JP2015156399A - 車両用電源のためのコネクタデバイスおよびコネクタアセンブリ - Google Patents

車両用電源のためのコネクタデバイスおよびコネクタアセンブリ Download PDF

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Abstract

【課題】シールが損傷されることあるいはコネクタ係合工程が阻害されることを防止する、より安全なシーリングシステムを提供すること。【解決手段】車両用電源用コネクタハウジング2は:係合軸線83を含みかつ係合軸線に従って相補的なケーシングと係合しかつ直径部を備えるシール固定円筒部を有するケーシング80と、ケーシングの半径方向外側に延在しかつシール固定円筒部に固定されかつ相補的なケーシングを半径方向においてシールするシーリング直径部を含む半径方向環状シール70と、係合方向へ向かって環状シール70の軸線方向前方に延在しかつシール固定円筒部の直径部とシーリング直径部との間に延在する半径方向最外面62を含む前方シールド60とを備え、前方シールドはその前方先端部63まで軸線方向に延びかつケーシングの前方部分と半径方向最外面との間で半径方向に延在する一連のスロット68を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、相補的なコネクタ部品のハウジングとの係合工程のためのシーリングシステムが設けられたコネクタハウジングに関するものである。
車両用充電コネクタには耐湿性のあるシーリングシステムが必要とされているため、本発明は特に車両用電源のためのコネクタハウジングに関するものである。
コネクタアセンブリのためのシーリングシステムは、2つのタイプのシールを備えている。1つのタイプは、シールマット、または対応するコネクタ部品のうちの2つの対応するシーリング面同士の間で係合軸線に沿って押圧されるシールリングである。このシーリング面は半径方向に延在しており、上記2つのコネクタ部品の最終的な相対軸線方向ポジションは必然的にしっかりと制御されなければならない。
別のタイプのシーリングシステムは、係合工程中に軸線方向にスライドする円筒シーリング面を有する複数のコネクタ部品に適応され、このものにおいて、一方の円筒面がその係合ポジションにおいて他方の円筒面を包囲するようになっている。このタイプのシールは、環形状を有しており、2つの円筒面を半径方向においてシールするよう半径方向に押圧される。本発明は、こうした後者のタイプの半径方向シーリングシステムに関するものである。
上記半径方向シーリングシステムは、2つのシーリング円筒部の寸法および環状シールの半径方向圧縮性によってシーリング効果が保証されるという利点を有する。それは、対応するコネクタ部品の最終的な相対軸線方向ポジションとは独立したものである。
しかしながら、係合工程中に2つの対応する円筒シーリング面が同軸でスライドしなかった場合、一方のシーリング面が環状シールを損傷することがある。さらに環状シールが軸線方向に延在しかつ/または軸線方向においてより軟らかいものである場合、2つのシーリング円筒部の相対軸線移動は、係合工程中に、環状シールの大きな軸線方向変形−例えば靴下状の折り重ね−を引き起こすことがある。こうした大きな軸線方向変形は、最終的な係合ポジション以前の、2つのコネクタ部品の相対軸線方向係合動作を阻害することがある。
本発明は、上記欠点のうちの1つを解決する、特に車両用電源のための、コネクタハウジング、電気コネクタ、コネクタアセンブリ、電気コネクタアセンブリ、およびコネクタハウジングのための製造方法を提供する。
本発明の目的は、シールが損傷されることあるいはコネクタ係合工程が阻害されることを防止する、より安全なシーリングシステムを提供することである。
一態様によれば、車両用電源のためのコネクタハウジングの実施形態は係合軸線を含むケーシングを備える。ケーシングは、係合方向へ向けて係合軸線に従って、相補的なケーシングに係合するよう構成されている。ケーシングは、直径部を備えるシール固定円筒部を有する。
このハウジングは、係合軸線に対してケーシングの半径方向外側に延在する環状シールを備えている。このシールは、上記シール固定円筒部に固定される。半径方向環状シールは、相補的なケーシングを半径方向においてシールするよう構成されたシーリング直径部を含む。
ハウジングは、係合方向へ向けて環状シールの前方において軸線方向に延在する前方シールドを備える。このシールドは、シール固定円筒部の直径部とシーリング直径部との間に延在する半径方向最外面を含む。
前方シールドにより、相補的なケーシングは軸線方向の係合工程中に案内されるようになる。相補的なケーシングが前方シールドの半径方向最外面の外側で半径方向に案内されるため、相補的なケーシングは、シール固定直径部の位置において環状シールのベース部分に衝突することが不可能となる。これにより、環状シールに対して軸線方向の力のみが作用して、環状シールを靴下状に折り重ねたりあるいは損なったりする危険性が低減される。
加えて、半径方向最外面がシーリング直径部の内側に延在しているため、相補的なケーシングは、前方シールドによって停止されず、かつ依然として、係合工程中に環状シールを半径方向に押圧してシーリング直径部まで下げるようにかつケーシングと相補的なケーシングとの間に半径方向シールを提供するように、環状シールと協働可能となっている。
特定のコネクタハウジングのシーリング直径部は、環状シールが所望の半径方向のシーリングを提供するための直径部となることを意図されている。環状シールの機械的変形特性を考慮すると、作業状態に応じて環状シールの形状およびコネクタハウジングに要求されるシールのレベルが決定可能となる。どのような場合でも、特定のコネクタハウジングのシーリング直径部は、シール固定直径部に固定された場合に環状シールの半径方向最外直径部よりも小さくなる。
いくつかの他の実施形態において、特許請求の範囲に記載の従属請求項に規定されるような1つ以上の特徴部が使用されてもよい。
本発明の他の特徴部および利点は、非限定的な例として提供されたその実施形態に関する以下の説明ならびに添付された図面から容易に明らかとなる。
本発明のコネクタハウジングの一実施形態を示すコネクタ部品の斜視図である。 図1のコネクタハウジングの全体シールの斜視図である。 コネクタハウジングの本体を示す、図1の一部の斜視図である。 図1の平面IV−IVに沿って切断した、図1のコネクタハウジングを収容する相補的なハウジング受容部の斜視図である。 図1から図4に基づくコネクタアセンブリの、図1の平面IV−IVに従う長手方向断面図である。 図1の前方シールドの詳細図である。 コネクタハウジングの他の実施形態の部分斜視図である。 図7の平面VIII−VIIIに沿う、係合状態にあるコネクタアセンブリの長手方向断面図である。 図7および図8の実施形態の係合シーケンスを示す図である。
図1に示されるように、コネクタ1は、コネクタハウジング2と、係合センサ3のような複数の内部電気デバイスとを備える。コネクタハウジング2は、全体的に楕円形状を有する後方部分5と、2つの円筒状ケーシング6a,6bよりなる前方部分6と、を含む本体4を備えている。各ケーシング6a,6bは、図示されていない電力接点を受容する内部キャビティ7a,7bを有する。
コネクタ1は相補的なコネクタ50(図4、図5参照)と係合する。コネクタ50は、係合軸線8a,8bに従ってケーシング6a,6bと係合する相補的なケーシング51a,51bを含む。両方の係合軸線8a,8bは、平行であり、かつ相補的なコネクタ50へ向かうコネクタ1の全体的な係合軸線8と比べて同じ係合方向へ向けて方向付けられている。
図1および図2に示されるように、コネクタハウジング2は全体シール9をさらに備えている。全体シール9は、弾性材料で成型されており、かつ本体4の前方部分6および後方部分5をまたぐ領域において本体4を包囲している。全体シール9は、全体的に楕円形状を有する後部10を含み、かつケーシング6a,6bを取り囲む2つの環状シール11a,11bを含む。各環状シール11a,11bは、対応する係合軸線8a,8bに直交する平面上に延在する円形外部シーリングリブ12a,12bを備える。半径方向平面においてシーリングリブ12a,12bの断面は、実質的に三角形状であり、その三角形状の頂点は、環状シール11a,11bの半径方向の最外周に対応する。
全体シール9の後部10は、係合軸線8に直交する平面上において楕円形状を有する周縁シーリングライン13を備える。周縁シーリングライン13は実質的に三角形状の断面を有しており、その三角形の頂点が外側へ方向付けられている。
コネクタハウジング2は2つの前方シールド17a,17bをさらに備えており、前方シールド17a,17bは、ケーシング6a,6bに固定されており、相補的なコネクタ50へ向けて、環状シール11a,11bのすぐ前方において軸線方向に配置されている。各前方シールド17a,17bは、全体シール9が本体4の周囲に導入された後に対応するケーシング6a,6bに圧入される金属性のリングである。
図3に示されるように、本体4は、ケーシング6a,6bの外側シリンダ15a,15bに対して軸線方向において隣接した周辺後方壁14を備える。周辺後方壁14は、2つの側面14a,14bを備えかつ2つのブリッジ14cを備えており、側面14a,14bは、ケーシング6a,6bの外側シリンダ15a,15bの軸線方向連続部に存在しており、ブリッジ14cは、全体係合軸線8に対して直交する平面上で全体的に楕円形状を形成するように2つの側面14a,14bと接続する。
2つ以上のケーシング6a,6bを有するコネクタハウジングの変形例において、周辺後方壁は全体係合軸線に対して直交する断面を有しており、それは、凸状の閉ループを形成する。それゆえ、全体シール9の後部10が、後方壁14をカバーするようにかつそれを押圧するように半径方向に伸長された場合、後方壁14の周囲のシール9の弾性圧縮が、自然な湿気シーリングをもたらす。
ケーシング6a,6bの外側シリンダ15a,15bのそれぞれは、シール固定直径部16a,16bを含み、シール固定直径部16a,16bには対応する環状シール11a,11bが固定される。各前方シールド17a,17bは、シール固定直径部16a,16bと同じ直径を有する前方直径部18a,18bの周囲に圧入される。
変形例においては、各ケーシング6a,6bは、複数の直径部を含んでもよい。前方直径部18a,18bは、シール固定直径部16a,16bよりも小さくてもよい。側面14a,14bは、シール固定直径部16a,16bよりも半径方向に延在していてもよい。
図4および図5に示されるように、相補的なコネクタ50は、コネクタ1のケーシング6a,6bに対応する2つの相補的なケーシング51a,51bを備えている。相補的なケーシング51a,51bのそれぞれは、係合軸線58a,58bを伴う円筒形状となっている。コネクタ1が図5に示されるように相補的なコネクタ50との係合ポジションにある時、相補的なケーシング51a,51bは、前方シールド17a,17bとコネクタハウジング2の環状シール11a,11bとをカバーする。
相補的なコネクタ50は、相補的な電源コネクタ(図示せず)が固定される内部キャビティ52a,52bを備える。相補的なコネクタ50は案内軸線方向リブ53a,53bをさらに備え、案内軸線方向リブ53a,53bは、係合軸線58a,58bの周囲でのケーシング6a,6bの中心位置調整のために前方直径部18a,18bの前方部分と協働する。相補的なコネクタ50は、コネクタハウジング2の楕円形後方壁14をカバーするよう構成された前方楕円ケーシング54をさらに備える。
図6に示されるように、係合シーケンスは以下のステップを含む。まず相補的なケーシング51a,51bが、ケーシング6a,6bの前方直径部18a,18bを収容する。続いて前方シールド17a,17bが、対応する相補的なケーシング51a,51b内に進入し、それにより各前方シールド17a,17bの半径方向最外面19a,19bが、円筒状の相補的なケーシング51a,51b内にスライドする。次いで、環状シール11a,11bが、相補的なケーシング51a,51b内へ進入する。
環状シール11a,11bがケーシング6a,6bのシール固定直径部16a,16bの周囲に取り付けられるように、シーリングリブ12a,12bの直径は、相補的なケーシング51a,51bの内径よりも大きい。前方シールド17a,17bは、係合シーケンス中において相補的なケーシングが環状シール11a,11bの前端20a,20bに接触することを防止する。そのため、相補的なケーシング51a,51bは、まず、シーリングリブ12a,12bの三角形断面の傾斜部において環状シール11a,11bに接触する。
したがって、環状シール11a,11bは、相補的なケーシング51a,51b内に進入する際に半径方向に圧縮される。全体シール材料は、50ショア硬さのものとすることができ、そのため、その圧力が、ケーシング6a,6bと、対応するケーシング51a,51bとの間に所望の湿気シールをもたらすのに十分な高さとなる。傾斜部への最初の接触により、環状シール11a,11bに作用する軸線方向の力は、挿入中に環状シール11a,11bが軸線方向において靴下状に折り曲げられることを防止するのに十分なように制限される。
続いてコネクタ1は、図示された係合ポジションへ到達可能となる。コネクタ50の前方楕円ケーシング54は、前方楕円ケーシング54とコネクタハウジング2の後方壁14との間に湿気シールをもたらすように、全体シール9の周縁シーリングライン13に到達してそれを圧縮する。
前方シールド17a,17bは、内側面取り部21a,21bと反対側における外側面取り部22a,22bとを少なくとも備えた金属性のリングである。内側面取り部21a,21bは、ケーシング6a,6bにおける圧入を容易にする。外側面取り部22a,22bは、相補的なケーシング51a,51bへの前方シールド17a,17bの導入を促す。
前方シールド17a,17bの前にある前方直径部18a,18bの軸線方向長さは、相補的なケーシング51a,51bの内側の前方シールド17a,17bの軸線方向コースよりも大きい。そのため、ケーシング6a,6bは、前方シールド17a,17bが相補的なケーシング51a,51bに進入する前に、前方直径部18a,18bと案内リブ53a,53bとの協働により事前に中心位置調整される。前方シールド17a,17bの半径方向最外面19a,19bと相補的なケーシング51a,51bの内径部との間の半径方向のあそびは、有効な第2の中心位置調整を提供するのに十分小さい。軸線方向距離における第2の中心位置調整と関連付けられた上述の事前中心位置調整は、コネクタ1の係合軸線8a,8bとコネクタ50の係合軸線58a,58bとのそれぞれの間での傾きを防止する。
図7に示されるように、コネクタハウジングの実施形態は、係合軸線83を有するケーシング80と、ケーシング軸線方向先端部82によって終端を規定された前方部分81と、を備える。コネクタハウジングは、ケーシング80の前方部分81を包囲しかつ合成材料で成型された前方シールド60をさらに備える。
前方シールド60は、ケーシング80の円筒部に沿って延在する外面62を備えており、外面62は係合軸線83と同軸のものである。外面62は、係合軸線方向に向けてケーシング80よりも軸線方向へ延在する半径方向最外面62である。前方シールド60の前方先端部63は、ケーシング軸線方向先端部82よりさらに軸線方向に延在している。
前方シールド60は、係合軸線83の周囲に分布する(6つの)スロット68を備える。2つ以上の数のスロットが使用されてもよい。各スロット68は、係合軸線83に平行であり、かつ前方シールド60の前方先端部63まで軸線方向に延在している。各スロット68は、少なくとも外面62からケーシング80の前方部分81まで、半径方向に延在している。つまりスロット68は、半径方向において外側へ向けて、かつケーシング80の前方部分81を受容するよう設計された前方シールド60の内側円筒部まで、開口している。
前方シールド60は、スロット68同士の間に延在する要素64を備える。半径方向最外面62は、これら要素64に沿って軸線方向に延在している。
図7または図8に示されるように、相補的なケーシング90は、係合シーケンス中にスロット68に沿ってスライドする案内軸線方向リブ91を備える。案内軸線方向リブ91のそれぞれは、ケーシング80の前方部分81の外径部に対して調節された内径部において、その半径方向の終端をなす。したがって、相補的なコネクタ90は、介在片部品などを用いずに、ケーシング80に対して直接的に中心位置合わせがなされる。
前方シールド60は、ケーシング軸線方向先端部82に対応するロッキングスプリング66と軸線方向ストッパー67とさらに備える。ロッキングスプリング66は、前方シールド60をケーシング80に固定するために、ケーシング80の半径方向開口部84と協働する。
コネクタハウジングは環状シール70をさらに備え、当該環状シール70は、係合方向へ向かって環状シール70の前方に配置された少なくとも1つの係留部分71を備える。ケーシング80は、係留部分71を受容する保持キャビティ85を少なくとも備える。前方シールド60は、係合方向に関して前方シールド60の後方に延在する少なくとも1つの突起61を備える。後方突起61は、係留部分71と同じ軸線方向ポジションに延在しており、かつ保持キャビティ85に係留部分71を嵌合させる場合にこれら係留部分71を包囲する。これにより、後方突起61は、環状シール70およびケーシング80をともにロックする。
係合時に、相補的なケーシング90の収容キャビティ92が、環状シール70に沿ってスライドする。収容キャビティ92の直径は、両方のケーシング80、90間における湿気シールをもたらすよう、環状シール70のシーリング直径部72に対応している。
図9に示されるように、前方シールド60は耐締め付け効果(anti-pinching effect)をもたらす。前方シールド60の要素64は、相補的なケーシング90の収容キャビティ92へ進入する時に、相補的なケーシング90に対するコネクタハウジングの整列をもたらす事前整列要素64である。
係合シーケンス中に、相補的なケーシング90は、一方では後方突起61の先端部におけるポイントAに沿って、かつ他方では事前整列要素64の先端部におけるポイントBに沿ってスライドする。
事前整列要素64、そしてその外面62が、ケーシング軸線方向先端部82よりも軸線方向に延在しかつ前方部分81よりも半径方向に延在するため(ポイントC参照)、ケーシング80と相補的なケーシング90との間の最大角は減少する。
係合面にわたって、環状シール70と相補的なケーシング90との間には依然として多少の機械的干渉が存在する。しかしながら、前方シールド60によってもたらされる事前整列により、その残存する機械的干渉は、係合シーケンス中に環状シール70を損傷しない。
ケーシング80への相補的なケーシング90の直接的なアクセスを提供するために設計されたスロット68を伴う、ケーシング80よりも軸線方向にかつ/または半径方向に延在する事前整列要素64の前方シールド60における組み合わせは、ケーシング80と相補的なケーシング90との間の中心位置調整を少しも損なわずに環状シール70の耐締め付け効果をもたらす。
1 コネクタ
2 コネクタハウジング
3 係合センサ
4 本体
5 後方部分
6 前方部分
6a,6b 円筒状ケーシング
7a,7b 内部キャビティ
8 係合軸線
9 シール
10 後部
11a,11b 環状シール
12a,12b 円形外部シーリングリブ
13 周縁シーリングライン
14 周辺後方壁
14a,14b 側面
14c ブリッジ
15a,15b 外側シリンダ
16a,16b シール固定直径部
17a,17b 前方シールド
18a,18b 前方直径部
19a,19b 半径方向最外面
20a,20b 前端
21a,21b 内側面取り部
22a,22b 外側面取り部
50 コネクタ
51a,51b ケーシング
52a,52b 内部キャビティ
53a,53b 案内軸線方向リブ
54 前方楕円ケーシング
58a,58b 係合軸線
60 前方シールド
61 後方突起
62 最外面
63 前方先端部
64 事前整列要素
66 ロッキングスプリング
67 軸線方向ストッパー
68 スロット
70 環状シール
71 係留部分
72 シーリング直径部
80 ケーシング
81 前方部分
82 軸線方向先端部
83 係合軸線
84 半径方向開口部
85 保持キャビティ
90 相補的なコネクタ
91 案内軸線方向リブ
92 収容キャビティ

Claims (13)

  1. 車両用電源のためのコネクタハウジング(2)であって、
    前記コネクタハウジング(2)は:
    − 係合軸線(83)を含み、かつ係合方向に向かって前記係合軸線に沿って相補的なケーシング(90)に係合するよう構成されるケーシング(80)であって、直径部を備えるシール固定円筒部を有する、ケーシング(80)と、
    − 前記係合軸線(83)に対して前記ケーシング(80)の半径方向外側に延在しかつ前記シール固定円筒部に固定される環状シール(70)であって、前記環状シール(70)が、前記相補的なケーシング(90)を半径方向においてシールするよう構成されたシーリング直径部を含む、環状シール(70)と、を具備してなり;
    前記係合方向に沿って前記環状シール(70)の前方において軸線方向に延在し、かつ前記シール固定円筒部の前記直径部と前記シーリング直径部との間に延在する半径方向最外面(62)を含む、前方シールド(60)を具備してなり、
    前記前方シールド(60)は、一連のスロット(68)を具備してなり、前記スロットのそれぞれが、前記前方シールド(60)の前方先端部(63)まで軸線方向に延在しており、かつ、少なくとも前記ケーシング(80)の前方部分(81)と前記半径方向最外面(62)との間で半径方向に延在していることを特徴とするコネクタハウジング(2)。
  2. 前記前方シールド(60)は、前記ケーシング(80)に前記前方シールド(60)を固定するように構成されたロッキングスプリング(66)と軸線方向ストッパー(67)とを具備してなることを特徴とする請求項1に記載のコネクタハウジング(2)。
  3. 前記環状シール(70)は、前記環状シールの前方において係留部分(71)を具備してなり、かつ前記前方シールド(60)は、前記係留部分(71)と同じ軸線方向ポジションに延在しかつ前記係留部分(71)を半径方向に包囲する後方突起(61)を具備してなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコネクタハウジング(2)。
  4. 前記半径方向最外面(62)は、前記シーリング直径部の60%から98%の間である直径部に対して半径方向において接していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のコネクタハウジング(2)。
  5. 前記半径方向最外面(62)は、前記シーリング直径部の80%から96%の間である直径部に対して半径方向において接していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のコネクタハウジング(2)。
  6. 前記半径方向最外面(62)は、前記シーリング直径部の90%から95%の間である直径部に対して半径方向において接していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のコネクタハウジング(2)。
  7. 前記半径方向最外面(62)が、前記係合軸線(83)に対して実質的に平行であり、かつ前記スロット(68)同士の間に配置された一連の事前整列要素(64)に沿って軸線方向に延在していることを特徴とする請求項1に記載のコネクタハウジング(2)。
  8. 前記前方シールド(60)の前記半径方向最外面(62)は、前記係合方向に向かって前記ケーシング(80)よりも軸線方向に延在していることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のコネクタハウジング(2)。
  9. 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のコネクタハウジング(2)を具備してなり、かつ各ケーシング(80)の内側に固定された電力接点を具備することを特徴とする電気コネクタ(1)。
  10. コネクタアセンブリであって、
    請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の第1のコネクタハウジング(2)と、前記第1のコネクタハウジング(2)の各ケーシング(80)に対応する前記相補的なケーシング(90)を具備する第2のコネクタハウジングと、を具備してなり;
    前記第1のコネクタハウジング(2)の前記ケーシング(80)と前記第2のコネクタハウジングの前記相補的なケーシング(90)とは、両方のコネクタハウジングが係合した時に、半径方向においてシールされていることを特徴とするコネクタアセンブリ。
  11. 前記相補的なケーシング(90)は、前記ケーシング(80)の前方部分(81)と協働する一連の案内軸線方向リブ(91)を具備してなることを特徴とする請求項10に記載のコネクタアセンブリ。
  12. 前記相補的なケーシング(90)の前記案内軸線方向リブ(91)のそれぞれは、係合シーケンス中に前記ケーシング(80)の前記スロット(68)のうちの1つに沿ってスライドするようになっていることを特徴とする、請求項1に記載のコネクタハウジングを有する請求項11に記載のコネクタアセンブリ。
  13. 電気コネクタアセンブリ(1−50)であって、
    請求項9に記載の第1の電気コネクタ(1)と、
    前記第1の電気コネクタ(1)のケーシング(80)に対応する前記相補的なケーシング(81)と、前記第1の電気コネクタ(1)のケーシング(80)の前記対応する電力接点と係合可能な相補的な電力接点と、を具備する第2の電気コネクタと、を具備してなることを特徴とする電気コネクタアセンブリ(1−50)。
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