JP6379234B2 - 電気コネクタ - Google Patents

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本発明は、端子ボデーと、端子ボデーの受容部に収容される絶縁体であって、ケーブルのワイヤに接続された端子を保持するのに適応した少なくとも一つの空洞を有する絶縁体と、端子ボデーの受容部に収容される金属フェルールとを具備する電気コネクタに関する。金属フェルールは、ケーブルに圧着されるのに適応した圧着部分を有する。
この種の電気コネクタは、特許文献1に開示されている。
別の電気コネクタが特許文献2に開示されている。開示されているコネクタは、誘電材料で製作された絶縁体を収容する外側シェルの形状の端子ボデーを有している。コネクタはさらに、スリーブの形状のフェルールを具備している。フェルールは、ケーブルの外側絶縁体に載置される。ケーブルの遮蔽体として機能するケーブルの外側ブレードは、フェルールの外周面に折り返される。それからフェルールが端子ボデーの受容部へ挿入される。端子ボデーは導電材料で製作されているので、端子ボデーはケーブルの遮蔽体に電気接続されている。フェルールは端子ボデーに圧入されるとともに、端子ボデーの中で絶縁体を所定箇所に保持するように機能する。絶縁体は、ケーブルのワイヤに電気接続されている複数の端子を収容する。
この種の別のコネクタが特許文献3に開示されている。
このようなコネクタは一般的に、高速データ伝送を必要とするとともに信頼性を持つ高速データ接続システムに使用される。高い信号速度では、平行に配向された導体の間のクロストーク干渉のため信号が劣化する。そのため、ツイストペアケーブルが広く使用され、ケーブルおよびコネクタの遮蔽によってさらに改良される。しかし、遮蔽を伴わない低コストの高速データ接続の必要性も高くなっている。
米国特許第4310213号明細書 欧州特許第1540771号明細書 欧州特許第1905131号明細書
本発明の目的は、技術的に容易でコスト効率の良い手法で製造されうる、最初に記載されたような電気コネクタを提供することである。
この目的は、端子ボデーと、端子ボデーの受容部に収容される絶縁体であって、ケーブルのワイヤに接続された端子を保持するのに適応した少なくとも一つの空洞を有する絶縁体と、端子ボデーの受容部に収容される金属フェルールとを具備する電気コネクタにより解決される。金属フェルールは、ケーブルに圧着されるのに適応した圧着部分を有する。金属フェルールは端子ボデーに形状嵌め接続され、受容部の中でフェルールをセンタリングするスリーブ状保持部分を有する。
本発明によれば、フェルールは金属で製作され、ケーブルに圧着されるのに適応した圧着部分を有する。加えて、金属フェルールは端子ボデーに形状嵌め接続されている。
ケーブルの外側絶縁体にフェルールが圧着されうるために、フェルールは金属で製作されている。ケーブルへのフェルールの圧着は、フェルールがケーブルに確実に固着されてケーブルに沿う軸方向移動に対し高い耐性を与えることを確実にする。金属フェルールはさらに端子ボデーに形状嵌め接続されているので、高い引き抜き力耐性が得られる。
本発明の別の態様は、圧着部分がケーブルの外径に圧着および押圧されて圧着プロセスによりケーブルの寸法に適応するので、一つの標準サイズを有する同じフェルールが異なる外径に使用されうることである。ゆえに、端子ボデーと絶縁体と金属フェルールとは異なるケーブル直径に適応する必要がない。同じ端子ボデーと絶縁体と金属フェルールとが、異なるケーブル直径に使用されうる。
電気コネクタは、遮蔽ケーブルと非遮蔽ケーブルに使用されうる。遮蔽ケーブルが使用される場合、ケーブルの遮蔽体が金属フェルールに電気接続されなければならず、金属フェルールはさらに端子ボデーとの電気接触状態にある。この実施形態では、端子ボデーは導電材料で製作されなければならない。代替的に、電気コネクタは非遮蔽ケーブルにも使用されうる。この場合、端子ボデーは、コスト削減のためプラスチック材料で製作されうる。
好ましくは、受容部を形成する実質的管の形状を端子ボデーが有する。管状の端子ボデーへフェルールが挿入され、フェルールは、受容部の中でフェルールをセンタリングするスリーブ状保持部分を有する。保持部分は、非常にわずかな径方向あそびの有無に関わらずフェルールがセンタリングされるように保持部分を収容する受容部の一部分の内径に適応した外径を有する。圧着部分の圧着が保持部分の外径に影響しないように、圧着部分は保持部分から独立している。そのため、上述したように、圧着部分は、端子ボデーの受容部の中での保持部分の嵌着に影響することなく異なるケーブル直径に適応されうる。
好ましくは、スリーブの形状に曲げられた壁部分によって、フェルールの保持部分が形成される。フェルールは好ましくは、前述のような保持部分と圧着部分とを形成する実質的にスリーブのような形状に曲げられる金属薄板で製作される。
保持部分と圧着部分とは、軸方向に連続して配設されうる。
端子ボデーの長手軸線を中心とする特定の角度配向でフェルールが端子ボデーに取り付けられることを確実にするため、保持部分は、径方向外向きに突出する分極リブを備えうる。そして端子ボデーは、フェルールを端子ボデーへ挿入する時に分極リブが挿入されうる、長手軸線と平行に延在するスロットを備えている。
当業者には、分極手段が逆に配設されうることが理解される。これは、長手軸線と平行に延在するスロットをフェルールが備えて、フェルールのスロットへ延出する分極リブを端子ボデーが備えうることを意味する。
端子ボデーの受容部は二つの部分、つまり前方部分と後方部分とを有する。絶縁体は前方部分に収容されて、フェルールは後方部分に収容される。対応コネクタとの電気コネクタの係合方向において、前方部分は端子ボデーの前方部に、後方部分は端子ボデーの後方部に配設される。そのため、電気端子を収容するのに適応している絶縁体は、電気コネクタを対応コネクタと係合する時に、対応コネクタの端子を有する絶縁体と係合する。フェルールは、係合方向に見ると絶縁体の後ろにある。
絶縁体とフェルールとは、端子ボデーの長手軸線と平行な挿入方向で受容部へ挿入される。好ましくは、挿入方向は電気コネクタの係合方向と同一である。
挿入方向において、受容部の後方部分に配設された第1停止面に、フェルールが軸線上で支持される。第1停止面は、受容部へのフェルールの挿入中にフェルールが押入されるのは第1停止面に達するまでであることを保証する。
加えて、挿入方向において、受容部の前方部分に配設された第2停止面に絶縁体が軸線上で支持されている。第2停止面は、絶縁体を取り付けてこれを端子ボデーへ挿入する時に端子ボデーの受容部の奥まで絶縁体が押入され過ぎないことを保証する。
両方の停止面、つまり第1停止面と第2停止面とは、フェルールと絶縁体とが挿入方向に端子へ押入され過ぎないことを保証する。
挿入後にフェルールが受容部から引き抜かれないことを保証するため、フェルールは、挿入方向と反対の方向にも形状嵌めにより保持されている。フェルールは、挿入方向と反対の方向でフェルールを端子ボデーに支持する係止突出部を備えうる。係止突出部は、フェルールの外周表面から径方向に突出する。係止突出部は、端子ボデーの係止開口部へ突出し、この開口部により形成されている保持面に支持される。当業者には、これが逆に設けられうることが理解される。長手軸線へ径方向内向きに突出してフェルールの係止開口部へ突出する係止突出部を端子ボデーが備えてもよい。
フェルールを端子ボデーへ挿入することにより、係止突出部は開口部に達するまで径方向内向きに撓曲され、係止突出部は、開口部の係止面の後ろに掛かる非撓曲位置へ戻る。係止突出部は好ましくは、金属薄板材料から切り抜かれる。
挿入方向と反対の方向でのフェルールの支持と同様に、挿入方向と反対の方向に絶縁体が保持されるとよい。この理由のため、端子ボデーは、挿入方向と反対の方向の引き抜き力に反して絶縁体を支持する少なくとも一つの係止アームを備えうる。係止アームは端子ボデーから径方向内向きに突出して、絶縁体の係止面に軸線上で支持されている。絶縁体を端子ボデーへ挿入することにより、絶縁体の係止面の後ろに係止アームが掛かるまで、係止アームが径方向外向きに撓曲する。
当業者には、端子ボデーの係止面の後ろに掛かる係止アームを端子ボデーが代替的に備えうることが理解される。
圧着部分は好ましくは、ケーブルに巻かれて互いに重複する圧着ウィングを備えている。圧着ウィングは径方向に重複しうる。代替的に、圧着ウィングは、軸方向に重複するように軸方向に見てオフセットされていてもよい。両方の解決法では、ケーブルの異なる外径に圧着接続が適応するように圧着ウィングが異なる程度に圧着されうる。
添付図面を参照する以下の詳細な説明から、他の目的および利点が明白になるだろう。
電気コネクタの第一実施形態の分解図である。 図1による電気コネクタの第一長手断面図である。 図1による電気コネクタの別の長手断面図である。 図1による電気コネクタの斜視図である。 図1による電気コネクタの端子ボデーの長手断面図である。 図1による電気コネクタのフェルールの斜視図である。 フェルールの別の実施形態の斜視図である。 小さい直径を有するケーブルに圧着された図5によるフェルールの正面図である。 図8より大きな直径を持つケーブルに圧着された図5によるフェルールの正面図である。 電気コネクタの第二実施形態の分解図である。 図9による電気コネクタの第一長手断面図である。 図9による電気コネクタの第二長手断面図である。
図1から5は、本発明による電気コネクタの第一実施形態を異なる図で表し、合わせて説明される。
電気コネクタは、管の形状の端子ボデー1と、絶縁体2と、金属製のフェルール3とを含む。管状の端子ボデー1は、電気コネクタを対応コネクタと係合させるための電気コネクタの係合方向と同一である挿入方向Mで端子ボデー1へ挿入される絶縁体2を収容する。挿入方向Mは、端子ボデー1により画定される長手軸線Lと平行に配向されている。
電気コネクタは、コネクタハウジング4に取り付けられるTPA(端子位置保証)装置5を有するコネクタハウジング4をさらに具備しているコネクタアセンブリの一部である。端子ボデー1は、対応コネクタアセンブリのコネクタハウジングに接続されうるコネクタハウジング4へ挿入される。
絶縁体2は、絶縁体2内の貫通開口部の形状であって各々が一つの雄端子6を収容する複数の空洞7を有する。本実施形態において、電気コネクタは4個の雄端子6を有し、その各々がケーブル9のワイヤ8に接続されている。当業者には、異なる数のワイヤを有する他のケーブルが使用されてもよく、雄端子6の数はワイヤ8の数に適応されることが理解されている。
ケーブル9は、ワイヤ8を被覆する絶縁体10を有している。フェルール3は、後述するようにケーブル9の絶縁体10に載置され取り付けられる。ワイヤ8の各々は導体を被覆する絶縁体12も備え、導体はそれぞれの雄端子6に接続されている。
受容部11は後方部分13と前方部分14とを有し、挿入方向Mに見ると前方部分14は後方部分13の前に配設されている。受容部11の後方部分13、前方部分14の両方の部分は実質的に円形であり、後方部分13は前方部分14より大きな直径を有する。絶縁体2は前方部分14の中に配設され、フェルール3は後方部分13に配設されている。ケーブル9と絶縁体2とフェルール3によるサブアセンブリが、挿入方向Mで受容部11内へ挿入される。受容部11の後方部分13の中で第1停止面15とフェルール3が当接するまで、絶縁体2が受容部11へ押入される。フェルール3は、第1停止面15に支持されている第1前面20を有する。第1停止面15は、大きい直径を有する後方部分13と小さい直径を有する前方部分14との間の段部により形成されている。
ケーブル9の絶縁体10は、受容部11の前方部分14に達する。絶縁体2の第2前面21が端子ボデー1の第2停止面19と当接するまで、ケーブル9の絶縁体10の前にある絶縁体2は受容部11の前方部分14へ挿入される。雄端子6が長手軸線Lの周りの角度位置に関して正しく配向されることを保証するため、絶縁体2と端子ボデー1とは分極特徴を有する。絶縁体2は、絶縁体2の外周面に形成されて拡張部分26を有する、長手軸線Lと平行に配向された誘導スロット24を有する。拡張部分26は、誘導スロット24の残部よりも大きな周方向延在範囲を有している。図4で最も分かりやすく見られるように、拡張部分26と誘導スロット24の残部との間には第2前面21が形成されている。
図5に見られるように、受容部11の中で、端子ボデー1は、長手軸線Lと平行に延在して端子ボデー1の内面から径方向に突出する誘導リブ25を有する。誘導リブ25が誘導スロット24に適応して、端子ボデー1に絶縁体2が取り付けられた状態で誘導スロット24の中に配設されるように、誘導リブ25は、誘導リブ25の残部より大きな周方向延在範囲を有する拡張部分27も有する。端子ボデー1の中での絶縁体2の完全挿入条件で絶縁体2の第2前面21が誘導リブ25の第2停止面19と当接するように、誘導リブ25の拡張部分27は第2停止面19を形成する。
ゆえに、絶縁体2もフェルール3も端子ボデー1の奥まで挿入され過ぎずに挿入方向Mでの確定位置を有することが保証される。
端子ボデー1からケーブル9が引き抜かれないことを保証するため、フェルール3の外周面から径方向に突出して端子ボデー1の係止開口部17へ突出する突起16をフェルール3が備えている。挿入方向Mと反対方向に、突起16は係止開口部17の第1係止面18に軸線上で支持されている。フェルール3を受容部11へ挿入する間に、係止開口部17に突起16が達するまで突起16が径方向内向きに押圧され、突起16が係止開口部17へ突出する弛緩位置へ撓曲により戻るように、突起16は長手軸線Lについて傾斜している。
雄端子6によってケーブル9の単一のワイヤ8にのみ絶縁体2が接続されるという事実により、電気コネクタが対応コネクタと係合する時に絶縁体2はケーブル9の絶縁体10へ押圧されるため、ワイヤ8が曲がるか屈曲し得る。これを回避するため、弛緩位置で受容部11へ突出する係止アーム22を端子ボデー1が備えている。係止アーム22は、絶縁体2が受容部へ挿入されると径方向外向きに押圧され、絶縁体2が完全挿入状態になると弛緩位置へはね戻る。絶縁体2のこの完全挿入位置では、挿入方向Mと反対の方向で絶縁体2が係止アーム22に支持されるように、係止アーム22は絶縁体2の第2係止面23の後ろに突出する。
端子ボデー1がコネクタハウジング4へ挿入される時に、コネクタハウジング4の壁部分30は、係止アーム22が固定されるように係止アームが径方向外向きに押圧されるのを回避する。さらに、絶縁体2が端子ボデー1へ完全に挿入されていない場合には、係止アーム22が端子ボデー1の外周面よりも突出するように係止アーム22が絶縁体2により径方向外向きに押圧され、端子ボデー1をコネクタハウジング4へ挿入しようとするとコネクタハウジング4の壁と衝突する。これは、絶縁体2が受容部11へ完全に挿入されたときのみ、端子ボデー1がコネクタハウジング4へ挿入されることを保証する。
図6から図9により詳しく示されているフェルール3は、長手軸線Lの軸方向に連続して配設されているスリーブ状の保持部分28と圧着部分29とを有する。挿入方向Mに見ると、圧着部分29は保持部分28の前に配設されている。受容部11の後方部分13でフェルール3が長手軸線Lにセンタリングされるように、保持部分28の外径は受容部11の後方部分13の内径に適応している。フェルール3は金属薄板材料で製作され、図に示されているような形状に曲げられる。保持部分28は、スリーブ状の保持部分28となるように曲げられた二つの壁部分30,31を具備している。
フェルール3が分極リブ32により端子ボデー1の分極スロットへ挿入されるように、保持部分28は、保持部分28から径方向に突出して長手軸線Lの方向に配向されている分極リブ32(図7)を備えうる。図には、分極リブ(図7)を有するフェルール3の実施形態のみが示されているが、分極スロットを有する端子ボデーは示されていない。
圧着部分29は二つの圧着ウィング33,34を有する。圧着部分29がスリーブのような形状を有するように圧着ウィング33,34が曲げられている。圧着ウィング33,34はケーブル9の絶縁体10に巻かれて互いに重複している。これは、挿入方向Mに見て圧着ウィング33,34が互いに前後に配設されていることを意味する。
図8および9に示されているように圧着部分29が異なるケーブル直径に適応しうることを保証するため、圧着ウィング33,34の重複は重要である。図8は、図9に示されるようなケーブルよりも小さい直径を有するケーブルに圧着される圧着部分29を示している。そのため、異なる直径のケーブルが一つの同じ端子ボデー1に接続されうるように、異なるケーブル直径に同じフェルール3が使用されうる。フェルール3の保持部分28が受容部11の後方部分13でフェルール3をセンタリングするので、異なる直径のケーブルが端子ボデー1と接続されうる。
フェルール3は、また、雄端子を有したり雌端子を有する電気コネクタに使用されうる。図10から12は、雌端子を有する本発明による電気コネクタの第二実施形態としての対応コネクタを示しており、図1から9に開示された実施形態に関するものと同じフェルール3が使用されている。図10から12では、第一実施形態と同じ機能を有するすべての要素が、100を加えた同じ参照番号を備えており、第一実施形態と関連して説明される。
1,101 端子ボデー
2,102 絶縁体
3 フェルール
4,104 コネクタハウジング
5,105 TPA装置
6,106 端子
7 空洞
8,108 ワイヤ
9,109 ケーブル
10,110 絶縁体
11,111 受容部
12,112 絶縁体
13,113 受容部の後方部分
14,114 受容部の前方部分
15,115 第1停止面
16 突起
17,117 係止開口部
18,118 第1係止面
19 第2停止面
20 第1前面
21 第2前面
22,122 係止アーム
23,123 第2係止面
24 誘導スロット
25 誘導リブ
26 拡張部分
27 拡張部分
28 保持部分
29 圧着部分
30 壁部分
31 壁部分
32 分極リブ
33 圧着ウィング
34 圧着ウィング
L 長手軸線
M,M´ 挿入/係合方向

Claims (13)

  1. 端子ボデー(1,101)と、
    前記端子ボデー(1,101)の受容部(11,111)に収容される絶縁体(2,102)であって、ケーブル(9,109)のワイヤ(8,108)に接続された端子を保持するのに適応した少なくとも一つの空洞(7)を有する絶縁体(2,102)と、
    前記端子ボデー(1,101)の前記受容部(11,111)に収容される金属製のフェルール(3)と、
    を具備し、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記ケーブル(9,109)に圧着されるのに適応した圧着部分(29)を有する、
    電気コネクタにおいて、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記端子ボデー(1,101)に形状嵌め接続されることと、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記受容部(11,111)の中で前記フェルール(3)をセンタリングするスリーブ状の保持部分(28)を有することと、
    前記端子ボデー(1,101)には、軸方向に延びるスロットが設けられることと、
    前記保持部分(28)が、径方向に突出すると共に軸方向に延びるリブであって前記スロットに挿入されるリブ(32)を備えていること、
    を特徴とする電気コネクタ。
  2. スリーブの形状に曲げられた壁部分(30,31)により前記フェルール(3)の前記保持部分(28)が形成されること、
    を特徴とする、請求項1に記載の電気コネクタ。
  3. 前記保持部分(28)と前記圧着部分(29)とが軸方向に連続して配設されていること、
    を特徴とする、請求項1又は2に記載の電気コネクタ。
  4. 前記絶縁体(2,102)が前記受容部の前方部分(14,114)に収容されることと、
    前記フェルール(3)が前記受容部の後方部分(13,113)に収容されることと、
    を特徴とする、請求項1乃至のいずれか一つに記載の電気コネクタ。
  5. 前記絶縁体(2,102)と前記フェルール(3)とが、前記端子ボデー(1,101)の長手軸線(L)に平行な挿入方向(M)で前記受容部(11,111)へ挿入されること、
    を特徴とする、請求項1乃至のいずれか一つに記載の電気コネクタ。
  6. 端子ボデー(1,101)と、
    前記端子ボデー(1,101)の受容部(11,111)に収容される絶縁体(2,102)であって、ケーブル(9,109)のワイヤ(8,108)に接続された端子を保持するのに適応した少なくとも一つの空洞(7)を有する絶縁体(2,102)と、
    前記端子ボデー(1,101)の前記受容部(11,111)に収容される金属製のフェルール(3)と、
    を具備し、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記ケーブル(9,109)に圧着されるのに適応した圧着部分(29)を有する、
    電気コネクタにおいて、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記端子ボデー(1,101)に形状嵌め接続されることと、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記受容部(11,111)の中で前記フェルール(3)をセンタリングするスリーブ状の保持部分(28)を有することと、
    前記絶縁体(2,102)が前記受容部の前方部分(14,114)に収容されることと、
    前記フェルール(3)が前記受容部の後方部分(13,113)に収容されることと、
    前記絶縁体(2,102)と前記フェルール(3)とが、前記端子ボデー(1,101)の長手軸線(L)に平行な挿入方向(M)で前記受容部(11,111)へ挿入されることと、
    前記受容部の前記後方部分(13,113)に配設されている第1停止面(15,115)に前記フェルール(3)が軸線上で挿入方向(M)に支持されること、
    を特徴とする気コネクタ。
  7. 前記受容部の前方部分(14,114)に配設されている第2停止面(19)に前記絶縁体(2,102)が軸線上で挿入方向(M)に支持されること、
    を特徴とする、請求項5又は6に記載の電気コネクタ。
  8. 前記端子ボデー(1,101)が、前記挿入方向(M)と反対の方向の引き抜き力に反して前記絶縁体(2,102)を支持する少なくとも一つの係止アーム(22,122)を備えること、を特徴とする、請求項からのいずれか一つに記載の電気コネクタ。
  9. 端子ボデー(1,101)と、
    前記端子ボデー(1,101)の受容部(11,111)に収容される絶縁体(2,102)であって、ケーブル(9,109)のワイヤ(8,108)に接続された端子を保持するのに適応した少なくとも一つの空洞(7)を有する絶縁体(2,102)と、
    前記端子ボデー(1,101)の前記受容部(11,111)に収容される金属製のフェルール(3)と、
    を具備し、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記ケーブル(9,109)に圧着されるのに適応した圧着部分(29)を有する、
    電気コネクタにおいて、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記端子ボデー(1,101)に形状嵌め接続されることと、
    金属製の前記フェルール(3)が、前記受容部(11,111)の中で前記フェルール(3)をセンタリングするスリーブ状の保持部分(28)を有することと、
    前記絶縁体(2,102)と前記フェルール(3)とが、前記端子ボデー(1,101)の長手軸線(L)に平行な挿入方向(M)で前記受容部(11,111)へ挿入されることと、
    前記フェルール(3)が、前記挿入方向(M)と反対の方向に前記フェルール(3)を前記端子ボデー(1,101)に支持する係止突出部を備えること、
    を特徴とする気コネクタ。
  10. 前記係止突出部が、前記フェルール(3)の外周表面から径方向に突出すること、
    を特徴とする、請求項に記載の電気コネクタ。
  11. 前記フェルール(3)が、実質的にスリーブ状の形状に曲げられた金属薄板により製作されること、
    を特徴とする、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の電気コネクタ。
  12. 前記係止突出部が、金属薄板から切り抜かれて径方向外向きに曲げられた突起(16)であること、
    を特徴とする、請求項9又は10に記載の電気コネクタ。
  13. 前記圧着部分(29)が、前記ケーブル(9,109)に巻かれて互いに重複している圧着ウィング(33,34)を有すること、
    を特徴とする、請求項1乃至12のいずれか一つに記載の電気コネクタ。
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