JP6195378B2 - 防水コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、防水性を確保することができるとともに、径方向の小型化を図ることができる防水コネクタに関する。

防水コネクタとして、特許文献１に、ケースとカバー部材からなる筐体の周囲に環状の弾性部材を嵌装したジャックが開示されている。これによれば、携帯情報端末等の取付け対象機器の内壁面とジャック１００との間からの水の浸入を防止することができる。

図８は、防水コネクタとして特許文献１に記載されたジャック１００の分解斜視図である。図９は、ジャック１００を取付け対象の機器１３０に装着した状態の説明図である。図８に示すように、ジャック１００は、ケース１１０とカバー部材１１１とからなる筐体１０２にキャップ部材１１２が取り付けられた構造になっている。ジャック１００の筐体１０２を構成するケース１１０とカバー部材１１１とはレーザ溶着により接合されているので、ケース１１０とカバー部材１１１の間からの水の浸入を防止することができる。

なお、図９に示すように、環状の弾性部材１２０が筐体１０２の取付け部１０２ｂに取り付けられ、取付け部１０２ｂの外周と弾性部材１２０の内周とが水密にシールされる。ジャック１００は、接続端子１０３が回路基板１３１に半田付けにより固定されて、回路基板１３１と一体で取付け対象の機器１３０の内壁面に取り付けられる。

しかし、図１０に示すように、取付け対象の機器１３０の内壁面に形成された筒状取付け部１３０ａの位置と基板等に半田付けされたジャック１００の位置が合わないと、弾性部材１２０の変形量が偏って水密にシールできなくなるという問題がある。なお、図１０は、従来のジャック１００を取付け対象の機器１３０に装着した状態の不具合を説明する模式図であり、弾性部材１２０の変形量が偏った状態を示している。このような場合、例えば、必要な変形量に至らないときは水が浸入することが考えられ、また、弾性変形の限界を超えてつぶれすぎた場合には、わずかな変動で緩んでしまうことが考えられる。また、ジャック１００の半田付け部等へストレスが加わってしまうという問題がある。

このような問題を生じないようにするために、例えば図１１に示すように、防水コネクタ２００の前面に弾性部材２２０を取り付け、弾性部材２２０を取付け対象の機器２３０の内壁面に押し当てるという構成が考えられる。図１１は、従来考えられる防水コネクタ２００を取付け対象の機器２３０に装着した状態の模式図である。これによれば、取付け対象の機器２３０の開口部の位置と基板等に半田付けされた防水コネクタ２００の位置が多少ずれていてもストレスが加わることはない。

実用新案登録第３１８００３１号公報

しかしながら、このようなタイプの防水コネクタにおいては、防水コネクタ２００のキャップ部材２１２と筐体２０２との間をレーザ溶着等により水密に接合する必要がある。そのため、図１１に示す防水コネクタ２００のように弾性部材取付け部の外側にレーザ溶着部２０２ａを設けると、径方向に大型化するという問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、防水性を確保することができるとともに、径方向の小型化を図ることができる防水コネクタを提供することを目的とする。

本発明の防水コネクタは、手前側から奥側に向かってプラグが挿入される挿入空間を形成する筐体と、前記筐体の内外を連通する端子部材と、前記筐体の手前側に取り付けられ開口を有するキャップ部材と、を備える防水コネクタであって、前記キャップ部材の手前側には前記開口の周囲に封止部材を取り付けるための封止部材収納部を備え、前記キャップ部材の奥側には前記筐体とレーザ溶着によって接合される当接部を備え、前記封止部材収納部の封止部材圧接面が、レーザを透過させるレーザ透過面になるように前記当接部の手前側に設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、封止部材圧接面とレーザ透過面とを兼用したので、径方向の小型化を図ることができる。

また、本発明の防水コネクタにおいて、前記封止部材圧接面は、全周に亘って平坦に形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、封止部材圧接面と当接部とが全周に亘って均一であるため、レーザの透過に支障を与えることがなく、かつ確実な封止ができる。

また、本発明の防水コネクタにおいて、前記封止部材収納部は、前記封止部材圧接面の内周側および外周側に内周壁および外周壁を手前側に突出するようにそれぞれ形成した封止部材挿入部が設けられており、前記封止部材を前記封止部材挿入部に挿入可能としたことを特徴とする。

この構成によれば、封止部材収納部には内周壁および外周壁を形成した封止部材挿入部が設けられているので、弾性変形ストロークを大きくするために封止部材の奥行方向の長さを大きくしたとしても、封止部材の意図しない変形を防止することができ、防水機能を維持できる。

また、本発明の防水コネクタにおいて、前記封止部材は、前記内周壁と前記外周壁と前記封止部材圧接面とに面接触可能に前記封止部材挿入部に挿入される基台部と、前記基台部の手前側に一体形成された弾性変形部と、を備え、前記封止部材が前記封止部材収納部に取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、封止部材挿入部に挿入される基台部も弾性変形して、封止に寄与するので、弾性変形ストロークを大きくすることができ、封止部材の意図しない変形が防止され、防水機能を維持できる。

本発明の防水コネクタにおいて、前記筐体は、下側ケースおよび前記下側ケースの上側に取り付けられる上側カバー部材から構成され、前記キャップ部材が前記上側カバー部材を一体形成してなるキャップケース複合体であって、前記キャップ部材の前記当接部と前記下側ケースの第１接合部、及び、前記上側カバー部材の当接部と前記下側ケースの第２接合部が、それぞれレーザ溶着により接合されたことを特徴とする。

キャップ部材とカバー部材とが一体になっているキャップケース複合体であれば、キャップ部材と下側ケースとをレーザ溶着する際の隙間が生じず、防水性を高めることができる。

本発明によれば、キャップ部材の手前側には開口の周囲に封止部材収納部を備え、キャップ部材の奥側には筐体とレーザ溶着によって接合される当接部を備え、封止部材収納部の封止部材圧接面がレーザ透過面になるように当接部の手前側に設けられている。これにより、封止部材圧接面とレーザ透過面とを兼用したので、径方向の小型化を図ることができる。したがって、防水性を確保することができるとともに、径方向の小型化を図ることができる防水コネクタを提供することができる。

本発明の実施形態の防水コネクタを示す斜視図である。 封止部材が取り付けられた防水コネクタを示す斜視図である。 本発明の実施形態の防水コネクタを示す分解斜視図である。 キャップケース複合体の説明図であり、正面図である。 キャップケース複合体の説明図であり、斜め下方から見た斜視図である。 封止部材が取り付けられた防水コネクタを示す説明図である。 封止部材の説明図である。 従来のジャックの分解斜視図である 従来のジャックを取付け対象の機器に装着した状態の説明図である。 従来のジャックを取付け対象の機器に装着した状態の不具合を説明する模式図である。 従来考えられる防水コネクタを取付け対象の機器に装着した状態の模式図である。

［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防水コネクタ１を示す斜視図である。図２は、封止部材５０が取り付けられた防水コネクタ１を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態の防水コネクタ１を示す分解斜視図である。図４は、キャップケース複合体４１の説明図であり、正面図である。図５は、キャップケース複合体４１の説明図であり、斜め下方から見た斜視図である。図６は、封止部材５０が取り付けられた防水コネクタ１を示す説明図である。図７は、封止部材５０の説明図である。

本実施形態の防水コネクタ１は、図１〜図５に示すように、開口１ａを有するキャップ部材１０と、電気接続のための複数の端子部材３０が貫通する筐体４０と、を備えている。キャップ部材１０が筐体４０に接合されて、挿入空間４０ａが形成されている。図２に示すように、キャップ部材１０の開口１ａの周囲に封止部材５０を取り付け可能となっている。防水コネクタ１は、図示しない基板に実装された状態で電子機器に装着される。そして、プラグが開口１ａから挿入空間４０ａに挿入され、プラグの接続端子が端子部材３０を介して電子機器の電気回路に接続される。

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、Ｘ１側を左側、Ｘ２側を右側、Ｙ１側を手前側、Ｙ２側を奥側として記載している。これは説明を分かりやすくするためであり、防水コネクタ１の使用時の方向を限定するものではない。

筐体４０は、絶縁性の合成樹脂で形成されている。図３に示すように、手前側及び上側に開口を有する下側ケース４３および下側ケース４３の上側に取り付けられる上側カバー部材４２から構成される。

下側ケース４３は、光吸収材料により形成されている。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、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。また、下側ケース４３は、手前側の開口の三方を囲むように第１接合部４３ａを備え、上側の開口の三方を囲むように第２接合部４３ｂを備えている。さらに、下側ケース４３には、端子部材３０が取り付けられている。

端子部材３０は導電性の金属で形成され、筐体４０（下側ケース４３）の内外を貫通している。端子部材３０には、例えば、燐青銅を使用することができる。端子部材３０は、プラグの接続端子（図示しない）に電気的に接続される可動接点部３０ａが、開口１ａから筐体４０の内部に続く挿入空間４０ａに露出するように設けられている。

端子部材３０の一部分（下側ケース４３を貫通する部分）は、下側ケース４３の合成樹脂と密着しており、水密にシールされている。より具体的には、端子部材３０をインサート成形によって、下側ケース４３に一体化させている。なお、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。

下側ケース４３の上側に取り付けられる上側カバー部材４２は、レーザ光を透過可能な光透過材料により形成されている。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。上側カバー部材４２は、下側ケース４３の第２接合部４３ｂに接合される第２当接部４２ｂを備えている。第２当接部４２ｂは、上側カバー部材４２の上側の面からの板厚が一定に形成されている。

本実施形態の防水コネクタ１において、上側カバー部材４２は、キャップ部材１０が一体形成してなるキャップケース複合体４１である。キャップ部材１０は、上側カバー部材４２と同様に、レーザ光を透過可能な光透過材料により形成されている。

本実施形態の防水コネクタ１のキャップケース複合体４１は、キャップ部材１０の手前側に封止部材５０を取り付けるための封止部材収納部１０ｂを備えている。また、キャップ部材１０の奥側には、下側ケース４３の第１接合部４３ａに接合される第１当接部１０ａを備えている。

封止部材収納部１０ｂは、図１に示すように、封止部材圧接面１１ａの内周側および外周側に内周壁１１ｂおよび外周壁１１ｃを手前側に突出するようにそれぞれ形成した封止部材挿入部１１が設けられている。

下側ケース４３の第１接合部４３ａに接合される第１当接部１０ａは、封止部材挿入部１１の封止部材圧接面１１ａの奥側に位置している。図５に示すように、第１当接部１０ａは、キャップ部材１０の３辺に沿って、平坦に形成されている。封止部材圧接面１１ａは、全周に亘って平坦に形成され、第１当接部１０ａまでの距離（板厚）が均一な領域となっている。

図６に、封止部材５０が取り付けられた防水コネクタ１を示す斜視図の一部分が切り取られた断面を示している。封止部材圧接面１１ａと第１当接部１０ａとは、キャップ部材１０に薄板状に形成された手前側の面と奥側の面を構成している。言い換えれば、封止部材圧接面１１ａは第１当接部１０ａの手前側に設けられている。

また、図５に示すように、下側ケース４３の第２接合部４３ｂに接合される第２当接部４２ｂは、上側カバー部材４２の３辺に沿って、平坦に形成されている。第２当接部４２ｂが位置する上側カバー部材４２の縁部は、板厚が均一な領域となっている。

図３に示す下側ケース４３の第１接合部４３ａが、図５に示すキャップケース複合体４１の第１当接部１０ａに、レーザ溶着により接合された。また、図３に示す下側ケース４３の第２接合部４３ｂが、図５に示すキャップケース複合体４１の第２当接部４２ｂに、レーザ溶着により接合された。

第１当接部１０ａと第１接合部４３ａとを接合するレーザ溶着は、手前側（Ｙ１側）からレーザ光が封止部材圧接面１１ａに向かって照射され、奥側（Ｙ２側）に透過したレーザ光によって第１接合部４３ａが加熱され、第１当接部１０ａと第１接合部４３ａが溶着する。すなわち、キャップ部材１０の封止部材収納部１０ｂは、封止部材圧接面１１ａとレーザ透過面とを兼用した構造になっている。封止部材圧接面１１ａと第１当接部１０ａとが全周に亘って均一であるため、レーザの透過に支障を与えることがなく、かつ確実な封止ができる。

第２当接部４２ｂと第２接合部４３ｂとを接合するレーザ溶着は、上側（Ｚ１側）からレーザ光が照射され、下側（Ｚ２側）に透過したレーザ光によって第２接合部４３ｂが加熱され、第２当接部４２ｂと第２接合部４３ｂが溶着する。キャップ部材１０とカバー部材とが一体になっているキャップケース複合体４１であるため、キャップ部材１０と下側ケース４３とをレーザ溶着する際の隙間が生じにくくなっている。

本実施形態の防水コネクタ１は、筐体４０の外方に露出した複数の端子部材３０が、図示しない基板に半田付けされて実装される。

本実施形態の防水コネクタ１に取り付ける封止部材５０は、図７に示すように、封止部材挿入部１１に挿入される基台部５０ａと、基台部５０ａの手前側に一体形成された弾性変形部５０ｂと、を備えている。封止部材５０の基台部５０ａは、封止部材挿入部１１の内周壁１１ｂと外周壁１１ｃと封止部材圧接面１１ａとに面接触可能に挿入される。

本実施形態の防水コネクタ１は、図示しない電子機器に装着される。このとき、封止部材５０は弾性変形部５０ｂの手前側が図示しない電子機器の内壁面に押し当てられることによって、電子機器の内壁面とキャップ部材１０との間を水密に封止する。本実施形態の防水コネクタ１に取り付ける封止部材５０は、封止部材挿入部１１に挿入される基台部５０ａも弾性変形して、封止に寄与するので、弾性変形ストロークを大きくすることができ、封止部材５０の意図しない変形が防止され、防水機能を維持できる。

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。

本実施形態の防水コネクタ１は、手前側から奥側に向かってプラグが挿入される挿入空間４０ａを形成する筐体４０と、筐体４０の内外を連通する端子部材３０と、筐体４０の手前側に取り付けられ開口１ａを有するキャップ部材１０と、を備える。このキャップ部材１０の手前側には開口１ａの周囲に封止部材５０を取り付けるための封止部材収納部１０ｂを備え、キャップ部材１０の奥側には筐体４０とレーザ溶着によって接合される第１当接部１０ａを備える。そして、封止部材収納部１０ｂの封止部材圧接面１１ａが、レーザを透過させるレーザ透過面になるように第１当接部１０ａの手前側に設けられている。この構成によれば、封止部材圧接面１１ａとレーザ透過面とを兼用したので、径方向の小型化を図ることができる。

また、本実施形態の防水コネクタ１において、封止部材圧接面１１ａは、全周に亘って平坦に形成された。この構成によれば、封止部材圧接面１１ａと第１当接部１０ａとが全周に亘って均一であるため、レーザの透過に支障を与えることがなく、かつ確実な封止ができる。

また、封止部材収納部１０ｂは、封止部材圧接面１１ａの内周側および外周側に内周壁１１ｂおよび外周壁１１ｃを手前側に突出するようにそれぞれ形成した封止部材挿入部１１が設けられており、封止部材５０を封止部材挿入部１１に挿入可能とした。この構成によれば、弾性変形ストロークを大きくするために封止部材５０の奥行方向の長さを大きくしたとしても、封止部材５０の意図しない変形（倒れ）を防止することができ、防水機能を維持できる。

また、封止部材５０は、内周壁１１ｂと外周壁１１ｃと封止部材圧接面１１ａとに面接触可能に封止部材挿入部１１に挿入される基台部５０ａと、基台部５０ａの手前側に一体形成された弾性変形部５０ｂとを備え、封止部材収納部１０ｂに取り付けられている。この構成によれば、封止部材挿入部１１に挿入される基台部５０ａも弾性変形して、封止に寄与するので、弾性変形ストロークを大きくすることができ、封止部材５０の意図しない変形が防止され、防水機能を維持できる。

本実施形態の防水コネクタ１において、筐体４０は、下側ケース４３および下側ケース４３の上側に取り付けられる上側カバー部材４２から構成される。また、キャップ部材１０が上側カバー部材４２を一体形成してなるキャップケース複合体４１である。そして、キャップ部材１０の第１当接部１０ａと下側ケース４３の第１接合部４３ａ、及び、上側カバー部材４２の第２当接部４２ｂと下側ケース４３の第２接合部４３ｂが、それぞれレーザ溶着により接合された。キャップ部材１０とカバー部材とが一体になっているキャップケース複合体４１であれば、キャップ部材１０と下側ケース４３とをレーザ溶着する際の隙間が生じず、防水性を高めることができる。

以上のように、本発明の実施形態の防水コネクタ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、端子部材３０は、プラグの接続端子に電気的に接続される可動接点部３０ａを備えるとしたが、可動接点部３０ａが別部材に設けられた構成に変更してもよい。可動接点部３０ａを備えた別部材が、例えば端子部材３０に係合するように配置されて、可動接点部３０ａと端子部材３０とが電気的に接続されていればよい。

（２）本実施形態において、キャップ部材１０が上側カバー部材４２を一体形成してなるキャップケース複合体４１であるとしたが、キャップ部材１０と上側カバー部材４２とが別部材であってもよい。なお、その場合は、キャップ部材１０を上側カバー部材４２に接合するレーザ溶着が、下側ケース４３に接合するレーザ溶着と連続して行われることが好ましい。

１ 防水コネクタ
１ａ 開口
１０ キャップ部材
１０ａ 第１当接部
１０ｂ 封止部材収納部
１１ 封止部材挿入部
１１ａ 封止部材圧接面
１１ｂ 内周壁
１１ｃ 外周壁
３０ 端子部材
３０ａ 可動接点部
４０ 筐体
４０ａ 挿入空間
４１ キャップケース複合体
４２ 上側カバー部材
４２ｂ 第２当接部
４３ 下側ケース
４３ａ 第１接合部
４３ｂ 第２接合部
５０ 封止部材
５０ａ 基台部
５０ｂ 弾性変形部

Claims (5)

1. 手前側から奥側に向かってプラグが挿入される挿入空間を形成する筐体と、
   前記筐体の内外を連通する端子部材と、
   前記筐体の手前側に取り付けられ開口を有するキャップ部材と、を備える防水コネクタであって、
   前記キャップ部材の手前側には前記開口の周囲に封止部材を取り付けるための封止部材収納部を備え、前記キャップ部材の奥側には前記筐体とレーザ溶着によって接合される当接部を備え、
   前記封止部材収納部の封止部材圧接面が、レーザを透過させるレーザ透過面になるように前記当接部の手前側に設けられていることを特徴とする防水コネクタ。
2. 前記封止部材圧接面は、全周に亘って平坦に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の防水コネクタ。
3. 前記封止部材収納部は、前記封止部材圧接面の内周側および外周側に内周壁および外周壁を手前側に突出するようにそれぞれ形成した封止部材挿入部が設けられており、前記封止部材を前記封止部材挿入部に挿入可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の防水コネクタ。
4. 前記封止部材は、前記内周壁と前記外周壁と前記封止部材圧接面とに面接触可能に前記封止部材挿入部に挿入される基台部と、前記基台部の手前側に一体形成された弾性変形部と、を備え、
   前記封止部材が前記封止部材収納部に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の防水コネクタ。
5. 前記筐体は、下側ケースおよび前記下側ケースの上側に取り付けられる上側カバー部材から構成され、
   前記キャップ部材が前記上側カバー部材を一体形成してなるキャップケース複合体であって、
   前記キャップ部材の前記当接部と前記下側ケースの第１接合部、及び、前記上側カバー部材の当接部と前記下側ケースの第２接合部が、それぞれレーザ溶着により接合されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の防水コネクタ。