JP4343197B2 - ロック機構を備えた接続装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ロック機構を備えた接続装置に関し、特に、自動車用アンテナ用のコネクタに用いるロック機構を備えた接続装置に関する。
従来の車体へのアンテナユニットの装着方法では、Ｐｉｇ−ｔａｉｌハーネスが付いているアンテナユニットを、まず、車体天井（ルーフ）にあるアンテナ装着穴にケーブルを通し、ケーブルを車体内部に手探り寄せる。
アンテナユニットの取付けは、ケーブルを取付用ナットに通した後、ナットを手で支えながら、ネジ締め工具でナットを締め付ける。
また、先行技術１としては、部品側のコネクタとパネル側のコネクタを嵌合させ、部品を取り外せるように構成したコネクタ保持構造がある（例えば、特許文献１を参照）。
このコネクタ保持構造は、コネクタを有して部品に固定した第１接続体と、パネル側に配置したコネクタを有する第２接続体とを、ボルトとナットで嵌合する構造であり、第１接続体側に仮係合部を設け、第２接続体側に仮係止部を設け、仮係合部と仮係止部の係合力より、パネルに対する仮係止手段の係合力を大きくしたものである。
また、先行技術２としては、固定したコネクタに相手コネクタを嵌合するもので、ボディに固定するコネクタをボディにロックするボディ固定用コネクタがある（例えば、特許文献２を参照）。
従来の車体へのアンテナユニットの装着方法では、ケーブルを車体の内部に手探りで寄せる必要があり、アンテナユニットの取付けでは、ナットを手で支えながら、ネジ締め工具でナットを締め付けるので取付作業が車体の内部と外部に跨る作業であり、煩雑であり困難な作業となるという問題がある。
また、特許文献１のコネクタ保持構造及び特許文献２のボディ固定用コネクタでは、保持力を上げるためにバネ力を強くすると、挿入時にも大きな力が必要となるという問題がある。
それ故に、本発明の課題は、挿入力を軽減でき、強度を確保することができ、さらに取付作業の簡素化を図ることができるロック機構を備えた接続装置を提供することにある。
本発明は、相手側と部材との嵌合をロックするロック機構を備えた接続装置において、前記部材に備えたロック機構は、一端が前記部材に接続されている第１の弾性体と、一端が前記部材に接続されている第２の弾性体とを有し、前記第１の弾性体は、他端に記相手側と当接する第１の当接部を有し、前記第２の弾性体は、他端に前記相手側と当接する第２の当接部を有し、前記第１の弾性体は一対からなると共に、それぞれが対向配置され、前記第２の弾性体は一対からなると共に、それぞれが対向配置され、前記第１の当接部の先端が、前記第２の当接部の先端よりも長く延在しており、前記第１の当接部は、前記相手側と当接することで前記第１の弾性体を弾性変位させる第１のテーパ部と、前記第１の弾性体を弾性変位させた後に前記相手側との嵌合により前記相手側と係合しロックする係止部とを有し、前記第２の当接部は、前記相手側と当接することで前記第２の弾性体を弾性変位させる第２のテーパ部と、前記係止部が前記相手側と係合し且つ前記第２のテーパ部により前記第２の弾性体を弾性変位した後に前記相手側と当接して前記相手側を押圧するよう前記第２のテーパ部に隣接する平行部とを有し、前記係止部は、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体の延在方向において、前記平行部の形成されている範囲内にあるロック機構を備えた接続装置であることを最も主要な特徴とする。
本発明によれば、相手側と嵌合する際、相手側と第１の当接部が当接して第１の弾性体が弾性変位した後、相手側と第２の当接部が当接して第２の弾性体が弾性変位するよう構成されているので、低挿入力でかつ保持力の高いロック機構を備えた接続装置を提供することができる。
また、本発明によれば、部材をルーフに仮止めする際には、第１の弾性体がガイドの役目を果たし、挿入力や取付け業者への負担を減らすことができるので、取付作業の簡素化を図ることができる。
本発明のロック機構を備えた接続装置は、相手側と部材との嵌合をロックするロック機構を備えた接続装置において、前記部材に備えたロック機構は、一端が前記部材に接続されている第１の弾性体と、一端が前記部材に接続されている第２の弾性体とを有し、前記第１の弾性体は、他端に前記相手側と当接する第１の当接部を有し、前記第２の弾性体は、他端に前記相手側と当接する第２の当接部を有し、前記第１の弾性体は一対からなると共に、それぞれが対向配置され、前記第２の弾性体は一対からなると共に、それぞれが対向配置され、前記第１の当接部の先端が、前記第２の当接部の先端よりも長く延在しており、前記第１の当接部は、前記相手側と当接することで前記第１の弾性体を弾性変位させる第１のテーパ部と、前記第１の弾性体を弾性変位させた後に前記相手側との嵌合により前記相手側と係合しロックする係止部とを有し、前記第２の当接部は、前記相手側と当接することで前記第２の弾性体を弾性変位させる第２のテーパ部と、前記係止部が前記相手側と係合し且つ前記第２のテーパ部により前記第２の弾性体を弾性変位した後に前記相手側と当接して前記相手側を押圧するよう前記第２のテーパ部に隣接する平行部とを有し、前記係止部は、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体の延在方向において、前記平行部の形成されている範囲内にあることにより実現した。
図１は、本発明に係るロック機構を備えた接続装置の部材を示している。図２は、部材と接続する接続装置の接続部材を示している。図３は、部材の一部を拡大して示している。図４は部材を相手側にロックした状態を示している。
以下、図１、図３及び図４に示した部材１を相手側としての自動車等のルーフパネル（天井の板材）に形成されている取付孔に取り付け、部材１を図２に示した接続部材３１に接続するようにしたアンテナ装置における接続装置として適用する実施例１について説明する。
図１、図３及び図４を参照して、部材１は、板状の第１の基部１３と、第１の基部１３上の左右に立設されている一対の第１のブロック部１４と、第１のブロック部１４の側壁部１５の外面のそれぞれに設けられているロック機構を有している。
部材１に備えたロック機構は、第１の基部１３側が側壁部１５に接続されている第１の弾性体１７と、第１の基部１３側が側壁部１５に接続されている第２の弾性体１９とを有する。
ロック機構は、相手側としてのルーフパネル５１（図４を参照）に係止した際に部材１がルーフパネル５１から外れないようにロックする機能を果たす。第１の弾性体１７は、第１の基部１３側における一端が、互いに平行に対向している一対の側壁部１５のそれぞれに接続されている長板形状の第１の弾性板部１７ａと、第１の弾性体１７の自由端部において第１の弾性板部１７ａ上へ突出している第１の当接部１７ｂとを有する。
第２の弾性体１９は、第１の基部１３側における一端が、互いに平行に対向している一対の側壁部１５に接続されている長板形状の第２の弾性板部１９ａと、第２の弾性体１９の自由端部において第２の弾性板部１９ａ上へ突出している第２の当接部１９ｂとを有する。
第１の当接部１７ｂは、ルーフパネル５１に部材１を挿入する際に、ルーフパネルの取付孔（図示せず）の内側縁に当接することによって押圧される。第２の当接部１９ｂは、ルーフパネル５１に部材１を挿入する際にルーフパネル５１の取付孔の内側縁に当接することによって押圧される。
第１の弾性体１７は、部材１をルーフパネル５１に保持させる際にガイドする役目を果たすとともにロック機構のクリアランスを吸収することから姿勢制御用としての補助バネの役目を果たす。第２の弾性体１９は、ルーフパネル５１との係合をロックするフリクションロックの役目を果たす。
第１の当接部１７ｂは、第１の弾性板部１７ａの板面と段差をもって突出している段差部分がルーフパネル５１との嵌合をロック状態に保持する第１の係止部１７ｃとなっている。
部材１は、ルーフパネル５１と係止する際にルーフパネルの取付孔の内側縁と第１の弾性体１７の第１の当接部１７ｂとが当接し、第１の弾性体１７が弾性変位した後にルーフパネル５１の取付孔の内側縁と第２の弾性体１９の第２の当接部１９ｂが当接して第２の弾性体１９が弾性変位する。即ち、第１の弾性体１７の第１の当接部１７ｂの自由端側の先端１７ｄは、第２の弾性体１９の第２の当接部１９ｂの自由端側の先端１９ｄよりも長く延在している。
第１の当接部１７ｂは、ルーフパネル５１の取付孔の内側縁と当接する部分のほとんどが第１のテーパ部１７ｆであり、第２の当接部１９ｂはルーフパネル５１の取付孔の内側縁と当接する部分が第２のテーパ部１９ｆと、第２のテーパ部１９ｆと隣接する平行部１９ｅとからなる。第２の当接部１９ｂの平行部１９ｅは、ルーフパネル５１の取付孔の内側縁と当接する。また、第１の係止部１７ｃは、第１の弾性体１７及び前記第２の弾性体１９の延在方向において、平行部１９ｅの形成されている範囲内にある。
さらに、一対のブロック部１４には、第１の基部１３から第１のブロック１４の端面に大きな第１の嵌合穴１４ａが形成されている。第１の嵌合穴１４ａの内部には、第１のコンタクト（図示せず）が設けられている。なお、第１のコンタクトが設けられている部材１は、一方のコネクタとしての役目を果たす。
部材１と接続する接続部材３１は、部材１の第１の嵌合穴１４ａに嵌合するように設けられている一対の第２のブロック部３２を有する。部材１と接続部材３１とが嵌合して接続した際には、第１のブロック部１４に第２のブロック部３２が嵌合する。
第２のブロック部３２の側壁部の外面には、第１の弾性体１７の変位を規制するリブ状の第１の規制部３３と、部材１と接続部材３１とが接続した際に第２の弾性体１９の変位を規制する板状の第２の規制部３５が設けられている。
第２のブロック部３２には第２の嵌合穴３２ａが形成されている。第２の嵌合穴３２ａの内部には、第１のコンタクトと嵌合時に接続する第２のコンタクト（図示せず）が設けられている。なお、第２のコンタクトが設けられた接続部材３１は、他方のコネクタとしての役目を果たす。
部材１の第１の基部１３のほぼ中央部には、第１の挿通孔１３ａが形成されており、接続部材３１のほぼ中央部は第２の挿通孔３１ａが形成されている。第１の挿通孔１３ａには、図４に示す如く、ベース部材６２上に設けられている筒部６２ａが挿通されて、部材１に接続部材３１が嵌合する際に筒部６２ａが第２の貫通孔３１ａに挿通される。
部材１及び接続部材３１を用いるアンテナ装置は、図４、図５乃至図８に示すように、ルーフパネル５１の一方の面側に配置されたアンテナ本体６１と、ルーフパネル５１の他方の面側に位置され、かつアンテナ本体６１をルーフパネル５１に固定するための固定装置６３（図６を参照）とを備えている。
アンテナ本体６１は、アンテナカバー６５と、アンテナカバー６５とルーフパネル５１との間に挟持されるパッド６７（図４を参照）とを備えている。アンテナカバー６５には、ＡＭ／ＦＭ用のアンテナエレメント６９が取り付けられている。アンテナカバー６５の内部には、ベース部材６２が取り付けられている。ベース部材６２上には、パッチアンテナ（図示せず）と、基板（図示せず）と、部材１とが取り付けられている。
固定装置６３は、導電性材、例えば、ステンレス又はニッケルメッキを施した鉄などで構成される有底筒状のカバー体７１と、ナット７２とを備えている。また、カバー体７１は、部材１を上方へ付勢している。また、接続部材３１に設けられる第２のコンタクトには、同軸型のケーブル７５が接続されている。
アンテナ装置の組立工程は、大きく分けて３つの工程によって行われる。即ち、第１工程は、アンテナ本体６１をルーフパネル５１に仮止めする工程、第２工程は固定装置６３を部材１に仮止めする工程、第３工程はアンテナ本体６１をルーフパネル５１に締め付け固定する工程に分けられる。
第１工程では、まず、ルーフパネル５１上の取付孔５１ａ（図８を参照）の周囲にパッド６７を位置決めし、部材１を取付孔５１ａに挿入する。このとき、第１の弾性体１７の第１のテーパ部１７ｆは、取付孔５１ａを通過する際に取付孔５１ａの内側縁に押圧されるので、第１の弾性体１７の第１の弾性板部１７ａを撓ませながら取付孔５１ａを通過する。また、第２の弾性体１９の第２のテーパ部１９ｆは、取付孔５１ａを通過する際に取付孔５１ａの内側縁に押圧されるので、第２の弾性体１９の第２の弾性板部１９ａを撓ませながら取付孔５１ａを通過する。第１の当接部１７ｂの第１のテーパ部１７ｆが取付孔５１ａを通過した後は、第１の弾性板部１７ａが元の形態に戻って、第１の弾性体１７の第１のテーパ部１７ｆが取付孔５１ａから突出するため、第１の係止部１７ｃがルーフパネル５１の裏面に係合して部材１がルーフパネル５１に仮止めされる。この際、第２の弾性体１９は、第２の当接部１９ｂの平行部１９ｅが取付孔５１ａの内側縁と当接し内側縁を押圧している。さらに、第２工程では、接続部材３１及び固定装置６３を部材１に挿入して仮止めする。
図９乃至図１１は、接続部材３１を部材１に挿入して嵌合する際の第１の弾性体１７と第１の規制部３３との関係を示している。
図２に示す接続部材３１を部材１に挿入して接続する際には、付加弾性体１４ｃ（図３を参照）が変位して、図１０に示す仮嵌合状態では付加弾性体１４ｃが元の状態に戻る。付加弾性体１４ｃが第２のブロック部３２により変位した後は、第１の付加係止部１４ｄにより接続部材３１をロックすることで、接続部材３１と部材１との仮嵌合状態をロックする。図１１に示すように、完全嵌合状態では、第１の弾性体１７の弾性変位を第１の規制部３３によって規制する。
なお、第１及び第２の規制部３３，３５は、いずれか一方を規制部として、この規制部に対応する第１及び第２の弾性体１７，１９のいずれか一方の変位を規制するようにしてもよい。
さらに、第３工程では、固定装置６３のナット７２を締め付けることによって、ルーフパネル５１にアンテナ装置を組み立てることが完了する。このとき、第１のコンタクトと第２のコンタクトとの電気的な導通が行われる。
図１２及び図１３は、部材１及び接続部材３１を適用してアンテナ装置とした構成を実施例２として示している。なお、実施例１と同じ要素部分には、同じ符号を付して説明する。
アンテナ装置は、ルーフパネル５１とルーフパネル５１に形成されている取付孔５１ａに取り付けられる。ルーフパネル５１の一方の面側には図５に示したアンテナ本体６１が位置している。ルーフパネル５１の他方の面側にはアンテナ本体６１をルーフパネル５１に固定する固定装置６３が配置されている。
図５及び図６に示したアンテナカバー６５の内部には、ベース部材６２が取り付けられている。ベース部材６２上には、パッチアンテナ（図示せず）と、図１２に示した基板８１と部材１とが取り付けられている。
部材１の第１の嵌合穴１４ａの内側には第１の基部１３から第１の嵌合穴１４ａの軸方向に平行に配置された付加弾性体１４ｃが形成されている。付加弾性体１４ｃの自由端部には、突条の第１の付加係止部１４ｄが形成されている。
第１の嵌合穴１４ａの内側には、第１の嵌合穴１４ａの軸方向に平行に第１のコンタクト９１が設けられている。第１のコンタクト９１は、部材１の第１の基部１３に保持されている保持部分から一側へ延びている第１の接触部９１ａと、保持部分の他側から延びて基板８１の回路に接続される第１の端子部９１ｂとを有している。
また、第１のコンタクト９１は、部材１の一部によって保持されており、部材１の一部の外面に第１の外部導体９２が設けられている。第１の外部導体９２の第１の導体端子９２ａは、基板８１の接地用回路に接続されている。
接続部材３１の第２の嵌合穴３２ａの内側には、第２の嵌合穴３２ａの軸方向に平行に配置された内壁面に溝状の第２の付加係止部３２ｄが形成されている。
第２の嵌合穴３２ａの内側には、第２の嵌合穴３２ａの軸方向に平行に第２のコンタクト９５が設けられている。第２のコンタクト９５は、接続部材３１に保持されている保持部分から一端へ延びている第２の接触部９５ａを有している。
第２のコンタクト９５の他端は、ケーブル７５と接続されている。第２のコンタクト９５は、接続部材３１の一部によって保持されている。接続部材３１の一部の外面には、第２の外部導体９６が設けられている。第２の外部導体９６は、ケーブル７５の外部導体に接続されている。
部材１に接続部材３１を挿入して嵌合する際の途中の状態では、部材１に仮止めし、仮止めを解除した後の嵌合時に第１及び第２のコンタクト９１,９５が接続する。部材１と接続部材３１とが嵌合した時には、第１及び第２の付加係止部１４ｄ，３２ｄによって２段階のフリクションロック機構を有する。
アンテナ本体６１は、部材１に高周波帯領域用のパッチアンテナ（図示せず）を取り付け、基板８１を取り付ける。この基板８１の端子からリード線を介してアンテナエレメント６９との接続を行い、アンテナカバー６５を取り付ける。固定装置６３は、あらかじめボルト１０１をカバー体７１に形成されている貫通孔に挿入しておく。
部材１をルーフパネル５１に仮止めする第１工程では、接続部材３１を部材１に挿入する。第１工程では、第１の弾性体１７の第１の係止部１７ｃがルーフパネル５１の裏面に係合して部材１がルーフパネル５１に仮止めされる。この際、図１２に示したように、付加弾性体１４ｃの第１の付加係止部１４ｄが第２の付加係止部３２ｄに入り込んで第２工程のロック（仮止め）を行う。この仮止めの状態では、第１の接触部９１ａと第２の接触部９５ａとは接触していない。
第３工程では、図１３に示すように、部材１にさらに接続部材３１が挿入されて第１の接触部９１ａと第２の接触部９５ａとが接触する。この際、第１の外部導体９２と第２の外部導体９６とが接触し接地される。また、付加弾性体１４ｃの第２の付加係止部１４ｄと第２の付加係止部３２ｄとの係止が外れて付加弾性体１４ｃが元の形態に戻る。さらに、第３工程においては、部材１及び接続部材３１が嵌合後、ボルト１０１を筒部６２ａ内に設けられているネジ部（図示せず）に螺合することによりカバー体７１はボルト１０１によってネジ止めされる。
なお、図１２に示す仮止め時には、第１及び第２のコンタクト９１，９５同士が接続しておらず、図１３に示す完全嵌合時に第１及び第２のコンタクト９１，９５同士が接続するので、組立作業を仮止めで止めても部材１と接続部材３１との間の電気的導通をチェックすることにより部材１及び接続部材３１は、完全に嵌合しているか否かを確認できる。
また、部材１には、接続部材３１が当たる際の荷重に耐えられるように、接続部材３１が挿入され始める際の板材（例えば、自動車等のルーフパネル）への取付強度を確保することにより、板材への確実な仮止め機能を確保することができる。
また、接続部材３１の装着は、片手によりワンタッチ操作ができ、仮止め後に接続部材３１が固定されるので、次工程である工具を使用したネジ締め付け作業に円滑に移行できるようになる。
さらに、部材１及び接続部材３１は、完全に嵌合しているか否かを確認できる機能を実現するために、仮止め時には第１及び第２のコンタクト９１，９５同士が接続しておらず、完全嵌合時に第１及び第２のコンタクト９１，９５同士が接続するので、電気的接続の有無により完全嵌合の確認を組み立て現場においても容易にできる。
本発明は、抜き差し操作により回路の断続を行わせるスイッチコネクタや自動車のドア部分と車体部分等の分割部分においてドア側あるいは車体側のボディに固定しておき固定した後に他方のコネクタと結合するするボディ用コネクタなどの用途にも適用できる。
１ 部材
１３ 第１の基部
１４ 第１のブロック部
１４ａ 第１の嵌合穴
１４ｃ 付加弾性体
１４ｄ 第１の付加係止部
１５ 側壁部
１７ 第１の弾性体
１７ａ 第１の弾性板部
１７ｂ 第１の当接部
１７ｃ 第１の係止部
１７ｆ 第１のテーパ部
１９ 第２の弾性体
１９ａ 第２の弾性板部
１９ｂ 第２の当接部
１９ｅ 平行部
１９ｆ 第２のテーパ部
３１ 接続部材
３２ 第２のブロック部
３２ａ 第２の嵌合穴
３２ｄ 第２の付加係止部
３３ 第１の規制部
３５ 第２の規制部
５１ ルーフパネル
５１ａ 取付孔
６１ アンテナ本体
６２ ベース部材
６３ 固定装置
６５ アンテナカバー
６７ パッド
７１ カバー体
７５ ケーブル
６９ アンテナエレメント
８１ 基板
９１ 第１のコンタクト
９１ａ 第１の接触部
９１ｂ 第１の端子部
９２ 第１の外部導体
９５ 第２のコンタクト
９５ａ 第２の接触部
９６ 第２の外部導体
１３ 第１の基部
１４ 第１のブロック部
１４ａ 第１の嵌合穴
１４ｃ 付加弾性体
１４ｄ 第１の付加係止部
１５ 側壁部
１７ 第１の弾性体
１７ａ 第１の弾性板部
１７ｂ 第１の当接部
１７ｃ 第１の係止部
１７ｆ 第１のテーパ部
１９ 第２の弾性体
１９ａ 第２の弾性板部
１９ｂ 第２の当接部
１９ｅ 平行部
１９ｆ 第２のテーパ部
３１ 接続部材
３２ 第２のブロック部
３２ａ 第２の嵌合穴
３２ｄ 第２の付加係止部
３３ 第１の規制部
３５ 第２の規制部
５１ ルーフパネル
５１ａ 取付孔
６１ アンテナ本体
６２ ベース部材
６３ 固定装置
６５ アンテナカバー
６７ パッド
７１ カバー体
７５ ケーブル
６９ アンテナエレメント
８１ 基板
９１ 第１のコンタクト
９１ａ 第１の接触部
９１ｂ 第１の端子部
９２ 第１の外部導体
９５ 第２のコンタクト
９５ａ 第２の接触部
９６ 第２の外部導体
Claims (3)
- 相手側と部材との嵌合をロックするロック機構を備えた接続装置において、
前記部材に備えたロック機構は、一端が前記部材に接続されている第１の弾性体と、一端が前記部材に接続されている第２の弾性体とを有し、
前記第１の弾性体は、他端に前記相手側と当接する第１の当接部を有し、
前記第２の弾性体は、他端に前記相手側と当接する第２の当接部を有し、
前記第１の弾性体は一対からなると共に、それぞれが対向配置され、
前記第２の弾性体は一対からなると共に、それぞれが対向配置され、
前記第１の当接部の先端が、前記第２の当接部の先端よりも長く延在しており、
前記第１の当接部は、前記相手側と当接することで前記第１の弾性体を弾性変位させる第１のテーパ部と、前記第１の弾性体を弾性変位させた後に前記相手側との嵌合により前記相手側と係合しロックする係止部とを有し、
前記第２の当接部は、前記相手側と当接することで前記第２の弾性体を弾性変位させる第２のテーパ部と、前記係止部が前記相手側と係合し且つ前記第２のテーパ部により前記第２の弾性体を弾性変位した後に前記相手側と当接して前記相手側を押圧するよう前記第２のテーパ部に隣接する平行部とを有し、
前記係止部は、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体の延在方向において、前記平行部の形成されている範囲内にあることを特徴とするロック機構を備えた接続装置。 - 請求項１記載のロック機構を備えた接続装置において、前記部材と接続する接続部材を有し、該接続部材は、前記部材と接続した際に前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との内少なくとも一方の弾性体の変位を規制する規制部を有することを特徴とするロック機構を備えた接続装置。
- 請求項１記載のロック機構を備えた接続装置において、前記部材と接続する接続部材を有し、前記部材には、第１のコンタクトが設けられており、前記接続部材には、前記部材と嵌合した際に前記第１のコンタクトに接続する第２のコンタクトが設けられており、前記部材は付加弾性体を有し、該付加弾性体は第１の付加係止部を有し、前記接続部材は、前記部材に挿入して嵌合する際の途中の状態で前記部材に仮止めするよう前記第１の付加係止部に係止する第２の付加係止部を有し、仮止めを解除した後の嵌合時に前記第１及び第２のコンタクトが接続することを特徴とするロック機構を備えた接続装置。
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