JP6502757B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ネジにより取付け対象に取り付けられる電気コネクタに関する。

電気コネクタは、ホルダ、回路基板、その他の電気機器などの取付け対象に固定して使用されることが多い。電気コネクタに限るものではないが、ネジは、取付け対象に固定する手段として、汎用されている。例えば、特許文献１は、ジャックコネクタ（１０）をメカシャーシ（２０）にネジ止めしたうえで、ジャックコネクタ（１０）をプリント基板（３０）にはんだ付けにより接続する取付け機構を開示している。特許文献１の取付け機構は、ジャックコネクタと一体的に形成された補強用突起（１１ａ，１１ｂ）に長頭ネジ（１７）を貫通させて、メカシャーシとネジ止めする。特許文献１の取付け機構は、メカシャーシを補強部材として機能させる。

特開平７−２７２７８２号公報

特許文献１のように、電気コネクタが取付け対象であるプリント基板に直接的にネジ止めされる場合には、ネジがネジ孔に噛み合うことで、プリント基板に対する電気コネクタの位置が自ずと定まる。ところが、この場合には、予め電気コネクタにネジを差し込んでおき、電気コネクタをネジごと移動させることにより取付け対象に対して位置決めを行うことになる。
ところが、予めネジを電気コネクタに差し込むことが許されず、電気コネクタを取付け対象に対して位置決めをした後に、ネジを差し込まなければならない場合がある。この電気コネクタは、高い精度で位置決めを行わなければ、ネジ止めをすることができくなる。
そこで本発明は、取付け対象に高い精度で位置決めをなすことのできる電気コネクタを提供することを目的とする。

本発明の電気コネクタは、複数のコンタクトを保持する樹脂製のハウジングと、ハウジングに設けられるネジ取付ブロックと、を備え、ネジ取付ブロックを貫通する固定ネジにより、取付け対象にネジ止めされる電気コネクタに関する。
本発明におけるネジ取付ブロックは、軸方向の一方の端部と他方の端部を備え、一方の端部から他方の端部に向けて外径が連続的に拡大する第一円錐台部と、他方の端部から一方の端部に向けて外径が連続的に拡大する第二円錐台部と、を備えることを特徴とする。
本発明の電気コネクタは、第一円錐台部と第二円錐台部の境界部分が径方向に最も突出しているので、ネジ取付ブロックを平面視すると、径方向に最も突出した部分が他の部分と輪郭で明確につく。

本発明におけるネジ取付ブロックは、第一円錐台部と第二円錐台部が、ネジ取付ブロックの高さ方向ｚの中央部で接続されることが好ましい。
そうすることにより、ネジ取付ブロックの径方向の肉厚を最大限に確保することができる。

本発明のネジ取付ブロックにおいて、第一円錐台部及び第二円錐台部は、第一円錐台部と第二円錐台部との境界部分に設けられ、外径が軸方向に等しい等径部を介して接続されることが好ましい。
そうすることにより、より明確に輪郭を視認することができる。

本発明の電気コネクタにおいて、第一円錐台部と第二円錐台部は、ネジ取付ブロックの高さ方向の中央部で接続され、第一円錐台部の中央部に向けた最大径をＲ１とし、第二円錐台部の中央部に向けた最大径をＲ２（ただし、Ｒ１＜Ｒ２）とすると、等径部は、外径がＲ２であって、第二円錐台部とは外径がＲ２の所で連なり、第一円錐台部とは、段差を介して外径がＲ１と連なる、ことが好ましい。
このように、段差があることにより、輪郭を視認しやすくなる。

本発明は、以上のいずれかの電気コネクタと、電気コネクタと電気的に接続される回路基板と、電気コネクタと回路基板の間に介在し、電気コネクタを保持するホルダとを備える電気コネクタ組立体を提供する。
この組立体におけるホルダは、電気コネクタのネジ取付ブロックが収容される円筒状の収容室を有する収容塔を備え、収容塔に収容されるネジ取付ブロック及び回路基板を貫通するネジにより、電気コネクタ、ホルダ及び回路基板がネジ止めされる。

本発明の電気コネクタによれば、ネジ取付ブロックを第一円錐台部と第二円錐台部を組み合せた樽型にすることにより最大径の部分を設ける。これにより、電気コネクタを組み付け相手に組み付ける際の位置決めの基準を明確にできる。

本発明の実施形態に係る電気コネクタ組立体を示す斜視図である。 図１の電気コネクタ組立体をネジ止めする様子を示す斜視図であり、（ａ） は平面側から視た図、（ｂ）は底面側から視た図である。 本実施形態に係る電気コネクタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、 （ｃ）は底面図である。 本実施形態に係るネジ取付ブロックを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断 面、（ｃ）は底面図である。 本実施形態に係るハウジングを射出成形する際のネジ取付ブロック周りの金型の配置を示す図である。 本実施形態に係るホルダの平面図である。 本実施形態に係るネジ取付けブロックとホルダの収容塔の関係を示す縦断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電気コネクタ組立体１について説明する。
電気コネクタ組立体１は、図１及び図２に示すように、電気コネクタ１０と、電気コネクタ１０を保持するホルダ３０とを備えている。電気コネクタ１０は、一対の固定ネジ１００，１００により取付け対象であるホルダ３０に固定されるものであり、ホルダ３０に対して高い精度で位置決めされる要素を備えているところに特徴を有する。
以下、電気コネクタ組立体１の構成を、電気コネクタ１０、ホルダ３０の順に説明し、次いで、電気コネクタ組立体１の効果に言及する。
なお、本実施形態において、図１におけるｘ軸方向、ｙ軸方向、及び、ｚ軸方向を、各々、幅方向ｘ、前後方向ｙ、及び、高さ方向ｚと定義する。また、前後方向については、相手側コネクタが嵌合される側（ｙ軸の矢印が示す側）を前と定義する。

［電気コネクタ１０］
電気コネクタ１０は、図１〜図３に示すように、図示を省略する複数のコンタクトを保持するハウジング１１と、ハウジング１１の幅方向の両側に設けられるネジ取付ブロック２０とを備える。ハウジング１１とネジ取付ブロック２０は、電気絶縁性の樹脂を射出成形することにより一体的に形成されている。
ハウジング１１は、図３に示すように、コンタクトを保持する保持壁１２と、保持壁１２よりも前方側に設けられる嵌合凹部１４と、保持壁１２よりも後方側に設けられる引出凹部１５とを備えており、保持壁１２，嵌合凹部１４及び引出凹部１５はその周囲が側壁１６に囲われている。
保持壁１２は、図示を省略するコンタクトが保持孔１３に圧入されることにより、コンタクトを保持する。保持壁１２に保持されるコンタクトは、嵌合凹部１４に配置される部分が、嵌合凹部１４に嵌合される相手側コネクタの相手側コンタクトと電気的に接続される。また、保持壁１２に保持されるコンタクトは、引出凹部１５に引き出され、例えば回路基板、その他の電気機器に接続される。

ハウジング１１は、後方側にネジ取付ブロック２０を備えている。本実施形態では、一対のネジ取付ブロック２０が、ハウジング１１の幅方向ｘの両側に一つずつ設けられている。
ネジ取付ブロック２０は、高さ方向ｚに沿って形成されており、側壁１６との接続部分を除いて円筒状に形成されている。

ネジ取付ブロック２０は、図４に示すように、円弧状の外周面からなる案内面２１と、電気コネクタ１０をホルダ３０に固定する固定ネジ１００が貫通する、高さ方向ｚに沿って穿孔される挿通孔２８とを備えている。挿通孔２８は、ここでは固定ネジ１００が貫通するだけなので、その周囲にネジは切られていない。また、高さ方向ｚは、固定ネジ１００の軸方向と一致する。
ネジ取付ブロック２０は、固定ネジ１００が貫通する高さ方向ｚの一方の端部２０Ａと、高さ方向ｚの他方の端部２０Ｂと、高さ方向ｚの中央部２０Ｃとを備えている。ネジ取付ブロック２０は、端部２０Ａから中央部２０Ｃに向けて外径が連続的に拡大する第一円錐台部２２と、他方の端部２０Ｂから中央部２０Ｃに向けて外径が連続的に拡大する第二円錐台部２３とを備えている。なお、この中央部２０Ｃは、極めて厳密な意味の中央を意味しているものではなく、製造誤差などを考慮したものと理解すべきである。
なお、図４には、ネジ取付けブロック２０のみがハウジング１１から分離して表示される。

ネジ取付ブロック２０は、第一円錐台部２２と第二円錐台部２３が、それぞれの外径が広い側同士が突き合わされており、ほぼ樽型の外観を有している。ただし、図４（ｂ）に示すように、ネジ取付ブロック２０は、第一円錐台部２２と第二円錐台部２３の境界部分に、高さ方向ｚに亘って外径が等しい等径部２４を備える。
ここで、第一円錐台部２２の中央部２０Ｃに向けた最大径（半径）をＲ１とし、第二円錐台部２３の中央部に向けた最大径（半径）をＲ２（ただし、Ｒ１＜Ｒ２）とすると、等径部２４は、外径がＲ２であって、第二円錐台部２３とは外径がＲ２の所で連なり、第一円錐台部２２とは、段差２５を介して外径がＲ１と連なっている。このように、案内面２１は、等径部２４の領域が最も径方向に突出しており、また、段差２５と等径部２４の境界部分がエッジになっているので、一方の端部２０Ａの側から平面視したときの視認性が高い。

ハウジング１１は、前述したように射出成形により作製されるが、ネジ取付ブロック２０の部分の成形には、図５（ａ）に示すように、高さ方向ｚに分割される上型２０１と下型２０２を備える金型２００が用いられる。金型２００は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、等径部２４と第二円錐台部２３の境界に対応する位置に上型２０１と下型２０２が分割される型割面２０３が設けられている。

上型２０１は、第一円錐台部２２の案内面２１に対応する成形面２０５と、等径部２４の案内面２１に対応する成形面２０６とを備えている。成形面２０５は端部２０Ａから中央部２０Ｃに向けて内径が連続的に拡大し、成形面２０６は高さ方向ｚに亘って内径が等しい。下型２０２は、第二円錐台部２３の案内面２１に対応する成形面２０７を備えている。成形面２０７は端部２０Ｂから中央部２０Ｃに向けて内径が連続的に拡大する。
成形面２０５は第一円錐台部２２に対する上型２０１の抜き勾配となり、成形面２０７は第二円錐台部２３に対する下型２０２の抜き勾配となって、金型２００から成形品であるネジ取付ブロック２０の離型を容易にする。

［ホルダ３０］
次に、ホルダ３０は、図１及び図６に示すように、電気コネクタ１０のハウジング１１を支持する連結片３１と、連結片３１の幅方向ｘの両側に設けられる一対の収容塔３３，３３と、を備える。ホルダ３０は、例えばアルミニウム合金などの金属材料から作製されているが、ハウジング１１と同様に樹脂から作製することもできる。

連結片３１は、本実施形態においては、下方から電気コネクタ１０に接触して支持するとともに、一対の収容塔３３，３３を保持する役割をなす。
収容塔３３は、図１に示すように、ホルダ３０に電気コネクタ１０が保持されると、ハウジング１１のネジ取付ブロック２０を収容する部位である。収容塔３３は、図６に示すように、連結片３１から立設する塔本体３４と、塔本体３４の内側に設けられる収容室３５と、収容室３５に臨み、塔本体３４の内側に形成される案内面３６と、収容室３５の底部に設けられる支持台３７と、を備える。なお、ここでいう内側（外側）とは幅方向ｘを基準にしている。

塔本体３４は、図１に示すように、連結片３１に対して垂直に立ち上がっており、ネジ取付ブロック２０と同程度の高さ方向ｚの寸法を有しており、ネジ取付ブロック２０は塔本体３４の内部にすっぽりと収容される。
収容室３５は、外側が塔本体３４の案内面３６により区画され、内側は開放されている。案内面３６は、高さ方向ｚに沿う中心軸を有する円弧面をなしており、その中の収容室３５は半円柱状の空間からなる。
案内面３６は、曲率半径が等径部２４の外径（Ｒ２）より微小量（例えば１ｍｍ）だけ大きく構成されている。案内面３６は、電気コネクタ１０をホルダ３０で保持する作業において、ネジ取付ブロック２０が収容室３５に収容される際に、ネジ取付ブロック２０の案内面２１が摺動することで電気コネクタ１０を案内する。

支持台３７は、連結片３１より所定寸法だけかさ上げされており、その頂面に円形の支持面３８を備え、ホルダ３０に電気コネクタ１０が保持されると、ネジ取付ブロック２０の底面が着座する。支持台３７は、高さ方向ｚに沿うネジ穴３９が形成されている。ネジ穴３９は、支持面３８の中心に形成されており、固定ネジ１００の雄ネジと噛み合う雌ネジが形成されている。
ネジ取付ブロック２０が収容室３５の所望する位置に収容されたとき、ネジ取付ブロック２０の挿通孔２８の中心と支持台３７のネジ穴３９の中心が一致することが理想的である。

［組み付け手順］
次に、電気コネクタ１０をホルダ３０に組み付けるには、ホルダ３０の収容室３５に電気コネクタ１０のネジ取付ブロック２０を挿入できるように、ホルダ３０に対して電気コネクタ１０を位置合せする。次いで、ネジ取付ブロック２０を収容室３５に挿入し、ネジ取付ブロック２０の底面が支持台３７に突き当たるまで、電気コネクタ１０を押し込む。
電気コネクタ１０の押し込みが完了したならば、固定ネジ１００，１００をネジ取付ブロック２０の挿通孔２８，２８から挿入し、ネジ穴３９，３９に噛み合ったならば、締め付ける。

［効 果］
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態の電気コネクタ１０は、ホルダ３０との位置決めを行うネジ取付ブロック２０が第一円錐台部２２と第二円錐台部２３を組み合せたほぼ樽型にすることにより、中央部２０Ｃに最大径の部分を設けている。

［第１の効果］
これにより、電気コネクタ１０をホルダ３０に組み付ける際の位置決めの基準を明確にできる。つまり、中央部２０Ｃにおける外周縁の部分は、第一円錐台部２２及び第二円錐台部２３に比べて径方向に突出しているので、ネジ取付ブロック２０を平面視すると、その輪郭を明確に視認できる。したがって、ネジ取付ブロック２０を収容室３５に位置決めする際に、高い精度で位置決めを行うことができる。
例えば、ネジ取付ブロック２０の外周の径が高さ方向ｚに亘って等しい場合には、位置決めの基準位置を明確に捉えることができない。つまり、ネジ取付ブロック２０の外周の案内面２１には金型２００の精度などによる凹凸が、周方向及び高さ方向ｚに亘って形成される。これを平面視したとすると、高さ方向ｚの全ての凹凸を視認することになるので、高さ方向ｚの特定の位置における輪郭を特定することができず、位置決めの基準を定めることができない。

［第２の効果］
また、本実施形態は、等径部２４を設けることにより、ネジ取付ブロック２０の輪郭をより明確にすることができる。
等径部２４を設けることにより、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上型２０１と下型２０２の型割面２０３を段差２５から位置をずらすことができる。射出成形において、型割面２０３にはバリが不可避的に生ずるので、図５（ａ），（ｂ）の場合でも、型割面２０３にバリが生じる。しかし、この場合には、バリが生ずるのは基準位置となる段差２５に対応する位置からずれている。このため、バリが生じたとしても段差２５から離れているので、段差２５に対応する輪郭は明確である。特に、等径部２４を設けることによりエッジが生成されるので、輪郭の視認性をより明確にできる。
これに対して、図５（ｃ）に示すように、型割面２０３が段差２５に対応する位置に設けられると、基準位置にバリが生じてしまうので、輪郭の視認性が少し劣る。
一方で、図５（ｄ）に示すように、等径部２４を設けない場合には、離型を考慮すれば、型割面２０３は段差２５に対応する位置に限られるので、バリが生ずる位置と基準位置が一致してしまう。
したがって、本発明は、図５（ｃ），（ｄ）に示す実施形態を包含するが、輪郭をより明確にするためには、バリを取り除くことが必要なため、図５（ａ），（ｂ）に示す形態にすることが好ましい。

［第３の効果］
また、中央部２０Ｃに最大径の部分を設けているので、ネジ取付ブロック２０の径方向の肉厚を最大限に確保することができる。
例えば、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、一方の端部２０Ａから他方の端部２０Ｂに向けて径を単調に拡大させることもでき、そうすれば、最大径の部分を位置決めの基準にすることはできる。ただし、この場合には、図７（ｂ）に示すように、端部２０Ａにおける肉厚を必要な厚さだけ確保するとすれば、端部２０Ｂにおける肉厚が厚くなりすぎて、収容室３５に収容できなくなる。なお、肉厚は、径方向の寸法である。逆に、図７（ｃ）に示すように、端部２０Ｂにおける肉厚を必要な厚さだけ確保するとすれば、端部２０Ａにおける肉厚が薄くなりすぎて、固定ネジ１００の締め付けに対抗する強度を得られない場合も出てくる。なお、傾斜角度を同じにすることを前提とする。
以上に対して、中央部２０Ｃに最大径の部分を設ければ、端部２０Ａ，端部２０Ｂにおける肉厚を必要な厚さだけ確保しつつ、中央部２０Ｃにおける肉厚を厚くできるので、収容室３５への収容を確保しつつ、最大限の強度を確保できる。
なお、図７において、破線は収容室３５を表している。

本発明を実施形態に基づいて説明したが、上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

例えば、本実施形態は、第一円錐台部２２と第二円錐台部２３は高さ方向ｚのほぼ中央でその境界部が等径部２４により連結されているが、本発明はこれに限定されず、中央部２０Ｃからずれた位置で第一円錐台部２２と第二円錐台部２３が連結されてもよい。ただし、第一円錐台部２２と第二円錐台部２３の境界部分は、端部２０Ａ又は端部２０Ｂに近すぎると、図７（ｂ）又は図７（ｃ）の形態に近づくので、第３の効果を得る上では好ましくない。そこで、第一円錐台部２２と第二円錐台部２３の境界部分は、図７（ａ）に示すようにネジ取付ブロック２０を高さ方向ｚに３分割したうちの中央の１／３の範囲に設けることが好ましい。ただし、最も好ましいのは、高さ方向ｚのほぼ中央であることに相違ない。

また、本実施形態は、固定ネジ１００をネジ取付ブロック２０に直接的にネジ止めしているが、他の部材、例えば回路基板をネジ取付ブロック２０と固定ネジ１００の間に介在させることもできる。この回路基板は、電気コネクタ１０の図示を省略したコンタクトと電気的に接続されるものである。

また、本発明は、ネジ取付ブロック２０の構造に特徴を有するものであり、ハウジング１１及びホルダ３０の構造はあくまで一例であり、他の構造を採用することができる。

１ 電気コネクタ組立体
１０ 電気コネクタ
１１ ハウジング
１２ 保持壁
１３ 保持孔
１４ 嵌合凹部
１５ 引出凹部
１６ 側壁
２０ ネジ取付ブロック
２０Ａ 端部
２０Ｂ 端部
２０Ｃ 中央部
２１ 案内面
２２ 第一円錐台部
２３ 第二円錐台部
２４ 等径部
２５ 段差
２８ 挿通孔
３０ ホルダ
３１ 連結片
３３ 収容塔
３４ 塔本体
３５ 収容室
３６ 案内面
３７ 支持台
３８ 支持面
３９ ネジ穴
１００ 固定ネジ
２００ 金型
２０１ 上型
２０２ 下型
２０３ 型割面
２０５ 成形面
２０６ 成形面
２０７ 成形面

Claims (5)

1. 複数のコンタクトを保持する樹脂製のハウジングと、
   前記ハウジングに設けられるネジ取付ブロックと、を備え、
   前記ネジ取付ブロックを貫通する固定ネジにより、取付け対象にネジ止めされる電気コネクタであって、
   前記ネジ取付ブロックは、
   軸方向の一方の端部と他方の端部を備え、
   前記一方の端部から前記他方の端部に向けて外径が連続的に拡大する第一円錐台部と、
   前記他方の端部から前記一方の端部に向けて外径が連続的に拡大する第二円錐台部と、を備えることを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記第一円錐台部と前記第二円錐台部は、
   前記ネジ取付ブロックの高さ方向の中央部で接続される、
   請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記第一円錐台部及び前記第二円錐台部は、前記第一円錐台部と前記第二円錐台部との境界部分に設けられ、外径が前記軸方向に等しい等径部を介して接続される、
   請求項１又は請求項２に記載の電気コネクタ。
4. 前記第一円錐台部と前記第二円錐台部は、
   前記ネジ取付ブロックの高さ方向の中央部で接続され、
   前記第一円錐台部の前記中央部に向けた最大径をＲ１とし、
   前記第二円錐台部の前記中央部に向けた最大径をＲ２（ただし、Ｒ１＜Ｒ２）とすると、
   前記等径部は、
   外径がＲ２であって、
   前記第二円錐台部とは外径がＲ２の所で連なり、
   前記第一円錐台部とは、段差を介して外径がＲ１と連なる、
   請求項３に記載の電気コネクタ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電気コネクタと、
   前記電気コネクタを保持する、前記取付け対象としてのホルダと、を備え、
   前記ホルダは、
   前記電気コネクタの前記ネジ取付ブロックが収容される円筒状の収容室を有する収容搭を備え、
   前記収容搭に収容される前記ネジ取付ブロックを貫通する前記固定ネジにより、
   前記電気コネクタが前記ホルダにネジ止めされる、
   ことを特徴とする電気コネクタ組立体。

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