JP2023030248A

JP2023030248A - コネクタとの筐体嵌合構造

Info

Publication number: JP2023030248A
Application number: JP2021135283A
Authority: JP
Inventors: 耕平林; Kohei Hayashi; 弥恵子辻角; Yaeko Tsujikado; 勝司大石; Katsuji Oishi; 隆信牧村; Takanobu Makimura
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2023-03-08
Anticipated expiration: 2041-08-23
Also published as: CN115714278A; JP7330441B2

Abstract

【課題】筐体内に配設した基板にカードエッジコネクタを安定して電気接続可能な、コネクタとの筐体嵌合構造の提供を目的とする。
【解決手段】嵌合ケースを介して筐体内に配設した基板にカードエッジ用のコネクタを直接的に電気接続できるコネクタとの筐体嵌合構造であって、筐体内に配設した基板と、筐体に設けた筐体穴と、前記筐体穴に遊嵌した嵌合ケースとを備え、前記嵌合ケースは前記基板により位置決めされた状態で前記筐体側に固定されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、筐体内に配設した基板にカードエッジコネクタを直接的に電気接続するための、コネクタとの筐体嵌合構造に関する。

カードエッジコネクタは、基板の端部側に配線パターニング等により設けた接続端子に直接的に電気接続するソケットタイプのコネクタである。
このようなコネクタは、電子部品を実装した基板を内部に配設した計器類、電機・電子機器等の広い分野で使用されている。

例えば特許文献１には、筐体（メータケース）内に設けたソリッド配線基板にコネクタを嵌合接続するために、この筐体の背面に凹部を形成するとともに、コネクタを前記凹部に受け入れた状態で係止するロック構造を開示する。
しかし、筐体内に配設する基板の取付位置にバラツキがあると、上記のように筐体に設けた凹部にコネクタを挿入してそのままロックする構造では、コネクタが有する電気接続のための接触片と基板側にパターニングした電極等の端子との間に位置ズレが生じ、電気接続が安定しない恐れがある。
また、コネクタにて基板を強く押し付けた状態になると、電気接続の位置ズレだけでなく、基板に過度の曲げ応力が加わる恐れもある。

特開平７－３１２２６５号公報

本発明は、筐体内に配設した基板にカードエッジコネクタを安定して電気接続可能な、コネクタとの筐体嵌合構造の提供を目的とする。

本発明に係るコネクタとの筐体嵌合構造は、嵌合ケースを介して筐体内に配設した基板にカードエッジ用のコネクタを直接的に電気接続できるコネクタとの筐体嵌合構造であって、筐体内に配設した基板と、筐体に設けた筐体穴と、前記筐体穴に遊嵌した嵌合ケースとを備え、前記嵌合ケースは前記基板により位置決めされた状態で前記筐体側に固定されていることを特徴とする。

ここで、筐体に設けた筐体穴に遊嵌した嵌合ケースと表現したのは、筐体穴の開口寸法の方が嵌合ケースの外形寸法よりも大きく、左右、上下に遊びを有した状態で嵌合されていることをいう。
また、カードエッジ用のコネクタとは、基板上に配線パターニング等にて形成した端子を内側に挿入するソケットタイプのコネクタをいい、基板側の端子とコネクタ内に備える接触片が接触することで電気的に接続される。
これにより、筐体内に配設した基板の取付位置にバラツキが生じても、この基板の端部に合せて嵌合ケースが位置決めされるのでコネクタの接続位置が安定する。
すなわち、嵌合ケースの筐体側への固定位置が基板の位置に調整されるので、コネクタの接触片と基板の端子との位置関係は一定になる。
また、筐体側に固定と表現したのは、嵌合ケースを筐体に直接固定する場合のみならず、取付部品等を介して間接的に固定する場合も含まれる趣旨である。

本発明において、基板の位置に合せて嵌合ケースの固定位置を調整する手段としては、例えば前記嵌合ケースはスリット孔を有し、前記基板の端部を前記スリット孔に挿入することで前記嵌合ケースが位置決めされていてもよい。
また、前記基板は端部に凹部又は凸部を有し、前記嵌合ケースは前記基板の端部に設けた凹部又は凸部に係合する係合部を有し、該係合部が前記凹部又は凸部に係合することで前記嵌合ケースが位置決めされていてもよい。
これにより、嵌合ケースは基板の厚み方向や幅方向のズレに合せて位置決めされる。

本発明において、前記嵌合ケースは前記筐体側に固定するためのフランジを有し、前記フランジと前記筐体側との間に止水部材を有していてもよい。
嵌合ケースのフランジは、嵌合ケースを筐体穴に遊嵌した状態で筐体に対向し、例えば筐体とともにネジ等で固定できるものであってもよい。
上記のように固定することで、例えばパッキン等の止水部材が対向するフランジと筐体の間で押圧されやすく、筐体と嵌合ケース間の止水性を確保できる。
また、前記嵌合ケースは前記コネクタを挿入嵌合するためのコネクタ嵌合部を有し、前記コネクタと前記コネクタ嵌合部との間に防水部材を有していてもよい。
本発明がパッキン等の防水部材の圧縮に必要な構造を備えることで、嵌合ケースとコネクタ間での防水性も確保できる。

本発明において、前記嵌合ケースは前記コネクタとの接続状態をロックするためのロック手段を有していてもよい。
これにより、基板と電気接続したコネクタを嵌合ケースに係止できる。
また、嵌合ケースにコネクタが係止することで、嵌合ケースとコネクタ間で防水部材の圧縮状態を保ちやすい。

本発明に係るコネクタとの筐体嵌合構造は、筐体内への基板の取付寸法に合せて嵌合ケースを位置決めするために、この嵌合ケースを筐体穴に遊びをもって嵌合し、その後に基板の位置に合せて筐体に固定できる。
これにより、筐体と嵌合ケースとの間で位置ズレを吸収でき、位置ズレに起因して基板に曲げ応力負荷を加えることなく、基板とコネクタを安定して電気接続できる。

本発明に係るコネクタとの筐体嵌合構造例を示し、（ａ）は嵌合ケースを介して筐体内に配設した基板へのコネクタの嵌合前状態を、（ｂ）はその嵌合状態を示す。コネクタとの筐体嵌合構造における構成部品例を示す。（ａ）、（ｂ）は嵌合ケースの構造例を示す。（ａ）～（ｃ）はコネクタの構造例を示す。基板、嵌合ケース及び筐体の組み付け手順を、（ａ）、（ｂ）の順に示す。図５の続きを、（ｃ）、（ｄ）の順に示す。基板の厚み方向がわかる縦断面図を示し、（ａ）は嵌合ケースのスリット孔への基板の挿入前状態を、（ｂ）はその挿入状態を示す。基板面に沿った方向がわかる横断面図を示し、（ａ）は嵌合ケースの係合部への基板の係合前状態を、（ｂ）はその係合状態を示す。基板とコネクタの嵌合状態がわかる縦断面図を示す。（ａ）は嵌合ケースの別構造例を示し、（ｂ）はそのコネクタとの筐体嵌合構造例を示す。

本発明に係るコネクタとの筐体嵌合構造を以下、図に基づいて説明する。
図１（ａ）に、嵌合ケース２０を介して筐体１内に配設した基板１０にコネクタ５０を嵌合する前の状態を示し、図１（ｂ）にその嵌合した状態を示す。
なお、本明細書では説明の便宜上、基板の厚み方向を上下方向、基板面に沿った方向を左右方向、コネクタの嵌合方向を前後方向と表現する。

本明細書において筐体とは、電機・電子機器や装置等を内蔵可能なケース、箱等をいう。
筐体の大きさやこれに取り付ける嵌合ケース等の取付位置に制限はなく、図における筐体１は、その大きさや嵌合ケースの取付位置を制限しない意味で、一点鎖線を用いて表現した。
例えば図２に示すように、筐体１の取付面１ａには、嵌合ケース２０を遊嵌するための筐体穴２を設けてある。
基板１０は、図２に示すようにコネクタ５０との接続部付近のみを示してあるが、筐体１内にビス止め、カシメ等により取り付けられる。
基板１０には、その所定位置に平面視凹状の凹部１２、１２が形成され、凹部１２、１２間に凸状の端子部１１と、両端に側部１３、１３を有する。
本実施例は、端子部１１の上下両面に複数の端子１１ａを有する例であるが、端子部の片面にのみ端子が設けられていてもよい。
また、端子１１ａは基板に実装した電子部品等の配線パターンの一部として形成されている。

図３（ａ）、（ｂ）に、嵌合ケース２０の構造例を示す。
嵌合ケース２０は、略筒状の本体部の一方端が背面部２５で閉塞され、他方端が開口し、本体部の外周面に外側へ張り出したフランジ２２を有する。
フランジ２２は、その背面側にパッキン等の止水部材２３を装着でき、止水部材２３よりも外側に取付孔２２ａ、２２ｂが設けられている。
嵌合ケース２０の内側には、後述するコネクタ５０のハウジング５１が嵌合するコネクタ嵌合部２１が形成されている。
コネクタ嵌合部２１は、嵌合相手であるハウジング５１に対応する形状であれば特に制限はなく、例えばコネクタ嵌合部２１が所定位置に凹溝２１ａ、２１ｂを有し、これに対応する凸状部５１ａ、５１ｂを備えたハウジング５１を嵌入すれば、嵌合ケース２０に対してコネクタ５０を高い位置精度で保持できる。
また、コネクタ嵌合部２１の一部に形成された係止凹部３２は、その所定位置に係止孔３３を有することで、後述するコネクタ５０（ハウジング５１）のロック爪５２を挿入、係止できる。
嵌合ケース２０の本体部のうち、フランジ２２より後側の本体後部２４が、筐体穴２に遊嵌して筐体１内に配設される。
図２で説明すると、筐体穴２の開口部の上下方向の寸法Ｈ_０及び幅方向の寸法Ｗ_０は、それぞれ嵌合ケース２０の本体後部２４の外形形状の上下寸法Ｈ_１、幅寸法Ｗ_１よりも大きい。
一方、フランジ２２を筐体１の取付面１ａに取り付けることで、本体前部３１は筐体１外に配設される。
なお、本体前部３１は必ずしも筒状に限定されるわけでなく、その内側にコネクタ５０を嵌合及び／又は係止できれば、例えば半円状等であってもよい。
本体後部２４から段差部２６を介して後側に背面部２５が延在し、この背面部２５にスリット孔２７が設けられている。
スリット孔２７は、背面部２５を前後及び左右方向に貫通する直線状であり、その隙間寸法が基板１０の厚みに対応することで、基板１０の端子部１１が挿入可能である。

コネクタ５０の構造例を、図４（ａ）～（ｃ）に示す。
コネクタ５０は、嵌合ケース２０のコネクタ嵌合部２１へ嵌入するハウジング５１を備え、本実施例においては、略楕円柱状のハウジング５１の外周面の所定位置に凸状部５１ａ、５１ｂが形成されている。
また、ハウジング５１の外周面であって、コネクタ嵌合部２１の係止凹部３２に対応する位置に設けられたロック爪５２が、係止凹部３２の係止孔３３に挿入可能である。
ロック爪５２は、その前側に位置する押下部５３と一体的な構造であり、押下部５３を押し下げることで撓るようにロック爪５２が係止孔３３から抜去される。
ハウジング５１は、背面に基板１０の端子部１１を挿入する挿入口５４が形成され、その背面側の外周面にパッキン等の防水部材５７が装着されている。
ハウジング５１内には、ケーブル５６の芯線と接続した接触片５５が複数保持され、接触片５５は端子部１１上の端子１１ａに摺接するように先端部が山形に形成されている。
本実施例は図４（ｂ）に示すように、接触片５５，５５を上下両側に対向して配設し、接触片５５、５５の先端部間に基板１０の端子部１１を挿入すると、接触片５５、５５の先端部が端子部１１の両面上の端子１１ａ、１１ａにそれぞれ接触する。
なお、接触片５５が上下片側にのみハウジング５１内に配設されたコネクタ５０であってもよい。
また、ケーブル５６と接触片５５の接続部側を防水用の接着剤等で保護することで、ハウジング５１内の防水性を確保できる。

図５、６に基づいて、筐体内に配設した基板に合せて嵌合ケースを組み付ける手順を説明する。
図５（ａ）に示すように、筐体１外から嵌合ケース２０の本体後部２４を筐体穴２に遊嵌し、図５（ｂ）に示すように、筐体１内で基板の端子部１１を嵌合ケースのスリット孔２７に挿入する。
図５（ｂ）の状態において、基板１０の厚み方向がわかる縦断面図を図７（ａ）に、基板面に沿った方向がわかる横断面図を図８（ａ）に示す。
この際に、本体後部２４の外形寸法（Ｈ_１、Ｗ_１）よりも筐体穴２の開口部の寸法（Ｈ_０、Ｗ_０）の方が大きいので、嵌合ケース２０は筐体穴２内にて上下、左右に動く状態にある。
次に、図６（ｃ）に示すように、ネジ等の取付部材４０でフランジ２２を取付面１ａに取り付ける。
フランジ２２に設けた取付孔２２ａ、２２ｂの内径寸法Ｄは、取付部材４０のネジ外形寸法Ｍよりも大きく、後述するように基板の端子部１１の位置に合せて嵌合ケース２０の上下方向Ｈ及び幅方向Ｗを位置決めした状態で、取付部材４０を筐体１の被取付孔３ａ、３ｂに向けて締め込むことで嵌合ケース２０を固定できる。
なお、本実施例はフランジ２２に設けた取付孔２２ａ、２２ｂを用いて筐体に嵌合ケースを固定する例であり、筐体の取付面に取付孔２２ａ、２２ｂと対応する被取付孔３ａ、３ｂを設けた例であるが、特にフランジ２２の取付方法に制限はない。
例えば、嵌合ケースを位置決めした後に固定する係止爪を筐体側に設けてもよい。
これにより、図６（ｄ）に示すように嵌合ケース２０を基板１０に合せて位置決めし、基板１０を保持したことで基板への負荷を軽減できる。
この際の縦断面図、横断面図をそれぞれ図７（ｂ）、図８（ｂ）に示す。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、スリット孔２７の隙間寸法が基板１０の厚み方向に対応することで、コネクタ嵌合部２１に対して突出する端子部１１の上下方向Ｈの位置が決められる。
また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１０の凹部１２に嵌合ケース２０の段差部２６が当接するとともに、側部１３の内側に本体後部２４の外周面が当接することで、段差部２６と本体後部２４が凹部１２に係合する係合部となる。
これにより、コネクタ嵌合部２１に対して突出する端子部１１の幅方向Ｗの位置が決められる。
このように基板１０の厚み、幅に合せて嵌合ケース２０が位置決めされるとともに、基板１０が嵌合ケース２０に保持される。
なお、フランジ２２の背面側に装着された止水部材２３が、取付部材４０の締め付けにより筐体１に押圧され、フランジ２２と取付面１ａの間を止水する。

図９に、上記のように筐体１内に配設された基板１０に対して、コネクタ５０が嵌合した状態（図１（ｂ）に示す状態）の縦断面図を示す。
コネクタ嵌合部２１に対して基板１０の上下方向、左右方向が位置決めされているので、コネクタ嵌合部２１と嵌合するコネクタのハウジング５１の挿入口５４から接触片５５、５５間に基板１０の端子部１１が寸法精度高く挿入されている。
また、ハウジング５１に設けたロック爪５２がコネクタ嵌合部２１の係止孔３３に挿入し、ロック爪５２の前側が係止凹部３２に当接することで、コネクタ５０と嵌合ケース２０との嵌合状態はロックされている。
なお、この際にハウジング５１の背面側に装着した防水部材５７がコネクタ嵌合部２１に押圧され、コネクタ嵌合部２１とコネクタ５０のハウジング５１の間を防水する。

図１０（ａ）に嵌合ケース２０の別実施例を示す。
本実施例は、基板１０に設けた凹部１２を嵌合ケース２０により係合しやすいように、基板１０の側部１３を導入する導入スリット２８を段差部２６，本体後部２４に設けた例である。
これにより、図１０（ｂ）に示すように、基板１０の側部１３を導入スリット２８に沿わせて端子部をスリット孔に挿入でき、基板１０に合せて嵌合ケース２０をより位置決めしやすい。

１筐体
２筐体穴
１０基板
１１端子部
１２凹部
２０嵌合ケース
２１コネクタ嵌合部
２２フランジ
２３止水部材
２７スリット孔
５０コネクタ
５１ハウジング
５２ロック爪
５５接触片
５７防水部材

Claims

嵌合ケースを介して筐体内に配設した基板にカードエッジ用のコネクタを直接的に電気接続できるコネクタとの筐体嵌合構造であって、
筐体内に配設した基板と、
筐体に設けた筐体穴と、
前記筐体穴に遊嵌した嵌合ケースとを備え、
前記嵌合ケースは前記基板により位置決めされた状態で前記筐体側に固定されていることを特徴とするコネクタとの筐体嵌合構造。
前記嵌合ケースはスリット孔を有し、
前記基板の端部を前記スリット孔に挿入することで前記嵌合ケースが位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタとの筐体嵌合構造。
前記基板は端部に凹部又は凸部を有し、
前記嵌合ケースは前記基板の端部に設けた凹部又は凸部に係合する係合部を有し、該係合部が前記凹部又は凸部に係合することで前記嵌合ケースが位置決めされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタとの筐体嵌合構造。
前記嵌合ケースは前記筐体側に固定するためのフランジを有し、
前記フランジと前記筐体側との間に止水部材を有していることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のコネクタとの筐体嵌合構造。
前記嵌合ケースは前記コネクタを挿入嵌合するためのコネクタ嵌合部を有し、
前記コネクタと前記コネクタ嵌合部との間に防水部材を有していることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のコネクタとの筐体嵌合構造。
前記嵌合ケースは前記コネクタとの接続状態をロックするためのロック手段を有していることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のコネクタとの筐体嵌合構造。