JP6340041B2

JP6340041B2 - 電気コネクタ

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Publication number: JP6340041B2
Application number: JP2016146146A
Authority: JP
Inventors: 直之小野; 林　攻; 攻林
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2036-07-26
Also published as: TWI655809B; CN107658630B; US20180034194A1; TW201804682A; US10141679B2; CN107658630A; JP2018018619A

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、防水機能を有する電気コネクタとしては、相手側コネクタが挿入される金属シェルを覆っているハウジングの外表面に、シール部材を設けたものが知られている。かかるシール部材は、電気コネクタを機器の筐体に取り付けた際に筐体に圧接することにより、機器の筐体に対する電気コネクタの取付箇所から機器内部の基板等への液体の侵入を防止する。しかしながら、かかる電気コネクタは、シール部材を設けるハウジングを備えている必要があるために、低背化及び小型化できないという課題を有する。

これに対して、特許文献１は、金属シェルの相手方コネクタが挿入される挿入口側の外周を露出させた状態でハウジングと金属シェルとを一体に形成し、金属シェルのハウジングからの露出部分にシール部材を設ける電気コネクタを開示している。特許文献１に開示されている電気コネクタは、金属シェルに直接シール部材を設けるので、従来のハウジングにシール部材を設ける電気コネクタに比べて、低背化及び小型化を図ることができる。

特開２０１４−２０７１４０号公報

しかしながら、特許文献１においては、機器の筐体の挿入口に対向する面に対して、シール部材が防水に必要な圧接力で圧接できないため、電気コネクタを取り付ける筐体の形状によっては筐体に対する取付箇所から機器内部への液体の侵入を防ぐことができない。従って、従来の電気コネクタにおいては、低背化及び小型化と確実な防水効果を得ることとの両立を図ることができないという課題を有する。

本発明の目的は、筐体に対する取付箇所を防水する場合において、低背化及び小型化と確実な防水効果を得ることとの両立を図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、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、前方に開口して相手側コネクタを挿入可能にする開口部を備え、前記ハウジングを収納する金属シェルと、前記金属シェルの外周面に設けられると共に前記金属シェルよりも前方に突出する突出部を備えるシール部材と、を有し、前記金属シェルは、前端において前記開口部を前方に向けて拡径するように傾斜する傾斜面を備え、前記突出部は、前記傾斜面よりも前記外周面側に備えられると共に前記金属シェルの前面を覆う。

電気コネクタを筐体に取り付ける際に、金属シェルよりも前方に突出するシール部材の突出部が筐体に圧接することにより、シール部材を金属シェルに設ける場合であっても、筐体と電気コネクタとの間から筐体の内部への液体の侵入を確実に防ぐ。

本発明によれば、筐体に対する取付箇所を防水する場合において、低背化及び小型化と確実な防水効果を得ることとの両立を図ることができる。

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正面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。本発明の第１の実施形態に係るシール部材の背面図である。本発明の第１の実施形態に係るシール部材の正面図である。図５のＢ−Ｂ断面図である。本発明の第１の実施形態に係る金属シェルの断面図である。本発明の第１の実施形態に係る金属シェルの製造方法を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタの使用状態を示す図である。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７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、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、突出部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。

突出部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、突出部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、前方に開口して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と、切断面である前面３０ｂと、を備えている。

シール部材４０は、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に設けられており、装着部４１と、突出部４２と、圧接部４３と、圧接部４４と、開口部４５と、を備えている。

装着部４１は、金属シェル３０の外周面３０ａの前方側に取り付けられている。装着部４１には、外方に突出すると共に上下左右方向の圧接対象物としての機器の筐体に圧接する圧接部４３が設けられている。

突出部４２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の前面３０ｂの全部又は一部を覆っている。突出部４２には、前方の圧接対象物としての機器の筐体に圧接する圧接部４４が設けられている。

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。

＜電気コネクタの製造方法＞
本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタ１の製造方法につき、図７及び図８を参照しながら、以下に詳細に説明する。

図８において、図８（ａ）は、金属板の切断加工中の状態を示しており、図８（ｂ）は、金属板の切断加工後の状態を示しており、図８（ｃ）は、切断加工した金属板を曲げ加工する状態を示しており、図８（ｄ）は、金属シェル３０の完成後の状態を示したものである。また、図８（ａ）から図８（ｃ）において金属板４００及び中間部材３００の上下方向が板厚方向である。なお、図８では、説明の便宜上、破断面Ｓ３及びバリＱを誇張して記載している。

まず、予め用意しておいたコンタクト２０をハウジング１０に一体成型により固定する。これにより、コンタクト２０の固定部２３がハウジング１０の本体部１１に固定され、コンタクト２０の接続部２１がハウジング１０の突出部１２の表面に露出すると共に、コンタクト２０の端子部２２が本体部１１より外部に突出する。

また、金属板４００をプレス加工して金属シェル３０を形成する。具体的には、まず、図８（ａ）に示すように、金属板に対してカッター８０１を矢印Ｐ方向に移動して金属板を切断加工することにより、金属シェル３０を形成するために必要な大きさの中間部材３００を形成する。この際、中間部材３００の切断面には、図８（ｂ）に示すように、矢印Ｐ方向に沿ってだれ面Ｓ１、せん断面Ｓ２、破断面Ｓ３が形成されると共に、破断面Ｓ３から矢印Ｐ方向に突出するバリＱが形成される。

次に、図８（ｃ）に示すように、中間部材３００を矢印Ｒ方向に折り曲げ加工して金属シェル３０を形成する。上記により形成された金属シェル３０は、図８（ｄ）に示すように、前面３０ｂの外縁部３０ｃ側に破断面Ｓ３を備え、破断面Ｓ３より外方にバリＱが突出する。また、金属シェル３０は、前面３０ｂの内縁部３０ｄにだれ面Ｓ１を備え、だれ面Ｓ１と破断面Ｓ３との間にせん断面Ｓ２を備えている。

次に、予め用意しておいたシール部材４０を金属シェル３０に取り付ける。金属シェル３０に対するシール部材４０の取り付けは、圧入又はＬＩＭ（Liquid Injection Molding）成型により行う。ここで、ＬＩＭ成型は、中間部材３００を金型内部に設置し、その後に液状のエラストマー原料を所定の圧力で流し込み、加熱して硬化させる成型方法である。

金属シェル３０の切断面である前面３０ｂの外縁部３０ｃ側に破断面Ｓ３を備えると共に、シール部材４０で外縁部３０ｃを覆うことにより、金属シェル３０に対するシール部材４０の取り付けを強固にすることができる。特に、破断面Ｓ３からバリＱが突出する場合に、バリＱをシール部材４０に食い込ませることにより、金属シェル３０に対するシール部材４０の取り付けを更に強固にすることができる。

次に、一体化されたハウジング１０及びコンタクト２０を、シール部材４０が設けられた金属シェル３０に固定する。

次に、金属シェル３０にサブフレーム５０を取り付けることにより電気コネクタ１が完成する。

＜電気コネクタの使用方法＞
本発明の第１の実施形態に係る電気コネクタ１の使用方法につき、図９を参照しながら、以下に詳細に説明する。

電気コネクタ１を筐体１００の所定の取付箇所に取り付ける過程において、シール部材４０の装着部４１の圧接部４３は、筐体１００の上下左右方向の内壁１０１に圧接する。この際、装着部４１は電気コネクタ１の前方への移動に伴って内壁１０１との摩擦により後方に引っ張られ、装着部４１には外周面３０ａから引き剥がされる方向への外力が加わる。

しかしながら、突出部４２が前面３０ｂに圧接してシール部材４０が後方へ移動する際のストッパとなり、金属シェル３０からシール部材４０が脱落することを防ぐことができる。また、シール部材４０で外縁部３０ｃを覆うことにより、シール部材４０と破断面Ｓ３との摩擦力、又はシール部材４０にバリＱが食い込むことにより、金属シェル３０からシール部材４０が脱落することを確実に防ぐことができる。

また、シール部材４０の突出部４２の圧接部４４は、筐体１００の前方の内壁１０２に圧接する。

電気コネクタ１は、サブフレーム５０が筐体１００に固定されることにより筐体１００の取付箇所に対する取り付けを完了する。これにより、圧接部４３は内壁１０１に圧接した状態を維持すると共に、圧接部４４は内壁１０２に圧接した状態を維持する。

筐体１００の開口１０３から液体が侵入した場合に、突出部４２の圧接部４４及び装着部４１の圧接部４３により筐体１００の内部への液体の侵入を防ぐことができ、防水することができる。

このように、本実施形態によれば、ハウジング１０を収納する金属シェル３０の外周面３０ａに設けられると共に金属シェル３０よりも前方に突出するシール部材４０を有することにより、筐体に対する取付箇所を防水する場合において、低背化及び小型化と確実な防水効果を得ることとの両立を図ることができる。

また、本実施形態によれば、密着し難い金属シェル３０にシール部材４０を設ける場合に、金属シェル３０からのシール部材４０の脱落を突出部４２により防ぐことができる。

また、本実施形態によれば、上下左右の筐体と前方の筐体との両方にシール部材４０を圧接させることができるので、防水機能を有する電気コネクタとしての使い勝手を良くすることができ、電気コネクタ１を取り付ける機器に応じて異なる形状のシール部材を設ける必要をなくすることにより、安価にすることができると共に製造コストを低減することができる。

また、本実施形態によれば、金属シェル３０にシール部材４０を設けることにより、電気コネクタ１を小型化又は低背化することができる。

（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１０を参照しながら、以下に詳細に説明する。

なお、図１０において、図１から図７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。

電気コネクタ２は、ハウジング１０と、コンタクト２０と、金属シェル３０と、サブフレーム５０と、シール部材１４０と、を有している。

シール部材１４０は、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に設けられており、装着部１４１と、突出部１４２と、圧接部１４３と、圧接部１４４と、開口部１４５と、を備えている。

装着部１４１は、金属シェル３０の外周面３０ａの前方側に取り付けられている。装着部１４１には、上下左右方向の圧接対象物としての機器の筐体に圧接する圧接部１４３が設けられている。圧接部１４３は、外方に突出している。

突出部１４２は、金属シェル３０よりも前方に突出している。突出部１４２には、前方の圧接対象物としての機器の筐体に圧接する圧接部１４４が設けられている。

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３１に連通している。

なお、電気コネクタ２の製造方法は、電気コネクタ１の製造方法と同一であるので、その説明を省略する。

＜電気コネクタの使用方法＞
本発明の第２の実施形態に係る電気コネクタ２の使用方法につき、以下に詳細に説明する。

電気コネクタ２を筐体１００の所定の取付箇所に取り付ける過程において、シール部材１４０の装着部１４１の圧接部１４３は、筐体１００の上下左右方向の内壁１０１に圧接する。

また、シール部材１４０の突出部１４２の圧接部１４４は、筐体１００の前方の内壁１０２に圧接する。

電気コネクタ２は、サブフレーム５０が筐体１００に固定されることにより筐体１００の取付箇所に対する取り付けを完了する。これにより、圧接部１４３は内壁１０１に圧接した状態を維持すると共に、圧接部１４４は内壁１０２に圧接した状態を維持する。

筐体１００の開口１０３から液体が侵入した場合に、突出部１４２の圧接部１４４及び装着部１４１の圧接部１４３により筐体１００の内部への液体の侵入を防ぐことができ、防水することができる。

このように、本実施形態によれば、ハウジング１０を収納する金属シェル３０の外周面３０ａに設けられると共に金属シェル３０よりも前方に突出するシール部材１４０を有することにより、筐体に対する取付箇所を防水する場合において、低背化及び小型化と確実な防水効果を得ることとの両立を図ることができる。

また、本実施形態によれば、上下左右の筐体と前方の筐体との両方にシール部材１４０を圧接させることができるので、防水機能を有する電気コネクタとしての使い勝手を良くすることができ、電気コネクタ２を取り付ける機器に応じて異なる形状のシール部材を設ける必要をなくすることにより、安価にすることができると共に製造コストを低減することができる。

また、本実施形態によれば、金属シェル３０にシール部材１４０を設けることにより、電気コネクタ２を小型化又は低背化することができる。

なお、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、上下左右の圧接対象物と前方の圧接対象物との両方にシール部材４０を圧接させたが、上下左右の圧接対象物及び前方の圧接対象物の何れか一方のみにシール部材を圧接させ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、圧接部４４を上下方向に沿って平坦な形状にしたが、圧接部４４に前方に突出する突出部を設けてもよい。この場合には、前方の圧接対象物に対してシール部材をより強い力で圧接させることができ、防水機能を更に向上させることができる。

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３０にシール部材を設ける構成であれば、ハウジング１０及びコンタクト２０の形状及び配置を任意にすることができると共に、コンタクト２０の数を任意にすることができる。

本発明は、防水機能を備えた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突出部
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
３０ｂ前面
３０ｃ外縁部
３０ｄ内縁部
３１開口部
４０シール部材
４１装着部
４２突出部
４３圧接部
４４圧接部
４５開口部

Claims

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、
前方に開口して相手側コネクタを挿入可能にする開口部を備え、前記ハウジングを収納する金属シェルと、
前記金属シェルの外周面に設けられると共に前記金属シェルよりも前方に突出する突出部を備えるシール部材と、
を有し、
前記金属シェルは、
前端において前記開口部を前方に向けて拡径するように傾斜する傾斜面を備え、
前記突出部は、
前記傾斜面よりも前記外周面側に備えられると共に前記金属シェルの前面を覆う、
ことを特徴とする電気コネクタ。
前記金属シェルは、
切断面である前記前面の外縁部側に破断面を備え、
前記シール部材は、
前記外縁部を覆う、
ことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。