JP2017045540A - コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】高温高湿環境下にて長期間に亘って使用された場合であっても、構成材料の加水分解に起因する破損を出来る限り防止できるコネクタの提供。
【解決手段】
コネクタ(100)は、本体部である第1部材(200)と、第1部材に取り付けられる一又は複数の第2部材(300,400,500)と、を備える。第1部材(200)及び第2部材(300,400,500)のうち、上記取り付けの過程において弾性変形する部位(315,420)を有する特定部材(300,400)は、耐加水分解性材料から形成されている。
【選択図】図4

Description

本発明は、コネクタ本体部と、コネクタ本体部に取り付けられた一又は複数の他の部材と、を備えたコネクタに関する。
従来から、コネクタは、その使用時等において撓む(弾性変形する)部位を有している。例えば、従来のコネクタの一つ(以下「従来コネクタ」という。)は、その使用時において相手側コネクタに取り付けられる(着脱される)ようになっており、相手側コネクタに対して係止可能な片持ち梁状のロックアームを有している。従来コネクタのロックアームは、相手側コネクタに取り付けられる際、その固定端(根元部)を中心に撓む(弾性変形する)ようになっている(例えば、特許文献1を参照。)。
特開2001−250636号公報
コネクタは、上述したロックアーム以外にも使用時等において弾性変形する(撓む)部位を有する場合がある。例えば、コネクタが、コネクタ本体部(コネクタハウジング等)に一又は複数の他の部材(電線を案内するカバー等)を装着して形成される場合、コネクタ本体部に他の部材を固定するための係止部、及び、他の部材が複数の部品の集合体であればそれら部品を組み付けるための係止部などが、使用時(装着時または分離時)において弾性変形することになる。
ところで、コネクタは、一般に、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性ポリエステルを材料とし、射出成形などによって一体形成される。しかし、ポリエステルは、高温下にて水分に接触した際にポリマー鎖の加水分解を生じ易い。そのため、自動車のエンジンルーム等の高温かつ高湿度な環境下にてコネクタが長期間に亘って使用されると、上記加水分解に起因し、コネクタの機械的強度が低下する(コネクタが劣化する)場合がある。
コネクタは、一般に上述した機械的強度の低下を考慮して設計されるため、通常であれば上述したコネクタの劣化は実質的な問題とはならない。しかし、設計条件を超える長期間に亘ってコネクタが使用された場合等において、コネクタの機械的強度が過度に低下すると、特に上述した弾性変形する(撓む)部位において、コネクタの破損が生じる虞がある。このようなコネクタの破損は、出来る限り防止されることが望ましい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高温高湿環境下にて長期間に亘って使用された場合であっても弾性変形する部位における破損を出来る限り防止できるコネクタを提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係るコネクタは、下記(1)〜(5)を特徴としている。
(1)
コネクタの本体部である第1部材と、前記第1部材に取り付けられる一又は複数の第2部材と、を備えたコネクタであって、
前記第1部材及び前記第2部材のうち、前記取り付けの過程において弾性変形する部位を有する特定部材は、耐加水分解性材料から形成されている、
コネクタであること。
(2)
上記(1)に記載のコネクタにおいて、
前記特定部材が、
前記弾性変形する部位として片持ち梁状の係合部を有する、
コネクタであること。
(3)
上記(1)又は上記(2)に記載のコネクタにおいて、
前記特定部材が、
前記第1部材であるコネクタの本体部から延びる電線を案内するために前記本体部に取り付けられる前記第2部材である電線案内カバー、である、
コネクタであること。
(4)
上記(3)に記載のコネクタにおいて、
前記特定部材が、
前記第1部材であるコネクタの本体部の内部に取り付けられるスペーサであって、前記弾性変形する部材として、前記本体部の内部に収容される電線端子と係合するランス、を有するスペーサである、
コネクタであること。
(5)
上記(1)〜上記(4)の何れか一つに記載のコネクタにおいて、
前記第1部材が、
相手側コネクタに着脱されるときに弾性変形するロックアームを有すると共に、耐加水分解性材料から形成されている、
コネクタであること。
上記(1)の構成のコネクタによれば、コネクタを構成する各種の部材のうち、取り付け時に弾性変形する部位を有する部材(特定部材)が耐加水分解性材料から形成されている。そのため、構成材料の加水分解に起因する破損が特に発生し易い特定部材について、同部材の劣化を防止できる。その結果、本構成のコネクタは、特定部材が耐加水分解性材料から形成されていない場合(例えば、PBT等のポリエステルから形成されている場合)に比べ、高温高湿環境下にて長期間に亘って使用された場合であっても弾性変形する部位における破損を出来る限り防止できる。
ところで、上記構成のコネクタに用いられる耐加水分解性材料は、PBT等のポリエステルに比べて耐加水分解性に優れた材料であればよく、具体的な組成等は特に制限されない。例えば、耐加水分解性材料として、PBTにガラス繊維を添加した複合材料(例えば、PBT−GF15)が用いられ得る。
上記(2)の構成のコネクタによれば、機械的強度の低下が特に問題となる片持ち梁状の係合部を有する特定部材について、同部材の劣化を防止できる。換言すると、本構成のコネクタは、片持ち梁状の係合部を有する特定部材の劣化を他の特定部材の劣化よりも優先して防止するとの思想の下で形成されている。
なお、取り付けの過程において弾性変形する部位は、必ずしも片持ち梁状の係合部に限られない。例えば、一の部材が有する凹部に他の部材が有する凸部が圧入嵌合される場合、それら凹部および凸部が、上記弾性変形する部位に相当することになる。
上記(3)の構成のコネクタによれば、コネクタの使用時に外気に晒される本体部および電線案内カバーについて、それら部材の劣化を防止できる。換言すると、本構成のコネクタは、外気に晒される特定部材の劣化を他の特定部材の劣化よりも優先して防止するとの思想の下で形成されている。
上記(4)の構成のコネクタによれば、コネクタの使用時に外気に晒される本体部および電線案内カバーに加え、コネクタの使用時に外気にほぼ晒されないスペーサについても、劣化を防止できる。その結果、コネクタ全体の信頼性を高められる。
上記(5)の構成のコネクタによれば、コネクタと相手側コネクタとの着脱に伴って弾性変形が繰り返されるロックアームについて、劣化を防止できる。
本発明によれば、コネクタが高温高湿環境下にて長期間に亘って使用された場合であっても、コネクタ中の弾性変形する部位における破損を出来る限り防止できる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図1は、本発明の実施形態に係るコネクタの構成を示した概略斜視図である。 図2は、図1に示すコネクタについて、コネクタの本体部と電線案内カバーとを分離して示した概略斜視図である。 図3は、図2に示す電線案内カバーの内部構造を示す概略斜視図である。 図4は、図1に示すコネクタ(電線案内カバーは省略)を相手側コネクタに組み付ける様子を説明する分解斜視図である。 図5は、図1に示すコネクタのコネクタハウジングが有するロックアームの拡大斜視図である。 図6は、図5に示すロックアームをB方向から見たときの側面図である。 図7は、図5に示すロックアームのA−A断面図である。 図8は、図1に示すコネクタが図4に示すように組み付けられた状態における、同コネクタの縦断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るコネクタ(以下「コネクタ100」と称呼する。)について説明する。
<コネクタハウジングと電線案内カバーとの組み付け>
図1に示すように、コネクタ100は、コネクタハウジング200と、コネクタハウジング200の端部に取り付けられた電線案内カバー300と、を備えている。
より具体的には、図2に示すように、コネクタハウジング200は、電線案内カバー300が取り付けられる端部(以下、便宜上、「後端部」とも称呼する。)において、電線案内カバー300を装着するためのカバー装着部210を有している。カバー装着部210は、図2における上下方向に沿って延びる凹部211及び凸部212から構成されている。更に、コネクタハウジング200は、後述する相手側コネクタ900に取り付けられる(着脱される)ときに弾性変形するロックアーム220を有している。なお、ロックアーム220の詳細は、後述される。
電線案内カバー300は、コネクタハウジング200から後方に延びる電線(図示省略)を案内するためにコネクタハウジング200のカバー装着部210に取り付けられる。より具体的には、図2及び図3に示すように、電線案内カバー300は、上カバー310、下カバー320、上カバー310と下カバー320とを開閉自在に連結する薄肉ヒンジ330と、を有している。薄肉ヒンジ330は、上カバー310の縁部と下カバー320の縁部とを連結するように配置されている。
上カバー310と下カバー320は、各々の主板部311,321上に形成された合わせ面312,322を互いに密着させるように薄肉ヒンジ330を中心に回動可能である。合わせ面312,322が互いに密着すると、図1に示すように、電線案内カバー300が閉じた状態となる。電線案内カバー300は、このように閉じた状態において、上カバー310及び下カバー320の電線保持溝313,323の間に、図示しないコルゲートチューブ(及びコルゲートチューブ内の電線)を挟むようになっている。
上カバー310のうちのコネクタハウジング200に取り付けられる端部(以下、便宜上、「前端部」とも称呼する。)には、コネクタハウジング200の後端部に形成されたカバー装着部210に係合するための左右一対の連結壁340が設けられている。これら一対の連結壁340の互いに対向する内側面には、カバー装着部210の凹部211に上方から下方にスライドしながら係合する係合凸部341と、カバー装着部210の凸部212に上方から下方にスライドしながら係合する係合凹部342とが設けられている。
係合凹部342は下端が閉じた形状(下端に壁面がある形状)を有している。これにより、係合凸部341及び係合凹部342をカバー装着部210の凹部211及び凸部212に対応させながら上カバー310をスライドさせた際、上カバー310が適正な位置にて止まるようになっている。
そして、上カバー310の左右一対の連結壁340をカバー装着部210に係合させた状態にて、下カバー320を上カバー310の下面に向けて閉じると、電線案内カバー300が閉じた状態になる。このように電線案内カバー300を閉じたとき、上カバー310と下カバー320の間にカバー装着部210が挟まり、コネクタハウジング200と電線案内カバー300とが相対移動不能に係合(固定)されることになる。
更に、上カバー310は、薄肉ヒンジ330が設けられた主板部311の縁部とは反対側にある縁部に、主板部311から離れる向きに(図3の上向きに)突設された係合片315を有している。一方、下カバー320は、薄肉ヒンジ330が設けられた主板部321の縁部とは反対側にある縁部に、主板部321から離れる向きに(図3の上向きに)突設された係合片325を有している。係合片315,325は、片持ち梁状の形状を有する。
電線案内カバー300を閉じたとき、上カバー310の係合片315は、下カバー320に設けられた係合凹部326に係合し、電線案内カバー300が閉じた状態を維持する。同様に、電線案内カバー300を閉じたとき、下カバー320の係合片325は、上カバー310に設けられた係合凹部316に係合し、電線案内カバー300が閉じた状態を維持する。
係合片315は、その先端に係止爪317を有している。係合片315を係合凹部326に係合させる過程において、係止爪317は、係合凹部326の近傍の下カバー320の表面に接触し、下カバー320の表面から離れる方向に押圧される。その結果、係合片315が下カバー320の表面から離れる方向に湾曲(弾性変形)することになる。係止爪317が係合凹部326に到達すると、係止爪317が係合凹部326に係合し、係合片315の形状が弾性変形前の形状(元の形状)に戻る。同様に、係合片325は、係合片325を係合凹部316に係合させる過程において、一旦弾性変形した後に元の形状に戻る。
このように、係合片315,325は、コネクタハウジング200に電線案内カバー300を取り付ける過程において弾性変形する部位である。
<コネクタと相手側コネクタとの組み付け>
次いで、上述したコネクタ100に相手側コネクタ900を取り付ける様子について説明する。図4に示すように、コネクタ100のコネクタハウジング200は、上述したロックアーム220と、図示しない第1の電線端子を収容する端子収容部230と、端子収容部230の周囲を囲う筒形状を有するフード部240と、を備えている。なお、図4においては、説明の便宜上、コネクタ100から延びる電線の図示を省略している。
端子収容部230は、相手側コネクタ900のコネクタハウジング910との嵌合方向(図4における矢印Xの方向)に沿って延在する略柱状の形状を有する。
フード部240は、端子収容部230の周囲に、コネクタハウジング910の筒状部911が嵌合する環状の隙間250を画成している。フード部240は、隙間250に嵌合するコネクタハウジング910の筒状部911の外周を覆うようになっている。フード部240は、コネクタハウジング910の水平ガイドリブ912が摺動しながら嵌合する水平ガイド溝241と、コネクタハウジング910の垂直ガイドリブ913が摺勣しながら嵌合する垂直ガイド溝242(図6を参照。)と、を備えている。
水平ガイド溝241及び垂直ガイド溝242は、コネクタハウジング200にコネクタハウジング910を取り付ける時、水平ガイドリブ912及び垂直ガイドリブ913の各々と嵌合する。
フード部240は、その側面(図4における奥側の側面)に、スペーサ挿入口243を有している。スペーサ挿入口243は、スペーサ400をコネクタハウジング200内に取り付ける(挿入する)ための開口であり、端子収容部230のスペーサ挿通部(図示省略)に対応した位置に設けられている。スペーサ400は、スペーサ挿入口243を通じ、図4における矢印Yの方向(コネクタハウジング200の幅方向)に挿入される。
スペーサ400は、スペーサ挿入口243からコネクタハウジング200の内部に挿入されたとき、挿入過程で弾性変形してスペーサ400を所定位置に係止する係合アーム410を有している。更に、スペーサ400は、その所定位置に係止された状態にて、コネクタハウジング200の端子収容部230に収容された電線端子を係止するランス420を有している。ランス420は、端子収容部230に電線端子が挿入されるとき、電線端子から離れる向きに一旦弾性変形した後、元の形状に戻るようになっている。
このように、スペーサ400のランス420は、コネクタハウジング200に電線端子を取り付ける過程において弾性変形する部位である。
パッキン500は、コネクタハウジング200の端子収容部230に外嵌可能な筒状の形状を有する。パッキン500は、適度な弾性を備えた合成ゴム又は天然ゴムによって形成されている。
パッキン500は、図8に示すように、内周面510が端子収容部230の外周面に密着するようになっている。更に、パッキン500は、外周面520に、コネクタハウジング910の筒状部911の内周面に密着する2本の環状突条521が装備されている。パッキン500は、図8に示すように、内周面510を端子収容部230の外周面に密着させると共に、外周面520の環状突条521を筒状部911の内周面に密着させることにより、コネクタハウジング200の防水性を確保するようになっている。
ロックアーム220は、図8に示すように、コネクタハウジング910の筒状部911と端子収容部230との嵌合長が所定値に達してコネクタハウジング200とコネクタハウジング910との嵌合が完了したとき、コネクタハウジング910のロック突起914と係合し、コネクタハウジング200とコネクタハウジング910との嵌合状態を維持するようになっている。
ロックアーム220は、フード部240の内側にコネクタハウジング910の筒状部911が嵌合するとき、自由端側がコネクタハウジング910の筒状部911の表面と直交する方向に撓むように弾性変形可能であるように、端子収容部230に一体的に形成されている。
具体的には、ロックアーム220は、図4〜図8に示すように、片持ち梁状に形成されており、端子収容部230から立ち上がる基端部221と、基端部221の先端(上端)からコネクタハウジング相互の嵌合方向Xに沿ってコネクタハウジング200の前端側(コネクタハウジング910側)に延出した略平板状の板ばね部222と、自由端である板ばね部222の先端に装備されてコネクタハウジング910のロック突起914が係合する突起係合部223と、突起係合部223の両側からコネクタハウジング200の後端側に延出した一対の連結アーム部224と、一対の連結アーム部224の後端部を連結した操作部225と、連結アーム部224の側面に突設されたストッパ226と、を有している。連結アーム部224の下方には、連結アーム部224の変位を許容するための隙間が確保されている。
突起係合部223は、コネクタハウジング910のロック突起914が係合する係合孔223aを有している。
ロックアーム220は、コネクタハウジング200とコネクタハウジング910との嵌合途中では、板ばね部222が板厚と直交する矢印Z1方向(図7参照)に撓むように弾性変形することにより、ロック突起914を突起係合部223の下に潜り込ませる。そして、コネクタハウジング200とコネクタハウジング910との嵌合が完了するとき、板ばね部222の復元力によって突起係合部223の位置が弾性変形前の初期位置に戻る。これにより、図8に示したように、係合孔223aにコネクタハウジング910のロック突起914が係合し、コネクタハウジング200とコネクタハウジング910との結合が維持される。
一方、図7に示すように、操作部225がZ2方向に押し下げられたとき、連結アーム部224が揺動し、連結アーム部224の前端に連なる突起係合部223が矢印Z1方向(図7参照)に上昇する。これにより、突起係合部223とロック突起914との係合が解除され、コネクタハウジング200とコネクタハウジング910と分離することが可能になる。
連結アーム部224上のストッパ226は、コネクタハウジング200の干渉部(図示省略)と当接可能であり。操作部225に矢印Z2方向と反対の方向の力が加わった場合に、連結アーム部224が過度に変位して破損することを防止する部位である。
ロックアーム220は、端子収容部230から立ち上がる基端部221が曲げ荷重が集中し難い滑らかな湾曲形状を有するように形成されている。そのため、コネクタハウジング200とコネクタハウジング910との嵌合途中、又は、操作部225の押し下げ時において、板ばね部222が撓むように弾性変形するとき、基端部221に剪断応力が集中せず、板ばね部222内の広い範囲に剪断応力が分散することになる。なお、図7に一点鎖線にて示した板ばね部222上の領域L1は、板ばね部222の弾性変形時に剪断応力が分散する領域の一例を示している。
更に、ロックアーム220の突起係合部223の厚さt1は、板ばね部222の厚さt2よりも大きい。即ち、突起係合部223は、板ばね部222よりも肉厚であるように形成されている。
このように、コネクタハウジング200のロックアーム220は、コネクタハウジング200に相手側コネクタ900のコネクタハウジング910を取り付ける過程において弾性変形する部位である。
<各部材を構成する材料>
上述したように、電線案内カバー300は、コネクタハウジング200に電線案内カバー300を取り付ける過程において弾性変形する部位(係合片315,325)を有する部材である。更に、スペーサ400も、コネクタハウジング200に電線端子を取り付ける過程において弾性変形する部位(ランス420)を有する部材である。
本例においては、このようにコネクタ100の本体部(コネクタハウジング200)に他の部材を取り付けてコネクタ100を製造する過程において弾性変形する部位を有する部材は、耐加水分解性材料から形成される。
具体的には、電線案内カバー300及びスペーサ400は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)にガラス繊維を添加した材料(例えば、PBTに15重量%のガラス繊維を添加したPBT−GF15等)を用いて、射出成形等にて一体的に成形される。
なお、コネクタハウジング200は、相手側コネクタ900のコネクタハウジング910に着脱される際に弾性変形する部位(ロックアーム220)を有する部材である。そこで、上記同様、コネクタハウジング200もPBT(ポリブチレンテレフタレート)にガラス繊維を添加した材料(例えば、PBT−GF15等)を用いて成形され得る。
<特性>
以上に説明したコネクタ100によれば、耐加水分解性材料で形成されたコネクタハウジング200、電線案内カバー300及びスペーサ400については、エンジンルーム等の高温高湿環境下にて長期間に亘って使用されても、構成材料の加水分解に起因する機械的強度の低下が発生し難い。そのため、上述した環境下にて長期間使用されながらそれら部材の付け外しを繰り返した場合であっても、それら部材が破損することを防止できる。
換言すると、コネクタハウジング200、電線案内カバー300及びスペーサ400を耐加水分解性材料によって形成したことにより、機械的強度の低下が特に問題となる片持ち梁状の係合部(コネクタハウジング200のロックアーム220、スペーサ400のランス420、電線案内カバー300の係合片315,325)の劣化を防止できる。特に、コネクタ100の使用時に外気に晒されるコネクタハウジング200及び電線案内カバー300は、加水分解による劣化が起こりやすい条件にあるが、それらの劣化を防止できる。更に、コネクタ100の使用時に外気にほぼ晒されないスペーサ400についても劣化を防止し、コネクタ100全体の信頼性を高められる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、コネクタハウジング200、電線案内カバー300及びスペーサ400は、PBT−GF15以外の耐加水分解性を有する他の材料を用いて形成されてもよい。
更に、上述した弾性変形する部位を有さない部材(例えば、相手側コネクタ900のコネクタハウジング910)であっても、耐加水分解性材料を用いて形成してもよい。但し、耐加水分解性材料は通常の樹脂材料よりも一般に高価であるため、コネクタ100の製造コストを低減する観点からは、耐加水分解性材料を弾性変形する部位を有する部材に限って用いることが好ましい。
更に、コネクタハウジング200のカバー装着部210と、電線案内カバー300の連結壁340と、が圧入嵌合される場合、カバー装着部210及び連結壁340が弾性変形し得る。この場合、カバー装着部210及び連結壁340も弾性変形する部位を備える部材に相当する。よって、この場合、コネクタハウジング200及び電線案内カバー300が耐加水分解性材料から形成され得る。
ここで、上述した本発明に係るコネクタの実施形態の特徴をそれぞれ以下(1)〜(5)に簡潔に纏めて列記する。
(1)
コネクタ(100)の本体部である第1部材(200)と、前記第1部材に取り付けられる一又は複数の第2部材(300,400,500)と、を備えたコネクタであって、
前記第1部材(200)及び前記第2部材(300,400,500)のうち、前記取り付けの過程において弾性変形する部位(315,325,420)を有する特定部材(300,400)は、耐加水分解性材料から形成されている、
コネクタ。
(2)
上記(1)に記載のコネクタにおいて、
前記特定部材(300,400)が、
前記弾性変形する部位として片持ち梁状の係合部(315,325,420)を有する、
コネクタ。
(3)
上記(1)又は(2)に記載のコネクタにおいて、
前記特定部材(300)が、
前記第1部材であるコネクタの本体部(200)から延びる電線を案内するために前記本体部に取り付けられる前記第2部材である電線案内カバー(300)、である、
コネクタ。
(4)
上記(3)に記載のコネクタにおいて、
前記特定部材(400)が、
前記第1部材であるコネクタの本体部(200)の内部に取り付けられるスペーサ(400)であって、前記弾性変形する部材として、前記本体部の内部に収容される電線端子と係合するランス(420)、を有するスペーサである、
コネクタ。
(5)
上記(1)〜上記(4)の何れか一つに記載のコネクタにおいて、
前記第1部材(200)が、
相手側コネクタ(900)に着脱されるときに弾性変形するロックアーム(220)を有すると共に、耐加水分解性材料から形成されている、
コネクタ。
100 コネクタ
200 コネクタハウジング
220 ロックアーム
300 電線案内カバー
315 上カバーの係合片
325 下カバーの係合片
400 スペーサ
420 ランス
900 相手側コネクタ

Claims (5)

  1. コネクタの本体部である第1部材と、前記第1部材に取り付けられる一又は複数の第2部材と、を備えたコネクタであって、
    前記第1部材及び前記第2部材のうち、前記取り付けの過程において弾性変形する部位を有する特定部材は、耐加水分解性材料から形成されている、
    コネクタ。
  2. 請求項1に記載のコネクタにおいて、
    前記特定部材が、
    前記弾性変形する部位として片持ち梁状の係合部を有する、
    コネクタ。
  3. 請求項1又は請求項2に記載のコネクタにおいて、
    前記特定部材が、
    前記第1部材であるコネクタの本体部から延びる電線を案内するために前記本体部に取り付けられる前記第2部材である電線案内カバー、である、
    コネクタ。
  4. 請求項3に記載のコネクタにおいて、
    前記特定部材が、
    前記第1部材であるコネクタの本体部の内部に取り付けられるスペーサであって、前記弾性変形する部材として、前記本体部の内部に収容される電線端子と係合するランス、を有するスペーサである、
    コネクタ。
  5. 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載のコネクタにおいて、
    前記第1部材が、
    相手側コネクタに着脱されるときに弾性変形するロックアームを有すると共に、耐加水分解性材料から形成されている、
    コネクタ。
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