JP4414589B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レセプタクルコネクタとプラグコネクタの嵌合状態を保持又は解除するロック機構を備えた電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気コネクタは機器側に装着されるレセプタクルコネクタと該レセプタクルコネクタに嵌合可能なプラグコネクタとから成っており、該プラグコネクタと前記レセプタクルコネクタとの嵌合状態を保持又は解除するためにロック機構を備えているものがある。
【０００３】
図６〜図９は、従来のこの種の電気コネクタが示しており、図６及び図７はレセプタクルコネクタ１を示し、図８及び図９はプラグコネクタ２を示している。
【０００４】
前記レセプタクルコネクタ１は、金属製で略円筒形状のシェル３の奥側に絶縁ケース４を圧入し、該絶縁ケース４に所要数（図７では８本）の雄端子５の保持部６を圧入し、構成されている。前記シェル３の手前側には、所要数（図７では３個）の球７が半径方向に移動可能な状態で保持されていると共に内側に突出したキー突起８が形成されている。また、前記シェル３には、中央部分にフランジ部９が形成され、該フランジ部９より奥側にワッシャ１０を介してロックナット１１が螺嵌されている。すなわち、前記レセプタクルコネクタ１は、前記フランジ部９と前記ワッシャ１０で機器側の取付パネル（図示せず）を挟持し、前記ロックナット１１を前記フランジ部９側へ締付けることにより、前記取付パネルに固定される。
【０００５】
一方、前記プラグコネクタ２は、金属製のシェル１２の先端側に絶縁ケース１３を圧入し、該絶縁ケース１３に所要数（図９では８本）の雌端子１４を圧入し、構成されている。前記シェル１２の外面には所要数（この例では３個）の凹部１５が形成されていると共に前記キー突起８が嵌合可能なキー溝１６が形成されている。そして、前記シェル１２の外周には、金属製で略円筒形状のコード管１７が固着され、該コード管１７より先端側にスプリング１８を介して金属製で略円筒形状のリング１９が軸方向に摺動可能に設けられている。また、前記コード管１７の基端側は絶縁材料製のブッシング２０により覆われ、前記コード管１７の先端側、前記スプリング１８及びリング１９は金属製のスリーブ２１により覆われている。前記スリーブ２１は前記リング１９と共に軸方向に摺動可能であり、前記リング１９の先端側への摺動範囲は前記スリーブ２１の内面に形成された段差部２２により規制されるようになっている。さらに、前記リング１９と前記シェル１２の間には円筒状の嵌合空間２３が形成されている。
【０００６】
このような構成において、前記電気コネクタを取付けるには、前記キー溝１６が前記キー突起８に合致するように、前記プラグコネクタ２を前記レセプタクルコネクタ１に挿入する。前記レセプタクルコネクタ１側のシェル３は前記嵌合空間２３に嵌合し、前記球７は、前記プラグコネクタ２側のシェル１２により内側への動きを拘束されるため、前記リング１９に当接し、前記スプリング１８の弾性力に抗して前記リング１９を基端側に摺動させる。前記プラグコネクタ２をさらに挿入すると、前記球７は、前記凹部１５に嵌合し、内側へ移動する。これにより、前記球７と前記リング１９との当接状態が解かれるため、前記スプリング１８の弾性力により、前記リング１９は先端側に摺動し、前記段差部２２に当接し、前記プラグコネクタ２は前記レセプタクルコネクタ１にロックされた状態となる。
【０００７】
一方、前記電気コネクタを取外すには、前記スリーブ２１を基端側に摺動させる。前記リング１９は前記スリーブ２１と共に前記スプリング１８の弾性力に抗しつつ基端側に摺動し、前記リング１９の先端が前記球７より基端側に位置すると、前記球７は半径方向の動きの拘束が解除されるので外側に移動する。これにより、前記球７と前記凹部１５との嵌合状態は解かれるため、前記プラグコネクタ２を前記レセプタクルコネクタ１から抜脱させることが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の電気コネクタでは、ロック機構が複雑であり、構成部品点数が多く、コストの低減化が図り難いといった問題があった。
【０００９】
また、上記した電気コネクタは凹凸の多い複雑な形状を成し、内部にはスプリング設置のための空間や嵌合空間２３等を有し、複雑な構造をしている上、液体が内部に浸入し易い構造をしているため、液体がコネクタに付着したり、或いはコネクタ内部に浸入した場合に、その液体を除去するのが極めて困難であった。また、コネクタに付着したり、コネクタ内部に浸入した液体により、金属部分が腐食したり、絶縁部分が劣化したりするおそれもあった。
【００１０】
そこで、本発明は、斯かる課題を解決すべくなされたものであり、ロック機構が単純で、コストの低減化が図れ、また、コネクタに付着した液体の除去が容易な電気コネクタを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レセプタクルコネクタとプラグコネクタの嵌合状態を保持又は解除するロック機構を備えた電気コネクタにおいて、前記ロック機構は、前記レセプタクルコネクタ側に設けられたロック部材と、前記プラグコネクタ側に設けられ、前記ロック部材が係止可能な係止部とから成り、前記ロック部材は、前記プラグコネクタの嵌合方向に対して垂直な方向に沿って設けられた軸部の軸心を挟んでそれぞれ反対側に形成された操作部とロック部とを備え、前記軸心を中心に回動可能であり、前記ロック部材が内側に回動する方向に付勢されており、前記プラグコネクタを前記レセプタクルコネクタに嵌合すると、前記ロック部が前記係止部に係止し、前記ロック部に対する付勢力によりその係止状態が保持され、前記プラグコネクタと前記レセプタクルコネクタが電気的に接続される一方、前記操作部を操作し、前記ロック部材を前記軸心を中心に前記付勢力に抗する方向に回動させると、前記ロック部と前記係止部との係止状態が解除されるように構成されており、前記電気コネクタは、更に、前記ロック部材が前記プラグコネクタの嵌合方向に対して略平行姿勢にある時に、前記ロック部に当接し、該ロック部を内側に回動する方向に付勢するバネ部材を備えており、前記レセプタクルコネクタのケースは、前記プラグコネクタの嵌合方向における手前側から前記ケースの厚み方向に切欠され、前記プラグコネクタの嵌合方向に対して略直交する方向に延びる細長形状の第１切欠部と、前記プラグコネクタの嵌合方向に対して略直交する方向に延びるとともに、前記直交する方向において前記第１切欠分よりも短く設定され且つ該第１切欠部からさらに奥側において前記ケースの厚み方向に切欠された第２切欠部とを有し、前記操作部は前記第１切欠部に嵌設可能に形成され、前記ロック部は前記第２切欠部に嵌設可能に形成され、前記バネ部材は前記第２切欠部に圧入されていることを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記軸部は前記レセプタクルコネクタの手前側端部に設けられ、前記ロック部材は、前記プラグコネクタが前記レセプタクルコネクタに嵌合していない時には、前記ロック部が前記プラグコネクタの嵌合凹部内に突出するように構成され、前記プラグコネクタが前記レセプタクルコネクタに嵌合している時には、前記プラグコネクタの嵌合方向に対して略平行姿勢を成すと共に前記操作部が手前側外部に突出するように構成され、前記プラグコネクタを前記レセプタクルコネクタに嵌合すると、前記ロック部は、前記プラグコネクタに当接し、該プラグコネクタの外面に沿って摺動した後、前記係止部に係止し、前記ロック部材に対する付勢力によりその係止状態が保持され、前記プラグコネクタと前記レセプタクルコネクタが電気的に接続される一方、前記操作部を押圧し、前記ロック部材を前記軸心を中心に前記付勢力に抗する方向に回動させると、前記ロック部と前記係止部との係止状態が解除されるように構成されている。
【００１３】
また、前記プラグコネクタは絶縁ケースで密閉された構造を有し、さらに、前記プラグコネクタは、前記絶縁ケースの上面に凸状に形成された段部を備え、該段部の基端側には前記係止部が形成され、前記絶縁ケース及び前記段部の上面両端部にそれぞれ外側に下り勾配の傾斜面が形成されている。
【００１４】
さらに、前記ロック部材は前記軸部に設けられた他のバネ部材により付勢されていてもよい。
更に、前記第１切欠部の前記略直交する方向における両側には溝部が形成され、前記軸部は前記溝部に嵌設可能に形成され、前記操作部の前記軸心側部分は前記第１切欠部に嵌設可能に形成され、前記ロック部は前記第２切欠部に嵌設可能に形成されていてもよい。
更にまた、前記バネ部材は前記第２切欠部に圧入されていてもよい。
【００１５】
このような構成において、前記プラグコネクタを前記レセプタクルコネクタに嵌合すると、前記ロック部が前記係止部に係止し、両コネクタの嵌合状態が保持され、一方、前記操作部を操作すると、前記ロック部と前記係止部の係合状態が解除され、両コネクタの嵌合状態は解除される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る電気コネクタを説明する。
【００１７】
電気コネクタは、図１及び図２に示すように、レセプタクルコネクタ３１と、該レセプタクルコネクタ３１に嵌合可能なプラグコネクタ３２とから構成され、両コネクタ３１，３２の嵌合状態を保持又は解除するためのロック機構３３を備えている。
【００１８】
前記レセプタクルコネクタ３１は、前記プラグコネクタ３２の先端部が嵌合可能な嵌合凹部３４を有する絶縁ケース３５と、前記嵌合凹部３４の奥側に配設され、接続空間５８を挟んで対向するように圧入された所要数の雌端子３６と、前記絶縁ケース３５を覆う金属製のグランド板（図示せず）とを備えている。前記絶縁ケース３５は、端部中央部が手前側から切欠され、前記プラグコネクタ３２の嵌合方向に対して垂直な方向に沿って形成された細長形状の第１切欠部３９と、該第１切欠部３９の中央部分からさらに奥側に切欠された第２切欠部４０とを有し、前記第１切欠部３９の奥側両端部には当接面３８が形成されている。また、前記第１切欠部３９の両側の前記絶縁ケース３５には、溝部４１が形成されていると共に該溝部４１より手前側に突起部６０（図３，４参照）が形成され、前記絶縁ケース４２内面の手前側上部には、一対のテーパ部６５が形成されている。さらに、前記絶縁ケース３５の両側部には一対のパネル取付部３７が突設され、前記レセプタクルコネクタ３１は、前記嵌合凹部３４が前記パネル６２の開口部６３に臨むように前記パネル６２に固定されるようになっている（図３，４参照）。
【００１９】
前記プラグコネクタ３２は基板（図示せず）を絶縁ケース４２で密封した構成を成し、該絶縁ケース４２の上面両端部にはそれぞれ外側に向かって下り勾配の傾斜面４３が形成されている。また、前記絶縁ケース４２の先端側上面中央部は隆起し、段部４４が形成され、該段部４４の両側部にはそれぞれ外側に向かって下り勾配の小傾斜面４５が形成されている。そして、前記絶縁ケース４２の先端には端子保持部４６が突出形成され、該端子保持部４６には前記雌端子３６と同数の雄端子４７が一体成形され、該各雄端子４７の接触部はそれぞれ前記端子保持部４６の両面に露出している（図３，４参照）。
【００２０】
このように、前記絶縁ケース４２には外側に下り勾配の前記傾斜面４３、小傾斜面４５が平坦に形成されているので、前記プラグコネクタ３２に液体が飛散したとしても、大部分の液体を自然落下させることができ、また、容易に拭き取ることができるため、液体の除去を容易に行うことができる。さらに、前記プラグコネクタ３２の前記レセプタクルコネクタ３１への嵌合作業を円滑に行うことができるといった利点もある。
【００２１】
前記ロック機構３３は前記レセプタクルコネクタ３１側に設けられたロック部材４８と、前記プラグコネクタ３２の前記段部４４の基端側に形成された係止部４９とから成っている。前記ロック部材４８は板状を成し、その左右両側面にそれぞれ突設された軸部５０と、該軸部５０の軸心５１を挟んでそれぞれ反対側に形成された操作部５２及びロック部５３とを備え、該ロック部５３の先端部には突部５４が形成されている。前記軸心５１から前記操作部５２先端までの長さは前記軸心５１から前記ロック部５３先端までの長さより長く、また、前記軸部５０は前記溝部４１に嵌設可能に形成され、前記操作部５２の前記軸心５１側部分は前記第１切欠部３９に嵌設可能に形成され、前記ロック部５３は前記第２切欠部４０に嵌設可能に形成されている。すなわち、前記ロック部材４８は前記操作部５２を外側に向けた姿勢で前記軸心５０を中心に回動可能に設けられている。また、前記軸部５０にはコイルバネ５５が設けられ、前記コイルバネ５５は前記ロック部５３が内側に回動する方向に前記ロック部材４８を付勢している。そして、前記溝部４１に嵌設された前記軸部５０には上方から脱落防止用として押え片５６が圧入され、該押え片５６の側面には抜止め防止用の係止突起部５７が形成されている。
【００２２】
次に、図３及び図４により、前記プラグコネクタ３２と前記レセプタクルコネクタ３１の嵌脱時の電気コネクタの作用を説明する。
【００２３】
図３は、前記プラグコネクタ３２を前記レセプタクルコネクタ３１に嵌合する前の状態を示しており、この状態では、前記コイルバネ５５の付勢力により、前記操作部５２が前記当接面３８に当接すると共に前記ロック部５３が前記嵌合凹部３４内に突出し、前記ロック部材４８は前記プラグコネクタ３２の嵌合方向に対して略垂直姿勢を成している。また、前記パネル６２には、前記開口部６３の上方に隣接して収容部６４が形成され、該収容部６４に前記ロック部材４８の操作部５２が収容されている。従って、この状態では、前記操作部５２が前記パネル６２から突出することがなく、衝突により誤って、前記ロック部材４８を破損させたり、損傷させたりするおそれがない。
【００２４】
そして、前記プラグコネクタ３２の先端部を前記レセプタクルコネクタ３１の嵌合凹部３４に挿入すると、先ず、前記ロック部５３の突部５４が前記絶縁ケース４２の先端面６１に当接し、前記小傾斜面４５は前記テーパ部６４に沿って移動する。さらに、前記プラグコネクタ３２を挿入すると、前記突部５４は前記段部４４上を摺動した後、図４に示すように、前記係止部４９に係止し、前記コイルバネ５５の付勢力によりその係止状態が保持される。この時、前記ロック部材４８は前記プラグコネクタ３２の嵌合方向に対して略平行姿勢を成し、前記操作部５２は手前側外部に突出した状態となる。また、前記端子保持部４６は前記接続空間５８に嵌合し、前記各雄端子４７はそれぞれ前記各雌端子３６と接触し、前記プラグコネクタ３２は前記レセプタクルコネクタ３１と電気的に接続された状態となる。
【００２５】
一方、前記プラグコネクタ３２が前記レセプタクルコネクタ３１に嵌合した状態で前記操作部５２を押圧すると、前記コイルバネ５５の弾性力に抗して前記ロック部５３は前記係止部４９から離脱し、両者間の係止状態は解除される。この結果、前記プラグコネクタ３２を引抜くことにより、前記プラグコネクタ３２を前記レセプタクルコネクタ３１から抜脱することができる。この時、前記軸心５１から前記操作部５２先端までの長さは前記軸心５１から前記ロック部５３先端までの長さより長いため、てこの原理により、前記操作部５２に加える力は小さくて済む。また、前記操作部５２に必要以上の力が加えられたとしても、前記突起部６０が前記操作部５２に当接し、該操作部５２の回動を拘束するので、前記コイルバネ５５に過大な力が掛かり、前記コイルバネ５５が破損等するおそれはない。
【００２６】
なお、図５に示されているように、前記第２切欠部４０に板バネ等の補助バネ部材５９を圧入し、前記ロック部材４８が前記プラグコネクタ３２の嵌合方向に対して略平行姿勢を成した時に、前記補助バネ部材５９が、前記ロック部５３に当接し、該ロック部５３を内側に回動する方向に付勢するようにしてもよい。この場合には、前記ロック部５３の外側への回動を確実に規制することができるので、前記ロック部材４８と前記係止部４９との係止状態をより確実に保持することができ、また、前記ロック部材４８の操作性の向上を図ることができる。
【００２７】
また、前記係止部４９は、前記段部４４の基端側に形成させる代わりに、前記プラグコネクタ３２側の絶縁ケース４２の外面に溝、切欠部、凹部等を設けることにより形成させてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、ロック機構がロック部材と係止部とから成り、極めて単純であり、構成部品点数が少ないので、操作性の向上が図れ、コストの低減化が可能となる。
【００２９】
また、プラグコネクタは絶縁ケースで密閉された構造を成しているので、内部に液体等が浸入するおそれがなく、プラグコネクタに液体が付着したとしても、その液体を容易に除去することができ、金属部分を腐食させたり、絶縁部分を劣化させるおそれがなく、耐久性を向上させることができる。
【００３０】
さらに、プラグコネクタがレセプタクルコネクタに嵌合していない時には、ロック部材がプラグコネクタの嵌合方向に対して略垂直姿勢を成すように構成されているので、未使用時に、操作部が取付パネルから前方に突出することがなく、誤ってロック部材を破損したり、損傷したりするおそれがない。
【００３１】
さらにまた、補助バネ部材を設けた場合には、コネクタの嵌合時にロック機構が外れるのを確実に防止することができる等種々の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気コネクタのレセプタクルコネクタを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電気コネクタのプラグコネクタを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電気コネクタの作用を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電気コネクタの作用を示す部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電気コネクタの別の例を示す断面図である。
【図６】従来例のレセプタクルコネクタを示す部分断面図である。
【図７】従来例のレセプタクルコネクタを嵌合側から見た側面図である。
【図８】従来例のプラグコネクタを示す部分断面図である。
【図９】従来例のプラグコネクタを嵌合側から見た側面図である。
【符号の説明】
３１ レセプタクルコネクタ
３２ プラグコネクタ
３３ ロック機構
４２ 絶縁ケース
４８ ロック部材
４９ 係止部
５０ 軸部
５１ 軸心
５２ 操作部
５３ ロック部
５５ コイルバネ
５９ 補助バネ部材

Claims (6)

1. レセプタクルコネクタとプラグコネクタの嵌合状態を保持又は解除するロック機構を備えた電気コネクタにおいて、
   前記ロック機構は、前記レセプタクルコネクタ側に設けられたロック部材と、前記プラグコネクタ側に設けられ、前記ロック部材が係止可能な係止部とから成り、
   前記ロック部材は、前記プラグコネクタの嵌合方向に対して垂直な方向に沿って設けられた軸部の軸心を挟んでそれぞれ反対側に形成された操作部とロック部とを備え、前記軸心を中心に回動可能であり、前記ロック部が内側に回動する方向に付勢されており、
   前記プラグコネクタを前記レセプタクルコネクタに嵌合すると、前記ロック部が前記係止部に係止し、前記ロック部材に対する付勢力によりその係止状態が保持され、前記プラグコネクタと前記レセプタクルコネクタが電気的に接続される一方、
   前記操作部を操作し、前記ロック部材を前記軸心を中心に前記付勢力に抗する方向に回動させると、前記ロック部と前記係止部との係止状態が解除されるように構成されており、
   前記電気コネクタは、前記ロック部材が前記プラグコネクタの嵌合方向に対して略平行姿勢にある時に、前記ロック部に当接し、該ロック部を内側に回動する方向に付勢するバネ部材を備えており、
   前記レセプタクルコネクタのケースは、前記プラグコネクタの嵌合方向における手前側から前記ケースの厚み方向に切欠され、前記プラグコネクタの嵌合方向に対して略直交する方向に延びる細長形状の第１切欠部と、前記プラグコネクタの嵌合方向に対して略直交する方向に延びるとともに、前記直交する方向において前記第１切欠分よりも短く設定され且つ該第１切欠部からさらに奥側において前記ケースの厚み方向に切欠された第２切欠部とを有し、
   前記操作部は前記第１切欠部に嵌設可能に形成され、前記ロック部は前記第２切欠部に嵌設可能に形成され、
   前記バネ部材は前記第２切欠部に圧入されていることを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記軸部は前記レセプタクルコネクタの手前側端部に設けられ、
   前記ロック部材は、
   前記プラグコネクタが前記レセプタクルコネクタに嵌合していない時には、前記ロック部が前記レセプタクルコネクタの嵌合凹部内に突出するように構成され、
   前記プラグコネクタが前記レセプタクルコネクタに嵌合している時には、前記プラグコネクタの嵌合方向に対して略平行姿勢を成すと共に前記操作部が手前側外部に突出するように構成され、
   前記プラグコネクタを前記レセプタクルコネクタに嵌合すると、前記ロック部は、前記プラグコネクタに当接し、該プラグコネクタの外面に沿って摺動した後、前記係止部に係止し、前記ロック部材に対する付勢力によりその係止状態が保持され、前記プラグコネクタと前記レセプタクルコネクタが電気的に接続される一方、
   前記操作部を押圧し、前記ロック部材を前記軸心を中心に前記付勢力に抗する方向に回動させると、前記ロック部と前記係止部との係止状態が解除されるように構成されている請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記プラグコネクタは絶縁ケースで密閉された構造を有している請求項１又は２に記載の電気コネクタ。
4. 前記プラグコネクタは、前記絶縁ケースの上面に凸状に形成された段部を備え、該段部の基端側には前記係止部が形成され、前記絶縁ケース及び前記段部の上面両端部にそれぞれ外側に下り勾配の傾斜面が形成されている請求項３に記載の電気コネクタ。
5. 前記ロック部材は前記軸部に設けられた他のバネ部材により付勢されている請求項１又は２に記載の電気コネクタ。
6. 前記第１切欠部の前記略直交する方向における両側には溝部が形成され、前記軸部は前記溝部に嵌設可能に形成され、前記操作部の前記軸心側部分は前記第１切欠部に嵌設可能に形成され、前記ロック部は前記第２切欠部に嵌設可能に形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の電気コネクタ。

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