JP6265852B2 - コネクタ - Google Patents

Description

この発明は、コネクタに係り、特に、インシュレータの外周部を金属シェルで覆うと共に金属シェルの内側にインシュレータに保持されたグランドプレートを配置したコネクタに関する。

近年、コンピュータ、携帯電話等の電子機器が広く普及しているが、これらの電子機器は、通常、外部機器と接続して電気信号の伝送を行うためのコネクタを備えている。この種のコネクタとしては、伝送される電気信号が外部からの電磁波により影響を受けることを防止するため、また、伝送される電気信号により発生する電磁波ノイズが周囲の電子機器に影響を与えることを防止するため、コンタクトを保持するインシュレータの外周部を金属シェルで覆うことにより、電磁妨害（ＥＭＩ）の対策を行うものが望まれている。

この種の金属シェルを備えたコネクタにおいて、さらに、コンタクトに近接するグランドプレートをインシュレータに保持させて金属シェルの内側に配置し、相手側コネクタとの嵌合時に、グランドプレートに相手側コネクタのグランド端子を接続するようにしたコネクタ構成が試みられている。
このようなコネクタでは、金属シェルの内側に配置されたグランドプレートと金属シェルとを電気的に接続することが必要となる。
そこで、グランドプレートと金属シェルとを確実に接続するために、グランドプレートの一部を金属シェルの内面に接触させた状態で、金属シェルの外部から例えばレーザ光を照射して、互いに接触されたグランドプレートと金属シェルをレーザ溶接する方法が考えられる。

ところが、コネクタの金属シェルには、グランドプレートと比較して大きな機械的強度が要求されるため、特に、小型のコネクタを構成する場合、金属シェルの厚さが、グランドプレートの厚さより大きな値に設定される。従って、金属シェルの外部からレーザ光を照射して金属シェルとグランドプレートを溶接しようとすると、金属シェルを溶融させるだけの出力を有するレーザ光を照射する必要があるが、このようなレーザ光では金属シェルより薄いグランドプレートをも容易に溶融して貫通してしまい、グランドプレートのさらに内側に配置されているコネクタ部品をレーザ光で損傷するおそれがある。

例えば、特許文献１には、図１０に示されるように、整流子のセグメント１の接続部に導線２を接合する際に、セグメント１に貫通孔３を形成すると共に貫通孔３の一端を塞ぐように導線２を配置し、貫通孔３の他端側から貫通孔３を通して導線２にレーザ光Ｌを照射することで、セグメント１と導線２とをレーザ溶接する方法が開示されている。

特開２００８−１７３６５７号公報

特許文献１に開示された方法では、セグメント１に形成された貫通孔３を通して導線２にレーザ光Ｌを照射するので、セグメント１を厚さ方向に溶融して貫通させるほどの出力を有するレーザ光Ｌは必要とされず、小さな出力のレーザ光Ｌでセグメント１と導線２とを溶接することができる。

しかしながら、小型のコネクタにおいては、金属シェルの内側に配置されるグランドプレートは、極めて薄く形成される。このため、特許文献１の方法を適用し、金属シェルに形成された貫通孔を通してレーザ光を照射することにより金属シェルとグランドプレートを溶接しようとしても、肉薄のグランドプレートを貫通させることなくグランドプレートの厚さ方向の一部だけを溶融させて金属シェルとの溶接を行うことは困難である。すなわち、グランドプレートのさらに内側に配置されているコネクタ部品を損傷させずに金属シェルとグランドプレートを溶接することが難しいという問題があった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、金属シェルよりも肉薄のグランドプレートを金属シェルの内側に配置しながらもグランドプレートのさらに内側に配置されているコネクタ部品が損傷を受けることなく金属シェルとグランドプレートとが溶接により接続されたコネクタを提供することを目的とする。

この発明に係るコネクタは、１つ以上のコンタクトと、所定の厚さの金属板からなるグランドプレートと、コンタクトおよびグランドプレートを保持するインシュレータと、インシュレータの外周部を覆うと共にグランドプレートに対向する窓部が形成され且つグランドプレートを形成する金属板の厚さより大きな厚さを有する金属シェルとを備え、グランドプレートは、金属板を折り返して重ねることにより形成され且つ金属シェルの内側から窓部に接触するように配置されたシェル固定部を有し、金属シェルの窓部の内部において窓部の縁とグランドプレートのシェル固定部とが溶接されているものである。

好ましくは、グランドプレートのシェル固定部は、金属板を折り返して２重にしたものからなっている。
また、コンタクトは、前端に相手側コネクタのコンタクトに接触する接点部を有すると共に後端に基板に実装固定される基板実装部を有し且つ中間部分にインシュレータに固定されるインシュレータ固定部を有し、グランドプレートは、コンタクトのインシュレータ固定部に平行で且つインシュレータ固定部に近接して配置されたプレート本体と、プレート本体に連結され且つインシュレータ固定部から離れるように延びる立ち上がり部とを有し、シェル固定部が立ち上がり部に連結されるように構成することができる。
金属シェルの窓部内の複数箇所でそれぞれ金属シェルとグランドプレートのシェル固定部とが溶接されていることが好ましい。

この発明によれば、グランドプレートが金属板を折り返して重ねることにより形成され且つ金属シェルの内側から金属シェルの窓部に接触するように配置されたシェル固定部を有し、金属シェルの窓部の内部において窓部の縁とグランドプレートのシェル固定部とが溶接されているので、金属シェルよりも肉薄のグランドプレートを金属シェルの内側に配置しながらもグランドプレートのさらに内側に配置されているコネクタ部品が損傷を受けることなく金属シェルとグランドプレートが溶接により接続されたコネクタが得られる。

この発明の実施の形態に係るコネクタを示す斜視図である。 実施の形態に係るコネクタを示す平面図である。 実施の形態に係るコネクタを示す断面図である。 実施の形態のコネクタに用いられたグランドプレートを示す斜視図である。 金属シェルの窓部とグランドプレートのシェル固定部を示す部分断面図である。 実施の形態に係るコネクタの組み立て図である。 金属シェルの窓部の縁とグランドプレートのシェル固定部をレーザ溶接する様子を示す部分断面図である。 金属シェルの窓部を示す部分拡大平面図である。 基板に実装された実施の形態のコネクタを示す断面図である。 従来の溶接方法を示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に、実施の形態に係るコネクタ１１を示す。このコネクタ１１は、携帯機器および情報機器等の電子機器内における基板に固定されるレセプタクルコネクタで、金属シェル１２を有し、金属シェル１２の内部にインシュレータ１３が配置されている。
金属シェル１２は、相手側コネクタとの嵌合方向に対するインシュレータ１３の前面部と背面部を除いたインシュレータ１３の外周部を覆っており、基板に実装するための複数のシェル脚部１２Ａがコネクタ１１の嵌合方向に直交する方向に突出形成されている。
また、金属シェル１２には、金属シェル１２を貫通する２つの窓部１２Ｂが、コネクタ１１の嵌合方向に直交する方向に並んで形成されている。

また、図２に示されるように、複数のコンタクト１４がインシュレータ１３により保持されている。
図３に示されるように、金属シェル１２の前端の内部に、相手側コネクタが挿入される相手側コネクタ収容部１２Ｃが形成され、金属シェル１２の後端の内部にはインシュレータ１３が収容されている。

インシュレータ１３に保持されている複数のコンタクト１４は、それぞれ、前端に相手側コネクタ収容部１２Ｃに露出する接点部１４Ａを有し、中間部分にインシュレータ１３に埋め込まれて固定されるインシュレータ固定部１４Ｂを有し、後端に基板１７（図９参照）に実装固定される基板実装部１４Ｃを有している。接点部１４Ａは、相手側コネクタ収容部１２Ｃに挿入された相手側コネクタのコンタクトに接触するもので、接点部１４Ａとインシュレータ固定部１４Ｂとが、互いに同一平面上に平板状に延びている。インシュレータ固定部１４Ｂに接続される基板実装部１４Ｃは、インシュレータ固定部１４Ｂに対し屈曲してインシュレータ１３の背部に突出している。

また、インシュレータ１３には、所定の厚さの金属板からなるグランドプレート１５が保持されている。
グランドプレート１５は、図４に示されるように、ほぼ矩形の平板形状のプレート本体１５Ａを有しており、プレート本体１５Ａの端部に、プレート本体１５Ａに対し垂直な方向に立ち上がる立ち上がり部１５Ｂを介して、プレート本体１５Ａと平行に延びるシェル固定部１５Ｃが連結されている。シェル固定部１５Ｃは、グランドプレート１５を構成する金属板を折り返して２重にしたものから形成されている。すなわち、シェル固定部１５Ｃは、プレート本体１５Ａに対して２倍の厚さ、あるいは、折り返して重ねられた金属板の間に隙間が形成される場合には、２倍以上の厚さを有している。

そして、図３に示されるように、プレート本体１５Ａが複数のコンタクト１４のインシュレータ固定部１４Ｂに平行で且つこれらインシュレータ固定部１４Ｂに近接すると共にプレート本体１５Ａの上面が金属シェル１２の相手側コネクタ収容部１２Ｃに露出するように、グランドプレート１５がインシュレータ１３に保持されている。

また、グランドプレート１５のシェル固定部１５Ｃは、立ち上がり部１５Ｂの存在によりプレート本体１５Ａよりもコンタクト１４のインシュレータ固定部１４Ｂから離れた位置にあり、インシュレータ１３の上端とほぼ同じ高さに配置されている。このため、図５に示されるように、シェル固定部１５Ｃは、金属シェル１２の内側から窓部１２Ｂに接触しており、窓部１２Ｂを通してシェル固定部１５Ｃの一部が、金属シェル１２の外部に露出している。
この窓部１２Ｂの内部において、窓部１２Ｂの縁とシェル固定部１５Ｃとの間に溶接部Ｗが形成されている。すなわち、窓部１２Ｂの縁とシェル固定部１５Ｃとが互いに溶接され、これにより、金属シェル１２とグランドプレート１５が電気的に接続されている。

このようなコネクタ１１は、図６に示されるように、複数の信号コンタクト１４のインシュレータ固定部１４Ｂがインシュレータ１３内に埋設されると共にグランドプレート１５がインシュレータ１３に保持されるように、複数の信号コンタクト１４およびグランドプレート１５を、インシュレータ１３を形成する樹脂と共にインサート成型した後、インシュレータ１３を金属シェル１２の内部に圧入し、さらに、金属シェル１２の窓部１２Ｂの縁とグランドプレート１５のシェル固定部１５Ｃとの間に溶接部Ｗを形成することにより製造することができる。

溶接部Ｗの形成は、例えば図７に示されるように、金属シェル１２の窓部１２Ｂを通して窓部１２Ｂの縁とグランドプレート１５のシェル固定部１５Ｃの接触部分にレーザ溶接装置１６からレーザ光Ｌを照射し、窓部１２Ｂの縁とシェル固定部１５Ｃをレーザ溶接することにより行うことができる。
このとき、金属シェル１２に形成されている窓部１２Ｂを通して窓部１２Ｂの縁とシェル固定部１５Ｃの接触部分にレーザ光Ｌを照射するため、金属シェル１２を溶融して貫通させる必要がなく、小さな出力のレーザ光Ｌで溶接を行うことが可能となる。

また、グランドプレート１５のシェル固定部１５Ｃは、グランドプレート１５を構成する金属板を折り返して２重にしたものからなっているので、窓部１２Ｂの縁とシェル固定部１５Ｃの溶接に際して、たとえ、シェル固定部１５Ｃを形成する２重の金属板のうち、窓部１２Ｂに接触する側の一枚の金属板がレーザ光Ｌの照射により溶融して貫通したとしても、その下にもう一枚の金属板が存在することとなり、シェル固定部１５Ｃよりもコネクタ１１の内側に配置されている、インシュレータ１３、コンタクト１４等のコネクタ部品をレーザ光Ｌで損傷することが防止される。

このようにして、図８に示されるように、２つの窓部１２Ｂのそれぞれにおいて、例えば、窓部１２Ｂ内の３箇所にそれぞれ溶接部Ｗが形成され、金属シェル１２とグランドプレート１５とが電気的に接続される。

コネクタ１１は、図９に示されるように、基板１７上に搭載された状態で使用される。基板１７に形成されたスルーホール（図示しない）に金属シェル１２のシェル脚部１２Ａを挿入し、はんだ付けして実装固定することにより、金属シェル１２が基板１７に搭載されると共に、金属シェル１２およびグランドプレート１５が基板１７のスルーホールを介してグランド電位に接続される。
また、複数の信号コンタクト１４の基板実装部１４Ｃが、それぞれ、基板１７上の対応する接続パッド１７Ａにはんだ付けされて実装固定され、例えば基板１７上に搭載されている図示しない電子回路に接続される。

金属シェル１２の相手側コネクタ収容部１２Ｃに図示しない相手側コネクタが挿入され、複数のコンタクト１４の接点部１４Ａに相手側コネクタの対応するコンタクトが接触すると共に、グランドプレート１５のプレート本体１５Ａに相手側コネクタのグランド端子が接触することで、コネクタが嵌合状態となり、外部機器との間で電源の授受および信号の伝送等が行われる。

このように、グランドプレート１５を構成する金属板を折り返して２重にしたシェル固定部１５Ｃを金属シェル１２の内側から金属シェル１２の窓部１２Ｂに接触するように配置し、金属シェル１２の外部から窓部１２Ｂを通して窓部１２Ｂの縁とグランドプレート１５のシェル固定部１５Ｃの接触部分にレーザ光Ｌを照射することで、窓部１２Ｂの縁とシェル固定部１５Ｃをレーザ溶接して溶接部Ｗを形成しているので、金属シェル１２よりも肉薄の金属板からなるグランドプレート１５を金属シェル１２の内側に配置しながらも、グランドプレート１５のさらに内側に配置されているコネクタ部品に損傷を及ぼすことなく金属シェル１２とグランドプレート１５とが電気的に接続されたコネクタ１１が実現される。

なお、上記の実施の形態では、金属シェル１２に形成された２つの窓部１２Ｂの内部において、それぞれ、窓部１２Ｂの縁とグランドプレート１５のシェル固定部１５Ｃとが溶接されたが、１つの窓部１２Ｂ、あるいは、３つ以上の窓部１２Ｂを金属シェル１２に形成して、それぞれの窓部１２Ｂの内部に溶接部Ｗを形成してもよい。
また、それぞれの窓部１２Ｂ内の３箇所にそれぞれ溶接部Ｗを形成したが、これに限るものではなく、それぞれの窓部１２Ｂにおいて、１箇所、２箇所、あるいは、４箇所以上で溶接部Ｗを形成することもできる。ただし、溶接による金属シェル１２とグランドプレート１５の電気的接続の信頼性を向上させるため、それぞれの窓部１２Ｂ内の複数の箇所で溶接を行うことが好ましい。

上記の実施の形態では、グランドプレート１５のシェル固定部１５Ｃが、グランドプレート１５を構成する金属板を折り返して２重にしたものから形成されていたが、コネクタ１１内における設置スペースが確保される場合には、２重に限らず、金属板を３重以上に折り重ねて厚さを増したシェル固定部１５Ｃを形成してもよい。
また、インシュレータ１３に保持されるコンタクト１４の個数は制限されるものではなく、１つ以上のコンタクト１４が保持されていればよい。

１ 整流子のセグメント、２ 導線、３ 貫通孔、１１ コネクタ、１２ 金属シェル、１２Ａ シェル脚部、１２Ｂ 窓部、１２Ｃ 相手側コネクタ収容部、１３ インシュレータ、１４ コンタクト、１４Ａ 接点部、１４Ｂ インシュレータ固定部、１４Ｃ 基板実装部、１５ グランドプレート、１５Ａ プレート本体、１５Ｂ 立ち上がり部、１５Ｃ シェル固定部、１６ レーザ溶接装置、１７ 基板、１７Ａ 接続パッド、Ｗ 溶接部、Ｌ レーザ光。

Claims (4)

1. １つ以上のコンタクトと、
   所定の厚さの金属板からなるグランドプレートと、
   前記コンタクトおよび前記グランドプレートを保持するインシュレータと、
   前記インシュレータの外周部を覆うと共に前記グランドプレートに対向する窓部が形成され且つ前記グランドプレートを形成する前記金属板の前記厚さより大きな厚さを有する金属シェルと
   を備え、前記グランドプレートは、前記金属板を折り返して重ねることにより形成され且つ前記金属シェルの内側から前記窓部に接触するように配置されたシェル固定部を有し、前記金属シェルの前記窓部の内部において前記窓部の縁と前記グランドプレートの前記シェル固定部とが溶接されていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記グランドプレートの前記シェル固定部は、前記金属板を折り返して２重にしたものからなる請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記コンタクトは、前端に相手側コネクタのコンタクトに接触する接点部を有すると共に後端に基板に実装固定される基板実装部を有し且つ中間部分に前記インシュレータに固定されるインシュレータ固定部を有し、
   前記グランドプレートは、前記コンタクトの前記インシュレータ固定部に平行で且つ前記インシュレータ固定部に近接して配置されたプレート本体と、前記プレート本体に連結され且つ前記インシュレータ固定部から離れるように延びる立ち上がり部とを有し、前記シェル固定部は前記立ち上がり部に連結されている請求項１または２に記載のコネクタ。
4. 前記金属シェルの前記窓部内の複数箇所でそれぞれ前記金属シェルと前記グランドプレートの前記シェル固定部とが溶接されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のコネクタ。