり、円柱形状となっている。【００４１】
図７は、図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った、コネクタ３１の大径部３１ｍと小径部３１ｓとの境界部分の断面図である。図７を参照して、テーパ面３１ｔは楕円形状となっており、短径Ｄ３１ｃと外径（長径）Ｄ３１ｂが異なる。外径Ｄ３１ｂは短径Ｄ３１ｃよりも長い。なお、図７では、縦長の偏平形状の楕円とされているが、テーパ面３１ｔの断面図は横長の偏平な楕円であってもよい。【００４２】
次に、図２で示すコネクタの嵌合構造の組立手順について説明する。
まず、図８は、図２で示すコネクタの嵌合構造の組立手順を説明するための、コネクタ２１−２３と、密封体５１−５３との嵌合状態を示す図である。図８で示すように、コネクタ２１，２２，２３を孔内の密封体５１，５２，５３に挿入する。このとき、各々のテーパ面２１ｔ，２２ｔ，２３ｔの位置がずれているため、テーパ面２１ｔが最初に密封体５１の突起５１ａに接触する。他の密封体５２，５３では、突起５２ａ，５３ａがテーパ面２２ｔ，２３ｔに接触していない。図８で示す状態から僅かにコネクタ２１，２２，２３を深く差し込むと、密封体５１の突起５１ａがテーパ面２１ｔに乗り上げて、密封体５１が外周側へ膨らむ。このときが、コネクタ２１を孔１０ｈ１に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置である。【００４３】
そして図８で示す状態からさらに深くコネクタ２２，２３を挿入すると、突起５３ａがテーパ面２３ｔに接触する。このとき、突起５２ａはテーパ面２２ｔに接触していない。さらに深く挿入すると、テーパ面２２ｔに突起５２ａが接触し、その後、密封体５２の突起５２ａがテーパ面２２ｔに乗り上げて、密封体５２が外周側へ膨らむ。このときが、コネクタ２２を孔１０ｈ２に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置である。そして、挿入が完了する。【００４４】
以上のように、テーパ面２１ｔ，２２ｔ，２３ｔと、突起５１ａ，５２ａ，５３ａが接触するときに最も挿入抵抗が大きくなり大きな力が発生する。突起５１ａ，５２ａ，５３ａと、テーパ面２１ｔ，２２ｔ，２３ｔとが接触する時期が異なるようにテーパ面２１ｔ，２２ｔ，２３ｔの位置を配置しているために、挿入に必要な力を小さくすることができる。【００４５】
図９は、雌コネクタの挿入時におけるコネクタ３１のテーパ面３１ｔと突起４１ａとの接触状態を示す図である。図９を参照して、雌コネクタを構成するコネクタ３１も密封体４１内に挿入される。図９で示す状態では、テーパ面３１ｔに密封体４１の突起４１ａが接触している。【００４６】
図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿った、突起４１ａとコネクタ３１との接触部分を示す断面図である。図１０を参照して、テーパ面３１ｔが楕円形状であるため、円形状の密封体４１の内周面を構成する突起４１ａとコネクタ３１の外周面とは２つの接触点３１ｃで接触する。【００４７】
図１１は、図９で示す状態からコネクタ３１をさらに深く差し込んだ状態を示す図である。図１１で示すように、さらに深く密封体４１にコネクタ３１を挿入する。その結果、コネクタ３１の円柱部分と突起４１ａとが接触する。【００４８】
図１２は、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った、突起４１ａとコネクタ３１との接触部分を示す断面図である。コネクタ３１の外周面が円形状であり、密封体４１の内周面を構成する突起４１ａも円形状であるため、複数の接点でこれらが接する。【００４９】
図９から図１２で示すように、初期段階では、密封体４１とコネクタ３１とが２点で接触しており、その接触面積が徐々に大きくなり、最後には、図２１で示すように、コネクタ３１の外周全体と、密封体４１の外周全面が接触する。これにより、当初からコネクタ３１の外周面全面と密封体４１の外周面とが広い面積で接触している場合に比べて接触面積を小さくすることができ、挿入に必要な荷重を低減することができる。【００５０】
図１３は、この発明に従った構造における挿入ストロークと挿入荷重との関係を示すグラフである。図１３中の曲線２１ｆはコネクタ２１の挿入ストロークと挿入荷重を示している。曲線２３ｆは、コネクタ２３の挿入ストロークと挿入荷重とを示している。曲線２２ｆはコネクタ２２の挿入ストロークと挿入荷重との関係を示している。これらの曲線２１ｆ，２２ｆ，２３ｆの挿入荷重を合計した曲線が曲線２１ｆ＋２２ｆ＋２３ｆであり、それぞれの曲線の挿入荷重を足した大きさとされる。これに対し、曲線２１ｆ×３は、各々のテーパ面２１ｔ，２２ｔ，２３ｔにずれがない場合の挿入荷重であり、曲線２１ｆの値を３倍したものとなる。この場合、挿入荷重がいちどきに急激に大きくなるため、特に作業者が手で挿入する場合に挿入が困難となるおそれがある。【００５１】
曲線３２ｆは、コネクタ２１のテーパ面２１ｔを楕円垂体とした場合の曲線である。この場合、コネクタ３１の挿入の例で示したように挿入荷重のピークをさらに低下させることができる。その結果、合成荷重もさらに低減される。【００５２】
この実施の形態では、円筒形状のコネクタ２１，２２，２３を弾性体である密封体５１，５２，５３に挿入し、緊迫力によって複数の箇所を密封する密封構造において、円筒軸を弾性体に挿入する際の作業性向上（挿入荷重低減）のために、挿入するコネクタ２１，２２，２３の最大径と成る位置（一様な面取り終了位置）を挿入方向で位置を各々ずらしている。【００５３】
また，コネクタ３１，３２，３３を密封体４１，４２，４３に挿入する際の作業性向上（挿入荷重低減）のために、挿入する軸の外周形状を挿入初期段階において非真円形状とするとともに、真円となる位置を挿入方向で各々ずらしている。雄コネクタ２０は、図示しない雄端子を内径側に備え、雌コネクタは図示しない雌端子を有し、雌端子に雄端子が挿入されて電流が供給される。【００５４】
この発明の実施の形態１に従ったコネクタの嵌合構造は、第１および第２の孔としての孔１０ｈ１，１０ｈ２が設けられたケース１０と、孔１０ｈ１，１０ｈ２の各々に嵌合する第１および第２の突出部としてのコネクタ２１，２２，３１，３２を有する雄コネクタ２０および雌コネクタ３０と、孔１０ｈ１，１０ｈ２とコネクタ２１，２２、３１，３２との間に介在する第１および第２のシール部材としての密封体４１，４２，５１，５２，とを備え、コネクタ２１，２２，３１，３２の各々が孔１０ｈ１，１０ｈ２の各々に挿入される際に、コネクタ２１を孔１０ｈ１に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置は、コネクタ２２を孔１０ｈ２に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置に対して挿入方向に対してずれている。また、コネクタ３１を孔１０ｈ１に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置は、コネクタ３２を孔１０ｈ２に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置に対して挿入方向に対してずれている。【００５５】
（実施の形態２）
図１４は，この発明の実施の形態２に従ったコネクタの嵌合構造を説明するための断面図である。図１４を参照して、この発明の実施の形態２に従ったコネクタの嵌合構造では、コネクタ２１，２２，２３の外周面に段差部２１ｓ，２２ｓ，２３ｓが設けられている点で、実施の形態１に従ったコネクタの嵌合構造と異なる。段差部２１ｓ，２２ｓ，２３ｓは階段形状であり、拡径部を構成している。なお、コネクタ３１，３２，３３の外周面のテーパ面３１ｔ，３２ｔ，３３ｔが段差部で置き換えられてもよい。【００５６】
図１４における段差部２１ｓ，２２ｓ，２３ｓは１段のステップで構成されているが、複数段のステップにより各段差部２１ｓ，２２ｓ，２３ｓが構成されていてもよい。段差部２１ｓ，２２ｓ，２３ｓの前後でコネクタ２１，２２，２３の外径が変化する。【００５７】
次に、図１４で示すコネクタの嵌合構造の組立手順を説明する。
図１５は、図１４で示すコネクタの嵌合構造の組立手順を説明するための、コネクタ２１−２３と、密封体５１−５３との嵌合状態を示す図である。図１５で示すように、コネクタ２１，２２，２３を孔内の密封体５１，５２，５３に挿入する。このとき、各々の段差部２１ｓ，２２ｓ，２３ｓの位置がずれているため、段差部２１ｓが最初に密封体５１の突起５１ａに接触する。他の密封体５２，５３では、突起５２ａ，５３ａが段差部２２ｓ，２３ｓに接触していない。図１５で示す状態から僅かにコネクタ２１，２２，２３を深く差し込むと、密封体５１の突起５１ａが段差部２１ｓに乗り上げて、密封体５１が外周側へ膨らむ。このときが、コネクタ２１を孔１０ｈ１に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置である。【００５８】
そして図１５で示す状態からさらに深くコネクタ２２，２３を挿入すると、突起５３ａが段差部２３ｓに接触する。このとき、突起５２ａは段差部２２ｔに接触していない。さらに深く挿入すると、段差部２２ｔに突起５２ａが接触し、その後、密封体５２の突起５２ａが段差部２２ｔに乗り上げて、密封体５２が外周側へ膨らむ。このときが、コネクタ２２を孔１０ｈ２に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置である。そして、挿入が完了する。【００５９】
以上のように構成された，実施の形態２に従ったコネクタの嵌合構造でも、実施の形態１に従ったコネクタの嵌合構造と同様の効果がある。【００６０】
（実施の形態３）
図１６は、この発明の実施の形態３に従ったコネクタの嵌合構造を説明するための断面図である。図１６を参照して，この発明の実施の形態３に従ったコネクタの嵌合構造では、密封体５１，５２，５３がコネクタ２１，２２，２３に取り付けられている点で、実施の形態１および２に従ったコネクタの嵌合構造と異なる。図１６で示すように、実施の形態３に従った密封体５１，５２，５３の外周面には突起が設けられていないが、外周面に円形状の突起が設けられていてもよい。密封体５１，５２，５３の取り付け位置が各々ずれており、密封体５１の取り付け位置は、密封体５２の取り付け位置に対してＬｃだけずれている。なお、この実施の形態３では、密封体４１，４２，４３はケース１０側に取り付けられているが、密封体４１，４２，４３をコネクタ３１，３２，３３に取り付けてもよい。【００６１】
孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３の入口には、縮径部としてのテーパ面１０ｓ１，１０ｓ２，１０ｓ３が設けられている。各々のテーパ面１０ｓ１，１０ｓ２，１０ｓ３は円錐面であり、内径が徐々に変化する形状である。【００６２】
次に、図１６で示すコネクタの嵌合構造の組立手順を説明する。
図１７は、図１６で示すコネクタの嵌合構造の組立手順を説明するための、コネクタ２１−２３と、その外周に設けられた密封体５１−５３とを示す図である。図１７で示すように、コネクタ２１，２２，２３の外周に密封体５１，５２，５３が取り付けられている。各々の密封体５１，５２，５３の位置がずれているため、密封体５１が最初にテーパ面１０ｓ１に接触する。他の密封体５２，５３は、テーパ面１０ｓ２，１０ｓ３に接触していない。図１７で示す状態から僅かにコネクタ２１，２２，２３を深く差し込むと、密封体５１がテーパ面１０ｓ１に押圧されて、密封体５１が内周側へ縮小する。このときが、コネクタ２１を孔１０ｈ１に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置である。【００６３】
そして図１７で示す状態からさらに深くコネクタ２２，２３を挿入すると、密封体５３がテーパ面１０ｓ３に接触し、テーパ面１０ｓ３に圧縮される。このとき、密封体５２はテーパ面１０ｓ２に接触していない。【００６４】
図１８は、テーパ面１０ｓ２と密封体５２との接触および押圧を説明するための断面図である。図１８を参照して、さらに深く挿入すると、密封体５２がテーパ面１０ｓ２に接触し、その後、密封体５２がテーパ面１０ｓ２に押圧されて、密封体５２が内周側へ縮小する。このときが、コネクタ２２を孔１０ｈ２に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置である。そして、挿入が完了する。【００６５】
以上のように構成された，実施の形態３に従ったコネクタの嵌合構造でも、実施の形態１および２に従ったコネクタの嵌合構造と同様の効果がある。【００６６】
（実施の形態４）
図１９は，この発明の実施の形態２に従ったコネクタの嵌合構造を説明するための断面図である。図１９を参照して、この発明の実施の形態２に従ったコネクタの嵌合構造では、孔１０ｈ１，１０ｈ２，１０ｈ３の内周面に段差部１０ｋ１，１０ｋ２，１０ｋ３が設けられている点で、実施の形態３に従ったコネクタの嵌合構造と異なる。段差部１０ｋ１，１０ｋ２，１０ｋ３は階段形状であり、縮径部を構成している。【００６７】
図１９における段差部１０ｋ１，１０ｋ２，１０ｋ３は１段のステップで構成されているが、複数段のステップにより各段差部１０ｋ１，１０ｋ２，１０ｋ３が構成されていてもよい。【００６８】
このように構成された実施の形態４に従ったコネクタの嵌合構造でも、実施の形態３に従ったコネクタの嵌合構造と同様の効果がある。【００６９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はさまざまに変形することが可能である。【００７０】
まず、図８で示す構造に、図９から図１２で示す楕円の構造を組み合わせることも可能である。密封体５１，５２，５３の内周面は円形状であり、テーパ面２１ｔ，２２ｔ，２３ｔは楕円錐形状となる。この場合、曲線３２ｆで示すような挿入荷重を実現できるため、挿入荷重のピークを小さくすることができ、スムーズな挿入を実現することができる。【００７１】
また、図８では、中央のテーパ面２２ｔが他のテーパ面２１ｔ，２３ｔと比べて最も遅く突起５２ａと接触する構成を示したが、これに限られるものではなく、テーパ面２２ｔが最も早く、またはテーパ面２２ｔが２番目に早く、突起５２ａと接触する構造を採用してもよい。  今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図１】
2010113243.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月13日(2009.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の孔（１０ｈ１，１０ｈ２）が設けられたケース（１０）と、
前記第１および第２の孔（１０ｈ１，１０ｈ２）の各々に嵌合する第１および第２の突出部（２１，２２，３１，３２）を有するコネクタ（２０，３０）と、
前記第１および第２の孔（１０ｈ１，１０ｈ２）と前記第１および第２の突出部（２１，２２、３１，３２）との間に介在する第１および第２のシール部材（４１，４２，５１，５２，）とを備え、
前記第１および第２の突出部の各々が前記第１および第２の孔の各々に挿入される際に、前記第１の突出部を前記第１の孔に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置は、前記第２の突出部を前記第２の孔に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置に対して挿入方向に対してずれている、コネクタの嵌合構造。
【請求項２】
前記第１のシール部材（４１，５１）は前記第１の孔（１０ｈ１）の内周面に取り付けられ、前記第１の突出部（２１，３１）は挿入方向に沿って外径が大きくなる形状の拡径部（２１ｓ，２１ｔ，３１ｔ）を有し、前記拡径部（２１ｓ，２１ｔ，３１ｔ）が前記第１のシール部材（４１，５１）と当接して前記第１のシール部材（４１，５１）が径方向に広がる位置が前記第１の突出部（２１，３１）において挿入荷重が最大の位置である、請求の範囲１に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項３】
前記拡径部（２１ｔ，３１ｔ）はテーパ状である、請求の範囲２に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項４】
前記第１のシール部材（４１）の内周面は円形状であり、前記テーパ状の側面（３１ｔ）は楕円錐形状である、請求の範囲３に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項５】
前記拡径部（２１ｓ）は段差形状である、請求項の範囲２に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項６】
前記第１のシール部材（５１）は前記第１の突出部（２１）の外周面に取り付けられ、前記孔の内周面には挿入方向に沿って内径が小さくなる縮径部（１０ｓ１，１０ｋ１）が設けられており、前記縮径部（１０ｋ１，１０ｓ１）が前記第１のシール部材（５１）と当接して前記第１のシール部材（５１）が径方向に縮小する位置が前記第１の突出部（３１）において挿入荷重が最大の位置である、請求の範囲１に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項７】
前記縮径部（１０ｓ１）はテーパ状である、請求の範囲６に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項８】
前記縮径部（１０ｋ１）は段差形状である、請求の範囲６に記載のコネクタの嵌合構造。
【請求項９】
請求の範囲１に記載のコネクタの嵌合構造を備えた、電気機器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
［０００１］
この発明は、コネクタの嵌合構造に関し、より特定的には、電気機器に用いられるコネクタの嵌合構造に関するものである。
背景技術
［０００２］
従来、コネクタの嵌合構造は、たとえば特開２００５−１９１８８号公報（特許文献１）に開示されている。
特許文献１：特開２００５−１９１８８号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００３］
従来の技術では、シール部にコネクタを挿入する際の荷重が大きくなりやすいという問題があった。
［０００４］
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、孔に挿入する際の荷重を小さくすることが可能なコネクタの嵌合構造およびそれを用いた電気機器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
［０００５］
この発明に従ったコネクタの嵌合構造は、第１および第２の孔が設けられたケースと、第１および第２の孔の各々に嵌合する第１および第２の突出部を有するコネクタと、第１および第２の孔と第１および第２の突出部との間に介在する第１および第２のシール部材とを備え、第１および第２の突出部の各々が第１および第２の孔の各々に挿入される際に、第１の突出部を第１の孔に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置は、第２の突出部を第２の孔に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置に対して挿入方向に対してずれている。
このように構成されたコネクタの嵌合構造では、第１および第２の突出部の各々が第１および第２の孔の各々に挿入される際に、第１の突出部を第１の孔に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置は、第２の突出部を第２の孔に挿入する際の挿入荷重が最大となる位置に対して挿入方向に対してずれているため、大きな力を加えることなく突出部を孔に嵌合させることができる。
好ましくは、第１のシール部材は第１の孔の内周面に取り付けられ、第１の突出部は挿入方向に沿って外径が大きくなる形状の拡径部を有し、拡径部が第１のシール部材と当接して第１のシール部材が径方向に広がる位置が第１の突出部において挿入荷重が最大の位置である。
好ましくは、拡径部はテーパ状である。
［０００６］
このように構成されたコネクタの嵌合構造では、ある突出部のテーパ状の側面がシール部材に接触した後に別の突出部のテーパ状の側面がシール部材に接触するため、複数のテーパ面が突出部に接触することを防止することができる。そのため大きな力を加えることなく突出部を孔に嵌合させることができる。
［０００７］
好ましくは、第１のシール部材の内周面は円形状であり、テーパ状の側面は楕円錐形状である。
好ましくは、拡径部は段差形状である。
好ましくは、第１のシール部材は第１の突出部の外周面に取り付けられ、孔の内周面には挿入方向に沿って内径が小さくなる縮径部が設けられており、縮径部が第１のシール部材と当接して第１のシール部材が径方向に縮小する位置が第１の突出部において挿入荷重が最大の位置である。
好ましくは、縮径部はテーパ状である。
好ましくは、縮径部は段差形状である。
【国際調査報告】
2010113243.tif 000022
2010113243.tif 000023
2010113243.tif 000024
2010113243.tif 000025
2010113243.tif 000026