JP6738607B2 - 封止構造 - Google Patents

Description

本発明は、取り付け対象である回路基板との間の封止構造を備える電気コネクタに関する。

従来、例えば特許文献１に回路基板に半田付けされた電気コネクタの端子及びその他の部品を囲むように枠状部材を設け、この枠状部材の内側に、溶融した樹脂材料（以下、単に樹脂材料ということがある）をポッティング（potting）して封止することが提案されている。
また、特許文献２は、異なる方向からポッティングできる堰部材を備える電気コネクタを提案している。
特許文献１及び特許文献２によれば、樹脂材料により電気コネクタの端子及びその他の部品を封止するので、例えば回路基板を搭載する機器が水没するような事態に陥っても、端子の周囲に水が浸入して端子及びその他の部品に電気的な短絡が生ずるのを防止できる。

特開２００２−２７１００２号公報 特開２０１２−５４０２５号公報

回路基板に取り付けられる電気コネクタの端子をポッティング材により封止する場合、溶融状態の樹脂材料を枠状部材又は堰部材（以下、両者を含めてシャーシと称する）に投入する。
シャーシは、端子を保持するコネクタハウジングに組み付けられ、コネクタハウジングとともにポッティング材を保持するポッティング領域を形成する。樹脂材料は硬化するまでに流動性を備えているので、ポッティング領域に投入された後に硬化するまでの間に、シャーシとコネクタハウジングとの境界面からポッティング領域外に漏れるおそれがある。特許文献１及び特許文献２に開示される電気コネクタは、シャーシとコネクタハウジングとの境界面が単に接触している程度であるから、ポッティング領域外に漏れ出るのを防止することが難しい。

そこで本発明は、シャーシとコネクタハウジングのように二つの部材の境界面から溶融樹脂などの流動性を有する材料が漏れるのを防止できる封止構造を提供することを目的とする。

本発明は、第一部材と、第一部材と組み付けられる第二部材と、を備え、第一部材と第二部材の境界部分に設けられる圧入による封止構造に関する。
本発明の封止構造は、第一部材及び第二部材のいずれか一方に設けられる圧入突起と、圧入突起が圧入される、第一部材及び第二部材のいずれか他方に設けられる圧入溝と、を備え、圧入突起は圧入溝に、圧入突起と圧入溝が圧入される向きに間隔を隔てる少なくとも第一圧入領域と第二圧入領域の二箇所において圧入される、ことを特徴とする。

本発明の封止構造によれば、間隔を隔てて第一圧入領域と第一圧入領域を設けるので、各々の寸法精度は高く、適切な圧入状態を得ることができるので、溶融状態の流動材が外部に漏れるのを防止できる。

本発明の封止構造において、第一圧入領域と第二圧入領域は、第一圧入領域が圧入突起の根元側に、第二圧入領域が圧入突起の先端側に、区分して設けられる場合に、第一圧入領域に対応する根元側の圧入突起より、第二圧入領域に対応する先端側の圧入突起の厚さを薄くすることができる。
この封止構造によれば、先端側の圧入突起が対応する圧入溝に挿入されるまでは摩耗するなどの損傷を受けることがなく、また、第一部材を押し込む力が弱くて済むので、第一部材と第二部材を組み付けるのが容易である。

本発明の封止構造において、第一圧入領域と第二圧入領域の間に、圧入突起と圧入溝の間に設けられる空隙からなる貯留槽が設けられる、ことが好ましい。
これにより、仮に、第一圧入領域を流動材が通過したとしても、貯留槽に一定量の流動材を貯めることができる。流動材が第一圧入領域を通過するのは毛細管現象によるものであり、通過する流動材の量は微小であるから、貯留槽に貯まっている間に、流動材が硬化すれば、硬化した流動材がそれ以降の流動材の第一圧入領域の通過を封止する。

本発明の封止構造の用途は任意であるが、第一部材と第二部材は、互いに組み付けられた状態で電気コネクタのコネクタハウジングを構成することができる。

本発明の封止構造によれば、第一部材と第二部材の境界部に、第一圧入部と第二圧入部の二か所の圧入構造を設けているので、流動材が境界部を通過して外部に漏れるのを防止できる。
特に、第一圧入部と第二圧入部の間に流動材溜まりを設けることにより、流動材の流れが第一圧入部と第二圧入部の途中で停滞するので、流動材が硬化するまでの時間を稼ぐことができるので、より確実に流動材が漏れるのを防止できる。

本発明の実施形態に係る圧入構造体を示す斜視図である。 図１の圧入構造体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）のIIｃ部分の拡大図である。 図１の圧入構造体のシャーシを単体で示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のIIIｂ−IIIｂ矢視断面図である。 図１の圧入構造体の圧入部分を分離して示す図である。 図１の圧入構造体の効果を説明する図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る圧入構造体１について説明する。
本実施形態に係る圧入構造体１は、例えば、前述した回路基板に取り付けられる電気コネクタのコネクタハウジングに適用することができる。
圧入構造体１は、図１に示すように、第一部材１０と第二部材２０が組み付けられており、第一部材１０と第二部材２０により区画される概ね直方体状の空隙は、溶融状態のポッティング材などの流動材を収容する収容領域３０を想定している。
第一部材１０と第二部材２０の組み付けは、図２に示すように、第一部材１０に設けられる圧入突起１６が第二部材２０に設けられる圧入溝２７に圧入により実現される。この圧入突起１６及び圧入溝２７の圧入構造により、流動材が収容領域３０から漏れるのを防止する。なお、第一部材１０及び第二部材２０は、それぞれが電気絶縁性の樹脂材料を射出成形することにより作製されるものとする。
以下、圧入構造体１の構成を説明した後に、圧入構造体１が奏する効果を説明する。
なお、圧入構造体１において、図１のｘ軸を前後方向、ｙ軸を幅方向、及び、ｚ軸を高さ方向と定義する。その中で、前後については、図１において第二部材２０が設けられる側を前とし、上下については、図１（ｂ），（ｃ）の上下に従うものとする。

［第一部材１０］
第一部材１０は、図１〜図３に示すように、前後方向ｘに互いに所定の間隔を空けて平行に配置される前壁１１と後壁１２、及び、幅方向ｙに互いに所定の間隔を空けて平行に配置される右壁１３と左壁１４を有している。第一部材１０は、これらの壁が連なることで、平面視した形状が矩形状（又はＣ字状）をなしている。
後壁１２、右壁１３及び左壁１４は、高さが一定で単純な直方体状の形状を有しているが、前壁１１は、幅方向ｙの中央部分に上面から所定の深さまで、第二部材２０を受け入れる空隙である受容凹部１８が形成されている。前壁１１は、受容凹部１８を境にして幅方向ｙの両側に左前壁１１ａ及び右前壁１１ｂと、受容凹部１８よりも下方において、左前壁１１ａと右前壁１１ｂを繋ぐ連結壁１１ｃと、を備えている。

左前壁１１ａ及び右前壁１１ｂには、互いに対向する先端面に、それぞれ、第二部材２０のガイド条２３ａ，２３ｂが挿入されるガイド溝１５ａ及びガイド溝１５ｂが形成されている。矩形状の開口断面を有するガイド溝１５ａ及びガイド溝１５ｂは、それぞれ、左前壁１１ａ及び右前壁１１ｂの高さ方向の全域にわたって形成されている。

次に、連結壁１１ｃの上面の後縁に沿って、圧入突起１６が形成されている。圧入突起１６は、連結壁１１ｃの幅方向ｙの全域にわたって形成されている。
圧入突起１６は、連結壁１１ｃの上面に連なる根元側から所定の高さを越えると厚さが薄くなる。つまり、図２（ｃ），図３（ｂ）に示すように、圧入突起１６は、根元側から所定の高さまでの、相対的に厚さの厚い根元部１６ａと、所定の高さからの先端側の、相対的に厚さの薄い先端部１６ｂと、に区分されている。図４（ｂ）に示すように、根元部１６ａの厚さをｅ１、先端部１６ｂの厚さをｄ１とすると、厚さｅ１＞厚さｄ１となる。このように圧入突起１６が段階的な先細りの形状をなしていることにより、圧入構造体１は二箇所の圧入領域を備えながらも、圧入をスムーズに行える。
ここで、圧入突起１６における根元部１６ａ及び先端部１６ｂの厚さとは、圧入突起１６が圧入溝２７に圧入されたときに、圧入突起１６が圧縮力を受ける向きの寸法をいう。また、後述する圧入溝２７の溝幅は、圧入突起１６の厚さに対応する向きの寸法をいう。この定義は、本願発明についても同様に適用されるものとする。

［第二部材２０］
第二部材２０は、第一部材１０の受容凹部１８に配置されている圧入突起１６が圧入溝２７に圧入されることで第一部材１０と組み付けられ、収容領域３０を形成する。
第二部材２０は、図１及び図２に示すように、受容凹部１８に配置されて第一部材１０の内外を仕切る、概ね直方体状の本体２１と、本体２１の幅方向ｙの両側から突出する、一対のガイド条２３ａ，２３ｂと、本体２１の前方から下方に向けて延びる、圧入壁２５と、を備える。圧入壁２５は、その先端が本体２１の下面よりも第一部材１０の連結壁１１ｃの厚さの分だけ突出して形成されている。

本体２１と圧入壁２５の間には、圧入溝２７が形成されている。圧入溝２７は、第二部材２０の幅方向ｙの全域にわたって形成されている。
圧入溝２７は、第一部材１０の圧入突起１６が挿入される側（挿入側）から突き当りのある奥の側（奥側）までの間で、溝幅が段階的に変化する。圧入溝２７は、具体的には、図２（ｃ）及び図４（ｂ）に示すように、挿入側に設けられるテーパ状の誘い込み２７ａと、誘い込み２７ａに連なる挿入側溝２７ｂと、挿入側溝２７ｂに連なる凹部２７ｃと、凹部２７ｃに連なり奥側に設けられる奥側溝２７ｄと、を備える。挿入側溝２７ｂの溝幅ｅ２よりも奥側溝２７ｄの溝幅ｄ２が狭く設定されている。このようにｅ２＞ｄ２とされるのは、第一部材１０の圧入突起１６の先細りの形状に対応している。挿入側溝２７ｂと奥側溝２７ｄの間に設けられる凹部２７ｃの溝幅は挿入側溝２７ｂの溝幅ｅ２よりも大きく設定されている。

第一部材１０と第二部材２０が適切に組み付けられると、図２に示すように、挿入側溝２７ｂには、圧入突起１６の根元部１６ａが圧入され、奥側溝２７ｄには、圧入突起１６の先端部１６ｂが圧入される。
ここで、根元部１６ａの厚さｅ１と挿入側溝２７ｂの溝幅ｅ２、及び、先端部１６ｂの厚さｄ１と奥側溝２７ｄの溝幅ｄ２は、所望する圧入による保持力が得られるように、その寸法が設定される。なお、挿入側溝２７ｂに根元部１６ａが圧入される領域を第一圧入領域Ａ１とし、奥側溝２７ｄに先端部１６ｂが圧入される領域を第二圧入領域Ａ２とする。
また、凹部２７ｃには、根元部１６ａと先端部１６ｂの境界部分及びその近傍が挿入されるが、根元部１６ａと先端部１６ｂの厚さ方向の周囲には、図２（ｃ）に示されるように空隙からなる貯留槽Ｒが設けられる。

図４（ｂ）に示すように、圧入突起１６の高さをＬ１、根元部１６ａの高さをＬ１１、先端部１６ｂの高さをＬ１２とし、圧入溝２７の高さをＬ２、挿入側溝２７ｂの高さをＬ２１、凹部２７ｃの高さをＬ２２、奥側溝２７ｄの高さをＬ２３とする。なお、ここでは、便宜上、誘い込み２７ａもＬ２１に含めている。
以上を前提とすると、本実施形態の圧入構造体１の第一部材１０及び第二部材２０は、以下が成り立つように形成されている。こうすることで、圧入構造体１は、貯留槽Ｒを設ける高さ方向のスペースを生み出している。
なお、ここでいう高さとは、圧入突起１６を圧入溝２７に圧入をする際に圧入突起１６が変位する方向、つまり圧入方向の寸法をいう。
Ｌ１＝Ｌ２ （Ｌ１：圧入突起１６の高さ、Ｌ２：圧入溝２７の高さ）
Ｌ１１＞Ｌ２１ （Ｌ１１：根元部１６ａの高さ、Ｌ２１：挿入側溝２７ｂの高さ）
Ｌ１２＞Ｌ２３ （Ｌ１２：先端部１６ｂの高さ、Ｌ２３：奥側溝２７ｄの高さ）

［組み付け手順］
以下、第一部材１０と第二部材２０を組み付ける手順を説明する。
始めに、第一部材１０と第二部材２０を位置決めする。
位置決めは、ガイド条２３ａ，２３ｂとガイド溝１５ａ，１５ｂの位置が合うように、かつ、圧入突起１６と圧入溝２７の位置が合うようにする。

位置決めが済んだら、第二部材２０を第一部材１０に対して押し込む。そうすると、ガイド条２３ａ，２３ｂがそれぞれガイド溝１５ａ，１５ｂに挿入された状態で互いに案内しながら、第一部材１０と第二部材２０の組み付けが進む。
圧入突起１６と圧入溝２７の間では、誘い込み２７ａから挿入された圧入突起１６の先端部１６ｂは挿入側溝２７ｂを通過し、次いで、奥側溝２７ｄに到達して圧入が始まる。一方で、誘い込み２７ａから挿入された圧入突起１６の根元部１６ａは挿入側溝２７ｂに到達して圧入が始まる。
第二部材２０の第一部材１０に対する押し込みを、先端部１６ｂが奥側溝２７ｄの奥に突き当るまで継続すれば、第一部材１０と第二部材２０の組み付けが完了する。

組み付けの完了の過程において、先端部１６ｂと奥側溝２７ｄの圧入の開始及び完了のタイミングと根元部１６ａと挿入側溝２７ｂの圧入の開始及び完了のタイミングは、それぞれ、ほぼ一致する。根元部１６ａ及び先端部１６ｂの高さ、並びに、挿入側溝２７ｂ、凹部２７ｃ及び奥側溝２７ｄの高さは、このタイミングが実現できるように設定される。

［効 果］
次に、圧入構造体１による効果について説明する。
圧入構造体１は、図５（ａ）に示すように、貯留槽Ｒを隔てて第一圧入領域Ａ１と第二圧入領域Ａ２という二つの圧入領域を有する封止構造を備える。このように、間隔を隔てて二つの圧入領域を区分して設けることにより、流動材Ｐが、圧入突起１６と圧入溝２７の間を通って外部に漏れるのを確実に封止できる。
ここで、本実施形態を、第一圧入領域Ａ１と第二圧入領域Ａ２を、間隔を隔てることなく、連続的に設ける場合（比較例）と比べる。第一部材１０と第二部材２０は、樹脂を射出成形して作製されるものであり、高い寸法精度で圧入突起１６及び圧入溝２７を成形することが困難な場合がある。このことを前提に、第一圧入領域Ａ１と第二圧入領域Ａ２を連続的に設ける、つまり、圧入領域が長くなれば、高い寸法精度で圧入突起１６と圧入溝２７を成形するのが難しい。これに対して、本実施形態のように、間隔を隔てて第一圧入領域Ａ１と第二圧入領域Ａ２を設ければ、各々の寸法精度は高く、適切な圧入状態を得ることができるので、流動材Ｐが外部に漏れるのを確実に封止できる。

次に、圧入構造体１は、第一圧入領域Ａ１における根元部１６ａの厚さ及び挿入側溝２７ｂの溝幅より、第二圧入領域Ａ２における先端部１６ｂの厚さ及び凹部２７ｃの溝幅を小さくした、先細りの圧入構造を有している。これにより、根元部１６ａは挿入側溝２７ｂとだけ圧入の動作が行われ、先端部１６ｂは奥側溝２７ｄとだけ圧入の動作が行われる。特に、圧入溝２７に先に挿入される先端部１６ｂは挿入側溝２７ｂを単に通過するだけで、奥側溝２７ｄに到達して初めて圧入の動作が行われる。

仮に、先端部１６ｂを根元部１６ａと同じ厚さにしたとすれば、先端部１６ｂは挿入側溝２７ｂを通過する際に圧入の動作が行われるので、先端部１６ｂは挿入側溝２７ｂを通過する過程で、先端部１６ｂの外周面及び挿入側溝２７ｂを区画する壁面は、摩耗するなどの損傷を受けるおそれがある。そうすると、第一圧入領域Ａ１（根元部１６ａと挿入側溝２７ｂ）、及び、第二圧入領域Ａ２（先端部１６ｂと奥側溝２７ｄ）、の両者の圧入力が劣る、あるいは、不必要な隙間が生じるなど、の不健全な圧入構造が生じ得る。
これに対して、本実施形態は、先端部１６ｂは挿入側溝２７ｂを単に通過するだけであるから、先端部１６ｂが挿入側溝２７ｂを通過することによる不健全な圧入構造は生じ得ない。また、先端部１６ｂが挿入側溝２７ｂを通過する際には、第一部材１０を押し込む力が弱くて済むので、第一部材１０と第二部材２０を組み付けるのが容易である。

さらに、圧入構造体１は、二つの第一圧入領域Ａ１及び第二圧入領域Ａ２の間に貯留槽Ｒが設けられているので、仮に、第一圧入領域Ａ１を流動材が通過したとしても、図５（ｂ）に示すように、貯留槽Ｒに一定量の流動材Ｐを貯めることができる。流動材Ｐが第一圧入領域Ａ１を通過するのは毛細管現象によるものであり、通過する流動材Ｐの量は微小であるから、貯留槽Ｒに溜まっている間に、流動材Ｐが硬化してしまうことがあり、そうすると、硬化した流動材がそれ以降の流動材の第一圧入領域Ａ１の通過を封止する。

以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本実施形態における第一部材１０及び第二部材２０は本発明が適用される一例に過ぎず、収容領域３０のように流動性を有する材料を収容する収容領域を二つの部材の境界部分のいずれかに圧入構造を有する構造体に広く適用することができる。
ここで、収容領域３０に収容される充填材は、収容領域３０に収容された時点で流動性を有していれば足り、その後に流動性を失って硬化するものであってもよい。

また、本実施形態は、第一部材１０に圧入突起１６を設け、第二部材２０に圧入溝２７を設けたが、この逆、つまり第一部材１０に圧入溝を設け、第二部材２０に圧入突起を設けることができる。つまり、本発明は、圧入突起を第一部材及び第二部材のいずれか一方に設け、圧入溝を第一部材及び第二部材のいずれか他方に設ければよい。
また、本実施形態では、根元部１６ａと挿入側溝２７ｂ、及び、先端部１６ｂと奥側溝２７ｄの二箇所の圧入構造を設けたが、これは圧入構造の最小限を示すものであり三箇所以上の圧入構造を設けることもできる。

また、本発明の封止構造の典型的な用途は、電気コネクタを構成するコネクタハウジングである。この場合、第二部材２０が端子を保持するハウジング本体をなし、第一部材１０がハウジング本体に組み付けられてポッティング領域を構成するシャーシ（又はポッティングケース）をなし、このポッティング領域には、ポッティング領域に引き出される端子を防水するボッティング材が設けられる。

１ 圧入構造体
１０ 第一部材
１１ 前壁
１１ａ 左前壁
１１ｂ 右前壁
１１ｃ 連結壁
１２ 後壁
１３ 右壁
１４ 左壁
１５ａ，１５ｂ ガイド溝
１６ 圧入突起
１６ａ 根元部
１６ｂ 先端部
１８ 受容凹部
２０ 第二部材
２１ 本体
２３ａ，２３ｂ ガイド条
２５ 圧入壁
２７ 圧入溝
２７ａ 誘い込み
２７ｂ 挿入側溝
２７ｃ 凹部
２７ｄ 奥側溝
３０ 収容領域
Ａ１ 第一圧入領域
Ａ２ 第二圧入領域
Ｐ 流動材
Ｒ 貯留槽

Claims (3)

1. エラストマを除く樹脂材料製の第一部材と、前記第一部材と組み付けられるエラストマを除く樹脂材料製の第二部材と、を備え、前記第一部材と前記第二部材の境界部分に設けられる圧入による封止構造であって、
   前記封止構造は、
   前記第一部材及び前記第二部材のいずれか一方に設けられる圧入突起と、
   前記圧入突起が圧入される、前記第一部材及び前記第二部材のいずれか他方に設けられる圧入溝と、を備え、
   前記圧入突起は前記圧入溝に、前記圧入突起と前記圧入溝が圧入される向きに間隔を隔てる少なくとも第一圧入領域と第二圧入領域の二箇所において圧入され、
   前記第一部材と前記第二部材は、
   互いに組み付けられた状態で電気コネクタのコネクタハウジングを構成する、
   ことを特徴とする封止構造。
2. 前記第一圧入領域と前記第二圧入領域は、
   前記第一圧入領域が前記圧入突起の根元側に、前記第二圧入領域が前記圧入突起の先端側に、区分して設けられ、
   前記圧入突起は、
   前記第一圧入領域に対応する根元側より、前記第二圧入領域に対応する先端側の厚さが薄い、
   請求項１に記載の封止構造。
3. 前記第一圧入領域と前記第二圧入領域の間に、
   前記圧入突起と前記圧入溝の間に設けられる空隙からなる貯留槽が設けられる、
   請求項１又は請求項２に記載の封止構造。

Images