防水连接器技术领域
本发明涉及设于有水场所的设备的防水连接器。
背景技术
一直以来，作为设在发动机室等有可能有水的场所的电子设备所使用的防水连接器，已知将连接器本体配置于一体地形成在电子设备的罩壳的接受壳内的防水连接器(专利文献1)。在专利文献1的防水连接器中，对方侧连接器经由接受壳而与连接器本体嵌合。专利文献1的防水连接器通过在对方侧连接器与接受壳之间设置密封件，从而确保防水性。
另外，在专利文献2中，公开了组装于电路基板的连接器经由与电子设备的罩壳分体的壳而组装于罩壳的防水连接器。
专利文献1：日本特开平10-21988号公报
专利文献2：日本特开2009-9845号公报。
发明内容
关于专利文献1的防水连接器，连接器组装在与罩壳一体的接受壳，并且，对方侧连接器嵌合于该接受壳。所以，如果在连接器、罩壳(接受壳)和对方侧连接器之间容许的组装公差不小至相当程度，则不能确保连接器与对方侧连接器的导通。因此，由于对这些各部件要求高的尺寸精度和组装精度，因而专利文献1的防水连接器招致制造不良和成本上升。
关于专利文献2的防水连接器，连接器被分割成组装于电路基板的基板连接器和组装于罩壳的外壳。外壳具有容纳保持基板连接器的接触件的连接器壳的接受部。而且，以在连接器壳与外壳的接受部之间和外壳与罩壳之间具有规定的余隙的状态组装罩壳、壳以及基板连接器。因此，能够由基板连接器与壳之间的组装公差和壳与罩壳之间的组装公差来吸收罩壳与连接器之间的组装公差。
然而，为了对罩壳内进行防水，需要将罩壳与外壳之间密封的密封件和将外壳与连接器壳之间密封的密封件的合计2个密封件，而且，有必要利用4根螺栓来与设备罩壳固定，因而成本变高。
本发明是基于如上所述的技术问题而做出的，其目的在于，提供能够吸收组装公差并通过减少用于防水的部件数而降低成本的防水连接器。
在所涉及的目的下，本发明的防水连接器是连接至配置于罩壳内的电路基板并组装于罩壳的防水连接器，具备连接器本体和包围连接器本体并固定于罩壳的外壳。连接器本体具备担负着与对方侧连接器的电连接的接触件和具有接受对方侧连接器的本体接受部并保持接触件的本体壳。另外，外壳具备容纳连接器本体的本体接受部并与本体接受部一起接受对方侧连接器的外接受部和在组装于罩壳时与设在罩壳的罩壳侧导向部相对应的导向部。而且，罩壳与外壳之间在外接受部的外侧由密封件密封。
由于由外接受部接受对方侧连接器，对方侧连接器嵌合于外接受部，因而由对方侧连接器密封外接受部的内侧。因此，水不从位于外接受部的内侧的外接受部与连接器本体之间侵入罩壳内部。因此，没有必要为了确保罩壳内的防水性而设置将外接受部(壳)与连接器本体之间密封的密封件，能够仅仅通过在外接受部的外侧设置将壳与罩壳之间密封的密封件而确保罩壳内的防水性。即，由于能够削减将外接受部(壳)与连接器本体之间密封的密封件，因而能够降低成本。
此外，连接器被分割为连接器本体和壳，由此，能够由罩壳、外壳之间的组装公差和外壳、连接器之间的组装公差来吸收罩壳、连接器之间的组装公差。
而且，在将外壳组装于罩壳时，通过罩壳侧导向部和外壳的导向部的导向作用而相对于罩壳引导外壳，因而能够使组装时的作业性提高。
优选地，导向部在外壳的长度方向上位于将外接受部夹在其间的两侧，在导向部与外接受部之间，沿着长度方向形成有肋条。
如果起因于使用环境等而加热，则有可能在外壳产生翘曲等变形而损害密封件的密封性能。该变形尤其是容易相对于外壳的长度方向而产生。于是，在本发明中，在设于外壳的导向部在外壳的长度方向上位于将外接受部夹在其间的两侧的情况下，优选通过在导向部与外接受部之间沿着外壳的长度方向形成肋条，从而提高相对于长度方向的刚性而抑制变形。通过那样做，从而能够稳定地得到针对环境负荷的防水性。
另外，有时候在夹着外接受部的两侧的2点将外壳固定于罩壳，由此，外壳变得细长。在这样的情况下，向罩壳固定的固定处与例如在4点固定的情况相比更少，因而虽然能够通过部件数减少而降低成本，但是按压密封件的载荷容易不足。因此，通过在外壳形成肋条，弥补固定处少所导致的密封性能的下降，从而能够确保防水性并降低成本。
优选地，紧贴着密封件的罩壳的密封面比密封面的周围的面更高。
由于在罩壳的密封面和周围的面设有高低差，因而能够防止水从相对较低的周围的面侧(密封件的外侧)侵入设在相对较高的密封面的密封件的内侧，并且，能够将积存于密封件的周围的水排出至周围的面侧。由此，能够使罩壳内的防水性提高。
本发明中的外壳能够经由贯通设在导向部的插入贯通孔并将导向部向着罩壳按压的联结部件而固定于罩壳。通过将联结部件(典型地，螺栓)在导向部的位置联结于罩壳，从而能够节省在外壳中配置联结部件的空间。
在此，优选地，连结部件沿径向隔开规定的间隙而贯通插入贯通孔。在将套环配置于导向部的插入贯通孔的情况下，在套环与联结部件之间设有间隙。如果那样做，那么能够由该间隙吸收外壳与罩壳之间的组装公差。结果，能够对罩壳与连接器本体之间的组装公差吸收做出贡献。
作为本发明中的导向部的更具体的构成，能够以罩壳侧导向部作为具有顶面的柱状体，另一方面，以外壳的导向部作为容纳罩壳侧导向部并具有与柱状体的顶面对置的上壁的筒状体。在这种情况下，将联结部件贯通配置于设在筒状体的上壁的插入贯通孔的套环，相对于罩壳侧导向部而从其顶面联结。在该构成中，优选地，在套环与顶面之间形成将套环的内部与外部连通的切口，通过该切口，将在由套环和顶面形成的空间积存的水排出。通过那样做，在由金属构成罩壳侧导向部和套环的情况下，能够防止积存于套环内的水导致的腐蚀。
另外，在本发明中，优选地，具备积存在将保持于连接器本体的接触件焊接至电路基板时给予的热的热积存部。因为，通过积存在焊接时进行的预热所导致的热，从而迅速地进行焊接作业。
另一方面，如果在焊接作业时，热过剩地积存，则有可能使连接器本体的壳、电路基板等周边的部件变形或损坏。所以，优选地，在热积存部，在带有热的空气的流动方向的下游端，设置排出空气的排出口。
此外，还能够使用除了焊料以外的接合材料来将接触件接合于电路基板。在加热该接合材料的情况下，也得到与上述同样的作用效果。
依照本发明，能够同时实现部件间的组装公差吸收和防水性的确保，并且，能够通过部件数的减少而降低成本。此外，能够使组装时的作业性提高。
附图说明
图1是作为本发明的实施方式的防水连接器的立体图(连接有阴连接器的状态)。
图2是图1的防水连接器的纵剖面图。
图3是连接器本体的立体图。
图4显示连接器本体，(A)是平面图，(B)是侧面图，(C)是(A)的C-C线向视图。
图5是未连接对方侧连接器的状态的防水连接器的纵剖面图。
图6(A)是图5的平面图，图6(B)是外壳的纵剖面图。
图7是显示防水连接器的制造顺序的图。
图8是显示防水连接器的制造顺序的图。
图9是显示防水连接器的制造顺序的图。
图10是显示防水连接器的制造顺序的图。
符号说明：
1 防水连接器
2 连接器本体
3 对方侧连接器
4 外壳
10 电子设备
11 罩壳
12 支撑板
13 盖壳
13A 密封面
13B 基准面(周围的面)
14 密封件
15 电路基板
20 本体壳
21 接触件
21A 接合端
22 本体接受部
25 壁体(作为热积存部起作用)
31 壳
32 接触件
33 止动器
34 杠杆卡合部
40 盖部
41 外接受部
42 导向筒(导向部，筒状体)
43 肋条
44 肋条
45 密封槽
46 容纳腔
47 套环
121 凸起
131 连接器配置窗
132 凸起(罩壳侧导向部，柱状体)
132A 螺栓孔
132F 顶面
135 螺栓(联结部件)
252 排出口
421 容纳空隙
422 固定壁(上壁)
423 插入贯通孔
471 切口
C1、C2 余隙
S3 间隙
H 高低差。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式，详细地说明本发明。
根据本实施方式的防水连接器1，如图1和图2所示，组装于电子设备的罩壳11而使用，与对方侧连接器3连接。防水连接器1具备保持接触件21的连接器本体2和将连接器本体2固定于罩壳11的外壳4。此外，在防水连接器1中，将与对方侧连接器3连接的一侧定义为前，将在其相反侧引出图中未显示的电线的一侧定义为后。关于对方侧连接器3，也同样地以与作为对方侧的防水连接器1连接的一侧作为前。
如图2所示，防水连接器1组装于电子设备10的罩壳11。罩壳11具有支撑板12和金属制的盖壳13，支撑板支撑与防水连接器1电连接的电路基板15的，盖壳固定于支撑板12并覆盖连接器本体2的一部分和电路基板15。
在电路基板15，形成有通过固定连接器本体2的螺栓27的螺栓孔151(图7(A))和螺栓孔152(图5)。另外，在支撑板12，与螺栓孔151对应而形成有联结螺栓27的凸起121(图7(A))。此外，在电路基板15，安装有图中未显示的各种电子元件、布线图案。
在盖壳13，形成有矩形的连接器配置窗131，该连接器配置窗配置有连接器本体2。连接器本体2贯通该连接器配置窗131，一部分容纳于盖壳13内，一部分露出至盖壳13的外部。
在盖壳13，在其连接器配置窗131的周围，形成有环状的密封面13A(图7(B))。如果防水连接器1的组装完成，则后述的密封件14被按压在密封面13A。密封面13A形成为与位于密封面13A的周围的基准面13B相比而向着前方高度较高。即，在密封面13A与基准面13B之间，设有高低差HL(图2)。
在盖壳13，将连接器配置窗131夹于其间而在两侧突出设置有一对凸起(罩壳侧导向部)132。凸起132是具有顶面132F的柱状体。在凸起132，从顶面132F向着下侧形成有后述的螺栓(联结部件)135所联结的螺栓孔132A。凸起132形成为：比配置于盖壳13的规定的位置的连接器本体2向着前方高度更高。详细情况后面阐述，通过那样做，从而在将外壳4组装于盖壳13时，凸起132作为针对外壳4的导向部而起作用。
此外，在各图中，密封件14，为了能够理解其形状，以未被压缩的状态显示。关于后述的密封件36，也是同样的。
防水连接器1具备连接器本体2和外壳4。
如图3、图4所示，连接器本体2具有本体壳20和容纳于本体壳20的多个阳型接触件21。
本体壳20是绝缘性树脂的注射成形品，具有包围接触件21的前端侧的本体接受部22和进行多个接触件21的定位的尖端板(tine plate)23。本体壳20还具有比本体接受部22更位于后端侧并将连接器本体2固定于电路基板15的多个固定部24和设在邻接的固定部24、24之间的壁体25。
本体接受部22具有形成有被贯通的用于保持接触件21的保持孔221A的保持部221(图4(A))和从保持部221的周缘向着前方立起的罩部222。关于接触件21，前端侧比保持部分更容纳于罩部222内，后端侧比保持部分更露出至罩壳11的盖壳13的内部。
本体接受部22划分为2个，一方的本体接受部22a和另一方的本体接受部22b之间由连结部26连结。连结部26具备向着后端侧突出的突出部26A，在该突出部26A，形成有开口于后端面的螺纹槽26B。
如图2所示，如果连接器本体2配置于盖壳13的规定位置，则该本体接受部22通过连接器配置窗131而突出至盖壳13的外侧。
在尖端板23，形成有接触件21所贯通的多个定位孔231(图3)。多个接触件21贯通对应的定位孔231，由此，排列在与电路基板15连接的规定位置。在尖端板23，形成有连结部26所贯通的贯通孔232(图4(C))。在尖端板23，一体地设有卡止突起233(图4(C))，通过将后述的直立设置部242的卡止突起242A与该卡止突起233卡合，从而防止尖端板23脱落。
固定部24具有沿着电路基板15的接合部241和从接合部241向着前方立起的直立设置部242。在接合部241，形成有后述的螺栓27所贯通的螺栓孔241A。在直立设置部242的内表面，形成有与尖端板23的卡止突起233互相卡合的卡止突起242A。
壁体25作为后述的连接器本体2的焊接时的热积存部而起作用。该壁体25，如图4(C)所示，在与排列于尖端板23的宽度方向的一方的端部的接触件21之间隔开间隔S1而设置。壁体25从与固定部24的接合部241侧对置的位置直至本体接受部22的后端沿着连接器本体2的前后方向形成。壁体25与接触件21之间(间隔S1)由多个凸片251分隔。在壁体25的上端(热积存部的下游端)的内侧，形成有壁体25内部的空气的排出口252。
外壳4是绝缘性树脂的注射成形品，如图5、图6所示，具有覆盖罩壳11(盖壳13)的规定范围的盖部40、从盖部40向着前方立起的外接受部41以及隔着外接受部41位于两侧的位置的一对导向筒(导向部，筒状体)42。
外接受部41与对方侧连接器3嵌合。另外，如果将外壳4组装于盖壳13(罩壳11)，则外接受部41容纳本体接受部22。为此，外接受部41具备沿前后方向贯通的容纳腔46。外接受部41与本体接受部22对应而划分为外接受部41a和外接受部41b。
容纳腔46划分为横截面尺寸相对较小的前端区域46A和横截面尺寸相对较大的后端区域46B，在其边界配置有台阶412(图6(B))。嵌合于外接受部41的对方侧连接器3从前端区域46A容纳至后端区域46B(详细而言，从前端区域46A的前端直至接近后端区域46B的后端的位置)。
另外，本体接受部22容纳于后端区域25B内。被容纳的本体接受部22与外接受部41的内周面共面，本体接受部22和外接受部41接受对方侧连接器3。
以在本体接受部22与外接受部41之间沿宽度方向设有规定的余隙C1(图2)且沿前后方向设有规定的余隙C2(图2)的方式形成本体壳20和外壳4。
在导向筒42，设有容纳罩壳11(盖壳13)的凸起132的容纳空隙421。导向筒42在容纳空隙421的后端侧开口，凸起132通过该开口而容纳于容纳空隙421内。在容纳空隙421的前端侧，设有固定壁(上壁)422，该固定壁形成有插入贯通孔423，将外壳4固定于罩壳11的螺栓135(凸部)(图2)贯通该插入贯通孔。固定壁422与凸起132的顶面132F对置。
外壳4和罩壳11(盖壳13)形成为：如果将外壳4组装于罩壳11，则在导向筒42(的内周面)与凸起132(的外周面)之间设有间隙S2。
在固定壁422的插入贯通孔423的内部，沿着导向筒42的轴线方向固定有金属制的套环47。在由螺栓135将外壳4固定于罩壳11的状态下，以在贯通套环47的螺栓135与套环47之间设有径向间隙S3的方式决定套环47和螺栓135的各自的尺寸。在套环47与凸起132的顶面132F之间，如图6(B)所示，形成有将套环47的内部与外部连通的切口471。该切口471以规定间隔配置于套环47的周向的3处。
外接受部41、41以及导向筒42、42，如图6(A)所示，沿着外壳4的长度方向配置。外接受部41、41以及导向筒42、42由盖部40互相连结。
在盖部40的与盖壳13对置的表面，以包围外接受部41的周围的方式形成有平面视图呈环状的密封槽45。密封件14插入该密封槽45内。如果将外壳4组装于盖壳13，则密封件14紧贴于盖壳13的密封面13A，因而盖部40(外壳4)与盖壳13(罩壳11)之间被密封，确保了盖壳13内的防水性。
在互相邻接的导向筒42与外接受部41之间，形成有沿着外壳4的长度方向延伸的肋条43、44。肋条44也作为外接受部41的增强和对方侧连接器3的一部分所碰触的止动面而起作用。
如图1、图2所示，对方侧连接器3具有与本体接受部22和外接受部41相对应的壳31、保持于壳31并电连接至防水连接器1的接触件21的阴型接触件32、缓冲连接器插拔时的力的止动器33以及设在壳31的周围并通过杠杆操作而卡合于外壳4的杠杆卡合部34。
在壳31，形成有连接器本体2的接触件21所插入的接触件腔35。与接触件32导通的图中未显示的电线插入接触件腔35。
在对方侧连接器3和防水连接器1连接时，该壳31从外接受部41容纳至本体接受部22。即，对方侧连接器3由外接受部41和本体接受部22接受。在壳31的后端侧的外周，遍及整周而设有保持密封件36的保持区域311，在该保持区域311，配置有环状的密封件36。如果对方侧连接器3被外接受部41和本体接受部22接受，则密封件36紧贴于外接受部41的内周面，由此，对方侧连接器3嵌合于外壳4，由此，将对方侧连接器3与外壳4之间密封。由此，能够防止水从防水连接器1、对方侧连接器3以及外壳4的相互之间侵入。
另外，在壳31的外周，形成有成为杠杆卡合部34的转动轴的支撑突起312。
杠杆卡合部34以形成于壳31的外周的支撑突起312作为轴而转动，具备与外接受部41外周的卡止突起413互相卡合的卡止突起341。由此，谋求了对方侧连接器3和外壳4的防脱，进而谋求了对方侧连接器3和连接器本体2的防脱。
以下，参照图7~图10，说明防水连接器1的装配顺序。
首先，如图7(A)和图8(A)所示，将连接器本体2和电路基板15组装于支撑板12。此时，如图8(A)所示，将插入贯通于电路基板15的螺栓孔152的螺丝28固定于连接器本体2的连结部26的螺纹槽26B。另外，如图7(A)所示，通过将贯通连接器本体2的固定部24的螺栓孔241A和电路基板15的螺栓孔151的螺丝27拧入形成于支撑板12的凸起121的螺纹孔，从而将连接器本体2和电路基板15固定于支撑板12。
接着，将连接器本体2的接触件21的接合端21A(图8(B))焊接至电路基板15的端子153(图7(A))。在该焊接时，通过预先吹送热空气而加热被焊接的接合端21A 和电路基板15(预热)，从而能够使焊接作业迅速化。
接下来，如图7(B)和图8(B)所示，设置盖壳13。将本体接受部22定位于连接器配置窗131，同时使本体接受部22插入贯通连接器配置窗131。如果将盖壳13如图2所示安装在支撑板12的规定位置而固定于支撑板12，则如图9(A)和图10(A)所示，连接器本体2的前端侧从连接器配置窗131突出至盖壳13的外侧。
进而将外壳4组装于盖壳13。此时，如图9(A)和图10(A)所示，盖壳13的凸起132比本体接受部22的前端更突出至前方。所以，与其他部分相比，能够更优先地在凸起132盖上导向筒42。这样，凸起132和导向筒42互相被引导，由此，外壳4向盖壳13的组装变得容易。最终，如图9(B)和图10(B)所示，本体接受部22将外壳4压入，直到容纳于外接受部41内为止。如果那样的话，则规定的余隙C1、C2(图2)设在本体接受部22与外接受部41之间。
然后，将螺栓135插入贯通于外壳4的套环47并联结于凸起132，由此，将外壳4组装于盖壳13(罩壳11)，防水连接器1完成。
依照以上说明的防水连接器1， 得到如下的效果。
在防水连接器1中，使用组装于罩壳11的外壳4，能够由套环47和螺栓135之间的间隙S3、罩壳11(凸起132)和外壳4(导向筒42)之间的间隙S2以及连接器本体2(本体接受部22)和外壳4(外接受部41)之间的余隙C1、C2来吸收罩壳11(连接器配置窗131)和连接器本体2(本体接受部22)之间的组装公差。因此，即使依赖于支撑板12上的电路基板15的位置精度，连接器配置窗131和连接器本体2的位置稍微偏移，也能够不给组装带来障碍而制造防水连接器1。换言之，不对罩壳11、外壳4以及连接器本体2要求那么高的尺寸精度、组装精度。
另外，由于对方侧连接器3嵌合于外壳4(外接受部41)，对方侧连接器3连接时的载荷和在装配作业时施加至外壳4的载荷不直接作用于连接器本体2，因而能够防止由于这些载荷而导致电路基板15或搭载于该电路基板15的电路元件变形、损坏。
本体接受部22容纳于外壳4的外接受部41的内部，对方侧连接器3的壳31嵌合于该外壳4的外接受部41(以由密封件14密封的状态嵌合)，由此，能够防止水向外接受部41与壳31之间侵入。而且，从水的侵入路径来看，由于本体接受部22和外接受部41的边界部比密封件36更存在于下游侧，因而即使未在本体接受部22与外接受部41之间设置密封件，水也不侵入本体接受部22与外接受部41之间。这样，关于防水连接器1，能够仅仅用外壳4与盖壳13之间的密封件14来谋求罩壳11内的防水。所以，由于能够削减通常需要的本体接受部22与外接受部41之间的密封件，因而能够降低成本。
由外壳4的盖部40覆盖密封件14，水不直接来到密封件14，因而能够确保高的防水性。另外，通过由盖部40覆盖密封件14，从而能够防止尘埃等附着于密封件14与盖壳13和盖部40的边界而密封性能下降，因而能够使防水性提高。
同样，关于防水性，由于设有密封件14的密封面13A比基准面13B更高(铅垂方向上的位置更高)，因而能够防止水从基准面13B侧(密封件14的外侧)侵入密封面13A。而且，积存在密封件14的周围的水容易向着基准面13B排出。在这些点上，也能够使罩壳11内的防水性提高。
另外，在水积存于套环47的内部(由套环47和凸起132的顶面132F形成的凹状部分)的情况下，能够从套环47的切口471排水。因此，由于能够防止金属制的螺栓135、凸起132以及套环47的腐蚀，因而能够稳定地维持螺栓135和凸起132的联结状态。
另外，由于外壳4由肋条43、44增强，因而能够抑制容易在细长形状的外壳4产生的翘曲等变形。由此，能够维持外壳4与盖壳13之间的密封状态，因而能够稳定地得到针对环境负荷的防水性。
在将外壳4向罩壳11组装时，通过罩壳11的凸起132和外壳4的导向筒42的相互导向作用，相对于罩壳11而引导外壳4，因而能够使组装时的作业性提高。
另外，通过由连接器本体2的壁体25覆盖接触件21的接合端21A侧，从而预热所导致的热在预热停止后也不立即逸出，而是留在进行焊接的区域。因此，能够迅速地进行之后的焊接作业。
而且，在正在进行焊接的时候，由于焊接而变热的空气通过由凸片251分隔的间隔S1而被整流，从上方的排出口252效率良好地排出。通过那样做，从而能够防止过剩的热残留而在连接器本体2和电路基板15产生变形、损坏。
虽然本发明基于实施方式而进行了说明，但是只要不脱离本发明的主旨，就能够取舍选择在上述实施方式列举的构成，或者适当地变更为其他构成。