JP5293800B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングの底面から貫通させて突出させた導電端子の周囲を光硬化性樹脂により封止した電気コネクタに関する。

屋外で使用される電気コネクタや液体を満たした容器で使用される電気コネクタは、電気コネクタ内に、液体や埃などが浸入しないように、導電端子を挿入した導電端子用挿入孔を樹脂により封止することで、隙間がないようにしている。このような電気コネクタについて、例えば、特許文献１〜３に記載されたものが知られている。

特許文献１には、接続端子を収納したハウジングと、ハウジングに対して開閉自在に取り付けられたカバーとの部位に、ゲル状の紫外線硬化樹脂を充填して、電気配線を固着接続した接続端子の固着部分と、ハウジングおよびカバーとの間の隙間を液密にしたコネクタが記載されている。

特許文献２には、ハウジングの凹部に形成された複数のコンタクト挿入孔における密閉性を確保するために、紫外線硬化型樹脂、室温硬化型樹脂、加熱硬化型樹脂などによって形成された密封剤層が設けられ、凹部の底面に、密封剤が充填される適正な高さを判定する高さ判定部が設けられたコネクタが記載されている。

特許文献３には、レセプタクルコネクタと嵌合するプラグハウジングの嵌合側に、光信号と電気信号の間で変換を行う光電気変換部品や光信号を伝送する光部品が配置される第一の凹部と、電気信号だけを処理する電気部品が配置される第二の凹部とが形成され、紫外線硬化樹脂により第一の凹部を封止した後に、熱硬化樹脂により第二の凹部を封止した光電気複合型コネクタが記載されている。

ここで、従来の電気コネクタについて、図１０および図１１に基づいて説明する。
図１０および図１１に示すように従来の電気コネクタ１００は、開口部を有する箱体状のハウジング１１０と、ハウジング１１０の底面部１１１に先端部１２１をハウジング１１０内に突出させた状態で配置された導電端子１２０とを備えている。そして、ハウジング１１０の底面部１１１には、光硬化性樹脂を充填して導電端子１２０の周囲を封止した封止部１３０が設けられている。この封止部１３０により導電端子１２０と導電端子用挿入孔１１２との隙間を埋めることで密閉性を確保している。この封止部１３０は、ハウジング１１０の凹部１１３にディスペンサにより光硬化樹脂が充填された電気コネクタ１００が、コンベアに載せられコンベアにより搬送されながら、上方からの光照射により光硬化性樹脂が硬化することにより形成される。

特開平１０−２８４１７０号公報 特開２００９−１８１７９８号公報 特開２０１０−２６７５１２号公報

しかし、図１０および図１１に示す従来の電気コネクタ１００では、ハウジング１１０の底面部１１１の周縁部分と、封止部１３０との界面で剥離が発生することがある。

それは、ハウジング１１０の底面部１１１の周縁１１４が、平坦な底面１１５と、底面１１５に対して垂直な内周面１１６とにより形成されているため、封止部１３０となる部分の凹部１１３の深さが一定である。深さが一定であるため、光硬化性樹脂は硬化光ランプにより照射された硬化光の積算光量により硬化するので、封止部１３０の周縁部分１３１と中央部１３２とで、上方からの光照射による硬化に要する時間が同じとなる。

硬化に必要な硬化光の照射時間が十分でない場合には、必要な硬化が得られず、封止部１３０とハウジング１１０との密着性が低下する。そうなると、封止部１３０の中央部１３２では底面１１５と広く密着しているため密着強度が確保できても、封止部１３０の周縁部分１３１では、面積の狭い周側面で密着することになるため、急激な振動や温度変化によりハウジング１１０の底面部１１１の周縁部分と、封止部１３０との界面から剥離が発生し、この剥離が導電端子１２０の周囲まで進行することで、液体が浸入するおそれがある。光硬化性樹脂の硬化に十分時間を与えればよいが、コンベアの搬送速度を低下させる必要があり、量産性が低下する。

つまり、封止部１３０を構成する光硬化性樹脂を短時間で硬化させることができれば、高い量産性を図ることができ、封止部の剥離が防止できれば、高い信頼性を図ることができる。

本発明が解決しようとする課題は、封止部を形成する光硬化性樹脂を短時間で硬化させることで、封止部の剥離を防止することにより、高い量産性と高い信頼性を図ることができる電気コネクタを提供することにある。

本発明の電気コネクタは、開口部を有する箱体状のハウジングと、前記ハウジングの底面部に先端部を前記ハウジング内に突出させた状態で配置された導電端子と、前記底面部に光硬化性樹脂を充填して前記導電端子の周囲を封止した封止部とを備え、前記底面部の周縁に沿って前記封止部の厚みを薄くする浅底部として傾斜面が設けられていることを特徴とする。

本発明の電気コネクタによれば、ハウジングの底面部の周縁に沿って封止部の厚みを薄くする浅底部が設けられているので、光硬化性樹脂を硬化させるための硬化光をしっかりと底面部の周縁まで到達させることができる。従って、硬化光の照射時間が短時間であっても封止部の剥離を防止することができる。

前記浅底部を傾斜面としているため、ハウジングの底面からハウジングの内周面に向かって傾斜面により封止部の深さを浅くすることができるので、硬化光をしっかりと底面部の周縁まで到達させることができる。

前記傾斜面を平坦面とすると、徐々に浅くすることができる。また、前記傾斜面の少なくとも一部を凸曲面とすると、浅くする割合を大きくすることができる共に、平坦面と比較して接触面積を大きくすることができるので密着性を高めることができる。前記傾斜面の少なくとも一部を連続した凹凸面とすると、更に接触面積を大きくすることができるので、密着性を更に高めることができる。この凹凸面は階段状とすることができる。

前記傾斜面と、前記底面部の周縁に沿って形成された前記ハウジングの内周面との間に、前記傾斜面の上端から外側へ向かう棚部が設けられていると、ハウジングの内周面の上部が内側に傾斜しても、棚部により内周面から封止部までの距離が確保できるので、内周面の上部による硬化光の影の影響を抑えることができる。

本発明の電気コネクタによれば、硬化光をしっかりと底面部の周縁まで到達させることができることにより、硬化光の照射時間が短時間であっても封止部の剥離を防止することができるので、高い量産性と高い信頼性を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る電気コネクタを示す平面図である。 図１に示す電気コネクタのＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す電気コネクタの封止部を硬化させる硬化光照射装置を説明するための図である。 積算光量に応じた光硬化性樹脂の反応率と光硬化性樹脂の深さとの関係を示す表である。 本発明の実施の形態に係る電気コネクタの第１変形例を示す平面図である。 図５に示す電気コネクタのＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施の形態に係る電気コネクタの第２変形例を示す平面図である。 図７に示す電気コネクタのＣ−Ｃ線断面図である。 図８に示す電気コネクタの変形例の傾斜面の拡大図である。 従来の電気コネクタを示す平面図である。 図１０に示す従来の電気コネクタのＤ−Ｄ線断面図である。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る電気コネクタを図面に基づいて説明する。なお、本明細書においては、ハウジングの開口方向を上、底面方向を下と称する。
図１および図２に示す電気コネクタ１は、例えば、自動車に装備される電気回路に使用されるもので、ハウジング１０と、導電端子２０と、封止部３０とを備えている。

ハウジング１０は、矩形状の開口部１１を有する箱体状に形成されている。ハウジング１０の底面１２には、導電端子２０を挿入するための導電端子用挿入孔１３が設けられている。この導電端子用挿入孔１３は、導電端子２０の幅方向の断面形状に合わせて細長矩形状に形成されている。ハウジング１０の底面部１４には、周縁１５に沿って浅底部として機能する傾斜面１６が設けられている。本実施の形態では、傾斜面１６を底面１２から内周面１７に向かって凹部１８の深さが徐々に浅くなる平坦面としている。傾斜面１６と内周面１７との間には、傾斜面１６の上端から外側へ向かう環状の水平部分である棚部１９が設けられている。

導電端子２０は、棒状の金属薄板により形成された端子である。導電端子２０は、導電端子用挿入孔１３に挿入され、先端部２１をハウジング１０の凹部１８内に突出させた状態で配置されている。

封止部３０は、凹部１８の底面部１４に光硬化性樹脂を充填して導電端子２０の周囲を封止するものである。本実施の形態の封止部３０では、底面１２から傾斜面１６の上端までの厚み（深さ）に形成されているが、導電端子２０の周囲が封止でき、封止部３０とハウジング１０の凹部１８との密着性が確保できれば、光硬化性樹脂の充填量は傾斜面１６の高さより少なくてもよい。また、本実施の形態の封止部３０の厚みは、中央部で約３ｍｍである。

光硬化性樹脂は、紫外光や赤外光などの不可視光、または可視光などの硬化光により硬化する樹脂であれば採用することができる。封止部３０の垂直断面形状は、ハウジング１０の底面部１４の周縁に沿って傾斜面１６が設けられているので、台形状に形成されている。

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る電気コネクタ１の封止部３０の硬化について、図３および図４に基づいて詳細に説明する。
封止部３０は、図示しないディスペンサにより光硬化樹脂がハウジング１０内に充填され、図３に示す硬化光照射装置５０により硬化される。
硬化光照射装置５０は、硬化光を出射する硬化光照射部５１と、硬化光照射部５１の高さを調整する図示しない高さ調整部と、電気コネクタ１を搬送するコンベア５２とを備えている。
硬化光照射部５１は、硬化光を出射する硬化光ランプ５１１と、硬化光ランプ５１１からの硬化光を反射して電気コネクタ１へ向かわせるリフレクタ５１２と、硬化光以外を遮断するカットフィルタ５１３とを備えている。硬化光ランプ５１１は、メタルハライドランプまたは高圧水銀ランプが使用できる。

コンベア５２の一側から他側へコンベア５２の流れ方向に沿って移動する電気コネクタ１は、カットフィルタ５１３を介して照射された硬化光ランプ５１１からの硬化光が照射される。この硬化光により、ハウジング１０の凹部１８に充填された光硬化性樹脂は硬化する。

ここで、積算光量に応じた光硬化性樹脂の反応率と光硬化性樹脂の深さとの関係について、図４に基づいて説明する。
図４に示す表は、深さが１ｍｍ、２ｍｍおよび３ｍｍの３種類の光硬化性樹脂に、高圧水銀ランプからの光を照射して硬化させたときの反応を、フーリエ変換型赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）による赤外分光装置により測定したものである。
図４に示すように測定の結果、例えば、深さが１ｍｍであれば積算光量が１５，０００ｍＪ／ｃｍ²で１００％の反応率が得られるが、深さ２ｍｍでは９５％の反応率、深さ３ｍｍでは９０％の反応率であった。
また、積算光量を１０，０００ｍＪ／ｃｍ²とした場合では、深さが１ｍｍで反応率が９２％であるのに対し、深さ２ｍｍでは反応率が８２％、深さ３ｍｍでは反応率が７０％であった。
更に、積算光量が５，０００ｍＪ／ｃｍ²とした場合では、深さが１ｍｍで反応率が６２％であるのに対し、深さ２ｍｍでは反応率が５０％、深さ３ｍｍでは反応率が４０％であった。
このように、同じ積算光量であれば光硬化性樹脂の深さが浅い方が、早く硬化する傾向にあることがわかる。

図３に示す電気コネクタ１には、凹部１８の深さを徐々に浅くする平坦面に形成された傾斜面１６が形成されているので、ハウジング１０の底面部１４の周縁へ近づくほど硬化光の到達距離が短くなる。従って、ハウジング１０の底面部１４の周縁へ近づくほど、封止部３０を形成する光硬化性樹脂をしっかりと反応させることができるので、封止部３０と底面部１４の周縁との密着性を高めることができる。

このように、封止部３０の周縁をしっかりと反応させることができるので、硬化光の照射時間が短時間であっても封止部３０の剥離を防止することができる。よって、電気コネクタ１は、硬化光の照射時間が短時間であっても封止部３０の剥離を防止するができるので、高い量産性と高い信頼性を図ることができる。

また、ハウジング１０の公差やハウジング１０を成形した後の収縮により内周面１７の上部が内側に傾斜することがある。しかし、傾斜面１６と、底面部１４の周縁１５に沿って形成されたハウジング１０の内周面１７との間に、傾斜面１６の上端から外側へ向かう棚部１９が設けられていることにより、内周面１７の上部が内側に傾斜しても、棚部１９により内周面１７から封止部３０までの距離が確保できるので、硬化光ランプ５１１から硬化光を照射した際の内周面１７の上部による硬化光の影の影響を抑えることができる。

（第１変形例）
本発明の実施の形態に係る電気コネクタの第１変形例を、図５および図６に基づいて説明する。なお、図５および図６においては、図１および図２と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
図５および図６に示す第１変形例に係る電気コネクタ１ｘでは、傾斜面１６ｘが凸曲面に形成されている。この凸曲面による内側に膨出した凸部は、上方から照射される硬化光による影が、凸部の下方にできない突出量である。傾斜面１６ｘを凸曲面とすることによりできる封止部３０ｘは、図１および図２に示す封止部３０と同様の光硬化性樹脂により形成することができる。この封止部３０ｘは、底面１２から傾斜面１６ｘの上端までの厚み（深さ）に形成されている。

このように傾斜面１６ｘを凸曲面としても、ハウジング１０ｘの底面部１４の周縁で凹部１８の深さを浅くすることができるので、底面部１４の周縁で光硬化性樹脂をしっかりと反応させることができる。
また、傾斜面１６ｘは、図２に示す平坦面による傾斜面１６と比較して、浅くする割合を大きくすることができる共に、更に封止部３０ｘとの接触面積を大きくすることができるので、更に密着性を高めることができる。また、傾斜面１６ｘを凸曲面とすることで、内側に膨出した分、封止部３０ｘとするための容量が減少するので、光硬化性樹脂の充填量を減量することができる。

なお、図６に示す傾斜面１６ｘでは、傾斜面１６ｘ全体を一つの凸曲面に形成されているが、平坦面と組み合わせて傾斜面の一部を凸曲面とすることができる。

（第２変形例）
本発明の実施の形態に係る電気コネクタの第２変形例を、図７および図８に基づいて説明する。なお、図７および図８においては、図１および図２と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
図７および図８に示す第２変形例に係る電気コネクタ１ｙでは、傾斜面１６ｙ全体が階段状に形成されている。傾斜面１６ｙを階段状とすることによりできる封止部３０ｙは、図１および図２に示す封止部３０と同様の光硬化性樹脂により形成することができる。この封止部３０ｙは、底面１２から傾斜面１６ｙの上端までの厚み（深さ）に形成されている。
本実施の形態では、３段の階段としているが、１段や２段としたり４段以上としたりしても、ハウジング１０ｙを成形する型枠に応じて形成することができる。

傾斜面１６ｙを階段状としても、底面部１４の周縁で凹部１８の深さを浅くすることができるので、底面部１４の周縁で光硬化性樹脂をしっかりと反応させることができる。
また、傾斜面１６ｙは、図２に示す平坦面による傾斜面１６や図６に示す傾斜面１６ｘと比較して、更に封止部３０ｙとの接触面積を大きくすることができるので、密着性をより高めることができる。

（第２変形例の他の変形例）
第２変形例の他の変形例について、図９に基づいて説明する。なお、図９では、傾斜面１６ｚのみを拡大して図示しているが、他の部分については、図８と同様であるため、図示を省略する。
図９に示す傾斜面１６ｚは、水平部分である踏面部１６ｚａと立壁部分である蹴上部１６ｚｂとのなす角が鈍角に形成されていることで、それぞれの蹴上部１６ｚｂが下方へ向かう下り傾斜面に形成されている。図８に示す傾斜面１６ｙでは、踏面部が水平面により形成され、蹴上部が垂直面に形成されているが、図９に示す傾斜面１６ｚでは、蹴上部１６ｚｂが下方へ向かう下り傾斜面に形成されていることで、封止部３０ｚと底面部１４との密着性を確保しつつ、踏面部１６ｚａに照射される硬化光による影の発生を防止することができる。

なお、図８および図９に示す電気コネクタでは、傾斜面１６ｙ，１６ｚ全体を階段状に形成されているが、平坦面と組み合わせて傾斜面の一部を階段状とすることもできる。
また、傾斜面１６ｙ，１６ｚでは、所定高さごとに段差を設けることで連続した凹凸面としているが、傾斜面全体に凸部を設けて凹凸面とすることができる。

電子・電気機器、自動車に装備される電気回路に使用される車載用の電気コネクタとして、電気・電子機器産業や自動車産業などの分野において広く利用することができる。

１，１ｘ，１ｙ 電気コネクタ
１０，１０ｘ，１０ｙ ハウジング
１１ 開口部
１２ 底面
１３ 導電端子用挿入孔
１４ 底面部
１５ 周縁
１６，１６ｘ，１６ｙ，１６ｚ 傾斜面
１６ｚａ 踏面部
１６ｚｂ 蹴上部
１７ 内周面
１８ 凹部
１９ 棚部
２０ 導電端子
２１ 先端部
３０，３０ｘ，３０ｙ 封止部
５０ 硬化光照射装置
５１ 硬化光照射部
５１１ 硬化光ランプ
５１２ リフレクタ
５１３ カットフィルタ
５２ コンベア

Claims (5)

1. 開口部を有する箱体状のハウジングと、
   前記ハウジングの底面部に先端部を前記ハウジング内に突出させた状態で配置された導電端子と、
   前記底面部に光硬化性樹脂を充填して前記導電端子の周囲を封止した封止部とを備え、
   前記底面部の周縁に沿って前記封止部の厚みを薄くする浅底部として傾斜面が設けられていることを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記傾斜面を平坦面とした請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記傾斜面の少なくとも一部を凸曲面とした請求項１記載の電気コネクタ。
4. 前記傾斜面の少なくとも一部を階段状とした請求項１記載の電気コネクタ。
5. 前記傾斜面と、前記底面部の周縁に沿って形成された前記ハウジングの内周面との間に、前記傾斜面の上端から外側へ向かう棚部が設けられている請求項１から４のいずれかの項に記載の電気コネクタ。

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