WO2017094460A1

WO2017094460A1 - コネクタ

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Publication number: WO2017094460A1
Application number: PCT/JP2016/083163
Authority: WO
Inventors: 坪内　利康
Original assignee: 株式会社オートネットワーク技術研究所; 住友電装株式会社; 住友電気工業株式会社
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2017-06-08
Also published as: JP2017102997A

Abstract

フード部（１２）を有する第１ハウジング（１１）と、フード部（１２）の内側に嵌合する第２ハウジング（２１）とを備えたコネクタ（Ｃ１）であって、第１ハウジング（１１）のフード部（１２）の内面と、第２ハウジング（２１）の対向した外面のいずれか一方には係止部（１５）が設けられるとともに、いずれか他方には、係止部（１５）に係止して第１ハウジング（１１）と第２ハウジング（２１）とを嵌合状態にロックする撓み変位可能なロックアーム（３０）が設けられ、ロックアーム（３０）は、嵌合状態において外部からの接触操作不能にフード部（１２）の内側に配されているとともに、ロックアーム（３０）は、熱、光、電磁気等の非接触形式のエネルギを所定時間受けたことを条件に、当該ロックアーム（３０）を係止部（１５）に対する係止が解除された位置に変位させる変位動作部（３５）を含んで形成されている。

Description

コネクタ

　本明細書によって開示される技術は、嵌合状態を容易に解除できないようにして不正アクセスを抑制するコネクタに関する。

　近年、車両の分野では、車載機器を制御する多数の制御機器（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を通信バスで接続し、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに従って相互に情報を送受信させ、多様な処理を行なう構成が一般的となっている。これらＥＣＵの数はますます増加傾向にあるが、１本の通信バスに接続されるＥＣＵの数は制限されるため、ＥＣＵを複数の群に分け、群毎に１本の通信バスに接続し、異なる通信バス間を中継装置（ＧＷ：Gate Way）で中継する構成が採用されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特開２０１４－１８７４４５号公報

　しかしながら、ＣＡＮにはセキュリティ機能が備えられていないため、高度な知識がなくてもコネクタやＪ／Ｃから容易にネットワークにアクセスすることができる。特にＧＷには多数の通信バスが接続されているため、例えばＧＷ用の接続コネクタが見つかれば、全てのＥＣＵにアクセスできることとなる。
　本明細書によって開示される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、車載用のコネクタ等において不正アクセスを抑制することを目的とする。

　本明細書によって開示される技術は、フード部を有する第１ハウジングと、前記フード部の内側に嵌合する第２ハウジングとを備えたコネクタであって、前記第１ハウジングの前記フード部の内面と、前記第２ハウジングの対向した外面のいずれか一方には係止部が設けられるとともに、いずれか他方には、前記係止部に係止して前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを嵌合状態にロックする撓み変位可能なロックアームが設けられ、前記ロックアームは、前記嵌合状態において外部からの接触操作不能に前記フード部の内側に配されているとともに、前記ロックアームは、熱、光、電磁気等の非接触形式のエネルギを所定時間受けたことを条件に、当該ロックアームを前記係止部に対する係止が解除された位置に変位させる変位動作部を含んで形成されている構成である。
　ここで、非接触形式のエネルギとは、変位対象物に直接に接触して押圧力等を作用させる接触形式のエネルギを積極的に排除し、変位対象物に直接接触することなく同変位対象物を変位させることが可能なエネルギを言う。

　コネクタは端的には、両ハウジングを嵌合状態にロックするロックアームが、同嵌合状態においては、操作者の手指や治具による外部からの接触操作不能に第１ハウジングのフード部内に配されるとともに、ロックアームが変位動作部を含んで形成されて、非接触形式のエネルギを所定時間受ける条件を満たして初めて、ロックアームをロック解除位置に変位させ得るようになっている。
　したがって、このようなコネクタの構成を知らない者が、両ハウジングを離脱しようとしてもすることができないから、不正アクセスを抑制することができる。また、上記構成を知っている場合でも、ロックアームをロック解除位置に変位させるには、非接触形式のエネルギの付与手段が必要であるばかりでなく、相応の付与時間が必要であり、すなわち作業の煩雑さおよび作業時間の長さにより、不正アクセスを行い難くすることができる。

　また、以下のような構成であってもよい。
　前記変位動作部が、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせたバイメタルである。
　前記変位動作部が、温度上昇に応じて変位動作が記憶された形状記憶樹脂で形成されている。

　本明細書によって開示される技術によれば、コネクタの嵌合状態を容易に解除することができないから、不正アクセスを抑制することができる。

実施形態１に係るコネクタの嵌合前の状態の縦断面図嵌合完了時の縦断面図ロック解除された状態の縦断面図実施形態２に係るコネクタの嵌合前の状態の縦断面図嵌合完了時の縦断面図ロック解除された状態の縦断面図

　＜実施形態１＞
　実施形態１を図１ないし図３によって説明する。本実施形態のコネクタＣ１は、車両に配設される機器用コネクタであって、図１に示すように、ゲートウェイ等の機器Ｋの側面に一体的に設けられた機器側コネクタ１０と、通信ネットワークの通信ケーブル等の端末に接続された電線側コネクタ２０とを備えている。機器側コネクタ１０が定位置に固定的に設けられ、同機器側コネクタ１０に対して電線側コネクタ２０が嵌合されるようになっている。以下、各コネクタ１０，２０において、嵌合面側を前面として説明する。

　機器側コネクタ１０は、前面に開口したフード部１２を有する合成樹脂製の雄ハウジング１１（「第１ハウジング」に相当）を備えている。雄ハウジング１１の奥壁１３からは、機器Ｋ内に配されたプリント基板（図示せず）等に接続されたタブ状をなす雄端子１が突出している。雄端子１は図示では１本であるが、複数本が整列して配されている。

　電線側コネクタ２０は、上記した雄ハウジング１１のフード部１２内に嵌合可能な同じく合成樹脂製の雌ハウジング２１（「第２ハウジング」に相当）を備えている。雌ハウジング２１内には、上記の雄端子１と嵌合接続される雌端子５を収容するための複数（図示では１個）の端子収容室２２が、雄ハウジング１１内に突出した雄端子１と対向した位置ごとに形成されている。端子収容室２２は、後面が開口されている一方、前壁２３には、雄端子１が挿入される端子挿入口２４が開口されている。

　雌端子５は、通信ケーブルを構成する各電線ｗの端末に接続されており、同雌端子５が対応する端子収容室２２に後方から挿入され、図示しない抜け止め機構により抜け止めされて収容されるようになっている。
　雌ハウジング２１の後端部には、後記するように同雌ハウジング２１が雄ハウジング１１のフード部１２内に正規に嵌合された場合に、フード部１２の開口面を塞ぐことが可能な蓋部２５が形成されている。

　次に、機器側コネクタ１０と電線側コネクタ２０とを嵌合状態に維持するロック機構について説明する。
　雄ハウジング１１のフード部１２の天井面の所定位置、例えば前縁寄りの位置でかつ中央幅位置には、方形をなす係止孔１５が凹み形成されている。この係止孔１５の前面が、切り立った係止面１６となっている。
　一方、雌ハウジング２１では、同雌ハウジング２１の上面の前端に支持柱２７が立設され、この支持柱２７の上端部に、上記の雄ハウジング１１の係止孔１５に係止するロックアーム３０が、後方に延出した片持ち状に設けられている。

　ここで、ロックアーム３０はバイメタル３５によって形成されている。バイメタル３５は、公知のように熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせた構造であって、温度変化によって曲がり方が変化するように機能するものである。
　この実施形態では、相対的に熱膨張率が小さい帯状をなす第１金属板３６の上面に、相対的に熱膨張率が大きい帯状をなす第２金属板３７が貼り合わされた構造であり、温度が上昇することに伴い、図３に示すように、上方に膨出した弧状に変形するようになっている。

　このバイメタル３５からなるロックアーム３０の延出端の上面には、雄ハウジング１１の係止孔１５に嵌る係止突部３１が設けられている。係止突部３１は、後面が切り立った係止面３２で、前面が傾斜したガイド面３３となっている。係止突部３１は、バイメタル３５を構成する第２金属板３７の延出端に一体的に形成されていてもよいし、また別体に形成されて溶接等で後付けされていてもよい。

　このロックアーム３０の基端部が、支持柱２７に形成された取付孔２８内に圧入されて固定され、上記のように、後方に向けて真直姿勢で延出した片持ち状に設けられている。なお、ロックアーム３０は、インサート成形により支持柱２７から延出した形態で設けるようにしてもよい。

　ロックアーム３０は、一部既述したように、常温では真直な水平姿勢を採り、図２に示すように、雄ハウジング１１と雌ハウジング２１とが正規嵌合されたところで、係止突部３１が係止孔１５に嵌って係止されることにより、離脱不能にロックされる。
　係るロック状態からロックアーム３０を加熱して昇温すると、ロックアーム３０は、延出端を下方に下げつつ、上方に次第に膨むように湾曲変形し、所定の昇温条件（例えば加熱状態が所定時間継続される。）が満たされたら、図３に示すように、ついにはロックアーム３０の延出端の係止突部３１が係止孔１５から抜け出る程度に湾曲変形し、結果、ロックが解除されるようになっている。

　続いて、本実施形態の作用を説明する。電線側コネクタ２０を機器側コネクタ１０に嵌合するには、図１の矢線に示すように、電線側コネクタ２０の雌ハウジング２１を、機器側コネクタ１０の雄ハウジング１１のフード部１２内に嵌合する。雌ハウジング２１は、ロックアーム３０の係止突部３１のガイド面３３がフード部１２の天井面の開口縁に当たったのち、ロックアーム３０を先下がりに弾性撓みさせつつフード部１２内に押し込まれる。

　雌ハウジング２１の前壁２３が雄ハウジング１１の奥壁１３に当たる正規位置まで押し込まれると、図２に示すように、ロックアーム３０が元の真直姿勢に復動して、係止突部３１が係止孔１５に嵌り、雌ハウジング２１が抜け止め状態にロックされる。この間に、雄ハウジング１１の奥壁１３から突出した雄端子１が、端子挿入口２４から相手の端子収容室２２に進入し、同端子収容室２２に収容された雌端子５と嵌合接続され、電気的な接続が図られる。

　また、上記のように両コネクタ１０，２０（両ハウジング１１，２１）が嵌合されてロックされた状態では、ロックアーム３０は、雄ハウジング１１の（周面に開口のない）フード部１２の内側における奥側に引っ込んだ位置にある。さらに、雄ハウジング１１のフード部１２の前面開口が、雌ハウジング２１の後面に設けられた蓋部２５によって塞がれた状態にある。

　ここで通常、電線側コネクタ２０を機器側コネクタ１０から離脱させる場合は、操作者の手指や治具によりロックアーム３０を強制的に押圧してロック解除位置まで変位させ、係る状態で雌ハウジング２１を掴んで引き抜くことにより、雄ハウジング１１から離脱させることができる。

　しかしながら本実施形態では、両コネクタ１０，２０の嵌合状態では、図２に示すように、ロックアーム３０が、雄ハウジング１１のフード部１２の内側における奥側に引っ込み、さらに、フード部１２の前面開口が、雌ハウジング２１の蓋部２５によって塞がれた状態にある。そのため、操作者の手指はもちろんのこと、治具を用いてもロックアーム３０を撓み変位させることができない。結果、ロック状態が維持されて、電線側コネクタ２０を機器側コネクタ１０から離脱させることができない。
　例えば、不正にコネクタ１０，２０の離脱を行おうとした場合に、未然に防止される。

　一方、メンテナンス等において、正当にコネクタ１０，２０の離脱を実行する場合は、以下のように行う。
　図３に示すように、嵌合された両コネクタ１０，２０の上方に加熱機器Ｈを配して、ロックアーム３０を加熱する。加熱により昇温されると、バイメタル３５からなるロックアーム３０は、係止突部３１が設けられた延出端を下方に下げつつ、上方に次第に膨むように湾曲変形し、加熱時間が所定時間経過したら（所定の昇温条件がクリアされたら）、同図に示すように、ロックアーム３０の延出端の係止突部３１が係止孔１５から抜け出る程度に湾曲変形し、ロックが解除される。
　そのため、続いて蓋部２５を手指で摘んで雌ハウジング２１を後方に引くことにより、雄ハウジング１１のフード部１２内から抜くことができ、すなわち電線側コネクタ２０を機器側コネクタ１０から離脱させることができる。

　本実施形態では、機器側コネクタ１０と電線側コネクタ２０とを嵌合状態にロックするロックアーム３０が、同嵌合状態においては、操作者の手指や治具による外部からの押圧操作不能に雄ハウジング１１のフード部１２内に配されるとともに、ロックアーム３０がバイメタル３５により形成されていて、所定時間加熱して昇温させることで初めて、同ロックアーム３０をロック解除姿勢に変形させ得る構成となっている。

　したがって、このような本実施形態のコネクタＣ１の構成を知らない者が、両コネクタ１０，２０を離脱しようとしてもすることができないから、不正アクセスを抑制することができる。また、上記構成を知っている場合でも、ロックアーム３０をロック解除姿勢に変形させるには、加熱機器Ｈが必要であるばかりでなく、相応の加熱時間が必要であり、すなわち作業の煩雑さおよび作業時間の長さにより、不正アクセスを行い難くすることができる。

　＜実施形態２＞
　次に、実施形態２を図４ないし図６によって説明する。この実施形態２では、実施形態１と比べて主にロック機構に変更が加えられている。以下には、相違点を主に説明し、実施形態１と同一機能を有する部材、部位については、その説明を簡略化する。

　図４において、機器側コネクタ４０は、前面に開口したフード部４２を有する合成樹脂製の雄ハウジング４１（「第１ハウジング」に相当）を備え、その奥壁４３からは、タブ状をなす複数本の雄端子１が整列して突出している。

　電線側コネクタ５０は、上記した雄ハウジング４１のフード部４２内（特に下部側）に嵌合可能な同じく合成樹脂製の雌ハウジング５１（「第２ハウジング」に相当）を備えている。雌ハウジング５１内に整列して形成された端子収容室５２には、電線ｗの端末に接続された雌端子５が抜け止めされて収容されるようになっており、前壁５３には端子挿入口５４が開口されている。なお、雌ハウジング５１の後端部には、同雌ハウジング５１が雄ハウジング４１のフード部４２内に正規に嵌合された場合に、フード部４２の開口面から後方に突出する摘み部５８が形成されている。

　ロック機構を説明する。雌ハウジング５１の上面の所定位置、例えばやや前縁寄りの位置でかつ中央幅位置には、方形をなす係止孔５５が凹み形成されている。この係止孔５５の前面が、切り立った係止面５６となっている。
　一方、雄ハウジング４１では、フード部４２の天井面の前端部に支持部４４が設けられ、同支持部４４の後面から、先端が上記の雌ハウジング５１の係止孔５５に係止するロックアーム４５が、先下がりの斜め姿勢をなす片持ち状に設けられている。なお、支持部４４は雄ハウジング４１とは別体に形成され、上記位置に後から組み付けられるようになっている。

　ロックアーム４５は同様にバイメタル４７によって形成されている。この実施形態のバイメタル４７は、相対的に熱膨張率が小さい帯状をなす第１金属板４８の下面に、相対的に熱膨張率が大きい帯状をなす第２金属板４９が貼り合わされた構造であり、温度が上昇することに伴い、図６に示すように、下方に膨出した弧状に変形するようになっている。
　このロックアーム４５の基端部が、支持部４４に形成された取付孔４４Ａ内に圧入されて固定され、上記のように、先下がりの斜め姿勢で片持ち状に設けられている。同じくロックアーム４５は、インサート成形により支持部４４から斜め姿勢で延出した形態で設けるようにしてもよい。

　ロックアーム４５は、一部既述したように、常温では先下がりの真直な斜め姿勢を採り、図５に示すように、雄ハウジング４１と雌ハウジング５１とが正規嵌合されたところで、ロックアーム４５の先端が係止孔５５に嵌って係止されることで、離脱不能にロックされる。
　係るロック状態からロックアーム４５を加熱して昇温すると、ロックアーム４５は、先端を上方に上げつつ、下方に次第に膨むように湾曲変形し、所定の昇温条件（例えば加熱状態が所定時間継続される。）が満たされたら、図６に示すように、ついにはロックアーム４５の先端が係止孔５５から抜け出る程度に湾曲変形し、結果、ロックが解除されるようになっている。

　本実施形態の作用は以下のとおりである。電線側コネクタ５０を機器側コネクタ４０に嵌合するには、図４の矢線に示すように、雌ハウジング５１が、ロックアーム４５を上方に撓み変位させつつ、雄ハウジング４１のフード部４２内に押し込まれ、雌ハウジング５１の前壁５３が雄ハウジング４１の奥壁４３に当たる正規位置まで押し込まれると、図５に示すように、ロックアーム４５が元の真直な斜め姿勢に復動して、その先端が係止孔５５に嵌り、雌ハウジング５１が抜け止め状態にロックされる。この間に、雄ハウジング４１の奥壁４３から突出した雄端子１が、端子挿入口５４から相手の端子収容室５２に進入し、同端子収容室５２に収容された雌端子５と嵌合接続され、電気的な接続が図られる。
　また、両コネクタ４０，５０（両ハウジング４１，５１）が嵌合されてロックされた状態では、ロックアーム４５は、雄ハウジング４１のフード部４２内における支持部４４の後方において、外部から操作不能に隠れたような形態で配される。

　この嵌合状態では、操作者の手指はもちろんのこと、治具を用いてもロックアーム４５をロック解除方向に撓み変位させることができないから、ロック状態が維持されて、電線側コネクタ５０を機器側コネクタ４０から離脱させることができない。同様に、不正にコネクタの離脱を行おうとした場合に、未然に防止される。

　一方、メンテナンス等において、正当にコネクタ４０，５０の離脱を実行する場合は、図６に示すように、加熱機器Ｈにより、嵌合された両コネクタ４０，５０の上方からロックアーム４５を加熱する。加熱により昇温されると、バイメタル４７からなるロックアーム４５は、先端を上方に上げつつ、下方に次第に膨むように湾曲変形し、加熱時間が所定時間経過したら（所定の昇温条件がクリアされたら）、同図に示すように、ロックアーム４５の先端が係止孔５５から抜け出る程度に湾曲変形し、ロックが解除される。
　そのため、続いて摘み部５８を手指で摘んで雌ハウジング５１を後方に引くことにより、雄ハウジング４１のフード部４２内から抜くことができ、すなわち電線側コネクタ５０を機器側コネクタ４０から離脱させることができる。

　この実施形態２でも、機器側コネクタ４０と電線側コネクタ５０とを嵌合状態にロックするロックアーム４５が、同嵌合状態においては、操作者の手指や治具による外部からの押圧操作不能に雄ハウジング４１のフード部４２内に配されるとともに、ロックアーム４５がバイメタル４７により形成されていて、所定時間加熱して昇温させることで初めて、同ロックアーム４５をロック解除姿勢に変形させ得る構成となっている。

　したがって同様に、本実施形態のコネクタＣ２の構成を知らない者が、両コネクタ４０，５０を離脱しようとしてもすることができないから、不正アクセスを抑制することができる。また、上記構成を知っている場合でも、ロックアーム４５をロック解除姿勢に変形させるには、加熱機器Ｈが必要であるばかりでなく、相応の加熱時間が必要であり、すなわち作業の煩雑さおよび作業時間の長さにより、不正アクセスを行い難くすることができる。

　＜他の実施形態＞
　本明細書によって開示される技術は、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技術的範囲に含まれる。
　（１）上記実施形態では、変位動作部にバイメタルを母材としたものを例示したが、その他、温度上昇に応じて変位動作が記憶された形状記憶樹脂で形成してもよい。
　（２）非接触形式のエネルギとしては、上記実施形態に例示した熱に限らず、光、電磁気であってもよく、さらには紫外線であってもよい。
　（３）上記実施形態では、ロックアームに係止する係止部として、凹形状のもの（係止孔）を例示したが、逆に凸形状のものであってもよい。

　（４）上記実施形態では、ロックアームの全てを変位動作部（バイメタル）で形成した場合を例示したが、ロックアームの所定の変位が担保される限り、同変位動作部がロックアームの一部のみに設けられた構造であってもよい。
　（５）上記実施形態では、車両に配設された機器用コネクタに適用した場合を例示したが、他の箇所に配設された機器用コネクタにも同様に適用できる。
　（６）さらに機器用コネクタに限らず、ワイヤハーネスの端末に設けられた一対のコネクタ同士を嵌合する、いわゆるワイヤ－ワイヤ形式のコネクタにも、同様に適用することが可能である。

　Ｃ１，Ｃ２…コネクタ
　１０…機器側コネクタ
　１１…雄ハウジング（第１ハウジング）
　１２…フード部
　１５…係止孔（係止部）
　２０…電線側コネクタ
　２１…雌ハウジング（第２ハウジング）
　３０…ロックアーム
　３５…バイメタル（変位動作部）
　４０…機器側コネクタ
　４１…雄ハウジング（第１ハウジング）
　４２…フード部
　４５…ロックアーム
　４７…バイメタル（変位動作部）
　５０…電線側コネクタ
　５１…雌ハウジング（第２ハウジング）
　５５…係止孔（係止部）

Claims

フード部を有する第１ハウジングと、前記フード部の内側に嵌合する第２ハウジングとを備えたコネクタであって、
　前記第１ハウジングの前記フード部の内面と、前記第２ハウジングの対向した外面のいずれか一方には係止部が設けられるとともに、いずれか他方には、前記係止部に係止して前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを嵌合状態にロックする撓み変位可能なロックアームが設けられ、
　前記ロックアームは、前記嵌合状態において外部からの接触操作不能に前記フード部の内側に配されているとともに、
　前記ロックアームは、熱、光、電磁気等の非接触形式のエネルギを所定時間受けたことを条件に、当該ロックアームを前記係止部に対する係止が解除された位置に変位させる変位動作部を含んで形成されているコネクタ。
前記変位動作部が、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせたバイメタルである請求項１に記載のコネクタ。
前記変位動作部が、温度上昇に応じて変位動作が記憶された形状記憶樹脂で形成されている請求項１に記載のコネクタ。