JP2014502032A - 無応力コネクタ位置保証装置及びこれを含むコネクタアセンブリ - Google Patents

Abstract

雄ヘッダコネクタと雌ハウジングとの嵌合を確実にするためのコネクタ位置保証装置が、本体部と、第１アームと、第２アームとを含む。第１アームは本体部に取り付けられ、本体部から延在し、先端近傍に係止溝を含む。第２アームは、係止ラッチを含み、第１アームから離隔し、本体部に取り付けられ、本体部から延在している。コネクタ位置保証装置が雌ハウジングに沿ってガイドされると、係止溝および係止ラッチは、プレロック位置で雌ハウジングの相補的突起にそれぞれ係止され、最終ロック位置に移行すべく雄ヘッダコネクタが雌ハウジングに挿入される際に第１アームの先端の斜面が雄ヘッダコネクタに接触した場合のみ、解放される。
【選択図】図１

Description

コネクタ位置保証装置は、コネクタ体同士が適切かつ確実に嵌合係止されるように、電気コネクタに一般に用いられている。電気コネクタ同士が所望の形態で嵌合しない限りコネクタ位置保証装置を押圧して最終係止状態にすることができないようにするプレロック機構を設けることで、半嵌合状態で接続されることを回避することができる。

当該技術分野で用いられている、コネクタ位置保証装置をプレロック位置から解放する従来の方法には、たとえば米国特許第６０７７１０１号に記載のように、ヘッダ側の係止部を利用するものがあるが、この場合、万一損傷すればコネクタの主たる係止機構の有効係止能力に影響を及ぼしかねない。また、コネクタ位置保証装置は、コネクタが完全に嵌合係止されたときは応力を受けている状態であり、長期間にわたって高温環境の影響を受けると、熱的作用により、構成材料にクリープ現象が起こる可能性が高くなり得る。結果として、構成材料の品質、ひいてはコネクタ位置保証装置の機能が、その影響を受け得る。

特殊な解除機能を備えるようにヘッダを改変すれば、コネクタ位置保証装置をプレロック位置から解放することができる。しかしながら、コネクタ位置保証装置は、米国自動車研究協議会（United States Council for Automotive Research （USCAR））のフットプリント（footprint）に適合するヘッダなど、標準的なヘッダを必要とすることが多い。したがって、ヘッダを改変できないコネクタ位置保証装置では、米国特許第７３２６０７４号に例示されているように、効果的な係止のためにはコネクタ位置保証装置を適切に設計することが求められている。

一般に、本発明は、一または複数の観点において、プレロック位置および最終ロック位置の両方で装置にかかる応力を低減させるコネクタ位置保証装置に関する。

コネクタ位置保証装置は、本体部と、第１アームと、第２アームとを含む。前記第１アームは、前記本体部に取り付けられ、前記本体部から延在し、その先端近傍に係止溝を含む。前記第２アームは、係止ラッチを含み、前記本体部に取り付けられ、前記第１アームから離隔し、前記本体部から延在している。前記コネクタ位置保証装置が雌ハウジングに沿ってガイドされると、前記係止溝および前記係止ラッチは、プレロック位置で前記雌ハウジングの複数の相補的突起にそれぞれ係止され、最終ロック位置に移行すべく雄ヘッダコネクタが前記雌ハウジングに挿入される際に前記第１アームの前記先端の斜面が前記雄ヘッダコネクタに接触した場合のみ、解放される。

一または複数の形態において、前記コネクタ位置保証装置は、前記第１アームの両側に２本の前記第２アームがそれぞれ位置するように、前記第２アームを２本含む。

一または複数の形態において、前記コネクタ位置保証装置は、前記本体部から突出する２つのガイド要素をさらに含み、２本の前記第２アームと２つの前記ガイド要素との間の複数の空間が、それぞれ、前記雌ハウジングの対応する相補的部分が並進摺動するためのチャネルとして形成されるように、２つの前記ガイド要素がそれぞれ、２本の前記第２アームの上方に延在している。

一または複数の形態において、前記コネクタ位置保証装置の前記第２アームが、前記第１アームの上方に位置し、前記第２アームと前記第１アームが組となっている。前記コネクタ位置保証装置は、互いに離隔した２組の前記組を含む。前記２組にそれぞれ属する前記第２アーム同士は、形成レリーフ（shaped relief）の形をとる係止ラッチが上部に配置された矩形部により連結されている。前記２組の前記第１アームと前記第２アームとの間の複数の空間は、それぞれ、前記雌ハウジングの対応する相補的部分が並進摺動するためのチャネルとして機能する。

本発明の一または複数の形態によると、有利には、電気コネクタの長期的安定性が向上して、プレロック位置および最終ロック位置の両方で、変形が抑制され、それにより応力を低減することができる。

本発明の他の観点および他の有用な形態は、以下の説明および添付の特許請求の範囲により明らかになろう。

本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置の斜視図である。 本発明の一または複数の実施形態による、コネクタ装置に装着されたプレロック位置のコネクタ位置保証装置の平断面図である。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置がプレロック位置にある状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置がプレロック位置から解放される直前の状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置が最終ロック位置にある状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置の斜視図である。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置がプレロック位置にある状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置がプレロック位置から解放される直前の状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置が最終ロック位置にある状態を示す。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。一貫性を保つため、複数の図面において、類似する要素には類似する符号を付す。

以下の本発明の実施形態の詳細な説明では、本発明をより完全に理解できるように多数の具体的な詳細を示す。しかしながら、当業者であれば、このような具体的な詳細がなくとも本発明を実施できることは明らかであろう。また、説明が必要以上に複雑にならないように、周知の特徴については説明を行わない。

本発明の一または複数の実施形態によると、ヘッダの設計変更を伴わずに、プレロック位置および最終ロック位置の両方で変形および応力を抑制することができる。図１を参照する。本発明の一または複数の実施形態によると、コネクタ位置保証装置１００は、互いに離隔しつつ本体部１０５から長手方向に延在する、本体部１０５の平面に垂直な、２本の平行アーム１１０を備える。これら２本の平行アーム１１０から本体部１０５にかけて一体的に形成された１組のガイド要素１２０が、２本のアーム１１０とともに、雌ハウジング２００に沿った並進運動（図２から図５参照）のためのガイドチャネル１２５を構成している。

２本の平行アーム１１０の間には、本体部１０５から長手方向に延在する中央アーム１３０が配置されている。中央アーム１３０は、その下面に溝１４０を備える。中央アーム１３０の、本体部１０５から最遠の端部は、溝１４０に向かって傾斜する傾斜面１３５が形成されるように構成されている。溝１４０は、プレロック位置で雌ハウジング２００（図３参照）の突起２１０が嵌合するように構成されている。さらに、各平行アーム１１０は、長手方向に対する幅方向に延在する側方ラッチ１５０を備えており、各側方ラッチ１５０は、プレロック位置において雌ハウジング２００（図３参照）の対応するリップ部２０５に係止されるように構成されている。雄ハウジング３００が雌ハウジング２００に挿入されると、雄ハウジング３００のヘッダ縁部３１０（図３参照）が傾斜面１３５に並進接触し、中央アーム１３０を上方向に移動させて溝１４０を解放する。コネクタ位置保証装置１００が最終ロック位置に移行できるように、各側方ラッチ１５０も対応するリップ部２０５から解放される。また、コネクタ位置保証装置１００は、最終ロック位置でのコネクタ位置保証装置１００の移動をするよう構成されたレバーロック部１５５を含む。

コネクタアセンブリと組み合わせて使用される本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置１００のプレロック位置について、図２を参照しつつ説明する。

図２は、雌ハウジング２００に係合しているプレロック位置のコネクタ位置保証装置１００の平断面図である。２本のアーム１１０と中央アーム１３０との間の空間によって、雌ハウジング２００の複数の相補的要素を受容するための別のチャネルが形成されている。コネクタ位置保証装置１００と雌ハウジング２００との並進運動すなわち相対並進運動によって図２に示すプレロック位置となると、コネクタ位置保証装置１００は条件付きで移動不可となる。この状態は、中央アーム１３０の下面の溝１４０が雌ハウジング２００の突起２１０に係止され、２本のアーム１１０の側方ラッチ１５０がそれぞれ雌ハウジング２００の対応するリップ部２０５にラッチ係合していることによるものである。

図３から図５は、コネクタアセンブリ１０の立断面図である。コネクタアセンブリ１０は、空洞部２２０を有する雌ハウジング２００と、この空洞部２２０を介して複数の係止段階にわたって雌ハウジング２００に嵌合されるように構成された雄ハウジング３００とを含む。完全嵌合状態では、コネクタ位置保証装置１００と雄ハウジング３００とによってコネクタアセンブリ１０が維持される。

図３は、コネクタアセンブリ１０の立断面図であり、プレロック位置の中央アーム１３０を示す。雄ハウジング３００は、まだ雌ハウジング２００の空洞部２２０内に導入されていない。図４に示すように、雄ハウジング３００は、コネクタ位置保証装置が雌ハウジング２００に挿入される方向と反対の方向に、雌ハウジング２００内に挿入される。雄ハウジング３００のヘッダ縁部３１０が、コネクタ位置保証装置１００の中央アーム１３０の端部の傾斜面１３５に並進接触すると、中央アーム１３０の一部が若干上方に移動して、溝１４０が突起２１０から解放され、各側方ラッチ１５０が対応するリップ部２０５から係合解除されて、コネクタ位置保証装置１００は条件付き移動不可の状態から脱却し、プレロック位置から解放される。これにより、コネクタ位置保証装置１００は雌ハウジング２００および雄ハウジング３００に対して相対並進運動を続けることが可能になる。

コネクタ位置保証装置１００が雌ハウジング２００に完全に挿入される直前に、コネクタ位置保証装置１００は若干上方に移動し、各ガイド要素１２０および２本のアーム１１０によって形成されたチャネルが、雌ハウジング２００が完全に並進運動するよう対応する。その後、コネクタ位置保証装置１００のレバーロック部１５５が雌ハウジング２００の要素に係止されることにより、コネクタ位置保証装置１００の下方移動が防止され、コネクタ位置保証装置１００は移動不可の最終ロック位置を取る。また、この最終ロック位置では、雌ハウジング２００の嵌合面（mating interface）２３０は、雌ハウジング２００内の雄ハウジング３００用の通路２２０を制限する働きをする。

図６に示すように、一または複数の実施形態において、コネクタ位置保証装置４００は、チャネル４２５を形成する複数のガイド要素４２０と、一体形成された矩形部４５０とを含み、この矩形部４５０は、ガイド要素４２０同士を、本体部４０５から最遠の端部近傍で連結している。各ガイド要素４２０は本体部４０５に取り付けられており、アーム４１０に平行な長手方向に延在している。また、矩形部４５０は、その頂部に、本体部４０５から最遠の端部において形成レリーフとして一体形成されたラッチ要素４６０を備える。２本のアーム４１０はそれぞれ、下面に溝４４０を備えており、各アーム４１０の本体部４０５から最遠の端部は、傾斜面４５５となっている。各溝４４０は、プレロック位置で雌ハウジング５００の突起５１０が嵌合されるように構成されており、ラッチ要素４６０は、雌ハウジング５００のリップ部５２０にラッチ係合する。各傾斜面４５５が雄ハウジング６００のヘッダ縁部６１０に並進接触すると、２本のアーム４１０が上方に移動して各溝４４０が解放され、コネクタ位置保証装置４００が最終ロック位置に移行できるようにラッチ要素４６０が対応するリップ部５２０から解放される（図７から図９参照）。また、コネクタ位置保証装置４００は、最終ロック位置でのコネクタ位置保証装置１００の移動をするよう構成されたレバーロック部４６５を含む。

本発明の一または複数の実施形態によるコネクタアセンブリ４０の複数の係止段階について、図７から図９を参照して説明する。

図７は、雌ハウジング５００に装着された、プレロック位置のコネクタ位置保証装置４００の立断面図である。雄ハウジング６００はまだ雌ハウジング５００の空洞部５０５内に導入されていない。２本のアームの間の空間によって、雌ハウジング５００の複数の相補的要素を受容するためのチャネル４２５が形成されている。コネクタ位置保証装置４００と雌ハウジング５００との並進運動すなわち相対並進運動によって図７に示すプレロック位置となると、コネクタ位置保証装置４００は条件付きで移動不可となる。これは、図１に示した例示的実施形態の中央アーム１３０の代わりの２本のアーム４１０それぞれの下面の溝４４０によるものである。これらの溝４４０がそれぞれ、雌ハウジング５００の相補的突起５１０に遭遇して係止されるとともに、コネクタ位置保証装置４００の矩形部４５０のラッチ要素４６０が雌ハウジング５００の対応するリップ部５２０とラッチ係合する。

図８に示すように、雄ハウジング６００は、コネクタ位置保証装置が雌ハウジング５００に挿入される方向と反対の方向に、雌ハウジング５００内に挿入される。雄ハウジング６００の２つのヘッダ縁部６１０がそれぞれ、コネクタ位置保証装置４００の２本のアーム４１０の端部の傾斜面４５５に接触した場合のみ、コネクタ位置保証装置４００は条件付き移動不可の状態から脱却する。２本のアーム４１０の各端部の傾斜面４５５と２つのヘッダ縁部６１０とがそれぞれ接触することにより、各溝４４０が対応する相補的突起５１０から解放されるように上記２本のアーム４１０の一部が上方に移動する。ラッチ要素４６０も対応するリップ部５２０から解放される。これにより、コネクタ位置保証装置４００は、図９に示す雌ハウジングに完全に挿入された状態になるまで、コネクタ装置５００に対して相対並進運動を続けることが可能になる。

この完全挿入状態の直前に、コネクタ位置保証装置４００は若干上方に移動し、複数のガイド要素４２０と２本のアーム４１０とによって形成されたチャネル４２５が、雌ハウジング５００が完全に並進運動するよう対応し、レバーロック部４６５が雌ハウジング５００の要素に係止されることにより、コネクタ位置保証装置１００の下方移動が防止される。このように、最終ロック位置では、コネクタ装置５００のそれ以上の移動が防止される。また、コネクタ位置保証装置４００の矩形部４５０も、雌ハウジング５００の移動を妨げる働きをする。この最終ロック位置では、雌ハウジング５００の嵌合面５３０は、雌ハウジング５００内の雄ハウジング６００用の通路５０５を制限する働きをする。

コネクタ位置保証装置の個々の要素の具体的な形状や構成が容易に変更可能であることは、当業者には明らかであり、上述の詳細な説明に限定されるものではない。

本発明の一または複数の実施形態の利点には、以下の一または複数の利点が含まれる。本発明の一または複数の実施形態によると、プレロック位置では、レバーロック部はコネクタ位置保証装置と係合していない状態である。これにより、コネクタアセンブリの構成要素の望ましくない損傷を低減することができる。コネクタ位置保証装置は、雄ハウジングと雌ハウジングとが完全に嵌合した場合のみ、ヘッダ縁部によってプレロック位置から解放可能である。コネクタ部品同士が適切に嵌合していなければコネクタ位置保証装置は最終ロック位置に進むことができないので、嵌合不良を容易に検出できる。

本発明の一または複数の実施形態において、コネクタ位置保証装置は、プレロック位置および最終ロック位置の両方で、変形および応力がない状態である。したがって、長期間高温の動作温度にさらされることで悪化し得る、構成材料のクリープによる恒久的な変形を防止することができる。この応力がない状態は、プレロック位置と最終ロック位置との間の双方向並進運動によって実現され、この並進運動により、これら２つの位置の高さの差が補償される。コネクタ位置保証装置の設計を通じてコネクタアセンブリの連結維持が実現され、また、その設計の効果により、コネクタアセンブリの偶発的係合解除が防止される。すなわち、コネクタ位置保証装置は、最終ロック位置でレバーロック部が移動しないように設計されている。

以上、限定された数の例示的実施形態について本発明を説明したが、本発明はこれに限らない。当業者であれば、本発明の範囲を逸脱しない範囲で例示した実施形態に様々な変更を加えることができることを理解できよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されると考えられるべきである。

Claims (21)

1. 雄ヘッダコネクタと雌ハウジングとの嵌合を確実にするためのコネクタ位置保証装置であって、
   本体部と、
   前記本体部に取り付けられ、前記本体部から延在し、先端近傍に係止溝を備える第１アームと、
   前記第１アームから離隔して前記本体部に取り付けられ、前記本体部から延在し、係止ラッチを備える第２アームとを備え、
   前記コネクタ位置保証装置は、前記雌ハウジング内でプレロック位置と最終ロック位置とを取ることができ、
   前記コネクタ位置保証装置は、前記係止溝が前記雌ハウジングの第１突起と係合し、かつ、前記係止ラッチが前記雌ハウジングの第２突起と係合するように、前記雌ハウジングの背面側に部分的に挿入されると、前記プレロック位置を取り、
   前記第１アームの前記先端の斜面が前記雄ヘッダコネクタの先端に接触することによって前記係止溝と前記係止ラッチとが前記プレロック位置から解放されるように、前記雄ヘッダコネクタが前記雌ハウジングの前面側に挿入されると、前記最終ロック位置を取り、
   前記コネクタ位置保証装置が前記最終ロック位置にあるとき、前記雄ヘッダコネクタは前記雌ハウジングと完全に嵌合している状態である、コネクタ位置保証装置。
2. 前記第１アームの前記先端の前記斜面が前記雄ヘッダコネクタの前記先端に接触することによる前記プレロック位置からの解放が、前記第１アームの少なくとも一部が、前記雄ヘッダコネクタの前記雌ハウジングへの挿入方向に垂直な上方向に移動することにより行われる、請求項１に記載のコネクタ位置保証装置。
3. 前記本体部が、前記第１アームおよび前記第２アームに垂直な方向に平坦である、請求項１に記載のコネクタ位置保証装置。
4. 前記係止溝が前記第１アームの下面にある、請求項３に記載のコネクタ位置保証装置。
5. 前記係止溝が立方体形状である、請求項４に記載のコネクタ位置保証装置。
6. 前記第１アームの前記先端の前記斜面が前記係止溝の近傍にある、請求項５に記載のコネクタ位置保証装置。
7. 前記第１アームと前記第２アームとが第１方向に離隔している、請求項１に記載のコネクタ位置保証装置。
8. 前記第２アームの前記係止ラッチが、前記挿入方向および前記上方向の両方に垂直な横方向に延在する、請求項７に記載のコネクタ位置保証装置。
9. 前記第２アームが２本設けられており、２本の前記第２アームが前記第１アームの両側にそれぞれ配置されている、請求項８に記載のコネクタ位置保証装置。
10. 前記本体部から突出する２つのガイド要素をさらに備え、前記ガイド要素はそれぞれ、対応する前記第２アームから前記上方向に離隔してその上方に延在し、
    ２本の前記第２アームと２つの前記ガイド要素との間の空間が、それぞれ、前記雌ハウジングの複数の相補的部分が並進摺動するためのチャネルとして形成されている、請求項９に記載のコネクタ位置保証装置。
11. 前記ガイド要素の延在する長さは、前記第２アームの長さより短い、請求項１０に記載のコネクタ位置保証装置。
12. ２本の前記第２アームの間で前記本体部の近傍に配置されたレバーロック部をさらに備え、
    前記レバーロック部は、前記雌ハウジングの要素に係止されて、前記最終ロック位置で前記コネクタ位置保証装置の移動を妨げるよう構成されている、請求項１１に記載のコネクタ位置保証装置。
13. 前記第１アームと前記第２アームとが前記上方向に離隔している、請求項１に記載のコネクタ位置保証装置。
14. 前記第１アームと前記第２アームとの組を２組備え、個々の組が前記挿入方向に離隔している、請求項１３に記載のコネクタ位置保証装置。
15. ２本の前記第２アームが前記本体部から最遠の端部近傍の矩形部により一体に連結され、かつ、前記係止ラッチが前記矩形部上に形成されていることにより、前記係止ラッチが前記２組にそれぞれ属する２本の前記第２アームに共有されている、請求項１４に記載のコネクタ位置保証装置。
16. 前記係止ラッチが形成レリーフである、請求項１５に記載のコネクタ位置保証装置。
17. 前記２組の前記第１アームおよび前記第２アームは、相対並進運動の際に前記雌ハウジングの複数の相補的部分をガイドするよう構成されている、請求項１５に記載のコネクタ位置保証装置。
18. 前記２組の間で前記本体部近傍に配置されたレバーロック部をさらに備え、
    前記レバーロック部は、前記雌ハウジングの要素に係止されて、前記最終ロック位置で前記コネクタ位置保証装置の移動を妨げるよう構成されている、請求項１７に記載のコネクタ位置保証装置。
19. プレロック位置と最終ロック位置とを画定するコネクタアセンブリであって、
    雌ハウジングと、
    前記雌ハウジングに第１方向に挿入されるように構成されたコネクタ位置保証装置と、
    前記第１方向と反対の第２方向に前記雌ハウジングに挿入されるように構成された雄ハウジングとを備え、
    前記コネクタ位置保証装置が、
    本体部と、
    前記本体部に取り付けられ、前記本体部から延在し、先端近傍に係止溝を備える第１アームと、
    前記本体部に取り付けられ、前記第１アームから離隔し、前記本体部から延在し、係止ラッチを備える第２アームとを備え、
    前記コネクタ位置保証装置が前記雌ハウジングに挿入されると、前記プレロック位置において、前記第１アームの前記係止溝が前記雌ハウジングの第１突起に係止されるとともに、前記第２アームの前記係止ラッチが前記雌ハウジングの第２突起にラッチ係合し、
    前記コネクタ位置保証装置が前記プレロック位置にある状態で前記雄ハウジングが前記雌ハウジングに挿入されると、前記雄ハウジングの先端が、前記コネクタ位置保証装置の前記第１アームの前記先端の斜面に接触し、前記第１アームの一部を前記第１方向および前記第２方向に垂直な方向に上昇させ、前記プレロック位置が終了するように、前記第１アームの前記係止溝を前記雌ハウジングの前記第１突起から解放するとともに、前記第２アームの前記係止ラッチを前記雌ハウジングの前記第２突起から解放し、
    前記プレロック位置の終了後に前記コネクタ位置保証装置が前記雌ハウジング内でさらにガイドされたときは、前記コネクタ位置保証装置と前記雌ハウジングとの相対移動が、前記コネクタ位置保証装置が前記雌ハウジングおよび前記雄ヘッダコネクタと完全に嵌合した状態であるように、前記コネクタ位置保証装置の前記本体部により妨げられる、コネクタアセンブリ。
20. 前記プレロック位置および前記最終ロック位置の両方で、前記コネクタ位置保証装置が変形していない状態である、請求項１９に記載のコネクタアセンブリ。
21. 前記雌ハウジングの嵌合面が、前記最終ロック位置で、前記雌ハウジング内の前記雄ヘッダコネクタ用の通路を制限する働きをする、請求項１９に記載のコネクタアセンブリ。

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