JP2019021531A - 防水コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】ハウジングと外周シェルとの間の防水性を向上させることができる防水コネクタおよびその製造方法を提供する。【解決手段】基板上に搭載される防水コネクタ11であって、1つ以上のコンタクト12,13と、コンタクト12,13を囲み且つ嵌合方向の前方に向けて開口する相手側コネクタ収容部11Aを有する筒状の外周シェル14と、コンタクト12,13と外周シェル14とを保持し且つ絶縁性樹脂からなるハウジング15,17とを有し、外周シェル14は、嵌合方向の前端に位置し且つハウジング17から露出した筒状のシェル前端露出部14Cと、嵌合方向に交差する方向にシェル前端露出部14Cを貫通する1つ以上の貫通孔14Eを有し、ハウジング17は、シェル前端露出部14Cが露出するように外周シェル14の外周部を覆っている。【選択図】 図21

Description

この発明は、防水コネクタおよびその製造方法に係り、特に、複数のコンタクトと外周シェルを備えた防水コネクタおよびその製造方法に関する。
近年、携帯型の電子機器が広く普及しているが、これらの電子機器においては防水機能に対する要求が高く、これに伴い、電子機器に使用されるコネクタに対しても、防水性を備えたものが望まれている。
例えば、特許文献1に開示されているコネクタは、図22に示すように、複数のコンタクト1と、複数のコンタクト1と平行に配置された金属製のグランドプレート2と、複数のコンタクト1およびグランドプレート2を保持し且つ絶縁性樹脂からなるインシュレータ3と、インシュレータ3の中に埋め込まれるミッドプレート4と、インシュレータ3の外周部を覆う金属製の外周シェル5とを有している。外周シェル5は、嵌合方向の前方に向けて開口する相手側コネクタ収容部6を有している。複数のコンタクト1とグランドプレート2との間には、インシュレータ3を構成する絶縁性樹脂が充填されているため、大気中の水分等により複数のコンタクト1とグランドプレート2との間に電気の通り道が形成されにくい。
特許第5905952号公報
しかしながら、特許文献1に開示されているコネクタでは、複数のコンタクト1とグランドプレート2との間および複数のコンタクト1と外周シェル5との間にインシュレータ3を構成する絶縁性樹脂が充填されているだけであるため、インシュレータ3と外周シェル5の内面との間に水の浸入経路が形成されるおそれがあった。
このため、インシュレータ3と外周シェル5の内面との間に水の浸入経路が形成されないように、例えば、インシュレータ3を、外周シェル5の後端部から外周シェル5の外周面まで覆うような構成とすることが望まれる。ただし、そのようなインシュレータ3を取得するには、複数のコンタクト1とグランドプレート2とミッドプレート4とを外周シェル5の内部に配置した状態で外周シェル5の後端部から外周面にまで樹脂成型を行う必要があるため、1回の成型工程では困難である。そこで、図22に示されるように、外周シェル5の内部に挿入されるインシュレータ3を1次成型工程により成型した後、外周シェル5の後端部から外周シェル5の外周面まで覆う新たなインシュレータを2次成型工程により成型しようとすると、インシュレータ3の後端部を新たなインシュレータの成型用金型に突き当ててコネクタの位置を固定する必要がある。そのため、新たなインシュレータの成型後であってもインシュレータ3の一部が露出し、水の浸入経路が形成されるおそれがあった。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、インシュレータと外周シェルとの間の防水性を向上させることができる防水コネクタおよびその製造方法を提供することを目的とする。
この発明に係る防水コネクタ組立体は、基板上に搭載される防水コネクタであって、1つ以上のコンタクトと、コンタクトを囲み且つ嵌合方向の前方に向けて開口する相手側コネクタ収容部を有する筒状の外周シェルと、コンタクトと外周シェルとを保持し且つ絶縁性樹脂からなるハウジングとを有し、外周シェルは、嵌合方向の前端に位置し且つハウジングから露出した筒状のシェル前端露出部と、嵌合方向に交差する方向にシェル前端露出部を貫通する1つ以上の貫通孔を有し、ハウジングは、シェル前端露出部が露出するように外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく覆っているものである。
外周シェルは、互いに対向する一対の平坦部を有し、貫通孔は、一対の平坦部のそれぞれに形成されることができる。
ハウジングは、コンタクトを保持し且つ外周シェルの後端部を塞ぐ第1インシュレータと、外周シェルと第1インシュレータとの界面および外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく覆う第2インシュレータを有していることが好ましい。
さらに、コンタクトは、第1インシュレータから嵌合方向の前方に露出する接点部と、第2インシュレータから嵌合方向の後方に露出して基板に接続される基板接続部と、接点部と基板接続部との間を接続し且つ第2インシュレータ内に埋め込まれる固定部とを有し、固定部は、嵌合方向に対して傾斜する方向に延び、固定部の表面に、固定部と第2インシュレータとの界面に沿った水の浸入を遮断するためのコンタクト防水形状部が形成されていることが好ましい。
コンタクトの接点部は、外周シェルのシェル前端露出部よりも嵌合方向の前方に突出することができる。
第1インシュレータおよび第2インシュレータに保持され且つ基板に接続されるグランドプレートをさらに有し、グランドプレートは、第1インシュレータから嵌合方向の前方に露出して相手側コネクタ収容部内に配置されるグランドプレート前端部と、第2インシュレータから嵌合方向の後方に露出して基板に接続されるグランドプレート後端部と、グランドプレート前端部とグランドプレート後端部との間を接続し且つコンタクトに沿った状態で第2インシュレータに埋め込まれるグランドプレート中間部とを有し、グランドプレート中間部の表面に、グランドプレート中間部と第2インシュレータとの界面に沿った水の浸入を遮断するためのグランドプレート防水形状部が形成されることができる。
外周シェルは、シェル前端露出部を含む筒状部と、第2インシュレータから嵌合方向の後方に露出する外周シェル後端部と、筒状部と外周シェル後端部との間を接続し且つ第2インシュレータ内に埋め込まれる外周シェル中間部とを有し、外周シェル中間部の表面に、外周シェル中間部と第2インシュレータとの界面に沿った水の浸入を遮断するための外周シェル防水形状部が形成されることができる。
本発明の防水コネクタの製造方法は、1つ以上のコンタクトと、コンタクトを囲み且つ嵌合方向の前方に向けて開口する相手側コネクタ収容部を有する筒状の外周シェルと、コンタクトと外周シェルとを保持し且つ絶縁性樹脂からなるハウジングとを備え、外周シェルは、嵌合方向の前端に位置し且つハウジングから露出した筒状のシェル前端露出部を有する防水コネクタを製造する方法であって、コンタクトを囲むようにコンタクトに対して外周シェルが配置されたサブアセンブリを形成し、成型用金型または外周シェルのシェル前端露出部のどちらか一方に形成された凸部を他方に形成された凹部に嵌め込むことにより成型用金型に対するサブアセンブリの位置を固定し、成型用金型内に溶融された絶縁性樹脂を注入することによりシェル前端露出部が露出するように外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく絶縁性樹脂で覆うものである。
上記の防水コネクタの製造方法において、サブアセンブリは、コンタクトを保持し且つ外周シェルの後端部を塞ぐ第1インシュレータを有し、成型用金型内に溶融された絶縁性樹脂を注入することにより外周シェルと第1インシュレータとの界面および外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく覆う第2インシュレータを成型し、第1インシュレータおよび第2インシュレータによりハウジングが構成されることが好ましい。
また、凸部は、成型用金型に形成された突起であり、凹部は、外周シェルのシェル前端露出部に形成された貫通孔であってよい。
この発明によれば、防水コネクタの外周シェルが、嵌合方向の前端に位置し且つハウジングから露出した筒状のシェル前端露出部と、嵌合方向に交差する方向にシェル前端露出部を貫通する1つ以上の貫通孔を有し、ハウジングが、シェル前端露出部が露出するように外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく覆っているため、インシュレータであるハウジングと外周シェルとの間の防水性を向上させることができる。
また、ハウジングを成型するための成型用金型または外周シェルのシェル前端露出部のどちらか一方に形成された凸部を他方に形成された凹部に嵌め込むことにより成型用金型に対するサブアセンブリの位置を固定し、成型用金型内に溶融された絶縁性樹脂を注入することによりシェル前端露出部が露出するように外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく覆うハウジングを成型するため、ハウジングと外周シェルとの間の防水性を向上させる防水コネクタを製造することができる。
この発明の実施の形態に係る防水コネクタを斜め上方から見た斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタを斜め下方から見た斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタの分解図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられた複数の第1コンタクトを示す斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられた複数の第2コンタクトを示す斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられた外周シェルを示す斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられたミッドプレートを示す斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられたミッドプレート本体を示す斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられた一対のミッドプレート側面部材を示す斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられた第1グランドプレートを示す斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられた第2グランドプレートを示す斜視図である。 実施の形態に係る防水コネクタに用いられたバックシェルを示す斜視図である。 ミッドプレートが保持された第1インシュレータを示す斜視図である。 第1コンタクト用インシュレータに保持された複数の第1コンタクトを示す斜視図である。 第2コンタクト用インシュレータに保持された複数の第2コンタクトを示す斜視図である。 複数の第1コンタクト、複数の第2コンタクト、第1グランドプレートおよび第2グランドプレートが第1インシュレータに取り付けられた状態を示す斜視図である。 第1インシュレータに外周シェルを被せた状態を示す斜視図である。 2次成型用金型内に配置された2次成型前の実施の形態に係る防水コネクタのサブアセンブリを示す側面断面図である。 2次成型用金型内に配置された2次成型後の実施の形態に係る防水コネクタのサブアセンブリを示す側面断面図である。 第1インシュレータの後部に第2インシュレータを成型した状態を示す斜視図である。 基板に取り付けられた実施の形態の防水コネクタを示す側面断面図である。 従来の防水コネクタを示す断面図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1および図2に、実施の形態に係る防水コネクタ11を示す。防水コネクタ11は、携帯機器および情報機器等の電子機器内における基板に固定されるレセプタブルコネクタで、嵌合軸Cに沿った嵌合方向の前方に向けて開口する相手側コネクタ収容部11Aを有し、さらに、それぞれ嵌合軸C方向に延び且つ嵌合軸Cに対して直交する方向に配列された複数の第1コンタクト12と、それぞれ嵌合軸C方向に延び且つ複数の第1コンタクト12と平行に配列された複数の第2コンタクト13を有している。複数の第1コンタクト12および複数の第2コンタクト13は、相手側コネクタ収容部11A内を通って嵌合方向の前方に露出すると共に嵌合方向の後方にも露出している。
ここで、便宜上、嵌合軸Cに沿って防水コネクタ11の前部から後部に向かう方向を+Y方向、複数の第1コンタクト12および複数の第2コンタクト13の配列方向を+X方向、XY面に垂直で且つ第2コンタクト13側から第1コンタクト12側へ向かう方向を+Z方向と呼ぶこととする。
複数の第1コンタクト12および複数の第2コンタクト13の前端側部分すなわち−Y方向側部分の外周を覆うように嵌合軸Cに沿って延びる金属製の外周シェル14が配置されている。外周シェル14の前端部すなわち−Y方向側部分には、ほぼ長円形の断面形状を有する扁平な筒状部14Aが形成され、筒状部14Aの内部に防水コネクタ11の相手側コネクタ収容部11Aが形成されている。筒状部14Aの+Y方向端部には、+X方向端部および−X方向端部からそれぞれ+Y方向に延びる図示しない一対の腕部が形成され、これらの腕部の+Y方向端部に、それぞれ、−Z方向に延びる基板実装部14Bが形成されている。また、外周シェル14は、後述する第2インシュレータ17から−Y方向に露出したシェル前端露出部14Cを有しており、シェル前端露出部14Cは、Z方向において互いに対向する一対の平坦部14Dを有している。これらの一対の平坦部14Dは、XY面に沿って延びており、それぞれ、平坦部14DをZ方向に貫通する2つの貫通孔14Eを有している。
相手側コネクタ収容部11Aを形成する外周シェル14の筒状部14Aには、絶縁性樹脂からなる第1インシュレータ15が収容されており、第1インシュレータ15に複数の第1コンタクト12および複数の第2コンタクト13のそれぞれの中央部分が保持されると共に、金属からなるミッドプレート16が第1インシュレータ15に埋め込まれて複数の第1コンタクト12と複数の第2コンタクト13の間に配置されている。
外周シェル14の筒状部14Aの後端部すなわち+Y方向端部の外周部を覆うと共に複数の第1コンタクト12および複数の第2コンタクト13のそれぞれの中央部分が埋設されるように、絶縁性樹脂からなる第2インシュレータ17が成型されている。外周シェル14の図示しない一対の腕部も、第2インシュレータ17に埋設されており、図2に示されるように、腕部の+Y方向端部に形成された基板実装部14Bが第2インシュレータ17から−Z方向に突出している。
また、第2インシュレータ17の後端部に複数の第1コンタクト12および複数の第2コンタクト13の背部を覆い且つ金属からなるバックシェル18が配置されている。バックシェル18は、−Z方向に突出する一対の基板実装部18Dを有している。
図3に、防水コネクタ11の分解図を示す。防水コネクタ11は、図1および図2に示される複数の第1コンタクト12、複数の第2コンタクト13、外周シェル14、第1インシュレータ15、ミッドプレート16、第2インシュレータ17およびバックシェル18の他、複数の第1コンタクト12を一体化するための第1コンタクト用インシュレータ19と、複数の第2コンタクト13を一体化するための第2コンタクト用インシュレータ20と、第1インシュレータ15に取り付けられる金属製の第1グランドプレート21および第2グランドプレート22を有している。第1インシュレータ15、第2インシュレータ17、第1コンタクト用インシュレータ19、および、第2コンタクト用インシュレータ20により、防水コネクタ11のハウジングが構成されている。
図4に示されるように、複数の第1コンタクト12は、それぞれ、概ねY方向に伸長する板状部材からなり、第1コンタクト12の−Y方向端部に位置して第1インシュレータ15から露出する接点部12Aと、接点部12Aの+Y方向端部に隣接して第1インシュレータ15に圧入される圧入部12Bとを有している。また、第1コンタクト12は、圧入部12Bの+Y方向端部に隣接して第2インシュレータ17に固定される固定部12Cと、固定部12Cの+Y方向端部に隣接して、第2インシュレータ17から+Y方向に露出する基板接続部12Dを有している。第1コンタクト12の固定部12Cは、圧入部12Bから基板接続部12Dに向かうほど−Z方向側に変位するようにY方向に対して傾斜しており、固定部12Cの表面には、固定部12Cの周囲を囲って閉じる複数の溝からなる第1コンタクト防水形状部12Eが形成されている。
また、図5に示されるように、複数の第2コンタクト13も、第1コンタクト12と同様に、それぞれ、概ねY方向に伸長する板状部材からなり、第2コンタクト13の−Y方向端部に位置して第1インシュレータ15から露出する接点部13Aと、接点部13Aの+Y方向端部に隣接して第1インシュレータ15に圧入される圧入部13Bとを有している。また、第2コンタクト13は、圧入部13Bの+Y方向端部に隣接して第2インシュレータ17に固定される固定部13Cと、固定部13Cの+Y方向端部に隣接して、第2インシュレータ17から+Y方向に露出する基板接続部13Dを有している。第2コンタクト13の固定部13Cは、圧入部13Bから基板接続部13Dに向かうほど−Z方向側に変位するように傾斜しており、固定部13Cの表面には、固定部13Cの周囲を囲って閉じる複数の溝からなる第2コンタクト防水形状部13Eが形成されている。
図6に示すように、外周シェル14の筒状部14Aの+Y方向端部には、+X方向端部および−X方向端部からそれぞれYZ面に沿って+Y方向に延びるように一対の外周シェル腕部14Fが形成されている。それぞれの外周シェル腕部14Fの+Y方向端部には、−Z方向に突出する基板実装部14Bと、+Z方向を向き且つXY面上に延びるバックシェル接続部14Gが形成されている。また、それぞれの外周シェル腕部14Fの中間部の表面に、外周シェル腕部14Fの周囲を囲って閉じる複数の溝により構成される外周シェル防水形状部14Hが形成されている。なお、外周シェル腕部14Fは、第2インシュレータ17が成型されたときに、基板実装部14Bおよびバックシェル接続部14Gが第2インシュレータ17から露出する他は、外周シェル防水形状部14Hを含めて第2インシュレータ17内に埋め込まれる。
また、筒状部14Aにおいて、+Z方向を向いた外面および−Z方向を向いた外面の+Y方向端部の中央部分の2箇所に、それぞれ、グランドプレート接続部14Jが形成されている。
図7に示すように、ミッドプレート16は、ミッドプレート本体16Aと、ミッドプレート本体16Aの+X方向端部および−X方向端部にそれぞれ配置された一対のミッドプレート側面部材16Bから構成されている。ミッドプレート本体16Aは、図8に示すように、XY面に沿って延びる金属製の板状部材であり、ミッドプレート本体16Aの+Y方向端部に、+X方向端部および−X方向端部から+Y方向に突出する一対のグランドプレート接続部16Cが形成されている。
図9に示すように、一対のミッドプレート側面部材16Bは、XY面に沿って形成され且つミッドプレート本体16AよりもZ方向に厚く形成された金属製の部材であり、−Y方向端部にミッドプレート本体16Aに引っ掛かる鉤状部16Dが形成されている。
ミッドプレート本体16Aと一対のミッドプレート側面部材16Bとは、例えばプレス加工を用いて互いに合体されることにより、図7に示すミッドプレート16を形成する。この際に、一対のミッドプレート側面部材16Bがミッドプレート本体16Aの+X方向端部および−X方向端部に接触した状態となる。
図10に示すように、第1グランドプレート21は、平板状の第1グランドプレート本体21Aと、第1グランドプレート本体21AからそれぞれXY面に沿って+Y方向に延びる平板状の3つの第1グランドプレート腕部21Bと、第1グランドプレート本体21AからそれぞれXY面に沿って−Y方向に延びる平板状の3つのプレート先端部21Cを有している。3つの第1グランドプレート腕部21Bは、それぞれの+Y方向端部において互いに連結されている。また、第1グランドプレート本体21Aから+Z方向に突出し且つXY面上に延びる2つのシェル接続部21Dが形成され、さらに、第1グランドプレート本体21Aの+X方向端部および−X方向端部から、XY面に沿って第1グランドプレート21の外側に向かって延び、−Z方向に突出する一対のミッドプレート接続部21Eが形成されている。
また、3つの第1グランドプレート腕部21Bは、第2インシュレータ17が成型されたときに、第2インシュレータ17に埋め込まれるプレート中間部21Fと、第2インシュレータ17から+Y方向に露出して互いに連結されるプレート後端部21Gとを有する。プレート中間部21Fの表面に、プレート中間部21Fの周囲を囲って閉じる複数の溝により構成される第1グランドプレート防水形状部21Hが形成されている。
図11に示すように、第2グランドプレート22は、平板状の第2グランドプレート本体22Aと、第2グランドプレート本体22Aからそれぞれ一旦−Z方向に延びた後に屈曲してXY面に沿って+Y方向に延びる3つの第2グランドプレート腕部22Bと、第2グランドプレート本体22AからそれぞれXY面に沿って−Y方向に延びる3つのプレート先端部22Cを有している。また、第2グランドプレート本体22Aから−Z方向に突出し且つXY面上に延びる2つのシェル接続部22Dが形成され、さらに、第2グランドプレート本体22Aの+X方向端部および−X方向端部からXY面に沿って第2グランドプレート22の外側に向かって延び、+Z方向に突出する一対のミッドプレート接続部22Eが形成されている。
また、3つの第2グランドプレート腕部22Bは、第2インシュレータ17が成型されたときに、第2インシュレータ17に埋め込まれるプレート中間部22Fと、第2インシュレータ17から+Y方向に露出するプレート後端部22Gとを有する。プレート中間部22Fの表面に、プレート中間部22Fの周囲を囲って閉じる複数の溝により構成される第2グランドプレート防水形状部22Hが形成されている。
図12に示すように、バックシェル18は、XY面に沿って延びる平板状の上面部18Aと、上面部18Aの+Y方向端部から−Z方向に屈曲してXZ面に沿って延びる平板状の背面部18Bを有している。また、上面部18Aの+X方向端部および−X方向端部にそれぞれXY面に沿って突出する張り出し部18Cが形成されている。基板実装部18Dは、背面部18Bの+X方向端部および−X方向端部から、それぞれXZ面に沿って−Z方向に突出している。
次に、実施の形態に係る防水コネクタ11を製造する方法について説明する。
まず、ミッドプレート16を図示しない1次成型用金型の内部に位置させて、1次成型用金型内に溶融された絶縁性樹脂を注入することにより、図13に示すように、ミッドプレート16が埋め込まれた第1インシュレータ15を成型する。
このようにして成型された第1インシュレータ15は、第1インシュレータ本体15Aと、第1インシュレータ本体15Aから−Y方向に延びる舌状部15Bと、第1インシュレータ本体15Aの+Y方向端部からXZ面に沿ってX方向およびZ方向に突出する壁状部15Cを有している。
また、第1インシュレータ本体15Aに、複数の第1コンタクト12および複数の第2コンタクト13を圧入するためのY方向に沿った複数のコンタクト用貫通孔15Dが形成され、舌状部15Bの+Z方向側の表面および−Z方向側の表面上に、それぞれ対応するコンタクト用貫通孔15Dに接続されるY方向に沿った複数のコンタクト用溝15Eが形成されている。さらに、第1インシュレータ本体15Aの+Z方向側表面および−Z方向側表面に、それぞれ、3つの平坦面15Fが形成されている。これらの平坦面15Fには、それぞれ、壁状部15CをY方向に貫通するスリットが接続されている。
また、壁状部15Cの+Z方向端部および−Z方向端部に、それぞれ、+Z方向および−Z方向に突出する複数の突起部15Gが形成されている。
また、第1インシュレータ15が成型される際に、ミッドプレート16のミッドプレート本体16Aが第1インシュレータ15の舌状部15Bに埋め込まれ、ミッドプレート16のミッドプレート側面部材16Bが第1インシュレータ15の舌状部15Bから+X方向および−X方向に露出する。また、ミッドプレート16の一対のグランドプレート接続部16Cが、第1インシュレータ15の+Y方向端部から+Y方向に突出している。
次に、図14に示すように、複数の第1コンタクト12の固定部12Cと図4に示した第1コンタクト12の基板接続部12Dとの間に絶縁性樹脂からなる第1コンタクト用インシュレータ19を成型する。これにより、複数の第1コンタクト12を第1コンタクト用インシュレータ19により一体に保持する。
同様に、図15に示すように、複数の第2コンタクト13の固定部13Cと図5に示した第2コンタクト13の基板接続部13Dとの間に絶縁性樹脂からなる第2コンタクト用インシュレータ20を成型する。これにより、複数の第2コンタクト13を第2コンタクト用インシュレータ20により一体に保持する。
次に、第1インシュレータ15に形成された複数のコンタクト用貫通孔15Dに、図14に示した複数の第1コンタクト12の圧入部12B、および、図15に示した複数の第2コンタクト13の圧入部13Bを、+Y方向から−Y方向に向けて圧入することにより、図16に示されるように、第1インシュレータ15に複数の第1コンタクト12および複数の第2コンタクト13を結合する。このとき、複数の第1コンタクト12は第1コンタクト用インシュレータ19により一体に保持され、複数の第2コンタクト13は第2コンタクト用インシュレータ20により一体に保持されているため、圧入作業を効率よく且つ精度よく行うことができる。第1コンタクト用インシュレータ19と第2コンタクト用インシュレータ20は、互いにZ方向に重なった位置に配置される。
また、この際に、複数の第1コンタクト12の接点部12Aおよび複数の第2コンタクト13の接点部13Aは、第1インシュレータ15の対応するコンタクト用溝15Eに挿入される。
また、第1グランドプレート21のプレート先端部21Cを、第1インシュレータ15の壁状部15CをY方向に貫通するスリットに、壁状部15Cの+Y方向側から−Y方向に向けて挿入することにより、プレート先端部21Cが第1インシュレータ15の+Z方向側の平坦面15F上に位置するように、第1グランドプレート21を第1インシュレータ15に配置する。図示しないが、同様に、第1インシュレータ15の−Z方向側の平坦面15F上に第2グランドプレート22のプレート先端部22Cが位置するように、第2グランドプレート22を第1インシュレータ15に配置する。
このとき、第1グランドプレート21のシェル接続部21Dが、第1インシュレータ15の壁状部15Cの+Z方向端部の上に位置し、互いに連結されたプレート後端部21Gが、第1コンタクト用インシュレータ19の+Z方向側の表面に接触するように配置される。
図示しないが、同様に、第2グランドプレート22のシェル接続部22Dが、第1インシュレータ15の壁状部15Cの−Z方向端部の上に位置し、第2グランドプレート22のプレート後端部22Gの+Y方向端部が、それぞれ、第2コンタクト用インシュレータ20の−Z方向側の表面に接触するように配置される。
また、第1グランドプレート21の一対のミッドプレート接続部21Eが、それぞれ、ミッドプレート16の対応するグランドプレート接続部16Cの+Z方向側の表面上に位置すると共に、第2グランドプレート22の一対のミッドプレート接続部22Eが、それぞれ、ミッドプレート16の対応するグランドプレート接続部16Cの−Z方向側の表面上に位置する。
この状態で、例えばレーザ溶接を用いて、ミッドプレート16のグランドプレート接続部16Cに第1グランドプレート21の一対のミッドプレート接続部21Eおよび第2グランドプレート22の一対のミッドプレート接続部22Eをそれぞれ溶接することにより、ミッドプレート16が第1グランドプレート21および第2グランドプレート22に接続される。また、例えばレーザ溶接を用いて、ミッドプレート本体16Aに形成された一対のグランドプレート接続部16Cと一対のミッドプレート側面部材16Bの+Y方向端部とを、それぞれ溶接することにより、ミッドプレート本体16Aに一対のミッドプレート側面部材16Bが接続される。
次に、図17に示されるように、外周シェル14の筒状部14Aの内側に第1インシュレータ15の舌状部15Bを挿入し、筒状部14Aの+Y方向端部が第1インシュレータ15の突起部15Gに突き当たるまで外周シェル14を−Y方向側から第1インシュレータ15の外周部に被せる。このとき、第1インシュレータ15の舌状部15Bは、外周シェル14の筒状部14Aの−Y方向端部よりも−Y方向に突出している。また、このとき、第1インシュレータ15の壁状部15Cが外周シェル14の筒状部14Aの+Y方向端部の内側に挿入され、外周シェル14の+Z方向側の2つのグランドプレート接続部14Jが第1グランドプレート21のシェル接続部21Dに重なる。また、図示しないが、外周シェル14の−Z方向側の2つのグランドプレート接続部14Jが第2グランドプレート22のシェル接続部22Dに重なる。
そこで、外周シェル14のグランドプレート接続部14Jの上から、それぞれ、例えばレーザ光を照射することにより、外周シェル14のグランドプレート接続部14Jと第1グランドプレート21のシェル接続部21Dおよび第2グランドプレート22のシェル接続部22Dとを溶接し、外周シェル14を第1グランドプレート21および第2グランドプレート22に接続する。
このようにして、図17に示されるサブアセンブリS1が得られる。
次に、第2インシュレータ17を成型するために、図18に示すように、サブアセンブリS1を2次成型用金型31の内部に配置させる。2次成型用金型31は、サブアセンブリS1の+Z方向側部分に位置する上部金型32とサブアセンブリS1の−Z方向側部分に位置する下部金型33を有している。上部金型32には、その内側面32Aから−Z方向に向かって突出する上部金型突起32Bが形成されており、下部金型33には、その内側面33Aから+Z方向に向かって突出する下部金型突起33Bが形成されている。
サブアセンブリS1が2次成型用金型31の内部に配置されると、外周シェル14のシェル前端露出部14Cが上部金型32の内側面32Aおよび下部金型33の内側面33Aに接触すると共に、外周シェル14のシェル前端露出部14Cよりも+Y方向側において、上部金型32の内側面32Aと下部金型33の内側面33Aに囲まれた空間であるキャビティEが形成される。また、上部金型32の上部金型突起32Bおよび下部金型33の下部金型突起33Bが、それぞれ、外周シェル14のシェル前端露出部14Cに形成された貫通孔14Eに嵌め込まれる。そのため、2次成型用金型31に対するサブアセンブリS1の位置が固定される。
この状態で2次成型用金型31のキャビティE内に溶融された絶縁性樹脂を注入することにより、図19に示すように、第2インシュレータ17が成型される。この際に、第2インシュレータ17により、外周シェル14と第1インシュレータ15との界面Bが隙間なく覆われると共に、シェル前端露出部14Cが露出するように外周シェル14の外周部が隙間なく覆われる。
ここで、図18および図19における2次成型用金型31は、説明のために+Y方向部分が省略されている。
また、第2インシュレータ17が成型されることにより、複数の第1コンタクト12の固定部12C、複数の第2コンタクト13の固定部13C、外周シェル14の筒状部14Aの+Y方向側部分、第1グランドプレート21のプレート中間部21F、および、第2グランドプレート22のプレート中間部22Fが、それぞれ第2インシュレータ17に埋め込まれ、第2インシュレータ17に固定される。図示しないが、外周シェル14の一対の外周シェル腕部14Fの中間部も、第2インシュレータ17に埋め込まれ、第2インシュレータ17に固定される。
また、第1コンタクト12の固定部12Cに形成されている第1コンタクト防水形状部12E、第2コンタクト13の固定部13Cに形成されている第2コンタクト防水形状部13E、図示しないが外周シェル腕部14Fに形成されている外周シェル防水形状部14H、第1グランドプレート21のプレート中間部21Fに形成されている第1グランドプレート防水形状部21H、第2グランドプレート22のプレート中間部22Fに形成されている第2グランドプレート防水形状部22Hも、第2インシュレータ17に埋め込まれている。
なお、図示しないが、複数の第1コンタクト12の接点部12Aおよび基板接続部12D、複数の第2コンタクト13の接点部13Aおよび基板接続部13D、第1コンタクト用インシュレータ19、第2コンタクト用インシュレータ20、第1グランドプレート21の第1グランドプレート腕部21Bの+Y方向端部、第2グランドプレート22の第2グランドプレート腕部22Bの+Y方向端部、外周シェル14の基板実装部14B、外周シェル14のシェル前端露出部14C、および、外周シェル14のバックシェル接続部14Gの一部は、第2インシュレータ17に覆われることなく、露出している。
このようにして、図20に示すサブアセンブリS2が得られる。このサブアセンブリS2に対して、第2インシュレータ17の後端部に図12に示すバックシェル18を配置する。このとき、バックシェル18の上面部18Aの−Y方向端部が第2インシュレータ17から露出している第1グランドプレート21のプレート後端部21Gの上に重なると共に、バックシェル18の一対の張り出し部18Cが、第2インシュレータ17から露出している外周シェル14のバックシェル接続部14Gに重なる。
そこで、バックシェル18にレーザ光を照射して、バックシェル18の上面部18Aを第1グランドプレート21のプレート後端部21Gに溶接すると共に、バックシェル18の一対の張り出し部18Cを外周シェル14のバックシェル接続部14Gに溶接する。
これにより、バックシェル18が、第1グランドプレート21および外周シェル14に接続される。
このようにして、外周シェル14、ミッドプレート16、バックシェル18、第1グランドプレート21、および、第2グランドプレート22が、互いに電気的に接続される。
以上のようにして、図1に示す防水コネクタ11が製造される。
このとき、図2に示されるように、複数の第1コンタクト12の基板接続部12D、複数の第2コンタクト13の基板接続部13D、外周シェル14の基板実装部14B、および、バックシェル18の基板実装部18Dが、防水コネクタ11から−Z方向に突出している。
このような構成を有する防水コネクタ11は、図21に示すように、携帯機器および情報機器等の機器内に装備されている基板41に搭載される。このとき、図示しないが、防水コネクタ11から−Z方向に突出している複数の第1コンタクト12の基板接続部12D、複数の第2コンタクト13の基板接続部13D、外周シェル14の基板実装部14B、および、バックシェル18の基板実装部18Dが、それぞれ、基板41の図示しない接続パッドにはんだ付けされることにより、防水コネクタ11が基板41に接続および固定される。
また、このように、外周シェル14の基板実装部14Bおよびバックシェル18の基板実装部18Dを、それぞれ、基板41の対応する接続パッドに接続してグランド電位とすることにより、ミッドプレート16、第1グランドプレート21、第2グランドプレート22、外周シェル14およびバックシェル18が共にグランド電位となり、電磁波による影響を抑制しつつ信頼性の高い信号伝送を行うことが可能となる。
また、図21に示すように、第2インシュレータ17は、外周シェル14の筒状部14Aの後半部分および外周シェル14と第1インシュレータ15の界面Bを隙間なく覆っているため、外周シェル14と第1インシュレータ15との界面Bにおける防水性を向上させることができる。
また、第1コンタクト12の固定部12C、第2コンタクト13の固定部13C、第1グランドプレート21のプレート中間部21F、および、第2グランドプレート22のプレート中間部22Fは、第2インシュレータ17に埋め込まれている。第2インシュレータ17に埋め込まれたこれらの部分には、それぞれ、複数の溝により構成される第1コンタクト防水形状部12E、第2コンタクト防水形状部13E、第1グランドプレート防水形状部21H、および、第2グランドプレート防水形状部22Hが形成されている。
そのため、防水コネクタ11の相手側コネクタ収容部11A側から、第1コンタクト12、第2コンタクト13、第1グランドプレート21および第2グランドプレート22と、第2インシュレータ17との間に水が浸入したとしても、それぞれの防水形状部により、浸入した水が遮断され、第2インシュレータ17の背部にまで水が至ることが防止される。図示しないが、外周シェル腕部14Fの中間部も第2インシュレータ17に埋め込まれており、複数の溝により構成された外周シェル防水形状部14Hが形成されているため、防水コネクタ11の相手側コネクタ収容部11A側から、外周シェル14と第2インシュレータ17との間に水が浸入したとしても、外周シェル防水形状部14Hにより、浸入したが遮断され、第2インシュレータ17の背部にまで水が至ることが防止される。
また、第1グランドプレート21および第2グランドプレート22が、第1コンタクト12および第2コンタクト13をZ方向に挟むように配置されている。このような配置に起因して、第2インシュレータ17が成型される際に、第1グランドプレート21および第2グランドプレート22に挟まれた空間において、第2インシュレータ17を構成する樹脂の成型収縮度が小さくなるおそれがある。すなわち、第1コンタクト12の固定部12Cおよび第2コンタクト13の固定部13Cに対する第2インシュレータ17の密着度が、第1グランドプレート21および第2グランドプレート22がない場合と比較して低くなることがある。
しかしながら、この実施の形態における第1コンタクト12の固定部12Cおよび第2コンタクト13の固定部13Cは、+Y方向に向かうほど−Z方向側に変位するように傾斜しているため、第1コンタクト12の固定部12Cおよび第2コンタクト13の固定部13Cが、傾斜せずにY方向に沿って延びている場合と比較して、より長い距離にわたって第1コンタクト防水形状部12Eおよび第2コンタクト防水形状部13Eを形成することができる。そのため、第1グランドプレート21および第2グランドプレート22の存在により第1コンタクト12の固定部12Cおよび第2コンタクト13の固定部13Cに対する第2インシュレータ17の密着度が低くなった場合でも、防水コネクタ11の相手側コネクタ収容部11A側から浸入した水を十分に遮断することができる。
また、第1コンタクト12の固定部12Cおよび第2コンタクト13の固定部13Cが傾斜していることにより、十分な防水性能を確保しながら、第1コンタクト12の固定部12Cおよび第2コンタクト13の固定部13CのY方向の寸法を短くすることができ、防水コネクタ11のY方向の外形寸法を小さくすることができる。
また、外周シェル14のシェル前端露出部14Cには、4つの貫通孔14Eが形成されているが、防水コネクタ11に接続される基板41が電波の授受を行うためのアンテナを内蔵している場合に、アンテナが授受する電波が貫通孔14Eを通過することができるため、外周シェル14の筒状部14Aによる電波の干渉を低減することができる。
なお、図21に示すように、金属製の外周シェル14の筒状部14Aは、複数の第1コンタクト12の接点部12Aおよび複数の第2コンタクト13の接点部13Aの全体を覆うことなく、第1コンタクト12および第2コンタクト13の−Y方向端部が筒状部14Aから−Y方向に突出するように、Y方向に短い長さを有している。そのため、例えば、基板41が電波の授受を行うためのアンテナを内蔵している機器に実装される場合に、金属製の外周シェル14の筒状部14Aにより電波の授受が受ける影響を小さくして、より強度の強い電波を授受することができる。このように、筒状部14AがY方向に短い長さを有していることは、機器が外部との間で電波を授受する等の場合に、有効である。
また、例えば、基板41が電波を授受するアンテナを内蔵していない機器に実装される場合には、筒状部14Aは、Y方向に長くてもよく、複数の第1コンタクト12の接点部12Aおよび複数の第2コンタクト13の接点部13Aの全体を覆うように筒状部14AのY方向長さを設計することもできる。
また、実施の形態では、外周シェル14のシェル前端露出部14Cに形成された貫通孔14Eに2次成型用金型31における上部金型突起32Bと下部金型突起33Bを嵌め込むことによりサブアセンブリS1の位置を固定しているが、例えば、特に、防水コネクタ11に接続される基板41における電波の授受を考慮しなくてもよい場合には、シェル前端露出部14Cに貫通孔14Eを形成する代わりに窪みを形成し、この窪みに2次成型用金型31における上部金型突起32Bと下部金型突起33Bを嵌め込むことができる。また、例えば、シェル前端露出部14Cに貫通孔14Eを形成する代わりに突状部を形成し、さらに、2次成型用金型31の上部金型32の内側面32Aと下部金型33の内側面33Aに窪みを形成し、シェル前端露出部14Cの突状部を2次成型用金型31における窪みに嵌め込むこともできる。
このように、外周シェル14のシェル前端露出部14Cに貫通孔14Eが形成されている態様に限らず、2次成型用金型31の上部金型32および下部金型33または外周シェル14のシェル前端露出部14Cのどちらか一方に形成された凸部を他方に形成された凹部に嵌め込むことにより、サブアセンブリS1の位置を固定することができる。
また、外周シェル14のシェル前端露出部14Cに形成された貫通孔14Eは、シェル前端露出部14Cの一対の平坦部14Dを貫通するように形成されているが、貫通孔14Eは、シェル前端露出部14Cのどこを貫通するものであってもよい。例えば、貫通孔14Eは、シェル前端露出部14Cを嵌合方向に垂直なX方向に貫通していてもよい。
また、実施の形態においては、シェル前端露出部14Cに形成される貫通孔14Eの数は4つであるが、2次成型用金型31における上部金型突起32Bおよび下部金型突起33Bが嵌め込まれてサブアセンブリS1を固定できれば特に限定されるものではなく、シェル前端露出部14Cに1つ〜3つの貫通孔14Eが形成されていてもよく、5つ以上の貫通孔14Eが形成されていてもよい。
また、実施の形態における貫通孔14Eは、シェル前端露出部14Cの一対の平坦部14DをZ方向に貫通するように形成されているが、2次成型用金型31の上部金型32の上部金型突起32Bおよび下部金型33の下部金型突起33Bを嵌め込むことができれば、シェル前端露出部14Cを防水コネクタ11の嵌合方向に対して交差する方向に貫通するように形成されていてもよい。例えば、貫通孔14Eは、Z方向に対してX方向およびY方向に傾くようにシェル前端露出部14Cの一対の平坦部14Dを貫通していてもよい。
また、外周シェル14は、金属材料により構成されているため、図示しない相手側コネクタが防水コネクタ11の相手側コネクタ収容部11Aに抜き差しする際に、外周シェル14に相手側コネクタのシェルあるいはハウジングが擦れても、破損するおそれが少なく、十分な機械的強度を有している。
ただし、十分な機械的強度が要求されない場合には、外周シェル14は、金属材料により構成されていなくてもよく、樹脂材料により構成されることもできる。外周シェル14を樹脂材料から形成すれば、電波授受用のアンテナを内蔵する機器に防水コネクタ11を取り付けても、外周シェル14により電波の授受を妨げることが防止される。
1 コンタクト、2 グランドプレート、3 インシュレータ、4 ミッドプレート、5 外周シェル、6 相手側コネクタ収容部、11 防水コネクタ、11A 相手側コネクタ収容部、12 第1コンタクト、12A,13A 接点部、12B,13B 圧入部、12C,13C 固定部、12D,13D 基板接続部、12E 第1コンタクト防水形状部、13 第2コンタクト、13E 第2コンタクト防水形状部、14 外周シェル、14A 筒状部、14B,18D 基板実装部、14C シェル前端露出部、14D 平坦部、14F 外周シェル腕部、14G バックシェル接続部、14H 外周シェル防水形状部、14E 貫通孔、14J,16C グランドプレート接続部、15 第1インシュレータ、15A 第1インシュレータ本体、15B 舌状部、15C 壁状部、15D コンタクト用貫通孔、15E コンタクト用溝、15F 平坦面、15G 突起部、16 ミッドプレート、16A ミッドプレート本体、16B ミッドプレート側面部材、16D 鉤状部、17 第2インシュレータ、18 バックシェル、18A 上面部、18B 背面部、18C 張り出し部、19 第1コンタクト用インシュレータ、20 第2コンタクト用インシュレータ、21 第1グランドプレート、21A 第1グランドプレート本体、21B 第1グランドプレート腕部、21C,22C プレート先端部、21D,22D シェル接続部、21E,22E ミッドプレート接続部、21F,22F プレート中間部、21G,22G プレート後端部、21H 第1グランドプレート防水形状部、22 第2グランドプレート、22A 第2グランドプレート本体、22B 第2グランドプレート腕部、22H 第2グランドプレート防水形状部、31 2次成型用金型、32 上部金型、32A,33A 内側面、32B 上部金型突起、33 下部金型、33B 下部金型突起、41 基板、B 界面、C 嵌合軸、D1 高さ寸法、D2 深さ寸法、E キャビティ、S1,S2 サブアセンブリ。

Claims (10)

  1. 基板上に搭載される防水コネクタであって、
    1つ以上のコンタクトと、
    前記コンタクトを囲み且つ嵌合方向の前方に向けて開口する相手側コネクタ収容部を有する筒状の外周シェルと、
    前記コンタクトと前記外周シェルとを保持し且つ絶縁性樹脂からなるハウジングと
    を有し、
    前記外周シェルは、前記嵌合方向の前端に位置し且つ前記ハウジングから露出した筒状のシェル前端露出部と、前記嵌合方向に交差する方向に前記シェル前端露出部を貫通する1つ以上の貫通孔を有し、
    前記ハウジングは、前記シェル前端露出部が露出するように前記外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく覆っていることを特徴とする防水コネクタ。
  2. 前記外周シェルは、互いに対向する一対の平坦部を有し、
    前記貫通孔は、前記一対の平坦部のそれぞれに形成されている請求項1に記載の防水コネクタ。
  3. 前記ハウジングは、前記コンタクトを保持し且つ前記外周シェルの後端部を塞ぐ第1インシュレータと、前記外周シェルと前記第1インシュレータとの界面および前記外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく覆う第2インシュレータを有している請求項1または2に記載の防水コネクタ。
  4. 前記コンタクトは、前記第1インシュレータから前記嵌合方向の前方に露出する接点部と、前記第2インシュレータから前記嵌合方向の後方に露出して前記基板に接続される基板接続部と、前記接点部と前記基板接続部との間を接続し且つ前記第2インシュレータ内に埋め込まれる固定部とを有し、
    前記固定部は、前記嵌合方向に対して傾斜する方向に延び、前記固定部の表面に、前記固定部と前記第2インシュレータとの界面に沿った水の浸入を遮断するためのコンタクト防水形状部が形成されている請求項3に記載の防水コネクタ。
  5. 前記コンタクトの前記接点部は、前記外周シェルの前記シェル前端露出部よりも前記嵌合方向の前方に突出している請求項4に記載の防水コネクタ。
  6. 前記第1インシュレータおよび前記第2インシュレータに保持され且つ前記基板に接続されるグランドプレートをさらに有し、
    前記グランドプレートは、前記第1インシュレータから前記嵌合方向の前方に露出して前記相手側コネクタ収容部内に配置されるグランドプレート前端部と、前記第2インシュレータから前記嵌合方向の後方に露出して前記基板に接続されるグランドプレート後端部と、前記グランドプレート前端部と前記グランドプレート後端部との間を接続し且つ前記コンタクトに沿った状態で前記第2インシュレータに埋め込まれるグランドプレート中間部とを有し、
    前記グランドプレート中間部の表面に、前記グランドプレート中間部と前記第2インシュレータとの界面に沿った水の浸入を遮断するためのグランドプレート防水形状部が形成されている請求項3〜5のいずれか一項に記載の防水コネクタ。
  7. 前記外周シェルは、前記シェル前端露出部を含む筒状部と、前記第2インシュレータから前記嵌合方向の後方に露出する外周シェル後端部と、前記筒状部と前記外周シェル後端部との間を接続し且つ前記第2インシュレータ内に埋め込まれる外周シェル中間部とを有し、
    前記外周シェル中間部の表面に、前記外周シェル中間部と前記第2インシュレータとの界面に沿った水の浸入を遮断するための外周シェル防水形状部が形成されている請求項3〜6のいずれか一項に記載の防水コネクタ。
  8. 1つ以上のコンタクトと、前記コンタクトを囲み且つ嵌合方向の前方に向けて開口する相手側コネクタ収容部を有する筒状の外周シェルと、前記コンタクトと前記外周シェルとを保持し且つ絶縁性樹脂からなるハウジングとを備え、前記外周シェルは、前記嵌合方向の前端に位置し且つ前記ハウジングから露出した筒状のシェル前端露出部を有する防水コネクタを製造する方法であって、
    前記コンタクトを囲むように前記コンタクトに対して前記外周シェルが配置されたサブアセンブリを形成し、
    成型用金型または前記外周シェルの前記シェル前端露出部のどちらか一方に形成された凸部を他方に形成された凹部に嵌め込むことにより前記成型用金型に対する前記サブアセンブリの位置を固定し、
    前記成型用金型内に溶融された絶縁性樹脂を注入することにより前記シェル前端露出部が露出するように前記外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく絶縁性樹脂で覆うことを特徴とする防水コネクタの製造方法。
  9. 前記サブアセンブリは、前記コンタクトを保持し且つ前記外周シェルの後端部を塞ぐ第1インシュレータを有し、
    前記成型用金型内に溶融された絶縁性樹脂を注入することにより前記外周シェルと前記第1インシュレータとの界面および前記外周シェルの外周部を全周にわたって隙間なく覆う第2インシュレータを成型し、
    前記第1インシュレータおよび前記第2インシュレータにより前記ハウジングが構成される請求項8に記載の防水コネクタの製造方法。
  10. 前記凸部は、前記成型用金型に形成された突起であり、
    前記凹部は、前記外周シェルの前記シェル前端露出部に形成された貫通孔である請求項8または9に記載の防水コネクタの製造方法。
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