JP2010055762A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】シェルにおいて従来のかしめ構造を採用しつつ、かしめ部分の強度を高めることを可能にする。
【解決手段】コネクタＡは、プラグＣに嵌合されるハウジング１００と、ハウジング１００に被せられる筒状部材であって金属板を筒状に屈曲して端部同士を突き合わせて作製されるシェル２００とを備える。シェル２００については、突き合わせ目に沿ってその両側に各々形成されたかしめ部と、同シェルの長さ方向の端部を外側に曲げて形成された屈曲部２１１を有し、屈曲部２１１の先端側がハウジング１００を構成するスペーサ２０の先端部に係止されている。
【選択図】図１

Description

本発明は金属製のシェルを有したコネクタに関する。

最近の電子機器に使用されるコネクタについては、小型化及びＥＭＩ（Electro Magnetic Interference ）対策を図るために金属製のシェルを有するものが多い。このようなコネクタのシェルのうち、相手プラグに対する位置決めを行うための舌片等を有するものついては、金属板に舌片等を形成した後、筒状に屈曲して端部同士を突き合わせて作製されるのが一般的である。特にシェルの突き合わせに際しては、突き合わせ目に形成した所謂ジグソーシェイプにカシメ加工を施すようにしている。

ところが、コネクタに相手プラグが接続された状態で同プラグが急激にこじられた場合、同コネクタのシェルのかしめ部分が強度不足により離れて開いてしまう虞れがあった。そのため、新しい突き合わせ構造を採用したシェルが提案されている（例えば、特許文献１、２等）。

特許第３５５２４７２号公報 特許第３２６７０７０号公報

しかしながら、従来のかしめ構造を採用しない以上、かしめ作業に必要な金型等が全く無駄になる。しかも新しい突き合わせ構造により所定の強度を実現するにはシェルの材質や厚み等を設計変更することが必要であり、コスト上の問題が指摘されている。

本発明は上記した背景の下で創作されたものであり、その目的とするところは、シェルにおいて従来のかしめ構造を採用しつつ、かしめ部分の強度を高めることが可能なコネクタを提供することにある。

本発明に係るコネクタは、相手側コネクタに嵌合される絶縁部材であって同コネクタの接触子に接触可能なコンタクトを保持するハウジングと、相手側コネクタの外面を覆うために前記ハウジングに被せられる筒状部材であって金属板を筒状に屈曲して端部同士を突き合わせて作製されるシェルとを備えている。特にシェルは、同シェルの突き合わせ目に沿ってその両側に各々形成された凹凸状部材であり且つ同部材がカシメられるかしめ部と、同シェルの長さ方向の端部を外側に曲げて形成された屈曲部を有し、当該屈曲部の先端側が前記ハウジングの一部その他のシェル周辺部材に係止されている。

この発明によると、シェルの長さ方向の端部に形成された屈曲部がシェル周辺部材に係止され、これに伴って、シェルが屈曲部を通じてシェル周辺部材に固定されることから、相手側コネクタのこじりに対するシェルのがたつきや変形の不具合を効果的に防止することができる。よって、シェルにおいて従来のかしめ構造を採用しつつ、かしめ部の強度を高めることが可能になり、従来例に比べてコスト面でメリットがある。

屈曲部については、シェルの突き合わせ目を基準とした両側に配置することが好ましい。

この発明によると、シェルの突き合わせ目を基準とした両側が屈曲部を通じてシェル周辺部材に固定されることから、相手側コネクタの左右方向のこじりに対するシェルのがたつきや変形の不具合を効果的に防止することができ、この点で一層のメリットがある。

上記コネクタが基板上にその平面に沿って取り付けられる場合、ハウジングについては、コンタクトを保持する部材であり且つシェルの内側に配置されるボディと、シェルと基板との間に挟まれる支持部を有し且つボディに組み合わされるスペーサとを備えたものを用いると良い。この場合、支持部の先端側には屈曲部の先端側が挿入される溝部を形成するようにする。

この発明によると、シェルに形成された屈曲部の先端部がスペーサの支持部の溝部に挿入されることから、コネクタを基板上に取り付けるに際して、シェルの屈曲部の先端部が障害になることがない。しかもスペーサの支持部がシェルの外面に面接触していることから、シェルのかしめ部の強度が一層高まり、この点で一層のメリットがある。

本発明に係る別のコネクタは、上記した通りハウジングとシェルとを備えている。特にシェルについては、シェルの突き合わせ目に沿ってその両側に各々形成された凹凸状部材であり且つ同部材がかしめられるかしめ部と、シェルの突き合わせ目を基準線とした一方側に位置し且つ同シェルの長さ方向の端部の一部を外側に延ばし折り返して形成される折り返し部と、シェルの突き合わせ目を基準線とした他方側に位置し且つ同突き合わせ目に沿った端部の一部を外側に延ばし折り曲げて形成される折り曲げ部とを備え、折り返し部及び折り曲げ部が互いに重ね合わされた状態で係止可能になっている。例えば、シェルの折り返し部が折り曲げ部に面接触して支持し、折り曲げ部の先端部が外側に折り曲げられ折り返し部の幅方向端面に引っ掛けるようにすると良い。

この発明によると、シェルに形成された折り返し部及び折り曲げ部同士が重ね合わされた状態で係止可能になっているので、相手側コネクタの左右方向のこじりに対するシェルのがたつきや変形の不具合を効果的に防止することができる。即ち、シェルにおいて従来のかしめ構造を採用しつつ、かしめ部分の強度を高めることが可能になり、従来例に比べてコスト面でメリットがある。

上記コネクタが基板上にその平面に沿って取り付けられる場合、ハウジングについては、コンタクトを保持する部材であり且つシェルの内側に配置されるボディと、シェルと基板との間に挟まれる支持部を有し且つ前記ボディに組み合わされるスペーサとを備えたものを使用すると良い。

この発明によると、シェルに形成された屈曲部の先端部がスペーサの支持部の溝部に挿入されることから、シェルに形成された折り返し部及び折り曲げ部がシェルと基板との間の空間に配置されることから、コネクタを基板上に取り付けるに際して、シェルの屈曲部の先端部が障害にならない。しかもスペーサの板状ベース部がシェルの外面に面接触していることから、シェルのかしめ部の強度が一層高まり、これらの点でメリットがある。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係るコネクタの縦断面図、図２は同コネクタの底面図、図３は同コネクタの分解斜視図である。

第１の実施形態に係るコネクタＡは、図１に示すように基板Ｂにその平面に沿って取り付けられる基板装着型のレセプタクルコネクタであって、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)２．０とＵＳＢ３．０との双方に準拠し、図外のケーブルの端部に接続されたプラグＣ（相手側コネクタ）と結合可能になっている。なお、図１中に示されたプラグＣはＵＳＢ3.0 対応のプラグである。

コネクタＡは、プラグＣに嵌合されるハウジング１００と、ハウジング１０に被せて配置されるシェル２００と、ハウジング１００に保持されたコンタクト３００とを備えている。

コンタクト３００は、略Ｌ字状に折り曲げられた板状金属体であって、ＵＳＢ３．０対応のプラグＣのコンタクト４１０（接触子）に接続可能な合計５本のコンタクト３１０と、図外のＵＳＢ２．０対応のプラグのコンタクト（接触子）に接続可能な合計４本のコンタクト３２０とを有している。コンタクト３１０、３２０はハウジング１００に幅方向に間隔を開けて上下段に分けて保持されている。

コンタクト３１０の先端部には電極３１１が形成され、コンタクト３１０の後端部には端子３１２が形成されている。電極３１１はプラグＣのコンタクト４１０に接触可能となっている。端子３１２は基板Ｂの面上に挿入され、基板Ｂの面上に作成された図外の配線パターンとハンダ付けされる。

コンタクト３２０の先端部にはＶ字状に折り曲げられた可動接点部３２１が形成され、コンタクト３２０の後端部には端子３２２が形成されている。可動接点部３２１は図外のＵＳＢ２．０対応のプラグのコンタクトに接触可能となっている。端子３２２は基板Ｂの面上に挿入され、基板Ｂの面上に作成された図外の配線パターンとハンダ付けされる。

シェル２００は、プラグＣのハウジング４００の外面を覆うためにハウジング１００に被せられる筒状部材であり、前面にプラグＣを出し入れするための開口２７０が形成され、後側底面にはハウジング１００の一部を外に出すための開口２８０が形成されている。

シェル２００については、図３に示すように左側底面２１０、右側底面２２０、右側面２３０、上面２４０、左側面２５０及び背面２６０を有し、金属板を筒状に屈曲して端部同士を突き合わせて作製され、左側底面２１０と右側底面２２０との間の端面が突き合わせ目αとなっている。

シェル２００は、図２及び図３に示すように突き合わせ目αに沿って合計３箇所形成された凹凸状部材であり且つ嵌合された状態でカシメ加工されるかしめ部βと、同シェルの長さ方向の端部を外側に曲げて形成された屈曲部２１１、２２１とを有している。屈曲部２１１、２２１は、シェル２００の突き合わせ目αを基準とした左側、右側に各々配置されている。

具体的には、シェル２００の左側底面２１０の突き合わせ目α上に凸部２１２が形成されている。一方、シェル２００の右側底面２２０の突き合わせ目α上に凹部２２２が凸部２１２に対応して形成されている。凸部２１２が凹部２２２に嵌合可能であり、この状態でカシメ加工されてかしめ部βとなっている。

屈曲部２１１については、シェル２００の左側底面２１０の前側端部を延ばして外側に折り返して形成されたものである（図１参照）。屈曲部２２１についても屈曲部２１１と全く同様であり、シェル２００の右側底面２２０の前側端部を延ばして外側に折り返して形成されたものである。

シェル２００の左側底面２１０、右側底面２２０の中央部の前寄りの位置にはプラグＣを位置決めするための舌片２１３、２２３（図２参照）が形成されている。同様に、右側面２３０、上面２４０、左側面２５０に舌片２３２、２４２、２４３、２５２（図１参照）が形成されている。シェル２００の右側面２３０、左側面２５０の後側には図２に示すように取り付け片２３３、２５３が下向きに形成されている。図３に示すようにシェル２００の右側面２３０、上面２４０及び左側面２５０の前側端部にはフランジ２３１、２４１、２５１が形成されている。

ハウジング１００は樹脂等の絶縁性材料の成型品であって、コンタクト３００を保持し且つシェル２００の内側に配置されるボディ１０と、ボディ１０と組み合わせれるスペーサ２０とを備えている。ボディ１０は先端部１１及び基端部１２を有する一方、スペーサ２０は支持部２１、垂直部２２及び係止片２３を有している。

ボディ１０には図１に示すようにコンタクト３１０、３２０の先端側がインサートされ、ボディ１０の背面側からコンタクト３１０、３２０の基端側が取り出されている。

ボディ１０の先端部１１は、基端部１２の正面に前方に向けて突設された板状体であり、プラグＣのハウジング４００に嵌合可能になっている。ボディ１０の先端部１１の下面にはコンタクト３１０の電極３１１が露出している。ボディ１０の先端部１１の下面には溝１１１が長さ方向に沿って間隔を開けて合計４つ形成されている。

溝１１１にはコンタクト３２０の先端側が入り込んで保持されるとともに、コンタクト３２０の可動接点部３２１が上下方向に移動可能になっている。コンタクト３２０の可動接点部３２１は、溝１１１から外に常時出ているが、プラグＣのハウジング４００と接触して上方向に弾性変形し、これにより溝１１１内に入り込むようになっている。

ボディ１０の基端部１２の両側面には図３に示すように係止溝１３が上下方向に各々形成されている。係止溝１３にはスペーサ２０の係止片２３が挿入され、この状態で係止可能になっている。ボディ１０の基端部１２の背面側には切り欠き１４が上下方向に形成されている。切り欠き１４にはスペーサ２０の垂直部２２が挿入され、この状態で係合可能になっている。

スペーサ２０の支持部２１は、シェル２００と略同じ長さを有した板状体であり、その先端部分が図１に示すようにシェル２００と基板Ｂとの間に挟まれるようになっている。

支持部２１の先端側の面上には図３に示すように開口２６、２６が幅方向に間隔を開けて形成されている。開口２６、２６は舌片２１３、２２３の先端部分の逃げ穴となっている。

支持部２１の後端側の裏面上には図２に示すようにコンタクト３１０の端子３１２を外に出すための穴２９１が幅方向に間隔を開けて合計５つ形成されている。同様にコンタクト３２０の端子３２２を外に出すための穴２９２が幅方向に間隔を開けて合計４つ形成されている。

支持部２１の後端側の表面上には図３に示すように垂直部２２が形成されている。垂直部２２には幅方向に間隔を開けて合計５つのスリット２４が形成されている。スリット２４は穴２９１（図２参照）に連通している。即ち、コンタクト３１２の後端側がスリット２４に上方から挿入され、コンタクト３１０の端子３１２が穴２９１から外に出るようになっている（図１参照）。

垂直部２２の前側端面には図３に示すように幅方向に間隔を開けて合計４つの溝２５が形成されている。溝２５は穴２９２（図２参照）に連通している。コンタクト３２０の後端側が溝２５に上方から挿入され、コンタクト３２０の端子３２２が穴２９２から外に出るようになっている（図１参照）。

支持部２１の先端側の裏面上にはシェル２００の屈曲部２１１、２２１の先端側が挿入される溝部２７が形成されている。即ち、シェル２００の屈曲部２１１、２２１が図１及び図２に示すようにハウジング１０のスペーサ２０の支持部２１の先端部を抱え込んで係止されている。

このように構成されたコネクタＡの組み立て方法について説明する。まず、コンタクト３００を保持するボディ１０とスペーサ２０とを別々に用意し、これを組み合わせてハウジング１００を作成する。その一方で、背面２６０を折り曲げず且つ突き合わせ目αを開けた状態のシェル２００を用意する。そして、左側底面２１０及び右側底面２２０を内側に折り曲げて突き合わせ目αを閉じて凸部２１２と凹部２２２とを嵌合状態にし、所定の金型等を用いて凸部２１２及び凹部２２２をカシメ加工する。

その後、シェル２００に背面２６０及び開口２８０を通じてハウジング１００を後方から挿入する。すると、図１に示すようにシェル２００の屈曲部２１１、２２１の先端側がスペーサ２０の溝部２７に挿入され係止される。この状態でシェル２００の背面２６０を折り曲げて閉じると、コネクタＡが完成となる。

このようなコネクタＡを基板Ｂの面上にセットし、コネクタＡの取り付け片２３３、２５３及び端子３１２、３２２を基板Ｂに形成された図外の穴に挿入する。そして同穴から外に出た取り付け片２３３、２５３の後端部を折り曲げると、コネクタＡが基板Ｂに固定される。そして、端子３１２、３２２を基板Ｂの図外の配線パターンにハンダ付けする。これでコネクタＡが基板Ｂに取り付けられる。

このように基板Ｂに装着されたコネクタＡにプラグＣが接続され、この状態でプラグＣが急激にこじられた場合であっても、シェル２００の屈曲部２１１、２２１がハウジング１０を構成するスペーサ２０の支持部２１の先端部を抱え込んでいることから、コネクタＡのシェル２００のかしめ部βの強度が十分となり、シェル２００の突き合わせ目αが容易に開いたりシェル２００が変形したりすることがなくなる。また、シェル２００において従来のかしめ構造を採用しつつ、かしめ部βの強度を高めることが可能となり、コスト面でメリットがある。

次に、第２の実施形態に係るコネクタＡ’を図面を参照して説明する。図４は同コネクタの底面側から見た斜視図、図５は同コネクタの折り返し部及び折り曲げ部の側方図である。

コネクタＡ’とコネクタＡとが大きく異なるのはシェル２００’であり、屈曲部２１１、２２１の代わりに折り返し部２１３’、折り曲げ部２２４’が設けられ、折り返し部２１３’、折り曲げ部２２４’が互いに重ね合わされた状態で係止可能になっている点である。

折り返し部２１３’は、シェル２００’の左側底面２１０’に配置された板状部材であって、左側底面２１０’の長さ方向の先端部の一部を外側に延ばし同方向に折り返して形成されている。そして、折り返し部２１３’については、突き合わせ目αに沿って且つ左側底面２１０’に対向するように折り曲げられ、折り曲げ部２２４’の外面に下方から接触し支持するようになっている。

折り曲げ部２２４’は、シェル２００’の右側底面２２０’に配置された板状部材であって、突き合わせ目αに沿った端部の一部、本実施形態においては、右側底面２２０’の端部でかしめ部βの前寄りに位置する部分を外側に延ばし折り曲げて形成されている。そして、折り曲げ部２２４’については、突き合わせ目αに対して直角の方向に且つ左側底面２１０’に対向するように折り曲げられている。さらに、折り曲げ部２２４’の先端部２２４１’が外側に更に折り曲げられて、折り返し部２１３’の幅方向の端面２１３１’に引っ掛けられる。

このようなシェル２００’については、上記シェル２００と全く同様の方法で凸部２１２’及び凹部２２２’をカシメ加工し、最終的に折り返し部２１３’及び折り曲げ部２２４’を折り曲げて重ね合わせることにより作成される。

なお、コネクタＡ’については、１）シェル２００’の左側底面２１０’、右側底面２２０’の長さ方向の端部にフランジ２１１’、２２１’が形成されている点、２）スペーサ２０’の支持部２１’に溝２７や開口２６が形成されておらず、支持部２１’の長さが短くなっている点、３）支持部２１’の先端中央部にかしめ部βを押さえる補強板状部２８’が形成されている点等についてもコネクタＡと異なっている。これ以外の構成についてはコネクタＡと同一であるので、その説明は省略する。

このように構成されたコネクタＡ’にプラグＣが接続され、この状態でプラグＣが急激にこじられ、図５に示すようにシェル２００’の左側底面２１０’に対して下向きの力Ｆが作用したとすると、同図中破線で示すように左側底面２１０’が若干変形し、これに伴って、折り返し部２１３’の端面２１３１’が折り曲げ部２２４’の先端部２２４１’に引っ掛けられ係止される。よって、左側底面２１０’に作用した力Ｆが折り返し部２１３’を通じて右側底面２２０’に形成された折り曲げ部２２４’にて受け止められ、その結果、シェル２００’の左側底面２１０’が右側底面２２０’から下方に移動して容易に外れることがなくなる。

これとは逆に、シェル２００’の右側底面２２０’に下向きの力が作用したとすると、その力が折り曲げ部２２４’を通じて左側底面２１０’に形成された折り返し部２１３’にて受け止められ、その結果、シェル２００’の右側底面２２０’が左側底面２１０’から下方に移動して容易に外れることがない。

このようにシェル２００’のかしめ部βの強度が十分であることから、コネクタＡと全く同様の効果が得られる。しかもシェル２００’の設計変更だけで良いことから、この点で更に大きなコスト上のメリットも期待される。

なお、本発明に係るコネクタは、レセプタクル型や基板装着型だけの適用に限定されず、プラグ型やケーブル付きコネクタであっても適用可能である。シェルに関しては、相手側コネクタの外面を覆うためにハウジングに被せられるものである限り、円筒状であっても良く、突き合わせ目の位置やかしめ部の形状等についても限定されない。ハウジングに関しては、相手側コネクタに嵌合され、同コネクタの接触子に接触可能なコンタクトを保持するものである限り、その形状等が問われない。

屈曲部については、シェルの長さ方向の端部を外側に曲げて形成されている限り、シェル周辺部材に係止可能である限り、その形状等が問われず、シェル周辺部材に応じて適宜設計変更すれば良い。また、シェルの突き合わせ目を基準とした一方側に配置してもかまわない。

シェル周辺部材については、本実施形態のようなハウジングの一部（スペーサ２０の支持部２１）を対象とするのではなく、例えば、シェルを覆うケースを対象とする形態であってもかまわない。この場合は、ケースに屈曲部の先端部が係止可能なようにすると良い。

折り返し部については、シェルの突き合わせ目を基準線とした一方側に位置し且つシェルの長さ方向の端部の一部を外側に延ばし折り返して形成され、折り曲げ部に対し重ね合わされた状態で係止可能である限り、その数、形状、折り返し方向等が問われることはない。折り曲げ部については、シェルの突き合わせ目を基準線とした他方側に位置し且つ突き合わせ目に沿った端部の一部を外側に延ばし折り曲げて形成され、折り返し部に対し重ね合わされた状態で係止可能である限り、その数、形状、折り曲げ方向等が問われることはない。

本発明の第１の実施形態に係るコネクタの縦断面図である。 同コネクタの底面図である。 同コネクタの分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るコネクタの底面側から見た斜視図である。 同コネクタの折り返し部及び折り曲げ部の側方視図である。

符号の説明

Ａ，Ａ’コネクタ
１００ ハウジング
１０ ボディ
２０ スペーサ
２１ 支持部（シェル周辺部材）
２７ 溝部
２００ シェル
２１０ 左側底面
２１１ 屈曲部
２１２ 凸部
２２０ 右側底面
２２１ 屈曲部
２２２ 凹部
α 突き合わせ目
β かしめ部
３００ コンタクト
３１０
３２０
Ｂ 基板
Ｃ プラグ

Claims (6)

1. 相手側コネクタに嵌合される絶縁部材であって同コネクタの接触子に接触可能なコンタクトを保持するハウジングと、相手側コネクタの外面を覆うために前記ハウジングに被せられる筒状部材であって金属板を筒状に屈曲して端部同士を突き合わせて作製されるシェルとを備え、前記シェルは、同シェルの突き合わせ目に沿ってその両側に各々形成された凹凸状部材であり且つ同部材がカシメられるかしめ部と、同シェルの長さ方向の端部を外側に曲げて形成された屈曲部を有し、当該屈曲部の先端側が前記ハウジングの一部その他のシェル周辺部材に係止されていることを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１記載のコネクタにおいて、前記屈曲部は、前記シェルの突き合わせ目を基準とした両側に配置されていることを特徴とするコネクタ。
3. 基板上にその平面に沿って取り付けられる請求項１又は２記載のコネクタにおいて、前記ハウジングは、前記コンタクトを保持する部材であり且つ前記シェルの内側に配置されるボディと、前記シェルと前記基板との間に挟まれる支持部を有し且つ前記ボディに組み合わされるスペーサとを備え、前記支持部の先端側には前記屈曲部の先端側が挿入される溝部が形成されていることを特徴とするコネクタ。
4. 相手側コネクタに嵌合される絶縁部材であって同コネクタの接触子に接触可能なコンタクトを保持するハウジングと、相手側コネクタの外面を覆うために前記ハウジングに被せられる筒状部材であって金属板を筒状に屈曲して端部同士を突き合わせて作製されるシェルとを備え、前記シェルは、同シェルの突き合わせ目に沿ってその両側に各々形成された凹凸状部材であり且つ同部材がかしめられるかしめ部と、同シェルの突き合わせ目を基準線とした一方側に位置し且つ同シェルの長さ方向の端部の一部を外側に延ばし折り返して形成される折り返し部と、同シェルの突き合わせ目を基準線とした他方側に位置し且つ同突き合わせ目に沿った端部の一部を外側に延ばし折り曲げて形成される折り曲げ部とを備え、前記折り返し部及び折り曲げ部が互いに重ね合わされた状態で係止可能になっていることを特徴とするコネクタ。
5. 請求項４記載のコネクタにおいて、前記折り返し部が前記折り曲げ部の外面に接触して支持し、当該折り曲げ部の先端部が外側に湾曲して当該折り返し部の幅方向端面に引っ掛けられていることを特徴とするコネクタ。
6. 基板上にその平面に沿って取り付けられる請求項４又は５記載のコネクタにおいて、前記ハウジングは、前記コンタクトを保持する部材であり且つ前記シェルの内側に配置されるボディと、前記シェルと前記基板との間に挟まれる支持部を有し且つ前記ボディに組み合わされるスペーサとを備えることを特徴とするコネクタ。

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