JP5225301B2 - コネクタ保持構造 - Google Patents

Description

この発明は、ホルダによりコネクタを回路基板に保持固定するコネクタ保持構造に関するものである。

位置決めピンが無いコネクタの接続端子を回路基板の孔に差し込んで、半田付けにより回路基板とコネクタとを接続する構成の場合、接続後の振動によりコネクタが動いて接続端子が折れてしまうため、回路基板にコネクタを押さえて保持固定する必要がある。ネジを用いてコネクタを回路基板に固定する場合、回路基板を裏返してネジ止めしなければならず作業効率が悪いため、一般的には、ホルダを用いてコネクタを回路基板に固定している。
ホルダを用いてコネクタを回路基板上に保持固定する構造は、ホルダとコネクタとの間に組み立てしやすくするための隙間（クリアランス）が形成されており、ホルダには弾性形状が設けられ、弾性形状が回路基板面に対向する方向からコネクタを押圧することで垂直方向を固定するよう構成されている。
また、ホルダには、コネクタを垂直方向に押圧する上記弾性形状に加え、コネクタの側面に対応するように別の弾性形状を設けており、別の弾性形状がコネクタを側面から抱え込んで保持することで水平方向を固定するよう構成されている。
さらに、コネクタを回路基板に保持固定する別の構成が開示されている。例えば、特許文献１によれば、電子機器のケース内面に対称に配設した受部が回路基板を貫通するように構成されており、受部にコネクタを抱え込むことで回路基板面水平方向を固定し、ケースとカバーを組み付けて製品化する際に、カバーがコネクタを押さえつけて回路基板面に対向する垂直方向を固定している。

特開平６−２６７６１７号公報

しかしながら、ホルダを用いてコネクタを回路基板に保持固定する構造は、コネクタを垂直方向から押さえつけて固定する弾性形状のみを設けた場合、コネクタが振動によりホルダとの隙間で水平方向に動いてしまい、ホルダ又はコネクタ周辺部品に衝突して異音が発生するという課題があった。
また、コネクタを垂直方向に押圧する弾性形状に加えて、別の弾性形状がコネクタを抱え込んで水平方向を固定する場合、組み付ける際にホルダがコネクタを抱え込みながら回路基板に保持するため、特にコネクタの底面が平坦で無い構成では、コネクタのバランスが崩れて回路基板から浮き上がることがあり組み立て性が悪いという課題があった。
さらに、特許文献１は、製品としての組み立て時にコネクタと回路基板を固定しているため、コネクタと回路基板の固定後にはコネクタと回路基板に対する作業（例えば、コネクタの接続端子を回路基板に半田付けする作業）を行うことができず、単に回路基板にコネクタを組み付けて保持固定する構成については開示されていない。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、ホルダによりコネクタをバランスよく回路基板に固定してコネクタが浮き上がることを防止すると共に異音の発生を防止し、組み立て性の良いコネクタ保持構造を提供することを目的とする。

この発明に係るコネクタ保持構造は、コネクタの接続端子を回路基板の孔に挿入した状態で、コネクタを回路基板に付勢して保持固定するホルダを備えた構造において、ホルダは、回路基板の表面に対向する面部を切り起こしてコネクタの両側稜部に当接して該コネクタを付勢する外開きに傾斜の弾性押さえ部を備えたものである。

この発明によれば、コネクタ保持構造のホルダは、回路基板の表面に対向する面部を回路基板側に切り起こしてコネクタの両側稜部に当接してコネクタを斜め方向から付勢する外開きに傾斜の弾性押さえ部を備えるよう構成したので、回路基板とコネクタとホルダを組み付けるだけで、弾性押さえ部の付勢力の分力によりコネクタを左右方向及び上下方向にバランスよく保持固定することができる。その結果、組み立て性が良く、コネクタが浮き上がることを防止すると共に異音の発生を防止することができる。

この発明の実施の形態１に係るコネクタ保持構造を示す図１（ａ）と、図１（ａ）をＡ方向から見た図１（ｂ）である。 この発明の実施の形態１に係るコネクタ保持構造において、コネクタへの付勢力を示す図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）である。 この発明の実施の形態１に係るコネクタ保持構造において、図１（ａ）のＣ方向から見たホルダを示す図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１（ａ）は、コネクタ保持構造１の一部を切り欠いて示しており、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ方向から見たコネクタ保持構造１を示している。

コネクタ保持構造１は、図１（ａ）に示すように、ホルダ１０、コネクタ２０、回路基板３０を組み付けて構成されており、ホルダ１０がコネクタ２０を回路基板３０に押さえるように組み付けられている。

ホルダ１０は、金属板を折り曲げて形成されており、図１（ａ）に示すように、回路基板３０面に対して垂直な面部１０ａと回路基板３０面に対向する水平な面部１０ｂを有している。

ホルダ１０には、回路基板３０の表面に対向する面部１０ｂを回路基板３０側に切り起こし、面部１０ｂに対して外開きに傾斜をつけ対称に形成した弾性押さえ部１１が設けられている。弾性押さえ部１１は、回路基板３０に組み付けられた際にコネクタ２０の両側の稜部２１にそれぞれ当接して斜め方向からコネクタ２０を付勢し、コネクタ２０の両側の稜部２１に作用する付勢力の分力によりコネクタ２０を回路基板３０に対して水平方向（左右方向）と垂直方向（上下方向）に保持固定するよう機能する。

また、弾性押さえ部１１は、後述するように外開きの傾斜角度を変更することによりコネクタ２０の両側の稜部２１に作用する付勢力の分力のバランスを調整できるよう構成されている。さらに、弾性押さえ部１１の根元に切り込み部１２を設け、弾性押さえ部１１は、後述するように切り込み部１２の長さ寸法を変更することにより、コネクタ２０を回路基板３０に付勢する力の大きさを調整するよう構成されている。

なお、弾性押さえ部１１は、図１（ａ）においてコネクタ２０の奥行方向の略半分の位置を付勢するよう示しているが、コネクタ２０の形状を考慮して付勢する位置が決められており、コネクタ２０の底面が平らであればコネクタ２０の奥行方向のどの位置を付勢するよう構成しても良い。

ホルダ１０には、受け部１３と受け部１４が設けられている。受け部１３は、コネクタ２０の挿入前面側左右と挿入後方側左右にそれぞれ設けられた垂直片で構成され、挿入されたコネクタ２０の両側部を受けるように機能する。受け部１３とコネクタ２０との間には、組み立て性を良くするために隙間（クリアランス）が設けられている。受け部１４は、コネクタ２０の挿入後端側に設けられた垂直片で構成され、コネクタ２０の挿入後端部を受けるよう機能する。

受け部１３，１４は、コネクタ２０に対して加わった外力によりコネクタ２０がずれることを防止する。例えば、図１（ａ）の雌コネクタとしてのコネクタ２０に対して、図示しない雄コネクタを接続する際、受け部１３が図１（ａ）の左右方向に加えられた外力によってコネクタ２０がずれることを防止し、受け部１４が奥行方向に加えられた外力によってコネクタ２０がずれることを防止する。

ホルダ１０には、図１（ｂ）に示すように、回路基板３０との当接部分に爪部１５が設けられており、爪部１５が回路基板３０の取り付け穴３１に挿入され、回路基板３０の裏面から突出した爪部１５を捻ることで、ホルダ１０を回路基板３０に固定するよう機能する。

コネクタ２０は、例えば、図１（ｂ）に示すような接続端子２２が設けられた電源コネクタであり、接続端子２２が回路基板３０の孔３２に挿入され、例えばフロー半田により回路基板３０上の電気回路と接続される。なお、コネクタ２０の稜部２１は、角を取った所定の円弧形状で構成しても良い。

回路基板３０は、コネクタ２０を取り付ける電気回路基板であり、例えば１．２ｍｍ程度の厚さのＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）で構成されている。回路基板３０には、ホルダ１０の爪部１５を挿入してホルダ１０を取り付けるための取り付け穴３１が形成されている。また、回路基板３０には、コネクタ２０の接続端子２２を挿入する孔３２が形成されている。

次に、ホルダ１０を用いてコネクタ２０を回路基板３０に固定する方法について説明する。図２（ａ）はホルダ１０がコネクタ２０を回路基板３０に保持固定している状態における弾性押さえ部１１の付勢力を示しており、図２（ｂ），（ｃ）は弾性押さえ部１１の他の傾斜角度の場合の付勢力を示している。

回路基板３０の孔３２にコネクタ２０の接続端子２２を挿入して、回路基板３０にコネクタ２０を載置した後、回路基板３０の取り付け穴３１に爪部１５を挿入するようにホルダ１０を載置する。回路基板３０の裏面から突出した爪部１５を軸周方向に捻ってホルダ１０と回路基板３０が固定される。このとき、ホルダ１０の弾性押さえ部１１は、コネクタ２０の稜部２１にそれぞれ点接触で当接して、コネクタ２０を斜め方向から回路基板３０に付勢する。

図２（ａ）に示すように、ホルダ１０の弾性押さえ部１１が、コネクタ２０の稜部２１に対してそれぞれ当接角度αで当接して力Ｆで斜め方向から付勢することにより、コネクタ２０が力Ｆの水平方向（左右方向）の分力Ｆ１と垂直方向（上下方向）の分力Ｆ２で付勢されることになる。

コネクタ２０は、稜部２１からそれぞれ分力Ｆ１＝Ｆｃｏｓαが加わることで水平方向（図２（ａ）のＤ１方向）に保持固定され、稜部２１からそれぞれ分力Ｆ２＝Ｆｓｉｎαが加わることで回路基板３０に押さえ付けられ垂直方向（図２（ａ）のＤ２方向）に保持固定される。このようにして、コネクタ保持構造１は、ホルダ１０の弾性押さえ部１１によりコネクタ２０を回路基板３０に保持固定するので、組み立て性が良い。

また、ホルダ１０は、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、弾性押さえ部１１の外開きの傾斜角度Ｄ３を変更して、コネクタ２０に加える水平方向の分力Ｆ１と垂直方向の分力Ｆ２の強さのバランスを調整できるよう構成されている。

ホルダ１０は、例えば、図２（ｂ）に示すように、弾性押さえ部１１の外開きの傾斜角度Ｄ３を大きくすることで、弾性押さえ部１１とコネクタ２０の稜部２１との当接角度α１が大きくなり、水平方向（図２（ｂ）のＤ１方向）の分力Ｆ１＝Ｆｃｏｓα１に比べて垂直方向（図２（ｂ）のＤ２方向）の分力Ｆ２＝Ｆｓｉｎα１が大きくなる。その結果、ホルダ１０は、コネクタ２０を回路基板３０に押さえつける力を強くすることができる。

一方、ホルダ１０は、例えば、図２（ｃ）に示すように、弾性押さえ部１１の外開きの傾斜角度Ｄ３を小さくすることで、弾性押さえ部１１とコネクタ２０の稜部２１との当接角度α２が小さくなり、水平方向（図２（ｃ）のＤ１方向）の分力Ｆ１＝Ｆｃｏｓα２に比べて垂直方向（図２（ｃ）のＤ２方向）の分力Ｆ２＝Ｆｓｉｎα２が小さくなる。その結果、ホルダ１０は、コネクタ２０を水平方向に保持固定する力を強くすることができる。

さらに、ホルダ１０は、弾性押さえ部１１の根元に形成した切り込み部１２の長さ寸法を変更することで、コネクタ２０に加える力Ｆの大きさを調整できるよう構成されている。図３は、図１（ａ）のＣ方向から見たホルダ１０を示している。ホルダ１０は、図３（ａ）に示すように切り込み部１２を設けていない場合、強い弾性力でコネクタ２０を付勢するため、回路基板３０が撓んでコネクタ２０を安定して保持固定することができないという問題がある。そこで、ホルダ１０には切り込み部１２が設けられている。

切り込み部１２は、例えば、図３（ｂ）に示すように切り込み部１２の長さ寸法Ｅが長く形成されている場合、コネクタ２０に加える力Ｆが小さくなり、図３（ｃ）に示すように切り込み部１２の長さ寸法Ｅが短く形成されている場合、コネクタ２０に加える力Ｆが大きくなる。その結果、ホルダ１０は、コネクタ２０を回路基板３０に保持固定する際に、回路基板３０が撓まない程度に調整した付勢力で保持固定することができる。

以上のように、実施の形態１のコネクタ保持構造１によれば、コネクタ２０の接続端子２２を回路基板３０の孔３２に挿入した状態でコネクタ２０を回路基板３０に付勢して保持固定するホルダ１０を備えた構造において、ホルダ１０は、回路基板３０の取り付け穴３１に挿入され軸周方向に捻ねってホルダ１０を回路基板３０に接続固定する爪部１５と、回路基板３０の表面に対向する面部１０ｂを回路基板３０側に切り起こしてコネクタ２０の両側の稜部２１に当接して該コネクタ２０を回路基板３０に付勢する外開きに傾斜の弾性押さえ部１１を備えるよう構成したことにより、該弾性押さえ部１１がコネクタ２０の稜部２１にそれぞれ当接してコネクタ２０を斜め方向から回路基板３０に付勢し、弾性押さえ部１１が付勢する力Ｆの分力Ｆ１によりコネクタ２０を水平方向（左右方向）に保持固定することができる。その結果、振動時にコネクタ２０が左右方向に振れてホルダ１０と衝突するのを抑制することができる。また、弾性押さえ部１１が付勢する力Ｆの分力Ｆ２によりコネクタ２０を垂直方向（上下方向）に保持固定することができる。その結果、コネクタ２０がフロー半田時に浮き上がることを防止できる。さらに、ホルダ１０を回路基板３０に組み付ける際に、弾性押さえ部１１がコネクタ２０の稜部２１を斜め方向から当接して付勢するので、コネクタ２０の寸法バラツキを吸収することができると共に、コネクタ２０を抱え込むことなくバランス良く保持固定することができるので組み立て性が良い。よって、コネクタ保持構造１は、組み立て性が良く、コネクタ２０をバランスよく回路基板３０に固定して浮き上がりを防止することができると共に異音の発生を防止することができるという効果が得られる。

また、弾性押さえ部１１は、外開きの傾斜角度Ｄ３を変更して、コネクタ２０の両側の稜部２１に作用する水平方向（左右方向）の分力Ｆ１と垂直方向（上下方向）の分力Ｆ２のバランスを調整するように構成したので、傾斜角度を変更するだけでコネクタ２０に対する分力Ｆ１，Ｆ２のバランスを調整することができる。その結果、弾性押さえ部１１は、付勢力を変更しなくても、回路基板３０が撓まない程度にコネクタ２０を保持固定することができるという効果が得られる。

さらに、弾性押さえ部１１は、その根元に切り込み部１２を設け、この切り込み部１２の長さ寸法Ｅを変更してコネクタ２０を回路基板３０に付勢する力Ｆの大きさを調整するよう構成したので、ホルダ１０がコネクタ２０を回路基板３０に保持固定する際に、弾性押さえ部１１は、回路基板３０が撓まない程度の最適な力Ｆでコネクタ２０を付勢して保持固定することができるという効果が得られる。

１ コネクタ保持構造、１０ ホルダ、１０ａ，１０ｂ 面部、１１ 弾性押さえ部、１２ 切り込み部、１３，１４ 受け部、１５ 爪部、２０ コネクタ、２１ 稜部、２２ 接続端子、３０ 回路基板、３１ 取り付け穴、３２ 孔。

Claims (3)

1. コネクタの接続端子を回路基板の孔に挿入した状態で、前記コネクタを前記回路基板に付勢して保持固定するホルダを備えたコネクタ保持構造において、
   前記ホルダは、前記回路基板の表面に対向する面部を切り起こして前記コネクタの両側稜部に当接して該コネクタを付勢する外開きに傾斜の弾性押さえ部を備えたことを特徴とするコネクタ保持構造。
2. 前記弾性押さえ部は、外開きの傾斜角度を変更して前記コネクタの両側稜部に作用する付勢力の分力のバランスを調整することを特徴とする請求項１記載のコネクタ保持構造。
3. 前記弾性押さえ部は、その根元に切り込み部を設け、この切り込み部の長さによって前記弾性押さえ部が付勢する力の大きさを調整することを特徴とする請求項１または請求項２記載のコネクタ保持構造。

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