JP4629772B2 - ロック機構を備えた電気コネクタ - Google Patents

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部品である。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。例えば、メスコネクタの組立過程において、ワイヤハーネスの各端に配置されたターミナルは、ハウジングの後側からハウジングに挿入されることがある。メスコネクタは典型的に、ハウジングランスまたはターミナルランスとも称される戻り止めをハウジング内に備えている。ワイヤハーネスのターミナルがハウジングに挿入されるとき、戻り止めの一部がターミナルとの干渉によって上方に移動し、その後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挿入され、戻り止め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。典型的なコネクタで示されるように、ＴＰＡ部材がハウジングの前側面からハウジングに挿入され、それによってＴＰＡ部材は隙間を埋め、戻り止めの動作を規制する。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、互いに結合する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を含んでもよい。

本発明の１つの観点によると、電気コネクタはボスが配置された嵌合対となる相手側コネクタと結合するコネクタであって、ハウジング及び前記ハウジングに配置された回転軸に回転可能に支持されたレバーを含む。前記レバーは、前記回転軸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ように構成されている。前記レバーは、エッジ部及び前記エッジ部付近に設けられた凹部を有する。前記レバーはまた、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で係合するための戻り止めを有するロック機構を含む。さらに、前記ハウジングは一表面に配置された可動ストッパを含む。前記可動ストッパは、前記レバーが前記係合前位置にあるとき、前記レバーの前記凹部の開口付近に位置すると共に前記エッジ部と係合する。前記嵌合対となるコネクタと結合するとき、前記可動ストッパは最初に前記ボスと干渉し、そして前記レバーの前記エッジ部との係合を解除するように変位する。このように前記エッジ部との係合が解除され、それによって前記レバーは前記ボスが前記凹部に嵌合しようとしている間前記回転軸を中心に自由に回転する。

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、添付した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おり、対応する典型的な方法に従って作られている。

図１は本発明の一実施形態によるコネクタ１を示しており、嵌合対となるコネクタ２とまさに結合しようとしているところである。コネクタ１はメスタイプのものである。メスコネクタ１は、レバータイプの挿入補助機構及びコネクタ１に取り付けられるワイヤハーネス３を備えている。コネクタ２はオスタイプのものである。オスコネクタ２はケース４に配置されたプリント基板５に取り付けられている。ワイヤハーネス３が取り付けられたコネクタ１は、プリント基板５に取り付けられたコネクタ２と結合し、それによってターミナルの電気的相互接続という結果になる。コネクタ１のサイズは大体において、ターミナルのサイズ及び数によって決まる。

引き続き図１を参照すると、メスコネクタ１はハウジング１１を含む。ターミナル位置保証（ＴＰＡ）部材１２がハウジング１１の前面に配置されている。ハウジング１１は両側面に配置された円筒状の突起部１３を含み、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ている（図２にも示される）。レバー１４は、オスコネクタ２のハウジングの内面に配置された円筒状ボス１６の周りに嵌合するように構成されたアーチ形の凹部１５を含む。ハウジングはまた、面取りをした角を備えた可動ストッパ１７を含む。この実施形態において、可動ストッパは、テーパ面１７１a、１７１b、及び１７１cから成るテーパ部１７１を有するように構成されている。可動ストッパ１７は側面に配置され、図１で示されるような係合前位置でレバー１４のエッジ部１４aと係合するように構成されている。

互いに嵌合対となるコネクタ１と２の結合において、ボス１６は可動ストッパ１７のテーパ部１７１と接触する。ボス１６は可動ストッパ１７をハウジング１１の内側に移動させ、それによって可動ストッパ１７とレバー１４のエッジ部１４aとの係合を解除することができ、そして凹部１５のガイド部１５aと接触する。その後、レバー１４の矢印Ａ方向への回転によって、メスコネクタ１とオスコネクタ２とを結合するためボス１６が凹部１５に完全に嵌合する。

レバー１４はまたコネクタロック部１８を含む。コネクタロック部１８は、レバー１４が最終係合位置にあるとき、ハウジング１１の対応部分に配置された係合部１９と係合し、それによってレバー１４の回転運動を規制する。従ってボス１６の凹部１５への嵌合が維持され、その結果、互いに嵌合対となるコネクタ１と２との間の接続が保証される。

図２〜４は本発明の一実施形態によるコネクタを詳細に示したものである。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。ここで図２及び３を参照すると、ハウジング１１は前面に前方収容部１１aを、後面に後方収容部１１ｂを有する。前方収容部１１aはＴＰＡ部材１２を収容し、ターミナルの数に対応した複数の前方ターミナルスロット２０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にある複数の前方ターミナルスロット２０は、後方収容部１１bにある複数の後方ターミナルスロットとハウジング１１内の通路を通してつながっている（図示せず）。ＴＰＡ部材１２がハウジングの前方収容部１１aに嵌合されるとともに、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に設けられた後方ターミナルスロットに挿入され、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る。なお図２は、ワイヤハーネスをハウジング１１に挿入する前にＴＰＡ部材１２がすでに取り付けられたメスコネクタ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いてもよい。

上述されているように、ハウジング１１はコネクタロック機構としての役割も果たすレバー１４を備えている。この実施形態において、レバー１４はほぼ逆Ｕ字形に形成されており、横に延在するはり(beam)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１対の突起部１３はハウジング１１の両側面に配置されている。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を中心に回転するように構成されている。コネクタロック部１８ははり１４２の中央付近に配置されている。コネクタロック部１８ははり１４２から懸架されたフラップ部１８１、及びフラップ部１８１の自由端に配置された戻り止め１８２を含む。係合部１９は、ハウジング１１の上部後方に戻り止め１８２に対応するように配置されている。レバー１４の回転運動に従ってハウジング１１の係合部１９に接近する戻り止め１８２は、テーパ部１９aとの干渉によって上方に移動する。その後、戻り止め１８２は弾性復帰し係合面１９bと係合する。この結果として、図４で示されるようにレバー１４の回転運動が最終係合位置で規制される。

図３で示されるように、可動ストッパ１７はハウジング１１の一側面に配置されている。可動ストッパ１７はテーパ部１７１を含む。ここで、可動ストッパ１７はレバー１４のエッジ部１４aと係合前位置で係合する。可動ストッパ１７はハウジング１１の両側面に配置されていてもよい。可動ストッパ１７は加えられた外力によってハウジング１１の内側に変位するように構成されている。

可動ストッパ１７の詳細は以下で述べられる。図５はハウジング１１の右側面図を示したものであり、図６はレバー１４が取り付けられたハウジング１１の構成の右側面図を示したものである。さらに、図７はレバー１４を備えたハウジング１１の図６に示される線Ａ−Ａに沿った横断面図を示したものである。

図５を参照すると、ハウジング１１と一体的に形成された可動ストッパ１７は、テーパ面１７１a、１７１b及び１７１cを少なくとも有するテーパ部を含む。テーパ部は加えられた外力によって可動ストッパ１７が内側に変位するのに寄与する。可動ストッパ１７を備えた干渉部（即ち、エッジ部１４a及び１４b、及び／またはボス１６）は、代わりに面取りをされていてもまたは円形でもよい。可動ストッパ１７は、ハウジング１１の内側に移動するために、ハウジング１１の後部から延在するカンチレバーのようなはり１７２に弾性的に支持されている。具体的には図７で示されるように、可動ストッパ１７とハウジング１１との間にスペースＳが形成されており、そのため可動ストッパ１７は加えられた外力によってスペースＳに収容される。

図６を参照すると、可動ストッパ１７の位置は、最終係合位置に配置されたレバー１４の凹部１５の開口付近に配置されるように選択される。レバー１４が係合前位置に配置されるとき、レバー１４は可動ストッパ１７の水平面１７１dと係合する（図７）。ここで図８を参照すると、コネクタ１と２との結合において、コネクタ２のボス１６は、最初に可動ストッパ１７のテーパ面１７１aと干渉し、それによって可動ストッパ１７をハウジング１１の横方向（即ち内側）に変位させるように反力が生じる。その結果として、可動ストッパ１７が僅かにスペースＳに押し込まれる。

可動ストッパ１７がボス１６との干渉によってスペースＳに逃げるとき、可動ストッパ１７のテーパ面１７１bはレバー１４のエッジ部１４aとの干渉を受ける。そしてレバー１４の回転運動に従って、可動ストッパ１７を横方向にさらに変位させるように反力が生じる。従って、可動ストッパ１７が完全にスペースＳに押し込まれ、それによってレバー１４は自由に回転することが可能になる。レバー１４の更なる回転運動によって、スペースＳに変位した可動ストッパ１７はレバー１４との干渉から解放され、それに応じて可動ストッパ１７が最初の位置に復帰する。レバー１４が最終係合位置に配置されるとき、レバー１４はロック部１８と係合部１９との係合によって単純にロックされるが、可動ストッパ１７とは係合しない。上述したような回転運動とは対照的に、レバー１４が最終係合位置から係合前位置まで回転するとき、レバー１４の外エッジ部１４bが可動ストッパ１７のテーパ面１７１cと干渉する。従って可動ストッパ１７がスペースＳに押し込まれ、その後最初の位置に復帰しレバー１４を規制する。

詳細が上述されている様々な構成の結果として、本発明の実施形態は、いくつか上述されている以下の効果を１つまたは複数含むことがある。本発明の一実施形態によると、例えば、メスコネクタは係合前位置で一時的にレバーを固定するためのストッパを含む。従って、コネクタ搬送中のレバーの揺動を規制することが可能であり、それによってレバーの損傷を防止する。さらに、利用者またはアセンブラはレバーが係合前位置に適切に配置されているかどうかを容易に確認することができ、このことにより組立効率が上がる。

さらに、本発明の一実施形態によると、レバーを備えたコネクタは、ストッパがレバーの回転運動に従ってレバーに干渉しそれによってコネクタの内側に移動するように構成されている。従って、互いに嵌合対となるコネクタの結合効率が上がる。

その上に、本発明の一実施形態によると、レバーを備えたコネクタは、嵌合対となるコネクタに配置されたボスとの干渉によって最初にストッパが移動するように構成されている。従って、ストッパとレバーの係合は、互いに嵌合対となるコネクタが結合するときのみ解除される。それゆえに、コネクタと嵌合対となるコネクタとの結合効率が上がる。さらに、本来は挿入補助機構のために配置されているボスの動作によって、嵌合対となるコネクタに別の装置を配置する必要がない。従って、嵌合対となるコネクタだけでなくメスコネクタを小型化及び簡略化することが可能である。

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。

レバータイプの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。 レバーを備えた電気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で示したコネクタの右側面図である。 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コネクタの右側面図である。 図２で示されるコネクタのハウジングの右側面図である。 図２で示されるコネクタのレバーを備えたハウジングの右側面図である。 レバーを備えたハウジングの図６の線Ａ−Ａに沿った横断面図である。 図１で示され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。

Claims (8)

1. ボスが配置された嵌合対となる相手側コネクタと結合するコネクタであって、
   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つの回転軸と、
   前記回転軸を中心に第一の位置から第二の位置までの範囲内で回転するものであって、エッジ部及び前記エッジ部付近に設けられた凹部を有するレバーと、
   前記ハウジングに配置され、前記レバーが前記第一の位置にあるとき、前記レバーの前記凹部の開口付近に位置すると共に前記エッジ部と係合する可動突起部とを備えたコネクタであって、
   前記相手側コネクタと結合するとき、前記相手側コネクタの前記ボスが前記可動突起部に干渉することで前記可動突起部が内側に変位し、それにより、前記可動突起部と前記エッジ部との係合が解除され、
   前記可動突起部と前記エッジ部との係合が解除された後、前記レバーの回転運動に従って前記凹部と前記ボスとが嵌合することを特徴とするコネクタ。
2. 前記可動突起部は、前記ハウジングの一表面から延在する片持ちばりによって弾性的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。
3. 前記可動突起部と前記ハウジングの前記一表面との間にスペースが形成されており、
   前記突起部が前記スペース内に収容されていることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記可動突起部は、前記第一の位置にある前記レバーの前記エッジ部と係合する係合面を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
5. 前記可動突起部は、少なくとも１つのテーパ面を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
6. ボスが配置された嵌合対となる相手側コネクタと結合するコネクタであって、
   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つの回転軸と、
   前記回転軸を中心に第一の位置から第二の位置までの範囲内で回転するものであって、エッジ部及び前記エッジ部付近に設けられた凹部を有するレバーと、
   前記ハウジングに配置され、前記レバーが前記第一の位置にあるとき、前記レバーの前記エッジ部と係合する可動突起部とを備えたコネクタであって、
   前記相手側コネクタと結合するとき、前記相手側コネクタの前記ボスが前記可動突起部の第一のテーパ面に干渉することで前記可動突起部が内側に変位し、それにより、前記可動突起部の係合面と前記エッジ部との係合が解除され、
   前記可動突起部と前記エッジ部との係合が解除された後、前記レバーの回転運動に従って前記凹部と前記ボスとが嵌合することを特徴とするコネクタ。
7. 前記可動突起部と前記エッジ部との係合が解除された後、前記エッジ部が前記可動突起部の第２のテーパ面に干渉することで前記可動突起部がさらに内側に変位し、それにより、前記レバーが前記回転軸を中心に自由に回転可能となることを特徴とする請求項６に記載のコネクタ。
8. 第一のハウジング、及び、前記第一のハウジングに配置されたボスを備えた第一のコネクタと、
   第二のハウジング、前記第二のハウジングに配置された少なくとも１つの回転軸、前記回転軸を中心に第一の位置から第二の位置までの範囲内で回転するものであって、エッジ部及び前記エッジ部付近に設けられた凹部を有するレバー、及び、前記第二のハウジングに配置され、前記レバーが前記第一の位置にあるとき、前記レバーの前記凹部の開口付近に位置すると共に前記エッジ部と係合する可動突起部を備えた第二のコネクタとを備えたコネクタセットであり、
   前記第一のコネクタと前記第二のコネクタとが結合するとき、前記第一のコネクタの前記ボスが前記第二のコネクタの前記可動突起部に干渉することで前記可動突起部が内側に変位し、それにより、前記可動突起部と前記エッジ部との係合が解除され、
   前記可動突起部と前記エッジ部との係合が解除された後、前記レバーの回転運動に従って前記凹部と前記ボスとが嵌合することを特徴とするコネクタセット。

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