JP4550733B2

JP4550733B2 - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP4550733B2
Application number: JP2005366906A
Authority: JP
Inventors: 良三小山
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2025-12-20
Also published as: US20070141890A1; JP2007172940A; US7329154B2; CN100547858C; CN1988271A; TW200725988A; KR20070065784A; TWI336978B; EP1801936A1; KR100942681B1

Description

本発明は、電気コネクタ、更に言えば、狭ピッチで並列に配列された複数の端子を有する電気コネクタに関する。

例えば、携帯電話、デジカメ、ＰＤＡ等の分野において、機器の小型化が急速に進んでいる。これに伴い、これら機器に使用される電気コネクタの小型化の要求も一層増している。電気コネクタを小型化するために、例えば、複数の端子を配列して使用する場合、端子ピッチの狭小化が図られるのが一般的であるが、端子ピッチが狭小化された場合、一定のピッチで並列に配置された端子があたかもコンデンサであるかのように働いてしまうことがあり、この結果、クロストークが発生しやすくなり、高速伝送ができなくなるといった問題が生じていた。

この問題を解決するため、従来、特開平１１−３１２５６０号公報や特開平５−１５９８３１号公報に開示されているように、並列配置された端子の中央部付近に孔を設けたものがある。前者の公報に開示された一例を図１９に示している。このような孔１２３を設けることにより、隣接する端子間の対向面積を小さくして、端子間に発生するキャパシタンスを小さくし、これにより、端子間におけるクロストークを減少させることができる。また、特に後者の公報には、隣接する端子間を空隙化させることによって端子間の誘電率を下げ、これによって同様に端子間におけるクロストークを減少させる技術も開示されている。

特開平１１−３１２５６０号公報特開平５−１５９８３１号公報

しかしながら、上述した特開平１１−３１２５６０号公報では、図１９に示すように、接続すべき相手端子を自身の間に挟み込む位置に上下に設けられた二つの接触部１２２によって相手端子と二点で接触するいわゆる二点接触型のコネクタが用いられており、この結果、装置が大型化していた。また、特開平５−１５９８３１号公報では、長手方向に直交する断面がコの字状に形成されている直線部を有する端子が用いられており、同様に、装置が大型化していた。

本願発明はこれらの従来技術における問題点を解決するものであり、相手端子と一点でのみ接触するいわゆる一点接触型のコネクタを用いて装置を小型化する一方、そのような一点接触型のコネクタに特有の問題、例えば、強度の問題やバネ性の問題を解決するものである。

本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに狭ピッチで並列に取り付けられる平板状の複数の端子と、前記ハウジングに取り付けられるシェルを備え、前記複数の端子は、リードが接続される接続部と、当該複数の端子を前記ハウジングに固定する突起部を有する固定部と、相手コネクタの相手端子と一点接触し得る、各前記複数の端子の先端に設けられた接触部を有する上下に変位可能な接触片と、を備え、前記固定部は、隣り合う端子間の対向面積を減少させるようにピッチ方向にて対向部に複数の孔を有し、前記ハウジングは、前記相手コネクタ側に突出し前記端子の接触片の下側を保持する端子溝を有した板状の端子支持部と、前記複数の端子に対応して前記ハウジングを貫通させて前記端子の接触片を前記端子溝に導く孔を有しており、前記複数の端子は、前記孔を通じて、前記接触部については実質的にその上側だけが前記端子溝から露出するような方法で前記端子支持部に設けられており、各前記複数の端子に設けられた前記複数の孔は、各前記複数の端子の前記ハウジングへの取付方向に沿って略一列に配列されており、前記接触部は、前記複数の孔の配列方向に沿って前記複数の孔の配列位置と略同じ高さ位置に配置されており、前記孔と孔の間に柱部が設けられており、該柱部の根元付近に各前記複数の端子を前記ハウジングに圧入固定するための手段が設けられており、各前記複数の端子の接触片は、前記端子支持部から多少浮き上がった状態で弾性を有するように配置されることを特徴としている。

一点接触型のコネクタを用いた電気コネクタにおいて、クロストークの問題を効果的に解決しつつ装置の小型化を図ることができる。

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

図１に、本発明による電気コネクタ１の平面図を、図２、図３に、オーバーモールド前の電気コネクタ１の上側斜視図と下側斜視図を、更に、図４に、オーバーモールド前の電気コネクタ１の分解斜視図を、それぞれ示す。

後述する図１８で明らかにしているように、この電気コネクタ１は、いわゆるプラグ側コネクタとして使用されるものであって、実際の使用時には、基板１０１に載置されたレセプタクル側コネクタ（相手コネクタ）２に対して着脱自在に嵌合させて使用する。

電気コネクタ１は、主に、樹脂等によって一体成形されたハウジング５０と、ハウジング５０のカバーとして使用される第１シェル７０（第１のカバー部）、第２シェル７２（第２のカバー部）と、ハウジング５０の内部に、例えば０．４ｍｍ間隔のような狭ピッチで縦方向にて並列配置される平板状の端子３０と、これらの端子３０を左右両側から挟み込む位置にて端子３０とともに並列配置されてプラグ側コネクタとレセ側コネクタ（２）をロックするラッチ部材２０と、ハウジング５０の後部に蓋をしてラッチ部材２０や端子３０の抜け落ちを防止するプリントサーキットボード（ＰＣＢ）１３から成る。

第２シェル７２以外の部品は、例えば、図示矢印Ｋで示す略直線配列方向にて互いに組み付けることができる。先ず、端子３０とラッチ部材２０がハウジング５０に圧入され、次いで、プリントサーキットボード１３のリード穴１５に端子３０のリード固定部３９を貫通させることにより、それらをプリントサーキットボード１３から突出させ、これら突出したリード固定部３９に対してケーブル１１のリード（図示せず）が半田等で固定される。これらの作業後に、第１シェル７０が組み付けられ、更に、第２シェル７２が図示矢印Ｌの方向から組み付けられる（第２シェル７２を組み付ける際、第２シェル７２のかしめ部８３は、図示のような「閉じた」状態（筒状）ではなく「開いた」状態とされている）。最後に「開いた」状態のかしめ部８３が、ケーブル１１の周囲に対して、板部８４とともにかしめられる。尚、上述したように、プリントサーキットボード１３は必ずしも必要ではなく、これを使用しない場合には、端子３０のリード固定部３９にケーブル１１のリードが半田等で直接的に固定される。

図５に、ハウジング５０の内部に配置した端子３０の配列状態を後方からの拡大斜視図で示す。これら５本の端子のうち、例えば、２本はデータ通信用であり、２本は予備であり、残る１本はグランド用である。一例として計５本の端子３０を示しているが、その数は特に限定されるものではない。ただし、特にデータ通信用の端子については、差動伝送を達成するために、偶数本とするのが好ましい。２本一組として用いることにより、プラスのノイズとマイナスのノイズをキャンセルして、伝送特性を維持することができる。

各端子３０は、後半部の接続部３１と、中間部の固定部３２と、前半部の接触片３３から成る。固定部３２と接触片３３については、多少の相違はあるものの、全ての端子で略同じ大きさ、長さとされている。

接続部３１は、圧入方向に対して直交方向に延びる垂直部３８と、圧入方向と同方向に延びるリード固定部３９から成る。リード固定部３９は、相隣り合うリード固定部における垂直距離を大きくして、それらの間の接触（電気的干渉）を防ぐように、垂直方向にて上下互い違いに配置されている。

接触片３３は、圧入方向に向かって先細形状とされている。先端には上方を向いた接触部３４が設けてある。接触部３４は、電気コネクタ１とレセ側コネクタ２（図１８参照）との嵌合時に、レセ側対応端子１０２の接触部と接触し得る。この接触部３４は１つの端子について１つのみ設けられており、したがって、端子３０は、いわゆる一点接触端子として機能する。レセ側対応端子１０２との接触をスムーズ且つ確実にするため、各端子３０の特に接触片３３は、これにバネ性を与えることによって上下に変位可能とされており、また、ハウジング５０（端子支持部５８の薄肉部４７）から多少浮き上がった状態で保持される。

固定部３２の略中央に、ハウジング５０への取付方向に沿って略一列に配列された複数（ここでは３つ）の孔３５を設けている。これら孔３５を、ピッチ方向にて、隣り合う端子の対向部に設けることにより、端子間の対向面積を減少させて、それらの間に発生し得るキャパシタンスを小さくすることができる。キャパシタンスを小さく抑えることにより、インピーダンス整合を取り易くし、端子間のクロストークを減少させることができる。隣り合う端子間の対向面積がなるべく大きくなるように、各端子３０の孔３５は、互いにピッチ方向にて同位置に設けるのが好ましい。また、図５に点線「Ｍ」で示すように、接触部３４は、複数の孔３５の配列方向に沿って、これら孔３５の配列位置と略同じ高さ位置に配置するのが好ましい。接触部３４をこのような位置に配置することにより、孔３５によって発生され得る弾性によって接触部３４のバネ性がより大きくなることが期待される。これら孔３５の大きさは、クロストークを減少させるという点からは大きければ大きいほどよいが、実際には、固定部３２が細長い形状であること、また、端子の強度や加工性の点から、それらの大きさは制限される。端子の強度を高めるため、複数の孔３５を設ける場合には、孔と孔の間に柱３７となり得る部分を設けるのが好ましい。また、端子３０をハウジング５０に圧入固定する際、圧入に利用される突起部３６に大きな力が加わることから、これら圧入突起部３６は、図５等に示すように、強度が大きな柱３７の根元付近に設けるのが好ましい。

図６に、ラッチ部材２０の側面図を示す。ラッチ部材２０は、その後方部に本体部であるコ字状部分２２と、そのコ字の上方部分が前方に向かって延長された部分である前方延長部２３を有する。これら前方延長部２３とコ字状部分２２の間には、コ字状部分２２の対応部２５と共にハウジング５０に圧入される圧入支持部２４が設けられており、更に、前方延長部２３の先端には、コ字状部分２２の働きによって上下に弾性変位可能なロック片２１が設けられている。

図７ないし図１３を参照して、ハウジング５０の構成を説明する。ここで、図７は、ハウジング５０の上側外観斜視図、図８は、その下側外観斜視図、図９は、図７に示すハウジング５０にラッチ部材２０と端子３０を配したもの、図１０は、この図９の背面斜視図、更に、図１１乃至図１３は、それぞれ、図１０のＡ−Ａ線断面斜視図、Ｂ−Ｂ線断面斜視図、Ｃ−Ｃ線断面図である。

ハウジング５０は、その先端側に、相手コネクタ側に突出した板状の端子支持部５８を有する。端子支持部５８の基端側には、端子支持部５８の突出方向とは逆方向にハウジング５０の内部に向かう隙間５５が設けてある。この隙間５５は、ハウジング５０に取り付けた第１シェル７０の基端側の一部を挟持するために使用され、端子支持部５８の強度を高めるのに役立つ。隙間５５は、ハウジング５０の上部前方壁面６６と、ラッチ部材２０を設けた部分（４６）と、ラッチ部材２０や端子３０を設けた端子支持部５８の一方の面とは反対側に設けた支持柱６３（図８参照）を除く全周にわたって設けてある。但し、隙間５５を設ける位置はこれに限定されるものではなく、例えば、端子支持部５８の突出方向（若しくはその逆方向）に沿って端子支持部５８の左右各側に延在する厚肉部４８の周囲にのみ設けてもよいし、また、端子３０が配置される端子支持部５８の一方の面４１とは反対側の面４２にのみ設けてもよい。隙間５５に第１シェル７０の一部を挟持させることにより、第１シェル７０によって覆われる端子支持部５８の面積部分を大きくし、端子支持部５８の強度を高めることができる。これにより、相手コネクタ端子との挿抜時に生じるこじりによって端子支持部５８が破壊される危険を少なくすることできる。

端子３０とラッチ部材２０は、それぞれ、ハウジング５０の縦孔５１や縦穴５３を通じてハウジング５０に圧入される。このとき、端子３０の接触片３３は、縦孔５１と連通した端子孔４９を通じ、接触片３３の上半分と接触部３４を露出させた状態で、端子支持部５８の薄肉部４７の端子溝５９に沿って弾性的に保持される。同様に、ラッチ部材２０は、縦穴５３と連通したロック孔４６を通じ、前方延長部２３の略上半分とロック片２１を露出させた状態で、端子支持部５８の厚肉部４８に設けた溝５４に沿って弾性的に保持される。レセ側コネクタ（図１８参照）との嵌合時に、ラッチ部材２０は、弾性変位可能なロック片２１を利用して相手コネクタの対応ラッチ部材に係り止めされ、電気コネクタ１を相手コネクタとロックされ得る。

図１１、図１２の断面に示すように、ハウジング５０の、ちょうど端子３０の固定部３２が配置される位置付近に、隣り合う端子３０間に空隙を形成し得る横溝５２が、複数の端子３０にまたがるように設けてある。このような空隙５２を設けることにより、隣り合う端子間の誘電率を小さくし、端子間におけるクロストークを減少させることができる。空隙５２は、ピッチ方向にて孔３５と略同じ高さ位置に設けることにより、より効果的にクロストークを減少させることができる。尚、クロストークを減少させるという意味では、空隙５２は大きければ大きいほどよいが、実際には、端子の強度や加工性を考慮して決定する必要がある。

次に、図１４乃至図１７を参照して、第１シェル７０、第２シェル７２の構成を説明する。ここで、図１４は、第１シェル７０の上面斜視図を、図１５は、その裏面斜視図を、図１６は、第２シェル７２の上面斜視図を、更に、図１７は、第１シェル７０をハウジング５０に取り付けた状態を、それぞれ示す。

第１シェル７０は、一枚の薄い金属板を打抜き、折曲げることによって形成できる。したがって、製造は非常に容易である。第１シェル７０は、主に、端子支持部５８をその突出方向に沿って覆う筒状部８７の他、ハウジング５０の上部前方壁面６６を前方から覆う折曲部８９と、ハウジング５０の上面６８を覆う上壁９１と、更に、ハウジング５０の側面６０の上半分を覆う側壁９０を有する。第１シェル７０をハウジング５０に取り付けたとき、筒状部８７の基端側はハウジング５０の隙間５５に挿入され、そこに狭持される。筒状部８７には、ラッチ部材２０の設置を許すため、筒状部８７の基端側において開放され且つ前方において閉じたスリット７８が設けられている。また、筒状部８７には、第１シェル７０をハウジング５０に取り付ける際にハウジング５０の支持柱６３との衝突を避けるため、支持柱６３の対応位置に切り込み８６を設けている（図１７参照）。

第１シェル７０をハウジング５０に取り付けたとき、側壁９０に設けた係合穴７６は、ハウジング５０の側面６０に設けた係合突起５６と係合し、上壁９１に設けた係合穴８１は、ハウジング５０の上面６８に設けた係合突起６１と係合する。これにより、第１シェル７０をハウジング５０に係止することができる。このとき、端子支持部５８は、その略全ての周囲を第１シェル７０の筒状部８７によって環状に覆われる。

第２シェル７２も、第１シェル７０と同様に、一枚の薄い金属板を打抜き折曲げすることによって形成できる。第２シェル７２の後端には、ケーブルを保持するための環状部８３が設けてある。第２シェル７２の本体部は、第１シェル７０と互いに相補形状を成す。第１シェル７０と第２シェル７２が組み合わされたとき、それらは端子支持部５８とハウジング５０の側面外周と後端側を覆う。ハウジング５０に第２シェル７２を取り付けたとき、側壁９２に設けた係合穴７７は、ハウジング５０の側面６０に設けた係合突起５７に係合し、底壁９３に設けた係合穴８２は、ハウジング５０の底面６９に設けた係合突起６２に係合する。これにより、ハウジング５０に第２シェル７２を係止することができる。

図１８に、本願の電気コネクタ（プラグ側コネクタ）１とレセプタクル側コネクタの接続状態を示す。レセ側コネクタ２は、例えば、基板１０１の縁に固定されていてもよい。プラグ側コネクタである電気コネクタ１の第１シェル７０によって環状に覆われた端子支持部５８の先端が、レセ側コネクタ２の挿入部１０４に挿入されると、電気コネクタ１側の接触部３４が、レセ側コネクタ２側の接触片１０２と接触し、且つ、電気コネクタ１側のロック片２１が、レセ側コネクタ２側の嵌合穴１０６に嵌合し、それら電気コネクタ１をレセ側コネクタ２にロックすることができる。

明らかなように、本発明において様々な変形が可能である。例えば、孔３５の位置、大きさ、数等は、図５に示したものに限定されるものではなく、ある一つの端子において、その高さ方向に複数列の孔が形成されるようにしてもよいし、また、高さ方向のみならず圧入方向においても複数列の孔が形成されるようにしてもよいし、或いは、高さ方向及び圧入方向の双方に孔が複数列形成されているが、高さ方向及び／又は圧入方向においてそれらが互い違いにされていてもよいし、或いはまた、孔の大きさを小さくしてその数を増やす等してもよい。更に、隣接する端子との関係で、ピッチ方向において孔が互い違いに位置するように形成することもできる。

本願の電気コネクタは、小型の電子・電気機器に幅広く利用することができる。

本発明による電気コネクタ１の平面図である。オーバーモールド前の電気コネクタの上側斜視図である。オーバーモールド前の電気コネクタの下側斜視図である。オーバーモールド前の電気コネクタの分解斜視図である。ハウジングの内部に配置した端子の後方拡大斜視図である。ラッチ部材の側面図である。ハウジングの上側外観斜視図である。ハウジングの下側外観斜視図である。図７に示すハウジングにラッチ部材と端子を配した図である。図９の背面斜視図である。図１０のＡ−Ａ線断面斜視図である。図１０のＢ−Ｂ線断面斜視図である。図１０のＣ−Ｃ線断面図である。第１シェルの上面斜視図である。第１シェルの裏面斜視図である。第２シェルの上面斜視図である。第１シェルをハウジングに取り付けた状態を示す図である。本願の電気コネクタとレセプタクル側コネクタの接続状態を示す断面図である。従来例を示す図である。

符号の説明

１プラグ側コネクタ
２レセプタクル側コネクタ
１１ケーブル
１３プリントサーキットボード
１５リード穴
２０ラッチ部材
２１ロック片
２２コ字状部分
２３前方延長部
２４圧入支持部
３０端子
３１接続部
３２固定部
３３接触片
３４接触部
３５孔
３６圧入突起部
３８垂直部
３９リード固定部
４６ロック孔
４７薄肉部
４８厚肉部
４９端子孔
５０ハウジング
５１縦孔
５２横溝
５３縦穴
５４溝
５５隙間
５６係合突起
５７係合突起
５８端子支持部
５９端子溝
６０側面
６１係合突起
６２係合突起
６３支持柱
６４内部突出部
６６上部前方壁面
６８上面
６９底面
７０第１シェル
７２第２シェル
７６係合穴
７７係合穴
７８スリット
８１係合穴
８２係合穴
８３かしめ部
８４板部
８６切り込み
８７筒状部
８８前面開口部
８９折曲部
９０側壁
９１上壁
９２側壁
９３底壁

Claims

ハウジングと、前記ハウジングに狭ピッチで並列に取り付けられる平板状の複数の端子と、前記ハウジングに取り付けられるシェルを備え、
前記複数の端子は、リードが接続される接続部と、当該複数の端子を前記ハウジングに固定する突起部を有する固定部と、相手コネクタの相手端子と一点接触し得る、各前記複数の端子の先端に設けられた接触部を有する上下に変位可能な接触片と、を備え、
前記固定部は、隣り合う端子間の対向面積を減少させるようにピッチ方向にて対向部に複数の孔を有し、
前記ハウジングは、前記相手コネクタ側に突出し前記端子の接触片の下側を保持する端子溝を有した板状の端子支持部と、前記複数の端子に対応して前記ハウジングを貫通させて前記端子の接触片を前記端子溝に導く孔を有しており、
前記複数の端子は、前記孔を通じて、前記接触部については実質的にその上側だけが前記端子溝から露出するような方法で前記端子支持部に設けられており、
各前記複数の端子に設けられた前記複数の孔は、各前記複数の端子の前記ハウジングへの取付方向に沿って略一列に配列されており、前記接触部は、前記複数の孔の配列方向に沿って前記複数の孔の配列位置と略同じ高さ位置に配置されており、
前記孔と孔の間に柱部が設けられており、該柱部の根元付近に各前記複数の端子を前記ハウジングに圧入固定するための手段が設けられており、
各前記複数の端子の接触片は、前記端子支持部から多少浮き上がった状態で弾性を有するように配置されることを特徴とする電気コネクタ。