JP4172696B2 - 電気コネクタ組立体 - Google Patents

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    • H01R24/44Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency comprising impedance matching means or electrical components, e.g. filters or switches comprising impedance matching means

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸ケーブルを電気的に相互接続するコネクタ組立体に関し、より詳細には接続の際に互いに誘電体が完全に嵌合接触するように互いに嵌合するハウジング内の誘電体に予荷重を与えるコネクタ組立体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、同軸ケーブルを相互接続するために種々のコネクタが提案されてきた。一般に、同軸ケーブルは、ケーブルの誘電性材料により囲まれる(1本以上の導電ワイヤで構成される)中心導体で形成された円形形状を有する。誘電性材料は接地として作用する(1本以上の導電ワイヤで構成される)ケーブル編組により囲まれ、ケーブル編組はケーブルジャケットにより囲まれる。多くの同軸ケーブル用途において、同軸ケーブルの両端に位置する信号源の電気部品及び送り先の電気部品間のインピーダンスを整合させることが好ましい。この結果、同軸ケーブルの部分がコネクタ組立体により相互接続される際に、相互接続部のインピーダンスが整合したままであることが好ましい。
【0003】
今日、同軸ケーブルは広く用いられている。近年、自動車産業等の用途において無線周波数(RF)同軸ケーブルの要求が起きてきた。自動車産業のRF同軸ケーブルの要求は、部分的にはAM・FMラジオ、携帯電話、GPS、衛星ラジオ、「ブルートゥース」(商標)適合システム等の自動車内の電気的内容物の増加のためである。同軸ケーブルが広く適用できることは、接続された同軸ケーブルが相互接続部でインピーダンスを維持することを要求する。
【0004】
従来の同軸コネクタ組立体は、誘電体副組立体を担持する、互いに嵌合可能なプラグハウジング及びリセプタクルハウジングを有する。誘電体副組立体は、誘電体、金属外部シールド及び中心コンタクトを有する。誘電体副組立体は同軸ケーブルの端部を受容し保持する。外部シールドはケーブル編組と電気的に接触するためにジャケットを突き刺すピンを有し、中心コンタクトは中心導体と係合する。プラグハウジング及びリセプタクルハウジングは、誘電体副組立体を捕捉し保持する内部ラッチを有するので、同軸ケーブル端部をその中に捕捉し保持する。プラグハウジング及びリセプタクルハウジングが嵌合すると、誘電体副組立体は、外部シールドおよび中心コンタクトがそれぞれ相互接続され、誘電体が外部シールドおよび中心コンタクト間で相互接続されて、外部シールドを通って送られる信号及び中心コンタクトを通って送られる信号間に単一の誘電体を形成するように係合する。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−64624号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の同軸コネクタ組立体にはいくつかの欠点がある。内部ラッチにより、誘電体副組立体がプラグハウジング及びリセプタクルハウジング内を軸方向に浮動してしまう。プラグハウジング及びリセプタクルハウジングが嵌合する際に、誘電体副組立体は、嵌合した誘電体副組立体が嵌合解除又は電気的接続が分断されることなく互いに若干分離するように、縦方向に所定のクリアランスを有する。このような分離が起こると、接続された中心コンタクト間及び接続された外部シールド間に空隙を生ずる点まで誘電体の係合が外れてしまう。これら空隙は誘電体及びケーブルの誘電性材料とは異なる誘電定数を有するので、誘電体副組立体が相互接続される地点では電気信号のインピーダンスが変化してしまう。インピーダンスの変化は相互接続の地点で電気信号を反射させてしまうので、同軸ケーブルを電気的に接続するためにより大きなパワーを要する。
【0007】
従って、上述の問題及び他の不利を回避する改良された同軸コネクタ組立体が必要とされる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施形態は、互いに接続されるよう構成されると共に、第1ハウジング及び第2ハウジングの嵌合の際に接続されるコンタクトを保持するよう構成された嵌合端を有する第1ハウジング及び第2ハウジングを具備する電気コネクタ組立体である。第1ハウジング及び第2ハウジングの各々は、コンタクトに接続された電気ケーブルを担持するよう構成された誘電体副組立体を受容する受容端を有する。誘電体副組立体は、共通の縦軸に沿って整列し、第1ハウジング及び第2ハウジングが嵌合する際に互いに嵌合する。第1ハウジング及び第2ハウジングの各々は、対応する受容端近傍に蓋(hatch)を有する。蓋は、対応する受容端を閉塞し、誘電体副組立体の後壁に係止する。蓋及び後壁の少なくとも一方に荷重突起が設けられる。荷重突起は、蓋及び後壁の他方と抵抗可能に係合し、誘電体副組立体の互いに嵌合完了した状態を維持する、縦軸に沿った荷重を生成する。
【0009】
また、本発明の実施形態は、ハウジングの縦軸に沿って互いに対向する受容端及び嵌合端を有するハウジングを具備する電気コネクタである。電気コネクタは、電気ケーブルを担持すると共に電気ケーブルに電気的に接続するよう構成された誘電体副組立体を有する。誘電体副組立体は、ハウジングの受容端の開口内に摺動可能に受容される。電気コネクタは、受容端近傍でハウジングに取り付けられた蓋を有する。蓋は、受容端を閉塞すると共に誘電体副組立体の後壁に係止する。蓋及び後壁の少なくとも一方は、それに取り付けられた荷重突起を有する。荷重突起は、嵌合端に向かった縦軸に沿って誘電体副組立体を付勢する荷重を印加する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。上述の発明の概要は、以下の本発明の実施形態の詳細な説明と同様に、添付図面に関連させて読む際によりよく理解されよう。本発明の例示目的で、図面及び実施形態が示される。しかし、本発明は、添付図面に示された構造及び手段に限定されない。
【0011】
図1は、発明の一実施形態の電気コネクタ組立体8を上方から見た斜視図である。電気コネクタ組立体8は、各々同軸ケーブル16を担持するプラグハウジング10及びリセプタクルハウジング12を有する。リセプタクルハウジング12は、プラグハウジング10を摺動可能に受容して同軸ケーブル16を電気的に接続する。プラグハウジング10及びリセプタクルハウジング12は、プラグハウジング10の上壁32から延びる可撓性ラッチ40により嵌合接触状態が維持される。プラグハウジング10が矢印A方向にリセプタクルハウジング12内に摺動挿入されると、可撓性ラッチ40はリセプタクルハウジング12の保持片18下の空隙22内に摺動するように矢印B方向に偏倚される。プラグハウジング10は、可撓性ラッチ40が空隙22内に配置されて横方向に保持片18に係止すると、リセプタクルハウジング12内に挿入完了する。プラグハウジング10及びリセプタクルハウジング12を嵌合解除するためには、可撓性ラッチ40が矢印B方向にラッチビーム44を押圧することにより再度偏倚され、プラグハウジング10は、可撓性ラッチ40が最早保持片18と係合しなくなるまで矢印C方向にリセプタクルハウジング12から摺動して外される。
【0012】
図2は、本発明の一実施形態のプラグハウジング10、同軸ケーブル16及び誘電体副組立体14の分解斜視図である。プラグハウジング10は、上壁32及び底壁36と共に形成された対向する両側壁28により画定され、嵌合端20及び受容端24を有する。上壁32は可撓性ラッチ40及びラッチビーム44を有する。底壁36はA形状の突起120を有し、ガイドビーム84はプラグハウジング10内を内方に延びる。ガイドビーム84は、誘電体副組立体14がプラグハウジング10内に挿入されると、後壁50に沿って誘電体副組立体14と整列すると共に誘電体副組立体14を摺動可能に受容する。ガイドビーム84は、プラグハウジング10内に誘電体副組立体14を適正に方向付けると共に保持する。
【0013】
また底壁36は、底壁36に直交する、開いた蓋56まで延びるヒンジ52を有する。保持ラッチ60は、蓋56から直交方向に互いに対向して延びる。保持ラッチ60は、蓋56が矢印D方向に180°回転して受容端24を閉塞する際に、両側壁28から延びるラッチ爪64の傾斜面62上を摺動してラッチ爪64を受容する。また蓋56は、蓋56の内面72から外側に延びる筒状の荷重突起68を有する。荷重突起68はプラスチック製又は他の任意の弾性材料製であり、誘電体副組立体14がプラグハウジング10内に装填される際に、誘電体副組立体14の後壁70と係合して後壁70に抗する。さらに、蓋56はケーブル孔80となる空隙76を有し、同軸ケーブル16は、プラグハウジング10及び誘電体副組立体14内に配置されると、空隙76を通って延びる。
【0014】
誘電体副組立体14は、矩形金属外部シールド92に接続されたプラスチック製誘電体88を有する。誘電体副組立体14は同軸ケーブル16を受容し保持する。同軸ケーブル16は、誘電性材料100により同心状に囲まれる中心導体96を有する。誘電性材料100は、接地経路として作用するケーブル編組104により同心状に囲まれる。誘電体88は、誘電体副組立体14を保持するプラグハウジング10の内側で両側壁28の爪(図示せず)に係止する先端部114を有する。外部シールド92は、接地経路を接続するためにケーブル編組104内に延びる導電性ピン(図示せず)を有する。また外部シールド92は、誘電体副組立体14の嵌合端108近傍で側壁116から延びる引っ掛かり防止部材112を有する。引っ掛かり防止部材112は、外部シールド92がリセプタクルハウジング12の誘電体副組立体150上の外部シールド234(図6参照)と重なるように、誘電体副組立体150上の対応する引っ掛かり防止部材238(図6参照)と係合する。また外部シールド92は、側壁117上にS字状ロック部材(図示せず)を有する。ロック部材は、誘電体副組立体150の外部シールド242(図6参照)の一端付近で相手外部シールド242に係止する。同様に、外部シールド242は、誘電体副組立体150の側壁243(図6参照)上にS字状ラッチ部材(図示せず)を有する。側壁243上のロック部材は外部シールド92の一端付近で外部シールド92に係止する。ロック部材は互いに係止し、外部シールド92,234間で一定の法線方向の力を維持することにより、外部シールド92,234の接触状態を保持する。
【0015】
誘電体副組立体14内のタブコンタクト(図示せず)は、同軸ケーブル16の導体96と係合して電気信号経路を接続する。矩形前部(図示せず)は、誘電体88から延びて嵌合端108でタブコンタクト及び外部シールド92を分離する。前部の誘電定数は、相互接続された同軸ケーブル16間のインピーダンスを一定に維持するために誘電性材料100の誘電定数と同様であるので、同軸ケーブル16に沿って進む電気信号の反射を防止する。
【0016】
図3に示されるように作業において、同軸ケーブル16を保持する誘電体副組立体14は、矢印E方向にプラグハウジング10内へ挿入される。先端部114(図2参照)が両側壁28の爪により抵抗を受けるように、誘電体副組立体14が図4に示されるようにプラグハウジング10内に完全挿入されると、蓋56は矢印D方向にヒンジ52の回りを回転することにより閉じる。蓋56が閉じると、同軸ケーブル16は空隙76内に締め付けられ、空隙76を通ってケーブル孔80内に摺動する。さらに、蓋56が閉じると、保持ラッチ60が両側壁28に沿って摺動し、ラッチ爪64を受容するまで傾斜面62の周囲を互いから離れる外側に撓む。このため、誘電体副組立体14の周囲で蓋56が閉じた状態を保持する。
【0017】
図5は、プラグハウジング10内に挿入完了された、同軸ケーブル16及び誘電体副組立体14を示す斜視図である。突起120は、プラグハウジング10の底壁36から受容端24に向かってガイドビーム84に沿って延びる。突起120はスロット132により両側壁28から分離され、空隙136が底壁36の中心に沿ってガイドビーム84間を延びる。ラッチ140が誘電体副組立体14の後壁50から空隙136内に延びて突起120に係止する。このため、誘電体副組立体14がプラグハウジング10内に挿入されると、ラッチ140は突起120に沿って摺動し、ラッチ140が空隙136に進入するまで矢印J方向に突起120を撓める。ラッチ140が一旦空隙136内に位置して矢印L方向に突起120に抗して押圧すると、誘電体副組立体14はプラグハウジング10内に最初に保持され、蓋56が閉じる。或いは、誘電体副組立体14を解放するために、突起120と最早係止しなくなるまでラッチ140が矢印F方向に偏倚され、誘電体副組立体14が矢印L方向に摺動される。
【0018】
図4において、蓋56が回転して受容端24を閉塞すると、荷重突起68が誘電体88の後壁70と係合し、後壁70を矢印E方向に押圧する。誘電体88は荷重突起68又は蓋56よりも硬いプラスチック製であるので、両側壁28上の爪に支えられる(braced)誘電体88は、矢印L方向に荷重突起68及び蓋56の圧力に抵抗し、荷重突起68を圧縮して縦軸112に沿って外側に蓋56を若干曲げる。こうして荷重突起68は縦軸112に沿った荷重を蓋56及び後壁70に供給するので、誘電体副組立体14は、プラグハウジング10内の両側壁28上の爪及び荷重突起68間で予荷重を受ける。荷重突起68により供給される荷重による圧力のため、誘電体副組立体14は縦軸112に沿って浮動しない。プラグハウジング10はリセプタクルハウジング12(図1参照)により嵌合可能に受容され、同軸ケーブル16を電気的に接続する。
【0019】
蓋56は、保持ラッチ60を互いから離れる逆方向外側に引くことにより開く。この結果、保持ラッチ60はラッチ爪64から解放され、蓋56をヒンジ52の周りの矢印M方向に回転する。別の実施形態では、荷重突起68が誘電体88の後壁70に結合され、蓋56が受容端24の周囲を閉塞すると蓋56と抵抗可能に係合する。
【0020】
図6は、リセプタクルハウジング12、同軸ケーブル16及び誘電体副組立体150の分解斜視図である。リセプタクルハウジング12は、上壁158及び底壁162と共に形成された対向する両側壁154により画定され、嵌合端166及び受容端170を有する。上壁158は、受容端170に向かって延びると共にスロット178により両側壁154から分離された突起174を有する。突起174は、誘電体副組立体150がリセプタクルハウジング12内に挿入されると誘電体副組立体150の上壁182に沿って摺動し、誘電体副組立体150がリセプタクルハウジング12内に挿入完了すると誘電体副組立体150の後壁186近傍の凹部183に摺動して進入する。また上壁158は、空隙22と、プラグハウジング10(図1参照)の可撓性ラッチ40を保持する保持片18とを有する。
【0021】
底壁162は、図2のプラグハウジング10と同様に、開いた蓋194まで延びるヒンジ190を有する。保持ラッチ198は、蓋194から直交方向に互いに対向して延びる。保持ラッチ198は、蓋194が矢印N方向に180°回転して受容端170を閉塞する際に、両側壁154から延びるラッチ爪206の傾斜面202上を摺動してラッチ爪206を受容する。また蓋194は、蓋194の内面214から外側に延びる筒状の荷重突起210を有する。荷重突起210はプラスチック製又は他の任意の弾性材料製であり、誘電体副組立体150がリセプタクルハウジング12内に装填される際に、誘電体副組立体150の後壁186と係合して後壁186に抗する。さらに、蓋194はケーブル孔226となる空隙(図示せず)を有し、同軸ケーブル16は、リセプタクルハウジング12及び誘電体副組立体150内に配置されると、空隙を通って延びる。
【0022】
誘電体副組立体150は、矩形金属外部シールド234に接続されたプラスチック製誘電体230を有する。誘電体230は、誘電体副組立体150を保持するリセプタクルハウジング12の内側で両側壁154の爪(図示せず)に係止する先端部248を有する。外部シールド234は、接地経路を接続するために同軸ケーブル16のケーブル編組104内に延びる導電性ピン(図示せず)を有する。また外部シールド234は、誘電体副組立体150の嵌合端246近傍で側壁242から延びる引っ掛かり防止部材238と、反対側の側壁243から延びるS字状ロック部材(図示せず)とを有する。誘電体副組立体150内のタブコンタクト(図示せず)は、同軸ケーブル16の導体96と係合して電気信号経路を接続する。矩形前部250は、誘電体230から延びて嵌合端246でタブコンタクト及び外部シールド234を分離する。前部250は、図1に示される相互接続された同軸ケーブル16間の誘電定数を維持する。
【0023】
図7に示されるように作業において、同軸ケーブル16を保持する誘電体副組立体150は、矢印P方向にリセプタクルハウジング12内へ挿入される。図8は、リセプタクルハウジング12内に部分的に挿入された同軸ケーブル16及び誘電体副組立体150の斜視図である。先端部248(図6参照)が両側壁154の爪により抵抗を受ける際に、誘電体副組立体150がリセプタクルハウジング12内に完全挿入され、誘電体副組立体150がリセプタクルハウジング12内にさらに挿入されるのを防止する。次に、蓋194が矢印N方向にヒンジ190(図6参照)の回りを回転することにより閉じる。蓋194が閉じると、同軸ケーブル16は空隙内に締め付けられ、空隙を通ってケーブル孔226内に摺動する。さらに、蓋194が閉じると、保持ラッチ198が両側壁154に沿って摺動し、ラッチ爪206(図6参照)を受容するまで傾斜面202の周囲を互いから離れる外側に撓む。このため、誘電体副組立体150の周囲で蓋194が閉じた状態を保持する。
【0024】
蓋194が回転して受容端170を閉塞すると、荷重突起210が後壁186と係合し、後壁186を矢印P方向に押圧するので、誘電体副組立体150はリセプタクルハウジング12内にしっかりと保持される。誘電体230は荷重突起210又は蓋194よりも硬いプラスチック製であるので、両側壁154上の爪に支えられる誘電体230は、矢印S方向に荷重突起210及び蓋194の圧力に抵抗し、荷重突起210を圧縮して蓋194を外側に若干曲げる。こうして荷重突起210は縦軸280に沿った荷重を蓋194及び後壁186に供給するので、誘電体副組立体150は、リセプタクルハウジング12内の両側壁154上の爪及び荷重突起210間で予荷重を受ける。荷重突起210により供給される荷重による圧力のため、誘電体副組立体150は縦軸280に沿って浮動しない。
【0025】
蓋194は、保持ラッチ198を互いから離れる逆方向外側に引くことにより開く。この結果、保持ラッチ198はラッチ爪206(図6参照)から解放され、蓋194をヒンジ190(図6参照)の周りの矢印T方向に回転する。別の実施形態では、荷重突起210が誘電体230の後壁186に結合され、蓋194が受容端170の周囲を閉塞すると蓋194と抵抗可能に係合する。
【0026】
リセプタクルハウジング12は、プラグハウジング10を嵌合可能に受容し、誘電体副組立体14(図2参照),150を電気的に接続する。予荷重が与えられた誘電体副組立体14,150がリセプタクルハウジング12内で接続されると、外部シールド234,92(図2参照)は電気的に係合し、ロック部材により一緒に保持され、同軸ケーブル16の中心導体96は中心コンタクトを介して電気的に接続される。同様に、誘電体88,230は、接続された外部シールド234,92及び接続された中心コンタクト間で互いに係合する。こうして、外部シールド及び中心コンタクト間に誘電体のバリアが形成される。誘電体副組立体14,150は荷重突起68(図2参照),210によりそれぞれ軸方向に浮動することを防止されるので、誘電体副組立体14,150は完全に係合し、接続された外部シールド234,92及び接続された中心コンタクト間に空隙が発生しない。こうして、一方の同軸ケーブル16から他方の同軸ケーブル16まで流れる電気信号のインピーダンスは、同軸ケーブル16が相互接続される場所で変化せず、同軸ケーブル16間に電気信号を効果的に送るために要する電力はより少ない。
【0027】
種々の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であり、等価物に代替可能であることは当業者に理解されよう。さらに、本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の開示に対して特定の状況又は材料に適応して変形してもよい。従って、本発明は、開示された特定実施形態に制限されることを意図しておらず、本発明は特許請求の範囲に含まれる全ての実施形態を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の電気コネクタ組立体を上方から見た斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態のプラグハウジング、同軸ケーブル及び誘電体副組立体の分解斜視図である。
【図3】プラグハウジング内に部分的に挿入された同軸ケーブル及び誘電体副組立体を示す斜視図である。
【図4】プラグハウジング内に挿入完了された同軸ケーブル及び誘電体副組立体を示す斜視図である。
【図5】プラグハウジング内に挿入完了された同軸ケーブル及び誘電体副組立体を底側から見た斜視図である。
【図6】本発明の一実施形態のリセプタクルハウジング、同軸ケーブル及び誘電体副組立体の分解斜視図である。
【図7】リセプタクルハウジング内に部分的に挿入された同軸ケーブル及び誘電体副組立体を示す斜視図である。
【図8】リセプタクルハウジング内に部分的に挿入された同軸ケーブル及び誘電体副組立体を示す斜視図である。
【符号の説明】
8 電気コネクタ組立体
10,12 ハウジング
14,150 誘電体副組立体
16 同軸ケーブル
20,166 嵌合端
24,170 受容端
56,194 蓋
68,210 荷重突起
70,186 後壁
112,280 縦軸

Claims (3)

  1. 第1ハウジング及び第2ハウジングを具備する電気コネクタ組立体であって、
    前記第1ハウジング及び第2ハウジングは、互いに接続されるよう構成されると共に前記第1ハウジング及び第2ハウジングの嵌合の際に接続されるコンタクトを保持するよう構成された嵌合端を有し、
    前記第1ハウジング及び第2ハウジングの各々は、コンタクトに接続された電気ケーブルを担持するよう構成された誘電体副組立体を受容する受容端を有し、
    前記誘電体副組立体は、共通の縦軸に沿って整列し、前記第1ハウジング及び第2ハウジングが嵌合する際に互いに嵌合する電気コネクタ組立体において、
    前記第1ハウジング及び第2ハウジングの各々は、対応する受容端近傍に蓋を有し、
    該蓋は、前記対応する受容端を閉塞すると共に前記誘電体副組立体の後壁に係止し、
    前記蓋及び前記後壁の少なくとも一方に荷重突起が設けられ、
    前記荷重突起は、前記蓋及び前記後壁の他方と抵抗可能に係合し、前記誘電体副組立体の互いに嵌合完了した状態を維持する、前記縦軸に沿った荷重を生成することを特徴とする電気コネクタ組立体。
  2. 受容端、及びハウジングの縦軸に沿って整列した反対側の嵌合端を有する前記ハウジングと、
    電気ケーブルを担持すると共に該電気ケーブルに電気的に接続するよう構成され、前記ハウジングの前記受容端の開口内に摺動可能に受容される誘電体副組立体と、
    前記受容端近傍で前記ハウジングに取り付けられた蓋とを具備し、
    前記蓋は、前記受容端を閉塞すると共に前記誘電体副組立体の後壁に係止し、
    前記蓋及び前記後壁の少なくとも一方は、それに取り付けられた荷重突起を有し、
    該荷重突起は、前記嵌合端に向かった前記縦軸に沿って前記誘電体副組立体を付勢する荷重を印加することを特徴とする電気コネクタ。
  3. ハウジングの縦軸に沿って互いに対向する受容端及び嵌合端を有する前記ハウジングと、
    電気ケーブルを担持すると共に該電気ケーブルに電気的に接続するよう構成され、前記ハウジングの前記受容端の開口内に摺動可能に受容される誘電体副組立体と、
    前記受容端近傍で前記ハウジングに取り付けられた蓋とを具備し、
    前記蓋は、前記受容端を閉塞すると共に前記誘電体副組立体の後壁に係止し、
    前記蓋及び前記後壁の少なくとも一方は、それに取り付けられた荷重突起を有し、
    前記荷重突起は、対向する上端及び底端を有する圧縮可能な材料製であり、
    前記上端及び底端は、前記材料の長さに沿って互いに向かって圧縮可能であり、前記嵌合端に向かった前記縦軸に沿って前記誘電体副組立体を付勢する荷重を印加することを特徴とする電気コネクタ。
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