JP4191321B2 - ロック機構付き電気コネクタ及び金属製スプリング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相手コネクタへの係合部を押圧式で解除するロック機構を備えた電気コネクタに関し、特にロック機構の作動状態を、抵抗感の変化や摩擦音等のクリック感で確認できるように工夫した技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ソケット（相手コネクタ）とのコンタクトを構成する端子の周囲に所定間隔をおいてシールド用のフレームを装着したコネクタ（以下、「シールドコネクタ」という）が知られている（実公平７−１６３１２号）。
【０００３】
この従来技術では、一枚の金属板を断面偏平四角形状に成形してシールド用フレームを得ており、このフレームの金属材料が有する弾性によって相手コネクタとの物理的なコンタクト強度を保つように構成されている。
【０００４】
しかし、このような従来技術のシールドコネクタでは、ロック機構を有していないものが一般的であり、シールドコネクタのコネクタ本体（プラグ）を把持して反ソケット方向に引っ張るだけで極めて簡単にソケットからコネクタを引き抜くことが可能だった。
【０００５】
かかる構造は、一般家庭において頻繁に挿抜が繰り返されるデジタルビデオカメラとパーソナルコンピュータとのケーブル接続等のような民生用途には有効であるが、銀行あるいは店舗の監視用防犯カメラ等の業務用途のケーブル接続では接続信頼性の確保が不十分である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この点について、シールドコネクタのフレーム側に可動突起を設け、ソケット側にはこれに対応する部位に係合孔を設けて接続時にコネクタとソケットとをロックする機構を設けることは考えられる。しかし、断面偏平四角形状を有するフレーム構造の場合、幅方向の距離があるため、幅方向のいずれか一端側の周面にのみロック機構を設けたのでは、反対側の端部の挿抜方向へのわずかな自由移動によってロックが解除されてしまう可能性があった。
【０００７】
これを防止するためには、フレームの幅方向の両端にロック機構を設けることが必要である。しかし、複数箇所にロック機構を設けることは構造が複雑になるばかりでなく、ロック機構同士の微妙な位置ずれ等が原因でがたつきが生じる場合があった。
【０００８】
このようながたつきが生じると、フレームとソケット側との電気的接続が不安定になり、フレームを伝幡してきたノイズ成分を基板側のアースに安定的に導くことが困難になってしまう懸念があった。
【０００９】
そこで、本出願の発明者等は、こうした問題を解決したシールドコネクタを既に提案した（特願平１１−１６８３７号）。
このシールドコネクタは、シールドの幅方向の一側面から突出する係合爪を先端に設けたロッド（可動部材）を備え、プラグ本体の一側面に設けた押圧部を押圧することで、係合爪が突出・突入方向に移動可能（出没可能）に構成したものである。これにより、シールドコネクタのソケットとの接続信頼性を高めるとともに、ソケットとの接続時におけるノイズ成分の除去も効果的に行えるようにした。
【００１０】
しかしながら、このシールドコネクタにおいても、さらに解決すべき課題が残されていた。それは、シールドが存在するために、係合爪が突出・突入方向に移動する際のストロークが短いことに基づく問題である。
【００１１】
ストロークが短い、いわゆるショートストロークの場合、ロック機構が解除されているか否かを確認しずらい問題が生じるからである。従って、コネクタ接続時におけるロック機構の操作性の点で十分とは言えない。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、相手コネクタへの係合部を押圧式で解除するロック機構の作動状態を、抵抗感の変化や摩擦音等のクリック感で容易に確認できるようにし、これにより操作性及び信頼性に優れたロック機構付き電気コネクタを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の手段は、相手コネクタへ接続する端子部を有するコネクタ本体に、相手コネクタとの接続状態を保持するロック機構を設けたロック機構付き電気コネクタであって、前記ロック機構は、相手コネクタに係合する係合部を有する可動部材と、押圧により可動部材を変位させることで、係合部の相手コネクタとの係合を解除させる押圧部と、可動部材とコネクタ本体との間に設けられ、可動部材の変位動作に伴って伸縮するスプリングとを含み、そのスプリングは、スプリング自体が伸縮する際に互いに接触してお互いを乗り越えることでクリック感を発生する相互接触部を有し、その相互接触部は、可動部材の変位によりロック機構が解除される位置でクリック感を発生するように設定したものである。
【００１４】
この構成により、相手コネクタへの係合を押圧式で解除するロック機構の作動状態を、押圧時の抵抗感が一時的に変化するクリック感の存在によって容易に確認できる。したがって、シールドコネクタなどのように押圧部のストロークが短いロック機構とせざるを得ないようなコネクタであっても、抵抗感の変化によってロック機構の解除を判断できるので、操作性及び信頼性に優れたロック機構付き電気コネクタを得ることができる。
【００１５】
本発明の第２の手段は、前記第１の手段におけるスプリングについて、可動部材の押圧操作時にその押圧方向に対して可動部材を逆方向に付勢するように設定したものである。このように、スプリングで可動部材を逆方向に付勢する設定とすることで、スプリング自体にロック解除報知機能と本来のスプリング機能の両方を兼用させることができる。
【００１６】
本発明の第３の手段は、第１及び第２の手段における前記スプリングが、金属製板バネを途中で折り返して自由端どうしを対向させた一方のバネ片と他方のバネ片を有し、それら両バネ片の自由端部分に前記相互接触部を形成したものである。このように金属板を折り返した一方のバネ片と他方のバネ片の自由端部分に相互接触部を形成することで、ロック解除報知機能を付加したスプリングの構成を簡単にしかも薄く設計できる。
【００１７】
本発明の第４の手段は、前記第３の手段において、相互接触部を、前記一方のバネ片と他方のバネ片の自由端どうしが互いに接近する方向に収縮する途中において、互いに接触して乗り越え合うことで摩擦音を発生する形状としたものである。このように、相互接触部で摩擦音を発生させることで、押圧時の抵抗感が一時的に変化するクリック感による報知機能と、摩擦音による報知機能との両方の機能を持たせることができる。これにより、報知機能をさらに高めて操作性向上を図ることができる。
【００１８】
本発明の第５の手段は、対向配置された部材の少なくとも一方の部材が変位する部材間に設けられる金属製スプリングであって、金属製板バネを途中で折り返して自由端どうしを対向させた一方のバネ片と他方のバネ片を有し、それら両バネ片の自由端部分に、スプリング自体の伸縮時に互いに接触して乗り越え合うことで摩擦音を発生させる相互接触部を形成したものである。
【００１９】
この手段において、金属製スプリングは板バネを折り返して２のバネ片を形成し、各バネ片の自由端部分に相互接触部を形成しているので、スプリング自体を簡単な構成で薄く形成できる。また、スプリング自体の伸縮時に相互接触部によって摩擦音を発生でき、かつ、摩擦音発生時において摩擦による一時的な抵抗感の変化によるクリック感を与えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
【実施例】
図１は本発明の実施例におけるプラグの右斜上方からの斜視図、図２は同じく左斜上方からの斜視図、図３は同じく断面図、図４はスプリングの平面図、図５はその側面図、図６はその底面図、図７は図６の円Ａで囲む部分の拡大図である。図８は本発明の実施例におけるソケットの右斜下方からの斜視図である。図９は図８のＶ−Ｖ線断面図、図１０はプラグをソケットに装着した状態を一部断面で示した平面図である。
【００２２】
本実施例のコネクタの外観は図１に示すとおりであり、合成樹脂をモールド加工して得られたコネクタ本体（以下プラグ本体と称する）１を有している。プラグ本体１の後端には同軸ケーブル２が取りつけられている。プラグ本体１の先端からはアルミニウム合金等の導電性金属を加工して得られたシールド３が突設されている。
【００２３】
シールド３の幅方向の一側面からは係合爪（係合部）５が突出している。この係合爪５は、プラグ本体１の側面に設けられた円孤凸状に形成された押圧部６を押圧することにより、シールド３の内側方向（図１の左側方向）に引き込み動作が可能となっている。
【００２４】
次に、この係合爪５の内部機構については図３を用いて説明する。
係合爪５は、金属材料または硬質プラスチック等で構成されたロッド（可動部材）５ａの先端に設けられている。このロッド５ａはその基端がプラグ本体１内で軸支されている。そして、ロッド５ａの途中部分には、後述する機能を付加したスプリング２０がプラグ本体１との隙間にセットされており、ロッド５ａを外方に付勢している。前記ロッド５ａのスプリング２０と反対側の面は押圧部６の内側面に当接している。
【００２５】
プラグ本体１の側面にはこの押圧部６の先端に切り込み部１ａが設けられており、押圧部６を本体内方に押し込むことが可能になっている。すなわち、押圧部６を指腹で押圧することにより、ロッド５ａをスプリング２０に抗して軸支部５ｂを中心に内方に回動（変位）させ、その結果、係合爪５をシールド３の側面内部に引き込ませてロックを解除することができるようになっている。
【００２６】
このスプリング２０は、図４〜図７に示すように、金属製板バネを途中で折り返して自由端どうしを対向させた一方のバネ片２１と他方のバネ片２２とを有する。両バネ片２１，２２はＵ字状の湾曲部２３を介して折り返され、全体として伸縮量の小さい薄型のスプリングとして形成されている。
【００２７】
両バネ片２１，２２の自由端部分は互いに対向するように湾曲形成されていて、スプリング２０自体が伸縮する際に互いに接触してお互いを乗り越えることでクリック感を発生する相互接触部２１１，２２１が形成されている。この相互接触部２１１，２２１は、ロッド５ａの変位によりロック機構が解除される位置でクリック感を発生するように設定されている。
【００２８】
より具体的には、この相互接触部２１１，２２１は、図７の部分拡大図で示すように、スプリング２０に負荷をかけていない状態で、伸縮方向に適宜な間隔αを有するように設定されている。また、この相互接触部２１１，２２１は、スプリング２０の伸縮時に接触し合って適宜な摩擦力と摩擦音を発生させるために必要なラップ長βを有するように設定されている。ここでの摩擦力は押圧部６を押圧する際の抵抗力として作用する。
【００２９】
相互接触部２１１，２２１がお互いを乗り越えることを可能にするために、それぞれについてテーパ面２１２、２２２を設けている。これらのテーパ面は、両バネ片２１，２２のそれぞれの板厚寸法を底辺とし、板厚中間で最大に突出した先端を頂点とする二等辺三角形の斜辺に対応する。したがって、ラップ長βは実質的にはテーパ面２１２，２２２の部分によって形成されている。
【００３０】
ラップ長βの寸法については、スプリング２０の大きさや材質等によっても左右されるが、一例として、板厚（θ×２）を０．２ｍとした場合、ラップ長β＝０．０５ｍ前後、間隔α＝０．０７ｍ前後に設定される。
【００３１】
スプリング２０を構成する一方のバネ片２１の幅方向中間部分には長穴状に切り欠いたスロット２４が形成され、他方のバネ片２２の幅方向両側には切り欠き２５が形成され、全体のバネ力が調整されている。
【００３２】
前記シールド３の幅方向の他の側面には、窓部８から板バネ７ａの突起部７が露出されている（図２参照）。この板バネ７ａの基部は図３に示すようにプラグ本体１内に固定されており、その先端に設けられた突起部７が板バネ７ａの弾性により窓部８から外方に付勢された状態で露出されている。
【００３３】
なお、プラグ本体１から突設されたシールド３の内方には、所定間隔をおいてハウジング凸部４がシールド３の軸方向と並行にプラグ本体１から突設されている（図１参照）。このハウジング凸部４の先端面には端子孔４ａが開設されており、この端子孔４ａの内部にはコネクタ電極４ｂが設けられている。また、ハウジング凸部４の前記シールド３に面した外周は金属等の導電体で形成された端子シェル４ｄでほぼ覆われている。
【００３４】
相手コネクタを構成するソケットは、図８に示すように、合成樹脂をモールドして得られたソケット本体１１を有している。このソケット本体１１は、正面に挿入口１２が設けられており、この挿入口１２の内部空間には、前記コネクタの装着時にシールド３とハウジング凸部４との間に入り込んでハウジング凸部４をガイドするガイドスリーブ１３が前記挿入口１２の内面に沿って突設されている。
【００３５】
また、挿入口１２の内周面には、凹部１２ａ，１２ｂが設けられている。このうち一方の凹部１２ａは、シールド３から突出した係合爪５が係合するためのものであり、他方の凹部１２ｂは板バネ７ａの突起部７が入り込むようになっている。ガイドスリーブ１３の各内面には金属等の導電体で形成されたインナーシェル１８が設けられ、ハウジング凸部４が挿入された際にその端子シェル４ｄと多面で接触するように形成されている。
【００３６】
また、このガイドスリーブ１３のさらに内部空間には、ソケット側の端子１４が突設されており、この端子１４が前記プラグ側のハウジング凸部４の端子孔４ａ内に挿入されることにより、端子１４の周面に設けられた内部電極１４ａと端子孔４ａの内周面に設けられたコネクタ電極４ｂとが接触状態となり、電気的コンタクトが実現する。
【００３７】
なお、図８に示すように、前記のインナーシェル１８の内面に隆起部１８ａを、プラグとソケットの嵌合状態で外力が加わった際に支点となる位置に設けることにより、そのような状態時においても端子シェル４ｄ〜インナーシェル１８間の接触安定性を確保することができる。
【００３８】
ソケット本体１１はその幅方向両端に基板装着用ブロック１１ａ，１１ｂを有しており、この基板装着用ブロック１１ａ，１１ｂにはコネクタの嵌合方向と並行にネジ止孔１１ｃ，１１ｄが穿設されている。またこの軸方向と異なる垂直方向にもネジ止孔１１ｅ，１１ｆが穿設されている。したがって、当該ソケットは、回路基板に対して挿入口１２を横設または立設させた状態で取り付けることができる。
【００３９】
ソケット本体１１の後端側の底面には、前記端子１４に設けられた内部電極１４ａと電気的に導通された外部電極１５が設けられている。この外部電極１５はリン青銅等の導電金属板にめっきを施してＬ字状に折曲したものであり、図示しない回路基板上に形成された図示しない電極と半田等で接合するようになっている。
【００４０】
挿入口１２の最深部には、図９に示すように押し当て部材としてのバネ材１６ａ，１６ｃが取り付けられている。このバネ材１６ａ，１６ｃは、リン青銅等の導電性金属板をＺ字状に折曲して得ることができる。このバネ材１６ａ，１６ｃの押し当て面にはコネクタのシールド３の先端面が当接するようになっており、シールド３が押し込まれるとそのバネ性により反発方向（引き抜き方向）にシールド３の先端面を付勢する機能を有している。
【００４１】
前記バネ材１６ａ，１６ｃの一端は、前記ソケット本体１１の底面よりＬ字状に折曲して露出され、シールド用電極１６ｂ，１６ｄを構成している（図８参照）。このシールド用電極１６ｂ，１６ｄは、回路基板のグランド電極（図示せず）と選択的に半田等で導通させることができる。
【００４２】
本実施例において、コネクタをソケットに装着する場合には、まずソケットの挿入口１２に対してコネクタのシールド３がガイドスリーブ１３にガイドされて挿入される。そして、シールド３の先端が一定以上挿入されると、シールド３の先端面がバネ材１６ａ，１６ｃの押し当て面と当接する。
【００４３】
このバネ材１６ａ，１６ｃの反発力に抗してさらにシールド３の挿入を継続すると係合爪５がバネ１０の弾性力により凹部１２ａに嵌まり込む。このとき、シールド３の挿入を停止しても、凹部１２ａに係合された係合爪５はバネ材１６ａ，１６ｃの反発力により凹部１２ａと強い係合状態（ロック状態）となる。
【００４４】
本実施例ではこのように、バネ材１６ａ，１６ｃの反発力が係合爪５と凹部１２ａの係合をより強くするため、この係合爪５によるロック機構は１箇所だけでも不用意なコネクタの脱落を防止できる。
【００４５】
また、バネ材１６ａ，１６ｃの当接面でシールド３の先端面と接触する構造であるため、導通断面を広く確保することができ、シールド３を伝幡してきたノイズ成分の外部への除去に効果的である。
【００４６】
次に、ロック状態を解除するには、押圧部６を押すと、その押圧部６によりロッド５ａが押されて支点５ｂを中心に回動（変位）し、係合爪５が没する方向へ、図３において左側へ変位する。これと同時にロッド５ａによりスプリング２０が押されて圧縮させられる。
【００４７】
スプリング２０が圧縮させられる過程において、相互接触部２１１，２２１が互いに接触し、お互いを乗り越えるときに金属摩擦音を発生し、同時に、押圧部６を押圧する際の抵抗感が急激に変化するクリック感が生じる。このクリック感が生じる直前においては、係合爪５が没してロックが解除された状態となっているので、クリック感が生じたことを確認するだけで、ロック状態が確実に解除されたことを判断することができる。
【００４８】
押圧部６を押す操作をやめると、スプリング２０は元の状態に復帰する。その過程で、相互接触部２１１，２２１が再度接触し合うため、ここでも金属摩擦音が発生する。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、相手コネクタへの係合部を押圧式で解除するロック機構の作動状態を、抵抗感の変化や摩擦音等のクリック感で容易に確認できるようにし、これによりコネクタの操作性及び信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるロック機構付き電気コネクタ（プラグ）の右斜上方からの斜視図
【図２】実施例におけるロック機構付き電気コネクタ（プラグ）の左斜上方からの斜視図
【図３】実施例におけるロック機構付き電気コネクタ（プラグ）の断面図
【図４】実施例におけるスプリングの平面図
【図５】実施例におけるスプリングの側面図
【図６】実施例におけるスプリングの底面図
【図７】図５の円Ａで囲む部分の拡大図
【図８】実施例におけるコネクタ（ソケット）の右斜下方からの斜視図
【図９】実施例におけるコネクタ（ソケット）を示す図８のＶ−Ｖ線断面図
【図１０】実施例におけるプラグをソケットに装着した状態を一部断面で示した平面図
【符号の説明】
１ プラグ本体（コネクタ本体
２ 同軸ケーブル
３ シールド
４ ハウジング凸部
４ａ 端子孔
４ｂ コネクタ電極
４ｄ 端子シェル
５ 係合爪
５ａ ロッド（可動部材）
６ 押圧部
７ 突起部
７ａ 板バネ
８ 窓部
１１ ソケット本体
１１ａ，１１ｂ 基板装着用ブロック
１１ｃ，１１ｄ ネジ止孔
１１ｅ，１１ｆ ネジ止孔
１２ 挿入口
１２ａ，１２ｂ 凹部
１３ ガイドスリーブ
１４ 端子
１４ａ 内部電極
１５ 外部電極
１６ａ，１６ｃ バネ材（押し当て部材）
１６ｂ、１６ｄ シールド用電極
１８ インナーシェル
１８ａ 隆起部
２０ スプリング
２１ 一方のバネ片
２２ 他方のバネ片
２３ 湾曲部
２１１、２２１ 相互接触部
２１２，２２２ テーパ面
α 間隔
β ラップ長

Claims (5)

1. 相手コネクタへ接続する端子部を有するコネクタ本体に、相手コネクタとの接続状態を保持するロック機構を設けたロック機構付き電気コネクタであって、
   前記ロック機構は、相手コネクタに係合する係合部を有する可動部材と、押圧により可動部材を変位させることで、係合部の相手コネクタとの係合を解除させる押圧部と、可動部材の変位動作に伴って伸縮するスプリングとを含み、
   前記可動部材は、スプリングと押圧部との間に設けられ、
   前記スプリングは、スプリング自体が伸縮する際に互いに接触してお互いを乗り越えることで摩擦音を発生し、同時に、前記押圧部を押圧する際の抵抗感が急激に変化するクリック感を発生する相互接触部を有し、その相互接触部は、可動部材の変位によりロック機構が解除される位置でクリック感を発生するように設定してあるロック機構付き電気コネクタ。
2. 前記スプリングは、可動部材の押圧操作時にその押圧方向に対して可動部材を逆方向に付勢するように設定してある、請求項１に記載のロック機構付き電気コネクタ。
3. 前記スプリングは、金属製板バネを途中で折り返して自由端どうしを対向させた一方のバネ片と他方のバネ片を有し、それら両バネ片の自由端部分に前記相互接触部が形成されている、請求項１又は２に記載のロック機構付き電気コネクタ。
4. 前記相互接触部は、前記一方のバネ片と他方のバネ片の自由端どうしが互いに接近する方向に収縮する途中において、互いに接触して乗り越え合う過程で摩擦音を発生する形状である、請求項３に記載のロック機構付き電気コネクタ。
5. 対向配置された部材の少なくとも一方の部材が変位する部材間に設けられる金属製スプリングであって、
   金属製板バネを途中で折り返して自由端どうしを対向させた一方のバネ片と他方のバネ片を有し、それら両バネ片の自由端部分に、スプリング自体の伸縮時に互いに接触して乗
   り越え合うことで摩擦音を発生させる相互接触部が形成されている、金属製スプリング。

Images