JP6895310B2 - 半嵌合防止コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、半嵌合防止機能を備えた半嵌合防止コネクタに関する。

この種の半嵌合防止コネクタとして、図７と図８に示すものが知られている。この半嵌合防止コネクタ１は、図７と図８に示すように、雌端子３を有すると共に、ロックアーム４を有する雌コネクタの雌ハウジング２と、雄端子６を有し、雌ハウジング２に嵌合した際に、ロックアーム４のロック突部４ａが係止される係止凹部５ａを有する雄コネクタの雄ハウジング５と、この雄ハウジング５のバネ収容部５ｂを覆うようにスライド自在に設けられ、雌ハウジング２の嵌合方向Ａに移動するスライド部材７と、雌，雄ハウジング２，５の半嵌合時にスライド部材７を反嵌合方向Ｂに付勢して雌，雄ハウジング２，５を離間させる圧縮コイルバネ８と、を備えている。尚、図８に示すように、ロックアーム４のロック突部４ａの先端により、スライド部材７の押圧部７ａが押圧されると、雄ハウジング５のバネ収容部５ｂの壁部５ｃとスライド部材７の押圧部７ａとの間で圧縮コイルバネ８が圧縮されるようになっている。

そして、半嵌合（中途嵌合）を防止するために、雌，雄ハウジング２，５の嵌合時の挿入力より圧縮コイルバネ８の弾性力を大きくすることで、雌ハウジング２のロックアーム４のロック突部４ａと雄ハウジング５の係止凹部５ａとが係止するまでは、雌ハウジング２が圧縮コイルバネ８の弾性力により雌端子３と雄端子６とが接触しない状態まで押し戻され、雌，雄ハウジング２，５の半嵌合を防止している。さらに、雌，雄ハウジング２，５の嵌合時の挿入力（コネクタ嵌合力）は、雌，雄端子３，６の挿入力であり、図９に示すように、雌，雄ハウジング２，５の嵌合時の挿入力は、半嵌合防止のために、雌，雄端子３，６の端子挿入力Ｆよりも圧縮コイルバネ８のバネ弾性力Ｇが常に大きい状態となっている。尚、図９中符号Ｍは圧縮コイルバネ８の最大バネ弾性力を示し、符号Ｎは雌，雄端子３，６の最大端子挿入力を示している。

特開平１１−１１１３９０号公報

前記従来の半嵌合防止コネクタ１では、図９に示すように、雌，雄端子３，６の最大端子挿入力位置Ｈは、雌，雄ハウジング２，５のロック係止位置Ｉよりも短い位置にあるが、圧縮コイルバネ８の最大バネ弾性力Ｍは、ロック係止位置Ｉとなるため、必要以上の嵌合力が発生し、雌，雄ハウジング２，５を嵌合する際の作業性の悪化や、圧縮コイルバネ８の大型化、雌，雄ハウジング２，５の強度アップ、コネクタ全体の大型化等の問題が発生する。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、半嵌合を確実に防止することができ、かつ、コネクタ嵌合時の挿入力を低減することができる半嵌合防止コネクタを提供することを目的とする。

本発明は、半嵌合を防止する機能を備えた半嵌合防止コネクタであって、ロックアームを有する一方のハウジングと、前記一方のハウジングに嵌合した際に、前記ロックアームのロック部が係止される係止部を有する他方のハウジングと、前記他方のハウジングに設けられ、前記一方のハウジングの嵌合方向に移動するスライド部材と、前記両ハウジングの半嵌合時に前記スライド部材を反嵌合方向に付勢して該両ハウジングを離間させる複数の弾性部材と、前記複数の弾性部材の弾性定数を切り替える切替機構と、を備えたことを要旨とする。

本発明の前記弾性定数の切替機構は、前記ロックアームと、少なくとも１つの弾性部材を保持し、前記他方のハウジングに設けられた係合部に係止・離脱される係止部を有したロックホルダと、残りの弾性部材を区分けする仕切ホルダとを備え、前記切替機構の初期状態では、前記他方のハウジングの係合部に前記ロックホルダの係止部が係止されており、前記切替機構による弾性定数の切替時では、前記他方のハウジングの係合部と前記ロックホルダの係止部との係止状態が解除されるまでは、前記スライド部材の押圧により前記ロックホルダで保持された弾性部材が弾性変形し、前記他方のハウジングの係合部と前記ロックホルダの係止部との係止状態が解除された後は、前記スライド部材の押圧により前記ロックホルダが移動して前記仕切ホルダで区分けられた弾性部材が弾性変形することを特徴とし、さらに、前記スライド部材に前記ロックホルダで保持された弾性部材を押圧する押圧部を設け、前記ロックホルダの前記押圧部の規制面に対向する位置に係止爪を設け、前記ロックホルダの係止部と前記他方のハウジングの係合部の係止状態が解除され、かつ、前記ロックホルダの係止爪の壁面が前記押圧部の壁面に当接して前記ロックホルダの移動の規制が解除されることで、前記仕切ホルダで区分けられた弾性部材が弾性変形することを特徴とする。

本発明によれば、一対のハウジングの半嵌合時にスライド部材を反嵌合方向に付勢して該一対のハウジングを離間させる複数の弾性部材と、この複数の弾性部材の弾性定数を切り替える切替機構とを備えたことにより、一対のハウジングの半嵌合を簡単かつ確実に防止することができると共に、低挿入力により一対のハウジングを嵌合することができる。また、強度の必要な部品の小型化が可能となるため、コネクタ全体を小型化することができる。

本発明の一実施形態の半嵌合防止コネクタの要部を断面で示す斜視図である。 （ａ）は上記半嵌合防止コネクタの嵌合前で弾性部材が弾性変形する前の初期状態を示す断面図、（ｂ）は同図（ａ）中Ｃ部分の拡大断面図である。 （ａ）は上記半嵌合防止コネクタの嵌合途中で１番目の弾性部材が弾性変形する状態を示す断面図、（ｂ）は同図（ａ）中Ｄ部分の拡大断面図である。 （ａ）は上記半嵌合防止コネクタの嵌合途中で２番目と３番目の弾性部材が弾性変形する状態を示す断面図、（ｂ）は同図（ａ）中Ｅ部分の拡大断面図である。 上記半嵌合防止コネクタの嵌合完了状態を示す断面図である。 上記半嵌合防止コネクタのコネクタ嵌合力を示す説明図である。 従来の半嵌合防止コネクタの嵌合前の断面図である。 上記従来の半嵌合防止コネクタの嵌合後の断面図である。 上記従来の半嵌合防止コネクタのコネクタ嵌合力を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態の半嵌合防止コネクタの要部を断面で示す斜視図、図２（ａ）は同半嵌合防止コネクタの嵌合前で弾性部材が弾性変形する前の初期状態を示す断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中Ｃ部分の拡大断面図、図３（ａ）は同半嵌合防止コネクタの嵌合途中で１番目の弾性部材が弾性変形する状態を示す断面図、図３（ｂ）は図２（ａ）中Ｄ部分の拡大断面図、図４（ａ）は同半嵌合防止コネクタの嵌合途中で２番目と３番目の弾性部材が弾性変形する状態を示す断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中Ｅ部分の拡大断面図、図５は同半嵌合防止コネクタの嵌合完了状態を示す断面図、図６は同半嵌合防止コネクタのコネクタ嵌合力を示す説明図である。

図１〜図５に示すように、半嵌合防止コネクタ１０は、雌端子２８とロックアーム２１を有する雌コネクタの雌ハウジング（一方のハウジング）２０と、雄端子３８を有し、雌ハウジング２０に嵌合した際に、ロックアーム２１のロック凸部（ロック部）２２が係止される係止凹部（係止部）３２を有する雄コネクタの雄ハウジング（他方のハウジング）３０と、この雄ハウジング３０の外側にスライド自在に設けられ、雌ハウジング２０の嵌合方向Ａに移動するスライダ（スライド部材）４０と、両ハウジング２０，３０の半嵌合時にスライダ４０を反嵌合方向（嵌合方向Ａの逆方向）Ｂに押圧付勢して両ハウジング２０，３０を離間させる３つの同一形状で金属製の圧縮コイルバネ（弾性部材）５０，５１，５２と、この３つの圧縮コイルバネ５０，５１，５２のバネ定数（弾性定数）ｋを切り替える切替機構６０と、を備えている。

図１及び図１（ａ），（ｂ）に示すように、雌ハウジング２０は、合成樹脂製であり、内部側に電線２９を接続した雌端子２８を有すると共に、外部側に弾性変形するロックアーム２１を一体突出形成してある。

雄ハウジング３０は、合成樹脂製であり、内部側に電線３９を接続した雄端子３８を有すると共に、外部側にロックアーム２１のロック凸部２２をスライド自在に案内するガイド部３１を一体突出形成してある。このガイド部３１には、ロックアーム２１のロック凸部２２が係止・離脱される係止凹部３２を形成してある。さらに、ガイド部３１の反対側には、３つの圧縮コイルバネ５０，５１，５２を収容する矩形箱状のバネ収容部３４を一体突出形成してある。このバネ収容部３４の壁部３４ａには、３番目の圧縮コイルバネ５２の一端側を保持する円形凹状の収容凹部３４ｂを形成してある。

また、スライダ４０は、合成樹脂製であり、ロックアーム２１のロック凸部２２の先端が当接する凹状に切り欠かれた当接部４１と、雄ハウジング３０のバネ収容部３４を覆う薄肉板部４２と、１番目の圧縮コイルバネ５０を押圧する押圧部４３と、を備えている。そして、雄ハウジング３０のバネ収容部３４の壁部３４ａとスライダ４０の押圧部４３との間でバネ定数ｋの切替機構６０を介して３つの圧縮コイルバネ５０，５１，５２がそれぞれ圧縮変形されるようになっている。

バネ定数ｋの切替機構６０は、ロックアーム２１と、１番目の圧縮コイルバネ５１を保持し、雄ハウジング３０のバネ収容部３４に形成された係合凹部（係合部）３５に係止・離脱される係止凸部（係止部）６３を有した合成樹脂製のロックホルダ６１と、２番目の圧縮コイルバネ５１と３番目の圧縮コイルバネ５２を区分けする仕切ホルダ６５と、を備えている。

図１に示すように、ロックホルダ６１には、弾性変形するアーム部６２を一体突出形成してあり、このアーム部６２には、雄ハウジング３０の係合凹部３５に係止・離脱される係止凸部６３を一体突出形成してある。また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、アーム部６２の先端のスライダ４０の押圧部４３の底面（規制面）４３ａに対向する位置には、係止爪６４を一体突出形成してある。そして、図４（ｂ）に示すように、ロックホルダ６１の係止爪６４の壁面６４ｂが押圧部４３の壁面４３ｂに当接してロックホルダ６１の移動の規制が解除されることで、１番目の圧縮コイルバネ５１の圧縮押圧によりロックホルダ６１が移動して、仕切ホルダ６５で仕切られた２番目の圧縮コイルバネ５１と３番目の圧縮コイルバネ５２がそれぞれ弾性変形するようになっている。尚、図１に示すように、１番目の圧縮コイルバネ５０の一端側はロックホルダ６１のアーム部６２の基端側で保持され、２番目の圧縮コイルバネ５１の一端側は仕切ホルダ６５の保持部６５ａで保持されているが、仕切ホルダ６５の保持部６５ａの反対側にも保持部を形成して３番目の圧縮コイルバネ５２の他端側を保持するようにしても良い。

また、切替機構６０の初期状態では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、雄ハウジング３０の係合凹部３５にロックホルダ６１の係止凸部６３が係止され、ロックホルダ６１の嵌合方向Ａへの移動が規制されている。ロックホルダ６１が嵌合方向Ａへ移動するためには、その係止爪６４（アーム部６２）がスライダ４０側に撓み、雄ハウジング３０の係合凹部３５とロックホルダ６１の係止凸部６３の係止状態を解除しなければならないが、図２（ｂ）に示すように、スライダ４０の押圧部４３の底面４３ａによって、係止爪６４の撓みが規制されており、図３（ｂ）に示すように、スライダ４０の押圧部４３の壁面４３ｂがロックホルダ６１の係止爪６４の壁面６４ｂの位置になるまでスライダ４０が移動することで、ロックホルダ６１の規制が解除されるようになっている。

さらに、切替機構６０によるバネ定数ｋの切替時では、図３（ａ），（ｂ）に示すように、スライダ４０が移動し、雄ハウジング３０の係合凹部３５とロックホルダ６１の係止凸部６３との係止状態が解除されるまでは、スライダ４０の押圧部４３の押圧によりロックホルダ６１で保持された１番目の圧縮コイルバネ５１が弾性変形する（１番目の圧縮コイルバネ５１の弾性力のみが働く）。この間のバネ定数はｋとなる。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、雄ハウジング３０の係合凹部３５とロックホルダ６１の係止凸部６３との係止状態が解除された後、スライダ４０が更に移動すると、スライダ４０の押圧部４３の押圧での１番目の圧縮コイルバネ５１の圧縮押圧によりロックホルダ６１が移動して、仕切ホルダ６５で仕切られた２番目の圧縮コイルバネ５１と３番目の圧縮コイルバネ５２がそれぞれ弾性変形する。即ち、ロックホルダ６１の係止凸部６３と雄ハウジング３０の係合凹部３５の係止状態が解除され、かつ、ロックホルダ６１の係止爪６４の壁面６４ｂが押圧部４３の壁面４３ｂに当接してロックホルダ６１の移動の規制が解除されることで、仕切ホルダ６５で仕切られた２番目の圧縮コイルバネ５１と３番目の圧縮コイルバネ５２がそれぞれ弾性変形する。

そして、図５に示すように、雌ハウジング２０のロックアーム２１のロック凸部２２が雄ハウジング３０の係止凹部３２に嵌合して係止される。このように、２，３番目の圧縮コイルバネ５１，５２が撓み始めてから雌ハウジング２０のロックアーム２１のロック凸部２２が雄ハウジング３０の係止凹部３２に係止されるまでの間のバネ定数は、ｋ／２となる（直列接続バネのバネ定数Ｋ′は、１／Ｋ′＝１／ｋ１＋１／ｋ２＋１／ｋ３…）。スライダ４０の移動量、バネ定数（バネ定数切替前後）は雌，雄端子２８，３８の端子挿入力（嵌合端子数量）により設定し、図６に示すような必要バネ弾性力とすることが可能となる。図６中符号Ｆは端子挿入力、Ｇはバネ弾性力、Ｈは最大端子挿入位置、Ｉはロック係止位置、Ｍは最大バネ弾性力、Ｎは最大端子挿入力をそれぞれ示す。

尚、雌ハウジング２０のロックアーム２１のロック凸部２２が雄ハウジング３０の係止凹部３２に係止される前の一対の雌，雄ハウジング２０，３０が中途嵌合の場合は、圧縮コイルバネ５０，５１，５２の圧縮力により雌ハウジング２０が反嵌合方向Ｂへ押し戻されて半嵌合を容易に判別し得るようになっている。また、雌ハウジング２０のロックアーム２１のロック凸部２２が雄ハウジング３０の係止凹部３２に係止され、一対の雌，雄ハウジング２０，３０が正規に嵌合されると、圧縮コイルバネ５０，５１，５２の圧縮力（復元力）によりスライダ４０のみが押し戻されようになっている。

以上実施形態の半嵌合防止コネクタ１０によれば、一対の雌，雄ハウジング２０，３０の半嵌合時にスライダ４０を反嵌合方向Ｂに押圧付勢して一対の雌，雄ハウジング２０，３０を離間させる圧縮コイルバネ５０，５１，５２と、この圧縮コイルバネ５０，５１，５２のバネ定数ｋを切り替える切替機構６０とを備えたことにより、図６に示すように、最大端子挿入力位置Ｈに１番目の圧縮コイルバネ５０の最大バネ弾性力Ｎとすることが可能となり、一対の雌，雄ハウジング２０，３０のコネクタ嵌合力（雌，雄端子２８，３８の端子挿入力）を大幅に低減することが可能となる。このバネ弾性力の半減化により、コネクタ嵌合力（挿入力）も大幅に低減可能なため、作業に必要な力が低減され、低挿入力により一対の雌，雄ハウジング２０，３０が嵌合されて作業性の向上となる。

また、図６に示すように、最大端子挿入力位置Ｈを越える（１番目の圧縮コイルバネ５０のバネ弾性力から２番目の圧縮コイルバネ５１と３番目の圧縮コイルバネ５０２のバネ力に切り替わる）とコネクタ全体の嵌合力（バネ弾性力Ｇ＋端子挿入力Ｆ）は急激に低下するため、慣性力により雌ハウジング２０のロックアーム２１のロック凸部２２が雄ハウジング３０の係止凹部３２に嵌合して係止される。即ち、嵌合途中で止めることが慣性力により困難となる。このように、コネクタ嵌合力（挿入力）の急激な低下（バネ定数の切替）により、慣性力が発生してロックアーム２１のロック凸部２２と雄ハウジング３０の係止凹部３２をロック係止位置の途中位置で止めることが困難なため、一対の雌，雄ハウジング２０，３０の半嵌合を簡単かつ確実に防止することができる。

さらに、図６に示すように、バネ弾性力Ｇを端子挿入力Ｆ（初期に挿入力のピークがあり、ピーク後は挿入力が下がっていく、若しくは、下がった後に一定となる）に合わせて、常にバネ弾性力Ｇを端子挿入力Ｆよりも大きく（Ｇ＞Ｆ）することができるので、一対の雌，雄ハウジング２０，３０を中途嵌合位置で止めた場合、圧縮コイルバネ５０〜５２のバネ力によって初期位置（雌，雄端子２８，３８が接触していない位置）まで押し戻される。このように、バネ定数やバネ撓み量を調整することにより、バネ弾性力Ｇ＞端子挿入力Ｆとなるため、一対の雌，雄ハウジング２０，３０の半嵌合を簡単かつ確実に防止することができる。

さらに、ロック係止部となるロックアーム２１のロック凸部２２と雄ハウジング３０の係止凹部３２、及び、バネ保持部となる各ホルダ６１，６５やバネ収容部３４の壁部３４ａに加わるバネ弾性力が半減するので、強度の必要な部品の小型化が可能となる。このように、強度の必要な部品の小型化が可能となるため、半嵌合防止コネクタ１０全体を小型化することができる。

尚、前記実施形態によれば、弾性部材として３つの圧縮コイルバネを用いたが、２つ或いは４つ以上のバネ部材を用いても良い。

また、前記実施形態によれば、雌，雄ハウジングを矩形箱状に形成したものに弾性定数の切替機構を設けたが、雌，雄ハウジングを円筒状に形成して、この円筒状の雌，雄ハウジングの間に圧縮コイルバネ等の円環状の弾性部材、リング状のロックホルダやリング状の仕切ホルダ等によりバネ定数を切り替えるようにしても良い。

１０ 半嵌合防止コネクタ
２０ 雌ハウジング（一方のハウジング）
２１ ロックアーム
２２ ロック凸部（ロック部）
３０ 雄ハウジング（他方のハウジング）
３２ 係止凹部（係止部）
３５ 係合凹部（係合部）
４０ スライダ（スライド部材）
４３ 押圧部
４３ａ 底面（規制面）
４３ｂ 壁面
５０，５１，５２ 圧縮コイルバネ（弾性部材）
６０ 切替機構
６１ ロックホルダ
６３ 係止凸部（係止部）
６４ 係止爪
６４ｂ 壁面
６５ 仕切ホルダ
Ａ 嵌合方向
Ｂ 反嵌合方向
ｋ バネ定数（弾性定数）

Claims (2)

1. ロックアームを有する一方のハウジングと、
   前記一方のハウジングに嵌合した際に、前記ロックアームのロック部が係止される係止部を有する他方のハウジングと、
   前記他方のハウジングに設けられ、前記一方のハウジングの嵌合方向に移動するスライド部材と、
   前記両ハウジングの半嵌合時に前記スライド部材を反嵌合方向に付勢して該両ハウジングを離間させる複数の弾性部材と、
   前記複数の弾性部材の弾性定数を切り替える切替機構と、
   を備え、
   前記弾性定数の切替機構は、前記ロックアームと、少なくとも１つの弾性部材を保持し、前記他方のハウジングに設けられた係合部に係止・離脱される係止部を有したロックホルダと、残りの弾性部材を区分けする仕切ホルダとを備え、
   前記切替機構の初期状態では、前記他方のハウジングの係合部に前記ロックホルダの係止部が係止されており、
   前記切替機構による弾性定数の切替時では、前記他方のハウジングの係合部と前記ロックホルダの係止部との係止状態が解除されるまでは、前記スライド部材の押圧により前記ロックホルダで保持された弾性部材が弾性変形し、
   前記他方のハウジングの係合部と前記ロックホルダの係止部との係止状態が解除された後は、前記スライド部材の押圧により前記ロックホルダが移動して前記仕切ホルダで区分けされた弾性部材が弾性変形することを特徴とする半嵌合防止コネクタ。
2. 請求項１記載の半嵌合防止コネクタであって、
   前記スライド部材に前記ロックホルダで保持された弾性部材を押圧する押圧部を設け、
   前記ロックホルダの前記押圧部の規制面に対向する位置に係止爪を設け、
   前記ロックホルダの係止部と前記他方のハウジングの係合部の係止状態が解除され、かつ、前記ロックホルダの係止爪の壁面が前記押圧部の壁面に当接して前記ロックホルダの移動の規制が解除されることで、前記仕切ホルダで区分けされた弾性部材が弾性変形することを特徴とする半嵌合防止コネクタ。

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