JP4440160B2

JP4440160B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP4440160B2
Application number: JP2005114976A
Authority: JP
Inventors: 公弘阿部; 徹伊久美; 修司木村
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: US7226320B2; JP2006294475A; CN100553051C; CN1848545A; US20060228941A1

Description

本発明は、中心コンタクトとして機能する導電性のプラグピンと、プラグピンの外側に固定される絶縁性の絶縁ハウジングと、絶縁ハウジングの外側に固定される導電性の外部コンタクトとを備えてなるコネクタ（例えば自動車用アンテナプラグ）に関する。

下記特許文献１には、従来のコネクタの技術が開示されている。図８及び図９において、例えば自動車用アンテナプラグとして用いられるコネクタ１０１は、中心コンタクトとして機能する導電性のプラグピン１０２と、このプラグピン１０２の外側に固定される絶縁性の絶縁ハウジング１０３と、絶縁ハウジング１０３の外側に固定される導電性の外部コンタクト１０４とを備えて構成されている。コネクタ１０１は、同軸ケーブル１０５の端末に電気的に接続されるように構成されている。

同軸ケーブル１０５は、芯線としての中心導体１０６と、誘電体としての絶縁体（図示省略）と、外部導体としての編組導体１０７と、外皮としての絶縁シース１０８とを備えて構成されている。

ここで、組み立て手順に基づきながらコネクタ１０１の構造の概要について説明する。図１０において、矢線Ｐで示されるようにプラグピン１０２を絶縁ハウジング１０３の先端側からピン挿入孔１０９内に圧入する。この時、プラグピン１０２の係合用切り欠き１１０を絶縁ハウジング１０３の係合リブ１１１に位置合わせしつつ圧入する。図１１において、係合リブ１１１の先端部が係合用切り欠き１１０の先端側端面に当接して位置決めがなされると、係止突起１１２、１１２が係合リブ１１１に食い込む。これによりプラグピン１０２が絶縁ハウジング１０３の内側に固定される。

プラグピン１０２を内側に固定した絶縁ハウジング１０３を矢線Ｑで示されるように外部コンタクト１０４の先端側から挿入する。この時、外部コンタクト１０４の係合突片１１３、１１３を絶縁ハウジング１０３の案内溝１１４、１１４に位置合わせしつつ挿入する。係合突片１１３、１１３の先端部が絶縁ハウジング１０３の係合段部１１５、１１５を乗り越えると、図９に示されるように係合突片１１３、１１３と係合段部１１５、１１５とが係合する。そして、同じく図９に示されるようにコンタクト本体１１６の先端側端縁が絶縁ハウジング１０３の突起１１７、１１７に当接する。これにより外部コンタクト１０４が絶縁ハウジング１０３の外側に固定される。

プラグピン１０２を内側に固定した絶縁ハウジング１０３の外部コンタクト１０４への挿入によって、外部コンタクト１０４のコンタクト本体１１６の内壁が絶縁ハウジング１０３の係止梁１１８、１１８を押圧すると、図１１の矢線Ｒで示されるように係止梁１１８、１１８の係止爪１１９、１１９が外側から内側へ移動する。これにより、図９に示されるようにプラグピン１０２の係止孔１２０、１２０に係止爪１１９、１１９が係合し、プラグピン１０２が絶縁ハウジング１０３の内側に固定される。

以上の説明から分かるように、プラグピン１０２と絶縁ハウジング１０３との固定は、プラグピン１０２の絶縁ハウジング１０３への圧入により係止突起１１２、１１２を係合リブ１１１に食い込ませるような固定構造と、絶縁ハウジング１０３の外部コンタクト１０４への挿入により係止爪１１９、１１９を係止孔１２０、１２０に係止するような固定構造とでなされている。

次に、コネクタ１０１と同軸ケーブル１０５との接続について説明する。図８及び図９において、コネクタ１０１の接続部１２１は、第一咬合接触片１２２と第二咬合接触片１２３、１２３とを有している。第一咬合接触片１２２と第二咬合接触片１２３は、図１２に示されるように帯状片を内側に折り曲げ、その先端部が互いに咬み合うような形状に形成されている。具体的には、第二咬合接触片１２３、１２３が二股状に形成されている。また、第一咬合接触片１２２は、第二咬合接触片１２３、１２３の二股の間に入り込むような形状に形成されている。第二咬合接触片１２３、１２３の先端部近傍には、同軸ケーブル１０５の中心導体１０６に対する位置決め用の凹部１２４、１２４が折り曲げによって形成されている。

図９において、中心導体１０６及び編組導体１０７を露出させた同軸ケーブル１０５を外部コンタクト１０４の基端側から挿入し、中心導体１０６を第一咬合接触片１２２と第二咬合接触片１２３、１２３との上に配置する。

中心導体１０６を第一咬合接触片１２２と第二咬合接触片１２３、１２３との上に配置した後、図１３に示されるように絶縁ハウジング１０３の接続用切り欠き１２５を通して挿入された治具１２６の押圧突起１２７、１２７間に編組導体１０７を位置決めする。そして、この状態から治具１２６を押し下げる。治具１２６の押し下げで押圧突起１２７、１２７により第一咬合接触片１２２と第二咬合接触片１２３、１２３とが押し広げられるとともに、中心導体１０６が押し下げられて第二咬合接触片１２３、１２３の凹部１２４、１２４まで中心導体１０６が案内される。

治具１２６を上方へ取り除くと、第一咬合接触片１２２及び第二咬合接触片１２３、１２３が自らの弾性力で復元しようとし、図１３に示されるように凹部１２４、１２４に案内された中心導体１０６が第一咬合接触片１２２と第二咬合接触片１２３、１２３とに狭持される。これにより、中心導体１０６とプラグピン１０２との電気的な接続が完了する。

中心導体１０６とプラグピン１０２との電気的な接続が完了した状態で、外部コンタクト１０４の内側圧着片１２８、１２８を同軸ケーブル１０５の絶縁体（図示省略）と編組導体１０７との間に挿入し、この状態で外側圧着片１２９、１２９を加締めると、同軸ケーブル１０５の編組導体１０７と外部コンタクト１０４とが固定されるとともに、電気的に接続される。また、外部コンタクト１０４の被覆圧着片１３０、１３０を同軸ケーブル１０５の絶縁シース１０８上で加締めると、同軸ケーブル１０５の接続側端部全体が外部コンタクト１０４に固定される。

最後に外部コンタクト１０４のカバー片１３１を内側へ折り曲げて、このカバー片１３１によりコネクタ１０１の接続部１２１の上方を覆い、プラグピン１０２を外部から遮断すると、コネクタ１０１に関する一連の工程が完了する。

その後、同軸ケーブル１０５に接続されたコネクタ１０１を相手側コネクタ（例えば自動車用アンテナソケット。図示省略）に嵌合させると、プラグピン１０２が相手側コネクタの信号端子と接触し、また、外部コンタクト１０４の複数の弾性接触片１３２が相手側コネクタの接地端子と接触する。これによりコネクタ１０１と相手側コネクタとの電気的な接続が完了する。

ところで、コネクタ１０１は、第一咬合接触片１２２及び第二咬合接触片１２３、１２３に同軸ケーブル１０５の中心導体１０６を直接狭持させて、この狭持状態により電気的な接続を行うようにした構造であるが、この構造の他には次のような構造が提案されている。例えば、電子部品を中心導体に設けた同軸ケーブルを接続する場合には、下記特許文献２に開示された技術等を適用することが可能になる。

下記特許文献２には、電子部品を中心導体に設けた同軸ケーブルが開示されている。また、電子部品を中心導体に設けた同軸ケーブルをコネクタに接続する構造が開示されている。下記特許文献２についてもう少し詳しく説明すると、電子部品は、一対のリードを有しており、一方のリードが中心導体に対して半田付けにより接続されている。また、他方のリードもコネクタを構成するプラグピンに対して半田付けにより接続されている。

この他、下記特許文献２には、半田付けを用いない構造も開示されている。すなわち、電子部品は、一対のリードを有しており、一方のリードが中心導体に対して圧着により接続されている。また、他方のリードもコネクタを構成するプラグピンに対して圧着により接続されている。
特開２００４−２０００１９号公報特開２００４−５５４２６号公報

特許文献１の開示技術にあっては、絶縁ハウジング１０３の係止爪１１９、１１９をプラグピン１０２の係止孔１２０、１２０に係止させ、この係止によってプラグピン１０２と絶縁ハウジング１０３とを固定するような構造を採用している。一般的に、このような係止１１９、１１９と係止孔１２０、１２０とによる係止構造は、係止孔１２０、１２０を係止爪１１９、１１９の大きさに対して若干大きめに設定し、嵌合ガタを生じさせるように形成されている。嵌合ガタは、係止爪１１９、１１９をスムーズに係止孔１２０、１２０へ係止させるために必要な部分として形成されている。

ところで、嵌合ガタを有するということは、プラグピン１０２の移動を許容する構造になってしまっている。従って、同軸ケーブル１０５の中心導体１０６に対する接触圧力を十分に高めることができないという問題点を有している。尚、接触圧力を十分に高めることができなければ、接触抵抗が上昇してしまうことになる。

その他、特許文献１の開示技術にあっては、同軸ケーブル１０５の中心導体１０６をコネクタ１０１の第一咬合接触片１２２と第二咬合接触片１２３、１２３とに狭持させて接続するような構造を採用していることから、十分な狭持力で中心導体１０６を狭持することができない場合には、接続に係る信頼性が低下してしまうという問題点を有している。また、第一咬合接触片１２２と第二咬合接触片１２３、１２３とからなる構造は、図１２及び図１３からも分かるように複雑な構造であることから、コネクタ１０１の製造性が低下してしまうという問題点も有している。

一方、特許文献２の開示技術にあっては、電子部品のリードとプラグピンとの接続に関して、半田付けや圧着を行う接続構造を採用している。従って、半田付けの場合には、作業性が非常に悪くなるという問題点を有している。また、圧着接続の場合には、プラグピンへの接続に係る信頼性が低くなるという問題点を有している（リードのような単線圧着の場合、適正な圧着形状が出難くなる。尚、リードの材料がプラグピンよりも硬くなる場合には、接触抵抗値の上昇や固着力の低下などの問題点も見受けられる）。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、接続信頼性の高いコネクタを提供することを課題とする。また、製造性や作業性の高いコネクタを提供することも課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のコネクタは、中心コンタクトとして機能する導電性のプラグピンと、該プラグピンの外側に固定される絶縁性の絶縁ハウジングと、該絶縁ハウジングの外側に固定される導電性の外部コンタクトとを備え、前記プラグピンと前記絶縁ハウジングとの固定構造が、前記プラグピンに形成した係止孔に、前記絶縁ハウジングの片持ち梁状の係止梁に形成した係止爪を差し込んで係止させる構造となるコネクタにおいて、前記係止爪における前記係止梁の基端側に、前記差し込みの際に前記係止孔の縁部によって押し潰されるような突部を形成することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、プラグピンの係止孔に絶縁ハウジングの係止梁の係止爪を差し込んでプラグピンと絶縁ハウジングとの係止固定を行う際に、係止爪に形成した突部が係止孔の縁部によって押し潰される構造となる。突部が押し潰されることにより、係止孔と係止爪とがガタなしの状態で係止される。プラグピンは、ガタ付くことなく絶縁ハウジングに対して固定される。本発明によれば、絶縁ハウジングの係止梁の係止爪に突部を形成することにより、プラグピンのガタ付きを防止することが可能となる。この結果、同軸ケーブルの中心導体に対する接触圧力を十分に高めることが可能となる。

請求項２記載の本発明のコネクタは、請求項１に記載のコネクタにおいて、前記突部を含めた前記係止爪の幅を、前記係止孔の開口幅よりも大きく設定することを特徴としている。このような特徴を有する本発明によれば、係止爪及び係止孔の寸法関係を決めることにより、係止孔の縁部によって突部を確実に押し潰すことが可能となる。

請求項３記載の本発明のコネクタは、請求項１又は請求項２に記載のコネクタにおいて、前記突部に対応する位置の前記縁部を面取りすることを特徴としている。このような特徴を有する本発明によれば、係止孔の縁部に面取りを形成することにより、突部の押し潰しをスムーズに行うことが可能となる。この結果、作業性を低下させることなくプラグピンと絶縁ハウジングとの係止固定を行うことが可能となる。

請求項４記載の本発明のコネクタは、請求項１ないし請求項３いずれか記載のコネクタにおいて、前記プラグピンに、同軸ケーブルの中心導体に対する圧接接続部、又は前記中心導体に一方のリードを接続した電子部品の他方のリードに対する圧接接続部を形成することを特徴としている。このような特徴を有する本発明によれば、プラグピンの圧接接続部を介して同軸ケーブル又は電子部品を中心導体に設けた同軸ケーブルとの接続が行われる。圧接による接続構造を採用することにより、コネクタの構造を簡素化するとともに作業性も向上させることが可能となる。

請求項１に記載された本発明によれば、接続信頼性の高いコネクタを提供することができるという効果を奏する。また、請求項２に記載された本発明によれば、プラグピンのガタ付きをより一層確実に防止することができるという効果を奏する。また、請求項３に記載された本発明によれば、作業性を低下させることなくプラグピンと絶縁ハウジングとの係止固定を行うことができるという効果を奏する。また、請求項４に記載された本発明によれば、製造性や作業性の高いコネクタを提供することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のコネクタの一実施の形態を示す断面図である。また、図２はプラグピンと絶縁ハウジングの斜視図、図３は係止爪を有する係止梁を示す図、図４は係止孔を示す断面図、図５は係止爪を係止孔に差し込む直前の断面図、図６は係止爪と係止孔との係止状態を示す断面図である。

図１において、引用符号１は例えば自動車用アンテナプラグとして用いられる本発明のコネクタを示している。本発明のコネクタ１は、中心コンタクトとして機能する導電性のプラグピン２と、このプラグピン２の外側に固定される絶縁性の絶縁ハウジング３と、絶縁ハウジング３の外側に固定される導電性の外部コンタクト４とを備えて構成されている。また、本発明のコネクタ１は、同軸ケーブル５の端末に電気的に接続されるように構成されている。

同軸ケーブル５は、芯線としての中心導体６と、誘電体としての絶縁体７と、外部導体としての編組導体８と、外皮としての絶縁シース９とを備えて構成されている。

本発明のコネクタ１は、同軸ケーブル５との接続構造（図中の破線で囲んだ部分）に特徴を有している。また、本発明のコネクタ１は、プラグピン２と絶縁ハウジング３との固定構造（図中の破線で囲んだ部分）に特徴を有している。以下、二つの特徴部分について説明する（上記二つの特徴部分以外の構造に関しては、従来例と基本的に同じものとする。従って、ここでは二つの特徴部分以外の構造の具体的な説明は省略するものとする）。

本発明のコネクタ１は、同軸ケーブル５との接続構造に関し、圧接接続構造を採用している。圧接接続構造は、プラグピン２の接続部１０に圧接接続部１１を形成することによりなっている。プラグピン２の接続部１０は、ピン本体１２の後部に連成されている。圧接接続部１１は、一対の圧接刃により構成されている。一対の圧接刃の間隔は、中心導体６の直径よりも若干小さくなるように設定されている。

このような圧接接続構造によれば、所定の治具（図示省略）を用いて一対の圧接刃の間に中心導体６を差し込むと、差し込んだ中心導体６が一対の圧接刃によって圧接されるようになっている（圧接により電気的な接続と固定がなされる）。圧接に係る作業は、編組導体８に対する圧着作業と同一工程内で行うことが可能である。従って、従来よりも作業工数を削減することができる接続構造になる。圧接接続構造は、その構造自体が簡素であり、中心導体６との接続信頼性の面では、単線圧接のために接触面の安定性が高く、接触抵抗値の上昇を抑えることができる。

次に、図１ないし図６を参照しながらプラグピン２を絶縁ハウジング３に対して固定する上記固定構造について説明する。固定構造は、プラグピン２と絶縁ハウジング３とに跨って形成されている。絶縁ハウジング３には、片持ち梁状の係止梁１３が形成されている。係止梁１３は、プラグピン２を係止して固定するための部分として形成されている。一方、プラグピン２には、係止梁１３の位置に合わせて係止孔１４が形成されている。

係止梁１３及び係止孔１４は、特に数を限定するものでないが二つずつ存在し、各二つの係止梁１３及び係止孔１４は、それぞれ１８０°方向に位置するように配置形成されている。

係止梁１３は、この基端１５側が絶縁ハウジング３の円筒状の本体１６に連成されている。係止梁１３の先端１７側には、本体１６の内部空間側に突出する係止爪１８が形成されている。係止梁１３は、基端１５から先端１７側に向かうにつれて本体１６の外側へ突出するような形状に形成されている。係止爪１８は、略矩形の突起として形成されている。係止爪１８の係止梁１３の基端１５側には、固定構造の要旨となる突部１９が形成されている。

突部１９は、係止孔１４の後述する縁部２０によって押し潰されるような形状に形成されている。突部１９の具体的な形状例（一例であるものとする）としては、図３に示されるような二つの山で構成する形状が挙げられるものとする。山となる形状は、頂部側が薄肉となることから、押し潰し易い形状であると言える。

突部１９を含めた係止爪１８の幅Ｗ１は、係止孔１４の開口幅Ｗ２よりも大きくなるように設定されている。すなわち、係止爪１８は、係止孔１４に差し込まれる際に、突部１９が確実に押し潰されるように寸法関係が設定されている。

係止孔１４は、ピン本体１２の壁を矩形状に貫通するように形成されている。係止孔１４は、四つの縁部を有している。四つの縁部のうちの一つの縁部２０、すなわち突部１９に対応する位置の縁部２０には、面取り２１が施されている。縁部２０は、面取り２１によって他よりも薄肉となるように形成されてる。尚、面取り２１は、突部１９を押し潰し易くするために施されている。面取り２１の形成は任意であるものとする。

上記構成において、外部コンタクト４のコンタクト本体２２の内壁によって絶縁ハウジング３の係止梁１３を押圧すると（コネクタ組み立てに係る手順は従来例と基本的に同じであるものとする）、図５から図６に示されるように係止梁１３の係止爪１８が外側から内側へ移動する。これにより、係止爪１８は、図６に示されるようにプラグピン２の係止孔１４に対して係合する。この時、突部１９は、係止孔１４の縁部２０によって押し潰される。これによりプラグピン２は、絶縁ハウジング３の内側にガタ付きなく固定される。

以上、図１ないし図６を参照しながら説明してきたように、本発明のコネクタ１は、プラグピン２と絶縁ハウジング３とのガタ付きをなくすことができる固定構造を有している。従って、相手側コネクタ（例えば自動車用アンテナソケット。図示省略）とのコネクタ離脱時において、プラグピン２に過度の引張応力が加わったとしても、上述の圧接接続構造（同軸ケーブル５との接続構造）の部分に負荷が掛からなくなり、常に安定した接触圧力を確保することができる。また、これにより接触抵抗値の上昇も抑えることができる。本発明のコネクタ１のもう一つの特徴である圧接接続構造の効果は上述した通りである。

図７は電子部品２３を中心導体６に設けた同軸ケーブル５を本発明のコネクタ１に圧接接続した状態を示している。

電子部品２３は、１８０°方向に開く一対のリード２４を有している。一対のリード２４の一方は、中心導体６に対して圧着により接続固定されている。また、一対のリード２４の他方は、上述の圧接接続構造の圧接接続部１１に対して圧接により接続固定されている。図７からも分かるように、本発明のコネクタ１は、電子部品２３を中心導体６に設けた同軸ケーブル５に対しても効果的に接続することができるという構造になっている。

その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。尚、変更の一例としては、プラグピン２と絶縁ハウジング３との固定構造を単独で設定することが挙げられる（同軸ケーブル５との接続構造は例えば従来例を適用する）。

本発明のコネクタの一実施の形態を示す断面図である。プラグピンと絶縁ハウジングの斜視図である。係止爪を有する係止梁を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。係止孔を示す断面図である。係止爪を係止孔に差し込む直前の断面図である。係止爪と係止孔との係止状態を示す断面図である。電子部品を中心導体に設けた同軸ケーブルを本発明のコネクタに圧接接続した状態を示す平面図である。従来例のコネクタの図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ視方向の図である。（ａ）は図８のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図８のＢ−Ｂ線断面図である。従来例のコネクタの組み立て（プラグピンと絶縁ハウジング）に係る説明図である。従来例のコネクタの組み立て（絶縁ハウジングと外部コンタクト）に係る説明図である。プラグピンの第一咬合接触片及び第二咬合接触片の構造説明図である。従来例のコネクタと同軸ケーブルの中心導体との接続に係る説明図である。

符号の説明

１コネクタ
２プラグピン
３絶縁ハウジング
４外部コンタクト
５同軸ケーブル
６中心導体
７絶縁体
８編組導体
９絶縁シース
１０接続部
１１圧接接続部
１２ピン本体
１３係止梁
１４係止孔
１５基端
１６本体
１７先端
１８係止爪
１９突部
２０縁部
２１面取り
２２コンタクト本体
２３電子部品
２４リード

Claims

中心コンタクトとして機能する導電性のプラグピンと、該プラグピンの外側に固定される絶縁性の絶縁ハウジングと、該絶縁ハウジングの外側に固定される導電性の外部コンタクトとを備え、前記プラグピンと前記絶縁ハウジングとの固定構造が、前記プラグピンに形成した係止孔に、前記絶縁ハウジングの片持ち梁状の係止梁に形成した係止爪を差し込んで係止させる構造となるコネクタにおいて、
前記係止爪における前記係止梁の基端側に、前記差し込みの際に前記係止孔の縁部によって押し潰されるような突部を形成する
ことを特徴とするコネクタ。
請求項１に記載のコネクタにおいて、
前記突部を含めた前記係止爪の幅を、前記係止孔の開口幅よりも大きく設定する
ことを特徴とするコネクタ。
請求項１又は請求項２に記載のコネクタにおいて、
前記突部に対応する位置の前記縁部を面取りする
ことを特徴とするコネクタ。
請求項１ないし請求項３いずれか記載のコネクタにおいて、
前記プラグピンに、同軸ケーブルの中心導体に対する圧接接続部、又は前記中心導体に一方のリードを接続した電子部品の他方のリードに対する圧接接続部を形成する
ことを特徴とするコネクタ。