WO2017029979A1 - コネクタ - Google Patents

Abstract

雌コネクタ（１０）は、形状記憶樹脂からなる形状記憶部（２３）を有するコネクタハウジング（１３）を備える。形状記憶部（２３）には、コネクタハウジング（１３）が雄コネクタ（１９）と嵌合可能な嵌合形状が記憶されている。形状記憶部（２３）は、雄コネクタ（１９）が嵌合不能な非嵌合形状に変形可能である。

Description

コネクタ

　本明細書に開示された技術は、コネクタに関する。

　特開２０００－３２３２４７号公報には、互いに嵌合可能な雄コネクタと雌コネクタとが記載されている。雌コネクタは複数の端子を備えた本体を有しており、本体には雄コネクタが挿通される開口部が形成されている。

特開２０００－３２３２４７号公報

　従来、雌雄のコネクタの誤嵌合を抑制することが求められている。この誤嵌合の態様として、下記のような例が挙げられる。

　例えば、同一形状のコネクタハウジングに形成された複数のキャビティ内に、複数の端子を収容する場合が想定される。このコネクタハウジングに収容される端子について、一のコネクタハウジングには全てのキャビティ内に端子が収容されており、同一形状をなす他のコネクタハウジングには特定のキャビティ内にのみ端子が収容されて使用される場合がある。この場合、外見からでは一のコネクタハウジングと、他のコネクタハウジングとを分別することは困難である。このような場合に、例えば、一のコネクタと嵌合させるべきコネクタに、他のコネクタを嵌合させてしまうという誤嵌合が生じ得る。

　また、製造工程の関係から、複数のコネクタのうち、特定のコネクタについては嵌合工程を後回しにする場合が想定される。このような場合に、嵌合を後回しにすべき特定のコネクタを、正しい工程よりも前の工程で嵌合してしまうという誤嵌合が生じ得る。

　本明細書に開示された技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、誤嵌合が抑制されたコネクタに係る技術を提供することを目的とする。

　本明細書に開示された技術は、コネクタであって、形状記憶樹脂からなる形状記憶部を有するコネクタハウジングを備え、前記形状記憶部には、前記コネクタハウジングが相手側コネクタと嵌合可能な嵌合形状が記憶されており、前記形状記憶部は、前記相手側コネクタが嵌合不能な非嵌合形状に変形可能である。

　本明細書に開示された技術によれば、コネクタを相手側コネクタと嵌合させない状態においては、コネクタを非嵌合形状にすることができる。これにより、コネクタと相手側コネクタとを嵌合させるべきでない工程において、コネクタと相手側コネクタとが物理的に嵌合することができないようにすることができる。

　その後、コネクタと相手側コネクタとを嵌合させる工程の前に、コネクタを嵌合形状に復元させる。これにより、コネクタと相手側コネクタとを正しい工程において、確実に嵌合させることができる。この結果、コネクタと相手側コネクタとの誤嵌合を抑制することができる。

　本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
　前記コネクタハウジングは端子が収容されるキャビティを有し、少なくとも前記キャビティを構成する前記コネクタハウジングの壁部が前記形状記憶部であることが好ましい。

　上記の態様によれば、形状記憶部により壁部が形成されたキャビティは、壁部が非嵌合形状に変形されているので、このキャビティ内には相手側端子が進入することができないようになっている。これにより、形状記憶部により壁部が形成されたキャビティに対応する位置に相手側端子が配された相手側コネクタは、コネクタと嵌合することができない。換言すると、コネクタは、形状記憶部により壁部が形成されたキャビティに対応する位置に相手側端子が配されていない相手側コネクタとのみ嵌合することができる。

　このように、本明細書に開示された技術に係るコネクタによれば、形状記憶部により壁部が形成されたキャビティに対応する位置に相手側端子が配されている相手側コネクタとの誤嵌合を抑制することができる。

　前記コネクタハウジングが前記形状記憶部である構成としてもよい。

　上記の構成によれば、コネクタハウジング自体を非嵌合形状に変形することができるので、誤嵌合を確実に抑制することができる。

　本明細書に開示された技術によれば、コネクタの誤嵌合を抑制することができる。

実施形態１に係る雌コネクタを示す正面図 雌コネクタに電子線を照射する工程を示す正面図 雌コネクタに加熱されたプレートを押圧する工程を示す側面図 雌コネクタを非嵌合形状に変形させる工程を示す側面図 雌コネクタを復元する工程を示す断面図 雌コネクタと雄コネクタとを嵌合した状態を示す断面図 実施形態２に係る雌コネクタの非嵌合形状を示す正面図 実施形態３に係る雌コネクタの非嵌合形状を示す正面図

　＜実施形態１＞
　実施形態１を、図１ないし図６を参照しつつ説明する。本実施形態に係る雌コネクタ１０（コネクタに相当）は、雌端子１１（端子に相当）を収容するキャビティ１２を有するコネクタハウジング１３を備える。なお、以下の説明では、図１における左方を左方とし、右方を右方とする。また、図１における上方を上方とし、下方を下方とする。また、図３における右方を前方とし、左方を後方とする。

（コネクタハウジング１３）
　コネクタハウジング１３は、合成樹脂製であって、前後方向に細長く、上下方向に扁平な形状をなしている。コネクタハウジング１３は、左右方向に間隔を空けて複数並ぶ（本実施形態では４つ）と共に、上下方向に複数段に並ぶ（本実施形態では２段）、複数のキャビティ１２を有する。キャビティ１２はコネクタハウジング１３の前方、及び後方のそれぞれについて開口されている。キャビティ１２内には雌端子１１が後方から収容されている。雌端子１１は、キャビティ１２の内壁に形成されたランス（図示せず）によって後方へ抜け止めされている。

　キャビティ１２は、前方から見て、左右方向に細長い略長方形状をなしている。複数のキャビティ１２は、同一の形状に形成されている。なお、キャビティ１２の形状は必要に応じて任意の形状に形成することができる。

（雌端子１１）
　雌端子１１は、金属板材を所定の形状にプレス加工することにより形成される。雌端子１１を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる。雌端子１１の表面にはメッキ層が形成されていてもよい。メッキ層を形成する金属としては、スズ、ニッケル、亜鉛等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる。

　雌端子１１の後端部には電線１４が接続されている。電線１４は金属細線が撚り合わされた芯線１５の外周を絶縁被覆１６で包囲してなる。

　雌端子１１の後端部には、絶縁被覆１６の外周に巻き付くように圧着されるインシュレーションバレル１７が形成されている。インシュレーションバレル１７の前方には、絶縁被覆１６の端部から露出した芯線１５の外周に巻き付くように圧着されるワイヤーバレル１８が形成されている。

　ワイヤーバレル１８の前方には、雄コネクタ１９（相手側コネクタに相当）の雄端子２２と接続される接続筒部２０が形成されている。接続筒部２０の内部には弾性接触片（図示せず）が形成されている。この弾性接触片と雄端子２２とが弾性的に接触することにより、雌端子１１と雄端子２２とが電気的に接続される。

（雄コネクタ１９）
　雄コネクタ１９は合成樹脂製であって、雌コネクタ１０を内嵌するフード部２１を備える。フード部２１の内部には雌端子１１と接続される雄端子２２が収容されている。

（形状記憶樹脂）
　コネクタハウジング１３は、少なくとも一部が形状記憶樹脂からなる形状記憶部２３を有する。形状記憶樹脂としては、ポリアミド系樹脂、変性ポリオレフィン、ポリウレタン系樹脂、ポリノルボルネン、スチレン―ブタジエン共重合体、フッ素系樹脂等、必要に応じて適宜に任意の形状記憶樹脂を選択できる。

　コネクタハウジング１３は、雄コネクタ１９と嵌合することのできる嵌合形状に成形されている。形状記憶部２３には、この嵌合形状が記憶されている。形状記憶部２３は、雄コネクタ１９と嵌合不能な非嵌合形状に変形可能になっている。すなわち、形状記憶部２３は、嵌合形状に形成されていてもよく、また、非嵌合形状に形成されていてもよい。

　嵌合形状に形成されたコネクタハウジング１３の外形寸法は、雄コネクタ１９のフード部２１に嵌合可能に設定されている。詳細には、コネクタハウジング１３の上下方向の外形寸法（高さ寸法）は、フード部２１の内面における上下方向の高さ寸法と同じか、やや小さく設定されている。また、コネクタハウジング１３の左右方向の外形寸法（幅寸法）は、フード部２１の内面における左右方向の幅寸法と同じか、やや小さく設定されている。

　また、嵌合形状に形成されたコネクタハウジング１３においては、複数のキャビティ１２は、雄コネクタ１９に配された雄端子２２と対応する位置に形成されており、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９とが嵌合した時に、キャビティ１２内に前方から雄端子２２が進入するようになっている。

　本実施形態においては、コネクタハウジング１３は、全ての部分が形状記憶樹脂で形成された形状記憶部２３とされる。なお、本実施形態においては、少なくともコネクタハウジング１３の前端部寄りは形状記憶樹脂で形成された形状記憶部とされていてもよい。また、コネクタハウジング１３の前半部が形状記憶樹脂で形成されており、コネクタハウジング１３の後半部が熱可塑性樹脂で形成された構成としてもよい。コネクタハウジング１３の前半部を形状記憶樹脂で形成し、後半部を熱可塑性樹脂で形成する場合には、例えば、公知の二色成形により形成することができる。

（実施形態の作用、効果の説明の一例）
　続いて、本実施形態に係るコネクタの作用、効果について説明する。まず、雌コネクタ１０の製造工程の一例を説明する。なお、雌コネクタ１０の製造工程は、以下の記載に限定されない。

　まず、形状記憶樹脂により、コネクタハウジング１３を公知の手法により嵌合形状に成形する（成形工程）。成形方法としては、射出成型が例示される。

　嵌合形状に成形されたコネクタハウジング１３に、電子線照射装置２４から電子線を照射する。これによって、形状記憶部２３に嵌合形状を記憶させる（記憶工程）。詳細には、形状記憶部２３に電子線が照射されることにより、形状記憶樹脂を構成する分子間が架橋される。これによって、形状記憶樹脂に嵌合形状が記憶されるようになっている。なお、形状記憶部２３に嵌合形状を記憶させる手段としては、電子線に限られず、形状記憶樹脂を構成する分子間に架橋構造を形成するものであれば、任意の手法を適宜に選択できる。形状記憶部２３に嵌合形状を記憶させるための加工時間、加工温度等は、使用される形状記憶樹脂によって適宜に変更することができる。

　コネクタハウジング１３のキャビティ１２内に、電線１４の端部に接続された雌端子１１を、後方から収容する。雌端子１１は、キャビティ１２内において、ランスによって後方へ抜け止めされる。

　続いて、コネクタハウジング１３の前端部に、所定の温度に加熱したプレート２５を前方から押圧する。プレート２５の温度は、形状記憶樹脂のガラス転移点よりも高く設定されている。すると、形状記憶樹脂が軟化し、プレート２５に押圧されて変形する（変形工程）。加熱温度、加熱時間については、使用する形状記憶樹脂によって適宜に変更することができる。

　変形した状態のコネクタハウジング１３を公知の手法により急冷する。コネクタハウジング１３を急冷する手法としては、氷冷、水冷、空冷等、任意の手法を適宜に選択できる。冷却温度、冷却時間等は、使用する形状記憶樹脂によって適宜に変更することができる。

　コネクタハウジング１３の前端部が前方から押圧されることにより、キャビティ１２の前端部は塞がれる。更に、コネクタハウジング１３の前端部は上下方向、及び左右方向に延出される。この結果、雄コネクタ１９は、雌コネクタ１０と嵌合することができなくなる。この状態のコネクタハウジング１３の形状が、非嵌合形状とされる。

　上記の非嵌合形状とは、下記の状態になっているコネクタハウジング１３の形状をいう。すなわち、非嵌合形状とは、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９とを嵌合させようとした時に、雌コネクタ１０のコネクタハウジング１３のうち、形状記憶樹脂が変形された部分と、雄コネクタ１９とが干渉することにより、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９とが嵌合することができない状態になっている、コネクタハウジング１３の形状をいう。

　キャビティ１２の前端部は完全に塞がれていてもよいし、また、完全に塞がれていなくてもよい。キャビティ１２内に雄端子２２が進入しようとした場合に、変形したキャビティ１２の前端部と干渉することにより、雌端子１１と雄端子２２とが接触できない形状となっていればよい。

　また、全てのキャビティ１２の前端部が塞がれていてもよいし、また、複数のキャビティ１２のうち、一部のみ塞がれていてもよい。この場合においても、各キャビティ１２の前端部が完全に塞がれていてもよく、また、完全に塞がれていなくてもよい。

　続いて、雌コネクタ１０を、雄コネクタ１９と嵌合させる工程について説明する。雌コネクタ１０を、加熱装置２６によって加熱する。加熱装置２６としては、ヒートガン、赤外線ヒータ等、必要に応じて任意の加熱装置２６を適宜に選択できる。この加熱装置２６によって、コネクタハウジング１３を、形状記憶樹脂のガラス転移点よりも高い温度にまで昇温する。すると形状記憶樹脂が変形し、嵌合形状に復元する（復元工程）。加熱温度、加熱時間等については、使用する形状記憶樹脂によって適宜に変更することができる。

　嵌合形状に復元された雌コネクタ１０を、雄コネクタ１９と嵌合させる。これにより、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９とが物理的に、且つ電気的に接続される。

　本実施形態によれば、雌コネクタ１０は、形状記憶樹脂からなる形状記憶部２３を有するコネクタハウジング１３を備え、形状記憶部２３には、コネクタハウジング１３が雄コネクタ１９と嵌合可能な嵌合形状が記憶されており、形状記憶部２３は、雄コネクタ１９と嵌合不能な非嵌合形状に変形可能である。

　上記の構成によれば、雌コネクタ１０を雄コネクタ１９と嵌合させない状態においては、雌コネクタ１０を非嵌合形状にすることができる。これにより、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９とを嵌合させるべきでない工程において、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９とが物理的に嵌合することができないようにすることができる。

　その後、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９とを嵌合させるべき工程の前に、雌コネクタ１０を嵌合形状に復元させる。これにより、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９とを正規の工程において、確実に嵌合させることができる。この結果、雌コネクタ１０と雄コネクタ１９との誤嵌合を抑制することができる。

　本実施形態に係る雌コネクタ１０は、非嵌合形状において、キャビティ１２の前端部が変形されている。雌コネクタ１０に形成された全てのキャビティ１２の前端部を塞ぐ形状とした場合には、キャビティ１２内に塵埃等の異物が侵入することを抑制することができる。

　＜実施形態２＞
　次に、実施形態２を、図７を参照しつつ説明する。本実施形態に係る雌コネクタ３０においては、コネクタハウジング３１のうち、少なくともキャビティ３２を構成する壁部の一部が形状記憶樹脂からなる形状記憶部３３とされる。これにより、コネクタハウジング３１が非嵌合形状とされている状態において、複数のキャビティ３２のうち、一のキャビティ３２Ａの壁部を、キャビティ３２Ａの内方に変形した形状とすることができる。

　本実施形態においては、図７において、上段の右端部に位置するキャビティ３２Ａの上壁が下方に陥没している。これにより、上段の右端部に位置するキャビティ３２Ａ内には、雄端子２２が進入することができないようになっている。

　本実施形態においては、コネクタハウジング３１を非嵌合形状に変形させる際に、上段の右端部に位置するキャビティ３２Ａの上壁をガラス転移点よりも高い温度に加熱し、上方から図示しない治具によって下方に押圧する。続いて、コネクタハウジング３１をガラス転移点よりも低い温度に冷却する。

　上記以外の構成については、実施形態1と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

　本実施形態によれば、上段の右端部に位置するキャビティ３２Ａには雄端子２２が進入することができないようになっている。これにより、上段の右端部に位置するキャビティ３２Ａに対応する位置に雄端子２２が配された雄コネクタ１９は、本実施形態に係る雌コネクタ３０と嵌合することができない。換言すると、本実施形態に係る雌コネクタ３０は、上段の右端部に位置するキャビティ３２Ａに対応する位置に雄端子２２が配されていない雄コネクタ１９とのみ嵌合することができる。

　このように、本実施形態に係る雌コネクタ３０によれば、上段の右端部に位置するキャビティ３２Ａに対応する位置に雄端子２２が配されている雄コネクタ１９との誤嵌合を抑制することができる。

　本実施形態においては、コネクタハウジング３１の上段の右端部のキャビティ３２Ａの壁部を変形したが、必要に応じて、任意の位置のキャビティ３２の壁部を形状記憶部３３とすることにより、任意のキャビティ３２の壁部を変形させることができる。

　一方、コネクタハウジング３１をガラス転移点よりも高い温度に加熱すると、コネクタハウジング３１は嵌合形状に復元する。すると、雌コネクタ３０は、上段の右端部に位置するキャビティ３２Ａに対応する位置に雄端子２２が配されている雄コネクタ１９と嵌合することができるようになる。

　更に、コネクタハウジング３１の全体を形状記憶部３３とした場合には、上段の右端部のキャビティ３２Ａと異なる位置のキャビティ３２を変形させることもできる。このように、本実施形態に係る雌コネクタ３０によれば、雄端子２２の配置が異なる複数の雄コネクタ１９との誤嵌合を、同一の雌コネクタ３０によって実現することができる。

　＜実施形態３＞
　次に、実施形態３を、図８を参照しつつ説明する。本実施形態に係る雌コネクタ４０は、コネクタハウジング４１の全部が形状記憶樹脂からなる形状記憶部４２とされる。コネクタハウジング４１の側壁は、図８における右方に傾斜した非嵌合形状に変形されている。これにより、雌コネクタ４０と雄コネクタ１９とが嵌合することができないようになっている。

　本実施形態においては、コネクタハウジング４１を非嵌合形状に変形させる際に、コネクタハウジング４１全体をガラス転移点よりも高い温度に加熱する。その後、コネクタハウジング４１の上部を右方に押圧することにより、コネクタハウジング４１を全体として右方に傾いた姿勢に変形させる。続いて、コネクタハウジング４１をガラス転移点よりも低い温度に冷却する。

　上記以外の構成については、実施形態1と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

　本実施形態によれば、コネクタハウジング４１自体を非嵌合形状に変形させることができるので、雄コネクタ１９との誤嵌合を確実に抑制することができる。

　本実施形態によれば、雌コネクタ４０と雄コネクタ１９とを嵌合させる工程の前に、雌コネクタ４０を嵌合形状に復元させる。これにより、雌コネクタ４０と雄コネクタ１９とを正しい工程において、確実に嵌合させることができる。この結果、雌コネクタ４０と雄コネクタ１９との誤嵌合を抑制することができる。

　＜他の実施形態＞
　本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

　（１）本実施形態に係る雌コネクタ１０は、電線１４の端末に接続された雌端子１１が収容される構成としたが、これに限られず、コネクタとしては、基板用コネクタに適用してもよいし、機器用コネクタに適用してもよい。

　（２）本実施形態においては、コネクタとして雌コネクタ１０を使用したが、これに限られず、雄コネクタ１９を使用してもよい。

　（３）本実施形態においては、コネクタハウジング１３には、上下２段で、左右に４つのキャビティ１２が形成される構成としたが、これに限られず、コネクタハウジング１３には、上下方向について１段、又は３段以上のキャビティ１２が形成されていてもよく、また、左右方向について２つ～３つ、又は５つ以上のキャビティ１２が形成されていてもよい。

　（４）実施形態３においては、コネクタハウジング４１は図８において右側にやや傾いた非嵌合形状に変形させたが、これに限られず、図８において左側にやや傾いた非嵌合形状に変形させてもよく、また、前側、又は後側にやや傾いた非嵌合形状に変形させてもよい。

　（５）雌コネクタ１０の加熱方法としては、雌コネクタ１０を所定の温度に設定された加熱炉内で加熱してもよい。

　１０，３０，４０：雌コネクタ
　１１：雌端子
　１２，３２，３２Ａ：キャビティ
　１３，３１，４１：コネクタハウジング
　１９：雄コネクタ
　２３，３３，４２：形状記憶部

Claims (3)

1. 　形状記憶樹脂からなる形状記憶部を有するコネクタハウジングを備え、
   　前記形状記憶部には、前記コネクタハウジングが相手側コネクタと嵌合可能な嵌合形状が記憶されており、
   　前記形状記憶部は、前記相手側コネクタが嵌合不能な非嵌合形状に変形可能であるコネクタ。
2. 　前記コネクタハウジングは端子が収容されるキャビティを有し、
   　少なくとも前記キャビティを構成する前記コネクタハウジングの壁部が前記形状記憶部である請求項１に記載のコネクタ。
3. 　前記コネクタハウジングが前記形状記憶部である請求項１または請求項２に記載のコネクタ。

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