JP3995174B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気コネクタ、特に自動車用ハーネスの複数のワイヤに接続して使用されるダブルロック型の電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
あらゆる用途の電気コネクタにおいて、通常の使用状態下で接触が外れることのない確実な高信頼性の電気的成端を確立することが重要であるが、自動車用電気コネクタにあっては他の用途以上に成端に欠陥があった場合の問題は重大である場合が多い。自動車用電気コネクタにおける電気的成端の欠陥は、これら電気コネクタが使用される環境（振動、衝撃、温度等）のみならず、使用される電気コネクタやハーネスの組立工程におけるエラーに起因する場合もある。自動車にエレクトロニクスの使用が増加すると、電気コネクタにより接続されなければならない電気回路も増加するので、これらの問題も増加することになる。
【０００３】
これらの問題を克服する為に、多数の端子が取付けられている。モールドされたハウジングから端子の係合が解除するのを阻止する為に自動車用の電気コネクタにあっては二次又はダブルロック（冗長端子ロック）が使用されるのが一般的である。また、端子の位置が不完全な場合には電気コネクタの組立てを不可能にする端子位置保証（ＴＰＡ）が採用されている。多くの従来コネクタにあっては、端子がハウジング内に正しく着座（又は装着）されない限りダブルロックが組立てられないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらダブル（二次）ロック構造に本質的な問題の１つは、それが比較的大きな面積（スペース）を占有するということである。接続されるワイヤと回路数が増加すると、スペースが大きな問題となる。多くの電気コネクタにあっては限られたスペース内に多数の端子が高密度で配置されている。また、同じ電気コネクタ内に異なるサイズ（寸法）の端子を収容することも一般的になっている。例えば、自動車内のコンポーネントに電力を供給する端子が信号ワイヤを接続する為の比較的小形の多数の端子と共に同じ電気コネクタのハウジング内に収容されているのが普通である。この種の電気コネクタの端子にあってはハウジングの端子キャビティ内の端子をモールドされた弾性ラッチにより所定位置に保持され且つダブルロック部材を使用して弾性ラッチのラッチ係合が外れないようにするか或いは独立して端子を電気コネクタのハウジング内に保持している。また別の問題として、嵌合時の嵌合する端子同士の衝突、ワイヤを引っ張った場合に端子と電気コネクタカバーとの係合解除及び電気コネクタ同士を予め定めた一定方向のみで嵌合しなければならない等の問題があるので、これら全ての要件を限られたスペース内で解決するのは困難である。
【０００５】
従って、本発明の目的は、例えば、自動車等に使用され上述した種々の要件を満足する必要のあるダブルロック型電気コネクタを限られたスペース内で効果的に行うことを可能とすることである。
【０００６】
【課題を解決のする為の手段】
本発明の電気コネクタは、端子キャビティに端子が挿入されるコネクタハウジングと、このコネクタハウジングの両面に夫々配置される端子アライメント板及びコネクタカバーとを有する型式のコネクタである。このコネクタのコネクタカバーには弾性ラッチアームが設けられ、コネクタハウジングのラッチ肩とラッチ係合する。端子アライメント板にはビームが形成され、完全組立て状態ではこのビームが弾性ラッチアームと当接してラッチアームの撓みを防止して、コネクタカバーとコネクタハウジングとのラッチ係合の解除を防止する。
【０００７】
また、コネクタハウジングの側面にはスロットを形成して端子ロック板を挿入し、端子の二次係止を可能にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気コネクタ（以下単にコネクタという）の好適実施例を添付図を参照して詳細に説明する。
【０００９】
本発明のコネクタ２のハウジングの分解斜視図を図１に示す。このコネクタ２は、主に自動車用に設計されている。このコネクタ２は、リセプタクル型コネクタハウジング４とプラグ型コネクタハウジング６の２個の主ハウジング半体を含んでいる。またコネクタ２は、リセプタクル型コネクタハウジング４の外面に取付けられるコネクタカバー８を含んでいる。可動端子アライメント（位置決め又は整列）板１０がリセプタクル型コネクタハウジング４とプラグ型コネクタハウジング６間に配置されている。この可動アライメント板１０の従来の目的は、図１には図示されていない端子のタブ（平板状接触部）をアライメントして、相手コネクタとの嵌合時に両コネクタの端子同士が衝突するのを阻止することである。同様に端子ロック板１２、１２’がリセプタクル型コネクタハウジング４とプラグ型コネクタハウジング６の両端内に挿入され、各コネクタハウジング半体内に夫々の端子をロック（固定）する。ボルト副組立体１４は、コネクタ組立体２を所定位置に固定して、このコネクタ内に収容されている多数の嵌合端子を嵌合（接触）させる為に必要な十分大きい嵌合力を付与する。ボルト副組立体１４のねじは、プラグ型コネクタハウジング６のタワー３０内に取付けられているインサートナットのねじと係（螺）合する。
【００１０】
好適実施例では、リセプタクル型コネクタハウジング４とプラグ型コネクタハウジング６とは、例えば、ＰＢＴ等の従来の熱可塑性プラスチックによりモールド（成型）される。また、コネクタカバー８もポリプロピレン等の従来の熱可塑性プラスチックによりモールドされる。可動アライメント板１０と端子ロック板１２もまたＰＢＴ等の従来の熱可塑性プラスチック材料によりモールドされ、しかもコネクタハウジング４、６とは異なる色として、これらが正しい位置関係にあることを容易に確認できるようにするのが好ましい。
【００１１】
図７及び図８に示す如く従来設計の打抜き折り曲げ加工された端子１００が典型的にコネクタ２に使用される。これら端子１００は、絶縁被覆電線（ワイヤ）に成端（接続）される。好ましくは比較的大電力供給用の１０−１２ＡＷＧ（米国ワイヤゲージ）ワイヤに成端された大形端子１００がリセプタクル型コネクタハウジング４及び同様にプラグ型コネクタハウジング６の端子キャビティに挿入される。これら端子キャビティ３４は、両コネクタハウジング４、６の反対側に沿って配置される。信号電流用の他の端子が大形端子キャビティ３４間であって両コネクタハウジング４、６の端に沿う端子キャビティ３６内に取付けられる。
【００１２】
これらワイヤに成端された端子を両コネクタハウジング４、６の端子キャビティ３４、３６に挿入する前に、ロック板１２、１２’を両コネクタハウジング４、６の反対端のロック板スロット３８内に部分的に挿入する。ロック板１２、１２’がこの部分挿入（仮挿入）位置では、端子１００は整列された開口８０、８２及びスロット７０を介して端子キャビティ３４、３６内に挿入可能である。同様に信号端子も、ロック板１２、１２’が仮挿入位置では端子キャビティ３６内に挿入可能である。
【００１３】
可動アライメント板１０はリセプタクル型コネクタハウジング４の内面に配置され、次に端子１００をコネクタハウジング４、６内に位置させる。端子１００のタブ部は、可動アライメント板１０のスロット内に受容される。可動アライメント板１０は、その４隅に設けられたアライメントポスト２２を含んでいる。これらアライメントポスト２２は、図２に示す如くリセプタクル型ハウジング４の４隅の凹部５８内に受容される。多数のビーム２４がポスト２２間に反対方向に延びている。これらビーム２４の隙間は、リセプタクル型コネクタハウジング４の側面に沿って位置するチャンネル（溝）５４により設けられる。
【００１４】
可動アライメント板１０の各端のポスト２２近傍に位置するビーム２４は、外向きの傾斜面２６と、ポスト２２と同じ側の可動アライメント板１０から延出するラッチバックアップ部又はバッキング（裏当て）ビーム２８を含んでいる。このラッチバックアップ部２８はポスト２２から離間している。また、傾斜面２６を含む最も外側のビームは、図３に示す如く、下端にスナップ突起６０を有する。また、このスナップ突起６０はそれと対向するビーム２８に隣接して配置される。リセプタクル型ハウウジングシュラウド４４の内面にある突起保持ボス６２は、これらスナップ突起６０の上部と係合し、可動アライメント板１０を延出位置に保持し、端子１００の端部を初期嵌合の為に安定化する。
【００１５】
嵌合端子の初期接触（係合）の後、プラグ型コネクタハウジング６がリセプタクル型コネクタハウジング４に近づくと、プラグ型コネクタハウジング６の側面のダイアモンド形カム面又は突起６３は、アライメントしたスナップ突起６０と係合して両者を離れさせる。次に、スナップ６０は保持ボスから開放されて、可動アライメント板１０は、それがリセプタクル型コネクタハウジング４の内向き嵌合面４２に係合するまで上方にシフト（移動）する。
【００１６】
プラグ及びリセプタクル型コネクタ半体がボルト副組立体１４により締付けられると、可動アライメント板１０はリセプタクル型コネクタハウジング４の内面４２に向けて移動する。アライメント板１０は、ポスト２２が移動する溝５８により安定化されるので、リセプタクル型コネクタハウジング４の内面４２と平行に維持される。このアライメント板１０の直線運動により、雄型端子１００のタブと相手雌型端子１００との方向を正しく維持して、両コネクタ半体の嵌合操作中に、嵌合する端子同士が衝突するのを効果的に阻止する。
【００１７】
図７及び図１５に示すアライメントポスト８８は、リセプタクル型コネクタハウジング４の下面から下方に延び、可動アライメント板１０の対応する開口を貫通する。図１５に示す如く、これらアライメントポスト８８は、そのＩ字状断面の下コーナーから鋭角で延びるキー突起９０を含んでいる。この断面により、高密度コネクタの密接する端子キャビティ間にポスト８８がフィットするようにする。このアライメント板１０は、タワー３０に対してキーイングされ、アライメント板２０がリセプタクル型コネクタハウジング４に予め定めた一方向のみで取付け可能にする。また、プラグ型コネクタハウジング６は、同様形状の開口を有し、キーイングポスト８８を受容して、両コネクタハウジング４、６とアライメント板１０が予め定めた一方向のみで組立可能にする。
【００１８】
コネクタカバー８はコネクタ組立体上、更に詳しく言うとコネクタ２のアクセス可能な側に取り付けられる。図示するワイヤ１１２は、リセプタクル型コネクタハウジング４内の端子１００から延びる。このワイヤ１１２は、コネクタカバー８の一側から延出する筒状延長部１８の下からコネクタ２を離れないように引き回される。コネクタカバー８は、その４隅の近傍から下方へ延びる弾性カバーラッチ２０を含んでいる。これらモールドされた弾性ラッチ２０は、根元からラッチ端部へテーパし、片持ち梁状ラッチが可撓性を有し、破損を阻止する十分な強度を有する。各ラッチ２０は、端部に従来のスナップロック２１を含んでいる。これらスナップロック２１は、下向きのカム面と上向きのロック面とを有し、ラッチ２０は、図４に示す位置から図５に示す位置に移動中に突起上を外方にカム作動され、そこでラッチ２０が中間ロック位置にスナップバックされる。
【００１９】
図５に示す如く、スナップロック２１は、リセプタクル型コネクタハウジング４の側面に沿って対向するロック面又は肩５６と係合する。このスナップロック係合はコネクタカバー８をリセプタクル型コネクタハウジング４に通常状態下で固定するには十分であるが、この従来のラッチ係合を解除するにはコネクタカバー８に十分な力が加えられる。特に自動車用では、この力は、延長部１８から出るワイヤが引っ張られたり、移動されたりするとき、コネクタカバー８に伝達される。この方法でコネクタカバー８の係合解除するのは好ましくない。ラッチ２０を補強し且つスナップロック２１がロック肩５６から係合解除するのを阻止する為に、隣接サイドビーム２４は可動アライメント板１０のベース上に延びてラッチ２０の支持又はバッキングビーム２８を形成する。
【００２０】
上向きビーム状のサポート２８は下端に傾斜面２６を含み且つ支持（サポート）ビーム２８の端はラッチ２０の後面のスナップラッチ２１と係合するよう構成される。よって、スナップラッチ２１は、肩５６に対するその位置を保証し、ラッチ２１はワイヤ１１２又はコネクタカバー８に加えられる外力により解除されない。前述の如く、可動アライメント板１０は、スナップタブ６０が突出するボス６２と係合するので、コネクタの嵌合動作の最後まで、上方へ移動できない。従って、支持ビーム延長部２８は嵌合係合の最終段階まで、ラッチ２０の後部近傍位置へ移動できない。従って、コネクタカバー８は、両コネクタ半体４、６が嵌合する前にリセプタクル型コネクタハウジング４に取付けなければならない。コネクタカバー８は、リセプタクル型コネクタハウジング４がプラグ型コネクタハウジング６とアライメントする前に取付け可能である。或いは、コネクタカバー８は両コネクタ半体４、６が取付け且つアライメントされた後、嵌合前に取付けてもよい。いずれの場合でも、コネクタカバー８の突起がハウジングと係合してコネクタカバー８とコネクタハウジングとが回転するのを阻止してラッチへのオーバーストレス（過応力）を防止する。
【００２１】
図４乃至図１６には、端子１００がリセプタクル型コネクタハウジング４内に保持される様子を詳細に示している。これらの図には、大形端子１００とリセプタクル型コネクタハウジング４のみを示し以下に詳述するが、これはプラグ型コネクタハウジング６と端子の保持及び小形信号端子の端子キャビティ３６内への保持にも同様に適用されることが理解されよう。打抜き折曲げ加工された刃状（ブレード）端子１００がリセプタクル型コネクタハウジング４の端子キャビティ５０内に挿入される。図示しない打抜き折曲げ加工された相手ソケット端子がプラグ型コネクタハウジング６の対応端子キャビティ内に挿入される。刃状端子１００と、ソケット端子の双方は、従来構成でよく、例えば、燐青銅の如き従来の弾性金属板の打抜き折曲げ加工の後に従来のめっき処理にて製造可能である。これら端子は一般にクリンプスナップ端子と称される。
【００２２】
端子１００は、一端に嵌合（接触ブレード）刃状部１１０を他端にクリンプ８圧着又は加締）バレル１０８を有する。このクリンプバレル１０８はワイヤ１１２の非絶縁端に圧着されて電気的永久接続される。この成端は種々の高速マシンで実行可能である。また、各端子１００はクリンプバレル１０８とブレード１１０間にラッチ面を含んでいる。ラッチ面には開口１０４を有し、一端から対応する端子キャビティ３４内に突出するモールドされたラッチは、端子１００の挿入に伴って外方にカム偏奇され、ラッチ５０が端子開口１０４に挿入できる位置に端子１００が移動すると中立位置に復帰する。また、各端子１００は開口１０４の側方から外方へ突出するラッチタブ１０２を含んでいる。このラッチタブ１０２は、端子１００と信号端子が対応する弾性ラッチに係合するよう着座した後に最終位置に挿入される二次ロック板１２の面と係合する位置とされる。
【００２３】
図６に、この二次ロック板１２の１つを示す。このロック板１２は平板状にモールドされた部材であって、リセプタクル型コネクタハウジング４の両端に開口するスロット３８内に挿入される。同様に、二次ロック板スロット７０がプラグ型コネクタハウジングの両端に開口する。ロック板スロット７０は、コネクタハウジング４の端子キャビティ３４と交差する。各ロック板１２は、その両端に２個の方持ち梁アーム６８が形成された中央部６６を有する。これらアーム６８は、凹部又はスロット７０により、中央部６６から分離されている。これら凹部又はスロット７０は、各スロットの各側から延びる開口８０を有し、端子２００用の間隙８０を形成し、これが端子キャビティ３４とアライメントする位置となると、端子１００を挿通可能にする。多数の信号端子開口８２が中央板状部６６に形成配置されている。これら信号端子開口８２は十分大きく、信号端子開口８２が、対応する信号端子開口３６と正しく位置合わせされているとき、信号端子の挿入を可能にする。
【００２４】
一連のロック用タブ７２、７４、７６がアーム６８に沿って且つ中央部６６の端縁に形成され、これを介して端子１００が端子開口８２に挿入される。これらロック用タブ７２、７６はロック板１２の残りの部分の厚さより薄く、テーパ状断面を有する。ロック用タブ７２はアーム６８の先端からのび、ロック用タブ７４、７６と対応する間隙開口８０内に延びる。又、各信号端子間隙開口８２は一端縁から内方へ延びる同様のロック用タブ７８を含んでいる、各ロック用タブ７４、７６、７８はロック板１２のベース近傍の間隙端縁開口からロック板１２と片持ち梁状アーム６８の自由端に向けて延びる。各種ロック用タブの存在にも拘らず、各空隙開口は十分に大きく、ロック板１２が仮挿入位置にあるとき対応する端子を端子キャビティ及び空隙開口内に挿入し得る。
【００２５】
また、ロック板１２は、ベースに沿って配置された弾性指状部（フィンガ）９２を有する。これら弾性指状部９２はロック板スロット３８の頂部の反対面と係合してロック板１２を仮挿入位置に保持する。ここで、空隙開口は対応する端子キャビティとアライメントされて、図９に示す如く端子をスロット内の最終位置に挿入可能にする。このとき、ロック用タブは端子ラッチタブ１０２と係合して端子を夫々ハウジング内に保持する二次（ダブル）ロック即ち冗長ロックを行う。
【００２６】
ロック用タブ７２、７４、７６、７８は、ロック板１２をロック板スロット３８内に更に押し込むことにより、大形電力用端子１００のラッチ用タブ１０２等の対応する端子のラッチ用タブと係合する。ロック板１２を完全に挿入すると、ロック用タブが端子キャビティ内に延び、端子１００のラッチ用タブ１０２等の端子の面上に位置する。そこで、モールドされた弾性端子ラッチ５０、５２のみならず、ロック用タブ７２−７８を破壊する必要があるので、端子は対応する端子キャビティから引き抜くことができない。
【００２７】
図１２、図１３及びず１４は、端子１００、弾性ラッチ５０、ロック板１２及びアーム６８の端部のロック用タブ７２の位置関係を示す。図１２は、弾性ラッチ５０と端子がラッチされる端子ラッチ開口１０２を通る線に沿う断面である。
【００２８】
ラッチ用スロット３８は図中破線で示す。図１３は、図１２に示す断面と平行な断面図である。この断面は、ロック板１２の前面のロック用タブ７２を通る。図１３に示す断面は、図１２に示す弾性ラッチ５０からオフセットされており、この弾性ラッチは、片持ち梁状アーム６８とロック板１２の中央部６６間に延びる凹部又はスロットにフィット（適合）する。ロック用タブ７２とロック板１２の他のタブ７４、７６、７８のテーパ断面を図１３と図１４に示す。片持ち梁状アーム６８の前方のロック用タブとロック板１２とを図１３に仮挿入位置で示す。ここで、端子キャビティはロック用タブ７２により邪魔されていない。
【００２９】
図１４は、図１３と同様の断面図であるが、ロック板１２が図９に示す完全挿入位置へ移動している。テーパ付きロック用タブ７２は図１４の端子タブ１０２上に位置する。この位置で、ロック用タブ７２は、端子１００に対し二次又は冗長ロックを行う。
【００３０】
図７、図８及び図１２は弾性ラッチ５０の断面とロック板スロット３８との相対位置を示す。端子１００の如き大形の端子の１つを制限する為に使用される各弾性ラッチは少なくとも部分的にロック板スロット３８を介して延びる。これら片持ち梁状ラッチ５０は、ハウジングのスロット３８の反対側間の部分を介して延びる矩形断面のポストから延びる。
【００３１】
図７に示す如く、モールドされた弾性ラッチは可撓性片持ち梁状ビームであり、根元はロック板スロット３８内に位置する。各モールドされた弾性ラッチ５０は、ロック板スロット３８の下方に位置する。また、図７に示す如く、コネクタの中央に向けてモールドされた弾性ラッチ５０の長さは、最も外側の弾性ラッチ５０の長さより短い。ラッチ５０はロック板スロット３８の頂部に延びる。各モールドされた弾性ラッチ５０の幅は、ロック板１２上のアーム６８を中央ロック板部６６から分離する凹部又はスロット７０の幅未満である。従って、リセプタクル型コネクタハウジング４のこれらモールドされた弾性ラッチ５０は、ロック板１２が、所定位置に移動するとき、凹部７０内にフィットする。この構成は、図１２を図１３及び図１４と比較すると判る。図１３及び図１４は、モールドされた弾性ラッチ５０と端子開口１０４との係合に加えて、ロック用タブ７２が、端子タブ１０２と係合することを示す。同様の関係が、ロック用タブ７４、７５６と他のモールドされた弾性ラッチ５０にも適用される。また、この関係は相手プラグ型コネクタハウジング６の嵌合相手ソケット端子、ロック板及びモールドされた弾性ラッチにも当てはまる。
【００３２】
以上、本発明の電気コネクタの好適実施例を添付図を参照して説明した。しかし、本発明は斯る特定実施例のみに限定されるべきではなく、必要に応じて種々の変形変更が可能であることが理解できよう。
【００３３】
【発明の効果】
上述の説明から理解される如く、本発明の電気コネクタによると、コネクタハウジングにコネクタカバーを弾性ラッチアームにより取付けると、端子アライメント板のビームによりバックアップされるので、ラッチアームの撓みが阻止され、端子アライメント板を移動させない限り、コネクタカバーが外れることはないので、組立てられた電気コネクタのワイヤに張力等の外力が加えられても容易に外れることはない。従って、自動車等の厳しい条件下で使用される電気コネクタに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気コネクタの２個のコネクタハウジング半体、端子位置決めロック部材及びコネクタカバーの分解斜視図。
【図２】図１のリセプタクル型コネクタハウジングの外面図。
【図３】図２の線３−３に沿うリセプタクル型コネクタハウジングとコネクタカバー及び可動端子アライメント板の断面図。
【図４】可動端子アライメント板がリセプタクル型コネクタハウジングに部分（仮）挿入された状態を示す図３と同様の斜視図。
【図５】可動端子アライメント板が完全挿入され且つコネクタカバーが挿入された状態を示す図３及び図４と同様の断面図。
【図６】図１の線６−６に沿う電気コネクタの断面図。
【図７】図６の線７−７に沿う電気コネクタの断面図。
【図８】図７の端子部分の拡大図。
【図９】片方の端子ロックレートが完全挿入された図６と同様の図。
【図１０】図６の線１０−１０に沿う断面図。
【図１１】図１０の端子部分の拡大図。
【図１２】弾性ラッチと端子との係合状態を示す側断面図。
【図１３及び図１４】相互に平行な２面で切断した図１２の断面図。
【図１５】図７の線１５−１５に沿う端子アライメントポストの断面図。
【符号の説明】
４ コネクタハウジング
８ コネクタカバー
１０ 端子アライメント板
１２ 端子ロック板
２０ 弾性ラッチアーム
２８ ビーム
３４、３６ 端子キャビティ
３８ スロット
５６ ラッチ肩
１００ 端子

Claims (2)

1. 端子キャビティに端子が挿入されるコネクタハウジングと、該コネクタハウジングの夫々反対側から取付けられる端子アライメント板及びコネクタカバーとを有する電気コネクタにおいて、
   前記端子アライメント板及び前記コネクタカバーは夫々前記コネクタハウジング内方に延びる少なくとも１個のビーム及び弾性ラッチアームを具え、
   該弾性ラッチアームは前記コネクタハウジングのラッチ肩に係合し、該係合した弾性ラッチアームは前記ビームと当接してラッチ解除を阻止することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記コネクタハウジングには側面にスロットが形成され、該スロット内に端子ロック板が挿入可能に形成されることを特徴とする請求項１の電気コネクタ。

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