JP7212059B2

JP7212059B2 - コネクタ位置保証部材

Info

Publication number: JP7212059B2
Application number: JP2020551397A
Authority: JP
Inventors: リーエヴァンス，ニコラス
Original assignee: TE Connectivity Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2039-03-08
Also published as: US10468805B2; EP3769377B1; EP3769377A1; US20190296473A1; WO2019180534A1; KR102622672B1; JP2021519491A; CN112005446A; KR20200131900A; CN112005446B

Description

本発明は、相手側コネクタが適切に嵌合していることを保証する適切なコネクタ位置保証をもたらす、コネクタ位置保証デバイス、電気コネクタ、および電気コネクタアセンブリに関する。特に、コネクタ位置保証デバイス、電気コネクタ、および電気コネクタアセンブリは、小型のコネクタアセンブリの適切なコネクタ位置保証をもたらす。

ある応用例において、電子部品は、電気コンタクトを含む第１のハウジングと第２のハウジングとを接合する電気コネクタアセンブリを必要とする。一方のハウジングは雄電気コンタクトを含み、他方のハウジングは雌電気コンタクトを含む。第１のハウジングは、第２のハウジング内に受け入れられて、雄電気コンタクトと雌電気コンタクトとが電気的に接続するように構成されている。第１のハウジングと第２のハウジングとが電気コンタクトに適切に接続されることを保証するために、第１のハウジングと第２のハウジングとは、より一般的に位置保証機構と呼ばれるラッチアセンブリを備える。公知の応用例において、ラッチアセンブリは、ベースプレートと、第１のハウジングの吊下プロング（suspended prong）と、第２のハウジングの傾斜面とを含む。
ベースプレートは、プロングの近くに摺動可能に保持される。第１のハウジングが第２のハウジングの周りに挿入されると、プロングは傾斜面にスナップ嵌めされ、その後、ベースプレートは傾斜面およびプロング上を摺動して係合位置に入る。多くの適用において、通常、可聴クリック音を使用して、コネクタが完全に嵌合しているかどうかを検出する。しかしながら、組立工場の騒音のため、これが有効でないことがある。

加えて、ラッチまたは保持アセンブリを使用して、コネクタ半部（connector halves）をコネクタ位置保証（ＣＰＡ）デバイスと共に完全嵌合位置に維持する電気コネクタが提案されている。コネクタ半部が嵌合し、ラッチまたは保持アセンブリがコネクタ半部間の接触を維持するように位置決めされると、コネクタ位置保証デバイスは、コネクタ半部が適切に接続されていることを示す位置へ動く。したがって、コネクタ位置保証デバイスは、コネクタ半部が完全に嵌合することを保証する手段を提供する。

解決すべき課題は、前述した問題を克服し、小型のコネクタアセンブリの適切なコネクタ位置保証をもたらすコネクタ位置保証デバイスを提供することである。また、コネクタが部分的に嵌合している、または全く嵌合していない場合に、コネクタ位置保証が完全係合位置になることを防止または阻止することが有利となる。

この課題は、ベース部分と、対の弾性変形可能ビームと、を有するコネクタ位置保証デバイスによって解決される。ベース部分は、上面、底面、ベース前端部、およびベース後端部を有する。対の弾性変形可能ビームは、ベース部分の後端部から離れる方向へベース部分の前端部から延びる。ビームはベース部分から離間した自由端を有する。対の弾性変形可能ビームの第１のビームは、第１のビームの自由端に近接して設けられている第１のカム部材を有する。第１のビームは、第１のビームの自由端に近接して第１のカム部材と並んで設けられている第１のロックアウト突起係合部材を有する。対の弾性変形可能ビームの第２のビームは、第２のビームの自由端に近接して設けられている第２のカム部材を有する。
第２のビームは、第２のビームの自由端に近接して第２のカム部材と並んで設けられている第２のロックアウト突起係合部材を有する。ラッチ受入キャビティが、ベース部分の上面に設けられている。第１のカム部材および第２のカム部材が相手側コネクタに係合して、第１のロックアウト突起係合部材および第２のロックアウト突起係合部材がコネクタのロックアウト突起を通り過ぎることができるようになるまで、コネクタ位置保証デバイスは、コネクタにおける初期位置に維持される。

以下で、添付図面を参照しながら、本発明を例として説明する。

例示的なプラグコネクタの斜視図であり、プラグコネクタが例示的なヘッダまたは相手側コネクタに嵌合している状態を示す図である。図１に示したプラグコネクタの上面斜視図である。図１に示したヘッダまたは相手側コネクタの正面斜視図である。プラグコネクタに収容される例示的なコネクタ位置保証部材の上面斜視図である。図４に示したコネクタ位置保証部材の底面斜視図である。コネクタ位置保証部材が初期位置にある状態で、プラグコネクタが最初にヘッダまたは相手側コネクタに係合する様子を示す、コネクタ位置保証部材のビームで切り取られた断面図である。初期位置にあるコネクタ位置保証部材を示す、プラグコネクタの位置決めアームで切り取られた断面図である。コネクタ位置保証部材が初期位置にある状態で、プラグコネクタがヘッダまたは相手側コネクタに部分的に嵌合する様子を示す、コネクタ位置保証部材のビームで切り取られた断面図である。コネクタ位置保証部材が初期位置と最終位置もしくはロック位置との間にある状態で、プラグコネクタがヘッダまたは相手側コネクタに完全に嵌合する様子を示す、コネクタ位置保証部材のビームで切り取られた断面図である。コネクタ位置保証部材が最終位置もしくはロック位置にある状態で、プラグコネクタがヘッダまたは相手側コネクタに完全に嵌合する様子を示す、コネクタ位置保証部材のビームで切り取られた断面図である。コネクタ位置保証部材が最終位置もしくはロック位置にある状態で、プラグコネクタがヘッダまたは相手側コネクタに完全に嵌合する様子を示す、プラグコネクタの位置決めアームで切り取られた断面図である。

図１は、電気コネクタまたはプラグ１０が相手側コネクタまたはヘッダ１００に嵌合して、共にコネクタアセンブリ５０を形成する様子を示す斜視図である。電気コネクタ１０および相手側コネクタ１００は、代表的なものとして示されており、本発明の範囲から逸脱することなく変更可能である。コネクタ１０、１００は、図示しないコンタクトおよびコンタクトラッチなどの多くの他の機構を有する。

図２を参照すると、電気コネクタ１０は、コンタクト１３（図６Ａ）を受け入れるためのコンタクト受入通路１４を備えたハウジング本体１２を有する。電気コネクタ１０は、嵌合前端部１６と後端部１８とを有する。コンタクト受入通路１４に挿入されたコンタクト１３に電気的に係合する導体またはワイヤ１５が、後端部１８から延びる。第１の側面１９と、反対側を向く第２の側面２０とが、嵌合端部１６と後端部１８との間に延びる。

係合突起２４を有するラッチまたはラッチアーム２２が、側面１９、２０から延びる。図示した実施形態において、各ラッチ２２は、嵌合前端部１６に近接してそれぞれの側面１９、２０に接続され、後端部１８に向かって延びる。より完全に後述するように、ラッチ２２を使用して、相手側コネクタ１００をコネクタ１０にラッチ止めして固定する。図６（図６Ａ，図６Ｂ）～図９（図９Ａ，図９Ｂ）に示すように、コネクタ位置保証（ＣＰＡ）受入凹部３０がラッチアーム２２に近接して位置決めされている。ロックアウト突起４０が、ラッチ２２に近接して設けられ、コネクタ位置保証受入凹部３０内へ延びてコネクタ位置保証デバイス２００と協働する。ロックアウト突起４０は、ラッチ２２の両側に設けられる。

図３に最もよく示すように、相手側コネクタ１００は相補ラッチ係合部１１０を有し、この相補ラッチ係合部１１０は、コネクタ１０と相手側コネクタ１００とが非嵌合位置から嵌合位置へ動くとラッチアーム２２に係合するように位置決めされる。ラッチ受入開口部１１４が、ラッチ係合部１１０（または起動部１１０）に近接して位置決めされ、コネクタ１０が相手側コネクタ１００に完全に嵌合したときに係合突起２４を受け入れるように寸法決めされる。ラッチ係合部１１０（または起動部１１０）は、コネクタ位置保証係合リブとしても作用する。

適切に嵌合すると、ラッチアーム２２の係合突起２４はラッチ受入開口部１１４と協働し、ラッチ受入開口部１１４に位置決めされて、相手側コネクタ１００を電気コネクタ１０に固定する。嵌合位置で、コネクタ１０は相手側コネクタ１００のシュラウド１２０内に受け入れられる。相手側コネクタ１００の電気コンタクト１３０（図６Ａおよび図６Ｂ）が、電気コネクタ１０の電気コンタクト１３に嵌合する。

図６～図９に示すように、コネクタ位置保証デバイス２００が、コネクタ１０のラッチアーム２２に近接して位置決めされ、ラッチアーム２２に対して可動になっている。コネクタ位置保証デバイス２００は、コネクタ位置保証受入開口部３０に維持され、図６に示す第１の位置または開位置と、図９に示す第２の位置または完全挿入位置との間で可動である。

図４および図５を参照すると、コネクタ位置保証デバイス２００は、ベース部分２０２と、ベース部分２０２から延びる２つの弾性変形可能ビーム２０４、２０５とを有する。ビーム２０４の長手方向軸は、ビーム２０５の長手方向軸に略平行である。ベース部分２０２は、上面２０６、底面２０８、ベース前端部２１０、およびベース後端部２１２を有する。ビーム２０４は、後端部２１２から離れる方向へ、前端部２１０から延びる。後端部２１２は、操作者がコネクタ位置保証デバイス２００を手動で係合または起動することができるように構成される。ベース部分２０２の前端部２１０はラッチ係合部を含む。このラッチ係合部は、上面２０６から延び、より完全に後述するように、コネクタ１０が相手側コネクタ１００と完全に嵌合していないときにラッチ２２と相互作用するように構成される。ラッチ受入キャビティ２２８が上面に設けられる。

弾性変形可能ビーム２０４、２０５の各々は、上面２２０、底面２２２、ビーム前端部２２４、ビーム後端部２２６、内側壁２２５、および外側壁２２７を有する。ビーム２０４の内側壁２２５は、ビーム２０５の内側壁２２５に面している。各ビーム２０４、２０５の後端部２２６は、ベース部分２０２の前端部２１０に取り付けられるか、または前端部２１０と一体である。

ロックアウト突起係合部材２３０が、各ビーム２０４、２０５の上面２２０から延びる。カム部材２５０が、ロックアウト突起係合部材２３０に近接してロックアウト突起係合部材２３０と並んで設けられる。カム部材２５０は、各ビーム２０４、２０５の上面２２０から延びる。カム部材２５０は、ビーム２０４、２０５の自由端に近接して、かつビーム２０４、２０５の内側壁２２５に近接して設けられる。ロックアウト突起係合部材２３０は、第１のビームの自由端および第１のカム部材に近接して、かつビーム２０４、２０５の外側壁に近接して設けられる。より完全に後述するように、カム部材２５０は、相手側コネクタ１００の起動部１１０とより良好に協働するための傾斜面２５２を有する。

位置決めレール２６０がベース部分２０２から延びる。位置決めレール２６０はラッチ突起２６２を有する。位置決めレール２６０は、コネクタ１０の相手側凹部と協働して、コネクタ１０のハウジング本体１２に対するコネクタ位置保証デバイス２００の適切な位置決めおよび安定化をもたらす。ラッチ突起２６２はコネクタ１０と協働して、コネクタ位置保証デバイス２００がコネクタ１０から外れることを防ぎ、相手側コネクタ１００との嵌合前に、コネクタ位置保証デバイス２００をコネクタ１０における第１の位置に保持する。位置決めレール２６０の長手方向軸は、ビーム２０４、２０５の長手方向軸に略平行である。

図６～図１０を参照すると、プラグまたはコネクタ１０をヘッダまたは相手側コネクタ１００に挿入する進行（progression）または方法が示される。図６Ａおよび図６Ｂでは、コネクタ１０がヘッダコネクタ１００に大まかに位置決めされている。この位置では、ラッチ２２の係合突起２４はコネクタ１００のラッチ係合部１１０に係合していない。コネクタ位置保証デバイス２００は、嵌合前の開位置または第１の位置に維持される。この位置で、ラッチ２２は正常位置または非偏向位置にある。図６Ｂに最もよく示すように、コネクタ位置保証デバイス２００は、ラッチ突起２６２と、コネクタ位置保証ラッチアーム受入開口部３２内へ延びる突起３３との協働によって、嵌合前の開位置または第１の位置に維持される。
加えて、図６Ａに最もよく示すように、コネクタ１０のロックアウト突起４０は、ロックアウト突起係合部材２３０に係合して、コネクタ位置保証デバイス２００の、嵌合後の第２の位置または挿入位置への望ましくない挿入を防ぐ。

コネクタ１０が相手側コネクタ１００のシュラウド１２０に部分的に挿入されると、ラッチ２２の係合突起２４が動いて相手側コネクタ１００のラッチ係合部１１０に係合する。挿入が継続されると、図７に示すように、ラッチ係合部１１０によって、係合突起２４とラッチ２２とがコネクタ１０の両側面１９、２０から離れて弾性的に起動または偏向する。例えば、コンタクト１３、１３０の不適切な位置合わせによりコネクタ１０が相手側コネクタ１００と適切に嵌合できない場合、相手側コネクタ１００内へのコネクタ１０の挿入の継続を防ぐことができる。これが行われると、ラッチ２２は図７に示す偏向位置にとどまる。
この位置では、ラッチ２２がコネクタ位置保証デバイス２００のラッチ協働部材２４０の前端部２４２に係合して、コネクタ位置保証デバイス２００が嵌合後の第２の位置または挿入位置へ動くことを防ぐため、コネクタ位置保証デバイス２００は第２の位置または挿入位置へ動くことができない。

挿入が継続されると、図８に示すように、ラッチ２２の係合部２４がラッチ係合部１１０を通り過ぎることにより、ラッチ２２は元の位置または応力を受けない位置へ戻ることができる。この位置で、係合部２４はラッチ受入開口部１１４に位置決めされ保持される。係合部２４がラッチ受入開口部１１４に適切に位置決めされた状態で、コネクタ位置保証デバイス２００を嵌合前の開位置または第１の位置から嵌合後の第２の位置または挿入位置へ動かすことができる。これが行われると、カム部材２５０は相手側コネクタ１００のコネクタ位置保証起動領域１４０に係合して、カム部材２５０と弾性変形可能ビーム２０４、２０５とをコネクタ１０の底面２０に向かって動かす。
これが行われると、ロックアウト突起係合部材２３０がコネクタ１０のロックアウト突起４０の下方へ動くことにより、コネクタ１０のコネクタ位置保証受入凹部３０へのコネクタ位置保証デバイス２００の挿入を継続することができる。しかしながら、コネクタ１０と相手側コネクタ１００とが完全に嵌合していない場合、カム部材２５０はコネクタ位置保証起動領域１４０に係合しないことにより、弾性変形可能ビーム２０４、２０５とロックアウト突起係合部材２３０とが動くことを防ぐ。これにより、ロックアウト突起係合部材２３０とロックアウト突起４０との協働によって、コネクタ位置保証デバイス２００の挿入の継続を防ぐ。

弾性変形可能ビーム２０４、２０５が適切に偏向された状態で、コネクタ位置保証デバイス２００の挿入を継続することができる。挿入が継続されると、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、コネクタ位置保証デバイス２００は嵌合後の第２の位置または挿入位置へ動く。この位置で、カム部材２５０が相手側コネクタ１００のコネクタ位置保証起動領域１４０を越えてラッチ受入開口部１１４に入ることにより、カム部材２５０と弾性変形可能ビーム２０４、２０５とは応力を受けない位置へ戻ることができる。この位置で、ロックアウト突起係合部材２３０は、コネクタのロックアウト突起４０を通り過ぎて、嵌合後の閉位置または第２の位置へ動く。

コネクタ位置保証デバイス２００は、カム部材２５０とラッチ受入開口部１１４との協働によって、嵌合後の閉位置または第２の位置に維持される。

この完全挿入位置では、コネクタ位置保証デバイス２００のラッチ受入キャビティ２２８がラッチ２２の真下に位置決めされる。完全挿入位置で、コネクタ位置保証デバイス２００のラッチ協働部材２４０はラッチ２２の下方に位置決めされて、ラッチ２２の起動または動きを阻止し、相手側コネクタ１００からのコネクタ１０の望ましくないまたは意図しない分離を防ぐ。

コネクタ１０を相手側コネクタ１００から分離させる場合、コネクタ位置保証デバイス２００を初期位置へ戻す。コネクタ位置保証デバイス２００に挿入と反対の方向へ加えられる力により、カム部材２５０がラッチ受入開口部１１４から抜け出て、コネクタ位置保証デバイス２００を嵌合前の開位置または第１の位置へ動かすことができる。動きが継続されると、コネクタ位置保証デバイス２００の上面２０６がラッチ２２から離れて、ラッチ２２を押し下げることができ、これにより、コネクタ１０を相手側コネクタ１００から分離させることができる。

Claims

コネクタ位置保証デバイス（２００）であって、
前記コネクタ位置保証デバイス（２００）は、
- 上面（２０６）、底面（２０８）、ベース前端部（２１０）、およびベース後端部（２１２）を有するベース部分（２０２）と、
- 前記ベース部分（２０２）の前記後端部（２１２）から離れる方向へ前記ベース部分（２０２）の前記前端部（２１０）から延び、前記ベース部分（２０２）から離間した自由端を有する対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）と、を備え、
前記対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）の第１のビーム（２０４）は、前記第１のビーム（２０４）の自由端に近接して設けられている第１のカム部材（２５０）を有し、前記第１のビーム（２０４）の前記自由端に近接して前記第１のカム部材（２５０）と並んで設けられている第１のロックアウト突起係合部材（２３０）を有し、
前記対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）の第２のビーム（２０５）は、前記第２のビーム（２０５）の自由端に近接して設けられている第２のカム部材（２５０）を有し、前記第２のビーム（２０５）の前記自由端に近接して前記第２のカム部材（２５０）と並んで設けられている第２のロックアウト突起係合部材（２３０）を有し、
前記ベース部分（２０２）の前記上面（２０６）には、ラッチ受入キャビティ（２２８）が設けられており、前記コネクタ位置保証デバイス（２００）は、前記第１のカム部材（２５０）および前記第２のカム部材（２５０）が相手側コネクタ（１００）に係合して、前記第１のロックアウト突起係合部材（２３０）および前記第２のロックアウト突起係合部材（２３０）がコネクタ（１０）のロックアウト突起（４０）を通り過ぎることができるようになるまで、前記コネクタ（１０）における初期位置に維持される、
コネクタ位置保証デバイス（２００）。
ラッチ係合部（２４０）が前記ベース部分（２０２）の前記前端部（２１０）に設けられる、
請求項１に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
前記対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）の前記第１のビーム（２０４）は、前記対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）の前記第２のビーム（２０５）に面する内側壁（２２５）と、前記対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）の前記第２のビーム（２０５）から離れる方向を向く外側壁（２２７）とを有し、
前記第１のカム部材（２５０）は、前記第１のビーム（２０４）の前記内側壁（２２５）に近接して設けられている、
請求項１に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
前記第１のロックアウト突起係合部材（２３０）は、前記第１のビーム（２０４）の前記外側壁（２２７）に近接して設けられている、
請求項３に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
前記対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）の前記第２のビーム（２０５）は、前記対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）の前記第１のビーム（２０４）に面する内側壁（２２５）と、前記対の弾性変形可能ビーム（２０４、２０５）の前記第１のビーム（２０４）から離れる方向を向く外側壁（２２７）とを有し、
前記第２のカム部材（２５０）は、前記第２のビーム（２０５）の前記内側壁（２２５）に近接して設けられている、
請求項４に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
前記第２のロックアウト突起係合部材（２３０）は、前記第２のビーム（２０５）の前記外側壁（２２７）に近接して設けられている、
請求項５に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
前記第１のビーム（２０４）の長手方向軸が、前記第２のビーム（２０５）の長手方向軸に平行である、
請求項１に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
前記第１のカム部材（２５０）および前記第２のカム部材（２５０）は傾斜面を有する、
請求項１に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
位置決めレール（２６０）が前記ベース部分（２０２）から延び、前記位置決めレール（２６０）は、前記コネクタ（１０）と協働して、前記コネクタ（１０）に対する前記コネクタ位置保証デバイス（２００）の適切な位置決めおよび安定化をもたらすように構成されている、
請求項１に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
前記位置決めレール（２６０）はラッチ突起（２６２）を有し、
前記ラッチ突起（２６２）は、前記コネクタ（１０）と協働して、前記コネクタ位置保証デバイス（２００）が前記コネクタ（１０）から外れることを防ぐように構成されている、
請求項９に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。
前記位置決めレール（２６０）の長手方向軸が、前記第１のビーム（２０４）および前記第２のビーム（２０５）の長手方向軸に平行である、
請求項９に記載のコネクタ位置保証デバイス（２００）。