JP4642899B2 - 改良された離脱可能な係止手段を備えた電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は嵌合方向に沿って相手側コネクタと嵌合することに好適であって、且つ絶縁ハウジングと、係止位置において該絶縁ハウジングを相手側コネクタハウジングに離脱可能に係止するために設けられたスナップ式の係止手段である係止手段と、を備え、
−ハウジングに組みつけられて、伸ばされた係止位置と縮められた位置との間で軸方向にスライド可能である、複数の変形可能な係止部材と、
−前記係止部材を係止位置に向かって軸方向に付勢する付勢手段と、を具備した電気コネクタに関する。

このタイプの先行技術によるコネクタは、ハウジング内に形成された凹部を備え、該凹部は、相手側コネクタハウジングの柔軟な梁上に形成された相補的な突起によって係合可能である。そのような従来のコネクタにおいて、係止部材は凹部内の突起の位置に係合された状態で、梁を係止している。

それらの係止部材によるこのタイプのコネクタは、安全用のアプリケーションに好適である。しかしながら、その構成は、コネクタがスライド可能な係止部材を備え、且つ相手側コネクタが変形可能な係止部を備えていることを示している。従って、両方のコネクタのデザインは、製造することがより複雑になっている。

本発明の目的は、安全な係止手段を備えたコネクタを提供することであり、相手側コネクタに特別な設計を伴うものではなく、特に相手側コネクタの部品として柔軟な梁を伴うものではない。

従って、本発明は上述のタイプの電気コネクタを提供し、そのコネクタは、前記係止部材が、前記相手側コネクタハウジングの係止突起に相補的に係合し、前記係止部材の前記係止位置で軸方向における停止を提供するように適合された歯部を含んだ柔軟な梁を備え、該柔軟な梁が前記係止部材の軸方向の軌跡上で弾性的に変形可能であり、スナップ式係合の効果は前記柔軟な梁の軸方向および曲げ方向の両方向における弾性力によって提供されている。

本発明は、後述の限定例ではない発明の一実施形態の記載を読むことで、より理解されるであろう。

本発明によるコネクタ１が図１に示されており、従来の相手側コネクタ３（図示した実施例のヘッダ）が図２に部分的に示されている。

これらのコネクタ１および３は自動車用アプリケーションに使用されるタイプの接続部材を共に形成している。

図において、Ｘ軸はコネクタ１に関する嵌合方向を示しており、コネクタ１からヘッダ３に向かって嵌合状態になるように向いている。

本明細書中で使用されている向きまたは位置という語句、特に“前方”または“前”との語句は、この嵌合方向Ｘを参照している。

接続部材は任意の他の方向において使用されるかもしれないが、本明細書の記載を明確にするために、嵌合方向Ｘは水平であると仮定し、図３〜５の断面図は垂直面での断面図であると仮定する。“上”、“下”、“上方”、“下方”といったような向きまたは位置に関連する語は、同様に読むものとする。

図１および図３〜５に示された２方向コネクタは絶縁ハウジング１１を具備し、そのハウジングには複数の端子適合チャンバ１２が形成され、周ジョイント１３および係止手段１４が設けられ、コネクタをヘッダ３に離脱可能に係止している。

コネクタは端子１５も具備しており、他の端子はそれぞれの末端部でワイヤ１６に圧着され、ハウジング１１の個々の適合チャンバ１２内に固定して配置されている（図３〜５）。実施例において、端子１５は雌型端子である。

コネクタは、ハウジング１１の前領域に組み付けられ、且つ固定された第２の係止部材１７も備えている。前記第２の係止部材は、端子１５がここのチャンバ１２内で炊きせつな機能位置に収まることを確実にするために設けられており、個々のチャンバ内で高い端子保持力を提供している。

ハウジング１１は全体的に平行六面体状の前側内部２１を備え、適合チャンバ１２は貫通路として前側内部に形成され、ジョイント１３は前側内部の周囲に配置されている。

ハウジング１１は後部スカート２３も備え、そのスカートは全体的に平行六面体形状で、前側内部２１の後端から後方の外向きに突出している。スカート２３は１つの水平上壁２４を具備している。スカート２３は内側凹部を形成し、其の凹部は後端において開口し、グロメット（図示略）を適合させるために適している。

ハウジングは２つの垂直側壁２５、水平上壁２７を具備し、その上壁はスカートの上壁２４から垂直に離間され、且つハウジングの後面から前側内部２１の中央領域に延在している。

それぞれの側壁２５から内側に垂直に突出した水平プレート２８が形成され、その水平プレートはスカートの上壁２４とほぼ同一平面であり、前側内部２１の領域上のハウジングの前側から延在している。水平プレート２８はハウジング１１の一部分であり、互いに横方向に空間が空けられている。

従って、ハウジング１１には中空の空間によって形成された、軸方向のガイドレールが形成され、その空間は側壁２５、上壁２７、および壁２４を伴ったプレート２８の間に形成される空間である。ガイドレール２９は前側部において開口し、低壁３０によって後部において閉じられている。係止手段１４はガイドレール２９に適合している。

ハウジング１１は好適にはプラスチック材料で一体的に形成されている。

係止手段１４は係止部材３３を具備し、実施例に示しているように、コイルばね３５に関連した付勢手段が構成している。

係止手段３３は、例えば、プラスチック材料で一体的に形成されてもよく、通常の使用状態において、基本的に変形しないように適合されているスライド部材３７と、そのスライド部材３７から軸方向前向きに突出している柔軟な梁３９とを含んでいる。

柔軟な梁３９は前側において自由端となっており、係止部材３３にはこの自由端において操作部（またはボタン）が設けられている。

中央部において、柔軟な梁３９は、ばね３５の前端部によって好適に係合される停止手段４３を伴って形成されている。停止手段４３は後部軸方向突起４５を備え、その前端部においてばね３５が適合する。その適合する方法では、底壁３０には前方を向いた類似の軸方向突起４６が形成されており、その後端においてばね３５が適合されることが可能になっている。

停止手段４３と自由端との間において、柔軟な梁３９には歯部４７が設けられており、図３の垂直面におけるその断面は、ほぼ垂直な前側４８と、垂直方向に対して上方にわずかに傾斜した後側４９とを備えた略長方形状となっている。

歯部４７の後側または後面４９は、後方において軸方向の停止を提供するための境界面を形成し、すなわち、嵌合方向に向き合った方向において、補完的な係止突起（これより後に記載する）の垂直面が形成されている。その傾斜のために、この境界面４９は、垂直な補完面に係合される場合に、係止位置においてくさび効果を提供している。

ハウジング１１に組み付けられた場合、係止手段１４はガイドレール２９内に配置され、そこでは係止部材３３は、停止手段４３と底壁３０との間に組み込まれた軸方向ばね３５とともに軸方向にスライド可能である。ばね３５は軸方向において維持され、圧縮された場合にほぼ整列し且つ対向した突起４５および４６の効果によって、底壁３０と停止手段４３とに支持されている。

係止部材３３はガイドレール２９（図３では中立位置）内で中立位置に寄せられ、ボタン４１と歯部４７とは、ばね３５の圧縮によってその位置から前方に突出している。

係止部材３３は、スライド部材３７上およびガイドレール２９内に設けられた相補的な停止手段（図示略）に適合されることによって、中立位置内の前方に停止される。中立位置内で、ばね３５は圧縮の予圧がかけられた状態となっている。

コネクタ１および３が係合されたとき、中立位置は係止部材の係止位置にも一致している。

スライド部材３７がガイドレール内において軸方向に変位するのみである一方で、梁３９は、停止手段４３が上壁２７に隣接するまで上方に湾曲されることが可能である。

図２〜５に示されているように、コネクタ１の相手側コネクタの構成要素であるヘッダ３は、絶縁ハウジング５１と、雌型端子１５に一致する複数の雄型端子５５とを基本的に具備している。

ヘッダ３は例えば自動車用機器に好適に取り付けられている。

ハウジング５１は外周壁５７を備え、内側凹部５９を形成し、そこで雄型端子５９は軸方向に突出して、前記凹部５９は、双方のコネクタ１および３の嵌合において、補完的なハウジング１１の前部２１を軸方向に受容するために設計されている。

該周壁５７はほぼ平坦であり、水平で、係止突起６３と停止突起６５を備えて成されている。これらの突起６３および６５は軸方向にオフセットしており、それらの間にノッチ６７が形成され、ノッチ６７は、係止位置において係止部材の歯部４７が受容されるために設けられている。

突起６３および６５は通常の使用態様およびとくにコネクタ１および３の嵌合時においては変形せず、柔軟な梁３９のみが係止時において湾曲される。

係止突起６３は、垂直方向および軸方向に延在した、２つの対向している側面６３Ａを備えたブロックとして形成され、第１の傾斜面６３Ｂ、第２の傾斜面６３Ｃ、および垂直面６３Ｄの間で嵌合方向に沿って延在している。

コネクタ1に取り付けられる嵌合方向Ｘにおいて、第１の傾斜面６３Ｂは平面６１から上方に傾斜しており、一方で傾斜面６３Ｃは垂直面６３Ｄの上端部に下る傾斜を形成している。従って、傾斜面６３Ｂと６３Ｄとは逆傾斜を形成し、上端部において合体している。

示されている実施例において、第１の傾斜面６３Ｂは垂直方向に対して４０°未満の傾斜角を有し、より具体的には約３０°である。第２の傾斜面６３Ｃは水平方向に対して３０°未満の傾斜角を有し、より具体的には約１５°である。

垂直面６３Ｄは歯部４７の後面４９のための隣接面を形成し、嵌合方向Ｘに対向する方向において軸方向の動きを停止させている。

停止突起６５も面６３Ｄに対向した垂直面６５Ｄを備えており、その垂直面は歯部４７の前面４８のための隣接面を形成し、嵌合方向Ｘにおいて軸方向の動きを停止させている。

図３〜５を参照すると、ここでは接続デバイス１および３の嵌合における、係止手段の機能する様子が記載されている。

図３は嵌合の第１ステージを示しており、ハウジング１１の前部２１が補完的なハウジング５１の凹部５９の入口領域を貫通している。この位置において、歯部４７の前側下部の端部は、係止突起６３の第１の傾斜面６３Ｂと、傾斜面の基端部において接触状態となっている。

端子１５および５５は互いに接触しておらず、このステージでは電気的接続が可能となっていないことがわかる。

この嵌合ステージから挿入が続けられた場合、面６３Ｂの傾斜角のために、歯部４７は、ばね３５を圧縮し且つ梁３９をたわませて、傾斜面６３Ｂ上を上方に向かってスライドしていく。ばね３５の圧縮と梁３９のたわみとのために、挿入力は、ばねが解放されるまで大きく増加していく。

図４は、嵌合が更に進んだステージで、ばね３５の圧縮が最大になった状態を示しており、歯部４７は、第１の傾斜面６３Ｂの頂点（または上端）近傍の頂部領域に到達している。このステージにおいて、圧縮されたばねの負荷は、歯部４７が頂上を乗り越え、完全な係止位置に達するほどに大きくなっている。

端子１５および５５の接続は、図３および４に示された位置の間の位置を含んだ嵌合位置の中間（図示略）から可能となっている。この位置に到達する前には、ばねの軸方向の圧縮負荷は、突起６３によって歯部４７にかけられる挿入抵抗を乗り越えるほど十分な大きさではなく、コネクタ１はヘッダ３から放出される。

従って、コネクタ１は、電気的接続をまったく確立することなくヘッダ３から放出されるか、または端子１５および５５が通常の使用位置（接続完了位置）において相互に係合されている、完全に係止している位置に強制的に到達されるかのどちらかである。

言い換えると、接続デバイス１および３は不完全な嵌合位置に置かれることはなく、そこでは電気的接触が確立されている。

接続デバイス１および３の完全な接続位置は、図５に示されている。この位置において、それは安定した接続位置であり、歯部４７はノッチ６７に係合されて、垂直面６３Ｄと６５Ｄとの間で軸方向に関して停止されている。先に述べたように、歯部の後面４９はその下部において面６３Ｄと接触しており、傾斜によってくさび効果が得られている。

この位置において、ボタン４１はハウジング１１から突出し、容易に操作可能である。図４に示された位置から図５に示された係止完了位置に到達する前に、歯部４７は係止部材３３を伴って、ばねの付勢力によって前方に押され、梁３９は湾曲する方向にさらに変形する。次に歯部４７は突起６３の頂上を通過し、面６３Ｃの下方にスライドする。

面６３Ｃの傾斜は、歯部４７が安定した位置において頂上で停止できないことを確実にしている。

ノッチ６７内で歯部４７を付勢しているスナップ式の効果は、ばねの圧縮と針の湾曲との両方によって生み出され、梁３９の曲げ方向および軸方向における弾性力によるものである。

図５に示された嵌合完了および係止位置から開始して、接続デバイス１および３はボタン４１を起こすことで開放され、その手順はノッチ６７から歯部４７が離れ、ハウジング１１の軸方向の分離動作が発生するによって、ヘッダが固定された位置に維持される。

上に記載された発明は、係止手段の堅牢性の増加と、接続の安全性とを提供している。本発明は従来技術のヘッダを使用することを可能にしており、インターフェイスの変更はなく、本発明は既存のコネクタを少し改良することを含んでいる。

本発明の他の利点は、コネクタの完全嵌合において、係止手段によって発生されるクリック音にあり、オペレータのための接続デバイスの状態の情報を可聴式に構成している。

本発明による電気コネクタの分解斜視図を示している。 本発明によるコネクタと嵌合することに好適な、従来のタイプの相手側コネクタの斜視図を示している。 図１および２のコネクタの相互に部分的に嵌合した２つの連続するステージにおける、端子適合チャンバの軸方向の中央面での断面図を示している。 図１および２のコネクタの相互に部分的に嵌合した２つの連続するステージにおける、端子適合チャンバの軸方向の中央面での断面図を示している。 完全に嵌合した状態における、図３および４と同様の図を示している。

符号の説明

１ コネクタ
１１ ハウジング
１２ チャンバ
１３ 周ジョイント
１５ 端子
２１ 前側内部（前部）
２５ 垂直側壁
２７ 水平上壁
２８ 水平プレート
２９ ガイドレール
３３ 係止部材
３５ コイルばね
３７ スライド部材
３９ 柔軟な梁
５１ 相手側コネクタハウジング
６３ 係止突起
６５ 停止突起

Claims (11)

1. 嵌合方向（Ｘ）に沿って相手側コネクタと好適に嵌合されて、且つ
   絶縁ハウジング（１１）と、係止位置において該絶縁ハウジング（１１）を相手側コネクタハウジング（５１）に離脱可能に係止するために設けられた係止手段である係止手段と、を備え、
   −前記ハウジング（１１）に組みつけられて、伸ばされた係止位置と縮められた位置との間で軸方向にスライド可能である、部分的に変形可能な係止部材（３３）と、
   −該係止部材（３３）を係止位置に向かって軸方向に付勢する付勢手段（３５）と、を具備した電気コネクタにおいて、
   前記係止部材（３３）は、前記相手側コネクタハウジング（５１）の係止突起（６３）に相補的に係合し、前記係止部材（３３）の前記係止位置で軸方向における停止を提供するように適合された歯部（４７）を含んだ柔軟な梁（３９）を備え、
   該柔軟な梁（３９）は前記係止部材（３３）の軸方向の軌跡上で弾性的に変形可能であり、
   前記歯部（４７）は嵌合動作の第１ステージにおいて前記係止突起（６３）と接触するように形成され、前記嵌合動作が継続された場合、前記歯部は前記付勢手段（３５）を圧縮することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記ハウジング（１１）は軸方向のガイドレール（２９）を備え、
   前記係止部材（３３）は前記ガイドレール（２９）内で軸方向に移動可能なスライド部材（３７）を備え、
   前記柔軟な梁（３９）は前記嵌合方向（Ｘ）において前記スライド部材（３７）から軸方向に突出していることを特徴とする、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記係止部材（３３）は、係止位置から該係止部材（３３）を解放するための操作部（４１）を備え、該操作部（４１）は前記ハウジング（１１）から突出していることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気コネクタ。
4. 前記柔軟な梁（３９）は前記嵌合方向（Ｘ）を向いた自由端を備え、前記歯部（４７）は前記自由端に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
5. 前記操作部（４１）は前記柔軟な梁（３９）の自由端に設けられていることを特徴とする、請求項３および４の双方に記載の電気コネクタ。
6. 前記歯部（４７）は境界面（４９）を備え、前記係止部材（３３）が係止位置にあるとき、前記境界面（４９）は前記嵌合方向（Ｘ）に対向した向きで軸方向における停止と、前記相補的な係止突起（６３）を伴ったくさび効果と、を提供していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
7. 前記付勢手段（３５）は、前記ハウジング（１１）と前記柔軟な梁（３９）との間に割り込んでいることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気コネクタ（１）と、
   前記相手側コネクタハウジング（５１）と、前記歯部（４７）によって係合可能な係止突起（６３）とを具備している相手側コネクタ（３）と、を含んでいることを特徴とする電気的接続デバイス。
9. 前記係止突起（６３）は、前記相手側コネクタハウジング（５１）に堅固に取り付けられ、前記接続デバイス（１，３）が嵌合するときにほとんど変形しないことを特徴とする、請求項８に記載の電気的接続デバイス。
10. 前記相手側コネクタ（３）の前記係止突起（６３）は、嵌合方向（Ｘ）に沿って第１（６３Ｂ）および第２（６３Ｃ）の逆傾斜面を備え、それらの間で頂点部を形成し、且つ前記嵌合方向（Ｘ）にほぼ垂直な隣接面（６３Ｄ）を備えていることを特徴とする、請求項９に記載の電気的接続デバイス。
11. 前記コネクタ（１）と相手側コネクタ（３）とは、個々のハウジング（１１，５１）内に、一致するように配置された個々の端子（１５，５５）を備え、該端子は、コネクタ（１，３）が嵌合した時に、一組の一致した端子となり、前記係止部材（３３）の前記付勢手段（３５）によって一度だけ付勢力をかけられて電気的接続状態となり、前記付勢力は、係止完了位置において、相補的な前記係止突起（６３）に係合するための前記歯部（４７）のために必要な弾性力よりも大きくなっていることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の電気的接続デバイス。

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