コネクタハウジング

本発明は、電気コネクタのハウジングに関し、特に幅方向の寸法が大きい場合に反りを低減できるコネクタハウジングに関する。

電気コネクタの構成要素であるコネクタハウジングは、電気絶縁性の合成樹脂を射出成形することにより作製されるが、射出成形された成形体は、成形体の内部に生じる応力によって反りが生じる。コネクタハウジングに反りが生じると、筐体への組み付けの精度を満足せず、あるいは、嵌合相手のコネクタハウジングとの嵌合ができなくなる、といった不具合が生じる。 従来、コネクタハウジングの反りを低減するのに、反りが生じる壁部分を、他の部分に比べて肉厚にすることが提案されている(特許文献1)。

特開2007−87874号公報

特許文献1のように肉厚を厚くするのは、コネクタハウジングの反りを低減するのに有効な手法であるが、コネクタハウジングの使用によっては、肉厚にすることでは反りの低減が十分でない場合がある。特に、コネクタハウジングが、幅方向の寸法が大きく、相手側の電気コネクタ(コネクタハウジング)と互いに嵌合される複数の嵌合部を備える場合には、反りを補償するのが難しい。 そこで本発明は、幅方向の寸法が大きく、複数の嵌合部を備えていても、反りを低減できるコネクタハウジングを提供することを目的とする。

本発明のコネクタハウジングは、相手コネクタが嵌合される前方に、複数の嵌合フードが幅方向に並んで配置される嵌合部と、嵌合部よりも後方に配置される後方構造部と、を備える。 本発明における後方構造部は、隣接する二つの嵌合部の間のそれぞれに設けられる実構造部と、隣接する二つの実構造部の間に設けられる切り欠きと、を備えることを特徴とする。

本発明のコネクタハウジングは、複数の実構造部を後方構造部として設けることにより、前方と後方の体積を近似させ、射出成形後にコネクタハウジングに生じる反りを低減する。 また、本発明のコネクタハウジングは、金型のキャビティに射出された樹脂が流れる向きに対して垂直方向に収縮する力を、実構造部に加えて切り欠きを設けることにより、バランスさせて、射出成形後にコネクタハウジングに生じる反りを低減する。

本発明のコネクタハウジングにおいて、嵌合部は、複数の嵌合フードが幅方向に左右対称に配置され、後方構造部は、複数の実構造部及び複数の切り欠きが幅方向に左右対称に配置される、ことが好ましい。 本発明のコネクタハウジングにおいて、それぞれの実構造部は、先端に開口する複数の肉抜きを有し、点対称に形成されている、ことが好ましい。 これらにより、射出成形後に生じる反りをより低減することができる。

本発明のコネクタハウジングにおいて、嵌合部及び後方構造部が、繊維強化樹脂から構成される場合に、反り低減という本発明の効果が顕著になる。

本発明のコネクタハウジングにおいて、嵌合部が占める体積をV1と、後方構造部が占める体積をV2とすると、V1:V2 = 1.0:1.0 〜 1.4:1.0 を満足する、ことが反り低減にとって好ましい。

本発明のコネクタハウジングにおいて、それぞれの実構造部、幅方向において対応する二つの嵌合部と重複する、ことが好ましい。これも、反り低減にとって好ましい。

本発明によれば、複数の実構造部を後方構造部として設けることにより、前方と後方の体積を近似させる第一の特徴と、金型のキャビティに射出された樹脂が流れる向きに対して垂直方向に収縮する力を、実構造部に加えて切り欠きを設けることにより、バランスさせる第二の特徴により、射出成形後にコネクタハウジングに生じる反りを低減する。

本発明の実施形態に係るコネクタハウジングを示す斜視図である。

図1のコネクタハウジングを示し、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は底面図である。

図1のコネクタハウジングによる作用及び効果を説明するための図であり、(a)平面図、(b)は射出成形のシミュレーション結果を示す図である。

比較例によるコネクタハウジングによる作用及び効果を説明するための図であり、(a)平面図、(b)は射出成形のシミュレーション結果を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るコネクタハウジング1について説明する。 コネクタハウジング1は、図示を省略する複数の端子(以下、同様)を保持する雌型のハウジングであり、樹脂を射出成形することにより、一体に形成される。コネクタハウジング1を構成する樹脂材料は任意であるが、本実施形態においては、繊維強化樹脂(Fiber Reinforced Plastics:FRP)を用いているものとする。

コネクタハウジング1は、図1及び図2に示すように、相手側の電気コネクタが嵌合される嵌合部10と、端子を保持する保持部20と、保持部20から引き出される端子を覆うカバー30と、を備える。コネクタハウジング1は、保持部20の構成を特定することにより、反りの発生を抑える。コネクタハウジング1の反りは、図3(a)に一点鎖線B(反りB)で示されるように、嵌合部10の幅方向yの中央部が凹み、カバー30の幅方向yの中央部が凸になるように、前後方向xに沿って生じる。 ここで、コネクタハウジング1において、図1に示すx軸を前後方向x、y軸を幅方向y、z軸方向を高さ方向zとし、前後方向xにおいて、嵌合部10が設けられ相手側コネクタが嵌合される側を前、カバー30が設けられ端子が引き出される側を後と定義する。

嵌合部10は、図1及び図2に示すように、嵌合部10A〜嵌合部10Eと幅方向yに並ぶ五つの嵌合部を備えている。五つの嵌合部は、嵌合部10Cを中心にして、幅方向yに均等間隔で配置されている。嵌合部10A〜嵌合部10Eは、同じ構造及び寸法で形成されている。 嵌合部10A〜嵌合部10Eは、それぞれが角筒状をなす嵌合フード11と、嵌合フード11の前方に位置する開口12から保持部20までの間を占める受容空間13と、を備えている。

保持部20は、図1及び図2に示すように、保持壁21と、保持壁21に形成される保持孔25と、を備える。端子は、保持孔25に圧入されることで、保持壁21に保持される。 保持壁21は、圧入されるコンタクト(図示を省略)を保持するのに十分な圧入代が得られる厚さを有しており、前方を向いているおもて面と、後方を向いているうら面とを有している。保持孔25は、保持する端子の位置に対応して、おもて面とうら面を貫通して形成される。 保持孔25が形成されている保持壁21は、嵌合部10A〜嵌合部10Eのそれぞれの嵌合フード11に対応して設けられる。

次に、保持部20の後方に連なり、後方構造部をなすカバー30は、上部構造31と、上部構造31と幅方向yの両側で繋がれる左側壁37,右側壁38と、を備え、カバー30の内部には保持部20から後方に引き出される端子が配置される。

上部構造31は、幅方向yに間隔を隔てて設けられる複数の実構造部32と、隣接する実構造部32の間に設けられる切り欠き34と、を備える。実構造部を総称する場合には実構造部32と表記し、それぞれの実構造部を区別する場合には実構造部32A,32B,32C,32Dと表記する。また、切り欠きを総称する場合には切り欠き34と表記し、それぞれの切り欠き34を区別する場合には切り欠き34A,34B,34C,34D,34Eと表記する。実構造部32A,32B,32C,32Dは、幅方向yにおいて、左右対称に配置されている。

実構造部32は、保持部20を境にして前方に配置される嵌合部10を構成する樹脂の体積に後方に配置されるカバー30を構成する樹脂の体積を近似させるために設けられる。本実施形態におけるコネクタハウジング1は、嵌合部10とカバー30の体積をバランスさせることにより、射出成形後の反りを低減する。 それぞれの実構造部32は、保持部20から後方に向けて延びる直方体状の形態を有しており、その先端に矩形状の開口を有する四つの肉抜き33が格子状に配置されている。これにより、それぞれの実構造部32は、図1におけるy−z平面に沿った面の形状が点対称をなしているとともに、肉抜き33の周囲の肉厚が均一であるために、実構造部32自身の射出成形による変形が抑えられる。ただし、本発明は、中実な実構造部32を排除するものでなく、嵌合部10との体積をバランスさせることができるのであれば、コネクタハウジング1を構成する樹脂材料で構成されている限り、その形態は問われない。

切り欠き34は、コネクタハウジング1を射出成形により製造する際の、反りが生じにくくなるように溶融樹脂の流れを制御して、反りの発生を低減する。 切り欠き34は、左側壁37と実構造部32Aの間と、実構造部32Aと実構造部32Bの間と、実構造部32Bと実構造部32Cの間と、実構造部32Cと実構造部32Dの間と、実構造部32Dと右側壁38の間に設けられる。切り欠き34は、幅方向yにおいて、左右対称に配置されている。 切り欠き34は、平面視して、嵌合部10の後方に対応して設けられる。つまり、嵌合部10Aの後方に切り欠き34Aが配置され、嵌合部10Bの後方に切り欠き34Bが配置され、嵌合部10Cの後方に切り欠き34Cが配置され、嵌合部10Dの後方に切り欠き34Dが配置され、嵌合部10Eの後方に切り欠き34Eが配置される。

それぞれの切り欠き34A,34B,34C,34D,34Eは、対応する嵌合部10A,10B,10C,10D,10Eが平面視して幅方向yに占める範囲に収まっている。これにより、それぞれの実構造部32は、幅方向yの両側壁を前方に延長した仮想線が、隣接する二つの嵌合部10のそれぞれと干渉する。例えば、実構造部32Aにおいては、幅方向yの両側壁を前方に延長した仮想線L1,L2のそれぞれが嵌合部10A,嵌合部10Bと干渉する。この実構造部32と嵌合部10の位置関係を、本実施形態において、それぞれの実構造部32が幅方向yにおいて対応する二つの嵌合部10と重複する、と定義する。例えば、実構造部32Aは幅方向yにおいて対応する嵌合部10A,嵌合部10Bと重複し、他の実構造部32B,32C,32Dも同様である。本実施形態においては、実構造部32Aが嵌合部10Aと重複する寸法と実構造部32Aが嵌合部10Bと重複する寸法が等しい。

次に、図3を参照して、コネクタハウジング1の特徴について説明する。 コネクタハウジング1は、反りB(図3(a))を低減することを目的とし、この目的を、実構造部32を設けることにより、前方と後方の体積を近似させる第一の特徴と、実構造部32の間に切り欠き34を設けることにより、反りが生じにくくなるように溶融樹脂の流れを制御する第二の特徴を有している。以下、第一の特徴、第二の特徴の順に説明する。

[第一の特徴] 保持部20を境界Aとしてコネクタハウジング1を前方の嵌合部10と後方のカバー30に区分すると、嵌合部10を構成する繊維強化樹脂の体積V1とカバー30を構成する繊維強化樹脂の体積V2の比を、V1:V2=1.2:1.0 としている。後述する比較例に示すように、この種のコネクタハウジング1は、通常、前方の嵌合部の体積が後方のカバーより1.5倍以上有しているのに対して、本実施形態のコネクタハウジング1は、前方と後方の体積が近似している。これが、コネクタハウジング1のなお、本実施形態ではV1:V2=1.2:1.0としててるが、V1:V2=1.0:1.0〜1.4:1.0を満足する範囲にあれば、反りの発生を低減でき、V1:V2=1.0:1.0〜1.1:1.0の範囲にあれば、反りの発生をより低減できる。 本実施形態のコネクタハウジング1は、複数の実構造部32をカバー30に設けることにより、前方と後方の体積を近似させ、射出成形後にコネクタハウジング1に生じる反りを低減する。つまり、前方と後方の体積を近似させることにより、射出成形後に、嵌合部10にカバー30が引っ張られるのを抑え、その結果として、生じる反りB(図3(a))を小さくできる。 なお、第二の特徴として形成される切り欠きのことを考慮して、実構造部32は形成される。

[第二の特徴] 次に、第二の特徴を説明する。 本発明者らのシミュレーションによる検討によると、繊維強化樹脂を射出成形すると、金型のキャビティに射出された樹脂が流れる向きに対して垂直方向に収縮する力が強い(図3(b),図4(b)参照)。本実施形態は、この収縮する力を、バランスさせることにより、反りBを低減する。 コネクタハウジング1は、図3(a)に示すように、実構造部32に切り欠き34を隣接させている。図3(b)に示すように、実構造部32Aについて観ると、実構造部32Aは、切り欠き34Aと切り欠き34Bに挟まれている。 なお、コネクタハウジング1を射出成形する際には、強化繊維を含む溶融樹脂が金型のキャビティに注入されるゲートGは、図3(b)の白抜き矢印で示す位置に示されるように、幅方向yの両端に設定され、樹脂は当該矢印の向きに射出される。なお、図3(b)は片側のゲートGのみを示している。

実構造部32Aの周囲における溶融樹脂の流動状態及び射出成形後の収縮を示すと以下の通りである。 まず、嵌合部10Aから嵌合部10Bにかけては、F1の矢印で示すように、嵌合部10Aから嵌合部10Bの中間で後方に向けて凸となる流れをなし、この流れF1によると、流れF1の内側が黒い三角印で示すように、流れF1の内側(▲が記載されている側)が後収縮Cすることになる。 次に、嵌合部10Aと実構造部32Aの間について、溶融樹脂は、F2の矢印で示すように、切り欠き34Aの実構造部32Aの側の角部に沿った流れF2を形成する。この流れF2によると、流れF2の内側が後収縮Cすることになる。 次に、実構造部32Aと嵌合部10Bの間について、溶融樹脂は、F3の矢印で示すように、切り欠き34Bの実構造部32Aの側の角部に沿った流れF3を形成する。この流れF3によると、流れF2の内側が後収縮Cすることになる。 このように、一つの実構造部32Aの周囲について言うと、流れF1と流れF2と流れF3が異なる向きに流動しているために、嵌合部10Aと嵌合部10Bの間に、特定の向きに偏った流動が生じることがない。これをコネクタハウジング1の幅方向yの全体としてみれば、反りBを抑えることができる。

ここで、図4(a)に示すように、嵌合部110は、本実施形態の嵌合部10と同様にして作製されるが、カバー130は、実構造部32及び切り欠き34を設けることなく、板状の上壁131と、上壁131から垂下する左側壁132及び右側壁133とからなるコネクタハウジング100について検討する。 ゲートGから射出された溶融樹脂は、嵌合部110Aと嵌合部110Bの間で、流れFで示すように、矢印Fで示すように、嵌合部110Aから嵌合部110Bの中間で後方に向けて凸となる流れをなす。この流れFの向きは、後方で曲率が大きくなるものの、前後方向xで基本的には変わらない。したがって、コネクタハウジング100は、嵌合部110Aと嵌合部110Bの間が、流れFの内側だけが後収縮Cする形態をなすことになる。これをコネクタハウジング1の幅方向yの全体としてみれば、反りBが大きくなる。

本実施形態のコネクタハウジング1とコネクタハウジング100について、生じる反りBを比較したところ、コネクタハウジング1はコネクタハウジング100よりも反りBを60%低減できることを確認した。 なお、コネクタハウジング1とコネクタハウジング100は、幅方向yの寸法がおよそ200mm程度であり、カバー30とカバー130の構造が相違する他は、形状、寸法が同じである。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、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。 本実施形態は、五つのフード状の嵌合部を備えることを前提とするが、これは一例に過ぎず、本発明は複数の嵌合部を備えるコネクタハウジングに広く適用することができる。もっとも、本発明による効果は、嵌合部の数が多く幅方向yの寸法が大きいほど顕著になり、三つ以上のフード状の嵌合部を備えるコネクタハウジングに適用するのが効果的である。

また、コネクタハウジング1は、前述したように、実構造部32A,32B,32C,32Dが幅方向yに左右対称に配置され、かつ、切り欠き34A,34B,34C,34D,34Eが幅方向yに左右対称に配置されている。これは、反りBを低減する上で好ましい実施形態であるが、本発明はこれに限定されず、実構造部及び切り欠きが非対称に配置されていても、前方と後方の体積を近似させ、かつ、後方の構造部分において、反りBを生じさせる向きだけで溶融樹脂が流れないように制御できればよい。したがって、複数の実構造部、複数の切り欠きの形状、寸法が相違してもよい。

次に、コネクタハウジング1は、それぞれの実構造部32が幅方向yにおいて対応する二つの嵌合部10と重複し、これは本発明において好ましい実施形態であるが、本発明を限定する要素ではない。つまり、本発明は、それぞれの実構造部32が幅方向yにおいて対応する二つの嵌合部10と重複しなくても、前述した第二の特徴の左右及び効果を得ることができる。しかし、コネクタハウジング1のように、実構造部32を幅方向yにおいて対応する二つの嵌合部10と重複させれば、反りBに関連する流れF1による力と、後収縮Cに関連する流れF2,F3の力とが釣り合うため、反りBを効果的に相殺する。

コネクタハウジング1は、繊維強化樹脂で構成されることとしたが、強化繊維を含まない樹脂材料を用いることもできる。

1 コネクタハウジング 10,10A,10B,10C,10D,10E 嵌合部 11 嵌合フード 12 開口 13 受容空間 20 保持部 21 保持壁 25 保持孔 30 カバー 31 上部構造 32,32A,32B,32C,32D 実構造部 33 肉抜き 34,34A,34B,34C,34D,34E 切り欠き 37 左側壁 38 右側壁