JP2010517221A - 3位置電気コネクタ組立体 - Google Patents

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Abstract

電気コネクタ組立体(10)用のハウジング組立体(12、14)が提供される。このハウジングは、電気コネクタ(22a、22b、22c、30a、30b、30c)を受容するための少なくとも1つの軸方向通路(18a、18b、18c、26a、26b、26c)を有する本体(16、24)を含む。位置保証装置(32)が、少なくとも1つの軸方向通路内に延び、電気コネクタの肩部(56a、56b、56c、90a、90b、90c)に係合して電気コネクタの軸方向の動きを制限するように構成される。2次位置保証装置(46、46’)は本体内に受容され、電気コネクタの肩部に係合して電気コネクタの軸方向の動きを制限する。

Description

本発明は、一般に電気コネクタに関し、より詳細には3位置同軸ケーブル・コネクタ組立体に関する。
無線周波数(RF)同軸ケーブルコネクタ組立体は、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)、カー・ラジオ、移動電話、エアバッグシステム、およびマルチメディアデバイスなどの多数の自動車用用途に使用されてきた。同軸ケーブルは通常、外部導体、内部導体、誘電体、および被覆物(jacket)からなる。ケーブルの外部導体および内部導体は、ジャックコネクタおよびプラグコネクタを通じて相手側同軸ケーブルと電気的に接続することが多い。そのような従来の同軸ケーブルコネクタは、当技術分野では、たとえば米国特許第6,676,445号および第6,824,403号で周知である。同特許は本発明の譲受人に譲渡されており、参照により本明細書に組み込むことを明示する。
米国特許第6,676,445号 米国特許第6,824,403号
ある自動車用用途では、単一のコネクタ組立体によって複数の同軸ケーブルを結合させる必要があることがある。たとえば、3つの同軸ジャックコネクタを3つの同軸プラグコネクタと電気的に結合させるには、3位置コネクタ組立体が使用されることが多い。
様々なタイプのコネクタを標準化することによって混乱を避けるために、いくつかの業界標準が確立されてきた。これらの業界標準の1つは、FAKRAと呼ばれる。FAKRAはドイツ標準化協会内の自動車標準化委員会であり、自動車分野における国際標準化の利益を代表する。FAKRA標準は、キーイングおよび色コーディングに基づき、適切なコネクタ据付のためのシステムを提供する。FAKRAコネクタでは、同種のジャック・キーは、同種のプラグ・キー溝にのみ結合させることができる。ジャックハウジングにおけるFAKRA規定のキャッチおよびプラグハウジングにおける協働ラッチによって、コネクタハウジングの確実な位置決めおよびロックが容易になる。
通常、電気コネクタ組立体は、電気コネクタをハウジング内部に固定するために、ハウジング内に保持手段を有する。そのようなリテーナ(retainer)の1つとして、コネクタ上の定位置に移動してコネクタを定位置にロックするように構成されたプラスチック可動部材がある。そのような可動部材には、軸方向に対して横断するように移動するものもあれば、定位置へ回転する蝶番フラップ(hinged flap)として設計されるものもある。
課題として、電気コネクタを定位置に固定するためにコネクタハウジング内に保持手段を挿入する前に、電気コネクタをハウジング内に位置合わせしなければならないことが挙げられる。換言すると、電気コネクタが位置合わせされていない場合、通常、保持手段を挿入することはできない。さらに、電気コネクタが正しく位置合わせされたかどうかを判断する容易なまたは好都合な方法は存在せず、したがって、据付がさらに複雑になる。
この課題に対する解決策として、本願に開示される電気コネクタハウジング組立体が提供される。このハウジング組立体によって、電気コネクタの位置合わせが容易に可能となり、かつ電気コネクタがいつ正しく位置合わせされたかを判断するのに好都合な一貫した方法がさらに提供される。
このハウジング組立体は、電気コネクタを受容するための少なくとも1つの軸方向通路を有する本体を含む。前記少なくとも1つの軸方向通路内には位置保証装置が延びており、位置保証装置は電気コネクタの肩部に係合して軸方向の動きを制限するように構成される。2次位置保証装置は本体内に受容され、電気コネクタの肩部に係合して電気コネクタの軸方向の動きを制限する。
次に、添付の図面を参照して、本発明を例示する。
図1は、本発明における電気コネクタ組立体の一実施形態の上面斜視図である。 図2は、本発明におけるジャックハウジングおよび対応するジャックコネクタの分解斜視図である。 図3は、本発明におけるプラグハウジングおよび対応するプラグコネクタの分解斜視図である。 図4は、本発明におけるプラグハウジング内に据え付けられたプラグコネクタを示す部分切欠上面斜視図である。 図5は、本発明の図1の断面切欠図である。 図6はジャックコネクタの断面図であり、図1の線6−6、より詳細には本発明の図5の線6−6に沿って切り取ったジャックコネクタの断面図である。 図7はプラグコネクタの断面図であり、図1の線7−7、より詳細には本発明の図5の線7−7に沿って切り取ったプラグコネクタの断面図である。 図8はプラグハウジングの受容端部の底面斜視図であり、本発明の図3の線8−8に沿って切り取った底面斜視図である。
同一または同様の部分を参照する際には、全図にわたって、可能な限り同一の参照符号を用いる。
まず図1〜3を参照すると、本発明による電気コネクタ組立体10は、プラグ組立体14に結合するように構成されたジャック組立体12を含む。ジャック組立体12は、少なくとも1つ、また図示のように複数の、チャネルまたは軸方向通路18a、18b、18cを有する本体またはジャックハウジング16を含む。これらの軸方向通路は、それぞれ長手方向軸19a、19b、19cを画定しており、対応する同軸ケーブル20a、20b、20cを受容するように構成される。同軸ケーブル20a、20b、20cはそれぞれ、図では22a、22b、22cが付された従来のジャックコネクタ22を含む。
同様に、プラグ組立体14は、複数のチャネルまたは軸方向通路26a、26b、26c(図7)を有する本体またはプラグハウジング24を含む。これらの軸方向通路は、長手方向軸27a、27b、27cを画定しており、同軸ケーブル28a、28b、28cを受容するように構成される。同軸ケーブル28a、28b、28cはそれぞれ、図では30a、30b、30cが付された従来のプラグコネクタ30を含む。各プラグコネクタ30は、対応するジャックコネクタ22を受容し、かつケーブル20a、20b、20cと28a、28b、28cとがそれぞれ電気的に接続するように構成される。
なお、ジャックコネクタ22およびプラグコネクタ30などの要素は、接尾辞をつけて、すなわち22a、22b、22c、30a、30b、30cとしても参照されること、ならびに、接尾辞をもたない要素番号は、特定の要素を集合的に参照するものであるが、これらの用語は同じ意味で使用できることを理解されたい。
図1、2、6を参照すると、ジャックハウジング16は、前部嵌合端部36と後部コネクタ受容端部38とを含む。図1、2に示すように、通路18a、18b、18cはそれぞれ、嵌合端部36に隣接する円筒部40(図2)と、コネクタ受容端部38(図2)に隣接する非円筒形で例示的に六角形の六角形部42(図1、6)とを含む。図6は、図1の線6−6に沿って切り取ったジャック組立体12の断面図であり、ジャック組立体12に対する線6−6の位置は、より詳細には図5に示すように特定される。六角形部42によって効率的な空間利用が容易になるように、通路18a、18b、18cが位置決めされる。より詳細には、各六角形部42は、6つの平坦な壁または平坦面43を含み、各六角形部42の平坦面43のうちの少なくとも1つが、隣接する六角形部42の平坦面43のうちの1つと平行にかつ近接して延びる。軸方向通路18の長手方向軸19が近接するように位置決めすることによって、平行な平坦面43同士が近接し、空間の節約となる。図示の実施形態では、各六角形部42は、1対の平坦面43を、2つの隣接する六角形部42と共有している。
図1、4〜7を参照すると、ジャックハウジング16およびプラグハウジング24はそれぞれ、複数のコネクタ位置保証装置(CPA)32を含む。各CPA32は、ジャックコネクタ22a、22b、22cの対応する肩部56(図2)を固定するための、フックなどのリテーナ33を含む。図6に示すように、対応するCPA32のリテーナ33は通路18a、18b、18cのそれぞれから内側に偏向し、肩部56a、56b、56cのそれぞれを固定する。図7に示すように、対応するCPA32のリテーナ33は通路26a、26b、26cのそれぞれから内側に偏向し、肩部90a、90b、90cのそれぞれを固定する。肩部56a〜56c、90a〜90cを最大限に保持するために、各リテーナ33は、肩部の六角形周辺部における各六角形部の隣接する平坦面同士の接合部、すなわち隅部に沿って、肩部に係合するように配置される。図示のように、肩部56a〜56c、90a〜90cの隅部に沿って確実に係合させるために、肩部56a〜56c、90a〜90cを含む六角形コネクタを選択的に位置決め(または回転)(またはクロッキング)し、六角形の通路18a〜18c、26a〜26cに係合(または嵌合)させることによって、これらの肩部に対する所望の位置合わせが維持される。なお、六角形の通路18a〜18c、26a〜26cは、それぞれジャックハウジング16およびプラグハウジング24内に形成され、六角形コネクタはその通路内に挿入される。
一実施形態では、図1に示すように、軸方向通路18a、18bをさらに広げるように形成された切欠き開口部100から工具(図示せず)を挿入することによって、上部CPA32にアクセスすることができる。好ましい実施形態では、この工具はマイナスドライバである。工具によるそのような挿入およびアクセスは、対応する軸方向通路と実質的に平行に行われるはずである。3つのCPAのうちの2つがハウジング16、24の外部表面に隣接し、1つのCPAがハウジングのほぼ中心に配置されるようにCPA32を示すが(図6、8)、CPAは、コネクタの肩部を固定するために、ハウジング内の任意の位置に配置できることを理解されたい。たとえば、一実施形態では、図6または図7内の中心に配置されたCPAなど、単一のCPAが、2つ以上のコネクタを固定するために使用できる拡大リテーナを含むことができる。CPAによって、対応する各コネクタは、所望の位置合わせ状態で固定され、かつ図2および図3に示しかつ以下でさらに詳述する2次コネクタ位置保証装置(SCPA)46の挿入を可能にする。一実施形態では、CPA32は、対応するコネクタとの確実な係合が達成されたことを確認するために、カチッという可聴音を発生させる。さらに図1に示すように、CPA32の作動は、視覚的にも確認可能である。
CPAは、コネクタハウジングに固定、接着、または他の方法で接続された別々の構成要素とすることができるが、一実施形態では、CPAは、ハウジングとの一体構造である。
図1および図2に示すように、軸方向通路18a、18b、18cに加えて、ジャックハウジング16は、ロックまたは2次コネクタ位置保証装置(SCPA)46を摺動可能に受容するように構成された横方向スロット44を含む。図2、5、6を参照すると、SCPA46は、第1の脚部48と、第2の脚部50と、第1の脚部48と第2の脚部50とを接続する弓形ブリッジ部材52とを含む。第1の弓形係合表面54は、第1の脚部48によって支持されており、第1のジャックコネクタ22aの肩部56a(図6)に係合して第1のジャックコネクタ22aの軸方向の動きを制限するように構成される。同様に、第2の弓形係合表面58は、第2の脚部50によって支持されており、第2のジャックコネクタ22bの肩部56bに係合して第2のジャックコネクタ22bの軸方向の動きを制限するように構成される。第3の弓形係合表面62は、ブリッジ部材52によって支持されており、第3の電気コネクタ22cの肩部56cに係合して第3の電気コネクタ22cの軸方向の動きを制限するように構成される。
第1の係合表面54は第1の曲率半径を有し、第2の係合表面58は第2の曲率半径を有し、第3の係合表面62は第3の曲率半径を有する。例示的な一実施形態では、より大きなジャックコネクタ22cを軸方向通路18c内に容易に位置決めするためなどに、第3の曲率半径は、第1の曲率半径および第2の曲率半径の両者よりも大きい。
第1の脚部48が第2の脚部50と第1のラッチ・アーム66との間に配置されるように、第1のラッチ・アーム66は、ブリッジ部材52に隣接する延長部102から上方へ延びる。同様に、第2の脚部50が第1の脚部48と第2のラッチ・アーム68との間に配置されるように、第2のラッチ・アーム68は、ブリッジ部材52に隣接する延長部102から上方へ延びる。第1のラッチ・アーム66は、凹部70に係合してSCPA46をジャックハウジング16に固定するように構成されたラッチ67を含む。第2のラッチ・アーム68は、凹部71に係合してSCPA46をジャックハウジング16に固定するように構成されたラッチ69を含む。第1のラッチ・アーム66および第2のラッチ・アーム68は、例示的にSCPA46の一体部分として形成され、互いから離れる方向に弾性的に偏向している。より詳細には、ラッチ67、69は、ジャックハウジング16(図6)の内壁78によって画定される凹部70、71それぞれにSCPA46を結合させるように、外側に偏向している。1対のスロット79a、79bは、ブリッジ部材52の延長部102の対向する端部に例示的に位置決めされており、SCPA46をハウジング16から容易に取り外すための工具(図示せず)を受容するように構成される。
図1、2、6を再度参照すると、ジャックコネクタ22a、22b、22cはそれぞれ、その中を通って電気的接続を確立するための周知の同軸構成要素を含む。これについては、これ以上詳細に論じない。ジャックコネクタ22a、22b、22cのハウジングはそれぞれ、放射状に外側に延びるフランジまたは肩部56、60を含み、肩部56、60は、それらの間に環状溝64を画定する。一実施形態では、溝64は、円筒形の断面を含む。肩部56、60は、例示的に六角形の断面を有しており、ジャックコネクタ22がジャックハウジング16内に挿入されたとき、軸方向通路18a、18b、18cの六角形部42と協働するように構成される。ジャックコネクタ22が完全に据付けられたとき、ジャックコネクタ22の環状溝(複数可)64は、ジャックハウジング16の横方向スロット44に位置合わせされる。据付が適切に行われたか確認しかつ分離を防止するために、SCPA46を取付けることができる。SCPA46の係合表面54、58、62は溝64内に受容され、肩部56および60との係合によりジャックコネクタ22a、22b、22cの軸方向の動きが制限されるように構成される。
図2〜4を参照すると、プラグハウジング24は、前部嵌合端部80と後部コネクタ受容端部82とを含む。嵌合端部80は、受容フランジ84を含む。受容フランジ84は、ジャックハウジング16の嵌合端部36を摺動可能に受容するように構成される。ジャックハウジング16は、複数の位置合わせリブ86を含む。位置合わせリブ86は、プラグハウジング24内に形成された位置合わせ溝88内に受容されるように構成される。そのように確実に位置決めすることによって、ジャックハウジング16の通路18は、プラグハウジング24の通路26と同軸状に位置合わせされる。なお、一実施形態では、ジャックハウジング16は、1つの位置合わせリブ86を含むことができる。
図1、4、5、7を参照すると、通路26a、26b、26cはそれぞれ、嵌合端部80に隣接する円筒部106と、コネクタ受容端部82(図4)に隣接する非円筒形の、例示的には六角形の部分108とを含む。図示のように、通路26cは、通路26aおよび26b上に垂直に位置決めされ、そこから横方向にオフセット配置される。そのような構成では、通路26a、26b、26cを互いに近接配置することによって、六角形部108が効率的な空間利用を容易とする。より詳細には、各六角形部108は、6つの平坦面142を含み、各六角形部108の平坦面142のうちの少なくとも1つが、隣接する六角形部108の平坦面142のうちの1つと平行にかつ近接して延びる。軸方向通路26の長手方向軸27を近接して位置決めすることによって、平行な平坦面142同士が近接し、空間の節約となる。図示の実施形態では、各六角形部108は、平坦面142を2つの隣接する六角形部108と共有する。軸方向通路26に加えて、プラグハウジング24は、コネクタ位置保証装置(SCPA)46’を摺動可能に受容するように構成された横方向スロット144(図3)を含む。SCPA46’は、例示的には、上記で詳述したSCPA46と同一である。
図1、3、7を再度参照すると、プラグコネクタ30a、30b、30cはそれぞれ、その中を通って電気的接続を確立するための周知の同軸構成要素を含む。これについては、これ以上詳細に論じない。プラグコネクタ30a、30b、30cのハウジングはそれぞれ、放射状に外側に延びるフランジまたは肩部90、92を含み、肩部90、92は、それらの間に環状溝94を画定する。一実施形態では、溝94は、円筒形の断面を含む。肩部90および92は、例示的に六角形の断面を有しており、軸方向通路26a、26b、26cの六角形部142と協働するように構成される。SCPA46’の係合表面54、58、62は、溝94内に受容され、肩部90、92との係合によりプラグコネクタ30a、30b、30cの軸方向の動きが制限されるように構成される。
代替実施形態では、プラグハウジング24の受容端部82の底面斜視図である図8に示すように、軸方向通路26cは円形である。すなわち、六角形の肩部90、92(図3)に代わり、肩部90、92は円形である。この構造により、より大きなケーブルをプラグコネクタ30c(図3)と共に使用することが可能になる。直径のより大きなケーブルを使用する結果、所望の用途でのプラグハウジング24の経路選択中、直径のより大きなケーブル、すなわち通路26c内のプラグコネクタ30cの捻回に関連して高いトルク力が生じる可能性がある。しかし、プラグコネクタ30cと通路26cをどちらも円形にすることによって、プラグコネクタ30cは、通路26c内で回転することができ、したがって、プラグコネクタ30cが回転運動から制約された場合に通常生じるはずの高いトルク力を軽減しかつ除去することができる。なお、プラグハウジング24(図7)またはジャックハウジング16(図6)の通路26a〜26c、18a〜18cのいずれについても、必要に応じて円形構造を採用できることを理解されたい。また、プラグコネクタおよびジャックコネクタは、相手側のプラグコネクタおよびジャックコネクタが適切に寸法設定される限り、異なる寸法のものとすることができることも理解されたい。
図1に示すように、ラッチ146は、ジャックハウジング16をプラグハウジング24と解除可能に結合させるように構成することができる。より詳細には、ジャック組立体12とプラグ組立体14を合わせて固定するために、ジャックハウジング16によって支持されるキャッチ148(図2)を、プラグハウジング24によって支持される開口部150(図3)内に位置決めすることができる。
必要に応じて、3位置コネクタ組立体を2位置コネクタ組立体さらには1位置コネクタ組立体に変換するために、プラグコネクタおよびジャックコネクタに類似する形状の挿入物(図示せず)を、対応する軸方向通路(複数可)に挿入できることを理解されたい。ジャックハウジング16とプラグハウジング24を接続させるのに適した代替手段は、当業者には周知である。
好ましい実施形態を参照して、本発明を説明してきた。但し、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることができ、また実施形態の要素の代わりに均等物を使用できることが、当業者には理解されるであろう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの修正を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内に入るすべての実施形態を含むものとする。
10・・・電気コネクタ組立体
12・・・ハウジング組立体(ジャック組立体)
14・・・ハウジング組立体(プラグ組立体)
16・・・本体(ジャックハウジング)
18、18a、18b、18c・・・軸方向通路
22、22a、22b、22c・・・電気コネクタ(ジャックコネクタ)
24・・・本体(プラグハウジング)
26a、26b、26c・・・軸方向通路
30、30a、30b、30c・・・電気コネクタ(プラグコネクタ)
32・・・位置保証装置(コネクタ位置保証装置)
33・・・フック(リテーナ)
44・・・横方向スロット
46、46’・・・2次コネクタ位置保証装置
48・・・弾性ラッチ・アーム(第1の脚部)
50・・・弾性ラッチ・アーム(第2の脚部)
54・・・弓形係合表面
56、56a、56b、56c・・・肩部
58・・・弓形係合表面
62・・・弓形係合表面
64、64a、64b、64c・・・環状溝
90、90a、90b、90c・・・肩部
94、94a、94b、94c・・・環状溝
144・・・横方向スロット

Claims (9)

  1. 電気コネクタ組立体(10)用のハウジング組立体(12、14)であって、
    前記ハウジング組立体は、電気コネクタ(22a、22b、22c、30a、30b、30c)を受容するための少なくとも1つの軸方向通路(18a、18b、18c、26a、26b、26c)を有する本体(16、24)を備え、
    前記少なくとも1つの軸方向通路(18a、18b、18c、26a、26b、26c)内に延在し、前記電気コネクタ(22a、22b、22c、30a、30b、30c)の肩部(56a、56b、56c、90a、90b、90c)に係合して軸方向の動きを制限するように構成される位置保証装置(32)と、
    1対の弾性ラッチ・アーム(48、50)を有するとともに、前記本体(16、24)内に受容され、かつ前記電気コネクタ(22a、22b、22c、30a、30b、30c)の前記肩部(56、90)に係合して前記電気コネクタの軸方向の動きを制限する2次コネクタ位置保証装置(46、46’)と、を備えることを特徴とする、ハウジング組立体。
  2. 前記位置保証装置(32)および前記本体(16、24)が一体構造である、請求項1に記載のハウジング組立体。
  3. 前記位置保証装置(32)がフック(33)である、請求項1に記載のハウジング組立体。
  4. 前記肩部(56、90)が、六角形の外周を画定する、請求項1に記載のハウジング組立体。
  5. 前記位置保証装置(32)が、六角形の前記肩部(56、90)の隅部に係合する、請求項4に記載のハウジング組立体。
  6. 前記通路と実質的に平行な軸に沿って前記位置保証装置(32)を前記電気コネクタから取り外すために、前記位置保証装置(32)に対してアクセス可能である、請求項1に記載のハウジング組立体。
  7. 前記肩部(56、90)が、円形の外周を画定する、請求項1に記載のハウジング組立体。
  8. 前記本体(16、24)が、前記2次位置保証装置(46、46’)を径方向に受容される、請求項1に記載のハウジング組立体。
  9. 前記電気コネクタ組立体が、複数の電気コネクタ(22a、22b、22c、30a、30b、30c)を備え、
    前記少なくとも1つの通路が、複数の軸方向通路(18a、18b、18c、26a、26b、26c)を含み、
    前記ハウジングが、横方向スロット(44、144)と複数の位置保証装置(32)とを備え、
    前記電気コネクタがそれぞれ、対応する位置保証装置に係合する肩部(56a、56b、56c、90a、90b、90c)と、環状溝(64、94)とを有する胴体を含み、
    前記2次位置保証装置(46、46’)が、前記横方向スロット(44、144)内に受容されるように構成され、かつ複数の弓形係合表面(54、58、62)を含み、前記係合表面がそれぞれ、前記胴体の前記環状溝(64a、64b、64c、94a、94b、94c)のうちの1つの中に受容されるように構成される、請求項1に記載のハウジング組立体。
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