JP2009503804A - 係止手段を備えるシールド電気コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】非導電性の第一ハウジング部分と、導電層を備えた非導電性の第二ハウジング部分とを有する二部分ハウジングを含む電気コネクタである。複数の導電性の端子は非導電性の第一ハウジング部分に取付けられている。端子は、相補的な相手側コネクタの適切なコンタクトに係合するためのコンタクト部分を備える。導電性の係止部材は、第二ハウジング部分の導電層と係合するようにハウジングに取付けられている。係止部材は、相補的な相手側コネクタの適切な係止部に係合するための係止部分を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、一般に、電気コネクタの分野に関し、特に、相補的な相手側コネクタに係止するための導電性の係止部を有するシールド電気コネクタに関する。また、本発明は、一般に、このコネクタの製造方法に関する。

一般に、電気コネクタは、一以上の導電性の端子が取付けられた特定の形態の絶縁性、あるいは、誘電性のハウジングを有する。該ハウジングは、一以上の導電性の端子を有する相補的な相手側コネクタ、あるいは、他の接続装置と嵌（かん）合するように構成されている。コネクタ組立体は通常、プラグ・レセプタクルコネクタ等の一組の嵌合コネクタを有するが、これらは雄コネクタ及び雌コネクタと呼ばれることもある。相互係合するコネクタ端子自体も、雄端子及び雌端子がある。

シールドされた電気コネクタもある。言換えると、コネクタの嵌合面（すなわち、一方のコネクタの端子が相手側コネクタの端子と嵌合する、すなわち、係合する面）が導電性のシールド、カバー、あるいは、シュラウドに取囲まれており、これらは通常、金属材料で形成されており、ＥＭＩ、あるいは、ＲＦＩ保護を提供する。これら金属シールドは通常別体の構成要素であり、少なくとも、コネクタの誘電性ハウジングの嵌合面を取囲んでいる。

コネクタを相補的な相手側コネクタに係止するための係止手段を備えたコネクタもある。この場合も、係止手段は通常、別体の構成要素、すなわち、例えば、コネクタに片持ち支持された外部アームであるが、シールドと一体の部分とすることができる。これら別体の構成要素はいずれも、小型化が必要な、あるいは、小型化が望ましい電気コネクタの大きさを増すことになり望ましくない。別体の構成要素、特に別体のシールドは、コネクタの製造及び組立コストを上げるとともに、コネクタの設計を複雑化するだけである。本発明は、新規で単純な係止システムを有する新規で改良されたシールド電気コネクタと、そのコネクタの製造方法とを提供することによって、これらの課題を解決するものである。

したがって、本発明の目的は、前述の特徴を有する新規で改良された電気コネクタと、そのコネクタの単純、かつ、低廉な製造方法とを提供することである。

本発明の例示的実施形態においては、コネクタは、少なくとも一個の二部分ハウジングを有し、該ハウジングは、非導電性の第一ハウジング部分と、導電層を備えた非導電性の第二ハウジング部分とを有する。非導電性の第一ハウジング部分には複数の導電性の端子が取付けられている。端子は、相補的な相手側コネクタの適切なコンタクトと係合するためのコンタクト部分を有する。ハウジングには、第二ハウジング部分の導電層と係合するように導電性の係止部材が取付けられている。係止部材は、相補的な相手側コネクタの適切な係止部と係合するための係止部分を有する。

本発明は、第二ハウジング部分の導電層が、第一ハウジング部分の実質的な終端領域及び端子、特に、コネクタの嵌合面を覆うためのシールドとして構成されていることも包含している。第一ハウジング部分は、端子のコンタクト部分が配設される嵌合部分を有する。第二ハウジング部分は、嵌合部分及びコンタクト部分を実質的に覆う導電性シュラウドを有する。

本明細書に開示した通り、コネクタハウジングの両側には、一組の導電性の係止部材が設けられている。好ましくは、係止部材は柔軟な金属材料製である。

本発明の一形態によれば、ハウジングは、導電性の係止部材が挿入される係止部収容通路を有する。係止部材は、通路に挿入されると、第二ハウジング部分の導電層と係合する。

本発明の他の一形態によれば、第二ハウジング部分は非導電性の本体を有し、そのうちの少なくとも導電性の係止部材と係合する領域は導電性めっきで覆われている。好ましい実施形態においては、非導電性の本体は、第一ハウジング部分の一部分を覆うようにオーバーモールドされており、導電性めっきは、少なくとも、第二ハウジング部分のうちの導電性の係止部材と係合する部分を覆うように施されている。

本発明は、この電気コネクタの製造方法も包含しており、本方法は、第一及び第二の並設されたハウジング部分を非導電性材料で互いに付着した状態で成形する段階を含む。導電性めっき層は、第二ハウジング部分の露出表面領域に施される。導電性の係止部材は、第二ハウジング部分の導電性めっき層と係合するように取付けられる。

本発明によれば、両ハウジング部分は、ツーショット成形プロセスにおいて液晶ポリマーで成形することができ、第二ハウジング部分は、第一ハウジング部分の一部を覆うようにオーバーモールドされる。第二ハウジング部分は、パラジウムと混合されたポリマーで形成されているため、銅や金等の金属層は第二ハウジング部分のみに付着する。二部分ハウジングは、めっき段階に先立って、めっき材料の付着を容易にするためにエッチングしてもよい。

本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面と組合せて行われる次の詳細な説明から明らかになるであろう。

新規であると考えられる本発明の各特徴は、添付の特許請求の範囲において具体的に述べられている。本発明は、その目的及び利点とともに、添付図面と組合せて行われる次の説明を参照することによって最もよく理解することができるであろう。各図面において、類似の符号は類似の要素を示す。

図面をより詳細に参照して説明する。最初に図１〜３を参照すると、本発明は、全体を１２（図１）で示す電気コネクタとして具体化されており、このコネクタは、全体を１４で示す二部分ハウジングを有する。該二部分ハウジングは、全体を１６（図３）で示す非導電性の第一ハウジング部分と、全体を１８（図２）で示す導電性の第二の、すなわち、シールドハウジング部分とを有する。以後、非導電性の第一ハウジング部分１６は「終端」ハウジング部分と称し、導電性の第二ハウジング部分１８は「シールド」ハウジング部分と称する。全体を２０（図１）で示す一組の係止部材が、図８において全体を２２で示す相補的な相手側コネクタと嵌合するためにコネクタ１２の両側部に設けられている。係止部材については、後で図４と関連してより詳細に説明する。

図１と組合せて図３を参照すると、終端ハウジング部分１６は、液晶ポリマー等の誘電性材料によって一体的に成形された一体構造体である。終端ハウジング部分は横断方向本体部分１６ａを有し、その内部に、後で分かるように、複数の端子が取付けられている。複数のチャネル１６ｃを備えた嵌合舌部分１６ｂが本体部分から前方に突出しており、チャネル１６ｃ内に、端子のコンタクト部分が配設される。

図１と組合せて図２を参照すると、シールドハウジング部分１８も、終端ハウジング部分１６を囲むように液晶ポリマーによって一体的に成形された一体構造体である。しかしながら、シールドハウジング部分１８のポリマーは、後で説明するが、このハウジング部分を導電性金属めっきでめっき可能とするパラジウム等の材料と混合されている。一方、終端ハウジング部分は、いずれの露出部分も導電性金属めっきでめっき可能ではない。

シールドハウジング部分１８は、終端ハウジング部分の横断方向本体部分１６ａ（図３）を覆う横断方向本体部分１８ａを有する。シュラウド部分１８ｂが、終端ハウジング部分の嵌合舌部分１６ｂを取囲むように本体部分から前方に突出している。したがって、横断方向本体部分１８ａとシュラウド部分１８ｂとは、コネクタの終端の実質的にすべての領域に亘（わた）ってシールドを提供している。一組の通路２４（図２）がシールドハウジング部分の両端部に形成されており、その内部に一組の係止部材２０が取付けられている。シュラウド部分１８ｂの両側部、すなわち、両端から、一組の柱状脚部１８ｄが前方に突出している。通路２４は、脚部１８ｄ内に延在し、該脚部１８ｄの両側部において外側に開口したスロット部分２４ａを有する。図１から分かるように、係止部材の柔軟な係止アーム（後述する）が曲がってスロット部分２４ａに入る。

この時点で、シールドハウジング部分１８及び終端ハウジング部分１６は、本発明による実施に際しては、決して図２及び３に示すような単独構成要素として存在することはない、ということを理解すべきである。本発明の方法（後述する）によれば、シールドハウジング部分１８は、ツーショット成形プロセスにおいて終端ハウジング部分１６の一部分を取囲むようにオーバーモールドされる。シールドハウジング部分は、図２に示す分離された構成要素として前述したが、これはシールドハウジング部分の構造を明確、かつ、簡潔に理解することができるようにするためである。シールドハウジング部分１８が図１に示すように終端ハウジング部分１６の周りにオーバーモールドされると、シールドハウジング部分の横断方向本体部分１８ａとシュラウド部分１８ｂとは、終端ハウジング部分の横断方向本体部分１６ａと嵌合舌部分１６ｂとを覆い、コネクタの嵌合面をシールドする。シュラウド部分１８ｂは、図１から分かるように、嵌合舌部分１６ｂの上方に離間している。図５Ａ及び５Ｂから理解することができるように、適切に構成された成形ダイの中子ピンが係止部収容通路２４内部に挿入されて該通路２４を形成する。この結果、以下から分かるように、各通路の内面が、対応する係止部材２０と係合するための、めっき可能なプラスチックで形成された対応する通路の内壁を形成する。

図４は、係止部材２０の一方を示す。該係止部材は、導電性シートメタル材料から打抜き成形される。各係止部材は、図４から分かるように略Ｕ字状である。各係止部材は、前方に突出する板状固定部分２０ａと、前方に突出する柔軟な係止アーム２０ｂとを有する。該係止アームは先端２０ｃで終端しており、外側に突出する係止フック２０ｄが係止アームの先端に形成されている。複数の歯２０ｅが固定部分２０ａの一方の縁部に打抜き成形されており、導電性ハウジング部分１８の対応する通路２４の壁に喰（くい）込む（skive ）。安定化指部２０ｆが、固定部分２０ａの各側部で後方に延在しており、係止部材２０を対応する通路２４に保持するのを助ける。

図５Ａ及び５Ｂは、一方の係止部材２０が、シールドハウジング部分１８の一方の係止部収容通路２４に、矢印「Ａ」の方向に挿入されている状態を示す。係止部材が完全に挿入されると、該係止部材の固定部分２０ａ、具体的には固定部分の上縁及び下縁が、通路の上部及び下部に対して圧入され、係止部材が内部に固定される。特に、この固定は、固定部分の歯２０ｅが対応する通路の隣接する壁に喰込むとともに、安定化指部２０ｆが係止部収容通路２４の壁と係合することで行われる。シールドハウジング部分が導電性（後述する）であるため、係止部材２０はシールドハウジング部分１８と同電位である。さらに、係止部材２０が完全に挿入、あるいは、組立てられると、係止フック２０ｄは図１から分かるように、シールドハウジング部分の両側に露出される。係止フックは、係止アーム２０ｂと一緒に両頭矢印「Ｂ」（図１）の方向に撓（たわ）むことができる。

図６及び７は、どのように係止部材２０がシールドハウジング部分１８の通路２４に矢印「Ａ」の方向に挿入されるかを示す後面斜視図である。図６は、シールドハウジング部分から分離した終端ハウジング部分１６を示す。この場合も、実施の際には、この分離は決して起こらない。なぜなら、シールドハウジング部分は、後述のツーショット成形プロセスにおいて終端ハウジング部分を取囲むようにオーバーモールドされているからである。図７は、矢印「Ａ」の方向に、対応する係止部収容通路２４内に完全に挿入された二個の係止部材２０を示す。完全に挿入されると、係止部材の係止フック２０ｄは、通路のスロット部分２４ａから外側に突出する。

先に進む前に、図６及び７は、全体を３０で示す複数の導電性の端子を示し、この端子は、終端ハウジング部分１６の後方から複数の端子収容通路３２に挿入されている。端子は、終端ハウジング部分の嵌合舌部分１６ｂのチャネル１６ｃ（図３）内に前方に突出したコンタクト部分を有する。各端子３０は、プリント回路基板（図示せず）上の適切な回路トレースに接続するためのテール部分３０ａを有する。コネクタが相補的相手側コネクタ２２（図８及び９）と嵌合すると、端子３０のコンタクト部分は、相手側コネクタの適切なコンタクト（図示せず）と係合する。

図８及び９は、相手側コネクタ２２と嵌合可能な、本発明に係るコネクタ１２を示す。相手側コネクタは、コネクタ同士が図９に示すように嵌合したときにシールドハウジング部分１８のシュラウド部分１８ｂ及び脚部１８ｄ上に嵌（はま）るシュラウド部分２２ａを有する。相手側コネクタ２２のシュラウド部分２２ａの両端には、一組の開口部３６が形成されている。係止フック２０ｄは、図８から分かるようにスロット部分２４ａから外側に突出しており、両コネクタが互いに嵌合されると、係止部材２０の係止アーム２０ｂの柔軟性のため、係止フックは内側に撓んだ後、外側に戻って相手側コネクタの開口部３６に「パチン」と嵌る。相手側コネクタのシュラウド部分２２ａは、好ましくは、開口部３６に延在する導電性材料によって製造される。したがって、シュラウド部分２２ａは、導電性の係止部材の係止フック２０ｄと開口部３６との間の直接接触、あるいは、間接的接触によって、シールドハウジング部分１８と同電位である。係止部材は導電性であり、導電性シールドハウジング部分１８と接触した状態で維持され、その導電性延長部を形成していることが重要な点である。

コネクタ１２の二部分ハウジング１４（図１）の製造方法を上で概説した。具体的には、非導電性の第一、あるいは、終端ハウジング部分１６を、適切に構成された成形ダイ内においてツーショット成形プロセスの第一「ショット」で成形する。非導電性の終端ハウジング部分は、高温ポリマー、例えば、シンジオタクチックポリスチレンや液晶ポリマー、あるいは、他の同様の非導電性材料、例えば、ポリクロム酸塩、ＡＢＳ、ポリプロピレンで成形する。次に、第二ショットにおいて、シールドハウジング部分１８を、図１に示し前述したように、成形ダイ内において終端ハウジング部分の上にオーバーモールドする。第二、あるいは、シールドハウジング部分は、終端ハウジング部分に使用したポリマーと同様の各種非導電性高温ポリマーで形成するが、このポリマーには、シールドハウジング部分を導電性金属材料でめっきすることを可能にする触媒を添加しておく。例えば、高温ポリマーは、１００〔ｐｐｍ〕のパラジウムと混合することができる。

次に、一体的に成形された二部分ハウジングを、全露出面をエッチングする材料の浴槽に浸漬する。次に、エッチングされた二部分ハウジングを無電解銅めっき浴に浸漬し、シールドハウジング部分１８の露出面にのみ付着する第一めっき層を形成する。次に、銅めっき層にのみ付着する無電解ニッケル−リン浴にハウジングを浸漬する。最後に、リン酸ニッケル層の外側に厚さ０．１〔μｍ〕程度等の金層を形成するために、ハウジングを無電解金めっき浴に浸漬する。この場合も、これら金属めっき層はすべて、シールドハウジング部分１８の露出面にのみ形成されるが、この露出面には、シールドハウジング部分１８の通路２４の内面、あるいは、内壁が含まれる。なぜなら、これら通路内面は、浴内のめっき材料に対して、通路内で「露出」されているからである。係止部材２０が通路２４に圧入されているため、導電性の係止部材は、通路の露出面上の導電性めっきと係合した状態である。このめっきは図５Ａ及び５Ｂにおいて４０で明確に示されており、係止部材の一部がめっきと係合している。

本発明は、本発明の思想、あるいは、中心的な特徴から逸脱することなく、他の特定の各種形態で具体化することができることが分かるであろう。したがって、本実施例及び本実施形態は、如何なる観点においても例示的であって限定的ではないと考えるべきであり、本発明は本明細書に記載した細部に限定されるものではない。

本発明に係る電気コネクタの前面斜視図である。 導電性シールドハウジング部分の斜視図である。 非導電性ハウジング部分の斜視図である。 一方の係止部材の斜視図である。 コネクタ、特に図１で見てコネクタの左側の係止領域を通る部分拡大水平断面図である。 コネクタの係止領域を通る拡大垂直断面図である。 コネクタの分解後方斜視図である。 組立状態のコネクタの後方斜視図である。 相補的な相手側コネクタと嵌合される直前のコネクタの斜視図である。 相手側コネクタと嵌合したコネクタの斜視図である。

Claims (22)

1. 非導電性の第一ハウジング部分と、導電層を備えた非導電性の第二ハウジング部分とを含む少なくとも一個の二部分ハウジングと、
   非導電性の第一ハウジング部分に取付けられ、相補的な相手側コネクタの適切なコンタクトに係合するためのコンタクト部分を備える複数の導電性の端子と、
   第二ハウジング部分の導電層と係合するようにハウジングに取付けられ、相補的な相手側コネクタの適切な係止部に係合するための係止部分を備える導電性の係止部材とを有する電気コネクタ。
2. 第二ハウジング部分の導電層は、端子と第一ハウジング部分の実質的な終端領域とを覆うためのシールドとして構成されている、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記第一ハウジング部分は、端子のコンタクト部分が配設される嵌合部分を含み、第二ハウジング部分の導電層は、嵌合部分とコンタクト部分とを実質的に覆うためのシュラウドを有する、請求項２に記載の電気コネクタ。
4. 前記導電性の係止部材は柔軟な金属材料から作られている、請求項１に記載の電気コネクタ。
5. 前記導電性の係止部材はハウジングの両側に一対設けられている、請求項１に記載の電気コネクタ。
6. 前記ハウジングは、導電性の係止部材が挿入される係止部収容通路を含む、請求項１に記載の電気コネクタ。
7. 前記通路は、ハウジング内に延在し、係止部材が貫通して突出する少なくとも一個の開口側面を含む、請求項６に記載の電気コネクタ。
8. 第二ハウジング部分の導電層は、導電性の係止部材と係合するための領域内に延在している、請求項１に記載の電気コネクタ。
9. 前記第二ハウジング部分は、第一ハウジング部分の一部分を覆うようにオーバーモールドされた非導電性の本体と、第二ハウジング部分のうちの導電性の係止部材と係合する部分を少なくとも覆う導電性めっきとを含む、請求項１に記載の電気コネクタ。
10. シールド電気コネクタであって、
    前方に突出する嵌合部分を備えた非導電性の第一ハウジング部分と、該第一ハウジング部分の実質的な終端領域を覆うためのシールドとして構成されるとともに、第一ハウジング部分の嵌合部分を実質的に覆うためのシュラウドを含む第二ハウジング部分とを含む二部分ハウジングと、
    非導電性の第一ハウジング部分に取付けられ、相補的な相手側コネクタの適切なコンタクトに係合するためのコンタクト部分が嵌合部分に備えられた複数の導電性の端子と、
    第二ハウジング部分と係合するようにハウジングに取付けられ、相補的な相手側コネクタの適切な係止部と係合するための係止部分を備えた導電性の係止部材とを有し、
    前記第二ハウジング部分は、導電性めっきによって覆われた非導電性の本体を含み、導電性めっきは、少なくとも、前記シュラウドを覆うとともに、導電性の係止部材と係合するための領域に延在している電気コネクタ。
11. 前記導電性の係止部材は柔軟な金属材料から作られている、請求項１０に記載の電気コネクタ。
12. 前記導電性の係止部材はハウジングの両側に一対設けられている、請求項１０に記載の電気コネクタ。
13. 前記ハウジングは、導電性の係止部材が挿入される係止部収容通路を含む、請求項１０に記載の電気コネクタ。
14. 前記通路は、ハウジング内に延在し、係止部材が貫通して突出する少なくとも一個の開口側面を含む、請求項１３に記載の電気コネクタ。
15. 前記第一ハウジング部分は、導電性めっき材料が付着しない誘電性材料で成形され、第二ハウジング部分は、めっき材料が付着する誘電性材料で成形されている、請求項１０に記載の電気コネクタ。
16. 電気コネクタの製造方法であって、
    複数の導電性の端子が取付けられるように構成された第一ハウジング部分とこれに近接する第二ハウジング部分とを非導電性材料で互いに付着した状態で成形する段階と、
    第二ハウジング部分の露出表面領域に導電性めっきを施す段階と、
    相補的な相手側コネクタの適切な係止部と係合するための係止部分を備えた導電性の係止部材を第二ハウジング部分の導電性めっきと係合するように取付ける段階とを有し、
    第二ハウジング部分の導電層は、端子と第一ハウジング部分の実質的な終端領域とを覆うためのシールドとして構成されている方法。
17. 第一ハウジング部分の一部を覆うように前記第二ハウジング部分をオーバーモールドする段階を含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第一ハウジング部分を高温ポリマーで成形する段階を含む、請求項１６に記載の方法。
19. 前記第二ハウジング部分を、パラジウムと混合された高温ポリマーで成形する段階を含む、請求項１６に記載の方法。
20. 前記第一ハウジング部分をシンジオタクチックポリスチレンで成形する段階を含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記めっき段階の前に、成形後の両ハウジング部分の露出面をエッチングする段階を含む、請求項１６に記載の方法。
22. 前記めっき段階は、銅の層及び金の層を順次形成するようにめっきする段階を有する、請求項１６に記載の方法。

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