JP6005806B1 - 防水コネクタ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】防水部材の回転および位置ずれに起因した防水効果の低下を防止することができる防水コネクタ組立体を提供する。【解決手段】防水コネクタ１１の外周部に防水部材３１が配置され、接続対象物である基板４１に防水コネクタ１１を搭載する際に、防水部材３１の固定部３１Ｃに露出している金属片３１Ｅを基板４１の対応する接続パッド４１Ａにハンダ付けすることにより、防水部材３１の固定部３１Ｃが基板４１に固定される。【選択図】図７

Description

この発明は、防水コネクタ組立体に係り、特に、防水コネクタの外周部に防水部材が配置された防水コネクタ組立体に関する。

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。

このような防水性を兼ね備えたコネクタが、例えば、特許文献１に開示されている。図１４に示されるように、コネクタ１は、ハウジング２にシェル３が取り付けられると共にハウジング２の外周部に防水部材４が嵌められた構造を有しており、ハウジング２の端子が基板５の接続端子６に接触するようにコネクタ１が基板５に実装される。さらに、電子機器の上側ケース７および下側ケース８が防水部材４に接触するように組み立てられることで、コネクタ１と上側ケース７および下側ケース８との間における浸水を防止している。

特開２００９−１７６７３４号公報

しかしながら、ハウジング２の外周部に嵌められている防水部材４は、コネクタ１の嵌合方向から見て、真円形状ではなく、ハウジング２の断面形状に対応してほぼ長円形状を有している。このため、ハウジング２への防水部材４の嵌め込み作業あるいは上側ケース７および下側ケース８の組み立て作業等において、防水部材４にコネクタ１の嵌合軸の回りに回転させる力が作用し、防水部材４がハウジング２に対して回転した状態で上側ケース７および下側ケース８が組み立てられると、防水部材４は、捻れた形状に変形してしまい、防水効果が低下するおそれがある。
また、防水部材４にコネクタ１の嵌合方向に沿った力が作用して、ハウジング２に対する配置位置がずれた場合にも、防水部材４による防水効果が低下するおそれがある。

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、防水部材の回転および位置ずれに起因した防水効果の低下を防止することができる防水コネクタ組立体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、接続対象物に取り付けられる防水コネクタと、防水コネクタの外周部に配置される防水部材とを備え、防水部材は、接続対象物に固定するための少なくとも１つの固定部と防水コネクタの外周部を囲む継ぎ目のない胴巻き部を有し、接続対象物が装備される機器の筐体と防水コネクタの外周部との間に挟まれた胴巻き部が変形して反発力を発生することで筐体と防水コネクタとの間の浸水を防止し、固定部は、胴巻き部から機器の内部側に突出形成されているものである。

また、好ましくは、防水コネクタは、１つ以上のコンタクトと、コンタクトと一体に成形されたインシュレータとを有し、コンタクトは、一端に配置され且つインシュレータから露出して相手側コネクタのコンタクトに接触する接点部と、他端に配置され且つインシュレータから突出して接続対象物に接続される接続部と、接点部と接続部の間に配置され且つインシュレータに保持される保持部とを有し、防水部材の胴巻き部は、インシュレータの外周部を囲むように配置されている。
防水コネクタは、インシュレータに保持され且つコンタクトの接点部の外周を囲む外周シェルを有し、相手側コネクタが収容される相手側コネクタ収容部が外周シェルの内側に形成されるように構成することができる。

防水部材の固定部は、ハンダ付けにより接続対象物に固定される固定面を有することが好ましい。
この場合、コンタクトの接続部は、接続対象物にハンダ付けされる接続面を有し、防水部材の固定面は、接続面とほぼ同一面上に位置していることがさらに好ましい。
また、外周シェルは、接続対象物に取り付けられるシェル側実装部を有し、シェル側実装部は、防水部材の固定面およびコンタクトの接続面とほぼ同一面上に位置していることが好ましい。
インシュレータは、インシュレータの外周部を囲む防水部材用溝を有し、防水部材の胴巻き部は、防水部材用溝に嵌め込まれるように構成することができる。

この発明によれば、防水コネクタの外周部に配置される防水部材は、防水コネクタが取り付けられている接続対象物に固定するための少なくとも１つの固定部を有しているので、防水部材の回転および位置ずれに起因した防水効果の低下を防止することが可能となる。

この発明の実施の形態に係る防水コネクタ組立体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組立体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組立体の正面図である。 実施の形態に係る防水コネクタ組立体の側面断面図である。 実施の形態に係る防水コネクタ組立体に用いられる防水部材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組立体に用いられる防水部材を斜め下方から見た斜視図である。 基板に取り付けられた実施の形態の防水コネクタ組立体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組立体を示す平面図である。 基板に取り付けられた実施の形態の防水コネクタ組立体を示す側面断面図である。 図８のＡ−Ａ線断面図である。 基板に取り付けられると共に機器の筐体が配置された実施の形態の防水コネクタ組立体を示す斜視図である。 基板に取り付けられると共に機器の筐体が配置された実施の形態の防水コネクタ組立体を示す正面図である。 基板に取り付けられると共に機器の筐体が配置された実施の形態の防水コネクタ組立体を示す側面断面図である。 従来のコネクタを用いた電子機器の組み立て図である。

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組立体１０を示す。この防水コネクタ組立体１０は、防水コネクタ１１の外周部に防水部材３１が配置されたものである。
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（接続対象物）に固定されるレセプタクルコネクタで、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。

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の前端部すなわち−Ｙ方向端部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の内部に図示しない相手側コネクタが挿入される相手側コネクタ収容部１４Ｂ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ＹＺ面に沿って＋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方向に延びるシェル側実装部１４Ｃが形成されている。
相手側コネクタ収容部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からなる保持部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方向端部を閉じると共に複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３のそれぞれの保持部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が成形されている。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シェル側実装部１４Ｃ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シェル側実装部１８Ａを有している。

防水部材３１は、ゴム等の弾性を有する材料から形成され、第２インシュレータ１７の外周部に配置されている。防水部材３１は、第２インシュレータ１７の外周部を囲む継ぎ目のない胴巻き部３１Ａを有すると共に、胴巻き部３１ＡのＸ方向の両端部からそれぞれ＋Ｙ方向に延びる一対の腕部３１Ｂを有し、それぞれの腕部３１Ｂの先端に第２インシュレータ１７から離れるようにＸ方向に延びる固定部３１Ｃが形成されている。固定部３１Ｃは、胴巻き部３１Ａから腕部３１Ｂを介して、防水コネクタ１１が搭載される電子機器の内部側に向けて突出形成されている。

図３に示されるように、外周シェル１４の相手側コネクタ収容部１４Ｂ内には、金属から形成される１対のグランドプレート２０および２１が、相手側コネクタ収容部１４Ｂに突出する複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３の根本部分をそれぞれ＋Ｚ方向側および−Ｚ方向側から覆うように第２インシュレータ１７の表面上に配置されている。
ミッドプレート１６と１対のグランドプレート２０および２１は、外周シェル１４に電気的に接続されている。

図４に示されるように、第１インシュレータ１５は、インシュレータ本体１５Ａと、インシュレータ本体１５Ａから嵌合軸Ｃに沿って−Ｙ方向に延びる舌状部１５Ｂと、インシュレータ本体１５Ａの＋Ｙ方向端部から＋Ｚ方向および−Ｚ方向に突出する壁状部１５Ｃを有し、舌状部１５Ｂの両面に沿って複数の第１コンタクト１２の前端に配置されている接点部１２Ａおよび複数の第２コンタクト１３の前端に配置されている接点部１３Ａが−Ｙ方向に延び、相手側コネクタ収容部１４Ｂ内で露出している。

インシュレータ本体１５Ａの後部を覆うように第２インシュレータ１７が配置されており、第１コンタクト用インシュレータ２２および第２コンタクト用インシュレータ２３が第２インシュレータ１７の背部に露出し、さらに、複数の第１コンタクト１２の後端に配置されている基板接続部１２Ｂおよび複数の第２コンタクト１３の後端に配置されている基板接続部１３Ｂが露出している。これらの基板接続部１２Ｂおよび１３Ｂは、それぞれ、ＸＹ面に平行で且つ−Ｚ方向を向いた接続面１２Ｃおよび１３Ｃを有している。
第２インシュレータ１７は、複数の第１コンタクト１２の接点部１２Ａと基板接続部１２Ｂの間に配置されている保持部および複数の第２コンタクト１３の接点部１３Ａと基板接続部１３Ｂの間に配置されている保持部と一体に成形されており、これにより、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が第２インシュレータ１７に固定されると共に、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に沿って相手側コネクタ収容部１４Ｂから第２インシュレータ１７の＋Ｙ方向側の背部に水が浸入することが防止されている。

また、第１インシュレータ１５の＋Ｚ方向側の表面上に配置されたグランドプレート２０は、第１インシュレータ１５のインシュレータ本体１５Ａの表面から壁状部１５Ｃを乗り越え、第２インシュレータ１７の内部を貫通して＋Ｙ方向へ延びており、壁状部１５Ｃの＋Ｚ方向端部の上に位置する部分が外周シェル１４の＋Ｚ方向側の内面に接続されている。このグランドプレート２０の＋Ｙ方向端部は、第２インシュレータ１７の後方に突出して第１コンタクト用インシュレータ２２の＋Ｚ方向側の表面上に配置されると共にバックシェル１８に接続されている。

同様に、第１インシュレータ１５の−Ｚ方向側の表面上に配置されたもう１つのグランドプレート２１は、＋Ｚ方向側のグランドプレート２０と同様に、第１インシュレータ１５のインシュレータ本体１５Ａの表面から壁状部１５Ｃを乗り越え、第２インシュレータ１７の内部を貫通して＋Ｙ方向へ延びており、壁状部１５Ｃの−Ｚ方向端部の上に位置する部分が外周シェル１４の−Ｚ方向側の内面に接続されている。このグランドプレート２１の＋Ｙ方向端部は、第２インシュレータ１７の後方に突出して第２コンタクト用インシュレータ２３の−Ｚ方向側の表面上に配置されている。

第２インシュレータ１７は、グランドプレート２０および２１の貫通部分と一体に成形されると共に、外周シェル１４の筒状部１４Ａとシェル側実装部１４Ｃとを繋ぐ図示しない一対の腕部と一体に成形されており、これにより、グランドプレート２０および２１並びに外周シェル１４に沿って相手側コネクタ収容部１４Ｂから第２インシュレータ１７の＋Ｙ方向側の背部に水が浸入することが防止されている。

第２インシュレータ１７の外周部には、嵌合軸Ｃを囲むようにＸＺ面内に延びる１つの防水部材用溝１７Ａが形成されており、この防水部材用溝１７Ａに防水部材３１の胴巻き部３１Ａが嵌め込まれている。
図５および図６に示されるように、防水部材３１の一対の固定部３１Ｃは、それぞれ、ＸＹ面に平行で且つ−Ｚ方向を向いた固定面３１Ｄを有すると共に、固定部３１Ｃに金属片３１Ｅが埋め込まれており、金属片３１Ｅの表面が固定面３１Ｄ上に露出している。防水部材３１の固定面３１Ｄは、複数の第１コンタクト１２の接続面１２Ｃおよび複数の第２コンタクト１３の接続面１３Ｃとほぼ同一面上に位置すると共に、外周シェル１４のシェル側実装部１４Ｃおよびバックシェル１８のシェル側実装部１８Ａとほぼ同一面上に位置している。
金属片３１Ｅは、防水部材３１の固定部３１Ｃを接続対象物にハンダ付けするためのもので、例えば金型内で金属片３１Ｅの周辺にゴム等の弾性を有する材料を注入して一体化することにより、金属片３１Ｅを有する防水部材３１を製造することができる。

このような構成の防水コネクタ組立体１０は、図７および図８に示されるように、携帯機器および情報機器等の機器内の接続対象物である基板４１に搭載される。このとき、複数の第１コンタクト１２の接続面１２Ｃおよび複数の第２コンタクト１３の接続面１３Ｃとほぼ同一面上に、外周シェル１４のシェル側実装部１４Ｃおよびバックシェル１８のシェル側実装部１８Ａ並びに防水部材３１の固定面３１Ｄが位置している。

このため、例えば、複数の第１コンタクト１２の基板接続部１２Ｂおよび複数の第２コンタクト１３の基板接続部１３Ｂを基板４１上の対応する複数の接続パッドに接続するためのフローハンダ付け工程を行う際に、同時に、外周シェル１４のシェル側実装部１４Ｃおよびバックシェル１８のシェル側実装部１８Ａを基板４１の対応する接続部位にハンダ付けすると共に、防水部材３１の固定面３１Ｄに露出している金属片３１Ｅを基板４１の対応する接続パッド４１Ａにハンダ付けすることができる。すなわち、１回のハンダ付け工程で、図９および図１０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１２Ｂおよび複数の第２コンタクト１３の基板接続部１３Ｂと外周シェル１４のシェル側実装部１４Ｃおよびバックシェル１８のシェル側実装部１８Ａをそれぞれ基板４１に接続および固定して防水コネクタ１１を基板４１に取り付けると同時に、防水部材３１の固定部３１Ｃを基板４１に固定することが可能となる。

このようにして防水部材３１の固定部３１Ｃを基板４１の接続パッド４１Ａにハンダ付けすることにより、防水部材３１が基板４１に固定され、その結果、同じ基板４１に搭載された防水コネクタ１１に対する防水部材３１の相対位置が固定されることとなる。

防水コネクタ組立体１０が基板４１に搭載された後、図１１に示されるように、基板４１が装備されている機器の筐体４２が防水コネクタ組立体１０に取り付けられる。筐体４２は、内部に防水コネクタ組立体１０を収容する収容空間を有するもので、この収容空間に防水コネクタ組立体１０の前端から防水部材３１の胴巻き部３１Ａまでの部分が収容される。筐体４２は、−Ｙ方向に向かって開くと共に収容空間に通じる開口部４２Ａを有しており、図１２に示されるように、開口部４２Ａを通して外周シェル１４の相手側コネクタ収容部１４Ｂ内に配置されている複数の第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が露出している。

図１３に示されるように、筐体４２の収容空間４２Ｂは、防水部材３１の胴巻き部３１Ａの外周よりもわずかに小さく形成されており、このため、筐体４２を防水コネクタ組立体１０に取り付けたときに、筐体４２と防水コネクタ１１の外周部の間に挟まれた防水部材３１の胴巻き部３１Ａが変形し、反発力を発生することで、胴巻き部３１Ａの外周部分が筐体４２の収容空間４２Ｂの内壁に密着されると共に胴巻き部３１Ａの内周部分が防水コネクタ１１の第２インシュレータ１７の防水部材用溝１７Ａに密着される。これにより、筐体４２と防水コネクタ１１との間の浸水が防止されている。

筐体４２が防水コネクタ組立体１０に取り付けられる際には、筐体４２から防水部材３１の胴巻き部３１Ａに力が作用するが、防水部材３１の固定部３１Ｃを基板４１の接続パッド４１Ａにハンダ付けすることで、防水コネクタ１１に対する防水部材３１の相対位置が固定されているため、胴巻き部３１Ａが嵌合軸Ｃの回りに回転すること、および、嵌合軸Ｃに沿って位置ずれすることが防止される。したがって、防水部材３１の回転および位置ずれに起因した防水効果の低下を未然に防ぐことができる。また、固定部３１Ｃは、胴巻き部３１Ａのできるだけ近傍に配置されることが好ましく、このようにすることで、胴巻き部３１Ａの位置ずれをより効果的に防止することが可能となる。

なお、上記の実施の形態においては、防水部材３１の固定部３１Ｃに金属片３１Ｅが埋め込まれ、固定面３１Ｄ上に露出する金属片３１Ｅの表面を用いて固定部３１Ｃを基板４１の接続パッド４１Ａにハンダ付けしたが、これに限るものではない。例えば、ゴム等に金属微粒子を分散させた材料で防水部材３１を成形しても、固定部３１Ｃをハンダ付けすることができる。また、ゴム等で形成された防水部材３１の固定部３１Ｃにフラックスを塗布することによっても、固定部３１Ｃのハンダ付けを行うことが可能となる。
さらに、防水部材３１の固定部３１Ｃは、ハンダ付け以外の方法、例えば、溶着、接着、あるいは、ネジ止め等の機械的な方法により基板４１の表面に固定することもできる。ただし、ハンダ付けによる方法を採用すれば、１回のハンダ付け工程で、防水コネクタ１１を基板４１に取り付けると同時に防水部材３１の固定部３１Ｃを基板４１に固定することが可能となり、製造工程の簡素化がなされる点で有利である。

また、上記の実施の形態では、相手側コネクタ収容部１４Ｂ側から第２インシュレータ１７の＋Ｙ方向側の背部にまで第２インシュレータ１７を貫通する、複数の第１コンタクト１２の保持部および複数の第２コンタクト１３の保持部、グランドプレート２０および２１、外周シェル１４の一対の腕部と一体に第２インシュレータ１７を成形することで、防水コネクタ１１における防水がなされている。ただし、これら複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３、グランドプレート２０および２１、外周シェル１４の第２インシュレータ１７の貫通部分の表面に、それぞれ、特許第５４３３７７６号明細書に記載されているような溝または突起からなる防水形状部を形成すれば、さらに、防水効果を向上させることが可能となる。

なお、上記の実施の形態では、防水コネクタ１１が、外周シェル１４、ミッドプレート１６、バックシェル１８、グランドプレート２０および２１を有しているが、これに限らず、この発明は、防水コネクタ１１の構成に限定されるものではない。
また、防水コネクタ１１が、複数の第１コンタクト１２と複数の第２コンタクト１３の２列に配列されたコンタクトを有しているが、コンタクトが１列に配列されていてもよく、また、コンタクトの個数は制限されるものではない。

１ コネクタ、２ ハウジング、３ シェル、４ 防水部材、５ 基板、６ 接続端子、７ 上側ケース、８ 下側ケース、１０ 防水コネクタ組立体、１１ 防水コネクタ、１２ 第１コンタクト、１２Ａ，１３Ａ 接点部、１２Ｂ，１３Ｂ 基板接続部、１２Ｃ，１３Ｃ 接続面、１３ 第２コンタクト、１４ 外周シェル、１４Ａ 筒状部、１４Ｂ 相手側コネクタ収容部、１４Ｃ シェル側実装部、１５ 第１インシュレータ、１５Ａ インシュレータ本体、１５Ｂ 舌状部、１５Ｃ 壁状部、１６ ミッドプレート、１７ 第２インシュレータ、１７Ａ 防水部材用溝、１８ バックシェル、１８Ａ シェル側実装部、２０，２１ グランドプレート、２２ 第１コンタクト用インシュレータ、２３ 第２コンタクト用インシュレータ、３１ 防水部材、３１Ａ 胴巻き部、３１Ｂ 腕部、３１Ｃ 固定部、３１Ｄ 固定面、３１Ｅ 金属片、４１ 基板、４１Ａ 接続パッド、４２ 筐体、４２Ａ 開口部、４２Ｂ 収容空間、Ｃ 嵌合軸。

Claims (7)

1. 接続対象物に取り付けられる防水コネクタと、
   前記防水コネクタの外周部に配置される防水部材と
   を備え、前記防水部材は、前記接続対象物に固定するための少なくとも１つの固定部と前記防水コネクタの外周部を囲む継ぎ目のない胴巻き部を有し、前記接続対象物が装備される機器の筐体と前記防水コネクタの外周部との間に挟まれた前記胴巻き部が変形して反発力を発生することで前記筐体と前記防水コネクタとの間の浸水を防止し、前記固定部は、前記胴巻き部から前記機器の内部側に突出形成されていることを特徴とする防水コネクタ組立体。
2. 前記防水コネクタは、１つ以上のコンタクトと、前記コンタクトと一体に成形されたインシュレータとを有し、
   前記コンタクトは、一端に配置され且つ前記インシュレータから露出して相手側コネクタのコンタクトに接触する接点部と、他端に配置され且つ前記インシュレータから突出して前記接続対象物に接続される接続部と、前記接点部と前記接続部の間に配置され且つ前記インシュレータに保持される保持部とを有し、
   前記防水部材の前記胴巻き部は、前記インシュレータの外周部を囲むように配置されている請求項１に記載の防水コネクタ組立体。
3. 前記防水コネクタは、前記インシュレータに保持され且つ前記コンタクトの前記接点部の外周を囲む外周シェルを有し、前記相手側コネクタが収容される相手側コネクタ収容部が前記外周シェルの内側に形成されている請求項２に記載の防水コネクタ組立体。
4. 前記防水部材の前記固定部は、ハンダ付けにより前記接続対象物に固定される固定面を有する請求項３に記載の防水コネクタ組立体。
5. 前記コンタクトの前記接続部は、前記接続対象物にハンダ付けされる接続面を有し、前記防水部材の前記固定面は、前記接続面とほぼ同一面上に位置している請求項４に記載の防水コネクタ組立体。
6. 前記外周シェルは、前記接続対象物に取り付けられるシェル側実装部を有し、前記シェル側実装部は、前記防水部材の前記固定面および前記コンタクトの前記接続面とほぼ同一面上に位置している請求項５に記載の防水コネクタ組立体。
7. 前記インシュレータは、前記インシュレータの外周部を囲む防水部材用溝を有し、前記防水部材の前記胴巻き部は、前記防水部材用溝に嵌め込まれている請求項２〜６のいずれか一項に記載の防水コネクタ組立体。