JP6230012B1 - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】外力が加わった場合であっても確実に防水すること。【解決手段】電気コネクタ１は、導電性のコンタクト２０と、コンタクト２０を保持する絶縁性のハウジング１０と、前方に開口して取付孔１０１に挿入される相手側コネクタを挿入可能な開口部３１を備え、ハウジング１０を収納する筒状の金属シェル３０と、金属シェル３０の外周面３０ａの前方側に設けられて取付孔１０１の内壁１０２に圧接する弾性力を備えたシール部材４０と、金属シェル３０に設けられると共に外周面３０ａから外方に突出して内壁１０２との間に隙間を有して配置され、シール部材４０の圧縮幅に応じて内壁１０２に接離する突出部３２と、を有する。シール部材４０は、内壁１０２により隙間の幅よりも大きい圧縮幅で圧縮されて内壁１０２に圧接可能である。【選択図】図４

Description

本発明は、防水機能を有する電気コネクタに関する。

従来、電子機器等の筐体に取り付けられる防水機能を有する電気コネクタとしては、外部に設けたシール材により筐体との間の空間を塞いで、機器の内部を防水するものが知られている（例えば、特許文献１）。

かかる電気コネクタとしては、図１２に示すものが知られている。図１２は、従来の防水機能を有する電気コネクタ２００を機器の筐体３００の取付孔３０１に取り付けた状態の断面図である。図１２に示す電気コネクタ２００は、筒状のシェル２０１の外周面に周方向に沿って設けたシール材２０２を、取付孔３０１の内壁３０２に圧接させることにより、取付孔３０１と電気コネクタ２００との間の空間から機器の内部を密閉することができる。

特開２０１５−２２５７１２号公報

しかしながら、従来の防水機能を有する電気コネクタにおいては、相手側コネクタと接続する際に加わる例えば図１２に示すＳ方向の外力によりシール材が弾性変形して、取付孔の内壁とシェルとの距離が変化するため、シール材と内壁との間に隙間を生じ、防水性能が低下するという課題を有する。

本発明の目的は、外力が加わった場合であっても確実に防水することができる電気コネクタを提供することである。

本発明に係る電気コネクタは、機器の筐体に設けられて前記筐体の外表面に開口する取付孔に取り付けられる電気コネクタであって、導電性のコンタクトと、前記コンタクトを保持する絶縁性のハウジングと、前方に開口して前記取付孔に挿入される相手側コネクタを挿入可能なコネクタ開口部を備え、前記ハウジングを収納する筒状のシェルと、前記シェルの外周面の前方側に設けられて前記取付孔の内壁に圧接する弾性力を備えたシール部材と、前記シェルに設けられると共に前記外周面から外方に部分的に突出して前記内壁との間に隙間を有して配置され、前記シール部材の圧縮幅に応じて前記内壁に接離する複数の突出部と、を有し、前記シール部材は、前記内壁により前記隙間の幅よりも大きい圧縮幅で圧縮されて前記内壁に圧接可能である。

相手側コネクタにより上下左右方向に外力が加わった際に、取付孔の内壁とシェルとの距離が変化して、シール部材における内壁より大きな押圧力を受けた部分が大きな圧縮幅で弾性変形する際に、内壁との間に隙間を有して配置されている突出部が内壁に当接することによりシール部材の圧縮幅が大きくなることを制限すると共に、シール部材における内壁より大きな押圧力を受けた部分以外の部分が隙間の幅よりも大きい圧縮幅で内壁に圧接しているために内壁に圧接された状態を保持する。

本発明によれば、外力が加わった場合であっても確実に防水することができる。

本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタの平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタを筐体の取付孔に取り付けた状態の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタを筐体の取付孔に取り付けた状態の拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタを筐体の取付孔に取り付けた状態において外力が加わった場合を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気コネクタの平面図である。 図７のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るシール材の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るシール材の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気コネクタを筐体の取付孔に取り付けた状態の断面図である。 従来の防水機能を有する電気コネクタを筐体の取付孔に取り付けた状態の断面図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態に係る電気コネクタにつき、詳細に説明する。図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｙ軸の正方向を前方向、ｙ軸の負方向を後ろ方向、ｘ軸方向を左右方向、ｚ軸の正方向を上方向、及びｚ軸の負方向を下方向として説明する。

（第１の実施形態）
＜電気コネクタの構成＞
本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタ１の構成につき、図１から図５を参照しながら、以下に詳細に説明する。

電気コネクタ１は、図４に示すように機器の筐体１００に設けられて筐体１００の外表面に開口する取付孔１０１に取り付けられ、ハウジング１０と、コンタクト２０と、金属シェル３０と、シール部材４０と、サブフレーム５０と、を有している。

ハウジング１０は、絶縁性を有する材料により形成されており、コンタクト２０を保持している。ハウジング１０は、本体部１１と、板状部１２と、を備えている。

本体部１１は、金属シェル３０に圧入されて固定されている。なお、金属シェル３０に対する本体部１１の固定手段としては、圧入に限らず、一体成型又は係合等でもよい。

板状部１２は、本体部１１の前端から前方に突出しており、図示しない相手側コネクタと嵌合する。

コンタクト２０は、導電性を有する材料により形成されており、接続部２１と、端子部２２と、固定部２３と、を備えている。

接続部２１は、板状部１２の表面に露出して、相手側コネクタのコンタクトに接続可能である。

端子部２２は、本体部１１の後端から後方に突出し、図示しない基板の導電部に半田付け等されて接続される。

固定部２３は、一体成型により本体部１１に固定されている。本体部１１に対する固定部２３の固定手段としては、一体成型に限らず、圧入又は係合等でもよい。

金属シェル３０は、前方に開口し、取付孔１０１に前方から挿入される相手側コネクタを挿入可能にする開口部３１を備えており、コンタクト２０を保持したハウジング１０を収納している。金属シェル３０は、外周面３０ａから外方に突出する突出部３２を備えている。

突出部３２は、外周面３０ａの周方向に沿って複数設けられていると共に、外周面３０ａの上下方向の互いに対向する位置、及び外周面３０ａの左右方向の互いに対向する位置に設けられている。なお、突出部３２は、外周面３０ａの周方向に沿ってランダムな位置に複数設けてもよい。

突出部３２は、シール部材４０の後方に設けられていると共に、シール部材４０とサブフレーム５０との間においてシール部材４０側に設けられている。突出部３２は、金属シェル３０をプレス加工して形成されている。突出部３２は、金属シェル３０と取付孔１０１の内壁１０２との距離が金属シェル３０の外周面３０ａの周方向に沿って略均等である図４及び図５に示す状態である場合に、内壁１０２との間に隙間を有して配置される。突出部３２は、シール部材４０の圧縮幅に応じて内壁１０２に接離する。

シール部材４０は、環状であり、弾性力を有する材料により形成されていると共に、金属シェル３０の外周面３０ａの前端に設けられており、圧接部４３と、前端部４４と、開口部４５と、を備えている。シール部材４０は、全体的に内壁１０２より略均等に押圧力を受けている図４及び図５に示す状態である場合に、突出部３２と内壁１０２との間の隙間の幅Ｒ２よりも大きい圧縮幅Ｒ１（Ｒ１＞Ｒ２）で内壁１０２により圧縮されて内壁１０２に圧接している。なお、図５において、シール部材４０の破線部分は、シール部材４０の弾性変形前の状態を示している。

圧接部４３は、外方に突出して内壁１０２に圧接する。

前端部４４は、金属シェル３０よりも前方に突出しており、金属シェル３０の前端面を覆っている。

開口部４５は、前後方向に貫通して相手側コネクタの挿通を可能にしている。開口部４５は、開口部３１に連通している。

サブフレーム５０は、金属シェル３０の外周面３０ａの後方側に設けられており、機器の筐体に取り付けられる。なお、電気コネクタ１は、サブフレーム５０を有していなくてもよい。

＜電気コネクタの動作＞
本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタ１の動作につき、図４から図６を参照しながら、以下に詳細に説明する。

まず、電気コネクタ１を電子機器の筐体１００の取付孔１０１に後方より挿入して、電気コネクタ１を取付孔１０１の所定の位置まで挿入する。この際に、電気コネクタ１は、シール部材４０の圧接部４３が筐体１００の内壁１０２により押圧されて弾性変形するため、取付孔１０１に圧入される。また、内壁１０２との間に隙間を有するように金属シェル３０に突出部３２を設けることにより、電気コネクタ１を取付孔１０１に圧入する際に突出部３２が内壁１０２に引っ掛からないので、電気コネクタ１が取付孔１０１に挿入できなくなる状態を防ぐことができる。

金属シェル３０と内壁１０２との距離が金属シェル３０の外周面３０ａの周方向に沿って略均等である図４及び図５に示す状態において、シール部材４０は、内壁１０２からの押圧力により弾性変形して圧縮幅Ｒ１だけ圧縮され、全体的に内壁１０２より略均等に押圧力を受けて内壁１０２に圧接する。また、図４及び図５に示す状態において、突出部３２は、内壁１０２に対して隙間を有した状態で対向して配置されている。

電気コネクタ１は、図示しない相手側コネクタと接続する際に、相手側コネクタを介して例えば下方に外力を受けることにより、シール部材４０の下方側が大きな圧縮幅で弾性変形して内壁１０２に強く圧接することにより、シール部材４０の全体に対する内壁１０２の押し付け状態が不均一になる。この際に、図６に示すように、突出部３２が内壁１０２に当接し、取付孔１０１に対する電気コネクタ１の図６の状態以上の下方への移動を防ぐ。また、シール部材４０の下方側以外が隙間の幅Ｒ２よりも大きい圧縮幅Ｒ１で内壁１０２に圧接しているために内壁１０２に圧接された状態を保持するため、所定の防水効果を得ることができる。また、突出部３２が内壁１０２に当接して取付孔１０１に対する電気コネクタ１の移動を規制することにより、電子機器の筐体１００に対する電気コネクタ１の位置ずれを防ぐことができる。

なお、電気コネクタ１は、相手側コネクタを介して加わる外力が取り除かれた際には、シール部材４０の弾性復帰力により図４に示す状態に戻る。

ここで、筐体１００に対する電気コネクタ１の取付位置のずれにより、金属シェル３０と内壁１０２との距離が外周面３０ａの周方向に沿って均一でない場合に、相手側コネクタより小さい外力が加えられた場合であっても、内壁１０２に対するシール部材４０の圧接力が弱くなる部分を生じることが考えられる。このような場合であっても、内壁１０２に対して突出部３２を隙間を有して配置することにより、外力が加えられた際に突出部３２が内壁１０２に当接して、シール部材４０の圧縮幅を規制することができ、所定の防水効果を得ることができるため、筐体１００に対する電気コネクタ１の取付誤差による防水効果の低下を防ぐことができる。

本実施形態によれば、突出部３２をシール部材４０の後方に設けることにより、突出部３２をシール部材４０を金属シェル３０の前端に取り付ける際の位置決めに利用することができる。

また、本実施形態によれば、突出部３２を金属シェル３０と一体に設けることにより、突出部３２を別部材として設ける必要をなくすることができ、部品数の増加を抑制して、製品及び製造のコストの増加を抑制することができる。

（第２の実施形態）
＜電気コネクタの構成＞
本発明の第２の実施形態に係る電気コネクタ２の構成につき、図７から図１０を参照しながら、以下に詳細に説明する。

なお、図７から図１０において、図１から図３と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態に係る電気コネクタ２は、機器の筐体１００に設けられて筐体１００の外表面に開口する取付孔１０１に取り付けられ、ハウジング１０と、コンタクト２０と、サブフレーム５０と、金属シェル１３０と、シール部材１４０と、を有している。

ハウジング１０の本体部１１は、金属シェル１３０に圧入されて固定されている。なお、金属シェル１３０に対する本体部１１の固定手段としては、圧入に限らず、一体成型又は係合等でもよい。

金属シェル１３０は、前方に開口して相手側コネクタを挿入可能にする開口部１３１を備えており、コンタクト２０を保持したハウジング１０を収納している。金属シェル１３０は、外周面１３０ａから外方に突出する突出部１３２を備えている。

突出部１３２は、外周面１３０ａの周方向に沿って複数設けられていると共に、外周面１３０ａの上下方向の互いに対向する位置、及び外周面１３０ａの左右方向の互いに対向する位置に設けられている。なお、突出部１３２は、外周面１３０ａの周方向に沿ってランダムな位置に複数設けてもよい。

突出部１３２は、シール部材１４０により覆われている。突出部１３２は、金属シェル１３０をプレス加工して形成されている。突出部１３２は、金属シェル１３０と取付孔１０１の内壁１０２との距離が金属シェル１３０の外周面１３０ａの周方向に沿って略均等である状態の場合に、内壁１０２との間に隙間を有して配置される。突出部１３２は、シール部材１４０の圧縮幅に応じて内壁１０２に接離する。

シール部材１４０は、環状であり、弾性力を有する材料により形成されていると共に、金属シェル１３０の外周面１３０ａの前端に設けられており、圧接部１４３と、前端部１４４と、開口部１４５と、を備えている。シール部材１４０は、全体的に内壁１０２より略均等に押圧力を受けている状態である場合に、突出部１３２と内壁１０２との間の隙間の幅よりも大きい圧縮幅で圧縮されて内壁１０２に圧接している。シール部材１４０は、圧接部１４３と、前端部１４４と、開口部１４５と、凹部１４６と、を備えている。

圧接部１４３は、外方に突出して内壁１０２に圧接する。

前端部１４４は、金属シェル１３０よりも前方に突出しており、金属シェル１３０の前端面を覆っている。

開口部１４５は、前後方向に貫通して相手側コネクタの挿通を可能にしている。開口部１４５は、開口部１３１に連通している。

凹部１４６は、シール部材１４０の突出部１３２に対向する位置において内周面に凹設されており、突出部１３２を収納可能な大きさに形成されている。凹部１４６は、圧接部１４３よりも後方に設けられている。

サブフレーム５０は、金属シェル１３０の外周面１３０ａの後方側に設けられており、機器の筐体に取り付けられる。なお、電気コネクタ２は、サブフレーム５０を有していなくてもよい。

なお、電気コネクタ２の動作は電気コネクタ１の動作と同一動作であるので、その説明を省略する。

本実施形態によれば、金属シェル１３０の外周面１３０ａの前方側に設けられて取付孔１０１の内壁１０２に圧接する弾性力を備えたシール部材１４０と、金属シェル１３０に設けられると共に外周面１３０ａから外方に突出して内壁１０２との間に隙間を有して配置され、シール部材１４０の圧縮幅に応じて内壁１０２に接離する突出部１３２と、を有し、シール部材１４０は、内壁１０２と突出部１３２との隙間の幅よりも大きい圧縮幅で内壁１０２により圧縮されて内壁１０２に圧接可能であることにより、外力が加わった場合であっても確実に防水することができる。

また、本実施形態によれば、圧接部１４３の後方に突出部１３２を設けることにより、シール部材１４０が内壁１０２に圧接する際の弾性力を十分に確保することができる。

また、本実施形態によれば、シール部材１４０により突出部１３２を覆うことにより、電気コネクタ２の外観を凹凸の少ない形状にすることができ、外観の美観を向上させることができる。

なお、本実施形態において、シール部材１４０により突出部１３２の全体を覆うようにしたが、シール部材により突出部１３２の一部を覆うようにしてもよい。

本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

具体的には、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、筐体の内壁に接離する突出部を金属シェルに設けたが、筐体の内壁に対向する金属シェル以外のハウジング等の任意の部材に突出部を設けることができる。また、突出部を有する部材を別途設けるようにしてもよい。

また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、シール部材を金属シェルの前端に設けたが、シール部材を金属シェルの前端よりも少し後方に設けてもよいし、筐体の内壁に対向する金属シェルの任意の位置にシール部材を設けることができる。この場合には、シール部材において金属シェルの前端面を覆う前端部を無くした形状にする。

また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、金属シェルに突出部を複数形成したが、金属シェルの全周に亘って１つの突出部を形成してもよい。

また、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、電気コネクタに金属シェルを設けたが、電気コネクタに金属以外の絶縁性を有する材料により形成されたシェルを設けてもよい。

本発明は、防水機能を有する電気コネクタに好適である。

１ 電気コネクタ
２ 電気コネクタ
１０ ハウジング
１１ 本体部
１２ 板状部
２０ コンタクト
２１ 接続部
２２ 端子部
２３ 固定部
３０ 金属シェル
３０ａ 外周面
３１ 開口部
３２ 突出部
４０ シール部材
４３ 圧接部
４４ 前端部
４５ 開口部
５０ サブフレーム
１００ 筐体
１０１ 取付孔
１０２ 内壁
１３０ 金属シェル
１３０ａ 外周面
１３１ 開口部
１３２ 突出部
１４０ シール部材
１４３ 圧接部
１４４ 前端部
１４５ 開口部
１４６ 凹部

Claims (3)

1. 機器の筐体に設けられて前記筐体の外表面に開口する取付孔に取り付けられる電気コネクタであって、
   導電性のコンタクトと、
   前記コンタクトを保持する絶縁性のハウジングと、
   前方に開口して前記取付孔に挿入される相手側コネクタを挿入可能なコネクタ開口部を備え、前記ハウジングを収納する筒状のシェルと、
   前記シェルの外周面の前方側に設けられて前記取付孔の内壁に圧接する弾性力を備えたシール部材と、
   前記シェルに設けられると共に前記外周面から外方に部分的に突出して前記内壁との間に隙間を有して配置され、前記シール部材の圧縮幅に応じて前記内壁に接離する複数の突出部と、
   を有し、
   前記シール部材は、
   前記内壁により前記隙間の幅よりも大きい圧縮幅で圧縮されて前記内壁に圧接可能である、
   ことを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記突出部は、
   前記シール部材の後方に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記突出部は、
   前記シール部材により少なくとも一部が覆われている、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
   

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