JP2016071941A - Ｕｓｂコネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】専用のＵＳＢ基板を設けることなく、簡単な構成で携帯電話機等の携帯端末の使用、充電等を車内で行うことができるようにしたＵＳＢコネクタ装置を提供する。
【解決手段】車両の内面パネルに取り付けられる筐体１０と、筐体１０内に設けられるＵＳＢコネクタ１４と、筐体１０内に設けられ、ＵＳＢコネクタ１４を取り付ける取付部材１２と、取付部材１２内にインサート成形により埋設される配線パターン１３と、車両のＵＳＢ端子に接続されるＵＳＢカプラ２０を先端に有するハーネスケーブル３０とを具備し、ＵＳＢコネクタ１４の各接続ピン１４２をインサートされた配線パターン１３の一端に半田で接続し、インサートされた配線パターン１３の他端をハーネスケーブルの一端に半田で接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＳＢコネクタを車両の内面パネル等に設けることを可能にしたＵＳＢコネクタ装置に関する。

一般に携帯電話機等の携帯端末はその携帯性を生かすために、電池で駆動されるようになっており、この種の電池はその性能上から連続して使用できる時間が制限されている。このため、いざ使用する段になると、電池切れのために使用できなくなることがある。

このため、特許文献１に示すように、車両内で携帯電話機等の車両内で使用を可能にしたり、充電を可能にしたりするために、車両内にＵＳＢコネクタを設けた車載用電子機器が知られている。

しかし、従来のこの種の車載用電子機器は、車両内にＵＳＢコネクタを設けるために、それ専用のＵＳＢ基板を設けたものが殆どであり、そのために、構造が複雑になり、かつ高価になるという問題があった。

特開２０１３−１０３５９４号公報

そこで、本発明は、専用のＵＳＢ基板を設けることなく、簡単な構成で携帯電話機等の携帯端末の使用、充電等を車内で行うことができるようにしたＵＳＢコネクタ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、車両の内面パネルに取り付けられて使用するＵＳＢコネクタ装置であって、前記車両の内面パネルに取り付けられる筐体と、前記筐体内に設けられるＵＳＢコネクタと、前記筐体内に設けられ、前記ＵＳＢコネクタを取り付ける取付部材と、前記取付部材内にインサート成形により埋設される配線パターンと、前記ＵＳＢコネクタの各端子を前記配線パターンの一端に接続する第１の接続手段と、前記車両のＵＳＢ端子に接続されるＵＳＢカプラを先端に有するハーネスケーブルと、前記ハーネスケーブルの一端を前記配線パターンの他端に接続する第２の接続手段と、を具備することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記筐体は、前面の一辺にばねによりに開閉可能に軸支された蓋体を有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記取付部材は、前記ＵＳＢコネクタが取り付けられる取付面部と、前記取付面部と直行して前記筐体の背面を塞ぐ背面部とからなり、前記配線パターンは、断面Ｌ字状に曲げられて前記取付面部内と前記背面部内にインサート成形されることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記取付面部内の前記配線パターンの一端には、前記ＵＳＢコネクタの各端子を接続するためのＵＳＢコネクタ端子接続孔が形成され、前記第１の接続手段は、前記ＵＳＢコネクタの各端子を前記取付面部に形成された貫通孔を通って前記配線パターンのＵＳＢコネクタ端子接続孔に挿入することにより、前記ＵＳＢコネクタの各端子と前記配線パターンの一端とを接続することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記配線パターンのＵＳＢコネクタ端子接続孔に対応する前記取付面部の裏面には、前記ＵＳＢコネクタ端子接続孔の部分を露出させる第１の窓が形成され、
前記第１の接続手段は、前記第１の露出窓により露出された前記ＵＳＢコネクタの各端子と前記配線パターンの一端との接続部を半田の溶着により接続することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの発明において、前記背面部内の前記配線パターンの他端には、前記ハーネスケーブルを接続するためのハーネスケーブル接続孔が形成され、前記第２の接続手段は、前記ハーネスケーブルの一端を前記背面部に形成された貫通孔を通って前記ハーネスケーブル接続孔に挿入することにより、前記配線パターンの他端と前記ハーネスケーブルとを接続することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記配線パターンのハーネスケーブル接続孔に対応する前記背面面部の内面側には、前記ハーネスケーブル接続孔の部分を露出させる第２の窓が形成され、前記第２の接続手段は、前記第２の窓により露出された前記配線パターンの他端と前記ハーネスケーブルとを接続部を半田の溶着により接続することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかの発明において、前記配線パターンは、複数の接続箇所で互いに連接された前記ＵＳＢコネクタの複数の端子に対応する複数の個別配線パターンを有し、前記取付部材は、前記複数の接続箇所に対応する複数の窓を有し、前記取付部材のインサート成形の後に、前記複数の窓から前記複数の接続箇所を切断することにより前記配線パターンから前記複数の個別配線パターンを電気的に独立させることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの発明において、前記ＵＳＢコネクタは、前記取付部材に穿設された係合孔に弾性的に係合する前記ＵＳＢコネクタを前記取付部材に取り付けるための係合部を有することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかの発明において、前記筐体の少なくとも２側面の外側に、前記筐体を前記車両の内面パネルに取り付けるための係止爪を有することを特徴とする。

本発明によれば、車両の内面パネルに取り付けられて使用するＵＳＢコネクタ装置であって、前記車両の内面パネルに取り付けられる筐体と、前記筐体内に設けられるＵＳＢコネクタと、前記筐体内に設けられ、前記ＵＳＢコネクタを取り付ける取付部材と、前記取付部材内にインサート成形により埋設される配線パターンと、前記ＵＳＢコネクタの各端子を前記配線パターンの一端に接続する第１の接続手段と、前記車両のＵＳＢ端子に接続されるＵＳＢカプラを先端に有するハーネスケーブルと、前記ハーネスケーブルの一端を前記配線パターンの他端に接続する第２の接続手段と、を具備して構成したので、専用のＵＳＢ基板を設けることなく、簡単な構成で携帯電話機等の携帯端末の使用、充電等を車内で行うことができるようにしたＵＳＢコネクタ装置を提供することができる。

図１は、本発明に係るＵＳＢコネクタ装置の一実施例を示す一部断面図およびＵＳＢコネクタおよびＵＳＢカプラの正面拡大図である。 図２は、図１に示したＵＳＢコネクタ装置のＵＳＢコネクタを収容する筐体の側面図、正面図、上面図である。 図３は、図１に示した取付部材にインサート成形される配線パターンの上面図、側面図、背面図である。 図４は、図３に示した配線パターンをインサート成形した取付部材を示す上面図である。 図５は、図３に示した配線パターンをインサート成形した取付部材を示す裏面図および背面図である。 図６は、図３に示した配線パターンをインサート成形した取付部材を示す断面図である。 図７は、図１に示したＵＳＢコネクタを収容する筐体の正面図および側面から見た断面図である。 図８は、図１に示したＵＳＢコネクタを収容する筐体の上面から見た断面図である。

以下、この発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明に係るＵＳＢコネクタ装置１００の一実施例を示すもので、図１（Ａ）は、その一部断面図、図１（Ｂ）は、ＵＳＢコネクタ１４の正面拡大図、図１（Ｃ）は、ＵＳＢカプラ２０の正面拡大図である。また、図２は、ＵＳＢコネクタ１４を収容する筐体１０を示すもので、図２（Ａ）は、その側面図、図２（Ｂ）は、その正面図、図２（Ｃ）は、その上面図である。

なお、このＵＳＢコネクタ装置１００は、例えば、車載の制御基板等に設けられた図示しないＵＳＢコネクタがＵＳＢ３．０規格のＵＳＢコネクタが用いられている場合が示されており、このＵＳＢ３．０規格のＵＳＢコネクタにおいては、周知のように９ピン構成から形成されている。

図１および図２において、この実施例のＵＳＢコネクタ装置１００は、ＵＳＢコネクタ１４が収容される筐体１０、図示しない車載の制御基板等に設けられたＵＳＢ３．０規格の９ピン構成ＵＳＢコネクタに接続されるＵＳＢカプラ２０、筐体１０に収容されたＵＳＢコネクタ１４とＵＳＢカプラ２０とを接続するハーネスケーブル３０を具備して構成される。

ここで、筐体１０に収容されたＵＳＢコネクタ１４は、筐体１０内に収容される取付部材１２に取り付けられ、ＵＳＢコネクタ１４の各端子とハーネスケーブル３０との接続は、取付部材１２内にインサート成形により埋設される配線パターン１３を経由して行われる。

取付部材１２は、ＵＳＢコネクタ１４が取り付けられる取付面部１２ａと、取付面部１２ａと直行して筐体１０の背面を塞ぐ背面部１２ｂとからなり、配線パターン１３は、断面Ｌ字状に曲げられて取付面部１２ａ内と背面部１２ｂ内にインサート成形される。

また、筐体１０の前面の一辺には、ばね１５によりに開閉可能に弾発的に軸支された蓋体１１が設けられ、筐体１０の側面の外側には、筐体１０を図示しない車両の内面パネルに取り付けるための係止爪１６が設けられている。

また、ハーネスケーブル３０には、このハーネスケーブル３０を車体に取り付けるための複数の取付具３１が設けられている。

ＵＳＢコネクタ１４は、図１（Ｂ）に示すように、下段に４個のＵＳＢ端子１４３を有し、上段に５個ＵＳＢ端子１４４が設けられ、下面から、４個のＵＳＢ端子１４３および５個ＵＳＢ端子１４４の接続ピン１４２が突出している。

また、ＵＳＢコネクタ１４の両側部には、このＵＳＢコネクタ１４を取付部材１２に取り付けるための係合部１４１ａ、１４１ｂが設けられている。この係合部１４１ａ、１４１ｂは、後に詳述するように、取付部材１２に穿設された係合孔１７ａ、１７ｂに弾性的に係合して、ＵＳＢコネクタ１４を取付部材１２に固定する。

ＵＳＢカプラ２０は、図１（Ｃ）に示すように、図示しない車載の制御基板等に設けられたＵＳＢ３．０規格の９ピン構成ＵＳＢコネクタに接続するための９本のピン２１を有する。

図３は、図１に示した取付部材にインサート成形される配線パターン１３を示すもので、図３（Ａ）は、その上面図、図３（Ｂ）はその側面図、図３（Ｃ）はその背面図である。

この配線パターン１３は、図３に示すように、Ｌ字状に曲げられ、取付部材１２の取付面部１２ａ内にインサートされる配線パターン１３ａと、背面部１２ｂにインサートされる配線パターン１３ｂとからなり、複数の接続箇所で互いに連接されたＵＳＢコネクタ１４の９本の端子に対応する９本の個別配線パターン１３−１、１３−２、１３−３、１３−４、１３−５、１３−６、１３−７、１３−８、１３−９を有する。

また、９本の個別配線パターン１３−１〜１３−９の取付面部１２ａ内にインサートされる配線パターン１３ａのそれぞれの一端には、ＵＳＢコネクタ１４の各端子１４２を接続するためのＵＳＢコネクタ端子接続孔１３１が形成され、背面部１２ｂにインサートされる配線パターン１３ｂのそれぞれの一端には、ハーネスケーブル３０を接続するためのハーネスケーブル接続孔１３２が形成されている。

この配線パターン１３は、取付部材１２内の埋設されるインサート成形後、後に説明する窓１８−１、１８−２、１８−３、１８−４、１８−５、１８−６、１８−７、１８−８、１８−９から図３（Ａ）に示す破線部で切断されて、９本の個別配線パターン１３−１〜１３−９となる。

図４は、図３に示した配線パターン１３をインサート成形した取付部材１２の上面図である。

配線パターン１３をインサート成形した取付部材１２の上面には、配線パターン１３を９本の個別配線パターン１３−１〜１３−９に切り離すための窓１８−１、１８−２、１８−３、１８−４、１８−５、１８−６、１８−７、１８−８、１８−９、ＵＳＢコネクタ１４の９本のピン１４２を挿入するための９個の貫通孔１９ａ、ＵＳＢコネクタ１４の係合部１４１ａ、１４１ｂを取り付けるための係合孔１７ａ、１７ｂが設けられている。

図５（Ａ）は、図３に示した配線パターン１３をインサート成形した取付部材１２を示す裏面図、図５（Ｂ）は、その背面図である。

図５（Ａ）に示すように、配線パターン１３ａをインサート成形した取付面部１２ａの下面には、上記配線パターン１３を９本の個別配線パターン１３−１〜１３−９に切り離すための窓１８−１、１８−２、１８−３、１８−４、１８−５、１８−６、１８−７、１８−８、１８−９、９本の個別配線パターン１３−１〜１３−９のそれぞれの一端に設けられたＵＳＢコネクタ１４の各端子を接続するためのＵＳＢコネクタ端子接続孔１３１の部分およびＵＳＢコネクタ１４を取り付けるための係合孔１７ａ、１７ｂの部分を取付部材１２の下面側に露出するための第１の窓１２ｃが形成されている。

そして、取付部材１２にインサート成形された配線パターン１３は、図５（Ａ）でハッチングされた部分が切断される。

ＵＳＢコネクタ１４の各端子と個別配線パターン１３−１〜１３−９との接続は、第１の接続手段 により行われる。

すなわち、ＵＳＢコネクタ１４の係合部１４１ａ、１４１ｂを取付部材１２の取付面部１２ａの係合孔１７ａ、１７ｂに挿入して、ＵＳＢコネクタ１４を取付部材１２の取付面部１２ａに取り付けると、ＵＳＢコネクタ端子接続孔１３１からＵＳＢコネクタ１４の９個の接続ピン１４２が突出し、この突出した９個の接続ピン１４２は、第１の窓１２ｃからの半田の溶着により個別配線パターン１３−１〜１３−９にそれぞれ接続される。

なお、図５（Ａ）に示す係合部１２１ａ、１２１ｂは、後に説明するように、取付部材１２を筐体１０に挿入する際に、筐体１０の係合孔１０１ａ、１０１ｂに係合するためのものである。

図５（Ｂ）に示すように、配線パターン１３ｂをインサート成形した背面部１２ｂの筐体１０の内側面には、９本の個別配線パターン１３−１〜１３−９のそれぞれの一端に設けられたハーネスケーブル３０を接続するためのハーネスケーブル接続孔１３２を筐体１０の内側面側に露出するための第２の窓１２ｄが形成されている。

個別配線パターン１３−１〜１３−９とハーネスケーブル３０との接続は、第２の接続手段により行われる。

すなわち、個別配線パターン１３−１〜１３−９にハーネスケーブル３０の先端を接続するに際しては、ハーネスケーブル接続孔１３２から突出したハーネスケーブル３０の先端を、第２の窓１２ｄからの半田の溶着により個別配線パターン１３−１〜１３−９にそれぞれ接続する。

図６は、図３に示した配線パターン３インサート成形した取付部材１２を側面から見た断面図である。

取付部材１２の取付面部１２ａの貫通孔１９ａには、ＵＳＢコネクタ１４の接続ピン１４２が挿入され、この接続ピン１４２は、ＵＳＢコネクタ端子接続孔１３１を貫通する。そして、ＵＳＢコネクタ１４の接続ピン１４２と個別配線パターン１３−１〜１３−９とは第１の窓１２ｃからの半田の溶着によりそれぞれ接続される。

また、取付部材１２の背面部１２ｂの貫通孔１９ｂには、ハーネスケーブル３０の先端が挿入され、このハーネスケーブル３０の先端は、ハーネスケーブル接続孔１３２を貫通する。そして、ハーネスケーブル３０の先端と個別配線パターン１３−１〜１３−９とは、第２の窓１２ｄからの半田の溶着によりそれぞれ接続される。

図７は、図１に示したＵＳＢコネクタ１４を収容する筐体１０の詳細を示すもので、図７（Ａ）は、その正面図、図７（Ｂ）は、その側面から見た断面図である。

図７（Ａ）、（Ｂ）において、ＵＳＢコネクタ１４は、その係合部１４１ａ、１４１ｂを取付部材１２の取付面部１２ａの係合孔１７ａ、１７ｂに挿入して係合孔１７ａ、１７ｂに係合させることにより取付部材１２の取付面部１２ａに取り付けられる。

筐体１０の前面の一辺には、ばね１５によりに開閉可能に弾発的に軸支された蓋体１１が設けられており、ＵＳＢコネクタ１４の使用時には、蓋体１１をばね１５の弾発力に抗して開き、ＵＳＢコネクタ１４に図示しないＵＳＢプラグを差し込む。

ＵＳＢコネクタ１４の接続ピン１４２は、取付部材１２の取付面部１２ａを貫通して、取付部材１２の取付面部１２ａにインサートされた個別配線パターン１３−１〜１３−９にＵＳＢコネクタ端子接続孔１３１で半田により接続される。

また、ハーネスケーブル３０の一端は、取付部材１２の背面部１２ｂの貫通孔１９ｂから挿入され、ハーネスケーブル接続孔１３２を貫通して、取付部材１２の背面部１２ｂにインサートされた個別配線パターン１３−１〜１３−９にハーネスケーブル接続孔１３２で半田により接続される。

図８は、図１に示したＵＳＢコネクタ１４を収容する筐体１０の上面から見た断面図である。なお、図８においては、筐体１０の前面に設ける蓋体１１を省略している。

図８において、取付部材１２の取付面部１２ａにＵＳＢコネクタ１４が接続され、ＵＳＢコネクタ１４の９個の接続ピンは、個別配線パターン１３−１〜１３−９に接続される。

この実施例において、ＵＳＢコネクタ１４を収容する筐体１０の組み立ては以下のようにして行われる。

すなわち、まず、取付部材１２の取付面部１２ａの係合孔１７ａ、１７ｂにＵＳＢコネクタ１４の係合部１４１ａ、１４１ｂを差し込むことにより、ＵＳＢコネクタ１４を取付部材１２の取付面部１２ａに取り付ける。

次に、第１の窓１２ｃからの半田の溶着によりＵＳＢコネクタ１４の接続ピン１４２を個別配線パターン１３−１〜１３−９と接続し、第２の窓１２ｄからの半田の溶着により個別配線パターン１３−１〜１３−９をハーネスケーブル３０に接続する。

その後、この取付部材１２を筐体１０の背面から筐体１０内に挿入し、筐体１０の係合孔１０１ａ、１０１ｂに取付部材１２の係合部１２１ａ、１２１ｂに係合させて、取付部材１２を筐体１０内に取り付ける。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当業者の通常の創作能力によって多くの変形が可能である。

１０…筐体
１１…蓋体
１２…取付部材
１３…配線パターン
１４…ＵＳＢコネクタ
１５…ばね
１６…係止爪
２０…ＵＳＢカプラ
３０…ハーネスケーブル
１００…ＵＳＢコネクタ装置

Claims (10)

1. 車両の内面パネルに取り付けられて使用するＵＳＢコネクタ装置であって、
   前記車両の内面パネルに取り付けられる筐体と、
   前記筐体内に設けられるＵＳＢコネクタと、
   前記筐体内に設けられ、前記ＵＳＢコネクタを取り付ける取付部材と、
   前記取付部材内にインサート成形により埋設される配線パターンと、
   前記ＵＳＢコネクタの各端子を前記配線パターンの一端に接続する第１の接続手段と、
   前記車両のＵＳＢ端子に接続されるＵＳＢカプラを先端に有するハーネスケーブルと、
   前記ハーネスケーブルの一端を前記配線パターンの他端に接続する第２の接続手段と、
   を具備することを特徴とするＵＳＢコネクタ装置。
2. 前記筐体は、前面の一辺にばねによりに開閉可能に軸支された蓋体を有することを特徴とする請求項１に記載のＵＳＢコネクタ装置。
3. 前記取付部材は、前記ＵＳＢコネクタが取り付けられる取付面部と、前記取付面部と直行して前記筐体の背面を塞ぐ背面部とからなり、
   前記配線パターンは、断面Ｌ字状に曲げられて前記取付面部内と前記背面部内にインサート成形される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のＵＳＢコネクタ装置。
4. 前記取付面部内の前記配線パターンの一端には、前記ＵＳＢコネクタの各端子を接続するためのＵＳＢコネクタ端子接続孔が形成され、
   前記第１の接続手段は、前記ＵＳＢコネクタの各端子を前記取付面部に形成された貫通孔を通って前記配線パターンのＵＳＢコネクタ端子接続孔に挿入することにより、前記ＵＳＢコネクタの各端子と前記配線パターンの一端とを接続することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタ装置。
5. 前記配線パターンのＵＳＢコネクタ端子接続孔に対応する前記取付面部の裏面には、前記ＵＳＢコネクタ端子接続孔の部分を露出させる第１の窓が形成され、
   前記第１の接続手段は、前記第１の露出窓により露出された前記ＵＳＢコネクタの各端子と前記配線パターンの一端との接続部を半田の溶着により接続することを特徴とする請求項４に記載のＵＳＢコネクタ装置。
6. 前記背面部内の前記配線パターンの他端には、前記ハーネスケーブルを接続するためのハーネスケーブル接続孔が形成され、
   前記第２の接続手段は、前記ハーネスケーブルの一端を前記背面部に形成された貫通孔を通って前記ハーネスケーブル接続孔に挿入することにより、前記配線パターンの他端と前記ハーネスケーブルとを接続することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタ装置。
7. 前記配線パターンのハーネスケーブル接続孔に対応する前記背面面部の内面側には、前記ハーネスケーブル接続孔の部分を露出させる第２の窓が形成され、
   前記第２の接続手段は、前記第２の窓により露出された前記配線パターンの他端と前記ハーネスケーブルとを接続部を半田の溶着により接続することを特徴とする請求項６に記載のＵＳＢコネクタ装置。
8. 前記配線パターンは、複数の接続箇所で互いに連接された前記ＵＳＢコネクタの複数の端子に対応する複数の個別配線パターンを有し、
   前記取付部材は、前記複数の接続箇所に対応する複数の窓を有し、
   前記取付部材のインサート成形の後に、前記複数の窓から前記複数の接続箇所を切断することにより前記配線パターンから前記複数の個別配線パターンを電気的に独立させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタ装置。
9. 前記ＵＳＢコネクタは、前記取付部材に穿設された係合孔に弾性的に係合する前記ＵＳＢコネクタを前記取付部材に取り付けるための係合部を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタ装置。
10. 前記筐体の少なくとも２側面の外側に、前記筐体を前記車両の内面パネルに取り付けるための係止爪を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタ装置。

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