JP5948978B2 - センサ用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタが挿入孔に挿入されることで、互いに電気的及び物理的に接続されるセンサ用コネクタに関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるように、センサハウジングと、モールドＩＣと、光学レンズと、ターミナルとを備える光センサが提案されている。センサハウジングは、ケースとホルダから構成され、ケースとホルダそれぞれは合成樹脂よりなる。ケースは、円筒状をなし、ホルダは、ケース内の上部に嵌入されている。そして、ホルダの上面中央部にモールドＩＣが配置され、ターミナルがインサート成形されている。ホルダは、受光素子実装部としての機能を果たし、ケースはコネクタ部としての機能を果たしている。

特許第３７８３４５１号公報

ところで、特許文献１に示される光センサでは、ターミナルの一部が埋設されたホルダとコネクタがケースの中空内に配置され、ケースにコネクタが固定（保持）される構成となっている。このように、ターミナルの埋設されたホルダではなく、ケースにコネクタが固定されるので、ホルダとケースとの組み付け誤差が大きいと、ターミナルとコネクタとで電気的な接続不良が生じる虞がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電気的な接続不良の発生が抑制されたセンサ用コネクタを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明は、コネクタ（９０）が挿入孔（５１）に挿入されることで、互いに電気的及び物理的に接続されるセンサ用コネクタであって、挿入孔を有するケース（５０）と、該ケース（５０）に固定されるホルダ（１０）と、該ホルダ（１０）に一部が埋設されたターミナル（３０）と、ホルダに一体的に形成され、ターミナルを囲む固定部（７０）と、を有し、固定部は、挿入孔を構成する内壁面（５１ａ，５１ｂ）によって囲まれ、内壁面と接触することでホルダをケースに固定し、固定部は、コネクタを囲んで接触することで挿入孔にコネクタを固定し、コネクタとターミナルとを電気的に接続することを特徴とする。

このように本発明によれば、ホルダ（１０）に固定部（７０）が、一体的に形成されている。したがって、ケースに固定部が一体的に形成された構成、すなわち、ケースにコネクタが固定される構成とは異なり、固定部（７０）とターミナル（３０）との位置が、ケース（５０）とホルダ（１０）との組み付け誤差に依存しなくなる。これによれば、ターミナル（３０）とコネクタ（９０）とで電気的な接続不良が生じることが抑制される。

第１実施形態に係るセンサ用コネクタの概略構成を示す分解斜視図である。 図１のホルダの概略構成を示す斜視図である。 センサ用コネクタの概略構成を示すｙ−ｚ平面の断面図である。 コネクタの概略構成を示すｙ−ｚ平面の平面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図３の破線で囲まれた領域Ｘの拡大断面図である。 延設部の変形例を示す断面図である。 延設部の変形例を示す断面図である。

以下、本発明を、光センサに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図６に基づいて、本実施形態に係るセンサ用コネクタを説明する。以下においては、互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示し、ｘ方向とｙ方向によって規定される平面をｘ−ｙ平面、ｙ方向とｚ方向によって規定される平面をｙ−ｚ平面、ｚ方向とｘ方向によって規定される平面をｚ−ｘ平面と示す。なお、図６では、センサ用コネクタ１００へのコネクタ９０の挿入を明りょうとするために、コネクタ９０を記載している。

図１に示すように、センサ用コネクタ１００は、要部として、ホルダ１０と、ターミナル３０と、ケース５０と、固定部７０と、を有する。ホルダ１０にターミナル３０の一部が埋設され、ホルダ１０とケース５０とが固定部７０によって固定される。ケース５０の挿入孔５１内に、図４に示すコネクタ９０が挿入されると、固定部７０によってコネクタ９０が挿入孔５１内に固定され、ターミナル３０とコネクタ９０のメス型端子とが接触される。これにより、コネクタ９０とセンサ用コネクタ１００とが互いに電気的及び物理的に接続される。

ホルダ１０は、光センサ（図示略）を搭載し、且つ、ターミナル３０を保持する機能を果たすものである。ホルダ１０は、樹脂材料から成り、ｚ−ｘ平面の断面形状が円盤状を成している。ｚ−ｘ平面に沿う一面に光センサが取り付けられ、その裏面に固定部７０が形成されている。そして、ホルダ１０にはターミナル３０の一部が埋設されている。上記したホルダ１０の一面が、特許請求の範囲に記載の取り付け面に相当する。

ターミナル３０は、光センサとコネクタ９０とを電気的に接続する機能を果たすものである。本実施形態では、複数のターミナル３０がホルダ１０にインサート成形されており、その一端がホルダ１０の裏面からｙ方向に延び、他端がホルダ１０の一面から飛び出している。ターミナル３０の一端がコネクタ９０のメス型端子と接触して互いに電気的に接続され、その他端がワイヤ（図示略）を介して光センサと電気的に接続されている。

ケース５０は、コネクタ９０を挿入するための挿入孔５１を有するものである。挿入孔５１の一方の開口面は、ホルダ１０によって閉塞され、他方の開口面は、コネクタ９０が挿入されることで閉塞される。ケース５０は、ホルダ１０よりも軟らかい樹脂材料から成り、ケース５０の外壁面には、センサ用コネクタ１００を外部機器に固定するための爪部５２が一体的に形成（一体成形）されている。また、ケース５０におけるホルダ１０側の端部には、スナップフィットとしての機能を果たす孔５３が形成されている。

固定部７０は、ホルダ１０をケース５０に固定し、且つ、コネクタ９０を挿入孔５１内に固定する機能を果たすものである。固定部７０は、ホルダ１０と同一材料から成り、一体的に形成（一体成形）されている。固定部７０は、ホルダ１０からｙ方向に延びた延設部７１を有する。

図２に示すように、本実施形態における固定部７０は、ｚ方向にて互いに対向する２つの延設部７１ａ，７１ｂを有し、これら２つの延設部７１ａ，７１ｂによってターミナル３０の周囲の一部が囲まれている。第１延設部７１ａにおけるｚ−ｘ平面の断面形状は矩形を成し、第２延設部７１ｂにおけるｚ−ｘ平面の断面形状はコの字状を成している。また、第２延設部７１ｂの先端は、部分的に突出（以下、この部位を舌部７２と示す）しており、この舌部７２が後述する設置空間内に配置される。これら延設部７１ａ，７１ｂそれぞれが挿入孔５１を構成する内壁面５１ａ，５１ｂによって囲まれ、その外面が内壁面５１ａ，５１ｂと接触することでケース５０にホルダ１０が固定される。また、コネクタ９０を挿入孔５１内に挿入した際、コネクタ９０が延設部７１ａ，７１ｂによって囲まれ、延設部７１ａ，７１ｂそれぞれの内面がコネクタ９０の外面と接触することで挿入孔５１内にコネクタ９０が固定される。なお、図２に示すように、延設部７１ａ，７１ｂそれぞれの先端には、ホルダ１０から先端に向かうに従ってｚ方向の厚さが徐々に短くなるテーパ７３が形成されており、延設部７１ａ，７１ｂにおけるホルダ１０側の端部には、スナップフィットとしての機能を果たす鉤部７４が形成されている。上記したテーパ７３が、特許請求の範囲に記載の第１テーパと第２テーパに相当する。

次に、ホルダ１０とケース５０との固定について図５及び図６に基づいて説明する。なお、図５は、図３に示す破線にて囲まれた領域Ｘの拡大断面図に相当する。図５及び図６に示すように、ケース５０における主面がｘ方向に直交する内壁面５１ａ、及び、主面がｚ方向に直交する内壁面５１ｂそれぞれの一部が、部分的に突起している。内壁面５１ａにおける部分的に突起した部位（以下、第１突起部５４ａと示す）、及び、内壁面５１ｂにおける部分的に突起した部位（以下、第２突起部５４ｂと示す）それぞれは、ｚ−ｘ平面の形状が三角形を成し、ｙ方向に延びた形状を成している。また、ケース５０には、第２延設部７１ｂの内面の一部を包み込むための凸部５５が形成されている。凸部５５は直方形状を成し、２つの内壁面５１ａそれぞれに形成されている。図６に示すように、凸部５５（破線で囲まれた部位）と内壁面５１ｂとによって、第２延設部７１ｂの舌部７２を設置するための設置空間が構成されている。

ホルダ１０がケース５０に固定される前、第１延設部７１ａと接触する２つの第１突起部５４ａ間は、第１延設部７１ａのｘ方向の長さよりも僅かに狭くなっている。ホルダ１０をケース５０に挿入する際に、第１延設部７１ａが第１突起部５４ａに接触し、第１突起部５４ａが僅かに潰れることで、第１突起部５４ａによって第１延設部７１ａがケース５０に固定される。

また、第２延設部７１ｂの舌部７２と接触する第２突起部５４ｂと凸部５５との間は、舌部７２のｚ方向の長さよりも僅かに狭くなっている。舌部７２をケース５０に挿入する際に、舌部７２が第２突起部５４ｂに接触し、第２突起部５４ｂが僅かに潰れることで、凸部５５と第２突起部５４ｂとによって第２延設部７１ｂがケース５０に固定される。なお、ホルダ１０がケース５０に完全に挿入されると、上記した鉤部７４が孔５３に挿入される。これによってもホルダ１０とケース５０とが固定される。このように、本実施形態に係るセンサ用コネクタ１００は、ホルダ１０とケース５０との固定機構が２つ存在する。

次に、センサ用コネクタ１００へのコネクタ９０の挿入、及び、ホルダ１０とコネクタ９０との固定を説明する。図６に破線で示す指針線に沿って、コネクタ９０は挿入孔５１内に挿入される。コネクタ９０の先端が、延設部７１ａ，７１ｂの先端に形成されたテーパ７３と接触すると、２つの延設部７１ａ，７１ｂによって挟まれた領域へとコネクタ９０が導かれる。その後、コネクタ９０は、自身の外面と延設部７１の内面とが互いに接触しながら最奥まで挿入され、ターミナル３０がコネクタ９０に形成されたメス型端子に接続される。この状態で、コネクタ９０は、延設部７１ａ，７１ｂによって挟持され、挿入孔５１内に固定される。

次に、本実施形態に係るセンサ用コネクタ１００の作用効果を説明する。上記したように、ターミナル３０の埋設されたホルダ１０に、ホルダ１０をケース５０に固定し、且つ、挿入孔５１にコネクタ９０を固定する固定部７０が一体的に形成されている。したがって、ケースに固定部が形成された構成、すなわち、ケースにコネクタが固定される構成とは異なり、固定部７０とターミナル３０との位置が、ケース５０とホルダ１０との組み付け誤差に依存しなくなる。これによれば、ターミナル３０とコネクタ９０とで電気的な接続不良が生じることが抑制される。

延設部７１ａ，７１ｂそれぞれが挿入孔５１を構成する内壁面５１ａ，５１ｂによって囲まれ、その外面が内壁面５１ａ，５１ｂ（突起部５４ａ，５４ｂ及び凸部５５）と接触することで、ホルダ１０がケース５０に固定されている。これによれば、ｚ−ｘ平面に沿う方向（以下、横方向と示す）に応力がホルダ１０に印加されたとしても、ホルダ１０の横方向への移動がケース５０によって抑制される。そのため、センサ用コネクタ１００とコネクタ９０との電気的な接続不良が生じることが抑制される。

コネクタ９０を挿入孔５１内に挿入した際、コネクタ９０が延設部７１ａ，７１ｂによって囲まれ、延設部７１ａ，７１ｂそれぞれの内面がコネクタ９０の外面と接触することで挿入孔５１内にコネクタ９０が固定される。これによれば、横方向に沿う応力がコネクタ９０に印加されたとしても、コネクタ９０の横方向への移動が延設部７１ａ，７１ｂによって抑制される。そのため、センサ用コネクタ１００とコネクタ９０との電気的な接続不良が生じることが抑制される。

ホルダ１０をケース５０に挿入する際に、第１延設部７１ａが第１突起部５４ａに接触し、第１突起部５４ａが僅かに潰れることで、第１突起部５４ａによって第１延設部７１ａがケース５０に固定されている。これによれば、第１突起部がケースに形成されていない構成と比べて、ホルダ１０とケース５０との接続強度が向上される。

舌部７２をケース５０に挿入する際に、舌部７２が第２突起部５４ｂに接触し、第２突起部５４ｂが僅かに潰れることで、凸部５５と第２突起部５４ｂとによって第２延設部７１ｂがケース５０に固定されている。これによれば、第２突起部及び凸部がケースに形成されていない構成と比べて、ホルダ１０とケース５０との接続強度が向上される。

延設部７１ａ，７１ｂそれぞれの先端には、ホルダ１０から先端に向かうに従ってｚ方向の厚さが徐々に短くなるテーパ７３が形成されている。これによれば、コネクタ９０を挿入孔５１に挿入する際に、延設部７１ａ，７１ｂそれぞれの先端がコネクタ９０に引っ掛かることが抑制される。また、第２延設部７１ｂを設置空間に挿入する際に、第２延設部７１ｂが凸部５５に引っ掛ることが抑制される。

ケース５０は、ホルダ１０よりも軟らかい樹脂材料から成り、ケース５０の外壁面には、センサ用コネクタ１００を外部機器に固定するための爪部５２が一体的に形成されている。これによれば、ケース５０とホルダ１０とが一体成形された構成とは異なり、爪部５２の弾性をホルダ１０の構成材料に依らずに決定することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、固定部７０が、ｚ方向にて互いに対向する２つの延設部７１ａ，７１ｂを有する例を示した。しかしながら、例えば、図７に示すように、固定部７０は、１つの延設部７１ｃを有する構成を採用することができる。図７に示す延設部７１ｃは、ｚ−ｘ平面の断面形状がコの字状を成している。この構成によっても、延設部７１ｃによってコネクタ９０が挿入孔５１内に固定される。なお、言うまでもないが、延設部７１の数としては、上記例に限定されず、何本でも良い。また、形状も限定されず、ｙ方向に延び、コネクタ９０を挿入孔５１内に固定する形状であれば適宜採用することができる。

本実施形態では、固定部７０は、ｚ方向にて互いに対向する２つの延設部７１ａ，７１ｂを有する例を示した。しかしながら、延設部７１ａ，７１ｂの対向方向としては上記例に限定されない。例えば、ｘ方向やｙ方向などを採用することができる。また、固定部７０は、図８に示すように、互いに対向しない延設部７１ｄ〜７１ｆを有する構成を採用することもできる。これによっても、コネクタ９０は挿入孔５１内に固定部７０によって固定される。

本実施形態では、ホルダ１０に光センサが搭載される例を示した。しかしながら、ホルダ１０に搭載されるセンサとしては、上記例に限定されない。

本実施形態では、突起部５４ａ，５４ｂがケース５０に形成された例を示した。しかしながら、ケース５０に突起部５４ａ，５４ｂが形成されていない構成、及び、いずれか一方のみが形成された構成を採用することもできる。同様にして、凸部５５がケース５０に形成されていない構成を採用することもできる。

本実施形態では、延設部７１ａ，７１ｂにテーパ７３が形成された例を示した。しかしながら、延設部７１ａ，７１ｂいずれにもテーパ７３が形成されていない構成、及び、いずれか一方のみに形成された構成を採用することもできる。

１０・・・ホルダ
３０・・・ターミナル
５０・・・ケース
５１・・・挿入孔
７０・・・固定部
９０・・・コネクタ
１００・・・センサ用コネクタ

Claims (10)

1. コネクタ（９０）が挿入孔（５１）に挿入されることで、互いに電気的及び物理的に接続されるセンサ用コネクタであって、
   前記挿入孔を有するケース（５０）と、
   該ケース（５０）に固定されるホルダ（１０）と、
   該ホルダ（１０）に一部が埋設されたターミナル（３０）と、
   前記ホルダに一体的に形成され、前記ターミナルを囲む固定部（７０）と、を有し、
   前記固定部は、前記挿入孔を構成する内壁面（５１ａ，５１ｂ）によって囲まれ、前記内壁面と接触することで前記ホルダを前記ケースに固定し、
   前記固定部は、前記コネクタを囲んで接触することで前記挿入孔に前記コネクタを固定し、前記コネクタと前記ターミナルとを電気的に接続することを特徴とするセンサ用コネクタ。
2. 前記固定部は、前記コネクタを前記挿入孔から抜去する方向に、前記ホルダから延びた延設部（７１）を有し、
   該延設部が前記挿入孔を構成する前記内壁面によって囲まれ、前記延設部の外面が前記内壁面と接触することで前記ケースに前記ホルダが固定され、
   前記コネクタが前記延設部によって囲まれ、前記延設部の内面が前記コネクタの外面と接触することで前記挿入孔内に前記コネクタが固定されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ用コネクタ。
3. 前記内壁面の一部は突起しており、
   前記ホルダを挿入孔に挿入する際に、前記内壁面における突起した部位（５４ａ，５４ｂ）が前記延設部と接触して潰れることで、前記延設部は、前記挿入孔内に固定されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ用コネクタ。
4. 前記ケースには、前記延設部の内面の一部を包み込むための凸部（５５）が形成されており、前記延設部は、前記凸部と前記内壁面における突起した部位とによって挟持されて、前記挿入孔内に固定されていることを特徴とする請求項３に記載のセンサ用コネクタ。
5. 前記凸部と前記内壁面とによって、前記延設部を設置するための設置空間が構成され、
   該設置空間に前記延設部の先端の一部を挿入する際に、前記延設部と前記凸部との引っ掛かりを抑制するための第１テーパ（７３）が、前記先端に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のセンサ用コネクタ。
6. 前記コネクタを前記挿入孔に挿入する際に、前記延設部の先端と前記コネクタとの引っ掛かりを抑制するための第２テーパ（７３）が、前記先端に形成されていることを特徴とする請求項２〜５いずれか１項に記載のセンサ用コネクタ。
7. 前記固定部は、前記延設部を複数有し、
   複数の前記延設部（７１ａ，７１ｂ）の内面同士が互いに対向し、前記ターミナルの少なくとも一部が前記延設部によって囲まれていることを特徴とする請求項２〜６いずれか１項に記載のセンサ用コネクタ。
8. 前記ケースは、前記ホルダよりも軟らかい材料から成り、
   前記ケースの外壁面には、前記ケースを外部機器に固定するための爪部（５２）が一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載のセンサ用コネクタ。
9. 前記ホルダにはセンサを取り付けるための取り付け面が形成されており、
   前記ターミナルは、前記センサと前記コネクタとを電気的に接続する機能を果たすことを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載のセンサ用コネクタ。
10. 前記センサは、光センサであることを特徴とする請求項９に記載のセンサ用コネクタ。

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