JP5656205B2 - 無応力コネクタ位置保証装置 - Google Patents

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Description

コネクタ位置保証装置は、コネクタ体同士が適切かつ確実に嵌合係止されるように、電気コネクタに一般に用いられている。電気コネクタ同士が所望の形態で嵌合しない限りコネクタ位置保証装置を押圧して最終係止状態にすることができないようにするプレロック機構を設けることで、半嵌合状態で接続されることを回避することができる。
当該技術分野で用いられている、コネクタ位置保証装置をプレロック位置から解放する従来の方法には、たとえば米国特許第6077101号に記載のように、ヘッダ側の係止部を利用するものがあるが、この場合、万一損傷すればコネクタの主たる係止機構の有効係止能力に影響を及ぼしかねない。また、コネクタ位置保証装置は、コネクタが完全に嵌合係止されたときは応力を受けている状態であり、長期間にわたって高温環境の影響を受けると、熱的作用により、構成材料にクリープ現象が起こる可能性が高くなり得る。結果として、構成材料の品質、ひいてはコネクタ位置保証装置の機能が、その影響を受け得る。
特殊な解除機能を備えるようにヘッダを改変すれば、コネクタ位置保証装置をプレロック位置から解放することができる。しかしながら、コネクタ位置保証装置は、米国自動車研究協議会(United States Council for Automotive Research (USCAR))のフットプリント(footprint)に適合するヘッダなど、標準的なヘッダを必要とすることが多い。したがって、ヘッダを改変できないコネクタ位置保証装置では、米国特許第7326074号に例示されているように、効果的な係止のためにはコネクタ位置保証装置を適切に設計することが求められている。
一般に、本発明は、一または複数の観点において、プレロック位置および最終ロック位置の両方で装置にかかる応力を低減させるコネクタ位置保証装置に関する。
本発明に係るコネクタ位置保証装置は、雄ヘッダコネクタと雌ハウジングとの嵌合を確実にするためのコネクタ位置保証装置であって、本体部と、第1アームと、第2アームとを含む。前記第1アームは、前記本体部に取り付けられ、前記本体部から延在し、その先端近傍に係止溝を含む。前記第2アームは、係止ラッチを含み、前記本体部に取り付けられ、前記第1アームから離隔し、前記本体部から延在している。前記コネクタ位置保証装置は、前記雌ハウジング内でプレロック位置と最終ロック位置とを取ることができる。前記コネクタ位置保証装置は、第1方向に前記雌ハウジングの背面側に部分的に挿入されることによって、前記係止溝が前記雌ハウジングの第1突起と係合し、かつ、前記係止ラッチが前記雌ハウジングの第2突起と係合すると、プレロック位置を取り前記コネクタ位置保証装置が前記プレロック位置にある状態で前記雄ヘッダコネクタが前記第1方向と反対の第2方向に前記雌ハウジングの前面側に挿入され、前記雄ヘッダコネクタの先端が前記第1アームの前記先端の斜面に接触して前記第1アームの一部を前記第1方向および前記第2方向に垂直な第3方向に移動させることによって、前記係止溝と前記第1突起との係止および前記係止ラッチと前記第2突起との係止がともに解放されると、前記最終ロック位置を取る。前記コネクタ位置保証装置が前記最終ロック位置にあるとき、前記雄ヘッダコネクタは前記雌ハウジングと完全に嵌合している状態である
一または複数の形態において、前記コネクタ位置保証装置は、前記第1アームの両側に2本の前記第2アームがそれぞれ位置するように、前記第2アームを2本含む。
一または複数の形態において、前記コネクタ位置保証装置は、前記本体部から突出する2つのガイド要素をさらに含み、2本の前記第2アームと2つの前記ガイド要素との間の複数の空間が、それぞれ、前記雌ハウジングの対応する相補的部分が並進摺動するためのチャネルとして形成されるように、2つの前記ガイド要素がそれぞれ、2本の前記第2アームから前記第3方向に離隔して延在している。
一または複数の形態において、前記コネクタ位置保証装置の前記第2アームが、前記第1アームから前記第3方向に離隔した位置にあり、前記第2アームと前記第1アームが組となっている。前記コネクタ位置保証装置は、前記第3方向に互いに離隔した2組の前記組を含む。前記2組にそれぞれ属する前記第2アーム同士は、形成レリーフ(shaped relief)の形をとる係止ラッチが上部に配置された矩形部により連結されている。前記2組の前記第1アームと前記第2アームとの間の複数の空間は、それぞれ、前記雌ハウジングの対応する相補的部分が並進摺動するためのチャネルとして機能する。
本発明の一または複数の形態によると、有利には、電気コネクタの長期的安定性が向上して、プレロック位置および最終ロック位置の両方で、変形が抑制され、それにより応力を低減することができる。
本発明の他の観点および他の有用な形態は、以下の説明および添付の特許請求の範囲により明らかになろう。
本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置の斜視図である。 本発明の一または複数の実施形態による、コネクタ装置に装着されたプレロック位置のコネクタ位置保証装置の平断面図である。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置がプレロック位置にある状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置がプレロック位置から解放される直前の状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置が最終ロック位置にある状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置の斜視図である。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置がプレロック位置にある状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置がプレロック位置から解放される直前の状態を示す。 本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置を含むコネクタアセンブリの立断面図であり、コネクタ位置保証装置が最終ロック位置にある状態を示す。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。一貫性を保つため、複数の図面において、類似する要素には類似する符号を付す。
以下の本発明の実施形態の詳細な説明では、本発明をより完全に理解できるように多数の具体的な詳細を示す。しかしながら、当業者であれば、このような具体的な詳細がなくとも本発明を実施できることは明らかであろう。また、説明が必要以上に複雑にならないように、周知の特徴については説明を行わない。
本発明の一または複数の実施形態によると、ヘッダの設計変更を伴わずに、プレロック位置および最終ロック位置の両方で変形および応力を抑制することができる。図1を参照する。本発明の一または複数の実施形態によると、コネクタ位置保証装置100は、互いに離隔しつつ本体部105から長手方向に延在する、本体部105の平面に垂直な、2本の平行アーム110を備える。これら2本の平行アーム110から本体部105にかけて一体的に形成された1組のガイド要素120が、2本のアーム110とともに、雌ハウジング200に沿った並進運動(図2から図5参照)のためのガイドチャネル125を構成している。
2本の平行アーム110の間には、本体部105から長手方向に延在する中央アーム130が配置されている。中央アーム130は、その下面に溝140を備える。中央アーム130の、本体部105から最遠の端部は、溝140に向かって傾斜する傾斜面135が形成されるように構成されている。溝140は、プレロック位置で雌ハウジング200(図3参照)の突起210が嵌合するように構成されている。さらに、各平行アーム110は、長手方向に対する幅方向に延在する側方ラッチ150を備えており、各側方ラッチ150は、プレロック位置において雌ハウジング200(図3参照)の対応するリップ部205に係止されるように構成されている。雄ハウジング300が雌ハウジング200に挿入されると、雄ハウジング300のヘッダ縁部310(図3参照)が傾斜面135に並進接触し、中央アーム130を上方向に移動させて溝140を解放する。コネクタ位置保証装置100が最終ロック位置に移行できるように、各側方ラッチ150も対応するリップ部205から解放される。また、コネクタ位置保証装置100は、最終ロック位置でのコネクタ位置保証装置100の移動を妨げるよう構成されたレバーロック部155を含む。
コネクタアセンブリと組み合わせて使用される本発明の一または複数の実施形態によるコネクタ位置保証装置100のプレロック位置について、図2を参照しつつ説明する。
図2は、雌ハウジング200に係合しているプレロック位置のコネクタ位置保証装置100の平断面図である。2本のアーム110と中央アーム130との間の空間によって、雌ハウジング200の複数の相補的要素を受容するための別のチャネルが形成されている。コネクタ位置保証装置100と雌ハウジング200との並進運動すなわち相対並進運動によって図2に示すプレロック位置となると、コネクタ位置保証装置100は条件付きで移動不可となる。この状態は、中央アーム130の下面の溝140が雌ハウジング200の突起210に係止され、2本のアーム110の側方ラッチ150がそれぞれ雌ハウジング200の対応するリップ部205にラッチ係合していることによるものである。
図3から図5は、コネクタアセンブリ10の立断面図である。コネクタアセンブリ10は、空洞部220を有する雌ハウジング200と、この空洞部220を介して複数の係止段階にわたって雌ハウジング200に嵌合されるように構成された雄ハウジング300とを含む。完全嵌合状態では、コネクタ位置保証装置100と雄ハウジング300とによってコネクタアセンブリ10が維持される。
図3は、コネクタアセンブリ10の立断面図であり、プレロック位置の中央アーム130を示す。雄ハウジング300は、まだ雌ハウジング200の空洞部220内に導入されていない。図4に示すように、雄ハウジング300は、コネクタ位置保証装置が雌ハウジング200に挿入される方向と反対の方向に、雌ハウジング200内に挿入される。雄ハウジング300のヘッダ縁部310が、コネクタ位置保証装置100の中央アーム130の端部の傾斜面135に並進接触すると、中央アーム130の一部が若干上方に移動して、溝140が突起210から解放され、各側方ラッチ150が対応するリップ部205から係合解除されて、コネクタ位置保証装置100は条件付き移動不可の状態から脱却し、プレロック位置から解放される。これにより、コネクタ位置保証装置100は雌ハウジング200および雄ハウジング300に対して相対並進運動を続けることが可能になる。
コネクタ位置保証装置100が雌ハウジング200に完全に挿入される直前に、コネクタ位置保証装置100は若干上方に移動し、各ガイド要素120および2本のアーム110によって形成されたチャネルが、雌ハウジング200が完全に並進運動するよう対応する。その後、コネクタ位置保証装置100のレバーロック部155が雌ハウジング200の要素に係止されることにより、コネクタ位置保証装置100の下方移動が防止され、コネクタ位置保証装置100は移動不可の最終ロック位置を取る。また、この最終ロック位置では、雌ハウジング200の嵌合面(mating interface)230は、雌ハウジング200内の雄ハウジング300用の通路220を制限する働きをする。
図6に示すように、一または複数の実施形態において、コネクタ位置保証装置400は、チャネル425を形成する複数のガイド要素420と、一体形成された矩形部450とを含み、この矩形部450は、ガイド要素420同士を、本体部405から最遠の端部近傍で連結している。各ガイド要素420は本体部405に取り付けられており、アーム410に平行な長手方向に延在している。また、矩形部450は、その頂部に、本体部405から最遠の端部において形成レリーフとして一体形成されたラッチ要素460を備える。2本のアーム410はそれぞれ、下面に溝440を備えており、各アーム410の本体部405から最遠の端部は、傾斜面455となっている。各溝440は、プレロック位置で雌ハウジング500の突起510が嵌合されるように構成されており、ラッチ要素460は、雌ハウジング500のリップ部520にラッチ係合する。各傾斜面455が雄ハウジング600のヘッダ縁部610に並進接触すると、2本のアーム410が上方に移動して各溝440が解放され、コネクタ位置保証装置400が最終ロック位置に移行できるようにラッチ要素460が対応するリップ部520から解放される(図7から図9参照)。また、コネクタ位置保証装置400は、最終ロック位置でのコネクタ位置保証装置100の移動を妨げるよう構成されたレバーロック部465を含む。
本発明の一または複数の実施形態によるコネクタアセンブリ40の複数の係止段階について、図7から図9を参照して説明する。
図7は、雌ハウジング500に装着された、プレロック位置のコネクタ位置保証装置400の立断面図である。雄ハウジング600はまだ雌ハウジング500の空洞部505内に導入されていない。2本のアームの間の空間によって、雌ハウジング500の複数の相補的要素を受容するためのチャネル425が形成されている。コネクタ位置保証装置400と雌ハウジング500との並進運動すなわち相対並進運動によって図7に示すプレロック位置となると、コネクタ位置保証装置400は条件付きで移動不可となる。これは、図1に示した例示的実施形態の中央アーム130の代わりの2本のアーム410それぞれの下面の溝440によるものである。これらの溝440がそれぞれ、雌ハウジング500の相補的突起510に遭遇して係止されるとともに、コネクタ位置保証装置400の矩形部450のラッチ要素460が雌ハウジング500の対応するリップ部520とラッチ係合する。
図8に示すように、雄ハウジング600は、コネクタ位置保証装置が雌ハウジング500に挿入される方向と反対の方向に、雌ハウジング500内に挿入される。雄ハウジング600の2つのヘッダ縁部610がそれぞれ、コネクタ位置保証装置400の2本のアーム410の端部の傾斜面455に接触した場合のみ、コネクタ位置保証装置400は条件付き移動不可の状態から脱却する。2本のアーム410の各端部の傾斜面455と2つのヘッダ縁部610とがそれぞれ接触することにより、各溝440が対応する相補的突起510から解放されるように上記2本のアーム410の一部が上方に移動する。ラッチ要素460も対応するリップ部520から解放される。これにより、コネクタ位置保証装置400は、図9に示す雌ハウジングに完全に挿入された状態になるまで、コネクタ装置500に対して相対並進運動を続けることが可能になる。
この完全挿入状態の直前に、コネクタ位置保証装置400は若干上方に移動し、複数のガイド要素420と2本のアーム410とによって形成されたチャネル425が、雌ハウジング500が完全に並進運動するよう対応し、レバーロック部465が雌ハウジング500の要素に係止されることにより、コネクタ位置保証装置100の下方移動が防止される。このように、最終ロック位置では、コネクタ装置500のそれ以上の移動が防止される。また、コネクタ位置保証装置400の矩形部450も、雌ハウジング500の移動を妨げる働きをする。この最終ロック位置では、雌ハウジング500の嵌合面530は、雌ハウジング500内の雄ハウジング600用の通路505を制限する働きをする。
コネクタ位置保証装置の個々の要素の具体的な形状や構成が容易に変更可能であることは、当業者には明らかであり、上述の詳細な説明に限定されるものではない。
本発明の一または複数の実施形態の利点には、以下の一または複数の利点が含まれる。本発明の一または複数の実施形態によると、プレロック位置では、レバーロック部はコネクタ位置保証装置と係合していない状態である。これにより、コネクタアセンブリの構成要素の望ましくない損傷を低減することができる。コネクタ位置保証装置は、雄ハウジングと雌ハウジングとが完全に嵌合した場合のみ、ヘッダ縁部によってプレロック位置から解放可能である。コネクタ部品同士が適切に嵌合していなければコネクタ位置保証装置は最終ロック位置に進むことができないので、嵌合不良を容易に検出できる。
本発明の一または複数の実施形態において、コネクタ位置保証装置は、プレロック位置および最終ロック位置の両方で、変形および応力がない状態である。したがって、長期間高温の動作温度にさらされることで悪化し得る、構成材料のクリープによる恒久的な変形を防止することができる。この応力がない状態は、プレロック位置と最終ロック位置との間の双方向並進運動によって実現され、この並進運動により、これら2つの位置の高さの差が補償される。コネクタ位置保証装置の設計を通じてコネクタアセンブリの連結維持が実現され、また、その設計の効果により、コネクタアセンブリの偶発的係合解除が防止される。すなわち、コネクタ位置保証装置は、最終ロック位置でレバーロック部が移動しないように設計されている。
以上、限定された数の例示的実施形態について本発明を説明したが、本発明はこれに限らない。当業者であれば、本発明の範囲を逸脱しない範囲で例示した実施形態に様々な変更を加えることができることを理解できよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されると考えられるべきである。

Claims (19)

  1. 雄ヘッダコネクタと雌ハウジングとの嵌合を確実にするためのコネクタ位置保証装置であって、
    本体部と、
    前記本体部に取り付けられ、前記本体部から延在し、先端近傍に係止溝を備える第1アームと、
    前記第1アームから離隔して前記本体部に取り付けられ、前記本体部から延在し、係止ラッチを備える第2アームとを備え、
    前記コネクタ位置保証装置は、前記雌ハウジング内でプレロック位置と最終ロック位置とを取ることができ、
    前記コネクタ位置保証装置は、第1方向に前記雌ハウジングの背面側に部分的に挿入されることによって、前記係止溝が前記雌ハウジングの第1突起と係合し、かつ、前記係止ラッチが前記雌ハウジングの第2突起と係合すると、前記プレロック位置を取り、
    前記コネクタ位置保証装置が前記プレロック位置にある状態で前記雄ヘッダコネクタが前記第1方向と反対の第2方向に前記雌ハウジングの前面側に挿入され、前記雄ヘッダコネクタの先端が前記第1アームの前記先端の斜面に接触して前記第1アームの一部を前記第1方向および前記第2方向に垂直な第3方向に移動させることによって前記係止溝と前記第1突起との係止および前記係止ラッチと前記第2突起との係止がともに解放されると、前記最終ロック位置を取り、
    前記コネクタ位置保証装置が前記最終ロック位置にあるとき、前記雄ヘッダコネクタは前記雌ハウジングと完全に嵌合している状態である、コネクタ位置保証装置。
  2. 前記本体部が、前記第1アームおよび前記第2アームに垂直な方向に平坦である、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  3. 前記係止溝が前記第1アームの下面にある、請求項に記載のコネクタ位置保証装置。
  4. 前記係止溝が立方体形状である、請求項に記載のコネクタ位置保証装置。
  5. 前記第1アームの前記先端の前記斜面が前記係止溝の近傍にある、請求項に記載のコネクタ位置保証装置。
  6. 前記第1アームと前記第2アームとが互いに平行に延在している、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  7. 前記第2アームの前記係止ラッチが、前記第1方向および前記第3方向の両方に垂直な第4方向に延在する、請求項に記載のコネクタ位置保証装置。
  8. 前記第2アームが2本設けられており、2本の前記第2アームが前記第1アームの両側にそれぞれ配置されている、請求項に記載のコネクタ位置保証装置。
  9. 前記本体部から突出する2つのガイド要素をさらに備え、前記ガイド要素はそれぞれ、対応する前記第2アームから前記第3方向に離隔して延在し、
    2本の前記第2アームと2つの前記ガイド要素との間の空間が、それぞれ、前記雌ハウジングの複数の相補的部分が並進摺動するためのチャネルとして形成されている、請求項に記載のコネクタ位置保証装置。
  10. 前記ガイド要素の延在する長さは、前記第2アームの長さより短い、請求項に記載のコネクタ位置保証装置。
  11. 2本の前記第2アームの間で前記本体部の近傍に配置されたレバーロック部をさらに備え、
    前記レバーロック部は、前記雌ハウジングの要素に係止されて、前記最終ロック位置で前記コネクタ位置保証装置の移動を妨げるよう構成されている、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  12. 前記第1アームと前記第2アームとが前記第3方向に離隔している、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  13. 前記第1アームと前記第2アームとの組を2組備え、個々の組における前記第1アームと前記第2アームと互いに平行に延在している、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  14. 2本の前記第2アームが前記本体部から最遠の端部近傍の矩形部により一体に連結され、かつ、前記係止ラッチが前記矩形部上に形成されていることにより、前記係止ラッチが前記2組にそれぞれ属する2本の前記第2アームに共有されている、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  15. 前記係止ラッチが形成レリーフである、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  16. 前記2組の前記第1アームおよび前記第2アームは、前記コネクタ位置保証装置が前記雌ハウジングに対して相対並進運動をする際に前記雌ハウジングの複数の相補的部分をガイドするよう構成されている、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  17. 前記2組の前記第1アームおよび前記第2アーム間で前記本体部近傍に配置されたレバーロック部をさらに備え、
    前記レバーロック部は、前記雌ハウジングの要素に係止されて、前記最終ロック位置で前記コネクタ位置保証装置の移動を妨げるよう構成されている、請求項1に記載のコネクタ位置保証装置。
  18. 前記プレロック位置および前記最終ロック位置の両方で変形していない状態である、請求項に記載のコネクタ位置保証装置
  19. 前記雌ハウジングの嵌合面が、前記最終ロック位置で、前記雌ハウジング内の前記雄ヘッダコネクタ用の通路を制限する働きをする、請求項に記載のコネクタ位置保証装置
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