JP4671386B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、それぞれが電気端子を収容する複数のキャビティを画定する絶縁ケーシングを具備する類型の電気コネクタに関する。
【０００２】
本発明は、限定的ではないが、自動車用コネクタに対して有利に使用することができ、以下の説明は単なる例示として引用する。
【０００３】
従来技術
周知のように、自動車用電気コネクタは、使用の際、２つの電気コネクタを、最終的に相互接続されるそれぞれの対応支持部材に順番に接続する必要がある。その場合、当該２つのコネクタは支持部材を接続することにより相互接続される。
【０００４】
どの組立て構成においても、支持部材の組立て許容誤差のために正確にコネクタを接続することは困難である。
【０００５】
本発明の開示
本発明の目的は、簡単で低コストな方法で前述の欠点を克服するように設計された電気コネクタを提供することである。
【０００６】
本発明によれば、第１支持部材に接続可能で、次いで第２支持部材に搭載された相補的な電気コネクタと嵌合し、組立て方向に前記第１および前記第２支持部材を接続することにより相補的なコネクタに接続可能な電気コネクタが提供される。前記コネクタは、対応する電気端子を収容する少なくとも１つのキャビティを画定する外側ケーシングを具備し、前記第１支持部材に接続するための接続手段を有する。当該コネクタは、前記接続手段が、前記コネクタと相補的なコネクタを接続するのに必要な負荷よりも大きい負荷により解除可能な制限負荷保持手段(limited-load retaining means)を具備し、それにより、第１および前記第２支持部材を接続する前に前記コネクタと相補的なコネクタとの接続が完了した場合、前記組立て方向と反対方向に前記第１支持部材に対して前記ケーシングを移動させることが可能であることを特徴とする。
【０００７】
添付図の簡単な説明
添付図を参照例として本発明の非制限的な好ましい実施形態を説明する。
【０００８】
図１の図番１は、それぞれ支持部材４および５に搭載され、支持部材４、５を組立て方向Ａに接続することにより相互接続されるプラグコネクタ２とジャックコネクタ３を具備する電気接続ユニット１の全体図である。
【０００９】
図示された実施例では、ユニット１はステアリングホイール７およびステアリングコラム８により画定される車両ステアリングモジュール６に組み込入まれており、該ステアリングホイール７とステアリングコラム８は方向Ａに沿って同軸に相互接続され、その構成部品は各支持部材４、５を画定している。さらに具体的には、支持部材４、５に相当するステアリングホイール７およびステアリングコラム８は、方向Ａおよび方向Ａに対する角度双方において所定の組立て許容誤差で相互接続される。
【００１０】
ユニット１は、通常車両ステアリングホイール７に設置される、（図示されていない）複数の周知の電気装置（ホーン、エアバッグ、無線制御部材等）を、実質的に円筒状の固定基材１１およびステアリングコラム８と一体構造の円形回転プレート１２により画定される（図１および図５に部分的に図示する）筐体１０に収容され、ステアリングコラム８の周りにコイル捲きされた、「平形ケーブル」として一般に周知の並列導電路を有するフレキシブル回路９に接続するために使用される。
【００１１】
図示された実施例において、ステアリングホイール７の円形基礎ディスクにより画定される支持部材４は、ステアリングコラム８の相補的な端部が嵌合する中央挿通孔１３と、使用時にコネクタ２が嵌合する、角が丸みを帯びた長方形状側方縁部を有する外周挿通開口部１４とを具備する。
【００１２】
図示された実施例において、ステアリングコラム８の前記端部は支持部材５を画定し、筐体１０のプレート１２の中央挿通孔１５（図５）に斜めに固定嵌合する。プレート１２は、有利にはプラスチック材製でコネクタ３と一体成形される。
【００１３】
図２から図４に示すように、コネクタ２は、本発明の一部ではないため図示しない周知の保持手段によりキャビティ２１内部に保持されるメス型電気端子２２を収容し、方向Ａに平行な軸を有する、複数の長軸方向の挿通キャビティ２１を画定するほぼ平行六面体状の絶縁ケーシング２０を具備する。
【００１４】
さらに具体的には、各端子２２（図３および図４）は、周知の方法で、箱型接触部２３、各電気ケーブル２５に接続するための接続部分２４、および接続部分２３および２４を接続する中間部分２６を有する。
【００１５】
キャビティ２１は、方向Ａと交差する方向に一列に配列される。ケーシング２０は、電気ケーブル２５が突出する後方壁２７、端子２２の接触部分２３に対向する前方壁２８、方向Ａと平行でかつキャビティ２１の列が延びる方向と直交する２つの対向側方壁２９、および添付図のコネクタ２の位置に対してそれぞれ頂部と底部をなす２つの対向端壁３０、３１により画定される。
【００１６】
また、コネクタ２は、ケーシング２０の頂部と端部の端壁３０、３１上に対で搭載される４つの弾性保持部材３２を有し、前記４つの弾性保持部材は支持部材４の開口部１４の側方縁部に嵌合する。
【００１７】
さらに詳細には、各端壁３０、３１上の保持部材３２は、端壁３０、３１および後方壁と前方壁２７、２８に垂直な、コネクタ２の対称面の両側に配置され、各側方壁２９の近傍に延びる。
【００１８】
各保持部材３２は、それぞれ端壁３０、３１から一体的に延びる長方形状の弾性矢尻状部３３と、矢尻状部３３から突出して方向Ａに沿って連続的に配置され、コネクタ２と支持部材４の第１および第２接続位置をそれぞれ画定する２つの支持歯３４、３５を有する。
【００１９】
さらに具体的には、各矢尻状部３３は、Ｕ字状スロットを形成する３つの側面に沿ってそれぞれ端壁３０、３１から取外すことができ、よって、第４の側面の側でそれぞれ端壁３０、３１にヒンジ留めされている。
【００２０】
図４に示されるように、歯状部３４は方向Ａに沿って各歯状部３５より奥に配置されており、直角三角形状の側面輪郭を有する。さらに具体的には、各歯状部３４の前方側がそれぞれ端壁３０、３１に対する傾斜面３６により画定されるため、ケーシング２０を支持部材４の開口部１４内に方向Ａに沿って挿入することが可能であり、後方側が、方向Ａとの直交面と平行に延びて支持部材４の開口部１４の側方縁部に対する係止面(stop surface)を画定する直立面(straight side)３７により画定されるため、コネクタ２が方向Ａと反対方向へ支持部材４から後退するのを防止できる。
【００２１】
歯状部３４の直立面３７は、支持部材４とケーシング２０の第１接続位置を画定する。
【００２２】
歯状部３５は、各歯状部３４に連続し、三角形状の輪郭を有し、それぞれ前方側３８および後方側３９により画定される。前方側３８および後方側３９は傾斜面が逆で端壁３０、３１に対して傾斜している。
【００２３】
各歯状部３５の３８側は対応する後方側３９より緩い勾配で端壁３０、３１に対して傾斜しているので、ケーシング２０を方向Ａに沿って支持部材４の開口部１４内に容易に挿入することができる。
【００２４】
歯状部３５の３９側は、支持部材４の開口部１４の側方縁部に対する係止面を画定し、相対する端壁３０、３１に対する３９側の傾斜に応じて決まる制限負荷値に対してコネクタ２が支持部材４から方向Ａと反対方向へ後退することを防止する。よって、歯状部３５の３９側は支持部材４とケーシング２０との第２接続位置を画定する。
【００２５】
歯状部３５の３９側と、方向Ａとの直交面との間に画定される角度は、コネクタ２と３を接続するのに必要な負荷より大きな負荷をかけた時に、ケーシング２０が支持部材４に対して方向Ａと反対方向に第１接続位置に移動することだけが可能なように効果的に選択される。
【００２６】
即ち、３９側の傾斜により、歯状部３５は、コネクタ２と３を接続するのに必要な負荷より大きな負荷により開口部１４の縁部から取外し可能な制限負荷保持部材に連結されることができ、そのため、支持部材４と５が接続される前にコネクタ２と３が完全に接続される場合、ケーシング２０は、支持部材４に対して方向Ａと反対方向に移動することができる。
【００２７】
各歯状部３５の３８側の長さである、方向Ａと平行な方向に規定された第１および第２接続位置間の間隔は、少なくとも、支持部材４および５の方向Ａにおける最大組立て許容誤差に等しい。望ましくは、前記間隔は、歯状部３５の３８側を支持部材４の開口部１４の側方縁部に押圧した状態になるよう選択される。よって、前記最大組立て許容誤差より大きい間隔が選択される。
【００２８】
また、コネクタ２は４つの係止部材４０を有する（図３および図４）。該４つの係止部材は、ケーシング２０の頂部および底部端壁３０、３１から対になって外側に突出し、後方壁２７の近傍に、それぞれ保持部材３２に対向するように配置され、支持部材４の開口部１４の側方縁部と嵌合してケーシング２０が第２接続位置を越えて方向Ａに移動するのを防止する。
【００２９】
図示された実施例において、係止部材４０は端壁３０、３１の各外側突出部を構成し、歯状部３５から見て歯状部３４とは反対側に配置される。さらに具体的には、各係止部材４０は隣接する各歯状部３５と間隔を置いて配置され、歯状部３５の側面３９に対向する傾斜面を有する実質的に台形状の側面輪郭を有する。
【００３０】
また、コネクタ２は、２つの突起部４１を具備する。該２つの突起部は、ケーシング２０の各端壁３０、３１から外側に突出し、前方壁２８の近傍に延び、それぞれが対応する端壁３０、３１の保持部材３２間の中間位置に配置され、さらに詳細に後述されるように、コネクタ３との接続の第１段階において方向Ａに対してコネクタ２を中央配置する役割を有する。
【００３１】
図５に示すように、ジャックコネクタ３は、各オス型電気端子４７を収容する（図示されていない）複数の軸方向の挿通キャビティを有する後方部分４６と、前記キャビティとつながり、コネクタ２のケーシング２０を収容する実質的に平行六面体形状の区画４９を画定する凹状前方部分４８とを具備する、実質的に平行六面体形状の絶縁ケーシング４５を具備する。
【００３２】
コネクタ２、端子４７およびよってそれらを収容する各キャビティは、それぞれ方向Ａに平行な軸を有し、方向Ａと交差する方向に沿って一列に配列される。
【００３３】
各端子４７（図５）の一端はフレキシブル回路９に溶着され、他端は区画４９の内部に突出するピン状接触部分５０を有する。
【００３４】
ケーシング４５は、フレキシブル回路が延びる後方壁５１、方向Ａと平行で端子４７の列方向と垂直な２つの対向する側方壁５２、および後方壁５１と側方壁５２に垂直な、図５のコネクタ３の位置においてそれぞれ頂部および底部に相当する、２つの対向する端壁５３、５４により画定される。
【００３５】
図５および図６に示されたように、ケーシング４５は、弾性接続手段５５により筐体１０のプレート１２に接続される。当該弾性接続手段は、接続の際に、方向Ａに対する支持部材４および５の配列角度に狂いがある場合、ケーシング４５をコネクタ２のケーシング２０と正確に位置合わせするため、方向Ａと垂直なおよび相互に垂直な２つの方向Ｂ、Ｃに弾力性を有する。
【００３６】
さらに具体的には、ケーシング４５は、プレート１２の角が丸みを帯びた長方形状側方縁部から弾性接続手段５５により吊るされ、開口部５６に対向する後方壁５１で位置決めされている。
【００３７】
弾性接続手段５５は、４つのリーフスプリング部材５７を有する。該４つのリーフスプリング部材は、ケーシング４５の頂部および底部端壁５３、５４から対になって外側に突出し、壁５３、５４に隣接しかつ平行な、開口部５６の側方縁部の各直線部分(straight portions)に接続され、ケーシング４５をプレート１２に対して方向ＢおよびＣに平行移動させる。
【００３８】
各端壁５３、５４のリーフスプリング部材５７は、端壁５３、５４および後方壁５１に直交するコネクタ３の対称面の両側に、かつ各側方壁５２に近接して配設される。
【００３９】
さらに具体的には、各リーフスプリング部材５７は、プレート１２の開口部５６の側方縁部から方向Ａに突出し、方向Ｂに柔軟性がある第１部分５８と、ケーシング４５の端壁５３、５４にそれぞれ固定され、方向Ｃに収縮するように部分的にかつ緩く端壁５３、５４の各開口部６０に嵌合する第２部分５９と、部分５８、５９の各前端に実質的に剛性接続する第３部分６１とを有する。
【００４０】
さらに具体的には、各リーフスプリング部材５７の部分５８は、方向Ｂにのみ収縮するように、方向Ｂに規定される高さが方向ＡおよびＣに規定される奥行きおよび幅よりも小さい、実質的に台形状の平坦なタブにより画定される。さらに具体的には、部分５８の幅は、プレート１２から離れるにしたがって縮小する。
【００４１】
各リーフスプリング部材５７の部分５９は、方向Ｃにのみ収縮するように、方向Ｃに規定される幅が方向ＡおよびＢにそれぞれ規定される奥行きおよび高さより小さい、実質的に平行六面体形状のバーにより画定される。
【００４２】
また、部分５９は、プレート１２に対向し対応する端壁５３、５４に固定される後方部分６２と、対応する開口部６０に方向Ｃに緩く嵌合する前方部分６３とを有する。さらに具体的には、各開口部６０は実質的にＶ形状であり、その断面は対応する端壁５３、５４の前方縁部からプレート１２に向かって縮小している。
【００４３】
図５に示すように、各端壁５３、５４は、対応する開口部６０の間に中空突出部(hollow projecting portion)６４を有する。該中空突出部６４は、コネクタ２の各突起部４１を受容する実質的に漏斗状座部６５を画定し、支持部材４および５を方向Ａに接続する際、突起部４１と嵌合してリーフスプリング部材５７の柔軟性によりケーシング４５をコネクタ２のケーシング２０と位置合わせする。
【００４４】
さらに具体的には、接続の際、方向Ａに対する支持部材４および５の配列角度に狂いがある場合、コネクタ２の突起部４１とコネクタ３の突出部６４とを互いに作用させることにより、ケーシング４５とコネクタ２のケーシング２０が正確に位置合わせされるまで、方向ＢおよびＣの一方向または両方向にプレート１２に対してケーシング４５を移動する。
【００４５】
各座部６５は、方向Ａに向かって断面が縮小する挿入口部分(inlet portion)６６と、挿入口部分６６の最小断面から方向Ａと反対方向に延びる実質的に不変断面端部分６７とを有する。
【００４６】
各座部６５の挿入口部分６６は、区画４９の挿入口開口部から方向Ａに突出する突出部６４の前方部分に形成されるので、突出部６４とコネクタ２の各突起部４１は、ケーシング２０をケーシング４５の内部に挿入する前に相互作用し始める。
【００４７】
コネクタ２とコネクタ３を接続する際、突出部６４は、支持部材４の開口部１４の側方縁部の対向する直線部分に形成される各凹部６８に嵌り込み、接続後はプレート１２の裏側で支持部材４から部分的に突出する。
【００４８】
接続ユニット１は以下の通りに組立てられる。
【００４９】
まず、コネクタ２を、支持部材４の開口部１４を介して方向Ａに第２接続位置に挿入する。さらに具体的には、支持部材４にケーシング２０を挿入する際に歯状部３４、３５の傾斜側(oblique side)３６、３８は開口部１４の側方縁部をスライドしてケーシング２０の内部に矢尻状部３３を収縮し、次に各槍上部３３は、歯状部３５が支持部材４を通過すると弾性により変形前の位置に戻り、歯状部３５の後方側３９は、方向Ａと反対方向にコネクタ２が後退するのを防止する係止部を画定する。
【００５０】
係止部材４０と支持部材４の開口部１４の側方縁部が当接することにより、コネクタ２が方向Ａにそれ以上移動することは阻止される。
【００５１】
この時点で、コネクタ２の突起部４１がコネクタの座部６５の挿入口部分６６内部に挿入されるよう、支持部材４を方向Ａに沿って支持部材５に押圧する。この段階では、ケーシング２０はまだケーシング４５の区画４９外にある。
【００５２】
組立て許容誤差のため、支持部材４、５の方向Ａに対する配列角度に狂いがある場合、コネクタ２の突起部４１と、対応するコネクタ３の突出部６４とを作用することにより、ケーシング４５がコネクタ２のケーシング２０と正確に位置合わせされるまで、方向ＢおよびＣの一方向または両方向にプレート１２に対してケーシング４５を移動させる。
【００５３】
区画４９に対して方向Ａに沿って前方に突出するケーシング４５の座部６５の挿入口部分６６があるため、相互に嵌合させる前にケーシング２０と４５を正確に配列することができる。
【００５４】
ケーシング４５は、方向ＢおよびＣに収縮するリーフスプリング部材５７によりプレート１２に対して移動する。ケーシング４５は４点でプレート１２に接続され、リーフスプリング部材５７は、それぞれ方向Ｂ、Ｃの一方に柔軟性を有するが他方には実質的に剛性である２つの部分５８、５９により画定されるので、ケーシング４５は平行移動のみ可能で、よって方向Ａに対する傾斜が防止される。
【００５５】
支持部材４を方向Ａにさらに押圧すると、支持部材４は支持部材５に接続され、コネクタ２のケーシング２０がコネクタ３のケーシング４５内に完全に挿入される。
【００５６】
この段階で、ステアリングモジュール６の組立て許容誤差のために支持部材４と５が接続される前にコネクタ２と３が完全に接続される場合、コネクタ２のケーシング２０は、最終組立て段階で、歯状部３５の保持する負荷より強い押圧力を受け、その押圧力によりケーシング２０は第１接続位置に移動する。矢尻状部３３はケーシング２０の内側に収縮し、歯状部３５の後方側３９はケーシング２０を支持部材４に対して第１接続位置に移動させ、コネクタ２を第１および第２接続位置の間の任意の位置で支持部材４に固定することができる。
【００５７】
逆に、コネクタ２と３が、支持部材４と５が接続するのと同時に完全に接続される場合、コネクタ２は第２接続位置において支持部材４に固定された状態を維持する。
【００５８】
本発明によるコネクタ２の長所は前述の説明から明らかである。
【００５９】
特に、制限負荷保持手段（歯状部３５）により画定された接続位置において、事前に支持部材４にコネクタ２を固定することによって、支持部材４と５が接続する前にコネクタ２と３を方向Ａに完全に接続する場合、コネクタ２は、方向Ａと反対の方向に隣接する接続位置に移動することができるので、支持部材４と５が方向Ａに組立て許容誤差を有する場合でも、コネクタ２と３を正確に接続することができる。
【００６０】
本発明の範囲から逸脱することなくコネクタ２を変更することができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による電気プラグ型コネクタと、相補的な電気ジャック型コネクタとを具備する電気接続ユニットを特徴とする車両ステアリングモジュールの部分前方斜視図を示している。
【図２】 図２は、ジャックコネクタに接続する前の図１のプラグコネクタの拡大前方斜視図を示している。
【図３】 図３は、図２のプラグコネクタの後方斜視図を示している。
【図４】 図４は、図２のプラグコネクタの側面図を示している。
【図５】 図５は、プラグコネクタに接続する前の図１のジャックコネクタの拡大斜視図を示している。
【図６】 図６は、図５のジャックコネクタの部分拡大斜視図を示している。

Claims (9)

1. 第１支持部材（４）に接続可能で、次いで第２支持部材（５）に搭載される相補的な電気コネクタ（３）と嵌合し、組立て方向（Ａ）に前記第１および前記第２支持部材（４、５）を接続することにより相補的な電気コネクタ（３）に接続可能で、対応する電気端子（２２）を収容する少なくとも１つのキャビティ（２１）を画定する外側ケーシング（２０）を具備し、前記第１支持部材（４）に接続するための接続手段（３２）を有する電気コネクタ（２）であって、前記接続手段（３２）が、前記電気コネクタ（２）と相補的なコネクタ（３）とを接続するのに必要な負荷より大きい負荷により解除可能な制限負荷保持手段（３５）を具備し、それにより、前記第１および第２支持部材（４、５）が接続される前に前記電気コネクタ（２）と相補的なコネクタ（３）の接続が完了した場合、前記組立て方向（Ａ）と反対方向に前記第１支持部材（４）に対して前記ケーシング（２０）を移動させることが可能であることを特徴とする電気コネクタ（２）。
2. 前記接続手段（３２）が、前記組立て方向（Ａ）に沿って連続的に配置され、前記電気コネクタ（２）と前記第１支持部材（４）との第１および第２接続位置をそれぞれ画定する第１および第２保持手段（３４、３５）を具備し、前記第２保持手段（３５）が前記組立て方向（Ａ）に沿って前記第１保持手段（３４）より奥に配置され、前記制限負荷保持手段を画定することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記組立て方向（Ａ）と平行な方向に規定された前記第１および第２接続位置間の間隔が、前記第１および前記第２支持部材（４、５）の組立て方向（Ａ）における最大組立て許容誤差以上の間隔であることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記ケーシング（２０）が前記第１支持部材（４）の挿通開口部（１４）に嵌りこむことと、前記第１および第２保持手段それぞれが、前記ケーシング（２０）の外壁（３０、３１）に搭載される各弾性矢尻状部（３３）から突出し、前記第１支持部材（４）の前記開口部（１４）の側方縁部に嵌合することによりそれぞれ前記第１および第２接続位置を画定する第１および第２歯状部（３４、３５）を、少なくとも具備することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記第１歯状部（３４）が、ケーシング（２０）を前記組立て方向（Ａ）に前記第１支持部材（４）の前記開口部（１４）内へ挿入できるように、前記ケーシング（２０）の前記外壁（３０、３１）に対して傾斜する前方側（３６）と、前記組立て方向（Ａ）と直交する面に平行に延びて、前記第１支持部材（４）の前記開口部（１４）の側方縁部に係止して前記第１接続位置を画定する後方側（３７）とを有することを特徴とする請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記第２歯状部（３５）が、ケーシング（２０）を前記組立て方向（Ａ）に前記第１支持部材（４）の前記開口部（１４）内へ挿入できるように、前記ケーシング（２０）の前記外壁（３０、３１）に対して傾斜する前方側（３８）と、前記ケーシング（２０）の前記外壁（３０、３１）に対し、対応する前記前方側（３８）と反対方向に傾斜し、前記第２接続位置を画定し、および前記電気コネクタ（２）と相補的なコネクタ（３）を接続するのに必要な負荷より大きな負荷により、前記電気コネクタ（２）を前記第２接続位置から前記第１接続位置まで移動することができる角度で傾斜する後方側（３９）とを有す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。
7. 前記ケーシング（２０）が、前記第２保持手段（３５）から見て前記第１保持手段（３４）の反対側に配置され、前記第１支持部材（４）の前記開口部（１４）の側方縁部と嵌合することにより前記ケーシング（２０）が前記第２接続位置を越えて前記組立て方向（Ａ）に移動することを防止する停止手段（４０）を外部に具備することを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載のコネクタ。
8. 前記停止手段が、前記ケーシング（２０）の前記外壁（３０、３１）から延び、前記第２歯状部（３５）に対向する突出部を少なくとも１つ具備することを特徴とする請求項７に記載のコネクタ。
9. 前記ケーシング（２０）が実質的に平行六面体状であり、それぞれが前記第１および前記第２歯状部（３４、３５）を有し、ケーシング（２０）の各対向する外壁（３０、３１）に対で搭載される４つの前記弾性矢尻状部（３３）を具備することを特徴とする請求項４ないし請求項８のいずれか１項に記載のコネクタ。

Images