JP5349611B2 - 電気コネクタアセンブリおよび該アセンブリへの電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は電気コネクタアセンブリおよび該アセンブリ用の電気コネクタに関する。

電気コネクタアセンブリは、長い間、２つの電気器具間を電気的に接続可能にするために相補して結合する、第１および第２電気コネクタを備えるものとされてきた。

特に、電気コネクタのいくつかの種類は、複数の電気経路を有する。このような場合、それぞれケーブルに接続される電気的な通電接触部が、対応する電気絶縁筐体のレセプタクルに挿入されることが一般的である。挿入している間、各電器接触部は、筐体の係止ランスをそらせており、次いで電気コンタクト部が完全に挿入されると、ばねで係止位置に戻る。この位置では、線織部はレセプタクルに係止される。

最近では、「端子位置保障装置（ＴＰＡ）」が開発されている。このような装置は。係止ランスがまだそのそれた位置にある、すなわち、電気接触部は完全に挿入されていないことを検出することができる。接触部を挿入する前は、このＴＰＡ部材は通常中間位置にある。ＴＰＡ部材のコンセプトは、全ての電気装置が完全に挿入された際、中間位置と完全な係止位置との間でこの装置を筐体に対して移動することができることである。その完全な係止位置では、装置はそのアセンブリの２つの電気コネクタの対と干渉しない。しかしながら、その中間位置では、ＴＰＡ部材は２つの電気コネクタが結合する動きに干渉し、それにより、２つの電気コネクタの結合を阻止する。さらに、電気接触部が部分的に挿入されているだけのときは、ＴＰＡ部材は、その中間位置から係止位置への移動を阻止されている。従って、ＴＰＡ部材をその係止位置に動かせないときは、全ての接続部が完全に挿入されていないことが検出できる。さらに、このことは、２つの電気コネクタが結合されることを阻止し、それにより、不適切な操作が不可能であることを確かにする。

このような電気コネクタアセンブリの例は、特許文献１より既知である。

米国特許第６，８２７，６０９号明細書

ＴＰＡ部材は、いずれの接触部の挿入前のコネクタの取り扱いの間に、その係止位置に位置しているかもしれない。これは、ＴＰＡ部材が係止されている（すなわち、閉じられている）ときに、後になされる接触部の挿入によってコネクタの１つ以上の部品が損なわれるかもしれないので問題である。

本発明は請求項１に係る電気コネクタアセンブリを提供する。

このようなコネクタアセンブリでは、ＴＰＡ部材は中間位置にあり、第１および第２電気コネクタが完全に結合するのを阻止し、かつ、その係止位置では、接触部がその係止位置に移動することを阻止する。レセプタクルに接触部を挿入する人または機械は、ＴＰＡ部材の誤った位置（係止または閉鎖位置）を必ず検知することで、不適切な操作を防止することができる。

別の実施形態によると、独立項に規定される１つ以上の特徴が利用される場合ある。

本発明の他の特徴および利点が、限定することのない例示として用意される実施形態の以下の詳細な説明と添付する図からすぐに明らかになるだろう。

一実施形態によるコネクタアセンブリ用の電気コネクタの分解斜視図である。 ＴＰＡ部材の反対側の斜視図である。 図１の線ＩＩＩａ−ＩＩＩａに沿った図１の電気コネクタの垂直断面図である。 接触部がその係止位置にある状態での図３ａと同様の図である。 ＴＰＡ部材がその係止位置にある状態での図３ｂと同様の図である。 ＴＰＡ部材がその係止位置にある状態での図３ａと同様の図である。 ＴＰＡ部材がその係止位置にあり、接触部が外側位置にある状態での、図１の線ＩＶｂ−ＩＶｂに沿った図１の電気コネクタの断面図である。

異なる図上の同一の符号は類似したまたは同様の素子を示している。

図３ａは、第１電気コネクタ２および第２コネクタ３を備える、電気コネクタアセンブリ１の電気コネクタ３を示す。第１および第２電気コネクタは、結合方向Ｘに沿って結合するように適応し、相補的に軽視する、任意の適切なタイプの機構３２を備え、この機構は適切な結合相対位置において第１および第２コネクタを互いに係止する。

例えば、第１電気コネクタ２は、複数のレセプタクル３５を画定する誘電筐体３４を備え、いくつかのまたは各レセプタクルは、第１および第２接触部が結合する際に第２コネクタの相補的な接触による電気通信を行うための通電接触部３６を受容する。例えば、第１コネクタの電気接触部はピンとして設計される。第２コネクタ３は図１に詳細に示す。

第２コネクタは、電気絶縁材で作られる筐体４を備える。また、主筐体は、相補的な第１コネクタの結合係止機構と協働するよう構成された結合係止機構３２を備える。筐体４は、複数の経路を画定する。本実施例では、第１電気筐体のレセプタクルに対応するように構成された２つの経路または接触レセプタクル５ａ、５ｂがある。 しかしながら、別の実施形態では両コネクタにより多くの経路が可能だろう。

経路５ｂに関係する１つの電気ケーブル９を図１に示す。コネクタは、明瞭にする目的で示していない接触レセプタクル５ａとの関係するケーブルも含む。このようなケーブル９は例えば、電通接触部７上に押し付けられ、この電通接触部７は、第１コネクタピンと結合するのに適した前方結合部分８、例えばケーブル９の電気芯（図示せず）上に押し付けられて固定された中間部分３７、および必要に応じて、例えばケーブル９の絶縁被覆１０上に押し付けられて固定された後部分３８を有する。電気ケーブルおよび接触部は、本実施例では２つのコネクタの係合方向Ｘに平行な挿入方向Ｙに沿って筐体４内、より詳しくは、対応する経路内に挿入される。

ケーブルは、例えばスナップ嵌合などの任意の適切な方法で筐体４上に機械的に係止可能なグリッド１１を通して筐体４内に挿入される。図示する実施形態では、弾力性係止ランス１２が筐体の受容穴（図示せず）と協働し、筐体内にグリッド１１を保持する。

第２電気コネクタは、ＴＰＡ部材１３をさらに備える。このＴＰＡ部材は、２つの異なる位置において筐体４に開放可能に係止することができ（これは、例えばスナップ嵌合などの任意の適した方法において実施される）、かつ、本実施形態では結合方向Ｘに平行な方向Ｚに沿って２つの位置間で筐体に対して移動可能である。

図２に示すように、ＴＰＡ部材１３は、筐体の相補的な当接部分４０と係合する係止ランス３９を備える。別の機構が可能である。

筐体４内の各接触レセプタクル用に、ＴＰＡ部材１３は当接面２３を備え、その働きは下記により詳細に説明される。さらに、これら２つの接触レセプタクル間に、干渉フィンガ２８が延在し、このフィンガには当接面３０が設けられ、本実施形態では電気接触部の位置に対してＴＰＡ部材１３の同面上に設けられ（図２では上側）、当接面２３の向きと反対の方向に向いている。

その中間位置では、ＴＰＡ部材１３の前面は、第１コネクタが第２コネクタに向かって結合される方向Ｘに沿って移動する際に第１コネクタと干渉する。第１および第２コネクタは結合できない。図３ａは、第２電気コネクタの１つのレセプタクルまたは経路５ｂを通過する断面を詳細に示す。図３ａは、その中間位置におけるＴＰＡ部材１３と、筐体４内に保持されていない外側位置における接触部７とを示す。

接触部７は、上向き面１５と後方係止部分１６とを有する箱型前方結合部分８を有する。

筐体内では、接触レセプタクル５ｂが、挿入される接触部７を部分的または全体的に包囲する誘電壁１７によって画定される。壁１７は、接触部に向けて突出し、この位置において接触部に対面する傾斜面２４と反対側の垂直面２５とを有する止め部分２０を有している弾性的な可塑体１９を有するランス１８などの係止部材を備える。可塑体１９は、矢印２１によって示すように、図３ａの断面に垂直な軸を中心に屈曲して弾性的に動くことができる。また、可塑体１９は、可塑体１９がストップ部分２０を有している側の反対側に上向き当接面２２を備える。

ＴＰＡ部材１３は、平行な当接面２３を備え、この当接面は、示す位置では軸Ｚに沿って所定距離をおいて位置し、面２２に対向せず、それにより、可塑体１９が矢印２１に沿って上向きに屈曲される。

図３ａに示すように、接触部７の外側位置と呼ばれる位置では、接触部７の前方端は、接触挿入Ｙに沿って係止ランス１８の上流側に位置する。

次いで、挿入方向Ｙに沿った接触部７の挿入する上で、接触部の上向き面１５がストップ部分２０の傾斜面２４を押圧して、接触部が挿入方向に沿って移動するように、挿入力Ｆをかける必要がある。係止ランスは、その係止位置から挿入位置（図示せず）へ屈曲される。次いで、接触部の全体的な挿入の上で、図３ｂに示すように、接触部７がその係止位置に達し、係止ランス１８は、接触部７が筐体４内で係止される位置においてはいかなる場合において元の位置へまたはそこに向かって屈曲して戻る。垂直面２５は、接触部の後方係止部分１６と係合しこの係止を実施する。

図３ｃに示すように、（複数の）接触部７が筐体内に挿入されると、ＴＰＡ部材１３は、上述のようにその中間位置から係止位置（図３ｃ）へ移動される。この位置では、ＴＰＡ部材１３の当接面２３は近接した状態でランス１８の面２２に対向し、それにより、ランス１８の屈曲動作を制限し、従って挿入方向Ｙの反対方向における接触部７の望ましくない取り外れが防止される。また、上述のようにＴＰＡ部材のこの位置では、第１および第２電気コネクタが、完全に結合することができる。

ここで、図示しないが、矢印２１に沿って係止ランス１８が屈曲するところの電気接触部７がその中間位置にある際に、ランス１８が、ＴＰＡ部材１３がその中間位置から係止位置へ移動することを阻止していることが記されるべきである。例えばこれは、この動作においてＴＰＡ部材１３の相補的な前方機構２７と干渉するランス１８の前方干渉機構２６によって実施される。それにより、電気接続部がその中間位置にあるときのみ、ＴＰＡ部材１３がその中間位置から係止位置へ移動できること（また、それにより２つのコネクタを完全に係合させること）を確かにする。

図４ａは、ＴＰＡ部材が、接触部の挿入が終わる前、例えば開始すらする前に、予期せずその係止位置に配置された状態を示す。この位置では、外側位置（接触部が右からかなり離間していると考えられるが）における接触部７を示しており、ＴＰＡ部材１３は係止位置にある。

この場合、ＴＰＡ部材１３は、接触部が対応するレセプタクル内に完全に挿入できないことを確かにする。これは、その係止位置へ接触部を挿入する力が、図３ａおよび図３ｂに関して上述された通常の動作におけるレセプタクル内に接触部を挿入するのに必要な力の少なくとも３倍、好ましくは少なくとも１０倍の力がかけられても実施されると考えられる。本実施形態で、接触部７およびＴＰＡ部材１３は協働してこのような挿入を阻止する。本実施例においてこのことは、ＴＰＡ部材１３の係止位置において、筐体の対応する空洞２９内に挿入されるフィンガ２８をＴＰＡ部材１３に設けることによって達成される。図４ａ、ｂの断面方向に垂直な方向において若干シフトするが、図４ａのものに平行する断面図である図４ｂにフィンガを示す。フィンガ２８は当接面３０を備え、空洞２９は、当接面３０に対向する相補的な当接面３１を備える。従って、筐体４に対するＴＰＡ部材１３のいかなる移動も、（矢印２１を中心にランス１８が屈曲することによって起こる移動と一致する筐体に対するＴＰＡ部材の移動方向に垂直な）挿入方向に垂直な方向において阻止され得る。挿入を試みた場合において発生する作用力Ｅを図４ａおよび図４ｂに示す。

この場合、レセプタクル内の接触部７の挿入の上で、接触部の上面１５は、上述のように矢印２１による上向きのランス１８の屈曲動作を起こす傾向があり、また、ランスの上面２２は、筐体に対するＴＰＡ部材の（図上で）上向き、または部分的に上向きの動作を引き起こす傾向がある。しかしながら、この上向き動作は、筐体の対応する当接面３１上のフィンガの当接面３０との当接によって阻止される。

また、第１コネクタ２が、第２コネクタ３と結合する際、ＴＰＡ部材は、（接触部が挿入される）第２コネクタの内側部分と、第２コネクタの外側または周囲スカートとの間に挟まれる。次いで、ＴＰＡ部材がフィンガ２８に近接するコネクタの当接面に対してＴＰＡ部材自体にと右折する間、接触部は、筐体の当接面に当接するフィンガ２８によってブロックされるランス１８によって所定位置に維持され、またＴＰＡ部材は、第２コネクタの外側スカートによって半径方向に延在することを阻止されている。過度な力がレセプタクル内に接触部７を挿入するのに必要な場合、ケーブルを挿入する作業者または機械によって知らされる。次いで、図３ａ〜図３Ｃに関して説明したような通常の作業を達成することができる前に、例えは、適切なツールを利用してＴＰＡ部材をその中間位置に戻すことが可能である。

１ 電気コネクタアセンブリ
２ 第１電気コネクタ
３ 第２電気コネクタ
４ 誘電筐体
５ａ、５ｂ レセプタクル
７ 電気接触部
１３ ＴＰＡ部材
１６ 係止機構
１７ 壁
１８ 係止部材
２２ 第１当接面
２３ 第２当接面
３０ 第３当接面
３１ 第４当接面

Claims (10)

1. −第１電気コネクタ（２）と、
   −第２電気コネクタ（３）と、
   を備える電気コネクタアセンブリであって、
   前記第２電気コネクタ（３）は、
   −複数のレセプタクル（５ａ，５ｂ）を備える誘電筐体（４）であって、各レセプタクルに壁（１７）と係止位置および挿入位置に位置できる構成された係止部材（１８）とを有する誘電筐体（４）と
   −中間位置と係止位置との間で前記誘電筐体に対して移動するように構成されたＴＰＡ部材（１３）と、
   −係止機構（１６）を有する電気接触部（７）であって、該電気接触部は挿入方向（Ｙ）に沿って前記レセプタクル内に挿入されるようにかつ前記レセプタクル内で、
   ・前記電気接触部（７）が前記係止部材に機械的な影響を及ぼさない外側位置から
   ・前記電気接触部（７）がその前記挿入位置に前記係止部材を屈曲させるところの中間位置を通じて
   ・前記係止機構（１６）が、前記筐体内に前記電気接触部を係止するために、前記係止位置にある前記筐体の前記係止部材と協働するところの係止位置へ移動可能なように構成された電気接触部（７）と、
   を備え、
   前記ＴＰＡ部材（１３）は、前記ＴＰＡ部材の前記中間位置では、前記第１電気コネクタと機械的に係合して前記第１および第２電気コネクタが完全に結合することを阻止するように、また、前記ＴＰＡ部材の前記係止位置では、前記第１および第２電気コネクタが完全に結合するように構成され、
   前記電気接触部（７）の前記中間位置では、前記電気接触部が、前記ＴＰＡ部材（１３）が、前記筐体に対する前記ＴＰＡ部材の前記中間位置から前記係止位置への移動を阻止し、また、前記電気接触部の前記係止位置では、前記電気接触部が、前記筐体に対する前記ＴＰＡ部材の前記中間位置から前記係止位置への移動を可能にし、
   前記ＴＰＡ部材の前記係止位置では、前記電気接触部（７）、前記筐体（４）、および前記ＴＰＡ部材（１３）が、前記電気接触部がその前記外側位置から前記係止位置へ向かって移動する場合に、協働して前記電気接触部の前記係止位置への移動を阻止するように構成され、
   前記ＴＰＡ部材（１３）は、２つの前記レセプタクルの間に延在するフィンガ（２８）を備え、前記ＴＰＡ部材が前記係止位置の場合に、前記フィンガは前記筐体の対応する空洞（２９）に挿入され、前記ＴＰＡ部材（１３）が挿入方向に対して垂直な方向に前記筐体（４）に対して移動することを阻止することを特徴とする電機コネクタアセンブリ。
2. 複数の前記レセプタクルが、列および／または行のネットワークにおいて配置され、
   前記ＴＰＡ部材が、第３当接面（３０）を有し、前記筐体が、第４当接面（３１）を有し、前記第３および第４当接面が、前記ＴＰＡ部材の前記係止位置において互いに対向して、前記係止部材（１８）の前記係止位置から前記挿入位置への移動を阻止することを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタアセンブリ。
3. 前記第３および第４当接面（３０、３１）が、２つの隣接する前記レセプタクル（５ａ、５ｂ）の平面に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電気コネクタアセンブリ。
4. 前記ＴＰＡ部材の前記中間位置では、前記第３および第４当接面（３０、３１）が互いに対向せず、それにより、前記係止部材の前記係止位置から前記挿入位置への移動を可能にすることを特徴とする請求項２または３に記載の電気コネクタアセンブリ。
5. 前記係止部材（１８）が第１当接面（２２）を有し、前記ＴＰＡ部材（１３）が第２当接面（２３）を有し、前記第１および第２当接面が前記ＴＰＡ部材の前記係止位置において互いに対向していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コネクタアセンブリ。
6. 前記ＴＰＡ部材の前記中間位置では、前記第１および第２当接面（２２、２３）が互いに対向せず、それにより、前記係止部材（１８）の前記係止位置から前記挿入位置への移動を可能にすることを特徴とする請求項５に記載の電気コネクタアセンブリ。
7. 前記第１コネクタ（２）が前記第２コネクタ（３）に結合する場合に、前記係止部材（１８）が前記フィンガ（２８）によってブロックされ、該フィンガは、前記筐体の当接面に当接し、前記ＴＰＡ部材自体は前記フィンガ（２８）の近くで前記第１コネクタに当接している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気コネクタアセンブリ。
8. 前記第１コネクタが第１結合係止機構（３３）を有し、また前記第２コネクタが相補的な第２結合係止機構（３２）を有し、
   前記ＴＰＡ部材がその前記係止位置にある際、前記第１コネクタは、結合前の位置から完全に結合される位置へ前記第２コネクタに対して移動可能であり、
   前記第１および第２結合係止機構が、共働して第１および第２電気コネクタを一体に係止することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気コネクタアセンブリ。
9. 前記第２結合係止機構（３２）が前記筐体上にあることを特徴とする請求項８に記載の電気コネクタアセンブリ。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気コネクタアセンブリ用の電気コネクタであって、
    −複数のレセプタクル（５ａ，５ｂ）を備える誘電筐体（４）であって、各レセプタクルに壁（１７）と係止位置および挿入位置に位置できる構成された係止部材（１８）とを有する誘電筐体（４）と、
    −中間位置と係止位置との間で前記誘電筐体に対して移動するように構成されたＴＰＡ部材（１３）と、
    −電気接触部（７）受容するように構成された各レセプタクルであって、前記電気接触部は、係止機構を有し、該電気接触部は挿入方向（Ｙ）に沿って前記レセプタクル内に挿入され、かつ前記レセプタクル内で：
    ・前記電気接触部が前記係止部材に機械的な影響を及ぼさない外側位置から
    ・前記電気接触部がその前記挿入位置に前記係止部材を屈曲させるところの中間位置を通じて
    ・前記係止機構が、前記筐体内に前記電気接触部を係止するために、前記係止位置にある前記筐体の前記係止部材と協働するところの係止位置へ移動可能である、各レセプタクルと、
    を備え、
    前記ＴＰＡ部材（１３）は、前記ＴＰＡ部材の前記中間位置では、前記電気コネクタと機械的に協働して前記電気コネクタが相補的な別の前記電気コネクタと完全に結合することを阻止するように、また、前記ＴＰＡ部材の前記係止位置では、前記電気コネクタが前記相補的な別の前記コネクタと完全に結合するように構成され、
    前記電気接触部（７）の前記中間位置では、前記電気接触部が、前記ＴＰＡ部材が、前記筐体に対する前記ＴＰＡ部材の前記中間位置から前記係止位置への移動を阻止し、また、前記電気接触部の前記係止位置では、前記電気接触部が、前記筐体に対する前記ＴＰＡ部材の前記中間位置から前記係止位置への移動を可能にし、
    前記ＴＰＡ部材（１３）の前記係止位置では、前記電気接触部（７）、前記筐体（４）、および前記ＴＰＡ部材（１３）が、前記電気接触部がその前記外側位置から前記係止位置へ向かって移動する場合に、協働して前記電気接触部の前記係止位置への移動を阻止するように構成され、
    前記ＴＰＡ部材（１３）は、２つの前記レセプタクルの間に延在するフィンガ（２８）を備え、前記ＴＰＡ部材が前記係止位置の場合に、前記フィンガは前記筐体の対応する空洞（２９）に挿入され、前記ＴＰＡ部材（１３）が挿入方向に対して垂直な方向に前記筐体（４）に対して移動することを阻止する ことを特徴とする電気コネクタ。

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