JP2011018471A - コネクタ保持器、組立図板およびばね部材 - Google Patents

Abstract

【課題】多くの幅、奥行きの異なるコネクタに対し、数少ない種類の器具で対応でき、多くの種類のコネクタに対し器具を間違いなく布線板に設置することができ、組み立てに時間を要さず、熟練を必要としないコネクタの保持器、組立図板並びにばね部材を提供する。
【解決手段】コネクタ保持器は、保持具本体と、該保持具本体に固定するばね部材支持具と、該ばね部材支持具に取り付けるばね部材とからなり、前記保持具本体は、櫛歯状コネクタ支持部と、前記ばね部材支持部と連結する連結部からなり、前記ばね部材支持具は、前記保持具本体と連結する被連結部と、背板とからなり、前記ばね部材は前記背板に着脱自在に取り付けられ、前記櫛歯状コネクタ支持部方向に弾性力を付与するばね部とからなり、前記櫛歯状コネクタ支持部と前記ばね部との間にコネクタ収容部を形成するコネクタ保持器。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤーハーネスの端部に設けられるコネクタハウジングを保持するための保持器に関するものである。
また、本発明は前記保持器を具備し、ワイヤーハーネスの組立工程においてコネクタハウジングを位置決め保持する組立図板に関するものである。
また、本発明は前記コネクタ保持器に最適なばね部材に関するものである。

一般に、ワイヤーハーネスは、図４（Ａ）、あるいは図４（Ｃ）に示すように組立図板４を用いて組み立てられる。組立図板４は、ワイヤーハーネスの組立作業を行う際の作業台となる布線板４１、およびこれに立設された電線支持具等４３を備えている。そして、各電線４５は、電線支持具によって受け止められた状態で布線板上において布線され、予め設計された枝形状となるように組み立てられる。
従来のワイヤーハーネスの組み立ては、コネクタハウジング（以下コネクタとコネクタハウジングを区別して表現する必要がある場合を除いてこれらを総称してコネクタと称することがある）５は図４（Ｃ）に示すように、布線板上に固定されず、単に電線４５を電線支持具４３に引っ掛けることによって仮保持されているだけであった。このため、作業中にコネクタ５は電線支持具４３から電線４５の弛みに合わせて多少垂れ下がった状態となる。

電線支持具４３から電線４５が弛むことに起因して、コネクタ５を基準とした採寸精度が悪くなるという課題がある。すなわち、ワイヤーハーネスの組立工程においては、そのワイヤーハーネスの仕様に応じてクランプ等の付属部品（図示せず）を電線４５に取り付ける工程が含まれる。また、場合によってはこの付属部品を特定のコネクタを基準とした正確な位置に固定しなければならないことがある。このような場合には、特定のコネクタの所定の面（たとえば、コネクタの背面）を基準として正確に寸法取りをしなければならない。ところが、図４（Ｃ）に示すようにコネクタ５が単に仮保持されているだけで位置決めされていないと、正確に寸法取り（採寸）をすることができない。

そこで、上記課題を解決するために、特許文献１〜３では、コネクタのハウジングを位置決め状態で保持することができ、布線作業を円滑に進めることができ、ワイヤーハーネスの組立作業の能率を向上させ、組立仕上げ精度を向上させることができるコネクタ保持器具が提案されている。

特許文献１に開示されているコネクタ保持器は、予め電線の端部に取り付けられる端子金具と、背面に開口された端子挿入孔を有するコネクタを保持するためのコネクタ保持器であって、図５に示すように、コネクタを保持し得る収容室６１と、該収容室６１に連通し、コネクタが収容室６１に収容された状態で上記背面を全面露出させる露出開口部６３と、コネクタが収容室６１に収容された状態で上記露出開口部６３から端子金具を端子挿入孔へ挿入することができるようにコネクタの所定部に当接することによって、当該コネクタが上記露出開口部から抜け出るのを規制する当接片６５とを有するものである。

特許文献２に開示されているコネクタ保持具は、ワイヤーハーネスを組立図板上で組立てる際に、ワイヤーハーネスを構成する電線の端部に装着されるコネクタを保持するためのコネクタ保持具であって、図６に示すようにコネクタ保持具７１は、電線の端部に取付けられる端子金具をコネクタ５に挿入しやすいように、コネクタ５の端子挿入孔７３の形成された面が上に向けられた挿入姿勢にコネクタを保持する挿入姿勢用収容室７５（図６a ）と、上記電線が延びる方向に変位しない状態で、上記端子挿入孔７３の形成された面が上記電線の延びる方向に向けられた組立姿勢にコネクタ５を保持する組立姿勢用収容室７５（図６ｂ）とが併用できるワイヤーハーネスのコネクタ保持具である。

ところで、ワイヤーハーネスには多くのコネクタが取り付けられる。取り付けられるコネクタは端子を１つ組み込む１端子コネクタから、数十の端子を組み込む多端子コネクタまで、その種類は非常に多い。
上記特許文献１、２によれば、コネクタを組立図板に固定することはできる。しかし、ここに開示されている保持具はコネクタと１対１に対応しているために組立図板に固定する保持具の数は使われるコネクタの種類だけ用意しなければならず、多くの種類の保持具をコネクタの種類に応じて間違いなく組立図板に固定して設置するには多くの時間と熟練を要していた。

上記の問題点を解決するために、特許文献３では、図７に示すように、電線４５の端末に取り付けられる端末コネクタ５を固定するための端末コネクタ受け治具８１を、端末コネクタ載置台８３上に載置している。端末コネクタ受け治具８１は電線４５が挿通可能な間隔で立設された棒状体からなるクシ歯部８５と、端末コネクタ５をクシ歯部８５と挟持固定するコネクタ固定部８７とからなり、前記コネクタ固定部８７は、載置台８３上の端末コネクタ５をクシ歯部８５側へ弾性的に押圧する逆Ｕ字形湾曲部の弾性部位８９を備えている。

上記構成の治具８１は逆Ｕ字形湾曲部の弾性部位８９の湾曲の大きさでコネクタ５を挟持する間隔の幅を確保し、端末コネクタ５の幅の違いを吸収している。そのため、幅の広いコネクタを装着するときには弾性部位の湾曲部に大きな力がかかり、挿入、取り出しに大きな力を必要とし、また、湾曲部の曲げ角度が急になり、装着・取り出しの繰り返しで弾性疲労が生じ湾曲部が折れて破損する恐れがあった。また、湾曲部分の幅のみでは２〜３種類の幅の異なるコネクタについてのみ対応できるだけで、多くの種類のコネクタに対応することは不可能であった。このため多くの幅の異なるコネクタに対応するには多くの種類の治具を必要とし、多くの種類の治具を間違いなく組立図板に固定して設置するには多くの時間と熟練を要していた。

特許第３２５５８４５号公報 特許第２９７０３９９号公報 特開２００７−２３４５８７号公報

本発明は、従来の課題を解消し、多くの幅の異なるコネクタに対し、数少ない種類の器具で対応でき、多くの種類のコネクタに対し保持器具を間違いなく布線板に設置することができ、組み立てに時間を要さず、布線作業に熟練を必要としないコネクタの保持器、組立図板並びにばね部材を提供する。

本発明の第一は、ワイヤーハーネス端末に接続のコネクタを着脱自在に固定するコネクタ保持器であって、
該保持器は、布線板に取り付ける保持具本体と、該保持具本体に固定するばね部材支持具と、該ばね部材支持具に取り付けるばね部材とからなり、
前記保持具本体は、布線板に取り付ける布線板固定部と、該布線板固定部から直角に立ち上がる櫛歯状コネクタ支持部と、前記布線板固定部から延接し前記ばね部材支持部と連結する連結部からなり、
前記ばね部材支持具は、前記保持具本体の連結部に着脱自在で遠近可能に取り付け可能な被連結部と、該被連結部から直角に立ち上がる背板とからなり、
前記ばね部材は前記背板に着脱自在に取り付けられ、前記櫛歯状コネクタ支持部方向に弾性力を付与するばね部とからなり、
前記櫛歯状コネクタ支持部と前記ばね部との間にコネクタ収容部を形成する
コネクタ保持器である。

本発明の第二は、ワイヤーハーネス端末に接続のコネクタを着脱自在に固定するコネクタ保持器を布線板に固定してなる組立図板であって、
該組立図板は、布線板と、該布線板に取り付けられた保持具本体と、該保持具本体に固定のばね部材支持具と、該ばね部材支持具に取り付けるばね部材とからなり、
前記保持具本体は、布線板に取り付けられた布線板固定部と、該布線板固定部から直角に立ち上がる櫛歯状コネクタ支持部と、前記布線板固定部から延接し前記ばね部材支持部と連結する連結部からなり、
前記ばね部材支持具は、前記保持具本体の連結部に着脱自在で遠近可能に取り付け可能な被連結部と、該被連結部から直角に立ち上がる背板とからなり、
前記ばね部材は前記背板に着脱自在に取り付けられ、前記櫛歯状コネクタ支持部方向に弾性力を付与するばね部とからなり、
前記櫛歯状コネクタ支持部と前記ばね部との間にコネクタ収容部が形成されている
組立図板である。

本発明の第三は、リボン状の素材をリング状に曲折して弾性を付与してなるばね部材であって、リボン状の素材の両端は取付部に固定され、リング状に形成するリボン状素材は、上方取付部の上方固定点から２５〜４５度の角度、好ましくは２６〜４２度の角度で降下し、次いで垂直面に対してやや傾斜する角度にまで降下させて最下点まで伸ばし、最下点で折り返してほぼ垂直に立ち上げ、再度折り返して取付部下方の下方固定点に固定し、リング状素材に弾性を付与してなるばね部材である。

本発明によれば、ワイヤハーネスの端末に接続のコネクタを容易、且つ精度良く装着、固定、引き抜きすることができると共に、種々の大きさのコネクタに対して少数の部品数で対応でき、汎用性に優れ、コネクタの挟持固定をより確実に行うことができてワイヤハーネス組み立て工程の生産効率、生産コストの低減に顕著な効果を奏するものである。
また、各部材は成形が容易で、安価に提供することができる。

本発明保持器の一実施形態を示す斜視図で、（Ａ）は幅の広いコネクタに対応するもの、（Ｂ）は幅の狭いコネクタに対応するものである。 本発明保持器の一実施形態を示す分解図である。 本発明の一実施形態を示す分解図で、各部材の組み合わせの例を示すものである。 ワイヤーハーネスを組み立てる組立図板を示し、（Ａ）は概略図、（Ｂ）は（Ａ）に示す（イ）の部分の拡大図、（Ｃ）は（Ａ）に示す（ロ）の部分の拡大図である。 従来の保持器の一例を示す斜視図である。 従来の保持器の他の例を示す斜視図である。 従来の保持器の更に他の例を示す斜視図である。

以下本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明コネクタ保持器は図４（Ｂ）に示すように、コネクタ５を布線板４１上に確実に固定するものである。保持器の一実施形態は図２に分解して示す。
保持器は図２に示すように保持具本体１と、ばね部材支持具２と、ばね部材３とで構成されている。
保持具本体１は布線板に固定される布線板固定部１２と櫛歯状コネクタ支持部１３とがＬ字状に構成され、布線板固定部１２には後述するばね部材支持具２を固定する連結部１４が延設されている。布線板固定部１２には支柱１９を固定する支柱貫通孔１８が穿設され、該貫通孔１８に支柱１９を固定し、該支柱１９を布線板に取り付けるように構成されている。なお、固定部１２に布線板に直接固定する固定孔１７（図３参照）を設け、該固定孔１７を介して布線板に螺子、或いはボルト・ナット等で固定することもできる。

本実施形態では、連結部１４は図示するように布線板固定部１２の底面から一段高く形成し、保持具本体１を布線板に固定した時に布線板と連結部１４との間に後述するばね部材支持具２の被連結部２２が入りこめるように設計されている。また、連結部１４には被連結部２２と連結するためのボルト挿入孔１６（図３参照）が複数個穿設されている。
布線板固定部１２の表面には間隔を設けて複数本の支柱を立設し、櫛歯状コネクタ支持部１３を構成する。本実施形態では４本の支柱が立設されている。支柱のうち中間の２本はコネクタに組み込まれた電線を挿通する役割を有する本支柱１３aで、外側の支柱は補助支柱１５である。外側の補助支柱１５とその次の本支柱１３aとの間はコネクタに接続前の電線を仮に保持する仮止部として使用するもので、単独の電線が作業の邪魔になるのを防止し、ワイヤハーネスの組立効率を高めるように構成している。かかる櫛歯状コネクタ支持部１３は保持具本体１に一体成形で構成してもよく、固定部１２に穿設の穴にプラスチック製あるいは金属製の支柱を埋め込むようにして構成しても良い。支柱の本数はコネクタの端子数によって決定し、その間隔はワイヤーハーネスを構成する電線の太さ、或いは挿通する本数により任意に決定することができる。
なお、補助支柱１５は本支柱１３aとの間に電線を仮保持するためのもので、必要により設ければ良い。

ばね部材支持具２は保持具本体１に設けた連結部１４に固定する被連結部２２と、該被連結部２２に直角に立設した背板２３とで構成されている。
被連結部２２は複数のボルト挿入孔２５が設けられ、前記連結部１４に設けたボルト挿入孔１６に図示しないボルトで連結固定する。ボルトを固定する螺子溝は両方のボルト挿入孔１６、２５に刻設しても良く、ボルトの頭と反対側になる一方のボルト挿入孔にのみ刻設するようにしても良い。なお、両者はピン、ボルト・ナットで固定するように構成しても良い。

被連結部２２の長さは連結部１４の長さより長く設計し、被連結部２２に設けるボルト挿入孔２５の数は、連結部１４に設けたボルト挿入孔１６の数より多くし、両ボルト挿入孔１６と２５との組み合わせを選択することで、保持具本体１とばね部材支持具２との間隔を任意に調整することができる。なお、複数のボルト挿入孔１６、１６間の間隔と複数のボルト挿入孔２５、２５間の間隔とは同じに設計しても良く、どちらかを狭く設計して、保持具本体１とばね部材支持具２との間隔設定の選択幅を広げるようにしても良い。また、上記実施形態では被連結部２２の長さを連結部１４の長さより長く設計したが、被連結部２２の長さを連結部１４の長さよりも短く設計することも可能である。
背板２３はコネクタを受け止める役割を果たせば良く、平板状でも良く、強度を持たせるために波打ち状に成型し、或いはたわみ防止リブを設ける等の補強を施すことも効果的である。このように背板２３はコネクタを受け止められるだけの強度を有するものであれば良い。

背板２３の左右には後述するばね部材３を摺動自在に受け止める案内溝２７が設けられている。溝２７は図示するように背板２３の左右の端部をコの字状に成形して設ける。なお、背板２３とばね部材３との結合はばね部材３に案内溝を設け、背板２３の端部には板状のままで加工を施さないように構成しても良い。
保持具本体１の固定部１２の両サイド、或いはばね部材支持具２の被連結部２２又は背板２３の両サイドのいずれかにコネクタが左右に動くのを防止する側壁２８が設けられている。なお、側壁２８は壁体にしてもよいが、装着するコネクタの横ずれを規制できるものであればよく、一又は複数の棒状体や突起を保持具本体の固定部１２の両サイド等に立設する等、適宜設計変更することができる。
また、側壁２８は必要に応じて設ければ良く、後述するばね部材３によりコネクタが固定部２２に確実に固定されるような場合にはサイドの一方にのみ設けても良く、また省略することもできる。

ばね部材３は、本形態実施形態では、背板２３に取り付ける板状の取付部３２と、取付部３２に一体に設けられたばね部３５とで構成されている。ばね部３５はリボン状の部材をリング状に曲折し、その両端を取付部３２に固定している。すなわち、リング状部を形成するリボン状の部材３６は、図示するように上方固定部３７から上方取付部の上方固定点から２５〜４５度の角度、好ましくは２６〜４２度の角度で降下し、次いで垂直面に対してやや傾斜する角度にまで下降させ最下点３８まで伸ばす。次いで最下点３８で折り返してほぼ垂直に立ち上げ、再度折り返して取付部３２の下方固定部３９に固定する。このようにリボン状部材３６を曲折してばね部３５とすることで、リボン状部材に弾性を付与し、最下点３８近傍で装着するコネクタと接触するように形成する。

上述した各部品を組み立てる一例につき説明する。図１は各部品を組み立てた状態を示している。
先ず保持具本体１とばね部材支持具２とを螺子で結合する。結合は装着するコネクタの大きさに合わせて決定する。即ち、組みあがったコネクタ保持具に図示しないコネクタを載置した時、コネクタに適度のばね圧力が作用する幅に合わせて両者のボルト挿入孔１６，２５を合わせ、ボルト挿入孔にボルトを挿通、螺着することで両者を固定する。
次いでばね部材３をばね部材支持具２の背板２３に設けた案内溝２７に差し込むようにして取り付け、組み立てを完了する。
なお、該保持器は保持具本体１に設けた取付孔１８を用いて支柱１９を立て、該支柱１９を線板に固定するか、貫通孔１７を介して直接布線板に固定することにより取り付ける。
また、この組立順序は何れを先に行っても良いことは勿論である。

保持器にコネクタを装着するには、コネクタをばね部材の弾性に抗して差し込む。コネクタを差し込むことでばね部材３のばね部３５が撓み、コネクタは櫛歯状コネクタ支持部１３に押し付けられて固定される。このとき、側壁２８があればコネクタは左右にぶれることなく固定されるが、側壁がなくてもばね部材の弾性力でコネクタ支持部１３に押し付けられてコネクタは固定される。なお、側壁がない場合はコネクタを挟む間隔を小さ目とし、ばね部材の弾性力を強く作用させることが好ましい。
コネクタを取り外すときは、コネクタをばね部材の弾性力に抗して引き抜くことで、簡単に取り外すことができる。
このように、ワイヤハーネスの組み立て工程において、ばね部材３が有する弾性力により、組立図板にコネクタが固定されることで、ワイヤハーネス端末の位置規制が精度良く且つ容易に行われ、コネクタの装着、固定及び引き抜きも、ばね性を利用してワンアクションで容易に行うことができる。

図１（Ａ）は奥行きが長いコネクタに対応する保持器を示し、図１（Ｂ）は奥行きの狭いコネクタに対応する保持器を示す。
図３は保持器を構成する各部材の種類と組み合わせの一実施形態を示すもので、例えば図１（Ｂ）に示す奥行きの狭いコネクタに対応する保持器を構成するには、図３（Ａ）に示すように連結部１４と被連結部２２とが短く、幅の狭い組み合わせを採用し、あるいは図３（Ｂ）に示すように連結部１４と被連結部２２とが短く、幅の広い組み合わせを採用する。なお、図３の左端の図は組立状態を示すものである。
また、図１（Ｂ）に示す奥行きの長いコネクタ対応には図３（Ｃ）に示す連結部１４と被連結部２２とが長い組み合わせを採用する。このように、連結部１４と被連結部２２との長さを違え、連結部と被連結部との長さに応じて保持具本体１等の幅を変え、連結部と被連結部とに設けたボルト挿入孔１６と２５との組み合わせを任意に選択することで、保持具本体１とばね部材支持具２との間隔を任意に調整することができる。また、コネクタの幅に合わせて部材を選択することで、多くの種類のコネクタに少ない部材点数で対応することができる。

このように、例えば図３に示す９種類の部材を揃えることで、ほとんどの大きさ（種類）のコネクタに対応する保持器を構成することができる。従って特殊なコネクタに対応する部材をこの他に準備することで、少ない部品数（部材）で多くのコネクタに対応できるので、汎用性に優れ、生産効率、生産コストを低減することができる。
また、保持具本体１、ばね部材支持具２、ばね部材３をコネクタの大きさにあった組み合わせとすることができるので、コネクタを容易、且つ精度良く装着、固定、引き抜くことができると共に、種々の大きさのコネクタに対して少数の部品数で対応できコネクタの挟持固定をより確実に行うことができてワイヤハーネス組み立てを効果的に行える効果を奏するものである。

保持具本体１、ばね部材支持具２、ばね部材３は工業用プラスチックで成形することができる。本実施形態では保持具本体１、ばね部材支持具２、ばね部材３は共にプラスチック成形に適した形状に設計されている。従って、これらの部材を安価に提供することができる。

１ 保持具本体
２ ばね部材支持具
３ ばね部材

Claims (5)

1. ワイヤーハーネス端末に接続のコネクタを着脱自在に固定するコネクタ保持器であって、
   該保持器は、布線板に取り付ける保持具本体と、該保持具本体に固定するばね部材支持具と、該ばね部材支持具に取り付けるばね部材とからなり、
   前記保持具本体は、布線板に取り付ける布線板固定部と、該布線板固定部から直角に立ち上がる櫛歯状コネクタ支持部と、前記布線板固定部から延接し前記ばね部材支持部と連結する連結部からなり、
   前記ばね部材支持具は、前記保持具本体の連結部に着脱自在で遠近可能に取り付け可能な被連結部と、該被連結部から直角に立ち上がる背板とからなり、
   前記ばね部材は前記背板に着脱自在に取り付けられ、前記櫛歯状コネクタ支持部方向に弾性力を付与するばね部とからなり、
   前記櫛歯状コネクタ支持部と前記ばね部との間にコネクタ収容部を形成する
   コネクタ保持器。
2. 前記ばね部材は、リボン状の素材をリング状に曲折して弾性を付与してなるばね部材であって、リボン状の素材の両端は取付部に固定され、リング状に形成するリボン状素材は、上方取付部の上方固定点から２５〜４５度の角度で降下し、次いで垂直面に対してやや傾斜する角度にまで降下させて最下点まで伸ばし、最下点で折り返してほぼ垂直に立ち上げ、再度折り返して取付部下方の下方固定点に固定し、リング状素材に弾性を付与してなるばね部材である請求項１に記載のコネクタ保持器。
3. ワイヤーハーネス端末に接続のコネクタを着脱自在に固定するコネクタ保持器を布線板に固定してなる組立図板であって、
   該組立図板は、布線板と、該布線板に取り付けられた保持具本体と、該保持具本体に固定のばね部材支持具と、該ばね部材支持具に取り付けるばね部材とからなり、
   前記保持具本体は、布線板に取り付けられた布線板固定部と、該布線板固定部から直角に立ち上がる櫛歯状コネクタ支持部と、前記組板固定部から延接し前記ばね部材支持部と連結する連結部からなり、
   前記ばね部材支持具は、前記保持具本体の連結部に着脱自在で遠近可能に取り付け可能な被連結部と、該被連結部から直角に立ち上がる背板とからなり、
   前記ばね部材は前記背板に着脱自在に取り付けられ、前記櫛歯状コネクタ支持部方向に弾性力を付与するばね部とからなり、
   前記櫛歯状コネクタ支持部と前記ばね部との間にコネクタ収容部が形成されている
   組立図板。
4. 前記ばね部材は、リボン状の素材をリング状に曲折して弾性を付与してなるばね部材であって、リボン状の素材の両端は取付部に固定され、リング状に形成するリボン状素材は、上方取付部の上方固定点から２５〜４５度の角度で降下し、次いで垂直面に対してやや傾斜する角度にまで降下させて最下点まで伸ばし、最下点で折り返してほぼ垂直に立ち上げ、再度折り返して取付部下方の下方固定点に固定し、リング状素材に弾性を付与してなるばね部材である請求項３に記載の組立図板。
5. リボン状の素材をリング状に曲折して弾性を付与してなるばね部材であって、リボン状の素材の両端は取付部に固定され、リング状に形成するリボン状素材は、上方取付部の上方固定点から２５〜４５度の角度で降下し、次いで垂直面に対してやや傾斜する角度にまで降下させて最下点まで伸ばし、最下点で折り返してほぼ垂直に立ち上げ、再度折り返して取付部下方の下方固定点に固定し、リング状素材に弾性を付与してなるばね部材。

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