JP5579631B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気／電子機器に使用されるコネクタに関し、特に狭い空間内に配置される基板に実装されるコネクタに関する。

特許文献１が従来技術として知られている。特許文献１記載のコネクタは、コネクタの小型化を実現しつつ、基板に対する実装強度を向上させている。

特開２００８−２５８０１６号公報

しかしながら、従来技術のシェルは１枚の金属板を筒状に折り曲げて形成されているため、基板取付前に外力を受けると、変形しやすい。また、基板取付後においても、相手方コネクタが挿入される際にかかる荷重ストレスにより、シェルが外周方向に開き、変形しやすい。例えば、相手方コネクタを自コネクタに挿入する際に、互いの挿入軸が一致せずに、相手方コネクタが自コネクタのシェルの内面にぶつかり、自コネクタのシェルに対し、外周方向に開き変形させようとする力がかかり、自コネクタが変形する場合がある。シェルは１回の挿入によって変形する場合だけではなく、多数回の挿入によって徐々に変形する場合もある。これらの変形により、相手方コネクタを挿入しにくくなったり、挿入できなくなったり、挿入時にガタツキや接触不良が生じたり、抜け落ちやすくなったりする場合がある。

本発明は、基板取付前後において、変形し難いコネクタを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第一の態様によれば、コネクタは、コンタクトと、コンタクトを収容する絶縁体からなるボディと、ボディの外周を覆うように筒状に形成された導電体のシェルと、を有する。シェルは、相手方コネクタ挿入口とボディ挿入口とを備え、筒状に形成された本体部と、本体部の前方端または後方端において折り返され本体部の外周を覆うように、筒状に形成された反転折返部と、を備える。本体部の継目と反転折返部の継目の位置とが周方向において異なり、本体部の外周面と反転折返部の内周面とが接する。

本発明は、シェルを、本体部と反転折返部によって二重構造とすることで、シェルの破壊強度を高め、その変形を防ぐことができるという効果を奏する。

コネクタ１００の正面、右側面及び平面を示す分解斜視図。 コネクタ１００の背面、左側面及び底面を示す分解斜視図。 シェル１３０の展開図。 コネクタ１００の底面図。 図４のX-X断面を示す斜視図。 コネクタ１００と基板９０の関係を示す図。 基板９０にコネクタ１００を実装した状態を示す図。

以下、MicroUSB規格に準拠するコネクタに本発明の技術思想を適用した実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明の技術思想が適用可能なコネクタは特定の規格に準拠するコネクタに限定されるものではなく、任意の規格（例えば、USB規格、miniUSB規格、IEEE1394規格など）に準拠するコネクタ全般に適用可能である。

＜第一実施形態＞
＜コネクタ１００＞
図１を用いて第一実施形態に係るコネクタ１００を説明する。コネクタ１００は、導電体のコンタクト１１０と、コンタクト１１０を収容する絶縁体からなるボディ１２０と、ボディの外周を覆うように四角筒状に形成された導電体のシェル１３０と、を有する。

＜シェル１３０＞
シェル１３０は、相手方コネクタ挿入口１３２ｆとボディ挿入口１３２ｇ（図２参照）とを備える本体部１３２と、本体部１３２の上壁１３２ｋの後方端において折り返され、
本体部の外周を覆うように形成された反転折返部１３４と、を備える。なお、相手方コネクタが挿入される面をコネクタ１００の正面とし、基板に実装する際に実装面となる面を底面とし、コネクタ１００の中心から見て正面方向を前方とし、底面方向を下方として説明する。

図１に示すように、筒状のシェル１３０は、本体部１３２（内側）と反転折返部１３４（外側）とで二重構造となっている。本体部１３２及び反転折返部１３４は、何れも筒状となっており、継目を備える。本体部１３２の継目１３２ｂの位置と反転折返部１３４の継目１３４ｂの位置を左右方向においてずらす。また、図２に示すように、反転折返部１３４は、その前方両側端から下方に延びる第一取付脚部１３４ａ、１３４ａと、その後方両側端から下方に延びる第二取付脚部１３４ｃ、１３４ｃを備える。

（本体部１３２）
図３は、シェル１３０の折り畳む前の展開図である。シェル１３０は薄板状の金属板をプレスにより打ち抜き加工したものである。図３において、隣接する二点鎖線により挟まれた領域は曲げ領域を示す。本体部１３２の上壁１３２ｋと側壁１３２ｍ、１３２ｍと底壁１３２ｐ、１３２ｐとの間の各曲げ領域において、谷折りされ、本体部１３２は、四角筒状に形成される。なお、四角筒状とは、略四角筒状を含むものとする。本体部１３２は、ボディ１２０の外周に沿った形状に折り曲げ成形され、ボディ１２０の全体がシェル１３０に収容される。そして、シェル１３０の底壁１３２ｐ、１３２ｐに形成された端縁同士が当接して継目１３２ｂが形成される（図１、図３参照）。この継目１３２ｂが「あり」と「あり溝」の関係に形成されているので、端縁同士が互いに分離しにくくなっている。

本体部１３２の側壁１３２ｍ、１３２ｍの後方端には、前方に向かって切欠部１３２ｎ、１３２ｎが形成される。

本体部１３２の上壁１３２ｋの後方の両側には、凸部１３２ｔ、１３２ｔがそれぞれ形成されている。凸部１３２ｔ、１３２ｔはそれぞれ上壁１３２ｋから内方に打ち出して形成されたものであり、上壁１３２ｋから僅かに内方に突出している。

本体部１３２の上壁１３２ｋの前方の両側には、固定端を前方として、切り起され上方に僅かに突出する係止片１３２ｕ、１３２ｕが形成されている。このような構成とすることで、図示しない相手方コネクタのストッパと係止片１３２ｕ、１３２ｕとが係止し、コネクタ１００から相手方コネクタが抜け落ちるのを防止することができる。

図４はコネクタ１００の底面図であり、図５は図４のX-X断面図である。上壁１３２ｋ、底壁１３２ｐ、１３２ｐ、側壁１３２ｍ、１３２ｍ及び各部間の各曲げ領域の各前方端は、曲げ加工を行う前に、後方に向かうにつれて内方に厚みを増すような傾斜面を備えるように加工しておく（図１及び図５参照）。このような形状により、傾斜面が挿入時の相手方コネクタをガイドし、相手方コネクタをスムーズに挿入することができる。

（反転折返部１３４）
反転折返部１３４は、本体部１３２の上壁１３２ｋの前方端において折り返され本体部１３２の外周を覆うように形成される。反転折返部１３４は、本体部１３２の外周に沿った形状に折り曲げ成形され、本体部１３２の全体が反転折返部１３４に覆われる。例えば、反転折返部１３４の上壁１３４ｋと側壁１３４ｍ、１３４ｍと底壁１３４ｐ、１３４ｐとの間の各曲げ領域において、山折りされ、反転折返部１３４は、本体部１３２よりも一回り大きい四角筒状に形成される。本体部１３２の外周面と反転折返部１３４の内周面とが接するように、または、僅かな隙間を介して対向するように、反転折返部１３４を形成する。このような構成とすることで、本体部１３２の変形を反転折返部１３４で規制することができる。そして、反転折返部１３４の底壁１３４ｐ、１３４ｐに形成された端縁同士が当接して継目１３４ｂが形成される（図１〜図３参照）。この継目１３４ｂが「あり」と「あり溝」の関係に形成されているので、端縁同士が互いに分離しにくくなっている。このような構成とすることで、シェル１３０を二重構造とし、その破壊強度を向上させ、変形を防ぐ。

このとき、本体部１３２の継目１３２ｂの位置と反転折返部１３４の継目１３４ｂの位置とを、左右方向においてずらして設けることで、さらに、破壊強度を向上させることができる。一般的なシェル（例えば、特許文献１記載のシェル）は、筒状の継目部分の強度が一番弱い。例えば、相手方コネクタを自コネクタに挿入する際に、互いの挿入軸が一致せずに、相手方コネクタが自コネクタのシェルの内面にぶつかり、自コネクタのシェルに対し、外周方向に開き変形させようとする力がかかった場合、その力は、最終的に継目にかかり、継目から変形する可能性が高い。継目１３２ｂと継目１３４ｂとの周方向における位置を同一とした場合にも、継目部分が二重になるため、その強度は向上するが、継目１３２ｂと継目１３４ｂとの周方向における位置が異なる場合には、さらに、その強度を向上させることができる。内側の継目１３２ｂが開き変形しようとしたときに、内側の継目が開き変形しようとする力が外側の継目１３４ｂに直接かからないため、継目１３２ｂと継目１３４ｂとを合わせたシェルの継目の強度は、結果的に全体として向上し、シェル１３０の破壊強度を向上するからである。

さらに、反転折返部１３４は、その前方両側端から下方に延びる第一取付脚部１３４ａ、１３４ａと、その後方両側端から下方に延びる第二取付脚部１３４ｃ、１３４ｃを備える。反転折返部１３４の上壁１３４ｋと第一取付脚部１３４ａ、１３４ａとの間の曲げ領域、及び、上壁１３４ｋと第二取付脚部１３４ｃ、１３４ｃとの間の曲げ領域において、谷折りする。第一取付脚部１３４ａ、１３４ａ及び第二取付脚部１３４ｃ、１３４ｃは曲げ領域から外方に延び、さらに、先端側の曲げ領域において、山折りされ、下方に延び、逆Ｌ字型断面を有している。

反転折返部１３４の上壁１３４ｋには、前方の両側に矩形の開口１３４ｕ、１３４ｕが形成される。反転折返部１３４を曲げ返したときに、上方に切り起された係止片１３２ｕ、１３２ｕが、それぞれ開口１３４ｕ、１３４ｕ内に収容される、または、それぞれ開口１３４ｕ、１３４ｕを貫通する。このような構成により、切り起された係止片１３２ｕと反転折返部１３４の上壁１３４ｋが干渉するのを防ぐことができる。

反転折返部１３４の底壁１３４ｐ、１３４ｐの後方端には、それぞれ片持梁状の舌片であるストッパ１３４ｓ、１３４ｓが形成されている。ストッパ１３４ｓは、ボディ１２０収容後に固定端側の曲げ領域において、山折りされ、内方に突出する。

＜ボディ１２０の挿入及び固定＞
ボディ１２０を四角筒状のシェル１３０の後方のボディ挿入口１３２ｇから挿入すると、ボディ１２０の正面とシェル１３０の背面（より詳しく言うと本体部１３２の上壁１３２ｋ、側壁１３２ｍ、１３２ｍ、底壁１３２ｐ、１３２ｐの後方端面等）とが当接する。例えば、シェル１３０の凸部１３２ｔ、１３２ｔの背面と、ボディ１２０の第二凹部１２０ｔ、１２０ｔの正面とが当接する（図１及び図２参照）。シェル１３０の切欠部１３２ｎ、１３２ｎとボディ１２０の凸部１２０ｎ、１２０ｎとが嵌合し、シェル１３０とボディ１２０を上下方向及び前方に固定する。また、本体部１３２の上壁１３２ｋ、側壁１３２ｍ、１３２ｍ及び上壁１３２ｋと側壁１３２ｍ、１３２ｍの間の曲げ領域の後方端面と、ボディ１２０に設けられた第一鍔部１２０ｋ、１２０ｋの正面とが当接する。さらに、本体部１３２の底壁１３２ｐ、１３２ｐ、側壁１３２ｍ、１３２ｍ及び底壁１３２ｐ、１３２ｐと側壁１３２ｍ、１３２ｍの間の曲げ領域の後方端面と、ボディ１２０に設けられた第二鍔部１２０ｐ、１２０ｐの正面とが当接する（但し、左側面側の第二鍔部１２０ｐは図示しない）。さらに、四角筒状の本体部１３２の内周面と、ボディ１２０の外周面とが当接する（図５参照）。さらに、ストッパ１３４ｓ、１３４ｓは、その固定端側の曲げ領域において、山折りされ、ストッパ１３４ｓ、１３４ｓの正面と、ボディ１２０の背面に設けられた第一凹部１２０ｓ、１２０ｓとが当接し、係合する。これらの構造により、シェル１３０がボディ１２０に固定されている（図６参照）。

＜コンタクト１１０及びボディ１２０＞
ボディ１２０は、図１及び図２に示すように、シェル１３０の成す四角筒状の内周面とボディ１２０の外周面とが接し、かつ、本体部１３２の成す四角筒状の後方端面と当接する正面を有する形状である。

そして、ボディ１２０は前方に突出するコンタクト支持板１２０ｃを有する。このコンタクト支持板１２０ｃの底面には、所定の間隔で５本のコンタクト受容溝が形成されている。コンタクト１１０は、これらのコンタクト受容溝に圧入されて、図５に示すように、その接点部１１０ｂがコンタクト支持板１２０ｃの底面に配置される。コンタクト１１０は、ボディ１２０の後方に延出して、後方端に基板９０の導電パッド９３（図６参照）と接続される端子部１１０ｄを有する。

コンタクト受容溝の先端部には、支持部１２０ｂが設けられる。コンタクト１１０の接点部１１０ｂの先端には、僅かに上方に偏倚し、さらに前方に延びる先端部１１０ａが形成される。支持部１２０ｂと先端部１１０ａとが係止し、コンタクト１１０の接点部１１０ｂが上下方向に固定される。また、接点部１１０ｂは、コンタクト受容溝の内壁により左右方向に固定される。

＜コネクタ１００の基板９０に対する取付＞
図６に示すようにコネクタ１００が取り付けられる基板９０の端縁には、コネクタ１００の幅より僅かに広い幅の切欠け９０ｂが形成されている。この切欠け９０ｂには、コネクタ１００が上方から配置される。切欠け９０ｂの近傍には、第一取付脚部１３４ａ、１３４ａ、第二取付脚部１３４ｃ、１３４ｃに対応する位置に貫通孔９０ａ、９０ａ、９０ｃ、９０ｃがそれぞれ形成されている。さらに貫通孔９０ｂ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｃの基板９０の上面の周縁部にはそれぞれ第一ランド９１、９１、第二ランド９２、９２が形成されている。また、切欠け９０ｂの近傍には、各端子部１１０ｄに対応する位置に導電パッド９３が形成されている。

このような構成により、ミッドマウント構造（コネクタ１００が基板９０内に配置される構造）タイプでの実装が可能となり、コネクタ１００の実装高さを低くすることができる（図７参照）。さらに、基板９０の第一ランド９１、９１、第二ランド９２、９２、導電パッド９３に半田ペーストを印刷しておき、上方からコネクタ１００を配置し、熱を加えて半田を溶かすことで、ミッドマウント構造での自動実装（リフロー方式）が可能となる。なお、それぞれ第一取付脚部１３４ａ、１３４ａ及び第二取付脚部１３４ｃ、１３４ｃが、基板に設けられた貫通孔９０ａ、９０ａ及び９０ｃ、９０ｃを貫通し第一ランド９１、９１、第二ランド９２、９２に接し、各端子部１１０ｄが、それぞれ各導電パッド９３に接するように配置する。

＜効果＞
このような構成により、シェルを、本体部と反転折返部によって二重構造とすることで、シェルの破壊強度を高め、その変形を防ぐことができるという効果を奏する。特に、本実施形態のようにコネクタ１００がミッドマウント構造の場合、プラグこじりの荷重ストレスに対し基板による規制もなく、さらに、荷重に対する強度懸念があるため、このような二重構造が特に有効である。本体部１３２と反転折返部１３４とを密着させることで、本体部１３２の変形を反転折返部１３４で規制することができる。

このとき、本体部１３２の継目１３２ｂと反転折返部１３４の継目１３４ｂとを、左右方向においてずらして設けることで、シェル１３０全体として継目の強度を向上させることができる。

また、本体部１３２と反転折返部１３４を別部材とすると、部材を結合するために、複雑な加工が必要となるが、本実施例では、一枚の金属板から加工することで、本体部１３２と反転折返部１３４を結合するための複雑な加工や工程を省くことができる。

また、特許文献１のシェルは、一枚の金属板を筒状に折り曲げて形成され、その両側壁から複数の取付脚部が切り起されているため、シェル自体の破壊強度が低い。また、各取付脚部の大きさも小さくなるため、基板に対する実装強度も低い。一方、第一実施形態では、反転折返部１３４を設けることで、シェルの破壊強度を低下させることなく、十分な大きさを有する取付脚部を多数設けることができ、この取付脚部を半田付けすることで、基板に対する実装強度（固定強度）を向上させることができる。

＜変形例＞
第一実施形態では、反転折返部１３４を設けることで、シェルの破壊強度を低下させることなく、十分な大きさを有する取付脚部を多数設けることができる点がポイントであり、その数や大きさ、位置は適宜変更してもよい。

また、継目１３２ｂ及び継目１３４ｂの位置は、それぞれ本体部１３２の底壁１３２ｐ、１３２ｐ及び反転折返部１３４の底壁１３４ｐ、１３４ｐに限らない。側壁１３２ｍ、１３２ｍ及び１３４ｍ、１３４ｍや各曲げ領域に継目１３２ｂ及び継目１３４ｂを設けてもよい。さらに、本体部の継目１３２ｂの位置と反転折返部の継目１３４ｂの位置は、その位置が周方向において異なれば、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。

本体部１３２と反転折返部１３４との接続部分は前方端であってもよい。また、接続部分は上壁以外の側壁、底壁、各曲げ領域等でもよい。但し、加工の容易さやコネクタの破壊強度を考慮すると、本体部１３２と反転折返部１３４との接続部分は前方端または後方端の上壁または底壁に設け、対向する面に継目を設けることが望ましい。

また、継目１３２ｂ、１３４ｂは、「あり」と「あり溝」の関係に形成されているが、他の形状や接合方法により、本体部１３２の底壁１３２ｐ、１３２ｐや反転折返部１３４の底壁１３４ｐ、１３４ｐに形成された端縁同士を分離しにくくしてもよい。

本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

９０ 基板
１００ コネクタ
１１０ コンタクト
１２０ ボディ
１３０ シェル
１３２ 本体部
１３２ｂ 継目
１３２ｆ 相手方コネクタ挿入口
１３２ｇ ボディ挿入口
１３４ 反転折返部
１３４ａ 第一取付脚部
１３４ｂ 継目
１３４ｃ 第二取付脚部

Claims (2)

1. コンタクトと、
   前記コンタクトを収容する絶縁体からなるボディと、
   前記ボディの外周を覆うように筒状に形成された導電体のシェルと、を有し、
   前記シェルは、相手方コネクタ挿入口と前記ボディ挿入口とを備え、筒状に形成された本体部と、本体部の前方端または後方端において折り返され本体部の外周を覆うように、筒状に形成された反転折返部と、を備え、
   前記本体部の継目と前記反転折返部の継目の位置とが周方向において異なり、
   前記本体部の外周面と前記反転折返部の内周面とが接する、
   コネクタ。
2. 請求項１記載のコネクタであって、
   前記反転折返部は、一以上の取付脚部をさらに備える、
   コネクタ。

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