JP6774037B2

JP6774037B2 - 防水型コネクタ

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Publication number: JP6774037B2
Application number: JP2018191058A
Authority: JP
Inventors: 裕己小山; 浅井　清; 浅井　　清; 俊彦加藤
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2038-10-09
Also published as: TWI762783B; US10714867B2; TW202015294A; JP2020061254A; US20200112120A1; CN111029847B; CN111029847A

Description

本発明は、防水仕様の電子機器に使用されるコネクタであって、水深の深い位置でも対応可能な防水性コネクタに関する。

近年、スマートフォン等の携帯通信端末や腕時計型端末等の電子機器には、防水仕様のものが広く用いられており、このような防水仕様の電子機器には、充電器やその他の機器との接続用に防水型コネクタが備えられている（例えば、特許文献１を参照）。

この防水型コネクタは、電子機器の基板等と接続される接続用の端子と、端子を保持するコネクタ本体とを備え、このコネクタ本体が電子機器の筐体を形成するケース内に収容されるとともに、コネクタ本体の外周に嵌合されたパッキン等のシール材によってケースとコネクタ本体との間の隙間が止水される構造になっている。

特許第５１５５４９２号公報

しかしながら、上述の如き従来の技術では、コネクタを備えた電子機器が水深の深い位置まで沈降し、高い水圧が作用する状況に至った場合、水圧によってコネクタ本体が押圧され、ケースとシール材との間に隙間が生じる方向にコネクタ本体が移動することによってケース内部に浸水する懸念があった。

また、このような防水型コネクタでは、高い防水性が要求される場合、複数のシール材が必要であったり、シール材の圧縮量を多くしたりするなどの対策が必要となり、その分、コネクタの大型化や組込み時の作業性が低下する等の課題があった。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、高い水圧に対しても高い防水性を維持することができる防水性コネクタの提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、接続端子がハウジングに保持されてなるコネクタ本体と、該コネクタ本体が収容される凹穴状のコネクタ収容部を有するケースと、前記ハウジングの外周部に固定され、前記ハウジングとケースとの間を止水するシール材とを備えた防水型コネクタにおいて、前記シール材は、前記コネクタ収容部の内周面に当接する周側当接部と、前記コネクタ収容部の奥壁部に当接する奥側当接部とを備え、前記ハウジングには、前記奥側当接部の背面部を支持するシール材支持面が形成されていることにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記奥側当接部は、断面凸形状の複数の接触凸部と、該接触凸部間に形成された溝状の変形吸収部とを備えていることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記接続端子は、大径部と軸方向に連続した小径部を有する有段ピン状に形成され、前記ハウジングに前面側より挿入され、前記小径部は、前記ハウジングの端面より突出し、前記奥壁部又は該奥壁部の背面側に支持された支持板部に形成された挿通孔に貫通され、先端に固定された抜け止め部材によって前記挿通孔の開口縁部に係止され、前記コネクタ本体が前記抜け止め部材によって前記ケースに抜け止めされていることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１〜３の何れか一の構成に加え、前記シール材は、液状シリコーンゴム材によって前記ハウジングと一体に成形されていることにある。

本発明に係る防水型コネクタは、請求項１に記載の構成を具備することによって、コネクタ収容部の内周面及び奥壁部にシール材が当接することで、高い防水性を発揮し、コネクタを備えた電子機器が水深の深い位置まで沈降し、そのケースに高い水圧が作用する状況に至った場合、シール材がさらに圧縮されることで高い防水性を維持することができる。

また、本発明において、請求項２に記載の構成を具備することによって、接触凸部間に形成された溝状の変形吸収部が接触凸部の変形代となって圧縮方向の変形を許容できる。

さらに、本発明において、請求項３に記載の構成を具備することによって、シール材がさらに圧縮される方向への若干のスラスト量が確保され、コネクタ本体に水圧が作用した際に、シール材が圧縮される方向に接触端子がハウジングを押圧し、高い防水性を発揮することができる。

更にまた、本発明において、請求項４に記載の構成を具備することによって、形状の自由度が増すとともに、組込み作業が容易となり、コネクタの小型化を図ることができる。

本発明に係る防水型コネクタの使用態様の一例を示す斜視図であって、（ａ）は開口側から見た図、（ｂ）はその裏側から見た図である。同上の断面図である。同上の分解斜視図である。同上の分解断面図である。図1中のコネクタ本体を示す斜視図であって、（ａ）は開口側から見た図、（ｂ）はその裏側から見た図である。図５中のシール材を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は同止水材の断面図、（ｄ）は同部分拡大断面図である。

次に、本発明に係る防水型コネクタの実施態様を図１〜図６に示した実施例に基づいて説明する。図中符号１は、防水型コネクタである。

防水型コネクタ１は、接続端子２，２…がハウジング３に保持されてなるコネクタ本体４と、コネクタ本体４が収容される凹穴状のコネクタ収容部５を有するケース６と、ハウジング３の外周部に固定されたシール材７とを備え、シール材７によってハウジング３とケース６との間が止水されるようになっている。

ケース６は、前面側に開口した凹状のコネクタ収容部５を備え、コネクタ収容部５の前面側よりコネクタ本体４が挿入されるようになっている。

コネクタ収容部５は、内周面５１の奥側に奥壁部５２が形成され、奥壁部５２によってコネクタ収容部５内部とケース内部６１とが隔てられ、開口側より挿入されたコネクタ本体４が奥壁部５２側に向けて挿入され、奥壁部５２に当て止めされるようになっている。

奥壁部５２は、中央部にハウジング３の一部が挿入されるハウジング挿通孔５３を備え、その背面側、即ち、ハウジング挿通孔５３のケース内部６１側の開口縁部に板状の支持板部５４が固定されている。

支持板部５４は、間隔をおいて複数の挿通孔５５，５５…を備え、各挿通孔５５，５５…に後述する接続端子２，２…の小径部２２が貫通され、小径部２２の先端に固定された抜け止め部材２５が挿通孔５５，５５…の開口縁部に係止されることによって、コネクタ本体４がケース６に抜け止めされている。

コネクタ本体４は、樹脂製のハウジング３と、ハウジング３に収容されるピン状の接続端子２，２…と、ハウジング３の外周部に固定されたシール材７とを備えている。

接続端子２は、導電性金属材によって形成され、円柱状の大径部２１と、大径部２１と軸方向に連続した小径部２２とを備え、大径部２１と小径部２２との境界に段部を有する有段ピン状を成している。

大径部２１は、周方向に連続した複数のシール用溝２３，２３を外周部に備え、各シール用溝２３，２３にＯリング等の端子用シール材２４が嵌合されている。

小径部２２は、大径部２１より小径の円柱状に形成され、大径部２１と同軸配置に軸方向で連続している。

この小径部２２には、先端部にｅリング等の抜け止め部材２５が係合されるようになっている。

ハウジング３は、絶縁性樹脂材によって形成され、前面側に開口し、接続端子２，２…が挿入される端子挿入部３１，３１…を有する本体部３２と、本体部３２の外周部に張り出したフランジ部３３とを備えている。

端子挿入部３１，３１…は、本体部３２の一端側（前面側）に開口した円形穴状に形成され、後端側に接続端子２，２…の小径部２２が貫通する貫通孔３４を備え、貫通孔３４を通して本体部３２の後端側から小径部２２の先端が突出するようになっている。

フランジ部３３は、コネクタ収容部５の内周面に合わせて本体部３２の外周より鍔状に張り出した形状に形成され、外周面がコネクタ収容部５の内周側に若干の隙間をおいて嵌め込まれるようになっている。

また、フランジ部３３には、その背面側外周部にシール材７が固定されるシール材保持部３５を備え、シール材保持部３５に固定されたシール材７がコネクタ収容部５の内周面及び奥壁部５２に当接するようになっている。

シール材保持部３５は、周方向に連続する段部３６を備え、段部３６の背面が後述するシール材７の奥側当接部７２の背面部を支持する奥側のシール材支持面３６ａを形成し、段部３６の側面がシール材７の周側当接部７１を支持するシール材支持面３６ｂを形成している。

シール材７は、コネクタ収容部５の内周面５１に当接する周側当接部７１と、コネクタ収容部５の奥壁部５２に当接する奥側当接部７２とを備え、周側当接部７１と奥側当接部７２とが互いにＬ字状配置された断面がフランジ部３３の全周に亘って連続した環状を成している。

奥側当接部７２は、フランジ部側に平坦な支持面７２ａを有するとともに、奥壁部５２側に断面凸形状の複数（本実施例は一対）の接触凸部７２ｂ，７２ｂと、接触凸部７２ｂ，７２ｂ間に形成された溝状の変形吸収部７２ｃとを備え、断面波形状を成している。

周側当接部７１は、内側に平坦な支持面７１ａを有するとともに、外側に断面凸形状の複数（本実施例は一対）の接触凸部７１ｂ，７１ｂと、接触凸部７１ｂ，７１ｂ間に形成された溝状の変形吸収部７１ｃとを備え、断面波形状を成している。

このシール材７は、液状シリコーンゴム材によってハウジング３と一体的に成形され、小型のものであっても、奥側当接部７２及び周側当接部７１を断面凸形状の複数（本実施例は一対）の接触凸部７２ｂ，７２ｂ（７１ｂ，７１ｂ）と、接触凸部間７２ｂ，７２ｂ（７１ｂ，７１ｂ）に形成された溝状の変形吸収部７２ｃ（７１ｃ）とを備えた断面波形状に形成できるようになっている。

この防水型コネクタ１は、ハウジング３の端子挿入部３１，３１…に各接続端子２，２…を挿入することによって、大径部２１が端子挿入部３１に嵌合されるとともに、小径部２２がハウジング３の端部より突出した状態に組み込まれる。

また、大径部２１の外周と端子挿入部３１，３１…の内周面との間には、端子用シール材２４が介在され、ハウジング３と接続端子２，２…間の止水がされる。

そして、この防水型コネクタ１は、開口側よりコネクタ本体４をコネクタ収容部５に挿入し、ハウジング３のフランジ部３３が奥壁部５２に当接する位置まで挿し込まれると、各接続端子２，２…の小径部２２が支持板部５４の挿通孔５５，５５…を貫通するので、そこにｅリング等の抜け止め部材２５を固定することによって、抜け止め部材２５によって小径部２２が挿通孔５５，５５…の開口縁部に係止され、コネクタ本体４を構成するハウジング３及び各接続端子２，２…がケース６の奥壁部５２に対し、若干のスラスト量を許容する状態で抜け止めされる。

この状態では、シール材７の周側当接部７１がコネクタ収容部５の内周面に圧縮された状態で当接し、奥側当接部７２がコネクタ収容部５の奥壁部５２に圧縮された状態で当接し、コネクタ本体４とケース６との間が止水された状態となる。

このように構成された防水型コネクタ１は、通常の状態においてもシール材７の周側当接部７１がコネクタ収容部５の内周面に当接し、奥側当接部７２がコネクタ収容部５の奥壁部５２に当接した状態にあるので止水された状態となっている。

一方、この防水型コネクタ１は、電子機器が水深の深い位置まで沈降し、高い水圧が作用する状況に至った場合、水圧によってハウジング３がケース６の奥側に押圧され、奥側当接部７２の背面部がシール材支持面３６ａに支持された状態で圧縮される。

その際、シール材７は、奥側当接部７２及び周側当接部７１が断面凸形状の複数（本実施例は一対）の接触凸部７２ｂ，７２ｂ（７１ｂ，７１ｂ）と、接触凸部７２ｂ，７２ｂ（７１ｂ，７１ｂ）間に形成された溝状の変形吸収部７２ｃ（７１ｃ）とを備えた断面波形状であることによって、変形吸収部７２ｃ（７１ｃ）を変形代として接触凸部７２ｂ，７２ｂ（７１ｂ，７１ｂ）が好適に弾性変形することができ、高い止水性を発揮する。

また、この防水型コネクタ１は、接続端子２，２…が有段ピン状に形成されているので、高い水圧が作用する状況に至った場合、水圧が接続端子２，２…を奥側に向けて押圧し、大径部２１がハウジング３を押圧することによって、シール材７の奥側当接部７２が奥壁部５２側に押し付けられ、シール材７がさらに圧縮されるようになっている。

尚、上述の実施例では、止水材を液状シリコーンゴム材によってハウジング３と一体的に成形する場合について説明したが、止水材をゴム材等の弾性部材によってハウジング３と別体に構成し、ハウジング３に組み込むようにしてもよい。

また、ケース６の態様は、上述の実施例に限定されず、使用する電子機器の筐体等に合わせて自由な形状とすることができる。

さらに、上述の実施例では、奥壁部５２と支持板部５４とを別体に備えた例について説明したが、支持板部５４を奥壁部５２と一体に形成してもよい。

１防水型コネクタ
２接続端子
２１大径部
２２小径部
２３シール用溝
２４端子用シール材
２５抜け止め部材
３ハウジング
３１端子挿入部
３２本体部
３３フランジ部
３４貫通孔
３５シール材保持部
３６段部
４コネクタ本体
５コネクタ収容部
５１内周面
５２奥壁部
５３ハウジング挿通孔
５４支持板部
５５挿通孔
６ケース
６１ケース内部
７シール材
７１周側当接部
７２奥側当接部

Claims

接続端子がハウジングに保持されてなるコネクタ本体と、該コネクタ本体が収容される凹穴状のコネクタ収容部を有するケースと、前記ハウジングの外周部に固定され、前記ハウジングとケースとの間を止水するシール材とを備えた防水型コネクタにおいて、
前記シール材は、前記コネクタ収容部の内周面に当接する周側当接部と、前記コネクタ収容部の奥壁部に当接する奥側当接部とを備え、
前記ハウジングには、前記奥側当接部の背面部を支持するシール材支持面が形成されていることを特徴とする防水型コネクタ。
前記奥側当接部は、断面凸形状の複数の接触凸部と、該接触凸部間に形成された溝状の変形吸収部とを備えている請求項１に記載の防水型コネクタ。
前記接続端子は、大径部と軸方向に連続した小径部を有する有段ピン状に形成され、前記ハウジングに前面側より挿入され、
前記小径部は、前記ハウジングの端面より突出し、前記奥壁部又は該奥壁部の背面側に支持された支持板部に形成された挿通孔に貫通され、先端に固定された抜け止め部材によって前記挿通孔の開口縁部に係止され、
前記コネクタ本体が前記抜け止め部材によって前記ケースに抜け止めされている請求項1又は２に記載の防水型コネクタ。
前記シール材は、液状シリコーンゴム材によって前記ハウジングと一体に成形されている請求項１〜３の何れか一に記載の防水型コネクタ。