JP7275275B2 - コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、相手コネクタと完全嵌合した状態にあることを保証するコネクタ位置保証デバイス(CPA,Connector Position Assurance)を備えたコネクタに関する。
従来より、上記のCPAを備えたコネクタが知られている(例えば、特許文献1参照)。CPAは、コネクタハウジングに形成されたスライド面上を相手コネクタとの嵌合方向にスライドする。そして、相手コネクタと完全嵌合した状態にあるときのみ、特定の位置へのスライドを可能とする。これにより、そのCPAがその特定の位置にスライドした状態にあることをもって相手コネクタと完全嵌合していることが保証される。
特許文献1に開示されたコネクタの場合、CPAには、ハウジングへの係止のためのスライド方向の前後で支持された両持ち梁形状の弾性アームが設けられている。この弾性アームには突起部が形成されている。そして、CPAのスライドに応じて突起部をハウジングに干渉させて弾性アームを一旦撓ませる。さらなるスライドにより弾性アームが元の形状に復帰すると、突起部がハウジングに係止する構造となっている。
特開2017-152272号公報
上記の弾性アームは、突起部がハウジングに干渉した際に硬すぎずに十分にしなやかに撓む必要がある。このためには、弾性アームにはある程度の長さが必要である。この長さが短すぎると突起部がハウジングに干渉した際に硬すぎて撓みにくく、弾性アームが破損するおそれがある。このため、この弾性アームの撓みやすさを保つ必要上、CPAの長さが長くなってしまうおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑み、弾性アームの十分な可撓性を保ちつつスライド方向の長さを抑えたCPAを備えたコネクタを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明のコネクタは、
相手コネクタと嵌合する嵌合部を有するハウジングと、ハウジング上の第1位置とその第1位置よりも嵌合部側前方の第2位置との間でスライドして第2位置にあることをもって相手コネクタと完全嵌合した状態にあることを保証するコネクタ位置保証デバイスとを備え、
コネクタ位置保証デバイスが、
基部と、
コネクタ位置保証デバイスのスライド方向に交わる幅方向両側に位置し、上記基部に固着されその基部から嵌合部に向かって延びる第1アーム部、第1アーム部の先端で第1アーム部に対し下に位置するように折り返し基部に向かって延びて基部に固着された、第1アーム部とは先端でのみ接続された第2アーム部、および第1アーム部から幅方向外向きに突き出た第1のデバイス側係止部を有し、さらに第1アーム部が該第1のデバイス側係止部を除きハウジングから離間している第1の弾性アームとを備え、
ハウジングが、上記第1のデバイス側係止部に係止する第1のハウジング側係止部を備えたことを特徴とする。
本発明のコネクタを構成しているCPAの第1の弾性アームは、基部から延びる第1アーム部と、折り返して基部に戻る第2アーム部とを有する。これにより、第1の弾性アームの長さを確保して撓みに対する可撓性を確保しつつ、スライド方向の長さが抑えられる。
ここで、スライド方向の長さを抑えるためには、第2アーム部は、第1アームの横に並ぶように折り返していてもよい。ただし、この場合、幅の広いCPAとなる。これに対し、本発明は、第2アーム部が、第1アーム部に対し下に位置するように折り返しているため、第1アームの横に並ぶように折り返す場合と比べ、CPAの幅も抑えられる。
また、本発明のコネクタにおいて、基部に固着され基部から嵌合部に向かって延びる第3アーム部、第3アーム部の先端で上方に折り返し基部に向かって延びて基部に固着された第4アーム部、および第4アーム部から上向きに突き出た第2のデバイス側係止部を備えた第2の弾性アームを備え、
ハウジングが、第2のデバイス側係止部に係止する第2のハウジング側係止部を備えること好ましい。




上記の第2の弾性アームおよび第2のハウジング側係止部を備えることにより、スライド方向の長さを抑えたうえで、CPAの上部にも係止構造を備えたコネクタが実現する。
以上の本発明によれば、弾性アームの十分な可撓性を保ちつつスライド方向の長さを抑えたCPAを備えたコネクタが実現する。
本発明の一実施形態としてのコネクタの斜視図である。 図1に示したコネクタの分解斜視図である。 CPAの3面図である。 CPAが未嵌合位置にあるときのコネクタの断面図である。 CPAが完全嵌合位置にあるときのコネクタの断面図である。 CPAの、未嵌合位置から完全嵌合位置へのスライドの過程を示した断面図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態としてのコネクタの斜視図である。
また、図2は、図1に示したコネクタの分解斜視図である。
このコネクタ10は、ハウジング20と、CPA30と、端子モジュール40を備えている。端子モジュール40にはケーブル41が接続されている。このケーブル41は、実際には、さらに長く延びているが、ここでは、端子モジュール40の近傍の部分のみ図示している。また、この端子モジュール40は、図2では逆向きに示されているが、図1に
示す向きにハウジング20に装着される。
また、ハウジング20の矢印Fで示す方向の前端には、相手コネクタ50(図6参照)との嵌合時に相手コネクタ50の一部が挿し込まれる嵌合開口22が設けられている。ハウジング20内の端子モジュール40には、雌型のコンタクト42(図4(C),図5(C)参照)が備えられている。一方、相手コネクタ50には、その雌型のコンタクトと組み合う雄型のコンタクト(不図示)が備えられている。そして、相手コネクタ50が嵌合すると、相手コネクタ50の雄型のコンタクトがこのコネクタ10の雌型のコンタクトに入り込み、それらのコンタクトが電気的に接続される。
また、このハウジング20の上部には、CPA30を保持するCPA保持部23が設けられている。
このCPA保持部23には、CPA30がハウジング20の後ろ側から挿し込まれて、このCPA保持部23に保持される。CPA保持部23に保持されたCPA30は、未嵌合位置(図4参照)に置かれる。図1には、この未嵌合位置にあるCPA30が示されている。そして、相手コネクタ50との嵌合時に、後述するようにして、矢印Fの向きに、完全嵌合位置(図5参照)までスライドする。未嵌合位置は、本発明にいう第1位置の一例に相当し、完全嵌合位置は、本発明にいう第2位置の一例に相当する。
CPA保持部23には、CPA30が載るスライド面61と、そのスライド面61の左右に立設してCPAのスライドを案内する側壁62が形成されている。図4(A),図5(A)に示すように、側壁62の後端部(矢印Rの向きの先端部)には、内向きに突き出た係止凸部63が設けられている。この係止凸部63は、本発明にいう第1のハウジング側係止部の一例に相当する。
また、このCPA保持部23には、スライド面61との間に空間を空けて左右からスライド面61上に位置するゲート部231が設けられている。そして、このゲート部231には、下方に向かって突き出た垂下部232(図4(C),図5(C)参照)が設けられている。この垂下部232は、本発明にいう第2のハウジング側係止部の一例に相当する。なお、ゲート部231から内方に突出する突出部233は、ロックアーム24の操作部25に当接し、ロックアーム24の過大な変位や破損を防止するストッパとして機能する。
さらに、このハウジング20には、前端が固定されて後方に片持ち梁形状に延びたロックアーム24が形成されている。そして、このロックアーム24の後方の自由端側には、このコネクタ10と相手コネクタ50との嵌合を解除するときに操作される操作部25が設けられている。さらに、このロックアーム24の、後方に延びる途中位置には、ロック部26が設けられている。そして、さらに、このロックアーム24には、長孔27が形成されている。この長孔27は、ロック部26よりも前方の位置から、後端の自由端まで延びている。そして、操作部25およびロック部26は、その長孔27の上部を幅方向に跨ぐように形成されている。
図3は、CPAの3面図である。ここで、図3(A)は平面図、図3(B)は正面図、図3(C)は側面図である。
以下では、図1,図2とともに図3を参照しながら、CPAの構造について説明する。
CPA30には、基部60と、係止部70と、ビーム部80とが形成されている。
基部60は、ユーザにより操作される部分である。この基部60は、その位置を視認することによって、CPA30が、完全嵌合位置にあるか否かを指し示す指標としての役割も担っている。CPA30が完全嵌合位置にあることによって、このコネクタ10と相手コネクタ50が完全嵌合状態にあることを保証している。
また、係止部70は、複数のアームが形成された部分である。
この係止部70の幅方向両側には、左右一対の第1の弾性アーム71が設けられている。これらの第1の弾性アーム71は、第1アーム部72と、第2アーム部73と、係止突起74とを備えている。この係止突起74は、本発明にいう第1のデバイス側係止部の一例に相当する。
第1アーム72は、基部60に接続され基部60から矢印Fで示す前方に延びている。また、第2アーム部73は、第1アーム部72の先端で上方に折り返し基部60に向かって延びて基部60に接続されている。また、係止突起74は、第2アーム部73から幅方向外向きに突き出ている。後述するように、係止突起74がハウジング20に干渉して第1の弾性アーム71が撓む必要がある。このため、第1の弾性アーム71は、十分に撓むことができる長さが必要である。ところが、係止部70として許容されるF-R方向の長さは短すぎる。そのため、ここでは、第1アーム部72と、その第1アーム部72の先端で折り返した第2アーム部73とを形成することで、十分に撓むことができる長さの第1の弾性アーム71としている。
ここで、本実施形態では、第1の弾性アーム71を構成している第1アーム部72と第2アーム部73は上下に並んでいる。十分に撓む長さを確保するためには、第1アーム部72と第2アーム部73を横に並べてもよい。しかし、横に並べるとCPA30やハウジングのCPA保持部23の幅が広がる。そこで、本実施形態では、第1アーム部72と第2アーム部73を上下に並べることで、横幅が広がるのを抑えている。
また、この係止部70には、第2の弾性アーム75が設けられている。この実施形態の場合、第2の弾性アーム75は2つ設けられており、左右一対の第1の弾性アーム71よりも内側であって、各々の第1の弾性アーム71に隣接した位置に配置されている。第2の弾性アーム75は、第3アーム部76と、第4アーム部77と、突出部78とを備えている。第3アーム部76は、基部60に接続されて基部60から矢印Fで示す前方に延びている。また、第4アーム部77は、第3アーム部76の先端で上方に折り返し基部60に向かって延びて基部60に接続されている。また、突出部78は、第4アーム部77から上向きに突き出ている。この突出部78は、本発明にいう第2のデバイス側係止部の一例に相当する。
第2の弾性アーム75を折り返した形状としている理由は、第1の弾性アーム71の場合と同じである。すなわち、突出部78がハウジング20に干渉して第2の弾性アーム75が撓む必要がある。このため、第2の弾性アーム75は、十分に撓むことができる長さが必要である。ところが、係止部70として許容されるF-R方向の長さは短すぎる。そのため、ここでは、第3アーム部76と、その第3アーム部76の先端で折り返した第4アーム部77とを形成することで、十分に撓むことができる長さの第2の弾性アーム75としている。
また、ビーム部80は、ベース部81と突き出し部82とを有する。ベース部81には、基部60と一体となって撓まないように、左右の壁811と中央の梁812とを備えている。突き出し部82は、ベース部81の先端から片持ち梁形状に前方斜め上に延びている。この突き出し部82は、後述するように弾性的に撓む部分である。この突き出し部8
2の先端821よりもややベース部81寄りの位置に、上方に突き出た突起822が形成されている。そして、この突起822が先端821よりもややベース部81寄りの位置に形成されていることから、この突き出し部82には、その先端821と突起822との間に段部823が形成されている。
図4は、CPAが未嵌合位置にあるときのコネクタの断面図である。ここで、図4(A)は、図4(B)に示した矢印C-Cに沿う断面図である。また、図4(B)は、図4(A)に示した矢印A-Aに沿う断面図である。さらに、図4(C)は、図4(A)に示した矢印B-Bに沿う断面図である。
CPA30は、ハウジング20のCPA保持部23のスライド面61上に載っている。また、CPA保持部23のスライド面61の左右には、CPA30のスライドを案内する立壁62が形成されている。そして、立壁62の後端部には、幅方向内側に突き出た係止凸部63が形成されている。
CPA30をハウジング20に取り付けるときには、その取り付けの途中で、CPA30の第1の弾性アーム71に形成された係止突起74が、立壁62に形成された係止凸部63に押されて一旦撓む。そして、係止突起74が係止凸部63を乗り越えて、図4(A)に示すように、左右の第1の弾性アーム71の撓みが解消された状態となる。CPA30のこの位置が、未嵌合位置(本発明にいう第1位置の一例)である。
そして、CPA30がこの未嵌合位置にあるときには、図4(B)に示すように、CPA30の突き出し部82の突起822が、ハウジング20のロックアーム24のロック部26に当接している。さらに、図4(C)に示すように、CPA30がこの未嵌合位置にあるときには、CPA30の第2の弾性アーム75に形成された突出部78が垂下部232に対面する状態にある。
CPA30がこの未嵌合位置にあるとき、係止突起74と係止凸部63により、矢印Rの向きへのCPA30の抜けが防止される。また、CPA30がこの未嵌合位置にあるとき、突き出し部82の突起822がロックアーム24のロック部26に当接していることで、CPA30の矢印Fの向きへのスライドが阻止されている。ただし、突起822がロック部26に当接していることのみでは、矢印Fの向きへの強い力が作用した時に、突き出し部82が変形してCPA30の矢印Fの向きへのスライドを抑えきれないおそれがある。そこで、ここでは、CPA30の第2の弾性アーム75に形成された突出部78を垂下部232に当接させることで、CPA30の矢印Fの向きへのスライドの防止をアシストしている。なお、突出部78と垂下部232との当接は、CPA30が完全嵌合位置に向かって矢印Fの向きにスライドする際に、クリック感を与える役割も有している。
図5は、CPAが完全嵌合位置にあるときのコネクタの断面図である。ここで、図5(A)は、図5(B)に示した矢印C-Cに沿う断面図である。また、図5(B)は、図5(A)に示した矢印A-Aに沿う断面図である。さらに、図5(C)は、、図5(A)に示した矢印B-Bに沿う断面図である。
CPA30が完全嵌合位置にあるときには、図5(A)に示すように、CPA30の基部60が立壁62の後端に当接可能な状態にある。
また、CPA30が完全嵌合位置にあるときには、図5(B)に示すように、CPA30の突き出し部82の突起822が、ロックアーム24のロック部26よりも矢印Fの向きの前方に位置して、ロック部26に当接している。
また、これと同様に、CPA30が完全嵌合位置にあるときには、CPA30の第2の弾性アーム75の突出部78が、CPA保持部23のゲート部231を乗り越えて、そのゲート部231の垂下部232に当接した状態にある。
CPA30がこの完全嵌合位置にあるときに、CPA30の基部60が立壁62の後端部に当接することにより、CPA30が矢印Fの向きにこれ以上スライドしないように阻止されている。
また、突起822がロック部26に当接することと、突出部78が垂下部232に当接することにより、CPA30が完全嵌合位置から未嵌合位置に向かってスライドすることが阻止されている。
次に、CPAの、未嵌合位置から完全嵌合位置へのスライド時の各部材の動きについて説明する。
図6は、CPAの、未嵌合位置から完全嵌合位置へのスライドの過程を示した断面図である。ここで、図6(A)~(C)のいずれも、図4(A)あるいは図5(A)に示した矢印A-Aに沿う断面図である。ただし、図6(A)~(C)においては、相手コネクタ50の、矢印A-Aに相当する断面も示されている。ここで、図6(A)には、未嵌合位置にあるCPA30が示されている。また、図6(B)には、コネクタ10と相手コネクタ50が嵌合した後であって、CPA30については未だ未嵌合位置にある状態が示されている。さらに、図6(C)には、完全嵌合位置にあるCPA30が示されている。これら図6(A)~(C)には、相手コネクタ50を停止させたまま、嵌合が進むにつれコネクタ10が矢印Fの向きに移動するように示されている。
相手コネクタ50には、矢印Rの向きの先端に当接解除部51が設けられていて、その直ぐ後ろにはロック溝52が形成されている。
嵌合を開始すると、図6(A)に示すように、相手コネクタ50の当接解除部51が、コネクタ10のハウジング20の上部に設けられた、斜め後方に延びるロックアーム24に当接する。そして、嵌合がさらに進むと、当接解除部51がロックアーム24を押し下げてロックアーム24を弾性的に撓ませる。すると、そのロックアーム24のロック部26が、CPA30の突き出し部82の先端の段部823を下に押し、これにより突き出し部82も弾性的に押し下げられる。そして、嵌合の最終段階において、押し下げたロック部26の上を当接解除部51が通過する。当接解除部51がロック部26の上を通過すると、図6(B)に示すように、ロック部26と当接解除部51の、矢印F-Rで示す前後方向の位置が入れ替わることとなる。コネクタ10と相手コネクタ50は、この段階で嵌合した状態となるが、CPA30は未だ未嵌合位置にある。上記の通り、相手コネクタ50の当接解除部51に隣接した位置にはロック溝52が形成されている。このため、当接解除部51がロック部26の上を通り過ぎると、ロックアーム24の弾性変形が解除されてロック部26がロック溝52に入り込む。これにより、コネクタ10と相手コネクタ50が完全嵌合するとともに、ロック部26とロック溝52(当接解除部51)との係合により、コネクタ10と相手コネクタ50が完全嵌合状態にロックされる。
ただし、図6(B)に示す完全嵌合状態では、当接解除部51は、CPA30の突き出し部82の突起822の上に位置する。このため、突き出し部82は、当接解除部51により押し下げられた状態のままとなる。
次に、CPA30を矢印Fで示す前方に向けて押す。
図6(B)に示した状態では、突き出し部82は、当接解除部51により押し下げられたままとなっている。つまり、突き出し部82の、ロック部26との当接は解除されている。したがって、この段階では、CPA30の前方(矢印Fで示す向き)へのスライドの跨げとなっているのは、CPA30の第2の弾性アーム75の突出部78と、ゲート部231の垂下部232との干渉だけとなる。そこで、CPA30の基部60を、突出部78と垂下部232との干渉に打ち勝つだけの強さで前方に押すと、CPA30は、その干渉によるクリック感を伴って、図6(C)に示す完全嵌合位置までスライドする。
このように、CPA30は、コネクタ10と相手コネクタ50が完全嵌合状態となって始めて、完全嵌合位置にスライドすることができる。CPA30がこの完全嵌合位置にスライドすると、突き出し部82の突起822が、ロックアーム24の長孔27の、ロック部26よりも前方の部分に嵌入して、突起822がロック部26に当接する。また、CPA30が完全嵌合位置にスライドすると、CPA30の第2の弾性アーム75の突出部78が、ゲート部231の垂下部232の前方に位置してその垂下部232と干渉する。これらの当接および干渉により、CPA30の、完全嵌合位置からの意図しないスライドは阻止される。
また、CPA30が完全嵌合位置にあるときは、ロックアーム24の操作部25の下面251がCPA30のベース部81の前端部811の上面812に当接することで、ロックアーム24の操作部25の押下が阻止される。すなわち、CPA30が完全嵌合位置にスライドした状態にあると、ロック部26とロック溝52(当接解除部51)との係合の不用意な解除が阻止され、コネクタ10と相手コネクタ50との完全嵌合状態のロックが維持される。
すなわち、CPA30が完全嵌合位置にあることをもって、コネクタ10と相手コネクタ50が完全嵌合状態にあることが保証される。
なお、ここでは、コネクタ10と相手コネクタ50との嵌合とCPA30のスライドとを分けて説明してきた。ただし、本実施形態の場合、完全嵌合に至る前の段階からCPA30の基部60を押しながら嵌合させることも可能である。その場合、CPA30の基部60を押すことによって嵌合が進み、完全嵌合の直後にCPA30が完全嵌合位置にスライドする。
完全嵌合状態にあるコネクタ10と相手コネクタ50とを分離させるときは、先ず、CPA30の基部60を後方(矢印Rの向き)に引いてCPA30を未嵌合位置までスライドさせて図6(B)の状態とする。次に、コネクタ10のハウジング20のロックアーム24の操作部25を指などで押し下げて、ロック部26とロック溝52(当接解除部51)のロックを解除する。このロック解除により、コネクタ10と相手コネクタ50との分離が可能となる。
このように、本実施形態のコネクタ10は、CPA30に、基部60から突き出て基部60に戻る形状の第1の弾性アーム71および第2の弾性アーム75を備えたことにより、第1の弾性アーム71および第2の弾性アーム75の撓みを確保しつつ、前後方向の長さの短いCPA30およびコネクタ10を実現している。
なお、このコネクタ10の場合、CPA30のスライドを左右の立壁62で案内する必要上、左右一対の第1の弾性アーム71が必要である。また、このコネクタ10には、第2の弾性アーム75についても左右2本の第2の弾性アーム75が設けられている。ただし、この第2の弾性アーム75については、必ずしも2本は必要ではなく、左右いずれかの1本であってもよい。あるいは、ビーム部80を左右のいずれかの方向に少し寄せて、
その寄せることによって空いたスペースに幅広の第2の弾性アーム75を1本だけ備えてもよい。さらには、以下の3つの条件を満たすときは、第2の弾性アーム75は備えられていなくてもよい。すなわち、その条件の1つは、突き出し部82の強度が十分であって、CPA30が未嵌合位置にあるときの、突き出し部82の突起822の、ロック部26への突き当てのみで十分であることである。すなわち、未嵌合位置にあるときの、第2の弾性アーム75の突出部78とゲート部231の垂下部232との干渉は不要であることである。また、2つ目の条件は、CPA30が完全嵌合位置にあるときにおける突き出し部82の突起822とロック部26との係止のみで十分であることである。すなわち、完全嵌合位置にあるときにも、第2の弾性アーム75の突出部78とゲート部231の垂下部232との干渉は不要であることである。3つ目の条件は、CPA30が未嵌合位置から完全嵌合位置にスライドするときのクリック感が不要であることである。これらの条件を満たすときは、第2の弾性アーム75は必ずしも備えられていなくてもよい。
10 コネクタ
20 ハウジング
22 嵌合開口(嵌合部)
232 垂下部(第2のハウジング側係止部)
30 CPA
50 相手コネクタ
60 基部
63 係止凸部(第1のハウジング側係止部)
71 第1の弾性アーム
72 第1アーム部
73 第2アーム部
74 係止突起(第1のデバイス側係止部)
75 第2の弾性アーム
76 第3アーム部
77 第4アーム部
78 突出部(第2のデバイス側係止部)

Claims (2)

  1. 相手コネクタと嵌合する嵌合部を有するハウジングと、該ハウジング上の第1位置と該第1位置よりも該嵌合部側前方の第2位置との間でスライドして該第2位置にあることをもって相手コネクタと完全嵌合した状態にあることを保証するコネクタ位置保証デバイスとを備え、
    前記コネクタ位置保証デバイスが、
    基部と、
    前記コネクタ位置保証デバイスのスライド方向に交わる幅方向両側に位置し、前記基部に固着され該基部から前記嵌合部に向かって延びる第1アーム部、該第1アーム部の先端で該第1アーム部に対し下に位置するように折り返し前記基部に向かって延びて該基部に固着された、該第1アーム部とは該先端でのみ接続された第2アーム部、および該第1アーム部から幅方向外向きに突き出た第1のデバイス側係止部を備えた左右一対の第1の弾性アームとを備え、
    前記ハウジングが、前記第1のデバイス側係止部に係止する第1のハウジング側係止部を有し、さらに該第1アーム部が該第1のデバイス側係止部を除き前記ハウジングから離間していることを特徴とするコネクタ。
  2. 前記基部に固着され該基部から前記嵌合部に向かって延びる第3アーム部、該第3アーム部の先端で上方に折り返し前記基部に向かって延びて該基部に固着された第4アーム部、および該第4アーム部から上向きに突き出た第2のデバイス側係止部を備えた第2の弾性アームを備え、
    前記ハウジングが、前記第2のデバイス側係止部に係止する第2のハウジング側係止部を備えたことを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
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