JP2005510669A - ばねリングを備えたコネクタ - Google Patents

Abstract

コネクタは、孔部を有するハウジングを備えており、その孔部の内周面にハウジング溝が形成されている。該ハウジング溝によって、該ハウジング溝の底面と前記孔部の内周面との間に、逃がし角を有する逃がし面が画成されている。また、リテーナを備えており、このリテーナと前記逃がし面との間に、ばねリング収容空間が画成されている。ばねリング収容空間には、傾斜コイルばねから成るばねリングが収容されている。また、ピンを備えている。このピンは、テーパ付き先端部と本体部とを備えており、該本体部の外径寸法は、前記孔部の内周面に対して摺嵌可能な寸法としてある。前記本体部には周溝が形成されており、該周溝は、前記ピンを前記孔部に挿入したときに前記ばねリングが該周溝に嵌合するようにしたものである。前記周溝は、押付け角を有する押付け面手段を備えている。この押付け面手段は、前記ピンを前記孔部から抜脱しはじめたときに、前記ばねリングを回転させて、該ばねリングのばね断面の楕円形の長軸が前記逃がし面に対して平行になるようにする。前記ピンを前記孔部から更に抜脱し続けると、前記ばねリングは、該ばねリングのばね断面の楕円形の短軸の方向に圧縮変形されると共に、該ばねリングの径方向に引き伸ばされる。

Description

本発明は、広くは接続機構に関し、より詳しくは、接続は小さな力で行うことができ、接続解除には大きな力を必要とするようにしたコネクタに関する。

様々な種類のコネクタが、非常の多くの用途に用いられており、例えば、米国特許第4,678,210号公報、米国特許第4,763,683号公報、米国特許第5,411,348号公報、それに米国特許第5,545,842号公報などに、その具体例が示されている。これら特許公報に開示されているコネクタは、いずれも特定の用途に適合するように構成されたものである。

例えば、米国特許第4,678,210号公報に開示されているコネクタは、軽量でそれほどの強度を備えずしかも多くの場合脆弱な２つの円筒形部材を、互いに噛合させて連動させるための装着ロック機構や、第１の円筒部材と第２の円筒部材との分離を防止するためのロック手段を備えたものである。

また、米国特許第4,763,683号公報に開示されているコネクタは、同軸形燃料供給ホースを接続するためのコネクタであって、その接続を解除して分離することが容易にできるようにしたものであり、このコネクタは、内側接続弁機構の弁胴によって中心燃料供給通路を画成している。

また、米国特許第5,411,348号公報及び米国特許第5,545,842号公報に開示されているコネクタは、２つの部材を互いに接続してロックし、その接続部分が、電磁遮蔽機能、電気導通機能、放熱機能、それに環境封止機能を備えるようにしたものである。
米国特許第4,678,210号公報 米国特許第4,763,683号公報 米国特許第5,411,348号公報 米国特許第5,545,842号公報

本発明の目的は、ハウジングの溝に収容した、傾斜コイルばねから成るばねリングと、溝を形成したピンとを備え、それらによって、接続に要する力と接続解除に要する力とを制御できるようにしたコネクタを提供することにある。

本発明に係るコネクタは、孔部を有するハウジングを備えており、その孔部の内周面にハウジング溝が形成されている。該ハウジング溝によって、該ハウジング溝の底面と前記孔部の内周面との間に、逃がし角を有する逃がし面が画成されている。

また、本発明に係るコネクタは、リテーナを備えており、このリテーナと前記逃がし面との間に、ばねリング収容空間が画成されている。このばねリング収容空間に、傾斜コイルばねから成るばねリングが収容されている。前記ばねリングは、ばねリング中心線を有しており、また、前記ばねリングのばね断面は長軸と短軸とを有する楕円形であり、これらについては後に詳述する。

また、本発明に係るコネクタは、ピンを備えている。このピンは、テーパ付き先端部と本体部とを備えており、該本体部の外径寸法は、前記孔部の内周面に対して摺嵌可能な寸法としてある。前記本体部には周溝が形成されており、該周溝は、前記ピンを前記孔部に挿入したときに前記ばねリングが該周溝に嵌合するようにしたものである。

前記周溝は、押付け角を有する押付け面手段を備えている。この押付け面手段は、前記ピンを前記孔部から抜脱しはじめたときに、前記ばねリングを回転させて、該ばねリングのばね断面の楕円形の長軸が前記逃がし面に対して平行になるようにするものである。また、この押付け面手段は、前記ピンを前記孔部から更に抜脱し続けたときに、前記ばねリングを、該ばねリングのばね断面の楕円形の短軸の方向に圧縮変形させると共に、該ばねリングの径方向に引き伸ばすものである。

また特に、前記押付け面手段は、前記ばねリングの中心線よりも、コネクタ径方向における内方に画成するようにしている。本発明の構成では、前記押付け面手段を、前記ばねリングの中心線よりも、コネクタ径方向における外方に画成したならば、接続解除は不可能になる。この点は、上に言及した従来技術文献である米国特許公報に開示されている構成に対する、本発明の構成の相違を示すものである。

また特に、前記ハウジング溝が、前記ピンを前記孔部から抜脱する際に前記ばねリングの軸方向の移動を規制するための、前記逃がし面と前記孔部の内周面との間に画成された溝形移動規制手段を備えているようにしてもよい。

前記逃がし面の逃がし角は、コネクタ中心線に対して約５°〜約９０°の範囲内の角度を成すものとすればよく、コネクタ中心線に対して約２５°〜約６５°の範囲内の角度を成すものとすれば、なお好ましい。

また、上述した溝形移動規制手段を備える場合には、前記逃がし面の逃がし角は、コネクタ中心線に対して約２５°〜約３０°の範囲内の角度とすることが好ましい。
更にまた特に、前記ばねリングは、前記ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状とし、その収束角が約３０°〜約４５°の範囲内の角度であるようなものとすることができる。更にこの点に関連して、前記ばねリングは、前記ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸が前記ピンの挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設する場合もあれば、これとは逆に、そのばね断面の楕円形の長軸が前記ピンの挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設する場合もある。

本発明のいずれの実施の形態においても、前記押付け面手段の前記押付け角は、コネクタ中心線に対して約５°〜約９０°の範囲内の角度を成すものとすればよく、コネクタ中心線に対して約４０°の角度を成すものとすれば、なお好ましい。

前記ばねリングは、その内径寸法が前記ピンの前記本体部の外径寸法より小さいものとすることが好ましく、そうすれば、該ばねリング自体の引張力によって、該ばねリングが前記ピンの前記周溝の中に嵌合して、この周溝の底面に当接するように付勢される。これによって、前記ピンを前記ばねリングに係合させることが容易になる。更に、前記押付け面手段の前記押付け角は、前記逃がし面の前記逃がし角より１°以上大きくすることが好ましい。

また、接続解除力の大きさに対する接続力の大きさの比を調節するためには、前記ばねリングの各巻きの、ばねリング径方向の寸法である高さ寸法に対するばねリング軸方向の寸法である幅寸法の比が、約１〜約１．５の範囲内にあるようにし、また好ましくは、約１〜 約１．０４の範囲内にあるようにするとよい。

添付図面と共に以下の説明を参照することにより、本発明の利点及び特徴を更に明瞭に理解することができる。
図１に示したコネクタ１０は、孔部１４を有するハウジング１２を備えており、この孔部１４の内周面１８に、ハウジング溝１６が形成されている。このハウジング溝１６によって、このハウジング溝の底面２４と孔部１４の内周面１８との間に、逃がし角を有する逃がし面２２が画成されている。

コネクタ１０は更に、リテーナ２８を備えており、このリテーナ２８と逃がし面２２との間に、ばねリング収容空間３０が画成されている。
ばねリング収容空間３０の中に、傾斜コイルばねから成るばねリング３２が収容されている。ピン３４は、テーパ付き先端部３６と本体部３８とを備えており、この本体部３８の外径寸法は、孔部１４の内周面１８に対して摺嵌可能な寸法としてある。

ピン３４は更に、周溝４８を備えており、この周溝４８には、押付け角を有する押付け面４６が形成されている。押付け面４６は、ピン３４を孔部１４から抜脱しはじめたときに、ばねリング３２を回転させて、このばねリング３２のばね断面の楕円形（図２及び図３を参照されたい）の長軸５４が、逃がし面２２に対して平行となるようにする手段として機能するものであり、これについては後に詳述する。

ピン３４を孔部１４から更に抜脱し続けたならば、押付け面４６のために、ばねリング３２は、このばねリング３２の断面の楕円形（豚度図２及び図３を参照されたい）の短軸の方向５６に圧縮されると共に、このばねリング３２の径方向に引き伸ばされ、これについても後に詳述する。

図２及び図３に、傾斜コイルばねから成るばねリング３２を示した。ばねリング３２は中心線６０を有しており、このばねリングを形成しているコイルばねの各巻きは、巻き傾斜角Ａをもって傾斜している。巻き傾斜角Ａは、ばねリング３２の中心線６０と、各巻き６２の中心線との間の角度である。この種のばねリング３２を開示した特許文献には、米国特許第5,139.243号公報、米国特許第5,108,076号公報、それに米国特許第4,893,795号公報などがある。これら特許公報は、本発明に用いるのに適した種類のばねリングを記載した文献であり、これら特許公報の開示内容は、それらの全体が、この言及をもって本願開示に組込まれたものとする。

ばねリング３２は、その内径寸法Ｄが、ピンの周溝４８の底面６６の外径寸法より小さく、そのため、このばねリング３２は、みずからの引張力によって、ピンの周溝４８の中に嵌合して、この周溝４８の底面６６に当接するように付勢されている。

図１及び図４〜図８に示したコネクタ１０においては、逃がし面２２の傾斜角である逃がし角が、コネクタ１０の中心線７０に対して約２３°の角度を成すようにしてある。この逃がし角は、コネクタ１０の中心線７０に対して約５°〜９０°の範囲内の角度を成すものとすればよい。この逃がし角を適当に定めることによって、接続力及び接続解除力の大きさを調節することができ、これについては後に詳述する。

図１に示した押付け面４６の傾斜角である押付け角Ｌは、コネクタ中心線７０に対して約５°〜約９０°の範囲内の角度を成すものとすればよく、図１〜図８に示したコネクタ１０においては、この押付け角Ｌが、コネクタ中心線７０に対して約４０°の角度を成すようにしてある。この押付け角を適当に定めることによって、接続解除力の大きさに対する接続力の大きさの比を調節することができ、これについては後に詳述する。

図９に示した実施の形態において、ばねリング７２は、ばねリング収容空間３０に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のものであり、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設されている。その収束角は、約３０°〜約４５°の範囲内の角度とすることができ、図示例のばねリング７２は、その収束角を３０°にしたものである。図示の如く、ばね断面の楕円形の長軸７６は、初期状態において、矢印７８で示したピン挿入方向（コネクタの接続に際してピン３４を挿入する方向）から見て向こう側で一点に収束している。

図１０に示した実施の形態において、ばねリング８２は、ばねリング収容空間３０に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のものであり、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設されている。その収束角は、約３０°〜約４５°の範囲内の角度とすることができ、図示例のばねリング８２は、その収束角を３０°にしたものである。図示の如く、ばね断面の楕円形の長軸８４は、初期状態において、矢印８６で示したピン挿入方向から見て手前側で一点に収束している。尚、本明細書の全体を通して、また全ての図面において、同一の参照符号は、同一の構成要素ないし対応する構成要素を示すものである。

図１１〜図１６に示した実施の形態は、図１及び図４〜図８の実施の形態と同様の構成であるが、ただし、逃がし角を３３°にしたものである。図１７〜図２２に示した実施の形態も、同様に逃がし角を３３°にしたものであるが、ただしそればかりでなく、更に、ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング７２を使用し、そのばねリング７２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設したものである。図２３〜図２８に示した実施の形態でも、逃がし角を約３３°にしてあり、また、この実施の形態では、ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング８２を使用し、そのばねリング８２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設したものである。尚、以上の図は、コネクタの接続の各段階、及び接続解除の各段階を連続的に示したものである。

図２９〜図３４に示した実施の形態は、図１及び図４〜図８の実施の形態と同様の構成であるが、ただし、逃がし角を４５°にしたものである。更に、図３５に示した実施の形態と、図３６に示した実施の形態とは、図２９の実施の形態と同様の構成であるが、ただしいずれも、ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング７２、８２を使用しており、図３５の実施の形態では、ばねリング７２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設し、図３６の実施の形態では、ばねリング８２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設している。尚、図３０〜図３４は、コネクタの接続の各段階、及び接続解除の各段階を連続的に示したものである。

図３７及び図３８に示した実施の形態は、図１の実施の形態と同様の構成であるが、ただし、逃がし角を６５°にしたものである。また、図３９に示した実施の形態と、図４０に示した実施の形態とは、図３７及び図３８の実施の形態に対応した構成であるが、ただしそれらはいずれも、ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング７２、８２を使用しており、図３９の実施の形態では、ばねリング７２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設し、図４０の実施の形態では、ばねリング８２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設している。

図４１〜図４５に示した実施の形態は、逃がし角を６５°にすると共に、ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング８２を使用し、そのばねリング８２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設したものであり、これらの図は、この実施の形態に係るコネクタの接続の各段階、及び接続解除の各段階を連続的に示したものである。

逃がし角２２の大きさ、並びに押付け角４６の大きさを様々に設定することによって、コネクタの接続解除に要する力の大きさを変化させることができる。逃がし角２２を大きく設定するほど、接続解除に要する力は大きくなる。また、押付け角４６を大きく設定するほど、接続解除に要する力は大きくなる。逃がし角２２を大きく設定するほど、ばねリングの各巻き６２の変形量が大きくなり、そのため、接続解除に要する力が大きくなるのである。

また、以上の構成から明らかなように、押付け面４６とピンの本体部３８の外周面との交点である押付け点９０（図１参照）と、ばねリング３２の中心線との間の間隔が狭いほど、接続解除に要する力は大きくなる。ただし、この押付け点９０が、ばねリング３２の中心線よりも、コネクタ径方向における外方に位置してしまうと、接続解除が不可能になる。

図１に示した実施の形態には、巻き傾斜角が０°のばねリング３２が使用されており、ここで巻き傾斜角が０°であるという意味は、ばねリング３２は、そのばね断面の楕円形の長軸９４（図１参照）が、コネクタ中心線７０に対して平行であるということである。これに対して、ばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きで配設されているばねリング７２では、その収束角が１°〜８９°の範囲内の角度となるような巻き傾斜角を付与するようにし、また、ばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設するばねリング８２でも、その収束角が１°〜８９°の範囲内の角度となるような巻き傾斜角を付与するようにしている。尚、図１７〜図２２に例示したばねリング７２と、図２３〜図２８に例示したばねリング８２とは、いずれも収束角が３０°になるような巻き傾斜角を付与したものである。

ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング７２を使用し、そのばねリング７２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設することによって得られる利点は、その収束角の大きさをピン３４の先端テーパ角Ｂ（図１及び図９参照）と同一の大きさとしたときに、接続に要する力が小さくて済むということである。この利点が得られるのは、そのようにすることによって、コネクタの接続に際してばねリング７２を回転させるために要する力が最小になるからである。ばねリング３２や、ばねリング８２では、それらのばね断面の楕円形の長軸の延在方向が、ピン３４の先端テーパ角Ｂと揃っていないため、コネクタの接続に際して、ピン３４のテーパ付き先端部３６が、ばねリング３２、８２を回転させて、それらのばね断面の楕円形の長軸９４、８４が、ピン３４のテーパ付き先端部３６のテーパ角Ｂに揃うようにしなければならない。そのため、ピン３４のテーパ付き先端部３６のテーパ角Ｂと、ばねリングの巻き傾斜角との差が大きいほど、接続に要する力が大きくなるのである。

図１及び図４〜図８に示した実施の形態において、ばねリング３２は、そのばね断面の楕円形の長軸９４が、コネクタ中心線７０に対して平行であると共に、ばねリング３２の中心線６０（図２及び図３参照）に対しても平行となっている。もし、先端部にテーパを付けないピン（不図示）を使用するのであれば、この種のばねリング３２を使用するとよい。

そして、そのようにした場合には、そのピンを挿入した際に、そのピンの先端部の外周面と、ばねリング３２の各巻きの（従ってばね断面の）楕円形の長軸とが、互いに平行になり、これは、ばねリング３２の内径寸法が、通常、ピンの本体部３８の外径寸法より小さいことによるものである。

一方、コネクタの接続を容易にしたいのであれば、テーパ付き先端部３６を備えたピン３４を使用することが望ましい。テーパ付き先端部３６は、接続に要する力を低減することができ、これが重要であるのは、本発明の目的のうちの１つに、接続力の大きさに対する接続解除力の大きさの比をできるだけ大きくするということがあるからである。

ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング７２を使用し、そのばねリング７２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設することによって得られる利点は、ピン３４のテーパ付き先端部３６の周面の傾斜角を、ばねリング７２の収束角に揃えられるということにある。そして、ばねリングの収束角と、テーパ付き先端部３６の先端テーパ角とを揃えることによって、コネクタの接続に要する力を低減し得るのである。

これに対して、ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング８２を使用し、そのばねリング８２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設した場合には、コネクタの接続に要する力がはるかに大きくなり、なぜならば、接続に際して、そのばねリング８２を回転させて、ピン３４のテーパ付き先端部３６の傾斜した周面に沿わせなければならないからである。従って、そのような向きに配設するばねリング８２は、接続に要する力を大きくしたい用途に適したものである。

コネクタが接続されているとき、ばねリング３２、７２、８２は、ピンの周溝４８の底面６６に当接しており、通常状態、即ち、初期状態となっている。コネクタ１０の接続解除に要する力の大きさは、使用するばねリング３２、７２、８２の種類によって異なったものとなる。即ち、ばね断面の楕円形の長軸がコネクタ中心線に対して平行なばねリング３２を使用するか、それとも、ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング７２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設して使用するか、それとも、ばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のばねリング８２を、そのばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設して使用するかによって、接続解除に要する力の大きさが異なったものとなる。そして、ばねリング７２を使用したときに、その他のばねリング３２、８２を使用したときよりも、接続解除に要する力が大きくなる。このように、使用するばねリングの種類によって接続解除力の大きさが異なる理由は、接続解除に際しては、ばねリング３２、７２、８２の各巻きの（従ってばね断面の）楕円形の長軸７６、８４、９４の延在方向を、ハウジング１２に形成されている逃がし面２２の角度（逃がし角２２）に揃えるように、ばねリング３２、７２、８２を回転させる必要があるからである。

ばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設されるばねリング７２は、ばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設されるばねリング８２と比べて、接続解除に際して、ばねリング７２の各巻きを、より大きな回転角で回転させなければならず、そのため、ばねリング７２にはより大きな応力が発生し、その結果、接続解除に要する力がより大きなものとなる。この理由から、ばねリング３２、７２、８２のうち、接続解除に際して必要とされる、そのばねリングの各巻きの回転角が小さいものほど、接続解除に要する力は小さくなり、逆に、その回転角が大きいものほど、接続解除に要する力は大きくなる。従って、ばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設されるばねリング７２は、接続解除力の大きさと接続力の大きさとの比を、より大きく設定することができ、なぜならば、ばねリング７２は、その他のばねリングと比べて、接続に要する力が小さく、接続解除に要する力が大きいからである。従って、接続に要する力が小さく、接続解除するのに要する力が大きいという特性が望まれる用途においては、ばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設されるばねリング７２を用いることで、が大きな利点が得られる。

一般化して述べるならば、接続力に対する接続解除力の比を大きなものとするばねリングを選択する際に、その選択に影響を及ぼす大きな要因としては、以下の４つの要因がある。

１．ピンの先端テーパ角とばねリングの収束角とを揃えたコネクタとすること。
２．接続に際してコネクタの径方向へ変位させられるばねリングの各巻きに作用する摩擦力を小さくすること。が小さいもの。ばね断面の楕円形の長軸がピン３４の挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設されるばねリングは、この摩擦力が小さい。

３．コネクタが接続状態にあるときのばねリングの各巻きの回転姿勢が、コネクタの接続解除に際して、各巻きを大きく回転させなければならないような回転姿勢であれば、接続解除するときにばねリングに大きな応力が発生し、従って接続解除に要する力が大きくなる。

４．ばねリングが、コネクタの接続解除に際して、変形することにより発生する力の大きさは、逃がし角の大きさに応じて異なったものとなる。逃がし角を大きくするほど、ばねリングの変形量は大きくなり、従って、ばねリングが接続解除に際して大きな力を発生するようになる。

接続解除力の大きさに影響を及ぼす要因には、使用するばねリングの種類以外にも多数存在し、それらは以下の通りである。
１．ハウジングの逃がし角を大きくするほど、接続解除に要する力は大きくなる。

２．押付け角を大きくするほど、接続解除に要する力は大きくなる。
３．ばねリングを形成する線条の線径を大きくするほど、接続解除の際に大きな力が発生し、従って接続解除に要する力が大きくなる。

４．ばねリングの各巻きの高さ寸法（楕円形の短軸の長さ）に対する幅寸法（楕円形の長軸の長さ）の比が小さいほど、各巻きの楕円形が円形に近くなり、従って接続解除に要する力が大きくなる。大きな接続解除力を発生させるための、典型的な望ましいこの比の値は、１〜１．０４の範囲内の値である。

５．ばねリングの各巻きの後方角を小さくするほど、接続解除に要する力は大きくなる。
６．ばねリングの各巻きの前方角を小さくするほど、接続解除に要する力は大きくなる。

７．コネクタが接続状態にあるときのばねリングの中心線と、押付け点におけるピンの外径寸法との関係も、要因の１つである。ばねリングの中心線と押付け点との間の、コネクタの径方向における距離を小さくするほど、接続解除に際して発生するコネクタの軸方向に作用する力が大きくなり、従って、接続解除に要する力が大きくなる。

８．ばねリングを形成する線条の弾性係数を大きくするほど、接続解除に要する力は大きくなる。従って、ばねリングの材料の選択は、接続力に対する接続解除力の比を大きくする上で非常に重要である。

９．押付け角と逃がし角との関係も要因の１つである。押付け角は、いかなる場合であっても、逃がし角より大きな角度に設定しておく必要がある。それらの角度の差を小さくするほど、接続解除に要する力は大きくなる。殆ど用途では、それらの角度の差を７°に設定しておけば、良好に機能するように思われる。

１０．コネクタの接続に際して、ばねリングを引き伸ばすために必要とされる力の大きさも要因の１つである。この力が大きいほど、接続力に対する接続解除力の比が小さくなる。

１１．この種の用途においては、変形量が増大するにつれて発生する力も増大するようなばねリングが強く望まれる。傾斜コイルばねから成るばねリングに、斯かる特性を付与するには、そのばねリングを形成する線条の線径に対する、そのばねリングの各巻きの高さ寸法（楕円形の短軸の長さ）の比を適切に設定すればよい。この比を小さく設定するほど、ばねリングの変形量の関数としての、そのばねリングが発生する力は大きくなる。

本発明によれば、接続力に対する接続解除力の比を、３０：１という大きな値にすることも可能である。図１及び図４〜図８は、逃がし角２２を２３°に設定した場合の、ピン３４とハウジング１２との間の位置関係を連続的に示した図である。図１１〜図１６は、逃がし角を３３°に設定した場合の接続の各段階、及び接続解除の各段階を示した図である。図２９〜図３４は、逃がし角を４５°に設定した場合の接続の各段階、及び接続解除の各段階を示した図である。これらの図を見比べることによって、逃がし角２２の大きさが、ばねリング３２の軸方向の遊び量及び変形量に対してどのように影響するかを、把握することができる。既述のごとく、逃がし角２２を小さく設定するほど、ばねリングが発生する力は小さくなる。逆に、逃がし角２２を大きく設定するほど、接続解除の際にばねリングに生じる変形量が大きくなり、従って、ばねリングが大きな力を発生するようになる。

ピン３４の実際の遊び量は、逃がし角２２の大きさに応じて異なったものとなる。その具体的な例として、例えば、逃がし角２２を、比較的小さな２３°や３３°に設定した場合には、軸方向の遊び量はいずれも約０．００７インチ（約０．１８ｍｍ）になる。そして、逃がし角以外の各部の寸法を同一として、逃がし角２２だけを４５°に増大させたならば、軸方向の遊び量は０．００４インチ（約０．１０ｍｍ）に減少する。これについては図２９〜図３０を参照されたい。更に、図３７〜図４５では、ばねリング３２、７２、８２のいずれも、軸方向の変形量が「０」になっている。

以上、本発明に係るばねリングを備えたコネクタの具体的な構成について説明したが、以上の説明は、本発明を効果的に利用することのできる実施の形態を例示することを目的としたものであって、本発明が以上に説明した実施の形態に限定されるというものではない。即ち、以上に例示した構成要素によって本発明を好適に構成し得るということを示したものである。更に、以上に例示した実施の形態は、その構成要素のうちの幾つかを省略しても好適に実施し得るものであるが、そのようにした実施の形態についての具体的な説明は省略する。従って、当業者が想到し得る限りの改変構成、変更構成、または均等構成は全て、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲に包含されるものである。

本発明の実施の形態に係るコネクタの断面側面図であり、孔部に溝を形成したハウジングと、ばねリング収容空間を画成しているリテーナと、ばねリング収容空間に収容された傾斜コイルばねから成るばねリングと、ピンとを示した図である。尚、ピンはテーパ付き先端部と本体部とを備えており、本体部の外径寸法は孔部の内周面に対して摺嵌可能な寸法とされている。 本発明に用いられる傾斜コイルばねから成るばねリングの正面図である。 図２のばねリングの断面側面図である。 図１の実施の形態の断面側面図であって、ハウジングにピンを接続するときの１つの段階を示した図である。尚、図示したコネクタは、逃がし角を２３°にしたものであり、逃がし面と孔部の内周面との間に移動規制手段が画成されている。この移動規制手段は、ピンを孔部から抜脱する際にばねリングの軸方向の移動を規制するための手段である。更に、ピンの周溝は押付け角を有する押付け面を備えており、この押付け面は、ピンを孔部から抜脱しはじめたときに、ばねリングを回転させて、ばねリングのばね断面の楕円形の長軸が逃がし面に対して平行になるようにするものである。 図１の実施の形態の断面側面図であって、ハウジングにピンを接続するときの１つの段階を示した図である。 図１の実施の形態の断面側面図であって、ハウジングからピンを抜去するとき、即ち接続解除するときの１つの段階を示した図である。 図１の実施の形態の断面側面図であって、ハウジングからピンを抜去するとき、即ち接続解除するときの１つの段階を示した図である。 図１の実施の形態の断面側面図であって、ハウジングからピンを抜去するとき、即ち接続解除するときの１つの段階を示した図である。 本発明の別の実施の形態を示した断面側面図である。この実施の形態では、ばねリングは、ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸がピンの挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設されており、その収束角は３０°である。 本発明の更に別の実施の形態を示した断面側面図である。この実施の形態では、ばねリングは、ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸がピンの挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設されており、その収束角は３０°である。 図１及び図４〜図８に示した実施の形態と同様の構成であるが、ただし逃がし角を３３°にした実施の形態の断面側面図であり、接続する際の１つの段階におけるピン、ばねリング、及びハウジングの位置を示した図である。 図１１の実施の形態の断面側面図であって、接続する際の１つの段階におけるピン、ばねリング、及びハウジングの位置を示した図である。 図１１の実施の形態の断面側面図であって、接続する際の１つの段階におけるピン、ばねリング、及びハウジングの位置を示した図である。 図１１の実施の形態の断面側面図であって、接続解除する際の１つの段階におけるピン、ばねリング、及びハウジングの位置を示した図である。 図１１の実施の形態の断面側面図であって、接続解除する際の１つの段階におけるピン、ばねリング、及びハウジングの位置を示した図である。 図１１の実施の形態の断面側面図であって、接続解除する際の１つの段階におけるピン、ばねリング、及びハウジングの位置を示した図である。 図１１〜図１６に示した実施の形態と同様の構成であるが、ただしばねリングとして、そのばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のものを使用し、そのばねリングを、ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸がピンの挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設した実施の形態の断面側面図であって、図１１に対応した図である。 図１７の実施の形態の断面側面図であって、図１２に対応した図である。 図１７の実施の形態の断面側面図であって、図１３に対応した図である。 図１７の実施の形態の断面側面図であって、図１４に対応した図である。 図１７の実施の形態の断面側面図であって、図１５に対応した図である。 図１７の実施の形態の断面側面図であって、図１６に対応した図である。 図１１〜図１６に示した実施の形態と同様の構成であるが、ただしばねリングとして、そのばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のものを使用し、そのばねリングを、ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸がピンの挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設した実施の形態の断面側面図であって、図１１に対応した図である。 図２３の実施の形態の断面側面図であって、図１２に対応した図である。 図２３の実施の形態の断面側面図であって、図１３に対応した図である。 図２３の実施の形態の断面側面図であって、図１４に対応した図である。 図２３の実施の形態の断面側面図であって、図１５に対応した図である。 図２３の実施の形態の断面側面図であって、図１６に対応した図である。 図１及び図４〜図８に示した実施の形態と同様の構成であるが、ただし逃がし角を４５°にした実施の形態の断面側面図であり、接続する際の１つの段階におけるピン、ばねリング、及びハウジングの位置を示した図である。 図２９の実施の形態の断面側面図であって、接続する際の１つの段階を示した図である。 図２９の実施の形態の断面側面図であって、接続する際の１つの段階を示した図である。 図２９の実施の形態の断面側面図であって、接続解除する際の１つの段階を示した図である。 図２９の実施の形態の断面側面図であって、接続解除する際の１つの段階を示した図である。 図２９の実施の形態の断面側面図であって、接続解除する際の１つの段階を示した図である。 図１７の実施の形態と同様の構成であるが、ただし逃がし角を４５°にした実施の形態の断面側面図である。 図１０の実施の形態と同様の構成であるが、ただし逃がし角を４５°にした実施の形態の断面側面図である。 逃がし角を６５°にした実施の形態の断面側面図である。 図３７の実施の形態の断面側面図である。 図３７及び図３８の実施の形態と同様の構成であるが、ただし、ばねリングとして、そのばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のものを使用し、そのばねリングを、ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸がピンの挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設し、その収束角を４５°にし、逃がし角を６５°にした実施の形態の断面側面図である。 図３９の実施の形態の断面側面図である。 ばねリングとして、そのばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状のものを使用し、そのばねリングを、ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸がピンの挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設し、その収束角を４５°にし、逃がし角を６５°にした実施の形態の断面側面図であり、接続する際のハウジングに対するピンの動きを示した図である。 図４１の実施の形態の断面側面図であって、接続する際のハウジングに対するピンの動きを示した図である。 図４１の実施の形態の断面側面図であって、接続する際のハウジングに対するピンの動きを示した図である。 図４１の実施の形態の断面側面図であって、接続解除する際のハウジングに対するピンの動きを示した図である。 図４１の実施の形態の断面側面図であって、接続解除する際のハウジングに対するピンの動きを示した図である。

Claims (17)

1. コネクタにおいて、
   孔部を有するハウジングと、リテーナと、傾斜コイルばねから成るばねリングと、ピンとを備え、
   前記ハウジングの前記孔部の内周面に、ハウジング溝が形成されており、該ハウジング溝によって、該ハウジング溝の底面と前記孔部の内周面との間に、逃がし角を有する逃がし面が画成されており、
   前記リテーナと前記逃がし面との間に、ばねリング収容空間が画成されており、
   前記ばねリングは、前記ばねリング収容空間に収容されており、前記ばねリングのばね断面は長軸と短軸とを有する楕円形であり、
   前記ピンはテーパ付き先端部と本体部とを備えており、該本体部の外径寸法は、前記孔部の内周面に対して摺嵌可能な寸法としてあり、前記ピンは更に、前記本体部に形成された周溝を備えており、該周溝は、前記ピンを前記孔部に挿入したときに前記ばねリングが該周溝に嵌合するようにしたものであり、
   前記周溝は、押付け角を有する押付け面手段を備えており、該押付け面手段は、前記ピンを前記孔部から抜脱しはじめたときに、前記ばねリングを回転させて、該ばねリングのばね断面の楕円形の長軸が前記逃がし面に対して平行になるようにし、そして、前記ピンを前記孔部から更に抜脱し続けたときに、前記ばねリングを、該ばねリングのばね断面の楕円形の短軸の方向に圧縮変形させると共に、該ばねリングの径方向に引き伸ばすものである、
   ことを特徴とするコネクタ。
2. 前記押付け面手段は、前記ばねリングの中心線よりも、コネクタ径方向における内方に画成されている請求項１記載のコネクタ。
3. 前記ハウジング溝は、前記ピンを前記孔部から抜脱する際に前記ばねリングの軸方向の移動を規制するための、前記逃がし面と前記孔部の内周面との間に画成された溝形移動規制手段を備えている請求項１記載のコネクタ。
4. 前記逃がし面の逃がし角は、コネクタ中心線に対して約５°〜約９０°の範囲内の角度を成している請求項１記載のコネクタ。
5. 前記逃がし面の逃がし角は、コネクタ中心線に対して約２５°〜約６５°の範囲内の角度を成している請求項１記載のコネクタ。
6. 前記逃がし面の逃がし角は、コネクタ中心線に対して約２５°〜約３０°の範囲内の角度を成している請求項１記載のコネクタ。
7. 前記ハウジング溝は、前記ピンを前記孔部から抜脱する際に前記ばねリングの軸方向の移動を規制するための、前記逃がし面と前記孔部の内周面との間に画成された溝形移動規制手段を備えている請求項６記載のコネクタ。
8. 前記ばねリングは、コイルばねから成るばねリングである請求項７記載のコネクタ。
9. 前記ばねリングは、前記ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸が一点に収束する形状であり、その収束角が約３０°〜約４５°の範囲内の角度である請求項８記載のコネクタ。
10. 前記ばねリングは、前記ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸が前記ピンの挿入方向から見て手前側で一点に収束するような向きに配設されている請求項９記載のコネクタ。
11. 前記ばねリングは、前記ばねリング収容空間に収容された初期状態において、そのばね断面の楕円形の長軸が前記ピンの挿入方向から見て向こう側で一点に収束するような向きに配設されている請求項９記載のコネクタ。
12. 前記押付け面手段の前記押付け角は、コネクタ中心線に対して約５°〜約９０°の範囲内の角度を成している請求項８、９、１０、又は１１記載のコネクタ。
13. 前記押付け面手段の前記押付け角は、コネクタ中心線に対して約４０°の角度を成している請求項８、９、１０、又は１１記載のコネクタ。
14. 前記ばねリングは、その内径寸法が前記ピンの前記本体部の外径寸法より小さい請求項１記載のコネクタ。
15. 前記押付け面手段の前記押付け角は、前記逃がし面の前記逃がし角より１°以上大きい請求項１記載のコネクタ。
16. 前記ばねリングは、その各巻きの、ばねリング径方向の寸法である高さ寸法に対するばねリング軸方向の寸法である幅寸法の比が、１〜約１．５の範囲内にある請求項１記載のコネクタ。
17. 前記ばねリングは、その各巻きの、ばねリング径方向の寸法である高さ寸法に対するばねリング軸方向の寸法である幅寸法の比が、１〜約１．０４の範囲内にある請求項１記載のコネクタ。

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