JP2010056084A

JP2010056084A - 電気コネクタ用端子位置保証部材

Info

Publication number: JP2010056084A
Application number: JP2009191809A
Authority: JP
Inventors: Galen M Martin; マーティン，ガレン，エム; Keith Richard Foltz; フォルツ，キース，リチャード; John M Whitefoot; ホワイトフット，ジョン，エム
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2010-03-11
Also published as: KR20100027008A; US20100055961A1

Abstract

【課題】現在のＴＰＡ設計では、部分的に挿入されたコンタクトの存在は示すが、ハウジングキャビティ内にコンタクトが存在しないことを示すようにはなっていないことである。さらに、ＴＰＡとハウジングとの間の確実な係合によってＴＰＡの移動を防止するが、過度の力が加えられたときにはＴＰＡのあらゆる破損を防止するものならば、更に有利となる。
【解決手段】コネクタ組立体が、コネクタハウジング４と、端子位置保証部材（ＴＰＡ）６とから構成される。コネクタハウジング４は、ＴＰＡ６におけるタイン７２に突き当たるラッチ５０を有する。端子が完全に挿入されると、タイン７２を曲げ、ＴＰＡ６は本ロック位置へ移動可能となる。
【選択図】図４

Description

本出願は電気コネクタに関し、より詳細には、端子位置保証部材（ＴＰＡ）を有するコネクタ・システムに関する。

電気コネクタの様々な適用分野では、端子を定位置にロックし、かつこれらの端子が電気コネクタ内で正しい位置にあることを保証するために、装置（ｄｅｖｉｃｅｓ）が用いられる。そのような分野の１つは自動車分野である。自動車分野におけるそうした装置の典型例は端子位置保証機構（ＴＰＡ）であり、ＴＰＡは端子がそれぞれのキャビティ内で長手方向に正しい位置にあることを保証するものである。１または複数の端子が完全に挿入されていないためにラインの一部が開いている場合には、ＴＰＡによって、対応する電気コネクタの不適切な嵌合が防止される。

特定の電気コネクタは、端子を受容するキャビティを有するハウジングを備えている。キャビティは、ハウジングを貫通する。各キャビティは、キャビティ内に挿入される端子をロックするための弾性ロック・ラッチを備え、弾性ロック・ラッチはハウジングと一体成型されている。ハウジング内で端子をさらに固定するためには、ロックつめ（ｌｏｃｋｉｎｇｌａｎｃｅｓ）に対して移動可能であり、ロックつめが外側に偏らないようにする二次ハウジング部材を設けることが一般的である。換言すると、ロックつめは、ラッチ位置内に固定される。予め組み立てられた二次部材を、端子をコネクタキャビティ内に挿入可能な事前組立て位置（ｐｒｅ-ａｓｓｅｍｂｌｙｐｏｓｉｔｉｏｎ）でハウジングに設けることが知られている。次いで、この二次部材を、本ロック位置（ｆｕｌｌｙｌｏｃｋｅｄｐｏｓｉｔｉｏｎ）へ移動させることができ、それによって、端子がキャビティ内にロックされる。

米国特許第６，８２７，６０９号米国特許第７，０６６，７７３号

本質的には、これらのＴＰＡは、前段位置（ｐｒｅ-ｓｔａｇｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で搭載される前面挿入式のくさび（ｆｒｏｎｔ-ｌｏａｄｅｄｗｅｄｇｅｓ）を構成する。ＴＰＡは、端子がハウジング内に組み込まれた後に起動され、または最終位置に移動されるものである。ＴＰＡは、プリロック位置を有するが、端子が存在しないことではなく、端子が部分的に挿入されていることを感知する。従来、これらのコネクタは、エンドユーザまたはハーネス製造業者へ一括して出荷され、そこでワイア・ハーネスが作製され、ワイアが端子に圧着され、そして端子がハウジングキャビティ内に挿入される。その後、ＴＰＡ部材が最終位置に移動される。しかしながら、現在のＴＰＡ設計の課題の１つは、部分的に挿入されたコンタクトの存在は示すが、ハウジングキャビティ内にコンタクトが存在しないことを示すようには設計されていないことである。さらに、ＴＰＡとハウジングとの間の確実な係合によってＴＰＡの移動を防止する設計が、過度の力が加えられたときにはＴＰＡのあらゆる破損を防止するものならば、有利だろう。

以前のＴＰＡ設計は、米国特許第６，８２７，６０９号および第７，０６６，７７３号に示されている。同特許はＴＰＡを備えたコネクタ組立体を示し、ＴＰＡが不注意による起動を防止するプリラッチ位置を有する。

上記課題に対する解決策は、本願に開示される電気コネクタ組立体によって提供される。本願の電気コネクタ組立体は、ハウジング部材を備え、このハウジング部材は、少なくとも１つの端子受容キャビティを画定するハウジング本体部を有する。端子受容キャビティは、ハウジング本体部を貫通する。少なくとも１つの端子受容キャビティを、端子保持ラッチが少なくとも部分的に覆う。端子保持ラッチの自由端部は、長手方向軸に対して傾斜した少なくとも１つの端部表面を有する。ＴＰＡは、プリロック位置にあるときに端子保持ラッチの方へ延びるタインを有する。タインの自由端部は、傾斜した少なくとも１つの前記表面と協働する少なくとも１つの相補的表面（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｓｕｒｆａｃｅ）を有し、タインは、相補的表面上に係合部材を備える。端子は、少なくとも１つの端子受容キャビティ内に受容可能であり、キャビティ内に端子が完全に位置決めされると、端子は係合部材と係合する。

以下、添付の図面を参照して、本発明を例示する。

図１は、本開示の組み立てられた電気コネクタを正面から見た斜視図である。図２は、図１の電気コネクタの分解図であり、電気コネクタを、受容される電気端子、およびコネクタ組立体に接続される相手側コネクタとともに示す図である。図３は、図２に類似する斜視図であるが、図２とは反対側の視点から示した図である。図４は、図２の線４−４を通る断面図である。図５は、図４に類似する断面図であり、第１のプリラッチ状態にある電気端子位置保証部材を示す断面図である。図６は、連結位置にあるＴＰＡおよびコネクタ・ハウジングラッチを示す部分拡大図である。図７は、図５に類似する図であり、部分的に挿入された位置にある電気端子と、下方へ曲げられたラッチを示す図である。図８は、ＴＰＡがラッチの下に位置決めされた、第２の状態または完全にロックされた状態にあるＴＰＡ（端子位置保証部材）を示す図である。図９は、図５に類似する断面図であり、過剰応力を緩和するように設計されたＴＰＡの代替形態を示す図である。図１０は、離脱状態にある図９のＴＰＡを示す図である。

まず図１を参照すると、電気コネクタ組立体２は、コネクタハウジング部材４と、端子位置保証部材（ＴＰＡ）６とから通常構成される。コネクタハウジング４は通常、相手側コネクタに接続するためのラッチ８を含み、ＴＰＡ６とコネクタハウジング４とを組合せることによって、端子受容キャビティ１０が形成されることになる。

次に図２および図３を参照すると、ＴＰＡ部材６はコネクタハウジング４から分離した状態で示される。また、同図には、コネクタハウジング４の後側から受容される準備が整った電気端子１２が示されている。コネクタ組立体２と相補関係にある相手側コネクタ１４を、コネクタ組立体２の前側から示す。なお、相手側コネクタ１４は、多くの形態をとることができるので、幾分包括的に示すことを理解されたい。相手側コネクタ１４は、複数のワイアが接続された別のコネクタハウジングとすることができ、もしくは、相手側コネクタ１４にプリント回路基板を取り付けることもできる。さらには、相手側コネクタ１４は、制御装置などの電子装置の一部分であってもよい。図４に最もよく示すように、端子１２をキャビティ部１８（図２）内へ位置決めするための後部入口１６（図４）を通じて、端子１２を受容可能である。

次に図４を参照して、コネクタハウジング４についてさらに詳述する。コネクタハウジング４は、第１の外側表面３２、第１のアンダーカット表面３４、および第２のアンダーカット表面３６を画定するハウジング中央本体部３０によって画定される。また、表面３２と表面３４との交差箇所は、肩部３８を画定する。シュラウド壁（ｓｈｒｏｕｄｗａｌｌ）４０は、位置４２で中央本体部３０と一体的に接続し、位置４２から前方へ延びる。シュラウド壁４０は内側表面４４を有し、内側表面４４は、表面３２、３４、３６とともに、それらの間に間隙（ｇａｐ）４６を画定する。また、中央本体部３０は側壁４８を含み、側壁４８は、図示しない第１および第２のラッチ部材を含む。ラッチ部材については、本願でさらに詳述する。

同じく図４に示すように、後部入口部１６とキャビティ部１８との間に一体型端子保持ラッチ５０が延び、コネクタハウジングの開口部５２内に位置し、少なくとも部分的にキャビティ部１８を覆う。当該技術分野では周知のように、開口部５２が存在することでラッチ５０は弾性的に上下に移動可能であり、端子をキャビティ部１８内に受容可能となっている。最後に、本願でさらに詳述するように、ラッチ５０は、凸状突起５４、カム表面５６、およびラッチ表面５８を有する自由端部を含む。凸状突起５４は、キャビティ１０の長手方向軸に対して傾斜した平坦な表面からなる。

さらに図４を参照すると、ＴＰＡ６は、貫通する開口部６２を有する前面壁６０によって画定される。開口部６２はキャビティ１８とともに、端子受容キャビティ１０（図１）を画定する。ＴＰＡ６は壁６６をさらに含む。壁６６は、中央本体部３０と相補関係にあり、表面３６を補完（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ）する第１の表面６８と、表面３４を補完するアンダーカット表面７０とを含む。ＴＰＡ６はタイン７２をさらに含む。タイン７２は、凸状先端部または突起７５を有する自由端部７４を含む。凸状先端部７５は、キャビティ１０の長手方向軸に対して傾斜した平坦な表面からなる。また、タイン７２は、本願ではカム部材７６として示す一体型係合部材を含み、カム部材７６はカム表面７８を有する。ＴＰＡ６はまた、ラッチ突片（ｌａｔｃｈｉｎｇｌｕｇ）８４を有する側壁８２を含む（図４では、２つの側壁８２のうちの一方のみ、また２つのラッチ突片８４のうちの一方のみを視認可能）。ラッチ突片８４は、図５に示すプリロック位置を画定するのに役立つ。

前述の構成要素を用いて、電気コネクタ組立体２の組立てについて次に説明する。まず図４に示すように、ＴＰＡ６が、コネクタハウジング４に対して位置決めされる。そして、ＴＰＡ６は、図５に示す位置、つまり前述のように表面６８、表面７０がそれぞれ表面３６、表面３４と協働可能な位置へ移動される。この位置は、第１のラッチ突片８４と側壁４８上のラッチ部材の連結によって画定される。ＴＰＡ６は、図５および図６に示す位置、つまり、タイン７２における自由端部７４の凹部７５がラッチ５０の凸状先端部５４に突き当たって連結する位置へ移動可能である。この時点では、凹部７５と凸状先端部５４が突き当たるため、ＴＰＡ６は、本ロック位置へ移動することができない。これについては、図６の拡大図が最もよく示している。この確実な係止により、たとえば出荷中に、またはコンタクトの挿入前のあらゆるときに、ＴＰＡ６が不注意で取り付けられるのを防止する。

次に電気端子１２を入口１６内に位置決めしかつ前方へ移動させて、図７に示すようにラッチ５０を下方へ曲げることができる。電気端子１２をさらに前方へ移動させてキャビティ部１８内に位置させると、２つの事象が起こる。第１に、図７に示す位置から、電気端子１２がカム部材７６のカム表面７８（図４）に係合して、タイン７２全体を下方へ曲げる。それによって自由端部７４は、図７に示す位置から遠ざかる。第２に、電気端子１２が完全に挿入されると、ラッチ５０が図５に示す位置にはね返る。ここで、図８に示すように、ＴＰＡ６を本ロック位置へ移動させることができ、タイン７２全体が、カム表面５６に対して摺動してラッチ５０の下に入る。ＴＰＡ６が図８に示す本ロック位置にあるとき、シール８０もまた、内側の肩部３８に対して係合され、かつ表面９０が表面３４に対して係合する正位置が保証される。この位置は、第２のラッチ突片８４と側壁４８上のラッチ部材の連結によって画定されることになる。

上記の実施形態では、ＴＰＡにおけるタイン７２の自由端部７４に凹部７５があり、ラッチ５０の端部に凸状突起５４がある形態を示した。但し、これらを入れ替えて、ラッチ５０の端部に凹部を配置し、タイン７２の端部に凸状先端部を配置できることを理解されたい。

次に図９を参照して、代替実施形態を示す。代替実施形態では、電気コネクタ組立体１０２は、ハウジング部材１０４とＴＰＡ１０６とを有する。ハウジング部材１０４は、ハウジング部材４に類似しており、端子受容キャビティ１１０、後部入口１１６、およびラッチ１５０を有する。ラッチ１５０は、自由端部１５４およびラッチ表面１５８を有する。

ＴＰＡ部材１０６はタイン１７０を有する。タイン１７０は、自由端部１７５、カム部材１７６、およびカム表面１７８を有する。ハウジング部材１０４は、ＴＰＡ１０６と一体型のシールを有するのではなく、表面１３６に位置決めされた別個のシール１８０を有してもよい。この実施形態では、ラッチ１５０の自由端部１５４およびタイン１７０の自由端部１７５は、協働する角度（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｎｇａｎｇｌｅｓ）を有し、これらの角度が、互いを互いに係止する平坦な傾斜表面を画定する。たとえば、自由端部１７５は、後方へかつ下方へ傾斜する。したがって、ＴＰＡ１０６に過度の力が加えられたとき、タイン１７０は、図１０に示すように曲がり、下方へ突出する。ＴＰＡ１０６にさらなる力が加えられると、タイン１７０は、表面１５６の下へ延びて、座屈または破断を防止することになる。この傾斜角は、ＴＰＡ１０６に加えられるあらゆる最大の力を対象として設計可能であることを理解されたい。

したがって、ＴＰＡ６およびハウジング４に関して上述したようにして、ＴＰＡ１０６はハウジング１０４と協働するが、ＴＰＡ１０６とハウジング１０４は図６に示したようには連結しない。より正確にいえば、タイン１７０は、ラッチ１５０に突き当たるが、表面１５４、１７５の角度によって決まる所定の分離力を有する。

２電気コネクタ組立体
４コネクタハウジング部材（ハウジング部材）、コネクタハウジング
６端子位置保証部材（ＴＰＡ）、ＴＰＡ部材
１０端子受容キャビティ
１２電気端子（端子）
３０ハウジング中央本体部（ハウジング本体部）
５０端子保持ラッチ
５４凸状突起、凸状先端部（端部表面）
６０前面壁
６２開口部
７２タイン
７４自由端部
７５凸状先端部、突起、凹部（相補的表面）
７６カム部材
１０２電気コネクタ組立体
１０４ハウジング部材、ハウジング
１０６ＴＰＡ、ＴＰＡ部材
１１０端子受容キャビティ
１５０ラッチ（端子保持ラッチ）
１５４自由端部、表面（端部表面）
１７０タイン
１７５自由端部、表面（相補的表面）

Claims

少なくとも１つの端子受容キャビティ（１０、１１０）を画定するハウジング本体部（３０）と、前記少なくとも１つの端子受容キャビティを少なくとも部分的に覆う端子保持ラッチ（５０、１５０）とを備えるハウジング部材（４、１０４）であって、前記端子受容キャビティは前記ハウジング本体部を貫通するとともに、前記端子保持ラッチ（５０、１５０）の自由端部が、長手方向軸に対して傾斜した少なくとも１つの端部表面（５４、１５４）を有する、ハウジング部材（４、１０４）と、
プリロック位置にあるときに前記端子保持ラッチ（５０、１５０）の方へ延びるタイン（７２、１７０）を有する端子位置保証部材（ＴＰＡ）（６、１０６）であって、前記タインの自由端部（７４）が、前記少なくとも１つの傾斜した表面（５４、１５４）と協働する少なくとも１つの相補的表面（７５、１７５）を有し、前記タイン（７２、１７０）が、前記相補的表面上に係合部材を備える、端子位置保証部材（ＴＰＡ）（６、１０６）と、
前記少なくとも１つの端子受容キャビティ（１０、１１０）内に受容可能であり、前記キャビティ内に完全に位置決めされると前記係合部材（７２、１７０）と係合する端子（１２）と、
を備える電気コネクタ組立体（２、１０２）。
前記端子保持ラッチ（５０）の一端が片持ち梁状に前方へ飛び出し、前記タイン（７２）の一端が片持ち梁状に後方へ飛び出す、請求項１に記載の電気コネクタ。
前記係合部材が、カム部材（７６）として画定される、請求項２に記載の電気コネクタ。
前記端子保持ラッチ（５０）の前記自由端部と前記タインの前記自由端部（７４）とが、プリロック位置にあるときに互いに突き当たる、請求項２に記載の電気コネクタ。
前記端子保持ラッチ（５０）の前記自由端部と前記タインの前記自由端部（７４）とが、プリロック位置にあるときに連結するような形状である、請求項４に記載の電気コネクタ。
前記端子保持ラッチ（５０）の前記自由端部が凸状突起（５４）を有し、
前記タインの前記自由端部（７４）が凹部（７５）を有し、
前記凹部が、プリロック位置にあるときに前記凸状突起と連結するような形状である、請求項５に記載の電気コネクタ。
前記端子保持ラッチ（５０）の前記自由端部と前記タインの前記自由端部（７４）が、前記ＴＰＡに過度の力が加えられた場合に、互いから解放されるような形状である、請求項４に記載の電気コネクタ。
前記タインの前記自由端部（７４）が、長手方向において後方かつ下方へ傾斜する、請求項７に記載の電気コネクタ。
前記端子位置保証部材（６）が、前記少なくとも１つの端子受容キャビティ（１０）に位置合わせされる少なくとも１つの貫通する開口部（６２）を備えた前面壁（６０）を有し、かつ
前記タイン（７２）が、前記前面壁（６０）から延び、プリロック位置にあるときに前記端子保持ラッチ（５０）に突き当たる、請求項１に記載の電気コネクタ。