JP2016066452A - ジャック - Google Patents

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Abstract

【課題】充填材を含有する合成樹脂がレーザ溶着され、且つ、溶着不良を効果的に防止することができるジャックを提供する。
【解決手段】収納空間１ａの周囲を囲む壁部１１ａを有し、光吸収材料からなる下側ハウジング１１と、前記収納空間１ａの上部を塞ぐ天板部１２ａを有し、光透過材料からなり、前記天板部１２ａの周縁部１２ｂが前記下側ハウジング１１の前記壁部１１ａにレーザ溶着される上側カバー１２と、前記下側ハウジング１１の内外を連通するように前記下側ハウジング１１に取り付けられた導電端子１３と、を備えるジャック１であって、前記上側カバー１２は、レーザ光透過量の変化を生じる充填材を含有する合成樹脂からなり射出成形により形成され、前記射出成形のゲート跡１２ｄを前記天板部１２ａの前記周縁部１２ｂを避けた位置に有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、挿入されたプラグとの電気的接続を行うジャックに関する。
レーザ光を吸収する熱可塑性樹脂からなる第１樹脂部材と、レーザ光を透過する熱可塑性樹脂からなる第２樹脂部材とを接触させ、この第２樹脂部材側からレーザ光を照射して、この両部材の接触界面をレーザ溶着することによって製造されてなる樹脂接合体の製造方法が知られている。
特許文献１に、第２樹脂部材が強化繊維を含有して射出成形で形成されたものである場合には、その第２樹脂部材の成形に用いられた金型のゲート（キャビティに隣接して連なる加熱された原料樹脂の注入口）の近傍に、含有されている強化繊維の分布が局部的に異なるレーザ光低透過性部位を形成できることが記載されている。
図７は特許文献１の樹脂接合体１００を示す平面図である。図７では、ケース本体１１０（第１樹脂部材）に蓋１２０（第２樹脂部材）を、レーザ光低透過性部位Ｌ１のＳ２を始点として左回りに１周してＳ２に至り、さらにＦ２までレーザ光を照射してレーザ溶着する。
こうして、レーザ光低透過性部位Ｌ１を、他の溶着部位１１１より１回多くレーザ光の照射を受けて溶着される溶着オーバラップ部位１１２とすることによって、ボイドが発生して接合力（溶着強度）が低下したり、再度の加熱、溶融、冷却によってシール性が不安定になったりするといった問題が回避できるとされている。
特許第５５０３０８３号公報
しかしながら、金型のゲート位置や、第２樹脂部材に含有させる強化繊維の分量等を変更すると、レーザ光低透過部位における透過量も異なってしまうため、溶着オーバラップ部位を適切な透過量にコントロールすることは難しい。そのため、２回のレーザ光照射では溶着不十分になる場合もあり、また２回のレーザ光照射では溶着過多になって、接合力が低下したり、シール性が不安定になったりする場合もあり、溶着不良を効果的に防止することができなかった。
本発明は、上述した課題を解決するもので、充填材を含有する合成樹脂がレーザ溶着され、且つ、溶着不良を効果的に防止することができるジャックを提供することを目的とする。
本発明のジャックは、収納空間の周囲を囲む壁部を有し、光吸収材料からなる下側ハウジングと、前記収納空間の上部を塞ぐ天板部を有し、光透過材料からなり、前記天板部の周縁部が前記下側ハウジングの前記壁部にレーザ溶着される上側カバーと、前記下側ハウジングの内外を連通するように前記下側ハウジングに取り付けられた導電端子と、を備えるジャックであって、前記上側カバーは、レーザ光透過量の変化を生じる充填材を含有する合成樹脂からなり射出成形により形成され、前記射出成形のゲート跡を前記天板部の前記周縁部を避けた位置に有していることを特徴とする。
この構成によれば、上側カバーに、充填材を含有する合成樹脂を用いることによって強度を高めることができ、且つ、天板部の周縁部にレーザ光低透過部位が現れないので、溶着不良を効果的に防止することができる。
また、本発明のジャックにおいて、前記上側カバーの前記天板部は、下側の面から前記収納空間に向かって下方に突出する突出部を備え、前記ゲート跡は、前記突出部の位置の上方であって、前記天板部の上側の面に設けられたことを特徴とする。
天板部の肉薄部分に位置するように射出成形の金型にゲートを設けると、樹脂の流動性が悪くなり、ヒケやソリが発生しやすくなるという問題があるが、突出部が設けられた部分は肉厚となっており、この突出部の上方に位置するように金型のゲートを設けると、ヒケやソリの発生を抑制することができる。
また、本発明のジャックにおいて、前記突出部は、前記収納空間に挿入されるプラグをガイド可能なガイド部であることを特徴とする。
この構成によれば、プラグの挿入を補助するガイド部を設けているので、導電端子を保護することができる。この構造を利用して、特別に突出部を設けないようにしたので、収納空間内に障害物が形成されることを防止することができる。
本発明によれば、上側カバーに充填材を含有する合成樹脂を用いることによって強度を高めることができ、且つ、溶着不良を効果的に防止することができるジャックを提供することができる。
本発明の実施形態のジャックを示す斜視図である。 本発明の実施形態のジャックを示す分解斜視図である。 本発明の実施形態のジャックを示す平面図である。 本発明の実施形態のジャックを斜め下方から見た斜視図である。 上側カバーを斜め下方から見た斜視図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図である。 従来の樹脂接合体を示す平面図である。
［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
図１は、本発明の実施形態のジャック１を示す斜視図である。図２は、本実施形態のジャック１を示す分解斜視図である。図３は、本実施形態のジャック１を示す平面図である。図４は、本実施形態のジャック１を斜め下方から見た斜視図である。図５は、上側カバー１２を斜め下方から見た斜視図である。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図である。
本発明の実施形態のジャック１は、図１〜図６に示すように、下側ハウジング１１と上側カバー１２と導電端子１３とキャップ１４とを備えている。ジャック１は、図示しないプラグが挿入可能な収納空間１ａを有しており、挿入されたプラグとの電気的接続が行われる。
なお、以下の説明においては、図１のＺ１側を上側、Ｚ２側を下側、Ｙ１側を前側、Ｙ２側を後側とする。これは説明を分かりやすくするためであり、ジャック１の使用時の方向を限定するものではない。
下側ハウジング１１は、合成樹脂を主成分とする光吸収材料からなる。例えば、黒色に着色されたナイロン樹脂を使用することができる。ナイロン樹脂は、適度な加熱で成形することができ、また、ナイロン樹脂は着色用の顔料を多く含有している場合は光吸収性を有している。下側ハウジング１１は、図２に示すように、収納空間１ａの周囲を囲む壁部１１ａと底部１１ｂを有し、上方に解放された形状である。壁部１１ａの上側は平坦に加工されている。また、下側ハウジング１１は、壁部１１ａ及び底部１１ｂの前側に配置されたフランジ部１１ｃを備えている。
導電端子１３は、導電性の金属で形成され、下側ハウジング１１の壁部１１ａ及び底部１１ｂに、図２に示すように、下側ハウジング１１の内外を連通するように取り付けられている。より具体的には、導電端子１３は、インサート成形によって下側ハウジング１１に一体化されている。導電端子１３には、例えば、燐青銅を使用することができる。導電端子１３は、収納空間１ａに図示しないプラグが挿入されたときにプラグの電極面に当接するように、可動接点部１３ａを備えている。可動接点部１３ａの一部は、インサート成形後に導電端子１３と係合させることによって取り付けられている。なお、下側ハウジング１１への導電端子１３の固定方法は、インサート成形に限定されず、例えば接着材等によって一体化させてもよい。
上側カバー１２は、機械的な強度を向上するための充填材を含有する合成樹脂からなり、射出成形により形成されている。この合成樹脂には、例えば、乳白色のナイロン樹脂を使用することができる。ナイロン樹脂は、適度な加熱で成形することができ、また、顔料を含有していない場合には乳白色で透光性を有している。また、充填材には、ガラスファイバーを使用することができる。ガラスファイバーを充填材とすることにより、機械的な寸法安定性が向上し、機械的強度や表面硬度が向上する。なお、これらの下側ハウジング１１に用いられている材料は、レーザ光を透過可能な光透過材料であるが、充填材の含有量によって光学的な特性が変化し、例えばレーザ光透過量が変化する。
上側カバー１２は、図２及び図５に示すように、天板部１２ａと、前側に配置されたフランジ部１２ｃとを備えている。上側カバー１２は、天板部１２ａの周縁部１２ｂが平坦な面に加工されており、周縁部１２ｂの上下方向の厚さが均一になっている。また、天板部１２ａの上側の面１２ｆには、図２に示すように、ゲート跡１２ｄが形成されている。このゲート跡１２ｄは、射出成形の金型に設けられたゲート位置に対応して形成されるものであり、本実施形態では天板部１２ａの周縁部１２ｂを避けた位置に設けられている。さらに、上側カバー１２は、収納空間１ａに挿入されるプラグをガイド可能なガイド部１ｂとして、図５及び図６に示すように、天板部１２ａの下側の面１２ｇから収納空間１ａに向かって下方に突出する突出部１２ｅを備えている。
キャップ１４は、合成樹脂を主成分とする光吸収材料からなる。例えば、黒色に着色されたナイロン樹脂を使用することができる。ナイロン樹脂は、適度な加熱で成形することができ、また、ナイロン樹脂は着色用の顔料を多く含有している場合は光吸収性を有している。キャップ１４は、図２に示すように、筒状に設けられた開口部１４ａを有し、その後側に配置されたフランジ部１４ｃと、さらに後側に突出した突起部１４ｂを備えている。
上側カバー１２は、下側ハウジング１１の上側を覆うように取り付けられる。天板部１２ａの周縁部１２ｂが下側ハウジング１１の壁部１１ａに当接するように載置され、上方から周縁部１２ｂに沿ってレーザ光が照射されることによって、上側カバー１２が下側ハウジング１１に溶着される。周縁部１２ｂの厚さが一定に形成されているので、下側ハウジング１１の壁部１１ａと上側カバー１２とのレーザ溶着を安定におこなうことができる。一方、キャップ１４は、突起部１４ｂが下側ハウジング１１の壁部１１ａ及び底部１１ｂの内面に沿って挿入されるようにして、下側ハウジング１１の前側に取り付けられ、下側ハウジング１１及び上側カバー１２に接合される。例えば、固定用冶具を用いてキャップ１４を下側ハウジング１１及び上側カバー１２に圧接して、超音波溶着される。なお、超音波溶着等の溶着を用いずに、例えば接着材等によって接合させてもよい。
これにより、本実施形態のジャック１は、開口部１４ａから収納空間１ａに浸入した水が開口部１４ａ以外に漏れ出てこない状態に保持される。スマートフォン等の屋外で使用する機会の多い携帯型電子機器には防水性を備えることが要求されており、本実施形態のジャック１はこのような用途に適している。
次に、図５及び図６を参照して、本実施形態のジャック１の特徴について詳述する。
本実施形態のジャック１における上側カバー１２は、天板部１２ａの下側の面１２ｇにガイド部１ｂとして突出部１２ｅを備え、この突出部１２ｅの位置に合わせて、天板部１２ａの上側の面１２ｆにゲート跡１２ｄが設けられている。前述したように、ゲート跡１２ｄは、射出成形の金型に設けられたゲート位置に対応して形成されるものである。
ガイド部１ｂとしての突出部１２ｅは、図示しないプラグの外形に合わせた凹形状になっている。なお、天板部１２ａの下側の面１２ｇは、突出部１２ｅの前側もプラグの外形に合わせた凹形状を有し、プラグの挿入をガイドするようになっている。
ガイド部１ｂは、プラグ形状に合わせた形状であるため、図示しないプラグが収納空間１ａに挿入されるときに、傾いた状態で挿入されないようにプラグの挿入を補助する。ガイド部１ｂが設けられていない場合には、プラグが傾いた状態で挿入されたときなどに導電端子１３の可動接点部１３ａが想定量以上に押し込まれてしまう不具合を生じるが、ガイド部１ｂが設けられていれば、そのような不具合が防止される。これにより、導電端子１３を保護することができる。また、プラグがガイド部１ｂに当接することによって、プラグの反対側の面と導電端子１３の可動接点部１３ａとの接触を安定に保持させることができる。
本実施形態では、ガイド部１ｂを突出部１２ｅによって形成しているので、別部材を追加することなく、ガイド部１ｂを設けることが可能である。この構造を利用して、特別に突出部を設けないようにしたので、収納空間１ａ内に障害物が形成されることを防止することができる。
上側カバー１２は、天板部１２ａの厚さを薄くしても必要な機械的強度を有するように、充填材を含有する合成樹脂が射出成形されている。射出成形では、溶解した合成樹脂を加熱した金型内に射出して冷却するので、取り出された成形品は溶けた合成樹脂の状態と較べて収縮する。そのため、成形品は金型の内面そのままの形状とはならず、へこんだり、穴が開いてしまったりする。この収縮による不良をヒケと呼ぶ。また、薄板状の成形品では、不均一な収縮によってソリを生じることがある。このため、ヒケやソリの発生を抑制するように工夫しなければならない。天板部１２ａの肉薄部分に位置するように射出成形の金型にゲートを設けると、樹脂の流動性が悪くなり、ヒケやソリが発生しやすくなるという問題がある。本実施形態のジャック１では、突出部１２ｅが設けられた部分は肉厚となっており、この突出部１２ｅの上方に位置するように金型のゲートを設けると、ヒケやソリの発生を抑制することができる。
また、充填材での反射等によって、充填材を含有する合成樹脂のレーザ光透過量が変化することが見出された。例えば、充填材にガラスファイバーを用いると、ガラスファイバーでの反射が大きくなって、レーザ光透過量が低下する。射出成形の金型のゲートに近い領域では、他の領域に比べてより多くの充填材が蓄積されることが知られている。このため、例えば、充填材としてガラスファイバーを含有する合成樹脂の場合、ゲート跡１２ｄに近い領域では、局所的にレーザ光透過量が低下する。天板部１２ａの周縁部１２ｂは、レーザ光が照射されることによって下側ハウジング１１に溶着される領域であるため、局所的にレーザ光透過量が低下することがあれば、溶着不良を生じやすくなる。このため、周縁部１２ｂは、レーザ光透過量が一定になっていることが好ましい。
本実施形態のジャック１では、ゲート跡１２ｄが天板部１２ａの周縁部１２ｂを避けた位置に設けられている。このため、その射出成形に使用されている合成樹脂がレーザ光透過量の変化を生じる充填材を含有していても、天板部１２ａの周縁部１２ｂにレーザ光低透過部位が現れない。このため、本実施形態のジャック１では、周縁部１２ｂのレーザ光透過量が一定になっている。
上述したように、天板部１２ａの周縁部１２ｂは、レーザ光透過量が一定であるので、レーザ溶着に最適なレーザ光の照射量を一定にでき、レーザ溶着が安定する。また、局所的にレーザ光を２回照射するような溶着方法を必要としないので、２回の加熱、冷却に伴う溶着不良を引き起こす心配がない。
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
本実施形態のジャック１は、光吸収材料からなる下側ハウジング１１と、光透過材料からなり、天板部１２ａの周縁部１２ｂがレーザ溶着される上側カバー１２と、下側ハウジング１１の内外を連通するように取り付けられた導電端子１３と、を備える。上側カバー１２は、レーザ光透過量の変化を生じる充填材を含有する合成樹脂からなり射出成形により形成され、射出成形のゲート跡１２ｄを天板部１２ａの周縁部１２ｂを避けた位置に有している。
この構成によれば、上側カバー１２に、充填材を含有する合成樹脂を用いることによって強度を高めることができ、且つ、レーザ光透過量の変化を生じる充填材を含有していても天板部１２ａの周縁部１２ｂにレーザ光低透過部位が現れないので、溶着不良を効果的に防止することができる。
また、本実施形態のジャック１において、上側カバー１２の天板部１２ａは、下側の面１２ｇから収納空間１ａに向かって下方に突出する突出部１２ｅを備え、ゲート跡１２ｄは、突出部１２ｅの位置の上方であって、天板部１２ａの上側の面１２ｆに設けられた。
天板部１２ａの肉薄部分に位置するように射出成形の金型にゲートを設けると、樹脂の流動性が悪くなり、ヒケやソリが発生しやすくなるという問題があるが、突出部１２ｅが設けられた部分は肉厚となっており、この突出部１２ｅの上方に位置するように金型のゲートを設けると、ヒケやソリの発生を抑制することができる。
また、本実施形態のジャック１において、突出部１２ｅは、収納空間１ａに挿入されるプラグをガイド可能なガイド部１ｂである。
この構成によれば、プラグの挿入を補助するガイド部１ｂを設けているので、導電端子１３を保護することができる。この構造を利用して、特別に突出部を設けないようにしたので、収納空間１ａ内に障害物が形成されることを防止することができる。
以上のように、本発明の実施形態のジャック１を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。
（１）本実施形態において、ゲート跡１２ｄに近い領域ではレーザ光透過量が低下するとしたが、レーザ光透過量が大きくなる場合でも同様に作用する。合成樹脂及び充填材の種類によって、充填材の含有量が多い方が、レーザ光透過量が大きい場合もある。この場合には、金型のゲートに近い領域では、レーザ光透過量が多くなって、加熱され過ぎることにって溶着不良を引き起こす。したがって、この場合でも、射出成形のゲート跡１２ｄを天板部１２ａの周縁部１２ｂを避けた位置に有していることは有効である。
（２）本実施形態において、ガイド部１ｂを突出部１２ｅによって形成しているが、突出部１２ｅとガイド部１ｂとを別々に設けるようにしてもよい。また、ガイド部１ｂは１箇所に限定されるものではなく、複数箇所に設置するようにしてもよい。
（３）本実施形態において、キャップ１４を超音波溶着等で接合するとしたが、上側カバー１２と一体で透光性材料によって形成し、下側ハウジング１１にレーザ溶着する構造にしてもよい。
１ ジャック
１ａ 収納空間
１ｂ ガイド部
１１ 下側ハウジング
１１ａ 壁部
１１ｂ 底部
１１ｃ フランジ部
１２ 上側カバー
１２ａ 天板部
１２ｂ 周縁部
１２ｃ フランジ部
１２ｄ ゲート跡
１２ｅ 突出部
１２ｆ 上側の面
１２ｇ 下側の面
１３ 導電端子
１３ａ 可動接点部
１４ キャップ
１４ａ 開口部
１４ｂ 突起部
１４ｃ フランジ部

Claims (3)

  1. 収納空間の周囲を囲む壁部を有し、光吸収材料からなる下側ハウジングと、
    前記収納空間の上部を塞ぐ天板部を有し、光透過材料からなり、前記天板部の周縁部が前記下側ハウジングの前記壁部にレーザ溶着される上側カバーと、
    前記下側ハウジングの内外を連通するように前記下側ハウジングに取り付けられた導電端子と、を備えるジャックであって、
    前記上側カバーは、充填材を含有する合成樹脂からなり射出成形により形成され、前記射出成形のゲート跡を前記天板部の前記周縁部を避けた位置に有していることを特徴とするジャック。
  2. 前記上側カバーの前記天板部は、下側の面から前記収納空間に向かって下方に突出する突出部を備え、
    前記ゲート跡は、前記突出部の位置の上方であって、前記天板部の上側の面に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のジャック。
  3. 前記突出部は、前記収納空間に挿入されるプラグをガイド可能なガイド部であることを特徴とする請求項２に記載のジャック。

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