JP2006004901A - コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロック機能の修復を簡単にかつ安価に行う。
【解決手段】 ＥＣＵケースＣ内には基板用コネクタである雄コネクタ１０が収容され、電線群Ｗａの端末に接続された雌コネクタ２０が嵌合される。両コネクタ１０，２０は、雌コネクタ２０のロックアーム４０に設けられたロック部４５が、雄コネクタ１０の被ロック部４７に係止して嵌合状態にロックされる。ここで、雌コネクタ２０のロック部４５の破壊強度に比べて、雄コネクタ１０の被ロック部４７の破壊強度の方が大きく設定される。ロックが掛かった状態で、両コネクタ１０，２０に互いに離脱する方向に力が作用し、それがロック機構部に破壊を招く程度であった場合、雌コネクタ２０のロック部４５が先に破壊されてロックが外れる。それにより雄コネクタ１０の被ロック部４７が破壊することが避けられる。雌ハウジング２１を交換すればロック機能が修復される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、雄雌一対のコネクタが嵌合離脱されるコネクタ装置に関する。

従来、ＥＣＵ（電子制御ユニット）の一形態として、ＥＣＵケースの側面にコネクタを配設し、これらにワイヤハーネスの端末に接続されたコネクタを嵌合する構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、両コネクタを嵌合状態にロックするための構造としては、ハーネス側コネクタに設けたロックアームのロック部を、機器側コネクタに設けた被ロック部に弾性的に係止する構造が一般に採用されている。
特開２００１−２８３９７５公報

ところでこの種のコネクタ装置では、ハーネス側コネクタから引き出されたワイヤハーネスが不用意に引っ張られる等により、ロックが掛かったままで両コネクタが互いに離脱する方向の力を受ける場合があり、その力が過大であるとロック機構部が破壊に至る可能性もある。その場合、特に機器側コネクタのロック部が破壊し、しかもこの機器側コネクタがＥＣＵケースに対して着脱不能に一体的に設けられている場合には、ＥＣＵケースごと交換する必要があり、修復の作業も大変でかつ費用も掛かるという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものである。

請求項１の発明のコネクタ装置は、雄雌一対のコネクタのうちの一方のコネクタが、機器等の他部材に対して一体的に装着または形成された固定側コネクタとされるとともに、他方のコネクタが前記固定側コネクタに対して嵌合・離脱される可動側コネクタとされ、前記両コネクタは、それぞれに設けられたロック部同士が係止し合うことで嵌合状態にロックされるようにしたものにおいて、前記各コネクタのロック部の破壊強度が、前記可動側コネクタのロック部に比べて前記固定側コネクタのロック部の方が大きく設定されている構成としたところに特徴を有する。
ここで破壊強度とは、例えばロック状態のままで両コネクタに互いに離脱する方向に過大な力が作用すると、各ロック部はせん断破壊等の破壊に至る可能性があるが、その破壊に抗する強度のことを言う。
この破壊強度は、ロック部の材料強度とせん断面積に基づいて求めることができ、具体的には、次式に示すように、材料せん断強度とせん断面積との積、あるいは、上記にロック部の形状特性に基づく係数を掛けて求めることができる。
破壊強度［Ｎ］＝材料せん断強度[Ｎ／mm²]＊せん断面積[mm²]（＊係数）

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記可動側コネクタには、ロック部を有するロックアームが弾性変位可能に設けられる一方、前記固定側コネクタには、前記ロックアームのロック部に係止する被ロック部が設けられており、前記可動側コネクタのロック部に比べて前記固定側コネクタの被ロック部の方が破壊強度が大きく設定されているところに特徴を有する。
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記固定側コネクタにおける前記被ロック部の側方には、相手の可動側コネクタに設けられたガイド溝に挿通可能なこじり防止用のリブが嵌合方向に沿った向きで形成されており、前記被ロック部の側面が前記リブに連結されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
ロック状態のままで両コネクタに互いに離脱する方向に力が作用し、それがロック機構部に破壊を招く程度であった場合、可動側コネクタのロック部が破壊されてロックが外れる。それにより固定側コネクタのロック部が破壊することが未然に回避される。
やむを得ずロック機構部の破壊を招くような力が作用した場合に、比較的交換が簡単な可動側コネクタのロック部のみが破壊するようにしたから、簡単にかつ安価に修復することが可能となる。

＜請求項２の発明＞
両コネクタは、ロックアームのロック部が被ロック部に弾性的に係止することでロックされる。ロック状態から両コネクタに互いに離脱する方向に力が作用し、それがロック機構部に破壊を招く程度であった場合、可動側コネクタのロックアームのロック部が破壊されてロックが外れる。それにより固定側コネクタの被ロック部が破壊することが未然に回避される。
＜請求項３の発明＞
固定側コネクタに設けられた被ロック部は、こじり防止用のリブと連結されることにより、スペース増を招くことなく破壊強度が高められる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７に基づいて説明する。
この実施形態では、ＥＣＵ（電子制御ユニット）集合搭載型のコネクタ装置を例示しており、図１及び図２に示すように、縦長の扁平な箱形をなすＥＣＵケースＣの一面に、図示３個の雄コネクタ１０（本願の固定側コネクタに相当）が並んで配設され、各雄コネクタ１０に、カバー３５付きの雌コネクタ２０（本願の可動側コネクタに相当）が嵌合されるようになっている。なおＥＣＵケースＣは、さらに複数個が並んで設置される。

先に雄コネクタ１０について説明する。雄コネクタ１０は、プリント回路基板Ｋ（以下、基板Ｋという）に搭載される基板用コネクタであって、合成樹脂製の雄ハウジング１１に複数本の雄端子金具１２が装着されている。雄ハウジング１１は、図３及び図４にも示すように、前面に嵌合凹部１３を開口した横長形状に形成され、この嵌合凹部１３の奥壁である基壁１４には、複数の端子挿入孔１５が上下二段に分かれ、かつ上下で互い違いとなった配置で形成されている。
各端子挿入孔１５には、それぞれタブ状をなす雄端子金具１２の一端が挿入され、嵌合凹部１３に整列して突出しているとともに、各雄端子金具１２の他端側は基壁１４から後方に突出し、所定位置から下方へ直角曲げされたのちさらに後方に直角曲げされて接続部１２Ａとされている。

雄コネクタ１０は、基板Ｋの端部の所定位置において、嵌合凹部１３を外側に向けた姿勢で載置され、両側面に装着された固定金具１６を同基板Ｋ上に半田付けすることで固定され、併せて各雄端子金具１２の接続部１２Ａが、基板Ｋ上の対応する導電路に半田付けされて接続されている。
このように雄コネクタ１０を搭載した基板Ｋが、ＥＣＵケースＣ内に収容され、それに伴い各雄コネクタ１０が、ケースＣの一面に開口された窓孔Ｃａに嵌って臨んでいる。

次に雌コネクタ２０について説明する。雌コネクタ２０は合成樹脂製の雌ハウジング２１を備えており、この雌ハウジング２１は、図３及び図５に示すように、上記した雄ハウジング１１の嵌合凹部１３内に嵌合可能な横長のブロック状に形成されている。雌ハウジング２１の内部には、雌端子金具３０を収容する複数のキャビティ２２が、上記した雄コネクタ１０の雄端子金具１２の配列と対応し、上下二段に分かれかつ上下で互い違いとなった配置で形成されている。

雌端子金具３０は、角筒状をなす本体部３１内に相手の雄端子金具１２と接触可能な弾性接触片３２（図６）を備えた形状であって、本体部３１の後方に設けられたバレル３３をかしめることにより、電線Ｗの端末に固着されている。
この雌端子金具３０はキャビティ２２内に後方から挿入され、正規位置に至ると、キャビティ２２の底壁に設けられたランス２３により一次係止される。さらに、サイドタイプのリテーナ２５によって二重に抜け止めされた状態でキャビティ２２内に収容される。そして電線Ｗは、キャビティ２２の入口から後方に引き出されるようになっている。
雌ハウジング２１の後面側には、合成樹脂製のカバー３５が装着されている。このカバー３５は詳しい説明は省略するが、雌ハウジング２１の後面から引き出された電線Ｗを電線群Ｗａとしてまとめて収容し、電線導出口３６から所定方向に導出するように機能する。

雌ハウジング２１の上面における幅方向の中央部には、ロックアーム４０が設けられている。このロックアーム４０は、前縁側から立ち上がったのち後方に折り返されたアーム本体４１の後端に、解除操作部４２が幅方向に突出するように形成され、その両突出端が、雌ハウジング２１の上面に立てられた保護壁４３に連結された構造であって、いわゆる三点支持構造で上下方向に弾性変位可能となっている。このロックアーム４０のアーム本体４１上に、ロック部４５が形成されている。このロック部４５は、両コネクタ１０，２０の嵌合方向の後面側が切り立った係止面４５Ａに、前面側がテーパ状のガイド面４５Ｂとなっている。

一方、上記した雄ハウジング１１の嵌合凹部１３の上面における幅方向の中央部の前縁には、ロックアーム４０のロック部４５に係止可能な被ロック部４７が形成されている。この被ロック部４７は、同様に嵌合方向の後面側が切り立った係止面４７Ａに、前面側がテーパ状のガイド面４７Ｂとなっている。
そして、詳しくは後記するように、雌コネクタ２０が雄コネクタ１０に対して正規に嵌合された場合に、図６に示すように、ロックアーム４０のロック部４５の係止面４５Ａが、被ロック部４７の係止面４７Ａと対向し、雄雌のコネクタ１０，２０が嵌合状態にロックされるようになっている。

さて上記図６のロック状態から、両コネクタ１０，２０に互いに離脱する方向の力が作用し、ロック部４５と被ロック部４７の両係止面４５Ａ、４７Ａが当たり合ったのちさらに同方向に過大な力が作用すると、ロック部４５と被ロック部４７とはせん断力等を受けてせん断破壊等の破壊に至る。そのため、ロック部４５と被ロック部４７とは、破壊に抗するだけの適宜の破壊強度を保有することになる。
そこで本実施形態では、雌コネクタ２０に設けられたロックアーム４０のロック部４５の破壊強度に比べて、雄コネクタ１０の被ロック部４７の破壊強度の方が大きく設定されている。
ロック部４５と被ロック部４７の破壊強度は、それらの材料強度とせん断面積に基づいて求めることができ、具体的には、次式に示すように、材料せん断強度とせん断面積との積、あるいは、上記にロック部４５と被ロック部４７の形状特性に基づく係数を掛けて求めることができる。
破壊強度［Ｎ］＝材料せん断強度[Ｎ／mm²]＊せん断面積[mm²]（＊係数）
一例としては、雌コネクタ２０のロック部４５の破壊強度が最大１５５Ｎであると、雄コネクタ１０の被ロック部４７の破壊強度は２００Ｎ以上に設定されている。

なお、両コネクタ１０，２０を嵌合する際のこじりを防止する手段として、雄ハウジング１１側では、図４及び図７に示すように、嵌合凹部１３の上面において、上記した被ロック部４７の所定の隙間を開けた両側と、正面から見た右側に寄った位置と、また同嵌合凹部１３の下面における左側に寄った位置の都合４箇所に、前後方向に沿ったリブ５０が立てられている。各リブ５０は、嵌合凹部１３の前縁から奥面にわたって形成されている。
一方、雌ハウジング２１側では、図３に示すように、その上面におけるロックアーム４０の形成位置の両側と、正面から見た左側に寄った位置と、また下面における右側に寄った位置の都合４箇所に、上記したリブ５０をほぼ緊密に挿通可能な前後方向のガイド溝５２が形成されている。

続いて、本実施形態の作用を説明する。
雌コネクタ２０側では、図２に示すように、雌ハウジング２１のキャビティ２２内に雌端子金具３０が挿入されてリテーナ２５により二重係止され、雌ハウジング２１の後面側に引き出された電線Ｗは一まとめとされる。それとともに、雌ハウジング２１の後面にカバー３５が被着されて、まとめられた電線群Ｗａが電線導出口３６から引き出される。

一方、ＥＣＵケースＣは、例えば図１に示すように縦向きに設置され、上記したカバー３５が装着された雌コネクタ２０が、図２の矢線に示すように、ＥＣＵケースＣの窓孔Ｃａに臨んでいる相手の雄コネクタ１０に対して嵌合される。雌ハウジング２１は、ロック部４５のガイド面４５Ｂが被ロック部４７のガイド面４７Ｂに当たることでロックアーム４０を撓み変形させつつ押し込まれ、正規量押し込まれると、図６に示すように、ロックアーム４０が復元し、ロック部４５の係止面４５Ａが被ロック部４７の係止面４７Ａに係止することによって嵌合状態にロックされ、対応する雄雌の端子金具１２，３０同士も正規接続される。

この状態から、電線群Ｗａに引っ掛かり等が生じて図６の矢線に示すように引っ張られると、ロックが掛かったままで両コネクタ１０，２０に対して互いに離脱する方向に力が作用する。その力が比較的小さい間は、ロック部４５と被ロック部４７の両係止面４５Ａ，４７Ａが当たり合って係止することでロック状態に維持されるが、作用する力が過大であると破壊に至るおそれがある。
その際、ロックアーム４０のロック部４５の破壊強度に比べて、雄コネクタ１０の被ロック部４７の破壊強度の方が大きく設定されているから、ロックアーム４０のロック部４５が先にせん断破壊等の破壊に至り、ロックが解除された状態となって雌コネクタ２０が雄コネクタ１０から引き離される。そのため、相手の雄コネクタ１０の被ロック部４７は破壊を免れる。したがって、雌コネクタ２０側において雌ハウジング２１を新たなものと交換することにより、ロック機能の修復がなされる。

以上のように本実施形態では、やむを得ずロック機構部に破壊を招くような力が作用した場合に、ワイヤハーネス（電線群Ｗａ）の端末に接続された雌コネクタ２０のロック部４５側が必ず先に破壊してロックが外れるようにし、ＥＣＵケースＣ内に収容された雄コネクタ１０の被ロック部４７が破壊することを防止している。
仮に、雄コネクタ１０の被ロック部４７が破壊した場合には、雄ハウジング１１の交換のみに留まらず、ハンダ付けされた基板Ｋを一旦外して改めて取り付けるか、新たな基板Ｋを準備する必要があり、さらには組み付けの態様によってはＥＣＵケースＣ側を全て交換する必要がある等、手間も費用も掛かる。
その点、雌コネクタ２０のロックアーム４０のロック部４５が破壊した場合には、雌ハウジング２１のみを新たなものと交換すればよく、せいぜい雌端子金具３０を挿入し直す程度の簡単な作業のみで、簡単にかつ安価にロック機能を修復することができる。

＜実施形態２＞
図８ないし図１０は本発明の実施形態２を示す。この実施形態２では、ロック機構を構成するところの、雄ハウジング１１側に設けられた被ロック部５５の形状に変更が加えられている。
上記実施形態１では、図７に示すように、被ロック部４７とその左右両側のリブ５０との間に隙間が設けられているのに対して、この実施形態２の被ロック部５５は、幅が広められて、その左右両側面がリブ５０と一体に連結された状態で形成されている。
その他の構造については実施形態１と同様であるため、同一機能を有する部位については同一符号を付すことで、重複した説明は省略する。

すなわち実施形態２の被ロック部５５によれば、実施形態１の被ロック部４７と比較すると、幅広となってせん断面積が増え、かつ剛性の高いリブ５０と連結されていることから、破壊強度がより大きくできる。したがって、ロックが掛かったままで両コネクタ１０，２０に対して互いに離脱する方向に力が作用し、その作用する力が破壊に至る程度に過大であった場合、ロックアーム４０のロック部４５側が先にせん断破壊等の破壊に至って実質的にロックが解除され、雄コネクタ１０側の被ロック部５５は破壊を免れる事態をより確実に迎えることができる。
しかも、被ロック部５５の幅を広げるについて、リブ５０との間の隙間といった、言わばデッドスペースを潰しているに過ぎないから、被ロック部５５の破壊強度を増すに当たり余分なスペースが不要で、すなわち雄ハウジング１１の大型化を招くことがない。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態に示した破壊強度の数値はあくまでも一例であって、使用条件等に応じて適宜に選定し得るものである。
（２）固定側コネクタとしては、例えばハウジングが機器のケースと一体的に形成された機器用コネクタが他に挙げられる。
（３）上記実施形態とは逆に、固定側コネクタが雌コネクタで、可動側コネクタが雄コネクタのものにも、本発明は同様に適用することができる。

本発明の実施形態１に係るＥＣＵケースの正面図及び雌コネクタの側面図 雌コネクタを雄コネクタに嵌合する前の断面図 同斜視図 雄コネクタの正面図 雌ハウジングの背面図 雌コネクタが雄コネクタに嵌合された状態の断面図 被ロック部の形成箇所の斜視図 実施形態２に係る雄コネクタの正面図 図８のＸ−Ｘ線断面図 被ロック部の形成箇所の斜視図

符号の説明

Ｃ…ＥＣＵケース（他部材）
Ｗ…電線
Ｗａ…電線群
１０…雄コネクタ（固定側コネクタ）
１１…雄ハウジング
１２…雄端子金具
１３…嵌合凹部
２０…雌コネクタ（可動側コネクタ）
２１…雌ハウジング
３０…雌端子金具
３５…カバー
４０…ロックアーム
４５…ロック部
４７…被ロック部（ロック部）
５０…リブ
５２…ガイド溝
５５…被ロック部（ロック部）

Claims (3)

1. 雄雌一対のコネクタのうちの一方のコネクタが、機器等の他部材に対して一体的に装着または形成された固定側コネクタとされるとともに、他方のコネクタが前記固定側コネクタに対して嵌合・離脱される可動側コネクタとされ、前記両コネクタは、それぞれに設けられたロック部同士が係止し合うことで嵌合状態にロックされるようにしたものにおいて、
   前記各コネクタのロック部の破壊強度が、前記可動側コネクタのロック部に比べて前記固定側コネクタのロック部の方が大きく設定されていることを特徴とするコネクタ装置。
2. 前記可動側コネクタには、ロック部を有するロックアームが弾性変位可能に設けられる一方、前記固定側コネクタには、前記ロックアームのロック部に係止する被ロック部が設けられており、前記可動側コネクタのロック部に比べて前記固定側コネクタの被ロック部の方が破壊強度が大きく設定されていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ装置。
3. 前記固定側コネクタにおける前記被ロック部の側方には、相手の可動側コネクタに設けられたガイド溝に挿通可能なこじり防止用のリブが嵌合方向に沿った向きで形成されており、前記被ロック部の側面が前記リブに連結されていることを特徴とする請求項２記載のコネクタ装置。

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