JP2013229139A - 機器直付用シールドコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高い接触荷重が確保され、振動が発生しても接触片の折曲部に応力が集中せず、破損することなく高い信頼性で電気接続される機器直付用シールドコネクタを提供する。
【解決手段】雌シールドコネクタ１５の雌コネクタハウジング３５には、雌端子収容部４５を取り囲む振動対応型シールドシェル３７が設けられる。振動対応型シールドシェル３７の円筒状本体５０には、軸線方向一端側から半径方向外側に屈曲して突出する接触片５１が延設され、雌コネクタハウジング３５を電気機器６１に直付けするときに、接触片５１がケーシング６５に押圧されて電気接続される。接触片５１は、先端がケーシング６５に接近する方向に傾斜して折り曲げられており、円筒状本体５０には、接触片５１の基端における折曲部を挟んで軸線方向他端側に切り込まれる一対のスリットが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、機器直付用シールドコネクタに関する。

従来、各種電気機器に直付けされるシールドコネクタとしては、合成樹脂製のコネクタハウジングに金属シェルを内装し、電気機器の導電性のケーシングにコネクタハウジングを直接装着（直付け）するようにしたものがある（特許文献１等参照）。
図７及び図８に示すように、この種の機器直付用シールドコネクタにおけるコネクタハウジング５０１は、図示しない相手側コネクタの外筒部を受け入れる外套部５０３の一端に、ケーシング６０１に装着されるフランジ５２３が周設される。

フランジ５２３の四隅に取付孔５１９が穿設され、各取付孔５１９にカラー５２１が挿入される。外套部５０３の内部には、フランジ５２３の略中心部に端子収容部５０７が設けられ、端子収容部５０７の外周に設けた周溝５１３に金属シェル５１５が装着される。フランジ５２３には、外套部５０３と端子収容部５０７との間にパッキン挿入溝が設けられ、パッキン挿入溝にパッキン５０５が挿入される。フランジ５２３の下面には、リング溝が設けられ、リング溝にＯリング５２５が挿入される。
端子収容部５０７は、両端部が開口する内周面に端子金具５１１が収容され、端子金具５１１及び金属シェル５１５は、図示していないが、それぞれ相手側コネクタの端子及びシールド部材と接続する。

端子金具５１１は一端に有底の孔が設けられ、有底の孔の内壁面にばね片５０９が装着され、有底の孔に挿入された相手端子にばね片５０９が圧接する。
金属シェル５１５は、導電性と弾性を有する金属板から加工形成され、円筒状に形成された筒体部５１６と、筒体部５１６の下端から屈曲して突出する４つの接触片５１７とにより構成されている。各接触片５１７の先端は下方に向けて僅かに傾斜しており、取付孔５１９及びケーシング６０１の孔６０２に挿通したボルトによりフランジ５２３とケーシング６０１とを締結すると、接触片５１７がケーシング６０１に弾性接触して、接触片５１７とケーシング６０１との接触圧が保持された状態で電気接続される。

特開平１０−３１２８５６号公報

ところで、上述した機器直付用シールドコネクタは、車載の電気機器等に用いられた場合に、車両走行中の振動に晒されることとなる。このような振動が作用することにより、ボルト締結されたフランジ５２３とケーシング６０１とに挟まれ、筒体部５１６に対し直角に曲げられた接触片５１７は、筒体部５１６の一端側と他端側の両方向に振られる（両振りされる）。そこで、接触片５１７の基端の折曲部５２７（図９参照）が両振りモードで変形させられると、折曲部５２７に応力が集中して折損に至る可能性がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、高い接触荷重が確保され、振動が発生しても接触片の折曲部に応力が集中せず、破損することなく高い信頼性で電気接続される機器直付用シールドコネクタを提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 内部に端子収容部が設けられる合成樹脂製のコネクタハウジングに、前記端子収容部を取り囲むシールド用の金属シェルを設け、該金属シェルの円筒状本体の軸線方向一端側から半径方向外側に屈曲して突出する接触片を延設し、前記コネクタハウジングを電気機器に直付けするときに、前記接触片が前記電気機器の導電性のケーシングに押圧されて電気接続する機器直付用シールドコネクタであって、
前記接触片は、先端が前記ケーシングに接近する方向に傾斜して折り曲げられており、前記円筒状本体には、前記接触片の基端における折曲部を挟んで軸線方向他端側に切り込まれる一対のスリットが形成されていることを特徴とする機器直付用シールドコネクタ。

上記（１）の構成によれば、先端がケーシングに接近する方向に傾斜して折り曲げられた接触片は、コネクタハウジングとケーシングとに挟まれることにより、直角に曲げられた状態となってケーシングに接触する。これにより、接触片は、直角状態から傾斜状態に戻ろうとする弾性復元力によって、高い接触荷重でケーシングに押圧接触される。また、金属シェルに振動が作用しても、一対のスリットによって接触片の基端から軸線方向他端側に延設された可撓片が折曲部への応力集中を緩和することができる。

（２） 上記（１）の構成の機器直付用シールドコネクタであって、一対の前記スリットが、前記円筒状本体の軸線方向に沿って相互に平行に形成されていることを特徴とする機器直付用シールドコネクタ。

上記（２）の構成によれば、一対のスリットによって接触片の基端から軸線方向他端側に延設された可撓片が等幅に形成され、金属シェルの振動によって接触片に生じた応力が可撓片の全体で均等に吸収される。

本発明に係る機器直付用シールドコネクタによれば、高い接触荷重が確保され、振動が発生しても接触片の折曲部に応力が集中せず、破損することなく高い信頼性で電気接続できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る機器直付用シールドコネクタを備えたシールドコネクタの分解斜視図である。 図１に示したシールドコネクタを電気機器と共に表した断面図である。 図１に示した金属シェルの全体斜視図である。 （ａ）は図１に示した金属シェルの側面図、（ｂ）は比較例に係る金属シェルの断面図である。 図１に示した金属シェルの振動時の状況を説明する作用図である。 図５に示した金属シェルの接触片におけるＳ−Ｎ曲線図である。 従来の機器直付用シールドコネクタの断面図である。 図７に示した機器直付用シールドコネクタの分解斜視図である。 図８に示した金属シェルの要部拡大斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２に示したシールドコネクタ１１は、本発明の一実施形態に係る機器直付用シールドコネクタである雌シールドコネクタ１５と、該雌シールドコネクタ１５にコネクタ接続される相手側コネクタである雄シールドコネクタ１３と、からなる。

雄シールドコネクタ１３は、雄コネクタハウジング１７と、雄シールドシェル１９と、雄シールド端子２１と、を備える。雄コネクタハウジング１７には、導電性を有するシールド用の円筒状の雄シールドシェル１９が装着され、雄シールドシェル１９の内方には雄シールド端子２１が挿入される。雄シールド端子２１には雄端子２３が設けられ、雄端子２３はシールド電線２５の導体２７（図２参照）に圧着される。

シールド電線２５のシールドは、シールドスリーブ２９によって雄シールドシェル１９に圧着されて導通接続される。雄コネクタハウジング１７から導出されるシールド電線２５は、防水ゴム栓３１によって水密シールされる。防水ゴム栓３１は、雄コネクタハウジング１７に装着されるリヤホルダ３３によって脱落が規制される。

電気機器６１の導電性のケーシング６５に直付けされる雌シールドコネクタ１５は、合成樹脂製のコネクタハウジングである雌コネクタハウジング３５と、シールド用の金属シェルである振動対応型シールドシェル３７と、雌端子３９と、を備える。
雌コネクタハウジング３５には、雄コネクタハウジング１７の先端が挿入される外套部４１が形成される。外套部４１の内部には、略中心部に端子収容部である雌端子収容部４５が設けられ、外套部４１と雌端子収容部４５との間に設けられたパッキン挿入溝には、パッキン４３が装着されている。
雌端子収容部４５には、一端に有底の孔３９ａが設けられ、有底の孔３９ａの内壁面に装着されたばね片４７を介して雄端子２３に接続される雌端子３９が装着される。

ケーシング６５側の雌端子収容部４５の外周に設けた周溝４９には、雌端子収容部４５を取り囲むシールド用の振動対応型シールドシェル３７が装着される。
振動対応型シールドシェル３７の円筒状本体５０の軸線方向一端側（図中下端側）には、図３に示すように、接触片５１が設けられる。接触片５１は、円周方向に複数（本実施形態では４つ）のものが半径方向外側に屈曲して突出されており、先端がケーシング６５に接近する方向に傾斜して折り曲げられている。

図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る振動対応型シールドシェル３７の接触片５１は、円筒状本体５０の軸線直交線６９に対し角度αでケーシング６５に先端７１が接近する方向に傾斜して折り曲げられている。

更に、本実施形態の振動対応型シールドシェル３７の円筒状本体５０には、各接触片５１の基端における折曲部７３を挟んで軸線方向他端側（図中、上側）に切り込まれる一対のスリット７７が形成されている。即ち、一対のスリット７７に挟まれた部分は、先端７１が自由端となって接触片５１の基端から軸線方向他端側に延設された片持ち梁状の可撓片７９となる。従って、接触片５１は、可撓片７９の先端部に設けられた構成となる。一対のスリット７７は、円筒状本体５０の軸線８１に沿って相互に平行に形成されている。つまり、可撓片７９は、等幅に形成されている。

本実施形態の雌コネクタハウジング３５は、取付孔５３にカラー５５を挿入されたフランジ５７が、ボルト５９によって電気機器６１のケーシング６５に取り付けられる。フランジ５７と電気機器６１とは、Ｏリング６３によって水密シールされる。
フランジ５７が電気機器６１に取り付けられたとき、先端７１がケーシング６５に接近する方向に傾斜して折り曲げられた接触片５１は、雌コネクタハウジング３５とケーシング６５とに挟まれることにより、直角に曲げられた状態となってケーシング６５に接触する。これにより、弾性変形量の範囲内で圧縮変形された接触片５１は、直角状態から傾斜状態に戻ろうとする弾性復元力によって、高い接触荷重でケーシング６５に押圧接触され、接触片５１とケーシング６５との接触圧が保持される。

次に、上記構成を有する雌シールドコネクタ１５の作用を説明する。
図５は図１に示した振動対応型シールドシェル３７の振動時の状況を説明する作用図、図６は接触片５１におけるＳ−Ｎ曲線図である。
一極のシールド回路を有するシールドコネクタ１１は、雄シールドコネクタ１３の雄シールドシェル１９にシールド電線２５が圧着されており、コネクタ嵌合時に雄シールドシェル１９と振動対応型シールドシェル３７とが接続され、振動対応型シールドシェル３７の接触片５１からケーシング６５へシールドが落とされる構造となっている。

接触片５１は、図５に示すように、ボルト締結される雌コネクタハウジング３５のフランジ５７とケーシング６５とに挟まれることにより、ケーシング６５との接触荷重Ｆが得られて安定した電気接続が可能となる。接触片５１は、軸線直交線６９（図４参照）に対し角度αがつけられており、フランジ５７とケーシング６５とに挟まれることで９０°に曲げられる。その状態で接触片５１には、図４（ａ）に示すＡ方向の応力が発生している。これにより、接触片５１は、直角状態から傾斜状態に戻ろうとする弾性復元力によって、高い接触荷重でケーシング６５に押圧接触される。

本実施形態の振動対応型シールドシェル３７は、例えば電気機器６１やシールドコネクタ１１の横振動によって、先端側（図中、上端側）が軸線８１に対する振動変位角度β、振動変位角度γで振られる。このとき、振動対応型シールドシェル３７は、接触片５１が、振動変位角度β、振動変位角度γよりも大きい角度αで曲げられているので、接触片５１にかかる応力方向が常に同方向となる。即ち、振幅による応力の変動があっても、応力が０以下にならないため、荷重の向きが常に同じ片振りモードとなる。その結果、接触片５１は、図６に示すＳ−Ｎ曲線図における片振りの疲労限界まで耐えることができる。

これに対し、図４（ｂ）に示した比較例に係るシールドシェル６７のように、接触片７５が円筒状本体８４の母線に対して略直角に折り曲げられていたり、接触片７５の先端が下方に向けて振動変位角度β、振動変位角度γよりも小さい角度で曲げられていたりする場合は、振動により図４（ｂ）に示すように、Ａ方向とＢ方向の両方向に応力が発生するため、折曲部８３は、図６に示すＳ−Ｎ曲線図における両振りの疲労限界までしか耐えられない。

図６は接触片部に、両振り荷重と片振り荷重が繰り返して掛かる場合において、応力を縦軸に、応力の繰り返し回数を横軸にとって示したＳ−Ｎ（Ｓ：Ｓｔｒｅｓｓ、Ｎ：Ｎｕｍｂｅｒ）曲線図である。なお、両振り荷重とは、荷重の向きと大きさが時間と共に変化する荷重を言う。片振り荷重とは、荷重の向きは同じで荷重の大きさが時間と共に変化する荷重を言う。

更に、本実施形態の振動対応型シールドシェル３７には、円筒状本体５０に形成された一対の平行なスリット７７によって接触片５１の折曲部７３への応力集中を緩和する可撓片７９が等幅に形成される。これにより、接触片５１が可撓片７９の自由端側に設けられた構成となり、折曲部７３に応力が集中しない。即ち、振動対応型シールドシェル３７の振動によって接触片５１に応力が生じた際、応力が可撓片７９の全体で吸収されて一箇所に集中しなくなる。

従って、本実施形態に係る雌シールドコネクタ１５によれば、高い接触荷重が確保され、振動が発生しても接触片５１の折曲部７３に応力が集中せず、破損することなく高い信頼性で電気接続できる。

１１…シールドコネクタ
１３…雄シールドコネクタ（相手側コネクタ）
１５…雌シールドコネクタ（機器直付用シールドコネクタ）
３５…雌コネクタハウジング（コネクタハウジング）
３７…振動対応型シールドシェル（金属シェル）
３９…雌端子（端子）
４５…雌端子収容部（端子収容部）
４９…周溝
５０…円筒状本体
５１…接触片
５７…フランジ
６１…電気機器
６５…ケーシング
６９…軸線直交線
７１…先端
７３…折曲部
７７…スリット
８１…軸線

Claims (2)

1. 内部に端子収容部が設けられる合成樹脂製のコネクタハウジングに、前記端子収容部を取り囲むシールド用の金属シェルを設け、該金属シェルの円筒状本体の軸線方向一端側から半径方向外側に屈曲して突出する接触片を延設し、前記コネクタハウジングを電気機器に直付けするときに、前記接触片が前記電気機器の導電性のケーシングに押圧されて電気接続する機器直付用シールドコネクタであって、
   前記接触片は、先端が前記ケーシングに接近する方向に傾斜して折り曲げられており、
   前記円筒状本体には、前記接触片の基端における折曲部を挟んで軸線方向他端側に切り込まれる一対のスリットが形成されていることを特徴とする機器直付用シールドコネクタ。
2. 一対の前記スリットが、前記円筒状本体の軸線方向に沿って相互に平行に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の機器直付用シールドコネクタ。

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