JP2016503953A - コネクタ嵌合保証 - Google Patents

Abstract

相手側電気コネクタ（１００）に嵌合するための電気コネクタ（１０）。電気コネクタは、第１の基準部材（１７）を有する面と、第２の基準部材（２７）を有するラッチ（２２）とを備える。第１の基準部材（１７）および第２の基準部材（２７）は、いつ電気コネクタが相手側電気コネクタに完全に嵌合するかを示すように位置決めされる。【選択図】 図２

Description

本発明は、相手側コネクタが適切に嵌合することを保証する基準部材を有する電気コネクタを対象とする。

一部の用途では、電子部品は、電気コンタクトをそれぞれ含む第１のハウジングと第２のハウジングとを結合する電気コネクタアセンブリを必要とする。一方のハウジングは雄の電気コンタクトを含み、他方のハウジングは雌の電気コンタクトを含む。第１のハウジングは、第２のハウジング内に受容されて、雄の電気コンタクトと雌の電気コンタクトとが電気的に接続するように構成される。
従来の電気コネクタアセンブリでは、第１のハウジングが第２のハウジングに手で接続される。第１のハウジングと第２のハウジングとが、電気的に係合した電気コンタクトと適切に接続されることを確実にするために、第１のハウジングおよび第２のハウジングは、ラッチアセンブリを備える。ラッチアセンブリは、より一般には位置保証機構と呼ばれる。ラッチアセンブリは、ベースプレートと、第１のハウジング上の吊下げプロング（suspended prong）と、第２のハウジング上の傾斜面（ramp）とを備える。ベースプレートは、プロングと並んで摺動可能に保持される。第１のハウジングが第２のハウジングの周りに挿入されると、プロングが傾斜面上にスナップ嵌めし、その後ベースプレートが傾斜面およびプロング上を摺動して係合位置に入る。一般的に可聴クリックを使用して、コネクタが完全に嵌合したかどうかを検出するが、これは組立工場における騒音のために有効でない場合がある。

加えて、ラッチまたは保持アセンブリを使用して、コネクタ半部をコネクタ位置保証（ＣＰＡ）デバイスと共に完全嵌合位置に維持する電気コネクタが提案されている。コネクタ半部が嵌合し、ラッチまたは保持アセンブリがコネクタ半部間の接触を維持するように位置決めされると、ＣＰＡデバイスは、コネクタ半部が適切に接続されていることを示す位置まで移動する。したがって、ＣＰＡデバイスは、コネクタ半部が完全に嵌合することを保証する手段を提供する。

しかしながら、これらのラッチおよびＣＰＡがあっても、自動車のコネクタに関する最大の保証問題は、コネクタが完全には嵌合せず、自動車が組立工場から離れた後にシステムの故障が生じることである。これは、車両組立工場において、いくつかのコネクタが初期の電気接触を行うために十分に嵌合するが、コネクタのラッチが完全には係合せず、コネクタを共にロックまたは固定しないことが原因である。これらのコネクタは、後に、現場で車両が凸凹のある道路を運転するときなどにばらばらになり、システム機能が失われる。現在、前述したように、一般的に可聴クリック型のロックシステムを使用して、コネクタが完全に嵌合しているかどうかを検出している。しかしながら、組立工場の騒音レベルにより、操作者にクリックが聞こえず、ロックシステムが無効になることがある。操作者がＣＰＡを適切に作動させないことが多いため、ＣＰＡをコネクタに組み込むことは、コネクタが適切に嵌合、固定することを保証するものではない。

上記の問題は、コネクタが組立工場から離れる前に適切に嵌合されることを保証する視覚的手段を提供する、本明細書に記載の嵌合コネクタによって克服される。電気コネクタは、第１の基準部材を有する面と、第２の基準部材を有するラッチとを備える。第１の基準部材および第２の基準部材は、電気コネクタが相手側電気コネクタに完全に嵌合するときそれを示すように位置決めされる。

本発明のその他の特徴および利点が、本発明の原理を例として示す添付図面と共に提示される、好ましい実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになろう。

ＦＩＧ．１は、相手側コネクタと嵌合する前のコネクタの斜視図である。 ＦＩＧ．２は、部分嵌合位置状態で示される、ＦＩＧ．１のコネクタおよび相手側コネクタの斜視図である。ＦＩＧ．３は、ＦＩＧ．２のコネクタおよび相手側コネクタの横断面図であり、ラッチの位置を示す。 ＦＩＧ．４は、完全嵌合位置状態で示される、ＦＩＧ．１のコネクタおよび相手側コネクタの斜視図である。ＦＩＧ．５は、ＦＩＧ．４のコネクタおよび相手側コネクタの横断面図であり、ラッチの位置を示す。 ＦＩＧ．６は、部分嵌合位置状態で示される、代わりのコネクタおよび相手側コネクタの斜視図である。ＦＩＧ．７は、ＦＩＧ．６のコネクタおよび相手側コネクタの横断面図であり、ラッチの位置を示す。 ＦＩＧ．８は、完全嵌合位置状態で示される、ＦＩＧ．６のコネクタおよび相手側コネクタの斜視図である。ＦＩＧ．９は、ＦＩＧ．８のコネクタおよび相手側コネクタの横断面図であり、ラッチの位置を示す。

本発明の原理による例示的な実施形態の記載は、明細書の記載全体の一部とみなされるべきである添付図面に関して読み取られることが意図される。本明細書で開示された本発明の実施形態の記載において、方向または向き（orientation）への言及は、単に説明の便宜上のためのものであり、本発明の範囲を限定することを決して意図するものではない。
「下部」、「上部」、「水平」、「垂直」、「上方」、「下方」、「上」、「下」、「頂部」および「底部」ならびにそれらの派生語（例えば、「水平に」、「下向きに」、「上向きに」など）のような相対的な用語は、次いで記載されるようにまたは考察中に図面に示されるように向きを指すものと解釈すべきである。
これらの相対的な用語は、説明の便宜上のためだけのものであり、そのような明示がない限り、装置が特定の向きにおいて構成または動作されることを要求しない。別段の明記がない限り、「取り付けられる」、「貼られる」、「接続される」、「結合される」、「相互に接続される」などの用語、および類似の用語は、構造が、直接的にまたは間にある構造を通して間接的に互いに固定されるか取り付けられる関係、ならびに可動性のある取付けもしくは関係、または固定された取付けもしくは関係の両方を指す。さらに、本発明の特徴や利点が、好ましい実施形態を参照して例示される。
したがって、本発明は、単独で存在し得る複数の特徴のいくつかの可能な非限定的な組合せを例示する、または複数の特徴の他の組合せにおけるそのような好ましい実施形態に特に限定されるべきではない。本発明の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定義される。

ＦＩＧ．１は、電気コネクタまたはプラグ１０の斜視図である。電気コネクタまたはプラグ１０は、相手側コネクタまたはヘッダ１００と嵌合して、共にコネクタアセンブリを形成する。電気コネクタ１０および相手側コネクタ１００は、典型例として示される。コネクタ１０、１００は、ＦＩＧ．１に示さないコンタクトおよびコンタクトラッチなどの多くの他の機能を有する。

ＦＩＧ．１を参照すると、電気コネクタ１０が有するハウジング本体１２が、図示しないコンタクトを内部で受けるためのコンタクト受け通路１４を有する。電気コネクタ１０は、前方嵌合端部１６と後端部１８とを有する。通路１４に挿入されたコンタクト（図示せず）に電気的に係合する導体またはワイヤ１５が、後端部１８から延びる。第１の面または頂面１９および反対側を向いた第２の面または底面２１が、嵌合端部１６と後端部１８との間で延びる。

ＦＩＧ．１に最もよく示すように、基準領域または基準部材１７が、コネクタ１０の後端部１８に標示され、または設けられる。図示した実施形態では、基準部材１７は、コネクタ１０の頂面１９から等距離または略等距離だけ離間した基準線を有する２つの面である。２つの基準部材を示すが、他の数の基準部材１７を使用してもよい。加えて、基準部材１７は、限定されないが、後端部１８を越えて延びるテクスチャ加工領域または隆起領域であってもよい。

ＦＩＧ．３およびＦＩＧ．５を参照すると、係合面２３およびラッチング開口部２４を有するラッチまたはラッチアーム２２が頂面１９から延びる。図示した実施形態では、ラッチ２２が、前方嵌合端部１６に近接した頂面１９に接続され、後端部１８側へ延びる。以下でより十分に説明するように、ラッチ２２を使用して、相手側コネクタ１００をコネクタ１０に掛止し固定する。相手側コネクタ１００は、ラッチング開口部２４に係合して相手側コネクタ１００を電気コネクタ１０に固定する相補ラッチング突起１１０を有する。図示した実施形態では、ラッチング突起が、相手側コネクタ１００のシュラウド１２０の表面から延びる。

基準部材２７がラッチ２２の端部に標示され（marked）、または設けられる。図示した実施形態では、基準部材２７は基準線を有する面である。１本の線が示されるが、他の数の基準部材２７を使用してもよい。加えて、基準部材２７は、限定されないが、コネクタ１０の後端部１８を越えて延びるテクスチャ加工領域または隆起領域であってもよい。

電気コネクタ１０が相手側コネクタ１００と嵌合すると、コネクタ１０は相手側コネクタ１００のシュラウド１２０内に受容される。相手側コネクタ１００は、内部に固定された一連の電気コンタクト１３０（ＦＩＧ．１）を有して、電気コネクタ１０の電気コンタクトと嵌合する。

ＦＩＧ．１は、相手側コネクタ１００のシュラウド１２０に挿入される前の、電気コネクタ１０の斜視図を示す。ラッチ２２がラッチ前位置において示される。この位置で、ラッチ２２は通常位置、すなわち非偏向位置にある。ラッチ２２が非偏向位置にある状態で、ラッチ２２の基準部材２７を後端部１８の基準部材１７と一直線に位置合わせする。

ＦＩＧ．２およびＦＩＧ．３に示すように、コネクタ１０が相手側コネクタ１００のシュラウド１２０に部分的に挿入されると、ラッチ２２の係合面２３が相手側コネクタ１００のラッチング突起１１０に係合することにより、係合面２３およびラッチ２２がコネクタ１０の頂面１９から離れてコネクタ１０の底面２１側へ弾性変形する。これが生じると、ラッチ２２の基準部材２７が底面２１側へ移動することにより、基準部材２７が基準部材１７との位置合わせから外れて移動する。これにより、コネクタ１０と相手側コネクタ１００とが共に完全には嵌合されていないことを視覚的に示す。

ＦＩＧ．４およびＦＩＧ．５に示すように、コネクタ１０を相手側コネクタ１００に完全に挿入すると、係合面２３がラッチング突起１１０を越えて移動する。この位置で、ラッチング突起１１０をラッチ２２の開口部２４と位置合わせして、ラッチ２２をその通常の非偏向位置に戻すことができる。これにより、ラッチ２２をラッチング突起１１０に係止して、コネクタ１０を相手側コネクタ１００に固定する。この位置で、基準部材２７は、基準部材２７と基準部材１７とが位置合わせされる位置に戻り、コネクタ１０と相手側コネクタ１００とが完全に嵌合していることを視覚的に示す。

ＦＩＧ．１〜ＦＩＧ．５に示す実施形態では、ラッチ２２が部分嵌合位置に偏向すると、基準部材１７に対する基準部材２７の偏向が２ｍｍを超える。この偏向により、操作者は、コネクタ１０、１００が完全に嵌合されているか、部分的にのみ嵌合されているかを視覚的に判定することができる。あるいは、スキャナなどを使用して、基準部材１７、２７が適切に位置合わせされ、コネクタ１０、１００が適切に嵌合されているかどうか、または基準部材１７、２７が適切に位置合わせされず、コネクタ１０、１００が適切に嵌合されていないかどうかを判定することができる。図示した実施形態は、完全嵌合位置と部分嵌合位置との間の２ｍｍの距離に言及するが、他の寸法を用いてもよい。

組立中、コネクタ１０が完全には挿入されていないか、または相手側コネクタ１００に不適切に挿入されている場合、ラッチ２２がその通常の非偏向位置から偏向し続ける。これにより、コネクタ１０が相手側コネクタ１００内に適切に挿入されておらず、これを補正すべきであることを操作者に示す。

コネクタ１０の位置を相手側コネクタ１００に対して補正すると、ラッチ２２がその通常位置に戻る。これにより、確実にコネクタ１０と相手側コネクタ１００とが完全に嵌合され、固定される。

前述したように、「部分嵌合」位置と「完全嵌合」とにおける基準部材２７と基準部材１７との差を測定することができる。これにより、基準部材１７、２７をヒトの眼、バーコードリーダ、ＵＶスキャナ、または他のデバイスのいずれかによって容易に検出することができるため、コネクタ１０が相手側コネクタ１００に完全に嵌合することを保証する確実な表示が可能になる。例えば、対比色（contrasting color）のインク、レーザマーキングおよび／またはＵＶトレーサを基準部材に使用する場合、手持ち式スキャナを用いて、ダッシュボード下の隠れた嵌合領域においても、コネクタ１０、１００が完全に嵌合しているかどうかを判定することができる。
基準部材がコネクタ１０の後端部１８の後面に位置するとき、後端部１８および導体１５が点検などのためにアクセス可能でなければならないので、基準部材は常にアクセス可能となる。あるいは、スキャナを組立工場の検査システムに電子的に接続して、各操作者がコネクタを完全に嵌合したことを記録してもよい。

あまり重要でない接続または視覚的検査によってより容易に検出される接続について、基準部材にインクで強調線を印刷すること、またはレーザで線を付けることへの代替案としてのより安価な方法は、ＦＩＧ．６〜ＦＩＧ．９に示すように、金型に強調線をテクスチャ加工するか、強調した部材の表面を隆起させて、ハウジングの後部を越えて延びるようにし、視覚的な検出を容易にすることである。

ＦＩＧ．６、ＦＩＧ．７を参照すると、コネクタ２００が相手側コネクタ３００のシュラウド３２０に部分的に挿入されると、ラッチまたはラッチアーム２２２の係合面２２３が相手側コネクタ３００のラッチング突起３１０に係合する。これにより、係合面２２３およびラッチ２２２が、コネクタ１０の側面２１９から離れてコネクタ２００の対向面２２１側へ弾性変形する。これが生じると、ラッチ２２２の基準部材２２７が対向側面２２１側へ移動して、基準部材２２７が基準部材２１７との位置合わせから外れて移動する。基準部材２１７、２２７がコネクタ２００の後面を越えて延びるように成形されると、コネクタ２００と相手側コネクタ３００とが共に完全には嵌合していないことが視覚的に示される。

ＦＩＧ．８およびＦＩＧ．９に示すように、コネクタ２００を相手側コネクタ３００に完全に挿入すると、係合面２２３がラッチング突起３１０を越えて移動し、ラッチ２２２がその通常の非偏向位置に戻ることにより、ラッチ２２２をラッチング突起３１０に係止して、コネクタ２００を相手側コネクタ３００に固定する。この位置で、基準部材２２７は、基準部材２２７と基準部材２１７とが位置合わせされる位置に戻り、コネクタ２００と相手側コネクタ３００とが完全に嵌合していることを視覚的に示す。

基準部材の使用を既存のコネクタ設計に適用してもよい。インク基準線またはレーザ適用基準線を既存の設計に適用して、適切な嵌合を保証するのに望ましい視覚的基準をもたらすことができる。あるいは、既存の金型に最小の変更を行うことにより、基準部材として作用する隆起領域またはテクスチャ加工領域をコネクタ本体およびラッチに含むように、現在のコネクタ設計を修正してもよい。

基準部材の使用は、ラッチを有するコネクタ嵌合保証部材に限定されない。例えば、基準部材を、コネクタ位置保証（ＣＰＡ）デバイス、機械的補助レバーまたはそのような同様のデバイスと共に使用してもよい。前述したものと同様に、基準部材は、ＣＰＡと共に使用するときに、ＣＰＡ、およびＣＰＡを位置決めするコネクタ本体の表面に設けられる。基準部材の位置合わせによって、ＣＰＡが適切に位置決めされることを示す。

基準部材について前述したが、本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用してもよい。例として、他の視覚的手段を使用して、コネクタが共に嵌合していることを示してもよい。基準部材を位置合わせして設けることにより視覚的検査を容易にするが、基準部材の位置決めが適切に制御される限り、他の構成を使用してもよい。

好ましい実施形態を参照して本発明について説明したが、添付の特許請求の範囲で定義された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、本発明の要素の代わりに等価物を用いることができることを当業者は理解するだろう。特に、本発明が、その精神または基本的特徴から逸脱することなく、他の特定の形状、構造、配置、比率、大きさで、他の要素、材料および構成要素を備えて具体化され得ることが当業者に明らかになるだろう。当業者は、本発明が、本発明を実施する際に用いられ、本発明の原理から逸脱することなく特定の環境および動作要件に特に適合する構造、配置、比率、大きさ、材料、および構成要素についての多くの修正とともに使用可能であることを理解するだろう。したがって、現在開示されている実施形態は、あらゆる点で例示的なものとみなされ、限定的なものとみなされるべきでない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により定義され、上述の説明または実施形態に限定されない。

Claims (10)

1. 相手側電気コネクタ（１００、３００）に嵌合するための電気コネクタ（１０、２００）であって、
   前記電気コネクタ（１０、２００）は、
   第１の基準部材（１７）を有する面（１８）と、
   第２の基準部材（２７）を有するラッチ（２２）とを備え、
   前記第１の基準部材（１７）および前記第２の基準部材（２７）が、前記電気コネクタ（１０）が前記相手側電気コネクタ（１００）に完全に嵌合するときそれを示すように位置決めされる電気コネクタ。
2. 前記第１の基準部材（１７）および前記第２の基準部材（２７）が、前記電気コネクタの前記面に対して隆起する、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記第１の基準部材（１７）および前記第２の基準部材（２７）が、前記電気コネクタの前記面に対してテクスチャ加工される、請求項１に記載の電気コネクタ。
4. 前記第１の基準部材（１７）および前記第２の基準部材（２７）に標示を加えて、前記電気コネクタの前記面と前記第１の基準部材および前記第２の基準部材とを視覚的に対比させる、請求項１に記載の電気コネクタ。
5. 前記電気コネクタが前記相手側電気コネクタに完全に嵌合するときに、前記第１の基準部材（１７）と前記第２の基準部材（２７）とが位置合わせされる、請求項１に記載の電気コネクタ。
6. 前記電気コネクタが前記相手側電気コネクタに部分的に嵌合するときに、前記第１の基準部材（１７）と前記第２の基準部材（２７）とがずれる、請求項１に記載の電気コネクタ。
7. 前記電気コネクタが前記相手側電気コネクタに部分的に嵌合するときに、前記第２の基準部材（２７）が前記第１の基準部材（１７）から約２ｍｍより大きい距離だけずれる、請求項６に記載の電気コネクタ。
8. 前記第１の基準部材（１７）および前記第２の基準部材（２７）に線分が設けられ、前記電気コネクタが前記相手側電気コネクタに完全に嵌合するときに、前記線分が連続した線を形成する、請求項１に記載の電気コネクタ。
9. 前記第１の基準部材（１７）が、前記電気コネクタの頂面から略等距離だけ離間した基準線を持つ２つの面を有する、請求項１に記載の電気コネクタ。
10. 嵌合端部（１６）および後端部（１８）と、
    第１の面（１９）および反対側を向いた第２の面（２１）とをさらに備え、
    前記第１の面および前記第２の面が前記嵌合端部と前記後端部との間で延び、
    前記第１の基準部材（１７）が前記後端部（１８）に設けられ、前記第１の基準部材が前記第１の面から第１の距離だけ離間し、
    前記第２の基準部材（２７）が前記ラッチ（２２）の端部に設けられ、前記電気コネクタ（１０）が前記相手側電気コネクタ（１００）に嵌合するときに前記ラッチ（２２）が弾性変形可能であり、
    前記電気コネクタが前記相手側電気コネクタに完全に嵌合するときに、前記第１の基準部材（１７）と前記第２の基準部材（２７）とが位置合わせされ、
    前記電気コネクタが前記相手側電気コネクタに部分的に嵌合するときに、前記第１の基準部材（１７）と前記第２の基準部材（２７）とがずれる、請求項１に記載の電気コネクタ。

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