JP6465334B2 - 電気コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に、コネクタ嵌合時に外れるのを防止するロック機構を備えた電気コネクタに関する。
例えば、電源ラインなどの接続に使用される高安全性・高信頼性を要求される電気コネクタの場合、不注意や間違いにより、物が衝突したり、ケーブルに引っ張り応力が働いたりして、安易にコネクタの嵌合が外れると、問題が発生する。そのため、嵌合が不注意や間違いによって容易に外れないように、嵌合時に確実にロックされるロック機構が必要になってくる。
嵌合時に確実にロックされるロック機構として、例えば、コネクタ同士をねじ止めして固定することが考えられる。しかし、ねじ止めの場合は、確実にロックされて信頼性が高いものの、コネクタ設置の際、ドライバを使用してねじ止めしなければならず、また、ロックを解除するときは、またドライバを使用してねじを外さなければならない。したがって、大変手間がかかり、設置が困難で作業性が悪い。また、高電圧・高電流の電源ラインでコネクタを使用する場合、ねじ止めは感電の危険性がある。また、部品点数も多くなる。そこで、安全性・作業性が良く、確実にロックする電気コネクタが必要になってくる。
なお、このようなロック機構を有するコネクタに関する技術としては、例えば、特許文献1に記載される技術などが挙げられる。
特許第3520965号明細書
本発明は、上記のような問題を解決するために、完成されたものであり、その目的は、不注意や間違いによって容易にコネクタの嵌合が外れることがなく、低コストで、作業性・安全性の高い電気コネクタを提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。すなわち、本発明に係る電気コネクタは、第1のハウジングと、前記第1のハウジング内の第1の端子とを有する第1のコネクタと、第2のハウジングと、前記第2のハウジング内の第2の端子とを有する第2のコネクタと、を有し、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとが嵌合したとき、前記第1の端子と前記第2の端子とが互いに接触して電気的に接続されるものである。
そして、前記第1のコネクタは、片持ちバネ状のロック片を備え、前記ロック片は、前記第1のハウジングに連結された連結部と、前記第1及び第2のコネクタの嵌合方向に対して垂直な方向に変位可能な自由端部と、前記連結部と前記自由端部との間に設けられたロック突部とを有し、前記第2のコネクタは、前記第2のハウジングの壁部にロック孔を有し、前記第1及び第2のコネクタの嵌合時に、前記ロック突部が前記ロック孔に嵌り込むように構成され、さらに、前記第1のコネクタは、前記第1のハウジングの一部を包囲するように構成された筒状のホルダを有し、前記ホルダは、ロック時に、前記ロック片の前記自由端部の変位を規制するための規制部を備え、前記規制部は、ロック時に、前記第1のハウジングの外壁と前記自由端部との間に配置され、ロック解除時には、前記第1のハウジングの外壁と前記自由端部との間に配置されないように移動可能である、ことを特徴とするものである。
本発明に係る電気コネクタは、二重ロック構造を有するため、ロックが確実にかかり、不注意によって嵌合が外れることはない。また、設置時の作業性が良く、安全性が高い。
本発明の実施の形態1による電気コネクタの全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態1において、プラグコネクタのハウジングとホルダを分離して示した斜視図である。 本発明の実施の形態1において、ホルダ単体の構成を示す図である。 本発明の実施の形態1において、電気コネクタの嵌合前の状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態1において、電気コネクタの嵌合途中の状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態1において、電気コネクタの嵌合途中の状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態1において、電気コネクタの嵌合完了の状態(ロック状態)を示す断面図である。 本発明の実施の形態1において、電気コネクタの嵌合完了の状態(ロック状態)を示す断面図である。 本発明の実施の形態1において、電気コネクタの抜去開始の状態(ロック解除時)を示す断面図である。 本発明の実施の形態1において、電気コネクタの抜去途中の状態(ロック解除時)を示す断面図である。 本発明の実施の形態1において、電気コネクタの抜去完了の状態(ロック解除時)を示す断面図である。 本発明の実施の形態2による電気コネクタのプラグコネクタの構成を示す斜視図である(正規位置)。 本発明の実施の形態2による電気コネクタのプラグコネクタの構成を示す斜視図である(リリース位置)。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
(実施の形態1)
まず、図1〜図3により、本実施の形態1による電気コネクタの構成を説明する。図1は、本発明の実施の形態1による電気コネクタの全体構成を示す斜視図である。図2は、プラグコネクタのハウジングとホルダを分離して示した斜視図である。図3は、ホルダ単体の構成を示す図である。本実施の形態1に係る電気コネクタは、例えば、電源ライン等の連結に使用される電気コネクタであって、図1に示すように、プラグコネクタ(第1のコネクタ)100、レセプタクルコネクタ(第2のコネクタ)200などから構成される。
プラグコネクタ100は、筒状のハウジング102、ハウジング102の上部に設けられた片持ちバネ状のロック片104、ハウジングの一部を包囲するように構成された筒状のホルダ106、ハウジング102内に収容された電気接続用の金属製の端子(第1の端子、図4等参照)108、端子108に接続されたケーブル110などから構成される。
ハウジング102は、筒状であり、その内部に、端子108が固定されており、この端子108にはケーブル110が結線されている。また、ハウジング102の外側の壁面には、軸方向に沿って、キー溝118が設けられ、コネクタを嵌合するときに、レセプタクルコネクタ200のキー突起214と嵌合し、位置決め又はガイドの役目を果たす。図2に示すように、ハウジング102のホルダ106が取り付けられる部分には、正規位置の凹部122及びリリース位置の凹部124が設けられ、ホルダ106の内壁に設けられた突起126が、ホルダ106のスライド移動時に正規位置の凹部122又はリリース位置の凹部124に嵌り込み、正規位置の凹部122とリリース位置の凹部124の間で移動するようになっている。また、ハウジング102のホルダ106が取り付けられる部分には、ホルダの抜け止め用の突起128が設けられており、ホルダ106を引き抜こうとしたときに、ホルダ106の長孔130の壁132に当たって止まるようになっている。さらに、ハウジング102のホルダ106が取り付けられる部分には、軸方向に沿ってガイド突起140が設けられており、ホルダ106の内壁に設けられたキー溝142と嵌合して、正規位置とリリース位置との間のホルダ106の移動をスムーズにするとともに、ホルダ106のハウジング102に対する回転を規制している。
ロック片104は、ハウジング102の嵌合側上部に連結された連結部112、連結部112と反対側先端の操作部(自由端部)114、連結部112と操作部114の間の中央付近の上部にハウジング102と反対方向側に向けて突出するように設けられた2つのロック突部116などから構成される。ロック突部116は嵌合側が斜面に、反対側が垂直面として形成されている。操作部114は、連結部112を支点としてコネクタの嵌合方向(軸方向)に対して垂直な方向(上下方向)に変位可能である。また、ロック片104は、操作部114が固定されているときに、ロック突部116が設けられている中央付近に所定以上の力が加わったときに撓むようになっている。
ホルダ106は、筒状であり、ハウジング102の外側に包囲するように取り付けられる。ホルダ106は、軸方向(嵌合方向)にスライド移動可能に取り付けられる。図1のホルダ106の位置は、正規位置の状態である。また、ホルダ106には、その上部に、ロック片104の両側に沿って2つのガイド壁138が設けられている。ガイド壁138は、ロック片104の操作部114を保護し、不意に物や手などが触れて操作部114が変位してしまうことを防止するとともに、操作部114とハウジング102の外壁との間にケーブルなどが入り込み操作部114を操作不能になってしまうことを防止している。また、ホルダ106には、ハウジング102の突起128が嵌るように長孔130が設けられている。長孔130の両側には、切込み(スリット)134が設けられているので、この部分は可撓性を有し、ホルダ106の脱着時に、突起128に当たった場合、若干撓むようになっている。さらに、両ガイド壁138の間には、ホルダ106を軸方向にスライド操作するためのホルダ操作部144が設けられており、特に正規位置からリリース位置への操作の際に適するようにケーブル側に向けて傾斜面として形成されている。
ホルダ106は、コネクタ嵌合のロック時に、ロック片104の操作部114の変位を規制するための規制部136を上部(本実施形態では、2つのガイド壁138の間。)に備え、規制部136は、ロック時に、ハウジング102の外壁と操作部114との間に配置され、ロック解除時に、ハウジング102の外壁と操作部114との間に配置されないように移動可能である。すなわち、ホルダ106がハウジング102の外壁に沿って軸方向に移動し、ロック時に、ロック片104の操作部114の下側に規制部136が入り込み、操作部114を上から押しても、操作部114は規制部136に衝突することによりその衝突箇所以上は下方に動かない。このとき、ホルダの突起126が、ハウジングの正規位置の凹部122に嵌り込んでいる状態である。そして、ロック解除時は、ホルダ106がハウジング102の外壁に沿って軸方向外側に移動し、規制部136が、ロック片104の操作部114の下側から抜け出て、操作部114を上から押したとき、操作部114はハウジング102の外壁箇所まで下方に移動可能である。このとき、ホルダの突起126が、ハウジングのリリース位置の凹部124に嵌り込んでいる状態である。
レセプタクルコネクタ200は、筒状のハウジング(第2のハウジング)202、ハウジング202内に収容された電気接続用の金属製の端子(第2の端子)204、フランジ206、ハウジング202の上部壁部(ロック壁220)に設けられた2つのロック孔208などから構成される。ロック孔208は、コネクタ嵌合時に、プラグコネクタ100のロック突部116が嵌り込んで、コネクタの離脱を防止するものである。ハウジング202は、その内側の嵌合方向(図1の右側)に嵌合部216(嵌合空間218)を有し、プラグコネクタ100のハウジング102が挿入して嵌合するようになっている。また、嵌合部216のハウジング202の内壁には、ハウジング102のキー溝118と嵌合するキー突起214が設けられている。また、レセプタクルコネクタ200は、コネクタ設置の際、フランジ206に設けられた孔(図示せず)を利用して、パネル210にねじ212で固定される。
プラグコネクタ100及びレセプタクルコネクタ200の嵌合時は、プラグコネクタ100のハウジング102の一部が、レセプタクルコネクタ200のハウジング202内に挿入され、ハウジング同士が嵌合することにより、プラグコネクタ100の端子108と、レセプタクルコネクタ200の端子204が接触し、電気的に接続される。また、ハウジング102、ハウジング202、ロック片104、ホルダ106は、例えば、プラスティック等の絶縁性樹脂の材料を一体成型して作製される。
次に、図4〜図11により、コネクタの嵌合及び抜去の方法を説明する。図4は、電気コネクタの嵌合前の状態を示す断面図である。図4に示すように、電気コネクタの嵌合の際、最初に、レセプタクルコネクタ200の嵌合部216側とプラグコネクタ100の嵌合側(ケーブル110の反対側)とを近づける。このとき、ホルダ106は、正規位置にあり、ホルダ106の突起126が、ハウジング102の正規位置の凹部122に嵌っている状態である。また、規制部136は、ロック片104の操作部114の下に位置している。
次に、レセプタクルコネクタ200の嵌合空間218(嵌合部216)に、プラグコネクタ100を挿入する。図5及び図6は、電気コネクタの嵌合途中の状態を示す断面図である。図5に示すように、ロック片104のロック突部116が、レセプタクルコネクタ200のロック壁220に衝突すると、ロック片104が下方(ハウジング102側)に変位し始める。
さらに、プラグコネクタ100をレセプタクルコネクタ200に挿入し続けると、ロック片104が下方に変位して、ロック片104の操作部114がホルダ106の規制部136に当接する。すると、図6に示すように、操作部114の下方への変位が、規制部136により規制され、ロック突部116がロック壁220により下方へ押されてロック片104の中央部分が下方に撓む。そして、ロック突部116が、ロック壁220の下側に入り込み、ロック孔208へ向かう。すなわち、図6に示す状態では、操作部114が規制部136に当接することによって、ロック片104が前記当接部分と連結部112とで両持ちバネ状になっている。
さらに、プラグコネクタ100をレセプタクルコネクタ200に挿入し続けると、図7に示すように、ロック突部116が、ロック孔208に嵌り込み、操作部114が上方に変位し、ロック片104が元の位置に戻る。図7及び図8は、電気コネクタの嵌合完了の状態(ロック状態)を示す断面図である。
電気コネクタの嵌合が完了すると、図8に示すように、操作部114を下方に押しても、規制部136により、その変位が規制され、ロック片104は、ほとんど変形しないので、ロック突部116がロック孔208に嵌り込んだ状態を維持する。そのため、電気コネクタの抜去、すなわち嵌合が外れることは、不可能になる。このとき、ホルダ106は、正規位置にある。
図9は、電気コネクタの抜去開始の状態(ロック解除時)を示す断面図である。電気コネクタの抜去の際には、図9に示すように、ホルダ106をケーブル110側(図9の右側)にスライド移動させて、リリース位置まで持ってくる。このとき、規制部136は、操作部114の下から逃れて、ハウジング102の外壁と操作部114との間に位置しなくなる。ホルダ106がリリース位置にあるとき、ホルダ106の突起126が、ハウジング102のリリース位置の凹部124に嵌っている状態である。
図10は、電気コネクタの抜去途中の状態(ロック解除時)を示す断面図である。図10に示すように、操作部114を下方に押しながらプラグコネクタ100を右側に引くと、操作部114の下に規制部136がないため、操作部114はハウジング102の外壁に当接するまで下方に変位してロック片104が下方に変形し、ロック突部116がロック孔208から外れて、電気コネクタを抜去することができる。
図11は、電気コネクタの抜去完了の状態(ロック解除時)を示す断面図である。図11に示すように、電気コネクタの抜去が完了すると、レセプタクルコネクタ200とプラグコネクタ100が分離される。このとき、ホルダ106は、リリース位置にあり、ホルダ106の突起126が、ハウジング102のリリース位置の凹部124に嵌っている状態である。
したがって、本実施の形態1の電気コネクタによれば、ロック突部116とロック孔208との嵌合、規制部136によるロック片104の変形阻止の二重ロック構造となっているため、コネクタ嵌合時に確実にロックすることができ、不注意で物や手などが操作部に触れても、電気コネクタの嵌合が外れることはない。また、電気コネクタの抜去の際は、ホルダ106を右側にスライド移動してリリース位置に持ってくることにより、容易に電気コネクタの抜去が可能になる。
(実施の形態2)
図12及び図13は、本発明の実施の形態2による電気コネクタのプラグコネクタ(第1のコネクタ)の構成を示す斜視図である。図12は、ホルダの規制部が正規位置にある状態、図13は、ホルダの規制部がリリース位置にある状態を示す。本実施の形態2は、前記実施の形態1に対して、ホルダの構成を変更したものであり、他の構成は、前記実施の形態1とほぼ同じであるので、重複した説明は省略する。図12及び図13に示すように、本実施の形態2によるプラグコネクタ300は、筒状のハウジング302、ハウジング302の上部に設けられた片持ちバネ状のロック片304、ハウジングの一部を包囲するように構成された筒状の回転式のホルダ306などから構成される。
ロック片304は、前記実施の形態1と同様に、連結部312、操作部(自由端部)314、連結部312と操作部314の間の中央付近の上部に設けられた2つのロック突部316などから構成される。
ホルダ306は、筒状であり、ハウジング302の一部を包囲するように取り付けられる。ホルダ306は、ハウジング302の外周に沿って嵌合方向を軸として回転可能である。ホルダ306は、ロック片304側に舌状の規制部336を備え、ホルダ306の回転と一緒に、規制部336もハウジング302の外周に沿って回転する。そして、図12に示すように、ホルダ306が正規位置にあるとき、規制部336が操作部314の下に入り込み、規制部336によって操作部314の下方への変位が規制され、ロックされる。図13に示すように、ホルダ306がリリース位置にあるとき、規制部336が操作部314の下から外れ、操作部314の下方への変位が可能になり、ロックが解除される。
したがって、プラグコネクタ300のホルダ306を実施の形態2のように構成することにより、前記実施の形態1と同様の効果が得られる。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、筒状のホルダの表面にあわせるように、ロック片のうちホルダに当接する部分を曲面形状とすることもできる。また、ホルダを正規位置へと付勢する付勢手段(例えば、ハウジングとホルダとの間のバネ。)を設けて該付勢手段の付勢力に抗して操作する場合のみホルダをリリース位置へ変位可能となるように変更することもできる。
本発明に係る電気コネクタは、産業用、業務用、家庭用など広く利用することができる。
100 プラグコネクタ(第1のコネクタ)
102 ハウジング(第1のハウジング)
104 ロック片
106 ホルダ
108 端子(第1の端子)
110 ケーブル
112 連結部
114 操作部(自由端部)
116 ロック突部
118 キー溝
120 ガイド壁
122 正規位置の凹部
124 リリース位置の凹部
126 突起
128 突起
130 長孔
132 長孔の壁
134 切込み
136 規制部
138 ガイド壁
140 ガイド突起
142 キー溝
144 ホルダ操作部
200 レセプタクルコネクタ(第2のコネクタ)
202 ハウジング(第2のハウジング)
204 端子(第2の端子)
206 フランジ
208 ロック孔
210 パネル
212 ねじ
214 キー突起
216 嵌合部
218 嵌合空間
220 ロック壁
300 プラグコネクタ(第1のコネクタ)
302 ハウジング(第1のハウジング)
304 ロック片
306 ホルダ
312 連結部
314 操作部(自由端部)
316 ロック突部
318 キー溝
336 規制部

Claims (2)

  1. 第1のハウジングと、前記第1のハウジング内の第1の端子とを有する第1のコネクタと、
    第2のハウジングと、前記第2のハウジング内の第2の端子とを有する第2のコネクタと、を有し、
    前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとが嵌合したとき、前記第1の端子と前記第2の端子とが互いに接触して電気的に接続される電気コネクタであって、
    前記第1のコネクタは、片持ちバネ状のロック片を備え、前記ロック片は、前記第1のハウジングに連結された連結部と、前記第1及び第2のコネクタの嵌合方向に対して垂直な方向に変位可能な自由端部と、前記連結部と前記自由端部との間に設けられ、嵌合側が斜面に、反対側が垂直面になっているロック突部とを有し、
    前記連結部は、前記ロック片の嵌合側の先端部に設けられており、前記自由端部は、前記ロック片の嵌合側と反対側の先端部に設けられており、
    前記第2のコネクタは、前記第2のハウジングの壁部にロック孔を有し、前記第1及び第2のコネクタの嵌合時に、前記ロック突部が前記ロック孔に嵌り込むように構成され、
    さらに、前記第1のコネクタは、前記第1のハウジングの一部を包囲するように構成された筒状のホルダを有し、
    前記ホルダは、ロック時に、前記ロック片の前記自由端部の変位を規制するための規制部を備え、前記規制部は、ロック時に、前記第1のハウジングの外壁と前記自由端部との間に配置され、ロック解除時には、前記第1のハウジングの外壁と前記自由端部との間に配置されないように移動可能であり、
    前記ホルダは、前記第1のハウジングの外壁に沿って軸方向に移動可能であり、前記ホルダのスライド移動時に、前記ホルダの内壁に設けられた突起が、前記第1のハウジングに設けられた正規位置の凹部又はリリース位置の凹部に嵌り込み、前記正規位置の凹部と前記リリース位置の凹部との間で移動するように構成され、
    前記ロック片は、前記第1のハウジングの外壁と前記自由端部との間に前記規制部が配置されているとき、前記ロック突部が設けられている中央付近に所定以上の力が加わったときに撓むようになっており、
    前記第1及び第2のコネクタの嵌合開始時に、前記ホルダが前記正規位置にある状態で、前記ロック突部が前記第2のハウジングの内壁で押し下げられ、前記ロック突部が前記ロック孔に嵌り込むように構成されている、ことを特徴とする電気コネクタ。
  2. ハウジングと、前記ハウジング内の端子とを有し、
    相手側コネクタと嵌合したとき、前記相手側コネクタの端子と自身の前記端子とが互いに接触して電気的に接続される電気コネクタであって、
    前記電気コネクタは、片持ちバネ状のロック片を備え、前記ロック片は、前記ハウジングに連結された連結部と、前記電気コネクタの嵌合方向に対して垂直な方向に変位可能な自由端部と、前記連結部と前記自由端部との間に設けられ、嵌合側が斜面に、反対側が垂直面になっているロック突部とを有し、
    前記連結部は、前記ロック片の嵌合側の先端部に設けられており、前記自由端部は、前記ロック片の嵌合側と反対側の先端部に設けられており、
    前記ロック突部は、前記電気コネクタ及び前記相手側コネクタの嵌合時に、前記相手側コネクタに設けられたロック孔に嵌り込むように構成され、
    さらに、前記電気コネクタは、前記ハウジングの一部を包囲するように構成された筒状のホルダを有し、
    前記ホルダは、ロック時に、前記ロック片の前記自由端部の変位を規制するための規制部を備え、前記規制部は、ロック時に、前記ハウジングの外壁と前記自由端部との間に配置され、ロック解除時には、前記ハウジングの外壁と前記自由端部との間に配置されないように移動可能であり、
    前記ホルダは、前記ハウジングの外壁に沿って軸方向に移動可能であり、前記ホルダのスライド移動時に、前記ホルダの内壁に設けられた突起が、前記ハウジングに設けられた正規位置の凹部又はリリース位置の凹部に嵌り込み、前記正規位置の凹部と前記リリース位置の凹部との間で移動するように構成され、
    前記ロック片は、前記ハウジングの外壁と前記自由端部との間に前記規制部が配置されているとき、前記ロック突部が設けられている中央付近に所定以上の力が加わったときに撓むようになっており、
    前記電気コネクタ及び前記相手側コネクタの嵌合開始時に、前記ホルダが前記正規位置にある状態で、前記ロック突部が前記相手側コネクタのハウジングの内壁で押し下げられ、前記ロック突部が前記ロック孔に嵌り込むように構成されている、ことを特徴とする電気コネクタ。
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