JP4391975B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、基板とケーブルを接続する低背実装型の電気コネクタに関する。

例えば、特開２００１−３０７８２２号に、上記タイプの電気コネクタが開示されている。この種の電気コネクタには、例えば、高周波特性が要求される。また、装置の小型化、特に、高さ方向を低く設定した低背設計とすることも要求される。

これらの要求を満たすため、従来、端子接点として１点接触が用いられてきた。しかしながら、このような１点接触は接触の信頼性に欠ける。また、従来は、低背設計を実現するために、相手コネクタ、即ち、プラグに対する、レセプタクルの耐こじり強度が弱い構造となっていた。この結果、例えば、相手コネクタとのこじり時に嵌合口がたわんでしまうため、接触の信頼性は更に低下する。

また、高周波特性を満足させるために、従来から、シェルとは別にグランド端子を用いることも一般的となっている。しかしながら、グランド端子を用いた場合は、構造が複雑化し、半田付け部の平坦度寸法を維持するのが更に困難なものとなり得る。

更に、電気コネクタのプラグに細線同軸線の芯線を半田付け結線する場合、例えば、図１２の断面に示すように、同軸ケーブル１０の先端に設けたケーブル芯線１１のガイドとしてモールド壁９０を設けるのが一般的であるが、作業精度によっては、ヒーターチップ９１及び半田ごて等がこれらのモールド壁９０に触れてそれらを溶融させてしまう危険があったため、作業性に劣るといった問題もあった。

更にまた、従来のプラグ・レセプタクル構造では、それら嵌合時における端子部の誘い込み部分が樹脂で形成されていることから、嵌合時に相手端子によってコネクタの樹脂部が削り取られて削りカスが接触信頼性を低下させるといった問題も生じていた。

特開２００１−３０７８２２号

本発明はこれら従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、高周波特性や低背設計といった要求を満足しつつ、端子の接触信頼性を向上させ、また、嵌合口の強度を高め、更に、平坦度寸法を維持し、しかも、芯線等の半田付けの作業性を向上させる電気コネクタを提供するものである。

本発明は、略長方形状の筐体と、前記筐体から相手側コネクタとの嵌合方向に突出し、相手側コネクタの嵌合口に挿入される嵌合部とを有する第１ハウジングと、前記筐体の周囲を覆う第１シェルと、前記嵌合部に配置される第１端子から成るケーブル接続用電気コネクタにおいて、前記第１端子は先端の上側と下側のそれぞれに相手側コネクタの端子との接触部を有し、後端にケーブル芯線の結線部を有し、少なくとも前記接触部と前記結線部は一体に形成されており、前記接触部は、前記第１ハウジングの嵌合部に固定された状態で前記嵌合部と同程度前記嵌合方向側に突出し、前記嵌合部とともに前記相手側コネクタの嵌合口に挿入されるようになっており、前記上側の接触部から前記結線部までの距離と、前記下側の接触部から前記結線部までの距離が、実質的に等しいことを特徴としている。

上記電気コネクタにおいて、前記第１端子の結線部に、配列されるケーブル芯線を位置決めするためのガイドスリットを設けてもよい。

また、上記電気コネクタにおいて、前記第１端子は、折り返しによって形成され、先端に折り返し部を有してもよい。

更に、上記電気コネクタにおいて、前記第１端子は、前記折り返しによって生じた先端側の上側の接触部と下側の接触部とを有し、前記上側の接触部と前記下側の接触部の間に樹脂を挟み込むように前記第１端子と前記第１ハウジングを一体成形してもよい。

また、上記電気コネクタにおいて、前記第１端子の、相手側コネクタとの嵌合方向における両サイドは、前記第１ハウジングの樹脂に潜り込んでいてもよい。

更に、上記電気コネクタにおいて、前記第１シェルの一部が、相手側コネクタとの嵌合側に延長されており、相手側シェルとグランド接続するグランド面を有してもよい。

本発明の電気コネクタによれば、例えば、高周波特性や低背設計といった要求を満足しつつ、端子の接触信頼性を向上させ、また、嵌合口の強度を高め、更に、平坦度寸法を維持し、しかも、芯線等の半田付けの作業性を向上させることができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の好適な一実施形態による電気コネクタを説明する。

本発明の電気コネクタは、着脱自在に互いに嵌合され得るケーブル接続用コネクタ（プラグコネクタ）と基板接続用コネクタ（レゼプタクルコネクタ）の対から成る。

図１は、プラグの上面斜視図、図２は、その底面斜視図である。図３は、図１から上面のプラグシェルを除いた状態、図４は、図３から更にケーブルを除いた状態を示す。また、図７は、図１に対応するレセプタクルの上面斜視図、図８は、図２に対応するその底面斜視図である。図９は、図７の８−８線断面図である。

図１乃至図４から明らかなように、プラグ２は、主に、樹脂製のプラグハウジング２０と、その外部を覆う金属製のプラグシェル４０、更に、ハウジング２０に固定される複数の雄端子５０から成る。

ハウジング２０は、長方形状の筐体２０ａと、この筐体２０ａからレセプタクルとの嵌合方向に突出した嵌合部２０ｂから成る。特に筐体２０ａの周囲はシェル４０によって覆われる。ただし、少なくともレセプタクル６との嵌合側に開口４５（後述する図１０、１１にも示されている）を有する。

シェル４０は、上面部２４と下面部２５の２部分から成る。シェル４０の両側部には、例えば下面部２５と一体形成された、レセプタクルを保持させるためのロック金具２１が設けてある。但し、ロック金具２１は、必ずしもシェル４０と一体形成される必要はなく、別体に形成されてもよい。下面部２５は、更に、上面部２４を固定するため、ハウジング２０の後方垂直壁３１に沿って垂直に延びる３本の接触部２８ａ、２８ｂ（図３参照）を有する。接触部２８ａは、ハウジング２０の後方垂直壁３１から多少離間させた状態で配置され、接触部２８ｂは、その後方垂直壁３１に接触させた状態で配置される。これら接触部２８ａと２８ｂによって形成された隙間に、上面部２４の後側垂直部２９（図１参照）を圧入して、上面部２４と下面部２５を固定することもできる。また、上面部２４の左右両端には、上面部２４を下面部２５に固定するため、下面部２５の両側側面に延びる、嵌合穴２７を有した結合部２６が設けてある。これら結合部２６の嵌合穴２７に下面部２５の対応突起部３２を嵌合させることにより、上面部２４を下面部２５に固定することもできる。

プラグ２とレセプタクル６の嵌合方向に沿ってハウジング溝２２が複数並列に設けてある。同軸ケーブル１０は、これらハウジング溝２２に沿って複数並列に配列される。同軸ケーブル１０の中間付近には、露出されたシールド線１２がある。これらのシールド線１２は、シェル４０を利用してグランドに接続される。一方、ケーブル１０の先端部に露出されたケーブル芯線１１は、それぞれ、１対１対応で雄端子５０に固定される。

図５の（ａ）、（ｂ）に、雄端子５０の拡大図を示す。雄端子５０は、その先端側に、レセプタクル側端子と接触し得る上接触部（請求項中の「上側の接触部」に相当）５２と下接触部（請求項中の「下側の接触部」に相当）５３を有し、その後端に、同軸ケーブル１０を位置決めする窪み状のＵ字形芯線ガイドスリット５１を有する。ガイドスリット５１は、Ｕ字に開いた部分を同軸ケーブル１０の挿入側に開いた状態で、プラグのハウジングに配置される。雄端子５０の上側と下側のそれぞれに接触部５２、５３を設けたことにより、プラグの高さ方向における上側と下側のそれぞれにおいて、雄端子５０をレセプタクル側の端子と接触させることができる。これにより、レセプタクル側の端子との接触信頼性を向上させることができる。

図５の（ａ）に示す雄端子５０は、折り返しによって製造される。即ち、所定の形状に切り抜きした金属板を折り返し部５６にて折り返し、この折り返しによって生じた上接触部５２と下接触部５３を、互いに所定距離だけ離間させた状態で、それらの後端にて結線（５８）することによって製造される。上接触部５２の後端に、同軸ケーブル１０を位置決めするＵ字形ガイドスリット５１を設け、雄端子５０の折り返しにより、上下接触部５２、５３の後端を重ね合わせ、ガイドスリット５１にケーブル芯線１１を位置決めし、上下接触部５２、５３の後端とケーブル芯線１１とを同時に一括結線することができる。結線方法として、半田付けの他、圧着、圧接、溶接、導電性接着剤等を利用できる。一方、図５の（ｂ）に示すように、一体成形や打ち抜き成形によって製造することもできる。雄端子５０Ａのガイドスリット５１Ａは、一体成形時に型抜きすることによって形成されてもよいし、押し潰しによって形成されてもよい。

折り返しによって製造した雄端子５０では、特に、金属板の厚み等によっては、その強度が問題となる。しかしながら、折り返した上下の上接触部５２と下接触部５３の隙間にハウジング２０の樹脂を挟み込むように雄端子５０とハウジング２０を一体成形することで、嵌合部全体の強度を強めることができる。また、雄端子５０とハウジング２０を一体成形する際、プラグとレセプタクルの嵌合方向における雄端子５０の両サイド５７を樹脂に潜り込ませるようにして嵌合部全体の剛性を強化することもできる。図６の（ａ）、（ｂ）に、それぞれ、このような方法で樹脂に潜り込ませた雄端子５０、５０Ａを示す。

雄端子５０への芯線１１の固定は、例えば、ガイドスリット５１に位置付けた芯線１１の上部に糸半田を載せた後、これをヒーターチップまたは、半田ごて等の熱で溶融させることによって行われる。このような方法を用いても、雄端子５０は金属製であるため、ヒーターチップ等の熱によって溶けることはない。したがって、モールドの溶融を気にすることなく結線することができる。また、ガイドスリット５１によって芯線１１を正確に位置決めできるため、芯線の位置精度を向上させることもできる。尚、ガイドスリット５１によって芯線１１の位置決めができるため、ハウジング溝２２を設けなくともよい。

続いて、図７乃至図９を参照して、レセプタクルの構成を説明する。レセプタクル６は、主に、嵌合口を有する樹脂製のレセプタクルハウジング６０と、その外部を覆う金属製のレセプタクルシェル７０、更に、ハウジング６０の内部に固定される複数の雌端子８０から成る。

シェル７０は、その両側部に、レゼプタクルを基板へ半田接続するための基板用固定部７４を有する。このとき、シェル７０は、プラグとレセプタクルの嵌合側とその対向側を除くレセプタクル６の周囲を覆う。ただし、少なくともプラグ２との嵌合口は開口させる。シェル７０の嵌合口７２には、嵌合口７２の縁を嵌合口の内側に向かって上下両側から折り曲げた折り曲げ部７１が形成される。このような折り曲げ部７１を設けることにより、プラグ２によるこじりに対する強度が大幅に増加させることができる。これにより、プラグとレセプタクルの接触信頼性も向上することになる。

ハウジング６０には、プラグとレセプタクルの嵌合方向に沿って複数の端子溝６２が設けてある。雌端子８０は、これらの端子溝６２に、ハウジング２０の後方（半田付け部側）から圧入される。これらの各雌端子８０の先端側は、雄端子を内部に受け入れることができるように略コ字状に形成されており、レセプタクルの高さ方向の上側及び下側の対向位置にそれぞれ、雄端子と接触し得る上側接触部８１と下側接触部８２を有する。つまり、雌端子８０は、２点接触構造を有する。２点接触構造を採用することにより、雄端子との接触の信頼性を向上させることができる。

図１０、図１１に、プラグとレセプタクルの嵌合時における断面形状を示す。図１０は、図１、図２や図７、図８における１０−１０線断面図、図１１は、１１−１１線断面図である。

図１０に示すように、プラグ２とレセプタクル６の嵌合時に、プラグ２に設けた雄端子５０は、レセプタクル６の嵌合口７２を通じて、先端（折り返し部５６）がレセプタクル内部に挿入される。雄端子５０の上接触部５２と下接触部５３は、この挿入に十分な長さにわたって嵌合側に突出している。プラグとレセプタクルが嵌合したとき、雄端子５０は、レセプタクル６の内部に設けた雌端子８０の上側接触部８１と下側接触部８２の間に誘い込まれ、挿入される。この結果、雄端子５０の上接触部５２と下接触部５３が、それぞれ、上側接触部８１と下側接触部８２と接触し得る。このように、雌端子８０への誘い込みを雄端子５０の先端によって行うことにより、従来のように、モールドと金属端子を衝突させずに、雄端子５０と雌端子８０の金属端子同士を接触させることができる。したがって、樹脂削れカスの影響を排除して、接触の信頼性を向上させることができる。

尚、雄端子５０と雌端子８０の接触時には、雄端子５０で、安定した電気等長効果が得られる。雄端子５０では、その結線部５８にて上接触部５２と下接触部５３を結線していることから、雌端子８０と２点で接触するにもかかわらず、それら２経路の電気長、即ち、上接触部５２と上側接触部８１の接点から結線部５８までの経路長アと、下接触部５３と下側接触部８２の接点から結線部５８までの経路長イとを略等しく設定することができるからである。これにより、高周波特性を満足させることができる。

図１０に示すように、本発明の構成では、同軸ケーブル１０のシールド線１２をグランドに接続するために、シェル４０を利用することができる。例えば、シェル４０の各上面及び底面の一部を、それぞれ内部側に自由端４４を有するように切折り曲げて、これをグランドバー接触部４２として利用することができる。グランドバー接触部４２の自由端４４は、シールド線１２の上部に配したグランドバー４１に弾性接触し得る。このグランドバー４１は、隣り合う複数の芯線１１のシールド線１２と接触していることから、この結果、複数のシールド線１２をグランドバー接触部４２とグランドバー４１の接触を通じてグランドに接続させることができる。

また、本発明の構成によれば、図２、８、１１に示すように、レセプタクル６のグランド接続をレセプタクルのシェル７０とプラグのシェル４０の接触を通じて行うことができる。これを行うため、例えば、レセプタクル６の底面の一部が、嵌合口７２の内部に向かって折り曲げられ、自由端７５を有している。この折り曲げ部７３は、雌端子８０の間等に配置することができる。尚、雌端子８０の間に配置した場合には、コネクタの大型化を効果的に防ぐことができる。折り曲げ部７３に対応して、プラグ２のシェル４０の一部４３が、プラグ２とレセプタクル６の嵌合側に延長されている。この延長部はグランド面４３として利用され得る。プラグ２とレセプタクル６が嵌合したとき、プラグ２のグランド面４３に、折り曲げ部７３の自由端７５が弾性接触し、この接触を通じて、基板とケーブルのグランド接続ができる。このようにレセプタクルのシェル７０にグランド接触機能を持たせることにより、高周波特性を満足させつつ構造を単純化して、平坦度寸法を安定化することができる。また、雌端子８０を、２点接触としつつも、シェル７０にグランド接続機能を持たせることで、高周波特性を維持させ、構造を単純化することができる。この場合、部品点数も少ないことから、圧入による影響を少なくでき、平坦度寸法が安定化する。尚、折り曲げ部７３は、レセプタクル６の底面に限らず、上面、両面のどこに配置しても良い。また、その数も特に限定されない。対応するプラグ２のグランド面４３は、同様に、底面の雄端子５０の間に配置されてもよいし、上面、両面のどこに配置されてもよい。

プラグの上面斜視図である。 プラグの底面斜視図である。 図１から上面側プラグシェルを取り除いた状態を示す図である。 図３から更にケーブルを取り除いた状態を示す図である。 雄端子の拡大図を示す図である。 嵌合部の断面を示す図である。 レセプタクルの上面斜視図である。 レセプタクルの底面斜視図である。 図７の８−８線断面図である。 図１、２や図７、８の１０−１０線における断面図である。 図１、２や図７、８の１１−１１線における断面図である。 従来技術における問題点を説明する図である。

符号の説明

２ プラグ
６ レセプタクル
１０ 同軸ケーブル
１１ ケーブル芯線
１２ シールド線
２０ プラグハウジング
２１ ロック
２２ ハウジング溝
４０ プラグシェル
４１ グランドバー
４２ グランドバー接触部
４３ グランド面
４４ 自由端
５０ 雄端子
５１ Ｕ字形芯線ガイドスリット
５２ 上接触部
５３ 下接触部
５６ 折り返し部
５７ 両サイド
５８ 結線部
６０ レセプタクルハウジング
６２ 端子溝
７０ レセプタクルシェル
７１ 折り曲げ部
７２ 嵌合口
７３ 折り曲げ部
７４ 基板用固定部
７５ 自由端
８０ 雌端子
８１、８２ ２点接触部
９０ モールドの壁

Claims (6)

1. 略長方形状の筐体と、前記筐体から相手側コネクタとの嵌合方向に突出し、相手側コネクタの嵌合口に挿入される嵌合部とを有する第１ハウジングと、前記筐体の周囲を覆う第１シェルと、前記嵌合部に配置される第１端子から成るケーブル接続用電気コネクタにおいて、
   前記第１端子は先端の上側と下側のそれぞれに相手側コネクタの端子との接触部を有し、後端にケーブル芯線の結線部を有し、少なくとも前記接触部と前記結線部は一体に形成されており、前記接触部は、前記第１ハウジングの嵌合部に固定された状態で前記嵌合部と同程度前記嵌合方向側に突出し、前記嵌合部とともに前記相手側コネクタの嵌合口に挿入されるようになっており、
   前記上側の接触部から前記結線部までの距離と、前記下側の接触部から前記結線部までの距離が、実質的に等しいことを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記第１端子の結線部に、配列されるケーブル芯線を位置決めするためのガイドスリットを設けた請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記第１端子は、折り返しによって形成され、先端に折り返し部を有する請求項１または２に記載の電気コネクタ。
4. 前記第１端子は、前記折り返しによって生じた先端側の上側の接触部と下側の接触部とを有し、前記上側の接触部と前記下側の接触部の間に樹脂を挟み込むように前記第１端子と前記第１ハウジングを一体成形した請求項３に記載の電気コネクタ。
5. 前記第１端子の、相手側コネクタとの嵌合方向における両サイドは、前記第１ハウジングの樹脂に潜り込んでいる請求項３乃至４のいずれかに記載の電気コネクタ。
6. 前記第１シェルの一部が、相手側コネクタとの嵌合側に延長されており、相手側シェルとグランド接続するグランド面を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の電気コネクタ。

Images