JP5421798B2

JP5421798B2 - コネクタの固定構造

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Publication number: JP5421798B2
Application number: JP2010006487A
Authority: JP
Inventors: 誠久樫山; 全伸大石
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-01-15
Also published as: EP2524415A1; CN102656752A; WO2011087150A1; JP2011146269A; CN102656752B; EP2524415B1; US8790132B2; US20120208396A1

Description

本発明は、コネクタの固定構造に係り、特に、電子機器が収容されたケースの開口に、複数の雌型端子を備える雌型コネクタを挿入固定するコネクタの固定構造に関する。

従来、自動車等に搭載される電子機器は、一般に、ケースに収容することにより保護している。ケース内の電子機器と外部の電子部品等は、一般に、コネクタを介して電気的に接続される。例えば、雌型コネクタをケースに設けた開口に装着し、内部の電子機器に接続された雄型コネクタを雌型コネクタに挿入する構成が採用される。ケースの開口に挿入して固定された雌型コネクタから引き出された導電部は、ケース外部に設けられた電子部品等に半田付けで接続される。

しかし、ケース内の電子機器に接続された雄型端子を雌型端子に挿入すると、雌型端子を介してケース外部の電子部品等の半田接続部に雄型端子の挿入力が加わり、電子部品等が損傷するおそれがある。そこで、雄型端子の挿入力により雌型端子が動かないように固定する構造が要望される。

一般に、回路構成部品が動かないように固定するために、例えば、特許文献１に記載されているように、電子機器に用いられるＡＣアダプターのケースに回路基板を収容する場合は、ケース内の上面と下面から突出させたリブで回路基板を挟み込んで固定することが提案されている。

特開平１１−２０４９５８号公報

しかしながら、特許文献１等に記載の従来技術は、雄型コネクタを雌型コネクタに挿入する際に、挿入力によって雌型端子が動いて外部の電子部品等との半田接続部に外力が加わることによる損傷などの問題については配慮されていない。

本発明が解決しようとする課題は、雄型コネクタを雌型コネクタに挿入する際に、挿入力によって雌型端子が動いて外部の電子部品等との半田接続部に外力が加わることを防止することにある。

まず、雌型コネクタを電子機器が収容されたケースに設けた開口に挿入固定し、内部の電子機器に接続された雄型コネクタを雌型コネクタに挿入する構成において、電子機器が収容されたケースに雌型コネクタを固定する固定構造について検討した。

そこで、本発明の発明者らは、複数の雌型端子がそれぞれ収容される端子収容室が並設されたハウジングと、ハウジングを電子機器のケースに形成された開口に挿入して複数のねじにより固定するリアホルダとを有する固定構造を提案する。ここで、ハウジングは、雌型端子の先端に相手側端子が挿入される第１の開口及び雌型端子を挿入可能に、かつ後端に連設された導電部を引き出す第２の開口と、第２の開口が形成された端面部の外縁にケースの開口より突出させてケースの開口縁部に当接可能に形成された突出片とを有して構成する。また、リアホルダは、ハウジングの突出片を挟んでケースに対向するベース板と、ハウジングの第２の開口に対応させてベース板に形成された複数の貫通穴と、貫通穴ごとに設けられ雌型端子に当接可能な複数の端子押え部材と、複数のねじが挿入される複数のねじ穴とを有して構成する。

このように構成することにより、リアホルダのベース板をケースにねじ止めし、ベース板とケースの開口縁部とでハウジングの突出片を挟持して、雌型コネクタのハウジングがケースの開口に固定される。

ところで、雌型端子を直状に形成して端子収容室に収容する場合、端子収容室の一端から雌型端子を挿入して端子収容室に固定することになる。この場合、雌型端子に接続される雄型端子の挿入側の端子収容室の他端に、雌型端子の挿入先端を位置決めする係止段部が形成される。一方、リアホルダから突出させた弾性部材により形成された端子押え部材を設け、この端子押え部材により、例えば、雌型端子の挿入後端を押さえて雌型端子が端子収容室から抜け出るのを規制する。

一方、複数の雌型端子を有する雌型コネクタをリアホルダにより電子機器が収容されたケースに固定する場合、収容される電子機器のケース内配置、電子部品等との接続設計、コネクタの固定構造の製作、設置場所による制約、作業性などの種々の要因により、リアホルダのベース板の形状が制約を受け、かつ、ベース板をケースにねじ止めするねじ穴の位置及び数が制約を受ける場合がある。例えば、各雌型端子の後端に連設された導電部をそれぞれ挿入可能に形成された貫通穴群の領域に対して偏った位置に、リアホルダのベース板をケースにねじ止めする複数のねじ穴を形成しなければならない場合がある。特に、貫通穴群が形成された領域の重心に対して、各ねじ穴を結ぶ直線が同一側に偏っていると、次のような問題が生ずるおそれがある。

すなわち、リアホルダとケースの間に雌型コネクタのハウジングの突出片が挟持されるため、リアホルダに突出片を収納する凹み部を形成しても、ハウジング、リアホルダの製作公差などによりねじ穴が形成されるリアホルダの周縁部とケースの間に隙間が形成される場合がある。また、貫通穴群が形成された領域のベース板の剛性は小さくなり、それ以外の領域、つまりベース板の周縁部の剛性は高く保持される。そのため、ベース板の周縁部にねじ穴を設けてねじで締め付けてリアホルダをケースに固定すると、ねじを臨む位置の貫通穴に形成された端子押え部材に伝わる端子押え力が大きくなる。一方、ねじから離れた位置の貫通穴に形成された端子押え部材に伝わる端子押え力は、ベース板の剛性の低下に応じて小さくなる。つまり、貫通穴の位置からねじ穴の位置までの距離の違いに応じて、端子押え力にばらつきが生じ、端子押え力が低下した位置に設けられた雌型端子は、雄型端子の挿入力により動いてしまう問題がある。特に、貫通穴群が形成された領域の重心に対して、各ねじ穴を結ぶ直線が同一側に偏っていると、貫通穴の位置からねじ穴の位置までの距離の違いの幅が大きくなるから、端子押え力のばらつきが大きくなる。そのため、雄型端子の挿入力によって雌型端子がリアホルダ側（軸方向）に動くおそれがあり、これにより外部の電子部品等との半田接続部に外力が加わって損傷させることがある。

そこで、本発明は、複数のねじ穴が貫通穴群の領域に対して偏って形成された場合に、貫通穴群が形成された領域の境界に位置し、かつねじ穴を臨む位置の貫通穴に形成された端子押え部材の弾性力を、他の位置の貫通穴に形成された端子押え部材に比べて小さく形成することを特徴とする。すなわち、本発明のコネクタの固定構造は、複数の雌型端子がそれぞれ収容される端子収容室が並設されたハウジングと、ハウジングを電子機器が収容されたケースに形成された開口に挿入して複数のねじにより固定するリアホルダとを有し、ハウジングは、雌型端子の先端に相手側端子が挿入される第１の開口及び雌型端子を挿入可能に、かつ後端に連設された導電部を引き出す第２の開口と、第２の開口が形成された端面部の外縁から開口より突出させてケースの開口縁部に当接可能に設けられた突出片とを有してなり、リアホルダは、ハウジングの突出片を挟んでケースに対向するベース板と、ハウジングの第２の開口に対応させてベース板に形成された複数の貫通穴と、貫通穴ごとに設けられ雌型端子に当接可能な複数の端子押え部材と、複数のねじが挿入される複数のねじ穴とを有し、リアホルダの複数のねじ穴は、貫通穴群が形成された領域の重心に対して各ねじ穴を結ぶ直線が同一側に偏って配設され貫通穴群が形成された領域の境界に位置し、かつねじ穴を臨む位置の貫通穴に形成された端子押え部材は、他の位置の貫通穴に形成された端子押え部材に比べて弾性力が小さく形成されることを特徴とする。

すなわち、雌型端子を押さえる端子押え力は、ねじの締め付け時に弾性変形する端子押え部材の弾性力に相関するから、ねじ穴からの距離に応じて端子押え部材の弾性力を変える。特に、ねじ穴を臨む位置、つまり、貫通穴群の領域の境界に位置し、かつ、ねじ穴に面する貫通穴の位置に設けられた端子押え部材は、ねじ締め付け力による端子押え力が大きいから、この位置の端子押え部材の弾性力を小さくして変形し易くすることで、端子押え力がねじ穴から離れた位置に分散し、端子押え力のばらつきを低減できる。その結果、各雌型端子に加わる端子押え力を均一化できるので、雄型コネクタを雌型コネクタに挿入する際の雄型端子の挿入力により、雌型端子が動くことに起因する外部の電子部品等の損傷を防止できる。

例えば、リアホルダに片持ち支持されねじの締め付け方向に沿って延在された脚部と、脚部の自由端から垂下させ雌型端子の後端の位置に当接可能な腕部とで、端子押え部材を略Ｌ字型に構成する場合は、ねじ穴を臨む位置の端子押え部材の脚部を長く形成して弾性力を小さくできる。

また、ベース板のねじ穴を結ぶ直線が偏って配設された領域を減肉して、複数のねじ穴が形成されたベース板の領域の剛性を下げることができる。これによれば、ねじ締め時にねじ穴が形成されたベース板が変形し、ねじ締め力を貫通穴群の領域に分散できるから、端子押え部材が雌型端子を押さえる端子押え力のばらつきを一層低減できる。

なお、複数のねじ穴が貫通穴群の領域に対して偏って形成される場合を例示すると、リアホルダに形成されるねじ穴が２つの場合は、２つのねじ穴を結ぶ直線が貫通穴群の領域の重心から離して配設される場合である。

本発明によれば、雄型コネクタを雌型コネクタに挿入する際に、挿入力によって雌型端子が動いて外部の電子部品等との半田接続部に外力が加わることを防止できる。

本発明の一実施形態のコネクタの固定構造の断面図である。本発明の一実施形態のコネクタの分解図である。図１のリアホルダの平面図である。図３のリアホルダの弾性部材の拡大図である。本発明の一実施形態の要部拡大図である。端子押え部材の端子押え力のばらつきを示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。図１〜３に示すように、本実施形態の雌型コネクタは、複数の雌型端子１が収容される、例えば、柱状のハウジング３と、電子機器、例えば、自動車のトランスミッションが収容されるケースのケース壁５の外面に、複数のねじで固定されるリアホルダ７を有している。雌型端子１は、例えば、金属部材により断面矩形の筒状に形成され、先端の開口から雄型端子が挿入されるようになっている。筒内には、雄型端子と接触する山形の弾性片９が形成されている。雌型端子１の後端には、例えば、リアホルダ７を貫通して裏面側に位置させる回路基板に半田等で接続される導電部１１が連設されている。

ハウジング３は、例えば、樹脂により形成され、複数の雌型端子１がそれぞれ収容される、例えば、直状の端子収容室１３と、雌型端子１の先端に相手方の雄型端子が挿入される第１の開口１５と、雌型端子１を挿入可能に、かつ後端に連設された導電部１１を引き出す第２の開口１７と、ケース壁５とリアホルダ７に挟持される突出片１９と、リアホルダ７の係止部材３５に係止される突部２１が形成されている。端子収容室１３は、断面矩形の直状に形成され、一端に開口１５が形成され、他端に開口１７が形成されている。開口１５は、端子収容室１３の雌型端子１の先端から、ケース内の電子機器に接続された雄型端子を挿入可能に形成されている。開口１７は、雌型端子１を挿入可能な断面矩形に形成されている。端子収容室１３の開口１５側の内面には、雌型端子１の先端が当接して位置決めされる係止段部１６が形成されている。突出片１９は、開口１７が形成された端面部１８の外縁から開口１２よりも大きく突出させてケース壁５の開口１２の縁部に当接可能に設けられている。突出片１９は、本実施形態では３つ形成され、各突出片１９は、扁平に形成されている。

リアホルダ７は、ハウジング３の突出片１９を挟んでケース壁５に対向するベース板２５を備えている。ベース板２５には、ハウジング３の開口１７に対応する複数の貫通穴２７と、貫通穴２７ごとに設けられ雌型端子１の、例えば、後端の位置に当接可能な複数の端子押え部材４１と、リアホルダ７をケース壁５にねじ止めする、例えば、２本のねじがそれぞれ挿入される２つのねじ穴３１，３２と、ハウジング３の突出片１９が挿入される複数の凹部３３と、ハウジング３の突部２１に係止して、ハウジング３をリアホルダ７に固定する係止部材３５と、ケース壁５の凹部に挿入され雌型コネクタを位置決めする突部３７が形成されている。

複数の貫通穴２７は、雌型端子１の導電部１１がそれぞれ挿入されてリアホルダ７の裏面側から突出するようになっている。各貫通穴２７に対応する位置には、雌型端子１を固定する、例えば、複数の樹脂製の端子押え部材４１が形成されている。端子押え部材４１は、リアホルダ７をねじ止めしたとき、雌型端子１の後端に当接して弾性変形し、雌型端子１を係止段部１６に向かって押さえつけるようになっている。端子押え部材４１は図４に示すように、リアホルダ７のベース板２５に片持ち支持されねじの締め付け方向に沿って延在された脚部４３と、脚部４３の自由端から略直角に垂下させ雌型端子１の後端の位置に当接可能な腕部４５とを有し、脚部４３と腕部４５により略Ｌ字型に形成されている。複数の貫通穴２７と複数の端子押え部材４１により貫通穴群の領域３０がベース板２５に形成されている。

ねじ穴３１，３２は、リアホルダ７をケース壁５に固定させるねじが挿入され、かつ、挿入されたねじによりリアホルダ７がケース壁５に固定されるようになっている。凹部３３は、突出片１９に対応して形成され、突出片１９の厚みよりも浅く形成されている。突部３７は、ケース壁５に設けられた凹部に嵌合してリアホルダ７を位置決めするようになっている。

次に、本実施形態のコネクタの特徴構成を説明する。リアホルダ７のねじ穴３１，３２は、貫通穴群の領域３０の重心４７、すなわち、複数の端子押え部材４１が雌型端子１を押さえる方向の貫通穴群の領域３０の軸中心に対して、ねじ穴３１，３２を結ぶ直線を離して配設されている。また、図５に示すように、端子押え部材４１の脚部４３は、ねじ穴３１，３２からの距離に応じて脚部の長さが変えられている。つまり、貫通穴群の領域３０の境界に位置し、かつねじ穴３１，３２を臨む位置の貫通穴２７に形成された端子押え部材４１ａの脚部４３ａの長さＬ_ａは、ねじ穴３１，３２から離れた位置の貫通穴２７に形成された端子押え部材４１ｂの脚部４３ｂの長さＬ_ｂより長く形成されている。さらに、ねじ穴３１，３２が形成された領域４９の外縁部の一部にはベース板２５を減肉させた減肉部５１が設けられている。減肉部５１は、ねじ穴を結ぶ直線に対して、重心４７の反対側のベース板２５の縁部に形成され、ねじ穴３１，３２を結ぶ直線の略中心に対応する位置に形成されている。

このように構成される雌型コネクタを、電子機器が収容されたケースのケース壁５に固定する構造について説明する。図１に示すように、ハウジング３の開口１７側にリアホルダ７を位置させ、導電部１１をリアホルダ７の各貫通穴２７に挿入してリアホルダ７の裏面側に突出させる。この際、ハウジング３の突部２１にリアホルダ７の係止部材３５を係止させてハウジング３とリアホルダ７を固定する。リアホルダ７に固定されたハウジング３を、電子機器が収容されたケースのケース壁５の開口１２に挿入して、各突出片１９を開口１２の縁に当接させる。この状態で、リアホルダ７のねじ穴３１，３２にねじを挿入して、ケース壁５に形成されたねじ穴に螺合させ、リアホルダ７をケース壁５に固定する。これにより、各突出片１９がリアホルダ７の各凹部３３とケース壁５の開口１２の縁部に挟持され、ハウジング３がケース壁５に固定される。このとき、雌型端子１の挿入方向の動きは、雌型端子１の先端が当接する係止段部１６により規制されているから、ベース板２５の端子押え部材４１の腕部４５が雌型端子１の後端に当接して脚部４３が弾性変形する。これにより、端子押え部材４１からの弾性力により、雌型端子１が端子収容室１３内に押さえつけられる。なお、各突出片１９と各凹部３３の製作公差などを考慮して、各凹部３３の深さより各突出片１９は厚く形成されるので、ケース壁５とリアホルダ７の間には隙間が形成されている。

次に、本実施形態の特徴作用について説明する。貫通穴群の領域３０のベース板２５は、複数の貫通穴２７により剛性は小さくなり、それ以外の領域、つまりベース板２５の周縁部の剛性は高く保持される。そのため、貫通穴群の領域３０に対して、ねじ穴３１，３２が偏って形成されると、ねじの締め付け時にねじを臨む位置の貫通穴２７に形成された端子押え部材４１ａに伝わるねじ締め付け力が大きくなり端子押え力が大きくなる。一方、ねじから離れた位置の貫通穴２７に形成された端子押え部材４１ｂに伝わるねじ締め付け力は、ベース板２５の剛性の低下に応じて小さくなり、端子押え力が小さくなる。

例えば、図６に示す従来のリアホルダ６０において、ねじ穴６１、６２が貫通穴群の領域６５に対して偏って形成されると、ねじ穴６１、６２に近い斜線で示した領域６７、６９の貫通穴に形成された端子押え部材は、ねじ締め力の伝わりが大きく、端子押え力が大きくなる。これに対して、ねじ穴６１、６２から離れた貫通穴に形成された端子押え部材は、ねじ締め力の伝わりが小さく、端子押え力が小さくなる。つまり、貫通穴の位置からねじ穴の位置までの距離の違いに応じて、端子押え力にばらつきが生じるから、端子押え力が小さい位置に設けられた雌型端子が雄型端子の挿入力により動き、外部の電子部品等との半田接続部に外力が加わって損傷させることがある。

そこで、本実施形態は、ねじ穴に近い位置の端子押え部材４１ａの脚部４３ａを、ねじ穴から離れた位置の端子押え部材４１ｂの脚部４３ｂよりも長く形成し、端子押え部材４１ａの弾性力を小さくした。すなわち、雌型端子１を押さえる端子押え力は、ねじの締め付け時に弾性変形する端子押え部材４１の復元力に相関するから、ねじ穴３１，３２からの距離に応じて端子押え部材４１の弾性力を変えている。これによれば、ねじ穴３１，３２に近く端子押え力が大きな端子押え部材４１ａの脚部４３ａが変形し易くなり、端子押え力が下がるから、その分ねじ穴３１，３２から離れた位置の端子押え部材４１ｂに端子押え力を分散でき、各端子押え部材４１の端子押え力のばらつきを低減できる。

さらに、ねじ穴３１，３２が形成されたベース板２５の領域４９に減肉部５１を形成し、ねじ穴３１，３２が形成されたベース板２５の領域の剛性を下げている。これによれば、ねじの締め付け時に、ベース板２５は、減肉部５１の位置で変形して、領域４９から貫通穴群の領域３０に伝わるねじ締め付け力を分散できる。つまり、各端子押え部材４１は、ねじ締め付け力により端子押え力を得ているから、ねじ締め付け力を分散させることにより、各端子押え部材４１の端子押え力のばらつきを一層低減できる。

以上述べたように、本実施形態の雌型コネクタの固定構造によれば、雌型端子１に雄型端子を挿入するとき、雌型端子１が動いて外部の電子部品等との半田接続部に外力が加わることを防止できる。特に、ねじ穴３１，３２を結ぶ直線が、貫通穴の領域３０の重心４７から離れていても、各端子押え部材４１が各雌型端子１に加わる端子押え力のばらつきを低減できるから、ねじ穴３１，３２の位置等の制約が緩和され、雌型のコネクタタの固定構造を容易に設計できる。

なお、本実施形態は、端子押え部材４１の脚部４３を長くすることで、端子押え部材４１の弾性力を小さくしているが、これに代えて、端子押え部材４１の脚部４３、腕部４５の厚み方向の断面積を小さくすることで、端子押え部材４１の弾性力を小さくできる。

また、端子押え部材４１は、Ｌ字型に限定されるものではない。例えば、コイルバネなど雌型端子１を押さえることができ、かつ弾性力を適宜設定できるものを用いることができる。

また、リアホルダ７のねじ穴は２つに限定されるものではない。例えば、ねじ穴が３つ以上形成され、かつ貫通穴群の領域の重心に対して、各ねじ穴を結ぶ直線が同一側に偏って配設される場合であっても、本実施形態のコネクタの固定構造により、各端子押え部材の端子押え力のばらつきを低減できる。

また、ベース板２５の形は本実施形態に限定されるものではなく、例えば、リアホルダの裏面側の回路基板等に応じて、四角、円等、適宜設計できる。

また、貫通穴群の領域３０に形成された各端子押え部材４１の弾性力は、適宜設計でき、例えば、ねじ穴３１，３２から離れるに従い、徐々に大きくすることができる。

また、ハウジング３の突部２１とリアホルダ７の係止部材３５を省略することもできるが、突部２１と係止部材３５により、ハウジング３とリアホルダ７を固定した後、ケース壁５に雌型コネクタを挿入固定できるから、挿入固定の作業が容易になる。

また、各端子押え部材４１の弾性力を調整することで、端子押え力のばらつきを十分低減できる場合は、減肉部５１を省略することができる。

１雌型端子
３ハウジング
５ケース壁
７リアホルダ
１１導電部
１２開口
１３端子収容室
１５開口
１７開口
１９突出片
２５ベース板
２７貫通穴
３０貫通穴群の領域
３１ねじ穴
３２ねじ穴
４１端子押え部材
４３脚部
４５腕部
５１減肉部

Claims

複数の雌型端子がそれぞれ収容される端子収容室が並設されたハウジングと、該ハウジングを電子機器が収容されたケースに形成された開口に挿入して複数のねじにより固定するリアホルダとを有し、
前記ハウジングは、前記雌型端子の先端に相手側端子が挿入される第１の開口及び前記雌型端子を挿入可能に、かつ後端に連設された導電部を引き出す第２の開口と、該第２の開口が形成された端面部の外縁から前記開口より突出させて前記ケースの開口縁部に当接可能に設けられた突出片とを有してなり、
前記リアホルダは、前記ハウジングの前記突出片を挟んで前記ケースに対向するベース板と、前記ハウジングの前記第２の開口に対応させて前記ベース板に形成された複数の貫通穴と、該貫通穴ごとに設けられ前記雌型端子に当接可能な複数の端子押え部材と、前記複数のねじが挿入される複数のねじ穴とを有し、
前記リアホルダの前記複数のねじ穴は、前記貫通穴群が形成された領域の重心に対して各ねじ穴を結ぶ直線が同一側に偏って配設され、
前記貫通穴群が形成された領域の境界に位置し、かつ前記ねじ穴を臨む位置の貫通穴に形成された前記端子押え部材は、他の位置の貫通穴に形成された端子押え部材に比べて弾性力が小さく形成されてなるコネクタの固定構造。
請求項１に記載の雌型コネクタの固定構造において、
前記端子押え部材は、前記リアホルダに片持ち支持され前記ねじの締め付け方向に沿って延在された脚部と、該脚部の自由端から垂下させ前記雌型端子の前記後端の位置に当接可能な腕部とを有してなり、
前記貫通穴群が形成された領域の境界に位置し、かつ前記ねじ穴を臨む位置の貫通穴に形成された前記端子押え部材の前記脚部は、他の位置の貫通穴に形成された端子押え部材の脚部に比べて長く形成されてなるコネクタの固定構造。