JP6642089B2

JP6642089B2 - コネクタ取付構造

Info

Publication number: JP6642089B2
Application number: JP2016028714A
Authority: JP
Inventors: 智之近藤
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2020-02-05
Anticipated expiration: 2036-02-18
Also published as: WO2017141670A1; US20190052011A1; CN108604762A; JP2017147137A; CN108604762B; US10340626B2

Description

本発明は、コネクタ取付構造に関する。

従来、金属製の筐体にコネクタをボルトによって取り付けることが行われている。合成樹脂部品をボルトで締め付ける際には、ボルトの緩み防止のために、ボルトの座面が金属面と接触すること（メタルタッチ）が望ましい。そこで、特開２０１２−２２１６１３号公報（下記特許文献１）に記載のコネクタでは、コネクタの合成樹脂製のコネクタハウジングの取付片に、金属製のカラーをインサート成形し、このカラーにボルトを挿通させて締め込むことで、ボルトがカラーの金属面と接触して締結する。

特開２０１２−２２１６１３号公報

しかしながら、特開２０１２−２２１６１３号公報（上記特許文献１）に記載のコネクタでは、金属製のカラーと合成樹脂製の取付片とでは、熱膨張係数（線膨張係数）が異なるため、両者が一体化していると複合サイクル腐食試験（ＣＣＴ試験）や熱衝撃試験等を行った際に、カラー周縁部の取付片に割れやひびが発生する虞がある。

本明細書で開示されるコネクタ取付構造は、合成樹脂製のコネクタハウジングを有するコネクタをボルトにより金属製の筐体に取り付けるためのコネクタ取付構造であって、前記ボルトを挿通させ、前記ボルトを締結した状態で前記ボルトの頭部の座面と接触する筒状の金属部材を備えており、前記コネクタハウジングには、前記ボルト及び前記金属部材を挿通させる挿通孔を備えた取付片が一体に設けられている。

このような構成によると、合成樹脂製の取付片と、金属部材とはインサート成形により一体化されておらず、金属部材が取付片の挿通孔に挿通されているだけなので、取付片において割れやひびの発生を抑制できる。また、挿通孔に金属部材を挿通して、ボルト締結した状態では、金属部材がボルトの座面と接触するために、ボルト締結後の緩みなどの発生を抑制できる。さらに、合成樹脂製の取付片を成形する際に、カラーなどの金属部材を埋め込んで、インサート成形を行う必要がなくなるため、異物混入などの虞がなくなり、品質を向上することができる。

本明細書に開示されるコネクタ取付構造の実施の態様として、以下の構成としても良い。
前記金属部材は、コネクタを取り付けるための金属製の筐体と一体となっている構成としても良い。

このような構成では、金属部材が筐体から一体に突出した形態となり、この金属部材を取付片の挿通孔に挿通した上でボルト締結することで、ボルトの座面が金属部材と接触する。このように、金属部材を筐体と一体とすることで、部品点数や工数が増加することを防止する。

また、本明細書で開示される別態様のコネクタ取付構造は、合成樹脂製のコネクタハウジングを有するコネクタをボルトにより金属製の筐体に取り付けるためのコネクタ取付構造であって、前記ボルトには、該ボルトの頭部と軸部の間に設けられ、前記筐体に押し当てる押し当て面を有した押し当て部が設けられており、前記コネクタハウジングには、前記ボルトの押し当て部を挿通させる挿通孔を備えた取付片が一体に設けられている。

このような構成では、ボルトの頭部と軸部の間に押し当て部が設けられている。そして、この押し当て部を取付片の挿通孔に挿通して、ボルト締結する。ボルト締結すると、筐体と押し当て部の押し当て面が接触する。このように、筐体の金属面と接触する箇所を、コネクタハウジングではなく、ボルト側に設けることで、コネクタハウジングに割れやひびが発生することを抑制する。

さらに、本明細書に開示されるコネクタ取付構造の実施の態様として、以下の構成としても良い。
前記挿通孔の孔縁部には、前記筐体と前記取付片との間に挟み込まれたゴムリングが設けられている構成としても良い。

メタルタッチが行われる金属部分（金属部材もしくはボルトの押し当て部）が取付片と一体になっていないため、取付片は、ボルトによって強い力で押さえ込まれていない。そのため、寸法公差によって取付片と筐体との間にがたつきが生じる可能性がある。そこで、筐体と取付片との間にゴムリングを挟み込むことで、がたつきを吸収することができる。

本明細書に開示されたコネクタ取付構造によれば、ボルト締結時のメタルタッチを確保しつつ、コネクタハウジングのわれやひびの発生を抑制することができる。

実施形態１におけるコネクタ取付構造の分解斜視図コネクタを取付けた状態での正面図図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ位置における断面図図３の位置における分解断面図実施形態２におけるコネクタ取付構造の分解斜視図ボルトの斜視図コネクタを取付けた状態での正面図図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ位置における断面図図８の位置における分解断面図

＜実施形態１＞
実施形態について図１から図４を参照して説明する。
本実施形態のコネクタ１０は、図１及び図３に示すように、金属製の筐体５０にボルト８０によって取り付けられて使用される。コネクタ１０は、合成樹脂製のコネクタハウジング２０を備えている。なお、以下の説明において、前後方向については、図３の下側（相手側コネクタとの嵌合方向）を前側とし、図３の上側（コネクタ１０の筐体５０への取付け方向）を後側とする。また、上下方向については、図２を基準とし、図２の上側を上側、図２の下側を下側とする。

コネクタハウジング２０は、図２及び図３に示すように、全体として正面視横長の矩形状をしている。コネクタハウジング２０は、端子金具を収容する端子収容部２１と、端子収容部２１の外周に設けられたフード部２３とを備えている。また、コネクタハウジング２０と一体になるようにして取付片３０が設けられている。

端子収容部２１は、略角柱状となっており、取付片３０を前後方向に貫通するようになっている。また、端子収容部２１には、２つのキャビティ２１Ａが前後方向に貫通するように形成されており、キャビティ２１Ａには端子金具が収容可能となっている。

フード部２３は、端子収容部２１の外周に設けられており、取付片３０の前面から前方に突出して相手側コネクタと嵌合する相手側フード部２３Ａと、後記する筐体５０の取付孔５１に嵌合する筐体側嵌合部２３Ｂとを備えている。相手側フード部２３Ａは、取付片３０の前面から端子収容部２１の前端面より前方まで延びた形態とされている。また、相手側フード部２３Ａの上面には、相手側コネクタと係合する係合突起２５が突設されている。一方、筐体側嵌合部２３Ｂの前端部の外周面には、取付孔５１の内周面との間をシールするシール部材２７が外嵌されている。

取付片３０は、図１及び図２に示すように、端子収容部２１及びフード部２３の外周面から幅方向外側に向かって張り出すようにして設けられている。取付片３０は、筐体５０の表面と平行な平板状で、正面視略長円形（小判型）をなしている。また、取付片３０の外周部３１は、平板状の他の部分よりも肉厚になっている。そして、取付片３０の両端部には、ボルト８０と当接する当接部３５が設けられている。当接部３５は、円形で、取付片３０の他の部分より肉厚になっており、外周部３１とほぼ同じ肉厚となっている。当接部３５の中心には、円形で、板厚方向に貫通する挿通孔３７が設けられている。

ボルト８０は、図１及び図４に示すように、六角穴付きボルトで、円筒形の頭部８１と雄ネジが切られた円柱形の軸部８５とを備えている。頭部８１は、軸部８５よりも径が大きく、その中心部に六角形の穴が設けられている。頭部８１の後端面は、座面８３となっており、ボルト８０の軸力を受ける面となっている。また、頭部８１の外径は、挿通孔３７の内径より大きく当接部３５の外径より小さくなっている。つまり、座面８３の一部が当接部３５と当接するようになっている。

筐体５０には、図１及び図４に示すように、コネクタハウジング２０の筐体側嵌合部２３Ｂを挿入可能な取付孔５１が設けられている。取付孔５１の両側方には、ボルト挿通穴５３が一対設けられている。ボルト挿通穴５３の内面には、ボルト８０の軸部８５の雄ネジと螺合する雌ネジが切込まれている。

そして、図１及び図３に示すように、筐体５０のボルト挿通穴５３の孔縁部には円筒状のボス部５５（「金属部材」の一例）が突設されている。ボス部５５は、筐体５０の前面から一体となって前方に突出している。ボス部５５の内面は、ボルト挿通穴５３の内面と面一になっており、ボルト挿通穴５３から連なって雌ネジが切込まれている。ボス部５５の中心軸は、ボルト挿通穴５３の中心軸及び取付片３０の挿通孔３７の中心軸と同じになっている。また、ボス部５５の外径は、挿通孔３７の内径とほぼ同じか若干小さくなっている。ボス部５５の前後方向の寸法は、当接部３５の肉厚（前後方向の寸法）より若干大きくなっており、当接部３５の前後方向の寸法と後記するゴムリング６０の突出した分の厚み（前後方向の寸法）を足した寸法とは、ほぼ同じか若干小さくなっている。

筐体５０のボス部５５の外周部（ボルト挿通穴５３の孔縁部）には、図１及び図４に示すように、溝部５７が設けられている。溝部５７は、ボス部５５の外径形状に沿う円周溝となっており、溝部５７の外径は、当接部３５の外径よりも小さくなっている。溝部５７には、前後方向に弾性を有するゴムリング６０が嵌めこまれる。ゴムリング６０は、Ｏリングであって、溝部５７に嵌められた状態で、筐体５０の前面から半分程度突出して前後方向に圧縮可能とされている。

次に、コネクタ１０を筐体５０へ取り付ける手順の一例について説明する。
まず、ゴムリング６０を筐体５０の溝部５７に装着する。そして、筐体５０の取付孔５１にコネクタハウジング２０の筐体側嵌合部２３Ｂが嵌まるように、コネクタハウジング２０を配置する。そして、筐体側嵌合部２３Ｂを取付孔５１に押し込む。すると、筐体側嵌合部２３Ｂの外周面に外嵌されたシール部材２７が取付孔５１の内周面に密着して、筐体側嵌合部２３Ｂがシールされた状態となる。

また、筐体側嵌合部２３Ｂを取付孔５１に押し込む際に、コネクタハウジング２０の挿通孔３７にボス部５５を嵌め込む。そして、ゴムリング６０が当接部３５の後面に当接し、挿通孔３７の内部にボス部５５が配される。

そして、ボス部５５及びボス部５５に連通するボルト挿通穴５３にボルト８０を締結する。ボルト８０の座面８３がボス部５５の前端面５５Ａと接触するまで、ボルト８０をボルト挿通穴５３に締結する。同時に、ボルト８０の座面８３が当接部３５における挿通孔３７の孔縁部に接触して、コネクタハウジング２０が筐体５０に対してボルト８０で固定される。また、ゴムリング６０は、ボルト８０の締結によって当接部３５が後方に若干移動することで、コネクタハウジング２０の当接部３５と筐体５０の溝部５７の内面との間に挟み込まれて若干圧縮される。

このようにして、ボルト８０の座面８３がボス部５５の前端面５５Ａと接触する位置まで締結されることで、ボルト８０の軸力がかかる面（座面８３）と筐体５０の金属面とが接触すること（メタルタッチ）ができる。また、ボス部５５の前後方向の寸法は、当接部３５の前後方向の寸法と後記するゴムリング６０の突出した分の厚み（前後方向の寸法）を足した寸法とは、ほぼ同じか若干小さくなっている。そのため、ボルト８０の軸力は主にボス部５５で受けられて、当接部３５にはボルト８０の軸力がほとんどかからず、ボルト８０の軸力によって当接部３５が凹むことが抑制される。また、当接部３５と筐体５０の間にゴムリング６０が圧縮気味に挟み込まれていることから、寸法公差によって生じたがたつきを吸収することができる。

以上のように、本実施形態では、合成樹脂製の取付片３０と、ボルト８０と接触する金属部材とは一体とされておらず、筐体５０から突出したボス部５５が取付片３０の挿通孔３７に挿通されているだけなので、取付片３０において熱膨張係数の差による割れやひびの発生を抑制できる。また、挿通孔３７にボス部５５を挿通して、ボルト８０を締結した状態では、ボス部５５がボルト８０の座面８３と接触する（メタルタッチ）ために、ボルト８０を締結後の緩みなどの発生を抑制できる。さらに、合成樹脂製の取付片３０を成形する際に、カラーなどの金属部材を埋め込んで、インサート成形を行う必要がなくなるため、異物混入などの虞がなくなり、品質を向上することができる。

また、ボス部５５が筐体５０から一体に突設されていることで、取付片３０からボルト８０と接触する金属部材を別体としても部品点数や工数が増加することを防止できる。なお、ボルト８０と接触するボス部５５が取付片３０と一体になっていないため、取付片３０自体にボルト８０の座面８３を強く締め付けられてはいない。そのため、寸法公差によって取付片３０と筐体５０との間にがたつきが生じる可能性がある。そこで、筐体５０と取付片３０との間にゴムリング６０を挟み込むことで、がたつきを吸収することができる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図５から図９によって説明する。
実施形態２のコネクタ１０の取付構造では、筐体１５０とのメタルタッチ面として押し当て面１９３がボルト１８０に設けられている点が実施形態１とは相違する。なお、筐体１５０に取り付けられるコネクタ１０及びコネクタハウジング２０については、実施形態１と同一のため説明を省略する。また、他の実施形態１と同一機能を有する部材、部位については、同一の符号を付すことで、説明を省略しまたは簡略化する。なお、上下前後方向については、実施形態１と同じ方向とする。

ボルト１８０は、図５及び図６に示すように、円筒形の頭部８１と雄ネジが切られた円柱形の軸部８５と、頭部８１が拡径したワッシャ部１８７と、頭部８１と軸部８５との間に設けられた押し当て部１９１とを備えている。頭部８１は、軸部８５よりも径が大きく、その中心部に六角形の穴が設けられている。頭部８１の後端部には、頭部８１よりも外径寸法が大きな平板状のワッシャ部１８７が設けられている。そして、ワッシャ部１８７の後面が、当接部３５の前面と当接する当接面１８９となっている。また、ワッシャ部１８７の外径は、挿通孔３７の内径より大きく当接部３５の外径より小さくなっている。つまり、当接面１８９が当接部３５と当接するようになっている。

押し当て部１９１は、図６及び図８に示すように、円柱状となっている。押し当て部１９１の外径寸法は、ワッシャ部１８７の外径寸法よりも小さく、軸部８５の外径寸法よりも大きくなっている。また、押し当て部１９１の外径寸法は、挿通孔３７の内径とほぼ同じか若干小さくなっている。押し当て部１９１の前後方向の寸法は、当接部３５の肉厚（前後方向の寸法）より若干大きくなっており、当接部３５の前後方向の寸法とゴムリング６０の突出した分の厚み（前後方向の寸法）を足した寸法とは、ほぼ同じか若干小さくなっている。そして、押し当て部１９１の後端面が、筐体１５０に押し当てられる押し当て面１９３となっている。そして、ボルト１８０を締結した後の押し当て面１９３がボルト１８０の軸力を受けるようになっている。

筐体１５０には、図５及び図９に示すように、取付孔５１と、ボルト挿通穴５３と、溝部５７が設けられている。溝部５７は、ボルト挿通穴５３の孔縁部に設けられており、ボルト挿通穴５３の外径に沿う円周溝となっている。そして、溝部５７の外径は、押し当て部１９１の外径よりも大きく、当接部３５の外径よりも小さくなっている。また、溝部５７には、前後方向に弾性を有するゴムリング６０が嵌めこまれる。

次に、コネクタ１０を筐体１５０へ取り付ける手順の一例について説明する。
まず、ゴムリング６０を筐体１５０の溝部５７に装着する。そして、筐体５０の取付孔５１にコネクタハウジング２０の筐体側嵌合部２３Ｂを押し込む。筐体側嵌合部２３Ｂが取付孔５１の所定位置に収まると、ゴムリング６０が当接部３５の後面に当接する。

そして、ボルト挿通穴５３にボルト１８０を締結する。ボルト１８０の押し当て部１９１が挿通孔３７の内部に配されて、ボルト１８０の押し当て部１９１の押し当て面１９３が筐体１５０のボルト挿通穴５３の孔縁部と接触するまで、ボルト１８０をボルト挿通穴５３に締結する。この状態で、ボルト１８０の当接面１８９が当接部３５における挿通孔３７の孔縁部に接触して、コネクタハウジング２０が筐体１５０に対してボルト１８０で固定される。また、ゴムリング６０は、ボルト１８０の締結によって当接部３５が後方に若干移動することで、コネクタハウジング２０の当接部３５と筐体１５０の溝部５７の内面との間に挟み込まれて若干圧縮される。

このようにして、ボルト１８０の押し当て部１９１の押し当て面１９３が筐体１５０のボルト挿通穴５３の孔縁部と接触する位置まで締結されることで、ボルト１８０の軸力を受ける面（押し当て面１９３）と筐体１５０の金属面同士が接触すること（メタルタッチ）ができる。また、押し当て部１９１の前後方向の寸法は、当接部３５の前後方向の寸法とゴムリング６０の突出した分の厚み（前後方向の寸法）を足した寸法とは、ほぼ同じか若干小さくなっている。そのため、ボルト１８０締結後のボルト１８０の軸力は押し当て面１９３にほとんどかかり、当接面１８９にはあまりかからない。さらに、ワッシャ部１８７により当接部３５に当接面１８９が当たる面積が大きくなっていることから、当接部３５が当接面１８９から単位面積あたりに受ける力が小さくなっている。そのため、当接部３５にボルト１８０の軸力がかかって当接部３５が凹むことが抑制される。また、当接部３５と筐体１５０の間にゴムリング６０が圧縮気味に挟み込まれていることから、寸法公差によって生じたがたつきを吸収することができる。

以上のように、本実施形態では、合成樹脂製の取付片３０と、ボルト１８０と接触する金属部材とは一体とされておらず、ボルト１８０の頭部８１と軸部８５の間に押し当て部１９１が設けられている。そして、この押し当て部１９１を取付片３０の挿通孔３７に挿通して、ボルト１８０を締結する。ボルト１８０を締結すると、筐体１５０と押し当て部１９１の押し当て面１９３が接触する。このように、筐体１５０の金属面と接触する箇所を、コネクタハウジング２０ではなく、ボルト１８０側に設けることで、コネクタハウジング２０に割れやひびが発生することを抑制する。

また、挿通孔３７に押し当て部１９１を挿通して、ボルト１８０を締結した状態では、筐体１５０がボルト１８０の押し当て面１９３と接触する（メタルタッチ）ために、ボルト１８０を締結後の緩みなどの発生を抑制できる。さらに、合成樹脂製の取付片３０を成形する際に、カラーなどの金属部材を埋め込んで、インサート成形を行う必要がなくなるため、異物混入などの虞がなくなり、品質を向上することができる。

なお、筐体１５０と接触する押し当て部１９１が取付片３０と一体になっておらず、取付片３０自体にボルト１８０の当接面１８９を強く当てるようになっていない。そのため、寸法公差によって取付片３０と筐体１５０との間にがたつきが生じる可能性がある。そこで、筐体１５０と取付片３０との間にゴムリング６０を挟み込むことで、がたつきを吸収することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術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技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１、２では、筐体５０、１５０に溝部５７が設けられてゴムリング６０が嵌められていたが、溝部がコネクタハウジング側に設けられ、そこにゴムリングが嵌められていても良い。また、溝部がなくても良い。

（２）上記実施形態１、２では、ゴムリング６０が用いられていたが、ゴムリングがなくても良い。

（３）上記実施形態１では、ボス部５５が筐体５０と一体になっていたが、別体となっていても良い。また、ボス部５５の内面に雌ネジが切込まれていたが、雌ネジが切込まれていなくても良い。

（４）上記実施形態２では、ワッシャ部１８７が設けられていたが、ワッシャ部を設けず、頭部８１の後端面が当接部３５に当接しても良い。

１０…コネクタ
２０…コネクタハウジング
２１…端子収容部
２３…フード部
３０…取付片
３１…外周部
３５…当接部
３７…挿通孔
５０…筐体
５１…取付孔
５３…ボルト挿通穴
５５…ボス部（金属部材）
５５Ａ…前端面
５７…溝部
６０…ゴムリング
８０、１８０…ボルト
８１…頭部
８３…座面
８５…軸部
１９１…押し当て部
１９３…押し当て面

Claims

合成樹脂製のコネクタハウジングを有するコネクタをボルトにより金属製の筐体に取り付けるためのコネクタ取付構造であって、
前記ボルトを挿通させ、前記ボルトを締結した状態で前記ボルトの頭部の座面と接触する筒状の金属部材を備えており、
前記コネクタハウジングには、前記ボルト及び前記金属部材を挿通させる挿通孔を備えた取付片が一体に設けられており、
前記金属部材は、前記筐体と一体となっているコネクタ取付構造。
前記挿通孔の孔縁部には、前記筐体と前記取付片との間に挟み込まれたゴムリングが設けられている請求項１に記載のコネクタ取付構造。