JP2015079595A - 電気コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】細線を束ねた芯線であっても、確実に保持して接触信頼性の向上を図ることができる電気コネクタを提供する。
【解決手段】電気コネクタは、同軸ケーブルCの中心導体F4と接続する第1端子400と、中心導体F4を被覆した内部絶縁体F3の周囲に設けられた外部導体F2と接続する第2端子401,402とを備えている。第1端子400は、中心導体F4の軸線Lを曲げた状態で、中心導体F4を挟み込む挟持部410が形成されている。この挟持部410は、第1挟持部420と第2挟持部430とから形成され、対向した接触面421,431の中心位置P1,P2がずれて形成されている。挟持部410が中心導体F4の軸線Lを曲げた部分に接触圧を掛けつつ、挟持部410が中心導体F4を挟み込むことで、中心導体F4をばらけさせることなく、しっかりと保持することができる。
【選択図】図

Description

本発明は、ケーブルの芯線と接続する端子を備えた電気コネクタに関するものである。
例えば、同軸ケーブルは、芯線である中心導体と、中心導体を被覆した内部絶縁体の周囲に網線などにより形成された外部導体とを電気信号を伝送する線材として備えている。このような同軸ケーブルと接続される電気コネクタとして、特許文献1,2に記載されたものが知られている。
図10に示す特許文献1の同軸ケーブル用コネクタ1100は、カバーハウジング1101を主ハウジング1102に組み合わせるときに、圧接刃溝1103の圧接刃1104を、同軸ケーブル1105の外部絶縁被覆、外部導体および内部絶縁被覆に順次に切り込ませ、内部導体に圧接させ、カバーハウジング1101のグランドコンタクト1106を外部導体に接触するものである。
この特許文献1の同軸ケーブル用コネクタ1100では、カバーハウジング1101の一対の第2の押圧部1107が同軸ケーブル1105を傾斜状カム面1108に押圧する押圧力が、圧接刃1104を挟んだ両側へ、同軸ケーブル1105を引っ張る力に変換される。圧接刃1104が内部導体に圧接された状態では、外部導体は、主ハウジング1102の突部1109の両側へ引き裂かれ、突部1109が壁となることで、外部導体の圧接刃1104への接続が回避されるため、圧接刃1104を内部導体のみに確実に接続させることができる。
また、図11に示す特許文献2のケーブル接続用コンタクト1000は、板状の金属部材の一端面の中央に開口部を形成すると共に、この開口部よりも深い位置を徐々に幅が狭くなる溝として形成したスリット部1001を有し、このスリット部1001を形成した両側を圧着端子1002としたことが記載されている。このコンタクト1000は、コンタクト1000と同一間隔でV字状の溝1003が形成されたパンチ部材1004をコンタクト1000の上側から押し付けることで、ケーブル1005の芯線1006(中心導体)を挟み込む。
また、この特許文献2には、他の実施の形態として、図12に示す圧着端子1007の一方を手前側に、他方を奥側に傾斜させることで、互いの圧着端子の先端が重ならないようにして、コンタクト1008を形成したことも記載されている。
特開2005−332632号公報 特開2007−48696号公報
図10に示す特許文献1の同軸ケーブル用コネクタ1100では、圧接刃1104を、同軸ケーブル1105の外部絶縁被覆、外部導体および内部絶縁被覆に順次に切り込ませて、内部導体に接触させているため、カバーハウジング1101を主ハウジング1102に組み合わせるときに、誤って、圧接刃1104が内部導体を、傷つけたり、切断したりするおそれがある。特に、近年の同軸ケーブルは径が小さくなっており、接触信頼性に影響を及ぼす可能性がある。また、圧接刃1104が内部絶縁被覆に切り込む際に、内部絶縁被覆が圧接刃1104に残り、内部導体との間に挟まり、接触不良を起こすおそれがある。
その点、図11に示す特許文献2に記載のケーブル接続用コンタクト1000では、外部絶縁被覆や内部絶縁被覆を剥いて露出した中心導体1006にコンタクト1000を圧着接続している。しかし、コンタクト1000は、V字状のスリット部1001が閉じることにより、スリット部1001の間に中心導体1006が挟まれて、コンタクト1000とケーブル1005とを圧着接続しているため、細線を束にした中心導体1006では、細線がばらけてしまい、接触信頼性が低下してしまう。
また、図12に示す特許文献2に記載のケーブル接続用コンタクト1008では、互いの圧着端子1007の先端が重ならないようにしているため、中心導体を保持するための孔径が小さくなるので、しっかりと中心導体を保持することができる。しかし、スリット部1009を閉じると、鋏で物を切るときのように、中心導体に、双方からの圧着端子1007による剪断応力が作用して、細線が切断されてしまうおそれがある。
そこで本発明は、細線を束ねた芯線であっても、しっかりと保持して接触信頼性の向上を図ることができる電気コネクタを提供することを目的とする。
本発明は、ケーブルの露出した芯線と接続する端子を備えた電気コネクタであって、前記端子は、対向した接触面の中心位置がずれて形成されていることで、前記芯線を挟み込むときに、前記芯線の軸線を曲げた状態で挟み込む第1挟持部と第2挟持部とを備えたことを特徴とする。
本発明の電気コネクタによれば、対向した接触面の中心位置がずれた第1挟持部と第2挟持部が、露出した芯線の軸線を曲げ、接触圧を掛けて挟み込むことで、端子が、芯線を、傷つけたり、切断したりせず、また、ばらけさせることなく、しっかりと保持することができる。
前記端子は、前記芯線が挿入される先端側で、前記第1挟持部および前記第2挟持部が接続され、基端側で、前記第1挟持部の接触面同士が接続されていると共に、前記第2挟持部の接触面同士が接続されているのが望ましい。
芯線が前記第1挟持部および前記第2挟持部に挿入されて、基端側で接続された前記第1,2挟持部の接触面がそれぞれ芯線を挟み込むときに、先端側で前記第1挟持部および前記第2挟持部が接続されているため、芯線の軸線を曲げて中心位置とする前記第1挟持部と前記第2挟持部との位置関係を維持しながら挟み込むことができる。
前記第1挟持部および前記第2挟持部が接続された先端側は、前記芯線の軸線に対して傾斜した傾斜部が、前記第1挟持部と前記第2挟持部との間に介在することにより接続されているのが望ましい。
傾斜部が前記第1挟持部と前記第2挟持部との間に介在することで、傾斜部の傾斜方向に沿って芯線が曲がるので、急激な曲げによる芯線へのストレスを緩和することができる。
前記第1挟持部および前記第2挟持部は、先端側がV字状に拡がっていると、容易に芯線を挿入することができる。
前記第1挟持部および前記第2挟持部のそれぞれの接触面の間隔は、前記芯線の幅より狭く形成されていると、前記第1挟持部と前記第2挟持部とに芯線を挟み込むだけで、芯線が接触面に挟持されて、確実に保持させることができる。
前記ケーブルが同軸ケーブルであり、前記芯線が前記同軸ケーブルの中心導体であり、前記端子を中心導体接触端子としたときに、前記中心導体を被覆した内部絶縁体の周囲の外部導体と接触して保持する外部導体接触端子を備え、前記外部導体接触端子により保持され、前記第1挟持部へ配線された前記中心導体の軸線に対して、前記第1挟持部の中心位置が一方にずれ、前記第2挟持部の中心位置が他方にずれているのが望ましい。
このように第2端子に対して、前記第1挟持部と前記第2挟持部との中心位置がずれていることで、前記中心導体の軸線が前記第1挟持部の入口で一方に曲げられ、前記第1挟持部から前記第2挟持部へ入るところで他方へ曲げられるので、更に端子による芯線への接触度を高めることができる。
前記第2挟持部からのケーブルが配置されるハウジングの収納部は、中心位置が、一方にずれていると、前記第2挟持部により他方に曲げられた芯線が、ハウジングの収納部により一方に曲げられるため、更に、前記第2挟持部による芯線への接触度を高めることができる。
本発明は、芯線をばらけさせることなく、確実に保持することができるので、細線を束ねた芯線であっても、接触信頼性の向上を図ることができる。
本発明の実施の形態に係る電気コネクタを示す斜視図である。 図1に示す電気コネクタのハウジングに端子群が配列された状態の斜視図である。 図2の一部拡大斜視図である。 図2に示す第1端子の斜視図である。 図4Aに示す第1端子の正面図である。 図4Aに示す第1端子の右側面図である。 図4Aに示す第1端子の平面図である。 図4Aに示す第1端子の底面図である。 図4Aに示す第1端子の背面図である。 図4Aに示す第1端子の挟持部の拡大図であり、挟持部を形成する方法を説明するための図である。 並列に並んだ同軸ケーブルを示す斜視図である。 図6に示す同軸ケーブルを、図2に示す端子群が配列したハウジングに配置した状態の斜視図である。 図7の一部拡大斜視図である。 第1端子および第2端子に同軸ケーブルが配置された状態を示す平面図である。 特許文献1に記載の同軸ケーブル用コネクタ(リセプタクル型コネクタ)の分解断面図である。 特許文献2に記載のケーブル接続用コンタクトの構成を示した模式図であり、(a)はコンタクトの形状及びパンチ部材の形状を表した正面図、(b)はコンタクトにケーブルを配置した場合の平面図、(c)はパンチ部材によって圧着接続を行ったコンタクトの正面図である。 (a)〜(c)は、特許文献2に記載のケーブル接続用コンタクトの他の構成を示した模式図である。
本発明の実施の形態に係る電気コネクタを図面に基づいて説明する。なお、本明細書においては、相手側の電気コネクタと嵌合する側を前側、その反対側で、同軸ケーブルが配線される側を後側または背面側と称する。
図1および図2に示す電気コネクタ10は、ケーブルの一例である複数本の同軸ケーブルC(図6参照)と接続するものである。電気コネクタ10は、例えば、液晶ディスプレイ用のコネクタとして使用することができる。
電気コネクタ10は、金属製のカバー20と、ハウジング30と、端子群40とを備えている。カバー20は、ハウジング30を覆うように装着される。カバー20は、ハウジング30に装着されたときに、端子群40の後述する第2端子401、402と係合するための開口部21が形成されている。この開口部21は、2列に千鳥状に配置されている。
ハウジング30は、両端部に、カバー20が被せられて、カバー20を固定する腕部31が形成されている。ハウジング30には、同軸ケーブルCが配置される溝状の収納部32が、長手方向に沿って、横一列に形成されている。
図3に示すように、端子群40は、それぞれの収納部32に配置された、第1端子400と、第2端子401,402とから構成されている。第1端子400は、図6に示す、ケーブルの芯線の一例である同軸ケーブルCの中心導体F4と接続する中心導体接触端子である。第2端子401,402は、同軸ケーブルCの外部導体F2と接続する外部導体接触端子である。
ここで、第1端子400について、図4Aから図4Fに基づいて詳細に説明する。
第1端子400は、中心導体F4を挟み込む挟持部410と、挟持部410の基端部から離れる方向に延びる嵌合端子部411とを備えている。
挟持部410は、中心導体F4を挟み込む第1挟持部420および第2挟持部430と、第1挟持部420と第2挟持部430との間に位置する傾斜部440とを備えている。
第1挟持部420および第2挟持部430は、対向した接触面421,431が、同軸ケーブルCの中心導体F4と接触する。第1挟持部420および第2挟持部430のそれぞれの接触面421,431の間隔は、芯線である中心導体F4の幅(外径)より狭く形成されている。
第1挟持部420の対向する接触面421間における中心と、第2挟持部430の対向する接触面431間における中心とは、同軸ケーブルCが延びる方向と直行する方向位置がずれるように形成されている。
この第1端子400は、図5に示すように、第1挟持部420を一方から押圧し(矢印Faにて示す。)、第2挟持部430を他方から押圧(矢印Fbにて示す。)する。この押圧により、第1挟持部420が元の位置から一方へずれ、第2挟持部430が元の位置から他方へずれる。このとき、金属部材の延性により第1挟持部420と第2挟持部430との間の部分が引き伸ばされ、第1挟持部420と第2挟持部430との間に、傾斜部440が形成される。
これにより、揃った位置にあった接触面421,431が、元の位置から、それぞれ反対方向にオフセット(シフト)するので、第1端子400を、第1挟持部420と第2挟持部430との中心位置がずれた状態に形成することができる。
なお、この第1挟持部420と第2挟持部430との中心位置をずらす加工は、製造工程の中で、一対の接触面421,431が同一方向に向くような開いた状態のときに行ったり、接触面421,431を起立させて対向状態とした閉じた状態のときに行ったりすることができる。
第1挟持部420および第2挟持部430の先端側は、図4Bおよび図4Fに示すように、開口幅が外側に進むに従って拡がることで、V字状に形成されている。また、第1挟持部420および第2挟持部430は、それぞれが基端側で接触面421同士、および接触面431同士が接続されていることでU字状に形成されている。
図4Aおよび図4Cから図4Eに示す傾斜部440は、第1挟持部420および第2挟持部430の先端側を接続するものであり、第1挟持部420と第2挟持部430との間に介在している。傾斜部440は、第1挟持部420と第2挟持部430との間に介在することで、中心導体F4の軸線に対して傾斜した状態で形成されている。
嵌合端子部411は、ハウジング30の収納部32(図3参照)の溝面に配置されて、相手側の電気コネクタと嵌合したときに、相手側の端子と接触する。
図3に示すように、第2端子401,402は、同軸ケーブルCの外部導体F2を挟み込んで接続するために、一対の爪部により形成されている。第2端子401,402として設けられた一対の爪部は、カバー20がハウジング30に取り付けられる際に、開口部21が降下して、一対の爪部の先端部を両側から押し込むことで、外部導体F2を挟み込んでいる。第2端子401,402は、外部導体F2を挟み込む位置が第1端子400側である前位置(第2端子401)と、前位置より後側に位置する後位置(第2端子402)とに、交互に配置されている。
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る電気コネクタの使用状態について、図面に基づいて説明する。
図6に示すように、それぞれの同軸ケーブルCを加工する。同軸ケーブルCは、例えば、特許文献1の電気コネクタに使用されているような、1本の直径が0.127mmの芯線(中心導体)を7本使用して、外被を含めた直径が0.5mm程度となるAWG28に相当するケーブルが使用できるが、更に細い細線同軸ケーブルとしてもよい。
まず、片方の端から第1端子400と接続する位置まで、全体を被覆する外皮絶縁体F1と、外部導体F2とを剥がし、中心導体F4を被覆する内部絶縁体F3を露出させる。そして、第1端子400と接続する位置の内部絶縁体F3を剥がし、中心導体F4を露出させる。中心導体F4が露出した部分が第1端子400と接続される第1接続部C1となる。
次に、前位置に配置された第2端子401に対応して、それぞれの同軸ケーブルCの外皮絶縁体F1を剥がして、内部絶縁体F3の周囲に設けられた外部導体F2を露出させる。また、後位置に配置された第2端子402に対応して、並列に配列されたそれぞれの同軸ケーブルCの外皮絶縁体F1を剥がして外部導体F2を露出させる。外部導体F2の露出は、第2端子401に挟まれない同軸ケーブルCや、第2端子402に挟まれない同軸ケーブルCも、全ての同軸ケーブルCで、前位置および後位置に対応する外皮絶縁体F1を剥がす。
前位置で、外部導体F2を露出させた部分が、第2端子401と接続する第2接続部C2となり、後位置で、外部導体F2を露出させた部分が、第2端子402と接続する第3接続部C3となる。
次に、図7および図8に示すように、同軸ケーブルCをハウジング30に配置して、中心導体F4が露出した部分(第1接続部C1)を第1端子400の挟持部410に挿入すると共に、外部導体F2が露出した部分(第1接続部C1,第2接続部C2)を第2端子401,402に挿入する。
第1挟持部420および第2挟持部430は、先端側がV字状に拡がっているので、第1挟持部420および第2挟持部430のそれぞれの接触面421,431の間隔が、中心導体F4の外径より狭くても、容易に中心導体F4を挿入することができる。
また、第1挟持部420の接触面421同士の隙間および第2挟持部430の接触面431同士の隙間が、中心導体F4の外径より狭く形成されているため、第1挟持部420および第2挟持部430に中心導体F4を押し込むことで、第1挟持部420と第2挟持部430との弾性復帰力により、中心導体F4を、第1挟持部420および第2挟持部430に挟み込んで保持させることができる。
従って、図12に示すような、圧着端子1007の先端をかしめ、圧着端子1007の塑性変形により芯線を挟持する特許文献2に記載のケーブル接続用コンタクト1008と比較して、押し込まれた中心導体F4を、第1挟持部420と第2挟持部430との弾性復帰力により挟持する第1端子400は、安定した接触を確保することができる。
図9に挟持部410が中心導体F4を挟み込んだときの状態を示す。
図9では、第2端子401,402に保持された同軸ケーブルCの軸線を「L」にて示す。また、第1挟持部420の対向する接触面421の中心位置を「P1」にて示す。また、第2挟持部430の対向する接触面431の中心位置を「P2」にて示す。そして、第2挟持部430からの同軸ケーブルCが配置されるハウジング30の収納部32の中心位置を「P3」にて示す。
図9に示すように、第2端子401,402に接続された同軸ケーブルCの軸線Lに対して、第1挟持部420の接触面421の中心位置P1は一方にずれている(図9では、軸線Lを中心として右側。)。従って、第2端子401,402に保持された同軸ケーブルCは、第1挟持部420により挟み込まれることで、一方に片寄らされ、曲がった状態で保持される。
同軸ケーブルCの軸線Lに対して、第2挟持部430の接触面431の中心位置P2は一方の反対側である他方にずれている(図9では、軸線Lを中心として左側。)。従って、第1挟持部420に挟み込まれた中心導体F4は、中心位置P1から、傾斜部440の傾斜方向に沿って徐々に軸線が他方にずれ、第2挟持部430にて中心位置P2にずれる。
そして、第2挟持部430からの同軸ケーブルCが配置されるハウジング30の収納部32は、中心位置P3が、一方にずれている(図9では、軸線Lを中心として右側。)。
従って、第2挟持部430に挟み込まれた中心導体F4が、第2挟持部430から収納部32に配線され、収納部32に配置されることで、中心位置P2から中心位置P3にずれる。
このようにして、同軸ケーブルCの中心導体F4の軸線は、図9において二点鎖線L1にて示すように、一方へ曲がったり他方へ曲がったりするようにして、同軸ケーブルCが、第2端子401,402から収納部32まで配置される。
このように、挟持部410が、露出した中心導体F4の軸線Lを曲げた部分に接触圧を掛けつつ、挟持部410が中心導体F4を挟み込むことで、細線を束ねた中心導体F4であっても、中心導体F4をばらけさせることなく、確実に保持することができるので、接触信頼性の向上を図ることができる。
第1挟持部420の中心位置P1は、第2端子401,402に接続された同軸ケーブルCの軸線Lに対して、一方にずれていることで、中心導体F4の軸線Lが第1挟持部420の入口で一方に曲げられる。また、第1挟持部420から第2挟持部430へ入るところで、軸線Lを中心として反対側の他方へ曲げられるので、更に挟持部410による中心導体F4への接触度を高めることができる。
傾斜部440が第1挟持部420と第2挟持部430との間に介在することで、傾斜部440の傾斜方向に沿って中心導体F4が中心位置P1から中心位置P2へ曲がるので、急激な曲げによる中心導体F4へのストレスを緩和することができる。
更に、同軸ケーブルCの軸線Lに対して、第2挟持部430からの同軸ケーブルCが配置されるハウジング30の収納部32の中心位置P3が一方にずれているので、第2挟持部430により他方に曲げられた中心導体F4が、収納部32により一方に曲げられるため、第2挟持部430による中心導体F4への接触度を高めることができる。
中心導体F4が第1挟持部420および第2挟持部430に挿入されて、基端側で接続された第1挟持部420の接触面421と第2挟持部430の接触面431のそれぞれにより中心導体F4を挟み込むときに、先端側で第1挟持部420および第2挟持部430が接続されているため、中心導体F4の軸線Lを曲げて中心位置P1,P2とする第1挟持部420と第2挟持部430との位置関係を維持しながら挟み込むことができる。
なお、本実施の形態では、電気コネクタ10に接続するケーブルとして、細線を束ねた中心導体を有する同軸ケーブルCを例に説明したが、本発明の電気コネクタは、中心導体が単線により形成された同軸ケーブルや、外部導体を有していない単線ケーブル、または撚り線ケーブルなどでも接続することができる。
本発明は、電気信号を導通するケーブルの接続手段として、自動車産業、電気電子機器産業あるいは各種機械産業などの分野において広く利用される電気コネクタに好適である。
10 電気コネクタ
20 カバー
21 開口部
30 ハウジング
31 腕部
32 収納部
40 端子群
400 第1端子
401,402 第2端子
410 挟持部
411 嵌合端子部
420 第1挟持部
421 接触面
430 第2挟持部
431 接触面
440 傾斜部
C 同軸ケーブル
C1 第1接続部
C2 第2接続部
C3 第3接続部
F1 外皮絶縁体
F2 外部導体
F3 内部絶縁体
F4 中心導体
L 軸線
P1,P2,P3 中心位置
Fa,Fb 矢印

Claims (7)

  1. ケーブルの露出した芯線と接続する端子を備えた電気コネクタであって、
    前記端子は、対向した接触面の中心位置がずれて形成されていることで、前記芯線を挟み込むときに、前記線材の軸線を曲げた状態で挟み込む第1挟持部と第2挟持部とを備えた電気コネクタ。
  2. 前記端子は、前記芯線が挿入される先端側で、前記第1挟持部および前記第2挟持部が接続され、基端側で、前記第1挟持部の接触面同士が接続されていると共に、前記第2挟持部の接触面同士が接続されている請求項1記載の電気コネクタ。
  3. 前記第1挟持部および前記第2挟持部が接続された先端側は、前記芯線の軸線に対して傾斜した傾斜部が、前記第1挟持部と前記第2挟持部との間に介在することにより接続されている請求項2記載の電気コネクタ。
  4. 前記第1挟持部および前記第2挟持部は、先端側がV字状に拡がっている請求項1記載の電気コネクタ。
  5. 前記第1挟持部および前記第2挟持部のそれぞれの接触面の間隔は、前記芯線の幅より狭く形成されている請求項4記載の電気コネクタ。
  6. 前記ケーブルが同軸ケーブルであり、前記芯線が前記同軸ケーブルの中心導体であり、前記端子を中心導体接触端子としたときに、前記中心導体を被覆した内部絶縁体の周囲の外部導体と接触して保持する外部導体接触端子を備え、
    前記外部導体接触端子により保持され、前記第1挟持部へ配線された前記中心導体の軸線に対して、前記第1挟持部の中心位置が一方にずれ、前記第2挟持部の中心位置が他方にずれている請求項1から5のいずれかの項に記載の電気コネクタ。
  7. 前記第2挟持部からのケーブルが配置されるハウジングの収納部は、中心位置が、一方にずれている請求項6記載の電気コネクタ。
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