(57)【要約】【解決手段】互いに嵌合できるキャップ及びプラグを有する電気コネクタ装置が提供される。キャップ及びプラグの各々は端子位置保証デバイスをそれぞれ有する。キャップ、プラグ及び端子位置保証デバイスの各々は箱状の構造を有するので、組立時にコネクタが、機械的及び電気的接続が振動の大きい環境で維持することを確保する箱内箱内箱構造を有する。
2005533354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ箱状構成を有するプラグ手段と、
ほぼ箱状構成を有すると共に、前記プラグ手段内に少なくとも部分的に嵌まるよう構成されたプラグ端子位置保証手段と、
ほぼ箱状構成を有するキャップ手段と、
ほぼ箱状構成を有すると共に、前記キャップ手段内に少なくとも部分的に嵌まるよう構成されたキャップ端子位置保証手段とを具備し、
前記プラグ手段が前記キャップ手段に嵌合すると、前記プラグ手段、前記キャップ手段、前記プラグ端子位置保証手段及び前記キャップ端子位置保証手段は相互ロックして箱内箱構造を形成することを特徴とする電気部品接続装置。
【請求項２】
前記キャップ端子位置保証手段は、前記キャップ手段の対応する少なくとも１個のキー及び対応する少なくとも１個のレールと嵌合する切欠きを具備することを特徴とする請求項１記載の電気部品接続装置。
【請求項３】
前記プラグ端子位置保証手段は、前記キャップ手段の前記対応する少なくとも１個のキー及び対応する少なくとも１個のレールと嵌合する切欠きを具備することを特徴とする請求項２記載の電気部品接続装置。
【請求項４】
前記プラグ手段は、前記キャップ手段の対応する前記少なくとも１個のキー及び対応する少なくとも１個のレールと嵌合する切欠きを具備することを特徴とする請求項３記載の電気部品接続装置。
【請求項５】
前記プラグ端子位置保証手段は、前記キャップ手段の対応する少なくとも１個のキー及び対応する少なくとも１個のレールと嵌合する切欠きを具備することを特徴とする請求項１記載の電気部品接続装置。
【請求項６】
前記プラグ手段及び前記キャップ手段の各々は、内部に電気端子を受容すると共に保持するよう構成された少なくとも１個の凹部を具備することを特徴とする請求項１記載の電気部品接続装置。
【請求項７】
前記凹部の各々は、前記凹部内に前記電気端子を保持するよう協働する可撓性ロック指部及びリブを具備することを特徴とする請求項６記載の電気部品接続装置。
【請求項８】
前記キャップ端子位置保証手段は、前記指部が撓むのを阻止するよう該指部と接触する突起を具備することを特徴とする請求項７記載の電気部品接続装置。
【請求項９】
前記プラグ端子位置保証手段は、前記指部が撓むのを阻止するよう該指部と接触する突起を具備することを特徴とする請求項９記載の電気部品接続装置。
【請求項１０】
前記プラグ手段は、前記プラグ端子位置保証手段のスロットと協働して前記プラグ端子位置保証手段を所定位置に保持するディテントを具備することを特徴とする請求項１記載の電気部品接続装置。
【請求項１１】
前記ディテントは２段階ディテントからなることを特徴とする請求項１０記載の電気部品接続装置。
【請求項１２】
前記キャップ手段は、前記キャップ端子位置保証手段のスロットと協働して前記キャップ端子位置保証手段を所定位置に保持するディテントを具備することを特徴とする請求項１記載の電気部品接続装置。
【請求項１３】
前記ディテントは２段階ディテントからなることを特徴とする請求項１１記載の電気部品接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気コネクタ装置及びその製造方法に関する。より詳細には、本発明は例えばトラクタ、ダンプトラック、土木機械等の大きな車体に取り付けられる際に遭遇するような、例えば外部振動等の周囲の強い力がある環境において使用するよう構成されたコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気コネクタは、多くのデバイス及びシステムの中で非常に重要な部品である。コネクタは、組立と、至る所に存在するようになった電子制御システム及び電力の補修又は機能向上との双方を可能にする。しかし、電気コネクタの各々の実施には固有の検討事項及び制約があるので、一般的な解決法が殆ど無い。例えば、大きな機器又は大きな車両の電気システムは、主として物理的寸法、電力要求事項、極端な環境条件、及びコネクタが曝される衝撃及び振動により、個別の問題がある。
【特許文献１】米国公開特許第２００２／０８６５７５７号明細書
【特許文献２】特開２００２−８７６４号公報
【特許文献３】特開２００２−３３１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、電気コネクタ装置及びその製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
装置の好適な実施形態において、ほぼ箱状の外観を有するプラグ手段は、ほぼ箱状の外観を有するプラグ端子位置保証手段を少なくとも部分的に受容するよう構成され、ほぼ箱状の外観を有するキャップ手段は、ほぼ箱状の外観を有するキャップ端子位置保証手段を少なくとも部分的に受容するよう構成されている。プラグ手段及びキャップ手段は互いに嵌合し、嵌合時に機械的接続がなされる。プラグ組立体及びキャップ端部ハウジング内にコンタクトを取り付ける場合、コンタクト間の電気的に接続が同様になされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
添付図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【０００６】
本発明は、電気コネクタ装置及びその製造方法を構成する。特に好適な実施形態は、例えばトラクタ、ダンプトラック、土木機械等の大きな車体に取り付けられる際に遭遇するような、例えば外部振動等の周囲の強い力がある環境で有用である。
【０００７】
例えば、ＴＰＡ・指部・コンタクトのロック、面対面のＴＰＡ接触、プラグ舌片及びレールのＴＰＡ上の凹部と嵌合、２次元シーリング、及び箱内箱構造等の好適な実施形態の種々の機構は、コネクタに対する振動の効果を最小にし、コンタクト間の位置関係を良好な程度に維持するよう設けられる。
【０００８】
図１は、好適な一実施形態を示す平面図である。タブＴは、実施形態から上方に延び、実施形態を所定位置に実装するよう使用される。別の実施形態では、他の実装手段を使用してもよいし、実装手段は無くてもよい。電線Ｃは、シールカバー１０を通過してコネクタのキャップ端部１５内に入る。電線Ｃ'はプラグ端部２０上のシールカバー２５を通過する。図６に見えるように、これら電線はコネクタ内部のコンタクトを介して接続される。また、それぞれの部品のうちでコンタクトをロックする２個のコネクタ位置保証（ＣＰＡ）デバイス２１，２２も図１に見える。ＣＰＡデバイスは任意である。別の実施形態において、ＣＰＡデバイスは省略してもよいし、その実施形態の種々の部品中で使用してもよい。
【０００９】
さらに後述するように、本実施形態のコネクタの内部組立体は、一連の相互接続する箱内箱構造内に、キャップ端部の端子位置保証（ＴＰＡ）デバイス、キャップハウジング、プラグＴＰＡ及びプラグハウジングを具備する。コネクタが組み立てられる際に触覚的及び聴覚的フィードバックがあるので、内部部品及びコンタクトの積極的保持が接続されるのを保証する。
【００１０】
さて、図２を参照すると、キャップ端部のＴＰＡデバイス３５が見える。このＴＰＡは、図３に示されるキャップハウジングと嵌合する。切欠き３６〜３９はキャップハウジング５０のキー５１〜５４（図３参照）と嵌合する。切欠き４０は、キャップハウジング５０上のレール５５（図３参照）と嵌合する。切欠き４１，４２ａ〜４２ｆは、プラグ７０の対応する舌片７１及びキー溝７２ａ〜７２ｆ（図５参照）と嵌合する。縁３５ａは、さらに後述するように、キャップハウジング５０内の指部との接触によりピンコネクタのロックを補助する。さらに後述するように、面３５ｂはプラグＴＰＡデバイス１１０上の同様の面と接触する。
【００１１】
スロット４３〜４６は製造を補助するために使用され、さらに後述するように、スロット４７は、一旦取り付けられた後にキャップハウジング５０から端子位置保証デバイスを取り外すために適当な工具と共に使用される。溝４９ａ，４９ｂは、キャップ位置保証デバイス３５の反りに抗するために横方向の支持を与える。切欠き４８ａ〜４８ｈはコネクタ用の開口部を与える。本実施形態のキャップは８極のコネクタに使用される。他の実施形態では他の極数を使用してもよい。一般的に、本明細書に示され説明された実施形態は、４極以上を有する２列コネクタに使用される。
【００１２】
図３はキャップハウジング５０を示す。キー５１〜５４及びレール５５が示されている。各キーはハウジングに至るほど長くはない。このため、領域５６は、部品の相互ロック及び部品に加わる力に対する支持を与えるシール８０（図６参照）を挿入するのに使用される。コンタクトは凹部５８ａ〜５８ｈを通過する。
【００１３】
指部５７ａ〜５７ｈは凹部５８ａ〜５８ｈ内に延びると共に、凹部に挿入されたコンタクトを保持するよう配置される。リブ５が各指部５７ａ〜５７ｈと対向して配置されるので、コンタクトは、図６に見えるように指部５７及びリブ５間で締め付けられる。凹部５９は、図２に関して上述したように、プラグ７０の対応する舌片７１及びキー溝７２ａ〜７２ｆ（図５参照）を受容する形状をなす。ブラケット６０はＣＰＡ用の嵌合面を提供し、ブラケット６１は取付けタブとの嵌合面を提供する。
【００１４】
図４はプラグのＴＰＡデバイス１１０を示す。このＴＰＡは、図５に示されるプラグ組立体と嵌合する。切欠き１１１〜１１５は、キャップハウジング５０のキー及びレール（図３参照）とそれぞれ嵌合する。
【００１５】
縁１１０ａは、さらに後述するように、プラグハウジング７０内の指部との接触によりソケットコネクタのロックを補助する。さらに後述するように、面１１０ｂはキャップ端部ＴＰＡデバイス３５上の同様の面と接触する。
【００１６】
種々の切欠きは、シール８０用の空間を与えるために、デバイス１１０の後壁を貫通するほどは長くない。他の実施形態において、異なる形状のシール又はシール無しでは、切欠きが同様に異なる形状になるかもしれない。もちろん、本部品の別の実施形態、及び上記図の実施形態に示される部品の別の実施形態において、凹部は、本実施形態に十分な構造を与えるに十分である限り、所望の配置又は形状をなしてもよい。
【００１７】
また、図４に見られるのは、図２に関して上述したように、プラグ７０の舌片７１及びキー溝７２ａ〜７２ｆ（図５参照）を受容する形状をなす凹部１１７である。ここでもまた、別の実施形態では十分な構造が与えられる限り、別の形状が使用されるかもしれない。
【００１８】
図５に示されるプラグ組立体７０は、適当なコンタクトの通過のための種々の凹部７９ａ〜７９ｈ（部分的に見える）を有する。さらに、壁７３〜７８は内部部品に剛性を与える。リブ６と協働する保持指部８４ａ〜８４ｈは、コンタクトの所定位置でのロックを補助し、図６に見えるように挿入されたコンタクトにロック手段を与える。ＣＰＡ保持用のブラケット６２が同様に示される。
【００１９】
キャップ端部のＴＰＡ３５及びプラグのＴＰＡ１１０用の付加的な保持及び支持が、舌片７１及びキー溝７２ａ〜７２ｆとの嵌合を通して上述したように提供される。例えば、軸方向中央の支持は本実施形態では増大し、任意の回転力の効果を低減する。
【００２０】
図６は、図１のVI−VI線に沿った図１の実施形態の断面を示す。キャップ端部ＴＰＡ３５、キャップハウジング５０、プラグＴＰＡデバイス１１０及びプラグ組立体７０は、ピンＡ及び端子Ｂを介してワイヤすなわちケーブルＣ及びワイヤすなわちケーブルＣ'間が電気的及び機械的に接続した状態で、タブＴ及び係合したＣＰＡ２１，２２と共に断面で示される。内部シール８０，８１，８２も、外部シールカバー１０，２５が図示されるように図示される。好適実施形態において、内部シールは２次元である、すなわちコネクタの軸に対して法線方向のシーリングと共にコネクタの軸に沿ったシーリングの両方を提供する。もちろん、別の実施形態において、シールは別の構造であっても、異なる形状であってもよいし、より少ない又はより多い数のシールを使用してもよいし、シールを使用していなくてもよい。
【００２１】
ピンＡは、コンタクトに対する指部５７ｃ及びリブ５の締め付け作用により所定位置に保持される。ＴＰＡ３５は指部５７ｃ等の指部の背後に嵌まる突起３５ａを有し、コンタクトから離れる方向への指部の撓みを阻止する。このため、ＴＰＡ３５の挿入時に、指部は下方にピンＡの凹部内へ付勢される。同様に指部７９ｃ及びリブ６が、端子Ｂを所定位置に保持した状態で示される。ＴＰＡ１１０は指部７９ｃの背後に嵌まる突起１１０ａを介して指部と係合するので、ＴＰＡ１１０の挿入時に、指部は下方に端子Ｂの凹部内へ付勢される。他のコンタクトも同様に他の凹部内に取り付けられ、同様に指部により保持されるので、コンタクトはコネクタ内に保持される。コネクタが組み立てられると、ＴＰＡ３５，１１０は、それぞれの面３５ｂ、１１０ｂに沿って互いに密に接触した状態である。
【００２２】
プラグ７０は、プラグＴＰＡ１１０のスロット３と協働してプラグＴＰＡ１１０及びプラグ７０間にロック作用を与える２段階ディテント９を具備する。図示の実施形態では、ロックディテントは２段階部材であるので、ＴＰＡ１１０は仮嵌合段階及び最終嵌合段階の両方で保持される。必要なら、１段階ディテントを使用することができる。同様のディテント４がキャップ５０上に設けられ、キャップＴＰＡ３５のスロット４５と協働して同様のロック作用を与える。
【００２３】
図７ないし図９は、図６に示される組立後のコネクタの断面図である。これらの図面に見られるように、本実施形態は一連の「箱内箱」構造を有するので、構造的な強度が提供される。例えば、プラグ７０は、連続した４壁、第１開放端及び第２端を横断する部分ウエブを有するほぼ箱状の外観を有しており、同様に連続した４壁、第１開放端及び第２端を横断する部分ウエブを有するほぼ箱状の外観を有するほぼ箱状の外観を有するプラグＴＰＡ１１０を少なくとも部分的に受容するよう構成される。同様に、キャップハウジング５０も、連続した４壁、第１開放端及び第２端を横断する部分ウエブを有するほぼ箱状の外観を有するほぼ箱状の外観を有しており、連続した４壁、第１開放端及び第２端を横断する部分ウエブを有するほぼ箱状の外観を有するほぼ箱状の外観を有するキャップＴＰＡ３５を少なくとも部分的に受容するよう構成される。この構造により、コンタクトは、上述したロック指部との接触、ロック指部による補助、及びＴＰＡの面対面接触を維持する見込みが大きい。さらに、内部振動は、相互ロック構造、特にシュラウド７及びプラグ７０の重なり構造により、本実施形態を通じて低減される。図５及び図６に見られるように、シュラウド７はプラグの壁８を超えて延びる。シュラウド７及び内部壁８間の空間は、キャップ５０の嵌合縁を受容する。図６に見られるように、シュラウド７は、キャップ５０、プラグ７０及びそれらのＴＰＡ３５，１１０を共にロックするよう作用する。この構造により、コネクタが著しい振動の力に耐えることができる。
【００２４】
本好適実施形態はガラスを15％含有するポリマで成形されているが、他の実施系血では他の同様に適当な材料を使用してもよい。例えば、ガラスの含有量は15％以外でもよい。
【００２５】
上述の説明、図面及び指部により示された材料は、例示目的のみのためであり、本発明の限定を意図したものではなく、また本発明を限定するものとして解釈すべきでない。
【００２６】
さらに、当業者が本明細書を読むと、変形又は代案が心に浮かぶであろうが、それら全ては、特許請求の範囲に定義された本発明の真髄及び範囲内であることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の好適な一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の実施形態のキャップＴＰＡを示す斜視図である。
【図３】図１の実施形態のキャップを示す斜視図である。
【図４】図１の実施形態のプラグＴＰＡを示す斜視図である。
【図５】図１の実施形態のプラグを示す斜視図である。
【図６】図１のVI−VI線に沿った断面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図９】図６のIX−IX線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
３，４５        スロット
４，９          ディテント
５，６          リブ
３５            キャップＴＰＡデバイス（キャップ端子位置保証手段）
３５ａ          突起
３６〜４０，１１１〜１１５      切欠き
５０            キャップハウジング（キャップ手段）
５１〜５４      キー
５５            レール
５７ａ〜５７ｈ、８４ａ〜８４ｈ  指部
５８ａ〜５８ｈ、７９ａ〜７９ｈ  凹部
７０            プラグ（プラグ手段）
１１０          プラグＴＰＡデバイス（プラグ端子位置保証手段）
Ａ              ピン（電気端子）
Ｂ              端子（電気端子）
【図１】
2005533354.tif 000003
【図２】
2005533354.tif 000004
【図３】
2005533354.tif 000005
【図４】
2005533354.tif 000006
【図５】
2005533354.tif 000007
【図６】
2005533354.tif 000008
【図７】
2005533354.tif 000009
【図８】
2005533354.tif 000010
【図９】
2005533354.tif 000011
【国際調査報告】
2005533354.tif 000012
2005533354.tif 000013