JP4567645B2

JP4567645B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP4567645B2
Application number: JP2006250634A
Authority: JP
Inventors: 悟新堂; 祐二宮崎; 浩小林
Original assignee: JST Mfg Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: JST Mfg Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: JP2008071678A; DE112007000044T5; CN101351930A; WO2008032689A1; CN101351930B; DE112007000044B4; US7794288B2; US20100151742A1

Description

本発明は、過酷な環境下においても電気的導通が可能なコネクタに関するものである。

近年、自動車等の車両に用いられる動力源（例えば、エンジン）において、燃費低減または排気ガス規制等に対応するため種々の電子制御が用いられている。これらの電子制御を行うには、主にセンサ、アクチュエータ、制御装置（例えば、エレクトロニック・コントロール・ユニット：ＥＣＵ）、機器間を接続するためのケーブルおよび電気コネクタ等が必要となる。

しかしながら、動力源、特に直噴式のエンジン等の近傍においては、電気コネクタにとって過酷な環境下となる。すなわち、これらの動力源の近傍では、高加速度振動が生じるため、電気コネクタのハウジングが磨耗または欠損しやすく、電気コネクタの耐久性を維持することが困難であった。また、動力源の高加速度振動が電気コネクタ自体の固有振動数と一致した場合、電気コネクタ自身が機械的共振状態に陥いるため、さらに耐久性を維持することが困難であった。

そのため、高加速度振動が生じる環境下において電気コネクタを使用する場合には、高加速度振動の影響が少ない部分まで引き出しケーブルで引き出してから電気コネクタを使用し、再び引き出しケーブルで高加速度振動が生じる環境下に戻す方法を採用している。

特開２００４−１７１９１１号公報

しかしながら、引き出しケーブルを用いて電気コネクタを設けることは、部品点数を増加させることとなる。その結果、各部品の接合部に隙間が生じ、電気コネクタの耐振動性を低下させる要因となる。

また、開示されたコネクタ（特許文献１参照）においては、コネクタを嵌合させた後にスペーサを挿入させる必要があるため、コネクタを接続するのに複数の接続工程が必要となる。そのため、コネクタの設置個数が多くなればなるほど接続に係る工数も増加する。

本発明の目的は、過酷な環境下においても電気的導通を失わずに簡易かつ容易に接続可能なコネクタを提供することである。

本発明の他の目的は、耐高加速度振動性を有するとともに、軽量でかつ小型化可能なコネクタを提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

（１）
本発明に係るコネクタは、第１接続端子を支持するメス型の第１ハウジングと、第１接続端子と電気的に接続される第２接続端子を支持するとともに、第１ハウジングに嵌挿されて第１ハウジングと嵌合するオス型の第２ハウジングと、第１ハウジングと第２ハウジングとが嵌合する方向と直交する一方向に延在して第１ハウジングに形成された溝に掛け止められ、かつ嵌合する方向および溝の方向のいずれにも直交する方向に沿って第２ハウジングに付勢する掛け止め金具と、を含み、第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか一方は、嵌合する方向に延在し、かつ所定の幅変化率および所定の角度変化率により形成されたテーパ形状のスリットリブを備え、第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか他方は、スリットリブに対応する位置に設けられるとともに第１ハウジングおよび第２ハウジングの嵌合方向に延在し、かつスリットリブの所定の角度変化率よりも大きな角度変化率および所定の幅変化率よりも大きな幅変化率を有するテーパ形状の溝を備え、第２ハウジングが第１ハウジングに嵌合された場合、溝の内周面に対してスリットリブの外壁面が嵌入されてスリットリブのスリットが狭くなり、溝にスリットリブが圧入されるものである。

本発明に係るコネクタにおいては、第１ハウジングにより第１接続端子が支持され、第２ハウジングにより第１接続端子と電気的に接続される第２接続端子が支持される。この第２ハウジングが第１ハウジングに嵌挿されて嵌合し、電気的接続が行われる。また、第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか一方には、嵌合方向に沿ってスリットリブが形成され、第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか他方には、嵌合方向に沿った溝が形成される。スリットリブは、所定の角度変化率および所定の間隙の幅変化率からなる凹のテーパ形状を有し、溝は、スリットリブの所定の角度変化率よりも大きな角度変化率および所定の間隙の幅変化率よりも大きな幅変化率を有するテーパ形状を有する。

この場合、スリットリブが溝のテーパ形状に嵌挿され、溝の角度変化率および幅変化率がスリットリブの角度変化率および幅変化率よりも大きいため、溝およびスリットリブに常時力が加えられる状態となる。すなわち、スリットリブのスリットが狭くなり、当該溝に嵌挿される。また、溝およびスリットリブの嵌合面をテーパ形状としているため、嵌合時における嵌合力を低減することができる。その結果、第１ハウジングおよび第２ハウジングをリジット化することができ、高加速度の振動の環境下においても、第１ハウジングおよび第２ハウジングの間の振動を防止することができる。したがって、第１ハウジングおよび第２ハウジングの間の磨耗を抑止し、第１接続端子および第２接続端子の接続を確実に保持することができる。

（２）
テーパ形状のスリットリブおよびテーパ形状の溝は、少なくとも３対以上、第１ハウジングおよび第２ハウジングにそれぞれ設けられてもよい。

この場合、溝およびスリットリブを少なくとも３対以上設けているため、第１ハウジングおよび第２ハウジングの嵌合時に嵌合方向を軸とした回転方向の振動に対しても耐性を有することができる。

（３）
第２ハウジングは、嵌合方向に対して垂直な面における断面形状が矩形状からなり、矩形状の角部毎に溝およびスリットリブのいずれか一方が形成され、第１ハウジングは、第２ハウジングの周囲を覆うとともに第２ハウジングの断面形状と嵌合可能な矩形状からなり、第２ハウジングの矩形状の角部毎に形成された第２ハウジングの溝およびスリットリブのいずれか一方に嵌合可能なスリットリブおよび溝のいずれか他方が形成されてもよい。

この場合、第２ハウジングの矩形状の角部に溝およびスリットリブのいずれか一方が形成され、第１ハウジングの角部には、溝およびスリットリブのいずれか他方が形成される。例えば、第２ハウジングの角２箇所においてスリットリブが設けられ、残りの角２箇所に溝が設けられた場合、第１ハウジングの角２箇所に溝が設けられ、残りの角２箇所にスリットリブが設けられる。また、第２ハウジングの角４箇所においてスリットリブが設けられ、第１ハウジングの角４箇所において溝が設けられてもよい。角に溝およびスリットリブを設けることにより嵌合方向を軸とした回転方向のずれを防止することができるとともに、成型上の部材の強度を高くすることができる。また、第１ハウジングおよび第２ハウジングの断面が矩形状からなるとすることで、第１ハウジングおよび第２ハウジングの嵌合方向を軸とした回転方向のずれを防止することができる。その結果、第１ハウジングと第２ハウジングとが固着連結され、耐高加速度環境下であっても第１ハウジングおよび第２ハウジングの接合にずれが生じることを防止することができる。したがって、第１ハウジングおよび第２ハウジングの接続端子の磨耗を防止することができる。

（４）
第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか一方には、嵌合方向に沿って複数の凹溝が形成され、第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか他方には、複数の凹溝に嵌合する凸形状をさらに有してもよい。

この場合、第１ハウジングおよび第２ハウジングの嵌合時において、溝およびスリットリブの嵌合に加えて、さらに凹溝および凸形状の嵌合も得ることができる。その結果、第１ハウジングと第２ハウジングとがさらに固着連結され、耐高加速度環境下であっても第１ハウジングおよび第２ハウジングの接合にずれが生じることを防止することができる。したがって、第１ハウジングおよび第２ハウジングの接続端子の磨耗を確実に防止することができる。

（５）
第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか一方に設けられた複数の凹溝および凸形状は、複数の凹溝および凸形状のうち、一の凹溝および凸形状に隣接する他の対の凹溝および凸形状との距離が、異なる一の凹溝および凸形状に隣接するさらに他の凹溝および凸形状との距離と異なることにより第１ハウジングと第２ハウジングとの逆嵌合を防止することができることが好ましい。

この場合、複数の凹溝および凸形状のうち、一対の凹溝および凸形状から他の凹溝および凸形状への距離と、さらに他の凹溝および凸形状への距離とが異なる。その結果、第１ハウジングおよび第２ハウジングの逆嵌合の場合に複数の凹溝および凸形状が衝突する。その結果、第１ハウジングおよび第２ハウジングの逆嵌合を確実に防止することができる。

（６）
第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか一方に設けられた複数の凹溝および凸形状は、複数の凹溝および凸形状のうち、一の複数の凹溝および凸形状の幅と他の複数の凹溝および凸形状の幅とが異なることにより第１ハウジングと第２ハウジングとの逆嵌合を防止することができることが好ましい。

この場合、第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか一方に設けられた複数の凹溝および凸形状は、複数の凹溝および凸形状のうち、一対の複数の凹溝および凸形状の幅と他の対の複数の凹溝および凸形状の幅とが異なる。その結果、第１ハウジングおよび第２ハウジングの逆嵌合の場合に複数の凹溝に対して一部の凸形状が衝突する。その結果、第１ハウジングおよび第２ハウジングの逆嵌合をより確実に防止することができる。

（７）
第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか一方には、接続端子の配設位置の近傍において、嵌合方向に対して垂直な断面で、十字形状、Ｔ字形状および台形形状のうち少なくとも一つを含むリブ形状が１または複数形成され、第１ハウジングおよび第２ハウジングのいずれか他方には、断面十字形状、Ｔ字形状および台形形状のリブを保持可能な溝形状が形成されてもよい。

この場合、接続端子の配設位置近傍に、十字形状、Ｔ字形状および台形形状のうち少なくとも一つを含むリブ形状が形成されるので、第１ハウジングおよび第２ハウジングの嵌合方向を軸として回転する方向（ねじれ方向）の振動を抑制することができる。その結果、第１ハウジングおよび第２ハウジングの接続端子の磨耗を確実に防止することができる。

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。実施の形態においては、コネクタの一例として、電気コネクタを例示する。
（一実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る電気コネクタ１００の一例を示す模式的斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る電気コネクタ１００は、メスハウジング２００、掛け止め金具３００およびオスハウジング４００を含む。

図１に示すように、メスハウジング２００には、メスハウジング２００とオスハウジング４００とが嵌合する方向（図中矢印Ｘの方向）に垂直な方向（図中矢印Ｚの方向）に平行な案内溝２１０が設けられている。このメスハウジング２００の案内溝２１０に掛け止め金具３００が（図中矢印Ｚ方向から−Ｚ方向へ向かって）圧挿される。

図１のメスハウジング２００の内部には、一対の第１接続端子２０１ａ，２０１ｂ（図２参照）が設けられている。同じく、オスハウジング４００の内部には、一対の第２接続端子４０１ａ，４０１ｂ（図３参照）が設けられている。

一方、オスハウジング４００の内部に設けられた第２接続端子４０１ａ，４０１ｂには、電気的配線が接続されている（図３参照）。

詳細については後述するが、オスハウジング４００にメスハウジング２００が嵌挿されて嵌合することにより、第１接続端子２０１ａおよび第２接続端子４０１ａと、第１接続端子２０１ｂおよび第２接続端子４０１ｂとがそれぞれ接合し、電気的導通が図られる。

次に、掛け止め金具３００を備えたメスハウジング２００およびオスハウジング４００の形状について詳細に説明する。続いて、掛け止め金具３００が取り付けられたメスハウジング２００にオスハウジング４００が嵌挿され、嵌合する状態について説明する。

図２は、掛け止め金具３００を備えたメスハウジング２００の形状を説明するための模式図である。（ａ）はメスハウジング２００の正面図を示し、（ｂ）はメスハウジング２００の上面図を示し、（ｃ）はメスハウジング２００の側面図を示し、（ｄ）はメスハウジング２００の外観を斜視した図を示す。

図２に示すメスハウジング２００は、後述するオスハウジング４００（図３参照）の略四角柱筒形状を外包する略四角柱筒形状を有する。

図２（ａ）に示すように、メスハウジング２００の内部には、第１接続端子２０１ａ，２０１ｂが設けられている。本実施の形態に係る電気コネクタ１００の極数は、２極である。そのため、第１接続端子２０１ａ，２０１ｂが２つ並んで設けられている。

図２（ａ）に示すように、メスハウジング２００の内部には、長方形リブ２０２とＴ字リブ２０３とが形成されている。これらの長方形リブ２０２とＴ字リブ２０３とには、それぞれテーパ形状が形成されている。このテーパ形状は、第１接続端子２０１ａ，２０１ｂおよび後述するオスハウジング４００の第２接続端子４０１ａ，４０１ｂとの嵌挿をスムーズにさせるとともに、嵌合時に長方形リブ２０２とＴ字リブ２０３と、後述するオスハウジング４００の長方形溝４０２およびＴ字溝４０３との密着度を向上させるために設けられる。

さらに、これらの長方形リブ２０２とＴ字リブ２０３との形状は、オスハウジング４００とメスハウジング２００との逆嵌合を防止するために設けられている。すなわち、長方形リブ２０２とＴ字溝４０３とは嵌合せず、Ｔ字リブ２０３と長方形溝４０２とは嵌合しないからである。また、これらの長方形リブ２０２とＴ字リブ２０３との形状は、矢印Ｘ方向を軸としたねじれ防止効果も有する。このねじれ防止の詳細については、後述する。

また、図２（ａ）に示すように、メスハウジング２００の４隅には、スリットリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄが設けられる。これらのスリットリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄは、メスハウジング２００と後述するオスハウジング４００との嵌合完了時にオスハウジング４００のスリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄと当接するように設けられている。これらのスリットリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄと、スリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄとの結合の詳細については後述する。

さらに、メスハウジング２００の各面のうち一の面には、スリット２５０ａ，２５０ｂが設けられ、他の一の面には、スリット２５０ｃ，２５０ｄが設けられ、他の一の面には、スリット２５０ｅ，２５０ｆが設けられ、他の一の面には、スリット２５０ｇ，２５０ｈ，２５０ｉが設けられる。

これらのスリット２５０ａ，〜，２５０ｉは、メスハウジング２００と後述するオスハウジング４００との嵌合完了時にオスハウジング４００のリブ４５０ａ，〜,４５０ｉと当接するように設けられている。

また、これらのリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄおよびスリット２５０ａ，〜，２５０ｉには、中心から外側に向けて幅が狭くなるテーパ形状が設けられる。このテーパ形状の詳細については、後述する。

続いて、図２（ｃ）に示すように、メスハウジング２００の側面には、矢印Ｚの方向（図１参照）と平行な方向に案内溝２１０が形成されている。この案内溝２１０は、立ち壁２２０，２２１および開口部（貫通孔）２２２を含む。また、案内溝２１０のほぼ中央部に開口部２２２が設けられる。

続いて、図２（ｂ）,（ｃ）に示すように、矢印Ｘの方向（図１参照）のメスハウジング２００の端部には、第１接続端子２０１ａ，２０１ｂ（図２（ａ）参照）に接続されたケーブル５００が引き出されている。

また、図２のメスハウジング２００に備えられた掛け止め金具３００は、バネ性を有する金属により構成されている。例えば、掛け止め金具３００は、ばね鋼またはステンレス鋼などの金属材料により形成される。また、掛け止め金具３００の使用状況に応じて、コーティング処理等が施されていてもよい。例えば、掛け止め金具３００の耐候性または耐食性を向上させる場合には、亜鉛めっき、塗装またはクロメート処理等が施される。

また、図２（ｄ）に示すように、掛け止め金具３００は、断面が略円形の一本の部材を屈曲させることにより形成される。掛け止め金具３００には、上記の開口部２２２に対してメスハウジング２００の中心方向に弾性を有するように湾曲して形成された掛け止め部３１５（図２（ａ）参照）が設けられる。

掛け止め金具３００は、メスハウジング２００の案内溝２１０に沿ってＺ方向にスライド可能に設けられている。掛け止め金具３００が、Ｚ方向にスライドした場合、案内溝２１０の開口部２２２からメスハウジング２００の中央部に突出して設けられた掛け止め部３１５（図２（ａ）または図４参照）が案内溝２１０に沿って移動し、開口部２２２から突出しなくなる。この動きの詳細については、後述する。

次に、図３は、オスハウジング４００の形状を説明するための模式図である。（ａ）はオスハウジング４００の正面図を示し、（ｂ）はオスハウジング４００の上面図を示し、（ｃ）はオスハウジング４００の側面図を示し、（ｄ）はオスハウジング４００の固定溝４１０のＸ−Ｚ平面（図１参照）における断面を示す。

図３に示すオスハウジング４００は、上述したメスハウジング２００の略四角柱筒形状により内包される略四角柱筒形状を有する。

図３（ａ）に示すように、オスハウジング４００の内部には、第２接続端子４０１ａ，４０１ｂが設けられている。図２（ａ）の第１の接続端子と同様に、本実施の形態に係る電気コネクタ１００の極数は、２極である。そのため、第２接続端子４０１ａ，４０１ｂが、２つ並んで設けられている。オスハウジング４００とメスハウジング２００との嵌合時には、第２接続端子４０１ａが、図２の第１接続端子２０１ａと接続され、第２接続端子４０１ｂが、図２の第１接続端子２０１ｂと接続される。

図３（ａ）に示すように、オスハウジング４００の内部には、長方形溝４０２とＴ字溝４０３とが形成されている。これらの長方形溝４０２とＴ字溝４０３とには、テーパ形状が形成されている。このテーパ形状は、第２接続端子４０１ａ，４０１ｂおよびメスハウジング２００の第１接続端子２０１ａ，２０１ｂとの嵌挿をスムーズにするとともに、嵌合時に長方形リブ２０２とＴ字リブ２０３との密着度を向上させるために設けられる。

さらに、オスハウジング４００とメスハウジング２００との逆嵌合を防止するため、長方形溝４０２とＴ字溝４０３との形状が異なるように設けられている。また、長方形溝４０２とＴ字溝４０３とを設けることによりメスハウジング２００とオスハウジング４００との勘合時における捩り方向の耐性を向上させることができる。

また、図３（ａ）に示すように、オスハウジング４００の４隅には、スリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄが設けられている。このスリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄは、オスハウジング４００とメスハウジング２００との嵌挿完了時にメスハウジング２００の内部のスリットリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄと当接するように設けられる。

さらに、オスハウジング４００の各面のうち一の面には、リブ４５０ａ，４５０ｂが設けられ、他の一の面には、リブ４５０ｃ，４５０ｄ，４５０ｅが設けられ、他の一の面には、リブ４５０ｆ，４５０ｇが設けられ、他の一の面には、リブ４５０ｈ，４５０ｉが設けられる。これらのスリット４５０ａ，〜，４５０ｉは、オスハウジング４００とメスハウジング２００との嵌合完了時にメスハウジング２００のスリット２５０ａ，〜，２５０ｉと当接するように設けられている。

また、これらのスリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄおよびリブ４５０ａ，〜，４５０ｉには、中心から外側に向けて幅が狭くなるテーパ形状が設けられる。

なお、本実施の形態においては、オスハウジング４００の４隅にスリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄを設け、各面にリブ４５０ａ，〜，４５０ｉを設け、メスハウジング２００の４隅にリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄを設け、各面にスリット２５０ａ，〜，２５０ｉを設けることとしたが、これに限定されず、オスハウジング４００とメスハウジング２００との嵌合部分に任意にリブおよびスリットを設けてもよい。

また、これらのリブおよびスリットの形状は、上記のテーパ形状に限定されるものではなく、オスハウジング４００およびメスハウジング２００の嵌合時に当接して密着度を高めるものであれば、他の任意の形状を有してもよい。

続いて、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、オスハウジング４００には、矢印Ｚの方向（図１参照）と平行な方向に固定溝４１０が形成されている。固定溝４１０は、ＹＺ平面と平行な断面において略Ｖ字形状が形成された溝から形成されており、略Ｖ字形状の一方の傾斜が緩やかで、他方の傾斜が急に形成されている。すなわち、掛け止め金具３００がＺ方向に移動しやすく、−Ｚ方向に移動し難い状態で略Ｖ字形状が形成されている。

また、オスハウジング４００の端部から固定溝４１０に向かって矢印Ｘ１の方向に凸形状部４２０が設けられている。

図３（ｂ）に示すように、凸形状部４２０は、ＸＹ平面における断面において略台形状からなる。ここで、掛け止め金具３００を備えたメスハウジング２００およびオスハウジング４００の嵌合時に、図３（ｃ）に示す凸形状部４２０の面上をメスハウジング２００の開口部２２２から突出した掛け止め部３１５が矢印Ｘ１の方向に移動し、凸形状部４２０を超えて、固定溝４１０に滑落する。この場合、掛け止め部３１５は、掛け止め金具３００の弾性力により、固定溝４１０に落ち込む。また、作業者が掛け止め金具３００を−Ｚ方向に押下した場合には、オスハウジング４００およびメスハウジング２００が嵌合時に、掛け止め部３１５が凸形状部４２０の側部を移動し、作業者が掛け止め金具３００を−Ｚ方向に押下するのをやめた場合には、掛け止め部３１５がＺ方向に移動し、固定溝４１０に滑落する。それにより、オスハウジング４００およびメスハウジング２００の嵌合をスムーズに行なうことができる。

次に、図４は、掛け止め部３１５が固定溝４１０と嵌合した後の詳細を説明するための模式的断面図である。

図４（ａ）はメスハウジング２００およびオスハウジング４００の成形公差が最大の状態におけるメスハウジング２００とオスハウジング４００との嵌合時の断面を示し、（ｂ）は（ａ）におけるメスハウジング２００およびオスハウジング４００の経時的変化後の状態を示し、（ｃ）はメスハウジング２００およびオスハウジング４００の成形公差が最小の状態におけるメスハウジング２００とオスハウジング４００との嵌合時の断面を示す。

図４（ａ）に示すように、固定溝４１０は、傾斜面４１０ａ、底面４１０ｂおよび立ち壁４１０ｃからなる。

図４（ａ）に示すように、成形公差が最大にばらついた状態では、メスハウジング２００の開口部２２２から突出した掛け止め金具３００の掛け止め部３１５が固定溝４１０の傾斜面４１０ａに接触する状態となる。

この場合、掛け止め金具３００の掛け止め部３１５と傾斜面４１０ａとの間に力ＦＴおよび弾性力ＦＤが作用する。その結果、傾斜面４１０ａから底面４１０ｂに近づく方向に掛け止め部３１５が移動する方向に力が作用し、メスハウジング２００およびオスハウジング４００が完全固定される。

また、図４（ｂ）に示すように、成形公差が最大にばらつき、かつ経時変化後の状態においても、メスハウジング２００の開口部２２２から突出した掛け止め金具３００の掛け止め部３１５が固定溝４１０の傾斜面４１０ａに接触する状態となるように固定溝４１０が設けられている。

この場合、図４（ａ）と同様に、掛け止め金具３００の掛け止め部３１５と傾斜面４１０ａとの間に力ＦＴおよび弾性力ＦＤが作用する。その結果、傾斜面４１０ａから底面４１０ｂに近づく方向に掛け止め部３１５が移動する方向に力が作用し、メスハウジング２００およびオスハウジング４００が経時変化等（例えば、クリープ現象）により形状が変化した場合でも、メスハウジング２００およびオスハウジング４００が完全固定される。

さらに、図４（ｃ）に示すように、成形公差が最小の状態においても、メスハウジング２００の開口部２２２から突出した掛け止め金具３００の掛け止め部３１５が固定溝４１０の傾斜面４１０ａに接触しつつ、底面４１０ｂに接触するように固定溝４１０が設けられている。

この場合、図４（ａ），（ｂ）と同様に、掛け止め金具３００の掛け止め部３１５と傾斜面４１０ａとの間に力ＦＴおよび弾性力ＦＤが作用する。その結果、傾斜面４１０ａから底面４１０ｂに近づく方向に掛け止め部３１５が移動する方向に力が作用し、メスハウジング２００およびオスハウジング４００が完全固定される。

次に、図５は、メスハウジング２００におけるスリットリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄおよびオスハウジング４００におけるスリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄを説明するための模式図である。

図５（ａ）は、オスハウジング４００の嵌合面を示し、（ｂ）はメスハウジング２００の嵌合面を示し、（ｃ）はスリット４０５ｃの模式的透視を示し、（ｄ）はスリットリブ２０５ｃの模式的外観を示す。

図５においては、メスハウジング２００におけるスリットリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄ（図５（ｂ）参照）のうち、スリットリブ２０５ｃおよびオスハウジング４００におけるスリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄ（図５（ａ）参照）のうちスリット４０５ｃを抽出して説明する。なお、スリットリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄは同じ形状で形成されており、スリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄも同じ形状で形成されている。

図５（ｄ）に示すように、スリットリブ２０５ｃは、２つのリブ形状２９１ａおよびリブ形状２９１ｂからなる。スリットリブ２０５ｃのリブ形状２９１ａ，２９１ｂは、先端側においてスリット幅Ｈ１からなり、リブ幅Ｈ２からなり、リブ奥側においてスリット幅Ｈ３からなり、リブ幅Ｈ４からなる。

また、図５（ｃ）に示すように、スリット４０５ｃは、スリット入り口幅Ｈ１１からなり、スリット奥幅Ｈ１２からなる。

このリブ幅Ｈ２からスリット幅Ｈ１を減算した値（Ｈ２−Ｈ１）が、スリット奥幅Ｈ１１（図５（ｃ）参照）に対応する値となり、リブ幅Ｈ４からスリット幅Ｈ３を減算した値（Ｈ４−Ｈ３）が、スリット入り口幅Ｈ１２（図５（ｃ）参照）に対応する値となる。

このように、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の嵌合時に、スリットリブ２０５ｃの先端側が、スリット４０５ｃの奥側において、スリット幅Ｈ１だけ圧接された状態で挿入される。

また、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の嵌合時に、スリットリブ２０５ｃの奥側が、スリット４０５ｃの入り口側において、スリット幅Ｈ３だけ圧接された状態で挿入される。

以上により、スリットリブ２０５ｃがスリット４０５ｃにおいて、スリット幅分だけ圧接されるので、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の嵌合が確実に堅固に行われる。

次に、図６は、メスハウジング２００のスリット２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄおよびオスハウジング４００のリブ４５０ａ，４５０ｂ，４５０ｃ，４５０ｄの詳細の一例を示す模式的説明図である。図６においては、スリット２５０ｄおよびリブ４５０ｄについて説明する。

図６（ａ）は、オスハウジング４００の嵌合面を示し、（ｂ）はメスハウジング２００の嵌合面を示し、（ｃ）はリブ４５０ｄの模式的外観を示し、（ｄ）はスリット２５０ｄの模式的外観を示す。

図６（ｃ）に示すように、オスハウジング４００のリブ４５０ｄにおいては、四角柱からなるリブ４５０ｄ１および徐々にリブ形状が大きくなるリブ４５０ｄ２からなる。リブ４５０ｄ２は、リブ４５０ｄの縦横方向いずれにも大きくなる形状（四角錐）である。

その結果、リブ４５０ｄ１が図６（ｄ）のスリット２５０ｄと嵌合し始めた場合において、互いに隙間があるのに対して、リブ４５０ｄ２がスリット２５０ｄと嵌合し始めた場合においてリブ４５０ｄ２が当接し、リブ４５０ｄとスリット２５０ｄとの間の隙間がなくなり、堅固に嵌合される。

また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、オスハウジング４００のリブ４５０ａ，４５０ｂの間隔ａとリブ４５０ｅ，４５０ｆの間隔ｂとは、異なる値であり、さらにリブ４５０ａ，４５０ｂとリブ４５０ｅ，４５０ｆのテーパ形状は、全く異なる傾斜角で形成される。その結果、オスハウジング４００とメスハウジング２００との逆嵌合を確実に防止することができる。

次に、図７はオスハウジング４００の長方形溝４０２およびＴ字溝４０３と、メスハウジング２００の長方形リブ２０２およびＴ字リブ２０３との関係を示す模式図である。図７（ａ）はメスハウジング２００の長方形リブ２０２およびＴ字リブ２０３を示し、図７（ｂ）はオスハウジング４００の長方形溝４０２およびＴ字溝４０３を示し、図７（ｃ）はメスハウジング２００の長方形リブ２０２およびＴ字リブ２０３の他の例を示し、図７（ｄ）はメスハウジング２００の長方形リブ２０２およびＴ字リブ２０３のさらに他の例を示す。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、Ｔ字リブ２０３およびＴ字溝４０２の関係においては、図中矢印ＲＴの方向の誤差を低減することができる。すなわち、Ｔ字リブ２０３の直角方向のリブの働きにより、矢印ＲＴの方向の誤差を低減することが可能となる。

また、図７（ｃ）に示すように、Ｔ字リブ２０３の代わりに十字リブ２０３ａを用いてもよく、図７（ｄ）に示すように、Ｔ字リブ２０３の代わりに台形リブ２０３ｂを用いてもよい。これらの場合においても、Ｔ字リブ２０３およびＴ字溝４０２の関係と同様に、図中矢印ＲＴの方向の誤差を低減することができる。

なお、本実施の形態においては、Ｔ字リブ２０３およびＴ字溝４０２、十字リブ２０３ａおよび十字溝（図示せず）、台形リブ２０３ｂおよび台形溝（図示せず）を例示したが、これに限定されず、他の任意のリブおよび溝形状を用いてもよい。

次に図８は、メスハウジング２００におけるがたつき防止リブ２８０について説明するための模式的説明図である。図８（ａ）はメスハウジング２００の一部を切り欠いた斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の断面を模式的に示したものである。

まず、図８（ａ）に示すように、メスハウジング２００の内部には、がたつき防止リブ２８０が設けられている。このがたつき防止リブ２８０は、過度の振動が付与された場合に、過度にメスハウジング２００とオスハウジング４００との嵌合が、がたつくのを防止できるように設けられている。

すなわち、図８（ｂ）に示すように、メスハウジング２００のスリットリブ２０５ａ，〜，２０５ｄおよびスリット２５０ａ，〜，２５０ｉがオスハウジング４００の外形を外側から内側に圧力を加えて嵌合を保持するのに対し、がたつき防止リブ２８０は、過度の振動によるがたつきを防止するためのものである。したがって、メスハウジング２００にオスハウジング４００を嵌合させた場合にクリアランスが設けられていてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る電気コネクタ１００においては、メスハウジング２００のスリットリブ２０５ａ，〜，２０５ｄがオスハウジング４００のスリット４０５ａ，〜，４０５ｄのテーパ形状に嵌挿され、スリット４０５ａ，〜，４０５ｄの角度変化率および幅変化率がスリットリブ２０５ａ，〜，２０５ｄの角度変化率および幅変化率よりも大きいため、スリット４０５ａ，〜，４０５ｄおよびスリットリブ２０５ａ，〜，２０５ｄ間に常時力が加えられる状態となる。すなわち、スリットリブ２０５ａ，〜，２０５ｄのスリット幅Ｈ１，Ｈ３が狭くなり、当該スリット４０５ａ，〜，４０５ｄに嵌挿される。それにより、スリット幅Ｈ１，Ｈ３が広がる方向に力が作用するため、堅固にメスハウジング２００およびオスハウジング４００とが固定される。さらに、スリット４０５ａ，〜，４０５ｄおよびスリットリブ２０５ａ，〜，２０５ｄの嵌合面をテーパ形状としているため、嵌合時における差込力を低減することができる。

その結果、メスハウジング２００およびオスハウジング４００を確実にリジット化することができ、高加速度の振動の環境下においても、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の間の振動を防止することができる。したがって、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の間の磨耗を抑止し、第１接続端子２０１ａ，２０１ｂおよび第２接続端子４０１ａ，４０１ｂの接続を確実に保持することができる。

また、オスハウジング４００の矩形状の角部にスリット４０５ａ，〜，４０５ｄが形成され、メスハウジング２００の角部に、スリットリブ２０５ａ，〜，２０５ｄが形成されることにより嵌合方向を軸とした回転方向のずれを防止することができるとともに、成形上のメスハウジング２００およびオスハウジング４００の強度を高くすることができる。

さらに、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の断面を矩形状とすることで、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の嵌合方向を軸とした回転方向のずれを防止することができる。その結果、メスハウジング２００とオスハウジング４００とが固着連結され、耐高加速度環境下であってもメスハウジング２００およびオスハウジング４００の接合にずれが生じることを防止することができる。したがって、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の接続端子２０１ａ，２０１ｂ，４０１ａ，４０１ｂの磨耗を防止することができる。

さらに、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の嵌合時において、スリット４０５ａ，〜，４０５ｄおよびスリットリブ２０５ａ，〜，２０５ｄの嵌合に加えて、さらにスリット２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄおよびリブ４５０ａ，４５０ｂ，４５０ｃ，４５０ｄの嵌合により、メスハウジング２００とオスハウジング４００とがさらに固着連結され、耐高加速度環境下であってもメスハウジング２００およびオスハウジング４００の接合にずれが生じることを防止することができる。したがって、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の接続端子の磨耗を確実に防止することができる。

また、一対のスリット２５０ａ，２５０ｂ間の距離ａと、一対のスリット２５０ｃ，２５０ｄ間の距離ｂとが異なるので、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の逆嵌合をさらに防止することができる。

また、第１接続端子２０１ａ，２０１ｂの配設位置近傍に、長方形リブ２０２とＴ字リブ２０３とが形成されるので、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の嵌合方向を軸として回転する方向（ねじれ方向）の振動を抑制することができる。その結果、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の第１接続端子２０１ａ，２０１ｂおよび第２接続端子４０１ａ，４０１ｂにおける磨耗を確実に防止することができる。

また、オスハウジング４００とメスハウジング２００との嵌合時に、メスハウジング２００の案内溝２１０に係止された掛け止め金具３００の掛け止め部３１５が、メスハウジング２００の開口部２２２から、オスハウジング４００側に突出する。したがって、係り止め部３１５が、凸形状部４２０を超えて固定溝４１０に固定される。したがって、メスハウジング２００およびオスハウジング４００の嵌合が、経時変化により変化した場合でも、固定溝４１０の傾斜面４１０ａで係止されるので、傾斜面４１０ａの長さに応じた分だけ掛り止め部３１５を係止し続けることができ、誤差または寸法公差を吸収することができる。その結果、電気コネクタ１００は、誤差または寸法公差があっても長期的に一体性を保持することができ、長期において安定した導通を行うことができる。

本実施の形態に係る電気コネクタ１００においては、第１接続端子２０１ａ，２０１ｂが第１接続端子に相当し、メスハウジング２００がメス型の第１ハウジングに相当し、第２接続端子４０１ａ，４０１ｂが第２接続端子に相当し、オスハウジング４００がオス型の第２ハウジングに相当し、案内溝２１０が第１ハウジングに形成された溝に相当し、掛け止め金具３００が掛け止め金具に相当し、スリットリブ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄがスリットリブに相当し、溝がスリット４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄに相当し、スリット２５０ａ，〜，２５０ｉが複数の凹溝に相当し、リブ４５０ａ，〜，４５０ｉが凸形状に相当し、Ｔ字リブ２０３が十字形状、Ｔ字形状および台形形状のうち少なくとも一つを含むリブ形状に相当し、掛り止め部３１５が凸形状の係止部に相当し、掛け止め金具３００が掛け止め金具に相当し、開口部２２２が突出可能な開口部に相当し、傾斜面４１０ａが所定の傾斜面に相当する。

なお、本実施の形態においては、メスハウジング２００に案内溝２１０を設けて掛け止め金具３００をプリロード状態で保持しつつ、オスハウジング４００と嵌合する場合について説明したが、これに限定されず、オスハウジング４００に案内溝を設けて掛け止め金具３００をプリロード状態で保持させてもよい。

また、案内溝２１０および掛け止め金具３００の形状は、本実施の形態に限定されるものではなく、掛け止め金具３００がプリロードを作用させる形状であればよい。

さらに、本実施の形態においては、電気コネクタ１００は２極であるとしたが、これに限定されず、他の任意の数の極数を有してもよい。例えば、第１ハウジングに支持される第１接続端子、第２ハウジングに支持される第２接続端子は、一対として備えられるものでなくてもよく、適宜複数備えられるものであってもよい。

また、掛け止め金具３００の掛り止め部３１５は、一対に設けられるが、これに限定されず、他の任意の個数の掛け止め部を有してもよい。さらに、掛け止め金具３００を複数の部材からなることとしてもよい。

さらに、本実施の形態における電気コネクタ１００は、高加速度振動を生じる動力源の近傍のみならず、他の任意の使用環境におけるコネクタとして用いることができる。例えば、後述するメスハウジングおよびオスハウジングの材質を最適に選択することにより、耐久性、耐候性、防水性等を持たせることにより、あらゆる環境下における他のコネクタとしても用いることができる。

本発明の一実施の形態に係る電気コネクタの一例を示す模式的斜視図掛け止め金具を備えたメスハウジングの形状を説明するための模式図オスハウジングの形状を説明するための模式図掛け止め金具の掛け止め部が固定溝と嵌合する場合の詳細を説明するための模式的断面図メスハウジングにおけるスリットリブおよびオスハウジングにおけるスリットを説明するための模式図メスハウジングのスリットおよびの詳細の一例を示す模式的説明図オスハウジングの長方形溝およびＴ字溝と、メスハウジングの長方形リブおよびＴ字リブとの関係を示す模式図メスハウジングにおけるがたつき防止リブについて説明するための模式的説明図

符号の説明

２０１ａ，２０１ｂ第１接続端子
４０１ａ，４０１ｂ第２接続端子
２００メスハウジング
２１０案内溝
２２２開口部
３００掛け止め金具
３１５掛け止め部
４００オスハウジング
４１０固定溝
α、β 傾斜面

Claims

第１接続端子を支持するメス型の第１ハウジングと、
前記第１接続端子と電気的に接続される第２接続端子を支持するとともに、前記第１ハウジングに嵌挿されて前記第１ハウジングと嵌合するオス型の第２ハウジングと、
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとが嵌合する方向と直交する一方向に延在して前記第１ハウジングに形成された溝に掛け止められ、かつ前記嵌合する方向および前記溝の方向のいずれにも直交する方向に沿って前記第２ハウジングに付勢する掛け止め金具と、を含み、
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングのいずれか一方は、
前記嵌合する方向に延在し、かつ所定の幅変化率および所定の角度変化率により形成されたテーパ形状のスリットリブを備え、
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングのいずれか他方は、
前記スリットリブに対応する位置に設けられるとともに前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの嵌合方向に延在し、かつ前記スリットリブの所定の角度変化率よりも大きな角度変化率および前記所定の幅変化率よりも大きな幅変化率を有するテーパ形状の溝を備え、
前記第２ハウジングが前記第１ハウジングに嵌合された場合、前記溝の内周面に対して前記スリットリブの外壁面が嵌入されて前記スリットリブのスリットが狭くなり、前記溝に前記スリットリブが圧入されることを特徴とするコネクタ。
前記テーパ形状のスリットリブおよび前記テーパ形状の溝は、
少なくとも３対以上、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記第２ハウジングは、前記嵌合方向に対して垂直な面における断面形状が矩形状からなり、前記矩形状の角部毎に前記溝および前記スリットリブのいずれか一方が形成され、
前記第１ハウジングは、前記第２ハウジングの周囲を覆うとともに前記第２ハウジングの断面形状と嵌合可能な矩形状からなり、前記第２ハウジングの矩形状の角部毎に形成された前記第２ハウジングの溝およびスリットリブのいずれか一方に嵌合可能なスリットリブおよび溝のいずれか他方が形成されたことを特徴とする請求項２記載のコネクタ。
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングのいずれか一方には、前記嵌合方向に沿って複数の凹溝が形成され、前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングのいずれか他方には、前記複数の凹溝に嵌合する凸形状をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコネクタ。
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングのいずれか一方に設けられた前記複数の凹溝および凸形状は、
前記複数の凹溝および凸形状のうち、一の凹溝および凸形状に隣接する他の対の凹溝および凸形状との距離が、異なる一の凹溝および凸形状に隣接するさらに他の凹溝および凸形状との距離と異なることにより前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの逆嵌合を防止することができることを特徴とする請求項４に記載のコネクタ。
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングのいずれか一方に設けられた前記複数の凹溝および凸形状は、
前記複数の凹溝および凸形状のうち、一対の複数の凹溝および凸形状の幅と他の対の複数の凹溝および凸形状の幅とが異なることにより前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの逆嵌合を防止することができることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のコネクタ。
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングのいずれか一方には、前記接続端子の配設位置の近傍において、前記嵌合する方向に対して垂直な断面で、十字形状、Ｔ字形状および台形形状のうち少なくとも一つを含むリブ形状が１または複数形成され、
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングのいずれか他方には、断面十字形状、Ｔ字形状および台形形状のリブを保持可能な溝形状が形成されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のコネクタ。