JP5131937B2 - パネル実装用電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、一般に電気コネクタに関し、より詳細にはパネル実装用電気コネクタに関する。

無線周波数（ＲＦ）同軸ケーブルコネクタ組立体は、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）、カー・ラジオ、移動電話、エアバッグシステム、およびマルチメディアデバイスなどの多数の自動車用用途に使用されてきた。同軸ケーブルは通常、外部導体、内部導体、誘電体、および被覆物(ｊａｃｋｅｔ)または外部絶縁体からなる。ケーブルの外部導体および内部導体は、ジャックコネクタおよびプラグコネクタを通じて相手側同軸ケーブルと電気的に接続することが多い。そのような従来の同軸ケーブルコネクタは、当該技術分野では、たとえば米国特許第６，６７６，４４５号および第６，８２４，４０３号で周知である。同特許は本発明の譲受人に譲渡されており、これらの全体を、参照により本明細書に組み込むことを明示する。

米国特許第６，６７６，４４５号 米国特許第６，８２４，４０３号

様々なタイプのコネクタを標準化することによって混乱を避けるために、いくつかの工業規格が確立されてきた。これらの工業規格の１つは、ＦＡＫＲＡと呼ばれる。ＦＡＫＲＡはドイツ標準化協会内の自動車標準化委員会であり、自動車分野における国際標準化の利益を代表する。ＦＡＫＲＡ標準は、キーイングおよび色コーディングに基づき、適切なコネクタ据付のためのシステムを提供する。ＦＡＫＲＡコネクタのキーイングおよび色識別についての特徴は通常、プラスチック製外側ハウジングまたは非導電性材料から形成される外側ハウジング上にある。ＦＡＫＲＡコネクタ組立体では、同種のジャック・キーは、同種のプラグ・キー溝にのみ結合させることができる。ジャックハウジングにおけるＦＡＫＲＡ規定の留め具およびプラグハウジングにおける協働ラッチによって、コネクタハウジングの確実な位置決めおよびロックが容易になる。
カー・ラジオなどのいくつかの適用分野では、コネクタを、ラジオのシャーシ（ｃｈａｓｓｉｓ）に接地しなければならない。しかしながら、外側ハウジングが非導電性であるため、現在のコネクタは、コネクタ・シャーシを接地する別個の手段を要することが課題として挙げられる。

この課題に対する解決策として、本願に開示される電気コネクタが提供される。本願の電気コネクタは、ＦＡＫＲＡコネクタ組立体などの別のコネクタ組立体と結合するように構成されたハウジングを有する。このハウジングはまた、シャーシまたは他のパネルへの電気的接地経路（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｇｒｏｕｎｄ ｐａｔｈ）を提供するために使用可能である。この電気コネクタは、嵌合端部（３０）と導体出口端部（３２）とを有する導電性本体（１２）を備え、前記嵌合端部（３０）が相手側コネクタ（１４）に結合するように構成された、導電性部材（２４）に取り付けるための電気コネクタ（１０）であって、前記導電性本体（１２）が、外面と、前記嵌合端部（３０）と前記導体出口端部（３２）との間に配置され、前記導電性本体（１２）から外側に突出する導電性フランジ（４６）と、前記導電性本体（１２）から外側に突出する支持部（５０）と、を備える。前記導電性フランジ（４６）は、第１の主面と第２の主面を有し、かつ、前記第１の主面および前記第２の主面を貫通して形成された開口部（４８）をさらに有し、前記開口部（４８）は締め具（９６）の少なくとも一部を受容するように構成される。前記支持部（５０）は、前記導電性フランジ（４６）の前記第２の主面と対向する第３の主面と、前記第３の主面に形成された中空部（５４）を有する。前記中空部（５４）の開口部は、実質的に前記導電性フランジ（４６）の前記開口部（４８）とアライメントされ、かつ前記中空部（５４）は前記締め具（９６）の端部を受容するように構成されている。そして、前記導電性本体（１２）が、前記導電性フランジ（４６）の前記第２の主面と前記支持部（５０）の前記第３の主面との間の間隙によって画定されるスロット（１０２）と、前記スロット（１０２）とアライメントされた前記導電性本体（１２）に形成されたキー溝（４４’）と、を備える。

次に、添付の図面を参照して、本発明を例示する。

図１は、本発明における電気コネクタの一実施形態を示す上面から見た斜視図であり、図２とは反対側から見た斜視図である。 図２は、本発明における電気コネクタの一実施形態を示す上面から見た斜視図であり、図１とは反対側から見た斜視図である。 図３は、図１の線３−３に沿って切り取った断面図であり、同軸ケーブル組立体をさらに含む断面図である。 図４は、本発明におけるコネクタの一実施形態を使用した、ケーブル組立体の一適用例を示す上面から見た分解斜視図である。 図５は、図４に示す適用例を組み立てた状態の上面から見た斜視図である。 図６は、本発明におけるコネクタの代替実施形態の断面図である。

同一または同様の部分を参照する際には、全図にわたって、可能な限り同一の参照符号を用いる。

図１および図２を参照すると、本発明による電気コネクタ１０は、相手側プラグコネクタ１４（図４）と結合するように構成された、ジャックコネクタなどの本体またはハウジング１２を含む。電気コネクタ１０は、パネル実装用コネクタ（パネルコネクタ組立体）として使用されるように構成される。電気コネクタ１０は、図４および図５に示すように、電気器具の導電性部材２４、例えばパネルまたはシャーシなどに固定される。「パネルコネクタ」という用語は、ある部材（構造体または電気器具のパネル部材など）に固定されるように構成された電気コネクタを指すものであり、このコネクタは、パネル部材を貫通して突出し、別の電気コネクタと嵌合または結合することを理解されたい。図３に示すように、ジャックコネクタ１８は、コネクタ１０と同軸ケーブル組立体７０とを備える。以下にさらに詳述するように、電気コネクタ１０の本体またはハウジング１２によって、無線周波数（ＲＦ）電気器具または他のパネル実装用用途との併用が可能となる。本明細書では、ＲＦ電気器具は、ＲＦ信号を伝送可能もしくは受信可能な任意の電気器具、または他の方法でＲＦ信号とともに動作することが可能な任意の電気器具、あるいはＲＦ信号から悪影響を受ける可能性のある器具を包含する。但し、電気コネクタ１０の本体またはハウジング１２により、望ましくない外部ノイズ電圧から信号コンタクト（ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔａｃｔｓ）を保護することが可能である。

本発明は、コネクタシステムの電気的接地経路に適用される。すなわち、電気回路は常に、電気器具のアース（ｇｒｏｕｎｄ）と導通状態を有する。この電気的接地により、漂遊電磁干渉（ｓｔｒａｙ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が実質的に除去される。

一実施形態では、ハウジング１２は導電性であり、ダイカスト金属などの金属から形成される。一方、別の実施形態では、ハウジング１２を非導電性材料から形成することができるが、この場合にはハウジング１２はハウジング１２上に形成された導電性被覆（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇ）を含む。この導電性被覆は、噴霧、もしくは導電性溶液にハウジング１２を浸漬することによって、または他の適した塗布方法によって、塗布することができる。ハウジング１２はまた、非導電性材料および／または導電性被覆を組合せて構成できることを理解されたい。要するに、ハウジング１２がＲＦインターフェースを導電性部材２４（図４）へ接地するための接地経路を提供する限り、導電性材料または非導電性材料と、導電性被覆および／または非導電性被覆とを適切に組合せてハウジング１２を構成することができる。換言すると、導電性部材２４（図４）とコネクタ１０との間、同じくコネクタ１０とコネクタ１４との間、および／または導電性部材２４（図４）と各コネクタ１０、１４との間に、導電性経路が存在しなければならない。

ハウジング１２は外側環状胴部１３を備える。外側環状胴部１３は、相手側電気コネクタを受容する嵌合端部３０と、以下にさらに詳述する導体出口端部３２とを有する。端部３０、３２間には、外側環状胴部１３から半径方向外側へ延びるフランジ４６が配置される。外側環状胴部１３の内部には、環状アライメント部（ａｎｎｕｌａｒ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｐｏｒｔｉｏｎ）３４が形成される。環状アライメント部３４は、環状アライメント部３４を貫通して長手方向に形成されたボア(ｂｏｒｅ：内孔）６２を有する。キー３６は、嵌合端部３０とフランジ４６との間に位置し、ハウジング１２から半径方向外側に延び、長手方向に延在する。キー３６は、コネクタ１４（図４）の対応するキー溝（図示せず）内へ挿入され、キー３６によってコネクタ１０、１４間のキーイング（ｋｅｙｉｎｇ）が提供される。なお、一実施形態では、相手側コネクタ１４はＦＡＫＲＡコネクタである。また、リテーナ３８は、嵌合端部３０とフランジ４６との間に位置し、ハウジング１２から半径方向外側に延在する。コネクタ１０、１４が組み合わされたときに、リテーナ３８は、相手側コネクタ１４（図４）のラッチ機構８２（図４）内に形成された開口部８４（図４）と係合する。この係合により、コネクタ１０、１４間の確実な接続が維持される。開口部４０は、外側環状胴部１３を貫通して形成される。開口部４０によって、工具（図示せず）を使用して環状アライメント部３４を変形させて、誘電体５６を保持させることが可能となる。

外側環状胴部１３とフランジ４６との間の接合部に沿って、対向する複数のキー溝４２が形成される。リテーナ３８の反対側に位置するキー溝４４が、複数のキー溝４２とつながる。フランジ４６は、フランジ４６から長手方向に延びる支持部（ｂａｃｋｉｎｇ ｐｏｒｔｉｏｎ）５０を含む。支持部５０は、リテーナ３８の反対側に位置する。一実施形態では、フランジ４６内に開口部４８が形成され、一端｛いったん｝が開口した中空部またはチャンバ５４を画定する（図３参照）。すなわち、中空部またはチャンバ５４は開口部４８と連通するが、チャンバ５４は支持部５０を完全には貫通しない（図３参照）。一実施形態では、チャンバ５４と、支持部５０のうちの環状アライメント部３４と長手方向で並ぶ部分との間に、開口部５２が形成される。開口部５２により、支持部５０の強度および構造的剛性を実質上損なうことなく、材料の一部を支持部５０から除去することができる。スリーブ８０は、長手方向、かつリテーナ３８から離れるようにして支持部５０から延在する。スリーブ８０は導体出口端部３２で終端する。

図３を参照して、電気コネクタ１０を組み込む同軸ジャックコネクタ１８についてさらに詳述する。同軸ジャックコネクタ１８は、環状部５８を有する誘電体５６を含む。環状部５８は、ハウジング１２の環状アライメント部３４によって受容される。誘電体５６は、環状部５８の内側に延びるピン６０を固定する（図３参照）。環状部５８はボア６２を含み、ボア６２は、ハウジング１２を長手方向に貫通し、すなわち隣接する嵌合端部３０から導体出口端部３２まで延びる。ピン６０の基部７６は、同軸ケーブル７０からの内部導体６６を受容しかつそれと連通する。基部７６は、環状のロック用リング６４内に受容される。同軸ケーブル７０は、導体出口端部３２で終端するスリーブ８０を貫通しかつそれを越えて延在する。

前述のコネクタ１０は、同軸ケーブル７０へ終端することができることを理解されたい。なお、同軸ケーブル７０は、外部絶縁体７２と、外部導体またはブレイド（ｂｒａｉｄ：編組）７４と、内部導体６６と、誘電体６８とを含む。図示のように、導体６６は、ピン６０の基部７６に固定、たとえば圧着される。外部導体またはブレイド７４は、スリーブ８０を覆って整えられ、かつフェルール１００によって固定、たとえば圧着される。但し、同軸ケーブル７０は図示の配置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に限定されるものではなく、同軸導体をＲＦコネクタ組立体に適した他の配置としてもよいことを理解されたい。

図４および図５を参照すると、コネクタ１０は、特許出願第１１／２５７，３３４号に開示されている相手側コネクタ１４に結合される。同出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、この全体を参照により本願に組み込むことを明示する。導電性部材２４は電気器具の一部であり、一実施形態では、導電性部材２４は電気器具用筐体（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）の一部である。導電性部材２４は、コネクタ１０、１４の両者に対する電気的接地経路を、直接的または間接的に確立するために用いられる。なお、この点については、以下にてさらに詳述する。一実施形態では、コネクタ１０のフランジ４６は、電気器具の内部に面する表面２６に固定される。換言すると、フランジ４６は、電気器具の内部に配置される。コネクタ１０の嵌合端部３０は、フランジ４６が表面２６に当接するまで、導電性部材２４の開口部８６を通って誘導される。一旦当接すると、コネクタ１０はスロット９０の方へ誘導され、対向する複数のキー溝４２が、対応するスロット縁部９２にそれぞれ係合する。なお、スロット縁部９２は、互いに対向してスロット９０に形成されている。コネクタ１０はさらに、キー溝４４がスロット縁部９４に当接するまで、スロット９０に沿って誘導される。これにより、コネクタ１０が導電性部材２４に一次固定される。

コネクタ１０が一次固定されるとすぐに、図４に示すセルフタッピングねじなどの締め具９６が、アーチ形スロット８８を通って開口部４８の内部へ誘導され、次いで中空部またはチャンバ５４内へ誘導される。次いで締め具９６を一方向へ動かして、締め具９６の頭部が電気器具の外部に面する導電性部材２４の表面２８に突き当て接触するまで、締め具９６をチャンバ５４の内部へ引き込む。これにより、導電性部材２４に突き当て接触するようにコネクタ１０が固定される。但し、当該技術分野において周知の、他の締付け装置または方法を使用して、コネクタ１０を導電性部材２４に固定することもできる。締め具９６がチャンバ５４内へ挿入されると、中空部またはチャンバ５４が実質上閉空間になる。これによって、フランジ４６を導電性部材２４に固定する際に付随して発生する破片、たとえば支持部５０の切削くずが、電気器具内部に到達するのを実質上防止する。換言すると、締め具９６の動作中に締め具９６によって移動された支持部５０の切削くずなどの破片は、チャンバ５４内部に実質上閉じ込められるため、電気器具内部への破片の到達は実質上防止される。

コネクタ１０、１４間の据付けまたは組立てを完了するには、相手側コネクタ１４の嵌合端部９８を、コネクタ１０の嵌合端部３０と嵌合係合させる。図５に示すように、リテーナ３８がラッチ機構８２の開口部８４内に受容されると、コネクタ１０、１４はともに固定される。図４を再度参照すると、上述したようにハウジング１２および導電性部材２４はともに導電性であるため、導電性部材２４とコネクタ１０との間には、導電性部材２４にコネクタ１０を電気的に接地するのに十分な少なくとも１つの導電性経路が確立されることが当業者には理解される。換言すると、導電性部材２４のいずれかの表面（たとえば、表面２６、２８および／または開口部８６周辺に沿った任意の縁部）と、ハウジング１２における任意の表面（たとえば、フランジ４６および／またはキー溝４２、４４）との間の突き当て接触によって、導電性部材２４とハウジング１２との間に導電性経路を確立することができる。なお、フランジ４６は、表面２６または２８のどちらかに当接するように構成できることを理解されたい。

たとえば、図１の線３−３に沿って切り取った図６を参照すると、ハウジング１２の一実施形態では、ハウジング１２内に形成された図２に示すスロット１０２をさらに含む。すなわち、スロット１０２によって、フランジ４６と支持部５０との間の接合部に沿って導電性部材２４（図４）を受容することが可能となる。換言すると、ハウジング１２が、導電性部材２４を受容する。また、キー溝４４（図１）と類似するキー溝４４’はスロット１０２とアライメントされるが、その他の点では、図６に示すハウジング１２の実施形態は、図３に示すハウジング１２の実施形態と実質上類似している。この実施形態では、フランジ４６が表面２８（図４）に当接する。すなわち、支持部５０が導電性部材２４の開口部８６（図４）を通して挿入されるために、フランジ４６は電気器具の外部に配置されることが理解される。また、支持部５０が導電性部材２４の開口部８６（図４）を通して挿入され、導電性部材２４の対向する表面２６、２８が、フランジ４６および支持部５０の対応する部分に実質上当接するように構成されることによって、フランジ４６を導電性部材２４に固定する際に付随して発生する破片、たとえば支持部５０または導電性部材２４の切削くずが、電気器具内部に到達することが実質上防止される。換言すると、締め具９６の動作中に締め具９６によって移動された支持部５０および／または導電性部材２４の切削くずなどの破片は、チャンバ５４内部に実質上閉じ込められるため、電気器具内部への破片の到達は実質上防止される。

同様に、少なくとも１つの導電性経路が、コネクタ１０と導電性部材２４との間に確立され、場合によっては、コネクタ１４とコネクタ１０との間に追加の導電性経路が確立される。すなわち、導電性部材２４にコネクタ１４を電気的に接地させるのに十分な導電性経路が、コネクタ１４と導電性部材２４との間に確実に設けられるようにコネクタ１０が構成される限り、ある実施形態では、コネクタ１０のハウジング１２によって、コネクタ１０とコネクタ１４との十分な導電性経路が確立されなくてもよい。換言すると、コネクタ１０、１４間に導電性経路を存在させるためには、コネクタ１０と導電性部材２４との間に導電性経路が存在しなければならない。

要するに、図４を再度参照すると、コネクタ１０、１４のいずれかまたは両方に関連するＲＦインターフェースが導電性部材２４へ接地される限り、導電性材料と、導電性被覆および／または非導電性被覆とを任意かつ適切に組合せてハウジング１２を構成することができる。換言すると、上述したように、導電性部材２４とコネクタ１０との間、および／または一実施形態では、導電性部材２４とコネクタ１０、１４との間に、導電性経路または電気的連通が存在しなければならない。

本発明について、好ましい実施形態を参照して説明してきた。但し、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができ、またその要素の代わりに均等物を使用できることが、当業者には理解されるであろう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの修正を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではない。本発明は、添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むものとする。

１０・・・電気コネクタ
１２・・・ハウジング
１４・・・相手側コネクタ
２４・・・導電性部材
２６・・・表面
３０・・・嵌合端部
３２・・・導体出口端部
４４、４４’・・・キー溝
４６・・・導電性フランジ
５０・・・支持部
５２・・・開口部
５４・・・中空部（チャンバ）
８６・・・開口部
１０２・・・スロット

Claims (8)

1. 嵌合端部（３０）と導体出口端部（３２）とを有する導電性本体（１２）を備え、前記嵌合端部が相手側コネクタ（１４）に結合するように構成された、導電性部材（２４）に取り付けるための電気コネクタ（１０）であって、
   前記導電性本体（１２）が、
   外面と、
   前記嵌合端部（３０）と前記導体出口端部（３２）との間に配置され、前記導電性本体（１２）から外側に突出する導電性フランジ（４６）と、
   前記導電性本体（１２）から外側に突出する支持部（５０）と、を備え、
   前記導電性フランジ（４６）は、第１の主面と第２の主面を有し、かつ、前記第１の主面および前記第２の主面を貫通して形成された開口部（４８）をさらに有し、
   前記開口部（４８）は締め具（９６）の少なくとも一部を受容するように構成され、
   前記支持部（５０）は、前記導電性フランジ（４６）の前記第２の主面と対向する第３の主面と、前記第３の主面に形成された中空部（５４）を有し、
   前記中空部（５４）の開口部は、実質的に前記導電性フランジ（４６）の前記開口部（４８）とアライメントされ、かつ前記中空部（５４）は前記締め具（９６）の端部を受容するように構成されているとともに、
   前記導電性本体（１２）が、
   前記導電性フランジ（４６）の前記第２の主面と前記支持部（５０）の前記第３の主面との間の間隙によって画定されるスロット（１０２）と、
   前記スロット（１０２）とアライメントされた前記導電性本体（１２）に形成されたキー溝（４４’）と、を備えることを特徴とする、電気コネクタ。
2. 前記支持部（５０）が、前記導体出口端部（３２）の方へ長手方向に延びる、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記中空部（５４）が、前記導電性フランジ（４６）を前記導電性部材（２４）に固定する際に付随して発生する破片を実質上捕獲するための空間としても機能する、請求項１に記載の電気コネクタ。
4. 前記支持部（５０）が、前記支持部（５０）の構造を損なわずに余分な材料を除去する開口部（５２）を、前記支持部（５０）内に含む、請求項１に記載の電気コネクタ。
5. 前記導電性本体（１２）が、金属から構成される、請求項１に記載の電気コネクタ。
6. 前記導電性部材（２４）が、電気器具の一部である、請求項１に記載の電気コネクタ。
7. 前記スロット（１０２）が、前記導電性部材（２４）を受容する、請求項１に記載の電気コネクタ。
8. 前記キー溝（４４’）が、前記導電性部材（２４）を受容する、請求項１に記載の電気コネクタ。

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