JP4297825B2 - ケーブルコネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、主としてプリント配線基板上の回路に外部からケーブルを接続する際に使用されるケーブルコネクタに関する。
ケーブルをプリント配線基板上に実装されている相手コネクタに接続するケーブルコネクタは、通常、絶縁ハウジングとその中に何等かの方法で固定されたターミナルとからなるが、ターミナルは、相手コネクタにおけるターミナルが接触する接点部と、ケーブルの芯線が接続される結線部と、ケーブルがコネクタから抜け断線するのを防止するケーブル固定部とを有しているのが一般的である。
従来、この種のターミナルにおいては、接点部、結線部およびケーブル固定部が、直列に配置されていた。そのため、コネクタの全長が単体の状態で、そして必然的に相手コネクタとの嵌合後の長さについても長くなるという問題があった。
そこで、図19にその断面図を示すように、小型化を目的としたケーブルコネクタ100が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このケーブルコネクタ100は、絶縁ハウジング101と、この絶縁ハウジング101内に並列に配置された複数のターミナル120とを有している。
ターミナル120には、同図に示すように、ケーブル150の芯線151がその基部121表面に半田付け接続されている。このケーブル150は、絶縁ハウジング101から外方に延ばされている。図18では、ケーブル150及び複数のケーブル150を一括して取り付ける為の挟持板155を外した状態を示し、ケーブルの芯数に等しく設けられるターミナル120のみが載置されている様子を示す。
上記のターミナル120は、図20に示すように、前記基部121と、略L字状に形成されその短辺が基部121に連結されるとともに、長辺が基部121と略平行に配置された弾性アーム部125、そして絶縁ハウジングに圧入保持される圧入部123とを有している。
基部121と弾性アーム部125の先端には、互いに対向する接点部121a,121bが形成されている。
そして、ケーブルコネクタ100に相手コネクタ(図示せず)を接続するときには、相手コネクタの雄ターミナル180を、基部121と弾性アーム部125との間に挿入する。これにより、相手コネクタの雄ターミナル180が、接点部121a,121bによって挟持され、ターミナル120,180同士が接続される。
なお、図18〜図20中の符号111は相手側ターミナルの為のターミナル挿入空間、111aはその挿入を容易にするための拡開部、113は後述する挟持板を収容する後中央溝、114は後方のケーブルの支持溝、115はカバー係止用の溝、116は芯線を半田付けする際に一時的にヒータを挿入するための前中央溝、130はシールドカバー、131はその上カバー面、131aは折り返し部、132は下カバー部、152はケーブルの内側絶縁皮膜、155は複数のケーブルを一括保持する挟持板である。
このコネクタ100は、ターミナル120の基部121における接点部121aの近傍
に、ケーブル150の芯線ワイヤ151が半田付けされているので、全長を短くできる。
特開2001−57262号公報 特開2001−28282号公報
しかしながら、従来のケーブルコネクタ100は、ターミナル120が基部121と、この基部121に対して所定の間隔をあけて略平行に配置された弾性アーム部125とを有しているので、全長を短くできるものの端子間のピッチが広がり、結果として全体の幅が大きくなるという問題があった。
また、このような従来のケーブルコネクタ100は、ターミナル120に基部121と弾性アーム部125とが設けられ、これらの基部121と弾性アーム部125とが略Y字状に形成されていたので、繰り返しの挿抜で応力が集中する部位に破壊をもたらすおそれがあるという信頼性上の問題があった。
また上記において、ターミナル120を絶縁ハウジング101内の所定の位置にコネクタの極数(10極から50極程度のものまでが製品化されている)だけ載置しなければならないが、こうした個数のターミナル120をヒータによる半田付けに先立ち、逐一配置するのは、微細なコネクタ(例えば0.5mmピッチ)になればなるほど、容易な作業ではない上、ターミナル自体の重量も微量となり、作業環境における僅かな振動や風で位置が変位してしまうことがあり、それがもとで半田付け作業や後工程のやり直しが必要になることが有った。
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、小型化が可能で且つ信頼性を向上できるケーブルコネクタの提供を課題とする。
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、絶縁ハウジング内に複数のケーブルを伴うターミナルを並列に配置し、リテーナでそれを固定することにより構成したケーブルコネクタにおいて、
前記各ターミナルは、板材から構成され、一面に相手コネクタのターミナルが接触する接点部を、他面にケーブルの芯線を接続する結線部を具備するとともに、その先端に折り曲げ部を具備し、
前記絶縁ハウジングは、相手コネクタに挿入されるプラグ部と、その後方の本体部からなり、
さらに前記プラグ部は、前記ターミナルの接点部、結線部および折り曲げ部を該ターミナルに接続されるケーブルの芯線とともに収容するとともに、ターミナルのその一面に設けられ装着されたターミナルの接点部位を外部に露出させる接点露出窓と、装着されたターミナルを各々の先端部近傍において係止し、その変位を阻止する係止部とを具備し、前記本体部は、リテーナ受容開口及びターミナル受容開口を備えている。
本発明では、上記に加えて、絶縁ハウジングの各々の係止部を係止溝により構成し、その内部に前記各ターミナルの折り曲げ部近傍に連続して設けられた係止片を嵌入させることにより各ターミナルを係止する発明とすることもできる。
また、本発明では、リテーナについては、その内側即ち絶縁ハウジング側に複数の突起部を備え、当該各突起部が前記各ターミナルに設けられた凹部に嵌入する様に構成することにより、各ターミナルを保持させることができる。
めっき膜を、そして、半田結線部として使用する他面に半田と親和性の高い材料からなるめっき膜を施したものに対し、後工程としてプレス成形を施すことにより形成することができる。
さらにターミナルは、プレス成形によりキャリアとともに連続的に複数形成されるとともに、当該キャリアとターミナル本体の間にノッチを有することにより、絶縁ハウジング挿入後にキャリアが切除されるようにすることができる。
さらに、この発明は、絶縁ハウジング内に複数のケーブルを伴うターミナルを並列に配置し、リテーナでそれを固定することにより構成したケーブルコネクタの製造方法であって、
順に、板材の一面に貴金属めっきを、他面に半田と親和性の高い材料によるめっきを施す工程とを備え、
さらに前記板材にプレス成形により、前記一面を相手コネクタのターミナルが接触する接点部として、前記他面にケーブルの芯線を接続する結線部として形成しつつ、その先端に折り曲げ加工を施し、その後端部にキャリアを伴う一連のターミナルを連続的に形成する工程を含み、前記により形成されたキャリアを伴う一連のターミナルを、製造するケーブルコネクタの極数に合わせて切断し、半田とともにケーブルの芯線を接続する工程と、
前記により得られたケーブルとキャリアを伴い極数に合わせて切断されたターミナルを絶縁ハウジング内に挿入する工程と、絶縁ハウジング中の極数に合わせて切断されたターミナルからキャリアを切除する工程とを含むことを特徴とするケーブルコネクタの製造方法と捉えることができる。
以上説明したように、本発明のケーブルコネクタによれば、構成の簡略化及び小型化が可能である。また、ケーブルの芯線を半田付けするときに、結線部から接点部側への溶融半田の流出を防ぐことができる。
本発明のケーブルコネクタによれば、プラグ部の内部には、板材からなり両面に各々接点部と結線部とを設けたターミナルが並列的に配置されるものである。また、結線部としてケーブルの芯線が接続される空間の高さはケーブルの折り曲げ部を収容する高さに略等しい、即ち吸収されうる。このため、プラグ部の厚さを極めて薄いものとすることができ、その結果ケーブルコネクタ自体の低背化をもたらす。また、芯線の接続部と接点部とが表裏に配置されるため、ケーブルコネクタの全長をも短くすることができる。
加えて、ターミナルの係止部近傍に設けられた係止片によりターミナルの絶縁ハウジングからの浮き上がりやそれに伴う変形が生じない。ターミナルはさらに、リテーナの内面に設けた突起部により前後方向(コネクタの嵌合方向)の移動が有効に抑止される。
また、メッキ済の材料にプレス成形を施してなることから、板材からなるターミナルの表面及び裏面には各々最適なメッキが施されているが、端面については、プレス成形を施す際にせん断面又は破断面となり、半田のぬれ性が悪くなるため、結線部側の溶解した半田が接点部側に回り込むのを有効に防ぐことができる。
また、本発明のケーブルコネクタの製造方法では、微少なターミナルをキャリアとともに成形してハウジングに挿入後にこれを切除するため、微細なコネクタにあっても組立が容易に行え、作業の自動化も行いやすいという優れた効果を奏する。
以下、本発明の実施の形態を添付した図1から図17に基づいて説明する。
図2に、本発明に係る組み立てられたケーブルコネクタの平面図を示す。図2に示すように、本発明に係るケーブルコネクタ1は、絶縁ハウジング11と、この絶縁ハウジング11内に並列配置され、各々の一部が露出している複数のターミナル12と、前記絶縁ハウジング11に設けられた開口内に収容されるとともにこれら複数のターミナル12を所定の位置に並列状態で保持可能なリテーナ13とを備えている。
次に、上記各構成について説明する。絶縁ハウジング11は、大きく、ケーブル22寄りの本体部14と前端に位置するプラグ部15とからなり、プラグ部15は相手コネクタ31(図17参照)に挿入される部位である。
本体部14の上面にはリテーナ13を受け入れるリテーナ受容開口16を、そして後方には、ケーブル22の各芯線22aが接続された複数のターミナル12を受容するターミナル受容開口27を具備する。またプラグ部15の上面には、各ターミナル12の接点部20が外部に露出する様に接点露出窓39を有する。
これにより、組み立てられたケーブルコネクタ1の側断面図として図1に示すように、所定数のターミナル12をハウジング内に挿入することにより、各ターミナル12に設けられた接点部20の略全長が外部よりアクセス可能になる。本体部14の上面に設けられたリテーナ受容開口16には、前記のリテーナ13が挿入される。
ターミナル12は、図3に示すように、板材(本実施例ではメッキ後の寸法に於いて0.15mm厚)により細長いJ字状に形成されている。このターミナル12の根本部24の側部には、比較的大きな凹部17が設けられている。また、ターミナル12の先端部には折り曲げ部18が設けられている。凹部17の近くには、ケーブル22の被覆部22bの厚さを吸収しうる段部35が設けられている。
上記の折り曲げ部18には、接点部20の幅より突出する係止片19,19(図3上では片側のみ図示)が設けられている。
上記ターミナル12の上面には、相手コネクタ31(図17参照)のターミナル32の接点部36が接触する前述の接点部20が設けられている。この接点部20には、耐食性・耐摩耗性に優れた材料によるメッキ層20aが設けられ、本実施例では、金メッキ層が施されており絶縁ハウジング11のプラグ部15の上面と略面一となるように構成される。
図4及び図5に示す様に、ターミナル12における接点部20の裏面には、結線部21が設けられている。本例では、接点部20と結線部21が、互いに板材の表裏の位置に設けられている。
この結線部21側には、半田との親和性が高く半田付け性の優れた材料によるメッキ層21a、本実施例では錫メッキ層が施されている。また、図5に示すように、ターミナル12の端面12aは、プレス加工の切り口であるので母材が露出した破断面またはせん断面となっている。これにより、金メッキ層20aが施された面と錫メッキ層21aが施された面とは連続せず、上記破断面またはせん断面により分離されていることになる。
ターミナル12の結線部21には、同図に示すように、ケーブル22の芯線22aが半田フィレット23を伴って半田付けされる。芯線22aは、折り曲げ部18の近傍から所定の長さにわたって半田付けされる。
絶縁ハウジング11における本体部14にはリテーナ13が付加される。図16はリテーナ13の機能をわかりやすくするため絶縁ハウジング11の図示を省略し視覚的に表した図で、リテーナ13が本体部14のリテーナ受容開口16に合致すると、それと同時に内部で、各ターミナル12に設けられた前述の凹部17に、リテーナ13の裏面に設けられている複数の突起29が合致し、相手コネクタとの嵌合や、ケーブルに加わる張力によって、ターミナル12が変位することの無いように保持される。
次に、このコネクタの組み立て方法、特にターミナルの製造方法について、図6乃至14を参照しながら説明する。
この板材25としては、様々な材料が利用可能であるが、好適なものとしては、素材として導電性及びばね性の優れたリン青銅合金、黄銅合金、ベリリウム銅合金或いはコルソン系銅合金が用いられ、これを素材として、電解メッキ、リフローメッキ等により、板材25の表面に酸化に強く硬度・耐摩耗性にも優れた材料によるメッキ層20aを設け、裏面に半田付け性に優れたメッキ層21aを設けることにより得られる。それぞれの好適な例としては、表面用として、金メッキ、銀メッキ或いは純金にニッケルやコバルトを硬さ増加剤として添加した硬質金メッキの他白金メッキ等が、裏面用として、錫メッキ、錫鉛めっき及び錫ビスマスメッキなどが使用される。
次に、図7を経て図8に示すように、プレス成形によって、板材25からターミナル12と略同一形状の素材26を連続的に形成する。これらの段階の素材26は、まだその一端即ち根本部24側がノッチ38を介してキャリア37により連結されている。素材26の先端には、係止片19,19が設けられる。また、素材26の根本部24側には凹部17,段部35などが設けられる。
そして素材26の先端部を折り曲げて折り曲げ部18を形成する。この折り曲げ部18は、ケーブル22の芯線22aを結線部21に半田付けする際の位置決めの目安とすることができる。この状態で素材は一旦、連続したキャリア37とともにロールに巻き取られる。
この様にキャリア37に連続されたままのターミナル12は、ケーブルコネクタ1の仕様である極数の仕様(例えば、10極、20極、30極、40極、50極)に合わせて必要量をロールから引き出され、短冊状に切断される。そして、図9に示すように、所定の治具40上に結線部21を上にしてセットされ、糸状半田を付加した後にフラックスを塗布したケーブル22の芯線22aを載置した後に、ヒータチップ41を近接させパルスヒート方式にて一括した半田付けが行われる。
この状態から、図10及び図11に示すように、ターミナル12は絶縁ハウジング11のターミナル受容開口27より一括して圧入される。その後に、図12及び図13に示すように、ケーブルコネクタ1の上方のリテーナ受容開口16よりリテーナ13がセットされ、上述のように各ターミナル12の凹部17(図3参照)とリテーナ13の裏面に設けられた突起29が合致することにより、ターミナル12は絶縁ハウジング11内の所定の位置で固定される。
尚、リテーナ13の両端には係止部28が突起29と同じく下向きに設けられており、この部分が絶縁ハウジング11におけるリテーナ受容開口16の内壁下部に嵌合して強固に保持される。
この後に、図14に示すように、ケーブルコネクタ1の後部から突出しているキャリア37を上下に動かして切断し、組立は完成する。
このターミナル12の製造方法では、長尺・帯状の板材25の表裏面に金メッキ層20aと錫メッキ層21aを設けた後、板材25をプレス成形で切断加工してターミナル12の素材26を形成する。
これにより、素材26の端面12a(図4参照)は母材が露出し、プレス加工の切り口である破断面またはせん断面が形成される。そして、素材26の表裏面に設けられた金メッキ層20aと錫メッキ層21aとがいずれの端面においても完全に不連続となる。
これによりターミナル12の結線部21にケーブル22の芯線22aを半田付けするとき、結線部21に溶融した半田が、ターミナル12の端面12aから接点部20側に流れるのを防止できる。これは、前記端面12aに形成された破断面又はせん断面では、半田の濡れ性が悪くなり、半田が必要以上に広がリにくくなるからである。これにより、接点部20側が半田により汚損されることがなく、接点としての金メッキ層20aが良好に維持される。
ターミナル12の先端部は、下方に折り曲げられて折り曲げ部18を形成しており、折り曲げられた部分の先端両側に係止片19が設けてある。
この係止片19は、図15に示すように、絶縁ハウジング11に設けられた係止溝34内に係止されている。これにより、ターミナルの先端が固持されるので、コネクタ1が相手コネクタ31に接続されていない状態で、ターミナル12が浮き上がるのを防止できる。
また、ケーブルコネクタ1を相手コネクタ31に接続する際に、折り曲げ部18により滑らかなR面がもたらされているため、相手コネクタ31のターミナル33がターミナル12に衝突してターミナル12の接点部20及びターミナル33の接点部36が変形したり過度に損耗するのを有効に防止できる。
更にまた、前記折り曲げ部18の存在により、ケーブル22の芯線22aをターミナル12の結線部21へ半田付けするときに、芯線22aを簡単に位置決めする際の目安とすることができる。
このケーブルコネクタ1は、図17に示すように、基板30上に実装された相手コネクタ31に接続される。この相手コネクタ31は、絶縁ハウジング32と、この絶縁ハウジング32内に設けられ複数の略コの字状のターミナル33を有している。
ケーブルコネクタ1を相手コネクタ31に挿入すると、ケーブルコネクタ1の各ターミナル12における接点部20に相手コネクタ31の各ターミナル32の接点部36が接触する。これによって、基板30上の所定の回路とケーブル22の所定の芯線22aとが、コネクタ1及び相手コネクタ31を介して接続される。
本実施形態に係るコネクタを示す断面図である。 本実施形態に係るコネクタを示す平面図である。 本実施形態に係るターミナルを示す斜視図である。 図3のB−B断面図である。 図3のC矢視図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示すための図であって、プレス成形前の板材の断片を示す斜視図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示す図であって、プレス成形の途上の形状を示す平面図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示す図であって、プレス成形を完了した形状を示す平面図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示すための図であって、ターミナルを所定の治具にセットし、ケーブルの芯線に半田付けを行う状態を示す断面図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示すための図であって、ターミナルをハウジング内に挿入しようとする状態を示す断面図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示すための図であって、ターミナルをハウジング内に挿入し終わった状態を示す断面図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示すための図であって、リテーナをハウジングのリテーナ受容開口へ圧入しようとする状態を示す断面図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示すための図であって、リテーナをハウジングのリテーナ受容開口へ圧入し終わった状態を示す断面図である。 本実施形態に係るターミナルの製造方法を示すための図であって、ターミナルを上下に動かしキャリアを切断する状態を示す断面図である。 図1のD矢視図である。 実施形態のリテーナの機能を、絶縁ハウジング11の図示を省略して視覚的に表した斜視図である。 実施形態のコネクタを相手コネクタに接続した状態を示す断面図である。 従来例に係るコネクタを示す横断面図であって、ケーブル及び複数のケーブルを一括して取り付ける為の挟持板を外した状態を示す図である。 従来例に係るコネクタを示す縦断面図である。 従来例に係るコネクタのターミナルの作用を示す図である。
符号の説明
1 ケーブルコネクタ
11 絶縁ハウジング
11a プラグ部
11b 本体部
12 ターミナル
12a ターミナルの端面
13 リテーナ
14 上壁部
15 下壁部
16 リテーナ受容開口
17 凹部
18 折り曲げ部
19 係止片
20 接点部
20a 金メッキ層
21 結線部
21a 錫メッキ層
22 ケーブル
22a 芯線
22b 被覆部
23 半田フィレット
24 端部
25 板材
26 素材
27 ターミナル受容開口
28 係止部
29 突起部
30 基板
31 相手コネクタ
32 絶縁ハウジング
33 ターミナル
34 係止溝
36 接点部
37 キャリア
38 ノッチ
39 接点露出窓
40 治具
41 ヒータチップ
100 ケーブルコネクタ
101 絶縁ハウジング
111 ターミナル挿入空間
120 ターミナル
121 基部
121a,121b 接点部
125 弾性アーム部
150 ケーブル
151 芯線ワイヤ
155 挟持板
180 雄ターミナル

Claims (6)

  1. 絶縁ハウジング内に複数のケーブルを伴うターミナルを並列に配置し、リテーナでそれを固定することにより構成したケーブルコネクタにおいて、
    前記各ターミナルは、板材から構成され、一面に相手コネクタのターミナルが接触する接点部を、他面にケーブルの芯線を接続する結線部を具備するとともに、その先端に折り曲げ部を具備し、
    前記絶縁ハウジングは、相手コネクタに挿入されるプラグ部と、その後方の本体部からなり、
    さらに前記プラグ部は、前記ターミナルの接点部、結線部および折り曲げ部を該ターミナルに接続されるケーブルの芯線とともに収容するとともに、ターミナルのその一面に設けられ装着されたターミナルの接点部位を外部に露出させる接点露出窓と、装着されたターミナルを各々の先端部近傍において係止し、その変位を阻止する係止部とを具備し、
    前記本体部は、リテーナ受容開口及びターミナル受容開口を有することを特徴とするケーブルコネクタ。
  2. 前記絶縁ハウジングの各々の係止部は、係止溝により構成され、その内部に前記各ターミナルの折り曲げ部に連続して設けられた係止片が嵌入することにより各ターミナルを係止することを特徴とする請求項1に記載のケーブルコネクタ。
  3. 前記リテーナは、絶縁ハウジング側に複数の突起部を具備し、当該各突起部が前記各ターミナルに設けられた凹部に嵌入することにより、各ターミナルが保持されることを特徴とする請求項1又は2に記載のケーブルコネクタ。
  4. 前記各ターミナルは、接点部として使用する板材の一面に貴金属めっき膜を、そして、半田結線部として使用する他面に半田と親和性の高い材料からなるめっき膜を施したものに対し、後工程としてプレス成形を施すことにより形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のケーブルコネクタ。
  5. 前記各ターミナルは、プレス成形によりキャリアとともに連続的に形成されるとともに、当該キャリアとターミナル本体の間にノッチを有することにより、絶縁ハウジング挿入後にキャリアが切除されることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
  6. 絶縁ハウジング内に複数のケーブルを伴うターミナルを並列に配置し、リテーナでそれを固定することにより構成したケーブルコネクタの製造方法であって、
    順に板材の一面に貴金属めっきを、他面に半田と親和性の高い材料によるめっきを施す工程と、
    前記板材にプレス成形により、前記一面を相手コネクタのターミナルが接触する接点部として、前記他面にケーブルの芯線を接続する結線部として形成しつつ、その先端に折り曲げ加工を施し、その後端部にキャリアを伴う一連のターミナルを連続的に形成する工程と、
    前記により形成されたキャリアを伴う一連のターミナルを、製造するケーブルコネクタの極数に合わせて切断し、半田とともにケーブルの芯線を接続する工程と、
    前記により得られたケーブルとキャリアを伴い極数に合わせて切断されたターミナルを前記絶縁ハウジング内に挿入する工程と、
    前記絶縁ハウジング中の極数に合わせて切断されたターミナルからキャリアを切除する工程とを含むことを特徴とするケーブルコネクタの製造方法。
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