JP5056379B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、走行時を含む自動車など車両の振動によるがたつきを規制し、両コネクタハウジング内の雌雄両端子の接続の信頼性に優れるコネクタに関するものである。

電気接続を行うコネクタにおいては、コネクタから生じるノイズの放射により外部の電子機器を誤動作させる虞がある。このため、コネクタから生じるノイズの放射を防ぐ必要がある。その対策として、コネクタの外側ケースであるハウジングを導電性材料例えばアルミニウムなどで作製し、このハウジングにて接続部である端子を覆うことにより、コネクタから生じる放射ノイズの低減が図られている。

一方、ハウジングをアルミニウムなどの導電性材料又は樹脂などの絶縁材料で作製する場合、量産性、コストの低減を考慮して射出成型により行われることが多い。この場合、ハウジングが薄壁状となるため、成型時に僅かながら内反りが生じることがあり、コネクタの嵌合時にハウジング同士が干渉して嵌合抵抗が増大してしまうことがある。この嵌合抵抗を低減するために、両ハウジングには所定のクリアランスを設ける必要がある。

また、射出成型を行う場合、射出成型機の金型に抜き勾配を設ける必要があるため、成型されたハウジング同士を嵌合した際に、ハウジング間にクリアランスが生じる。

コネクタの両ハウジングに所定のクリアランスが生じると、コネクタを嵌合した状態において、両ハウジングが外部からの振動によって嵌合直交方向にがたつくおそれがある。また、振動により両ハウジングにがたが生じると、インナーハウジングに収納されている端子も動くことになる。コネクタの端子は、一方の端子が有するばねの接触力（ばね力）により、もう一方の端子を保持しているが、大きな振動によりばねの接触力よりも大きな力が付加されると、端子を保持することが困難となる。そのため、端子が動いてしまい、端子の磨耗から接触不良となり、接触抵抗が増加する。このため、端子が発熱することがある。

一方、アウターハウジングにアルミニウムなどの導電性材料を用いた場合、端子を収納し且つ絶縁性能を有する樹脂などの絶縁材料で作製されたインナーハウジングとアウターハウジングとをネジを用いて別途結合する必要がある。

インナーハウジングまたはアウターハウジングに係止部を設けて両ハウジングを結合するようにすれば、両ハウジングを安価に結合することが可能となる。この場合、コネクタの嵌合方向に対しては係止部によりインナーハウジングの動きを抑制することが可能であるが、嵌合直交方向に対しては係止部による効果が小さく強固に固定することが困難であるため、インナーハウジングとアウターハウジング間にはがたが生じることがある。このような状態において、車両走行時の振動が付加されると、前述と同様に、振動によりハウジング及び端子が動いてしまうため、端子の磨耗から接触不良となり、接触抵抗が増加し、端子が発熱してしまう。なお、端子の接触力を車両走行時の振動を考慮して非常に大きな力に設計すると、端子の挿入力が増大（従って嵌合抵抗も増大）すると共に、端子表面のメッキが削れてしまうという問題が発生する。

一方、インナーハウジングとアウターハウジングをネジで結合する場合、両ハウジングを強固に結合することが可能となるが、部品点数が増加するだけでなく、ネジの締付け管理や組立工数の増加が生じ、製造コストが増大してしまう。また、ネジが入るスペースをコネクタに設ける必要があるため、コネクタのサイズが大きくなり、小型化が困難となる。

なお、コネクタとしては、特許文献１に記載されているように、両コネクタハウジングのコネクタ嵌合方向及び嵌合直交方向のがたを規制するために、雄型コネクタハウジングのインナーハウジングに、相互に合体されるインナーリング及びアウターリングと、インナーリングを支持する防水用のスプリングパッキンとを設け、インナーリング及びアウターリングには相手側のリングに対して相互に当接する傾斜面をそれぞれ形成し、アウターリングをインナーリングの前端面より突出させて組み付け、両コネクタハウジングの嵌合時に、アウターリングの前端面に雌型コネクタハウジングの奥壁を当接させるようにしたものが提案されているが、相互に当接する傾斜面を有するインナーリング及びアウターリングが必要であり、部品点数が多く、製造コストが増大する。

特開２００５−１９２８７号公報

そこで、本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、コネクタ嵌合方向及び嵌合直交方向のがたを規制することができ、部品点数が少なく製造コストの低減が図れるコネクタを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のうち、請求項１に係る発明は、電気的接続を行うための雄端子を収容するインナーハウジングと、該インナーハウジングを収容するアウターハウジングとを有する雄コネクタと、
ばね力により上記雄端子を保持すると共に電気的接続を行うための雌端子を収容するインナーハウジングと、該インナーハウジングを収容するアウターハウジングとを有する雌コネクタと、
上記雄コネクタと上記雌コネクタを嵌合する嵌合部材と、
から成り、上記雄コネクタと上記雌コネクタを嵌合した際に、上記雄コネクタのアウターハウジングと上記雌コネクタのアウターハウジングとの間に所定のクリアランスがあるコネクタにおいて、
上記雄コネクタと上記雌コネクタの嵌合時に、上記雄コネクタのインナーハウジング及び上記雌コネクタのインナーハウジングと相互に面接触し弾性材料からなるがた規制部材が上記雄コネクタのアウターハウジング又は上記雌コネクタのアウターハウジングの内部に配設され、
上記がた規制部材には、上記雄コネクタ又は上記雌コネクタのいずれかのインナーハウジングに設けられた係合受部に係合して固定される係合部が設けられ、さらに、
上記がた規制部材が配設された上記雄コネクタのインナーハウジング側又は上記雌コネクタのインナーハウジング側から上記がた規制部材側に向かって径が大きくなるテーパー形状を有する係止部が上記係合部に形成されると共に、該係止部の最大径部は上記がた規制部材が配設される上記雄コネクタのインナーハウジング又は上記雌コネクタのインナーハウジングに設けられた上記がた規制部材の上記係合部と係合するための孔の径よりも大きいことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のコネクタにおいて、上記弾性材料は、ショアＡ硬度１０以上７０以下の材料であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のコネクタにおいて、上記係合部の先端には、上記係合部の直径よりも細い径の細軸部が突設されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、一方のアウターハウジングの内部に、規制部材を設けるだけでよく、両インナーハウジングががた規制部材に面接触で密着することにより簡単な構造でコネクタ嵌合方向及び嵌合直交方向のがたを規制することができ、部品点数が少なく製造コストの低減が図れる。
さらに、上記がた規制部材が配設された上記雄コネクタのインナーハウジング側又は上記雌コネクタのインナーハウジング側から上記がた規制部材側に向かって径が大きくなるテーパー形状を有する係止部が上記係合部に形成されると共に、該係止部の最大径部は上記がた規制部材が配設される上記雄コネクタのインナーハウジング又は上記雌コネクタのインナーハウジングに設けられた上記がた規制部材の上記係合部と係合するための孔の径よりも大きいことから、雄コネクタと雌コネクタとを挿抜させても、がた規制部材がインナーハウジングから抜け落ちることがない。

請求項２に係る発明によれば、上記弾性材料が、ショアＡ硬度１０以上７０以下の材料であるため、がた規制部材の弾性変形により両インナーハウジングとがた規制部材を隙間なく接触ないし密着させることが可能となり、コネクタ嵌合方向及び嵌合直交方向のがたを充分に抑制することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明の実施形態に係るコネクタ１を概略的に示す分解斜視図、図２はコネクタ１の嵌合状態を示す縦断面図、図３は雌型コネクタ１ｂの断面斜視図、図４は雄型コネクタ１ａの要部を示す斜視図である。

これらの図において、コネクタ１は自動車等の車両が振動を生ずる部分に適用される電気接続部品であり、車両走行時の車体振動、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ＥＶ（Electric Vehicle）などのモータ及びインバータ駆動時の振動、エンジンからの強制振動に起因するコネクタ１の振動を、コネクタ１のアウターハウジング７，８のがたを規制することで抑制し、インナーハウジング５，６内の雄、雌両端子２，３の接続の信頼性を向上させるものである。

上記コネクタ１は、がた規制部材４を介して雄コネクタ１ａと雌コネクタ１ｂを嵌合することで構成されている。具体的には、互いに嵌合してコネクタ１を構成する雄コネクタ１ａと雌コネクタ１ｂは、それぞれ、端子２，３を収容する絶縁材料からなるインナーハウジング５，６と、該インナーハウジング５，６を収容する導電性材料からなるアウターハウジング７，８とを有し、一方のアウターハウジング７の内部に、コネクタ嵌合時に、両インナーハウジング５，６と相互に面接触するがた規制部材４を設けて構成されている。このがた規制部材４は、図４に示すように１つの部材からなることが好ましい。インナーハウジング５の基端部２ａにがた規制部材４をセットする工程を簡略化できるからである。

雄コネクタ１ａは、コネクタケースであるアウターハウジング７と、雄端子２と、この雄端子２を絶縁して収納するインナーハウジング５と、がた規制部材４とで構成されている。雄側のアウターハウジング７は、導電性材料例えばアルミニウム、インナーハウジング５は絶縁材料例えば樹脂好ましくはＰＢＴ（ポリ・ブチレン・テレフタレート）、雄端子２は導電性材料例えば銅合金、がた規制部材４は弾性材料例えばシリコンゴムによりそれぞれ構成されている。

雌コネクタ１ｂは、コネクタケースであるアウターハウジング８と、雌端子３と、雌端子３を絶縁して収納するインナーハウジング６と、嵌合方向でインナーハウジング６からの雌端子３の抜け落ちを防ぐインナープレート１１と、雄コネクタ１ａのアウターハウジング７と接触するグランドコンタクト１２と、ケーブル１３のシールド１４とアウターハウジング８とに接触して両者を電気的に接続するフェルール１５と、コネクタ嵌合時に防水性能を発揮して両アウターハウジング７，８間をシールする防水シール１６と、ケーブル１３とアウターハウジング８の後部筒状部８ｂとの間の防水を行うワイヤシール１７と、ワイヤシール１７の抜けを防止すべく後部筒状部８ｂの端部に装着された三連形のテールプレート１８と、コネクタ嵌合時に挿入をアシストするレバー２０と、コネクタ１の嵌合状態を明らかにすると共にレバー２０を固定する固定部材（ＣＰＡ：Connector Position Assurance）２１とから構成されている。上記雄コネクタ１ａと上記雌コネクタ１ｂを嵌合する嵌合部材は、主に上記レバー２０と固定部材２１とから構成されている。

上記雌側のアウターハウジング８はアルミニウム、インナーハウジング６、インナープレート１１、テールプレート１８、レバー２０及び固定部材２１は樹脂例えばＰＢＴ、雌端子３、フェルール１５及びグランドコンタクト１２は銅合金、防水シール１６、ワイヤシール１７はシリコンゴムでそれぞれ構成されている。

図示例のコネクタ１においては、雄コネクタ１ａ側に並列の複数例えば３つの雄端子２を有し、これら雄端子２に対応して雌コネクタ１ｂ側に並列の複数例えば３つの雌端子３を有している。雌コネクタ１ｂのアウターハウジング８は、扁平筒状の前部筒状部８ａと、雌端子３に対応する複数例えば３本のケーブル１３をそれぞれ挿入する並列した複数の筒状の後部筒状部８ｂとを一体に有している。

ケーブル１３は、図２に示すように、導線である芯線１３ａと、該芯線１３ａを被覆する内側絶縁プラスチック１３ｂと、該内側絶縁プラスチック１３ｂを被覆するシールド（メッシュチューブ）１４と、該シールド１４を被覆する外側絶縁プラスチック１３ｃとを有する同軸ケーブルからなっている。上記シールド１４の先端側は外側絶縁プラスチック１３ｃの先端側外周面を覆うように折り返されており、そのシールド１４にフェルール１５を介してアウターハウジング８の後部筒状部８ｂが電気的に接続されている。

上記雌端子３に上記芯線１３ａが電気的に接続されている。雌端子３は雌コネクタ１ｂのインナーハウジング６内に収容されており、該インナーハウジング６の先端部には雄端子２の断面Ｕ字状の基端部２ａを挿入する断面Ｕ字状の挿入口２２が形成されている（図３参照）。上記インナーハウジング６には上記後部筒状部８ｂの延出端２３に接触するグランドコンタクト１２が取付けられ、該グランドコンタクト１２に雄コネクタ１ａのアウターハウジング７の内面の一部が接触するようになっている。

上記雌端子３は雄端子２の断面Ｕ字状の基端部２ａの内面に雌端子３のＶ字構造によるばね力で押圧されるようになっている。雌コネクタ１ｂにおけるアウターハウジング８とインナーハウジング６とは、図３に示すようにアウターハウジング８の後部筒状部８ｂの延出端２３に形成された上下一対の凹部２４に対し、インナーハウジング６に形成された上下一対の凸部２５を係合させることにより結合されている。

一方、雄コネクタ１ａのインナーハウジング５は、図２又は図４に示すように扁平筒状のアウターハウジング７内に一方の開口から挿入されて他方の開口側の内周壁段部２６に係止されるフランジ部２７を有し、該フランジ部２７にはこれよりアウターハウジング７の他方の開口部近傍へ向って延出し、該開口部近傍の内周壁上下面に突設された凸部２８にこれを乗り越えて係合する係合フック部３０が上下に複数例えば３つずつ形成されている。これにより、アウターハウジング７とインナーハウジング５とが結合されている。

雄端子２は、インナーハウジング５から前方（図２中の左方向）に突出しており、雄端子２の基端部２ａはインナーハウジング５の後端に形成されたフランジ部２７の後端面から後方（図２中の右方向）に突出している。上記がた規制部材４は、上記インナーハウジング５のフランジ部２７の後端面に平行な平板状に形成されており、がた規制部材４にはフランジ部２７の後端面から突出した雄端子２の基端部２ａを挿通させる開口部３１が形成されている。

上記がた規制部材４には、一方のインナーハウジング５に設けられた係合受部である孔部３２に係合（嵌合）してがた規制部材４を固定するための係合部である突軸部３３が設けられている。該突軸部３３はがた規制部材４と同じ弾性材料例えばシリコンゴムにより形成されていることが好ましい。図示例では、インナーハウジング５のフランジ部２７に、これを前後方向に貫通する上下一対の孔部３２が左右の長手方向に適宜間隔で複数（例えば８つ）設けられている。上記突軸部３３は、左右方向に長い平板状のがた規制部材４の前端面に、前記孔部３２と対応して突設されている。

突軸部３３にはテーパー状ないし傘状の係止部３４が設けられていることが好ましい。テーパー状ないし傘状の係止部３４は、本実施形態では、軸対称の形状をしており、最も径の大きい部分である大径部分から一方向側では突軸部３３の径までテーパー状に径が小さくなっている。係止部３４の他方向側である大径部分と突軸部３３との境界部に略９０°の段差部分を有する。また、係止部３４の大径部分の径は孔部３２の径よりも大きい。例えば、孔部３２の孔径は２ｍｍの場合、係止部２４の大径部分の外径は孔部３２の孔径よりも大きい２．２ｍｍとされる。なお、係止部３４の形状は軸対称でなくとも良く、大径部分が孔部３２に引っ掛かる構造であれば良い。この構成により、孔部３２からの突軸部３３の引き抜け（離脱）を防止できる。

がた規制部材４の前端面がインナーハウジング５のフランジ部２７の後端面に接触している状態で、係止部３４の大径部分が孔部３２内に丁度嵌ることで孔部３２からの突軸部３３の引き抜け（離脱）防止ができる。または、係止部３４の大径部分が孔部３２を通過して係止部３４の突軸部３３との段差部分がフランジ部２７の前端面に係止される（引っ掛かる）ようになっていてもよい。また、上記突軸部３３の先端には該突軸部３３の直径よりも細い径の先導用の細軸部３３ａが突設されていることが突軸部３３を孔部３２に容易に嵌合させることができる点で好ましい。

なお、上記レバー２０は、雌側アウターハウジング８の前部筒状部８ａの両側部に突設した支軸３５を介して前後方向に揺動可能（回動可能）に支持され、レバー２０を前倒し位置（図１参照）から後ろ倒し位置（図２、図３参照）に回動する際に、雄側アウターハウジング７の両側部に突設した支軸３６にレバー２０の係合溝２０ａが係合して該支軸３６を上記支軸３５に接近させる方向にアシストするようになっている。上記固定部材２１は、フック状に形成されており、雌側アウターハウジング８の前部筒状部８ａの上側後端部に突出形成された突出部３７に前後移動可能に設けられ、後ろ倒し位置のレバー２０に固定部材２１を係合させることによりレバー２０をロックするようになっている。

以上の構成からなるコネクタ１によれば、互いに嵌合する雄コネクタ１ａと雌コネクタ１ｂが、それぞれ、端子２，３を収容する絶縁材料からなるインナーハウジング５，６と、該インナーハウジング５，６を収容する導電性材料からなるアウターハウジング７，８とを有し、一方のアウターハウジング７の内部に、コネクタ嵌合時に、両インナーハウジング５，６と相互に面接触する一つのがた規制部材４を設けているため、一方のアウターハウジングの内部に、一つのがた規制部材を設けるだけでよく、両インナーハウジング５，６ががた規制部材４に面接触で密着することにより簡単な構造でコネクタ嵌合方向及び嵌合直交方向のがたを規制することができ、部品点数が少なく製造コストの低減が図れる。

換言すれば、コネクタ嵌合時には嵌合方向及び嵌合直交方向において、雄雌両インナーハウジング５，６間、雄雌それぞれのインナーハウジング５，６とアウターハウジング７，８間もがた規制部材４により密着状態となり、強固に固定することが可能となる。また、上記がたの低減は、一つのがた規制部材４だけで達成することができ、雄雌のコネクタ１ａ，１ｂの形状変更も非常に少なくて済むため、製造コストの低減が図れる。

また、上記がた規制部材４が、ショアＡ硬度１０以上７０以下の弾性材料からなることが好ましい。例えば厚さ１．５ｍｍのシリコンゴム（ショアＡ硬度３８度）をがた規制部材４に用いれば、がた規制部材４が充分に弾性変形することができ、がた規制部材４の弾性変形により両インナーハウジング５，６とがた規制部材４を隙間なく接触ないし密着させることが可能となり、コネクタ嵌合方向及び嵌合直交方向のがたを充分に抑制することができる。なお、ショアＡ硬度１０以上７０以下としたのは、ショアＡ硬度１０未満ではゴムの成形が困難であることと、ショアＡ硬度が７０より大きいと充分に弾性変形することができないことからである。また、インナーハウジング５，６は樹脂成型品のため、寸法しろ（較差）を設ける必要がある。この寸法しろ（較差）はがたつきの要因となるが、がた規制部材４の弾性変形量を充分に確保することで、コネクタ嵌合時にインナーハウジング５，６と、がた規制部材４とが密着してがたつきを防ぐことができる。

インナーハウジング５，６が絶縁材料例えば樹脂で、アウターハウジング７，８が導電性材料例えばアルミニウムである場合、インナーハウジング５，６とアウターハウジング７，８間にがたを考慮したクリアランスを確保する必要があるが、このクリアランスに関わらず上記がた規制部材４によりコネクタ嵌合方向及び嵌合直交方向のがたを抑制することが可能となる。

また、上記がた規制部材４には、一方のインナーハウジング５に設けられた係合受部例えば孔部３２に係合してがた規制部材４を固定するための係合部例えば突軸部３３が設けられているため、雄雌両コネクタ１ａ，１ｂの挿抜を繰り返してもがた規制部材４が一方のインナーハウジング５から脱落するおそれがなく、常に上記効果が得られ、信頼性の向上が図れる。この場合、突軸部３３にはテーパー状ないし傘状の係止部３４が設けられ、孔部３２の孔径は例えば２ｍｍ、係止部３４の大径部分の外径は孔部３２の孔径よりも大きい２．２ｍｍとされているため、一度インナーハウジング５の孔部３２に係止部３４を挿入すると、シリコンゴムに弾性変形を生じさせる大きな力を加えない限り抜き取ることができない。従って、コネクタを挿抜させても、がた規制部材４がインナーハウジング５から抜け落ちることがなく、常に性能を発揮することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。例えば、インナーハウジング及びアウターハウジングが共に絶縁材料例えば樹脂であってよく、この場合、インナーハウジングとアウターハウジング間にがたを考慮する必要がないが、コネクタ嵌合時の嵌合抵抗を低減するために所定のクリアランスを設ける必要があり、このクリアランスに関わらずがた規制部材によってコネクタ嵌合方向及び嵌合直交方向のがたを抑制することができる。

本発明の実施形態に係るコネクタを概略的に示す分解斜視図である。 コネクタの嵌合状態を示す縦断面図である。 雌型コネクタの断面斜視図である。 雄型コネクタの要部を示す斜視図である。

符号の説明

１ コネクタ
１ａ 雄コネクタ
１ｂ 雌コネクタ
２，３ 端子
４ がた規制部材
５，６ インナーハウジング
７，８ アウターハウジング
２０ レバー（嵌合部材）
２１ 固定部材（嵌合部材）
３２ 孔部（係合受部）
３３ 突軸部（係合部）

Claims (3)

1. 電気的接続を行うための雄端子を収容するインナーハウジングと、該インナーハウジングを収容するアウターハウジングとを有する雄コネクタと、
   ばね力により上記雄端子を保持すると共に電気的接続を行うための雌端子を収容するインナーハウジングと、該インナーハウジングを収容するアウターハウジングとを有する雌コネクタと、
   上記雄コネクタと上記雌コネクタを嵌合する嵌合部材と、
   から成り、上記雄コネクタと上記雌コネクタを嵌合した際に、上記雄コネクタのアウターハウジングと上記雌コネクタのアウターハウジングとの間に所定のクリアランスがあるコネクタにおいて、
   上記雄コネクタと上記雌コネクタの嵌合時に、上記雄コネクタのインナーハウジング及び上記雌コネクタのインナーハウジングと相互に面接触し弾性材料からなるがた規制部材が上記雄コネクタのアウターハウジング又は上記雌コネクタのアウターハウジングの内部に配設され、
   上記がた規制部材には、上記雄コネクタ又は上記雌コネクタのいずれかのインナーハウジングに設けられた係合受部に係合して固定される係合部が設けられ、さらに、
   上記がた規制部材が配設された上記雄コネクタのインナーハウジング側又は上記雌コネクタのインナーハウジング側から上記がた規制部材側に向かって径が大きくなるテーパー形状を有する係止部が上記係合部に形成されると共に、該係止部の最大径部は上記がた規制部材が配設される上記雄コネクタのインナーハウジング又は上記雌コネクタのインナーハウジングに設けられた上記がた規制部材の上記係合部と係合するための孔の径よりも大きいことを特徴とするコネクタ。
2. 上記弾性材料は、ショアＡ硬度１０以上７０以下の材料であることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 上記係合部の先端には、上記係合部の直径よりも細い径の細軸部が突設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコネクタ。

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