JP4930418B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、自動車に搭載される電気機器に給電するケーブルを電気的に接続するためのコネクタに係り、特に車両走行時を含めた自動車の振動によるコネクタのガタつきを規制し、コネクタ内のオス、メス両端子の接続信頼性を向上させたコネクタに関するものである。

自動車などに搭載される電気機器に給電するコネクタは、電気機器側にオス側コネクタを取り付け、そのオス側コネクタにケーブルが接続されたメス側コネクタを嵌合して形成される。

オス側コネクタはオス端子を絶縁支持するオス側インナーハウジングをオス側ハウジングに収納してなり、メス側コネクタはオス端子と電気的に接続するケーブル先端の接続端子を絶縁支持するメス側インナーハウジングをメス側ハウジングに収納してなる。

電気接続を行うコネクタは、コネクタ内で生じるノイズの放射を防ぐ必要があり、オス側コネクタの外側ケースであるオス側ハウジングおよびメス側コネクタの外側ケースであるメス側ハウジングを導電性材料（例えばアルミニウムなど）で作製し、接続部である端子を覆うことは、端子から生じる放射ノイズを低減するために有効である。

オス側ハウジングおよびメス側ハウジングをアルミニウムなどの導電性材料または樹脂などの絶縁材料で作製する場合において、その作製は、量産性、コストの低減を考慮して射出成型を実施していることが多い。オス側ハウジングとメス側ハウジングは薄壁状であるため、成型時には僅かながら内反りが生じることがあり、オス側コネクタとメス側コネクタの嵌合時にオス側ハウジングとメス側ハウジングが干渉して嵌合抵抗が大きくなってしまうことがある。そこで、嵌合抵抗を低減するために、オス側ハウジングとメス側ハウジングには所定のクリアランスが確保されている。

また、射出成型を行う場合、射出成型機の金型に抜き勾配を設ける必要があるため、成型されてできたオス側ハウジングとメス側ハウジングを嵌合した際、両ハウジング間で必ずクリアランスを生じる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。

特開平０７−０１４６３９号公報

両ハウジング間に所定のクリアランスが設けられるため、オス側コネクタを機器に固定し、ケーブルが接続されたメス側コネクタを嵌合した状態において外部からの振動が加わると、オス側ハウジングとメス側ハウジングが嵌合方向及び嵌合直交方向にガタつくおそれがある。

オス側ハウジングとメス側ハウジングにガタが発生すると、オス側ハウジングとメス側ハウジング内部に収納されている端子も動くことになる。オス側コネクタとメス側コネクタの端子は、一方の端子が有するばねの接触力（ばね力）により、もう一方の端子を把持して接触しているが、振動により、ばねの接触力よりも大きな力が付加されると端子を把持することができなくなる。そのため、端子が動いてしまい、端子の摩耗や、接触抵抗の増加が生じる。これに伴って、端子が発熱することがある。ここで、振動を考慮して、端子の接触力を非常に大きな力に設計すると、端子挿入力が増加すると共に、端子挿入時に端子表面のめっきを削ってしまうという問題が発生する。

また、オス側コネクタからの放射ノイズを低減するために、ハウジングの材料に導電性材料を用いた場合、その製造方法は量産性を考慮してダイカストで製造するのが一般的である。この場合ダイカスト製造時の寸法公差を厳しく管理しても、オス側コネクタとメス側コネクタのオス側ハウジングとメス側ハウジングのクリアランスをゼロにすることはできないため、必ずクリアランスが生じてしまう。

オス側コネクタのオス側ハウジングとメス側コネクタのメス側ハウジングにクリアランスが生じると、上記の通り、オス側コネクタとメス側コネクタ嵌合時にガタが発生する問題が生じる。ここで、ガタをなくすため、クリアランスを小さくする、またはなくしてしまうと、オス側コネクタとメス側コネクタ嵌合時の嵌合抵抗が大きくなると共に、嵌合時に金属同士が擦れてしまうため、金属粉の発生やハウジングの摩耗が生じてしまう。

そこで、本発明の目的は、コネクタ嵌合時のコネクタ嵌合方向および嵌合直交方向のガタを規制し、形成変更を最小限にして振動時の接続端子の摩耗などを確実に防止するコネクタを提供することである。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、オス端子を絶縁支持するオス側インナーハウジングをオス側ハウジングに収納したオス側コネクタと、前記オス端子と電気的に接続するケーブル先端の接続端子を絶縁支持するメス側インナーハウジングをメス側ハウジングに収納したメス側コネクタと、前記オス側ハウジングの両側に形成したカムピンと、前記メス側ハウジングの両側に形成した前記カムピンをガイドする溝と、そのメス側ハウジングに回動自在に設けられると共に前記カムピンを係合するカム溝が形成され、前記カム溝に係合した前記カムピンを介して前記オス側コネクタを前記メス側コネクタに引き寄せて固定する回動自在のレバーとを備えるコネクタにおいて、前記オス側ハウジングの両側に形成したリブと、そのリブ上に設けられ、前記メス側コネクタに引き寄せて固定するレバーのカム溝に係合する前記カムピンと、前記メス側ハウジングの溝に係合して設けられると共に前記リブを嵌め込むガイド溝が形成されたガタ抑制部材とを備えたコネクタである。

本発明は、前記ガタ抑制部材は、前記メス側ハウジングに溝を形成する切り欠き片にそれぞれ係合するコ字状の嵌め込み溝を上下に有し、その嵌め込み溝同士を直結するＵ字状のピンガイドを有するコネクタである。

本発明は、前記嵌め込み溝後方の延長線上に、切り欠き片と前記カムピンの隙間を埋めるスペーサ部材が設けられるコネクタである。

本発明は、前記オス側ハウジングおよびメス側ハウジングは導電性材料で形成され、ガタ抑制部材は弾性を有する樹脂などの絶縁材料で形成されるコネクタである。

本発明は、前記レバーは略コ字形に形成され、その両側面には前記嵌め込み溝後端に係合する舌片が形成されるコネクタである。

本発明によれば、オス側ハウジングとメス側ハウジングをガタ抑制部材を介して固定することで、コネクタ嵌合時の両ハウジングのガタを規制し、形成変更を最小限にして振動による端子の摩耗や接触抵抗の上昇を抑えることができる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。

本実施形態に係るコネクタは、自動車の車両など振動の生ずる部分に適用される電気接続部品である。

図１は、本発明の好適な実施形態を示すコネクタの斜視図である。

図１に示すように、コネクタ１は、電気機器側に取り付けるオス側コネクタ２と、そのオス側コネクタ２に嵌合するメス側コネクタ３からなる。

オス側コネクタ２は、３つのオス端子４と、このオス端子４を絶縁して収納するオス側インナーハウジング５と、そのオス側インナーハウジング５を収納するケースであるオス側ハウジング６とで構成されている。

オス側ハウジング６の両側面には、嵌合方向と平行にリブ７が形成され、そのリブ７上には、カムピン８が設けられる。また、オス側ハウジング６の先端には、図示しない電気機器に固定するためのプレート部６ａが一体に形成される。

オス側ハウジング６は導電性材料例えばアルミニウム、オス側インナーハウジング５は絶縁材料例えば樹脂好ましくはＰＢＴ（ポリ・ブチレン・テレフタレート）、オス端子４は導電性材料例えば銅合金によりそれぞれ構成されている。

メス側コネクタ３は、先端にオス側コネクタ２に接続される３つのメス端子９が設けられたケーブル１４と、そのケーブル１４のメス端子９を絶縁して収納するメス側インナーハウジング１０と、メス側インナーハウジング１０およびケーブル１４を収納するメス側ハウジング１１とからなる。メス側ハウジング１１は導電性材料例えばアルミニウム、メス側インナーハウジング１０は絶縁材料例えば樹脂好ましくはＰＢＴ、メス端子９は導電性材料例えば銅合金によりそれぞれ構成される。

ケーブル１４のメス端子９と接続する部分には、ケーブル１４のシールドとメス側ハウジング１１を接触して両者を電気的に接続するフェルール１６が設けられる。フェルール１６は、導電性材料例えば銅合金で構成される。

メス側インナーハウジング１０には、メス端子９の抜け落ちを防ぐインナープレート１２が設けられる。また、メス側インナーハウジング１０の先端にはオス側ハウジング６とメス側ハウジング１１とを接触させるグランドコンタクト１３が取り付けられる。グランドコンタクト１３は導電性材料例えば銅合金で構成される。

メス側ハウジング１１は、メス端子９およびメス側インナーハウジング１０を収納する扁平筒状の前部筒状部１１ａと、その後端に一体に形成される後部筒状部１１ｂとからなる。後部筒状部１１ｂは、各メス端子９に対応するケーブル１４をそれぞれ収納する３つの筒状部材からなる。

フェルール１６の後方のケーブル１４には、メス側ハウジング１１とオス側ハウジング６の嵌合時に両ハウジング６、１１間をシールする防水シール１７が設けられる。防水シール１７は弾性材料例えばシリコンゴムで構成される。

ケーブル１４の後端には、後部筒状部１１ｂとの間の防水を行うワイヤーシール１８が設けられ、後部筒状部材１１ｂには、ワイヤーシール１８の抜けを防止すると共に、３本のケーブル１４を束ねる３連形のテールプレート１９が設けられる。ワイヤーシール１８は弾性材料例えばシリコンゴム、テールプレート１９は絶縁材料例えばＰＢＴで構成される。

前部筒状部１１ａの両側には、コネクタ嵌合時に挿入をアシストするレバー２０が設けられ、前部筒状部１１ａの後方には、コネクタ１の嵌合状態を明らかにすると共にレバー２０を固定するＣＰＡ（Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ａｓｓｕｒａｎｃｅ）２１が設けられる。レバー２０と、ＣＰＡ２１は絶縁材料例えばＰＢＴで構成される。

前部筒状部１１ａの両側面には、溝１１ｃが設けられ、その溝１１ｃにオス側ハウジング６のリブ７と嵌合するガタ抑制部材２２が設けられる。

ガタ抑制部材２２は、図２に示すように、溝１１ｃを形成する切り欠き片にそれぞれ係合するように上下に配置したコ字状の嵌め込み溝２２ａ、２２ｂと、その嵌め込み溝２２ａ、２２ｂ同士を直結するＵ字状のピンガイド２２ｃとからなる。

嵌め込み溝２２ａ、２２ｂの後方の延長線上には、溝１１ｃとカムピン８の隙間を埋めるスペーサ部材２２ｄ、２２ｅがそれぞれ嵌め込み溝２２ａ、２２ｂと一体に取り付けられる。嵌め込み溝２２ａ、２２ｂとスペーサ部材２２ｄ、２２ｅ間でオス側ハウジング６のリブ７を案内するガイド溝２２ｆが形成される。ガタ抑制部材２２は弾性を有する樹脂などの絶縁材料で形成するとよい。

レバー２０は、コ字状に形成され、その両側がメス側ハウジング１１の両側に設けた支軸１１ｄに回動自在に設けられ、コネクタの嵌合前にはストッパー１１ｅにて図５の回動位置に保持され、嵌合後にはＣＰＡ２１に係合する図４の位置に回動される。

レバー２０の両側面には、カムピン８を引き寄せるためのカム溝２０ｂが形成され、そのカム溝２０ｂにカムピン８を挿通させる挿入口２０ａが形成される。レバー２０の両側には、コネクタ嵌合時に上側の嵌め込み溝２２ａ後端に係合する舌片２０ｃが形成される。

次に本実施形態の作用を説明する。

まず、コネクタ２、３の嵌合の際には、図１で示したメス側インナーハウジング１０にメス端子９が収納され、そのメス側インナーハウジング１０がメス側ハウジング１１内に収納されて図５に示した状態でコネクタ２、３を向き合わせる。次にオス側ハウジング６のリブ７を図３、図６に示すようにガタ抑制部材２２のガイド溝２２ｆに沿って挿入してオス側コネクタ２とメス側コネクタ３とを嵌合する。

この際、リブ７に設けられたカムピン８はレバー２０の挿入口２０ａを通ってカム溝２０ｂに挿入される。

この状態でレバー２０を支軸１１ｄを中心に回動させることで、カム溝２０ｂに係合したカムピン８を介してオス側コネクタ２がメス側コネクタ３に引き寄せられて図４に示すようにコネクタ２、３同士が嵌合され、オス側コネクタ２の端子（図示せず）とメス側コネクタ３のメス端子９とが接続され、同時にオス側コネクタ２のオス側ハウジング６とメス側コネクタ３のメス側ハウジング１１とがガタ抑制部材２２により密に嵌合される。

レバー２０は嵌合後ＣＰＡ２１に係合してレバー２０がロックされ、メス側コネクタ３からオス側コネクタ２が脱着しないようにされる。

このように本発明では、コネクタ嵌合時に、ガタ抑制部材２２の内壁はオス側ハウジング６の側面に密着することでガタつきが防止される。また、ガタ抑制部材２２のガイド溝２２ｆにオス側ハウジング６のリブ７が係合することにより両ハウジング６、１１の上下方向のガタつきが防止される。よって簡単な構造でコネクタ嵌合方向および嵌合直交方向のガタを規制することができ、部品点数が少なく製造コストの低減が図れる。

また、両ハウジング６、１１を導電性材料で作製する際、その作製は、量産性、コストの低減を考慮し射出成型で実施される。そのため、成型時には僅かながら内反りが生じることがあり、コネクタ１嵌合時にハウジングが干渉して嵌合抵抗が大きくなってしまうことがある。そこで嵌合抵抗を低減するために、両ハウジング６、１１には所定のクリアランスが設けられる。このクリアランスはガタつきの要因となるが、ガタ抑制部材２２の弾性変形量を充分に確保することで、コネクタ嵌合時に両ハウジング６、１１と、ガタ抑制部材２２とが密着してガタつきを防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。振動時にガタが発生するコネクタ１の嵌合部において、ガタの支点と作用点の動きを止めることが、本構造の重要ポイントとなる。オス側ハウジング６のリブ７とメス側ハウジング１１の溝１１ｃが長手方向でガタ抑制部材２２と接触する構造が最もコネクタ１のガタを低減できるが、例えば、ガタ抑制部材２２が、オス、メス両ハウジング６、１１の長手方向の全長で完全に接触せず、リブ７の先端と後端の２箇所のみで接触している構造の場合でも、ガタの支点と作用点の動きを抑制できるため、ある程度のガタ抑制効果を発揮することが可能となる。

本発明に係るコネクタの一実施の形態を示す分解斜視図である。 図１に示したコネクタのガタ抑制部材の拡大斜視図である。 図１に示したオス側ハウジングとメス側ハウジングとを嵌合する状態の分解斜視図である。 図１に示すコネクタの嵌合後の状態を示す側面図である。 図１に示すコネクタの嵌合前の状態を示す側面図である。 図５に示したメス側コネクタのレバーを取り除いた状態を示す側面図である。

符号の説明

２ オス側コネクタ
３ メス側コネクタ
６ オス側ハウジング
７ リブ
８ カムピン
１１ メス側ハウジング
１１ｃ 溝
２０ レバー
２０ｂ カム溝
２２ ガタ抑制部材
２２ｆ ガイド溝

Claims (5)

1. オス端子を絶縁支持するオス側インナーハウジングをオス側ハウジングに収納したオス側コネクタと、前記オス端子と電気的に接続するケーブル先端の接続端子を絶縁支持するメス側インナーハウジングをメス側ハウジングに収納したメス側コネクタと、前記オス側ハウジングの両側に形成したカムピンと、前記メス側ハウジングの両側に形成した前記カムピンをガイドする溝と、そのメス側ハウジングに回動自在に設けられると共に前記カムピンを係合するカム溝が形成され、前記カム溝に係合した前記カムピンを介して前記オス側コネクタを前記メス側コネクタに引き寄せて固定する回動自在のレバーとを備えるコネクタにおいて、
   前記オス側ハウジングの両側に形成したリブと、そのリブ上に設けられ、前記メス側コネクタに引き寄せて固定するレバーのカム溝に係合する前記カムピンと、前記メス側ハウジングの溝に係合して設けられると共に前記リブを嵌め込むガイド溝が形成されたガタ抑制部材とを備えたことを特徴とするコネクタ。
2. 前記ガタ抑制部材は、前記メス側ハウジングに溝を形成する切り欠き片にそれぞれ係合するコ字状の嵌め込み溝を上下に有し、その嵌め込み溝同士を直結するＵ字状のピンガイドを有する請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記嵌め込み溝後方の延長線上に、切り欠き片と前記カムピンの隙間を埋めるスペーサ部材が設けられる請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記オス側ハウジングおよびメス側ハウジングは導電性材料で形成され、ガタ抑制部材は弾性を有する樹脂などの絶縁材料で形成される請求項１〜３いずれかに記載のコネクタ。
5. 前記レバーは略コ字形に形成され、その両側面には前記嵌め込み溝後端に係合する舌片が形成される請求項２〜４いずれかに記載のコネクタ。

Images