JP4162214B2 - 電気コネクタ組立体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端子位置保証部材、ラッチ機構及びキー機構を有する電気コネクタに関し、特に低背のコネクタ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電線対電線接続用のプラグ−リセプタクル組立体、（基板用途において）電線対印刷回路基板接続用のプラグ−リセプタクル組立体及び（センサ等の）プラグ−デバイス組立体等の多くのコネクタ構造が従来から提案されてきた。以下ではプラグ及びリセプタクルの用語は、全てのコネクタ用途を含み電線対電線、印刷回路基板対電線、プラグ対デバイス等に限定せず一般的に言及して使用する。
【０００３】
多くの用途において、各々がプラグ及びそれに関連するリセプタクルからなるいくつかの電気コネクタは、車両等の共通領域に送ることができる。コネクタは全て、車両が組立ラインの指定位置に到達すると接続される。同様の寸法及び形状を有する複数のコネクタが供給される場所では、製造ライン作業者が各プラグを適正なリセプタクルに確実に挿入できるようにコネクタを識別できる必要がある。過去において、組立ライン作業者が他のプラグ及びリセプタクルから特定のプラグ及びそれに関連するリセプタクルを識別することが困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
過去において、コネクタ半体同士の不適切な嵌合の問題は、コネクタ嵌合保証装置（Connector Position Assurance devices：以下ＣＰＡという）を使用することにより解決されてきたのが代表的である。ＣＰＡは、嵌合可能なコネクタ半体同士が適正に且つ完全に嵌合することを作業者に保証するよう機能する。従来のＣＰＡシステムは、プラグハウジングに形成されたラッチを有するプラグハウジングを含む。ラッチは、プラグハウジングに実装されたＣＰＡ部材を摺動受容し、ＣＰＡが係止位置まで移動する前に嵌合接続が完了したことを保証するよう作動する。しかし、従来のＣＰＡ及びラッチ組立体は、ラッチ組立体の上面に形成されたＣＰＡ担持構造を使用し、逆も又然りである。ＣＰＡ及びラッチを互いに積み重ねることは、コネクタの外形を不当に大きくしてしまう。コネクタの小型化の要求が増大しているので、組立ライン作業者が適正なコネクタ部品を組み立てることを保証する機構を提供しながらコネクタの外形の小型化をさらに進めるニーズがある。
【０００５】
上述の問題を克服する改良されたコネクタに対するニーズも依然としてある。以下で説明する本発明の好適実施形態は、上述のニーズ及び従来のコネクタ装置の問題点に対処するものであり、以下の説明、図面及び特許請求の範囲から明白になろう。
【０００６】
【特許文献１】
実開平７−８９６７号公報
【特許文献１】
実開平５−１１８０号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施形態によれば、電気コネクタは、嵌合部を含む前端及び後端を有するプラグを具備する。リセプタクルは、プラグの嵌合部を受容するよう構成された開口を有する。可撓性ラッチはビームを有する。ビームは、プラグハウジングの前端に固定された前端と、プラグ及びリセプタクルが互いに嵌合できるようにプラグに向かって偏倚可能な独立した後端とを有する。ラッチは、ビームの両側から延びる第１及び第２ラッチ突起を有する。第１及び第２ラッチ係止部は、プラグハウジング及びリセプタクルハウジングが互いに嵌合完了する際に第１及び第２ラッチ突起と係止させるために、リセプタクル開口内に配置される。
【０００８】
プラグは、プラグに対するラッチビームの内方への撓みが増大できるようにラッチビーム後端の下に切欠部を有する。ラッチビームの後端は、プラグに対するラッチビームの内方への撓みが増大できるように面取りされた内面を有する。
【０００９】
第１及び第２ラッチ突起は、ラッチビームの長さに沿った縦方向に互いに整列するか、互いに縦方向にオフセットする。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、コネクタハウジング組立体は、嵌合部を有する第１プラグを具備する。リセプタクルは、第１プラグの嵌合部を受容するよう構成された開口を有する。第２プラグは、リセプタクル開口と嵌合する寸法に設定された嵌合部を有する。第３プラグは、リセプタクル開口より小さいため通常はリセプタクル開口内に挿入可能な嵌合部を有する。第１プラグの第１及び第２キー機構は、第１プラグがリセプタクルと適正に嵌合する際にリセプタクルの相互キー機構と嵌合する。一方のリセプタクルキー機構は第２プラグの嵌合部がリセプタクル開口内に完全に挿入されないように構成されるのに対し、他方のリセプタクルキー機構は第３プラグの嵌合部がリセプタクル開口内に完全に挿入されないように構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。本発明の好適実施形態の説明のために、図面、及び目下のところ好適である実施形態が示される。しかし、本発明は添付素面に示された配置及び手段に限定されないことを理解すべきである。図１は、本発明の一実施形態による電気コネクタ組立体を上から見た斜視図である。図２は、図１の電気コネクタ組立体を下から見た斜視図である。図３は、プラグと嵌合した状態のリセプタクルを示す、図１のコネクタ組立体の正面図である。図４は、プラグ及びリセプタクルが嵌合解除された状態を示す、図３のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。図５は、プラグがリセプタクルに部分的に嵌合した状態を示す、図４と同様の断面図である。図６は、プラグがリセプタクルに嵌合完了した状態を示す、図４と同様の断面図である。図７は、図１のプラグのプラグハウジングを上方且つ前方から見た斜視図である。図８は、図７のプラグハウジングを下方且つ後方から見た斜視図である。図９は、図７のプラグハウジングの正面図である。図１０は、図７のプラグハウジングの背面図である。図１１は、図９のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図１２は、図９のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。図１３は、図１のプラグの正面図である。図１４は、仮係止位置にある端子位置保証部材（ＴＰＡ）を示す、図１３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１５は、ＴＰＡがプラグハウジングに本係止した状態を示す、図１４と同様の断面図である。図１６は、図１のプラグのＴＰＡを上方且つ前方から見た斜視図である。図１７は、図１６のＴＰＡを上方且つ後方から見た斜視図である。図１８は、図１６のＴＰＡの側面図である。図１９は、図１６のＴＰＡの一部切り欠いた底面図である。図２０は、図１のプラグの組立工程を示す斜視図である。図２１ないし図２４は、電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。図２５は、１ｘ６リセプタクルと嵌合した１ｘ６プラグの断面図である。図２６は、電気コネクタのキー機構を示す断面図である。
【００１３】
図１及び図２において、本発明による電気コネクタ組立体１０はプラグ１２及びリセプタクル１４を有する。プラグ１２は、前端すなわち嵌合端１８及び後端２０を有するハウジング１６（さらに図７ないし図１２参照）を具備する。ハウジングは、ハウジング１６の前端１８に嵌合部３０を画定する上壁２２、底壁２４、並びに第１及び第２側壁２６，２８を有する。
【００１４】
リセプタクル１４は前端すなわち嵌合端３１及び後端３２を有する。リセプタクル１４の前端３１は、プラグ１２の嵌合部を受容する寸法に設定された開口３３を提供する。開口は、上壁３４、底壁３５、並びに第１及び第２側壁３６，３７を有する。リセプタクル１４は、リセプタクル開口３３に配置されるコンタクトピン３８の形態である複数の電気端子を有する。リセプタクルのピン３８は、プラグ１２がリセプタクル１４と嵌合する際に、プラグ１２の前面に形成された相互端子開口４０を貫通するよう構成され配置される。リセプタクルのピン３８は、開口４０を通過し、プラグハウジング１６内に収容される相互電気コンタクト端子４２と係合する。プラグの端子４２の後端は、ワイヤハーネス又は他の装置（図示せず）からワイヤ等の電気導体４４に接続される。端子３８，４２は、当業界では普通であるように、所定の行列パターンで配置される。当業界において、このようなコネクタはＡｘＢコネクタとして言及されるのが代表的である。ここで、Ａは端子列の数を表わし、Ｂは各列の端子の数を表わす。図示の実施形態において、プラグ１２及びリセプタクル１４は、１列４端子をそれぞれ有する。このため、図示の電気コネクタは１ｘ４コネクタである。しかし、本発明は他のコネクタサイズに同様に適用可能であることを理解されよう。
【００１５】
プラグ１２は、その一側面に形成されたラッチ部材４８を有する。このラッチ部材４８はプラグハウジング１６の上壁、底壁又はいずれかの側壁に形成してもよいが、側壁２６，２８の一方に形成するのが好ましい。図示の実施形態において、ラッチ部材４８はプラグハウジング１６の第１側壁２６に形成される。ラッチ部材４８はプラグハウジング１６と一体に形成することができる。或いは、ラッチ部材４８は、接着剤、スナップ、ねじ又は他の固定手段等の方法でプラグハウジング１６に加えられた別の一体構造として、プラグハウジング１６に取り付けられてもよい。
【００１６】
ラッチ部材４８は、プラグハウジング１６の第１側壁２６に沿った縦方向に延びるビーム５０を有する。ビーム５０は、プラグハウジング１６の前端１８に固定された前端５２を有する。ビーム５０は、プラグハウジング１６から横方向に離間した独立した後端５４を有する。ビーム５０の後端５４は、プラグハウジング１６に向かって内方に偏倚され、プラグ１２及びリセプタクル１４が相互に嵌合できるようにする。ラッチビーム５０は、その両側から延びる第１及び第２ラッチ突起５６，５８を有する。図示の実施形態において、ラッチ突起５６，５８は、ビーム５０の長さ方向に沿った縦方向に互いに整列する。しかし、ラッチ突起５６，５８は縦方向に互いにオフセットしてもよいことが理解されよう。第１及び第２ラッチ係止部６０，６２はリセプタクル開口３３内に形成される。第１及び第２ラッチ係止部６０，６２は、プラグ１２がリセプタクル開口３３内に挿入される際に、第１及び第２ラッチ突起５６，５８に係止するように配置されている。図示の実施形態において、ラッチ係止部６０，６２は、リセプタクル開口３３の第１側壁３６から内方に延びる突起の形態である。しかし、ラッチ突起６０，６２は、リセプタクル開口３３の側壁に形成された凹部等の別の形態をとることもできることが理解されよう。
【００１７】
図示の実施形態のラッチ部材４８はいくつかの利点を提供する。ラッチ部材４８をプラグ１２の上面又は底面ではなく側面に配置することにより、プラグの全高延いてはコネクタの全高が低くなる。この点、ラッチ突起５６，５８の外縁間で測定したラッチ部材４８の全高が、プラグ１６の嵌合部３０の高さと略同じであることが好ましい。さらに、両ラッチ突起５６，５８を有する単一ビームの設計により、ラッチ係止領域を所与の高さ制限内で最大にすることができる。
【００１８】
図３ないし図６を参照してラッチ機構の操作を詳細に説明する。プラグ１２の嵌合部３０がリセプタクル開口３３内に挿入されると、ビーム５０の前端５２は、ラッチ係止部６０，６２間に形成された空隙６８（図１参照）内に摺動する。プラグ１２は、ラッチ突起５６，５８の前面がラッチ係止部６０，６２と係止するまで、リセプタクル開口３３内へ内方に押圧される。ラッチ突起５６，５８の前面及びリセプタクルの相互突起は、リセプタクル１４内へのプラグ１２の挿入を容易にするために面取り（図示せず）される。プラグ１２がリセプタクル１４内へ内方に移動し続けると、ラッチ係止部６０，６２はラッチ突起５６，５８に力を及ぼし、ビーム５０の後端５４をプラグハウジング１６の側壁２６に向かって内方に偏倚させる。プラグ嵌合部３０は、ラッチ突起５６，５８の後端がラッチ係止部６０，６２の後端を超えて移動するまで内方に移動し続ける。ラッチ突起５６，５８が一旦ラッチ係止部６０，６２を超えて内方に移動すると、ラッチビーム５０の後端５４は最初の位置まで外方へ跳ね、プラグ１２をリセプタクル１４内にロックする。（図６参照）
【００１９】
図４に見られるように、プラグハウジング１６の第１側壁２６は、ラッチビーム５０の後端５４の下に位置する切欠部７２を有する。この切欠部７２は、プラグハウジング１６に対してラッチビーム５０の内方への撓みを増大できるように作用する。さらに、ラッチビーム５０の後端５４は、プラグハウジング１６に対してラッチビーム５０の内方への撓みを増大できるように作用もする面取り内面７４を有する。ラッチビーム５０の後端は、ラッチ部材４８を操作するためのハンドル７６を有する。図６に見られるように、ハンドル７６は、プラグ１２がリセプタクル１４と嵌合する際にリセプタクル１４の外側に配置される。ハンドル７６はラッチビーム５０を内方へ移動するように押圧することができ、プラグ１２をリセプタクル１４から除去することができる。ラッチビーム５０の後端５４の周囲にはシュラウド７７（図８参照）が形成されている。シュラウド７７は、ビーム５０の後端５４上に位置する上壁７８及び底壁７９（図８参照）を有する。シュラウド７７は、プラグ１２及びリセプタクル１４が互いに嵌合する際に、露出するラッチ部材４８の部分を保護するよう作用する。シュラウド７７はまた、ラッチ部材４８がプラグハウジング１６から外側に撓められる場合、ラッチ部材４８の過応力を防止する機構として作用する。
【００２０】
プラグ１２は、プラグハウジング１６（図７ないし図１５参照）と、プラグハウジング１６と嵌合するよう構成される端子位置保証部材（ＴＰＡ）８０（図１７ないし図１９参照）とを有する。上述したように、プラグハウジング１６は、上壁２２、底壁２４、第１側壁２６及び第２側壁２８を有する。ハウジング１６の前端１８及び後端２０の間には端子受容通路８２が延びる（図１１及び図１２参照）。各通路８２は、ハウジング１６内に１個のプラグ端子４２を受容し支持するよう構成されている。これら通路８２は、ハウジング１６の前端１８に所定パターンで配列された開口８４を提供し、プラグ１２がリセプタクル１４内に挿入される際に、プラグ端子４２及びリセプタクルのピン３８の嵌合を可能にする。また、通路８２は、詳細に後述するように、プラグ１２の組立中にプラグハウジング１６内に端子が挿入できるよう構成された後部開口８５を有する。
【００２１】
図１２に見られるように、各通路８２は、その中にプラグ端子４２を固定するためのラッチ部材８６を有する。ラッチ部材８６は、各通路８２内で縦方向に延びるアームすなわちビーム８８を有する。ビーム８８は、通路８２の後端でハウジング１６に接続された後端９０と、通路８２の上壁に向かって回動可能であることにより通路８２内にプラグ端子４２を挿入可能にする独立した前端９２とを有する。
【００２２】
図１２ないし図１５を参照して、プラグ端子４２をハウジング１６内に取り付ける方法を説明する。組立の際、導体４４に予め固定されたプラグ端子４２は、後部開口８５を通って通路８２内に挿入される。図１４に見られるように、各プラグ端子４２は、リセプタクルピン３８を受容するよう構成された前部９４と、１本の導体４４に固定されるよう構成された後部９６とを有する。プラグ端子４２が１個の通路８２内に挿入されると、端子４２の前部９４はラッチビーム８８の底に係止する。ラッチビーム８８の下面は、通路８２内への端子４２の挿入を容易にするために、図示されているように面取りされてもよい。プラグ端子４２を引き続き内方へ移動すると、ラッチビーム８８が上方へ偏倚される。プラグ端子４２は、その前部９４がラッチビーム８８の前端９２に形成されたロックフィンガ９８の内側に移動するまで、通路８２内を内方に移動し続ける。端子４２の前部９４がラッチフィンガ９８を超えて一旦移動すると、ラッチビーム８８は図１４及び図１５に示されるように、下方へ跳ねて通路８２内に端子４２を固定する。端子４２は、通路８２の前端に形成された突起１００とロックフィンガ９８との間の通路８２内に拘束される。
【００２３】
図１６ないし図１９を参照すると、ＴＰＡ８０は、前壁１０２、及びこの前壁１０２から対向して延びる上側ラッチ部材１０４及び下側ラッチ部材１０６を有する。上下ラッチ部材１０４，１０６は、ＴＰＡ８０を第１位置すなわち仮係止位置（図２０（Ｃ）参照）及び第２位置すなわち本係止位置（図２０（Ｄ）参照）間を移動可能にプラグハウジング１６に固定するよう構成される。前壁１０２は端子開口４０を有する。ＴＰＡ８０が本係止位置に位置すると、端子開口４０は、通路８２の前部開口８４と整列すると共に前部開口８４の上に横たわる。
【００２４】
下側ラッチ部材１０６は、交差部材１１０により末端が接続された１対の下側脚１０８を有し、図２０（Ａ）ないし図２０（Ｄ）に示されるようにプラグハウジング１６の底壁２４に形成された相互凹部１１２内に摺動するよう構成される。縦スロット１１４は、下側脚１０８間に延び、第１及び第２の縦方向に離間したラッチ突起１１６，１１８（図８参照）と嵌合するよう構成される。ラッチ突起１１６，１１８は、後述するようにＴＰＡ８０が仮係止位置及び本係止位置でハウジング１６に固定されるように凹部１１２内に形成される。
【００２５】
ＴＰＡ８０の上側ラッチ部材１０４は複数（図示の実施形態では３本）の上側脚１２０を有する。上側脚１２０はプラグハウジング１６の上側通路１２１内に挿入可能である。上側通路１２１は端子通路８２の上に位置する共に端子通路８２に開口する。上側脚１２０は、下方に延びる突起１２２を有する。各突起１２２は、ＴＰＡ８０が本係止位置に移動すると、１個の端子通路と整列すると共に下方へその端子通路内に延びるように配置される。（例えば図１５参照）。
【００２６】
図１４、図１５並びに図２０（Ａ）ないし図（Ｄ）を参照して、プラグの組立を説明する。ＴＰＡ８０は、下側ラッチ部材１０６の末端１２３を凹部１１２内に摺動させることにより、プラグハウジング１６に固定される。ＴＰＡ８０がプラグハウジング１６上をさらに摺動すると、上側ラッチ部材１０４すなわち脚１２０の末端１２４が上側開口１２１内に移動する。下側脚１０８の近端は外側縁に面取りフランジ１２６を有する。面取りフランジ１２６は、凹部１１２の側壁に形成された相互溝１２８と嵌合するよう構成される。ＴＰＡ８０がハウジング１６上を摺動すると、面取りフランジ１２６は溝１２８内に係合する。ＴＰＡ８０は、末端交差部材１１０が第１ラッチ突起１１６に係止するまでハウジング１６上を摺動し続ける（図２０（Ｂ）参照）。ＴＰＡ８０を内方へ移動し続けると、交差部材１１０を第１ラッチ突起１１６上に偏倚させる。第１ラッチ突起１１６の外面は面取りされ、交差部材１１０が突起１１６上に持ち上がるのを補助する。面取りフランジ１２６及び溝１２８間の接触面は、交差部材１１０が第１ラッチ突起１１６を超えて移動すると、下側脚１０８のための旋回軸点を形成する。
【００２７】
末端交差部材１１０が第１ラッチ突起１１６を一旦超えて移動すると、下側脚１０８の末端は凹部１１２内に戻ってスナップ係合する（図２０（Ｃ）参照）。この位置はＴＰＡ８０の仮係止位置に対応する。ＴＰＡ８０が仮係止位置にある場合、第１ラッチ突起１１６は縦スロット１１４内に捕捉され、交差部材１１０は第１及び第２ラッチ突起１１６，１１８間の縦方向に配置される。プラグハウジング１６に対するＴＰＡ８０の外側への移動は交差部材１１０及び第１ラッチ突起１１６間の接触面により制限されるのに対し、プラグハウジング１６に対するＴＰＡ８０の内側への移動は交差部材１１０及び第２ラッチ突起１１８間の接触面により制限される。
【００２８】
図１４に見られるように、ＴＰＡ８０が仮係止位置にある場合、上側脚１２０はラッチアーム８８から嵌合解除されるので、上述したように、プラグ端子４２は通路８２内に挿入可能である。
【００２９】
端子４２がハウジング１６内に一旦取り付けられると、ＴＰＡ８０が本係止位置に移動してハウジング１６内に端子４２をロックする（図１５及び図２０（Ｄ）参照）。ＴＰＡ８０が仮係止位置（図１４及び図２０（Ｃ）参照）から本係止位置（図１５及び図２０（Ｄ）参照）に移動すると、突起１２２は通路８２内に移動して端子４２の上面と係合する。突起１２２は端子４２に下向きの力を及ぼし、通路８２内で端子４２を押下する。
【００３０】
ＴＰＡ８０が本係止位置に向かって内方に摺動すると、末端交差部材１１０は第２ラッチ突起１１８に係止する。交差部材１１０は第２ラッチ突起１１８上を摺動する。末端交差部材１１０が第２ラッチ突起１１８を一旦超えて移動すると、下側脚１０８が凹部１１２内に戻ってスナップ係合し、本係止位置でＴＰＡ８０をハウジング１１６に固定する（図１５及び図２０（Ｄ）参照）。ＴＰＡ８０が本係止位置にある場合、第２ラッチ突起１１８は縦スロット１１４内に捕捉される。プラグハウジング１６に対するＴＰＡ８０の外側への移動は末端交差部材１１０及び第２ラッチ突起１１８間の接触面により制限されるのに対し、プラグハウジング１６に対するＴＰＡ８０の内側への移動はＴＰＡ８０の前壁１０２及びハウジング１６の前部間の接触面により制限される。
【００３１】
ＴＰＡ８０が部分的に係合した位置から本係止位置に移動すると、上側脚１２０の末端１２４は、ハウジング１６の上壁２２及びラッチビーム８８間の空間１３０内に移動する（図１４及び図１５参照）。ＴＰＡ８０がハウジング１６に本係止すると、脚１２０の末端１２４は空間１３０内に延び、ラッチビーム８８の上方への移動を制限し、端子４２が通路８２から引き出されるのを防止する。
【００３２】
プラグ１２及びリセプタクル１４は、プラグ１２がリセプタクル１４内に適正に挿入されると互いに嵌合するよう構成された第１及び第２一体キー機構を有する。キー機構は、プラグ１２及びリセプタクル１４が嵌合完了する前にプラグ１２及びリセプタクル１４間の適正な方向を保証するように機能する。さらに、一方のキー機構は、プラグ１２と同寸法の嵌合部を有する他のプラグがリセプタクル１４内に挿入されるのを防止する機能を有する。他のキー機構は、プラグ１２よりも小さな嵌合部を有するプラグがリセプタクル１４内に挿入されるのを防止する機能を有する。第１及び第２キー機構の組合せは、適切なプラグ及びリセプタクル同士が接続することを保証するのに便利であり、システムの共通領域に多数の電気コネクタが配置された用途に特に有利である。
【００３３】
一方のキー機構は、ラッチ機構の反対側にある、プラグ及びリセプタクル開口の第２側壁に形成される。他方のキー機構は、プラグ及びリセプタクル開口の上壁又は底壁のいずれかに形成してもよい。図示の実施形態において、第１キー機構は、プラグ１２の第２側壁２８，３７及びリセプタクル開口３３に形成された互いに嵌合するリブ１４０，１４２及びスロット１４４，１４６からなる（図１及び図２１参照）。同様に、第２キー機構は、プラグ１２及びリセプタクル開口３３の底壁２４，３５に形成された互いに嵌合するリブ１４８及びスロット１５０からなる。
【００３４】
同寸法の多数のプラグ及びリセプタクル例えば複数の１ｘ４コネクタ組立体を有するシステムにおいて、各プラグ・リセプタクルの組合せに対して独特の第１キー機構を設けてもよい。このキー機構は、２個の異なる１ｘ４コネクタ組立体１０Ａないし１０Ｄの嵌合端を示す図２１ないし図２４に図示されている。各コネクタ組立体は、プラグ１２Ａないし１２Ｄ及びリセプタクル１４Ａないし１４Ｄをそれぞれ有する。プラグ・リセプタクルコネクタ組立体１０Ａないし１０Ｄは、所与のコネクタ組立体用第１キー機構の特定構造を除き、互いに（及び上述のコネクタ組立体１０と）同じ全体構造を有する。特に、プラグ・リセプタクルコネクタ組立体は、プラグ及びリセプタクルの第２側壁２８，３７上に形成された独特の第１キー機構を有する。この第１キー機構は、所与のコネクタ組立体用のプラグ及びリセプタクルが互いに適正な方向で嵌合することを保証するように機能する。さらに、この第１キー機構は、例えばプラグ１２Ｂないし１２Ｄ等の同寸法のプラグが例えばリセプタクル１４Ａ等の正しくないリセプタクル内に挿入されるのを防止する。
【００３５】
図２１は、とりわけ第１プラグ１２Ａ及び第１リセプタクル１４Ａを有する第１の１ｘ４コネクタ組立体１０Ａを示す。第１プラグ１２Ａは、第２側壁２８の上側及び下側に形成された２個のキーリブ１４０と、キーリブ１４０間に形成された空隙すなわちスロット１４４とを有する。第１リセプタクル１４Ａは、第２側壁３７の上側及び下側に形成されたキースロット１４６を有する。第１プラグ１２Ａが適切な方向で第１リセプタクル１４Ａ内に挿入されると、プラグ１２Ａのキーリブ１４０はリセプタクル１４Ａのキースロット１４６内に嵌まる。逆に、第１プラグ１２Ａを例えば上下逆等の誤った方向で挿入しようとすると、第１プラグ１２Ａのキーリブ１４０が第１リセプタクル１４Ａのラッチ突起６０，６２に当接すると共にラッチ機構４８がリセプタクル１４Ａの第２側壁３７のキーリブ１４２に当接する。このため、リセプタクル１４Ａ内へのプラグ１２Ａの挿入を防止する。
【００３６】
図２２は、第２プラグ１２Ｂ及び第２リセプタクル１４Ｂを有する第２の１ｘ４コネクタ組立体１０Ｂを示す。第２プラグ１２Ｂは第２側壁の下側に形成された単一のキーリブ１４０を有するのに対し、第２リセプタクル１４Ｂは第２側壁の下側に形成された相互キースロット１４６を有する。プラグ１２Ｂが適正な方向でリセプタクル１４Ｂ内に挿入されると、プラグ１２Ｂのキーリブ１４０がリセプタクル１４Ｂのキースロット１４６内に嵌まる。逆に、第２プラグ１２Ｂを例えば上下逆等の誤った方向で挿入しようとすると、第２プラグ１２Ｂのキーリブ１４０が第２リセプタクル１４Ｂのラッチ突起６０，６２に当接すると共にラッチ機構４８がリセプタクル１４Ｂの第２側壁のキーリブ１４２に当接する。このため、リセプタクル１４Ｂ内へのプラグ１２Ｂの挿入を防止する。図面に見られるように、第２プラグ１２Ｂの下側キーリブ１４０は第１プラグ１２Ａの下側キーリブ１４０（及び第１リセプタクル１４Ａの下側キースロット１４６）よりも大きい。
【００３７】
図２３は、第３プラグ１２Ｃ及び第３リセプタクル１４Ｃを有する第３の１ｘ４コネクタ組立体１０Ｃを示す。第３プラグ１２Ｃは、第２側壁の下側及び中央に形成された２個のキーリブ１４０を有する。第３リセプタクル１４Ｃは、第２側壁の下側及び中央に形成された相互キースロット１４６を有する。第３プラグ１２Ｃが適切な方向で第３リセプタクル１４Ｃ内に挿入されると、プラグ１２Ｃのキーリブ１４０はリセプタクル１４Ｃのキースロット１４６内に嵌まる。逆に、第３プラグ１２Ｃを例えば上下逆等の誤った方向で挿入しようとすると、第３プラグ１２Ｃのキーリブ１４０が第３リセプタクル１４Ｃのラッチ突起６０，６２に当接すると共にラッチ機構４８がリセプタクル１４Ｃの第２側壁に当接する。
【００３８】
図２４は、第４プラグ１２Ｄ及び第４リセプタクル１４Ｄを有する第４の１ｘ４コネクタ組立体１０Ｄを示す。第４プラグ１２Ｄの第１キー機構は、プラグの第２側壁の下側と、例えば中心及び上側の間の上側中間とに形成された１対のキーリブ１４０を有する。第４リセプタクル１４Ｄは、その第２側壁の下側及び上側中間に形成された相互キースロット１４６を有する。第４プラグ１２Ｄが適切な方向で第４リセプタクル１４Ｄ内に挿入されると、第４プラグ１２Ｄのキーリブ１４０は第４リセプタクル１４Ｄのキースロット１４６内に摺動する。逆に、第４プラグ１２Ｄを例えば上下逆等の誤った方向で挿入しようとすると、第４プラグ１２Ｄのキーリブ１４０が第４リセプタクル１４Ｄのラッチ突起６０，６２に当接すると共にラッチ機構４８が第４リセプタクル１４Ｄの第２側壁に当接する。
【００３９】
上述したように、プラグ１２Ａないし１２Ｄ及びリセプタクル１４Ａないし１４Ｄが適正な方向で嵌合することを保証することに加え、第１キー機構はまた、同寸法のプラグが不適切なリセプタクル内に挿入されるのを防止する。例えば、第１プラグ１２Ａを第２リセプタクル１４Ｂに嵌合させようとすると、第１プラグ１２Ａの上側キーリブ１４０が第２リセプタクル１４Ｂのリブ１４２に当接する。
【００４０】
図４ないし図６並びに図２１ないし図２４に見られるように、第２キー機構は、プラグ１２及びリセプタクル１４の底壁に形成された相互キーリブ１４８及びスロット１５０からなる。第２キー機構は、所与の寸法のプラグ及びリセプタクルの全てで同じである。例えば、図２１ないし図２４において、各１ｘ４プラグは、ＴＰＡ８０の縦スロット１１４により画定される下側キースロット１５０を有する。キースロット１５０は、リセプタクルの底壁に形成された相互キーリブ１４８と整列すると共に嵌合するよう構成される。第１ラッチ突起１１６とＴＰＡ８０の脚１０８との間の横空間１５２は、プラグ及びリセプタクルが嵌合完了する際にキーリブ１４８の前端を受容する幅狭のキースロットを画定する（図６参照）。キーリブ１４８は縦スロット１１４と略同じ幅の幅広後部（図示せず）を有することができることが理解されよう。また、リセプタクル１４は、その第１側壁に沿って形成されたリブ１５６を有してもよい。リブ１５６は、プラグ１２がリセプタクル１４内に挿入されると、ラッチ突起６０，６２の内方に配置されると共にラッチビームの上下の空隙内に嵌まる寸法を有する。リブ１５６は、リセプタクル１４内にプラグ１２を案内するのを補助し、プラグ端子４２内へのリセプタクルピン３８の適正な嵌合を容易にする。
【００４１】
異なる寸法のコネクタ組立体を有する用途において、第２キー機構は、例えば１ｘ４プラグ等の小さいプラグが１ｘ６リセプタクル等の大きいリセプタクル内に挿入するのを防止するのに使用される。このことは図２５及び図２６に示される。図２５は、１ｘ６リセプタクル２１４と適正に嵌合した１ｘ６プラグ２１２を示す断面図である。１ｘ６プラグ２１２における第２キー機構は、プラグの底壁に形成された第１及び第２キースロット１５０ａ，１５０ｂからなる。一方のスロット１５０ａは、上述したものと同様にＴＰＡ８０の縦に延びるスロット１１４により画定される。他方のスロット１５０ｂは、プラグハウジングの底壁に直接形成された状態が示される。また、スロットの部分はＴＰＡの前壁により確定されることも理解されよう。１ｘ６リセプタクル２１４は、その底壁に第１及び第２キーリブ１４８ａ，１４８ｂを有する。第２キーリブ１４８ａ，１４８ｂは、プラグがリセプタクル内に挿入されるとプラグ２１２の第１及び第２キースロット１５０ａ，１５０ｂと嵌合する寸法を有すると共にそれらスロットと嵌合するように配置される。しかし、図２６に示されるように、例えば１ｘ４プラグ１２Ｂ等の小さいプラグを１ｘ６リセプタクル内に挿入しようとすると、リセプタクルの第２リブ１４８ｂがプラグの第２側壁の下側キーリブ１４０に当接するので、プラグがリセプタクル内に挿入されるのを防止する。図２６において、リブ１４０，１４８ｂ間の接触面はクロスハッチング２２５で示される。
【００４２】
好適実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であり、等価物に代替可能であることは当業者に理解されよう。さらに、本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の開示に対して特定の状況又は材料に適応して変形してもよい。従って、本発明は、開示された特定実施形態に制限されることを意図しておらず、本発明は特許請求の範囲に入る全ての実施形態を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電気コネクタ組立体を上から見た斜視図である。
【図２】図１の電気コネクタ組立体を下から見た斜視図である。
【図３】プラグと嵌合した状態のリセプタクルを示す、図１のコネクタ組立体の正面図である。
【図４】プラグ及びリセプタクルが嵌合解除された状態を示す、図３のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【図５】プラグがリセプタクルに部分的に嵌合した状態を示す、図４と同様の断面図である。
【図６】プラグがリセプタクルに嵌合完了した状態を示す、図４と同様の断面図である。
【図７】図１のプラグのプラグハウジングを上方且つ前方から見た斜視図である。
【図８】図７のプラグハウジングを下方且つ後方から見た斜視図である。
【図９】図７のプラグハウジングの正面図である。
【図１０】図７のプラグハウジングの背面図である。
【図１１】図９のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１２】図９のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１３】図１のプラグの正面図である。
【図１４】仮係止位置にある端子位置保証部材（ＴＰＡ）を示す、図１３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１５】ＴＰＡがプラグハウジングに本係止した状態を示す、図１４と同様の断面図である。
【図１６】図１のプラグのＴＰＡを上方且つ前方から見た斜視図である。
【図１７】図１６のＴＰＡを上方且つ後方から見た斜視図である。
【図１８】図１６のＴＰＡの側面図である。
【図１９】図１６のＴＰＡの一部切り欠いた底面図である。
【図２０】（Ａ）ないし（Ｄ）は、図１のプラグの組立工程を示す斜視図である。
【図２１】電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。
【図２２】電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。
【図２３】電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。
【図２４】電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。
【図２５】１ｘ６リセプタクルと嵌合した１ｘ６プラグの断面図である。
【図２６】電気コネクタのキー機構を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 電気コネクタ組立体
１２ プラグ
１４ リセプタクル
１６ プラグハウジング
１８ 前端
２０ 後端
３０ 嵌合部
３３ 開口
４８ ラッチ
５０ ビーム
５２ 前端
５４ 後端
５６ 第１ラッチ突起
５８ 第２ラッチ突起
６０ 第１ラッチ係止部
６２ 第２ラッチ係止部
１４０，１４４ プラグキー機構
１４２，１４６ リセプタクルキー機構
１４８ｂ 第２キーリブ（第２リセプタクルキー機構）
【発明の属する技術分野】
本発明は、端子位置保証部材、ラッチ機構及びキー機構を有する電気コネクタに関し、特に低背のコネクタ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電線対電線接続用のプラグ−リセプタクル組立体、（基板用途において）電線対印刷回路基板接続用のプラグ−リセプタクル組立体及び（センサ等の）プラグ−デバイス組立体等の多くのコネクタ構造が従来から提案されてきた。以下ではプラグ及びリセプタクルの用語は、全てのコネクタ用途を含み電線対電線、印刷回路基板対電線、プラグ対デバイス等に限定せず一般的に言及して使用する。
【０００３】
多くの用途において、各々がプラグ及びそれに関連するリセプタクルからなるいくつかの電気コネクタは、車両等の共通領域に送ることができる。コネクタは全て、車両が組立ラインの指定位置に到達すると接続される。同様の寸法及び形状を有する複数のコネクタが供給される場所では、製造ライン作業者が各プラグを適正なリセプタクルに確実に挿入できるようにコネクタを識別できる必要がある。過去において、組立ライン作業者が他のプラグ及びリセプタクルから特定のプラグ及びそれに関連するリセプタクルを識別することが困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
過去において、コネクタ半体同士の不適切な嵌合の問題は、コネクタ嵌合保証装置（Connector Position Assurance devices：以下ＣＰＡという）を使用することにより解決されてきたのが代表的である。ＣＰＡは、嵌合可能なコネクタ半体同士が適正に且つ完全に嵌合することを作業者に保証するよう機能する。従来のＣＰＡシステムは、プラグハウジングに形成されたラッチを有するプラグハウジングを含む。ラッチは、プラグハウジングに実装されたＣＰＡ部材を摺動受容し、ＣＰＡが係止位置まで移動する前に嵌合接続が完了したことを保証するよう作動する。しかし、従来のＣＰＡ及びラッチ組立体は、ラッチ組立体の上面に形成されたＣＰＡ担持構造を使用し、逆も又然りである。ＣＰＡ及びラッチを互いに積み重ねることは、コネクタの外形を不当に大きくしてしまう。コネクタの小型化の要求が増大しているので、組立ライン作業者が適正なコネクタ部品を組み立てることを保証する機構を提供しながらコネクタの外形の小型化をさらに進めるニーズがある。
【０００５】
上述の問題を克服する改良されたコネクタに対するニーズも依然としてある。以下で説明する本発明の好適実施形態は、上述のニーズ及び従来のコネクタ装置の問題点に対処するものであり、以下の説明、図面及び特許請求の範囲から明白になろう。
【０００６】
【特許文献１】
実開平７−８９６７号公報
【特許文献１】
実開平５−１１８０号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施形態によれば、電気コネクタは、嵌合部を含む前端及び後端を有するプラグを具備する。リセプタクルは、プラグの嵌合部を受容するよう構成された開口を有する。可撓性ラッチはビームを有する。ビームは、プラグハウジングの前端に固定された前端と、プラグ及びリセプタクルが互いに嵌合できるようにプラグに向かって偏倚可能な独立した後端とを有する。ラッチは、ビームの両側から延びる第１及び第２ラッチ突起を有する。第１及び第２ラッチ係止部は、プラグハウジング及びリセプタクルハウジングが互いに嵌合完了する際に第１及び第２ラッチ突起と係止させるために、リセプタクル開口内に配置される。
【０００８】
プラグは、プラグに対するラッチビームの内方への撓みが増大できるようにラッチビーム後端の下に切欠部を有する。ラッチビームの後端は、プラグに対するラッチビームの内方への撓みが増大できるように面取りされた内面を有する。
【０００９】
第１及び第２ラッチ突起は、ラッチビームの長さに沿った縦方向に互いに整列するか、互いに縦方向にオフセットする。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、コネクタハウジング組立体は、嵌合部を有する第１プラグを具備する。リセプタクルは、第１プラグの嵌合部を受容するよう構成された開口を有する。第２プラグは、リセプタクル開口と嵌合する寸法に設定された嵌合部を有する。第３プラグは、リセプタクル開口より小さいため通常はリセプタクル開口内に挿入可能な嵌合部を有する。第１プラグの第１及び第２キー機構は、第１プラグがリセプタクルと適正に嵌合する際にリセプタクルの相互キー機構と嵌合する。一方のリセプタクルキー機構は第２プラグの嵌合部がリセプタクル開口内に完全に挿入されないように構成されるのに対し、他方のリセプタクルキー機構は第３プラグの嵌合部がリセプタクル開口内に完全に挿入されないように構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。本発明の好適実施形態の説明のために、図面、及び目下のところ好適である実施形態が示される。しかし、本発明は添付素面に示された配置及び手段に限定されないことを理解すべきである。図１は、本発明の一実施形態による電気コネクタ組立体を上から見た斜視図である。図２は、図１の電気コネクタ組立体を下から見た斜視図である。図３は、プラグと嵌合した状態のリセプタクルを示す、図１のコネクタ組立体の正面図である。図４は、プラグ及びリセプタクルが嵌合解除された状態を示す、図３のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。図５は、プラグがリセプタクルに部分的に嵌合した状態を示す、図４と同様の断面図である。図６は、プラグがリセプタクルに嵌合完了した状態を示す、図４と同様の断面図である。図７は、図１のプラグのプラグハウジングを上方且つ前方から見た斜視図である。図８は、図７のプラグハウジングを下方且つ後方から見た斜視図である。図９は、図７のプラグハウジングの正面図である。図１０は、図７のプラグハウジングの背面図である。図１１は、図９のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図１２は、図９のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。図１３は、図１のプラグの正面図である。図１４は、仮係止位置にある端子位置保証部材（ＴＰＡ）を示す、図１３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１５は、ＴＰＡがプラグハウジングに本係止した状態を示す、図１４と同様の断面図である。図１６は、図１のプラグのＴＰＡを上方且つ前方から見た斜視図である。図１７は、図１６のＴＰＡを上方且つ後方から見た斜視図である。図１８は、図１６のＴＰＡの側面図である。図１９は、図１６のＴＰＡの一部切り欠いた底面図である。図２０は、図１のプラグの組立工程を示す斜視図である。図２１ないし図２４は、電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。図２５は、１ｘ６リセプタクルと嵌合した１ｘ６プラグの断面図である。図２６は、電気コネクタのキー機構を示す断面図である。
【００１３】
図１及び図２において、本発明による電気コネクタ組立体１０はプラグ１２及びリセプタクル１４を有する。プラグ１２は、前端すなわち嵌合端１８及び後端２０を有するハウジング１６（さらに図７ないし図１２参照）を具備する。ハウジングは、ハウジング１６の前端１８に嵌合部３０を画定する上壁２２、底壁２４、並びに第１及び第２側壁２６，２８を有する。
【００１４】
リセプタクル１４は前端すなわち嵌合端３１及び後端３２を有する。リセプタクル１４の前端３１は、プラグ１２の嵌合部を受容する寸法に設定された開口３３を提供する。開口は、上壁３４、底壁３５、並びに第１及び第２側壁３６，３７を有する。リセプタクル１４は、リセプタクル開口３３に配置されるコンタクトピン３８の形態である複数の電気端子を有する。リセプタクルのピン３８は、プラグ１２がリセプタクル１４と嵌合する際に、プラグ１２の前面に形成された相互端子開口４０を貫通するよう構成され配置される。リセプタクルのピン３８は、開口４０を通過し、プラグハウジング１６内に収容される相互電気コンタクト端子４２と係合する。プラグの端子４２の後端は、ワイヤハーネス又は他の装置（図示せず）からワイヤ等の電気導体４４に接続される。端子３８，４２は、当業界では普通であるように、所定の行列パターンで配置される。当業界において、このようなコネクタはＡｘＢコネクタとして言及されるのが代表的である。ここで、Ａは端子列の数を表わし、Ｂは各列の端子の数を表わす。図示の実施形態において、プラグ１２及びリセプタクル１４は、１列４端子をそれぞれ有する。このため、図示の電気コネクタは１ｘ４コネクタである。しかし、本発明は他のコネクタサイズに同様に適用可能であることを理解されよう。
【００１５】
プラグ１２は、その一側面に形成されたラッチ部材４８を有する。このラッチ部材４８はプラグハウジング１６の上壁、底壁又はいずれかの側壁に形成してもよいが、側壁２６，２８の一方に形成するのが好ましい。図示の実施形態において、ラッチ部材４８はプラグハウジング１６の第１側壁２６に形成される。ラッチ部材４８はプラグハウジング１６と一体に形成することができる。或いは、ラッチ部材４８は、接着剤、スナップ、ねじ又は他の固定手段等の方法でプラグハウジング１６に加えられた別の一体構造として、プラグハウジング１６に取り付けられてもよい。
【００１６】
ラッチ部材４８は、プラグハウジング１６の第１側壁２６に沿った縦方向に延びるビーム５０を有する。ビーム５０は、プラグハウジング１６の前端１８に固定された前端５２を有する。ビーム５０は、プラグハウジング１６から横方向に離間した独立した後端５４を有する。ビーム５０の後端５４は、プラグハウジング１６に向かって内方に偏倚され、プラグ１２及びリセプタクル１４が相互に嵌合できるようにする。ラッチビーム５０は、その両側から延びる第１及び第２ラッチ突起５６，５８を有する。図示の実施形態において、ラッチ突起５６，５８は、ビーム５０の長さ方向に沿った縦方向に互いに整列する。しかし、ラッチ突起５６，５８は縦方向に互いにオフセットしてもよいことが理解されよう。第１及び第２ラッチ係止部６０，６２はリセプタクル開口３３内に形成される。第１及び第２ラッチ係止部６０，６２は、プラグ１２がリセプタクル開口３３内に挿入される際に、第１及び第２ラッチ突起５６，５８に係止するように配置されている。図示の実施形態において、ラッチ係止部６０，６２は、リセプタクル開口３３の第１側壁３６から内方に延びる突起の形態である。しかし、ラッチ突起６０，６２は、リセプタクル開口３３の側壁に形成された凹部等の別の形態をとることもできることが理解されよう。
【００１７】
図示の実施形態のラッチ部材４８はいくつかの利点を提供する。ラッチ部材４８をプラグ１２の上面又は底面ではなく側面に配置することにより、プラグの全高延いてはコネクタの全高が低くなる。この点、ラッチ突起５６，５８の外縁間で測定したラッチ部材４８の全高が、プラグ１６の嵌合部３０の高さと略同じであることが好ましい。さらに、両ラッチ突起５６，５８を有する単一ビームの設計により、ラッチ係止領域を所与の高さ制限内で最大にすることができる。
【００１８】
図３ないし図６を参照してラッチ機構の操作を詳細に説明する。プラグ１２の嵌合部３０がリセプタクル開口３３内に挿入されると、ビーム５０の前端５２は、ラッチ係止部６０，６２間に形成された空隙６８（図１参照）内に摺動する。プラグ１２は、ラッチ突起５６，５８の前面がラッチ係止部６０，６２と係止するまで、リセプタクル開口３３内へ内方に押圧される。ラッチ突起５６，５８の前面及びリセプタクルの相互突起は、リセプタクル１４内へのプラグ１２の挿入を容易にするために面取り（図示せず）される。プラグ１２がリセプタクル１４内へ内方に移動し続けると、ラッチ係止部６０，６２はラッチ突起５６，５８に力を及ぼし、ビーム５０の後端５４をプラグハウジング１６の側壁２６に向かって内方に偏倚させる。プラグ嵌合部３０は、ラッチ突起５６，５８の後端がラッチ係止部６０，６２の後端を超えて移動するまで内方に移動し続ける。ラッチ突起５６，５８が一旦ラッチ係止部６０，６２を超えて内方に移動すると、ラッチビーム５０の後端５４は最初の位置まで外方へ跳ね、プラグ１２をリセプタクル１４内にロックする。（図６参照）
【００１９】
図４に見られるように、プラグハウジング１６の第１側壁２６は、ラッチビーム５０の後端５４の下に位置する切欠部７２を有する。この切欠部７２は、プラグハウジング１６に対してラッチビーム５０の内方への撓みを増大できるように作用する。さらに、ラッチビーム５０の後端５４は、プラグハウジング１６に対してラッチビーム５０の内方への撓みを増大できるように作用もする面取り内面７４を有する。ラッチビーム５０の後端は、ラッチ部材４８を操作するためのハンドル７６を有する。図６に見られるように、ハンドル７６は、プラグ１２がリセプタクル１４と嵌合する際にリセプタクル１４の外側に配置される。ハンドル７６はラッチビーム５０を内方へ移動するように押圧することができ、プラグ１２をリセプタクル１４から除去することができる。ラッチビーム５０の後端５４の周囲にはシュラウド７７（図８参照）が形成されている。シュラウド７７は、ビーム５０の後端５４上に位置する上壁７８及び底壁７９（図８参照）を有する。シュラウド７７は、プラグ１２及びリセプタクル１４が互いに嵌合する際に、露出するラッチ部材４８の部分を保護するよう作用する。シュラウド７７はまた、ラッチ部材４８がプラグハウジング１６から外側に撓められる場合、ラッチ部材４８の過応力を防止する機構として作用する。
【００２０】
プラグ１２は、プラグハウジング１６（図７ないし図１５参照）と、プラグハウジング１６と嵌合するよう構成される端子位置保証部材（ＴＰＡ）８０（図１７ないし図１９参照）とを有する。上述したように、プラグハウジング１６は、上壁２２、底壁２４、第１側壁２６及び第２側壁２８を有する。ハウジング１６の前端１８及び後端２０の間には端子受容通路８２が延びる（図１１及び図１２参照）。各通路８２は、ハウジング１６内に１個のプラグ端子４２を受容し支持するよう構成されている。これら通路８２は、ハウジング１６の前端１８に所定パターンで配列された開口８４を提供し、プラグ１２がリセプタクル１４内に挿入される際に、プラグ端子４２及びリセプタクルのピン３８の嵌合を可能にする。また、通路８２は、詳細に後述するように、プラグ１２の組立中にプラグハウジング１６内に端子が挿入できるよう構成された後部開口８５を有する。
【００２１】
図１２に見られるように、各通路８２は、その中にプラグ端子４２を固定するためのラッチ部材８６を有する。ラッチ部材８６は、各通路８２内で縦方向に延びるアームすなわちビーム８８を有する。ビーム８８は、通路８２の後端でハウジング１６に接続された後端９０と、通路８２の上壁に向かって回動可能であることにより通路８２内にプラグ端子４２を挿入可能にする独立した前端９２とを有する。
【００２２】
図１２ないし図１５を参照して、プラグ端子４２をハウジング１６内に取り付ける方法を説明する。組立の際、導体４４に予め固定されたプラグ端子４２は、後部開口８５を通って通路８２内に挿入される。図１４に見られるように、各プラグ端子４２は、リセプタクルピン３８を受容するよう構成された前部９４と、１本の導体４４に固定されるよう構成された後部９６とを有する。プラグ端子４２が１個の通路８２内に挿入されると、端子４２の前部９４はラッチビーム８８の底に係止する。ラッチビーム８８の下面は、通路８２内への端子４２の挿入を容易にするために、図示されているように面取りされてもよい。プラグ端子４２を引き続き内方へ移動すると、ラッチビーム８８が上方へ偏倚される。プラグ端子４２は、その前部９４がラッチビーム８８の前端９２に形成されたロックフィンガ９８の内側に移動するまで、通路８２内を内方に移動し続ける。端子４２の前部９４がラッチフィンガ９８を超えて一旦移動すると、ラッチビーム８８は図１４及び図１５に示されるように、下方へ跳ねて通路８２内に端子４２を固定する。端子４２は、通路８２の前端に形成された突起１００とロックフィンガ９８との間の通路８２内に拘束される。
【００２３】
図１６ないし図１９を参照すると、ＴＰＡ８０は、前壁１０２、及びこの前壁１０２から対向して延びる上側ラッチ部材１０４及び下側ラッチ部材１０６を有する。上下ラッチ部材１０４，１０６は、ＴＰＡ８０を第１位置すなわち仮係止位置（図２０（Ｃ）参照）及び第２位置すなわち本係止位置（図２０（Ｄ）参照）間を移動可能にプラグハウジング１６に固定するよう構成される。前壁１０２は端子開口４０を有する。ＴＰＡ８０が本係止位置に位置すると、端子開口４０は、通路８２の前部開口８４と整列すると共に前部開口８４の上に横たわる。
【００２４】
下側ラッチ部材１０６は、交差部材１１０により末端が接続された１対の下側脚１０８を有し、図２０（Ａ）ないし図２０（Ｄ）に示されるようにプラグハウジング１６の底壁２４に形成された相互凹部１１２内に摺動するよう構成される。縦スロット１１４は、下側脚１０８間に延び、第１及び第２の縦方向に離間したラッチ突起１１６，１１８（図８参照）と嵌合するよう構成される。ラッチ突起１１６，１１８は、後述するようにＴＰＡ８０が仮係止位置及び本係止位置でハウジング１６に固定されるように凹部１１２内に形成される。
【００２５】
ＴＰＡ８０の上側ラッチ部材１０４は複数（図示の実施形態では３本）の上側脚１２０を有する。上側脚１２０はプラグハウジング１６の上側通路１２１内に挿入可能である。上側通路１２１は端子通路８２の上に位置する共に端子通路８２に開口する。上側脚１２０は、下方に延びる突起１２２を有する。各突起１２２は、ＴＰＡ８０が本係止位置に移動すると、１個の端子通路と整列すると共に下方へその端子通路内に延びるように配置される。（例えば図１５参照）。
【００２６】
図１４、図１５並びに図２０（Ａ）ないし図（Ｄ）を参照して、プラグの組立を説明する。ＴＰＡ８０は、下側ラッチ部材１０６の末端１２３を凹部１１２内に摺動させることにより、プラグハウジング１６に固定される。ＴＰＡ８０がプラグハウジング１６上をさらに摺動すると、上側ラッチ部材１０４すなわち脚１２０の末端１２４が上側開口１２１内に移動する。下側脚１０８の近端は外側縁に面取りフランジ１２６を有する。面取りフランジ１２６は、凹部１１２の側壁に形成された相互溝１２８と嵌合するよう構成される。ＴＰＡ８０がハウジング１６上を摺動すると、面取りフランジ１２６は溝１２８内に係合する。ＴＰＡ８０は、末端交差部材１１０が第１ラッチ突起１１６に係止するまでハウジング１６上を摺動し続ける（図２０（Ｂ）参照）。ＴＰＡ８０を内方へ移動し続けると、交差部材１１０を第１ラッチ突起１１６上に偏倚させる。第１ラッチ突起１１６の外面は面取りされ、交差部材１１０が突起１１６上に持ち上がるのを補助する。面取りフランジ１２６及び溝１２８間の接触面は、交差部材１１０が第１ラッチ突起１１６を超えて移動すると、下側脚１０８のための旋回軸点を形成する。
【００２７】
末端交差部材１１０が第１ラッチ突起１１６を一旦超えて移動すると、下側脚１０８の末端は凹部１１２内に戻ってスナップ係合する（図２０（Ｃ）参照）。この位置はＴＰＡ８０の仮係止位置に対応する。ＴＰＡ８０が仮係止位置にある場合、第１ラッチ突起１１６は縦スロット１１４内に捕捉され、交差部材１１０は第１及び第２ラッチ突起１１６，１１８間の縦方向に配置される。プラグハウジング１６に対するＴＰＡ８０の外側への移動は交差部材１１０及び第１ラッチ突起１１６間の接触面により制限されるのに対し、プラグハウジング１６に対するＴＰＡ８０の内側への移動は交差部材１１０及び第２ラッチ突起１１８間の接触面により制限される。
【００２８】
図１４に見られるように、ＴＰＡ８０が仮係止位置にある場合、上側脚１２０はラッチアーム８８から嵌合解除されるので、上述したように、プラグ端子４２は通路８２内に挿入可能である。
【００２９】
端子４２がハウジング１６内に一旦取り付けられると、ＴＰＡ８０が本係止位置に移動してハウジング１６内に端子４２をロックする（図１５及び図２０（Ｄ）参照）。ＴＰＡ８０が仮係止位置（図１４及び図２０（Ｃ）参照）から本係止位置（図１５及び図２０（Ｄ）参照）に移動すると、突起１２２は通路８２内に移動して端子４２の上面と係合する。突起１２２は端子４２に下向きの力を及ぼし、通路８２内で端子４２を押下する。
【００３０】
ＴＰＡ８０が本係止位置に向かって内方に摺動すると、末端交差部材１１０は第２ラッチ突起１１８に係止する。交差部材１１０は第２ラッチ突起１１８上を摺動する。末端交差部材１１０が第２ラッチ突起１１８を一旦超えて移動すると、下側脚１０８が凹部１１２内に戻ってスナップ係合し、本係止位置でＴＰＡ８０をハウジング１１６に固定する（図１５及び図２０（Ｄ）参照）。ＴＰＡ８０が本係止位置にある場合、第２ラッチ突起１１８は縦スロット１１４内に捕捉される。プラグハウジング１６に対するＴＰＡ８０の外側への移動は末端交差部材１１０及び第２ラッチ突起１１８間の接触面により制限されるのに対し、プラグハウジング１６に対するＴＰＡ８０の内側への移動はＴＰＡ８０の前壁１０２及びハウジング１６の前部間の接触面により制限される。
【００３１】
ＴＰＡ８０が部分的に係合した位置から本係止位置に移動すると、上側脚１２０の末端１２４は、ハウジング１６の上壁２２及びラッチビーム８８間の空間１３０内に移動する（図１４及び図１５参照）。ＴＰＡ８０がハウジング１６に本係止すると、脚１２０の末端１２４は空間１３０内に延び、ラッチビーム８８の上方への移動を制限し、端子４２が通路８２から引き出されるのを防止する。
【００３２】
プラグ１２及びリセプタクル１４は、プラグ１２がリセプタクル１４内に適正に挿入されると互いに嵌合するよう構成された第１及び第２一体キー機構を有する。キー機構は、プラグ１２及びリセプタクル１４が嵌合完了する前にプラグ１２及びリセプタクル１４間の適正な方向を保証するように機能する。さらに、一方のキー機構は、プラグ１２と同寸法の嵌合部を有する他のプラグがリセプタクル１４内に挿入されるのを防止する機能を有する。他のキー機構は、プラグ１２よりも小さな嵌合部を有するプラグがリセプタクル１４内に挿入されるのを防止する機能を有する。第１及び第２キー機構の組合せは、適切なプラグ及びリセプタクル同士が接続することを保証するのに便利であり、システムの共通領域に多数の電気コネクタが配置された用途に特に有利である。
【００３３】
一方のキー機構は、ラッチ機構の反対側にある、プラグ及びリセプタクル開口の第２側壁に形成される。他方のキー機構は、プラグ及びリセプタクル開口の上壁又は底壁のいずれかに形成してもよい。図示の実施形態において、第１キー機構は、プラグ１２の第２側壁２８，３７及びリセプタクル開口３３に形成された互いに嵌合するリブ１４０，１４２及びスロット１４４，１４６からなる（図１及び図２１参照）。同様に、第２キー機構は、プラグ１２及びリセプタクル開口３３の底壁２４，３５に形成された互いに嵌合するリブ１４８及びスロット１５０からなる。
【００３４】
同寸法の多数のプラグ及びリセプタクル例えば複数の１ｘ４コネクタ組立体を有するシステムにおいて、各プラグ・リセプタクルの組合せに対して独特の第１キー機構を設けてもよい。このキー機構は、２個の異なる１ｘ４コネクタ組立体１０Ａないし１０Ｄの嵌合端を示す図２１ないし図２４に図示されている。各コネクタ組立体は、プラグ１２Ａないし１２Ｄ及びリセプタクル１４Ａないし１４Ｄをそれぞれ有する。プラグ・リセプタクルコネクタ組立体１０Ａないし１０Ｄは、所与のコネクタ組立体用第１キー機構の特定構造を除き、互いに（及び上述のコネクタ組立体１０と）同じ全体構造を有する。特に、プラグ・リセプタクルコネクタ組立体は、プラグ及びリセプタクルの第２側壁２８，３７上に形成された独特の第１キー機構を有する。この第１キー機構は、所与のコネクタ組立体用のプラグ及びリセプタクルが互いに適正な方向で嵌合することを保証するように機能する。さらに、この第１キー機構は、例えばプラグ１２Ｂないし１２Ｄ等の同寸法のプラグが例えばリセプタクル１４Ａ等の正しくないリセプタクル内に挿入されるのを防止する。
【００３５】
図２１は、とりわけ第１プラグ１２Ａ及び第１リセプタクル１４Ａを有する第１の１ｘ４コネクタ組立体１０Ａを示す。第１プラグ１２Ａは、第２側壁２８の上側及び下側に形成された２個のキーリブ１４０と、キーリブ１４０間に形成された空隙すなわちスロット１４４とを有する。第１リセプタクル１４Ａは、第２側壁３７の上側及び下側に形成されたキースロット１４６を有する。第１プラグ１２Ａが適切な方向で第１リセプタクル１４Ａ内に挿入されると、プラグ１２Ａのキーリブ１４０はリセプタクル１４Ａのキースロット１４６内に嵌まる。逆に、第１プラグ１２Ａを例えば上下逆等の誤った方向で挿入しようとすると、第１プラグ１２Ａのキーリブ１４０が第１リセプタクル１４Ａのラッチ突起６０，６２に当接すると共にラッチ機構４８がリセプタクル１４Ａの第２側壁３７のキーリブ１４２に当接する。このため、リセプタクル１４Ａ内へのプラグ１２Ａの挿入を防止する。
【００３６】
図２２は、第２プラグ１２Ｂ及び第２リセプタクル１４Ｂを有する第２の１ｘ４コネクタ組立体１０Ｂを示す。第２プラグ１２Ｂは第２側壁の下側に形成された単一のキーリブ１４０を有するのに対し、第２リセプタクル１４Ｂは第２側壁の下側に形成された相互キースロット１４６を有する。プラグ１２Ｂが適正な方向でリセプタクル１４Ｂ内に挿入されると、プラグ１２Ｂのキーリブ１４０がリセプタクル１４Ｂのキースロット１４６内に嵌まる。逆に、第２プラグ１２Ｂを例えば上下逆等の誤った方向で挿入しようとすると、第２プラグ１２Ｂのキーリブ１４０が第２リセプタクル１４Ｂのラッチ突起６０，６２に当接すると共にラッチ機構４８がリセプタクル１４Ｂの第２側壁のキーリブ１４２に当接する。このため、リセプタクル１４Ｂ内へのプラグ１２Ｂの挿入を防止する。図面に見られるように、第２プラグ１２Ｂの下側キーリブ１４０は第１プラグ１２Ａの下側キーリブ１４０（及び第１リセプタクル１４Ａの下側キースロット１４６）よりも大きい。
【００３７】
図２３は、第３プラグ１２Ｃ及び第３リセプタクル１４Ｃを有する第３の１ｘ４コネクタ組立体１０Ｃを示す。第３プラグ１２Ｃは、第２側壁の下側及び中央に形成された２個のキーリブ１４０を有する。第３リセプタクル１４Ｃは、第２側壁の下側及び中央に形成された相互キースロット１４６を有する。第３プラグ１２Ｃが適切な方向で第３リセプタクル１４Ｃ内に挿入されると、プラグ１２Ｃのキーリブ１４０はリセプタクル１４Ｃのキースロット１４６内に嵌まる。逆に、第３プラグ１２Ｃを例えば上下逆等の誤った方向で挿入しようとすると、第３プラグ１２Ｃのキーリブ１４０が第３リセプタクル１４Ｃのラッチ突起６０，６２に当接すると共にラッチ機構４８がリセプタクル１４Ｃの第２側壁に当接する。
【００３８】
図２４は、第４プラグ１２Ｄ及び第４リセプタクル１４Ｄを有する第４の１ｘ４コネクタ組立体１０Ｄを示す。第４プラグ１２Ｄの第１キー機構は、プラグの第２側壁の下側と、例えば中心及び上側の間の上側中間とに形成された１対のキーリブ１４０を有する。第４リセプタクル１４Ｄは、その第２側壁の下側及び上側中間に形成された相互キースロット１４６を有する。第４プラグ１２Ｄが適切な方向で第４リセプタクル１４Ｄ内に挿入されると、第４プラグ１２Ｄのキーリブ１４０は第４リセプタクル１４Ｄのキースロット１４６内に摺動する。逆に、第４プラグ１２Ｄを例えば上下逆等の誤った方向で挿入しようとすると、第４プラグ１２Ｄのキーリブ１４０が第４リセプタクル１４Ｄのラッチ突起６０，６２に当接すると共にラッチ機構４８が第４リセプタクル１４Ｄの第２側壁に当接する。
【００３９】
上述したように、プラグ１２Ａないし１２Ｄ及びリセプタクル１４Ａないし１４Ｄが適正な方向で嵌合することを保証することに加え、第１キー機構はまた、同寸法のプラグが不適切なリセプタクル内に挿入されるのを防止する。例えば、第１プラグ１２Ａを第２リセプタクル１４Ｂに嵌合させようとすると、第１プラグ１２Ａの上側キーリブ１４０が第２リセプタクル１４Ｂのリブ１４２に当接する。
【００４０】
図４ないし図６並びに図２１ないし図２４に見られるように、第２キー機構は、プラグ１２及びリセプタクル１４の底壁に形成された相互キーリブ１４８及びスロット１５０からなる。第２キー機構は、所与の寸法のプラグ及びリセプタクルの全てで同じである。例えば、図２１ないし図２４において、各１ｘ４プラグは、ＴＰＡ８０の縦スロット１１４により画定される下側キースロット１５０を有する。キースロット１５０は、リセプタクルの底壁に形成された相互キーリブ１４８と整列すると共に嵌合するよう構成される。第１ラッチ突起１１６とＴＰＡ８０の脚１０８との間の横空間１５２は、プラグ及びリセプタクルが嵌合完了する際にキーリブ１４８の前端を受容する幅狭のキースロットを画定する（図６参照）。キーリブ１４８は縦スロット１１４と略同じ幅の幅広後部（図示せず）を有することができることが理解されよう。また、リセプタクル１４は、その第１側壁に沿って形成されたリブ１５６を有してもよい。リブ１５６は、プラグ１２がリセプタクル１４内に挿入されると、ラッチ突起６０，６２の内方に配置されると共にラッチビームの上下の空隙内に嵌まる寸法を有する。リブ１５６は、リセプタクル１４内にプラグ１２を案内するのを補助し、プラグ端子４２内へのリセプタクルピン３８の適正な嵌合を容易にする。
【００４１】
異なる寸法のコネクタ組立体を有する用途において、第２キー機構は、例えば１ｘ４プラグ等の小さいプラグが１ｘ６リセプタクル等の大きいリセプタクル内に挿入するのを防止するのに使用される。このことは図２５及び図２６に示される。図２５は、１ｘ６リセプタクル２１４と適正に嵌合した１ｘ６プラグ２１２を示す断面図である。１ｘ６プラグ２１２における第２キー機構は、プラグの底壁に形成された第１及び第２キースロット１５０ａ，１５０ｂからなる。一方のスロット１５０ａは、上述したものと同様にＴＰＡ８０の縦に延びるスロット１１４により画定される。他方のスロット１５０ｂは、プラグハウジングの底壁に直接形成された状態が示される。また、スロットの部分はＴＰＡの前壁により確定されることも理解されよう。１ｘ６リセプタクル２１４は、その底壁に第１及び第２キーリブ１４８ａ，１４８ｂを有する。第２キーリブ１４８ａ，１４８ｂは、プラグがリセプタクル内に挿入されるとプラグ２１２の第１及び第２キースロット１５０ａ，１５０ｂと嵌合する寸法を有すると共にそれらスロットと嵌合するように配置される。しかし、図２６に示されるように、例えば１ｘ４プラグ１２Ｂ等の小さいプラグを１ｘ６リセプタクル内に挿入しようとすると、リセプタクルの第２リブ１４８ｂがプラグの第２側壁の下側キーリブ１４０に当接するので、プラグがリセプタクル内に挿入されるのを防止する。図２６において、リブ１４０，１４８ｂ間の接触面はクロスハッチング２２５で示される。
【００４２】
好適実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であり、等価物に代替可能であることは当業者に理解されよう。さらに、本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の開示に対して特定の状況又は材料に適応して変形してもよい。従って、本発明は、開示された特定実施形態に制限されることを意図しておらず、本発明は特許請求の範囲に入る全ての実施形態を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電気コネクタ組立体を上から見た斜視図である。
【図２】図１の電気コネクタ組立体を下から見た斜視図である。
【図３】プラグと嵌合した状態のリセプタクルを示す、図１のコネクタ組立体の正面図である。
【図４】プラグ及びリセプタクルが嵌合解除された状態を示す、図３のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【図５】プラグがリセプタクルに部分的に嵌合した状態を示す、図４と同様の断面図である。
【図６】プラグがリセプタクルに嵌合完了した状態を示す、図４と同様の断面図である。
【図７】図１のプラグのプラグハウジングを上方且つ前方から見た斜視図である。
【図８】図７のプラグハウジングを下方且つ後方から見た斜視図である。
【図９】図７のプラグハウジングの正面図である。
【図１０】図７のプラグハウジングの背面図である。
【図１１】図９のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１２】図９のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１３】図１のプラグの正面図である。
【図１４】仮係止位置にある端子位置保証部材（ＴＰＡ）を示す、図１３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１５】ＴＰＡがプラグハウジングに本係止した状態を示す、図１４と同様の断面図である。
【図１６】図１のプラグのＴＰＡを上方且つ前方から見た斜視図である。
【図１７】図１６のＴＰＡを上方且つ後方から見た斜視図である。
【図１８】図１６のＴＰＡの側面図である。
【図１９】図１６のＴＰＡの一部切り欠いた底面図である。
【図２０】（Ａ）ないし（Ｄ）は、図１のプラグの組立工程を示す斜視図である。
【図２１】電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。
【図２２】電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。
【図２３】電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。
【図２４】電気コネクタの種々のキー機構を示す、プラグ及びリセプタクルの嵌合端面図である。
【図２５】１ｘ６リセプタクルと嵌合した１ｘ６プラグの断面図である。
【図２６】電気コネクタのキー機構を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 電気コネクタ組立体
１２ プラグ
１４ リセプタクル
１６ プラグハウジング
１８ 前端
２０ 後端
３０ 嵌合部
３３ 開口
４８ ラッチ
５０ ビーム
５２ 前端
５４ 後端
５６ 第１ラッチ突起
５８ 第２ラッチ突起
６０ 第１ラッチ係止部
６２ 第２ラッチ係止部
１４０，１４４ プラグキー機構
１４２，１４６ リセプタクルキー機構
１４８ｂ 第２キーリブ（第２リセプタクルキー機構）
Claims (3)
- 嵌合部を含む前端、及び後端を有するプラグと、該プラグの前記嵌合部を受容するよう構成された開口を有するリセプタクルと、前記プラグのハウジングの前端に固定された前端と、前記プラグ及び前記リセプタクルが互いに嵌合できるように前記プラグに向かって偏倚可能な独立した後端とを有するビームを具備する可撓性のラッチと、前記リセプタクルの前記開口内に配置された第１及び第２ラッチ係止部とを具備する電気コネクタ組立体であって、前記ラッチは、前記ビームの両側から延びる第１及び第２ラッチ突起をさらに有し、前記第１及び第２ラッチ係止部は、前記プラグの前記ハウジング及び前記リセプタクルが互いに嵌合完了する際に前記第１及び第２ラッチ突起と係止するように配置された電気コネクタ組立体において、
前記ラッチは、前記プラグの前記ハウジングの側面に配置され、
前記第１及び第２ラッチ突起の外縁間の距離は、前記プラグの前記嵌合部の高さと同じであることを特徴とする電気コネクタ組立体。
（請求項２） - 前記リセプタクルの前記開口と嵌合する寸法に設定された嵌合部を有する第２のプラグと、
前記リセプタクルの前記開口より小さく、該開口内に挿入可能な嵌合部を有する第３のプラグと、
前記プラグの前記嵌合部に形成された第１及び第２プラグキー機構と、
前記プラグの前記第１及び第２プラグキー機構とそれぞれ嵌合するために、前記リセプタクルの前記開口内に形成された第１及び第２リセプタクルキー機構とを具備し、
前記第１リセプタクルキー機構は、前記第２のプラグの前記嵌合部が前記リセプタクルの前記開口内に挿入されるのを防止するよう構成され、
前記第２リセプタクルキー機構は、前記第３のプラグの前記嵌合部が前記リセプタクルの前記開口内に挿入されるのを防止するよう構成されてい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。 - 前記プラグは、前記ハウジングに固定される端子位置保証部材を有し、
該端子位置保証部材は、前記第２プラグキー機構を有することを特徴とする請求項２記載の電気コネクタ組立体。
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