JP6544137B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタに関する。

電気回路が形成された基板同士を電気的に接続する電気コネクタの中には、防水機能を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された電気コネクタは、既定の間隔で並ぶ接続端子の各々が挿通されるハウジングの複数の挿通孔を、樹脂等のシール材で封止する。このシール材により、コネクタ内部を介して基板に水分が浸入することが防止される。

実開平０７−０４２０１８号公報

最近では、電気コネクタの小型化に伴って、接続端子の間の狭ピッチ化が進んでいる。このことは、上記特許文献１に開示された電気コネクタのように、防水が必要な電気コネクタでも同様である。しかしながら、接続端子の間、すなわち極間の距離があまりに近くなりすぎると、防水のためにシール材を接続端子の周辺に充填しても、充填されるシール材の流れが、シール材の極間における表面張力によって滞ってしまい、防水が必要な領域にシール材を十分に行き渡らせるまでに時間がかかってしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、防水が必要な領域にシール材を短時間に行き渡らせることができる電気コネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電気コネクタは、
導電性の複数のコンタクトと、
前記複数のコンタクトが外方に突出した状態で既定の間隔で配列された面を有する絶縁性の部材と、
前記複数のコンタクトが配列された面を囲むように前記部材を収容する筒状の筐体と、
を備え、
前記複数のコンタクトが配列された面が、前記複数のコンタクトによって、第１の領域と第２の領域とに区切られ、
前記第１の領域に注入されたシール材を前記第２の領域へ誘導する誘導溝が、前記コンタクトの間を通るように前記部材に設けられている。

この場合、前記誘導溝の幅は、前記コンタクトの間隔以下である、
こととしてもよい。

また、前記シール材が注入される位置から離れるに従って、前記誘導溝が深くなっている、
こととしてもよい。

また、前記誘導溝に交差して設けられ、前記誘導溝を流れる前記シール材を前記交差する方向へ誘導する交差溝が前記第２の領域に設けられている、
こととしてもよい。

また、前記第１の領域は、前記複数のコンタクトで囲まれた領域であり、
前記第２の領域は、前記複数のコンタクトと前記筒状の筐体との間に形成された領域であり、
前記誘導溝は、
前記第１の領域から前記第２の領域の前記筐体と接する位置まで設けられている、
こととしてもよい。

前記複数のコンタクトが２列に配列され、
一方の列を構成する前記コンタクトの間と、他方の列を構成する前記コンタクトの間とをつなぐように前記誘導溝が延びている、
こととしてもよい。

本発明によれば、外方に突出した状態で既定の間隔で配列された複数のコンタクトによって第１の領域と第２の領域とに区切られた絶縁性の部材の面に、第１の領域に注入されたシール材を第２の領域へ誘導する誘導溝が、コンタクトの間を通るように設けられている。このようにすれば、第１の領域に注入されたシール材の一部は、誘導溝に入り込んでコンタクトの間を通過するので、コンタクトの間におけるシール材の表面張力を発生させることなく、第２の領域に流れ込む。第２の領域に流れ込んだ誘導溝内のシール材は、誘導溝から溢れてコンタクトの間を通過するシール材の流れを促進し、表面張力を弱める働きをするため、第１の領域に注入されたシール材を第２の領域に容易に流し込むことができる。この結果、防水が必要な領域にシール材を短時間に行き渡らせることができる。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る電気コネクタの構成を示す斜視図である。 図２（Ａ）は、電気コネクタの底面図である。図２（Ｂ）は、電気コネクタの側面図である。図２（Ｃ）は、電気コネクタの上面図である。 図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。 図２（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 図２（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。 図６（Ａ）は、図２（Ｃ）のＤ−Ｄ断面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の部分拡大図である。 シール材が充填された状態の電気コネクタの上面図である。 シール材の注入領域と流入領域とを示す図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、シール材の充填工程（その１）を示す図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、シール材の充填工程（その２）を示す図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、シール材の充填工程（その３）を示す図である。 誘導溝が形成されていない電気コネクタにおけるシール材の充填状態を示す図である。 誘導溝が形成された電気コネクタにおけるシール材の充填状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る電気コネクタの特徴部分を示す図である。 図１５（Ａ）は、本発明の実施の形態３に係る電気コネクタの側面図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る電気コネクタについて、図面を参照して説明する。全図において、同一又は相当する構成要素には、同一符号を付している。

実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１について説明する。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、本実施の形態に係る電気コネクタ１００は、略直方体状である。図１（Ａ）及び図２（Ａ）には、電気コネクタ１００の実装面ＳＭＴが示されている。電気コネクタ１００は、図示しない回路基板に実装面ＳＭＴを対向させた状態で、その回路基板に実装される。

また、図１（Ｂ）及び図２（Ｃ）には、実装面ＳＭＴの反対側の面である、電気コネクタ１００のコネクタ嵌合面ＩＳＴが示されている。コネクタ嵌合面ＩＳＴには、挿入口１０が設けられている。この挿入口１０には、他の電気コネクタが差し込まれる。これにより、電気コネクタ１００は、回路基板と他の電気コネクタとを電気的に接続する。

この電気コネクタ１００には、水分がコネクタ内を通って回路基板へ伝わるのを防止すべく、ハウジング１の内部にシール材４（図７参照）を塗布することにより、防水加工が施される。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）では、シール材４が充填される前段階の電気コネクタ１００が示されている。

まず、シール材４を塗布する前の電気コネクタ１００の構成について説明する。電気コネクタ１００は、ハウジング１と、シェル２と、複数のコンタクト３と、を備える。

ハウジング１は、全体として直方体状を形成する絶縁性の筒状の筐体（例えば合成樹脂）であり、その両端（実装面ＳＭＴ側及びコネクタ嵌合面ＩＳＴ側）には開口が設けられている。このハウジング１内に、シェル２と、複数のコンタクト３が収容される。

ハウジング１の長手方向、即ち、電気コネクタ１００の長手方向（以下、「コネクタ長手方向」とする）両端には、回路基板と接続する接続部及びシェル２を固定するための固定部が設けられている。また、ハウジング１の内部中央には、図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である図３、図２（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である図４に示すように、シェル２を固定するためにコネクタ長手方向に延びる平板状の部材１１が設けられている。

シェル２は、絶縁性の部材（例えば合成樹脂）である。図３及び図４に示すように、シェル２は、電気コネクタ１００の長手方向から見て全体として略Ｔ字状（２つのＬ字状の部材を、ハウジング１を挟んで背中合わせにした形状）に形成されており、Ｔ字状のまま、コネクタ長手方向に延びている。

シェル２は、Ｔ字状の頭部２ａが実装面ＳＭＴ側を向くように、ハウジング１に収容される。また、シェル２の頭部２ａとハウジング１との接合部分に、つまり、シェル２の頭部２ａとハウジング１の側壁との間に、隙間２１ａが形成される。この隙間２１ａを含むように、防水面２０が形成される。即ち、防水面２０は、隙間２１ａと、シェル２の頭部２ａと、その頭部２ａに挟まれたハウジング１の部材１１の側面１１ａとにより形成される。防水面２０は、ハウジング１の側壁に囲まれているので、ハウジング１の実装面ＳＭＴ側の端部よりもやや奥に（コネクタ嵌合面ＩＳＴ側に）配置される。

また、図２（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である図５に示すように、シェル２には、コネクタ長手方向に沿って、複数の貫通孔２１ｂの配列が２列形成されている。各貫通孔２１ｂには、コンタクト３が挿通されて固着されている。貫通孔２１ｂの間隔は、既定の間隔（例えば、０．３８５ｍｍ）となっている。この貫通孔２１ｂも含むように、防水面２０が形成される。

コンタクト３は、細長い導電性の部材（例えば、金属）である。図１（Ａ）及び図２（Ａ）に示すように、コンタクト３は、貫通孔２１ｂの配列に従って、コネクタ長手方向に沿って２列配列されている。各コンタクト３は、上記既定の間隔で互いに平行に並ぶように、外方に突出した状態で頭部２ａに（防水面２０上に）固着されている。

図２（Ｃ）のＤ−Ｄ断面図である図６（Ａ）及びそのａ部分の拡大図である図６（Ｂ）に示すように、各コンタクト３の一方側は、防水面２０から実装面ＳＭＴに向かって延び、ハウジング１から少し張り出した後、９０度折り曲げられ、実装面ＳＭＴと平行になるように延びている。この実装面ＳＭＴと平行になるように延びた部分が、回路基板と接続される。

図６（Ａ）に示すように、コンタクト３の他方側は、電気コネクタ１００のコネクタ嵌合面ＩＳＴに向かって延びている。図１（Ｂ）、図２（Ｃ）及び図３に示すように、コンタクト３の他方側は、挿入口１０内に配列されている。これらコンタクト３の他方側は、挿入口１０に挿入された他の電気コネクタのコンタクトと電気的に接続する。

実装面ＳＭＴとその反対側のコネクタ嵌合面ＩＳＴとの間で、隙間２１ａおよび貫通孔２１ｂを介して漏水するのを防ぐため、防水面２０には、図７に示すように、シール材４が充填される。シール材４は、充填されるときには液状であり、充填された後に固化される。このようなシール材４には、例えば、シリコーンゴムやブチルゴム等があるが、これらには限定されない。図７に示すように、このシール材４が充填されることで、実装面ＳＭＴを見ても、シェル２および部材１１の側面１１ａを視認することができなくなっている。

シール材４の注入は、注入装置を用いて行われる。注入装置は、図８に示すノズル４０を備えている。このノズル４０を実装面ＳＭＴ側に配置し、ノズル４０からシール材４が吐出される。ノズル４０は、シール材４を吐出しながら、コネクタ長手方向に走査される。これにより、防水面２０全体にシール材４が行き渡るようになっている。

図８に示すように、防水面２０は、貫通孔２１ｂに挿通された複数のコンタクト３によって、シール材４の注入領域２０Ａとシール材４の流入領域２０Ｂとに区切られている。注入領域２０Ａは、シール材４が直接注入される領域であり、流入領域２０Ｂは、注入領域２０Ａからシール材４が流れ込んでくる領域である。本実施の形態では、注入領域２０Ａは、複数のコンタクト３で囲まれた（挟まれた）領域となっている。また、流入領域２０Ｂは、複数のコンタクト３とハウジング１の側壁との間に形成された領域となっている。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図８等に示すように、防水面２０には、誘導溝２２の配列が形成されている。各誘導溝２２は、矩形状の溝であり、コネクタ長手方向に直交する方向に延びている。各誘導溝２２は、コンタクト３の間を通り、注入領域２０Ａと流入領域２０Ｂとをつないでいる。誘導溝２２は、注入領域２０Ａに注入されたシール材４を流入領域２０Ｂへ誘導する。

誘導溝２２の幅は、コンタクト３の間隔以下であればよい。このようにすれば、シェル２がコンタクト３の固着力を維持することができる。また、誘導溝２２の深さは、任意に設定することができるが、１ｍｍ程度となっている。誘導溝２２の幅及び深さは、シール材４の特性、特に粘度との関係で決定されるのが望ましい。

次に、電気コネクタ１００におけるシール材４の充填工程について説明する。

シール材４の充填工程に先立って、コンタクト３がシェル２に固着された後、そのシェル２がハウジング１内に収納され、コンタクト３がＬ字に折り曲げられ、電気コネクタ１００が、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す状態になっているものとする。この状態で、図８に示すように、電気コネクタ１００は、実装面ＳＭＴを、シール材４を注入するノズル４０に対向させた状態で、注入装置にセットされる。ノズル４０は、注入領域２０Ａのコネクタ長手方向の端部に配置されている。シール材４の注入は、この状態で開始される。

まず、図３と同じ断面である図９（Ａ）に示すように、ノズル４０からシール材４が注入される。すると、図９（Ｂ）に示すように、注入領域２０Ａにシール材４が注入され、矢印で示すように、周辺に広がっていく。

さらに、図４と同じ断面である図１０（Ａ）に示すように、ノズル４０は、コネクタ長手方向に進みながら、シール材４を注入していく。図１０（Ｂ）に示すように、注入領域２０Ａに注入されたシール材４は、コンタクト３とハウジング１との間Ｌａ（図５参照）及び誘導溝２２に入り込んで、流入領域２０Ｂにも広がっていく。

さらに、ノズル４０は、コネクタ長手方向に進みながら、シール材４を注入領域２０Ａに吐出（ポッティング）する。これにより、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、防水面２０全体にシール材４が塗布される。

ここで、図１２に示すように、誘導溝２２が設けられていない場合には、コンタクト３の間に入り込んだシール材４に発生する表面張力により、流入領域２０Ｂへのシール材４の流入が妨げられてしまう。

これに対して、本実施の形態に係る電気コネクタ１００では、図１３に示すように、誘導溝２２が設けられているので、注入領域２０Ａに注入されたシール材４が、誘導溝２２に入り込んでコンタクトの間を通過する。このため、シール材４は、コンタクト３の間におけるシール材４の表面張力を発生させることなく、流入領域２０Ｂまで流入する。一方、誘導溝２２から溢れてコンタクト３の間を通過するシール材４は、この誘導溝２２内のシール材４に引っ張られる形で（流れが促進される形で）、流入領域２０Ｂに流れ込む。このようにして、シール材４が、防水面２０全体に行き渡るようになる。

より詳細には、注入領域２０Ａに注入されたシール材４の一部は、注入領域２０Ａに形成された誘導溝２２に入り込む。誘導溝２２に入り込んだシール材４は、例えば毛細管現象により、誘導溝２２を進み、コンタクト３の間にいち早く到達する。このとき、シール材４は溢れることなく、誘導溝２２内を流れる。したがって、コンタクト間における誘導溝２２内のシール材４は、コンタクト３と接触することなく、流入領域２０Ｂにおける誘導溝２２内に入り込んでいく。

一方、誘導溝２２から溢れてコンタクト３の間に進入したシール材４は、コンタクト３の間におけるシール材４の表面張力の影響を受け、コンタクト３の間に止まろうとするものの、流入領域２０Ｂにおける誘導溝２２内のシール材４に引っ張られる。この引っ張り力が、コンタクト３の間におけるシール材４の表面張力に打ち勝つことで、コンタクト３の間のシール材４が、流入領域２０Ｂに流れ込むようになる。このようにして、誘導溝２２により、流入領域２０Ｂ内へのシール材４の流入が促進されるようになる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、外方に突出した状態で既定の間隔で配列された複数のコンタクト３によって注入領域２０Ａと流入領域２０Ｂとに区切られたシェル２の面に、注入領域２０Ａに注入されたシール材４を流入領域２０Ｂへ誘導する誘導溝２２が、コンタクト３の間を通るように設けられている。このようにすれば、注入領域２０Ａに注入されたシール材４の一部は、誘導溝２２に入り込んでコンタクト３の間を通過するので、コンタクト３の間におけるシール材４の表面張力を発生させることなく、流入領域２０Ｂに流れ込む。流入領域２０Ｂに流れ込んだ誘導溝２２内のシール材４は、誘導溝２２から溢れてコンタクト３の間を通過するシール材４を引っ張り、表面張力を弱める働きをするため、注入領域２０Ａに注入されたシール材４を流入領域２０Ｂに容易に流し込むことができる。この結果、防水が必要な領域にシール材４を短時間に行き渡らせることができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。

本実施の形態２に係る電気コネクタ１０１は、図１４に示すように、誘導溝２２に交差して設けられ、誘導溝２２を流れるシール材４を、誘導溝２２と交差する方向へ誘導する交差溝２３が流入領域２０Ｂに設けられている点が、上記実施の形態と異なる。このようにすれば、流入領域２０Ｂにおいて、誘導溝２２内のシール材４を交差溝２３に沿って誘導することができる。これにより、流入領域２０Ｂへのシール材４の流入速度をより速めることが可能となる。

また、図１４に示すように、コネクタ長手方向におけるハウジング１とコンタクト３との間Ｌａは、実施の形態１に係る電気コネクタ１００と同様、コンタクト３の間よりも広くなっているので、シール材４が流入領域２０Ｂに流れ込み易くなっている。交差溝２３を、図１４に示すように、流入領域２０Ｂに形成しておけば、この間Ｌａから流入したシール材４は交差溝２３に入り込みコネクタ長手方向にも誘導されるようになって、流入領域２０Ｂに流入する時間をさらに短縮することができる。

本実施の形態では、交差溝２３は、誘導溝２２に直交するように配設されているが、本発明はこれには限られない。交差溝２３は、誘導溝２２に斜交するように配設されるようにしてもよい。また、交差溝２３は、１つの流入領域２０Ｂにつき複数設けられるようにしてもよい。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。

図１５に示すように、本実施の形態に係る電気コネクタ１０２は、誘導溝２２の代わりに、シール材４が注入される位置から離れるにつれて深くなっている誘導溝２４が設けられている点が上記実施の形態１に係る電気コネクタ１００と異なる。このようにすれば、重力を利用して、誘導溝２２内のシール材４を、流入領域２０Ｂに誘導し易くなる。これにより、シール材４の充填に要するタクトタイムをさらに短縮することができる。

なお、シール材４の粘度は、１．５［Ｐａ・ｓ］程度のものから、１７［Ｐａ・ｓ］程度のものまで様々である。いずれの粘度のシール材４でも、誘導溝２２の有無により、流入領域２０Ｂへのシール材４の流入時間が短縮されることが確認された。

上記各実施の形態では、複数のコンタクト３は、コネクタ長手方向に沿って２列に配列されており、その間にシール材４の注入領域２０Ａが形成されている。この場合、誘導溝２２は、一方の列を構成するコンタクト３の間と、他方の列を構成するコンタクト３の間とをつなぐように延びるようにしてもよい。このようにすれば、コンタクト３の配列が２列であっても、シール材４の充填完了までの時間を短縮することができる。

なお、上記実施の形態では、誘導溝２２が、ハウジング１の側壁まで延びているが、本発明はこれには限られない。例えば、誘導溝２２の長さは、流入領域２０Ｂの途中までであってもよい。つまり、誘導溝２２は、注入領域２０Ａと流入領域２０Ｂとをつないでいればよい。

また、上記各実施の形態では、誘導溝２２の断面形状は矩形であったが、本発明はこれには限られない。例えば、誘導溝２２の断面形状は、半円状、Ｕ次状、三角形状であってもよい。

また、上記各実施の形態では、誘導溝２２の幅は均一であったが、本発明はこれには限られない。誘導溝２２の深さが浅くなるにつれて、誘導溝２２の幅を狭くするようにしてもよいし、広くするようにしてもよい。また、注入領域２０Ａ内の誘導溝２２の幅を広くし、コンタクト３の間及び流入領域２０Ｂの誘導溝２２の幅を小さくするなどしてもよい。

なお、コンタクト３の間隔は、全て均等でなくてもよい。例えば、コネクタ長手方向の中央において、コンタクト３の間隔が広い場所が設けられていてもよい。このようにすれば、注入領域２０Ａから流入領域２０Ｂへのシール材４の流入速度をさらに速めることができる。

また、上記各実施の形態では、誘導溝２２は、コンタクト３の配列方向に対して直交する方向に延びていたが、これには限られない。コンタクト３の配列方向に対して斜交していてもよい。また、誘導溝２２は、流入領域２０Ｂにおいて複数に枝分かれするようになっていてもよい。

また、上記実施の形態では、コンタクト３の配列が、注入領域２０Ａの両側に２列設けられていたが、本発明はこれには限られない。コンタクト３の配列は、１列であってもよいし、３列以上であってもよい。

また、上記実施の形態では、コンタクト３は、シェル２に設けられた貫通孔２１ｂに挿通されて固着されていたが、本発明はこれには限られない。コンタクト３は、シェル２にインサート成形されて固着されていてもよい。コンタクト３がシェル２にインサート成形される場合、貫通孔２１ｂは、インサート成形後に発生する、コンタクト３とシェル２との隙間に対応する。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

本発明は、防水型の電気コネクタに適用することができる。

１ ハウジング、２ シェル、２ａ 頭部、３ コンタクト、４ シール材、１０ 挿入口、１１ 部材、１１ａ 側面、２０ 防水面、２０Ａ 注入領域、２０Ｂ 流入領域、２１ａ 隙間、２１ｂ 貫通孔、２２ 誘導溝、２３ 交差溝、２４ 誘導溝、４０ ノズル、１００、１０１、１０２ 電気コネクタ、ＩＳＴ コネクタ嵌合面、ＳＭＴ 実装面

Claims (6)

1. 導電性の複数のコンタクトと、
   前記複数のコンタクトが外方に突出した状態で既定の間隔で配列された面を有する絶縁性の部材と、
   前記複数のコンタクトが配列された面を囲むように前記部材を収容する筒状の筐体と、
   を備え、
   前記複数のコンタクトが配列された面が、前記複数のコンタクトによって、第１の領域と第２の領域とに区切られ、
   前記第１の領域に注入されたシール材を前記第２の領域へ誘導する誘導溝が、前記コンタクトの間を通るように前記部材に設けられている、
   電気コネクタ。
2. 前記誘導溝の幅は、前記コンタクトの間隔以下である、
   請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記シール材が注入される位置から離れるに従って、前記誘導溝が深くなっている、
   請求項１又は２に記載の電気コネクタ。
4. 前記誘導溝に交差して設けられ、前記誘導溝を流れる前記シール材を前記交差する方向へ誘導する交差溝が前記第２の領域に設けられている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
5. 前記第１の領域は、前記複数のコンタクトで囲まれた領域であり、
   前記第２の領域は、前記複数のコンタクトと前記筒状の筐体との間に形成された領域であり、
   前記誘導溝は、
   前記第１の領域から前記第２の領域の前記筐体と接する位置まで設けられている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
6. 前記複数のコンタクトが２列に配列され、
   一方の列を構成する前記コンタクトの間と、他方の列を構成する前記コンタクトの間とをつなぐように前記誘導溝が延びている、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の電気コネクタ。

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