JP2012124992A - 電子機器、グロメット - Google Patents

Abstract

【課題】組立作業性に優れ、筐体の薄型化、軽量化の妨げとならず、製品の耐久性、信頼性を向上させることのできる電子機器、グロメットを提供することを目的とする。
【解決手段】グロメット５０は、シール部５１に一体形成されたラッチ部材５２により、筐体１１の開口部１４に係止される。このとき、ラッチ部材５２の弾性変形により、グロメット５０の挿入・固定が行えるため、ボルトやかしめ等の固定手段を用いる必要がない。
また、弾性変形可能なラッチ部材５２により、コネクタ３０と筐体カバー１３との、回路基板２０の表面に沿った方向における位置誤差を吸収する。さらに、グロメット５０のシール部５１のコネクタシール面５１ａが、コネクタ３０に対するグロメット５０の挿入方向に一定長Ｈを有し、グロメット５０とコネクタ３０の、グロメット５０の挿入方向における位置ズレを吸収する。
【選択図】図２

Description

本発明は、防水性が求められる電子機器およびそれに用いるグロメットに関する。

自動車の車載用部品等の防水性が求められる電子機器においては、電子部品を実装した回路基板を防水構造の筐体内に収容している。回路基板を外部の回路に接続するため、回路基板にコネクタを実装し、このコネクタの一部を筐体に形成した開口部から外部に露出させている。そして、相手側コネクタを、筐体から一部が外部に露出したコネクタに接続している。
このとき、コネクタと開口部との隙間における防水性を確保するため、コネクタと筐体の開口部との隙間に、ゴム製のグロメットを介在させる構成が従来から採用されている（例えば、特許文献１、２参照。）

特開２００９−９８４５号公報 特開２００７−１２８７１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、グロメットを筐体側に固定するために複数本のボルトを用いている。すると、ボルトの締結に手間が掛かり、組み立て作業性の面で向上の余地がある。また、ボルトを固定するためのネジ穴を形成するために筐体側の板厚をある程度以上厚くする必要があり、筐体側をアルミダイキャスト製とすることが前提となっている。したがって、筐体の製作コストが掛かるうえに、筐体の薄型化、軽量化の妨げにもなっている。

一方、特許文献２に記載の技術においては、グロメットを筐体側に固定するために、締め付け体を用いており、ボルトに比較すれば効率の向上が見込めるものの、締め付け体のかしめ作業に手間が掛かることには変わりがない。
さらに、グロメットの内周部に形成された凹部に、コネクタの外周部に形成された凸部をはめ合わせる必要があり、この点においても組み立て作業性に向上の余地がある。加えて、グロメットをコネクタに嵌め込む際にコネクタに作業者が力を加えると、筐体内の回路基板とコネクタとのはんだ付け部分や周囲の他の部品に力が作用し、はんだ付け部分や回路基板に実装された他の部品にダメージを与えてしまう可能性がある。
加えて、特許文献２に記載の技術においては、グロメットの蛇腹部分において、筐体とコネクタとの位置ずれを吸収する。このため、この蛇腹部分に、相手側コネクタおよび配線の重量や振動による負荷が加わり、グロメットを形成するゴム材料の劣化が進行しやすく、耐久性の面で向上の余地がある。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、組立作業性に優れ、筐体の薄型化、軽量化の妨げとならず、製品の耐久性、信頼性を向上させることのできる電子機器、グロメットを提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明の電子機器は、回路基板と、回路基板上に実装されたコネクタと、回路基板を内部に収容するとともに、コネクタの一部を外部に露出させる開口部を有した筐体と、コネクタと筐体の開口部との隙間の防水性を確保するため、隙間に装着されたグロメットと、を備え、グロメットは、コネクタの外周面および筐体の開口部の周囲の表面に突き当たる環状のシール部と、開口部とコネクタとの隙間に挿入され、シール部を筐体の開口部に係止させるラッチ部と、を有し、ラッチ部は、開口部とコネクタとを結ぶ方向に弾性変形可能であることを特徴とする。
このような弾性変形可能なラッチ部によりシール部を筐体の開口部に係止することで、グロメットを固定するためにネジやかしめ等を用いる必要がない。
また、ラッチ部の弾性変形により、筐体の開口部とコネクタの外周面との隙間の寸法のばらつきを容易に吸収できる。

ラッチ部はいかなる形状としてもよいが、例えば、開口部とコネクタとの隙間に対する挿入方向前方から後方に向けて、シール部から開口部とコネクタとを結ぶ方向に離間するよう形成された片持ちビーム状とするのが好ましい。
さらに、ビーム状のラッチ部は、先端部が筐体の開口部に突き当たって係止されるのが好ましい。

このようなラッチ部は、シール部の周方向の複数個所に設けるのが好ましい。

また、シール部は、コネクタの外周面に対して突き当たる接触面を有し、接触面は、開口部とコネクタとの隙間に対するグロメットの挿入方向に沿って一定長を有するようにするのが好ましい。
これにより、コネクタと筐体とに、グロメットの挿入方向に沿った相対位置誤差があっても、コネクタとグロメットとの間のシール性を確保できる。

また、本発明は、内周側の第一の部材と外周側の第二の部材との間に装着されることで第一の部材と第二の部材との間におけるシール性を発揮するグロメットであって、環状のシール部と、シール部に一体に形成され、シール部を第二の部材に係止させるラッチ部と、を有し、ラッチ部は、シール部の径方向に弾性変形可能なビーム状のラッチ部を有することを特徴とするグロメットとすることもできる。

本発明によれば、弾性変形可能なラッチ部によりシール部を筐体の開口部に係止することで、グロメットを固定するためにネジやかしめ等を用いる必要がない。したがって、組立作業性を向上させることができる。また、筐体にネジやかしめに対する強度を確保する必要がなくなることから、筐体の薄型化が図れ、軽量化を図ることもできる。
また、ラッチ部の弾性変形により、筐体の開口部とコネクタの外周面との隙間の寸法のばらつきを容易に吸収できる。これにより各部に過度な力が加わることもなく、製品の耐久性、信頼性を向上させることができる。

本実施の形態における電子機器の外観を示す斜視図である。 （ａ）は電子機器の断面図、（ｂ）はグロメットを装着した部分の拡大断面図である。 コネクタを示す斜視図である。 グロメットを示す図であり、（ａ）はグロメットを、筐体外側に面する側から見た斜視図、（ｂ）はグロメットを筐体内側に面する面から見た斜視図である。 電子機器の組み立て工程を示す図であり、筐体に、コネクタを実装した回路基板を備えた状態を示す断面図である。 同、（ａ）はグロメットを挿入しようとしている状態の断面図、（ｂ）はグロメットを挿入した状態の断面図である。 グロメットを挿入するときのラッチ部材の変形の様子を示す断面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１、図２は、本実施の形態における電子機器１０の構成を説明するための図である。
図１、図２に示すように、電子機器１０は、筐体（第二の部材）１１内に、回路基板２０が内蔵され、回路基板２０に実装されたコネクタ（第一の部材）３０の一部が筐体１１の外部に露出した構成を有している。

図２（ａ）に示すように、筐体１１は、筐体ベース１２と、筐体カバー１３とからなり、筐体ベース１２と筐体カバー１３の外周部同士を互いに突合せて組み付けることで、内部に回路基板２０を収容する空間を有している。

図２（ｂ）に示すように、筐体カバー１３には、コネクタ３０を挿通させるための開口部１４が形成されている。開口部１４の周縁部には、筐体カバー１３の外表面１３ａに直交する方向に延びるよう折り曲げ形成されたフランジ部１５が設けられている。

図２（ａ）に示したように、回路基板２０は、筐体ベース１２の内部空間側に設けられた複数本のボス１６上に支持されるとともに、ビス１７等の固定手段によりボス１６に締結されて固定されている。

図２（ａ）、図３に示すように、コネクタ３０は、ハウジング３１と、ハウジング３１に保持された複数本のコンタクト３２とから構成されている。

ハウジング３１には、複数本のコンタクト３２が圧入されるプレート状の端子保持部３３が形成されている。この端子保持部３３は、その外周側面３３ａが、帯状に連続し、回路基板２０の表面に直交するよう形成されている。
端子保持部３３に圧入された各コンタクト３２は、その基端部３２ａが回路基板２０に形成されたスルーホールを貫通するよう設けられている。そして、コンタクト３２の基端部３２ａは、回路基板２０のスルーホールの周囲の配線パターンにハンダ付け等により電気的に接続されている。なお、本実施形態において、コンタクト３２は、回路基板２０の表面に直交する方向に延びるストレート形状とされている。

図３に示すように、端子保持部３３の一面側には、ハウジング３１を回路基板２０上に支持するための複数本の脚部３４が形成されている。各脚部３４には、貫通孔３４ａが形成されており、この貫通孔３４ａに前記のビス１７を挿通させることで、脚部３４をボス１６に回路基板２０とともに固定している。
また、これら脚部３４間には、コンタクト３２を所定の位置に整列させるための端子整列板３５が設けられている。端子整列板３５には複数の貫通孔３５ａが形成されており、各貫通孔３５ａにコンタクト３２を挿通させて、コンタクト３２の基端部３２ａを所定の位置精度で位置決めする。

図２に示したように、端子保持部３３の他面側には、コンタクト３２を取り囲むように、筒状のフード部３６が形成されている。本実施形態において、フード部３６は二つ形成されているが、その数については何ら限定する意図はない。

このようにして回路基板２０上に実装されたコネクタ３０は、フード部３６を筐体カバー１３の開口部１４から外方に突出させて設けられている。ここで、コネクタ３０の端子保持部３３の外周側面３３ａが、開口部１４のフランジ部１５に、クリアランスを隔てて対向するようになっている。

筐体カバー１３の開口部１４とコネクタ３０の端子保持部３３の外周側面３３ａとの間には、防水性を確保するためのグロメット５０が設けられている。
図２、図４に示すように、グロメット５０は、コネクタ３０の端子保持部３３の外周形状に合わせて形成された環状のシール部５１と、シール部５１を筐体カバー１３の開口部１４に係止するラッチ部材５２とから形成されている。

シール部５１は、柔軟性を有したゴム系材料から形成されている。シール部５１は、その内周側に、コネクタ３０の端子保持部３３の外周側面３３ａに突き当たるコネクタシール面（接触面）５１ａを有している。このコネクタシール面５１ａは、周方向に連続する凹凸形状を有するとともに、回路基板２０に対向する側の先端に行くにしたがい、その内径が漸次拡大するテーパ形状とされている。
また、コネクタシール面５１ａは、コネクタ３０に対するグロメット５０の挿入方向、すなわち回路基板２０の表面に直交する方向に一定長Ｈを有している。これにより、グロメット５０とコネクタ３０は、グロメット５０の挿入方向（図２（ｂ）中矢印方向）において、一定長Ｈの範囲内であればその相対位置のズレを許容し、コネクタ３０の端子保持部３３とグロメット５０との間でのシール性が維持されるようになっている。

また、シール部５１は、その外周部に、筐体カバー１３の外表面１３ａに接触するシールリップ５１ｂを有している。シールリップ５１ｂは、外周側に行くに従い筐体カバー１３の外表面１３ａに接近するよう傾斜して形成されるとともに、外周側の先端に従い薄くなるよう形成されている。これにより、筐体カバー１３に対するグロメット５０の挿入方向への位置がずれても、筐体カバー１３の外表面１３ａに確実に接触する。

また、グロメット５０は、筐体カバー１３の開口部１４と、コネクタ３０との間の隙間に挿入される筒状のスリーブ部５３を有している。

ラッチ部材５２は、スリーブ部５３の外周面に一体に形成されている。本実施形態においては、ラッチ部材５２は、スリーブ部５３の周方向４か所に設けられているが、その位置、設置数は限定するものではない。
ラッチ部材５２は、スリーブ部５３において、挿入方向先端側（回路基板２０に対向する側）の端部から略Ｊ字状に折り返され、回路基板２０から離間する側に斜めに延びるビーム状とされている。ラッチ部材５２の先端部には、段部５２ａが形成されている。
このようなラッチ部材５２およびスリーブ部５３は、シール部５１よりも高い剛性および弾性を有した材料、例えば樹脂材料により形成されている。これらラッチ部材５２およびスリーブ部５３、二色成形によりシール部５１と一体に形成されている。

このような電子機器１０を組み立てるには、まず、図５に示すように、筐体ベース１２内のボス１６上に、回路基板２０と、コネクタ３０をセットし、ビス１７でこれら回路基板２０およびコネクタ３０をボス１６に固定する。
そして、筐体カバー１３を、開口部１４にコネクタ３０のフード部３６を通すようにして、筐体ベース１２に被せる。そして、ボルト等の接合手段により、筐体カバー１３と筐体ベース１２の外周部を接合することで、筐体１１を構成する。
この状態で、コネクタ３０は、フード部３６が筐体カバー１３の開口部１４から外部に突出し、端子保持部３３の外周側面３３ａが、開口部１４のフランジ部１５にクリアランスを隔てて対向している。このとき、各部品の成形誤差、組み付け誤差等により、端子保持部３３の外周側面３３ａと開口部１４のフランジ部１５との間のクリアランスは、端子保持部３３の周方向において不均一であることがある。また、端子保持部３３の外周側面３３ａと筐体カバー１３の外表面１３ａとの、回路基板２０の表面に直交する方向における位置関係も、同様の理由により、誤差が生じ得る。

次いで、図６（ａ）、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、端子保持部３３の外周側面３３ａと開口部１４のフランジ部１５との隙間に、グロメット５０を挿入する。このとき、グロメット５０は、スリーブ部５３の先端部におけるラッチ部材５２の折り返し部分から隙間に挿入される。ラッチ部材５２は、折り返し部分から先端部に行くに従い、スリーブ部５３から徐々に離間するので、つまりスリーブ部５３の先端部が最も狭くなっている。したがって、グロメット５０を端子保持部３３の外周側面３３ａと開口部１４のフランジ部１５との隙間に容易に挿入できる。
そして、グロメット５０を挿入にするに従い、スリーブ部５３から徐々に離間するラッチ部材５２が、開口部１４のフランジ部１５に接触する。このとき、ラッチ部材５２は、先端部側がスリーブ部５３に接近する側（シール部５１の内周側）に弾性変形する。これにより、端子保持部３３の外周側面３３ａと開口部１４のフランジ部１５との間のクリアランスのばらつきを吸収することができる。

さらに、図６（ｂ）、図７（ｃ）に示すように、グロメット５０を挿入し、ラッチ部材５２は先端部側がスリーブ部５３から離間する側（シール部５１の外周側）に復元変形し、図７（ｄ）に示すように、ラッチ部材５２の先端部に形成された段部５２ａが開口部１４に係合することで、これによって、グロメット５０が開口部１４に係合される。
この状態で、グロメット５０のシール部５１のコネクタシール面５１ａは、コネクタ３０の端子保持部３３の外周側面３３ａに突き当たっている。このとき、コネクタシール面５１ａは、コネクタ３０に対するグロメット５０の挿入方向に一定長Ｈを有しているため、グロメット５０とコネクタ３０は、グロメット５０の挿入方向において、一定長Ｈの範囲内であればその相対位置のズレを許容し、コネクタ３０の端子保持部３３とグロメット５０との間でのシール性が維持されている。
また、この状態で、シール部５１のシールリップ５１ｂは、筐体カバー１３の外表面１３ａに押し付けられて弾性変形した状態で確実に接触し、グロメットと筐体カバー１３の外表面１３ａとの間でのシール性を確保している。

上述したように、グロメット５０は、シール部５１に一体形成されたラッチ部材５２により、筐体１１の開口部１４に係止される。このとき、ラッチ部材５２の弾性変形により、グロメット５０の挿入・固定が行えるため、ボルトやかしめ等の固定手段を用いる必要がなく、ワンタッチでグロメット５０の装着作業が完了する。これにより、組立作業性が向上する。さらに、筐体カバー１３も、ボルト等を用いることなく、ラッチ部材５２のラッチ部材５２の先端部に形成された段部５２ａを係合させるのみでよいので、薄肉化を図ることが可能となり、電子機器１０の薄型化、軽量化に寄与することができる。また、グロメット５０を装着する際に、コネクタ３０や回路基板２０に大きな力が作用することもなく、製品の信頼性を損なうこともない。
また、弾性変形可能なラッチ部材５２により、コネクタ３０と筐体カバー１３との、回路基板２０の表面に沿った方向における位置誤差を吸収することができる。さらに、グロメット５０のシール部５１のコネクタシール面５１ａが、コネクタ３０に対するグロメット５０の挿入方向に一定長Ｈを有しており、グロメット５０とコネクタ３０の、グロメット５０の挿入方向における位置ズレを吸収することができる。これにより、グロメット５０によるコネクタ３０と筐体カバー１３との間における位置誤差を吸収して、シール性を確実に確保することができる。しかも、相手側コネクタおよび配線の重量や振動による負荷も特に生じないため、グロメット５０を形成するゴム材料の劣化を抑え、耐久性を向上させることもできる。

なお、上記実施の形態では、コネクタ３０のコンタクト３２が、回路基板２０の表面に直交する方向に延び、コネクタ３０に対して相手側コネクタが、回路基板２０の表面に直交する方向から挿入される構成としたが、これに限るものではない。コンタクト３２を略Ｌ字状とし、コネクタ３０に対して相手側コネクタが、回路基板２０の表面に平行な方向から挿入される構成とすることもできる。
また、筐体１１の形状や構成も、上記したものに限らず、適宜他の構成とすることもできる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の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することが可能である。

１０…電子機器、１１…筐体（第二の部材）、１４…開口部、２０…回路基板、３０…コネクタ（第一の部材）、３１…ハウジング、３２…コンタクト、３３…端子保持部、３３ａ…外周側面、５０…グロメット、５１…シール部、５１ａ…コネクタシール面（接触面）、５１ｂ…シールリップ、５２…ラッチ部材、５２ａ…段部、５３…スリーブ部

Claims (6)

1. 回路基板と、
   前記回路基板上に実装されたコネクタと、
   前記回路基板を内部に収容するとともに、前記コネクタの一部を外部に露出させる開口部を有した筐体と、
   前記コネクタと前記筐体の前記開口部との隙間の防水性を確保するため、前記隙間に装着されたグロメットと、を備え、
   前記グロメットは、前記コネクタの外周面および前記筐体の前記開口部の周囲の表面に突き当たる環状のシール部と、
   前記開口部と前記コネクタとの隙間に挿入され、前記シール部を前記筐体の前記開口部に係止させるラッチ部と、を有し、
   前記ラッチ部は、前記開口部と前記コネクタとを結ぶ方向に弾性変形可能とされていることを特徴とする電子機器。
2. 前記ラッチ部は、前記開口部と前記コネクタとの隙間に対する挿入方向前方から後方に向けて、前記シール部から前記開口部と前記コネクタとを結ぶ方向に離間するよう形成された片持ちビーム状であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記ラッチ部は、先端部が前記筐体の前記開口部に突き当たって係止されることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記ラッチ部は、前記シール部の周方向の複数個所に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器。
5. 前記シール部は、前記コネクタの外周面に対して突き当たる接触面を有し、前記接触面は、前記開口部と前記コネクタとの隙間に対する前記グロメットの挿入方向に沿って一定長を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器。
6. 内周側の第一の部材と外周側の第二の部材との間に装着されることで前記第一の部材と前記第二の部材との間におけるシール性を発揮するグロメットであって、
   環状のシール部と、
   前記シール部に一体に形成され、前記シール部を前記第二の部材に係止させるラッチ部と、を有し、
   前記ラッチ部は、前記シール部の径方向に弾性変形可能なビーム状であることを特徴とするグロメット。

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