JP4512996B2

JP4512996B2 - コネクタ装置

Info

Publication number: JP4512996B2
Application number: JP2004276905A
Authority: JP
Inventors: 伸治小川
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: JP2006092904A

Description

本発明は、コネクタ装置に関する。そして、特にコネクタ同士の嵌合を容易に行うことができるようにしたものに関する。

従来より、自動車には種々の電気機器を制御するためのＥＣＵが搭載されている。その内部には回路基板が組み込まれ、同回路基板上に実装されたコネクタによってＥＣＵ内外の電気的な接続がとれるようになっている。こうしたものの先行技術として、次の特許文献１を挙げることができる。
特開平１０−２１９８８号公報

最近の自動車は電子化が進む一方であり、また制御内容も複雑化しているため、各種電気回路の電気的接続を行うためのコネクタは益々多極化の傾向にある。こうした多極化に伴って雌雄端子金具間の摩擦力が増大し、コネクタ同士の嵌合には大きな力が必要となってくる。その対策としては、従来から知られるレバーのような倍力機構を備えた形式の採用が考えられる。しかしながら、レバーを設定するとコネクタが大型化してしまう。このため、例えばＥＣＵのコネクタに適用しようとしても、ＥＣＵ周りには十分なスペースが確保されないことが多く、レバー式の採用は現実的対応とならないことがある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、倍力機構を用いなくとも嵌合を容易に行うことができるコネクタ装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、一方のコネクタには、撓み可能な弾性舌片を有する端子が組み込まれ、他方のコネクタには両コネクタが嵌合するときに前記弾性舌片を撓み変形させつつ前記一方のコネクタ内に進入して前記端子と電気的に接触する導電部材が組み込まれたコネクタ装置であって、前記一方のコネクタには、同コネクタと係止することによって前記他方のコネクタとの嵌合前において前記弾性舌片をその撓み方向へ予め撓み変形させた状態に保持可能な合成樹脂製の予圧部材が設けられるとともに、前記他方のコネクタには前記両コネクタの嵌合に伴って前記予圧部材と当接して、同予圧部材を前記弾性舌片と前記導電部材の接触を可能にする位置まで退避させる押し込み部が設けられており、かつ、前記一方のコネクタ内には幅方向に沿って複数の端子が組み込まれ、前記予圧部材は各端子の弾性舌片と対向しつつこれらを横切るようにして配されて、この予圧部材の幅方向の両端には前記一方のコネクタ内の対応する壁面と解離可能に弾性係止する係止部が設けられているとともに、前記他方のコネクタ内には前記予圧部材の両端と対向する位置に前記押し込み部が設けられ、前記係止部の係止は、前記両押し込み部によって予圧部材が後方へ押し込まれることによって解除可能となっており、さらに、前記予圧部材は、前記各端子の前記弾性舌片に設けられた接点を覆った形態で各弾性舌片を押圧して予め撓み変形させた状態に保持していることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記他方のコネクタには前記導電部材を有する可撓性平形導体と、この平形導体の端末部を支持し前記一方のコネクタと対向する側に延設された導体保持具とが設けられるとともに、前記押し込み部の先端は前記導体保持具より前方に位置していることを特徴とするものである。

＜請求項１の発明＞
請求項１の発明において、両コネクタの嵌合前では予圧部材が弾性舌片を予め撓ませた状態に保持されている。両コネクタの嵌合に伴って予圧部材は他方のコネクタに設けられた押し込み部に当接して移動するため、弾性舌片はそのまま導電部材と接触することができる。この両コネクタの嵌合がなされる間、予圧部材は弾性舌片の弾発力の作用を受承した状態で同弾性舌片と摺接しながら移動するが、合成樹脂材と金属との摺接であるため、従来のような金属同士の摺接に比較して摩擦力が低いものとなっている。したがって、両コネクタの嵌合操作力を低くすることができる。

また、予圧部材は各端子の弾性舌片を一斉に撓ませた状態に保持し、他方のコネクタの嵌合に伴って押し込み部が予圧部材を押し込むと、予圧部材は係止部の係止を解除して後退し、端子と導電部材との接触が図られる。

＜請求項２の発明＞
請求項２の発明によれば、導体保持具よりも押し込み部の方が前方に突出しているため、予圧部材の押し込みは押し込み部のみによって行われるとともに、外力の影響を回避して導体保持具を保護することができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１６によって説明する。図１において、１は自動車用ＥＣＵのケーシング本体であり、一方側に開口する略方形の浅皿状に形成されている。ケーシング本体１の底面には固定壁２に対してビス締めを行うための取付部３が複数箇所に配されている。また、ケーシング本体１の開口側は蓋体６によって閉止されるようになっている。さらに、ケーシング本体１の開口縁部には全周に沿ってフランジ４が張り出し形成されるとともに、このフランジ４の上面には全周に沿って装着溝５が凹設され、ここに嵌め込まれたシールリング７によって蓋体６とケーシング本体１との間のシールがとられ、これによってＥＣＵ内が水密空間に保持されるようになっている。

ケーシング本体１の内部には回路基板８が同ケーシング本体１の底面とほぼ平行な姿勢で収納されている。この回路基板８の表面には例えば車載装置に対する制御用の回路が形成され、これらは複数の小型コネクタ部９ａ〜９ｃ及び一つの大型コネクタ部１０を介して外部回路と接続されるようになっている。すなわち、ケーシング本体１の一側壁（図１の上部側の壁）の外面には計３つの小型コネクタ部９ａ〜９ｃが相互に間隔をおきながら一体に突設されている。各小型コネクタ部９ａ〜９ｃにはタブ状の端子１１が複数本ずつインサート成形によって備えられており、各端子１１の一端側は各小型コネクタ部９ａ〜９ｃの外端側に配されたフード１２内に突出している。各端子１１の他端側はケーシング本体１内の側縁部において各コネクタ部９ａ〜９ｃと対応して突設された台部１３ａ〜１３ｃの上面から突出している。そして、それぞれは回路基板８の対応するスルーホールへ挿通された後、同回路基板８上の回路と半田付けされて導通がとられている。

また、ケーシング本体１内において上記した各小型コネクタ部９ａ〜９ｃが配されている縁部と反対側の縁部寄りの底面には、大型のコネクタ部１０が一体に突設されている。なお、本願発明にいうコネクタは各小型コネクタ部を意味せず、大型コネクタ部がこれに該当する。以下、大型のコネクタ部を、単に雌コネクタ１０という。

この雌コネクタ１０はケーシング本体１の底面を内外に貫通して突出するような長円筒型形状に形成されている。また、筒型部分のうちケーシング本体１の外面側へ突出する部分の周りには全周に沿って凹溝１４が形成されていて、ゴムリング１５が嵌着されている。このゴムリング１５は雌コネクタ１０の端部を、固定壁２に設けた装着孔１６を通しつつＥＣＵを固定壁２に装着したときに、固定壁２に圧着しケーシング本体１と固定壁２との間をシールする役割を果たす。一方、筒型部分のうちケーシング本体１の内面側に突出する部分の先端は回路基板８を載置して支持している。

雌コネクタ１０の内部は複数のキャビティ１７が幅方向に沿って並列して仕切り形成されており、内部にはそれぞれ雌端子１８ａ，１８ｂが収容されている。この実施形態では、雌端子は二種類が使用され（図４〜図７参照）、一方の種類のもの１８ａは小さなピッチ間隔で計８本が配され、他方の種類のもの１８ｂはより大きなピッチ間隔で計４本が配されている。両種類間の相違は、回路基板８への接続脚１９の本数の相違のみであり、他の基本的な構成は共通している。すなわち、雌端子１８ａ，１８ｂは金属製の薄板材を折り曲げて形成したものであり、コの字型をなす基部２０と同基部２０の後端から長さ方向外方へ延びる一本あるいは上下に対応して設けられた２本の接続脚１９と、基部２０の両側壁間に配された弾性舌片２１とを備えてなる。

弾性舌片２１は接続脚１９と長さ方向の反対側の縁からＵ字状に折り返されており、かつこの折り返しの後、斜めに延出しその頂点部は基部２０の側壁上縁より外方へ突出するようになっているとともに、ここには接点２２が叩き出しによって形成されている。弾性舌片２１は、頂点部に至った後に再びＵ字状に折り返され、基部２０の底面に当接するようにしてある。各雌端子１８ａ，１８ｂは対応する各キャビティ１７に対し内方（ケーシング本体１の内側）から差し込んで収容されるようにしてあり、基部２０の底面から斜めに切り起こされたランス２３が、対応するキャビティ１７内の係止爪２４に弾性的に係止することによって抜け止めがなされている。また、弾性舌片２１の前方には保護片２５が形成されていて、雌端子１８ａ，１８ｂ単体のときに弾性舌片２１を保護することができ、さらには雌端子１８ａ，１８ｂを各キャビティ１７内に収容したときに、キャビティ１７の奥壁に突き当てられるようにすることで、雌端子１８ａ，１８ｂの前止まりを可能にしている。

また、基部２０における接続脚１９寄りには角筒部２６が形成され、かつこの角筒部２６のうち弾性舌片２１の頂点部側に位置する面には、長さ方向に沿って補強用リブ２７が形成されている。

雌コネクタ１０においてケーシング本体１の外面側に突出する部分は、全キャビティを取り囲むような筒状に形成され、その内面には雄コネクタ２８に取り付けられたゴムリング３４と密着するシール面５０が全周にわたって形成されている。このシール面５０より奥部はキャビティ１７内と連通するように形成され、かつ雄コネクタ２８の前進位置を規制する前止まり面４９が段差状に形成されている。また、前止まり面４９より上面側であって弾性舌片２１と対向する位置には予圧部材２９が水平に配されている。

予圧部材２９は全キャビティに亘る長さをもった平板状に形成され、その長さ方向両端部には肉抜きがなされることによって、同端部を撓み可能な係止片３０（係止部）としている。両係止片３０は雌コネクタ１０内の対向する壁面に形成された係止凹部３１に係止することによって、予圧部材２９を待機位置に保持しておくことができる（図８，９状態）。予圧部材２９が待機位置あるときには、同予圧部材２９は弾性舌片２１の頂点部を押圧して同舌片２１を予め撓み変形させた状態に保持している。すなわち、待機位置にあるときの接点２２の高さ位置は、雄コネクタ２８が嵌合されるときの平形導体３２の導体部とほぼ同じ高さに設定されている。

予圧部材２９は雄コネクタ２８が雌コネクタ１０に正規に嵌合される過程で、雄コネクタ２８側の押し込み部３３により押圧され、上記した係止片３０を撓み変形させることで係止凹部３１との係止を解除して弾性舌片２１を露出させる開放位置へと前進させることができる。但し、開放位置においては、予圧部材２９は雌コネクタ１０における対向位置に設けられた収納溝部５１内に収納されるとともに、詳細には図示されないが、開放位置において予圧部材２９は雌コネクタ１０側と係止して同位置にも保持されるようになっている。

次に、雄コネクタ２８について説明すると、雄コネクタ２８は雌コネクタ１０と嵌合可能な本体部３５を有し、その外周面にはゴムリング３４が嵌着されている。本体部３５の内部には平形導体３２に対する収容室３６が形成されている。ここで、平形導体３２（ＦＦＣ）は可撓性を有し前記各雌端子１８ａ，１８ｂと対応する導体部（図示しない）が長さ方向に沿って配索されている。また、平形導体３２の先端寄りにはブロック体３７が装着されており、平形導体３２の先端を先行して収容室３６に導入した後、嵌合されるように形成されている。さらに、本体部３５の後面には上記した収容室３６を開閉可能とするカバー板３８がヒンジ３９を介して一体に取り付けられている。カバー板３８は平形導体３２を収容室３６へ収容するときには収容室３６を開放するが、収容後には収容室３６の入り口側を閉じるとともに、本体部３５と係止して閉止状態に保持できるようになっている。これにより、平形導体３２はカバー板３８の内面に沿ってほぼ直角に屈曲して配索される。

一方、収容室３６において平形導体３２と当接している面は拡開方向への撓みが許容された導体支持面４０となっている。この導体支持面４０の先端縁には導体支持具４１との間に平形導体３２を押圧して挟持するための挟圧凸部４２が形成されている。また、本体部３５において導体支持面４０と対向する面には幅方向に沿って係止溝４３が開口している。さらに、収容室３６の前面側にはほぼ全幅に亘って拡開可能な嵌入口４４が開口しており、ここから導体支持具４１を嵌め入れることが可能である。導体支持具４１において、雌雄コネクタ１０，２８の嵌合時に雌端子１８ａ，１８ｂの弾性舌片２１と対向する側の面には平形導体３２の端末部を支持するための支持面４５が形成されている。また、導体支持具４１の一端には平形導体３２を導体支持面４０側へ押し付ける押圧突起４６が幅方向に沿って突出形成されている。一方、導体支持具４０の他端にはストッパ縁４７が幅方向に沿って突出形成されていて、平形導体３２の前端縁と当接して前止まりを行うようにしている。また、導体支持具４０において押圧突起４６と反対側の面には爪部４８が突出しており、この爪部４８は導体支持具４１を収容室３６内へ装着したときに係止溝４３へ係止し、これによって導体支持具４１の抜け止めがなされるようにしている。さらに、導体支持具４１の幅方向両端であって、本体部３５から突出する部分には予圧部材２９を押し込んでゆくための押し込み部３３が配されている。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用効果を具体的に説明する。本実施形態においては、雌雄コネクタ２８の嵌合前の状態において、予圧部材２９は待機位置にあって、弾性舌片２１を予め押し上げた状態にある（図８，９状態）。この状態で、雄コネクタ２８を雌コネクタ１０へ嵌合させる。嵌合の途上において、雄コネクタ２８の押し込み部３３が予圧部材２９に当接してそのまま押し込みがなされると、予圧部材２９の係止片３０と係止凹部３１との係止が解除される。そして、係止片３０が係止凹部３１から外れて予圧部材２９が開放位置へ至ると、予圧部材２９は雌端子１８ａ，１８ｂの弾性舌片２１を露出させる。したがって、予圧部材２９が開放位置に至れば、弾性舌片２１の接点は平形導体３２の導体部に直ちに接触し、雌端子１８ａ，１８ｂと平形導体３２との電気的導通状況が得られる。

ところで、この予圧部材２９を押し込んでゆく間は、予圧部材２９には弾性舌片２１の弾発力が作用しているため、雄コネクタ２８の押し込み操作力は予圧部材２９と弾性舌片２１との間の摩擦力に打ち勝つだけの大きさが必要である。この操作力を、従来のような予圧部材２９を持つことなくそのまま平形導体３２の導体部を弾性舌片２１と摺接させつつ雄コネクタ２８を正規位置まで押し込み操作するものと比較した場合、本実施形態のものの方が軽い操作力で済む。何故ならば、本実施形態の場合には、予圧部材２９が合成樹脂材で形成されているため、樹脂・金属（弾性舌片２１）間の摩擦係数の方が金属（弾性舌片２１）・金属（導体部）間の摩擦係数より小であるからである。

以上のように、本実施形態によれば、予圧部材２９を設けたことで弾性舌片２１を予め撓み変形させたまの状態で、平形導体３２の導体部と接触させることができ、かつこの間の雄コネクタ２８の嵌合に必要な操作力は従来に比較して軽くて済む。したがって、コネクタが多極化した場合に、敢えてレバー構造を採用しなくとも済む場合もあり、狭隘な設置スペースしか許されない環境下で有利となる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）本実施形態では、雄コネクタ２８側に可撓性の平形導体３２を装着したものを示したが、通常の雄端子金具を収容したものであってもよい。

（２）本実施形態では、ＥＣＵボックスに組み付けられるコネクタに適用した場合を示したが、単体のコネクタに適用することが可能であることは言うまでもない。

（３）本発明では倍力機構としてのレバーの併用を妨げるものではない。

ケーシング本体の平面図同裏面図ＥＣＵの断面図一方の種類の雌端子を示す正面図他方の種類の雌端子を示す正面図一方の種類の雌端子を示す平面図同側面図雌雄コネクタの嵌合前の状況を示す側断面図同平断面図雌雄コネクタの嵌合途上の状況を示す側断面図同平断面図雌雄コネクタの嵌合後の状況を示す側断面図同平断面図雄コネクタの側断面図同側面図同平面図

符号の説明

１０…雌コネクタ
１８ａ，ｂ…雌端子
２１…弾性舌片
２８…雄コネクタ
２９…予圧部材
３２…平形導体（導電部材）
３３…押し込み部

Claims

一方のコネクタには、撓み可能な弾性舌片を有する端子が組み込まれ、他方のコネクタには両コネクタが嵌合するときに前記弾性舌片を撓み変形させつつ前記一方のコネクタ内に進入して前記端子と電気的に接触する導電部材が組み込まれたコネクタ装置であって、
前記一方のコネクタには、同コネクタと係止することによって前記他方のコネクタとの嵌合前において前記弾性舌片をその撓み方向へ予め撓み変形させた状態に保持可能な合成樹脂製の予圧部材が設けられるとともに、前記他方のコネクタには前記両コネクタの嵌合に伴って前記予圧部材と当接して、同予圧部材を前記弾性舌片と前記導電部材の接触を可能にする位置まで退避させる押し込み部が設けられており、
かつ、前記一方のコネクタ内には幅方向に沿って複数の端子が組み込まれ、前記予圧部材は各端子の弾性舌片と対向しつつこれらを横切るようにして配されて、この予圧部材の幅方向の両端には前記一方のコネクタ内の対応する壁面と解離可能に弾性係止する係止部が設けられているとともに、前記他方のコネクタ内には前記予圧部材の両端と対向する位置に前記押し込み部が設けられ、前記係止部の係止は、前記両押し込み部によって予圧部材が後方へ押し込まれることによって解除可能となっており、
さらに、前記予圧部材は、前記各端子の前記弾性舌片に設けられた接点を覆った形態で各弾性舌片を押圧して予め撓み変形させた状態に保持していることを特徴とするコネクタ装置。
前記他方のコネクタには前記導電部材を有する可撓性平形導体と、この平形導体の端末部を支持し前記一方のコネクタと対向する側に延設された導体保持具とが設けられるとともに、前記押し込み部の先端は前記導体保持具より前方に位置していることを特徴とする請求項１記載のコネクタ装置。
前記押し込み部が前記予圧部材に比べて厚肉に形成され、前記押し込み部の厚さ方向の中央部で前記予圧部材を押し込むようになっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のコネクタ装置。