JP6544790B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、携帯機器などに用いられる防水機能を有するコネクタに関する。

携帯機器のケースにはいくつかのコネクタが組み付けられている。日常の使用に耐えるだけの強度を備えつつ小型軽量化が望まれている。併せてケースとの間に生じる組み付け隙間等に関しては防水機能も要求される。

このような機能を備えたコネクタ技術として特許文献１記載の技術が知られている。この技術によれば、端子を覆う金属製のシェルの周囲が非導電性の合成樹脂からなるハウジングで構成されており、ケースとの組み付け隙間をシールするためのシール材がハウジングの先端に備わる。また、コネクタの後端には、端子を支持するためにハウジングに開けられた穴と端子との隙間を埋めるための封止材を充填する充填室が形成されている。
なるほど、特許文献１記載の技術によれば、強度を保ちつつ、防水機能を備えた携帯機器用のコネクタが得られる。

国際公開番号２０１１／１０８６７９号公報

しかし、特許文献１記載の技術によれば、コネクタ全体に及ぶ骨格部分に合成樹脂からなるハウジングをその構成要素とし、その内側に金属製のシェルを配し、先端外側にケースとの間の防水機能を確保するためにシール材を備えているので、携帯機器の小型化薄型化の要求に応えられない場合がある。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、所定の強度を保ちつつ携帯機器の小型化薄型化の要求に応えられる防水機能を有するコネクタの提供を目的とする。

本発明に係るコネクタは、（１）導電性のコンタクトを支持する非導電性のハウジングと、前記コンタクトを離間して囲う筒状の導電性シェルと、前記シェルの周面に取り付く弾性を有するシール材とを備えるコネクタであって、前記シール材は前記シェルの周面に接し、前記シール材の一方側には前記シェルの周面上を環状に延びる断面突状のシール部を備え、他方側には所定量反嵌合面側に延出した延出部を備え、前記ハウジングの反嵌合面側を底面とし、前記シール材の延出部を側壁とした充填枠を形成するところに特徴を有するものである。

この発明によれば、シェルの周囲には弾性を有するシール材が備わり、シール材が延出部を構成する。これにより、小型化薄型化の妨げにならない防水機能を備えたコネクタが得られる。

この発明によれば、シェルの周囲には弾性を有するシール材が備わり、シール材が延出部を構成する。これにより、小型化薄型化の妨げにならない防水機能を備えたコネクタが得られる。
この発明によれば、シール材は端子の隙間を埋める収容室を構成するとともに、ケースとコネクタとの隙間をシールするシール部をも構成するものである。これにより、小型化薄型化の妨げにならない防水機能を備えたコネクタが得られる。

図１は、本実施形態に係るコネクタの外観斜視図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図３は、本実施形態に係るコネクタのシェルの外観斜視図である。 図４は、同コネクタのシェルにシール材が装着された状態を示す外観斜視図である。 図５は、（１）が図４の上面図、（２）が図４の下面図である。 図６は、本実施形態に係るコネクタのシェルにベースハウジングが装着された状態を示す外観斜視図である。 図７は、同コネクタのシェルにコンタクトハウジングが組み付けられた状態を示す外観斜視図である。 図８は、図7に示すコネクタの分解図である。 図９は、本実施形態に係るコネクタのシェル後端に封止材が充填された状態を示す外観斜視図である。 図１０は、図9のＸ−Ｘ線に沿った断面図であって、（１）は封止材の充填前、（２）は封止材の充填後である。 図１１は、本実施形態に係るコネクタにタブを組み付ける状態を示す外観斜視図である。 図１２は、本発明の第２実施形態に係るコネクタの縦断面図である。 図１３は、本発明の第3実施形態に係るコネクタの縦断面図である。

本発明の実施形態に係るコネクタついて図面にしたがって説明する。図１は、本実施形態に係るコネクタの外観斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。説明中の方向指示は図面の方向指示定義に従う。

＜コネクタ概説＞
本実施形態に係るコネクタ１は、携帯機器に組み付け可能なように小型化薄型化が図られた部材で構成され、且つ、こじりに対する強度、及び所望の防水機能を備えている。コネクタ１は、図1、図2に示されるように、ピン状に延びるコンタクト６０が合成樹脂からなるコンタクトハウジング４０で固定され、コンタクトハウジング４０は、軸方向（前後方向）の中程でベースハウジング３０に支持されている。ピン状のコンタクト４０は、その全長が隠れるように金属製のシェル１０で一体的に覆われ通信の安定化が図られている。

金属製のシェル１０は、ベースハウジング３０に固定され、シェル１０内周面とコンタクト６０との距離が一定に保たれている。シェル１０の外周面には、弾性的復元力を有する材料からなるシール材２０が装着されている。また、シェル１０の外周面にはコネクタ１のこじりに対する強度を増すためにタブＡ７０、タブＢ７５が装着されている。

＜シェル／シール材＞ シェル１０、及びシール材２０について図面にしたがって説明する。図３は、本実施形態に係るコネクタのシェルの外観斜視図である。図４は、同コネクタのシェルにシール材が装着された状態を示す外観斜視図である。図５は、（１）が図４の上面図、（２）が図４の下面図である。説明中の方向指示は図面の方向指示定義に従う。

シェル１０は、図3に示されるように、ステンレスの０．２ｍｍ厚の圧延材料を楕円形の筒状に加工したものである。裏面側（下面側）にある突合せ面に台形の嵌め込み形状が形成され、この部分がかしめによって固定されている。シェル１０は、ピン状のコンタクト６０が並列的に固定されている板状のコンタクトハウジング４０の支持部４１を中心において、その周囲を環状に囲み、コンタクト６０の先端まで全長に亘って内部に納めている。

シェル１０は、コンタクト６０を全長に亘って内部に納めることで、コネクタ１の高速伝送を可能にしている。シェル１０は電磁的なシール材２０の機能を有するものであって、この目的を十分に達成するためにグランド端子を図示しない回路基板に向けて延ばしている。

シェル１０は、図3に示されるように、ステンレスの圧延材料を筒状に加工したもので、表面（上面）、裏面（下面）は並行に延び、側面が半円状からなる曲面で構成されている。シェルは１０、外周面、内周面ともに凹凸構造がない平坦面で構成されている。裏面（下面）の突合せ部分も凹凸構造が生じないように処理されている。内周面の形状は、ベースハウジング３０の本体部３０ａの外周面の形状に対応しており、ベースハウジング３０を圧入固定することができる。

シェル１０は、図4、図5に示されるように、外周面がシール材２０で部分的に覆われている。シール材２０は、シリコーン樹脂からなるもので、同時成形により、直接シェル１０の周面に形成される。

シール材２０は、図4、図5に示されるように、前方にシール部２１と、後方に充填枠２２とを備えている。シール部２１と充填枠２２とは、連結部２３で繋がり、シール材２０は、一体的に成形されうるものである。

シール部２１は、図5に示されるように、基部２１ｂと２条平行して環状に延びる断面3角形の突状部２１ａとを備えている。突状部２１ａは柔軟性を有し、復元可能に変形するので、コネクタ１と図示しないケースとの間に生じる隙間を埋めることができる。これにより、携帯機器内部の気密性の向上が図られる。さらに、突状部２１ａは２条備わるので、気密性の向上はより一層効果的に図られる。

シール部２１は、図４、図５に示されるように、シェル１０の先端部分を露出させていくらか後方よりに備わる。連結部２３は、図４、図５に示されるように、前方のシール部２１と後方の充填枠２２を連ねるようにシェル１０の左右側面に備わる。連結部２３は、左右側面の上面側を覆う位置に備わり、下面側には延びていない。

充填枠２２は、図４、図５に示されるように、シェル１０の後方端に備わる。充填枠２２は後面視矩形状で楕円形のシェル１０の後端縁を囲う態様で備わる。充填枠２２は側壁２２ａと底壁２２ｂとを備えている。側壁２２ａは、図４に示されるように、充填枠２２の周面を構成し、底壁２２ｂはシェル１０の外周面と側壁２２ａの内周面との隙間部分にそれを埋める態様で備わる。すなわち、底壁２２ｂは底面全体に備わるものではなく、主に角部に備わり側壁２２ａとシェル１０との隙間を埋めている。

充填枠２２は、封止材５０が充填される部分であって、底壁２２ｂは、ハウジング３０、４０と協働して充填枠２２の底面の封止材５０の受け止めであり、底壁２２ｂは、封止材５０の周囲への流れを防ぐための側面の受け止めである。

＜ベースハウジング＞ ベースハウジング３０、コンタクトハウジング４０について図面にしたがって説明する。図６は、本実施形態に係るコネクタのシェルにベースハウジングが装着された状態を示す外観斜視図である。図７は、同コネクタのシェルにコンタクトハウジングが組み付けられた状態を示す外観斜視図である。図８は、図7に示すコネクタの分解図である。図１０は、図9のＸ−Ｘ線に沿った断面図であって、（１）は封止材の充填前、（２）は封止材の充填後である。説明中の方向指示は図面の方向指示定義に従う。

ベースハウジング３０は、図６に示されるように、シェル１０の後端に圧入装着される。ベースハウジング３０は、合成樹脂の射出成形品である。ベースハウジング３０は、コンタクトハウジング４０を支持固定するためにシェル１０の後端に装着される。ベースハウジング３０は、非導電性の合成樹脂、たとえば９Ｔナイロン等のナイロン系を使用してよい。

ベースハウジング３０は、図１０に示されるように、シェル１０に圧入される本体部３０ａと、本体部３０ａから前方に延びる支持部３０ｂとを備えている。ベースハウジング３０は、図６に示されるように、前後方向に貫通する収容部３４を備え、収容部３４の後端には挿入口３１が形成されている。また、収容部３４の左右側面には、図６に示されるように、圧入溝３３が備わり、圧入溝３３は前後方向に沿って延びている。さらに、収容
部３４の上下面には、図６に示されるように、コンタクト溝３２が備わる。

圧入溝３３は、ベースハウジング３０にコンタクトハウジング４０を圧入固定するために備わる。コンタクト溝３２は、ベースハウジング３０に圧入されるコンタクトハウジング４０に組み付くコンタクト６０の張り出し部分が収まるスペースであって、コンタクト溝３２によってコンタクト６０はベースハウジング３０に対して干渉することなくスムーズに装着されうる。

本体部３０ａは、図１０に示されるように、外周面はシェル１０の内周面に接し、内部の圧入溝３３はコンタクトハウジング４０の圧入部４２に接する。シェル１０に対しては、所定のクリアランスが設けられていて本体部３０ａの外周面を摺接させて圧入固定される。ベースハウジング３０の挿入口３１のある後端面は、図１０に示されるように、正規圧入位置でシェル１０の後端縁に対して若干低いレベルにあり、シール材２０の充填枠２２と協働して封止材５０が充填する部分が形成されている。

本体部３０ａの外周面は、図６に示されるように、シェル１０の内周面に対応する形状で構成され、ベースハウジング３０がシェル１０に対して正規圧入位置まで圧入されると、その接触面はほぼシェル１０の内周面に対して密着した状態となる。

＜コンタクトハウジング＞ コンタクトハウジング４０は、図７、図８に示されるように、表裏面にコンタクト６０を配した状態でベースハウジング３０に対して圧入固定される。コンタクト６０は、コンタクトハウジング４０、ベースハウジング３０を介してシェル１０で囲われる。コンタクトハウジング４０は、非導電性からなる合成樹脂の射出成形品であって、たとえば９Ｔナイロン等のナイロン系の合成樹脂であってよい。

コンタクトハウジング４０は、図７、図８に示されるように、ピン状のコンタクト６０が並列に配置された本体部４０ａと、本体部４０ａの前方に備わる支持部４１と、本体部４０ａの左右に延びるフランジ４３とを備えている。本体部４０ａと、支持部４１との間には左右端部に圧入部４２が備わる。フランジ４３は、コネクタ１を携帯機器に固定するためのねじ穴４４が開けられている。

コンタクトハウジング４０の表裏面には、図８に示されるように、ピン状のコンタクト６０が並列的に配置されている。コンタクト６０は、図示しない回路基板のターミナルとの接続部を本体部４０ａに配置し、図示しない相手コンタクトに電気的機械的に接する接触部を前方に延ばし、全長に亘って支持部４１で受けている。

コンタクトハウジング４０は、図８に示されるように、シェル１０に装着されたベースハウジング３０に対して挿入口３１に支持部４１を対向させる姿勢で圧入される。圧入はコンタクトハウジング４０の圧入部４２をベースハウジング３０の圧入溝３３に押し入れる方法でおこなわれる。

コンタクトハウジング４０は、図７に示されるように、正規圧入位置でベースハウジング３０に保持されている。正規圧入位置でコンタクトハウジング４０と、ベースハウジング３０との間には隙間が生じている。具体的には、コンタクトハウジング４０の本体部４０ａと、ベースハウジング３０の収容部３４との間、特に本体部４０ａに配置されているコンタクト６０と、収容部３４のコンタクト溝３２との間には隙間が生じ、この部分の気密性が確保されていない。また、ベースハウジング３０の本体部３０ａの外周面と、対応するシェル１０の内周面との間にも隙間が生じている場合がある。

＜封止材＞ 封止材５０の充填いついて図面にしたがって説明する。図９は、本実施形
態に係るコネクタのシェル後端に封止材が充填された状態を示す外観斜視図である。図１０は、図9のＸ−Ｘ線に沿った断面図であって、（１）は封止材の充填前、（２）は封止材の充填後である。説明中の方向指示は図面の方向指示定義に従う。

シェル１０の後端は、図９、図１０に示されるように、封止材５０で充填される。シェル１０の後端側でシェル１０に対してベースハウジング３０が圧入され、また、ベースハウジング３０に対してコンタクトハウジング４０が圧入される。ともに正規圧入位置で、ベースハウジング３０の本体部３０ａの外周面と、シェル１０の内周面との間に隙間が生じ、また、コンタクトハウジング４０の本体部４０ａと、ベースハウジング３０の収容部３４との間にも隙間が生じる。特にコンタクトハウジング４０に配置されているコンタクト６０と、ベースハウジング３０に形成されているコンタクト溝３２との間には、隙間が形成されている。

封止材５０は、図９、図１０に示されるように、このようなシェル１０と、ベースハウジング３０との間、ベースハウジング３０と、コンタクトハウジング４０との間の正規圧入状態で生じている隙間を埋めるためのものであって、たとえばＵＶ硬化樹脂等が一般的に知られている。

封止材５０は、図９、図１０に示されるように、シール材２０の後端の充填枠２２に充填される。充填枠２２は、底壁２２ｂがシェル１０、ベースハウジング、３０及びコンタクトハウジング４０によって構成されているので、シェル１０と、ベースハウジング３０との間、及びベースハウジング３０と、コンタクトハウジング４０との間の隙間が生じているところを底面に含むものである。これにより、浸透性のある封止材５０は、充填枠２２に充填されている自重によってこれら隙間に浸透してゆき隙間を埋めていく。また、充填枠２２は、側壁２２ａによって側面が構成されているので、封止材５０をこの側壁２２ａの高さ程度まで厚く充填することができる。

これにより、封止材５０は、図９、図１０に示されるように、充填枠２２の底面を覆うとともに、充填枠２２の側壁２２ａに沿って嵩高く充填されてゆきつつ、コンタクトハウジング４０の本体部４０ａとの間の隙間を埋めてゆく。封止材５０は、シール材２０、及びコンタクトハウジング４０との親和性がよいので封止材５０と、充填枠２２との間、及び封止材５０と、コンタクトハウジング４０との間に隙間を生じることなく充填してゆく。また、封止材５０自身は、水分を透過させない特性を有するものなので、コネクタ１の後方の気密性は封止材５０で確保されうるものである。

また、コネクタ１の前方の気密性は、図示しないケースと、コネクタ１との隙間を埋めることで確保されうるものなので、シール材２０の前方に備わるシール部２１でその効果は奏されるものである。

したがって、コネクタ１と、図示しないケースとの間の気密性、及びコネクタ１後方の気密性は、シール材２０、及びシール材２０と、封止材５０とによって確保されうるものであり、これにより、コネクタ１に要求される防水性は、本実施形態に係るコネクタは備えるものである。

本実施形態では、封止材５０にＵＶ硬化樹脂を使用するものであるが、他の特性を有するものを使用してよい。たとえば、熱硬化樹脂、光硬化樹脂などがある。またエラストマを使用してよい。このような樹脂を充填枠２２内に充填させる方法として、インジェクションによるポッティング方式があり、充填、硬化の作業条件は使用する材料に応じた内容でおこないうる。

＜補強＞ コネクタ１のこじりに対する補強について図面にしたがって説明する。図１１は、本実施形態に係るコネクタにタブを組み付ける状態を示す外観斜視図である。説明中の方向指示は図面の方向指示定義に従う。

コネクタ１は、図１１に示されるように、タブＡ７０、タブＢ７５によって補強される。タブＡ７０は、コネクタ１の上半分を補強し、タブＢ７５は、コネクタ１の下半分を補強する。タブＡ７０，タブＢ７５は左右のかしめ片でかしめられ、合わせて一体的になる。タブＡ７０、及びタブＢ７５ともに直接シェル１０の周面に接し、シール材２０には係らないように形成されている。タブＡ７０、及びタブＢ７５は、ステンレスの圧延材料から得られる。

＜効果＞ 本実施形態に係るコネクタ１は、シール材２０で封止材５０の充填枠２２が構成されている。これにより、変形に対する追従性があるので、こじりに対する強化とともに防水機能が強化されたコネクタが得られる。本実施形態に係るコネクタ１は、シール材２０で封止材５０の充填枠２２が構成されている。これにより、シェル１０を囲うハウジングを構成から除きうるので、小型化特に低背化が可能なコネクタ１が得られる。

本実施形態に係るコネクタ１は、一つのシール材２０で、図示しないケースと、コネクタ１との気密性、及びコネクタ１自身の気密性が確保されている。これにより、部品点数の少ない、作業効率のよい防水機能を備えたコネクタ１が得られる。
本実施形態に係るコネクタ１は、充填枠２２に封止材５０を充填することで、コネクタ１後方の気密性を確保するものである。これにより、非防水型コネクタとのハウジング３０、４０の部品の共通化を図ることができるコネクタ１が得られる。

本実施形態に係るコネクタ１は、シェル１０の周囲にタブＡ７０、タブＢ７５を備えている。これにより、こじり強度が強化されたコネクタ１が得られる。

＜第２実施形態＞ 本発明は、本実施形態に限定的に解釈されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜構成の変更は可能である。たとえば、充填枠を第２実施形態、第３実施形態に示される構成とすることは、本発明の技術的範囲内にあり、これに類する変更も本発明の技術的範囲内にある。

本発明の第２実施形態に係るコネクタ１について図面にしたがって説明する。図１２は、本発明の第２実施形態に係るコネクタの縦断面図である。
第２実施形態に係るコネクタ１は、図１２に示されるように、シェル１００によって封止材５０の充填枠２２０が形成されている。シール材２００は、コネクタ１前端にのみ備わりシール部２１を構成している。このような構成においても上記した効果が概ね得られる。

＜第３実施形態＞ 本発明の第３実施形態に係るコネクタ１について図面にしたがって説明する。図１３は、本発明の第3実施形態に係るコネクタの縦断面図である。
第３実施形態に係るコネクタ１は、図１３に示されるように、シェル１１０と、タブＢ７５０とで充填枠２２００が形成されている。コネクタ１のこじり強度を補強するためのタブＡ７００、及びタブＢ７５０が備わる。充填枠２２００の上側はシェル１１０で構成され、充填枠２２００の下側はタブＢ７５０で構成されている。このような構成においても上記した効果が概ね得られる。

１ コネクタ
１０ １００ シェル
２０ ２００ シール材
２１ シール部
２１ａ 突状部
２１ｂ 基部
２２ ２２０ ２２００ 充填枠
２２ａ 側壁
２２ｂ 底壁
２３ 連結部
３０ ベースハウジング
３０ａ 本体部
３０ｂ 支持部
３１ 挿入口
３２ コンタクト溝
３３ 圧入溝
３４ 収容部
４０ コンタクトハウジング
４０ａ 本体部
４１ 支持部
４２ 圧入部
４３ フランジ
４４ ねじ穴
４５ 基部
５０ 封止材
６０ コンタクト
７０ ７００ タブＡ
７５ ７５０ タブＢ

Claims (1)

1. 導電性のコンタクトを支持する非導電性のハウジングと、前記コンタクトを離間して囲う筒状の導電性シェルと、前記シェルの周面に取り付く弾性を有するシール材とを備えるコネクタであって、
   前記シール材は前記シェルの周面に接し、前記シール材の一方側には前記シェルの周面上を環状に延びる断面突状のシール部を備え、他方側には所定量反嵌合面側に延出した延出部を備え、前記ハウジングの反嵌合面側を底面とし、前記シール材の延出部を側壁とした充填枠を形成するところに特徴を有するコネクタ。
   

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