JP5189940B2

JP5189940B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP5189940B2
Application number: JP2008236957A
Authority: JP
Inventors: 修大下
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2028-09-16
Also published as: JP2010073364A

Description

本発明は、嵌合時のガタつき防止機能を備えたコネクタに関する。

従来、ガタつき防止用のバネを一方のコネクタハウジングに組み付けておき、コネクタ嵌合時に、他方のコネクタハウジングにバネが弾性反力を及ぼすことにより、両コネクタハウジング間のガタつきを防止するガタつき防止機能を備えたコネクタが知られている。

図７は、例えば、特許文献１に記載されたこの種のコネクタの一例を示している。

このコネクタでは、オスコネクタ２１０のハウジング２１１とメスコネクタ２６０のハウジング２６１に、両コネクタ２１０、２６０を嵌合したときに、嵌合状態を維持するように互いに係合するロック突起２１２とロックアーム２６２が設けると共に、メスコネクタハウジング２６１のフード部の内側面に、内側に頂部２８５を向けたへ字状の金属製のバネ２８０を組み付け、オスコネクタ２１０とメスコネクタ２６０を嵌合させたとき、ロック突起２１２とロックアーム２６２の係合により、オスコネクタ２１０とメスコネクタ２６０をロックすると共に、メスコネクタハウジング２６１のフード部の内側面に設けたバネ２８０が、オスコネクタ２１０のオスコネクタハウジング２１１の外側面に当接して弾性反力を及ぼすことにより、メスコネクタハウジング２６１とオスコネクタハウジング２１１間のガタつきを防止するようにしている。

また、図８の例では、オスコネクタハウジング２１１の外側面に凹部２１５を設けておき、オスコネクタ２１０とメスコネクタ２６０の正規嵌合時に、バネ２８０の頂部２８５が凹部２１５に嵌り込むことによって、コネクタ２１０、２６０同士の嵌合力を増すようにしている。

このようなバネ２８０は、図９に示すように、ロックアーム２６２の存在する部分を除くメスコネクタハウジング２６１の左右面部と下面部の３面に配置しておくことで、各種の方向のガタつきを防止することができる。
特開２００４−１８６０７８号公報

ところで、従来の上述したコネクタでは、ガタつき防止用に金属製のバネ２８０をメスコネクタハウジング２６１に組み付けているので、バネ２８０の弾性力については十分な性能を長期に亘って発揮できるものの、部品点数が増えると共に部品の組み立ての面倒が増え、コストアップにつながる問題があった。

また、従来のコネクタでは、バネ２８０をメスコネクタハウジング２６１のフード部の入口側に配置しているので、コネクタ嵌合時の初期の段階からそのバネ２８０の力が摺動抵抗として作用し、コネクタ嵌合に要する挿入力が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮し、部品点数を増やさず、組み立ての面倒も増やさずに、嵌合時のガタつきを防止することができ、しかも、コネクタ嵌合時の挿入力をほとんど増加させることのないコネクタを提供することを目的とする。

請求項１の発明のコネクタは、互いに嵌合する第１のコネクタハウジングと第２のコネクタハウジングに、両コネクタハウジングを嵌合した状態でロックするためのロック手段が設けられ、前記第１のコネクタハウジングと第２のコネクタハウジングを嵌合したときに、内周側と外周側で互いに対向する前記各コネクタハウジング側の部分の一方と他方に、前記両コネクタハウジングを嵌合するのに伴って互いに当接するバネと傾斜壁がそれぞれ設けられ、これらバネと傾斜壁は、前記両コネクタハウジングの嵌合終期の段階で初めて当接する位置に設けられ、前記傾斜壁は、前記両コネクタハウジングの嵌合が進むに従って前記バネとの接触圧が高まるようにコネクタ嵌合方向に沿って傾斜し、更に、前記バネが、前記一方のコネクタハウジングと一体に樹脂で成形され、且つ、前記一方のコネクタハウジングの壁面に、前記バネの一端が固定されると共に、該バネの他端の自由端に対向する位置に係合部が設けられ、前記バネが前記傾斜壁に押されて撓んだときに該バネの自由端が前記係合部に係合されるようにしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のコネクタであって、前記バネが、コネクタ嵌合方向に沿ってへ字状に屈曲し且つ前記傾斜壁に向かって頂部を突出させた板状のバネとして形成され、該バネが、前記一方のコネクタハウジングの壁面に一端を固定端として結合し且つ他端を自由端として前記壁面から離間した形態で前記壁面上に形成されており、該バネが前記傾斜壁に押されて撓んだときに前記自由端が接触する前記壁面上の位置に、前記自由端に設けたフックが係合することで該自由端の自由スライドを拘束しそれにより前記へ字状に屈曲したバネを両端固定の２点支持バネとして機能させる前記係合部としての固定溝が設けられていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載のコネクタであって、前記第１のコネクタハウジングの外周壁に、前記傾斜壁を前端に持つリブが突設され、一方、前記第２のコネクタハウジングに、コネクタ嵌合時に前記第１のコネクタハウジングの外周壁の外側に被さるフード部が設けられ、このフード部の内周壁のコネクタ嵌合方向の後部に、前記バネが形成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載のコネクタであって、前記フード部のコネクタ嵌合方向の後部に、前記バネを形成するために外側に膨出した膨出部が設けられ、この膨出部の側壁に型抜き孔を確保することで、前記膨出部の内壁に前記へ字状のバネが形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、コネクタ嵌合時にバネが傾斜壁に圧接することにより、バネの荷重が、傾斜壁の斜面により、コネクタ嵌合方向とそれに直交する方向の成分を持つ力として、傾斜壁が形成されている側のコネクタハウジングに常に作用する。従って、両コネクタハウジング間のコネクタ嵌合方向に沿った方向のガタつきと、コネクタ嵌合方向と直交する方向のガタつきを、１つのバネによって防止することができる。

また、バネと傾斜壁が、コネクタ嵌合終期の段階で互いに当接するので、嵌合初期から嵌合中期までの間はバネの力は作用せず、従ってバネの力が働き始めるタイミングを、端子同士の嵌合によりコネクタ嵌合力がピークになるタイミングから外すことが容易にでき、コネクタ嵌合力がガタ防止機能を付加した故に高くなるのを避けることができる。

また、ガタつき防止用のバネをコネクタハウジングと一体に樹脂で成形しているので、金属製のバネを後からコネクタハウジングに組み付けるのと違って、部品点数を減らすことができると共に、バネの組み付け手間を省くことができ、結果的にコストダウンを図ることができる。さらに、バネが傾斜壁に押されて撓んだときに該バネの自由端を係合部に係合させて最終嵌合状態で２点支持バネ（両持バネ）として機能するように構成したことにより、コネクタの最終嵌合状態で強い反力を傾斜壁に作用させることができ、ガタつきを安定して確実に防止することができる。

請求項２の発明によれば、へ字状のバネが、撓み始めは、自由端が壁面から浮いた状態で１点支持バネ（片持バネ）として機能し、所定以上に撓むと、自由端のフックが固定溝に係合することで、両端固定の２点支持バネ（両持バネ）として機能する。従って、撓みの前半は軟らかいバネとして、小さい弾性反力をコネクタハウジングに及ぼすが、撓みの後半は硬いバネとして、大きな弾性反力をコネクタハウジングに及ぼすことになる。このため、バネと傾斜壁が摺動するコネクタ嵌合終期のうちでも、その前半は、小さな抵抗でコネクタを嵌合することができるが、その後半は、大きな抵抗を受けながらコネクタを嵌合することになり、最終的な完全嵌合状態においては、樹脂製のバネでありながら、強いバネ反力を傾斜壁に作用させることができる。従って、樹脂バネの場合は、金属バネと違い、安定した強い反力を持たせることが困難であるが、上記のように、最終嵌合状態で２点支持バネ（両持バネ）として機能するように構成したことにより、コネクタの最終嵌合状態で強い反力を傾斜壁に作用させることができ、ガタつきを安定して確実に防止することができる。

請求項３の発明によれば、第１のコネクタハウジングの外周壁のリブに傾斜壁を設け、第２のコネクタハウジングのフード部の内周壁にバネを設けたので、バネをフード部で保護することができる。

請求項４の発明によれば、フード部に膨出部を設け、その膨出部の側壁に型抜き孔を確保することで、膨出部の内壁にへ字状のバネを形成したので、へ字形という成形困難な形状であるものの、できるだけ成形条件を良くしながら成形することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は実施形態のコネクタの外観斜視図、図２は実施形態のコネクタを構成するメスコネクタの平面図、図３は同メスコネクタのハウジングの水平断面図、図４はメスコネクタとオスコネクタを嵌合する際のオスコネクタ側の傾斜壁がメスコネクタ側のバネに当接する直前の状態を示す要部の拡大断面図、図５は図４の次の状態を示す図で、傾斜壁がバネに当接し始めた初期の状態を示す要部の拡大断面図、図６は図５の次の状態を示す図で、メスコネクタとオスコネクタが完全に嵌合したときの傾斜壁とバネとの関係を示す要部の断面図である。

図１に示すように、本実施形態のコネクタは、メスコネクタ１０と、このメスコネクタ１０に嵌合されるオスコネクタ６０とからなる。

メスコネクタ１０は、左右方向に横長の長円形断面の環状周壁１１を有する樹脂製のメスコネクタハウジング（第１のコネクタハウジング）１０Ａの内部に、図示略の端子金具を収納固定したものである。

環状周壁１１の外周上部には、ロック手段の一方の要素であるロック突起１６が設けられ、このロック突起１６の左右両側には、コネクタ嵌合方向に延びる互いに平行な一対のガイドリブ１７、１７が設けられている。

また、環状周壁の１１の外周面の左右両側部には、コネクタ嵌合方向に延びるリブ２０が突設され、そのリブ２０のコネクタ嵌合方向の前端部には、先端に行くほど内側（環状周壁１１の中心側）に傾斜した傾斜壁２１が設けられている。

一方のオスコネクタ６０は、メスコネクタハウジング１０Ａに嵌合する形状の樹脂製のオスコネクタハウジング（第２のコネクタハウジング）６０Ａの内部に、図示略の端子金具を収納固定したものである。

オスコネクタハウジング６０Ａの最外周部には、図３に示すように、コネクタ嵌合時にメスコネクタハウジング１０Ａの環状周壁１１の外側に被さるフード部６１が設けられ、このフード部６１の内周側に、メスコネクタハウジング１０Ａの環状周壁１１の挿入される環状空間６２を介して、端子収容室６４を有する柱状のオスコネクタ主体部６５が設けられている。

端子収容室６４の前端には相手端子挿入孔６５が設けられ、フード部６１のコネクタ嵌合方向の後端部はオスコネクタ主体部６３に一体化され、オスコネクタ主体部６３の奥端部外周には、オスコネクタ主体部６３の外周にメスコネクタ１０の環状周壁１１が嵌合してきたときに、環状周壁１１の内周と圧接することで、環状周壁１１とオスコネクタ主体部６３の隙間を封じる環状のシール部材６８が装着されている。

このオスコネクタハウジング６０Ａのフード部６１の上部には、オスコネクタ６０とメスコネクタ１０を完全に嵌合させたときに、ロック突起１６と係合することで、両コネクタハウジング１０Ａ、６０Ａをロックするロックアーム（ロック手段）６６が設けられている。なお、ガイドリブ１７は、ロックアーム６６の左右両側にスライドするようになっている。

また、オスコネクタハウジング６０Ａのフード部６１の左右両側部のコネクタ嵌合方向の後部には、外側に膨出するポケット状の膨出部７０が設けられている。フード部６１の左右両側部の内周には、この膨出部７０まで連続したスライド溝７２が設けられ、このスライド溝７２に、メスコネクタハウジング１０Ａ側のリブ２０がスライドして嵌まるようになっている。

従って、図４〜図６に示すように、この膨出部７０の内壁とリブ２０の前端部の傾斜壁２１は、両コネクタハウジング１０Ａ、６０Ａが嵌合したときに、内周側と外周側で互いに対向する関係にある。そこで、この膨出部７０の内壁面に、両コネクタハウジング１０Ａ、６０Ａを嵌合するのに伴って傾斜壁２１に当接するガタつき防止用のバネ７５が設けられている。

図３に示すように、このバネ７５は、両コネクタハウジング１０Ａ、６０Ａの嵌合終期の段階で初めて傾斜壁２１に当接するように、オスコネクタハウジング６０Ａのコネクタ嵌合方向の後部に配置されており、フード部６１と一体に樹脂で成形されている。

このバネ７５は、図４に示すように、コネクタ嵌合方向に沿ってへ字状に屈曲し且つ傾斜壁２１に向かって頂部７５ｂを突出させた板状の片持バネとして形成されており、膨出部７０の内壁面に一端を固定端７５ａとして結合し、且つ、他端を自由端７５ｃとして、膨出部７０の内壁面から離間した形態で同内壁面上に設けられている。

そして、図５および図６に示すように、バネ７５が傾斜壁２１に押されて撓んだときに、自由端７５ｃが接触する膨出部７０の内壁面上の位置には、自由端７５ｃに設けたフック７６が係合する固定溝（係合部）７８が設けられている。この固定溝７８は、バネ７５の自由端７５ｃのフック７６が係合することで、自由端７５ｃの自由スライドを拘束し、それにより、片持状のバネ７５を両端固定の２点支持バネ（両持バネ）として機能させるためのものである。なお、このへ字状のバネ７５は、膨出部７０の側壁に型抜き孔７９を確保することによって膨出部７０の内部に形成されている。

次に作用を説明する。

メスコネクタ１０とオスコネクタ６０を嵌合させると、オスコネクタハウジング６０Ａの主体部６３の外周の環状空間６２にメスコネクタ１０の環状周壁１１が入り込む。そして、メスコネクタハウジング１０Ａのリブ２０がオスコネクタハウジング６０Ａのスライド溝７２をスライドして、コネクタ嵌合終期の段階で、図４に示すようにバネ７５に到達する。

更に嵌合が進むと、図５に示すように、バネ７５の頂部７５ｂがリブ２０の前端の傾斜壁２１に当接して、バネ７５が撓み出す。傾斜壁２１は、両コネクタハウジング１０Ａ、６０Ａの嵌合が進むに従ってバネ７５との接触圧が高まるようにコネクタ嵌合方向に沿って斜めに傾斜しているので、更に嵌合が進むと、バネ７５が更に撓み、所定以上にバネ７５が撓むと、自由端７５ｃのフック７６が固定溝７８に係合することで、両端固定の２点支持バネ（両持バネ）として機能するようになる。従って、撓みの前半は軟らかいバネとして、小さい弾性反力をメスコネクタハウジング１０Ａに及ぼすが、撓みの後半は硬いバネとして、大きな弾性反力をメスコネクタハウジング１０Ａに及ぼすことになる。

そして、オスコネクタ１０とメスコネクタ６０が完全に嵌合した状態では、ロックアーム６６がロック突起１６に係合し、バネ７５と傾斜壁２１が、図６に示す状態で圧接することになる。この状態において、バネ７５の荷重は、傾斜壁２１の斜面により、コネクタ嵌合方向とそれに直交する左右方向の成分を持つ力として、メスコネクタハウジング１０Ａに作用することになる。従って、このバネ７５によって、両コネクタハウジング１０Ａ、６０Ａ間のコネクタ嵌合方向に沿った方向のガタつきと、コネクタ嵌合方向と直交する方向のガタつきとが防止されることになる。

また、本実施形態のコネクタでは、ガタつき防止用のバネ７５をオスコネクタハウジング６０Ａと一体に樹脂で成形しているので、金属製のバネを後からコネクタハウジングに組み付ける従来例の場合と違って、部品点数を減らすことができると共に、バネの組み付け手間を省くことができ、結果的にコストダウンを図ることができる。

また、バネ７５と傾斜壁２１が、コネクタ嵌合終期の段階で初めて互いに当接するようになっているので、嵌合初期から嵌合中期までの間はバネ７５の力は作用せず、従ってバネ７５の力が働き始めるタイミングを、端子同士の嵌合によりコネクタ嵌合力がピークになるタイミングから外すことが容易にでき、コネクタ嵌合力がガタ防止機能を付加した故に高くなるのを避けることができる。

また、本コネクタでは、片持のバネ７５が途中から両持バネとなることによりバネ荷重を変化させるようになっているので、バネ７５と傾斜壁２１が摺動するコネクタ嵌合終期のうちでも、その前半は、小さな抵抗でコネクタを嵌合することができるが、その後半は、大きな抵抗を受けながらコネクタを嵌合することになり、最終的な完全嵌合状態においては、樹脂製のバネ７５でありながら、強いバネ反力を傾斜壁２１に作用させることができる。

従って、樹脂バネの場合は、金属バネと違い、安定した強い反力を持たせることが困難であるが、上記のように、最終嵌合状態で２点支持バネ（両持バネ）として機能するように構成してあることにより、コネクタの最終嵌合状態で強い反力を傾斜壁２１に作用させることができ、両コネクタハウジング１０Ａ、６０Ａ間のガタつきを安定して確実に防止することができる。

また、本実施形態では、メスコネクタハウジング１０Ａの環状周壁１１のリブ２０に傾斜壁２１を設け、オスコネクタハウジング６０Ａのフード部６１の内周壁（膨出部７０の内壁面）にバネ７５を設けたので、バネ７５をフード部６１で保護することができる。

また、本実施形態では、フード部６１に膨出部７０を設け、その膨出部７０の側壁に型抜き孔７９を確保することで、膨出部７０の内壁面にへ字状のバネ７５を形成したので、へ字形という成形困難な形状であるにも拘わらず、できるだけ成形条件を良くしながら一体成形することができる。

なお、上記実施形態では、メスコネクタハウジング１０Ａの環状周壁１１の外周部に傾斜壁２１を設け、オスコネクタハウジング６０Ａのフード部６１の内周部にバネ７５を設けた場合を示したが、その逆に設けてもよい。即ち、メスコネクタハウジング１０Ａの環状周壁１１の外周部にバネを設け、オスコネクタハウジング６０Ａのフード部６１の内周部に傾斜壁を設けてもよい。但しその場合は、バネが外側に露出することになるので、バネの保護という観点からは望ましくない。

本発明の実施形態のコネクタの外観斜視図である。同コネクタを構成するメスコネクタの平面図である。同メスコネクタのハウジングの水平断面図である。同メスコネクタとオスコネクタを嵌合する際のオスコネクタ側の傾斜壁がメスコネクタ側のバネに当接する直前の状態を示す要部の拡大断面図である。図４の次の状態を示す図で、傾斜壁がバネに当接し始めた初期の状態を示す要部の拡大断面図である。図５の次の状態を示す図で、メスコネクタとオスコネクタが完全に嵌合したときの傾斜壁とバネとの関係を示す要部の断面図である。従来のガタつき防止機能を備えたコネクタの例を示す平面図である。その変形例を示す図であり、（ａ）はオスコネクタの平面図、（ｂ）はオスメスコネクタの嵌合状態を示す平面図である。ガタつき防止バネの配置箇所の例を示すためのメスコネクタの正面図である。

符号の説明

１０Ａメスコネクタハウジング（第１のコネクタハウジング）
６０Ａオスコネクタハウジング（第２のコネクタハウジング）
６１フード部
１６ロック突起（ロック手段）
６６ロックアーム（ロック手段）
７０膨出部の内壁（一方のコネクタハウジングの壁面）
７５バネ
７５ａ固定端
７５ｂ頂部
７５ｃ自由端
７６フック
７８固定溝（係合部）
７９型抜き孔
２０リブ
２１傾斜壁

Claims

互いに嵌合する第１のコネクタハウジングと第２のコネクタハウジングに、両コネクタハウジングを嵌合した状態でロックするためのロック手段が設けられ、
前記第１のコネクタハウジングと第２のコネクタハウジングを嵌合したときに、内周側と外周側で互いに対向する前記各コネクタハウジング側の部分の一方と他方に、前記両コネクタハウジングを嵌合するのに伴って互いに当接するバネと傾斜壁がそれぞれ設けられ、
これらバネと傾斜壁は、前記両コネクタハウジングの嵌合終期の段階で初めて当接する位置に設けられ、
前記傾斜壁は、前記両コネクタハウジングの嵌合が進むに従って前記バネとの接触圧が高まるようにコネクタ嵌合方向に沿って傾斜し、
更に、前記バネが、前記一方のコネクタハウジングと一体に樹脂で成形され、
且つ、前記一方のコネクタハウジングの壁面に、前記バネの一端が固定されると共に、該バネの他端の自由端に対向する位置に係合部が設けられ、前記バネが前記傾斜壁に押されて撓んだときに該バネの自由端が前記係合部に係合されるようにしたことを特徴とするコネクタ。
請求項１に記載のコネクタであって、
前記バネが、コネクタ嵌合方向に沿ってへ字状に屈曲し且つ前記傾斜壁に向かって頂部を突出させた板状のバネとして形成され、該バネが、前記一方のコネクタハウジングの壁面に一端を固定端として結合し且つ他端を自由端として前記壁面から離間した形態で前記壁面上に形成されており、該バネが前記傾斜壁に押されて撓んだときに前記自由端が接触する前記壁面上の位置に、前記自由端に設けたフックが係合することで該自由端の自由スライドを拘束しそれにより前記へ字状に屈曲したバネを両端固定の２点支持バネとして機能させる前記係合部としての固定溝が設けられていることを特徴とするコネクタ。
請求項２に記載のコネクタであって、
前記第１のコネクタハウジングの外周壁に、前記傾斜壁を前端に持つリブが突設され、一方、前記第２のコネクタハウジングに、コネクタ嵌合時に前記第１のコネクタハウジングの外周壁の外側に被さるフード部が設けられ、このフード部の内周壁のコネクタ嵌合方向の後部に、前記バネが形成されていることを特徴とするコネクタ。
請求項３に記載のコネクタであって、
前記フード部のコネクタ嵌合方向の後部に、前記バネを形成するために外側に膨出した膨出部が設けられ、この膨出部の側壁に型抜き孔を確保することで、前記膨出部の内壁に前記へ字状のバネが形成されていることを特徴とするコネクタ。