JP6334672B2 - ラッチコネクタアセンブリ - Google Patents

Description

本願発明は、電気コネクタアセンブリに関する。特に、本願発明は、片手でコネクタアセンブリの第１コネクタ及び第２コネクタを容易に機械的且つ電気的に接続するためのスライドラッチ機構を有する電気コネクタアセンブリに関する。

プラグ及びソケットを含むコネクタアセンブリ等の従来のコネクタアセンブリは、幅広い異なる用途のための幅広い構成を含む。人間オペレータがプラグ及びソケットを嵌合し分離する必要がある用途において、オペレータが片手で且つ大きな物理的な力を必要とすることなくそれらの機能を実行することを可能にすることが望ましい場合がある。オペレータが容易にコネクタを嵌合し分離することを可能にすることに加えて、オペレータに対する成功した嵌合（又は失敗した嵌合）の視覚的表示又は非視覚的表示を提供することも望ましい場合がある。

従来のコネクタアセンブリはしばしば、プラグ及びソケットを嵌合する又は分離するために２つの手の使用を必要とする。例えば、いくつかの従来の固定機構は、プラグ及びソケットが嵌合される場合に、オペレータが片手でソケットをしっかりと保持しなければならないように、且つコネクタを分離するために、プラグを引き寄せる間に固定機構と相互作用しなければならないように設計される。

さらに、多くの従来のコネクタアセンブリは、適切な嵌合の表示を提供しない。例えば、いくつかの従来のコネクタは、コネクタが適切に嵌合されたか又は不適切に嵌合されたかに応じて、それらの外観を変化させず、又は嵌合する又は分離するために必要とされた物理的な力の量を変化させない。このことは、接続が行われたかどうかを他の手段を介して決定し、且つ不適切に嵌合された接続を見つけることをより困難にする。

それ故に、プラグ及びソケットを嵌合するために、固定具を使用せず、又は大きな量の物理的な力を必要としないコネクタであって、オペレータに対する成功した嵌合（又は失敗した嵌合）の視覚的表示及び／又は非視覚的表示を提供するコネクタの必要性が存在する。

本願発明のそれらの目的及び特徴並びに他の目的及び特徴は、第１コネクタ及び第２コネクタを備える電気コネクタによって達成される。第１コネクタは、メイン本体と、固定部材と、第１係合部材とを含む。固定部材がインデント部分を含む。第２コネクタは、第１コネクタを受容するように構成される。第２コネクタは、メイン本体と、メイン本体に対してスライド可能であるラッチ部材と、を含む。ラッチ部材は、付勢部材と、第１係合部分を受容するように構成された第２係合部材と、を含む。第１コネクタの固定部材は、第１コネクタが第２コネクタ内へ挿入される場合に、第２コネクタの付勢部材を偏向するように構成され、付勢部材は、固定部材のインデント部分を係合し、それによって、固定位置において固定部材を保持し、第１コネクタと第２コネクタとの適切な嵌合を示す。第１コネクタ及び第２コネクタをしっかりと嵌合するために、第２係合部材が第１係合部材を受容するまで、ラッチ部材は、第２コネクタのメイン本体に対してラッチ位置までスライドする。

他の実施形態によれば、ばね荷重式ラッチ型電気コネクタアセンブリが開示される。ばね荷重式ラッチ型電気コネクタアセンブリは、プラグ及びソケットを含む。プラグは、メイン本体と、固定くさびと、第１係合部材と、を含む。固定くさびは、インデント部分を含む。ソケットは、プラグを受容するように構成される。ソケットは、メイン本体と、メイン本体に対してスライド可能であるラッチ部材と、を含む。ラッチ部材が、付勢部材と、第１係合部材を受容するように構成された第２係合部材と、を含む。プラグの固定くさびは、プラグがソケット内に挿入される場合に、ソケットの片持ちばねを偏向させるように構成され、片持ちばねが固定くさびのインデント部分を係合し、それによって、固定位置において固定くさびを保持し、プラグ及びソケットの適切な嵌合を示す。プラグ及びソケットをしっかりと嵌合するために、バイヨネットトラックがバイヨネットを受容するまで、ラッチ部材はソケットのメイン本体に対してラッチ位置までスライドする。

この後明確になり得る本願発明のそれらの目的、利点及び特徴並びに他の目的、利点、及び特徴により、本願発明の本質は、以下の発明の詳細な説明、添付した特許請求の範囲、及び、本願明細書に添付した様々な図面を参照することによってより明確に理解されることができる。

本願発明の例示的な実施形態によるコネクタアセンブリの分解斜視図である。 本願発明の例示的な実施形態による第１コネクタの分解斜視図である。 本願発明の例示的な実施形態による第２コネクタの分解斜視図である。 本願発明の例示的な実施形態による嵌合前のコネクタアセンブリを示す図１に図示されたコネクタアセンブリの側面図である。 本願発明の例示的な実施形態による嵌合後のコネクタアセンブリを示す図１に図示されたコネクタアセンブリの側面図である。 サブアセンブリが第１コネクタ内へ挿入される前の、張力緩和特徴を示す本願発明の例示的な実施形態によるケーブル及び張力緩和サブアセンブリの斜視図である。 サブアセンブリが第１コネクタ内へ挿入された後の、張力緩和特徴を示す図５Ａに図示されたケーブル及び張力緩和サブアセンブリの斜視図である。

本願発明の様々な好ましい実施形態は、図示の目的で記載される。本願発明が図面に具体的に示されない他の形態において実現されてもよいことが理解される。図１〜３、４Ａ、及び４Ｂを参照すると、本願発明は、偶然に分離されることができないコネクタアセンブリ１００を提供する。また、このコネクタアセンブリ１００は、アセンブリの適切な嵌合の視覚的表示及び／又は物理的表示を提供する。そして、コネクタアセンブリ１００は、工具の使用なしに手によって操作されることができ、オペレータがコネクタを引き離すことを必要とするというよりも、コネクタアセンブリの一部を押し込むことによって、オペレータが比較的小さな力（例えば、１５〜２０ポンド）を使用してコネクタを完全に分離することを可能にする。

本願明細書で使用されるように、「嵌合する」、「嵌合」、及び「嵌合シーケンス」との用語は、第１コネクタ（例えばプラグ）と第２コネクタ（例えばソケット）とを機械的に且つ電気的に接続する工程に言及する。それに対して、「分離する」及び「分離」との用語は、プラグ及びソケットを機械的に且つ電気的に切り離す反対の工程に言及する。

図１は、本願発明の例示的な実施形態によるコネクタアセンブリ１００の斜視図である。図１を参照すると、コネクタアセンブリ１００は、プラグとされてもよい第１コネクタ１０２と、ソケットとされてもよい第２コネクタ１０８と、を含む。プラグ１０２がソケット１０８内に挿入可能であり、複数の電気部品（例えばＰＣボードとケーブル）の間の信頼性のある物理的且つ電気的接続を確実にする。

以下に非常に詳細に記載されるように、プラグ１０２は固定部材１０４を含み、前記固定部材１０４は、固定位置にある場合に、偶然の分離を防止するためにくさびとされてもよい。プラグ１０２とソケット１０８との適切な嵌合を示すために、固定くさび１０４は、ノッチ部分４００（図４Ａ）を含む。このノッチ部分４００において、ソケット１０８の付勢部材３１０は、固定くさび１０４を固定位置に保持するために載置する。プラグ１０２はまた、１つ以上の第１係合部材１０６を含む。前記第１係合部材１０６は好ましくは、バイヨネットであり、対応する第２係合部材１１０と係合するためのものである。前記第２係合部材１１０は、コネクタを固定位置に固定するために、ソケット１０８上に位置するバイヨネットトラックとされてもよい。

ソケット１０８は、その中にプラグ１０２を受容するように構成される。上述したように、ソケット１０８はまたは、嵌合シーケンス中にプラグの１つ以上のバイヨネット１０６を受容するための１つ以上のバイヨネットトラック１１０を含んでもよい。プラグ１０２及びソケット１０８の具体的な特徴は、以下に非常に詳細に記載されるであろう。コネクタがバイヨネットと対応するバイヨネットトラックとの係合によって嵌合することが好ましいけれども、任意の適切な係合部材は、本願明細書に記載された主題の技術的範囲から逸脱することなく使用されてもよい。

図２は、本願の実施形態によるプラグ１０２の分解図である。図２を参照すると、プラグ１０２はプラグメイン本体２００と、１つ又は複数の極性キー２０２と、張力緩和外側部分２０４と、エラストマーパッド２０６と、張力緩和インサートサブアセンブリ２０８と、を含む。固定くさび１０４は好ましくは、図１に見られるように、メイン本体２００の端部に位置する。極性キー２０２は、コネクタの間の適切な軸方向極性位置合わせ（axial polarization alignment）を維持する。極性キー２０２は、対応する極性キー３０６と相互嵌合し（intermate）、それによって、キー方向が整合した状態で正しいプラグ１０２のみがソケット１０８と嵌合するであろう。エラストマーパッド２０６は、張力緩和インサートアセンブリ２０８によって固定されたケーブルワイヤを緩和し、擦傷を防止するために、メイン本体２００とサブアセンブリ２０８との間に挿入されてもよい。張力緩和インサートアセンブリ２０８は、プラグメイン本体２００の後方で開口部２１０内に挿入可能である。サブアセンブリ２０８は取り外し可能であり、メイン本体２００に対して適所にはめ込むように構成されてもよい。

図３は、本願の実施形態によるソケット１０８の分解図である。図３を参照すると、ソケット１０８はソケット１０８の一部を一緒に固定するために、ソケットメイン本体３００を含んでもよい。位置合わせインサート３０２は、接触子を位置合わせするために、ソケットメイン本体３００に連結されてもよい。スライド部材３０８は、ラッチ位置と非ラッチ位置との間で、ソケットメイン本体３００にスライド可能に連結される。係合インサート３０４はまた、スライドラッチ機構３０８を係合し、且つ接触子を固定するために、位置合わせインサート３０２と反対側のソケットメイン本体３００に連結されてもよい。極性キー３０６は係合インサート３０４を固定するために、係合インサート３０４及びソケットメイン本体３００の両端部に設けられてもよい。極性キー３０６は、対応する極性キー２０２と相互嵌合しており、正しいプラグ１０２は、キー方向が整合した状態でソケット１０８と嵌合するであろう。スライド部材３０８は第１付勢部材３１０を含み、第１付勢部材は、プラグ及びソケットの成功した嵌合時に、固定位置内にプラグの固定くさび１０４の固定のために使用されてもよい。スライド部材３０８のさらなる詳細は、例示的な嵌合及び分離工程に対して、以下の非常に詳細に記載されるであろう。

第１付勢部材３１０は好ましくは、片持ちばねである。ばねは好ましくは、図３に見られるように、その端部で、ラッチ部材３０８の内側に配置される。第１付勢部材３１０は、成形端部３１４を含んでもよい。当該成形端部３１４は、プラグの固定くさび１０４に位置したノッチ４００に対応しており、プラグとソケットとが成功した嵌合時に完全に係合された場合に、第１付勢部材３１０の成形端部３１４は固定くさび１０４に位置したノッチ４００内に載置する。

スライド部材３０８は付勢部材３１２をさらに含み、付勢部材３１２はソケットメイン本体３００とスライド部材３０８との間に抵抗力を提供するために使用されてもよい。第２付勢部材３１２は好ましくは、円錐ばねである。第１係合部材１０６を第２係合部材１１０と位置合わせするために、スライド部材３０８がソケットメイン本体３００から離れてスライドする場合に、第２付勢部材３１２の抵抗力は増加してもよい。そのようなものとして、人間オペレータ―は、コネクタを分離するために、スライド部材３０８を引き寄せることによってこの力に抵抗しなければならない。このことは、コネクタの嵌合中にプラグのバイヨネット１０６がソケットのバイヨネットトラック１１０と係合することを可能にするために、スライド部材３０８がラッチ位置までスライドすることを可能にしてもよい。オペレータがスライド部材３０８を解放する場合に、第２付勢部材３１２の抵抗力は、スライド部材３０８をラッチ位置に戻してもよい。

プラグ１０２をソケット１０８と嵌合させる間に、プラグの固定くさび１０４は、嵌合されたプラグ１０２とソケット１０８との間のクランプ力を増加するために、ソケット１０８の第１付勢部材３１０を偏向する。例えば、第１付勢部材３１０が偏向されると、第１付勢部材３１０は、偏向と関連した力に対向する抵抗力を生み出す。図４Ａ及び図４Ｂで最も良く見られるように、固定くさび１０４が一方の端部で狭くなっており、他方の端部で広くなっている（つまり、楔である）ので、成形端部３１４がノッチ４００を係合する固定位置内へ固定くさび１０４が押し込まれると、固定くさび１０４が第１付勢部材３１０をさらに偏向するにつれて、この抵抗力が増加する。しかしながら、第１付勢部材３１０は、固定くさび１０４に位置したノッチ４００に到達すると、偏向量が減るので、抵抗力はわずかに減少する。第１付勢部材３１０の成形端部３１４が固定くさび１０４に位置したノッチ４００内に載置する場合に、これは、固定位置である。第１付勢部材３１０の成形端部３１４をノッチの外側へ移動させるために抵抗力が増大するので、第１付勢部材３１０によって適用された力は、クランプ力として言及されてもよい。

固定位置において、固定くさび１０４は、コネクタアセンブリ１００が固定位置にあるとの視覚的表示を、オペレータに提供する。また、固定位置において、スライド部材３０８のトラック１１０は、プラグバイヨネット１０６と係合される。例えば、バイヨネットトラック１１０は、固定位置にある場合に、バイヨネット１０６が載置される部分３１６を含むことができる。バイヨネットトラック１１０のこの部分３１６はスライド部材３０８の突出部分３１８を含んでもよく、この突出部分３１８は、バイヨネット１０６を妨害することによって、第１コネクタ１０２が第２コネクタ１０８から分離される（例えば、引き離される）ことを防止する。第１コネクタ１０２と第２コネクタ１０８との間の任意の間隙は、電気的係合を確実にするために所定の隙間内に制御されてもよい。

図４Ａ及び図４Ｂは、プラグ１０２をソケット１０８と嵌合する前／後のコネクタアセンブリを示す本願発明の実施形態による例示的な嵌合シーケンスの側面図である。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、バイヨネット１０６がバイヨネットトラック１１０の上部開口部内へスライドしプラグ１０２の前面端部がソケット本体３００の開口部と係合する場合に、プラグ１０２及びソケット１０８の成功した嵌合は開始される。プラグ１０２のさらなる係合は、バイヨネット１０６がバイヨネットトラック１１０の傾斜面に対してスライドし、且つ付勢部材３１２からの付勢力に対してスライド部材３０８を押す。バイヨネット１０６は、バイヨネットトラック１１０の保持特徴３１８を通過して押され、付勢部材３１２の付勢力は、スライド部材３０８が固定位置へ戻るようにさせる。固定くさび１０４は、固定地位内へ下向きに押され、固定くさび１０４は付勢部材３１０を偏向し、一旦嵌合すると、プラグ１０２とソケット１０８との間のクランプ力を増大させる。スライド部材３０８のトラック１１０は、プラグバイヨネット１０６と完全に係合していない場合に、次いで、固定くさび１０４は、その固定位置にならないだろう、及び／又は要求される設置力は異常に高くなるであろう。それ故に、固定くさび１０４、スライド部材１０８、付勢部材３１０、第１係合部材１０６及び／又は第２係合部材１１０の位置によって、オペレータは、コネクタアセンブリ１００の不適切な嵌合を警告されるであろう。

プラグ１０２をソケット１０８から解放するために、固定くさび１０４は、その固定位置から引っ張り出されなければならない。スライド部材３０８は、ばね３１２の付勢に対してそのラッチ位置と非ラッチ位置とからスライドされてもよい（例えば、図４Ｂの右側）。スライド部材３０８が解放されると、バイヨネット１０６は、バイヨネットトラック１１０の開口部と一致してもよく、それによって、プラグ１０２は持ち上げられ、ソケット１０８から分離されてもよい。スライド部材３０８は非ラッチ位置へ適切に移動されない場合に、プラグバイヨネット１０６は、バイヨネット１０６がバイヨネットトラック１１０によって妨害されるので、プラグ１０２がソケット１０８から分離されることを防止するであろう。

図５Ａは、サブアセンブリがプラグアセンブリ内に挿入される前の、張力緩和特徴を示す本願発明の実施形態によるケーブル及び張力緩和サブアセンブリの斜視図である。図５Ｂは、サブアセンブリがプラグアセンブリ内へ挿入された後の、張力緩和特徴を示す本願発明の実施形態によるケーブル及び張力緩和サブアセンブリの斜視図である。コネクタアセンブリの従来の張力緩和特徴は一般的に、突出部又は丸みを帯びた孔を含み、これらはワイヤタイストラップ（wire tie strap）（例えばジップタイ（zip tie））のためのアンカーとして作用しており、これらは適所にねじ留めされる。例えば、いくつかの従来の張力緩和特徴は、別個の部品を使用してワイヤを固定するためにゴム片を有する複数のバーを使用する。追加のステップ及び／又は部品を必要とする従来の張力緩和特徴に対して、本願明細書に記載された張力緩和特徴２０４〜２０８は、別のステップ及び／又は部品なしにケーブルワイヤ５００を固定するゴム片２０６Ａ及び２０６Ｂを採用する。その代わりに、張力緩和インサート２０６はヒンジ接続されてもよく、工具の使用なしにプラグメイン本体２００のスナップ結合／解除（つまり、挿入）のように構成されてもよい。図５Ａを参照すると、張力緩和インサート２０６は、非挿入位置に示される。このことは、従来の張力緩和特徴より大きな適応性を可能にすることができる。図５Ｂを参照すると、張力緩和インサート２０６は、追加のねじ又は工具の使用なしにワイヤ５００をしっかりと保持するために、プラグメイン本体２００内へ完全に挿入されるように示される。

開示された発明のいくつかの現在好ましい実施形態が本願明細書に具体的に記載されるけれども、本願発明に関連する当業者にとって、本願に示され、且つ記載された様々な実施形態の変形及び修正が本願発明の精神及び技術的範囲から逸脱することなく行われることができることは明らかであるであろう。それ故に、本願発明が、添付した特許請求の範囲及び適用可能な法規によって必要とされる範囲にのみ制限されることを意図している。

１００ コネクタアセンブリ
１０２ プラグ、第１コネクタ
１０４ 固定部材
１０６ 第１係合部材、プラグバイヨネット、バイヨネット
１０８ スライド部材、ソケット、第２コネクタ
１１０ トラック、バイヨネットトラック、第２係合部材
２００ メイン本体、プラグメイン本体
２０２ 極性キー
２０４ 張力緩和外側部分
２０６張力緩和インサート、エラストマーパッド
２０６Ａ、２０６Ｂ ゴム片
２０８ サブアセンブリ、張力緩和インサートアセンブリ、張力緩和インサートサブアセンブリ
２１０ 開口部
３００ ソケット本体、ソケットメイン本体
３０２ インサート
３０４ 係合インサート
３０６ 極性キー
３０８ ラッチ部材、スライド部材、スライドラッチ機構
３１０ 第１付勢部材、付勢部材
３１２ 第２付勢部材、付勢部材
３１４ 成形端部
３１６ 部分
３１８ 突出部分
４００ ノッチ、ノッチ部分
５００ ケーブルワイヤ、ワイヤ

Claims (17)

1. 第１コネクタであって、メイン本体と、固定部材と、第１係合部材とを含み、前記固定部材がインデント部分を含む、第１コネクタと、
   前記第１コネクタを受容するように構成された第２コネクタであって、前記第２コネクタがメイン本体と、前記第２コネクタの前記メイン本体に対してスライド可能であるラッチ部材と、を含み、前記ラッチ部材は、付勢部材と、前記第１係合部材を受容するように構成された第２係合部材と、を含む、第２コネクタと、
   を備える電気コネクタアセンブリであって、
   前記第１コネクタの前記固定部材は、前記第１コネクタが前記第２コネクタ内へ挿入される場合に、前記第２コネクタの前記付勢部材を偏向するように構成され、前記付勢部材が前記固定部材の前記インデント部分を係合し、それによって、固定位置において前記固定部材を保持し、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの適切な嵌合を示し、
   前記第１コネクタ及び前記第２コネクタをしっかりと嵌合するために前記第２係合部材が前記第１係合部材を受容するまで、前記ラッチ部材は、前記第２コネクタの前記メイン本体に対してラッチ位置まで並進運動でスライドすることを特徴とする、電気コネクタアセンブリ。
2. 前記第１コネクタがプラグであ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２コネクタがソケットであ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。
4. 前記第１係合部材がバイヨネットであ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。
5. 前記第２係合部材がバイヨネットトラックであることを特徴とする請求項４に記載の電気コネクタアセンブリ。
6. 前記付勢部材が片持ちばね部材であ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。
7. 前記第１コネクタ及び前記第２コネクタは、前記第１係合部材が前記第２係合部材から外れるように前記ラッチ部材を非ラッチ位置までスライドさせることによって分離され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。
8. 前記第１コネクタ内に挿入可能である張力緩和アセンブリをさらに備え、前記張力緩和アセンブリは、前記第１コネクタにワイヤを固定するためのクランプを備え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。
9. 前記ラッチ部材を前記ラッチ位置まで付勢する、前記メイン本体と前記ラッチ部材との間の抵抗力を提供するための第２付勢部材をさらに備え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。
10. 前記第２付勢部材は、円錐ばねであることを特徴とする請求項９に記載の電気コネクタアセンブリ。
11. 前記付勢部材は成形端部を含み、前記成形端部は、前記固定部材のインデント部分を係合し、それによって、前記固定部材を前記固定位置において保持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。
12. 前記固定部材は、前記第１コネクタの前記メイン本体の外側端部に位置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。
13. 前記付勢部材は、前記第２コネクタの端部の内側部分に位置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。
14. 前記第２コネクタの前記メイン本体内で接触子を位置合わせするために前記第２コネクタの前記メイン本体に連結された位置合わせインサートをさらに備え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。
15. 前記第２コネクタの前記メイン本体に連結された係合インサートであって、前記メイン本体に対して前記位置合わせインサートの反対側に位置する係合インサートをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の電気コネクタアセンブリ。
16. 極性キーは、前記係合インサートの両端部に位置することを特徴とする請求項１５に記載の電気コネクタアセンブリ。
17. メイン本体、固定くさび、及び第１係合部材を含むプラグであって、前記固定くさびがインデント部分を含む、プラグと、
    前記プラグを受容するために構成されたソケットであって、前記ソケットが、メイン本体と、前記ソケットの前記メイン本体に対してスライド可能であるラッチ部材とを含み、前記ラッチ部材が、片持ちばねと、前記第１係合部材を受容するように構成された第２係合部材と、を備える、ソケットと、
    を備える、ばね荷重式ラッチ型電気コネクタアセンブリであって、
    前記プラグが前記ソケット内に挿入される場合に、前記プラグの前記固定くさびは、前記ソケットの前記片持ちばねを偏向させるように構成され、前記片持ちばねが前記固定くさびの前記インデント部分を係合し、それによって、固定位置において前記固定くさびを保持し、前記プラグと前記ソケットとの適切な嵌合を示し、
    前記プラグ及び前記ソケットをしっかりと嵌合するために前記第１係合部材及び前記第２係合部材が互いに係合するまで、前記ラッチ部材が前記ソケットの前記メイン本体に対してラッチ位置まで並進運動でスライドすることを特徴とする、ばね荷重式ラッチ型電気コネクタアセンブリ。

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