JP5890682B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ケーブル同士を接続するためのコネクタに関するものである。

従来、複数の電子部品を接続するために、電子部品に接続したケーブル同士を接続している。ケーブル同士を接続するために、ケーブルの先端にコネクタを取り付け、コネクタ同士が接続される。また、ケーブルの配線工事をおこなわずに電気接続を完了させるためのコネクタが下記の特許文献１に開示されている。特許文献１のコネクタは、電子部品の裏面にコネクタが固定されている。コネクタ同士の接続と電子部品の配置が同時におこなえ、配線工事が省略される。

しかし、電子部品の位置がずれると、コネクタや電子部品に応力が発生し、コネクタまたは電子部品の破壊につながる。電子部品の配置を厳格におこなう必要があり、設置工事が難しくなる。また、屋外に電子部品を配置する場合、コネクタに防水機能を持たせても、コネクタの破壊によって防水機能も損なわれるおそれがある。

特開２００８−１７７０７８号公報

本発明の目的は、コネクタや電子部品に不要な応力を発生させずに簡単に接続でき、屋外使用も可能なコネクタを提供することにある。

本発明のコネクタは、開口部を形成した板体と、前記開口部を通過し、開口部を形成する内壁との間に隙間を有する筒体と、前記筒体の内側に配置され、ケーブルに接続された端子と、前記端子を筒体の内側に固定するための固定部材と、前記筒体を板体から外れないように取り付け、板体との間に隙間を有する取り付け部材とを備える。

板体の開口部に筒体が配置される。筒体の内側には、端子が固定部材によって固定されている。取り付け部材によって板体から筒体が外れないようになっている。板体に対して筒体および取り付け部材は隙間を有し、板体に対して筒体などが移動できるようになっている。

前記開口部は凹部を備える。前記筒体において、凹部に対応する位置に凸部を備える。筒体が開口部内に配置され、凸部は凹部の位置に配置される。前記凹部の内壁と凸部との間に隙間を有する。凹部と凸部によって筒体の方向が決定される。

前記凸部の長さが板体の厚みよりも長い。前記取り付け部材が凸部の両側に設けられ、かつ板体の一面側と他面側に配置される。板体の両側に取り付け部材が配置されるが、凸部によって板体と取り付け部材との間に隙間が形成される。

前記端子が雄端子または雌端子であり、雄端子と雌端子を接続したときに、一方の筒体の内側に他方の筒体が挿入される。前記他方の筒体の外周に、一方の筒体と他方の筒体との隙間を塞ぐパッキンを設けた。雄端子と雌端子に対してパッキンによって防水性機能を持たせている。

前記雌端子が、長さ方向に切り込みを有する円筒状金属と、前記円筒状金属の外周に配置されたバネとを備える。雌端子に雄端子を差し込むときに、雌端子が広がるが、その後はバネによって元に戻る。

前記端子とケーブルとの接続部分を樹脂封止した。端子とケーブルとの接続部分に防水機能を持たせている。

前記板体に形成された開口部が複数であり、各開口部に対して筒体、端子、固定部材および取り付け部材を配置される。複数の端子が接続される。

本発明によると、板体に対して筒体が移動でき、端子も移動できる。コネクタを破壊するような応力が発生しにくく、コネクタを保護することができる。パッキンや樹脂封止によって防水機能も有し、屋外使用も可能である。コネクタの破壊を防止できるため、防水機能も保護できる。

本発明のコネクタを示す断面図であり、（ａ）は凸部を含む位置の断面であり、（ｂ）は凸部の無い位置の断面図である。 開口部および凹部に対する筒体および凸部の関係を示す図である。 本発明のコネクタを示す上面図である。 本発明のコネクタを示す下面図である。 板体と凸部との大きさの関係を示す拡大図である。 雌端子を使用した本発明のコネクタを示す断面図である。 雌端子の構成を示す上面図である。 凸部および凹部が等間隔で配置され、それぞれ大きさまたは形状が異なる図である。 複数の端子が設けられたコネクタを示す断面図である。 図９のコネクタの上面図である。 （ａ）は板体の周辺部分に垂直部を設けた図であり、（ｂ）は（ａ）の垂直部の内周に重ねられる垂直部を示す図である。 （ａ）は掛け止め穴を示す図であり、（ｂ）は爪を示す図であり、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。 板体の中心線に対して非対称な位置にコネクタを設けた図である。 （ａ）は雄端子のみのコネクタであり、（ｂ）は雌端子のみのコネクタである。 （ａ）は板体に爪を備えた図であり、（ｂ）は板体に掛け止め穴を備えた図である。 （ａ）は爪を掛け止め穴にはめ込んだ図であり、（ｂ）は爪の間に治具を挿入する図である。 （ａ）は板体に爪を備えた図であり、（ｂ）は板体に掛け止め穴を備えた図である。 爪を互いの外側から治具によって内側に反らす図である。

本発明のコネクタについて図面を使用して説明する。コネクタの端子からケーブルを介して接続される電子部品は特に限定されない。

図１に示す本発明のコネクタ１０ａは、開口部１２が形成された板体１４、開口部１２に通された筒体１６ａ、筒体１６ａの内側に配置された端子１８ａ、筒体１６ａの内側に端子１８ａを固定する固定部材２０、および筒体１６ａを板体１４に取り付けるための取り付け部材２２ａ，２２ｂを備える。

板体１４の所望位置に、板体１４の一面から他面まで貫く開口部１２が形成されている。開口部１２は円形であり、その円形の一部に凹部２４を形成している（図２）。凹部２４も板体１４の一面から他面まで貫いている。

板体１４は、端子ボックスなどの一部であっても良い。板体１４は樹脂などの絶縁材料で構成するが、端子１８ａとの絶縁性を確保できれば金属であっても良い。なお、図２のＡ−Ａ線断面図が図１（ａ）になり、Ｂ−Ｂ線断面図が図１（ｂ）になる。

板体１４に対して直接的または間接的に電子部品が取り付けられる。板体１４を建物などの構造物または地面に固定することによって、電子部品の位置が固定される。また、電子部品を構造物または地面に固定することによって、板体１４が固定されても良い。板体１４に電子部品を取り付けず、板体１４のみが構造物物または地面に固定されても良い。いずれの態様であっても、板体１４の位置が固定される。板体１４を固定するために、板体１４にネジ締結用の穴を設けても良い。

筒体１６ａは円筒形であり、板体１４の平面に対して垂直方向を向いている（図１、図３）。図２に示すように、筒体１６ａの外周に凸部２６を設けている。凹部２４に凸部２６が配置される。開口部１２を形成する内壁と筒体１６ａの外周との間に隙間２８ａを有する。また、凹部２４を形成する内壁と凸部２６との間に隙間２８ｂを有する。隙間２８ａ，２８ｂによって筒体１６ａが板体１４に対して移動することができる。

凹部２４を形成する内壁と凸部２６との間に隙間２８ｂができるのであれば、凹部２４と凸部２６の形状は限定されない。たとえば、四角形や半球形状などが挙げられる

凸部２６の位置は、筒体１６ａの周方向に不等間隔で配置される。凸部２６の位置に合わせて凹部２４が設けられるため、凹部２４の位置は、開口部１２の周方向に不等間隔で配置される。凸部２６同士および凹部２４同士の間隔が異なるため、筒体１６ａを開口部１２に通したとき、筒体１６ａを所望の方向に向けることができる。後述するケーブルの方向を決定することができる。

端子１８ａは、筒体１６ａの内側に配置される。端子１８ａは筒体１６ａの中心に配置される。端子１８ａの一端３０ａが他の端子に接続され、他端３０ｂにケーブル（図示せず）が接続される。ケーブルは導体線を絶縁被覆したものを使用する。なお、図１に示す端子１８ａは雄端子であり、以下の説明で雄端子を符号１８ａで示す場合がある。

筒体１６ａの内側で端子１８ａが固定部材２０で固定されている。固定部材２０は、筒体１６ａ内の一部を封止するように構成されている。筒体１６ａおよび固定部材２０を樹脂で一体形成し、そのときに端子１８ａが筒体１６ａの内側で固定されるようにする。

筒体１６ａに切り欠き３２を設け、ケーブルが切り欠き３２を通るようにする（図４）。また、端子１８ａの他端３０ｂに切り欠き３４を設け、ケーブルを取り付けやすくする。端子１８ａの切り欠き３４にケーブルを配置し、半田付けをおこなって導体接続する。筒体１６ａの切り欠き３２と端子１８ａの切り欠き３４が同じ方向を向くようにする。凹部２４と凸部２６によって筒体１６ａが所望方向に向いており、ケーブルも所望方向を向く。

ケーブルは他の端子や電子部品に接続される。ケーブルは板体１４に対して完全に固定されず、端子１８ａが移動したときにケーブルも移動するようにする。たとえば、ケーブルの一部を端子１８ａから離れた位置で板体１４に固定する。端子１８ａ付近ではケーブルは固定されていず、自由に移動できる。端子１８ａとケーブルとにかかる応力を低減し、ケーブルが端子１８ａから外れることを防止する。

取り付け部材２２ａ，２２ｂは、筒体１６ａに設けられた鍔状部２２ａとナット２２ｂで構成される。鍔状部２２ａが凸部２６の一端に配置され、ナット２２ｂが凸部２６の他端に配置される。ナット２２ｂを取り付けるために、筒体１６ａにネジ山を刻んでおく。鍔状部２２ａとナット２２ｂは開口部１２を通過しない形状である。取り付け部材２２ａ，２２ｂによって、筒体１６ａが開口部１２から抜け落ちないようになっている。鍔状部２２ａの形状は円盤形になっているが、開口部１２を通過しないのであれば、円盤形に限定されない。

鍔状部２２ａが板体１４の一面側に配置され、ナット２２ｂが板体１４の他面側に配置される。取り付け部材２２ａ，２２ｂが板体１４の両側に配置されるのであれば、鍔状部２２ａとナット２２ｂの位置が図１とは逆になっても良い。筒体１６ａを開口部１２に通した後、ナット２２ｂを凸部２６の他端まで締めることによって、筒体１６ａが板体１４に取り付けられる。

取り付け部材２２ａ，２２ｂと板体１４との間に隙間３６を有する。隙間３６を形成するために凸部２６の高さｔ１を板体１４の厚みｔ２よりも大きくする（図５）。凸部２６の両端に配置された鍔状部２２ａとナット２２ｂによって板体１４を挟み込んで固定しない。図１では下方に重力が働いており、板体１４とナット２２ｂの間に隙間３６ができている。隙間３６を有することによって、筒体１６ａが板体１４に対して移動することができる。筒体１６ａが移動できれば、隙間３６の大きさは限定されない。板体１４と取り付け部材２２ａ，２２ｂとが相対的に摺り動く程度の隙間であっても良い。

同一の高さｔ１の凸部２６が筒体１６ａの長さ方向の同じ位置に複数ある。ナット２２ｂを締めたとき、ナット２２ｂの平面を板体１４に対して平行にすることができる。ナット２２ｂが筒体１６ａに対して斜方を向かず、ナット２２ｂで板体１４を鍔状部２２ａへ押すこともない。また、ナット２２ｂを締めるときに、凸部２６が凹部２４に引っかかり、空回りを防止できる。端子１８ａとケーブルとの接続部分に不要な応力が発生しない。

以上のように、板体１４が固定されても板体１４に対して筒体１６ａが可動でき、コネクタ１０ａにかかる応力を低減できる。コネクタ１０ａの破壊を防ぐことができる。板体１４または電子部品を建物や地面に固定するとき、固定位置が多少ずれても良く、設置工事が簡単になる。

実施例１では端子１８ａとして雄端子を示していたが、図６に示す雌端子１８ｂのコネクタ１０ｂであっても良い。コネクタ１０ｂはコネクタ１０ａの雄端子１８ａを雌端子１８ｂに変更した構成である。いずれの端子１８ａ，１８ｂであってもコネクタ１０ａ，１０ｂの破壊防止や設置工事が簡単になっている。

図１の雄端子１８ａと図６の雌端子１８ｂが接続されるようにしてもよい。雄端子１８ａと雌端子１８ｂが接続されるために、一方の筒体１６ａの中に他方の筒体１６ｂが挿入できる大きさにする。本発明では雌端子１８ｂの筒体１６ｂが雄端子１８ａの筒体１６ａの中に挿入される。挿入し易くするために、雌端子１８ｂの筒体１６ｂの端部外周および雄端子１８ａの筒体１６ａの端部内周に面取り３８ａ、３８ｂをおこなっている。

防水をおこなうために雌端子１８ｂの筒体１６ｂの外周にパッキン４０を配置する。筒体１６ａ、１６ｂ同士の隙間がパッキン４０で封止される。パッキン４０の位置がずれないように、筒体１６ｂの外周に溝４２を設け、溝４２にパッキン４０が配置される。溝４２の深さよりもパッキン４０の厚みを大きくする。パッキン４０の数は１本に限定されず、複数本であっても良い。

雌端子１８ｂは円筒状金属４４と円筒状金属４４の外周に配置されたバネ４６とを備える（図６、図７）。バネ４６はＣリングのバネである。円筒状金属４４は、長さ方向に切り込み４８を有する。そのため、円筒状金属４４は周方向に分割されている。雄端子１８ａが雌端子１８ｂの中に挿入されるとき、円筒状金属４４が広がり、挿入しやすくなっている。挿入後は、バネ４６によって元の形状に戻り、接続状態を良好に保つことができる。

コネクタ１０ａとコネクタ１０ｂとが接続された場合、いずれのコネクタ１０ａ，１０ｂも板体１４が固定されるが、筒体１６ａ、１６ｂおよび端子１８ａ，１８ｂが可動できる。コネクタ１０ａ，１０ｂ同士をつなぎ合わせたとしても、コネクタ１０ａ，１０ｂにかかる応力を低減することができ、設置工事が簡単になる。筒体１６ａ，１６ｂ同士の接続部分にパッキン４０を設けることによって、防水をおこなうこともできる。

上記各実施例のコネクタ１０ａ，１０ｂは、端子１８ａ，１８ｂとケーブルの接続部分とを樹脂封止しても良い。例えば、筒体１６ａ，１６ｂの開口部ｙにキャップを取り付け、筒体１６ａ，１６ｂの内部に樹脂を充填する。樹脂の一例として、ポリ塩化ビニル、熱可塑性樹脂の加硫物（たとえばSantoprene（登録商標）TPV(thermoplastic vulcanizate））、塩素化ポリエチレン、またはシリコーン系樹脂（たとえばシリコーン系のＲＴＶ(Room Temperature Vulcanizing)ゴム）などが挙げられる。コネクタ１０ａ，１０ｂを屋外で使用するとき、端子１８ａ，１８ｂ同士の接続部分だけではなく、端子１８ａ，１８ｂとケーブルの接続部分も防水機能を持たせる。板体１４や筒体１６ａ，１６ｂの外周に雨水がかかっても、端子１８ａ，１８ｂやケーブルには雨水が到達せず、腐食を防止できる。また、端子１８ａ，１８ｂからケーブルが外れることを防止できる。

凸部２６を筒体１６ａ，１６ｂの周方向に不等間隔で配置する以外に、凸部２６を等間隔に配置しても良い（図８）。凸部２６に合わせて凹部２４も等間隔に配置される。筒体１６ａ，１６ｂの方向を決定するために、凸部２６および凹部２４の形状や大きさを異ならせる。所定の凹部２４に所定の凸部２６が入ることになり、他の凸部２６を入れることができない。筒体１６ａ，１６ｂの方向性が決定され、間違った挿入を防止できる。

１枚の板体１４に取り付けられる筒体１４、端子１８ａ，１８ｂおよび取り付け部材２２ａ，２２ｂは、１つに限定されない。１つの板体１４に複数の開口部１２を形成し、それぞれの開口部１２に筒体１６ａ，１６ｂなどが配置される。図９と図１０では、雄端子１８ａと雌端子１８ｂが１つずつ設けられたコネクタ１０ｃである。端子１８ａ，１８ｂ同士の相対的な位置関係が同じコネクタ１０ｃを２つ準備すれば、そのコネクタ１０ｃ同士を接続することができる。

上記の実施例では端子１８ａ，１８ｂ同士が接続されたが、さらに板体１４同士も接続されるようにしてもよい。図１１に示すコネクタ１０ｄ，１０ｅは、板体１４の外周付近に板状の垂直部５０ａ，５０ｂを設ける。端子１８ａ，１８ｂ同士が接続されたとき、一方の垂直部５０ａの内周に他方の垂直部５０ｂが配置される。一方の垂直部５０ａには掛け止め穴５２を設け、他方の垂直部５０ｂには爪５４を設ける（図１２）。垂直部５０ａ，５０ｂ同士が重なったとき、爪５４が掛け止め穴５２に入り、垂直部５０ａ，５０ｂ同士が離れないようになる。

板体１４は長方形であり、その中心線ｍに対して対象な位置に端子１８ａ，１８ｂが配置されるのではなく、非対称な位置に端子１８ａ，１８ｂを配置しても良い。図１３のコネクタ１０ｆは、実施例５と同様に垂直部５０ａを用いている。同じコネクタ１０ｆは裏返しただけでは接続することはできない。コネクタ１０ｆ同士を向かい合わせたとき、雄端子１８ａと雌端子１８ｂが対向し、かつ垂直部５０ａ，５０ｂが重なるコネクタ１０ｆのみが接続される。各端子１８ａ，１８ｂの位置と垂直部５０ａ，５０ｂがコネクタ１０ｆの誤接続を防止している。

雄端子１８ａと雌端子１８ｂの両方を設けることに限定されず、雄端子１８ａのみ、または雌端子１８ｂのみのコネクタ１０ｇ，１０ｈであっても良い（図１４）。端子１８ａ，１８ｂ同士の位置関係を揃えることによって、両コネクタ１０ｇ，１０ｈを接続することができる。

２つのコネクタ１０ｉを接続するにあたって、一方の板体１４に爪５６ａ，５６ｂを設け、他方の板体１４に爪５６ａ，５６ｂｂの掛け止め穴５８ａ，５８ｂを設けても良い（図１５）。爪５６ａ，５６ｂは大きさが異なり、掛け止め穴５８ａ，５８ｂも大きさが異なる。大きい爪５６ｂは小さい方の掛け止め穴５８ａには入らない。コネクタ１０ｉを接続するときに、方向を間違えることがない。

また、爪５６ａ，５６ｂを掛け止め穴５８ａ，５８ｂから外すときに、治具６０を使用してもよい（図１６）。２本の並べられた爪５６ａ，５６ｂが互いに内側を向いており、治具６０を爪５６ａ，５６ｂ同士の間に挿入することによって、爪５６ａ，５６ｂが互いに遠ざかるように反る。爪５６ａ，５６ｂの引っかかりが解除され、爪５６ａ，５６ｂを掛け止め穴５８ａ，５８ｂから抜くことができる。

爪５６ａ，５６ｂ同士が互いに内側を向く以外に、コネクタ１０ｊのように外側に向いた爪６２であってもよい（図１７、図１８）。小さな爪６２ａと大きな爪６２ｂが互いに外側を向いている。掛け止め穴６４は小さな爪６２ａが掛け止めされる掛け止め穴６４ａと大きな爪６２ｂが掛け止めされる掛け止め穴６４ｂが一体となっている。大きさの異なる爪６２ａ，６２ｂによってコネクタ１０ｊの方向が決定される。コネクタ１０ｊを接続するときに、方向を間違えることはない。

爪６２ａ，６２ｂを取り外すために、治具６６を使用してもよい。治具６６が２本の並べられた爪６２ａ，６２ｂの外側から爪６２ａ，６２ｂを互いに近づくように反らす。爪６２ａ，６２ｂの引っかかりが解除され、爪６２ａ，６２ｂを掛け止め穴６４から抜くことができる。

図１５〜図１８の爪５６ａ，５６ｂ，６２ａ，６２ｂと掛け止め穴５８ａ，５８ｂ，６４ａ，６４ｂは、大きさが異なる以外に、形状を異ならせてコネクタ１０ｉ、１０ｊの方向を決定しても良い。

図９から図１８のコネクタ１０ｃ、１０ｄ、１０e、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊを組み合わせて直列接続をおこなっても良い。複数種のコネクタ１０ｃ、１０ｄ、１０e、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊを使用するため、端子１８ａ，１８ｂの種類や位置によって、誤接続を防止することができる。

また、図９から図１８のコネクタ１０ｃ、１０ｄ、１０e、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊの端子１８ａ，１８ｂごとに、図１から図８のコネクタ１０ａ，１０ｂの１つの端子１８ａ，１８ｂを接続してもよい。１つのコネクタ１０ｃ、１０ｄ、１０e、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊから複数のコネクタ１０ａ，１０ｂに分岐する。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０e、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ：コネクタ
１２：開口部
１４：板体
１６ａ，１６ｂ：筒体
１８ａ，１８ｂ：端子
２０：固定部材
２２ａ，２２ｂ：取り付け部材
２４：凹部
２６：凸部
２８ａ，２８ｂ、３６：隙間
３０ａ：端子の一端
３０ｂ：端子の他端
３２：筒体の切り欠き
３４：端子の切り欠き
３８ａ、３８ｂ：面取り
４０：パッキン
４２：溝
４４：円筒状金属
４６：バネ
４８：切り込み
５０ａ，５０ｂ：垂直部
５２、５８ａ、５８ｂ、６４、６４ａ、６４ｂ：掛け止め穴
５４、５６ａ、５６ｂ、６２、６２ａ、６２ｂ：爪
６０、６６：治具

Claims (7)

1. ケーブルの接続をおこなうコネクタであって、
   板体と、
   前記板体の一面から他面まで貫く開口部と、
   前記開口部に通されており、開口部を形成する内壁との間に隙間を有する筒体と、
   前記筒体の内側に配置され、ケーブルに接続された端子と、
   前記板体の一面側に配置される鍔状部および板体の他面側に配置されるナットを備え、該鍔状部とナットが開口部を通過できない形状であり、板体との間に隙間を有する取り付け部材と、
   を備えたコネクタ。
2. 前記開口部が凹部を備え、
   前記筒体において、凹部に対応する位置に凸部を備え、
   前記凹部が不等間隔で配置され、または凹部が等間隔かつ形状が異なり、
   前記凹部の内壁と凸部との間に隙間を有する
   請求項１のコネクタ。
3. 前記凸部の高さが板体の厚みよりも大きい請求項２のコネクタ。
4. 前記端子が雄端子または雌端子であり、雄端子と雌端子を接続したときに、一方の筒体の内側に他方の筒体が挿入され、
   前記他方の筒体の外周に、一方の筒体と他方の筒体との隙間を塞ぐパッキンを設けた
   請求項１から３のいずれかのコネクタ。
5. 前記雌端子が、
   長さ方向に切り込みを有する円筒状金属と、
   前記円筒状金属の外周に配置されたバネと、
   を備えた請求項４のコネクタ。
6. 前記端子とケーブルとの接続部分を封止した樹脂を備えた請求項１から５のいずれかのコネクタ。
7. 前記板体に形成された開口部が複数であり、各開口部に対して筒体、端子、固定部材および取り付け部材を配置した請求項１から６のいずれかのコネクタ。

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