JP2018186057A - 電気コネクタ及び電気コネクタ装置 - Google Patents

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

【課題】電気コネクタ同士の嵌合状態を強固に維持することを可能とする。【解決手段】相手コネクタの嵌合方向と直交する方向に弾性変位するように導電性シェル部材に設けた弾性アーム状部材23dに、相手コネクタが嵌合方向の奥から対面するコネクタ当接面23e1と、導電性シェル部材の一部が嵌合方向の手前から対面するシェル当接面23e2とを有する係止片23eを設け、嵌合状態にある相手コネクタに対して嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際に、相手コネクタと導電性シェル部材との間で係止片23eを挟持した状態として、相手コネクタから係止片23eが外れてロック解除に至るような事態を回避する構成を備えたものである。【選択図】図24

Description

本発明は、相手コネクタと嵌合される構成の電気コネクタ及び電気コネクタ装置に関する。
一般に、種々の電気機器において、一対の電気コネクタ同士を嵌合させることによって電気的な接続を行うようにした電気コネクタ装置が広く用いられている。このような電気コネクタ装置においては、一対の電気コネクタ同士を嵌合させた際に、電気コネクタ同士の嵌合状態を維持するためにロック機構がしばしば採用されている。例えば下記の特許文献1等において開示された、いわゆるメカニカルロック機構は、機械的に係合するロック片によって嵌合保持力を得るようにしたものであり、嵌合状態にある電気コネクタ(相手コネクタ)に対して、嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された場合に、双方の電気コネクタに設けられたロック片同士が抜去方向に当接し合って係合関係となることにより電気コネクタの嵌合状態を維持させる構成を備えている。
しかしながら、従来の電気コネクタ装置に設けられたロック機構においては、嵌合状態にある電気コネクタ(相手コネクタ)を抜去させる方向に付加される外力に対して、ロック片を支持する部材が設けられていない。従って、抜去方向の外力に対抗し得る限界荷重が十分であるとは言えず、比較的弱い外力が付加された場合にあっても、ロック機構の係合関係が解除され、あるいはロック機構に破壊を生じるおそれがあり、電気的な接続が損なわれてしまうことも考えられる。
特開2016−31780号公報
そこで本発明は、電気コネクタ同士の嵌合状態を強固に維持することができるようにした電気コネクタ及び電気コネクタ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため請求項1にかかる発明においては、信号伝送媒体の端末部分が連結された相手コネクタが嵌合されるものであって、前記相手コネクタの嵌合方向に延在して、前記相手コネクタの電極部に接触可能に配置されたコンタクト部材と、前記コンタクト部材の少なくとも一部を取り囲む状態に配置された導電性シェル部材とを備えた電気コネクタにおいて、前記相手コネクタとの嵌合の際、前記相手コネクタと当接して前記嵌合方向と直交する方向に弾性変位する弾性アーム状部材が、前記導電性シェル部材に設けられているとともに、前記弾性アーム状部材に、前記相手コネクタに当接する係止片が設けられたものであって、前記係止片は、嵌合状態にある前記相手コネクタに対して、前記嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際、当該係止片よりも前記嵌合方向の奥にある前記相手コネクタの当接面に当接するコネクタ当接面と、前記コネクタ当接面に対向して設けられ、前記コネクタ当接面に前記相手コネクタの当接面が当接した際、前記導電性シェル部材の一部に当接して前記相手コネクタの移動を規制するシェル当接面とを有する構成が採用されている。
このような構成を有する請求項1にかかる電気コネクタによれば、嵌合状態にある相手コネクタに対して嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際に、相手コネクタの当接面が係止片のコネクタ当接面に当接するとともに、その係止片のコネクタ当接面に対向して設けられたシェル当接面が導電性シェル部材の一部に当接して相手コネクタの移動を規制する状態となることから、相手コネクタから係止片が外れてロック解除に至るような事態が回避される。
また、請求項2にかかる発明では、ケーブル状信号伝送媒体の端末部分が連結された第1コネクタと、その第1コネクタが嵌合される第2コネクタと、を備えたものであって、前記第2コネクタに、前記第1コネクタの嵌合方向に延在して前記第1コネクタの電極部に接触可能に配置されたコンタクト部材と、当該コンタクト部材の少なくとも一部を取り囲む状態に配置された導電性シェル部材と、が設けられた電気コネクタ装置において、前記第1コネクタと前記第2コネクタとが嵌合される際、前記第1コネクタに当接して前記嵌合方向と直交する方向に弾性変位する弾性アーム状部材が、前記第2コネクタの導電性シェル部材に設けられているとともに、前記第2コネクタの前記弾性アーム状部材に、前記第1コネクタに当接する係止片が設けられたものであって、前記第2コネクタの前記係止片は、嵌合状態にある前記第1コネクタに対して前記嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際、当該係止片よりも前記嵌合方向の奥にある前記第1コネクタの当接面に当接するコネクタ当接面と、前記コネクタ当接面に対向して設けられ、前記コネクタ当接面に前記第1コネクタの当接面が当接した際、前記導電性シェル部材に当接して前記第1コネクタの移動を規制するシェル当接面とを有する構成が採用されている。
このような構成を有する請求項2にかかる発明によれば、嵌合状態にある第1コネクタに対して嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際に、第1コネクタの一部が係止片のコネクタ当接面に当接するとともに、その係止片のコネクタ当接面に対向して設けられたシェル当接面が導電性シェル部材の一部に当接して第1コネクタの移動を規制する状態となることから、第1コネクタから係止片が外れてロック解除に至るような事態が回避される。
さらに、請求項3にかかる発明のように、前記弾性アーム状部材は、前記導電性シェル部材から前記嵌合方向又はその反対方向に延出した後に、その延出方向と反対の方向に折り返された状態に延在する構成を採用することが望ましい。
このような構成を有する請求項3にかかる発明によれば、弾性アーム状部材が、折り返されている分だけ長尺化されることとなり、当該弾性アーム状部材に設けられた係止片の弾性変位が十分に確保される。
さらにまた、請求項4にかかる発明のように、前記弾性アーム状部材及び係止片が、前記嵌合方向と直交する方向に対向する状態で一組設けられていることが可能である。
また、請求項5にかかる発明のように、前記係止片のシェル当接面が対面する前記導電性シェル部材の一部が、当該導電性シェル部材に設けられ、前記係止片が挿通された貫通穴の開口縁部により構成されていることが可能である。
さらに、請求項6にかかる発明のように、前記導電性シェル部材には、前記相手コネクタ又は前記第1コネクタに対して前記係止片が当接しない位置まで当該導電性シェル部材を変位させる解除操作部が設けられていることが望ましい。
このような構成を有する請求項6にかかる発明によれば、相手コネクタ又は第1コネクタの抜去操作が容易に行われる。
さらにまた、請求項7にかかる発明のように、前記係止片のコネクタ当接面が対面する相手コネクタ又は第1コネクタの一部が、当該相手コネクタ又は第1コネクタに設けられた導電性シェル部材であることが可能である。
以上述べたように本発明は、相手コネクタ又は第1コネクタの嵌合方向と直交する方向に弾性変位する導電性シェル部材の弾性アーム状部材に、相手コネクタ又は第1コネクタが嵌合方向の奥から対面するコネクタ当接面と、コネクタ当接面に対向して設けられたシェル当接面とを有する係止片を設け、嵌合状態にある相手コネクタ又は第1コネクタに対して嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際に、相手コネクタ又は第1コネクタと導電性シェル部材との間で係止片を挟持した状態として、相手コネクタ又は第1コネクタから係止片が外れてロック解除に至るような事態を回避する構成を備えたものであるから、電気コネクタ同士の嵌合状態を強固に維持することができる。
本発明における相手コネクタ(第1コネクタ)としてのプラグコネクタの一例を正面上方から表した外観斜視説明図である。 図1に示されたプラグコネクタ(相手コネクタ)の平面説明図である。 図1及び図2に示されたプラグコネクタ(相手コネクタ)の正面説明図である。 図1〜図3に示されたプラグコネクタ(相手コネクタ)と、そのプラグコネクタに連結される同軸ケーブル(信号伝送媒体)と、当該同軸ケーブルの端末部分に装着されるプラグコンタクト部材と、を表した分解斜視説明図である。 図1〜図4に示されたプラグコネクタ(相手コネクタ)に用いられている絶縁ハウジングを水平面で切断して表したものであって、(A)は絶縁ハウジング単品の断面外観斜視説明図、(B)は絶縁ハウジングにプラグコンタクト部材を装着した状態の断面外観斜視説明図である。 図1〜図4に示されたプラグコネクタ(相手コネクタ)に用いられている絶縁ハウジングにプラグコンタクト部材を装着した状態を水平面で切断して表した平面説明図である。 図6に示された絶縁ハウジングにプラグコンタクト部材を装着した状態を長手方向の垂直面で切断して表した側面説明図である。 図6に示された絶縁ハウジングにプラグコンタクト部材を装着した状態を幅方向垂直面で切断して表した側面説明図である。 図1〜図5に示されたプラグコネクタ(相手コネクタ)に用いられているプラグコンタクト部材を正面上方から表した外観斜視説明図である。 図9に示されたプラグコンタクト部材の側面説明図である。 図9及び図10に示されたプラグコンタクト部材の正面説明図である。 図9〜図11に示されたプラグコンタクト部材の底面説明図である。 本発明の一実施形態にかかる同軸型電気コネクタとしてのレセプタクルコネクタを正面上方から表した外観斜視説明図である。 図13示されたレセプタクルコネクタを正面下方から表した外観斜視説明図である。 図13及び図14に示されたレセプタクルコネクタの側面説明図である。 図13〜図15に示されたレセプタクルコネクタの背面説明図である。 図13〜図16に示されたレセプタクルコネクタを分解して表した外観斜視説明図である。 図13〜図17に示されたレセプタクルコネクタに用いられているレセコンタクト部材を正面上方から表した外観斜視説明図である。 図18に示されたレセコンタクト部材を背面上方から表した外観斜視説明図である。 図13〜図17に示された本発明の一実施形態にかかる同軸型電気コネクタとしてのレセプタクルコネクタに、図1〜図4に示された相手コネクタ(第1コネクタ)としてのプラグコネクタを嵌合した状態を、レセプタクルコネクタの正面上方から表した外観斜視説明図である。 図20に示されたレセプタクルコネクタとプラグコネクタとの嵌合状態を、レセプタクルコネクタの正面下方から表した外観斜視説明図である。 図20及び図21に示されたレセプタクルコネクタとプラグコネクタとの嵌合状態を表した平面説明図である。 図20〜図22に示されたレセプタクルコネクタとプラグコネクタとの嵌合状態を表した側面説明図である。 図23中の XXIV− XXIV 線に沿った水平断面説明図である。 図22中の XXV− XXV 線に沿った水平断面説明図である。 図22中の XXVI− XXVI 線に沿った水平断面説明図である。 プラグコンタクト部材とレセコンタクト部材との接続状態を表した平面図である。 レセプタクルコネクタ(第2コネクタ)にプラグコネクタ(第1コネクタ)を嵌合する各段階における係止片の弾性変位状態を拡大して表したものであって、(A)はプラグコネクタを挿入し始めた段階における部分拡大水平断面説明図、(B)はプラグコネクタが係止片に当接した状態の部分拡大水平断面説明図、(C)はプラグコネクタの嵌合を完了した状態の部分拡大水平断面説明図、(D)はプラグコネクタが抜去方向の外力を受けた状態の部分拡大水平断面説明図である。
以下、信号伝送媒体として細線同軸ケーブルを使用する同軸型電気コネクタに本発明を適用した実施形態についての説明を図面に基づいて詳細に行う。
[同軸型電気コネクタ装置の全体構造について]
まず、図1〜図5に示されている相手コネクタ(第1コネクタ)としてのプラグコネクタ10は、ケーブル状信号伝送媒体としての細線同軸ケーブルSCの端末部分が連結される構成になされており、図13〜図17に示された本発明の一実施形態にかかる同軸型電気コネクタ(第2コネクタ)としてのレセプタクルコネクタ20は、図示を省略した配線基板上に実装される構成になされている。そして、レセプタクルコネクタ20に対して、配線基板の実装表面(主面)の延在方向に沿ってプラグコネクタ10が差し込まれるようにして嵌合が行われるとともに、その反対方向に抜去が行われる構成になされている。このレセプタクルコネクタ20に対するプラグコネクタ10の嵌合・抜去作業は、配線基板の実装表面(主面)に対して平行な水平方向に行われる。
ここで、上述したように配線基板の実装表面(主面)の延在方向を「水平方向」とするとともに、その配線基板の実装表面(主面)に対して直交する方向に離れる方向を「高さ方向」における「上方」とし、それとは逆に配線基板の実装表面(主面)に向かって近付く方向を「下方」とする。また、レセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20に対してプラグコネクタ(第1コネクタ)10を嵌合する方向を「嵌合方向」とし、プラグコネクタ10及びレセプタクルコネクタ20の各々においては、相手側に向かって嵌合を行う方向を「前方」、それとは反対に抜去を行う方向を「後方」とする。また、そのような嵌合・抜去を行う「前後方向」に直交し、且つ「水平方向」と平行な方向を「幅方向」とする。
[細線同軸ケーブルについて]
上述したプラグコネクタ(第1コネクタ)10及びレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20の詳細な構造を説明するに先立って、ケーブル状信号伝送媒体としての細線同軸ケーブルSCの具体的な構造を説明しておく。特に図4に示されているように、細線同軸ケーブルSCは、その中心軸線に沿ってケーブル中心導体(信号線)SCaを備えているとともに、当該ケーブル中心導体SCaに対して、絶縁材からなるケーブル誘電体SCcを介してケーブル外部導体(シールド線)SCbが同軸状に配置されている。そのうちのケーブル外部導体SCbは、外周被覆材SCdが皮剥きされることによって露出状態になされているとともに、ケーブル中心導体SCaは、さらにケーブル外部導体SCb及びケーブル誘電体SCcが皮剥きされることによって露出状態になされている。
そして、その露出状態になされた細線同軸ケーブルSCのケーブル中心導体(信号線)SCaが、絶縁ハウジング11に後述するように取り付けられたプラグコンタクト部材12に連結されて信号接続が行われるとともに、そのケーブル中心導体SCaの外周側を取り囲むように配置されたケーブル外部導体(シールド線)SCbは、後述する導電性シェル部材13の一部にカシメ固定されてグランド接続されるようになっている。
[プラグコネクタについて]
上述したプラグコネクタ(第1コネクタ)10のコネクタ本体部分を構成している絶縁ハウジング11は、特に図4〜図8に示されているように、概略形状において四角柱状をなす樹脂等の絶縁性部材から形成されており、その略四角柱形状をなす絶縁ハウジング11の内部には、当該絶縁ハウジング11を「前後方向」に貫通する端末配置空間11aが設けられている。
その端末配置空間11aの内部における「前方」部分(嵌合方向の奥部分)は、プラグコンタクト部材12が配置された、比較的拡大された幅寸法を有するコネクタ嵌合通路11a1になされているとともに、端末配置空間11aの「後方」部分(嵌合方向の手前部分)は、プラグコンタクト部材12に連結された細線同軸ケーブルSCの終端部分が配置される比較的狭い幅寸法を有するケーブル配置通路11a2になされている。このときの細線同軸ケーブルSCの端末部分は、端末配置空間11aのケーブル配置通路11a2から「後方」に向かって延出した状態になされる。
なお、プラグコネクタ(第1コネクタ)10がレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20の内方に差し込まれるようにして嵌合が行われた際にあっては、上述した端末配置空間11aのコネクタ嵌合通路11a1内に、レセプタクルコネクタ20の絶縁ハウジング21に取り付けられたレセコンタクト部材22が配置されており(図24〜図27参照)、プラグコンタクト部材12に対してレセコンタクト部材22が接触状態になされる。この点については、後段において詳細に説明する。
一方、上述した端末配置空間11aのコネクタ挿入通路11a1には、特に図5(B)に示されているように、「幅方向」の略中央位置にコンタクト取付部11bが立壁状をなすように設けられている。このコンタクト取付部11bは、絶縁ハウジング11の「高さ方向」における上下対向壁部の一方から立ち上がった状態で、後述するプラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aと略同じ長さにわたって「前後方向」に延在している。そして、そのコンタクト取付部11bに対して、プラグコンタクト部材12の電極部12aが「上方」から跨った状態で装着されている。
[プラグコンタクト部材について]
一方、上述したように絶縁ハウジング11のコンタクト取付部11bに装着されたプラグコンタクト部材12は、特に図8〜図12に示されているように、当該プラグコンタクト部材12の「前方」部分が電極部(接点部)12aになされている。このプラグコンタクト部材12の電極部12aは、「前後方向」に沿って見たときの形状が略U字状をなすように折り曲げられた薄厚の金属板から形成されている。その略U字形状をなす電極部12aは、「前後方向」に予め決められた長さにわたって延在している。
また、このプラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aにおける略U字形状の内方空間は、「幅方向」において予め決められた距離を備えている。このときのプラグコンタクト部材12の電極部12aが有する内方空間の「幅方向」の距離は、上述した絶縁ハウジング11のコンタクト取付部11bにおける「幅方向」の厚さと同一又は僅かに小さく設定されており、当該プラグコンタクト部材12の電極部12aが、絶縁ハウジング11のコンタクト取付部11bに対して外方から被せるようにして圧入状態で装着されている。その結果、プラグコンタクト部材12の電極部12aは、図5(B)に示すように絶縁ハウジング11の一部であるコンタクト取付部11bを嵌合方向(前後方向)に対して直交する「幅方向」に挟持した状態で取り付けられている。
このように本実施形態においては、プラグコンタクト部材12が、絶縁ハウジング11の一部であるコンタクト取付部11bを「幅方向」に挟持した状態で取り付けられているとともに、後述するようにして嵌合状態になされたレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20に設けられたレセコンタクト部材22の電極部(接点部)が、嵌合方向(前後方向)に対して直交する「幅方向」にプラグコンタクト部材12を押圧する状態となる。その結果、絶縁ハウジング11に対してプラグコンタクト部材12が強固な固定状態になされる。
ここで、上述した絶縁ハウジング11のコンタクト取付部11bに対するプラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aの装着は、上述した端末配置空間11aのケーブル配置通路11a2を通して、当該プラグコネクタ(第1コネクタ)10における「後方」から「前方」に向かって差し込むようにして行われる。そして、そのプラグコンタクト部材12の装着状態は、プラグコンタクト部材12に設けられた固定片12cが、上述した絶縁ハウジング11のコンタクト取付部11bに対して係合した状態になされることで維持され、それによってプラグコンタクト部材12の全体が、絶縁ハウジング11に取り付けられる構成になされている。
すなわち、上述したプラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aにおける「高さ方向」の「下方」領域には、当該プラグコンタクト部材12の一部を爪状に切り起こした固定片12cが設けられている。この固定片12cは、図6に示すようにプラグコンタクト部材12における「幅方向」の両側壁部に、互いに対向する状態で一対のものが設けられており、プラグコンタクト部材12が有する略U字形状の内方空間に向かって切り起こされている。そして、それらの両固定片12c,12cが、絶縁ハウジング11のコンタクト取付部11bの両側壁に対して食い込むようにして係合されることによって、プラグコンタクト部材12の全体が固定状態になされている。
このようなプラグコンタクト部材12に設けられた各固定片12cは、上述した電極部12aに対して、嵌合の方向(前後方向)に次のような位置関係を有している。すなわち、レセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20に対してプラグコネクタ(第1コネクタ)10が嵌合されるにあたっては、上述したプラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aが、後述するレセプタクルコネクタ20のレセコンタクト部材22の電極部(接点部)に接触した状態で嵌合方向(前後方向)に摺動することとなる。そのようにプラグコンタクト部材12の電極部12aがレセコンタクト部材22の電極部を嵌合方向「前後方向」に摺動する領域を、特に図10及び図27において符号「Q」で表している。
そして、上述したようにレセコンタクト部材22の電極部(接点部)が、プラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aを摺動する嵌合方向(前後方向)の領域Qに対して、前述したプラグコンタクト部材12に設けられた固定片12cは、嵌合方向(前後方向)の内方領域、すなわち上述した領域Qの範囲内に配置されている。
このような構成によれば、プラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aがレセプタクルコネクタ20のレセコンタクト部材22を摺動する領域Qと、プラグコネクタ10のプラグコンタクト部材12に設けられた固定片12cが配置されている領域とが、嵌合方向(前後方向)において重なり合った状態になされる。その結果、プラグコンタクト部材12の嵌合方向(前後方向)における長さは、電極部12aと固定片12cとが嵌合方向(前後方向)に沿って並んだプラグコンタクト部材12の長さと比較して、当該嵌合方向において短縮化されることとなり、それによって電気コネクタ装置全体の小型化が図られるようになっている。
また、プラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aは、図11及び図12に示すように「幅方向」において一対のものが対向するように配置されているが、それら一対の各電極部12aにおける「後方」の端縁部には、対向する相手側の電極部12aに向かって「幅方向」に突出する突当片12dがそれぞれ設けられている。これらの各突当片12dは、上述した絶縁ハウジング11のコンタクト取付部11bに対して「後方」から対面する配置関係になされており、プラグコンタクト部材12が装着を完了した状態において、絶縁ハウジング11のコンタクト取付部11bの「後方」の端面に対して突当片12dが当接する配置関係になされている。
このような突当片12dが設けられた構成によって、プラグコンタクト部材12の「前後方向」の位置決めが容易かつ確実に行われることとなり、絶縁ハウジング11に対してプラグコンタクト部材12を取り付けるにあたってのプラグコンタクト部材12の挿入操作が安定的に行われる。
一方、プラグコンタクト部材12には、図4に示すように上述した電極部(接点部)12aから「後方」寄りの部分に、斜め「上方」に向かって延出する一対の導体保持部12b,12bが一体的に設けられている。それらの各導体保持部12bは、細線同軸ケーブル(ケーブル状信号伝送媒体)SCの端末部分に露出されたケーブル中心導体SCaに対して、外方から巻き付けられるようにして湾曲状に折り曲げられる薄板状の金属材から構成されており、ケーブル中心導体SCaにカシメ固定されることによって、細線同軸ケーブルSCに対してプラグコンタクト部材12が連結された状態に維持されるようになっている。
また、上述したように湾曲状に折り曲げられた一対の導体保持部12b,12bは、細線同軸ケーブル(ケーブル状信号伝送媒体)SCのケーブル中心導体SCaとともに、前述した絶縁ハウジング11の端末配置空間11aの「後方」部分に設けられたケーブル配置通路11a2の内部に収容されている。(図5(B)参照)
[導電性シェル部材について]
一方、絶縁ハウジング11の外周表面は、図1に示すように薄厚の板状金属部材からなる導電性シェル部材13により覆われているが、その導電性シェル部材13は、絶縁ハウジング11の外周表面を覆うシェル本体部13aを「前方」部分に備えている。当該シェル本体部13aは、上述したプラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12aが配置された端末配置空間11aに対するシールド機能を有している。
また、上述したシェル本体部13aから「後方」に向かってシールド保持部13bが一体的に延出しているとともに、さらにそのシールド保持部13bから「後方」に向かって外皮保持部13cが一体的に延出している。これらのシールド保持部13b及び外皮保持部13cは、図4に示すように斜め上方に向かって延出する一対の薄板状部材から形成されている。それらのシールド保持部13b及び外皮保持部13cは、細線同軸ケーブル(ケーブル状信号伝送媒体)SCの端末部分に露出されたケーブル外部導体SCb及び外周被覆材SCdに対して、外方から巻き付けられ、湾曲状に折り曲げられるようにしてカシメ固定され、それによって細線同軸ケーブルSCに対して導電性シェル部材13及びプラグコネクタ10の全体が連結状態になされる。
[レセプタクルコネクタの概要について]
一方、前述したレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20においては、特に図14に示されているように、コネクタ本体部分を構成している絶縁ハウジング21にレセコンタクト部材22が取り付けられているとともに、そのレセコンタクト部材22が取り付けられた絶縁ハウジング21が、中空状をなす導電性シェル部材23の「後方」端部分、すなわち嵌合方向の奥端に位置する部分の内部に圧入状態で装着されている。
また、導電性シェル部材23の「前方」端部分、すなわち嵌合方向の手前に位置する部分には、シェル開口部23aが設けられており、そのシェル開口部23aから当該導電性シェル部材23の中空状内部に向かって、前述したプラグコネクタ(第1コネクタ)10が差し込まれる構成になされている。そして、そのプラグコネクタ10が嵌合状態になされることによって、プラグコンタクト部材12の電極部(接点部)12a(図1参照)が、レセコンタクト部材22の電極部(接点部)22a(図17参照)に接触して電気的に接続された状態になされる。
[絶縁ハウジングについて]
このようなレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20の絶縁ハウジング21は、図17に示されているように、概略形状において正面略矩形状をなす板状の絶縁部材から形成されており、レセプタクルコネクタ20が実装される配線基板(図示省略)の主面から「高さ方向」に立ち上がる状態に配置される。この実装状態における絶縁ハウジング21の「下方」部分には、当該絶縁ハウジング21の底面部から上方に向かって切り欠かれるようにして一対のコンタクト取付溝21a,21aが、略平行に細長状に延在する状態に設けられている。それら一対のコンタクト取付溝21a,21aには、次に説明するレセコンタクト部材22が、「下方」から圧入状態で装着されている。
[レセコンタクト部材について]
すなわち、上述したレセコンタクト部材22は、特に図18及び図19に示されているように、平面視したときに略U字形状をなすように折り曲げられた薄厚の金属板から形成されており、そのU字形状における閉塞部分を構成しているコンタクト基部22bが、絶縁ハウジング21の内部に固定状態になされている。このコンタクト基部12bは、上述した絶縁ハウジング21の底面位置から「上方」に向かって延出する板状部材から構成されており、当該コンタクト基部12bの上方領域における「幅方向」の両側端縁からは、一対の電極部(接点部)22a,22aが、嵌合方向の手前である「前方」に向かって延出している。
これら一対の電極部(接点部)22a,22aは、上述した絶縁ハウジング21のコンタクト取付溝21a,21aから、嵌合方向の手前である「前方」に向かって突出しており、それら一対の電極部22a,22aにおける延出方向の先端部分には、互いに近付く方向(幅方向)に張り出す接触部22c,22cが、平面視において山形状をなすように設けられている。これらの接触部22c,22c同士の間隔は、前述したプラグコンタクト部材12の電極部12a,12a同士の間隔よりやや小さく設定されている。そして、プラグコネクタ(第1コネクタ)10がレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20に差し込まれるようにして嵌合が行われた際に、レセコンタクト部材22の電極部22a,22aに設けられた両接触部22c,22c同士の間に、プラグコンタクト部材12の電極部12a,12aが挿入されて電気的な接触状態になされる配置関係となっている。
また、レセコンタクト部材22においては、図19に示すように上述した電極部22a,22aの「高さ方向」における「下方」部分に、コンタクト基部22bの「幅方向」の両側端縁から同じく「幅方向」の外方に向かって延出する一対の固定片22d,22dが設けられている。これら一対の固定片22d,22dは、絶縁ハウジング21にレセコンタクト部材22が装着された際に、絶縁ハウジング21の側壁部に対して係合状態となり、それによってレセコンタクト部材22の全体が、絶縁ハウジング21に固定された状態に維持されるようになっている。
さらに、上述した固定片22d,22dの「高さ方向」における「下方」部分においては、コンタクト基部22bの下端部分が「後方」に向かって略直角に折れ曲がって略「水平方向」に延出して基板接続部22eになされている。その基板接続部22eは、図示を省略した配線基板の主面上に半田付けされ、それによってレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20の実装が行われるようになっている。
[導電性シェル部材について]
一方、前述した絶縁ハウジング21の外周表面を覆う薄厚の板状金属部材からなる導電性シェル部材23は、図13に示すように略四角柱形状をなす中空構造体から構成されており、当該導電性シェル部材23の中空内部における「後方」端部分(嵌合方向の奥端部分)に、前述した絶縁ハウジング21が取り付けられている。また、その導電性シェル部材23の中空内部における「前方」端部分(嵌合方向の手前部分)に設けられたシェル開口部23aは、正面略矩形の開口形状を有しており、当該シェル開口部23aから上述した絶縁ハウジング21に至るまでの部位が、前述したプラグコネクタ(第1コネクタ)10が差し込まれる「中空挿入通路」になされている。
この導電性シェル部材23は、実装時に配線基板(図示省略)の主面に対面する底面部を備えているが、その導電性シェル部材23の底面部に対して「高さ方向」に対向する上面部には、舌片状をなすグランド接触片23bが、導電性シェル部材23の中空内部に向かって片持ち状に切り起こされた状態で設けられている。このレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20に設けられたグランド接触片23bは、当該レセプタクルコネクタ20に嵌合されたプラグコネクタ(第1コネクタ)10の導電性シェル部材13の上面部に弾性的に当接して、グランド接続を行う配置関係になされている。
また、上述した導電性シェル部材23のシェル開口部23aを形成している正面略矩形状の開口縁部のうち、「幅方向」における両側の端縁を形成している側壁面部23c,23cの前端縁部には、帯板状部材からなる弾性アーム状部材23d,23dがそれぞれ一体的に設けられている。それらの各弾性アーム状部材23dは、シェル開口部23aの開口縁部から「前方」(嵌合方向の手前)に向かって一旦突出した直後に、それとは反対の「後方」(嵌合方向の奥)に向かって平面略U字形状をなすように折り返されている。そして、その折返し部から、上述した側壁面部23c,23cの外表面に沿って、各弾性アーム状部材23dが「後方」(嵌合方向の奥)に向かって片持ち状に延出している。
これらの各弾性アーム状部材23dは、上述した折返し部の近傍を根元部分として略水平に延びていることから、嵌合方向に直交する水平面内において「幅方向」に弾性変位する構成になされている。
このように本実施形態における弾性アーム状部材23は、導電性シェル部材23のシェル開口部23aから延出した後に、その延出方向と反対の方向に折り返されて延びていることから、折り返された分だけ弾性を有するスパンが長尺化されることとなり、当該弾性アーム状部材23に設けられた係止片23eの弾性変位が十分に確保される。
なお、これらの弾性アーム状部材23dは、導電性シェル部材23から嵌合方向に延出させ、さらにその延出方向と反対の方向に折り返された状態に延在させた構成とすることも可能である。
そして、それらの各弾性アーム状部材23dの延出方向における途中部分には、上述した導電性シェル部材23の「中空挿入通路」に向かって突出する係止片23eがそれぞれ設けられている。これらの各係止片23eは、導電性シェル部材23における「前後方向」の略中央部分に対応した位置に設けられており、上述した各弾性アーム状部材23dにおける「下方」の端縁部から略直角に折れ曲がってコネクタ内方、すなわち導電性シェル部材23の「中空挿入通路」に向かう方向に延出している。そして、上述したように各弾性アーム状部材23dが弾性変位するに伴って、各係止片23eは、嵌合方向に直交する方向である「幅方向」に弾性変位が行われる構成になされている。(図24参照)
一方、上述した導電性シェル部材23の各側壁面部23cにおける、係止片23eに対応する位置には、側面略矩形状をなす貫通穴23fが形成されている。この貫通穴23fは、上述した側壁面部23cを板厚方向に貫通するようにして設けられており、当該貫通穴23fに対して、「幅方向」の外方から係止片23eが差し込まれた状態(挿通された状態)になされている。
この貫通穴23fに差し込まれた係止片23eは、上述した弾性アーム状部材23dの弾性変位に伴って、導電性シェル部材23の中空挿入通路に対して「幅方向」に突没する配置関係になされている。すなわち、プラグコネクタ(第1コネクタ)10が「中空挿入通路」の内部に差し込まれる前の「初期状態」においては、図28(A)に示されているように「中空挿入通路」内に係止片23eが突出した状態になされているが、その「初期状態」から弾性アーム状部材23d(係止片23e)が、シェル本体部13aに当接して、図28(B)に示されているように「幅方向」の外方に向かって押し広げられるように弾性変位されることによって、上述した「中空挿入通路」内から係止片23eが離脱して没した状態に移行する構成になされている。
このように導電性シェル部材23の貫通穴23fを通して導電性シェル部材23の「中空挿入通路」に突没するように設けられた係止片23eの外周縁部は、図24及び図28に示すように平面視において略台形状を有している。そして、この係止片23eの外周縁部における嵌合方向の奥の端縁(後方端縁)が、「幅方向」に比較的長いコネクタ当接面23e1になされているとともに、コネクタ当接面23e1に対向して設けられ、嵌合方向の手前の端縁(前方端面)が、「幅方向」に比較的短いシェル当接面23e2になされている。これらのコネクタ当接面23e1とシェル当接面23e2とは、嵌合方向(前後方向)に一定の間隔をなして略平行に延在する配置関係になされている。
上述したように、係止片23eのコネクタ当接面23e1は、導電性シェル部材23の「中空挿入通路」内に比較的大きな突出長をなす状態に配置されているが、その「中空挿入通路」内にプラグコネクタ(第1コネクタ)10が差し込まれた場合にあっては、図28(C)に示されているように、プラグコネクタ10の導電性シェル部材13を構成しているシェル本体部13aの「後方」端面(嵌合方向の手前の端面)をなす後端当接面13dが、上述した係止片23eのコネクタ当接面23e1に対して、嵌合方向の奥から対面する配置関係になされている。この状態において、プラグコネクタ10に対して抜去方向の外力が付加されると、当該プラグコネクタ10の導電性シェル部材13の一部であるシェル本体部13aが、係止片23eのコネクタ当接面23e1に対して嵌合方向の奥から手前に向かって当接し、プラグコネクタ10が「中空挿入通路」内に保持される。
一方、上述したようにプラグコネクタ(第1コネクタ)10の導電性シェル部材13を構成しているシェル本体部13aの後端当接面13dが、係止片23eのコネクタ当接面23e1に対して嵌合方向の奥から対面した状態から、弾性アーム状部材23dが「幅方向」の外方に向かって弾性変位し、「中空挿入通路」から係止片23eが「幅方向」の外方に離脱した状態となると、コネクタ当接面23e1を含む係止片23eの全体が、「中空挿入通路」内に差し込まれているプラグコネクタ10の導電性シェル部材13に当接しない外方の位置まで引き出され、プラグコネクタ10の抜去が可能となる。
また、上述した係止片23eにおける嵌合方向の手前の端縁(前方端縁)を構成しているシェル当接面23e2は、「中空挿入通路」に向かって比較的小さな突出長をなす状態に配置されている。この係止片23eに設けられたシェル当接面23e2に対しては、図24及び図28に示されているように、上述した貫通穴23fを形成している開口縁部のうち、嵌合方向の手前に位置する端縁(前方端縁)である係止当接縁23f1が、嵌合方向の手前から近接又は当接する状態に配置されている。
そして、前述したように「中空挿入通路」内に差し込まれたプラグコネクタ(第1コネクタ)10の導電性シェル部材13の一部であるシェル本体部13aの後端当接面13dが、係止片23eのコネクタ当接面23e1に対して嵌合方向の奥から抜去方向に当接することによって、係止片23eの全体が嵌合方向の手前(抜去方向)に向かって押圧移動されると、図28(D)に示されているように、上述した係止片23eのシェル当接面23e2が、貫通穴23fにおける嵌合方向の手前に位置する係止当接縁23f1に対して当接する配置関係になされている。
このように貫通穴23fの係止当接縁23f1に当接した係止片23eは、上述したプラグコネクタ(第1コネクタ)10の導電性シェル部材13の一部(シェル本体部13aの後端当接面13d)と、上述した貫通穴23fの係止当接縁23f1との間に挟持された状態になされ、プラグコネクタ10から係止片23eが離脱する事態が回避されることとなる。
さらに、上述した係止片23eの外周縁部のうち、シェル当接面23e2が中空挿入通路内に突出している先端からは、図24及び図28に示すように案内傾斜辺23e3が嵌合方向に向かって中空挿入通路内に張り出す量が大きくなるように延出している。この案内傾斜辺23e3に対しては、前述したように「中空挿入通路」内に挿入されたプラグコネクタ(第1コネクタ)10の導電性シェル部材13が、嵌合方向の手前から当接する位置関係に配置されている。
すなわち、前述したようにレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20の「中空挿入通路」内にプラグコネクタ(第1コネクタ)10が挿入されると、まず図28(A)に示されているように、プラグコネクタ10の導電性シェル部材13を構成しているシェル本体部13aの前端部分(嵌合方向の奥端部分)が、上述した係止片23eの案内傾斜辺23e3に当接し、その後にプラグコネクタ10の挿入が進められるに従って係止片23eは、図28(B)に示されているように弾性アーム状部材23dの弾性力に抗して「幅方向」の外方に押しやられるように変位する。
そして、図28(C)に示されているように、プラグコネクタ10の嵌合が終了した時点において、当該プラグコネクタ10の導電性シェル部材13が、係止片23eから嵌合方向に離脱することにより、弾性アーム状部材23dの弾性に従って係止片23eが元の位置に復帰する。その結果、係止片23eのコネクタ当接面23e1に対して、プラグコネクタ10の導電性シェル部材13を構成している後端当接面13dが、嵌合方向の奥から対向した状態に配置される。
そして、そのようなプラグコネクタ10の導電性シェル部材13と係止片23eとの対向状態から、プラグコネクタ10が、レセプタクルコネクタ20から抜け出す方向に外力を受けると、プラグコネクタ10の導電性シェル部材13を構成しているシェル本体部13aの後端当接面13dが、嵌合方向の奥から係止片23eに当接する。これにより、プラグコネクタ10の移動が規制され、プラグコネクタ10の抜け出しが基本的に防止される。
このようなプラグコネクタ(第1コネクタ)10に対して、さらにレセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20から抜け出す方向の外力が付加され続けると、図28(D)に示されているように、弾性アーム状部材23dの弾性変位を伴いながら係止片23eが、貫通穴23fの内方領域を嵌合方向の手前である「後方」に向かって移動し、当該係止片23eのシェル当接面23e2が、導電性シェル部材23の一部である、嵌合方向の手前に対向配置された貫通穴23fの係止当接縁23f1に当接する。これ以降においては、プラグコネクタ10の抜け出しが強固に防止される。
なお、各弾性アーム状部材23の延出端部分、すなわち上述した係止片23eから嵌合方向に片持ち状に延出している部分は、図13に示すように係止片23eを中空挿入通路から離脱させるための解除操作部23gになされている。それらの各解除操作部23gに対して「幅方向」の外方に向かう解除操作力が付与されると、弾性アーム状部材23とともに係止片23eが「幅方向」の外方に弾性変位し、プラグコネクタ(第1コネクタ)10に対して係止片23eが当接しない位置まで変位されることによって、プラグコネクタ10の抜去が可能となる。
上述したように本実施形態にかかる構成によれば、レセプタクルコネクタ(第2コネクタ)20に嵌合状態になされた相手コネクタであるプラグコネクタ(第1コネクタ)10に対して、嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際に、プラグコネクタ10の一部である導電性シェル部材13が、レセプタクルコネクタ20の係止片23eのコネクタ当接面23e1に嵌合方向の奥から当接する。また、その係止片23eのシェル当接面23e2が、レセプタクルコネクタ20の導電性シェル部材23の一部であって上記シェル当接面23e2に対して嵌合方向の手前に対向配置された貫通穴23fの係止当接縁23f1に当接する。その結果、プラグコネクタ10と導電性シェル部材との間に係止片23eが挟持された状態となって、プラグコネクタ10から係止片23eが外れてロック解除に至るような事態が回避される。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態は、水平嵌合型の電気コネクタに本発明を適用したものであるが、垂直嵌合型の電気コネクタに対しても同様に適用することができる。
また、本発明は、上述した実施形態のような単芯の細線同軸ケーブル用コネクタに限定されることはなく、多極状に配置された同軸ケーブル用コネクタや、同軸ケーブルと絶縁ケーブルとが複数混合したタイプの電気コネクタ等についても同様に適用することが可能である。
以上のように本実施形態は、各種電気機器に使用される多種多様な電気コネクタに対して広く適用することが可能である。
10 プラグコネクタ(相手コネクタ、第1コネクタ)
11 絶縁ハウジング
11a 端末配置空間
11a1 コネクタ嵌合通路
11a2 ケーブル配置通路
11b コンタクト取付部
12 プラグコンタクト部材
12a 電極部
12b 導体保持部
12c 固定片
12d 突当片
13 導電性シェル部材
13a シェル本体部
13b シールド保持部
13c 外皮保持部
13d 後端当接面
20 レセプタクルコネクタ(第2コネクタ)
21 絶縁ハウジング
21a コンタクト取付溝
22 レセコンタクト部材
22a 電極部
22b コンタクト基部
22c 接触部
22d 固定片
22e 基板接続部
23 導電性シェル部材
23a シェル開口部
23b グランド接触片
23c 側壁面部
23d 弾性アーム状部材
23e 係止片
23e1 コネクタ当接面
23e2 シェル当接面
23e3 案内傾斜辺
23f 貫通穴
23f1 係止当接縁
23g 解除操作部
SC 細線同軸ケーブル(ケーブル状信号伝送媒体)
SCa ケーブル中心導体(信号線)
SCb ケーブル外部導体(シールド線)
SCc ケーブル誘電体
SCd 外周被覆材

A17078

Claims (7)

  1. 信号伝送媒体の端末部分が連結された相手コネクタが嵌合されるものであって、
    前記相手コネクタの嵌合方向に延在して、前記相手コネクタの電極部に接触可能に配置されたコンタクト部材と、
    前記コンタクト部材の少なくとも一部を取り囲む状態に配置された導電性シェル部材と、
    を備えた電気コネクタにおいて、
    前記相手コネクタとの嵌合の際、前記相手コネクタと当接して前記嵌合方向と直交する方向に弾性変位する弾性アーム状部材が、前記導電性シェル部材に設けられているとともに、
    前記弾性アーム状部材に、前記相手コネクタに当接する係止片が設けられたものであって、
    前記係止片は、嵌合状態にある前記相手コネクタに対して、前記嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際、当該係止片よりも前記嵌合方向の奥にある前記相手コネクタの当接面に当接するコネクタ当接面と、前記コネクタ当接面に対向して設けられ、前記コネクタ当接面に前記相手コネクタの当接面が当接した際、前記導電性シェル部材の一部に当接して前記相手コネクタの移動を規制するシェル当接面と、を有していることを特徴とする電気コネクタ。
  2. ケーブル状信号伝送媒体の端末部分が連結された第1コネクタと、その第1コネクタが嵌合される第2コネクタと、を備えたものであって、
    前記第2コネクタに、前記第1コネクタの嵌合方向に延在して前記第1コネクタの電極部に接触可能に配置されたコンタクト部材と、当該コンタクト部材の少なくとも一部を取り囲む状態に配置された導電性シェル部材と、が設けられた電気コネクタ装置において、
    前記第1コネクタと前記第2コネクタとが嵌合される際、前記第1コネクタに当接して前記嵌合方向と直交する方向に弾性変位する弾性アーム状部材が、前記第2コネクタの導電性シェル部材に設けられているとともに、
    前記第2コネクタの前記弾性アーム状部材に、前記第1コネクタに当接する係止片が設けられたものであって、
    前記第2コネクタの前記係止片は、
    嵌合状態にある前記第1コネクタに対して前記嵌合方向と反対の方向である抜去方向に外力が付加された際、当該係止片よりも前記嵌合方向の奥にある前記第1コネクタの当接面に当接するコネクタ当接面と、
    前記コネクタ当接面に対向して設けられ、前記コネクタ当接面に前記第1コネクタの当接面が当接した際、前記導電性シェル部材の一部に当接して前記第1コネクタの移動を規制するシェル当接面と、
    を有していることを特徴とする電気コネクタ装置。
  3. 前記弾性アーム状部材は、前記導電性シェル部材から前記嵌合方向又はその反対方向に延出した後に、その延出方向と反対の方向に折り返された状態に延在していることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ又は請求項2記載の電気コネクタ装置。
  4. 前記弾性アーム状部材及び係止片が、前記嵌合方向と直交する方向に対向する状態で一組設けられていることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ又は請求項2記載の電気コネクタ装置。
  5. 前記係止片のシェル当接面が対面する前記導電性シェル部材の一部が、当該導電性シェル部材に設けられ、前記係止片が挿通された貫通穴の開口縁部により構成されていることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ又は請求項2記載の電気コネクタ装置。
  6. 前記導電性シェル部材には、前記相手コネクタ又は前記第1コネクタに対して前記係止片が当接しない位置まで当該導電性シェル部材を変位させる解除操作部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ又は請求項2記載の電気コネクタ装置。
  7. 前記係止片のコネクタ当接面が対面する相手コネクタ又は第1コネクタの一部が、当該相手コネクタ又は第1コネクタに設けられた導電性シェル部材であることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ又は請求項2記載の電気コネクタ装置。
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