JP4140946B2 - 電気コネクタ組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気コネクタに関し、より詳細には車両のステアリングホイール用電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最新の車両において、車両の電源システム又は制御システムへの電気的接続を要する多数の電気デバイス及び制御機器は、車両のステアリングホイールに配置されている。このような電気装置の例として、ホーン（クラクション）制御、エアバッグユニット、音響機器制御及び変速装置制御等がある。
【０００３】
これらのデバイス及び制御機器を取り付けるステアリングホイールはかなり複雑なユニットであるので、自動車製造業者は、車両に迅速且つ簡単に取り付けられるように仮組立された状態でステアリングホイールユニットを製造する必要がある。ステアリングホイールユニットを電気的に接続するのに現在使用される接続システムは、所定長さの柔軟な電線に接続され且つ車両のステアリングシャフトに取り付けられた装置に接続されるコネクタを有する。ステアリングホイールユニットをステアリングシャフトに取り付けるために、コネクタは、ステアリングホイール構造体の開口を通され、ステアリングホイールユニットの対応するコネクタと接続する。
【０００４】
車両に接続されたコネクタにステアリングホイールユニットコネクタを嵌合させるために、ステアリングホイールユニットコネクタは通常、ステアリングホイールの前側からアクセスされる。このため、ステアリングホイールの前側にアクセス領域を残しておくことを要する。このアクセス領域は、例えばエアバッグユニットカバーを付けることにより、コネクタを相互に嵌合させた後、閉められる。この結果、ステアリングホイールユニット組立体は、コネクタを接続した後、車両組立ラインで完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
自動車製造業者の観点からは、自動車組立ラインでの組立作業を要しない、完全に独立したステアリングホイールユニットを利用できることが好ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コネクタ本体、取付本体及び相手コネクタを具備する、車両のステアリングホイール用の電気コネクタに関する。取付本体はコネクタ本体に取外し可能に取り付けられ、相手コネクタはコネクタ本体の電気コンタクトと嵌合する電気コンタクトを有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明のコネクタとステアリングホイールユニットの斜視図である。図２は、図１のステアリングホイールユニットの斜視図である。図３は、図２の矢印IIIから見たコネクタの斜視図である。図４は、図３のコネクタの主要部品の斜視図である。図５は、コネクタの初期嵌合順序を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図６は、コネクタの中間の嵌合順序を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図７は、コネクタの中間の嵌合順序を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図８は、コネクタの最終嵌合順序を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【０００８】
図１及び図２は、車両のステアリングホイール（ハンドル）１０の構造を示す。ステアリングホイールの残余部分は、本発明の範囲に含まれておらず、しかも当業者に周知であるので、示されていない。ステアリングホイール１０の構造は、車両のステアリングシャフト（図示せず）にステアリングホイールを取り付けるための孔１２を有する。また、ステアリングホイール１０の構造体は、コネクタ用ハウジング（コネクタ用キャビティ）１４及び取付本体用ハウジング（取付本体用キャビティ）１６を有する。コネクタ用キャビティ１４は貫通しているが、取付本体用キャビティ１６は有底であるか又は貫通している。コネクタ用キャビティ１４及び取付本体用キャビティ１６は、ステアリングホイール１０の構造の残余部分と共に鋳造又は成形によって一体的に形成することができる。また、本明細書に図示されていないが、両キャビティ１４，１６の機能を果たすように単一キャビティを使用できる別の形態をとり得ることが当業者には理解されよう。
【０００９】
図３及び図４には、コネクタ１８がコネクタ本体２０及び取付デバイス（取付本体）２２を具備することが示される。コネクタ本体２０は、射出成形プラスチック等の材料から製造され、１組の電気コンタクトを有する。図示されている実施形態において、コネクタ本体２０は、第１組のコンタクト用ハウジング（コンタクト用キャビティ）２４を具備し、第２組のコンタクト用ハウジング（コンタクト用キャビティ）２８を具備する第２コネクタ本体２６を受容する囲いの形態で製造される。本発明の目的のために、第１組及び第２組のキャビティ２４，２８はコネクタ本体２０の本体内に全て形成することができ、コネクタ本体２０及び第２コネクタ本体２６の電気コンタクトの数は所望の用途により変更し得ることは当業者であれば理解されよう。図における例示目的のために示された実施形態では、第２コネクタ本体２６内には８個のコンタクト用キャビティ２８があり、コネクタ本体２０内には４個のコンタクト用キャビティ２４がある。
【００１０】
コネクタ本体２０は、突出部３２を有する略平行の側壁３０を有する。各突出部３２は上側停止面３４を有する。各突出部３２の下側部は、楔形部３６により各平行な側壁３０の外面に取り付けられる。また、コネクタ本体２０は、下方を向くと共に横方向突出部４０上に形成された１対のカム面３８を具備する。横方向突出部４０は平行な側壁３０の最上部と一体である。平行側壁３０に直交する方向に沿ってコネクタ本体２０を見ると、カム面３８は停止面３４に対して横方向にずれている。また、コネクタ本体２０は１対の窓３９を具備する。
【００１１】
図４は、好適にはプラスチック材料で製造され、ステアリングホイール１０構造体の取付本体用キャビティ１６に取付本体４２を固定するクリップ留め係合要素４４を有する取付本体４２を具備する取付デバイス２２を示す。取付デバイス２２は、取付本体４２から突出する１対の保持アーム４６を更に具備する。保持アームは、好適にはばね製造用に使用されるタイプの曲線状金属材料ワイヤにより形成される。保持アーム４６を形成するワイヤは好適には取付本体４２と共に成形されるので、保持アーム４６を結合するワイヤの部分は、取付本体４２を形成するプラスチック材料に収容される。保持アーム４６は、図４の矢印４８で示される外方向に弾性変形可能であり、停止状態においてコネクタ本体２０の平行な側壁３０の外面間の距離と等しいか小さい距離だけ相互に離間する。
【００１２】
図３は、保持アーム４６を用いてコネクタ本体２０が取付デバイス２２に接続された状態を示す。取付デバイス２２は、コネクタ本体２０から取り外しできないように接続される。保持アーム４６の各々は、各停止面３４上であって各カム面３８の下に配置される。楔形部３６は、コネクタ本体２０が取付デバイス２２に組み立てられる際に有用である。というのは、この組立は、保持アーム４６が対向面３４，３８を挟み且つ係合するまで、底面から上方へ移動しながら平行な側壁３０の外面に沿って保持アーム４６を摺動させることにより実行できるからである。
【００１３】
図２を参照すると、コネクタ１８は、嵌合相手コネクタ５０に電気的に接続されて電気接続デバイス５２に接続される。接続デバイス５２は下部５４及び上部５６を具備する。下部５４は使用時には不動であり、上部５６は、使用時にステアリングホイールと一体である相手コネクタ５０を保持する。電気接続デバイス５２は、螺旋状に巻かれ相手コネクタ５０及びコネクタ１８を相互接続することによりステアリングホイール及び車両間を電気的に接続する電線（図示せず）を含む。相手コネクタ５０は、コネクタ本体２０の窓３９と係合する１対のクリップ留め係合爪５３を有する。
【００１４】
以下により詳細に説明されるように、ステアリングホイールをステアリングシャフト（図示せず）に組み立てる際、コネクタ１８は相手コネクタ５０と係合する。本発明のコネクタ１８は、組立誤差とは無関係に、相互に協働するコネクタ１８，５０の電気コンタクト間の適正な結合が保証される。孔１２及びコネクタ１８間の誤差と共に、ステアリングシャフト（図示せず）及び相手コネクタ５０間の誤差により、ステアリングホイール及びステアリングシャフト（図示せず）の適正な結合位置は、必ずしも相手コネクタ５０及びコネクタ１８の適正な係合位置と対応しない。このため、ステアリングホイールの組立の際、コネクタ本体２０はコネクタ１８の取付デバイス２２から解放されるので、コネクタ本体２０は、相手コネクタ５０に対して最適の結合位置に自由に配置される。
【００１５】
全てのデバイス、付属品及び電気制御機器を有するステアリングホイールユニットは、自立的なユニットを形成するように仮組立される。ステアリングホイールユニットの種々の電気デバイス及び制御機器は、コネクタ１８の各電気制御機器に接続される。ステアリングホイール１０へのコネクタ１８の組立は、クリップ留め係合要素４４が取付本体用キャビティ１６に係合するように、取付本体用キャビティ１６に取付デバイス２２を挿入することによって達成される。保持アーム４６により取付デバイス２２に接続されたコネクタ本体２０は、コネクタ用キャビティ１４の内側で遊びを有する。
【００１６】
従って、仮組立されたステアリングホイールユニットは、電気接続デバイス５２が予め取り付けられた車両のステアリングシャフト（図示せず）に取り付けられる。この組立は、ステアリングシャフト（図示せず）にステアリングホイールを挿入し、ステアリングホイールがその最終組立位置に到達するようにステアリングシャフト（図示せず）に沿ってステアリングホイールを押圧することによって達成される。
【００１７】
図５ないし図８は、ステアリングシャフト（図示せず）の軸上にステアリングホイールを移動する際のコネクタ１８の種々の位置を示す。図５は初期組立位置を示す。図６及び図７は中間組立位置を示す。図８は最終組立位置を示す。
【００１８】
図５を参照すると、ステアリングホイールの仮組立状態において、ステアリングホイール１０構造体に対するコネクタ本体２０の位置は、可能性のある誤差を考慮して、ステアリングホイールが最終組立位置に到達する前にコネクタ本体２０が相手コネクタ５０と係合完了する位置に到達するように達成される。図５は、コネクタ本体２０が相手コネクタ５０と嵌合完了した状態を示す。相手コネクタ５０の係合爪５３はコネクタ本体２０の窓３９と係合する。コネクタ本体２０は、停止面３４及びカム面３８間に配置された保持アーム４６により引き止められる。ステアリングホイール１０構造体は、図５に破線によって示される最終組立位置から距離ｄだけ離間する。
【００１９】
ステアリングホイール１０構造体に沿って下方に進むと、コネクタ本体２０はステアリングホイール１０構造体に対して上方に移動する。コネクタ１８の取付デバイス２２はステアリングホイール１０構造体に対して固定されたままであるので、コネクタ本体２０及び保持アーム４６間に相対移動が得られる。カム面３８は、図６で矢印４８の方向に保持アーム４６を離す方向の付勢力を保持アーム４６に加える。保持アーム４６の弾性変形は、保持アーム４６が関連する停止面３４から取り外される点まで進む。
【００２０】
図７は、保持アーム４６が停止面３４から完全に取り外された状態を示す。ステアリングホイール１０構造体がさらに下方へ移動することにより、ステアリングホイールユニット構造体は図８に示される最終組立位置へ移動される。寸法は、ステアリングホイール１０構造体に対するコネクタ本体２０の位置であり、最終組立状態での可能性のある誤差を考慮することにより決定される。コネクタ本体２０は、保持アーム４６が停止面３４から完全に外れた位置に配置される。ステアリングホイールの最終組立位置において、保持アーム４６は、相手コネクタ５０及びコネクタ１８の相互係合方向に力を与えない。
【００２１】
本明細書から明らかなように、本発明のコネクタ１８は、２個のコネクタを手作業で直接的に接続させることを要することなく、相手コネクタ５０と係合できる。このようにして、ステアリングホイールユニットは、コネクタ１８，５０を相互に嵌合することを要せず、完全な仮組立ユニットとして製造することができる。コネクタ１８，５０は、ステアリングシャフト（図示せず）にステアリングホイールを取り付ける際に、自動的に結合する。コネクタ本体２０は、可能性のある誤差により決められて現場において変化し得る、ステアリングシャフトに対するステアリングホイールの最終位置とは無関係に、相手コネクタ５０に対する適正な位置に常に配置される。
【００２２】
図８に示される状態から始めると、コネクタ本体２０は相手コネクタ５０に対して最終位置にあり、ステアリングホイールを解体することは保持アーム４６を自動的に再利用可能状態にし、停止面３４と係合する位置に戻る。これにより、上述した工程と逆の手順が生ずる。特にステアリングホイール解体の間、取付デバイス２２は上方に移動するが、相手コネクタ５０の係合爪５３はコネクタ本体２０を引き止める。楔形部３６は、保持アーム４６が停止面３４に係止するまで保持アーム４６を広げる。保持アーム４６が図５に示された位置に戻ると、ステアリングホイールがさらに上方へ移動することにより、窓３９から係合爪５３を係合解除し、相手コネクタ５０からコネクタ本体２０を分離する。この時点で、コネクタ１８は、付加的な作業を要することなく再度取り付けられる準備が完了する。
【００２３】
完全に独立したステアリングホイールユニットは、相補的な組立作業を要しないで車両組立ラインで実行されることが利点である。一般的には、上述の発明の構造及び形態に対し特許請求の範囲に定義されているように本発明を特徴付ける技術思想の範囲内に属する種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコネクタとステアリングホイールユニットの斜視図である。
【図２】図１のステアリングホイールユニットの斜視図である。
【図３】図２の矢印IIIから見たコネクタの斜視図である。
【図４】図３のコネクタの主要部品の斜視図である。
【図５】コネクタの初期嵌合順序を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】コネクタの中間の嵌合順序を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図７】コネクタの中間の嵌合順序を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図８】コネクタの最終嵌合順序を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１６ ハウジング
２０ コネクタ本体
２２ 取付本体（取付デバイス）
３０ 側面
３２，４０ 突出部
３４ 停止面
３６ 楔形部
３８ カム面
３９ 窓
４４ クリップ留め係合要素
４６ 保持アーム
５０ 相手コネクタ
５３ 係合爪

Claims (7)

1. 車両のステアリングホイール用の電気コネクタ組立体であって、複数の電気コネクタを有するコネクタ本体と、該コネクタ本体の前記電気コネクタと結合する電気コンタクトを有する相手コネクタとを具備し、前記コネクタ本体に対して取外し可能に取付本体が取り付けられている電気コネクタ組立体において、
   前記コネクタ本体は、前記ステアリングホイールのコネクタ用キャビティ内に遊びを有して取り付けられ、
   前記相手コネクタは、ステアリングシャフトに取り付けられた電気接続デバイスに保持され、
   前記取付本体は、前記コネクタ本体を前記コネクタ用キャビティ内で仮組立位置に保持すると共に前記ステアリングホイールの最終組立位置では前記コネクタ本体の保持を解除する弾性保持アームを有し、
   前記コネクタ本体は、停止面及びカム面を形成する突出部を有する略平行な側壁を有し、
   前記停止面及び前記カム面は、それらの間に前記保持アームを受容するように配置されていることを特徴とする電気コネクタ組立体。
2. 前記カム面は、前記コネクタ本体及び前記取付本体間の相対移動により前記保持アームを離間させるように配置されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ組立体。
3. 前記突出部は楔形部を有し、
   該楔形部は、前記保持アームが前記停止面及びカム面間に係合するまで前記保持アームを案内することにより、該保持アームの取付を補助することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ組立体。
4. 前記保持アームは、前記取付本体に接続される曲線状金属ワイヤにより形成されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ組立体。
5. 前記曲線状金属ワイヤは前記取付本体と共に成形されることを特徴とする請求項４記載の電気コネクタ組立体。
6. 前記取付本体は、キャビティと係合するクリップ留め係合要素を有することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ組立体。
7. 前記コネクタ本体は窓を有し、
   前記相手コネクタは、前記窓に受容されて前記コネクタ本体を前記相手コネクタに取り付ける係合爪を有することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ組立体。

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