JP4436816B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は電気コネクタに関し、更に詳細には、端子をコネクタ本体の端子受け入れキャビティに保持する電気コネクタに関する。

１９９９年１１月９日にモレロ等に付与された、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，９８０，３１８号には、剛性を有する係止尖端を持つ剛性を有するフロア壁によって部分的に形成された端子受け入れキャビティを持つ電気コネクタが開示されている。剛性を有する係止尖端は、剛性を有するフロア壁から上方に端子受け入れキャビティ内に延びる。可撓性ビームが剛性を有するフロア壁と向き合っており、天井壁が、剛性を有する係止尖端と全体に向き合った位置で剛性を有するフロア壁に向かって延びる端子保持突出部を含む。コネクタ本体は、各端子受け入れキャビティ内に端子を受け入れる。各端子は、部分的に剛性を有する係止バーで形成された凹所を有する。剛性を有する係止バーは、端子の側壁に取り付けられている。剛性を有する係止尖端は、端子を端子キャビティに一杯に着座したとき、端子凹所に配置され、剛性を有する係止バーが剛性を有する係止尖端と係合し、着座した端子が端子キャビティから引き出されないようにする。
米国特許第５，９８０，３１８号

本発明の目的は、端子が、コネクタ本体の端子キャビティにおいて剛性を有する係止尖端と係合してコネクタ本体から引き出されないようにする剛性を有する係止バーを有する種類の改良電気コネクタを提供することである。

本発明は、改良された端子保持構成、好ましくは、端子引出し力が増大するにつれて端子引出し抵抗が大幅に増大する構成を持つ電気コネクタを提供する。

一つの特徴では、本発明の特徴は、端子の剛性を有する係止バーが、コネクタ本体の剛性を有する係止尖端に食い込んで端子引出し抵抗を大幅に増大する楔状部分を持つことである。

別の特徴では、本発明の特徴は、端子の剛性を有する係止バーが、剛性を有する係止尖端の角度をなした面と係合し、それによって、端子に加えられた端子引出し力に応じて、端子の係止バーが、剛性を有する係止尖端の後側の端子受け入れキャビティのフロア壁に向かって引っ張られ、これにより、係止バーが、剛性を有する係止尖端に乗り上げないようにすることである。

更に別の特徴では、本発明の特徴は、端子が、角度をなした面を備えた側壁を備えており、該端子側壁の角度付きの面は、剛性を有する係止尖端の角度をなした面と係合して、改良された端子保持構造が提供される。

以上の特徴の各々により端子の保持が改善されるけれども、端子の保持を改善するための特徴のうちの少なくとも二つ及び更に好ましくは三つ全てを含むのが好ましい。

本発明のこれらの及び他の特徴及び利点は、図面の簡単な説明、詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付図面から明らかになるであろう。

上文中に言及した本発明の特徴は、同じ部材に同じ参照番号を付した添付図面と関連して以下の詳細な説明を読むことにより更に明らかに理解されるであろう。

図１乃至図６は、本発明による電気コネクタ１０の例示の実施例を示す。電気コネクタ１０は、コネクタ本体１２と、雌状の端子１４とを含む。端子１４は、コネクタ本体１２の後ケーブル端２０に設けられた開口部１８を通して、端子受け入れキャビティ１６に挿入される。

端子受け入れキャビティ１６は、部分的には、剛性を有するフロア壁２２によって形成されている。直立した両側壁２４、２６が、フロア壁２２から交差方向に延びている。天井２８が、これらの側壁２４、２６間を延びている。フロア壁２２は、好ましくは、フロア壁２２が移動したり撓んだりしないように、側壁２４、２６に取り付けられている。

剛性を有する係止尖端３０が、フロア壁２２から内方に端子受け入れキャビティ１６内に延びている。係止尖端３０は、角度をなした面３４（角度付き面）を含む。この角度をなした面３４は、コネクタ本体１２の後ケーブル端２０から遠ざかる方向に向けて、フロア壁２２から上方及び内方に傾斜している。この角度をなした面３４は、図６のＡに最もよく示すように、フロア壁２２に対して鋭角３６を形成している。図１乃至図５に最もよく示すように、係止尖端３０は、側壁２４、２６間を延び、これらの側壁２４、２６の各々に取り付けられている。

可撓性ビーム３８が、図５に最もよく示すように、天井壁２８から端子受け入れキャビティ１６内にフロア壁２２と向き合って延びている。可撓性ビーム３８は、第１及び第２の端部分４２、４４間を延びるブリッジ部分４０を含む。第１端部分４２は、接触端３２のところでコネクタ本体１２に取り付けられている。第２端部分４４は、コネクタ本体１２の後ケーブル端２０に天井壁２８を介して取り付けられている。可撓性ビーム３８は、好ましくは、第１及び第２の端部分４２、４４のところだけが側壁２４、２６に取り付けられている。可撓性ビーム３８は、隆起部即ち端子保持突出部５０を備えている。端子保持突出部５０は、係止尖端３０とほぼ向き合った位置で、ブリッジ部分４０から内方にフロア壁２２に向かって突出している。端子保持突出部５０は、可撓性ビーム３８に対して撓み点を提供する。

図２及び図５に示すように、端子保持突出部５０は、ブリッジ部分４０から延びるベース５２と、実質的に剛性を有する片持ち梁状の端子安定化部材５４とを有する。片持ち梁状の端子安定化部材５４は、端子保持突出部ベース５２から、コネクタ本体１２の接触端３２に向かって前方に突出している。長さ方向断面図において、端子安定化部材５４は、可撓性ビーム３８のブリッジ部分４０に対してほぼ平行に延びており、つま先（トー）に似た形状となっている。端子保持突出部５０及び端子安定化部材５４は、一緒になって、端子接触面５６を形成する。コネクタ本体１２は、可撓性ビーム３８の移動又は撓みを容易にするため、可撓性ビーム３８の上方に第２キャビティ５８を有する。

端子１４は、ゲージ厚が比較的薄い金属素材でできた金属製の一部品からなる（又は、一体型の）部材であり、概ね、ほぼ箱状の前側の接触部分１０２と、後側のケーブル取り付部分１０４とを有している。接触部分１０２は、雄端子（図示せず）の接触ピン又はブレードを受け入れるための開口部１０６を有する。ケーブル取付け部分１０４は、金属製のクリンプ部分（圧着部分）１０８によって、電気ケーブル１０７に取り付けられるように構成されている。クリンプ部分（圧着部分）１０８は、従来のコア及びウィング状ケーブルクリンプ部分を含む。
接触部分１０２は、上面１１０及び下面１１２を有する。接触部分１０２は、この接触部分１０２の前端１１６から後方に延びる係止部材１１４を含む。係止部材１１４は、図３に最もよく示すように、外部分１１８を有する。外部分１１８は、剛性を有する係止バー１２０を有しており、係止バー１２０は端面１２２を持っている。図５に示すように、また、図６Ａ、Ｂ、及びＣと関連して以下に更に詳細に説明するように、端子１４がコネクタ本体１２に着座したとき、係止バー１２０は、係止尖端３０の角度をなした面３４の後側に配置される。

接触部分１０２は、係止尖端３０を受け入れるための凹所（即ち、開口部）１２４を有する。係止バー１２０は、端面１２２に形成された平らな部分１２７の間に中央の楔状部分１２６を含む。以下に更に詳細に説明するように、端子１４を端子受け入れキャビティ１６に着座したとき、中央の楔状部分１２６は、係止尖端３０の角度をなした面３４と係合する。

係止部材１１４は、更に、横方向に間隔が隔てられた側壁１３０、１３１を含む。側壁１３０、１３１は、係止バー１２０の両側から上方に延びている。各側壁１３０、１３１は、図６のＣに最もよく示すように、また、以下に更に詳細に説明するように、係止尖端３０の角度をなした面３４と係合する、角度をなした面１２８を有する。

電気コネクタ１０を組み立てるため、端子１４の接触部分１０２が、コネクタ本体１２の後ケーブル端２０に設けられた開口部１８を通して、端子受け入れキャビティ１６に挿入される。接触部分１０２の前端が係止尖端３０と係合し、そして、端子１４が、係止尖端３０の傾斜した後面に乗り上げ、これにより、端子１４が、持ち上げられてフロア壁２２から離れる。端子１４が、係止尖端３０の傾斜した後面に乗り上げると、上面１１０が、端子保持突出部５０と係合し、可撓性ビーム３８が、第２キャビティ５８内に上方に撓み、これによって、係止尖端３０と端子保持突出部５０との間で、端子１４の移動が受け入れられる。端子安定化部材５４は、上方に撓むとき、可撓性ビーム３８に従う。端子を挿入する間に可撓性ビーム３８が撓むことにより、端子安定化部材５４は、初期配向位置から回転し、入ってくる端子１４と整合する。端子１４が、前方に端子受け入れキャビティ１６内に更に前進させられると、図２及び図５に示すように、凹所（即ち、開口部）１２４は、係止尖端３０上に重なり、その箇所で、端子１４の上面１１０に加わっている可撓性ビーム３８の弾性力が、端子１４を剛性を有するフロア壁２４に押し付け、端子安定化部材５４をその初期配向位置に戻し、端子１４をコネクタ本体１２の端子受け入れキャビティ１６に着座させる。この着座位置において、可撓性ビーム３８の端子保持突出部５０が、端子１４の上面１１０と接触し、これにより、端子１４を剛性を有するフロア壁２２に向かって押圧し、係止尖端３０の角度をなした面３４が剛性を有する係止バー１２０と係合することによって、端子１４が、後ケーブル端２０の開口部１８を通って、端子受け入れキャビティ１６の外に後退するのが防止され、後ろに戻らないようにされる。更に、片持ち梁状の端子安定化部材５４が、端子１４の上面１１０と係合し、端子受け入れキャビティ１６内での端子１４の揺動又は回転運動に抵抗して、かかる。揺動や回転運動を阻止する。

端子１４が前方に移動しないように、接触端３２の内側壁等のストッパ６０が、コネクタ本体１２に設けられている。雄端子ピン又はブレード（図示せず）を、コネクタ本体開口部６２を通し、そして、端子開口部１０６を通して、端子１４の接触部分１０２に挿入してもよい。コネクタ本体１２は、端子受け入れキャビティ１６と連通した、開口部６２の下に第３開口部６４を有する。これにより、工具（図示せず）を、端子受け入れキャビティ１６に挿入し、係止バー１２０が係止尖端３０の上にあるように端子１４を持ち上げることによって、端子１４を、後ケーブル端２０の開口部１８を通して引き出すことができる。

図５を参照すると、端子保持突出部ベース５２は、可撓性ビーム３８の中央に取り付けられていることが好ましい。それによって、端子保持突出部５０は、可撓性ビーム３８の中央近くの最適の位置に、撓み点を提供し、これにより、端子受け入れキャビティ１６に端子１４を挿入するのに必要な力を最小できる。この際、片持ち梁状の端子安定化部材５４を、端子保持突出部ベース５２から前方に突出させることによって、端子１４の回転運動に抵抗を与えて、かかる回転運動を阻止することができる。端子保持突出部ベース５２は、端子保持突出部５０の全端子接触面積よりも小さい端子接触面積を有することが好ましい。これは、ベースが小さいと、ビームの可撓性が全体に大きくなって剛性が低くなり、これによって端子挿入力を低くできるため、有利である。一方、端子接触面積が大きいと、端子１４に対して大きな支持が提供され、端子の安定性が大きくなる。

次に、図２及び図５を概括的に参照し且つ図６のＡ及びＢを詳細に参照し、改良端子保持を以下に詳細に説明する。図６のＡは、実際の操作中に起こることも起こらないこともある、係止バー１２０が係止尖端３０の前方に僅かに間隔が隔てられた、端部遊び状態を示す。いずれにせよ、この状態は保持構成の様々な部品の形状の説明を容易にする。

最も一般的には図５に示すように電気ケーブル１０７を引っ張ることによって、端子引出し力Ｆを端子１４に加えたとき、先ず最初に端部遊びがなくなる。即ち、係止バー１２０を、係止尖端３０の角度をなした面３４に抗して引くと、端子１４は、係止尖端３０の後側のフロア壁２２に向かって下方に引っ張られ、図６のＢに示すように、係止尖端３０の底部のところで、フロア壁２２と十分に着座した状態で係合する。これは、本発明の改良端子保持構成の一つの特徴である。この特徴により、端子引っ張り出し力が端子１４に加えられるときに、係止バー１２０が係止尖端３０に乗り上げることがない。このような特徴は、端子の寸法が小さくなるに従って、更に望ましくなる。

上述のように、係止バー１２０は、楔状部分１２６を有する。この楔状部分１２６は、次いで、引っ張り出し力Ｆが所定の大きさを越えたとき、係止尖端３０の角度をなした面３４に食い込む。これは、本発明の改良端子保持構成の別の特徴である。この特徴には、係止バー１２０の楔状部分１２６が係止尖端３０に深く深く食い込むほど、引出し抵抗が大幅に増大するという利点がある。

楔状部分１２６が係止尖端３０に食い込む所定の大きさは、電気コネクタ部品の物理的特徴及びこれらの部品の夫々の形状で決まる。電気コネクタ部品の物理的特徴やこれらの部品の形状としては、例えば、係止尖端３０の硬さ、係止バー１２０の硬さ、あるいは楔状部分１２６の縁部の鋭さや尖り度などが挙げられる。この縁部は、楔状部分１２６の角度をなした面の底部又は外側のエッジ（外縁部）に形成されることが好ましい。これは、係止バー１２０の底面に対して、鋭角１５０を形成する。

楔状部分１２６は、係止尖端３０の角度をなした面３４と関連して使用されることが好ましい。このような場合には、鋭角１５０は、角度をなした面３４に縁部が食い込むように、鋭角３６よりも小さい。

端子引出し力Ｆが更に増大すると、楔状部分１２６は、係止尖端３０の角度をなした面３４に更に深く食い込む。これは、楔状部分１２６の進入が十分となって、その結果、側壁１３０、１３１の角度をなした面１２８が、係止尖端３０の角度をなした面３４と係合するまで、行われる。側壁１３０、１３１の角度をなした面１２８は、鋭角１５２を形成することが好ましく、また、この鋭角１５２は、係止尖端３０の角度をなした面３４によって形成された鋭角３６と実質的に等しいことが好ましい。それによって、側壁１３０、１３１の角度をなした面１２８と角度をなした面３４との間の接触面積が最大になり、これによって、楔状部分１２６が角度をなした面３４に食い込んだ後の端子引出し抵抗を更に大きくする。これは、本発明の端子保持構成の別の特徴である。

上述のように、本発明では三つの改良端子保持特徴が可能であり、これらの特徴のうちのいずれか一つにより端子の保持が改良される。しかしながら、少なくとも二つの改良端子保持特徴を使用することが好ましく、本発明の三つの改良端子保持特徴の全てを使用することがより好ましい。

図示し且つ上文中に説明した例示の実施例は、単なる例として提供されたものであって、本発明の範囲を如何なる意味でも限定しようとするものではない。例示の比、材料、及び形成技術は単なる例示であって、本発明を実施する上で必ずしも必要とされない。ここに開示した本発明の範囲は、図示し且つ上文中に説明した特定の開示の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲を正しく読むことによってのみ定義される。

この他の変形及び変更は、明細書を読みそして理解することによって思いつくであろう。これらの変形及び変更が本発明の範疇に入る限り、これらの変形及び変更は本発明に含まれる。

図１は、本発明による電気コネクタの一部分を断面した分解斜視図である。 図２は、図１に示す電気コネクタの一部を断面した斜視図である。 図３は、図１に示す電気コネクタの部分である雌状の端子の斜視図である。 図４は、図１に示す電気コネクタの端面図である。 図５は、実質的に図４の５−５線に沿った、矢印の方向で見た電気コネクタの長さ方向断面図である。 図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、様々な状況での図５の部分６の拡大図である。

１０ 電気コネクタ
１２ コネクタ本体
１４ 導電性を有する雌状の端子
１６ 端子受け入れキャビティ
１８ 開口部
２０ 後ケーブル端
２２ 剛性を有するフロア壁
２４、２６ 側壁
２８ 天井
３０ 剛性を有する係止尖端
３２ 接触端
３４ 角度をなした面
３６ 鋭角
３８ 可撓性ビーム
４０ ブリッジ部分
４２ 第１端部分
４４ 第２端部分
５０ 端子保持突出部
５２ 端子保持突出部ベース
５４ 片持ち梁形状の端子安定化部材
５６ 端子接触面
５８ 第２キャビティ

Claims (5)

1. コネクタ本体１２の端子受け入れキャビティ１６内に配置される端子１４を有する電気コネクタ１０であって、
   前記端子１４は、剛性を有する係止バー１２０を有しており、前記係止係止バー１２０は、前記コネクタ本体１２のフロア壁２２から内方に前記端子受け入れキャビティ１６内に突出した剛性を有する係止尖端３０と係合して、前記端子１４を前記端子受け入れキャビティ１６内に保持する電気コネクタにおいて、
   前記端子１４の前記係止バー１２０は、楔状部分１２６を有しており、該楔状部分１２６は、端子１４に加えられる端子引出し力が所定の大きさを越えたときに、前記端子引出し力に応じて、前記コネクタ本体１２の前記係止尖端３０に食い込み、
   前記コネクタ本体１２の前記係止尖端３０は、前記係止バー１２０と係合する角度をなした面３４を有しており、
   前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４は、前記コネクタ本体１２の前記フロア壁２２に対して鋭角３６をなし、前記係止バー１２０の前記楔状部分１２６は、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４が形成する前記鋭角３６よりも小さい、前記端子１４の底面に対して鋭角１５０を形成しており、
   前記係止バー１２０は、前記端子１４の横方向に間隔が隔てられた側壁１３０、１３１に取り付けられており、該側壁１３０、１３１は、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４と係合できる、角度をなした面１２８を有しており、
   前記側壁１３０、１３１の前記角度をなした面１２８は、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４が形成する前記鋭角３６とほぼ等しい、前記端子１４の底面に対して鋭角１５２を形成する、電気コネクタ。
2. 請求項１に記載の電気コネクタにおいて、
   前記コネクタ本体１２の前記係止尖端３０は、前記端子１４に加えられた端子引出し力に応じて、前記端子１４を前記フロア壁２２に向かって外方に押す、電気コネクタ。
3. コネクタ本体１２の端子受け入れキャビティ１６内に配置される端子１４を有する電気コネクタ１０であって、
   前記端子１４は、剛性を有する係止バー１２０を有しており、前記係止バー１２０は、前記コネクタ本体１２のフロア壁２２から内方に前記端子受け入れキャビティ内１６に突出した剛性を有する係止尖端３０と係合して、前記端子１４を前記端子受け入れキャビティ１６内に保持する、電気コネクタにおいて、
   前記端子１４の前記係止バー１２０は、楔状部分１２６を有しており、該楔状部分１２６は、所定の大きさを越えた、前記端子１４に加えられる端子引出し力に応じて、前記コネクタ本体１２の前記係止尖端３０に食い込み、
   前記コネクタ本体１２の前記係止尖端３０は、前記係止バー１２０と係合する、角度をなした面３４を有しており、この角度をなした面３４は、端子１４に加えられる端子引出し力に応じて、前記端子１４を前記コネクタ本体１２の前記フロア壁２２に向かって外方に押し、
   前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４は、前記コネクタ本体１２の前記フロア壁２２に対して鋭角３６を形成しており、前記係止バー１２０の前記楔状部分１２６は、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４が形成する前記鋭角３６よりも小さい、前記端子１４の底面に対して鋭角１５０を形成しており、
   前記端子１４の前記係止バー１２０は、前記端子１４の横方向に間隔が隔てられた側壁１３０、１３１に取り付けられており、前記側壁１３０、１３１は、角度をなした面１２８を有しており、
   該側壁１３０、１３１の角度をなした面１２８は、前記係止バー１２０の前記楔状部分１２６が、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４に食い込んだ後、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４と係合でき、
   前記側壁１３０、１３１の前記角度をなした面１２８は、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４が形成する前記鋭角３６とほぼ等しい、前記端子１４の底面に対して鋭角１５２を形成する、電気コネクタ。
4. コネクタ本体１２の端子受け入れキャビティ１６内に配置される端子１４を有する電気コネクタ１０であって、前記端子１４は、剛性を有する係止バー１２０を有しており、前記係止バー１２０は、前記コネクタ本体１２のフロア壁２２から内方に前記端子受け入れキャビティ１６内に延びる剛性を有する係止尖端３０と係合して、前記端子１４を前記端子受け入れキャビティ１６内に保持する、電気コネクタにおいて、
   前記コネクタ本体１２の前記係止尖端３０は、前記端子１４の前記係止バー１２０と係合する角度をなした面３４を有しており、この角度をなした面３４は、前記端子１４に加えられる端子引出し力に応じて、前記端子１４を前記フロア壁２２に向かって外方に押し、
   前記係止バー１２０は、前記端子１４の横方向に間隔が隔てられた側壁１３０、１３１に取り付けられており、前記側壁１３０、１３１は、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４と係合できる、角度をなした面１２８を有し、
   前記係止尖端３０の前記角度をなした３４面は、前記端子受け入れキャビティ１６の前記フロア壁２２に対して鋭角３６を形成しており、
   前記側壁１３０、１３１の前記角度をなした面１２８は、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４が形成する前記鋭角３６と実質的に等しい、前記係止バー１２０の底面に対して鋭角１５２を形成し、
   前記係止バー１２０の楔状部分１２６が、前記係止尖端３０の前記角度をなした面３４が形成する前記鋭角３６よりも小さい、前記係止バー１２０の底面に対して鋭角１５０を形成する、電気コネクタ。
5. 請求項４に記載の電気コネクタにおいて、
   前記端子引出し力が所定の大きさを越えたときに、前記楔状部分１２６が、前記コネクタ本体１２の前記係止尖端３０に食い込む、電気コネクタ。

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