JP4055958B2 - ラッチシステム - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、電気コネクタ、特に嵌合可能な１対の電気コネクタを互いに固定するためのラッチシステムに関する。
【背景技術】
対向する１対の電気コネクタのハウジングを互いにラッチするための種々のラッチシステムが公知となっている。１対の電気コネクタは互いに嵌合されて内部に固定されたコンタクト端子の嵌合対を係合させる。コネクタの一方が回路基板に実装されるライトアングル型のコネクタの場合には、ラッチシステムはコネクタの２つの端部に設けられるか、又は、回路基板と平行の共通側に沿って設けられる必要がある。回路基板上の実装領域（real estate）を最小化するためには、ハウジングの共通側にラッチシステムを有することが望ましい。
米国特許第５，３４４，３３５号明細書には、１対のコネクタのうちの１つのコネクタが離間した１対のラッチを有する１つのラッチアームを含むラッチシステムを開示している。ここで、各ラッチは、コネクタの横方向端部の近傍に設けられた他方のコネクタのラッチスロットに受容される。しかし、このタイプのラッチシステムは、コネクタのハウジング包体（housing envelope）を超える付加的な高さを必要とし、互いに密接して積層されるコネクタと干渉することがある。カード収容体（card cage）のように、コネクタを密接した積層配置で配列することを望む場合、例えば、ハウジング壁の包体内で実質的に機能すると共に更にハウジング同士が完全に嵌合したことを明確に知らせるラッチシステムを有することが望まれる。又、不完全なラッチ及び不完全な嵌合の可能性を最小化することができるラッチシステムを提供することが望まれる。
欧州特許出願公開第０５１０２２９号及び仏国特許出願公開第２６６９８９７号は、第１及び第２コネクタを嵌合軸に沿って互いにラッチするためのシステムを開示している。各システムの第１コネクタは、第１コネクタハウジングの共通側に沿って離れた１対のラッチアームを含み、これらアームは、第２コネクタの対応する共通側面に形成されたエンボスと協働するようになっている自由端に至るまで延びている。
【発明の開示】
本発明の目的は、端子をコネクタ内に嵌合する前に１対のコネクタの軸整合及び方向付けを安定させるラッチシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、１対のコネクタの端子の嵌合及び嵌合解除の双方を迅速に行うことを保証するラッチシステムを提供することにある。
本発明は、第１及び第２コネクタを嵌合軸に沿って互いにラッチするためのシステムを提供し、第１及び第２コネクタは、それぞれ第１及び第２ハウジングと、第１ハウジングの共通側（１２４）に沿って離れると共に自由端に至るまで延びる１対のラッチアームとを含んでいる。ラッチアームは、第２ハウジングの対応する共通側面に配置された相補的な各ラッチエンボスと協働し、それらのカム面がエンボスの表面を圧迫するときに前記第１ハウジングの端部に向かって撓み、その後、ラッチ突起が、エンボスを通過してその背後にラッチするようになっている。このシステムは、次の点を特徴とする。即ち、第２ハウジングの共通側面は、梁を有する１対のエンボスを含んでいる。この梁は、エンボスから外側に嵌合面を超えて自由端に至るまで延びる。１対のコネクタが嵌合する際には、梁の自由端は、第２ハウジングの共通側の表面部分に沿って外側に延びて、嵌合の最終段階の際に互いに対するコネクタの軸整合及び方向付けを安定させる。自由端は、嵌合の当初段階の際に１対のコネクタが軸方向に整合するまでラッチアームの側方を自由に延び、嵌合の最終段階の際にラッチアームはラッチする。
実施形態におけるエンボスは、略Ｌ字形であると共に、ハウジングから外側に自由端に至るまで延びる梁と、ラッチアームを撓ませる幅広ブロック状基部とを具備している。Ｌ字形エンボスのブロック状部は、嵌合の際におけるラッチに対する実質的な抵抗を生じさせるので、アームを外側に撓ませるためにより多くの力が必要とされる。増加された力によって生じた運動量は、コネクタの嵌合を速め、ラッチアームが対応するエンボスの端部の背後にラッチするまでコネクタを互いに迅速に移動させる。ラッチアームのラッチ突起がエンボスの前部の最大半径部を通過すると、ラッチに対する抵抗は、突然終了する。ラッチ突起は、エンボスの平坦面に沿って移動することを続行し、エンボスの端部に到達すると、エンボスの背後に即座にラッチしコネクタを互いに固定する。コネクタの嵌合解除の際におけるラッチアームとエンボスの後方を向く表面との間の抵抗を克服するために必要とされる力は、コネクタの嵌合解除を加速させるので、システムが通電しているときにおいてコネクタが嵌合解除のときに、端子に対するいかなる損傷も最小化する。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
ラッチシステムは、リセプタクルコネクタと嵌合可能な端子ブロックコネクタに使用されて示されている。端子ブロックコネクタは、ピンヘッダとして示され、カード収容体に実装されるようになっている。ラッチシステムは、他のコネクタにも同様に使用されうることが理解されよう。
図１乃至図６に示すように、リセプタクルコネクタ１２０は、側壁１２４及び端壁１３０を有するハウジング１２２を含んでいる。側壁１２４及び端壁１３０は、互いに基部１３２を伴って嵌合面１３３に開口するプラグ受容キャビティ１３４を画定する。複数の端子１３８は、キャビティ１３４内に配置され、各端子１３８は、嵌合相手のコネクタ２０の相補的端子（図示せず）と嵌合するために配置された第１接続部１４０を有する。図１に示すように、リセプタクルコネクタ１２０は、回路基板１６０の端子パッドに電気的に接続されるようになっている第２接続部（図示せず）を有するライトアングル型のコネクタである。基板実装面１３５と反対側の側壁１２４は、この共通側壁１２４に沿って選定距離離れた１対のラッチアーム１２６を含んでいる。ラッチアーム１２６は、嵌合面１３３近傍の自由端１３７に至るまで延びている。ここに示すように、ラッチアーム１２６は側壁１２４の凹部１２５内に配置され、その結果、ラッチアーム１２６は側壁１２４の板厚内に実質的に含まれ、これにより、図１に示すように、コネクタ１２０はカード収容体等に使用されるためのシェル１５０内に配置されることができる。更に、側壁１２４は、ラッチアーム１２６の先端近傍の過応力防止エンボス１２９を含んでいる。又、ハウジング１２２は、１対の案内ポスト１３１を含んでいる。１対の案内ポスト１３１は、当初の整合を確立するために、端壁１３０近傍の嵌合面１３３から外側に延びている。
図１乃至図６を参照すると、プラグコネクタ２０は、摺動可能にシェル部２４内に受容されるプラグ部４０を有するハウジング２２を含んでいる。プラグ部４０は、側壁４８を含む。１対のラッチエンボス５０は、共通側壁４８に沿ってハウジング２２から第２選定距離延びて嵌合面４６を超えて自由端５３に至る梁５２を含んでいる。エンボス５０は、エンボス５０の後方ブロック状部よりも幅狭の梁５２を有する略Ｌ字形である。ブロック状部は、嵌合面４６近傍のラッチ係合面５１と、後方を向くラッチ面５４とを含む。
図２は、プラグ２０の対応する開口３３と整合した各案内ポスト１３１を嵌合させるために整列した第１及び第２コネクタ１２０，２０と、リセプタクルコネクタ１２０の嵌合面１３３近傍の梁５２の先端５３とを示している。図３において、コネクタ１２０，２０は互いに接近し、梁５２は、ラッチアーム１２６の先端のラッチ突起１３６間の空間１２３内に入り込むと共に、ラッチアーム１２６の先端の傾斜面（カム面）１２７が図４に示すようにエンボス５０のラッチ係合面５１と係合するまでラッチアーム１２６の側方を自由に通過する。この嵌合の段階において、移動に対する抵抗がカム面１２７と５１との係合によって増加し、増加された力がプラグ２０をリセプタクル１２０に嵌合するために必要とされる。この力によって生じた運動量は、コネクタが嵌合する速度を速める。この力が増加するにつれて１対のコネクタは互いに接近し、ラッチアーム１２６は、ラッチ突起１３６がエンボスの前部の最大半径部を通過してラッチに対する抵抗が突然小さくなるまでエンボス５０によって外側に撓む。ラッチ突起１３６は、ラッチアームがラッチ面５４に到達するまでエンボスの平坦面に沿って移動する。ラッチ面５４では、ラッチアーム１２６が元の位置に復帰し、ラッチ面１２８がエンボス５０のラッチ面５４と係合して２つのコネクタ２０，１２０を互いに堅固に保持する。図２乃至図６に示すように、側壁１２４もまた隆起したエンボス１２９を含んでいる。エンボス１２９は、過応力防止機構として動作し、ラッチアーム１２６がそれらの破壊点を過ぎて外側に撓むのを防止する。図６は、完全嵌合位置における２つのコネクタ２０，１２０を示している。
本発明のラッチシステムは、多くの利点を有する。エンボス５０及びラッチアーム１２６の形状は、１対のコネクタを嵌合又は嵌合解除するための力を増加するように寸法設定されている。余分な力は、アーム１２６を撓ませるのに十分であるので、一旦撓みが始まると嵌合又は嵌合解除の完了が迅速になされ、コネクタ２０，１２０が完全に嵌合又は嵌合解除されることの保証を助ける。嵌合又は嵌合解除がなされる際の速度は、電流が流れている、即ち通電中にコネクタが嵌合又は嵌合解除されるときのコネクタにおける端子への損傷を最小化する。
エンボス５０における梁５２の延長された長さ部分は、ヘッダのピン端子に対するリセプタクル端子の嵌合がなされる前に、プラグコネクタ２０がリセプタクルコネクタ１２０に対して適正に案内され、軸整合及び方向付けがなされることを保証する。案内ポスト１３１が整合をし始める間、梁５２は、２つのコネクタ２０，１２０が所定角度で嵌合しないことを保証する。エンボス５０の表面５１は、プラグ２０の嵌合面４６から十分な距離であり、エンボス５０のラッチ係合面５１とラッチアーム１２６の先端のカム面１２７との間の抵抗を克服するための力の増加の下でプラグコネクタ２０が加速を開始するまで、端子１３８が接触しないことを保証する。又、嵌合解除の際におけるラッチアーム１２６のラッチ面１２８に対するエンボス５０及びラッチ面５４の抵抗は、ラッチアーム１２６を外側に撓ませるのに十分な力を必要とさせ、このため、コネクタ２０，１２０は再度迅速に嵌合解除状態となり、嵌合解除状態における通電中の端子へのいかなる損傷も最小化される。
本発明のラッチアームは、コネクタの側壁の包体内で実質的に動作するので、コネクタ１２０は、側壁上にラッチのための付加的な空間を必要とすることなく、又、回路基板上に端部ラッチのための付加的な実装領域を必要とすることなく、互いに近接して配置される。又、コネクタ１２０は、図１に示された各外側シェル１５０に挿入されることも可能であり、例えば、カード収容体等に使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リセプタクルと嵌合する前のプラグ及びリセプタクルコネクタの斜視図である。リセプタクルは、回路基板及びパネルのフレームから分解されている。
【図２】１対のコネクタの当初の整合を示す平面図であり、コネクタの端部に設けられた案内ポストは整合している。
【図３】１対のコネクタの部分的嵌合を示す図２と同様の平面図であり、エンボスがラッチアーム側方の対応する開口に入り込んでいる。
【図４】１対のコネクタの更なる嵌合を示す図２と同様の平面図であり、ラッチアームの端部がエンボスの幅広部分と係合している。
【図５】図２と同様の平面図であり、１対のコネクタはほとんど嵌合し、ラッチアームはエンボスの周囲に撓んでいる。
【図６】１対のコネクタが完全に嵌合し、ラッチアームがラッチエンボスの周囲と係合している１対のコネクタを示す図２と同様の平面図である。

Claims (4)

1. 第１及び第２コネクタ（１２０，２０）を嵌合軸に沿って互いにラッチするためのシステムであって、前記第１及び第２コネクタは各ハウジング（１２２，２２）を含み、該第１ハウジング（１２２）は自由端（１３７）に至るまで延びる１対のラッチアーム（１２６）を有し、該ラッチアーム（１２６）は、前記第２ハウジング（２２）の対応する共通側壁（４８）に沿って配置された相補的な各ラッチエンボス（５０）と協働し、前記ラッチアーム（１２６）のカム面（１２７）が十分な抵抗を伴って前記エンボス（５０）の各ラッチ係合面（５１）と係合するときに前記第１ハウジング（１２２）の端壁（１３０）に向かって互いに離れる方向に撓み、その後、前記ラッチアーム（１２６）の互いに向かって向き合うラッチ突起（１３６）が前記エンボス（５０）を通過してそれらの背後にラッチするようになっているラッチシステムにおいて、
   前記１対のラッチアーム（１２６）は、前記第１ハウジング（１２２）の共通側壁（１２４）の凹部（１２５）内で該共通側壁（１２４）に沿って離れており、
   前記第２ハウジング（２２）の前記共通側壁（４８）は、それから外側に延びて嵌合面（４６）を超えて自由端（５３）に至る梁（５２）を有する１対のエンボス（５０）を含み、
   前記コネクタ（１２０，２０）の嵌合がなされる際に、前記梁（５２）の前記自由端（５３）は前記第２ハウジング（２２）の前記共通側壁（４８）の表面部分に沿って外側に延びて、嵌合の最終段階の際に互いに対する前記コネクタ（１２０，２０）の軸整合及び方向付けを安定させ、前記梁は、嵌合の当初の段階の際に前記コネクタ（１２０，２０）が軸方向に整合するまで前記ラッチアーム（１２６）の側方を自由に通過し、嵌合の最終段階の際に前記ラッチアーム（１２６）はラッチすることを特徴とするラッチシステム。
2. 前記ラッチアーム（１２６）が前記ラッチ係合面（５１)の周囲に撓んで前記エンボス（５０）の背後にラッチし、前記コネクタ（１２０，２０）の嵌合を迅速に成し遂げる抵抗を克服するための増加された軸嵌合力が適用されるまで更なる嵌合がなされえないことを特徴とする請求項１記載のラッチシステム。
3. 前記エンボス（５０）は、略Ｌ字形であることを特徴とする請求項１記載のラッチシステム。
4. 前記第１ハウジング（１２２）は、各前記ラッチアーム（１２６）の前記自由端（１３７）近傍であって、前記第１ハウジング（１２２）の側部から離れて前記ラッチ突起（１３６）と反対側に位置した過応力防止エンボス（１２９）を更に含んでいることを特徴とする請求項１記載のラッチシステム。

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