JP5090432B2 - 電気コネクタの嵌合案内部品及びこれを有する電気コネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタへ他のコネクタを嵌合させる際、互いを正規の嵌合位置へ案内するコネクタの嵌合案内部品に関する。

コネクタを他のコネクタへ嵌合させる際、両コネクタを正規の嵌合位置へ案内するために嵌合案内部品が用いられることがある。特に、両コネクタが、それぞれ回路基板に取り付けられていると、回路基板同士が平行な状態で両コネクタの嵌合位置を合わせる際、回路基板により視界が遮られて、嵌合に手間取るために、これを回避する目的で、容易に見える大きさで形成され位置付けられている嵌合案内部品がしばしば用いられる。

特許文献１は、回路基板同士が平行ではなく直角関係にあり、嵌合位置が比較的見易いが、それでも、嵌合を容易とするように嵌合案内部品としてのガイドピンを設けている。

特許文献１では、互いに直角に位置する二つの回路基板のそれぞれに、三つのコネクタが一列に密接して組をなして配置されており、これらの三つのコネクタの組の両側で、一方の回路基板にはコネクタの組の両側面に接してガイドブッシュが取り付けられており、他方の回路基板には、ガイドブッシュに対応する位置にコネクタ嵌合方向高さよりも突出するガイドピンが設けられている。かくして、両コネクタが嵌合されるに先立ち、ガイドブッシュとガイドピンの互いの案内により嵌合可能な正規位置へもたらされる。

特開２００５−３０２５３５

しかしながら、特許文献１では、ガイドブッシュは、三つのコネクタの組に対して両側から接面して配置されてはいるものの、該ガイドブッシュは回路基板に取り付けられることによりコネクタに対しての位置が定められているので、回路基板を介している分、コネクタとの間の相対位置が正確とは言えない。又、回路基板への取付けまでの間、ガイドブッシュの位置は不安定であり、最終的な取付位置に誤差をもたらす可能性もある。さらに、一般に回路基板への取付けは精度が高いとは言えず、この点でも誤差を大きくする。

コネクタとガイドブッシュを一体成形して、上述した位置を正確にそして取り扱いを簡単化することも考えられ、又、そのようなコネクタも存在しているが、それでは、ガイドブッシュが不要な応用例においても、ガイドブッシュの分だけコネクタが大型化し、周囲のスペースを無駄に使用し、又、コストの増大にもつながる。

本発明は、このような状況に鑑み、正確かつ容易に、コネクタの嵌合位置を定め案内する嵌合案内部品を、コネクタに対して位置出しできるようにした、コネクタの嵌合案内部品、さらには、これを有するコネクタ装置を提供することを課題とする。

本発明は、回路基板に取り付けられたコネクタへ、他の回路基板に取り付けられた相手コネクタを嵌合する際、上記コネクタと相手コネクタとの位置を定めて案内する嵌合案内部品に関する。

かかる嵌合案内部品において、本発明では、該嵌合案内部品は、上記回路基板に実装された状態の上記コネクタに対して着脱自在に取り付け可能であるとともに、上記回路基板に対しては非固定であり、上記嵌合案内部品は、上記コネクタに対しての相対位置を定める位置決め部と、該位置決め部で位置が定められた状態で該コネクタに係止する係止部と、相手コネクタ側に設けられた被案内部を案内する案内部とを有することを特徴としている。

かかる構成の本発明のコネクタの嵌合案内部品は、電子回路に組み込まれたコネクタが相手コネクタとの嵌合のために必要とされるときだけ、該コネクタへ取り付けられる。その場合、該嵌合案内部品は、その位置決め部でコネクタに対し位置が定められた状態で、係止部によって該コネクタへ係止されて外れないようになる。該コネクタの相手コネクタとの嵌合に際しては、先ず、該嵌合案内部品の案内部が相手コネクタ側の被案内部と協働して、両コネクタを嵌合のための位置へ案内して嵌合位置へもたらし、この案内が進行することにより両コネクタは嵌合される。上記コネクタの高さ寸法（嵌合方向での寸法）に係りなく、嵌合案内部品の案内部の高さ寸法を自由に選択して設定でき、したがって、両コネクタが回路基板に取り付けられていても、側方から上記案内部へ相手コネクタの対応せる被案内部を楽に位置づけることができる。

本発明において、案内部は、例えば、相手コネクタ側の被案内部として形成されたガイドピンが嵌合されるガイド孔とするとも、あるいは、相手コネクタ側の被案内部として形成されたガイド孔へ嵌合されるガイドピンとすることもできる。

本発明において、位置決め部は、コネクタの外周面の少なくとも一部に接面する接面部を有しているようにすることも、あるいは、コネクタの外周面に接面する嵌合孔として形成されているようにすることができる。

位置決め部がコネクタの外周面の一部に接面する接面部を有しているときには、複数の嵌合案内部品をコネクタに取り付けることとなるが、それらの間隔はコネクタの大きさに対応できるため、同一嵌合案内部品でも異なる大きさのコネクタに使用することができる。これに対して、位置決め部がコネクタの外周面に接面する嵌合孔として形成されているときには、このような嵌合案内部品は該嵌合孔に適合する外周面をもつコネクタのみにしか使用できないが、嵌合孔がコネクタの外周面全周で位置を定めるので、きわめて位置決めが安定する。

本発明において、嵌合孔は、相手コネクタとの当接時に開状態となるシャッタ部材が該嵌合孔の開口部に設けられているようにすることができる。このようにすることで、相手コネクタとの嵌合時まで嵌合孔をシャッタ部材で覆うことができ、コネクタの防塵に寄与する。

本発明において、係止部は、弾性腕部に設けられた係止爪部と被係止部との間の係止のための少なくとも一方を有し、コネクタに設けられた他方と係止するように形成されているようにすることができる。

このようにすることで、弾性腕部が弾性変形で突起に係止するので、ワンタッチの取付けが可能となる。

上述のような本発明の嵌合案内部品を、回路基板への取付前のコネクタに予め取り付けて保管しておけば、嵌合案内部品付のコネクタ装置とすることができ、コネクタの回路基板への取付時の扱いが簡単となる。

請求項１ないし請求項７のうちの一つに記載の嵌合案内部品がコネクタに取り付けられていることを特徴とする電気コネクタ装置として使用できる。

本発明によれば、嵌合案内部品が回路基板を介さずに直接コネクタに取り付けられるので、コネクタに対する位置が正確となり、取付け作業もきわめて簡単になる。しかも、必要な場合に、選択的にコネクタに取り付けられるので、不要な場合、コネクタは該嵌合案内部品なしに、安価に留まるばかりか、必要空間が小さくなり周囲の電子部品の配置を楽にする。

本発明の第一実施形態の嵌合案内部品とコネクタとを示す斜視図で、（Ａ）は嵌合案内部品とコネクタとの組立前、（Ｂ）は組立後である。 図１（Ｂ）のコネクタと相手コネクタとを示す斜視図で、（Ａ）は両者の嵌合前、（Ｂ）は嵌合後を示す。 第二実施形態を示す斜視図で、（Ａ）はその一例、（Ｂ）は他の例である。 第三実施形態を示す斜視図である。 第四実施形態を示す斜視図で、（Ａ）はシャッタ部材が閉じた状態、（Ｂ）は開いた状態を示す。 第五実施形態の斜視図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

＜第一実施形態＞
図１（Ａ）, (Ｂ）に示される本実施形態では、コネクタ１０が回路基板Ｐ１に対してすでに取り付けられており、このコネクタ１０に嵌合案内部品２０が取り付けられるようになっている。

コネクタ１０は、そのハウジング１１が細長いほぼ直方体の外形をなしている。該ハウジング１１は、側壁１２Ａと端壁１２Ｂからなる周壁１２と、該周壁１２に囲まれた空間内に島状に形成された中央壁１３との間に、相手コネクタの受入れのために周回状に形成された受入凹部１４を有している。上記中央壁１３の受入凹部１４側の面には、信号端子１５が配列されており、側壁１２Ａの受入凹部１４側の面にはグランド板１６が設けられている。上記信号端子１５とグランド板１６は、それらの接続部が回路基板Ｐ１のそれぞれの対応回路部と半田接続されている、これらは本発明の本旨とするところではないので、これ以上の説明は省略する。

上記ハウジング１１の側壁１２Ａの下端側は、回路基板Ｐ１との間に間隙を形成するように切り欠かれていて、その下端縁は、後述する嵌合案内部品２０の係止爪部が係止するための被係止部１２Ａ−１を形成している。

上記コネクタ１０に取り付けられる嵌合案内部品２０は、上記コネクタの周壁１２に接面する嵌合孔２１がコネクタ１０に対する位置決め部として形成された枠状に作られている。該嵌合案内部品２０は、コネクタ１０の側壁１２Ａに沿う一対の側壁２２と、両側壁２２をそれらの両端で直結する柱部２３とを有している。

上記嵌合孔２１はコネクタ１０に対する位置決め部として機能し、該嵌合孔２１は上記コネクタ１０の側壁１２Ａそして端壁１２Ｂにそれぞれ接面する平坦な接面部２２Ａ，２３Ａと、該接面部２２Ａの面から没した凹部２２Ｂとを有している。該凹部２２Ｂには、該凹部２２Ｂの底面上部に連結された基部２４Ａから上方に突出していると共に下方に延びる略板状の弾性腕部２４が設けられている。該弾性腕部２４の下端には、上記嵌合孔２１の内方に向けた係止爪部２４Ｂが係止部として設けられている。該弾性腕部２４は自由状態で該係止爪部２４Ｂよりも上方に形成されている平坦面が、上記接面部２２Ａよりも凹部２２Ｂ内方に位置しており、上記係止爪部２４Ｂは上記接面部２２Ａより突出している。該弾性腕部２４の基部２４Ａよりも上方へ突出している部分は押圧解除部２４Ｃとして機能する。かかる弾性腕部２４は、嵌合案内部品２０が嵌合孔２１で上記コネクタ１０の周面に上方から嵌合したとき、上記係止爪部２４Ｂがコネクタ１０の側壁１２Ａの外面に圧せられて、上記凹部２２Ｂの内方へ弾性変位して嵌合の進行を可能とする。所定位置まで嵌合すると、上記係止爪部２４Ｂは、ハウジング１１の側壁１２Ａの下端縁である被係止部１２Ａ−１を越えて自由状態となり上記凹部２２Ｂの外方へ位置するので該被係止部１２Ａ−１と係止して、該嵌合案内部品２０の上方への抜けを防止する。この係止の解除に際しては、上記弾性腕部２４の上部として形成された上記押圧解除部２４Ｃを嵌合孔２１の内方側へ押すと、基部２４Ａを支点として上記係止爪部２４Ｂが凹部２２Ｂの内方へ弾性変位して、上記係止が解除され、そのまま上方へ引き上げれば、コネクタ１０から外れる。なお、嵌合案内部品とハウジングとの係止は、図示の例に限定されず、他の形態であってもよい。

柱部２３は、側壁２２の上面よりも上方へ突出して形成されており、案内部としての案内孔２５が上下方向に貫通形成されている。該案内孔２５は、上下方向での中間位置で最小径の円筒面部２５Ａを有し、それよりも上方そして下方では、上方へ向け拡径する上テーパ面部２５Ｂそして下方へ向け拡径する下テーパ面部２５Ｃを有している。上記円筒面部２５Ａはその内径が、後述の相手コネクタ側の被案内部たるガイドピンの直径に適合する値となっている。かくして、上記案内孔２５は、上記上テーパ面部２５Ｂで、容易にガイドピンを導入し、上記円筒面部２５Ａで正確に半径方向位置を決め、ガイドピンに多少の傾きがあるときには、上テーパ面部２５Ｂと下テーパ面部２５Ｃとで、上記円筒面部２５Ａを支点として、上記ガイドピンの傾きを許容する。

このように形成された嵌合案内部品２０は、すでに回路基板Ｐ１上に取り付けられているコネクタ１０へ、嵌合孔２１で嵌合されて取り付けられ、弾性腕部２４の係止爪部２４Ｂがコネクタの被係止部１２Ａ−１に係止することで抜けが防止される。かくして、コネクタ１０と嵌合案内部品２０とで、図１（Ｂ）のごとくのコネクタ装置が形成される。なお、上記嵌合案内部品２０は、コネクタ１０が回路基板Ｐ１へ取り付けられる前に、予め該コネクタ１０に取り付けられて、該コネクタ１０と相俟ってコネクタ装置を形成していても良い。

次に、相手コネクタ３０は、図２（Ａ）に示されるごとく、他の回路基板Ｐ２に取り付けられている。該相手コネクタ３０のハウジング３１は、上記コネクタ１０の受入凹部１４に嵌入する嵌入部３２を有していて、該嵌入部３２には、上記コネクタ１０の信号端子１５に接続される信号端子（図示せず）と該コネクタ１０のグランド板１６に接続されるグランド板３３とが設けられている。この相手コネクタ３０の両端部の近くで、該相手コネクタ３０側の被案内部として、上記コネクタ１０のための嵌合案内部品２０の案内孔２５に対応する位置に、回路基板Ｐ２にガイドピン３４が設けられている。該ガイドピン３４は、上記回路基板Ｐ２の裏面側（図２（Ａ）では上面側）でナットＰ２−１により該回路基板Ｐ２に取り付けられていて、コネクタ１０の方向へ延びている。該ガイドピン３４の先端はテーパ部３４Ａをなしていて、該ガイドピン３４の長さは、相手コネクタ３０が上記コネクタ１０と嵌合した際に、上記テーパ部３４Ａが上記嵌合案内部品２０の案内孔２５の下テーパ面部２５Ｃの位置にまで達するように設定されている。

このように、他の回路基板Ｐ２に取り付けられた相手コネクタ３０は、次の要領で、上記一方の回路基板Ｐ１に取り付けられたコネクタ１０に嵌合接続される。

先ず、操作者は、上記他の回路基板Ｐ２を手で持ち、コネクタ１０に取り付けられている嵌合案内部品２０の案内孔２５に対して上記ガイドピン３４が上方に位置するようにする。このとき、一方の回路基板Ｐ１と他方の回路基板Ｐ２とは平行となっているが、案内孔２５が形成されている柱部２３はコネクタ１０よりも高くなっており、又、ガイドピン３４は相手コネクタ３０よりも大きく突出しているので、二つの回路基板Ｐ１，Ｐ２の間から上記柱部２３とガイドピン３４は、容易に目視できる。

かかる状態で、上記他の回路基板Ｐ２をそのまま降下させる。ガイドピン３４の先端はテーパ状で先細りとなっており、案内孔２５の上テーパ面部２５Ｂは、図１（Ａ）のごとく、上方に向け拡径されているので、ガイドピン３４は多少位置がずれていても容易に上記上テーパ面部２５Ｂ内へ導入される。さらに上記他の回路基板Ｐ２を降下させると、上記ガイドピン３４は案内孔２５の円筒面部２５Ａにまで達するので、この時点でガイドピン３４は正規の半径方向位置にもたらされ、コネクタ３０はコネクタ１０に対して嵌合可能位置にくる。かくして、そのまま、他の回路基板Ｐ２を介してコネクタ３０をコネクタ１０へ圧すると、両コネクタ１０，３０が難なく嵌合する（図２（Ｂ）参照）。

本実施形態において、ガイドピン３４が正規状態から若干傾いている場合もある。しかし、上記案内孔２５は、図１（Ａ）のごとく、円筒面部２５Ａの上下に上テーパ面部２５Ｂと下テーパ面部２５Ｃを有しているので、上記円筒面部２５Ａを支点として、上記ガイドピン３４の傾きは許容された状態で、コネクタ１０，３０の嵌合が可能となる。

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、嵌合案内部品はコネクタを全周で囲むように形成された一部品であったが、図３に示す第二実施形態では、二つに分割されている点に特徴がある。

一方の嵌合案内部品２０は、位置決め部として、コネクタ１０の一端側に位置して該コネクタ１０の半分近くの部分にしか接面部を有していない。しかし、この位置決め部として、一端側でのコネクタ１０の端壁１２Ｂと、両方の側壁１２Ａに対してその長さの半分近くの部分とに接面しているので、コネクタ１０に対して、嵌合案内部品２０はどの方向でも正規位置を確保して取り付けられることとなる。かかる嵌合案内部品２０をコネクタ１０の両端側にそれぞれ取り付けることにより、二つの嵌合案内部品２０の案内孔２５は、相手コネクタ側の二つのガイドピンに対して、十分に正規位置にもたらされる。本実施形態によれば、図３（Ａ），（Ｂ）のごとく、端子の数だけが相違して、周壁１２の両端部における形状が同じである異なるコネクタに対して、同じ嵌合案内部品２０を使用することができる点で有利である。

＜第三実施形態＞
嵌合案内部品２０の案内部としての案内孔２５の位置は、コネクタ１０の端壁１２Ｂの端面に隣接していなくとも、図４のごとく、側壁１２Ａの端部に隣接していてもよい。図４のごとく、二つの案内孔２５はコネクタ１０に対して対角線上に位置している。こうすることにより、回路基板上で端壁１２Ｂの端面側に空間に余裕がないとき、あるいは、コネクタ１０の端子数がさほど多くなく短いコネクタであっても案内孔２５同士間の距離を大きく確保して位置の安定を図りたいときに有利となる。この実施形態の場合でも、コネクタ１０の両端部に位置するように、嵌合案内部品を二つに分割して異種の端子数のコネクタに対して共通して使用できる形態としてもよい。

＜第四実施形態＞
嵌合案内部品には、相手コネクタの案内以外に他の機能をも備えさせることが可能である。例えば、図５のごとく、嵌合案内部品２０の上部開口にシャッタ部材２７を取り付けることができ、このシャッタ部材２７が相手コネクタの嵌合までの不使用期間に、コネクタ１０への塵埃の進入を防止できる。

上記、シャッタ部材２７は、図５（Ａ）に見られるように、例えば、二つの部材２８を有していて、コネクタ不使用時には、互いにばね（図示せず）によって当接して嵌合案内部品２０の上部開口を閉じていて、相手コネクタに設けられた押圧部（図示せず）によって、上記二つの部材２８は互いの当接縁部に形成されたテーパ縁２８Ａが離間方向に押し拡げられ（相手コネクタ省略状態の図５（Ｂ）参照）両者間で相手コネクタがコネクタ１０へ嵌合される。この相手コネクタが抜出されると、二つの部材２８はばねの力により再び当接して上記上部開口を閉じる。

＜第五実施形態＞
図１ないし図５に示した実施形態の嵌合案内部品は、その案内部が案内孔として形成されていて、相手コネクタ側のガイドピンを受け入れるようになっていたが、この案内孔とガイドピンは入れ替えて設けてもよい。

図６に示される実施形態では、嵌合案内部品２０は案内部として両端部にガイドピン２６を有している。ガイドピン２６自体は、図２に示された相手コネクタ３０のガイドピン３４と同じでよい。したがって、相手コネクタ３０側の対応被案内部は図１そして図２における嵌合案内部品２０の案内孔２５と同じ形態でよい。

１０ コネクタ ２６ 案内部（ガイドピン）
２０ 嵌合案内部品 ２７ シャッタ部材
２１ 位置決め部（嵌合孔） ３０ 相手コネクタ
２４Ｂ 係止部（係止爪部） ３４ 被案内部（ガイドピン）
２４ 弾性腕部 Ｐ１ 回路基板
２５ 案内部（案内孔） Ｐ２ 他の回路基板

Claims (8)

1. 回路基板に取り付けられたコネクタへ、他の回路基板に取り付けられた相手コネクタを嵌合する際、上記コネクタと相手コネクタとの位置を定めて案内する嵌合案内部品において、嵌合案内部品は、上記回路基板に実装された状態の上記コネクタに対して着脱自在に取り付け可能であるとともに、上記回路基板に対しては非固定であり、上記嵌合案内部品は、上記コネクタに対しての相対位置を定める位置決め部と、該位置決め部で位置が定められた状態で該コネクタに係止する係止部と、相手コネクタ側に設けられた被案内部を案内する案内部とを有することを特徴とするコネクタの嵌合案内部品。
   
2. 案内部は、被案内部として形成されたガイドピンが嵌合されるガイド孔であることとする請求項１に記載のコネクタの嵌合案内部品。
3. 案内部は、被案内部として形成されたガイド孔へ嵌合されるガイドピンであることとする請求項１に記載のコネクタの嵌合案内部品。
4. 位置決め部は、コネクタの外周面の少なくとも一部に接面する接面部を有していることとする請求項１に記載のコネクタの嵌合案内部品。
5. 位置決め部は、コネクタの外周面に接面する嵌合孔として形成されていることとする請求項１又は請求項４に記載のコネクタの嵌合案内部品。
6. 嵌合孔は、相手コネクタとの当接時に開状態となるシャッタ部材が該嵌合孔の開口部に設けられていることとする請求項５に記載のコネクタの嵌合案内部品。
7. 係止部は、弾性腕部に設けられた係止爪部と被係止部との間の係止のための少なくとも一方を有し、コネクタに設けられた他方と係止するように形成されていることとする請求項１に記載のコネクタの嵌合案内部品。
8. 請求項１ないし請求項７のうちの一つに記載の嵌合案内部品がコネクタに取り付けられていることを特徴とする電気コネクタ装置。

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