JP2006294410A - コネクタ及び開口窓部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】 アンテナ等の電極とリード線とを接続するためのコネクタが電極を傷つけるのを防止する。
【解決手段】 取出電極26は外力が及ぼされないかぎりは収容空間24の開口から突出しないので、ソケットハウジング20にプラグハウジング40を嵌合させる作業時にソケットハウジング20ががたついても、被着面の電極を傷つけるおそれがない。
【選択図】 図6

Description

本発明は、物体の表面に取り付けられるコネクタの技術分野に属する。
ガラス板にアンテナ回路を設けたり(ガラスアンテナ)、アンテナ回路が設けられた絶縁性フィルム(フィルムアンテナ)をガラス板やポリカーボネート板に積層したものが、自動車のウインドガラス等で用いられている。
これらのアンテナは、ガラス板又はフィルムの表面に設けられた電極にてリード線と接続させられ、そのリード線によって電気機器(例えばラジオ、TV、ナビゲーションシステム等)に接続される。
このアンテナの電極とリード線とを接続するためのコネクタがある。例えば特開2004−82749号公報には、アンテナの電極に接触導通させられるコンタクトを備えて電極が配された面(被着面)に取り付けられるソケットハウジングと、リード線が連結されるターミナルを備え該ソケットハウジングに着脱可能であるプラグハウジングとからなり、プラグハウジングをソケットハウジングに連結するとコンタクトとターミナルとが導通するアンテナ用コネクタが開示されている。
特開2004−82749号公報
特許文献1のアンテナ用コンタクトのように、ソケットハウジングのコネクタが露出していると、ソケットハウジングを被着面に接着する際に、コネクタが電極として塗布された導電塗装を傷つけたり、最悪の場合導電塗装が剥がれて導通が取れなくなるおそれがあった。また、被着面に取り付けられているソケットハウジングにプラグハウジングを嵌合させる作業時に少なからずソケットハウジングにがたつきが生じるので、そのがたつきにより、コンタクトが導電塗装を傷つけたり、剥がしてしまうおそれもあった。
こうした問題は、アンテナ用コネクタに限らず、電極が設けられた面上に取り付けるコネクタに共通する問題であった。
請求項1記載のコネクタは、
被着面側に配された電極と電気的に接続するための取出電極を備えて前記被着面に取り付けられるソケットハウジングと、リード線が連結されるターミナルを備え該ソケットハウジングに着脱可能であるプラグハウジングとからなり、前記プラグハウジングを前記ソケットハウジングに連結すると前記取出電極と前記ターミナルとが導通するコネクタにおいて、
前記ソケットハウジングは、底面が前記被着面に接着される底部と、該底部に設けられて前記取出電極の少なくとも一部を収容する収容空間とを備え、
前記取出電極は、少なくとも前記プラグハウジングが前記ソケットハウジングに連結されていない状態では前記収容空間から前記被着面側に突出しない
ことを特徴とする。
取出電極(特許文献1でいうコンタクトに相当)は、プラグハウジングがソケットハウジングに連結されていない状態では収容空間から被着面側に突出しないので、ソケットハウジングを被着面に接着する際に取出電極が被着面の電極を傷つけたり、電極を剥がしてしまうおそれがない。また、ソケットハウジングの接着に際して、取出電極は何も影響を及ぼさず(邪魔にならず)、取出電極が収容空間の中にあるから、接着作業時に接着剤が取出電極に付着するおそれもない。
このコネクタは、ソケットハウジングを被着面に接着して、接着剤が十分に硬化した後にプラグハウジングをソケットハウジングに連結するので、ソケットハウジングにプラグハウジングを嵌合させる作業時にソケットハウジングががたつく可能性は小さいが、がたついたとしても、取出電極が収容空間内にあるので被着面の電極を傷つけるおそれがない。
なお、収容空間が取出電極で完全に閉鎖されずに隙間ができる構成にしておけば、被着面への取付時に優れた効果がある。具体的には、特許文献1のアンテナ用コネクタのように面上に取り付けるコネクタの場合、被着面の電極に対しての位置決めが難しく、従来は電極を大きめにすることで対応していた。しかし、上述のように隙間を設けておけば、その隙間から電極の位置を確認できるので、取付作業時に電極に対して位置決めしやすい。
請求項2記載のコネクタは、請求項1記載のコネクタにおいて、前記収容空間は前記底面に開口しており、前記取出電極は、前記プラグハウジングを前記ソケットハウジングに連結すると前記プラグハウジングから及ぼされる押圧力によって前記開口から突出して前記電極に接触導通させられることを特徴とする。
このコンタクトは、まずソケットハウジングを被着面に接着してから(接着剤が十分に硬化した後に)プラグハウジングをソケットハウジングに連結する。この連結により、取出電極はプラグハウジングから及ぼされる押圧力によって収容空間の開口から突出して被着面の電極に接触導通させられる。プラグハウジングをソケットハウジングに連結することで取出電極を電極と接触導通させるまでは両者が接触しないので、取出電極が被着面の電極を傷つけるおそれがない。
取出電極に押圧力を及ぼすためには、プラグハウジングに例えば押圧突起を設けておけばよい。特に、ターミナルが押圧突起を兼ねる構造にすると部品点数の増加を防止できる。また、1つの取出電極と電極との接点を複数にすれば両者の接触をより確実にできる。
請求項3記載のコネクタは、請求項1記載のコネクタにおいて、前記取出電極は、前記プラグハウジングを前記ソケットハウジングに連結した後も前記電極と接触せず、前記電極と対面して容量結合を構成することを特徴とする。
即ち、プラグハウジングをソケットハウジングに連結する前も、連結した後も取出電極が電極と接触しないので、取出電極が被着面の電極を傷つけるおそれがない。
なお、請求項3記載のコネクタでは、取出電極を電極と接触させないので、収容空間を底面に開口させる必要はない。
請求項1、2又は3のコネクタにおいて、取出電極は、導電性エラストマ、金属ワイヤ等の導電性フィラーを添加したエラストマ、ばね性金属、弾性の合成樹脂に金属めっきしたもの等の導電性の弾性材で形成することができる(請求項4の構成)。特に、請求項5記載のばね性金属、例えばリン青銅、ベリリウム銅、ステンレス鋼、SK材(ばね鋼)等は加工性やコスト面で優れている。この場合、取出電極の表面にスズ、金、銀、ニッケル等のめっきを施して導電性を良好にすることができる。なお、請求項4、5は好適な材料の例示であり、これら以外でも採用できる。また、取出電極をソケットハウジングに取り付けるには、機械的な嵌合、接着、溶着、インサート成形等を採用すればよい。
請求項1〜5のいずれか1項に記載のコネクタは、自動車のウインドガラス等の開口窓部材の表面に装着するのに適しており、これを開口窓部材に取り付ければ請求項6記載の開口窓部材になる。
次に、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は下記の実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
[実施の形態1]
プラグハウジングをソケットハウジングに連結すると取出電極が電極に接触導通する構造のコネクタを実施の形態1として説明する。
以下の説明で参照する図1はコネクタ10のソケットハウジング20とプラグハウジング40とを分離した状態の底面側斜視図、図2はソケットハウジング20とプラグハウジング40とを連結した状態の底面側斜視図、図3はソケットハウジング20とプラグハウジング40とを分離した状態の上面側斜視図、図4はソケットハウジング20とプラグハウジング40とを連結した状態の上面側斜視図、図5はソケットハウジング20とプラグハウジング40とを分離した状態の断面図、図6はソケットハウジング20とプラグハウジング40とを連結した状態の断面図である。
ソケットハウジング20のベース部21は略長方形で、その底面22は接着面となる。一方、ベース部21の上面側には長手方向に沿った溝23が設けられている。そして、ベース部21には、溝23の底と底面22で開口する、2つの収容空間24が貫通形成されている。また、底面22のみに開口している長穴25も設けられている。
ソケットハウジング20には2つの取出電極26が取り付けられている。取出電極26は、長方形状のフレーム27と2枚のばね接点28とからなり、ばね性金属(本実施の形態ではリン青銅にスズめっきしたもの)で形成されている。
ばね接点28は、フレーム27の相対する辺からそれぞれ延出されており、図3に良好に示されるように、互いに交差する方向に傾斜している。そして、先端部は弧状に曲げられていて、その凸部分29が、ガラスアンテナ又はフィルムアンテナの導体に設けられた電極87と接触してアンテナとの導通を取るために使用される。但し、ばね接点28に外力が作用していないときには、図5に良好に示されるように、凸部分29は収容空間24の中に位置しており、底面22の開口から突出することはない(凸部分29以外もこの開口から突出しない)。
ソケットハウジング20の ベース部21の上面には係止リブ30及びガイドリブ31が立設されている。係止リブ30は上側が傾斜面32aになった係止突起32を備えており、ガイドリブ31の上端部には案内面となる傾斜面31aが設けられている。
係止リブ30及びガイドリブ31は、中央に係止リブ30、その両隣にガイドリブ31の配置で並立され、そうした係止リブ30とガイドリブ31の組が溝23を挟んで相対する2辺それぞれに沿って1組ずつ配されている。そして、係止リブ30同士は互いの係止突起32を対向させる姿勢で向かい合いになり、ガイドリブ31同士は互いの傾斜面31aを対向させる姿勢で向かい合いになっている。つまり、係止リブ30同士、ガイドリブ31同士が互いに鏡像となるように対をなして対面している。
プラグハウジング40の底部には、ソケットハウジング20の溝23に嵌合する寸法の凸台41が設けられている。
この凸台41の収容空間24に対応する位置には、ターミナル43(図5参照)の頭部44が突出している。なお、頭部44は押圧突起として機能するが、その詳細は後述する。
ターミナル43は、板金製(例えば取出電極26と同材質)で、機械的な嵌合、接着、溶着、インサート成形等によりプラグハウジング40に取り付けられている。
図5及び図6に良好に示されるように、2つのターミナル43の一方は同軸ケーブル(リード線)45の内部導体45aと連結され、他方は外部導体45bと連結される。
プラグハウジング40の側面部には、係止リブ30を挟んだ2枚のガイドリブ31の外側端面間の距離に対応する長さで、ガイドリブ31の肉厚に対応する深さの凹部46が設けられている。さらに、その凹部46の中央部には、係止リブ30の係止突起32の突出高さに対応する深さの係止凹部47が設けられている。
2箇所の凹部46間の距離(凹部46によってくびれている部分の幅)は、対面しているガイドリブ31間の距離及び係止突起32の突出分を除いた係止リブ30間の距離に整合しており、図2及び図4に良好に示されるように、対面している、ガイドリブ31間及び係止リブ30間に嵌合可能である。
この嵌合は、図1、図3及び図5に示される状態からソケットハウジング20とプラグハウジング40とを接近させ、互いを押し着けるようにすることで行われるが、このときに係止突起32の傾斜面32a及びガイドリブ31の傾斜面31aが案内面として機能する。
また、凹部46が対面する係止リブ30間に進入する際には、凹部46が係止突起32の傾斜面32aに接触するので、凹部46から傾斜面32aに及ぼされる力によって係止リブ30が外側に押されて弾性変形する。
そして、係止凹部47が係止突起32に対応する位置になると、上述の傾斜面32aに及ぼされていた力が働かなくなるので、係止リブ30が弾性復帰して係止突起32が係止凹部47に係止する。
これにより、ソケットハウジング20とプラグハウジング40とがはめ合わせ状態で連結される。なお、係止リブ30を外側に弾性変形させて係止突起32の係止を解除すれば、この連結を解除してソケットハウジング20とプラグハウジング40と分離できる。
なお、この実施例では係止リブ30同士、ガイドリブ31同士が互いに鏡像となるように対をなしているが、鏡像関係にする必要はなく、ソケットハウジング20とプラグハウジング40とが強固に連結される位置関係であればよい。
上述のようにソケットハウジング20とプラグハウジング40とをはめ合わせ連結すると、プラグハウジング40の凸台41がソケットハウジング20の溝23に嵌合し、図6に良好に示されるように、ターミナル43の頭部44が収容空間24に進入して取出電極26のばね接点28を押圧する。するとばね接点28が弾性変形して、凸部分29が底面22の開口から突出する。
従って、この凸部分29の突出位置(収容空間24の開口位置)をガラスアンテナ又はフィルムアンテナの電極と合わせて、ソケットハウジング20をアンテナが設けられているウインドガラス等に接着しておけば、電極と取出電極26(凸部分29)とが接触導通し、またターミナル43(頭部44)と取出電極26(ばね接点28)とも接触導通するので、結局、アンテナと同軸ケーブル45とが導通する。これにより、同軸ケーブル45が接続されている電気機器(例えばラジオ、TV、ナビゲーションシステム等)はアンテナからの信号を取得できる。
取出電極26は外力が及ぼされないかぎりは収容空間24の開口から突出しないので、ソケットハウジング20の底面22をウインドガラス等の表面(被着面)に接着する際に、取出電極26(ばね接点28)がアンテナの電極に接触しない。すなわち、接着時には、取出電極26はソケットハウジング20にも被着面にも、何の影響を及ぼさない(邪魔にならない)ので、接着剤層65が固化して十分な接着強度が発生するまでの不安定な状態の時にソケットハウジング20を被着面から剥がす力や、位置ずれさせるような力が作用することはなく、確実な接着が行える。
また、取出電極26(特に凸部分29)が収容空間24の中にあるから、接着作業時に接着剤が取出電極26(特に凸部分29)に付着するおそれもない。
また、長穴25は余剰の接着剤を受け入れる働きをするので、接着剤が収容空間24の中に進入したり、外周にあふれ出るのを防止できる。
さらに、取出電極26は、外力が及ぼされていないときには収容空間24の開口から突出しないので、ソケットハウジング20にプラグハウジング40を嵌合させる作業時にソケットハウジング20ががたついても、被着面の電極を傷つけるおそれがない。
しかも、2つのばね接点28間に隙間が形成されていて、この隙間を通して収容空間24の開口側が見えるので、ソケットハウジング20を被着面に接着する作業時には、この隙間から相手方の電極の位置を確認できる。このため、ソケットハウジング20の取付作業時に電極に対して位置決めしやすい。
また、1つの取出電極26に2つのばね接点28があって、2つのばね接点28が電極と接触する構成であるから、取出電極26と電極との接触をより確実にできる。
この実施の形態1では、ばね接点28に外力が作用していないときには、凸部分29は収容空間24の中に位置する設定であるが、少なくとも底面22の開口から突出しなければよいので、コンタクトの接点部分(実施の形態では凸部分29)が底面22の延長面に接する位置なら許される。また、この部分がごくわずかに(いわゆる製造誤差のレベルで)開口から突出しても実施の形態で説明したのと同様の効果が得られる。
[実施の形態2]
容量結合型のコネクタを実施の形態2として説明する。
以下の説明で参照する図7はコネクタ50のソケットハウジング60とプラグハウジング80とを連結した状態の上面側斜視図、図8はソケットハウジング60とプラグハウジング80とを分離した状態の上面側斜視図、図9はソケットハウジング60とプラグハウジング80とを分離した状態の底面側斜視図、図10はソケットハウジング60を窓部材に接着した状態の部分断面図、図11はソケットハウジング60とプラグハウジング80とを連結した状態の部分断面図、図12は開口窓部材の電極配置の例示図である。
ソケットハウジング60のベース部61は略長方形であり、ベース部61の底面67は接着面とされて、図10及び図11に示されるように接着剤層65により窓部材69に接着される。
また、ベース部61の底面67には、余剰の接着剤を受け入れるための穴71が設けられているので、余剰の接着剤が外周にあふれ出るのを防止できる。
ベース部61は略箱状になっており、その底には2箇所の収容空間72が形成されている。これら収容空間72は有底であり底面67には開口していない。
その収容空間72には、取出電極73の接触ばね部74が収容されている。取出電極73は、ばね性金属(本実施の形態ではリン青銅にスズめっきしたもの)で形成されており、本体部分は平板状で、ベース部61の底部75に埋設されている。そして、2枚の接触ばね部74は取出電極73の本体部分の一旦から折り返されており、外力が及ぼされない状態では接触ばね部74は一部を収容空間72の上方に突出させている。なお、取出電極73は、機械的な嵌合、接着、溶着、インサート成形等によりソケットハウジング60に取り付けられている。
ベース部61の長辺沿いの側壁77からは庇状の突起78が対向状に延出されており、また係合口79が設けられている。
プラグハウジング80の底部81にはソケットハウジング60の突起78に対応した凸部82が設けられており、中央の凸部82には係合口79に嵌合する嵌合突起83が設けられている。
また、底部81の底面にはターミナル84の接触部85が配設されている。ターミナル84は、板金製(例えば取出電極73と同材質)で、機械的な嵌合、接着、溶着、インサート成形等によりプラグハウジング80に取り付けられている。
2つのターミナル84の一方は同軸ケーブル(リード線)86の内部導体86aと連結され、他方は外部導体86bと連結される。
プラグハウジング80とソケットハウジング60の連結は、ソケットハウジング60を窓部材69に接着した後に行われる。
窓部材69には例えばガラスアンテナの電極87が配設されており、ソケットハウジング60は2つの取出電極73をそれぞれ電極87に対面させるように窓部材69に接着される。この接着により、対面する取出電極73と電極87とにより容量結合が構成される。
プラグハウジング80をソケットハウジング60に連結するには、まずプラグハウジング80をソケットハウジング60上に位置させ、次にプラグハウジング80の凸部82をソケットハウジング60の突起78間に合わせて、つまりプラグハウジング80とソケットハウジング60の凹凸をかみ合わせるようにして、プラグハウジング80の底部81をソケットハウジング60のベース部61に挿入する。
そして、プラグハウジング80の底部81とソケットハウジング60の底部75とを摺り合わせるようにして、プラグハウジング80を図11における右方向に移動させると、プラグハウジング80の凸部82が各々ソケットハウジング60の突起78下に進入して突起78によって係止され、また嵌合突起83が係合口79に嵌合する。
これと共にターミナル84の接触部85が取出電極73の接触ばね部74を押圧して接触ばね部74を収容空間72内に押し込めるように弾性変形させる。この弾性変形にともなう反発力で接触部85と接触ばね部74が接触導通するから、取出電極73と同軸ケーブル86とがターミナル84を介して導通する。また、取出電極73とアンテナの電極87とで容量結合を構成しているので、同軸ケーブル86が接続されている電気機器(例えばラジオ、TV、ナビゲーションシステム等)はアンテナからの信号を取得できる。
取出電極73はソケットハウジング60の底部75に埋設されていて、底面67側には露出されないので、ソケットハウジング60の底面67を窓部材69の表面(被着面)に接着する際に、取出電極73がアンテナの電極87に接触しない。すなわち、接着時には、取出電極73はソケットハウジング60にも被着面にも、何の影響を及ぼさない(邪魔にならない)ので、接着剤が固化して十分な接着強度が発生するまでの不安定な状態の時にソケットハウジング60を被着面から剥がす力や、位置ずれさせるような力が作用することはなく、確実な接着が行える。また、ソケットハウジング60にプラグハウジング80を嵌合させる作業時にソケットハウジング60ががたついても、被着面の電極87を傷つけるおそれがない。
また、1つの取出電極73に2枚の接触ばね部74があって、ターミナル84の接触部85と2箇所で接触する構成であるから、取出電極73とターミナル84との接触をより確実にできる。
[アンテナ電極の配置例]
上記の例では図10に示すようにアンテナの電極87が窓部材69の表面(被接着面)に露出しているが、図12(a)に例示するように、電極87が窓部材69の裏面(被接着面とは反対側)に配されていても、実施の形態2のコネクタであれば取出電極73とアンテナの電極87とによる容量結合で信号を取り出せる。また、図12(b)に例示するように、合わせガラス板等の窓部材69で、ガラス板と中間膜との界面(図とは逆側のガラス板と中間膜との界面でもよい)に電極87が配される場合でも、同様に信号を取り出せる。
[その他]
実施の形態1、2は本発明のコネクタをアンテナ用として具体化した例であるが、本発明のコネクタは、アンテナに限らず、ヒータ、センサなどの電極との導通などにも適用できる。
また、実施の形態1、2は取出電極を弾性材にした例であるが、ターミナル側を弾性材にすることもでき、その場合も実施の形態1、2と同様の効果が得られる。
また、自動車のウインドガラスのような窓部材に限らず、ガラス板やプラスチック板等に電極が設けられているものであれば特段の制限なく適用できる。
実施の形態1のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを分離した状態の底面側斜視図。 実施の形態1のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを連結した状態の底面側斜視図。 実施の形態1のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを分離した状態の上面側斜視図。 実施の形態1のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを連結した状態の上面側斜視図。 実施の形態1のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを分離した状態のA−A断面図。 実施の形態1のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを連結した状態のB−B断面図。 実施の形態2のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを連結した状態の上面側斜視図。 実施の形態2のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを分離した状態の上面側斜視図。 実施の形態2のコネクタのソケットハウジングとプラグハウジングとを分離した状態の底面側斜視図。 実施の形態2のソケットハウジングを窓部材に接着した状態の部分断面図。 実施の形態2のソケットハウジングとプラグハウジングとを連結した状態の部分断面図。 開口窓部材の電極配置の例示図。
符号の説明
10・・・コネクタ、
20・・・ソケットハウジング、
22・・・底面(接着面)、
24・・・収容空間、
26・・・取出電極、
27・・・フレーム、
28・・・ばね接点、
29・・・凸部分、
30・・・係止リブ、
31・・・ガイドリブ、
32・・・係止突起、
40・・・プラグハウジング、
43・・・ターミナル、
44・・・頭部(押圧突起)、
45・・・同軸ケーブル(リード線)、
46・・・凹部、
47・・・係止凹部、
50・・・コネクタ、
60・・・ソケットハウジング、
67・・・底面、
69・・・窓部材、
72・・・収容空間、
73・・・取出電極、
74・・・接触ばね部、
75・・・底部、
80・・・プラグハウジング、
83・・・嵌合突起、
84・・・ターミナル、
85・・・接触部、
86・・・同軸ケーブル、
87・・・電極。

Claims (6)

  1. 被着面側に配された電極と電気的に接続するための取出電極を備えて前記被着面に取り付けられるソケットハウジングと、リード線が連結されるターミナルを備え該ソケットハウジングに着脱可能であるプラグハウジングとからなり、前記プラグハウジングを前記ソケットハウジングに連結すると前記取出電極と前記ターミナルとが導通するコネクタにおいて、
    前記ソケットハウジングは、底面が前記被着面に接着される底部と、該底部に設けられて前記取出電極の少なくとも一部を収容する収容空間とを備え、
    前記取出電極は、少なくとも前記プラグハウジングが前記ソケットハウジングに連結されていない状態では前記収容空間から前記被着面側に突出しない
    ことを特徴とするコネクタ。
  2. 前記収容空間は前記底面に開口しており、
    前記取出電極は、前記プラグハウジングを前記ソケットハウジングに連結すると前記プラグハウジングから及ぼされる押圧力によって前記開口から突出して前記電極に接触導通させられる
    請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記取出電極は、前記プラグハウジングを前記ソケットハウジングに連結した後も前記電極と接触せず、前記電極と対面して容量結合を構成する
    請求項1に記載のコネクタ。
  4. 前記取出電極は導電性の弾性材で形成される請求項1、2又は3に記載のコネクタ。
  5. 前記取出電極はばね性金属で形成される請求項4に記載のコネクタ。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のコネクタのソケットハウジングが取り付けられていることを特徴とする開口窓部材。
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