(57)【要約】封止可能なコネクターは、第１コネクター部、第１コネクター部に係合するようになっている第２コネクター部、第１コネクター部と第２コネクター部との間に配置されるコンプライアンス材料、ならびに第１コネクター部および第２コネクター部のそれぞれによりコンプライアンス材料に加えられる力を調節できるように第１コネクター部を第２コネクター部に取り付ける取付け機構を有して成る。取付け機構によって、単一のコネクターを種々の用途に用いることができ、コンプライアンス材料の製造公差にかかわらずコネクターを適切に封止することができる。
2004521443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コネクター部、
第１コネクター部に係合するようになっている第２コネクター部、
第１コネクター部と第２コネクター部との間に配置されるコンプライアンス材料、および
第１コネクター部および第２コネクター部のそれぞれによってコンプライアンス材料に加えられる力を調節できるように第１コネクター部を第２コネクター部に取り付ける取付け機構
を有して成る封止可能なコネクター。
【請求項２】
取付け機構は、調節可能であって、力を調節するための手段を含む、請求項１に記載のコネクター。
【請求項３】
第１コネクター部は、キャビティーを規定するカップ形状のボディーを有して成り、当該ボディーが底面を有する、請求項１または請求項２に記載のコネクター。
【請求項４】
第２コネクター部は、ボディー・キャビティー内に少なくとも部分的に嵌まるようになっているキャップを有して成る、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のコネクター。
【請求項５】
ボディー底面から延在するコンタクト部材、およびキャップに貫通穴部または開口部を更に有して成り、キャップがボディーに係合するとき、コンタクト部材が貫通穴部または開口部と整列する、請求項３または請求項４に記載のコネクター。
【請求項６】
取付け機構は、ラチェットまたはばねバイアスされる部材を有して成る、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のコネクター。
【請求項７】
取付け機構は、第１コネクター部または第２コネクター部の一方に歯部を有して成るラッチを有して成り、また、取付け機構は、第１コネクター部または第２コネクター部の他方に溝部を更に有して成り、歯部が溝部に係合するようになっている、請求項１〜請求項６のいずれかに記載のコネクター。
【請求項８】
第１コネクター部および第２コネクター部は、係合すると、相補的なコネクターと嵌まり合うようになっている接続デバイスを形成する、請求項１〜請求項７のいずれかに記載のコネクター。
【請求項９】
コンプライアンス材料は、第１コネクター部と第２コネクター部とが係合すると、第１コネクター部と第２コネクター部との間で環境封止を形成する、請求項１〜請求項８のいずれかに記載のコネクター。
【請求項１０】
力は、コンプライアンス材料が第１コネクター部と第２コネクター部との間で封止を維持するように、コンプライアンス材料に対して維持される一定の圧力である、請求項１〜請求項９のいずれかに記載のコネクター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一般に電気コネクターに関し、より詳細には調節可能なラッチ機構を使用して環境封止（または周囲から封止するためのシール）を維持する封止可能なコネクターに関する。
【０００２】
発明の背景
湿気、昆虫、ほこりおよび腐食沈殿物等の不利な環境条件から電気コネクターを保護するために、その構造に適当なシール（または封止）を組み込む必要がある。既知のコネクター・シールは、グロメットもしくは同種の圧縮シール、熱収縮性シーリング・スリーブ、グリース、エポキシ樹脂およびゲルを含む。
【０００３】
ゲル・シーラントによって、他の既知のシーリング・デバイスよりも有利な利点が幾つか供される。ゲル・シーラントを電気コネクターとともに使用することは既知である。また、ゲル・シーラントは、複数の導線のコネクター（または複数の芯線を有するコネクター）を封止する１つの方法を提供し、それにより、封止を保持しているコネクターに電気コンタクト（または電気接触子もしくは電気接触部）を挿入する前に、コネクターを組み立てて、封止することができる。この形態によって、単一のコネクターを種々の形態の電気コンタクトについて使用することができる。
【０００４】
また、電気コネクターにゲル・シーラントを使用することによって、コネクターを封止した後、コネクター内の電気コンタクトを取り外し、再挿入することができる。このようなことは、封止の完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を損なうことなく、また、封止材料を著しく劣化させることなく達成され得る。従って、電気コンタクトを点検または修理することができ、コンタクトを再挿入した後でも封止が機能し続ける。
【０００５】
また、電気コネクターにゲル・シーラントを使用することによって、実際に必要な電気コンタクトの数を知る前に、電気コネクターを設計することができる。種々の製品オプションまたはユーザー設定（ｃｕｓｔｏｍｅｒ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を可能とするために、かかる一般的なコネクターを利用してもよい。従って、ユーザー仕様を最終決定する前にコネクターを選択することができ、多くの種々のコネクター形態に１つのデザインを用いることができる。
【０００６】
既知のゲル・シーラントは、電気コネクターを封止するのに効果的である。例えば、米国特許第５５２９５０８号、同５５８８８５６号および同５９３４９２２号には、電気コネクターにゲル・シーラントを使用することがそれぞれ記載されている。これらの特許のそれぞれの詳細な内容は、ここで参照することにより本開示範囲に組み込まれている。
【０００７】
適切に機能させるために、コネクター部品内でゲル・シーラントを十分に圧縮しなければならない。この圧縮によって、流体状で弾性特性を有するゲル・シーラントがコネクターの空隙またはクラックを容易にふさぐことが可能になる。圧縮されると、ゲル・シーラントは、コネクター表面を湿らし、湿気または空気を排除するとともにコネクター表面との結合を形成する。
【０００８】
経験上、ゲル・シーラントは、およそ１ｂａｒの初期の圧縮圧力下に置かれると最も良好に機能を果たすことが判っている。この初期の圧縮は、ゲルの粘性特性と弾性特性との間の均衡をとり、その結果、ゲルが、コネクター内の全ての空隙およびクラックを容易にふさぎ、同時にゲルがコネクター表面に粘着することが可能となる。
【０００９】
一般的に、コネクター・ハウジングおよびコネクター・キャップは、各々、電気コンタクトを整列（ａｌｉｇｎ）させる貫通穴部（または通り穴部）のアレイを有する。電気ピンまたはコネクターは、これらの貫通穴部を通るように挿入されるから、ゲル・シーラントが、それらと必ず接触する。実際に使用される貫通穴部の数は変化し得るから、ゲル・シーラントが接触する表面エリアもまた変化し得、コネクターを効果的に封止するためにゲル・グロメットが必要とする圧力は、コネクターごとに変化することになる。
【００１０】
効果的な封止を維持するのに必要とされるゲル・シーラントへの圧力を評価するために、設計ガイドおよび経験則が構築されてきたが、これらの評価は、決して正確なものではない。現状の手法では、プロトタイプ・コネクターを製造すること、または、現実の設計についてテストできるように光造形（ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｅｏｇｒａｐｈｙ）を用いることが勧められる。これらの手法に関する時間およびコストは、多くの用途において多大である。
【００１１】
更に、ゲル・シーラントを製造するに際して存在する大きい公差によって、ゲルの厚さに±１５％の変動が生じる。従って、新しいコネクターを設計し、コネクターの位置を決定した後であっても、ゲル・シーラントの厚さの変動によって、コネクターを適当に封止するのに必要な圧力が広範囲となり得る。既知のコネクターは、一般的に、ゲル・シーラントに対して相対的に位置が固定されるので、ゲル厚さが非常に大きく変動する場合は、適切な封止を得られないことがある。
【００１２】
発明の要旨
封止可能なコネクターは、第１コネクター部、第１コネクター部に係合するようになっている第２コネクター部、第１コネクター部と第２コネクター部との間に配置されるコンプライアンス材料（または応従性材料もしくは可撓性材料）、ならびに第１コネクター部および第２コネクター部のそれぞれによりコンプライアンス材料に加えられる力を調節できるように第１コネクター部を第２コネクター部に取り付ける（または固定する）取付け機構（ｆａｓｔｅｎｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を有して成る。
【００１３】
別の態様では、封止可能なコネクターは、第１コネクター部、第１コネクター部に係合するようになっている第２コネクター部、第１コネクター部と第２コネクター部との間に配置されるコンプライアンス材料、および第１コネクター部を第２コネクター部に取り付ける調節可能な取付け機構を有して成っており、取付け機構には、第１コネクター部および第２コネクター部のそれぞれによりコンプライアンス材料に加えられる力を調整する手段が含まれる。
【００１４】
好ましくは、取付け機構は、ラチェット・デバイスまたはラッチである。ラッチは、第１コネクター部または第２コネクター部の一方に歯部、第１コネクター部または第２コネクター部の他方に溝部を有して成る。歯部は、溝部に係合するようになっている。別法では、取付け部材は、ばねバイアスされる部材（またはばね偏倚される部材）を有して成っている。
【００１５】
別の態様では、封止可能なコネクターは、キャビティーを規定するカップ形状のボディー（当該キャビティーは底面（または底表面）を有する）、ボディー・キャビティーに係合するようになっているキャップ、キャップにおける開口部であって、接触端子を受容するようになっている開口部、ボディーとキャップとの間に配置されるコンプライアンス材料、ならびにボディーおよびキャップによりコンプライアンス材料に加えられる力を調整することができるようにボディーをキャップに取り付ける取付け機構を有して成る。
【００１６】
もう１つの態様において、封止可能なコネクターは、キャビティーを規定するカップ形状のボディー（当該ボディーは底面を有する）、ボディー・キャビティーに係合するようになっているキャップ（当該キャップは開口部を含む）、ボディーの底面から延在する接触端子（当該接触端子は、開口部と整列し、当該開口部を通るようになっている）、ボディーとキャップとの間に配置されるコンプライアンス材料、およびコンプライアンス材料がキャップとボディーとの間の実質的な封止を維持するようにコンプライアンス材料に加わる圧力を一定に維持する手段を有して成る。
【００１７】
別の態様において、封止可能なコネクターは、キャビティーを規定するカップ形状のボディー（当該ボディーは底面を有する）、ボディー・キャビティーに係合するようになっているキャップ、キャップにおける複数の開口部であって、複数の接触端子を受容するようになっている開口部、ボディーとキャップとの間に配置されるコンプライアンス材料、ならびにボディーおよびキャップによりコンプライアンス材料に加えられる力を調節できるようにボディーをキャップに取り付ける取付け機構を有して成る。
【００１８】
図面は、本発明の好ましい態様のデザインおよび効用の双方を示しており、発明を容易に説明するために、異なる態様における類似の要素を同じ参照番号より表している。
【００１９】
好ましい態様の詳細な説明
図１〜図３は、本発明に従って構成される封止可能なコネクター２０の種々の斜視図を示す。封止可能なコネクター２０は、ハウジング２２およびキャップ２８を含む。ハウジング２２は、４つの側壁部２３ａ、２３ｂ、２３ｃおよび２３ｄおよび内側シェルフ（または内側棚部）２５（図３に最も良く表される）を備えた略矩形の形状を有する。シェルフ２５の一番上の面は、４つの側壁部２３ａ、２３ｂ、２３ｃおよび２３ｄと共に、キャビティー２４を規定する。シェルフ２５は、ハウジング２２の高さ方向の中間部を横切るように延在し、ハウジング２２の底面２７へと延在する貫通穴部２１のアレイを含む。
【００２０】
キャップ２８は、４つの側壁部２９ａ、２９ｂ、２９ｃおよび２９ｄを有する略矩形の形状を有し、ハウジング・キャビティー２４内に係合するようになっている。ハウジング・キャビティー２４内に係合する場合、キャップの側壁部２９ａ〜２９ｄとハウジングの側壁部２３ａ〜２３ｄとの間に小さいギャップが存在するように、キャップの側壁部２９ａ〜２９ｄがハウジングの側壁部２３ａ〜２３ｄと整列する。
【００２１】
キャップ２８は、キャップの一番上の面３３から底面３１へと延在する貫通穴部３０のアレイを有する。キャップ２８に存在する貫通穴部３０は、ハウジング２２に挿入される場合、ハウジング２２に存在する貫通穴部２１と整列する。
【００２２】
キャップ２８は、キャップの側壁部に配置されるラッチ用歯部３４を含み、ハウジング２２が、ハウジングの側壁部の内面に配置されるラッチ用リッジ部（ｌａｔｃｈｉｎｇ  ｒｉｄｇｅ）３２を含む。キャップ２８がハウジング２２内に係合する場合、ラッチ用リッジ部３２は、ラッチ用歯部３４と整列（または一致）して、キャップ２８をハウジング２２に取り付ける。それに併せて、ラッチ用歯部３４およびラッチ用リッジ部３２は、キャップ２８をハウジング２２内の増加部分（またはインクリメント位置）に取り付けることができるラチェット機構を形成する。従って、ハウジング・キャビティー２４内でキャップ２８の高さを調整することができる。
【００２３】
キャップ２８がハウジング２２に押し込まれると、ゲル・シーラント３６がキャップ２８とシェルフ２５との間で押圧され、ゲル・シーラントにかかる圧力が徐々に増加する。更に、キャップ２８が押し込まれるにつれ、ラッチ用歯部３４が、ゲル・シーラントにかかる圧力が所定の値に達するまで段階的にラッチ用リッジ部３２と係合する。ハウジング２２およびキャビティー２４に対するキャップ２８高さを調節して、ゲル厚さのいずれの変動をも補償し得るので、ゲル厚さにかかわらず、調節可能式のコネクターは、コネクターがゲル・シーラントで封止されることを可能にする。
【００２４】
ゲル・シーラント３６は、好ましくは、液体で稀釈されたポリマー組成物（ｌｉｑｕｉｄ−ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）であって、１〜５２５ｇのボランド硬度（Ｖｏｌａｎｄ  Ｈａｒｄｎｅｓｓ）、より好ましくは５〜３００ｇのボランド硬度、最も好ましくは５〜１００ｇのボランド硬度を有する液体で稀釈されたポリマー組成物である。また、ゲル・シーラントは、好ましくは、ＡＳＴＭ  Ｄ２１７の手法に従って測定して少なくとも５０％の極限伸び率を有する。好ましくは、伸び率は、１００％である。ボランド硬度は、１０００ｇのロード・セル、５グラムのトリガーおよび１／４インチ（６．３５ｍｍ）のボールプローブを有するボランド−スチーブンズ・テキスチャー・アナライザー（Ｖｏｌａｎｄ−Ｓｔｅｖｅｎｓ  Ｔｅｘｔｕｒｅ  ａｎａｌｙｚｅｒ）モデルＬＦＲＡを用いて測定される。ゲルの硬度を測定するために、１０グラムのゲルを含む２０ｍｌのガラス・シンチレーション・バイアルをボランド−スチーブン・テキスチャー・アナライザーに置き、２．０ｍｍ／秒の速度にて、ステンレス鋼ボールプローブを４．０ｍｍの貫入距離（または針入距離もしくは進入距離）までゲルに押し込む。ゲルのボランド硬度の値は、当該速度でボールプローブがゲルの表面を指定された４．０ｍｍだけ貫入または変形するのに要する力（ｇ）である。ゲルのボランド硬度は、ＡＳＴＭ  Ｄ２１７の円錐貫入硬度（ｃｏｎｅ  ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  ｈａｒｄｎｅｓｓ）に直接的に相関し得る。これらの手法および相関は、米国特許第４８５２６４６号の図３に示されており、その詳細の内容は、ここで参照することによって本発明の開示範囲に組み込まれている。
【００２５】
更に、ゲル・シーラント３６は、好ましくは、液体で稀釈されたポリマーネットワークである。ポリマー成分は、例えば、シリコーン、ポリオルガノシロキサン、ポリウレタン、ポリ尿素、ならびにスチレン−ブタジエンおよび／またはスチレンイソプレン・ブロック・コポリマーであってよい。また、ゲル・シーラント３６は、かかるポリマーの混合物から形成してもよい。別法において、ゲル・シーラント３６は、ゲルを含浸させたフォーム（または発泡体）または織物（もしくは布）を含んで成るものであってもよい。好ましいシーラント・ゲルの例は、米国特許第４６００２６１号、同４７１６１８３号、同４７７７０６３号、同４８６４７２５号および同４８６５９０５号、欧州特許公開第２０４４２７号、国際公開第８６／０１６３４号および国際公開（ＷＯ）第８８／００６０３号ならびに本発明の譲渡人に譲渡された同時継続の米国特許出願第３１７７０３号（１９９０年３月１日提出）および同４８５６８６号（１９９０年２月２７日提出）で参照することができる。マトリックスに含浸したゲルは、米国特許第４６９０８３１号および同４８６５９０５号に開示されている。上述の引用例のそれぞれの詳細な内容は、ここで参照することにより本出願に組み込まれている。
【００２６】
ゲル・シーラント３６は、好ましくは弾性変形することができるものであり、圧縮された場合、流動して複雑な（または入り組んだ）形状の周りに適合し、固体表面に付着することができる。このような種類のゲルは、極めて軟質であって応従する性質を有するために、僅かに湾曲した物品、ゆるい公差で製造される物品、大きい表面粗さを有するように製造される物品、または、そのような特徴の幾つかまたは全てを含む射出成形プラスチック等の材料から作られる物品を封止するのに特に適当である。かかるゲルは、封止される表面の間を流動して、空隙をふさぎ、表面に付着する。ゲルは、相当の圧縮力の作用下で封止を継続するものの、ゲルは、過度の圧縮力を加えなくても、表面と接触するとシールを形成するので、かかるゲルはまた封止に比類なく適当である。
【００２７】
ゲル・シーラントは、自己封止特性を有し、その特性によって、電気コンタクトを装着する前またはその後に、本発明に従って構成されたコネクターを封止することができる。また、ゲル・シーラントの自己封止特性によって、電気コンタクトを取り外した後に封止することも可能である。
【００２８】
図４において、キャップ２８は、リッジ部３２に掛止する歯部３４によってハウジング・キャビティー２４内に取り付けられる。それゆえ、ゲル・シーラント３６は、キャップ２８とシェルフ２５との間で圧縮される。キャップ２８がキャビティー２４に押し込まれると、歯部３４は、次の(または引き続いて存在する）ラッチ用リッジ部３２と係合し、キャビティー２４内の下方部にキャップが取り付けられ、ゲル・シーラント３６により大きい圧力が加えられる。ラッチ用のリッジ部および歯部の下向きの力が、圧縮されるゲル・シーラント３６の上向きの力と組み合されることによって、キャップ２８がハウジング２２に取り付けられる。このようにして、ゲル厚さの変動によって、コネクター内で得られる封止が損なわれることはない。
【００２９】
図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、コネクター２０の拡大図が示されており、より詳細には、電気コンタクト４０をハウジング２２の開口部２１を通して挿入する方法が示されている。ゲル・シーラント３６が所定の位置にある場合では、電気コンタクト４０は、ゲル・シーラント３６を貫通し、開口部３０へと延在する（図６Ｂ）。ゲル・シーラント３６の物理的性質に起因して、環境封止が電気コンタクト４０の周りに形成され、その結果、汚染物が、ハウジング２２の下方領域に入り込むことはない。キャップ２８は、ハウジング２２と整列し（または同心し）、開口部２１は、キャビティー２４へと延在する電気コンタクト４０と整列する。ラッチ用歯部３４は、ラッチ用リッジ部３２に係合して、ハウジング・キャビティー２４内でキャップ２８を取り付けるラチェット機構を形成し、延在する電気コンタクト４０とハウジング２２の下方部との間で封止が維持されるようにゲル・シーラント３６に圧力を加える。電気コンタクト４０が開口部３０を通るように延在する場合、雌型接続デバイスが形成され、取り付けられる相補的なコネクターに対してレセプタクルが供される。
【００３０】
図７および図８は、キャップ６８およびハウジング６２を含む封止可能なコネクター６０の別の態様を示す。キャップ６８は、キャップがハウジング６２に挿入された場合にラッチ用リッジ部６６と係合するラッチ用歯部６４を含む。ゲル・シーラント７０は、ハウジングの下方面に配置され、キャップ６８がハウジング６２に挿入されると封止を形成する。
【００３１】
上述の明細書および図面で本発明を説明および例示したが、かかる説明は、例示にすぎず、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者が多くの変更および修正を為し得るものと理解されよう。それゆえ、本発明は、上述の特許請求の範囲およびそれと均等な範囲により限定されることを除いては、限定して解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明に従って構成される、アッセンブリしていないコネクターの斜視図を示す。
【図２】図２は、本発明に従って構成されるコネクター・キャップの斜視図を示す。
【図３】図３は、本発明に従って構成されるコネクター・ハウジングの斜視図を示す。
【図４】図４は、本発明に従って構成される、アッセンブリしたコネクターの側断面を示す。
【図５】図５は、本発明に従って構成されるコネクターに使用する調節可能ラッチ機構の拡大断面を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明に従って構成されるコネクターに組み込まれた電気コンタクトを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明に従って構成されるコネクターに組み込まれた電気コンタクトを示す。
【図７】図７は、本発明に従って構成されるコネクターの別の態様の斜視図を示す。
【図８】図８は、図７のコネクターの正面の断面を示す。
【国際公開パンフレット】
2004521443.tif 000003
2004521443.tif 000004
2004521443.tif 000005
2004521443.tif 000006
2004521443.tif 000007
2004521443.tif 000008
2004521443.tif 000009
2004521443.tif 000010
2004521443.tif 000011
2004521443.tif 000012
2004521443.tif 000013
2004521443.tif 000014
2004521443.tif 000015
2004521443.tif 000016
2004521443.tif 000017
2004521443.tif 000018
2004521443.tif 000019
2004521443.tif 000020
2004521443.tif 000021
【国際調査報告】
2004521443.tif 000022
2004521443.tif 000023