JP6088958B2 - 防水コネクタ構造を具えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、防水コネクタ構造を具えたスマートフォンや携帯電話機、携帯型音楽プレーヤなどの電子機器に関するものである。

スマートフォン、携帯電話機、携帯型音楽プレーヤ、携帯型ゲーム機などの電子機器では、防水化が図られている。たとえば、タッチパネルと前側筺体との間、前側筺体と後側筺体との間などに防水用のシール部材（パッキン）を挿入している。

一方で、電子機器には、充電や外部接続用のコネクタが設けられており、コネクタと筐体との間の防水も重要な課題となっている。

コネクタと筺体との間の防水を図るために、コネクタの周面に防水用シール部材を装着し、筺体に形成された取付孔に挿入している。しかしながら、コネクタを取付孔に挿入したときに、防水用シール部材が変形し、その反発力や復元力により、取付孔から離脱したり傾いてしまう虞がある。とくに、筺体にコネクタを配置した後、種々の電子部品を装着する間に、コネクタの位置ずれが生じてしまうことがある。

そこで、特許文献１では、コネクタを取付孔に装着した後、コネクタにホルダーを被せて固定し、その位置ずれを防止するようにしている。

特開２０１２−５９３８１号公報

しかしながら、電子機器の薄型化や小型化、部品点数、作業工程の削減を図るために、ホルダーでの固定を回避することが望まれる。

本発明の目的は、ホルダーを用いることなくコネクタを仮止めすることのできる防水コネクタ構造を具えた電子機器を提供することである。

本発明に係る防水コネクタ構造を具えた電子機器は、
外部端子が接続可能であって、周面に防水用シール部材が装着された防水コネクタと、
前記防水コネクタに電気的に接続されたフレキシブルプリント基板と、
前記防水コネクタの先端が前記防水用シール部材と共に挿入される取付孔の形成された第１筐体と、
前記第１筐体と係合する第２筐体と、
を具え、
前記フレキシブルプリント基板は、前記防水コネクタの挿入方向とは逆側に幅方向にはみ出した少なくとも１の規制部が形成されており、
前記第１筐体には、前記防水コネクタを前記取付孔に挿入したときに、前記規制部が当接する当たり部が形成されている。

本発明に係る電子機器によれば、防水コネクタを取付孔に装着した状態で、フレキシブルプリント基板の規制部が当たり部と当接する。従って、防水用シール部材が変形しても、防水コネクタが取付孔から離脱したり傾くなどの位置ずれを防止できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器の正面図である。 図２は、図１の電子機器の第１筐体の背面図であって、メイン基板等を取り外した図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る防水コネクタ構造の拡大図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る防水コネクタ構造の拡大斜視図である。 図５は、図４の防水コネクタ構造から防水コネクタを取り外した第１筐体の拡大斜視図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る防水コネクタの斜視図である。 図７は、図６の防水コネクタをフレキシブルプリント基板側から見た斜視図である。 図８は、図６の防水コネクタの平面図である。 図９は、図６の防水コネクタの底面図である。 図１０は、防水コネクタを取付孔に仮装着する過程を示す斜視断面図である。 図１１は、防水コネクタを取付孔に仮装着する過程を示す断面図である。 図１２は、防水コネクタを取付孔に仮装着した状態を示す斜視断面図である。 図１３は、防水コネクタを取付孔に仮装着した状態を示す断面図である。 図１４は、第１筐体の背面図であって、メイン基板等を取り付けた状態を示す背面図である。 図１５は、図１４の線１５−１５に沿う矢視断面図である。 図１６は、図１の電子機器からタッチパネル式のディスプレイを取り外した正面図である。 図１７は、第２筐体を装着した防水コネクタ構造の斜視断面図である。 図１８は、第２筐体を装着した防水コネクタ構造の断面図である。

以下、本発明をスマートフォンに適用した実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の電子機器１０は、前面のほぼ全体がタッチパネル式のディスプレイ２０で覆われたスマートフォンを例示しているが、この構成のスマートフォンに限定されるものではないことは勿論である。また、本発明の防水コネクタ構造を採用可能な電子機器１０として、スマートフォン以外に、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、タブレット型端末、携帯型音楽プレーヤ、携帯型ゲーム機などを挙げることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器１０の正面図である。図１に示すように、電子機器１０は、前面にタッチパネル式のディスプレイ２０が取り付けられている。ディスプレイ２０は、図１中、四角枠で囲まれた部分が表示面２２となっており、表示面２２の枠外下方にメニューボタン２４、ホームボタン２５及び戻るボタン２６が設けられている。表示面２２及びボタン２４，２５，２６は何れもタッチパネル式であり、ボタン２４，２５，２６は、後述する図１５及び図１６に示すとおりＬＥＤ４２，６２，７４により点灯可能となっている。なお、本明細書では、説明を簡略化するために、電子機器１０の長手方向を上下方向とする。

ディスプレイ２０は、第１筐体３０に装着される。より詳細には、第１筐体３０は、略矩形のリブ３１が周面に形成されており、このリブ３１内にディスプレイ２０が前面側から嵌め込まれている。

図２は、第１筐体３０の背面図である。図２に示すように、第１筐体３０は、金属製のプレート３３を樹脂でインサート成形し、外周にリブ３１を設けると共に、種々の電子部品を装着できるようにしている。たとえば、符号３４，３５，３６（符号３５は、図１６参照）は、ディスプレイ２０のメニューボタン２４、ホームボタン２５及び戻るボタン２６と対向する位置に形成された貫通孔であり、後述するとおり、これらボタンを点灯させるＬＥＤが配置される。

第１筐体３０には、図３乃至図５に示すように、下側略中央にリブ３１よりも凹んだ立壁３２が形成されており、立壁３２には、防水コネクタ５０の先端が挿入される取付孔３８が貫通開設されている。防水コネクタ５０は、第１筐体３０の内側から取付孔３８に挿入される。取付孔３８は、外側となる下面側の開口が防水コネクタ５０の先端形状と略一致しており、内側は、防水コネクタ５０の先端に装着される防水用シール部材５４を圧縮状態で挿入できるように、防水コネクタ５０の先端よりも僅かに大きく形成されている。

取付孔３８に装着される防水コネクタ５０は、本実施形態では、ミニＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）端子としている。防水コネクタ５０は、ミニＵＳＢ端子に限定されるものではなく、たとえば、ＵＳＢ端子、ミニＨＤＭＩ（登録商標：高精度マルチメディアインターフェイス）端子、ＨＤＭＩ端子等であってもよい。

防水コネクタ５０は、図６乃至図９に示すように、電子機器１０のメイン基板７０（図１４参照）に接続されるフレキシブルプリント基板６０に実装されている。防水コネクタ５０は、先端が筒状に形成されており、内部にコネクタ端子５１が配置されると共に、外周が樹脂で覆われている。防水コネクタ５０は、コネクタ端子５１が接着剤等により水密に加工されており、防水化が図られている。

樹脂で覆われた防水コネクタ５０の先端周面には、防水用シール部材５４が嵌められている。防水用シール部材５４は、シリコーンゴムなどのゴム、樹脂等から作製することができる。図示の防水用シール部材５４は、２条の突起列５５が形成されている。

防水コネクタ５０は、基端側にコネクタ端子５１から延びる複数の電気接点５２が露出しており、これら電気接点５２は、フレキシブルプリント基板６０と電気的に接続される。

フレキシブルプリント基板６０は、図６乃至図９に示すように、防水コネクタ５０から少し離れた位置に、幅方向にはみ出した規制部６２が形成されている。図示では、幅方向の両方に規制部６２を形成しているが、何れか一方とすることもできる。

図示では、規制部６２よりも防水コネクタ５０側も幅広に形成し、防水コネクタ５０から離れる側を幅狭にしているが、規制部６２はフレキシブルプリント基板６０から幅方向に突設する形状であっても構わない。また、図示のフレキシブルプリント基板６０は、防水コネクタ５０の先端に近い基板部分に、幅方向に延出してサブフレキシブルプリント基板６４が設けられており、サブフレキシブルプリント基板６４を折り曲げてフレキシブルプリント基板６０と重ねるようにしている。このサブフレキシブルプリント基板６４には、ＬＥＤ６６を実装している。なお、以下の説明では、サブフレキシブルプリント基板６４を含むフレキシブルプリント基板全体をフレキシブルプリント基板６０と称する。

第１筐体３０には、防水コネクタ５０を取付孔３８に装着した状態で、フレキシブルプリント基板６０の規制部６２と当接する位置に図３乃至図５に示すように当たり部４０が形成されている。図示の当たり部４０は、下向き、すなわち、取付孔３８側に向けて延設された突起であり、フレキシブルプリント基板６０の幅狭部分よりも広幅な空隙Ｓを存して形成されている。当たり部４０は、図３乃至図５に示すように、案内面４２の先端に形成している。案内面４２は、防水コネクタ５０の挿入方向（後述する図１０及び図１１の矢印Ａ方向）に向けて低くなるよう傾斜して形成されている。図示の案内面４２の傾斜角度は、上下方向に対して８度としている。

上記構成の第１筐体３０に、防水コネクタ５０を装着する工程は、図１０乃至図１３に示す仮装着工程と、図１７及び図１８に示す第２筺体８０による防水コネクタ５０の固定工程からなる。

まず、仮装着工程について説明する。
仮装着工程は、防水コネクタ５０、メイン基板７０（リジッド基板）やディスプレイ２０等の種々の電子部品を第１筐体３０に取り付け、電気的な接続等が行なう工程である。なお、これら電子部品の取付順序は、以下に示すものに限定されるものではない。

図１０及び図１１に示す実施形態においては、第１筺体３０の前面側に予めディスプレイ２０を装着した後、防水コネクタ５０を装着するようにしている。

防水コネクタ５０は、図１０及び図１１に示すように、防水コネクタ５０の先端を取付孔３８に向け、フレキシブルプリント基板６０が、案内面４２の上をスライドするようにして斜め（図１０及び図１１中矢印Ａ）から挿入される。防水コネクタ５０は、取付孔３８の内面によって防水用シール部材５４が圧縮変形しながら取付孔３８に侵入する。なお、防水用シール部材５４の捻れを防ぎ、また、防水性を高めるために、予め取付孔３８にグリース等を塗布しておくことが望ましい。

防水コネクタ５０を斜め方向から挿入することができることで、取付孔３８に対して平行にスライドして装着する場合に比して、装着に要するスペースを小さくすることができ、電子機器１０の小型化や薄型化を達成できる。

斜め方向から挿入された防水コネクタ５０は、その先端が、取付孔３８に完全に差し込まれると、図１２及び図１３に示すように、フレキシブルプリント基板６０の規制部６２が、案内面４２を乗り越え、フレキシブルプリント基板６０の幅狭部分が当たり部４０，４０どうしの間に形成された空隙Ｓ（図４参照）に嵌まることにより、防水コネクタ５０が取付孔３８に対して平行となり、規制部６２は、案内面４２の先端の当たり部４０と当接する。これにより、第１筐体３０への防水コネクタ５０の仮装着が完了する。

なお、本実施形態では、フレキシブルプリント基板６０にＬＥＤ６６を実装しており、防水コネクタ５０を取付孔３８へ完全に装着することで、図１５乃至図１８に示すように、ＬＥＤ６６は、第１筐体３０に開設された貫通孔３５に嵌まり、ディスプレイ２０のホームボタン２５を点灯させることができる。フレキシブルプリント基板６０にＬＥＤ６６を装着したことで、ホームボタン２５を点灯させるために別途基板や配線を設置しなくてよい利点がある。

防水コネクタ５０は、仮装着された状態で、フレキシブルプリント基板６０の規制部６２が当たり部４０と当接しているから、圧縮変形している防水用シール部材５４の反発力や復元力により、防水コネクタ５０が取付孔３８から抜け出る方向に移動しようとしても、その移動は阻止される。

第１筐体３０には、防水コネクタ５０が仮装着された状態で、図１４乃至図１６に示すようにメイン基板７０等の種々の電子部品を第１筐体３０に取り付け、電気的な接続等が行なわれる。これら電子部品を取り付ける際に、第１筐体３０の向きを変えたり、裏返さなければならないこともある。しかしながら、上記のように防水コネクタ５０は、第１筐体３０に仮装着されており位置ずれする可能性が減少するため、防水コネクタ５０を固定するための別部材であるホルダーは不要とすることができる。その結果、部品点数の削減やその取付工程の削減を図ることができる。また、ホルダーが占有するスペースが不要であるため、電子機器１０の薄型化や小型化が達成される。

第１筐体３０に取り付けられるメイン基板７０は、たとえば、図１４に示すようにコ字状の形状とすることができ、下端は、防水コネクタ５０を避けるように切欠き７１を設けている。メイン基板７０の下端には、前面側にディスプレイ２０のメニューボタン２４と戻るボタン２６を点灯させるＬＥＤ７２，７４が切欠き７１を挟んで実装されており、メイン基板７０を第１筐体３０に装着することで、ＬＥＤ７２，７４は、図１５及び図１６に示すように貫通孔３４，３６を通して、これらボタンを点灯させることができる。

このように、メイン基板７０に切欠きを設けることで、防水コネクタ５０とメイン基板７０が重ならないから、電子機器１０の薄型化を図ることができる。

第１筐体３０に必要な電子部品を取り付けた後、第１筐体３０の背面側に第２筺体８０が取り付けられる。第２筺体８０には、図１７及び図１８に示すように、防水コネクタ５０の基端と当接する押さえ部８２が突設されており、第１筐体３０に第２筺体８０を係合させたときに、防水コネクタ５０の基端は、押さえ部８２によって十分に固定することができる。なお、図１７及び図１８において、符号８４は、第１筐体３０と第２筺体８０とを水密にシールする部材である。

上記のように、第２筺体８０を第１筐体３０に係合させることで電子機器１０が得られる。電子機器１０の固定された防水コネクタ５０には、必要に応じて外部端子（図示せず）が差し込まれ、電気的な接続が行なわれる。

本実施形態では、防水コネクタ５０として、ミニＵＳＢ端子を採用し、且つ、防水コネクタ５０を電子機器１０の下面に設けている。このため、防水コネクタ５０に外部端子を接続して、たとえば充電等を行なっている場合でも、外部端子やその配線が、電子機器１０の操作や通話等の邪魔になることはない。

上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１０ 電子機器
２０ ディスプレイ
３０ 第１筐体
３８ 取付孔
４０ 当たり部
４２ 案内面
５０ 防水コネクタ
５４ 防水用シール部材
６０ フレキシブルプリント基板
６２ 規制部
８０ 第２筐体
８２ 押さえ部

Claims (4)

1. 外部端子が接続可能であって、周面に防水用シール部材が装着された防水コネクタと、
   前記防水コネクタに電気的に接続されたフレキシブルプリント基板と、
   前記防水コネクタの先端が前記防水用シール部材と共に挿入される取付孔の形成された第１筐体と、
   前記第１筐体と係合する第２筐体と、
   を具え、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記防水コネクタの挿入方向とは逆側に幅方向にはみ出した少なくとも１の規制部が形成されており、
   前記第１筐体には、前記防水コネクタを前記取付孔に挿入したときに、前記規制部が当接する当たり部が形成されている、
   防水コネクタ構造を具える電子機器。
2. 前記当たり部は、前記防水コネクタの挿入方向に向けて低くなるよう傾斜した案内面の先端に形成されており、
   前記防水コネクタは、前記案内面に沿って斜め向きに挿入される、
   請求項１に記載の防水コネクタ構造を具える電子機器。
3. 前記防水コネクタは、ミニＵＳＢ端子である、
   請求項１又は請求項２に記載の防水コネクタ構造を具える電子機器。
4. 前記第２筺体には、前記防水コネクタと当接する押さえ部が形成されている、
   請求項１乃至請求項３の何れかに記載の防水コネクタ構造を具える電子機器。

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