JP5366759B2

JP5366759B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP5366759B2
Application number: JP2009247423A
Authority: JP
Inventors: 周一藍原; 貴義山内
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-10-28
Also published as: CN102055105A; US20110097932A1; TWI430523B; CN102055105B; TW201131903A; JP2011096431A; US8025511B2

Description

本発明は、相手方コネクタとの未嵌合時におけるコンタクトの保護機構を備えるコネクタに関する。

この種のコネクタとしては、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１のコネクタは、相手方コネクタと接続されるコネクタ本体に対して、コネクタ本体のコンタクトを非接続時に覆うための保護カバーを設けてなるものである。

特開２０００−１７１７２４号公報

特許文献１のコネクタでは、相手方コネクタとの接続インタフェースを構成するコネクタ本体とは別個の部材である保護カバーを用いてコネクタ本体のコンタクトを保護することとしていることから、部品点数が増えてしまい、また外形が大きくなってしまうといった問題がある。

また、特許文献１のコネクタにおいては、例えばその前端に後方に向かう力が加えられると、相手方コネクタとコネクタ本体との非接続時であっても、保護カバーの前端に対して後方に向かう力が加わると、保護カバーが後退しコンタクトが意図せずして露出してしまう恐れがある。

そこで、本発明は、上述した課題を解決すべく、特許文献１のコネクタとは異なる新しい構造のコンタクト保護機構を備えるコネクタを提供することを目的とする。

本発明によれば、第１のコネクタとして、
相手方コネクタと嵌合するコネクタであって、
コンタクトと；
該コンタクトを保持するハウジングと；
前記コンタクトと前記ハウジングとを少なくとも部分的に覆うスライディングシェルであって、前記相手方コネクタと当該コネクタの嵌合時における嵌合位置と前記相手方コネクタと当該コネクタの未嵌合時における位置であって前記ハウジングの前端よりも突出した突出位置との間を少なくとも移動可能となるように前記ハウジングに保持されたスライディングシェルと；
前記未嵌合時において前記突出位置に位置する前記スライディングシェルに係止して、前記スライディングシェルが前記嵌合位置に向かって移動することを防止する係止部と；
前記嵌合時に前記相手方コネクタの一部と接触することにより、前記スライディングシェルに対する前記係止部の係止を解除する係止解除部と；
を備えるコネクタが得られる。

また、本発明によれば、第２のコネクタとして、第１のコネクタであって、
前記スライディングシェルを前記突出位置に向けて付勢する付勢手段を更に備えている
コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第３のコネクタとして、第１又は第２のコネクタであって、前記係止部と前記係止解除部との組を複数組備えており、すべての前記係止部による係止が解除されない限り前記スライディングシェルの前記嵌合位置に向かう移動が防止されるコネクタが得られる。

また、本発明によれば、第４のコネクタとして、第１乃至第３のコネクタのいずれかであって、
前記係止部と当該係止部による係止を解除する前記係止解除部とは同一部材に設けられている
コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第５のコネクタとして、第１乃至第４のコネクタのいずれかであって、
前記スライディングシェルが前記突出位置よりも前方に移動しないように、前記スライディングシェルの最大突出位置を規定する突出量規定部を更に備えている
コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第６のコネクタとして、第５のコネクタであって、
前記スライディングシェルが前記嵌合位置よりも後方に移動しないように前記スライディングシェルの一部を受けるシェルストッパを更に備える
コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第７のコネクタとして、第６のコネクタであって、
前記シェルストッパはグランドに接続されており、前記スライディングシェルが前記嵌合位置に位置した際に該スライディングシェルを接地するように構成されている
コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第８のコネクタとして、第６又は第７のコネクタであって、
前記スライディングシェルには前縁及び後縁を有する開口部が形成されており、
前記シェルストッパは、前記開口部内に位置する受部を有しており、
前記受部は、前記スライディングシェルが前記嵌合位置よりも後方に移動しないように前記開口部の前記前縁を受けるものであり、
前記受部と前記開口部の前記後縁とは、前記受部が前記開口部の前記後縁を受けることにより前記最大突出位置を規定する前記突出量規定部として機能する
コネクタが得られる。

本発明によれば、コネクタのインタフェースを構成するシェルをスライド可能とし、当該コネクタと相手方コネクタとの未嵌合時にはシェルを嵌合時の状態よりも突出させておくと共に当該シェルの後方移動を係止部によって制限する構成としたことから、コネクタの部品点数の増加をできる限り抑えた上でコネクタを不要に大型化することなく且つ未嵌合時におけるコンタクトの保護を確実なものとすることができる。

本発明の実施の形態によるコネクタ（プラグ）と相手方コネクタ（レセプタクル）とを示す斜視図である。図１のコネクタにおけるコンタクト保護構造を示す一部断面斜視図である。図２のコネクタにおけるコンタクト保護構造を示す断面図である。図２のコネクタにおけるコンタクト保護構造を示す他の断面図である。図１のプラグとレセプタクルとの嵌合過程を示す一部断面斜視図である。図５の嵌合過程に続く嵌合過程を示す一部断面斜視図である。図６の嵌合過程に続く嵌合過程を示す一部断面斜視図である。図７の嵌合過程に続く嵌合状態を示す一部断面斜視図である。

図１を参照すると、本発明の実施の形態によるコネクタ１００は、ＵＳＢ３．０コネクタのように規格化されたプラグタイプのものであり、レセプタクルタイプの相手方コネクタ２００と嵌合するものである。コネクタ１００にはケーブル３００が接続されており、相手方コネクタ２００は回路基板４００に搭載されている。相手方コネクタ２００は、導電性材料からなる複数の相手方コンタクト２１０と、相手方コンタクト２１０を保持する絶縁性材料からなる相手方ハウジング２２０と、相手方ハウジング２２０をカバーする導電性材料からなる相手方シェル２３０とを備えている。相手方シェル２３０の上部には、２つのロック孔２３２が形成されている。

図１乃至図４に示されるように、コネクタ１００は、導電性材料からなる複数のコンタクト１１０と、コンタクト１１０を保持する絶縁性材料からなるハウジング１２０と、±Ｘ方向（前後方向：嵌合脱離方向）に沿って移動可能（スライド可能）となるようにハウジング１２０に支持された導電性材料からなるスライディングシェル１３０と、スライディングシェル１３０の位置決めを行うための導電性材料からなるシェルストッパ１４０と、相手方シェル２３０とスライディングシェル１３０との嵌合をロックする導電性材料からなるロック部材１５０と、導電性材料からなるスプリング（付勢手段）１６０とを備えている。

特に、図４に示されるように、ハウジング１２０は、概略、ブロック部１２２と、そのブロック部１２２からＸ方向に沿って（前方に向かって）延びる板状部１２６とを備えている。ブロック部１２２にはＹ方向中央付近に−Ｘ方向（後方）に向かって延びる収容穴１２４が形成されている。本実施の形態においては、収容穴１２４は上下にそれぞれ１つずつ（計２つ）形成されている。収容穴１２４には、スプリング１６０が１つずつ少なくとも部分的に収容されている。

図２乃至図４に示されるように、スライディングシェル１３０は、相手方シェル２３０と嵌合する嵌合部１３１と、嵌合部１３１の後端１３１ｄ近傍から＋Ｚ方向（上方向）及び−Ｚ方向（下方向）に向かって延びる被押圧部１３３と、被押圧部１３３のそれぞれから−Ｘ方向（後方）に向かって延びる後延部１３４とを備えている。嵌合部１３１は、主としてハウジング１２０の板状部１２６をカバーしており、板状部１２６の上下面上をスライドする。嵌合部１３１の上部１３１ａには、Ｘ方向に沿って延びる２つの収容スリット１３２が形成されている。被押圧部１３３の背面には、スプリング１６０の先端が押し当てられており、そのスプリング１６０によって被押圧部１３３は（即ち、スライディングシェル１３０全体も）＋Ｘ方向（前方）に向かって押圧されている。後延部１３４は、ブロック部１２２の上下面上をスライドする。後延部１３４のそれぞれには、開口部１３５が形成されている。本実施の形態においては、後述するように、開口部１３５の前縁１３６と後縁１３７との間のＸ方向における距離によってスライディングシェル１３０のＸ方向における移動可能距離（スライド可能距離）が決まることとなっている。

図２及び図４に示されるように、本実施の形態によるシェルストッパ１４０は、２つ設けられており、ハウジング１２０のブロック部１２２の上下にそれぞれ１つずつ保持されている。シェルストッパ１４０は、ＸＺ平面内において略コの字形状の断面を有しており、その前端部分である受部１４２は、対応する後延部１３４に形成された開口部１３５内に挿入されブロック部１２２によって保持されている。

スライディングシェル１３０は、スプリング１６０から＋Ｘ方向に向かう力を受けているが、スライディングシェル１３０が＋Ｘ方向に向かって移動していくと開口部１３５の後縁１３７に受部１４２が当接するため、開口部１３５の後縁１３７に受部１４２が当接したときの位置を越えて、スライディングシェル１３０は突出することができない。即ち、本実施の形態においては、開口部１３５の後縁１３７と受部１４２との当接により、スライディングシェル１３０の最大突出位置が規定されている。このように、本実施の形態による開口部１３５の後縁１３７に受部１４２とは、スライディングシェル１３０の最大突出位置を規定する突出量規定部として機能している。

より具体的には、スライディングシェル１３０は、ハウジング１２０の板状部１２６の前端１２６ｃよりも＋Ｘ方向に突出しており、コンタクト１１０を外部から適切に保護している。このときのスライディングシェル１３０の位置を「突出位置」という。このことから理解されるように、スプリング１６０は、スライディングシェル１３０を突出位置に向けて付勢している。コネクタ１００と相手方コネクタ２００との未接続時・未嵌合時には、開口部１３５の後縁１３７と受部１４２との当接以外にスプリング１６０による付勢に抗うものがない。従って、コネクタ１００と相手方コネクタ２００との未接続時・未嵌合時には、スライディングシェル１３０は突出位置まで突出している。

一方、スライディングシェル１３０が−Ｘ方向に向かって押し込まれると、開口部１３５の前縁１３６をシェルストッパ１４０の受部１４２が受けることとなる。従って、それ以上、スライディングシェル１３０が−Ｘ方向に向かって移動することはない。本実施の形態によるスライディングシェル１３０は、相手方コネクタ２００とコネクタ１００との嵌合時において、開口部１３５の前縁１３６が受部１４２に当接する位置に位置している。このときのスライディングシェル１３０の位置を「嵌合位置」という。

即ち、本実施の形態によるスライディングシェル１３０は、突出位置と嵌合位置との間をＸ方向に沿って移動可能となるようにハウジング１２０に支持されている。ここで、突出位置及び嵌合位置は、上述した内容から理解されるように、受部１４２と開口部１３５の後縁１３７や前縁１３６との位置関係によって決まるものであり、突出位置と嵌合位置との間の距離は、後縁１３７と前縁１３６との間の距離によって決まるものである。従って、例えば、後縁１３７と受部１４２との位置関係を調整して嵌合位置を決めた後は、所望とする突出量に応じて、開口部１３５のサイズ（特に、後縁１３７と前縁１３６との距離）を定めればよい。なお、本実施の形態においては、スライディングシェル１３０が嵌合位置にあるとき、スライディングシェル１３０の前縁がハウジング１２０の板状部１２６の前端１２６ｃと略一致している。また、本実施の形態によるシェルストッパ１４０は、図示しない手段によってケーブル３００のグランド線と電気的に接続されている。従って、本実施の形態においては、スライディングシェル１３０は、嵌合位置にあるとき、シェルストッパ１４０を介してケーブル３００のグランド線と電気的に接続される。

特に、本実施の形態における受部１４２は収容穴１２４まで達しており、収容穴１２４内においてはスプリング１６０の後端が受部１４２に押し当てられている。即ち、スプリング１６０は、シェルストッパ１４０の受部１４２とスライディングシェル１３０の被押圧部１３３との間に挟まれており、両者を電気的に接続している。但し、スプリング１６０はインダクタンスとして機能してしまうことから、高周波数領域においては無視し得ない影響が出てしまう恐れがあるため、グランドを強化するという観点から、本実施の形態においては嵌合位置にあるスライディングシェル１３０とシェルストッパ１４０とを直接接触させることとし、それによって、インダクタンス成分をできるだけ小さくした経路も確保することとしている。

図２及び図３に示されるように、本実施の形態によるロック部材１５０は２つあり、それぞれ相手方シェル２３０のロック孔２３２に係合することによりコネクタ１００と相手方コネクタ２００との嵌合状態をロックするためのものである。各ロック部材１５０は、ハウジング１２０のブロック部１２２に固定される被固定部１５２と、被固定部１５２から＋Ｘ方向に向かって延びるアーム１５４と、アーム１５４の先端に設けられたロック爪１５６と、アーム１５４の途中に形成された係止部１５８とを備えている。ここで、ロック爪１５６も係止部１５８もアーム１５４から＋Ｚ方向に向かって突出している。このうち、ロック爪１５６は、通常状態において、スライディングシェル１３０の嵌合部１３１の上部１３１ａに設けられた収容スリット１３２を通して嵌合部１３１の外側に突出している。本実施の形態によるアーム１５４は弾性変形可能なものであることから、その先端に設けられたロック爪１５６は圧力を受けると押し下げられ、その圧力が解除されると元の位置に復帰することができることとなっている。また、アーム１５４によって弾性支持されているロック爪１５６と係止部１５８が実質的に同一の方向に向いていることから、ロック爪１５６が押し下げられると、係止部１５８も下方に移動させられる。

ここで、本実施の形態による係止部１５８は、スライディングシェル１３０が突出位置にあるとき、嵌合部１３１の後端１３１ｄの後ろ側に位置している。このため、スライディングシェル１３０が−Ｘ方向に向かって移動しようとしても係止部１５８が嵌合部１３１の後端１３１ｄに係止することとなり、スライディングシェル１３０の−Ｘ方向への移動を防ぐことができる。上述したようにロック爪１５６が押し下げられると、係止部１５８も下方に移動させられるため、スライディングシェル１３０の嵌合部１３１の後端１３１ｄに対する係止部１５８の係止が解除される。係止が解除されると、スライディングシェル１３０は−Ｘ方向に沿って移動することができる。このことから理解されるように、ロック爪１５６は、スライディングシェル１３０の嵌合部１３１の後端１３１ｄに対する係止部１５８の係止を解除する係止解除部としても機能する。

本実施の形態においては、２つのロック部材１５０の双方に係止部１５８が設けられていることから、それら係止部１５８によるスライディングシェル１３０に対する係止が両方とも解除されない限り、スライディングシェル１３０の−Ｘ方向への移動が妨げられる状態（即ち、コンタクト１１０の保護状態）が保持される。特に、本実施の形態においては、２つのロック爪１５６のＸ方向における位置が一致していることから、これらが同時に押し下げられるのは、故意に２つのロック爪１５６を押し下げ操作した場合を除き、相手方シェル２３０とスライディングシェル１３０とが正しく嵌合するときだけである。従って、例えば、相手方シェル２３０に対してスライディングシェル１３０が斜めに挿入された場合などには、２つのロック爪１５６が同時に押し下げられないので、２つの係止部１５８による係止は解除されない。このように、係止部１５８と係止解除部（ロック爪１５６）との組を複数組用意し、相手方シェル２３０との嵌合状態を考慮して適宜配置することにより、相手方シェル２３０とスライディングシェル１３０が正しく嵌合したときのみにスライディングシェル１３０をスライド可能な状態にすることができる。

上述した構成を備えるコネクタ１００と相手方コネクタ２００との接続動作について図５乃至図８を更に参照して説明する。

図５に示される状態においては、スライディングシェル１３０が突出位置に位置しており、係止部１５８がスライディングシェル１３０の嵌合部１３１の後端１３１ｄの後側に位置していることから、スライディングシェル１３０に対して−Ｘ方向に向かう力が加えられたとしても、係止部１５８とスライディングシェル１３０の後端１３１ｄが係止することとになりスライディングシェル１３０は突出位置から嵌合位置へ向かって移動することができない。即ち、スライディングシェル１３０によるコンタクト１１０の保護状態は維持される。

その後、コネクタ１００と相手方コネクタ２００との嵌合を進めていくと、図６に示されるように、２つのロック爪１５６が相手方シェル２３０と同時に接触する。この時点では、まだ係止部１５８とスライディングシェル１３０の後端１３１ｄとの係止は維持されている。従って、スライディングシェル１３０の嵌合位置への移動はまだ抑制されたままである。

更に、嵌合工程が適切に進むと、図７に示されるように、相手方シェル２３０によって２つのロック爪１５６が同時に押し下げられる。この時点で、係止部１５８と後端１３１ｄとの係止が解除されるため、スライディングシェル１３０の−Ｘ方向への移動が可能となる。

その後、更にコネクタ１００を相手方コネクタ２００に対して押し込んでいくと、相手方シェル２３０とスライディングシェル１３０との摩擦により、シェルストッパ１４０の受部１４２がスライディングシェル１３０の開口部１３５の前縁１３６に当接するまでスライディングシェル１３０が−Ｘ方向へ移動し、図８に示されるようにスライディングシェル１３０は嵌合位置に至る。なお、スライディングシェル１３０が嵌合位置までくると、ロック爪１５６はアーム１５４の弾性力によりロック孔２３２内に位置することとなる。この際、係止部１５８は、収容スリット１３２内に位置することとなるので、ロック爪１５６によるロック孔２３２への係合の妨げとなることはない。

以上、本発明の実施の形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図示されたスプリング１６０はコイルばねであったが、これに代えて、板ばねを採用してもよいし、その板ばねをスライディングシェル１３０と一体に形成することとしてもよい。具体的には、例えば、被押圧部１３３に対してＹ方向に延びる部位を追加し、それを後方に折り返すことにより板ばねを構成することとし、ハウジング１２０のブロック部１２２の前端に当接させることとしてもよい。

また、本実施の形態においては、係止部１５８とロック爪１５６（係止解除部）とをロック部材１５０という同一の部材に設けているが、これらを別部材としてもよい。但し、本実施の形態のように、係止部１５８とロック爪１５６（係止解除部）とを同一部材に設けることとした方が部品点数の増加を抑えることができ、またサイズの増加を抑えることもできる。特に、本実施の形態のロック部材１５０は、規格により元々設けられていたものであるので、それを利用することにより、部品点数の増加を更に抑えることができている。

更に、本実施の形態によるコネクタは、規格化されたものであったが、本発明はそれに制限されるものではない。即ち、本発明は特定の規格に限定されるものではない。

加えて、本実施の形態においては、電気的接続を図る電気コネクタを例として掲げたが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、導電性のコンタクトの電気的接続に加えて光ファイバの接続を行う光電気複合コネクタに本発明の概念を適用することとしてもよい。

１００コネクタ
１１０コンタクト
１２０ハウジング
１２２ブロック部
１２４収容穴
１２６板状部
１２６ｃ前端
１３０スライディングシェル
１３１嵌合部
１３１ａ上部
１３１ｄ後端
１３２収容スリット
１３３被押圧部
１３４後延部
１３５開口部
１３６前縁
１３７後縁
１４０シェルストッパ
１４２受部
１５０ロック部材
１５２被固定部
１５４アーム
１５６ロック爪（係止解除部）
１５８係止部
１６０スプリング（付勢手段）
２００相手方コネクタ
２１０相手方コンタクト
２２０相手方ハウジング
２３０相手方シェル
２３２ロック孔
３００ケーブル
４００回路基板

Claims

相手方コネクタと嵌合するコネクタであって、
コンタクトと；
該コンタクトを保持するハウジングと；
前記コンタクトと前記ハウジングとを少なくとも部分的に覆うスライディングシェルであって、前記相手方コネクタと当該コネクタの嵌合時における嵌合位置と前記相手方コネクタと当該コネクタの未嵌合時における位置であって前記ハウジングの前端よりも突出した突出位置との間を少なくとも移動可能となるように前記ハウジングに保持されたスライディングシェルと；
前記未嵌合時において前記突出位置に位置する前記スライディングシェルに係止して、前記スライディングシェルが前記嵌合位置に向かって移動することを防止する係止部と；
前記嵌合時に前記相手方コネクタの一部と接触することにより、前記スライディングシェルに対する前記係止部の係止を解除する係止解除部と；
を備えるコネクタ。
請求項１記載のコネクタであって、
前記スライディングシェルを前記突出位置に向けて付勢する付勢手段を更に備えている
コネクタ。
請求項１又は請求項２記載のコネクタであって、前記係止部と前記係止解除部との組を複数組備えており、すべての前記係止部による係止が解除されない限り前記スライディングシェルの前記嵌合位置に向かう移動が防止されるコネクタ。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコネクタであって、
前記係止部と当該係止部による係止を解除する前記係止解除部とは同一部材に設けられている
コネクタ。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコネクタであって、
前記スライディングシェルが前記突出位置よりも前方に移動しないように、前記スライディングシェルの最大突出位置を規定する突出量規定部を更に備えている
コネクタ。
請求項５記載のコネクタであって、
前記スライディングシェルが前記嵌合位置よりも後方に移動しないように前記スライディングシェルの一部を受けるシェルストッパを更に備える
コネクタ。
請求項６記載のコネクタであって、
前記シェルストッパはグランドに接続されており、前記スライディングシェルが前記嵌合位置に位置した際に該スライディングシェルを接地するように構成されている
コネクタ。
請求項６又は請求項７記載のコネクタであって、
前記スライディングシェルには前縁及び後縁を有する開口部が形成されており、
前記シェルストッパは、前記開口部内に位置する受部を有しており、
前記受部は、前記スライディングシェルが前記嵌合位置よりも後方に移動しないように前記開口部の前記前縁を受けるものであり、
前記受部と前記開口部の前記後縁とは、前記受部が前記開口部の前記後縁を受けることにより前記最大突出位置を規定する前記突出量規定部として機能する
コネクタ。