JP7027131B2 - 内部アンダーカット空間を備えるヘッダコネクタ - Google Patents

内部アンダーカット空間を備えるヘッダコネクタ Download PDF

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Description

本発明は、ヘッダコネクタと、ヘッダコネクタを製造するための方法とに関する。詳細には、このようなヘッダコネクタは、相手側コネクタと接続するために、自動車産業において使用される。
自動車産業では、ヘッダコネクタが、車両において電力及び/又はデータを分配するために使用される。典型的には、ヘッダコネクタは複数のインターフェース部を備える。インターフェース部それぞれは、相手側コネクタの一部分を受容するためのレセプタクルを形成している。ピンの数、ピンの大きさ、及びインターフェース部の数は、それぞれの要件と適合するように自在である。例えば、車両の異なる用途又は種類のために、異なる数のインターフェース部が必要とされ得る。先行技術では、ヘッダコネクタをモジュール式で製造することが知られている。つまり、複数のインターフェース部が型成形され、続いて、別に型成形されるフレームと組み立てられる。典型的な方法では、接着、超音波溶接、及び/又はレーザー溶接によって、インターフェース部をフレームに組み付けている。これら方法それぞれが、欠点と利点とを併せ持っている。
ヘッダコネクタを形成するためにインターフェース部をフレームに接着することは、接着性を有する追加の材料が必須であるという欠点がある。追加の機器が、接着剤をインターフェース部及びフレームの所定の領域に置くために必要とされる。
超音波溶接は、超音波振動を生成するための専用の機器(ソノトロード)を必要とする。
レーザー溶接は、フレームをインターフェース部に組み付けるために、レーザー透過性を有する専用の熱可塑性材料を必要とする。
典型的には、組み立てるための上記の方法は、インターフェース部とフレームとが型成形された後に実施される。組み立ての前、インターフェース部とフレームとは、保管され、組立機器へと移動される必要がある。
本発明の目的は、前述の欠点を低減すること、又は、少なくとも代替を提供することである。
具体的には、ヘッダコネクタと、より時間が掛からずより効率的な、このようなヘッダコネクタを製造するための方法とを提供することが、本発明の目的である。
本発明の目的は、請求項1によるヘッダコネクタを用いて解決される。
具体的には、本発明の目的は、頂面を備えるフレームを備える、相手側コネクタに機械的且つ電気的に接続するためのヘッダコネクタによって解決される。頂面は、ヘッダコネクタが相手側コネクタに接続されるとき、相手側コネクタに面している。頂面は、インターフェース部を受容するための少なくとも2つの凹所を備える。
ヘッダコネクタは、少なくとも2つの凹所それぞれに受容されている少なくとも2つのインターフェース部を備える。
インターフェース部それぞれは、底壁と、頂面及び底壁から垂直に離隔するように突出する側壁とを備える。
側壁及び底壁は、相手側コネクタを受容するための開口部を具備するレセプタクルを形成している。
ヘッダコネクタの結合方向は、側壁と平行であり、底壁から離隔するように且つ開口部に向かって方向づけられている。そのため、頂面は結合方向と略同一の方向に面している。
インターフェース部それぞれは、結合方向と反対の方向でフレームへと内向きに突出する側壁部を備える。別の言い方をすれば、インターフェース部の一部分はフレームに埋設されている。
側壁部は、外側壁面と、反対の内側壁面とを有する。
ロック用突起が、外側壁面から離れてフレームへと、結合方向と垂直に横へと突出する。
フレームは、底壁及び内側壁面によって少なくとも部分的に形成されている内部アンダーカット空間をさらに備える。
内部アンダーカット空間が、オーバーモールド成形によって、フレームの一部分に占有されている。別の言い方をすれば、内部アンダーカット空間は、オーバーモールド成形を用いて充填され、フレームの一体部品を形成する。
好ましくは、ロック用突起は、オーバーモールド成形され、フレームに完全に埋設されている。そのため、フレームの頂面の一部分は、結合方向に対して平行とされる平面で見ると、ロック用突起より高くなる。
フレームをオーバーモールド成形することと、フレームのオーバーモールド成形によってインターフェース部をフレームに埋設することとは、フレームをインターフェース部に組み付けるための付加的な組立ステップを省略可能となるという利点を有している。内部アンダーカット空間と、外側壁面から離隔するように突出するロック用突起とは、堅牢な機械的特性を有するオーバーモールド成形されたフレームを可能にする。ロック用突起は、フレームへのインターフェース部の堅固な固定及び係止を可能にする一方、内部アンダーカット空間は、安定で堅牢な機械的特性に寄与する。
本発明の目的は、請求項7によるヘッダコネクタを製造するための方法を用いても解決される。特に、当該方法は、上述の実施例のうち一の実施例に基づくヘッダコネクタの製造に関する。
方法は、少なくとも2つのインターフェース部を提供するステップであって、インターフェース部それぞれは、底壁と側壁とを備え、側壁は、底壁から垂直に離隔するように突出し、側壁及び底壁は、相手側コネクタを受容するための開口部を具備するレセプタクルを形成しており、ヘッダコネクタの結合方向は、側壁と平行であり、底壁から離隔するように且つ開口部に向かって方向づけられており、側壁部が、外側壁面と、反対の内側壁面とを有し、ロック用突起が、外側側壁から離れて、結合方向と垂直に横へと突出し、フレームは、底壁及び内側壁面によって少なくとも部分的に形成されている内部アンダーカット空間を備える、ステップを含む。
方法は、少なくとも2つのインターフェース部を同一の高さで並列配置させるステップをさらに含む。高さは、結合方向と平行な平面の高さとされる。
方法は、側壁部がフレームへと内向きに突出するように、オーバーモールド成形を用いて少なくとも2つのインターフェース部の少なくとも一部分の周りでフレームを型成形し、ロック用突起がフレームへと突出するようにロック用突起をオーバーモールド成形することで覆い、オーバーモールド成形によって内部アンダーカット空間を占有するステップをさらに含む。
これは、インターフェース部をフレームに組み付けるための別の組立ステップを省略することを可能にするという利点を有する。代わりに、フレームは、インターフェース部を直接にオーバーモールド成形することで型成形される。別の言い方をすれば、インターフェース部をフレームに組み付けることは、インターフェース部をオーバーモールド成形することで、フレームの射出成型と一体化される。ロック用突起がオーバーモールド成形されることによって、フレームへのインターフェース部の堅固な固定及び係止を可能にする一方、内部アンダーカット空間は、安定で堅牢な機械的特性に寄与する。
本発明におけるヘッダコネクタの一の実施例では、内部アンダーカット空間は、ロック用突起と同一の高さに配置されている。ヘッダコネクタの高さは、結合方向と平行な方向に沿って形成されている。
これは、コンパクトな封止が、フレームへのインターフェース部の堅固な固定と共に得られるという利点を有する。
本発明におけるヘッダコネクタの別の実施例では、インターフェース部それぞれは、底壁から内部アンダーカット空間へと突出するシール突起を備える。
これは、インターフェース部のより良好な封止が得られるという利点を有する。シール突起は、ヘッダコネクタにおける外部負荷による機械的な動的張力がより小さい内部アンダーカット空間に設けられる。別の言い方をすれば、シール突起は機械的な動的張力に対して保護され、これは、シール突起の効果を増加させ得る。ヘッダコネクタにおける外部負荷は、ロック用突起がフレームへのインターフェース部の留め付けと固定とを提供するため、ロック用突起によって吸収される。
さらなる実施例では、ヘッダコネクタには、結合方向に対して平行とされる平面で見ると、三角形を有する複数のシール突起が設けられる。三角形の底辺は、三角形の頂点が、結合方向と平行な方向に沿って内部アンダーカット空間へと延びるように、インターフェース部の底面に設けられる。
これは、内部アンダーカット空間へのオーバーモールド成形された材料と、シール突起との間のより良好な付着が得られるという利点を有する。
さらなる実施例では、少なくとも1つのインターフェース部の内部アンダーカット空間は、結合方向に対して垂直とされる平面で見ると桿体状の溝を形成しており、シール突起は桿体状の溝の内部に延在している。好ましくは、シール突起は、桿体状とされ、結合方向に対して垂直とされる平面で見るとインターフェース部に設けられている、終端開口部を囲んでいる。さらに好ましくは、シール突起は、桿体状とされ、結合方向(X)に対して垂直とされる平面で見ると矩形状に形成されている。
これは、シール突起がインターフェース部の内部を封止できるという利点を有する。
一の実施例では、第1のインターフェース部のロック用突起が、同一の高さで第2のインターフェース部のロック用突起に面している。
これは、2つの隣接するインターフェース部に負荷が与えられていとき、フレームにおける張力及び捩れ力を結果としてより小さくすることができる。
本発明におけるヘッダコネクタを製造するための方法の一の実施例では、フレームをオーバーモールド成形することは、その後に少なくとも2つのインターフェース部を埋設することによって実施される。
方法のさらなる実施例では、フレームのオーバーモールド成形は、第1のインターフェース部の近くで始まり、隣接するインターフェース部の近くでフレームをオーバーモールド成形することが続く。別の言い方をすれば、インターフェース部それぞれは次々にオーバーモールド成形され、第1のインターフェース部で始まって隣接するインターフェース部で続いていく。
ここで、本発明を、添付の図面を参照して、例を用いて説明する。
先行技術による複数のインターフェース部の斜視図である。 先行技術によるフレームの斜視図である。 先行技術による複数のインターフェース部及びフレームを備えるヘッダコネクタの斜視図である。 第1の実施例によるヘッダコネクタの側面図である。 第1の実施例によるインターフェース部及びフレームの詳細な側面図である。 第2の実施例によるインターフェース部及びフレームの詳細な側面図である。 第2の実施例によるインターフェース部の詳細な底面図である。 第1の実施例によるヘッダコネクタを製造するための方法のためのオーバーモールド成形するステップの図である。 第1の実施例によるヘッダコネクタを製造するための方法についての、続けてオーバーモールド成形するステップの図である。 第1の実施例によるヘッダコネクタを製造するための方法のための最後のオーバーモールド成形するステップの図である。
図1a、図1b、及び図1cは、先行技術による、6つのインターフェース部Aと、前記インターフェース部Aを受容するための6つの凹所を具備するフレームBと、ヘッダコネクタCとをそれぞれ示している。代替の実施例では、対応する凹所を具備する任意の数のインターフェース部が可能である。例えば、それぞれ同じ数の対応する凹所を有する1つ、2つ、3つ、4つ、又は5つのインターフェース部が、可能である。
先行技術では、複数のインターフェース部Aを射出成形し、続いてそれらを保管することが知られている。フレームBは、別に射出成形され、インターフェース部Aと組み立てられる前に保管される。
図1cは、インターフェース部AとフレームBとを組み立てられた状態で備えるヘッダコネクタCを示している。
このようなヘッダコネクタCと、ヘッダコネクタCを製造するための方法とは、接着、超音波溶接、及び/又はレーザー溶接によって組み立てられる。このような技術の欠点は、接着材料及び/若しくは追加の特別な機器を必要とすること、ならびに/又は、材料を溶接に適したものにするため、フレーム及びインターフェース部用の材料の種類を限定してしまうことである。
図2aは、本発明の第1の実施例によるヘッダコネクタ1を示している。ヘッダコネクタ1は、フレーム3における6つの対応する凹所7a,7b,7c,7d,7e,7fに設けられている6つのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fを含んでいる。ヘッダコネクタ1は、相手側コネクタ(図示せず)に機械的且つ電気的に接続するのに適している。これらヘッダコネクタ1は、典型的には、例えば分電箱をワイヤハーネスに接続するために、自動車産業で使用される。
フレーム3は頂面を備え、頂面は、6つのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fうちの一のインターフェース部を受容するための6つの凹所7a,7b,7c,7d,7e,7fを備えている。
インターフェース部それぞれ5a,5b,5c,5d,5e,5fは、第5のインターフェース部5eと第6のインターフェース部5fとについて、図2bにおいて最もよく示されている底壁8e,8fと側壁9e,9fとを備えている。
側壁9e,9fは、頂面及び底壁8e,8fから離隔するように垂直に突出している。壁9e,9f及び底壁8e,8fは、相手側コネクタを受容するための開口部を具備するレセプタクル又は当該レセプタクルの一部分を形成している。
ヘッダコネクタ1の結合方向Xは、側壁9e,9fと平行であり、底壁8e,8fから離隔するように且つ開口部に向かって方向づけられている。図2aでは、結合方向Xは上方に方向づけられている。
6つのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fそれぞれが、結合方向Xと反対に、フレーム3へ内向きに突出する側壁部16e,16fを備えている。
側壁部16e,16fは、外側壁面10e,10fと、反対の内側壁面11e,11fとを有する。
ロック用突起20e,20fが、外側壁面10e,10fから離れてフレーム3へと、つまり、結合方向Xと垂直に、横へと突出している。
フレーム3は、底壁8e,8f及び内側壁面11e,11fによって少なくとも部分的に形成されている内部アンダーカット空間18e,18fを備えている。
内部アンダーカット空間18e,18fは、オーバーモールド成形によって、フレームの一部分に占有されている。別の言い方をすれば、フレーム3はオーバーモールド成形され、それによって内部アンダーカット空間18e,18fを充填し、ロック用突起20e,20fを覆っている。これは、フレーム3へのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fの留め付け及び固定を安定した方法で可能にする。
内部アンダーカット空間18e,18fは、ロック用突起20e,20fと同一の高さに配置されている。
第5のインターフェース部5eのロック用突起20eは、同一の高さで第6のインターフェース部5fのロック用突起20fに面している。
図3は、第2の実施例によるヘッダコネクタ101の詳細を示している。第2の実施例は第1の実施例と同様であり、同一の符号は同一の特徴を参照している。
第2の実施例は、6つのインターフェース部105e,105fが、底壁8e,8fから内部アンダーカット空間18e,18fへと突出するシール突起25e,25fを備える点において、第1の実施例と異なっている。
インターフェース部それぞれ105e,105fは、複数の三角形のシール突起を備えている。
図4は、第2の実施例による1つのインターフェース部5eの底面図を示している。1つだけのインターフェース部5eが示されているが、他のインターフェース部5a,5b,5c,5d,5fは、好ましくは同様の特徴を有している。インターフェース部5eは終端開口部30eを備えている。内部アンダーカット空間18eは、インターフェース部5eのロック用突起20eの外側縁32eに沿って細長くされている。内部アンダーカット空間18eは、細長くされて桿体状の溝を形成しており、結合方向Xに対して垂直とされる当該平面で見ると終端開口部30eを囲んでおり、好ましくは、すべての終端開口部を包囲する。この視点における内部アンダーカット空間18eは、矩形状とされ、インターフェース部5eの外側縁32eと同様の形を有している。他の形も可能である。好ましくは、内部アンダーカット空間18eは、インターフェース部5eの外側縁32eの形と同様の桿体状の溝の形を有している。代替で、両方の形は異なってもよい。内部アンダーカット空間18eの内部では、シール突起25eが内部アンダーカット空間18eの全長に沿って延びている。そのため、この実施例では、シール突起25eは、内部アンダーカット空間18eと同様に矩形状に形成されている。シール突起25eは、結合方向Xに対して垂直とされる当該平面で見ると終端開口部30eを囲んでおり、好ましくは、すべての終端開口部を包囲する。シール突起25eは、例えばインターフェース部5eの外部の流体に対して、終端開口部を封止するために、終端開口部30eとインターフェース部5eの外側縁32eとの間に設けられる。
図5a、図5b、及び図5cは、ヘッダコネクタ1,101を製造するための方法の一部分を示している。方法は、上述したように、ヘッダコネクタ1,101を製造するために特に適している。方法は、少なくとも2つのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fを提供するステップであって、インターフェース部それぞれ5a,5b,5c,5d,5e,5fは、底壁8e,8fと側壁9e,9fとを備え、側壁9e,9fは、底壁8e,8fから垂直に離隔するように突出し、側壁9e,9f及び底壁8e,8fは、相手側コネクタを受容するための開口部を具備するレセプタクル23e,23fを形成しており、ヘッダコネクタ1の結合方向Xは、側壁9e,9fと平行であり、底壁8e,8fから離隔するように且つ開口部に向かって方向づけられており、側壁9e,9fの側壁部16e,16fが、外側壁面10e,10fと、反対の内側壁面11e,11fとを有し、ロック用突起20e,20fが、外側側壁10e,10fから離れて、結合方向Xと垂直に横へと突出し、インターフェース部それぞれ5a,5b,5c,5d,5e,5fは、底壁8e,8f及び内側壁面11e,11fによって少なくとも部分的に形成されている内部アンダーカット空間18e,18fを備える、ステップを含む。
方法は、少なくとも2つのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fを、同一の高さで並列配置させるステップをさらに含む。
方法は、側壁部16e,16fがフレーム3へと内向きに突出するように、オーバーモールド成形を用いて少なくとも2つのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fの少なくとも一部分の周りでフレーム3を型成形し、ロック用突起20e,20fがフレーム3へと突出するようにロック用突起20e,20fをオーバーモールド成形することで覆い、オーバーモールド成形によって内部アンダーカット空間18e,18fを占有するステップをさらに含む。
図5a、図5b、及び図5cから理解されるように、フレーム3のオーバーモールド成形は、その後に少なくとも2つのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fを埋設することによって実施される。
ここで、フレーム3のオーバーモールド成形は、第1のインターフェース部5aの近くで始まり、隣接するインターフェース部の近くで、この場合は、第2のインターフェース部5bで、フレームをオーバーモールド成形することが続く。続けて、第3の、第4の、第5の、及び第6のインターフェース部5c,5d,5e,5fがオーバーモールド成形される。
図5a、図5b、及び図5cでは、オーバーモールド成形の3つの段階がそれぞれ示されている。第1の段階C1では、第1のインターフェース部5aの部分だけがオーバーモールド成形されている。第2の段階C2では、第1、第2、及び第3のインターフェース部5a、5b、5cがオーバーモールド成形されている。第3の段階C3では、すべての6つのインターフェース部5a,5b,5c,5d,5e,5fがオーバーモールド成形されている。
1 ヘッダコネクタ
3 フレーム
5a,5b,5c,5d,5e,5f インターフェース部
7a,7b,7c,7d,7e,7f 凹所
8e,8f 底壁
9e,9f 側壁
10e,10f 外側壁面
11e,11f 内側壁面
16e,16f 側壁部
18e,18f 内部アンダーカット空間
20e,20f ロック用突起
23e,23f レセプタクル
25e,25f シール突起
30e 終端開口部
32e 外側縁
101 ヘッダコネクタ
105e,105f インターフェース部
C1 第1の段階
C2 第2の段階
C3 第3の段階
X 結合方向

Claims (10)

  1. 相手側コネクタに機械的且つ電気的に接続するためのヘッダコネクタ(1,101)であって、
    インターフェース部(5a,5b,5c,5d,5e,5f,105e,105f)を受容するための少なくとも2つの凹所(7a,7b,7c,7d,7e,7f)を具備する、頂面を備えているフレーム(3)と、
    少なくとも2つの前記凹所それぞれに受容されている少なくとも2つの前記インターフェース部であって、前記インターフェース部それぞれが、底壁(8e,8f)と、前記頂面及び前記底壁から離隔するように垂直に突出している側壁(9e,9f)とを備えており、前記側壁及び前記底壁(8e,8f)が、前記相手側コネクタを受容するための開口部を具備するレセプタクル(23e,23f)を形成しており、前記ヘッダコネクタの結合方向(X)が、前記側壁に対して平行とされ、前記底壁から離隔するように且つ前記開口部に向かって方向づけられている、前記インターフェース部と、
    を備えている前記ヘッダコネクタにおいて、
    前記インターフェース部それぞれが、結合方向の反対方向において前記フレームの内部に向かって突出している側壁部(16e,16f)を備えており、前記側壁部が、外側壁面(10e,10f)と、前記外側壁面の反対側に位置する内側壁面(11e,11f)とを有しており、ロック用突起(20e,20f)が、前記外側壁面から離隔するように且つ前記フレームの内部に向かって、前記結合方向に対して垂直に横断するように突出しており、前記フレームが、前記底壁及び前記内側壁面によって少なくとも部分的に形成されている内部アンダーカット空間(18e,18f)を備えており、オーバーモールド成形によって、前記内部アンダーカット空間が、前記フレームの一部分に占有されており、
    前記インターフェース部それぞれが、前記底壁から前記内部アンダーカット空間の内部に向かって突出しているシール突起(25e,25f)を備えていることを特徴とするヘッダコネクタ。
  2. 前記内部アンダーカット空間が、前記ロック用突起に隣接して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のヘッダコネクタ。
  3. 前記インターフェース部それぞれが、前記結合方向(X)に対して平行とされる平面で見ると複数の三角形のシール突起を備えていることを特徴とする請求項に記載のヘッダコネクタ。
  4. 少なくとも1つの前記インターフェース部(5a,5b,5c,5d,5e,5f)の前記内部アンダーカット空間(18e)が、前記結合方向(X)に対して垂直とされる平面で見ると桿体状の溝を形成しており、
    前記シール突起(25e)が、桿体状の前記溝の内部において延在していることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のヘッダコネクタ。
  5. 前記シール突起(25e)が、矩形の形状を有し
    前記シール突起(25e)が、前記結合方向に対して垂直とされる平面で見ると前記インターフェース部(5e)に設けられている、終端開口部を囲んでいることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のヘッダコネクタ。
  6. 前記シール突起(25e)は、前記結合方向(X)に対して垂直とされる平面で見ると矩形状に形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のヘッダコネクタ。
  7. 第1のインターフェース部のロック用突起が、同一の高さで第2のインターフェース部のロック用突起に面していることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のヘッダコネクタ。
  8. ヘッダコネクタ(1,101)、特に請求項1から7のいずれか一項に記載のヘッダコネクタを製造するための方法において、
    少なくとも2つのインターフェース部(5a,5b,5c,5d,5e,5f、105e,105f)を準備するステップであって、前記インターフェース部それぞれが、底壁(8e,8f)と側壁(9e,9f)とを備えており、前記側壁が、前記底壁から離隔するように垂直に突出しており、前記側壁と前記底壁とが、相手側コネクタを受容するための開口部を具備するレセプタクル(23e,23f)を形成しており、前記ヘッダコネクタの前記結合方向(X)が、前記側壁に対して平行とされ、前記底壁から離隔するように且つ前記開口部に向かって方向づけられており、前記側壁の側壁部(16e,16f)が、外側壁面(10e,10f)と、前記外側壁面の反対側に位置する内側壁面(11e,11f)とを有しており、ロック用突起(20e,20f)が、前記外側壁面から離隔するように、前記結合方向に対して垂直に横断するように突出しており、前記インターフェース部それぞれが、前記底壁及び前記内側壁面によって少なくとも部分的に形成されている内部アンダーカット空間(18e,18f)を備え、前記インターフェース部それぞれが、前記底壁から前記内部アンダーカット空間の内部に向かって突出しているシール突起(25e,25f)を備えている、前記ステップと、
    少なくとも2つのインターフェース部を同一の高さで並列配置させるステップと、
    前記側壁部がフレーム(3)の内部に向かって突出するように、且つ、前記側壁部が前記ロック用突起を覆うように、少なくとも2つの前記インターフェース部の少なくとも一部分の周りに前記フレーム(3)を成形するステップであって、前記ロック用突起が前記フレームの内部に突出し、オーバーモールド成形によって前記内部アンダーカット空間を占有している、前記ステップと、
    を備えていることを特徴とする方法。
  9. 前記フレームをオーバーモールド成形することは、その後に少なくとも2つの前記インターフェース部を埋設することによって実施されることを特徴とする請求項に記載の方法。
  10. 前記フレームのオーバーモールド成形が、第1のインターフェース部の近傍から開始された後に、前記フレームが、隣接するインターフェース部の近傍でオーバーモールド成形されることを特徴とする請求項に記載の方法。
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