JP4457875B2 - 電気素子内蔵コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気素子内蔵コネクタに関する。

従来、電気素子を内蔵したコネクタの一例として下記特許文献１に記載されたものが知られている。このものは、合成樹脂製のハウジング内に電線の端末に接続された端子金具が収容されるとともに、この端子金具に対して接続されたコンデンサが収容された構成とされる。
実開平６−４５２８０号公報

上記したコネクタでは、コンデンサを合成樹脂製のハウジングにより覆う構造であるため、外部ノイズが多く発生するような場所で使用した場合、外部ノイズの影響を受けて性能が悪化することが懸念される。また上記したコネクタの強度を高めるよう要請があった場合には、ハウジングを厚く成形することが考えられるものの、その分コネクタが大型化するという事態を招くこととなっていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、外部ノイズの影響を受け難くするとともに、強度向上と大型化防止との両立を図ることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、電線の端末に接続された電気素子を内蔵したコネクタであって、前記電線の端末と前記電気素子とを接続する接続端子と、前記電気素子の周りを取り囲む金属製のケースと、前記電気素子を収容する合成樹脂製のハウジングと、このハウジングが取り付けられる金属製の取付部材とを備え、前記電気素子は、素子本体と、前記素子本体から突出するケース側端子及び前記接続端子に接続される電線側端子とから構成され、前記ハウジングにおける上面には、前記電線の端末部分が収容される電線収容凹部と、前記電線収容凹部に隣り合うとともに前記電気素子が収容される素子収容凹部と、前記電線収容凹部及び前記素子収容凹部に連通するとともに前記接続端子が収容される接続端子収容凹部とが設けられ、前記取付部材は、前記ハウジングの下面に沿う本体部と、前記本体部のうち前記電線収容凹部側とは反対側の端部に配されるとともに前記ケース側端子に接続される素子側接続片と、前記本体部のうち前記素子側接続片よりも前記電線収容凹部側に配されるとともに前記ケースに接続され且つ弾性変形可能なケース側接続片とを備え、前記ケースは、少なくとも一面が開口し、その開口部を通して前記電気素子、前記接続端子及び前記ハウジングと共に前記取付部材が挿入可能とされる略箱型に形成されるとともにアース接続され、且つ挿入に伴って前記ケース側接続片が前記ハウジングの下面と前記ケースとの間で弾性変形されるとともに前記ケースに弾性接触されることで、前記電気素子が前記取付部材を介して電気的に接続可能とされている構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ハウジングのうち前記電線収容凹部側とは反対側の端部には、前記電気素子における前記ケース側端子及び前記取付部材における前記素子側接続片が進入可能な切り欠きが形成されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記取付部材には、前記ケースの開口部を塞ぐことが可能な外覆部が設けられているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
電気素子の周りを金属製のケースにより取り囲むようにしたから、電気素子が外部ノイズの影響を受け難くすることができる。しかも、ケースは、金属製なので薄く成形しても十分な強度を保つことができ、もって強度向上と大型化防止との両立を図ることができる。
電気素子、接続端子、ハウジング及び取付部材を一括してケース内に挿入して組み付けることができ、且つそれに伴って取付部材を介して電気素子を、アース接続したケースに対して電気的に接続できるから、作業性が良好なものとなる。

＜請求項２の発明＞
切り欠きには、電気素子におけるケース側端子及び取付部材における素子側接続片が進入可能とされる。

＜請求項３の発明＞
外覆部によりケースの開口部を塞ぐようにしたから、電気素子が外部ノイズの影響をさらに受け難くすることができる。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図６によって説明する。この実施形態では、電気素子としてコンデンサ１１を内蔵したコネクタ１０について例示する。このコネクタ１０は、回路のノイズを除去するために使用されるものである。なお、以下では上下方向については図１や図４を基準とし、前後方向については図３や図４の左側を前方、右側を後方として説明する。

コネクタ１０は、大まかには、図１に示すように、所定の回路を構成する電線Ｗの端末に接続されるコンデンサ１１と、コンデンサ１１と電線Ｗとを接続するための接続端子１２と、コンデンサ１１などを収容可能な合成樹脂製のハウジング１３と、ハウジング１３を取付可能な金属製の取付部材１４と、取付部材１４を挿入可能な金属製のケース１５とから構成されている。

コンデンサ１１は、電極などを内蔵した素子本体１６と、素子本体１６の後面側から突出する一対の端子１７，１８とから構成される。素子本体１６は、横長で断面形状が長円形状に形成されている（図４）。両端子１７，１８は、素子本体１６から後方へ真っ直ぐに突出する形態とされるとともに、それぞれ素子本体１６における両側端位置近傍に配されている。両端子１７，１８のうち、図１に示す左側は、接続端子１２を介して電線Ｗと接続される電線側端子１７とされ、同図右側は、取付部材１４を介してケース１５と接続されるケース側端子１８とされている。

接続端子１２は、略Ｌ字型の金属板により構成されている。接続端子１２のうち、前方へ突出する部分が電線Ｗの端部に露出した芯線Ｗａと接続可能な電線側接続部１９とされる。一方、接続端子１２のうち、側方（図１では右側）へ突出する部分がコンデンサ１１における電線側端子１７と接続可能な素子側接続部２０とされる。

ハウジング１３は、全体が平面視略矩形をなすブロック状に形成されており、その上面側には、電線Ｗの端末部分が収容される電線収容凹部２１と、電線収容凹部２１とは隔壁２２を介して隣り合うとともにコンデンサ１１が収容される素子収容凹部２３と、両収容凹部２１，２３に連通するとともに接続端子１２が収容される接続端子収容凹部２４とが設けられている。ハウジング１３における両外側面の下端部には、取付部材１４の突片３０が嵌合可能な溝部２５が前方及び下方へ開口してそれぞれ設けられている。

電線収容凹部２１は、電線Ｗを外部に引き出せるよう前方へ開口する形状とされるとともに、その開口部分（前端部）において互いに対向する両内側面には、収容した電線Ｗを上方から押さえ付けて抜け止め状態に保持可能な電線保持突部２６がそれぞれ設けられている。電線収容凹部２１の両内側面のうち、電線保持突部２６よりも後方位置には、電線Ｗに対して側方から圧接可能な圧接突部２７がそれぞれ設けられている。両圧接突部２７は、互いに前後にずれた配置（互い違いの配置）とされている。

素子収容凹部２３のうち、コンデンサ１１における電線側端子１７に対応する部分は、接続端子収容凹部２４により電線収容凹部２１と連通されている。一方、素子収容凹部２３のうち、コンデンサ１１におけるケース側端子１８と対応する部分（ハウジング１３における後端右端の角部）には、取付状態でケース側端子１８を外部（上方、下方、右側方、及び後方）へ露出させる切り欠き２８が形成されている（図２）。そして、この切り欠き２８には、次述する取付部材１４の素子側接続片３２が進入可能とされる。また素子収容凹部２３の底面は、コンデンサ１１の素子本体１６の下面側の形状に沿って形成されている（図４）。また接続端子収容凹部２４の底面は、接続端子１２に沿って真っ直ぐな平面とされる。

取付部材１４は、ケース１５の素材よりは厚みが薄い金属板を所定形状に打ち抜いたものに曲げ加工を施すことで、図１に示す形状に成形されている。取付部材１４は、ハウジング１３の下面に沿って平らな本体部２９と、本体部２９の両側縁から上方へ突出する一対の突片３０と、本体部２９の前縁から上方へ突出するとともにハウジング１３における前面を覆うようにして宛われる外覆片３１とを備えている。このうち両突片３０は、ハウジング１３の両溝部２５に対して嵌合可能とされることで、取付部材１４に対してハウジング１３を幅方向について位置決め可能とされる。

本体部２９は、ハウジング１３の下面の全域を覆うことが可能な大きさとされる。本体部２９の後縁のうち、ハウジング１３の切り欠き２８に対応した部分（図１に示す右側端部）には、コンデンサ１１のケース側端子１８と接続可能な素子側接続片３２が設けられている。素子側接続片３２は、上方、つまりケース側端子１８へ向けて突出した後、後方へ突出する側方視略Ｌ字型をなしており、このうち後方へ突出する平板部分上にケース側端子１８が接続されるようになっている。

一方、本体部２９の後縁のうち、素子側接続片３２に対し所定の間隔を空けて左側に隣り合う位置（本体部２９における幅方向中央位置よりは素子側接続片３２寄りの位置）には、後述するケース１５に対して接続可能なケース側接続片３３が設けられている。ケース側接続片３３は、図４に示すように、本体部２９から後方へ延出する片持ち状に形成されるとともに、側方から見て略波形（山形部分と谷形部分とが交互に連続する形状）に形成されている。詳しくは、ケース側接続片３３は、根元側の山形部分と先端側の半山形部分とを谷形部分にて繋いだ構成とされており、このうち根元側の山形部分の頂点が第１突出部３３ａ、先端側の半山形部分の頂点が第２突出部３３ｂ、谷形部分の底部が第３突出部３３ｃとされている。

これに対しハウジング１３の下面には、ケース側接続片３３を収容可能な接続片収容凹部３４が設けられている。接続片収容凹部３４は、下方及び後方へ開口する形態とされており、その周面のうちケース側接続片３３と上下に対向する壁面には、第１及び第２突出部３３ａ，３３ｂが当接可能とされる。この当接状態では、第３突出部３３ｃが取付部材１４の下面よりも下方へ突出するようになっており、この状態から第３突出部３３ｃが上方へ押圧されるのに伴ってケース側接続片３３が弾性変形可能とされる。

外覆片３１は、取付部材１４に対してハウジング１３を取り付けたとき、上端面がハウジング１３の上面とほぼ面一になるような突出高さに設定されており、これによりハウジング１３の前面のほぼ全域を覆うことが可能とされている。この外覆片３１は、次述するケース１５の開口部３９にちょうど嵌合可能な大きさともなっていて開口部３９を塞ぐことが可能とされる。また外覆片３１のうち、ハウジング１３の電線収容凹部２１に対応する部分には、電線Ｗを逃がすための電線逃がし部３５が上方へ開口する形態で切り欠き形成されている。

ケース１５は、例えば鉄製のＳＰＣＣを素材とし、取付部材１４よりも板厚が厚い金属板を所定形状に打ち抜いたものに曲げ加工を施すことで、図１に示す形状に成形されている。ケース１５は、前面側が開口した矩形の略箱型をなすケース本体３６と、ケース本体３６から後方へ突出するとともに図示しないアース回路に接続されたアース接続部３７とから構成されている。このうちアース接続部３７は、突出端側が丸められた平面視略三角形状に形成されており、その先端寄りの位置には、孔部３８が板厚方向に貫通形成されている。

ケース本体３６は、天板３６ａと、天板３６ａの両側縁から下方へ突出する一対の側板３６ｂと、両側板３６ｂの下縁から内向き突出するとともに互いに突き合わされる一対の底板３６ｃと、天板３６ａの後縁から下方へ突出する後板３６ｄとから構成されており、上記したアース接続部３７は、後板３６ｄの下縁に連結されている。このうち天板３６ａ、両側板３６ｂ及び両底板３６ｃの前縁によってケース本体３６の内部空間を前方へ開放する開口部３９が形成されており、この開口部３９を通して前方から、コンデンサ１１などを収容したハウジング１３を取付部材１４に取り付けてなるアッセンブリＡが挿入可能とされる。また後板３６ｄは、底板３６ｃよりも少し低い位置に達する長さに設定されている。

アッセンブリＡがケース本体３６内に収容された状態では、ハウジング１３（コンデンサ１１）は、ケース本体３６の各板３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄによって上方、下方、両側方及び後方から覆われるとともに、前方からは取付部材１４の外覆片３１によって覆われることで、ほぼ全周にわたってケース１５及び取付部材１４を構成する金属板によって取り囲まれるようになっている（図５）。この状態では、取付部材１４におけるケース側接続片３３の第３突出部３３ｃに対してケース本体３６のうち右側の底板３６ｃの内壁面が当接されるとともに、ケース側接続片３３が弾性変形されるようになっている。

本実施形態は以上のような構造であり、続いてその組み付け作業について説明する。まず、図１に示す状態からハウジング１３を取付部材１４に対して上方から取り付ける。このとき、両突片３０が両溝部２５に嵌合することで、取付部材１４に対してハウジング１３が幅方向について位置決めされるとともに、ハウジング１３の前面に外覆片３１が宛われて前面が覆われる。

それから、図２及び図３に示すように、接続端子１２をハウジング１３の接続端子収容凹部２４内に上方から収容した後、電線Ｗの端末部分を電線収容凹部２１内に、コンデンサ１１を素子収容凹部２３内にそれぞれ上方から収容する。この状態で、接続端子１２の電線側接続部１９に対して電線Ｗの芯線Ｗａを、素子側接続部２０に対してコンデンサ１１の電線側端子１７を、取付部材１４の素子側接続片３２に対してコンデンサ１１のケース側端子１８を、それぞれ抵抗溶接により固着して互いを電気的に接続する。

この収容状態では、ケース側接続片３３は、図４に示すように、ハウジング１３の接続片収容凹部３４内に収容される。このとき、第１及び第２突出部３３ａ，３３ｂが接続片収容凹部３４の壁面に当接されるとともに、第３突出部３３ｃが取付部材１４の下面から下方へ突出して配される。また収容状態では、電線Ｗは、両電線保持突部２６が上方から係合されることで抜け止めが図られるとともに、両圧接突部２７が両側方から圧接されることで、引っ張り力が接続端子１２との接続部位へ伝達するのが緩和されるようになっている。

なお上記した作業に関しては、作業手順を適宜変更することができ、例えば先に各部品１１，１２，Ｗをハウジング１３の各収容凹部２１，２３，２４内に収容してから、ハウジング１３を取付部材１４に対して取り付けるようにしてもよい。また例えば接続端子１２に対して電線Ｗの芯線Ｗａ及びコンデンサ１１の電線側端子１７を抵抗溶接した後に、これらをハウジング１３の各収容凹部内に収容してから、ハウジング１３を取り付けた取付部材１４に対してコンデンサ１１のケース側端子１８を抵抗溶接するようにしてもよい。

続いて、上記のようにして電線Ｗ、接続端子１２、コンデンサ１１、ハウジング１３及び取付部材１４を一体的に組み付けてなるアッセンブリＡをケース１５内に一括して収容する作業を行う。ケース本体３６の開口部３９にアッセンブリＡを前方から挿入すると、ケース側接続片３３は、第３突出部３３ｃと第２突出部３３ｂとの間の部分の下面が底板３６ｃに当接された後、弾性変形するとともに底板３６ｃとの摺接部位が第３突出部３３ｃ側へ移動する。

そして、アッセンブリＡがケース本体３６内に正規深さまで挿入されると、図５に示すように、アッセンブリＡ全体（電線Ｗの引き出し部分は除く）がケース本体３６内にすっぽりと収容されるとともに、取付部材１４の外覆片３１がケース本体３６の開口部３９に嵌合して開口部３９のほぼ全域が塞がれる。この取付状態では、外覆片３１の周縁と開口部３９の周縁との間に殆どクリアランスが無く、また外覆片３１の外面とケース本体３６の前縁とが互いにほぼ面一状となっている。このとき、ケース側接続片３３は、図６に示すように、接続片収容凹部３４の壁面に当接した第１及び第２突出部３３ａ，３３ｂに対して、取付部材１４の底板３６ｃにより押圧されて第３突出部３３ｃが上方へ相対変位することで、第１及び第２突出部３３ａ，３３ｂを支点として弾性変形されている。つまり、ケース側接続片３３は、取付部材１４に対して弾性接触されている。これにより、コンデンサ１１が取付部材１４を介してアース接続されたケース１５に対して電気的に接続される。

この取付状態では、コンデンサ１１及びハウジング１３（接続端子１２や電線Ｗの端末部分を含む）は、その周りが共に金属製のケース本体３６の各板と取付部材１４の外覆片３１とによりほぼ全域にわたって取り囲まれている。従って、このコネクタ１０を外部ノイズが多く発生するような場所で使用した場合でも、コンデンサ１１を十分にシールドすることができ、もって外部ノイズの影響によりコンデンサ１１に不具合が生じるなどの事態を防ぐことができる。

以上説明したように本実施形態によれば、電線Ｗの端末に接続したコンデンサ１１の周りを金属製のケース１５により取り囲むようにしたから、コンデンサ１１が外部ノイズの影響を受け難くすることができる。しかも、ケース１５は、金属製なので薄く成形しても十分な強度を保つことができ、もって強度向上と大型化防止との両立を図ることができる。

その上、前面側が開口したケース本体３６内にコンデンサ１１及びハウジング１３と共に取付部材１４を一括して挿入するようにし、且つ挿入に伴ってコンデンサ１１が取付部材１４を介してアース接続したケース１５に対して電気的に接続されるようになっているから、作業性が良好なものとなる。

さらには、金属製の取付部材１４にケース１５の開口部３９を塞ぐことが可能な外覆片３１を設けるようにしたから、ケース１５及び取付部材１４によってコンデンサ１１の周りを殆ど漏れ無く取り囲むことができ、コンデンサ１１が外部ノイズの影響を一層受け難くすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）接続端子１２とコンデンサ１１との接続方法やコンデンサ１１と取付部材１４との接続方法については、上記した抵抗溶接以外にも適宜変更することができ、例えば半田付けや機械的なかしめ付けや弾性片による弾性接触により接続するようにしてもよい。

（２）上記した実施形態では、取付部材１４の外覆片３１がケース１５の開口部３９を覆うようにした場合を示したが、取付部材１４から外覆片３１を除去したものも本発明に含まれる。

（３）上記した実施形態では、一面のみが開口したケース１５を例示したが、一面のみならず他の面が全域或いは部分的に開口したり切り欠かれるような形態のケースを用いたものも本発明に含まれる。また例えばケースがアッセンブリを収容するときのみ開口する形態とし、収容した後に板片を折り曲げることで開口部を塞ぐような箱型にしてもよい。

（４）上記した実施形態では、電気素子としてコンデンサ１１を例示したが、その他の種類の電気素子を用いてもよく、例えば抵抗素子やダイオードを用いたものも本発明に含まれる。

本発明の一実施形態に係るコネクタの分解斜視図 アッセンブリをケースに挿入する前の状態を示す斜視図 図２の平面図 図３のＸ−Ｘ線断面図 アッセンブリをケース内に挿入した状態を示す斜視図 アッセンブリをケース内に挿入した状態を示す図３のＸ−Ｘ線断面図

符号の説明

１０…コネクタ（電気素子内蔵コネクタ）
１１…コンデンサ（電気素子）
１３…ハウジング
１４…取付部材
１５…ケース
３１…外覆片（外覆部）
３９…開口部
Ｗ…電線

Claims (3)

1. 電線の端末に接続された電気素子を内蔵したコネクタであって、
   前記電線の端末と前記電気素子とを接続する接続端子と、前記電気素子の周りを取り囲む金属製のケースと、前記電気素子を収容する合成樹脂製のハウジングと、このハウジングが取り付けられる金属製の取付部材とを備え、
   前記電気素子は、素子本体と、前記素子本体から突出するケース側端子及び前記接続端子に接続される電線側端子とから構成され、
   前記ハウジングにおける上面には、前記電線の端末部分が収容される電線収容凹部と、前記電線収容凹部に隣り合うとともに前記電気素子が収容される素子収容凹部と、前記電線収容凹部及び前記素子収容凹部に連通するとともに前記接続端子が収容される接続端子収容凹部とが設けられ、
   前記取付部材は、前記ハウジングの下面に沿う本体部と、前記本体部のうち前記電線収容凹部側とは反対側の端部に配されるとともに前記ケース側端子に接続される素子側接続片と、前記本体部のうち前記素子側接続片よりも前記電線収容凹部側に配されるとともに前記ケースに接続され且つ弾性変形可能なケース側接続片とを備え、
   前記ケースは、少なくとも一面が開口し、その開口部を通して前記電気素子、前記接続端子及び前記ハウジングと共に前記取付部材が挿入可能とされる略箱型に形成されるとともにアース接続され、且つ挿入に伴って前記ケース側接続片が前記ハウジングの下面と前記ケースとの間で弾性変形されるとともに前記ケースに弾性接触されることで、前記電気素子が前記取付部材を介して電気的に接続可能とされていることを特徴とする電気素子内蔵コネクタ。
2. 前記ハウジングのうち前記電線収容凹部側とは反対側の端部には、前記電気素子における前記ケース側端子及び前記取付部材における前記素子側接続片が進入可能な切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項１記載の電気素子内蔵コネクタ。
3. 前記取付部材には、前記ケースの開口部を塞ぐことが可能な外覆部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気素子内蔵コネクタ。

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