JP6300826B2 - コネクタアセンブリ - Google Patents

Description

本願は、引用により本明細書に組み込まれている、２０１３年１月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／７５８２９１号の優先権を主張し、かつその利益を主張するものである。

開示され特許請求される概念は電気コネクタに関し、より具体的には、ソケット電気接続および装着される導電体のためのサポートを含む電気コネクタに関する。

電気コネクタには多くの異なる構成があり、それぞれが欠点をもつ。例えば、ワイヤなど（これに限定されない）の単一導電体は、ソケットに挿入されるよう構成されたラグ（またはプラグ）を備えることがある。通常、この構成のコネクタは導電体を支持（サポート）せず、多ピンコネクタより大きな空間を占める。つまり、マウントおよび他のかさばるハードウェアが各ソケットに含まれる。さらに、ソケットより小さいどんなラグでもソケットに挿入できる。よって、導電体が誤ったソケットに結合されることがある。

多ピンコネクタは、複数の導電体が装着されているボディを含む。ボディは、少なくとも１つの軸に関して非対称の形状をもつ。ボディが挿入されるソケットは、合致する形状をもつ。この構成では、ボディはソケットに適切な方向にのみ挿入され得る。さらに、通常、ボディはソケットを挟み付ける。しかし、この構成のコネクタでは、ボディに結合するすべての導電体が、同時にソケットにも結合することが必要となる。つまり、導電体の１つを選択的にソケットに結合させることはできない。

ハーネスコネクタは複数のねじ溝付きポストを含み、通常、ポストは非導電性ボディまたはマウント上に配置される。ポストは単一の非導電性マウントに結合されるので、ハーネスは通常、ポスト数と同じ数の複数の個別ソケットより占める空間が少ない。導電体（ワイヤ）はカップリングを有し、カップリングは通常、ポストの周囲に、または実質的に周囲に適合するサイズのＯ型またはＵ型のボディである。導電体はナットまたは類似のカップリングで確実にポストに取り付けられる。この構成では、個別の導電体を選択的にハーネスに結合し、ナットで確実に取り付けることができる。この構成のコネクタは通常、導電体を支持しない。さらに、ユーザはカップリングにトルクをかけ過ぎる傾向があり、ハーネスコネクタを破損させることがある。

したがって、取り付けられる導電体を支持し、個別の導電体をコネクタに結合できるようにし、かつコネクタに導電体を結合するときに破損しにくいコネクタが必要である。さらに、既存のハードウェアに使用できるコネクタが必要である。

上記および他の必要性は、非導電性ブロックアセンブリ、弾性ワイヤサポート、および導電体ユニットを備えるコネクタを提供する、本開示の概念の少なくとも１つの実施形態によって満たされる。非導電性ブロックアセンブリは、複数の通路を画定する。弾性ワイヤサポートは、複数の通路を画定する。弾性ワイヤサポートは、弾性ワイヤサポートの各通路を１つのブロックアセンブリ通路に位置合わせされてブロックアセンブリに結合される。導電体ユニットは複数の導電体アセンブリを備え、各導電体アセンブリは、第１のソケットおよび第２のソケットを備える。各導電体アセンブリは、部分的にブロックアセンブリ通路内に配置される。

本発明の完全な理解は、下記の好ましい実施形態の説明を添付図面と共に読むことによって得ることができる。

コネクタアセンブリの背面図である。 コネクタアセンブリの上面図である。 コネクタアセンブリの断面図である。 第２の端子ピンの断面図である。 電気機器用ハウジングアセンブリの等角図である。 電気機器用ハウジングアセンブリの等角図である。

本明細書では、特段の断り書きがない限り、「１つ（ａ）、（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」を伴う単数形には複数形への言及も含まれる。本明細書では、用語「数」または「ある数」は、１または１より大きい整数（つまり、複数）を表すものとする。

本明細書では、「結合」は２つ以上の要素間の連結を意味し、連結が起こる限りは直接か間接かを問わない。単に重力によって所定の位置に保持された別の物体の上に載っている物体は、上側の物体が他の手段でその位置に実質的に保持されていない限り、下側の物体に「結合して」いない。つまり、例えば、机の上の本は机に結合されていないが、机に糊付けされた本は机に結合している。

本明細書では、「直接結合」は２つの要素が互いに直接接触することを意味する。

本明細書では、「固定結合」または「固定」は、２つの構成要素が結合され、互いに一定の方向を維持しながら一体として動くことを意味する。同様に、２つ以上の要素が「固定関係」にあるとは、２つの構成要素が互いに対して実質的に一定の方向を維持することを意味する。

本明細書では、「一体の」は、構成要素が単一の物またはユニットとして作製されることを意味する。つまり、別に作製されてから結合されてユニットになる部品を含む構成要素は、「一体の」の構成要素またはボディではない。

本明細書では、「関連する」は、特定される構成要素が互いに関係、互いに接触、かつ／または互いに相互作用することを意味する。例えば、自動車は４本のタイヤと４本のハブを有し、各ハブは特定のタイヤに「関連する」。

本明細書では、「係合する」は、ギアまたは歯を有する他の構成要素について使用されるときは、ギアの歯が互いに咬み合い、１つのギアの回転によって他のギアまたは他の構成要素の回転／動きが引き起こされることを意味する。本明細書では、「係合する」は、歯を有さない構成要素について使用されるときは、構成要素が互いに対して付勢されることを意味する。

本明細書では、方向を示す語、例えば、これらに限定されないが頂、底、左、右、上、下、前、後およびそれらの派生語などは、図に示される要素の方向に関し、明記されない限り、特許請求の範囲を限定するものではない。

本明細書では、「合致」は、２つの構造的構成要素のサイズ、形状、または機能が類似することを意味する。別の構成要素または別の構成要素の開口部に挿入されている１つの構成要素については、「合致」は、構成要素が最小の摩擦量で互いに係合するまたは接触するサイズであることを意味する。よって、ある部材に合致する開口部は部材よりわずかに大きいサイズであり、部材が最小の摩擦量で開口部を通過することができる。この定義は、２つの構成要素が「ぴったりと」合わさる場合には修正される。その場合は、構成要素のサイズの差はもっと小さく、摩擦量は増加する。１つまたは複数の構成要素が弾性である場合は、「ぴったり合致する」形状は、例えば、挿入される構成要素より小さい開口部を画定する１つの構成要素を含む。さらに、本明細書では、「ゆるく合致する」は、溝または開口部が、そこに配置される要素より大きいサイズであることを意味する。これは、溝または開口部のサイズが意図的に拡大されており、製作公差を越えることを意味する。

本明細書では、「おいて」は、対象物の上または近傍を意味する。

図１から図３に示されるように、コネクタアセンブリ１０は、非導電性ブロックアセンブリ１２、弾性ワイヤサポート１４、および導電体ユニット１６を備える。コネクタアセンブリ１０は、ある数の電気機器の間に複数の電気接続を提供するよう構成されている。コネクタアセンブリ１０は、複数の接続を提供することによって、個別のコネクタが空間を占め過ぎるという問題を解決する。なお、図に示されるように、コネクタアセンブリ１０は、４つの導電体アセンブリ８０（下記に説明する）を備える。ただし、４つの導電体アセンブリ８０は例示的実施形態であって、複数の導電体アセンブリ８０が存在する限り、コネクタアセンブリ１０は任意の数の導電体アセンブリ８０を備えてもよいことが了解される。図４および図５に示されるように、コネクタアセンブリ１０は回路基板８（図５）に結合され、それと電気連通状態にある。回路基板８は他の電気構成要素（番号なし）に結合され、それと電気連通状態にある。さらに、コネクタアセンブリ１０は、電気バックプレーン、電子バックプレーン、または個別の導電体ピン／ワイヤに結合し、それらとの電気連通状態にあってもよい。

図１から図３に示されるように、ブロックアセンブリ１２は非導電性材料から作られ、複数の通路２０を画定する。ブロックアセンブリ１２はボディ２４を備え、このボディは、上ボディ部分２６および下ボディ部分２８に分かれていてもよい。各通路２０は２つのボディ部分２６、２８を通して連続する。ブロックアセンブリボディ２４は、前面３０、背面３２、上面３６、下面３８（それぞれ図３に示される）、および２つの側面４０、４２（図１）を有する。例示的一実施形態では、各ブロックアセンブリ通路２０はブロックアセンブリボディ前面３０から、ブロックアセンブリボディ２４のほぼ全体を通って、ブロックアセンブリボディ下面３８まで延びている。このように、ブロックアセンブリボディ２４には、各ブロックアセンブリ通路２０に対して前面開口部４４および下面開口部４６がある。

上ボディ部分２６と下ボディ部分２８の間は複数のクリップ通路５０である。つまり、各ブロックアセンブリ通路２０に１つのクリップ通路５０がある。各クリップ通路５０は１つのブロックアセンブリ通路２０と連通する。つまり、各クリップ通路５０は１つのブロックアセンブリ通路２０の中へと開口している。例示的一実施形態では、各クリップ通路５０は薄く、クリップ１２２の最大幅および最大厚みにほぼ一致する。

ワイヤサポート１４は導電体（図示せず）を全体的に支持するよう構成され、導電体は、通常、非導電性スリーブ内に配置される導電性ワイヤまたはケーブルである。例示的一実施形態では、導電体は終端端子（図示せず）を含み、この端子はソケットに挿入されるよう構成された細長いラグである。知られているように、導電体および関連する終端端子のサイズは、その導電体および関連する終端端子を通過する電流に従って決まる。一般に、導電体および関連する終端端子を通過する電流が低いほど、導電体および関連する終端端子は小さくなる。さらに知られているように、終端端末は細長い円筒でもよい。

ワイヤサポート１４は基部部材６０および複数のサポート要素６２を備える。ワイヤサポート１４は、例示的一実施形態では、一体で弾性の非導電性ボディ６４である。ワイヤサポート基部部材６０は複数の通路６６を画定する。各ワイヤサポート基部部材通路６６はブロックアセンブリ通路２０に位置合わせされており、それと連通する。ワイヤサポート通路６６ごとに１つのサポート要素６２があり、各サポート要素６２は１つのワイヤサポート基部部材通路６６に関連する。つまり、各サポート要素６２は、通路７０を画定するカラー状のボディ６８である。各サポート要素ボディ６８は、ワイヤサポート基部部材通路６６の端部の周囲に配置される。各サポート要素通路７０は、ワイヤサポート基部部材通路６６と連続している。つまり、各サポート要素通路７０は、ワイヤサポート基部部材通路６６に位置合わせされている。よって、終端端子（これに限定されない）などの要素は、サポート要素通路７０、ワイヤサポート通路６６を通過してブロックアセンブリ通路２０に入ることができる。例示的一実施形態では、各サポート要素ボディ６８は、先細の円環体形状である。さらに、例示的一実施形態では、各サポート要素通路７０のサイズは、そこに延びている導電体に合致、またはぴったり合致する。

導電体ユニット１６は、複数の導電体アセンブリ８０を備える。複数の導電体アセンブリ８０は実質的に同様なので、１つについてのみ説明する。導電体アセンブリ８０は、各ブロックアセンブリ通路２０に関連する。つまり通路２０内に配置される。よって、図に示される例示的実施形態には、４つの導電体アセンブリ８０がある。各導電体アセンブリは、ソケットアセンブリ８２および端子ピン８４を備える。各ソケットアセンブリ８２は、第１の導電ソケット９０、中間導電体９２、および第２の導電ソケット９４を備える。中間導電体９２は、第１の導電ソケット９０および第２の導電ソケット９４に結合され、それらと電気連通状態にある。例示的一実施形態では、第１の導電ソケット９０および第２の導電ソケット９４はそれぞれ、ほぼ円形の断面を有する。例示的一実施形態では、導電体アセンブリ８０は、約１アンペアから４００アンペアの間の電流を流すように構成される。第１の導電ソケット９０はブロックアセンブリ通路２０内に配置される。中間導電体９２は、ブロックアセンブリボディの下面開口部４６を通って延びている。第２の導電ソケット９４はブロックアセンブリ１２の外部に配置される。

端子ピン８４は、第１の端部１００および第２の端部１０２を備える。端子ピンの第１の端部１００は、ソケット１０４を画定する。端子ピンの第２の端部１０２はラグ１０６である。端子ピンラグ１０６のサイズは、第１の導電ソケット９０の内側断面領域に合致、またはぴったり合致する。端子ピンソケット１０４の内径のサイズは、導電体（より具体的にはソケット内に配置される導電体端子）のサイズに合致、またはぴったり合致する。端子ピン８４が第１の導電ソケット９０内に配置されると、端子ピン８４が第１の導電ソケット９０と電気連通状態になる。

なお、下記に説明するように、端子ピン８４は取り外し可能なので、第１の導電ソケット９０に選択的に結合される端子ピン８４のサイズは１つだけではない。つまり、例えば、第１の導電体にサイズが合致する端子ピンソケット１０４を有する第１の端子ピン８４Ａ（図３）および、第２の導電体にサイズが合致する端子ピンソケット１０４を有する第２の端子ピン８４Ｂ（図３Ａ）が存在し、第１および第２の導電体が異なるサイズであってもよい。第１および第２の端子ピン８４Ａ、８４Ｂのそれぞれで、ラグ１０６のサイズは第１の導電ソケット９０の内側断面領域に合致、またはぴったり合致する。つまり、ユーザはコネクタアセンブリ１０内に、コネクタアセンブリ１０の所望の用途に応じて、第１および第２の端子ピン８４Ａ、８４Ｂのうち１つを選択的に取り付けてもよい。異なるサイズの端子ピン８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ、．．．、８４Ｎがあってもよいことが了解される。

各端子ピン８４は、クリンプ部１１０をさらに備える。端子ピンクリンプ部１１０は、外側断面領域が縮小された部分である。例示的一実施形態では、端子ピンクリンプ部１１０は、硬質の端子ピンラグ１０６上に配置される。例示的一実施形態では、端子ピンクリンプ部１１０は薄く、つまり、端子ピンクリンプ部１１０の軸方向寸法が制限されている。端子ピンクリンプ部１１０の寸法は、端子ピンソケット１０４のサイズにかかわらず、実質的に同じである。

ブロックアセンブリ１２は、前述したクリップ通路５０に加えて複数のクリップ１２０を備える。各ブロックアセンブリ通路２０に１つのクリップ１２０がある。各クリップ１２０は、第１の端部１２４および第２の端部１２６を有する細長いボディ１２２を備える。各クリップボディの第２の端部１２６は凹部１２８を備える。各クリップの凹部１２８のサイズは、端子ピンクリンプ部１１０に合致する。各クリップボディの第２の端部１２６は、クリップの凹部１２８が端子ピンクリンプ部１１０の実質的に周囲にあるようにクリップ通路５０内に配置される。この構成では、クリップ１２０は、ブロックアセンブリ通路２０内の端子ピン８４の軸方向の動きに実質的に抵抗する。

より具体的には、各クリップボディの第１の端部１２４はグリップ１３０を画定する。図に示されるように、各グリップ１３０は、ユーザの親指と人差し指で掴むことができる円形部である。各クリップボディの第２の端部１２６は、対向する２つの弓形部材１４０、１４２を備える。本明細書では、「対向する」は、弓形部材１４０、１４２については、部材が概して互いの鏡像であることを意味する。クリップ凹部１２８は、クリップボディの第２の端部の対向する弓形部材１４０、１４２の間の空間である。クリップ１２０の中間部１２９は細長い溝１４４を備える。この細長い溝によって、クリップボディの第２の端部の弓形部材１４０、１４２が互いに離れる方向に撓むことができる。

図４に示されるように、ブロックアセンブリ１２は、電気機器用のハウジングアセンブリ６に結合されてもよい。よって、ブロックアセンブリ１２は、取付け結合部１５０を備えてもよい。図に示されるように、取付け結合部１５０は、その中を通して固締具が取り付けられる、一対の溝１５２を備えてもよい。ブロックアセンブリ１２がハウジングアセンブリ６に結合（より具体的には固定）されると、導電体の動きにより生まれる応力はサポート要素６２によって大部分が吸収される。

本発明の特定の実施形態について詳細に説明してきたが、これらの詳細への様々な修正形態および代替形態が本開示の全体的教示に照らして開発され得ることは当業者には理解されよう。したがって、開示される特定の装置は単なる例示であることが意図され、添付の特許請求の範囲およびその均等物の全体を示す発明の範囲について限定するものではない。

Claims (7)

1. 複数の通路（２０）を画定する非導電性ブロックアセンブリ（１２）と、
   複数の通路（６６）を画定する弾性ワイヤサポート（１４）であって、
   弾性ワイヤサポートの各通路（６６）を１つのブロックアセンブリ通路（２０）に位置合わせされて前記ブロックアセンブリ（１２）に結合される、前記弾性ワイヤサポート（１４）と、
   複数の導電体アセンブリ（８０）を備える導電体ユニットであって、各導電体アセンブリ（８０）が第１の導電ソケット（９０）および第２の導電ソケット（９４）を備え、前記導電体アセンブリ（８０）のそれぞれが部分的に対応する前記ブロックアセンブリ通路（２０）内に配置される、導電体ユニットとを備え、
   前記導電体アセンブリ（８０）のそれぞれが、対応する前記第１の導電ソケット（９０）および対応する前記第２の導電ソケット（９４）に結合され、それらと電気連通状態にある、中間導電体（９２）を含み、
   前記第１の導電ソケット（９０）のそれぞれが、対応する前記ブロックアセンブリ通路（２０）内に配置され、前記第２の導電ソケット（９４）のそれぞれが、前記ブロックアセンブリ（１２）の外部に配置され、
   前記導電体アセンブリ（８０）のそれぞれが、第１の端部（１００）および第２の端部（１０２）を備える端子ピン（８４）を含み、前記端子ピンの第１の端部（１００）のそれぞれが端子ピンソケット（１０４）を画定し、前記端子ピンの第２の端部（１０２）のそれぞれがラグ（１０６）であり、
   前記端子ピンの第２の端部（１０２）のそれぞれが、対応する前記第１の導電ソケット（９０）に配置され、それと電気連通状態にあり、
   前記端子ピン（８４）のそれぞれが、クリンプ部（１１０）を備え、
   前記ブロックアセンブリ（１２）が複数のクリップ通路（５０）を備え、前記クリップ通路（５０）のそれぞれが対応する前記ブロックアセンブリ通路（２０）と連通しており、
   前記ブロックアセンブリ（１２）が、複数のクリップ（１２０）を備え、
   前記クリップ（１２０）のそれぞれが、第１の端部（１２４）および第２の端部（１２６）を有する細長いボディ（１２２）を備え、
   前記クリップボディの第２の端部（１２６）のそれぞれが、凹部（１２８）を備え、
   前記クリップの凹部（１２８）のそれぞれが、前記端子ピンクリンプ部（１１０）に合致するサイズであり、
   前記クリップボディの第２の端部（１２６）のそれぞれが、クリップ通路（５０）内に配置され、
   前記クリップ凹部（１２８）のそれぞれが、対応する前記端子ピンクリンプ部（１１０）の周囲に実質的に配置される、コネクタアセンブリ（１０）。
2. 前記ワイヤサポート（１４）が基部部材（６５）および複数のサポート要素（６２）を備え、
   前記ワイヤサポート基部部材（６５）が複数の通路（６６）を画定し、
   前記サポート要素（６２）のそれぞれが通路（７０）を画定し、
   前記サポート要素（６２）のそれぞれがワイヤサポート基部部材通路（６６）の周囲に配置され、前記サポート要素の各通路（７０）がワイヤサポート基部部材通路（６６）に位置合わせされる、請求項１に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
3. 各サポート要素（６２）が先細の円環体形状のボディ（６８）を備える、請求項２に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
4. 各クリップボディの第１の端部（１２４）がグリップ（１３０）を画定する、請求項３に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
5. 前記クリップボディの第２の端部（１２６）のそれぞれが２つの対向する弓形部材（１４０、１４２）を備え、
   前記クリップの凹部（１２８）のそれぞれが前記クリップボディの第２の端部の対向する弓形部材（１４０、１４２）の間の空間である、請求項４に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
6. 前記クリップボディ（１２２）のそれぞれが独立したボディである、請求項５に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
7. 前記ブロックアセンブリ（１２）が取付け結合部（１５０）を備える、請求項１に記載のコネクタアセンブリ（１０）。

Images