モジュールの締結構造
【課題】モジュールの相手部材への取り付け及び取り外しをワンタッチで行うと共にモジュールの取り付けと同時にコネクタの電気的接続を行うことにより、組み付けの作業性を向上させ、自動組み付けへの対応を可能とする。
【解決手段】相手部材１０から延びた軸部材８に対してモジュール１内の締結装置５を締結させ、モジュール１が相手部材１０に取り付けられると同時にコネクタ４，１４が相互の接続状態となる。締結装置５は、軸部材８が挿入されるケース５１と、軸部材８に係合するロック駒５２と、ケース５１への軸部材８の挿入に伴って軸部材８から退避するようにロック駒５２が摺動する摺動面５１ｄと、摺動面５１ｄと対面するように形成されて軸部材８の受け面５１ｅと、軸部材８から退避するようにロック駒５２を摺動面５１ｄに沿って移動させて係合解除を行う解除部材５３と、ロック駒５２を軸部材８との係合方向に付勢するロックばね５４とを備える。
【解決手段】相手部材１０から延びた軸部材８に対してモジュール１内の締結装置５を締結させ、モジュール１が相手部材１０に取り付けられると同時にコネクタ４，１４が相互の接続状態となる。締結装置５は、軸部材８が挿入されるケース５１と、軸部材８に係合するロック駒５２と、ケース５１への軸部材８の挿入に伴って軸部材８から退避するようにロック駒５２が摺動する摺動面５１ｄと、摺動面５１ｄと対面するように形成されて軸部材８の受け面５１ｅと、軸部材８から退避するようにロック駒５２を摺動面５１ｄに沿って移動させて係合解除を行う解除部材５３と、ロック駒５２を軸部材８との係合方向に付勢するロックばね５４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュールを相手部材に締結させて取り付ける操作及び相手部材から取り外す操作の双方をワンタッチで行うことが可能なモジュールの締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションやカーステレオ等のセンタークラスタモジュール（モジュール）は、特許文献１に記載されるように、自動車のインストルメントパネルに取り付けられて使用される。これらのモジュールの車体への取り付けは、車体側のインストルメントパネル等の相手部材にボルトを固定する一方、モジュール側に取付穴を形成し、取付穴内にボルトを挿通した後、ボルトにナットを螺合することにより行われている。
【０００３】
この取り付けに際し、モジュールに設けたコネクタと、相手部材に設けたコネクタとの接続は、作業者の手作業によって行われている。例えば、相手部材側のコネクタをコードと共に引き出してモジュール側のコネクタに嵌合して電気的な接続状態とし、その後、上述したボルトへのモジュールの固定を行っている。
【特許文献１】特開２００３−２０５７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のモジュールの装着では、コネクタ周りの接続作業を行った後、相手部材へのモジュールの取り付け作業、その後のナットの螺合作業を行っているため、作業工程数が多く、作業効率の悪いものとなっている。また、作業者によるコネクタの接続作業を必要とすると共に、ボルトに対してナットを螺合させる必要があるため、ロボット等による自動組み付けへの対応もできない問題を有している。また、このことは、モジュールを相手部材から取り外す場合も同様であって、取り外しの作業効率が悪いものとなっている。また、ロボット等による自動組み付けへの対応もできないものとなっている。
【０００５】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、インストルメントパネル等の相手部材へのモジュールの取り付け及び取り外しをワンタッチで行うことが可能であると共に、モジュールの取り付けと同時にコネクタの電気的接続も行うことができ、これにより組み付けの作業性を向上させることができ、ロボット等による自動組み付けに対しても良好に対応することが可能なモジュールの締結構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、相手部材から延びた軸部材に対してモジュールの締結装置を締結させることにより、モジュールが相手部材に取り付けられると同時にモジュールと相手部材とに配置されたコネクタが相互の接続状態となるモジュールの締結構造であって、前記締結装置は、軸部材が挿入されるケースと、ケースの内部に設けられ、ケース内に挿入された軸部材に係合するロック駒と、ケースの内部に設けられ、ケースへの軸部材の挿入に伴って軸部材から退避するようにロック駒が摺動する傾斜面に形成された摺動面と、この摺動面と対面するようにケースの内部に形成されて軸部材を受け止める受け面と、前記ロック駒と連結された状態でケースに設けられており、軸部材から退避するようにロック駒を摺動面に沿って移動させて係合解除を行う解除部材と、ロック駒を軸部材との係合方向に付勢するロックばねとを備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のモジュールの締結構造であって、前記軸部材及びケースは、ケースへの軸部材の挿入によってモジュール及び相手部材に配置されたコネクタの調芯を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のモジュールの締結構造であって、前記軸部材の挿入を誘導する漏斗形状の誘導部がケースにおける軸部材の挿入側の端部に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載のモジュールの締結構造であって、相手部材へのモジュールの取り付け時にケースに対して反力を作用させる固定用ばねが軸部材とケースとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載のモジュールの締結構造であって、前記解除部材への操作力をロック駒に伝達してロック駒を係合解除方向に移動させるピンを有し、このピンによってロック駒と解除部材とが連結されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載のモジュールの締結構造であって、前記ロック駒は、ケースの内部に１個が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、相手部材の軸部材をケース内に挿入することにより、ロック駒が摺動面上を摺動して軸部材から退避するため、軸部材を円滑にケース内に挿入することができると共に、軸部材の挿入後においては、ロックばねの付勢力によってロック駒が摺動面上を移動して軸部材に係合してロック状態となるため、ワンタッチでモジュールを相手部材に取り付けることができる。しかも、モジュールの取り付けと同時にモジュールのコネクタと相手部材のコネクタとが電気的接続状態となる。これにより、モジュールの取り付け作業性を格段に向上させることができ、ロボット等による自動組み付けにも良好に対応することができる。
【００１３】
一方、解除部材への操作によって、軸部材から退避するようにロック駒が摺動面上を移動して係合が解除するため、軸部材からケースを抜き取ってモジュールを相手部材から取り外すことができる。このため、モジュールの取り外しもワンタッチで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図１０は、本発明の一実施の形態であり、図１は相手部材とモジュールとの関係を示す断面図、図２及び図３は締結装置を示す説明図、図４及び図５は締結装置のケースを示す説明図、図６及び図７はロック駒の平面図及び断面図、図８は解除部材の説明図、図９は締結作動を説明する断面図、図１０はロック解除操作を説明する断面図である。
【００１５】
モジュール１は、例えば、カーナビゲーションやカーステレオ等のセンタークラスタモジュールであって、図１に示すように、自動車のインストルメントパネル等の相手部材１０に装着されて使用される。
【００１６】
図１に示すように、モジュール１は前面部分に操作パネル２が設けられ、後面部分が開口されている樹脂等からなるハウジング３と、ハウジング３内の後側に配置された複数のコネクタ４と、ハウジング３内に取り付けられた締結装置５と、ハウジング内に固定されたフレーム６に取り付けられた樹脂からなる複数のクリップ７とを有している。
【００１７】
一方、モジュール１が取り付けられる相手部材１０は、モジュール１のハウジング３が前面部分に固定される樹脂からなるパネル１１と、パネル１１の内部に配置された複数のコネクタ１４と、パネル１１の内部から外方に突出する軸部材８とを有している。また、クリップ７が嵌め込まれるクリップ穴１７がパネル１１の対応箇所に形成されている。
【００１８】
軸部材８はパネル１１を支持する車体シャーシ１５に溶接等によって固定された状態でパネル１１を貫通している。この軸部材８は、図９に示すように、直線状に延びる本体部８ａと、本体部８ａの先端部分に同軸的に連設された雄ねじ部８ｂとによって構成されている。雄ねじ部８ｂは本体部８ａよりも小径となるように形成されるものであり、このように小径とすることにより、後述する締結部材５の挿通穴５１ｃへの軸部材８の挿入を円滑に行うことが可能となっている。
【００１９】
相手部材１０の複数のコネクタ１４及びモジュール１の複数のコネクタ４は、相互に対応するように配置されており、相互に嵌合することによりモジュール１内の回路基板と車体側の回路基板（いずれも図示省略）とが電気的に接続される。この実施の形態では、相手部材１０側のコネクタ１４が雄コネクタ、モジュール１側のコネクタ４が雌コネクタとなっているが、この逆であっても良く、双方に雄コネクタ及び雌コネクタが混在していても良い。
【００２０】
モジュール１に設けられた締結部材５は、図２及び図３に示すように、ケース５１と、ケース５１側に設けられたロック駒５２、解除部材５３、ロックばね５４と、図１の軸部材８側に設けられた固定用ばね９とを備えている。
【００２１】
ケース５１は図４及び図５に示すように、パイプ状となっているケース本体５１ａを有しており、このケース本体５１ａを直線状の挿通穴５１ｃが軸方向に貫通している。ケース本体５１ａは、固定用穴５１ｍを有した平板状のブラケット部５１ｂが外面に連設されており、このブラケット部５１ｂをモジュール１のハウジング３にねじ止め等によって固定することにより、締結部材５がモジュール１に取り付けられる。
【００２２】
モジュール１への締結部材５の取り付け状態では、挿通穴５１ｃが軸部材８に対応するように位置決めされるものであり、これにより挿通穴５１ｃへの軸部材８の挿入が可能となっている。この場合、挿通穴５１ｃの内径は、軸部材８の本体部８ａの外径と略同等か或いは幾分大径となるように作成されており、挿通穴５１ｃへの軸部材８の挿入によって軸部材８に対するモジュール１の位置決めが行われるようになっている。
【００２３】
このような軸部材８に対する位置決めにより、モジュール１は相手部材１０との位置決め状態で相手部材１０に取り付けられる。これにより、相手部材１０側のコネクタ１４とモジュール１側のコネクタ４との調芯が行われて、これらのコネクタ４，１４が円滑に嵌合して電気的な接続状態となることができる。なお、かかる位置決めを高精度且つ確実に行うため、締結部材５はモジュール１の両サイドに少なくとも１個ずつ配置することが好ましい。
【００２４】
ケース本体５１ａにおける軸部材８挿入側の端部には、誘導部５１ｉが形成されている。誘導部５１ｉは、挿通穴５１ｃから軸部材８側に向かって径が漸増する漏斗形状に成形されており、軸部材８を挿通穴５１ｃに挿入する際のガイドとなる。これにより、軸部材８の挿通穴５１ｃへの挿入を円滑に行うことができる。
【００２５】
挿通穴５１ｃにおける誘導部５１ｉと反対側の端部は、軸部材８の雄ねじ部８ｂが挿入されるものであり、このため、雄ねじ部８ｂと略同径か幾分大径の穴径となっている。かかる端部には、摺動面５１ｄと、受け面５１ｅとが形成される。
【００２６】
摺動面５１ｄは、軸部材８の挿入方向（図５における矢印Ｌ方向）に沿うと共に、軸部材８の挿入方向に沿って軸部材８から遠ざかる傾斜面に成形されている。この摺動面５１ｄには、後述するロック駒５２が摺動するものであり、摺動面５１ｄをこのような傾斜面とすることにより、摺動面５１ｄを摺動するロック駒５２が軸部材８から退避する方向及び軸部材８に接近する方向に移動することができる。そして、退避する方向への移動によってロック駒５２が軸部材８の雄ねじ部８ｂと非干渉状態或いは非係合状態となる一方、接近する方向への移動によってロック駒５２が軸部材８の雄ねじ部８ｂと係合するようになっている。
【００２７】
受け面５１ｅは摺動面５１ｄと対面するように形成されており、ロック駒５２が軸部材８の雄ねじ部８ｂに係合したとき、雄ねじ部８ｂにおけるロック駒５２の係合側と反対側を受け止めて支承する。この支承によってロック駒５２と雄ねじ部８ｂとが強固に係合することができ、締結装置５と軸部材８とを強固に結合することができる。この場合、受け面５１ｅは雄ねじ部８ｂの外形と同様な円形面に成形されるものである。
【００２８】
図４及び図５において、符号５１ｆはケース本体５１ａにおける摺動面５１ｄに対応した端部の外面に形成されたガイド溝、符号５１ｇはガイド溝５１ｆ形成部分におけるケース本体５１ａを肉厚方向に貫通するピン摺動穴、符号５１ｈはガイド溝５１ｆ形成部分に対応してケース本体５１ａに形成されたばね受け穴である。ガイド溝５１ｆは、後述する解除部材５３を取り付けるための溝であり、ケース本体５１ａの軸方向と略直交するように形成されている。ピン摺動穴５１ｇは後述するスプリングピン５５がスライド可能に挿通するための穴である。このピン摺動穴５１ｇはケース本体５１ａの摺動面５１ｄの傾斜と平行となるように形成されるものであり、これにより、後述するロック駒５２の摺動面５１ｄに沿った摺動が可能となっている。ばね受け穴５１ｈは後述するロックばね５４を受け入れるためのものであり、有底穴となっている。
【００２９】
ロック駒５２は、図６及び図７に示すように、摺動部５２ａと、雌ねじ部５２ｂと、ピン穴５２ｃとを有した駒形状に成形されている。この実施の形態において、ロック駒５２はケース５１に対して１個が使用されるものであり、これにより、締結装置５の部品点数が少なくなって簡単な構造となり、軽量化及び小型化することができるばかりでなく、ロック駒５２と軸部材８との係合を確実に行うことが可能となっている。
【００３０】
ロック駒８の摺動部５２ａはケース本体５１ａの摺動面５１ｄと対応するものであり、摺動面５１ｄと同じ傾斜で形成されて摺動面５１ｄ上を摺動する。雌ねじ部５２ｂは軸部材８の雄ねじ部８ｂに噛み込んで係合するものであり、この係合によって軸部材８へのモジュール１の固定が行われる。ピン穴５２ｃは、スプリングピン５５が挿通するものであり、ケース本体５１ａのピン摺動穴５１ｇと連通するように形成されている。
【００３１】
解除部材５３は、図８に示すように、両側のアーム部５３ａと、アーム部５３ａを連設する架橋部５３ｄとを有するコ字形に成形されている。アーム部５３ａはケース本体５１ａのガイド溝５１ｆ内に嵌め込まれ、嵌め込み状態でガイド溝５１ｆをスライドする。それぞれのアーム部５３ａには、スプリングピン５５が挿通することにより、スプリングピン５５の動きを規制する横長の長穴状のピン穴５３ｃが貫通している。架橋部５３ｄの下面には、ロックばね５４を受け止めるばね受け突起５３ｂが形成されている。
【００３２】
スプリングピン５５は、ケース本体５１ａ、解除部材５３及びロック駒５２に挿通されることにより、これらを組み付けると共にロック駒５２と解除部材５３とを連結するものである。すなわち、スプリングピン５５を解除部材５３のピン穴５３ｂ→ケース本体５１ａのピン摺動穴５１ｇ→ロック駒５２のピン穴５２ｃ→ケース本体５１ａの反対側のピン摺動穴５１ｇ→解除部材５３の反対側のピン穴５３ｂの順で挿通することにより、これらが組み付けられて一体化する。この組み付け状態において、スプリングピン５５は、ロック駒５２のピン穴５２ｃによって固定されるものであり、解除部材５３のピン穴５３ｂ及びケース本体５１ａのピン摺動穴５１ｇに対してはスライド可能となっている。
【００３３】
ロックばね５４は、図２及び図３に示すように、解除部材５３のばね受け突起５３ｃが挿入された状態でケース本体５１ａのばね受け穴５１ｈに受け入れることにより組み付けられる。この組み付け状態では、ロックばね５４は解除部材５３をケース本体５１ａから離れる方向（矢印Ｍ方向）に付勢しており、ロック駒５２は解除部材５３を介して矢印Ｍ方向に移動するように付勢されている。この付勢により、ロック駒５２は摺動面５１ｄ上を軸部材８の接近方向である矢印Ｎ方向に摺動することができる。
【００３４】
固定用ばね９は、図９に示すように、軸部材８が挿通されるコイルばねからなっている。固定用ばね９は軸部材８の根元部分に位置しており、ケース５１に軸部材８を挿入することによりケース５１に押されて撓んで反力を発生する。
【００３５】
次に、以上の構造によるモジュール１の相手部材１０への取り付け及び取り外しを説明する。
【００３６】
図９は、モジュール１の取り付け操作を示すものであり、同図（ａ）に示すように、ケース５１の誘導部５１ｉを軸部材８の先端部分に合わせた状態で、モジュール１を矢印Ｐ方向に一気に押し込む。このとき、軸部材８は誘導部５１ｉに誘導されるため、同図（ｂ）に示すように、軸部材８をケース５１の挿通穴５１ｃに簡単に挿入することができる。
【００３７】
軸部材８の挿通穴５１ｃへの挿入によって雄ねじ部８ｂがロック駒５２に達すると、同図（ｃ）に示すように、ロック駒５２が雄ねじ部８ｂによって押されるため、摺動面５１ｄに沿って雄ねじ部８ｂから退避する方向（矢印Ｑ方向）に摺動して雄ねじ部８ｂと係合することがない。このため、軸部材８を挿通穴５１ｃに簡単に挿入することができる。このとき、ケース５１は同図（ｄ）に示すように、固定用ばね９を押しながら軸方向（矢印Ｐ方向）に移動する。
【００３８】
同図（ｅ）は、ケース５１を押し込んで軸部材８を完全にケース５１に挿入した状態を示す。この状態では、ロック駒５２がロックばね５４の付勢力によって軸部材８の雄ねじ部８ｂに噛み込んで係合するため、ケース５１軸部材８から外れることがなくなり、モジュール１が相手部材１０から外れることがない。このとき、ケース５１は固定用ばね９の反力を受けるが、ケース５１は軸部材８からの抜け止め状態となっているため、押し込んだ位置から僅かに（最大でも、ねじピッチ分）戻った位置で保持される。これにより、軸部材８に対してモジュール１を確実に締結させることができる。
【００３９】
以上のようにして、モジュール１の取り付けをワンタッチで簡単に行うことができる。なお、このようにしてモジュール１を相手部材１０に取り付ける際には、クリップ７が相手部材１０のクリップ穴１７に嵌り込む。このため、モジュール１の固定を安定した状態とすることができる。
【００４０】
かかるモジュール１の相手部材１０への固定と同時に、モジュール１側のコネクタ４と相手部材１０側のコネクタ１４との調芯が行われる。このため、これらのコネクタ４，１４が円滑に嵌合して電気的な接続状態となる。しかも、この電気的な接続状態は、ケース５１と軸部材８との係合を解除しない限り継続するため、安定した接続状態とすることができる。
【００４１】
図１０は、モジュール１を相手部材１０から取り外す操作を示す。モジュール１の固定状態に対し、同図（ａ）に示すように、解除部材５３を矢印Ｒ方向に押し込む。この押し込みによってロック駒５２がロック駒５４の付勢力に抗して摺動面５１ｄ上を矢印Ｑ方向に摺動し軸部材８から退避するため、ロック駒５２の雌ねじ部５２ｂと軸部材８の雄ねじ部８ｂとが係合状態から外れる。
【００４２】
従って、解除部材５３への押し込み状態を維持したままで、同図（ｂ）で示すように、モジュール１を相手部材１０から離れる方向（矢印Ｓ方向）に移動させて軸部材８からケース５１を抜き取ることにより、モジュール１の取り外しを行うことができる。これにより、モジュール１の取り外しをワンタッチで簡単に行うことができる。また、モジュール１の取り外しと同時にコネクタ４，１４が嵌合状態から外れるため、コネクタ４，１４が電気的接続から解除される。
【００４３】
以上の実施の形態では、モジュール１の相手部材１０への取り付け及び取り外しをワンタッチで行うことができるばかりでなく、モジュール１の取り付けと同時にモジュール１及び相手部材１０のコネクタ４，１４が電気的な接続状態となるため、相手部材１０へのモジュール１の取り付け作業性を格段に向上させることができ、ロボット等による自動組み付けにも良好に対応することができる。
【００４４】
また、モジュール１の固定をロック駒５４と軸部材８との係合によって行うため、安定した固定状態とすることができ、不用意にモジュール１が脱落することがなくなる。このため、コネクタ４，１４を相互にロックするロック機構を設ける必要がなくなり、コネクタ４，１４がセルフフィットコネクタであっても簡単な構造とすることができる。これにより、コネクタ４，１４を小型化することができ、余裕スペースを広くすることができ、スペースを利用した多極化も可能となる。
【００４５】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、軸部材８とロック駒５４との係合をねじによる噛み込み以外の構造とすることができ、鋸歯等の円環状の溝を一方に形成し、他方に円環状の溝に係合する係合歯を形成した構造であっても良い。また、ロックばね５４や固定用ばね９としては、皿ばね、その他のばねを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態における組み付け状態の断面図である。
【図２】締結装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図である。
【図３】図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】ケースを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】ロック駒の平面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】解除部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）はモジュールの取り付け操作を示す断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）はモジュールの取り外し操作を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ モジュール
３ ハウジング
４ コネクタ
５ 締結装置
８ 軸部材
８ｂ 雄ねじ部
９ 固定用ばね
１０ 相手部材
１１ パネル
１４ コネクタ
５１ ケース
５１ｃ 挿通穴
５１ｄ 摺動面
５１ｅ 受け面
５２ ロック駒
５２ｂ 雌ねじ部
５３ 解除部材
５４ ロックばね
５５ スプリングピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュールを相手部材に締結させて取り付ける操作及び相手部材から取り外す操作の双方をワンタッチで行うことが可能なモジュールの締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションやカーステレオ等のセンタークラスタモジュール（モジュール）は、特許文献１に記載されるように、自動車のインストルメントパネルに取り付けられて使用される。これらのモジュールの車体への取り付けは、車体側のインストルメントパネル等の相手部材にボルトを固定する一方、モジュール側に取付穴を形成し、取付穴内にボルトを挿通した後、ボルトにナットを螺合することにより行われている。
【０００３】
この取り付けに際し、モジュールに設けたコネクタと、相手部材に設けたコネクタとの接続は、作業者の手作業によって行われている。例えば、相手部材側のコネクタをコードと共に引き出してモジュール側のコネクタに嵌合して電気的な接続状態とし、その後、上述したボルトへのモジュールの固定を行っている。
【特許文献１】特開２００３−２０５７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のモジュールの装着では、コネクタ周りの接続作業を行った後、相手部材へのモジュールの取り付け作業、その後のナットの螺合作業を行っているため、作業工程数が多く、作業効率の悪いものとなっている。また、作業者によるコネクタの接続作業を必要とすると共に、ボルトに対してナットを螺合させる必要があるため、ロボット等による自動組み付けへの対応もできない問題を有している。また、このことは、モジュールを相手部材から取り外す場合も同様であって、取り外しの作業効率が悪いものとなっている。また、ロボット等による自動組み付けへの対応もできないものとなっている。
【０００５】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、インストルメントパネル等の相手部材へのモジュールの取り付け及び取り外しをワンタッチで行うことが可能であると共に、モジュールの取り付けと同時にコネクタの電気的接続も行うことができ、これにより組み付けの作業性を向上させることができ、ロボット等による自動組み付けに対しても良好に対応することが可能なモジュールの締結構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、相手部材から延びた軸部材に対してモジュールの締結装置を締結させることにより、モジュールが相手部材に取り付けられると同時にモジュールと相手部材とに配置されたコネクタが相互の接続状態となるモジュールの締結構造であって、前記締結装置は、軸部材が挿入されるケースと、ケースの内部に設けられ、ケース内に挿入された軸部材に係合するロック駒と、ケースの内部に設けられ、ケースへの軸部材の挿入に伴って軸部材から退避するようにロック駒が摺動する傾斜面に形成された摺動面と、この摺動面と対面するようにケースの内部に形成されて軸部材を受け止める受け面と、前記ロック駒と連結された状態でケースに設けられており、軸部材から退避するようにロック駒を摺動面に沿って移動させて係合解除を行う解除部材と、ロック駒を軸部材との係合方向に付勢するロックばねとを備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のモジュールの締結構造であって、前記軸部材及びケースは、ケースへの軸部材の挿入によってモジュール及び相手部材に配置されたコネクタの調芯を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のモジュールの締結構造であって、前記軸部材の挿入を誘導する漏斗形状の誘導部がケースにおける軸部材の挿入側の端部に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載のモジュールの締結構造であって、相手部材へのモジュールの取り付け時にケースに対して反力を作用させる固定用ばねが軸部材とケースとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載のモジュールの締結構造であって、前記解除部材への操作力をロック駒に伝達してロック駒を係合解除方向に移動させるピンを有し、このピンによってロック駒と解除部材とが連結されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載のモジュールの締結構造であって、前記ロック駒は、ケースの内部に１個が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、相手部材の軸部材をケース内に挿入することにより、ロック駒が摺動面上を摺動して軸部材から退避するため、軸部材を円滑にケース内に挿入することができると共に、軸部材の挿入後においては、ロックばねの付勢力によってロック駒が摺動面上を移動して軸部材に係合してロック状態となるため、ワンタッチでモジュールを相手部材に取り付けることができる。しかも、モジュールの取り付けと同時にモジュールのコネクタと相手部材のコネクタとが電気的接続状態となる。これにより、モジュールの取り付け作業性を格段に向上させることができ、ロボット等による自動組み付けにも良好に対応することができる。
【００１３】
一方、解除部材への操作によって、軸部材から退避するようにロック駒が摺動面上を移動して係合が解除するため、軸部材からケースを抜き取ってモジュールを相手部材から取り外すことができる。このため、モジュールの取り外しもワンタッチで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図１０は、本発明の一実施の形態であり、図１は相手部材とモジュールとの関係を示す断面図、図２及び図３は締結装置を示す説明図、図４及び図５は締結装置のケースを示す説明図、図６及び図７はロック駒の平面図及び断面図、図８は解除部材の説明図、図９は締結作動を説明する断面図、図１０はロック解除操作を説明する断面図である。
【００１５】
モジュール１は、例えば、カーナビゲーションやカーステレオ等のセンタークラスタモジュールであって、図１に示すように、自動車のインストルメントパネル等の相手部材１０に装着されて使用される。
【００１６】
図１に示すように、モジュール１は前面部分に操作パネル２が設けられ、後面部分が開口されている樹脂等からなるハウジング３と、ハウジング３内の後側に配置された複数のコネクタ４と、ハウジング３内に取り付けられた締結装置５と、ハウジング内に固定されたフレーム６に取り付けられた樹脂からなる複数のクリップ７とを有している。
【００１７】
一方、モジュール１が取り付けられる相手部材１０は、モジュール１のハウジング３が前面部分に固定される樹脂からなるパネル１１と、パネル１１の内部に配置された複数のコネクタ１４と、パネル１１の内部から外方に突出する軸部材８とを有している。また、クリップ７が嵌め込まれるクリップ穴１７がパネル１１の対応箇所に形成されている。
【００１８】
軸部材８はパネル１１を支持する車体シャーシ１５に溶接等によって固定された状態でパネル１１を貫通している。この軸部材８は、図９に示すように、直線状に延びる本体部８ａと、本体部８ａの先端部分に同軸的に連設された雄ねじ部８ｂとによって構成されている。雄ねじ部８ｂは本体部８ａよりも小径となるように形成されるものであり、このように小径とすることにより、後述する締結部材５の挿通穴５１ｃへの軸部材８の挿入を円滑に行うことが可能となっている。
【００１９】
相手部材１０の複数のコネクタ１４及びモジュール１の複数のコネクタ４は、相互に対応するように配置されており、相互に嵌合することによりモジュール１内の回路基板と車体側の回路基板（いずれも図示省略）とが電気的に接続される。この実施の形態では、相手部材１０側のコネクタ１４が雄コネクタ、モジュール１側のコネクタ４が雌コネクタとなっているが、この逆であっても良く、双方に雄コネクタ及び雌コネクタが混在していても良い。
【００２０】
モジュール１に設けられた締結部材５は、図２及び図３に示すように、ケース５１と、ケース５１側に設けられたロック駒５２、解除部材５３、ロックばね５４と、図１の軸部材８側に設けられた固定用ばね９とを備えている。
【００２１】
ケース５１は図４及び図５に示すように、パイプ状となっているケース本体５１ａを有しており、このケース本体５１ａを直線状の挿通穴５１ｃが軸方向に貫通している。ケース本体５１ａは、固定用穴５１ｍを有した平板状のブラケット部５１ｂが外面に連設されており、このブラケット部５１ｂをモジュール１のハウジング３にねじ止め等によって固定することにより、締結部材５がモジュール１に取り付けられる。
【００２２】
モジュール１への締結部材５の取り付け状態では、挿通穴５１ｃが軸部材８に対応するように位置決めされるものであり、これにより挿通穴５１ｃへの軸部材８の挿入が可能となっている。この場合、挿通穴５１ｃの内径は、軸部材８の本体部８ａの外径と略同等か或いは幾分大径となるように作成されており、挿通穴５１ｃへの軸部材８の挿入によって軸部材８に対するモジュール１の位置決めが行われるようになっている。
【００２３】
このような軸部材８に対する位置決めにより、モジュール１は相手部材１０との位置決め状態で相手部材１０に取り付けられる。これにより、相手部材１０側のコネクタ１４とモジュール１側のコネクタ４との調芯が行われて、これらのコネクタ４，１４が円滑に嵌合して電気的な接続状態となることができる。なお、かかる位置決めを高精度且つ確実に行うため、締結部材５はモジュール１の両サイドに少なくとも１個ずつ配置することが好ましい。
【００２４】
ケース本体５１ａにおける軸部材８挿入側の端部には、誘導部５１ｉが形成されている。誘導部５１ｉは、挿通穴５１ｃから軸部材８側に向かって径が漸増する漏斗形状に成形されており、軸部材８を挿通穴５１ｃに挿入する際のガイドとなる。これにより、軸部材８の挿通穴５１ｃへの挿入を円滑に行うことができる。
【００２５】
挿通穴５１ｃにおける誘導部５１ｉと反対側の端部は、軸部材８の雄ねじ部８ｂが挿入されるものであり、このため、雄ねじ部８ｂと略同径か幾分大径の穴径となっている。かかる端部には、摺動面５１ｄと、受け面５１ｅとが形成される。
【００２６】
摺動面５１ｄは、軸部材８の挿入方向（図５における矢印Ｌ方向）に沿うと共に、軸部材８の挿入方向に沿って軸部材８から遠ざかる傾斜面に成形されている。この摺動面５１ｄには、後述するロック駒５２が摺動するものであり、摺動面５１ｄをこのような傾斜面とすることにより、摺動面５１ｄを摺動するロック駒５２が軸部材８から退避する方向及び軸部材８に接近する方向に移動することができる。そして、退避する方向への移動によってロック駒５２が軸部材８の雄ねじ部８ｂと非干渉状態或いは非係合状態となる一方、接近する方向への移動によってロック駒５２が軸部材８の雄ねじ部８ｂと係合するようになっている。
【００２７】
受け面５１ｅは摺動面５１ｄと対面するように形成されており、ロック駒５２が軸部材８の雄ねじ部８ｂに係合したとき、雄ねじ部８ｂにおけるロック駒５２の係合側と反対側を受け止めて支承する。この支承によってロック駒５２と雄ねじ部８ｂとが強固に係合することができ、締結装置５と軸部材８とを強固に結合することができる。この場合、受け面５１ｅは雄ねじ部８ｂの外形と同様な円形面に成形されるものである。
【００２８】
図４及び図５において、符号５１ｆはケース本体５１ａにおける摺動面５１ｄに対応した端部の外面に形成されたガイド溝、符号５１ｇはガイド溝５１ｆ形成部分におけるケース本体５１ａを肉厚方向に貫通するピン摺動穴、符号５１ｈはガイド溝５１ｆ形成部分に対応してケース本体５１ａに形成されたばね受け穴である。ガイド溝５１ｆは、後述する解除部材５３を取り付けるための溝であり、ケース本体５１ａの軸方向と略直交するように形成されている。ピン摺動穴５１ｇは後述するスプリングピン５５がスライド可能に挿通するための穴である。このピン摺動穴５１ｇはケース本体５１ａの摺動面５１ｄの傾斜と平行となるように形成されるものであり、これにより、後述するロック駒５２の摺動面５１ｄに沿った摺動が可能となっている。ばね受け穴５１ｈは後述するロックばね５４を受け入れるためのものであり、有底穴となっている。
【００２９】
ロック駒５２は、図６及び図７に示すように、摺動部５２ａと、雌ねじ部５２ｂと、ピン穴５２ｃとを有した駒形状に成形されている。この実施の形態において、ロック駒５２はケース５１に対して１個が使用されるものであり、これにより、締結装置５の部品点数が少なくなって簡単な構造となり、軽量化及び小型化することができるばかりでなく、ロック駒５２と軸部材８との係合を確実に行うことが可能となっている。
【００３０】
ロック駒８の摺動部５２ａはケース本体５１ａの摺動面５１ｄと対応するものであり、摺動面５１ｄと同じ傾斜で形成されて摺動面５１ｄ上を摺動する。雌ねじ部５２ｂは軸部材８の雄ねじ部８ｂに噛み込んで係合するものであり、この係合によって軸部材８へのモジュール１の固定が行われる。ピン穴５２ｃは、スプリングピン５５が挿通するものであり、ケース本体５１ａのピン摺動穴５１ｇと連通するように形成されている。
【００３１】
解除部材５３は、図８に示すように、両側のアーム部５３ａと、アーム部５３ａを連設する架橋部５３ｄとを有するコ字形に成形されている。アーム部５３ａはケース本体５１ａのガイド溝５１ｆ内に嵌め込まれ、嵌め込み状態でガイド溝５１ｆをスライドする。それぞれのアーム部５３ａには、スプリングピン５５が挿通することにより、スプリングピン５５の動きを規制する横長の長穴状のピン穴５３ｃが貫通している。架橋部５３ｄの下面には、ロックばね５４を受け止めるばね受け突起５３ｂが形成されている。
【００３２】
スプリングピン５５は、ケース本体５１ａ、解除部材５３及びロック駒５２に挿通されることにより、これらを組み付けると共にロック駒５２と解除部材５３とを連結するものである。すなわち、スプリングピン５５を解除部材５３のピン穴５３ｂ→ケース本体５１ａのピン摺動穴５１ｇ→ロック駒５２のピン穴５２ｃ→ケース本体５１ａの反対側のピン摺動穴５１ｇ→解除部材５３の反対側のピン穴５３ｂの順で挿通することにより、これらが組み付けられて一体化する。この組み付け状態において、スプリングピン５５は、ロック駒５２のピン穴５２ｃによって固定されるものであり、解除部材５３のピン穴５３ｂ及びケース本体５１ａのピン摺動穴５１ｇに対してはスライド可能となっている。
【００３３】
ロックばね５４は、図２及び図３に示すように、解除部材５３のばね受け突起５３ｃが挿入された状態でケース本体５１ａのばね受け穴５１ｈに受け入れることにより組み付けられる。この組み付け状態では、ロックばね５４は解除部材５３をケース本体５１ａから離れる方向（矢印Ｍ方向）に付勢しており、ロック駒５２は解除部材５３を介して矢印Ｍ方向に移動するように付勢されている。この付勢により、ロック駒５２は摺動面５１ｄ上を軸部材８の接近方向である矢印Ｎ方向に摺動することができる。
【００３４】
固定用ばね９は、図９に示すように、軸部材８が挿通されるコイルばねからなっている。固定用ばね９は軸部材８の根元部分に位置しており、ケース５１に軸部材８を挿入することによりケース５１に押されて撓んで反力を発生する。
【００３５】
次に、以上の構造によるモジュール１の相手部材１０への取り付け及び取り外しを説明する。
【００３６】
図９は、モジュール１の取り付け操作を示すものであり、同図（ａ）に示すように、ケース５１の誘導部５１ｉを軸部材８の先端部分に合わせた状態で、モジュール１を矢印Ｐ方向に一気に押し込む。このとき、軸部材８は誘導部５１ｉに誘導されるため、同図（ｂ）に示すように、軸部材８をケース５１の挿通穴５１ｃに簡単に挿入することができる。
【００３７】
軸部材８の挿通穴５１ｃへの挿入によって雄ねじ部８ｂがロック駒５２に達すると、同図（ｃ）に示すように、ロック駒５２が雄ねじ部８ｂによって押されるため、摺動面５１ｄに沿って雄ねじ部８ｂから退避する方向（矢印Ｑ方向）に摺動して雄ねじ部８ｂと係合することがない。このため、軸部材８を挿通穴５１ｃに簡単に挿入することができる。このとき、ケース５１は同図（ｄ）に示すように、固定用ばね９を押しながら軸方向（矢印Ｐ方向）に移動する。
【００３８】
同図（ｅ）は、ケース５１を押し込んで軸部材８を完全にケース５１に挿入した状態を示す。この状態では、ロック駒５２がロックばね５４の付勢力によって軸部材８の雄ねじ部８ｂに噛み込んで係合するため、ケース５１軸部材８から外れることがなくなり、モジュール１が相手部材１０から外れることがない。このとき、ケース５１は固定用ばね９の反力を受けるが、ケース５１は軸部材８からの抜け止め状態となっているため、押し込んだ位置から僅かに（最大でも、ねじピッチ分）戻った位置で保持される。これにより、軸部材８に対してモジュール１を確実に締結させることができる。
【００３９】
以上のようにして、モジュール１の取り付けをワンタッチで簡単に行うことができる。なお、このようにしてモジュール１を相手部材１０に取り付ける際には、クリップ７が相手部材１０のクリップ穴１７に嵌り込む。このため、モジュール１の固定を安定した状態とすることができる。
【００４０】
かかるモジュール１の相手部材１０への固定と同時に、モジュール１側のコネクタ４と相手部材１０側のコネクタ１４との調芯が行われる。このため、これらのコネクタ４，１４が円滑に嵌合して電気的な接続状態となる。しかも、この電気的な接続状態は、ケース５１と軸部材８との係合を解除しない限り継続するため、安定した接続状態とすることができる。
【００４１】
図１０は、モジュール１を相手部材１０から取り外す操作を示す。モジュール１の固定状態に対し、同図（ａ）に示すように、解除部材５３を矢印Ｒ方向に押し込む。この押し込みによってロック駒５２がロック駒５４の付勢力に抗して摺動面５１ｄ上を矢印Ｑ方向に摺動し軸部材８から退避するため、ロック駒５２の雌ねじ部５２ｂと軸部材８の雄ねじ部８ｂとが係合状態から外れる。
【００４２】
従って、解除部材５３への押し込み状態を維持したままで、同図（ｂ）で示すように、モジュール１を相手部材１０から離れる方向（矢印Ｓ方向）に移動させて軸部材８からケース５１を抜き取ることにより、モジュール１の取り外しを行うことができる。これにより、モジュール１の取り外しをワンタッチで簡単に行うことができる。また、モジュール１の取り外しと同時にコネクタ４，１４が嵌合状態から外れるため、コネクタ４，１４が電気的接続から解除される。
【００４３】
以上の実施の形態では、モジュール１の相手部材１０への取り付け及び取り外しをワンタッチで行うことができるばかりでなく、モジュール１の取り付けと同時にモジュール１及び相手部材１０のコネクタ４，１４が電気的な接続状態となるため、相手部材１０へのモジュール１の取り付け作業性を格段に向上させることができ、ロボット等による自動組み付けにも良好に対応することができる。
【００４４】
また、モジュール１の固定をロック駒５４と軸部材８との係合によって行うため、安定した固定状態とすることができ、不用意にモジュール１が脱落することがなくなる。このため、コネクタ４，１４を相互にロックするロック機構を設ける必要がなくなり、コネクタ４，１４がセルフフィットコネクタであっても簡単な構造とすることができる。これにより、コネクタ４，１４を小型化することができ、余裕スペースを広くすることができ、スペースを利用した多極化も可能となる。
【００４５】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、軸部材８とロック駒５４との係合をねじによる噛み込み以外の構造とすることができ、鋸歯等の円環状の溝を一方に形成し、他方に円環状の溝に係合する係合歯を形成した構造であっても良い。また、ロックばね５４や固定用ばね９としては、皿ばね、その他のばねを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態における組み付け状態の断面図である。
【図２】締結装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図である。
【図３】図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】ケースを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】ロック駒の平面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】解除部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）はモジュールの取り付け操作を示す断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）はモジュールの取り外し操作を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ モジュール
３ ハウジング
４ コネクタ
５ 締結装置
８ 軸部材
８ｂ 雄ねじ部
９ 固定用ばね
１０ 相手部材
１１ パネル
１４ コネクタ
５１ ケース
５１ｃ 挿通穴
５１ｄ 摺動面
５１ｅ 受け面
５２ ロック駒
５２ｂ 雌ねじ部
５３ 解除部材
５４ ロックばね
５５ スプリングピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手部材から延びた軸部材に対してモジュールの締結装置を締結させることにより、モジュールが相手部材に取り付けられると同時にモジュールと相手部材とに配置されたコネクタが相互の接続状態となるモジュールの締結構造であって、
前記締結装置は、軸部材が挿入されるケースと、ケースの内部に設けられ、ケース内に挿入された軸部材に係合するロック駒と、ケースの内部に設けられ、ケースへの軸部材の挿入に伴って軸部材から退避するようにロック駒が摺動する傾斜面に形成された摺動面と、この摺動面と対面するようにケースの内部に形成されて軸部材を受け止める受け面と、前記ロック駒と連結された状態でケースに設けられており、軸部材から退避するようにロック駒を摺動面に沿って移動させて係合解除を行う解除部材と、ロック駒を軸部材との係合方向に付勢するロックばねとを備えていることを特徴とするモジュールの締結構造。
【請求項２】
前記軸部材及びケースは、ケースへの軸部材の挿入によってモジュール及び相手部材に配置されたコネクタの調芯を行うことを特徴とする請求項１記載のモジュールの締結構造。
【請求項３】
前記軸部材の挿入を誘導する漏斗形状の誘導部がケースにおける軸部材の挿入側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のモジュールの締結構造。
【請求項４】
相手部材へのモジュールの取り付け時にケースに対して反力を作用させる固定用ばねが軸部材とケースとの間に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のモジュールの締結構造。
【請求項５】
前記解除部材への操作力をロック駒に伝達してロック駒を係合解除方向に移動させるピンを有し、このピンによってロック駒と解除部材とが連結されていることを特徴とする請求項１または２記載のモジュールの締結構造。
【請求項６】
前記ロック駒は、ケースの内部に１個が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のモジュールの締結構造。
【請求項１】
相手部材から延びた軸部材に対してモジュールの締結装置を締結させることにより、モジュールが相手部材に取り付けられると同時にモジュールと相手部材とに配置されたコネクタが相互の接続状態となるモジュールの締結構造であって、
前記締結装置は、軸部材が挿入されるケースと、ケースの内部に設けられ、ケース内に挿入された軸部材に係合するロック駒と、ケースの内部に設けられ、ケースへの軸部材の挿入に伴って軸部材から退避するようにロック駒が摺動する傾斜面に形成された摺動面と、この摺動面と対面するようにケースの内部に形成されて軸部材を受け止める受け面と、前記ロック駒と連結された状態でケースに設けられており、軸部材から退避するようにロック駒を摺動面に沿って移動させて係合解除を行う解除部材と、ロック駒を軸部材との係合方向に付勢するロックばねとを備えていることを特徴とするモジュールの締結構造。
【請求項２】
前記軸部材及びケースは、ケースへの軸部材の挿入によってモジュール及び相手部材に配置されたコネクタの調芯を行うことを特徴とする請求項１記載のモジュールの締結構造。
【請求項３】
前記軸部材の挿入を誘導する漏斗形状の誘導部がケースにおける軸部材の挿入側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のモジュールの締結構造。
【請求項４】
相手部材へのモジュールの取り付け時にケースに対して反力を作用させる固定用ばねが軸部材とケースとの間に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のモジュールの締結構造。
【請求項５】
前記解除部材への操作力をロック駒に伝達してロック駒を係合解除方向に移動させるピンを有し、このピンによってロック駒と解除部材とが連結されていることを特徴とする請求項１または２記載のモジュールの締結構造。
【請求項６】
前記ロック駒は、ケースの内部に１個が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のモジュールの締結構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１１７０２１（Ｐ２００６−１１７０２１Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０４７５４（Ｐ２００４−３０４７５４）
【出願日】平成１６年１０月１９日（２００４．１０．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４６４０）日本発条株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１９日（２００４．１０．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４６４０）日本発条株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]