JP2008536289A - ロック機構を備えた電気コネクタ - Google Patents

Abstract

電気コネクタは、ハウジングと、ハウジングに配置される少なくとも１つのピボットを中心に回転可能に支持されたレバーとを含む。レバーは、ピボットを中心に係合前位置から最終係合位置までの範囲内で回転する。レバーは、レバーの回転運動に従って、嵌合対となるコネクタ内に配置されたボスに嵌合する凹部を有する。さらに、レバーは、その圧接片に配置されたコネクタロック部を含む。コネクタロック部は、圧接片から下方に延在するベース部と、ベース部に支持され、前記回転運動のほぼ接線方向に延在するフラップ部と、ハウジングに配置された係合部と最終係合位置で係合するようにフラップ部の第１の自由端付近に配置された戻り止めとを含む。
【選択図】図１０Ａ

Description

本発明は電気コネクタに関し、特に、嵌合対となる電気コネクタとの結合を保証するロック機構を備えた電気コネクタに関する。

電気コネクタは、多くの電子装置においてワイヤハーネスを接続するために使用されるコア構成要素である。近年電子装置はますます複雑になり発展している。その結果として、ワイヤハーネスの数とともに、電子装置に使用される電気コネクタの数も増加している。また数ダースのターミナルまたは極を備えることが可能な比較的大きなコネクタも発展している。このようなコネクタは典型的に、光ファイバー並びに通信用及び電力用電線のような様々な型のターミナルに対応するサブハウジングまたはサブコネクタを含む。

コネクタは典型的にコネクタ製造業者によって製造され、その後ワイヤハーネスを取り付けるためハーネスアセンブラに提供される。メスコネクタの組立プロセスにおいて、ワイヤハーネスの末端に配置されるターミナルは、ハウジングの後側からハウジングに嵌入可能である。メスコネクタは典型的に、ハウジングランスとも呼ばれる戻り止めをハウジング内に備える。ワイヤハーネスのターミナルがハウジングに嵌入される際、ターミナルに接触することによってハウジングランスの一部が上方に動かされ、それに従ってハウジングランスが弾性復帰し("snap" back)ターミナルのノッチと係合することが可能である。ＴＰＡ(ターミナル位置保証)部材が次にハウジングに嵌入され、ハウジングランスの望ましくない動作を規制するためにハウジング内の隙間を埋める。例えば、ＴＰＡ部材はハウジングの前側面からハウジングに嵌入されることによって隙間を埋め、ランスの動作を規制する。最終製品としてのメスコネクタは、嵌合対となるコネクタ、即ちオスコネクタと結合可能である。より大きなコネクタは典型的に、嵌合対となるコネクタと結合するのにより大きな力を必要とする。従って、より大きなコネクタは一般的に、必要な挿入力を減少させるためにレバー機構のような挿入補助機構を備える。挿入補助機構は典型的に、コネクタ間での信頼できる接続を保証するためにコネクタロック機構としての役割も兼ねている。

図１Ａは従来のメスコネクタにおけるコネクタロック機構を示したものである。メスコネクタ１は、メスコネクタ１の後面から嵌入されるワイヤハーネス３を含む。メスコネクタ１は、ケース４内に配置されたプリント基板５に取り付けられたオスコネクタ２にまさに接続しようとしているところである。メスコネクタ１はまた前面に配置されているＴＰＡ部材１２を含む。円筒状突起部１３はハウジング１１の両側面に配置され、ほぼ逆Ｕ字形のレバー１４が突起部１３によって回転可能に支持される。レバー１４は、図１に示されるように係合前位置で停止する。レバー１４は、オスコネクタ２のハウジング内面に配置されている円筒状ボス１５の周りに嵌着するように構成されるアーチ形凹部１６を有する。嵌合対となるコネクタ１と２の接続において、ボス１５は凹部１６のガイド部１６aと接触する。続いて、メスコネクタ１をオスコネクタ２と結合するために、レバー１４を矢印Ａの方向へ回転させることによってボス１５を凹部１６に完全に嵌着させる。レバー１４は２つのアーム１４１と、２つのアーム１４１に支持されている圧接片１４２とを含む。樹脂材料でできた柔軟性のあるレバーロック部１７は、圧接片１４２の中央に近接して懸架される。レバーロック部１７はほぼＵ字形の断面を有しており、戻り止め１７aを弾性的に支持する。戻り止め１７aは、ハウジング１１の対応部分に配置された係合部１８と係合位置において嵌合可能であり、レバー１４の回転運動を規制する。このように、ボス１５の凹部１６への嵌合が保持され、結果として相補する２つのコネクタ１と２との間の接続が保証される。

さらに図１Ａを参照すると、従来のメスコネクタ１のレバーロック部１７は、移動中の外部衝突等を避けるため、逆Ｕ字形レバー１４の圧接片１４２から懸架されるように構成される。ワイヤハーネス３が取り付けられたメスコネクタ１が次のプロセスに移行し図１Ａに示される係合前位置にあるレバー１４とともに移動する間、レバーロック部１７が取り付けられたワイヤハーネス３へ接触することは避けられない。従って、レバーロック部１７は過大な力を受けやすい。そして一定期間経過すると、レバーロック部１７は最終的に変形しロック機構が適切に機能しなくなる。さらに具体的には、図１Ｂに示されるように、レバーロック部１７が変形しレバーロック部１７の自由端は、本来の隙間長ｇよりも小さい隙間長ｇ’を得る。その結果として、戻り止め１７aとハウジング１１の係合部１８との係合が浅くなり、たとえ僅かな力がレバー１４に加えられただけでも、戻り止め１７aと係合部１８の望ましくない離脱が起こり、相補する２つのコネクタ１と２とがレバー１４の回転運動によって分離する可能性がある。

本発明の一つの観点によると、本発明の電気コネクタはハウジング、及び、前記ハウジングに配置される少なくとも１つのピボットに回転可能に支持されたレバーを含む。前記レバーは、前記ピボットを中心に係合前位置から最終係合位置までの範囲内で回転する。前記レバーはまた、前記レバーの回転運動に従って嵌合対となるコネクタ内に配置されたボスに嵌合嵌着する凹部を有する。さらに、前記レバーは、その圧接片(beam)に配置されたコネクタロック部を含む。前記コネクタロック部は、前記圧接片から下方へと延在するベース部、前記ベース部に支持され、前記回転運動の実質的に接線方向に延在するフラップ部、及び、前記ハウジングに配置された係合部と前記最終係合位置にて係合するように前記フラップ部の第１の自由端付近に配置された戻り止めを含む。

本発明の他の観点及び効果は、以下の記載及び添付した特許請求の範囲から明らかとなる。

本発明は、本発明に対応する方法に従って作られ、添付したの図面に示される典型的な実施形態を参照して記載されている。

図２及び３は本発明の一実施形態による電気コネクタである。ここで図２を参照する。メスコネクタ１はレバータイプのコネクタロック機構１４を備えるメスハウジング１１を含む。コネクタ１は典型的に、コネクタ製造装置によって製造され、その後ワイヤハーネスを取り付けるためハーネスアセンブラに提供される。ワイヤハーネスを電気的に相互接続するため、コネクタ１は嵌合対となるコネクタ、即ちオスコネクタ、と接続可能である。ハウジング２のサイズは、大体においてターミナルまたは極のサイズ及び数によって決まる。

ハウジング１１は、成形法を用いて、プラスチックのような絶縁体でできた一体構成部品である。ハウジング１１は代わりに公知の他の材料及び方法で形成されてもよい。ハウジング１１は前面に前方収容部１１a、及び後面に後方収容部１１bを有する。前方収容部１１aはＴＰＡ部材１２を中に収容し、極の数に対応する複数のターミナルスロット１９がそれに応じて構成されている。ＴＰＡ部材１２は上述されているようにワイヤハーネス３の適切なターミナル位置を保証する。ハウジング１１の前方収容部１１aにある複数のターミナルスロット１９は、後方収容部１１bにある複数のターミナルスロットとハウジング１１内の通路(図示せず)を通してつながっている。ワイヤハーネス３の末端に配置されたターミナルがハウジング１１の後方収容部１１bに設けられたターミナルスロットに挿入されていると共に、ＴＰＡ部材１２がハウジングの前方収容部１１aに嵌合され、それによって最終製品としてのメスコネクタが構成されている。ただし、図２は、ワイヤハーネスがハウジング１１に嵌入する前にＴＰＡ部材１２がすでに取り付けられているメスコネクタ１の構成を示している。コネクタ１のタイプにもよるが、コネクタ１はＴＰＡ部材１２を側面または底面から収容するように構成されてもよい。

ハウジング１１は、コネクタロック機構としての役割を持つレバー１４を備える。この実施形態では、レバー１４がほぼ逆Ｕ字形に形成され、横に延在する圧接片１４２は両側端で２つのアーム１４１に支持されている。円筒形状を有し、回転軸となる一対の突起部１３は、ハウジング１１の両端に配置されている。２つのアーム１４１が突起部１３に回転可能に支持され、それによってレバー１４は、突起部１３を中心に回転運動するように構成されている。さらに、テーパ部を有するストッパ２０は、ハウジング１１の一側面に配置されている。ストッパ２０はレバー１４のエッジ部１４aと接触することがあり、それによってレバー１４は係合前位置で前もって制止される。ストッパ２０はハウジング１１の両端に配置されてもよい。ストッパ２０は、所定の外力に応じてハウジング１１の側面へのほぼ正常方向に弾性的に移動するように構成されている。一定の回転力がレバーに矢印Ａで示される方向に加えられた際、ストッパ２０がエッジ部１４ａに接触することによってハウジング１１に押入され、レバー１４の回転運動が可能になる。レバー１４は、係合前位置から最終係合位置までの範囲内で回転運動可能であり、最終係合位置とは、後述するレバー１４のレバーロック部２１が係合部１８と係合状態にある位置である。

レバー１４はまた、図１Ａに示されるような嵌合対となるコネクタ２のボス１５に嵌合するアーチ形凹部１６を含む。メスコネクタ１とオスコネクタ２との接続過程において、ボス１５は最初に凹部１６のガイド部１６aと接触する。その後、レバー１４とボス１５間の反力を配慮しメスコネクタ１とオスコネクタ２とが接続するように、レバー１４の矢印Ａ方向への回転運動によって、ボス１５が凹部１６に嵌合する。挿入補助機構は結合過程における挿入力を減少可能であり、相補する２つのコネクタ１と２との結合を確実にする。

図４〜８は、レバー１４の詳細な構成を示したものである。レバーロック部２１は、２つのアーム１４１に接続している圧接片１４２の中央に近接して配置されている。

ここで図８を参照すると、レバーロック部２１は、圧接片１４１の底面から下方に延在するベース部２１１、ベース部２１１に支持され、回転方向の実質的に接線方向に延在するフラップ部２１２、及び、フラップ部２１２の一自由端にあり下方に延在する戻り止め２１３を含む。この構成によって、フラップ部２１２はベース部２１１を支点としてシーソーのように上下運動可能である。具体的には、外力Ｆがフラップ２１２の反対側の末端に上方に加えられた場合、戻り止め２１３は矢印Ｍで示されるように下方に移動する。一方、外力Ｆ’がフラップ２１２の反対側の末端に下方に加えられた場合、戻り止め２１３は矢印Ｍ’で示されるように上方に移動する。フラップ部２１２は図７で示されるような長方形に形成されているが、当業者ならばこの構造は本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良することが可能であることが理解できるであろう。

図３で最もよく示されているように、戻り止め２１３と係合する係合部１８は、ハウジング１１の上部後方に近接して配置される。レバー１４の回転運動の結果として、ハウジング１１の係合部１８に接近する戻り止め２１３は、係合部１８のテーパ部１８aへ接触することよって上方に移動する。その後戻り止め２１３が弾性復帰し、係合面１８bと係合する。そして、レバー１４の回転運動が最終係合位置で規制される。図９は、最終係合位置に配置されたレバー１４が係合部１８と係合している様子を示したものである。この構成によって、嵌合対となるコネクタ２との接続過程の間、ボス１５の凹部１６への移動が保持される。結果として、相補する２つのコネクタ１と２との間の接続が確実に保証される。

図７を参照すると、レバー１４は、圧接片１４２のレバーロック部２１に近接して配置されたリブ２２を有してもよい。リブ２２はレバーロック部２１の両側に沿って構成されている。リブ２２は、レバーロック部２１に加えられる過大な力からレバーロック部２１を保護する。また、リブ２２はワイヤハーネス３が圧接片１４２とフラップ２１２との隙間に押入するのを防止することができる。加えて、利用者の指がリブ２２と係合可能であるという点から、リブ２２によって利用者またはアセンブラは、レバーロック部２１と係合部１８との係合を容易に解除することができる。

上述のコネクタ１は、ワイヤハーネス３がコネクタ１に挿入された後に嵌合対となるコネクタと接続することを目的としている。このように嵌合対となるコネクタと接続する前は、コネクタ１のレバー１４は係合前位置で保持される。従って、図１０Ａで示されるように、レバーロック部２１のフラップ部２１２は、ハウジング１１の後部１１bから後方へ延在する、取り付けられたワイヤハーネス３と干渉することがある。レバーロック部２１の構成において、ベース部２１１から懸架されるフラップ部２１２はレバー１４の回転運動の実質的に接線方向に延在する。このように、フラップ部２１２はベース部２１２を支点としてシーソーのように上下運動可能である。加えて、フラップ部２１２の後端部２１２aの方がフラップ部２１２の反対側の末端よりも、ワイヤハーネス３に干渉しやすい。このような構造であれば、たとえ後端部２１２aがワイヤハーネス３に干渉しても、後端部２１２aが上方に動かされ、反対側の末端に配置されている戻り止め２１３は下方に動かされる。言い換えれば、図１０Ａから明らかなように、最終係合位置における戻り止め２１３の移動によって係合部１８の係合面１８bとの係合はさらに深くなる。この実施形態によれば、たとえレバーロック部２１がワイヤハーネス３と長期間干渉することによって変形しても、変形する方向は戻り止め２１３と係合部１８との係合を強化する方向である。これは、レバーロック部２１と係合部１８との係合が確実に保証され、コネクタとコネクタとが意図的でなく分離してしまう事態を防止できる点で有利である。

本発明は限られた数の実施形態に関して記載されているが、この開示の利益を得る当業者であれば、本願明細書に開示した本発明の要旨を逸脱しない範囲で、他の実施形態も考案可能であることが理解できるであろう。従って、本発明の範囲は添付した特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである。

コネクタロック機構を有する電気コネクタであり、嵌合対となるコネクタとまさに結合しようとしているところである。 コネクタロック機構を部分的に拡大した図である。 レバーを備えたコネクタの斜視図であり、本発明の実施形態に従って、レバーが係合前位置に配置されている際のものである。 図２で示されるコネクタの右側面図である。 図２で示されるコネクタのレバーの斜視図である。 図５で示されるレバーの平面図である。 図５で示されるレバーの正面図である。 図５で示されるレバーの下面図である。 図７の線８-８に沿っておろされるレバーの横断面図 コネクタの右側面図であり、本発明の実施形態に従って、レバーが最終係合位置に配置されている際のものである。 本発明の実施形態に従って、コネクタのレバーロック部とワイヤハーネスとの干渉を示した図である。 レバーロック部とハウジングの係合部が係合状態にある図である。

Claims (16)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに配置された少なくとも１つのピボットと、
   圧接片を有し、前記ピボットを中心に第１の位置から第２の位置までの範囲内で回転するレバーと、
   前記ハウジングに配置された係合部と、
   前記圧接片に配置されたロック部とを備えたコネクタであって、
   前記レバーが、前記レバーの回転運動に従って、嵌合対となるコネクタ内に配置されたボスに嵌合する凹部を有し、
   前記ロック部は、
   前記圧接片から下方に延在するベース部と、
   前記ベース部に支持され、前記回転運動の実質的に接線方向に延在するフラップ部と、
   前記フラップ部の第１の自由端付近に配置され、前記第２の位置で前記係合部と係合する戻り止めとを備えることを特徴とするコネクタ。
2. 前記係合部は前記ハウジングの上部後方に配置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。
3. 前記ロック部は前記圧接片の中央付近に配置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。
4. 前記圧接片は前記フラップ部を保護するために前記ロック部付近に配置された突起部を有することを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記戻り止めは前記フラップ部から下方に延在することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
6. 前記フラップ部は前記第１の自由端の反対側の末端に位置する第２の自由端を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
7. 前記フラップ部は、前記ベース部が前記フラップ部を支持するところを支点としてシーソーのような上下運動をするように、前記フラップ部に加えられる外力によって移動可能であることを特徴とする請求項６に記載のコネクタ。
8. 前記戻り止めは前記外力が前記第２の自由端付近の部分に加えられると下方に移動することを特徴とする請求項７に記載のコネクタ。
9. 前記ハウジングの後部から前記ハウジングに挿入された複数のワイヤハーネスをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
10. 前記係合部は前記ハウジングの上部後方に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のコネクタ。
11. 前記圧接片は前記フラップ部を保護するために前記ロック部付近に配置された突起部を有することを特徴とする請求項９に記載のコネクタ。
12. 前記突起部のサイズ及び形状は、前記フラップ部と前記複数のワイヤハーネスとの干渉量が調節されるように選択されていることを特徴とする請求項１０に記載のコネクタ。
13. 前記第２の自由端は、前記第２の自由端が上方に移動するように前記第１の位置で前記複数のワイヤハーネスと干渉することを特徴とする請求項９に記載のコネクタ。
14. 前記圧接片の両端で前記圧接片を支持するための少なくとも２つのアーム部を前記レバーが有し、前記２つのアーム部は前記ハウジングの両側面に配置された少なくとも２つのピボットによって回転可能に支持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。
15. 前記ハウジングに配置され、前記レバーが前記第１の位置で停止させるストッパをさらに備え、前記ストッパは前記レバーの回転運動によって前記レバーの嵌合を解除することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
16. オスである第１のコネクタとメスである第２のコネクタを備えるコネクタセットであって、
    前記第１のコネクタが、
    第１のハウジングと、
    前記第１のハウジングに配置されたボスとを備え、
    第２のコネクタが、
    前記第１のハウジング内に嵌合する第２のハウジングと、
    前記第２のハウジングに配置された少なくとも１つのピボットと、
    圧接片を有し、前記ピボットを中心に第１の位置から第２の位置までの範囲内で回転するレバーと、
    前記第２のハウジングに配置された係合部と、
    前記圧接片に配置されたロック部とを備え、
    前記レバーが、前記レバーの回転運動に従って、前記第１のコネクタの前記ボスに嵌合する凹部を有し、
    前記ロック部は、
    前記圧接片から下方に延在するベース部と、
    前記ベース部に支持され、前記回転運動の実質的に接線方向に延在するフラップ部と、
    前記フラップ部の第１の自由端付近に配置され、前記第２の位置で前記係合部と係合する戻り止めとを備えることを特徴とするコネクタセット。

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