JP6539604B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、防水機能を備えるコネクタに関する。

防水機能を備える電子機器モジュールとして例えば特許文献１がある。特許文献１の電子機器モジュールはグラウンドシェル１０を備える。グラウンドシェル１０は、平板部８３と、平板部の外縁から機器内部方向に向かって立ち上げられた接触片８４と、平板部８３の中央に突出して設けられた筒状の接触体８５を含む構成である。特許文献１の電子機器モジュールは、上述したようなハット形状（平板部８３をハットのつば、接触体８５をハットの山の部分と捉える）のグラウンドシェル１０を備えることにより、防水性と、強固なグラウンド接続を両立している。

特許第５０６５９９２号公報

特許文献１に開示されたグラウンドシェル１０は、その形状が複雑であるため、ダイキャスト成形、あるいは旋盤加工による成形（いわゆる挽きモノ）などで作成するのが一般的であるものの、このような特殊な加工を要する部品が存在することにより、コネクタのコストが増大する可能性がある。

そこで本発明では、安価なプレス部品を用いて良好なシールド特性を実現するコネクタを提供することを目的とする。

本発明のコネクタは、シェルと、グラウンドプレートと、爪を含む。シェルは、筒形状であって、胴部と脚部とを含み、胴部が相手方コネクタのシェルと接続される。グラウンドプレートは、導体板である。爪は、グラウンドプレートの一部がコネクタ接続方向に立ち上げられて先端が短冊形状をなし、その先端がシェルの脚部を支持する構造を有する。

本発明のコネクタによれば、安価なプレス部品を用いて良好なシールド特性を実現することができる。

実施例１のコネクタの分解斜視図。 シェルの斜視図。 シェルとケースの組み立てを説明する斜視図。 グラウンドプレートの斜視図。 グラウンドプレートとケースの組み立てを説明する斜視図。 シェルとグラウンドプレートの接続を説明する斜視図。 ケースの窪みへの樹脂充填について説明する断面斜視図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

以下、図１を参照して実施例１のコネクタについて説明する。図１は、本実施例のコネクタ１の分解斜視図である。図１に示すように、本実施例のコネクタ１は、導体材料かつ矢じり形状（楔形状）の信号端子１１（計４つ）と、導体材料かつ略角筒形状のシェル１２と、板状のベース部１３４とベース部１３４から突出して相手方コネクタと嵌合する機能を有する嵌合部１３６を含むケース１３と、四角形の導体板であるグラウンドプレート１４と、導体材料かつ四角形状であるシールドケース１５と、四角形の板である基板１６と、ねじ１７を含む構成である。

ベース部１３４の一方の面（嵌合部１３６が形成される面、表面ともいう）には、信号端子１１、シェル１２が接続される。ベース部１３４の他方の面（裏面ともいう）には、ベース部１３４に近いものから順に、グラウンドプレート１４、シールドケース１５、基板１６が、ねじ１７により接続、固定される。

以下、ケース１３のベース部１３４を境界としてシェル１２側の空間を機器外部、グラウンドプレート１４側の空間を機器内部という。この定義を利用して、機器の外部から内部に向かう方向を内方向、あるいは内向きと定義する。同様に機器の内部から外部に向かう方向を外方向、あるいは外向きと定義する。なお、外方向はコネクタ接続方向、内方向はコネクタ引き抜き方向と表現する場合もある。

ケース１３は絶縁材料で形成される。例えばケース１３は樹脂製とすることができる。ケース１３のベース部１３４には、信号端子１１を機器外部から機器内部に挿通可能なホール１３１が設けられる。図１の例では、信号端子１１は合計４つであるため、ホール１３１も４つ設けられる。なお信号端子１１の数は任意である。ケース１３のベース部１３４には、シェル１２の脚部（詳細は後述）を機器外部から機器内部に挿通可能なスリット１３３が設けられる。詳細は後述するがシェル１２には、４本の脚部が設けられているためスリット１３３も４つ設けられる。なおシェル１２の脚部の数は任意である。

グラウンドプレート１４は、金属製の四角形のプレート（板）であって、その中央に信号端子１１挿通用の開口部１４１を含む。グラウンドプレート１４は、ケース１３のベース部１３４の内方向の面（裏面）に接続される（詳細は後述）。グラウンドプレート１４の四隅には、ねじ１７挿通用のねじ穴１４２が設けられている。

シールドケース１５は、その中央に信号端子１１挿通用の開口部１５１を含む。シールドケース１５の四隅には、ねじ１７挿通用のねじ穴１５２が設けられている。シールドケース１５の各辺は、いずれも内方向に折り曲げられ、四角形状をなしている。シールドケース１５内には、図示しないカメラモジュールなどを組み込むことができる。カメラモジュールは基板１６に実装され、シールドケース１５に覆われているが、ここではカメラモジュールの表示などを省略し、構造の一部のみを表示した。

基板１６はその中央に、信号端子１１挿通用の孔１６１と、シェル１２の脚部の先端を挿通するための長孔１６３を含む。また基板１６の四隅には、ねじ１７挿通用のねじ穴１６２が設けられている。

グラウンドプレート１４、シールドケース１５、基板１６は重ねあわされて、ねじ１７により、ケース１３の裏面に固定される。上述のように、グラウンドプレート１４、シールドケース１５、基板１６をねじ１７により固定することで、シールド効果を高めることができる。なおシールドケース１５は必須の構成ではなく、適宜省略可能である。シールドケース１５を省略した場合、グラウンドプレート１４と基板１６を直接接触させるだけでも、シールド特性を高めることができる。なお固定はねじ１７に限らず、バネや溶着によってもよい。

次に、図２を参照してシェル１２の構造を説明する。図２は、シェル１２の斜視図である。図２に示すように、シェル１２は、相手方コネクタのシェルと接続するための胴部１２４と、胴部から内方向（コネクタ引き抜き方向）に延伸された脚部１２３と、脚部１２３の一部をさらに内方向（コネクタ引き抜き方向）に延伸した突出部１２３１とを含む。胴部１２４は、略角筒形状であって、その四つの側面にはそれぞれ、相手方コネクタとの嵌合のために、ばね１２４１と、接続用穴１２４２が設けられる。隣り合う脚部１２３の間は、外方向（コネクタ接続方向）に向かって切り欠いた切欠き１２５が設けられる。

次に、図３を参照してシェル１２とケース１３の接続について説明する。図３は、シェル１２とケース１３の組み立てを説明する斜視図である。図３に示すように嵌合部１３６は、ベース部１３４の外方向の面（表面）に設けられ、入れ子状に配置された二つの枠１３６１、１３６２よりなる。枠１３６１の内部に、枠１３６１より一回り小さい枠１３６２が配置される。枠１３６２の内部には、ベース部１３４の表面を僅かに窪ませてなる窪み１３５が形成され、窪み１３５内に、前述のホール１３１、スリット１３３が位置する。シェル１２の脚部１２３、および脚部１２３から延伸する突出部１２３１はスリット１３３に挿入される。これにより、シェル１２は、ケース１３に対して固定される。なお突出部１２３１はスリット１３３を介して、ベース部１３４の裏面から、機器内部に突出する。

次に、図４を参照してグラウンドプレート１４の構造を説明する。図４に示すように、グラウンドプレート１４はその開口部１４１の縁（へり）に短冊形状をなすように切り込みを入れて、機器の外部方向（外方向、コネクタ接続方向）に立ち上げることにより形成した爪１４３を有する。この例では爪１４３は各開口部の辺ごとに一つずつ、計４つ設けられている。爪１４３には、その先端が二股に分岐するように間隙１４３１が形成される。間隙１４３１は、その一部が幅狭になっており、この幅狭部分において所定の厚みの板などを良好に挟持することができる。開口部１４１を介して向かい合う二つの爪１４３は、同じ方向に配列された板を挟み込むことができるように、同じ向きに形成されている。一方、隣り合う二つの爪１４３は、９０°異なる向きに形成され、９０°異なる方向の板をそれぞれ挟み込むことができるように形成されている。

次に、図５を参照してグラウンドプレート１４とケース１３の接続について説明する。図５は、グラウンドプレート１４とケース１３の組み立てを説明する斜視図である。図５に示すように、ケース１３のベース部１３４裏面（内方向の面）中央には、爪１４３を挿入できる溝１３７が設けられている。また、ベース部１３４裏面中央には、開口部１４１に嵌合して、グラウンドプレート１４の位置をガイドする凸部１３８が設けられている。

溝１３７と、前述のスリット１３３はそれらの長手方向が９０°異なっており、これらは十字型に交差するように位置しており、この交差する領域のみにおいて溝１３７とスリット１３３とが連絡され、ベース部１３４を貫通している。

次に、図６を参照してシェル１２とグラウンドプレート１４の接続について説明する。図６は、シェル１２とグラウンドプレート１４の接続を説明する斜視図である。図６では、シェル１２とグラウンドプレート１４のみを表示し、他の構成要件は非表示とした。図６に示すように、爪１４３の幅狭部は、シェル１２の脚部１２３の下端（機器内部側の端部）の中央付近を挟持して、シェル１２とグラウンドプレート１４とを良好に支持し、さらにシェル１２とグラウンドプレート１４とを良好に導通している。なお、シェル１２とグラウンドプレート１４の接続方法には他のバリエーションも考えられる。本実施例では、爪１４３に間隙１４３１を設けることとしたが、これに限らず、脚部１２３の下端中央付近に間隙（スリット）を設けて、短冊形状の爪１４３をこの間隙（スリット）に挿し込んでもよい。

突出部１２３１は、開口部１４１を通って内方向（コネクタ引き抜き方向）に突出して、前述の長孔１６３を貫通して基板１６の裏面側に突出する。

本実施例のコネクタ１では、上述のようにシェル１２とグラウンドプレート１４とを接続したため、シェル１２、グラウンドプレート１４の双方を安価なプレス加工により生成することができる。また、シェル１２、グラウンドプレート１４を別体としたため、ユーザが取り扱いのしやすさ（組立の行いやすさ）を担保することができる。また、グラウンドプレートの必要性に応じて、当該部品を有りとしたバリエーション、当該部品を無しとしたバリエーションの双方に柔軟に対応することができる。

次に、図７を参照して、防水性能を確保するための樹脂充填（ポッティング）について説明する。図７は、ケース１３の窪み１３５への樹脂充填について説明する断面斜視図である。図７に示すように、樹脂１８は、窪み１３５に流し込まれる。このとき、シェル１２の切欠き１２５は、窪み１３５の縁（へり）の高さと同程度、あるいは窪み１３５の縁（へり）の高さよりも高い位置まで切り欠かれているため、樹脂１８は、切欠き１２５を通じてシェル１２内に流入、あるいはシェル１２外に流出することにより、窪み１３５全体に行き渡る。これにより、信号端子１１とホール１３１の間の僅かな隙間や、シェル１２の脚部１２３とスリット１３３の間の僅かな隙間が樹脂により良好にシーリングされる。

上述したように、溝１３７とスリット１３３は十字型に交差するように位置し、交差する領域のみにおいて溝１３７とスリット１３３とが連絡されている。従って、溝１３７に挿通された爪１４３とスリット１３３に挿通された脚部１２３とが結合されている状態において、溝１３７とスリット１３３とが交差することによって生じる開口部のほとんどは塞がれるため、隙間はごくわずかとなる。本実施例のコネクタはこのような構成を持っているため、樹脂充填の際に機器内部に樹脂が漏れ出すことがほとんどない。スリット１３３、溝１３７の長さを長くしても同様の特徴は保たれる。従って溝１３７とスリット１３３を十字型にクロスさせる構成は、組立の容易さを保持したまま、樹脂充填による歩留まりをほとんどなくすという点で優れているといえる。

例えば、前述の特許文献１では、同文献の図５に示すように、グランドシェル１０の接触片８４がロアケース７を介してシールドケース８０と接触しているが、接触片８４は弾性変形をさせるために膨らんで形成されているため、接触片８４を挿通するために、膨らみ分までを考慮してロアケースに孔を設ける必要があり、孔が大きくなる傾向がある。このため、樹脂充填（ポッティング）の際に、上記の孔から樹脂が電子機器側に流れ出る可能性がある。また同文献では、ポッティング剤９０を硬化させた後、グランドシェル１０の接触片８４がロアケース７に挿入される旨の記載があるが、この場合、シールドシェル９と接触片８４が接触することにより接触片が変形し、充填された樹脂との間に隙間が生じて防水性が損なわれる可能性がある。

また図７に示すように、爪１４３を上向き（機器外部方向、外向き、コネクタ接続方向）に立ち上げて、ケース１３の溝１３７内に収容し、グラウンドプレート１４と基板１６の間に、シールドケース１５を挟み込んでいるため、爪１４３と基板１６の間に空隙が生じ、爪１４３と基板１６との接触を回避できる。この構成により、基板１６とグラウンドプレート１４の間に余分なスペースを設ける必要がなくなり、コネクタの小型化に寄与する。

１ コネクタ
１１ 信号端子
１２ シェル
１２３ 脚部
１２３１ 突出部
１２４ 胴部
１２４１ ばね
１２４２ 接続用穴
１２５ 切欠き
１３ ケース
１３１ ホール
１３３ スリット
１３４ ベース部
１３５ 窪み
１３６ 嵌合部
１３６１ 枠
１３６２ 枠
１３７ 溝
１３８ 凸部
１４ グラウンドプレート
１４１ 開口部
１４２ ねじ穴
１４３ 爪
１４３１ 間隙
１５ シールドケース
１５１ 開口部
１５２ ねじ穴
１６ 基板
１６１ 孔
１６２ ねじ穴
１６３ 長孔
１７ ねじ

Claims (7)

1. 筒形状であって、胴部と脚部とを含み、前記胴部が相手方コネクタのシェルと接続されるシェルと、
   導体板であるグラウンドプレートと、
   前記グラウンドプレートの一部がコネクタ接続方向に立ち上げられて先端が短冊形状をなし、その先端が前記シェルの脚部を支持する構造を有する爪と、
   を含むコネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタであって、
   前記爪の先端が二股に分岐されてなり、その分岐された先端が前記シェルの脚部を挟持して支持する
   コネクタ。
3. 請求項１または２に記載のコネクタであって、
   前記グラウンドプレートに信号端子挿通用の開口部を設け、
   前記爪は、前記開口部の縁を切り込んで立ち上げることにより生成される
   コネクタ。
4. 請求項１から３の何れかに記載のコネクタであって、
   前記シェルおよびグラウンドプレートを取り付ける絶縁体のケースをさらに含み、
   前記ケースは、
   板形状のベース部と、
   前記ベース部の一方の面に設けられ、前記脚部を挿入するスリットと、
   前記ベース部の他方の面に設けられ、前記爪を挿入する溝を含む
   コネクタ。
5. 請求項４に記載のコネクタであって、
   前記スリットと前記溝とはその長手方向の向きが異なるように形成されている
   コネクタ。
6. 請求項５に記載のコネクタであって、
   前記スリットと前記溝とが交差する位置においてのみ、前記スリットと前記溝とが連絡され、前記一方の面から前記他方の面へ貫通している
   コネクタ。
7. 請求項４から６の何れかに記載のコネクタであって、
   前記ベース部の一方の面に樹脂を充填するための窪みを設け、
   前記スリットは前記窪みのなかに位置するものとし、
   前記樹脂を前記シェル内に流入、あるいは前記シェル外に流出させるための切欠きを、前記シェルの側面に設けた
   コネクタ。

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