JP5500680B2 - レバー式電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、レバーを回動させることによって相手側コネクタとの嵌合及び嵌合の解除を行うレバー式電気コネクタに関する。

近年、自動車等の分野で用いられる電気コネクタ（以下、単に「コネクタ」という）は多極化が進んでいる。多極化されたコネクタは、コネクタ同士の嵌合を行う際及び嵌合を解除する際に大きな力が必要となるため、レバーによる倍力効果を利用して相手側コネクタとの嵌合及び嵌合の解除を行うレバー式コネクタが使用されている。
一例として、レバー式コネクタ（例えば、雌型のコンタクトを保持）のプラグハウジングにはレバーが嵌合開始位置と嵌合完了位置との間を回動するようにレバーが取り付けられ、相手側コネクタ（例えば、雄型のコンタクトを保持する）のリセプタクルハウジングにはカム突起が設けられている。レバーを嵌合開始位置に保持した状態で両ハウジングを浅く嵌合させることによりカム突起を、レバーの回転に伴って直線往復運動するスライダに設けられるカム溝に進入させ、その状態からレバーを嵌合完了位置まで回転させる。そうすると、カム溝とカム突起が係合するカム作用により両ハウジングが嵌合され、両コネクタのコンタクト（又は端子金具）同士が接続されるようになっている。なお、回動とは時計回りの回転及び反時計回りの回転の両者が行われ得ることを言い、時計回りの回転又は反時計回りのいずれか一方の回転を指摘するときは回転という表現を用いる。

レバー式コネクタを相手側コネクタに嵌合させる際に、相手側コネクタ（雄コネクタ）に対してレバー式コネクタ（雌コネクタ）が傾いて挿入される「こじり」（又は斜め嵌合ともいう）が生じることがある。そうすると、カム溝にカム突起が適正に入らずに、スライダのカム溝以外の部分にカム突起が接触する（乗り上げる）ことがある。そのままではレバーの回転動作に支障を来たすが、無理にレバーを嵌合完了位置に向けて回転させると、カム突起に強い力が加わり相手側コネクタを破損させるおそれがある。多極化とともにコネクタに要求される小型化のために肉厚の薄いハウジングが使用される現状のコネクタは破損のおそれが大きい。

特開２００１−３５７９３８号公報

嵌合の際のこじりによる誤接続を防止する手段として、誤接続防止用突起をハウジングに一体的に設けることが行われている（例えば、特許文献１）。しかしながら、誤接続防止用突起を設けただけでは、不適正な嵌合を防止できない場合もある。そこで本発明は、不適正な嵌合をしたことを知らないでレバーを操作しても、カム突起を有する相手側コネクタのハウジングが破損しにくいレバー式コネクタを提供することを目的とする。

本発明者らは、相手側コネクタの破損がカム突起に起因すること、つまりレバーの回転に伴ってカム突起に大きい荷重が加わることでハウジングが限界を超えて弾性変位するために相手側コネクタが破損することに基づき、カム突起が形成されている領域のハウジングの変位を抑制できるレバー式コネクタを提案する。

本発明のレバー式コネクタは、相手側コネクタの受容空間に嵌合部分が収容された状態で回動自在なレバーを操作することでレバー式コネクタと相手側コネクタが嵌合されることを前提とする。レバー式コネクタは、複数のレバー側コンタクトを保持するレバー側ハウジングと、嵌合開始位置と嵌合完了位置の間を回動自在にレバー側ハウジングに着脱可能に支持されるレバーと、レバーの回動操作により移動するカム溝を有するカム機構と、を備える。
また、相手側コネクタは、レバー式コネクタのコンタクトと電気的に接続される相手側コンタクトを保持する相手側ハウジングと、相手側ハウジングに形成され、カム溝に挿入されるカム突起と、を備える。
そして、本発明のレバー式コネクタは、カム突起に対応して、レバー側ハウジングと相手側ハウジングの間にカム突起変位規制体が配置されていることを特徴とする。このカム突起変位規制体は、共通の垂直軸に沿ってカム突起と直線上に配列されることで、カム突起に対向している。

本発明のカム突起変位規制体としては、相手側ハウジングに対向するレバー側ハウジングの外側面に一体的に形成されるリブとすることができる。この形態は、ハウジング同士のがた詰めを行うためのリブとしても機能させることができる利点がある。

本発明のレバー式コネクタは、カム突起に対応する領域におけるレバー側ハウジングと相手側ハウジングの間にカム突起変位規制体が配置されているので、不適正な嵌合をしたことを知らないでレバーを操作しても、相手側コネクタのハウジングが破損しにくい。また本発明のレバー式コネクタは、カム突起に対応するレバー側ハウジングと相手側ハウジングの間に存在する隙間を生めるようにカム突起変位規制体を配置するものであるから、相手側コネクタの相手側ハウジングの肉厚を厚くする必要がない。したがって、本発明のレバー式コネクタによれば、コネクタに要求される小型化の要求をも満足できる。

本実施の形態のレバー式コネクタを示す分解斜視図である。 図１に示すレバー式コネクタと相手側コネクタの嵌合初期の平面図である。 図２のIII−III矢視断面図である。 図２のIV−IV矢視断面図である。 図２のV-V矢視断面図である。 （ａ）が図３の５ａ部拡大図、（ｂ）が図３の５ｂ部拡大図である。 図１に示すレバー式コネクタと相手側コネクタが嵌合完了した状態の平面図である。 図７のVIII−VIII矢視断面図である。 図７のIX−IX矢視断面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施の形態によるレバー式コネクタ１は、複数の雌型のコンタクト（図示せず）が収容されるインナーハウジング１０と、フロントカバー（ハウジング）２０と、リテーナ３０と、シール部材４０と、一括シール部材５０と、アウターハウジング６０と、１対のスライダ７０と、ワイヤカバー８０と、レバー９０とを具備している。インナーハウジング１０〜ワイヤカバー８０が組み付けられた全体として、レバー式コネクタ１のハウジングを構成する。レバー式コネクタ１は、倍力機構を利用して、相手側コネクタ１００と嵌合されるものである。

＜インナーハウジング１０＞
絶縁性の樹脂を射出成形することによって構成されるインナーハウジング１０には、前後方向に貫通する複数のコンタクト収容キャビティ１１が設けられている。なお、本実施形態において、図１におけるｘ軸方向を幅方向、図１におけるｚ軸方向を上下方向及び図１におけるｙ軸方向を前後方向（ただし、紙面に対して奥側を前側、紙面に対して手前側を後側とする）と定義して以下説明する。
各コンタクト収容キャビティ１１には、コンタクトが図１における矢印Ａで示す向きに挿入される。そして、各コンタクトは、インナーハウジング１０に設けられるハウジングランス１４（図３）によって一次的に係止される。また、インナーハウジング１０の後側には、一括シール部材５０を収容する一括シール部材収容空間１２が設けられている。インナーハウジング１０の幅方向両端には、アウターハウジング６０をインナーハウジング１０に係止するための１対のラッチアーム１３が設けられている。

＜フロントカバー２０＞
絶縁性の樹脂を射出成形することによって構成されるフロントカバー２０は、インナーハウジング１０の前側に装着されるよう構成されている。フロントカバー２０は、図１に示すように、幅方向に延びてインナーハウジング１０の前面を覆うとともに、相手コンタクトが挿入される複数の相手コンタクト挿入孔２１が前後方向に貫通して形成されている。
また、フロントカバー２０は、その外側面に前後方向に向けてリブ（カム突起変位規制体）２２が形成されている。フロントカバー２０の外側面の他の部分よりも突出して形成されるリブ２２は、フロントカバー２０と相手側ハウジング１０２の間において、相手側コネクタ１００のカム突起１０４に対応する領域に配置される。リブ２２が当該対応する領域に配置されるのは、レバー式コネクタ１と相手側コネクタ１００の少なくとも嵌合初期とされる。この点について詳しくは後述する。

＜リテーナ３０＞
絶縁性の樹脂を射出成形することによって構成されるリテーナ３０は、インナーハウジング１０に形成されたリテーナ収容凹部１５内に装着されるよう構成され、図１に示すように、幅方向に延びる略板状に形成されている。リテーナ３０は、インナーハウジング１０に設けられたコンタクト収容キャビティ１１に対応するように形成された複数のコンタクト挿通孔３１を有している。そして、リテーナ３０は、コンタクトがコンタクト挿通孔３１を貫通してコンタクト収容キャビティ１１内に挿入可能となる仮係止位置でインナーハウジング１０に仮保持され（図３、図４）、更に押し込まれる本係止位置においてインナーハウジング１０に固定される（図８、図９）。リテーナ３０が本係止位置でインナーハウジング１０に固定されると、コンタクトがリテーナ３０により二次的に係止される。

＜シール部材４０＞
絶縁性のゴムを射出成形することによって構成されるシール部材４０は、図１に示すように、リング状に形成されてインナーハウジング１０の外側に密着するようになっている。このシール部材４０は、相手側コネクタ１００とレバー式コネクタ１が嵌合したときに、相手側コネクタ１００の相手側ハウジング１０２とインナーハウジング１０との間をシールし（図８、図９）、嵌合部からインナーハウジング１０の内部に水が浸入するのを阻止する機能を有する。

＜一括シール部材５０＞
一括シール部材５０は、図１に示すように、略板状に形成されたゴム製の部材であり、インナーハウジング１０の前側に形成された一括シール部材収容空間１２内に収容される。そして、一括シール部材５０は、インナーハウジング１０の一括シール部材収容空間１２を形成する外壁部分の内周面に密着するようになっている。一括シール部材５０には、インナーハウジング１０に設けられたコンタクト収容キャビティ１１に対応する位置に断面円形状の複数の挿通孔５１が形成されている。各挿通孔５１は、前後方向に貫通している。コンタクト収容キャビティ１１内に収容されたコンタクトに接続された電線（図示せず）は、挿通孔５１を貫通してインナーハウジング１０よりも後方に向けて導出される。各挿通孔５１の内周面には、複数の環状シール突起５２が形成されており（図３）、これら環状シール突起５２は、図示しない電線の外周面に密着し、挿通孔５１からインナーハウジング１０の内部への水の浸入を阻止する。

＜アウターハウジング６０＞
絶縁性の樹脂を射出成形することによって構成されるアウターハウジング６０は、レバー式コネクタ１を組み付けた状態で、インナーハウジング１０、フロントカバー２０等を覆うように位置し、インナーハウジング１０に設けられたラッチアーム１３によってインナーハウジング１０に係止される。これにより、一括シール部材５０をインナーハウジング１０に対して前後方向に押え付ける。このアウターハウジング６０には、一括シール部材５０に設けられた挿通孔５１に対応する位置に形成された断面矩形状の複数の貫通孔６１が設けられている。各貫通孔６１は、前後方向に貫通している。各コンタクトに接続された電線は、一括シール部材５０の各挿通孔５１及び各アウターハウジング６０の貫通孔６１を通って後方へ導出される。
アウターハウジング６０の上下両端部には、幅方向に延びる１対のスライダ収容溝６３が形成されている。また、アウターハウジング６０の相手側コネクタ１００に設けられたカム突起１０４が挿入されるカム突起挿入孔６２が内側に設けられている（図３）。

＜スライダ７０＞
絶縁性の樹脂を射出成形することによって構成されるスライダ７０は、図１に示すように略板状に形成され、アウターハウジング６０のスライダ収容溝６３内にスライド動作可能に収容されている。各スライダ７０の内側の面には、相手側コネクタ１００に設けられたカム突起１０４の引き込み及び押し出しを行うカム溝７１が２つずつ設けられている。各スライダ７０の後端縁には、レバー９０のピニオン部９３と噛合うラック部７２が形成されている。

＜ワイヤカバー８０＞
絶縁性の樹脂を射出成形することによって構成されるワイヤカバー８０は、アウターハウジング６０の後側に取り付けられ、インナーハウジング１０のコンタクト収容キャビティ１１に収容されたコンタクトからアウターハウジング６０の各貫通孔６１を介して後方へ導出された電線の束を保護する。
また、ワイヤカバー８０の上面及び下面の前端部には、それぞれレバー９０の軸受孔９１ａに嵌合する軸部８１が設けられている。また、ワイヤカバー８０の上面及び下面には、それぞれ嵌合開始位置に配置されたレバー９０をロックする係止用凸部８２が設けられている。各係止用凸部８２は、嵌合開始位置に配置されたレバー９０の各側板９１に係止することによって、レバー９０の嵌合完了位置に向けた回転を阻止する。

＜レバー９０＞
レバー９０は、ワイヤカバー８０に対して回動可能に支持され、スライダ７０に設けられたラック部７２と噛合うピニオン部９３が先端に形成されている。レバー９０及びスライダ７０は倍力機構として作用するもので、レバー９０を回動するとスライダ７０が幅方向に移動し、これにより、相手側コネクタ１００が嵌合する向きに移動し、また、レバー式コネクタ１から離間する向きに移動するようになっている。
レバー９０は、一対の側板９１及びこれら両側板９１の一端部を互いに連結する連結部９２を有している。両側板９１の他端部には、それぞれワイヤカバー８０の軸部８１に支持される軸受孔９１ａが設けられている。そして、レバー９０は、両側板９１の軸受孔９１ａを中心としてインナーハウジング１０に対して嵌合開始位置と嵌合完了位置との間を回動可能となるように、ワイヤカバー８０に取り付けられている。

＜相手側コネクタ１００＞
相手側コネクタ１００は、レバー式コネクタ１の前端側が収容されるキャビティ１０１を内部に有するフード１０３を備える相手側ハウジング１０２と、フード１０３の上下方向の両側の側面に形成されるカム突起１０４とを備えている。カム突起１０４は、スライダ７０のカム溝７１に対応してフード１０３の片側の側面に２つずつ形成されている。このカム突起１０４は、レバー式コネクタ１と相手側コネクタ１００を嵌合する際に、アウターハウジング６０のカム突起挿入孔６２を通ってスライダ７０のカム溝７１に挿入される。なお、図３，４，７および８は、コンタクト保持孔の記載を省略している。

＜動作＞
次に、レバー式コネクタ１と相手側コネクタ１００を嵌合する際の動作について説明する。
レバー式コネクタ１では、ワイヤカバー８０に対してレバー９０を回動させることによって、レバー９０のピニオン部９３がスライダ７０のラック部７２を駆動し、スライダ７０が幅方向に沿って移動される。そして、レバー９０を嵌合開始位置側（幅方向の一方側）に向かって回転させると、スライダ７０が図１の右側に向かって移動される。また、レバー９０を嵌合完了位置側（幅方向の他方側）に向かって回転させると、スライダ７０が図１の左側に向かって移動される。

組み立てが完了したレバー式コネクタ１は、レバー９０が嵌合完了位置に配置される（図２のＦ）。この状態で、レバー式コネクタ１に対して相手側コネクタ１００を浅く嵌合させる。またこの状態では、ロック部材（図示せず）によってレバー９０の回転を規制することができる。
レバー９０が図２のＦ（嵌合完了位置）におけるIII−III矢視断面図を図３に、IV−IV矢視断面図を図４に、また、V−V矢視断面図を図５に示す。これら図に示されるように、相手側コネクタ１００に形成されるカム突起１０４のフード１０３の上下方向の裏面に、フロントカバー２０に形成されたリブ２２が対応して配置されている。このように、相手側コネクタ１００のカム突起１０４に対応して、フロントカバー２０と相手側ハウジング１０２の間に、フロントカバー２０に形成されたリブ２２が配置されている。なお、図６に示すように、リブ２２は、カム突起１０４に対向して設けられる（図６（ａ））場合に限らず、リブ２２をカム突起１０４からオフセットして設けることによっても（図６（ｂ））、カム突起１０４の変位を規制できる。
レバー式コネクタ１と相手側コネクタ１００の嵌合を行う際には、ロックされている場合にはそれを解除してから、嵌合完了位置に配置されているレバー９０を嵌合開始位置（図２のＳ）まで矢印Ｂの向きに回転させる。

レバー９０が嵌合開始位置にあると、アウターハウジング６０の各カム突起挿入孔６２が、各スライダ７０の各カム溝７１に連通する。また、嵌合開始位置に配置されたレバー９０は、ワイヤカバー８０の係止用凸部８２によって嵌合完了位置側への回転が阻止された状態となっている。
レバー９０を嵌合開始位置に配置した状態で、相手側コネクタ１００の各カム突起１０４をアウターハウジング６０の各カム突起挿入孔６２を介して各スライダ７０の各カム溝７１内に挿入して、レバー式コネクタ１と相手側コネクタとを浅く嵌合させる。

次に、ワイヤカバー８０の係止用凸部８２によるレバー９０のロックを解除し、嵌合開始位置に配置されているレバー９０を、図７に示す嵌合完了位置側に向けて回転させる。そうすると、スライダ７０の複数のカム溝７１が、それぞれ相手側コネクタ１００に設けられたカム突起１０４を背面側に向かって引き込んでいく。これにより、レバー式コネクタ１のインナーハウジング１０に収容されている複数のコンタクト（図示せず）が、それぞれ相手側コネクタ１００に収容されているコンタクト（図示せず）に嵌合され、レバー式コネクタ１と相手側コネクタ１００はレバー式のコネクタ組立体を構成する。

図７のVIII−VIII矢視断面図を図８に、また、図６のIX−IX矢視断面図を図９に示す。レバー式コネクタ１と相手側コネクタ１００の嵌合に伴って、フロントカバー２０が相手側コネクタ１００のカム突起１０４を通過してキャビティ１０１の奥まで移動している。そしてこの嵌合完了位置においては、相手側コネクタ１００のカム突起１０４に対応する領域には、フロントカバー２０と相手側ハウジング１０２の間に、シール部材４０が配置される。相手側コネクタ１００のハウジング１０２（フード１０３）の破損のおそれがあるのは嵌合の初期であり、嵌合が完了した際にはカム突起１０４に対応する領域にリブ２２が配置される必要はない。

＜本実施の形態の特徴部分＞
以上説明した嵌合作業の過程で、カム突起１０４がカム突起挿入孔６２、カム溝７１に適正に入らないこともあり、そうするとカム突起１０４はカム突起挿入孔６２、カム溝７１以外のアウターハウジング６０、スライダ７０の部分に乗り上げる。この不適正な嵌合初期状態を知らないで、レバー９０を嵌合完了位置に向けて回転させると、相手側コネクタ１００の相手側ハウジング１０２の両側のフード１０３はカム突起１０４を介してキャビティ１０１に向けて強く押される。
しかしながら、レバー式コネクタ１は、インナーハウジング２０の外側面であって相手側コネクタ１００のカム突起１０４に対応する領域にリブ２２を設けているので、フード１０３の変位が規制され、相手側コネクタ１００の破損を防止する。

レバー式コネクタ１は防水のためにシール部材４０を備えているが、防水性能を確保するために、シール部材４０が圧縮されるスペースが必要である。そのために、フロントカバー２０の外側面と相手側コネクタ１００のフード１０３の内周面との間には、シール部材４０の圧縮スペースを確保するために隙間を設ける必要がある。したがって、当該位置にリブ２２を設けないと、フード１０３は、キャビティ１０１に向けて隙間に相当する量だけ変位してしまい、破損するおそれがある。これに対して本実施の形態では、不適正な嵌合初期状態でレバー９０を操作したときにキャビティ１０１に向けての変位量が最も大きくなるカム突起１０４に対応する領域にリブ２２を設けることで、フード１０３の変位を規制する。

ここで、本発明は、フロントカバー２０の外形寸法を全体的に大きくすることで、相手側コネクタ１００とフロントカバー２０の間の隙間を全体的に小さくすることを包含する。しかし、射出成形により作成される部品の寸法精度の都合上、設定する隙間を小さくしすぎると、嵌合ができないおそれがある。これに対して、本実施の形態のようにリブ２２を形成する場合には、外形全体を大きくするのに比べて寸法精度が高い。したがって、カム突起１０４に対応する領域にリブ２２を形成する本実施の形態によれば、相手側コネクタ１００とフロントカバー２０の間の隙間を小さくできる。

また、フード１０３の肉厚を厚くすればフード１０３の破損防止に効果的であるが、これはコネクタに要求される小型化に反することになる。また、小型化とともにコネクタに要求されている多極化に対応して、レバー９０の操作により生じる倍力を増大する傾向にある。そうすると、不適正な嵌合初期状態でレバー９０を操作すると、フード１０３に印加される荷重も大きい。したがって本発明は、フード１０３の肉厚を厚くすることなくフード１０３の破損防止に寄与するので、小型化、多極化の要求に沿ったレバー式のコネクタを提供できる。

本実施の形態では防水タイプのレバー式コネクタ１について説明したが、一対のコネクタであって双方のコネクタハウジング間に隙間を設ける必要がある場合には、防水タイプ以外のレバー式コネクタに本発明を適用できることは言うまでもない。
本実施の形態ではレバー式コネクタ１側に、相手側コネクタ１００との隙間を埋めるためのリブ２２を設けたが、相手側コネクタ１００に設けることもできる。本実施の形態でレバー式コネクタ１側にリブ２２を設けたのは、相手側コネクタ１００にはシール部材４０を収容し、圧縮するスペースを確保する必要性からである。

また、本実施の形態では、嵌合完了時にはカム突起１０４に対応する位置からリブ２２（カム突起変位規制体）が通過する例を示したが、これはシール部材４０が存在していることによるものである。したがって、嵌合初期から嵌合完了までの間にカム突起１０４に対応する位置にリブ２２（カム突起変位規制体）が存在していてもよい。

また、本実施の形態ではレバー式コネクタ１にリブ２２を設けたが、一対のコネクタハウジング間の隙間を埋めることで、相手側コネクタ１００のハウジング１０２（フード１０３）の変位を規制できる部材であればその形態を本発明は問わない。
さらに、本実施の形態ではフロントカバー２０にリブ２２を設ける例を示したが、少なくとも嵌合の初期に相手側コネクタ１００のカム突起１０４に対応する領域に配置されるハウジングの構成部分にリブ２２に相当するカム突起変位規制体を設ける例を本発明は広く包含する。
さらにまた、本実施の形態ではカム機構としてスライダ７０を用いているが、カム溝をレバーに備えるレバー式コネクタにも本発明を適用できる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１…レバー式コネクタ
１０…インナーハウジング、２０…フロントカバー、２２…リブ、３０…リテーナ
４０…シール部材、５０…一括シール部材、６０…アウターハウジング
７０…スライダ、７１…カム溝、８０…ワイヤカバー、９０…レバー
１００…相手側コネクタ
１０１…キャビティ、１０２…ハウジング、１０３…フード
１０４…カム突起

Claims (2)

1. 相手側コネクタの受容空間に嵌合部分が収容された状態で回動自在なレバーを操作することで前記相手側コネクタと嵌合されるレバー式電気コネクタであって、
   複数のレバー側コンタクトを保持するレバー側ハウジングと、
   嵌合開始位置と嵌合完了位置の間を回動自在に前記レバー側ハウジングに着脱可能に支持されるレバーと、
   前記レバーの回動操作により移動するカム溝を有するカム機構と、を備え、
   前記相手側コネクタは、
   前記コンタクトと電気的に接続される相手側コンタクトを保持する相手側ハウジングと、
   前記相手側ハウジングに形成され、前記カム溝に挿入されるカム突起と、を備え、
   前記カム突起に対応して、前記レバー側ハウジングと前記相手側ハウジングの間にカム突起変位規制体が配置され、
   前記カム突起変位規制体は、共通の垂直軸に沿って前記カム突起と直線上に配列されることで、前記カム突起に対向していることを特徴とするレバー式電気コネクタ。
2. 前記カム突起変位規制体は、前記相手側ハウジングに対向する前記レバー側ハウジングの外側面に一体的に形成されるリブである請求項１に記載のレバー式電気コネクタ。

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