JP6517615B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年７月２８日に中国国家知識産権局に出願された、中国特許出願第２０１４２０４１９０５５．１号の利益を主張し、その開示の全体を参照によって本明細書に組み込む。

本発明の実施形態は、一般に電気コネクタの電磁シールドに関し、詳細には電気機器へのケーブルの接続および電磁干渉の効果的なシールドが可能な電気コネクタに関する。

ケーブルは一般に、電気コネクタを介してモータなど電気機器に接続され、その電気機器に電流または信号を提供する。空間内にはいくつかの磁場が存在し、外部の電磁干渉によって、電流または信号の効率的な伝送が悪影響を受けることになる。したがって、高電圧ケーブルコネクタまたは大電流ケーブルコネクタの電磁シールドは、回路接続においてしばしば関心の対象となる。

さらに、電気コネクタの開発に伴い、競争がより厳しくなっており、このため電気コネクタ製品のコストが強みの要因となる。コストを低減しつつ製品の電磁シールド機能を満足するように、材料の利用を効果的に改善することが必要とされる。

本開示は、先行技術の上記の問題および欠点のうちの少なくとも１つの態様を解決できる、改善された電気コネクタを提供する。

本開示の目的は、電磁干渉を効果的にシールドしかつケーブルと電気機器との間の電気的接続の安全性を改善できる、改善された電気コネクタを提供することである。

本開示の１つの態様によれば、金属編組層を有するケーブルを、機器ハウジングを有する電気機器と接続するように適合された電気コネクタであって、
機器ハウジング上に装着されるように適合された本体と、
本体上に取り付けられるカバーと、
本体上に取り付けられかつカバーによって部分的に覆われる金属シールド部材と、
本体内に配置された端子モジュールと、を備え、
端子モジュールが、電気機器を介したグラウンド接続のためのグラウンド端子と、ケーブルから電気機器へと電流を供給するための複数の信号端子と、を少なくとも備え、
金属シールド部材が、金属編組層を挟持しこれに電気的に接触するように適合された挟持部分と、グラウンド端子に電気的に接触する弾性端子と、を備える、電気コネクタが提供される。

上記の電気コネクタでは、グラウンド端子を、電気機器のグラウンド線と電気的に接続されるように適合することができる。

上記の電気コネクタでは、グラウンド端子を、電気機器の機器ハウジングと電気的に接続されるように適合することができる。

上記の電気コネクタでは、本体を、金属ねじを介して機器ハウジング上に固定されるように適合することができ、また、グラウンド端子は、金属ワイヤによって金属ねじに電気的に接続される。

上記の電気コネクタでは、グラウンド端子および複数の信号端子の各々が、雌型コンタクト部材と、雌型コンタクト部材の中に挿入される雄型コンタクト部材と、を備えることができる。グラウンド端子の雌型コンタクト部材は弾性端子に電気的に接触し、グラウンド端子の雄型コンタクト部材はグラウンド接続するように適合される。

上記の電気コネクタでは、雄型コンタクト部材は、雌型コンタクト部材の中に挿入される挿入端部と、電気機器のグラウンド線を受容するための受容端部と、を有することができる。

上記の電気コネクタでは、本体は、上側本体部分および下側本体部分を備えることができる。上側本体部分は、下側本体部分上に取り付けられかつ雌型コンタクト部材を受容する。また、雄型コンタクト部材は、下側本体部分内に部分的に受容される。その結果、挿入端部が下側本体部分から突出して、雌型コンタクト部材の中に挿入される。

上記の電気コネクタでは、グラウンド端子の雄型コンタクト部材の挿入端部が下側本体部分から突出する高さを、信号端子の雄型コンタクト部材の挿入端部が下側本体部分から突出する高さよりも大きくすることができる。その結果、上側本体部分が下側本体部分上に取り付けられるとき、グラウンド端子の雄型コンタクト部材の挿入端部が、信号端子の雄型コンタクト部材の挿入端部よりも前に、対応する雌型コンタクト部材の中に挿入される。

上記の電気コネクタでは、弾性端子を上側本体部分内に受容することができ、またこの弾性端子は、グラウンド端子の雌型コンタクト部材の外壁に接触することができる。

上記の電気コネクタでは、金属シールド部材は、実質的にＵ字形状の主本体をさらに備えることができる。主本体は、１つの平坦部分と、平坦部分に対してほぼ垂直な２つの端部部分と、を有する。弾性端子は、平坦部分から一部をパンチングすることによって形成され、その一方の端部で主本体と接続されこれと一体化される。

上記の電気コネクタでは、平坦部分は、弾性端子をパンチングすることによって形成された開いた溝部を有することができる。

上記の電気コネクタでは、弾性端子の一方の端部の反対側の自由端は、湾曲構造を有することができる。この湾曲構造は、グラウンド端子に接触する突出部を有することができる。

上記の電気コネクタでは、挟持部分は、実質的にＣ字形状の構成を有することができる。

上記の電気コネクタでは、挟持部分を、平坦部分から直角に延在する延長部分を通して、主本体に接続することができる。

上記の電気コネクタでは、金属編組層を挟持するための挟持部分の表面を、金属編組層の外側表面と係合するための盛り上がった突条構造で形成することができる。

本発明の上記の特徴および利点、および他の特徴および利点が、その例示的な実施形態について添付の図面を参照して詳細に記載することによって、より明らかになるであろう。

ケーブルを電気機器に接続するための電気コネクタを示す斜視図である。 電気機器のハウジングから取り外された、図１に示す電気コネクタの全体の構造を示す斜視図である。 電気コネクタのカバーが取り外されている、本開示の１つの例示的な実施形態による電気コネクタの内部構造を示す斜視図である。 図３に示す電気コネクタの内部構造を示す断面図である。 図４に示す電気コネクタの部位「Ａ」を示す、部分拡大断面図である。 本開示の１つの例示的な実施形態による金属シールド部材の構造を示す斜視図である。 開いた状態の、図６に示す金属シールド部材の本体の斜視図である。

本発明の例示的な実施形態について、付属の図面を参照して以下で詳細に記載する。これらの図面では、類似の参照符号は類似の要素を指す。しかし本発明は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に提示する実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろこれらの実施形態は、本発明が、徹底的で完全なものとなり、また当業者に本開示の概念を十分に伝えるように、提供される。

以下の詳細な説明では、説明の目的で、多くの具体的な詳細が、開示される実施形態の徹底的な理解をもたらすために提示される。しかしながら、１つまたは複数の実施形態を、これらの詳細無しに実行できることが明らかであろう。場合によっては、よく知られている構造およびデバイスは、図面を簡潔にするために概略的に示される。

本発明の進歩性を有する一般的な１つの概念によれば、金属編組層を有するケーブルを、機器ハウジングを有する電気機器と接続するように適合された電気コネクタが提供される。この電気コネクタは、機器ハウジング上に装着されるように適合された本体と、本体上に取り付けられるカバーと、本体上に取り付けられかつカバーによって部分的に覆われる金属シールド部材と、本体内に配置された端子モジュールと、を備える。端子モジュールは、電気機器を介したグラウンド接続のためのグラウンド端子と、ケーブルから電気機器へと電流を供給するための複数の信号端子と、を少なくとも備える。金属シールド部材は、金属編組層を挟持しこれに電気的に接触するように適合された挟持部分と、グラウンド端子に電気的に接触する弾性端子と、を備える。

１つの例示的な実施形態では、図１に示すように、電気コネクタ１００を使用して、ケーブル１００を、たとえば金属または他の導体材料で作成された機器ハウジング３００を有する、モータなどの電気機器に接続して、電流または信号をケーブルから電気機器へと伝送する。

図２〜図４を参照すると、電気コネクタ１００は、本体１１０、カバー１２０、金属シールド部材１３０、および端子モジュール１５０を備えることができる。本体１１０は、プラスチックまたは他の絶縁材料で一般に作成され、機器ハウジング３００上に取り付けられるように、たとえばハウジング３００上にねじを介して固定されるように、構成される。ケーブル２００から電気機器に電流を提供するために、端子モジュール１５０は、本体１１０内に配置または受容され、また、グラウンド端子１５０１と、ケーブル２００のコアワイヤ２０１（図２および図３を参照）と電気的に接続されるように適合された複数の信号端子１５０２と、を少なくとも備える。
グラウンド端子１５０１は、金属シールド部材１３０の一部に電気的に接触し、また、電気機器によってグラウンド接続するように構成される。このことについては続く文脈で詳細に記載する。金属シールド部材１３０は、ケーブル２００の金属編組層２０２（図３に示す）に電気的に接触するように構成され、また、グラウンド端子１５０１に電気的に接触して金属編組層２０２をグラウンドに接続する部位を有する。カバー１２０は、本体１１０上に取り付けられて、本体内の端子モジュール１５０をシールドし、また金属シールド部材１３０を少なくとも部分的にシールドする。たとえば、このカバー１２０は、金属シールド部材１３０の、金属編組層を挟持するためのその挟持部分を除く、複数の部分をシールドする。

１つの例では、電気コネクタのグラウンド端子１５０１を、電気機器のグラウンド線（図示せず）と電気的に接続することができる。たとえば、電気機器のグラウンド線をグラウンド端子の中に押し入れ接続して、グラウンド接続を実現することができる。代替として、グラウンド端子１５０１を、電気機器の機器ハウジング３００と電気的に接続することができる。図３および図４に示すように、本体１１０が金属ねじ１４０によって機器ハウジング３００上に固定されると、グラウンド端子１５０１を、図４に示す粗な点線で示す金属ワイヤまたは導体１６０によって金属ねじ１４０に電気的に接続して、機器ハウジング３００を通してグラウンドすることができる。当然ながら、グラウンド端子１５０１を、機器ハウジング３００に直接電気的に接続することまたは溶接することができる。

図３および図４に示すように、金属シールド部材１３０は、ケーブル２００の金属編組層２０２を挟持しこれに電気的に接触するように適合された挟持部分１３２と、グラウンド端子１５０１に電気的に接触する弾性端子１３３と、を備えることができる。このことにより、ケーブルの金属編組層は、金属シールド部材を通して電気コネクタのグラウンド端子に電気的に接続され、また、たとえば信号または電流の伝送に悪影響を与えることになる電磁干渉などを効果的に回避するために、アースシールドされる。以下では、金属シールド部材１３０の構成について、図５〜図７を参照して詳細に記載する。

図４は、本開示の１つの例示的な実施形態による電気コネクタの内部構造を示す。図５は、図４に示す電気コネクタの部位「Ａ」を示す部分拡大断面図である。これらの図面に示すように、電気コネクタ１００のグラウンド端子１５０１および信号端子１５０２の各々は、２つの部位の形態とすることができる。たとえば、これらの各々は、雌型コンタクト部材１５１と、雌型コンタクト部材１５１の中に挿入される雄型コンタクト部材１５２と、を備えることができる。
図４に示すように、雌型コンタクト部材１５１はジャックの形態とすることができ、また、雄型コンタクト部材１５２は、雌型コンタクト部材１５１の中に挿入される挿入端部１５２１と、電気機器のグラウンド線（図示せず）を受容するための受容端部１５２２と、を有することができる。この場合、挿入端部１５２１はプラグの形態とすることができ、また受容端部１５２２はジャックの形態とすることができる。グラウンド端子１５０１の雌型コンタクト部材は、金属シールド部材１３０の弾性端子１３３に接触する。たとえば、図５に示すように、弾性端子１３３は、グラウンド端子１５０１の雌型コンタクト部材の外壁に接触することができる。

グラウンド端子１５０１の雄型コンタクト部材は、グラウンド接続するように、たとえば、電気機器の機器ハウジングと電気的に接続されるように構成される。または、電気機器のグラウンド線を、受容端部１５２２の中に押し入れ接続することができる。電気コネクタのグラウンド端子および信号端子が、図面に示すものに限定されないこと、たとえば、単純な一体構造を利用できることが、当業者には理解されるであろう。

電気コネクタ１００のグラウンド端子１５０１および信号端子１５０２が２つの部位の形態である場合、電気コネクタ１００の本体１１０も、上側本体部分１１１および下側本体部分１１２を備える、２つの部位の形態または分かれた形態とすることができる。上側本体部分１１１は、下側本体部分１１２上に取り付けられ、たとえば、下側本体部分１１２内に取り付けられかつ埋め込まれ、端子の雌型コンタクト部材１５１を受容する。端子の雄型コンタクト部材１５２は、下側本体部分１１２内に部分的に受容され、この結果、雄型コンタクト部材１５２の挿入端部１５２１が下側本体部分１１２から突出して、雌型コンタクト部材１５１の中に挿入される。言い換えれば、分離した状態にあるときは、雌型コンタクト部材１５１を、上側本体部分１１１内に完全に受容することができ、また、雄型コンタクト部材１５２の受容端部１５２２は、下側本体部分１１２内に配設される。このとき、挿入端部１５２１は、下側本体部分１１２から突出する。

本開示の１つの好ましい実施形態によれば、グラウンド端子１５０１の雄型コンタクト部材の挿入端部が下側本体部分１１２から突出する高さは、信号端子１５２の雄型コンタクト部材の挿入端部が下側本体部分から突出する高さよりも大きい。この結果、上側本体部分１１１が下側本体部分１１２上に取り付けられるかまたはこの中に部分的に挿入されるとき、グラウンド端子１５０１の雄型コンタクト部材のより高い挿入端部が、信号端子１５０２の雄型コンタクト部材の挿入端部が電流を受け取るための、対応する雌型コンタクト部材の中に挿入されるよりも前に、対応する雌型コンタクト部材の中に挿入される。
すなわち、ケーブルおよび電気コネクタは、電気機器と電気的に接続される前に、最初にグラウンドされる。このことにより、電気機器内の電気的要素が静電放電現象により影響を受けることが回避され、このようにして操作者を保護する。さらに、ケーブルのコアワイヤと電気的に接続された雌型コンタクト部材１５１は上側本体部分１１１から突出しないので、電気コネクタを通してケーブルが電気機器へ接続されている間にケーブルが帯電しているときに、上側本体部分１１１を把持する操作者を、電気ショックを受けることから保護することができ、電気コネクタの安全性を改善することができる。

図６は、本開示の１つの例示的な実施形態による金属シールド部材の構造を示す。また、図７は、開いた状態の、図６に示す金属シールド部材の本体の斜視図である。上記のように、金属シールド部材１３０を、金属編組層２０２を有するケーブル２００を電気機器に接続するための電気コネクタ１００において使用することができる。図面に示すように、金属シールド部材１３０は、主本体１３１、ケーブルの金属編組層を挟持しこれに電気的に接触するように構成された挟持部分１３２、および電気コネクタのグラウンド端子１５０１に電気的に接触するように構成された細長い弾性端子１３３を備えることができる。

１つの例では、主本体１３１は、実質的にＵ字形状であり、また、１つの平坦部分と、平坦部分に対してほぼ垂直な２つの端部部分１３１１と、を有する。弾性端子１３３は、主本体１３１の平坦部分から一部をパンチングすることによって形成される。弾性端子１３３は、主本体１３１と接続されこれと一体化される一方の端部と、反対側の自由端と、を有する。たとえば、平坦部分の縁部または中央部分などの主本体１３１の平坦部分の一部を、最初にパンチングして、一方の端部が主本体と接続された細長い部材を形成することができる。次いで、形成された細長い部材を、所望の形状を有する弾性端子１３３へと構成することができる。
平坦部分の中央部分がパンチングされると、図６および図７に示すように、平坦部分の弾性端子に対応する位置にノッチまたは開いた溝部１３１２が形成される。図７に示す開いた状態では、弾性端子１３３は、開いた溝部１３１２内に配設され、開いた溝部１３１２の幅以下の幅を有することができる。本開示の実施形態によれば、弾性端子１３３は、シールド部材の主本体１３１を形成する材料の一部をパンチングすることによって形成される。したがって、弾性端子を形成するための追加の材料は必要とされず、このことにより、材料の利用を効果的に改善してコストを低減することができる。

図５および図６に示すように、弾性端子１３３の自由端は湾曲構造を有する。この湾曲構造は、電気コネクタのグラウンド端子１５０１に接触するように構成された当接部分または突出部１３３１を有する。たとえば、図４〜図６に示すように、当接部分または突出部１３３１は、雌型コンタクト部材１５１のグラウンド端子１５０１に向かって突出することができる。この場合、この当接部分または突出部１３３１は、その弾性を利用して、雌型コンタクト部材１５１と電気コネクタの本体との間に配置されると僅かに変形して、グラウンド端子１５０１とのより良好な接触接続を実現する。

図３、図６、および図７に示すように、シールド部材１３０の挟持部分１３２を、主本体１３１の平坦部分から直角に延在する延長部分１３１４を通して主本体１３１に接続することができる。たとえば、この挟持部分１３２は、主本体１３１と一体化される。挟持部分１３２は、ケーブルの外側の輪郭を覆って取り付けられるような、実質的にＣ字形状の構成を有することができる。たとえば、Ｃ字形状の構成は、一番外側の絶縁層が剥離されて金属シールド層が露出している状態のケーブルの外径よりも、僅かに小さい内径を有することができる。このことにより、Ｃ字形状の構成がケーブルを覆って取り付けられると、Ｃ字形状の構成は、その弾性によって内向きに収縮する。その結果、ケーブルの金属シールド層をしっかりと挟持しこれに接触することになる。１つの例では、図６および図７に示すように、金属編組層を挟持するための挟持部分１３２の表面（内側表面）は、金属編組層の外側表面と係合するための盛り上がった突条構造１３２１と共に形成される。たとえば、Ｃ字形状の構成の外側表面を押圧して、Ｃ字形状の構成の内側表面上に幅を有する、盛り上がった突条を形成することができる。

図６および図７に示すように、シールド部材１３０の主本体１３１は、実質的にＵ字形状とすることができる。またこの主本体１３１は、シールド部材１３０が電気コネクタ１００の本体１１０に取り付けられるように、２つの端部部分１３１１を有する。２つの端部部分１３１１は、各々が電気コネクタの（図３に示す突出部分などの）対応する部分とのスナップ嵌合のための係合開口部１３１３と共に形成される。金属シールド部材の材料および形状が図面に例示したものに限定されないことが、当業者には理解されるであろう。たとえば、金属シールド部材を、板材料を一体にプレス加工する（ｓｔａｍｐｉｎｇ）ことによって形成することができる。

本開示の実施形態によれば、金属シールド部材は弾性端子と共に形成され、ケーブルの金属シールド層のグラウンド接続は弾性端子を通して実現される。また、弾性端子は、シールド部材の本体の平坦部分を形成する材料の一部をパンチングすることによって形成される。したがって、弾性端子を形成するための追加の材料は必要とされず、このことにより、材料の利用を効果的に改善してコストを低減することができる。

進歩性を有する一般的な概念のいくつかの例示的な実施形態を示し記載したが、これらの実施形態において、本発明の原理および精神から逸脱することなく様々な変更または修正を行うことができることが当業者には理解されるであろう。本発明の範囲は特許請求の範囲およびそれらの等価物によって規定される。「備える」の用語が他の要素またはステップを除外しないこと、および、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」の用語が複数の要素またはステップを除外しないことに、留意すべきである。さらに、請求項中のいずれの参照符号も、本発明の範囲に対して非限定的であると解釈するべきである。

Claims (15)

1. 金属編組層（２０２）を有するケーブル（２００）を、機器ハウジング（３００）を有する電気機器と接続するように適合された電気コネクタ（１００）であって、
   前記機器ハウジング上に装着されるように適合された本体（１１０）と、
   前記本体上に取り付けられるカバー（１２０）と、
   前記本体上に取り付けられかつ前記カバーによって部分的に覆われる金属シールド部材（１３０）と、
   前記本体内に配置された端子モジュール（１５０）と、を備え、
   前記端子モジュールが、前記電気機器を介したグラウンド接続のためのグラウンド端子（１５０１）、および前記ケーブルから前記電気機器へと電流を供給するための複数の信号端子（１５０２）を少なくとも備え、
   前記金属シールド部材が、前記金属編組層を挟持しこれに電気的に接触するように適合された挟持部分（１３２）と、前記グラウンド端子に電気的に接触する弾性端子（１３３）と、を備える、電気コネクタ（１００）。
2. 前記グラウンド端子が、前記電気機器のグラウンド線と電気的に接続されるように適合される、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記グラウンド端子が、前記電気機器の前記機器ハウジングと電気的に接続されるように適合される、請求項１に記載の電気コネクタ。
4. 前記本体が、金属ねじ（１４０）を介して前記機器ハウジング上に固定されるように適合され、
   前記グラウンド端子は金属ワイヤ（１６０）によって前記金属ねじに電気的に接続される、
   請求項３に記載の電気コネクタ。
5. 前記グラウンド端子および前記複数の信号端子の各々が、雌型コンタクト部材（１５１）と、前記雌型コンタクト部材の中に挿入される雄型コンタクト部材（１５２）と、を備え、
   前記グラウンド端子の前記雌型コンタクト部材が、前記弾性端子に電気的に接触し、
   前記グラウンド端子の前記雄型コンタクト部材が、グラウンド接続するように適合される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
6. 前記雄型コンタクト部材が、前記雌型コンタクト部材の中に挿入される挿入端部（１５２１）と、前記電気機器のグラウンド線を受容するための受容端部（１５２２）と、を有する、請求項５に記載の電気コネクタ。
7. 前記本体が、上側本体部分（１１１）と、下側本体部分（１１２）と、を備え、
   前記上側本体部分は、前記下側本体部分上に取り付けられかつ前記雌型コンタクト部材を受容し、
   前記雄型コンタクト部材が前記下側本体部分内に部分的に受容されることによって、前記挿入端部が前記下側本体部分から突出して前記雌型コンタクト部材の中に挿入される、
   請求項６に記載の電気コネクタ。
8. 前記グラウンド端子の前記雄型コンタクト部材の前記挿入端部が前記下側本体部分から突出する高さが、前記信号端子の前記雄型コンタクト部材の前記挿入端部が前記下側本体部分から突出する高さよりも大きく、この結果、前記上側本体部分が前記下側本体部分上に取り付けられるとき、前記グラウンド端子の前記雄型コンタクト部材の前記挿入端部が、前記信号端子の前記雄型コンタクト部材の前記挿入端部よりも前に、対応する雌型コンタクト部材の中に挿入される、請求項７に記載の電気コネクタ。
9. 前記弾性端子が前記上側本体部分内に受容され、また前記弾性端子が前記グラウンド端子の前記雌型コンタクト部材の外壁に接触する、請求項７に記載の電気コネクタ。
10. 前記金属シールド部材は、実質的にＵ字形状の主本体（１３１）をさらに備え、
    前記主本体は、１つの平坦部分および前記平坦部分に対してほぼ垂直な２つの端部部分（１３１１）を有し、
    前記弾性端子は、前記平坦部分から一部をパンチングすることによって形成されかつその一方の端部で前記主本体と接続されこれと一体化される、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
11. 前記平坦部分が、前記弾性端子をパンチングすることによって形成された開いた溝部（１３１２）を有する、請求項１０に記載の電気コネクタ。
12. 前記弾性端子の前記一方の端部の反対側の自由端は湾曲構造を有し、
    前記湾曲構造は、前記グラウンド端子に接触する突出部（１３３１）を有する、
    請求項１０に記載の電気コネクタ。
13. 前記挟持部分が、実質的にＣ字形状の構成を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
14. 前記挟持部分が、前記平坦部分から直角に延在する延長部分を通して前記主本体に接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
15. 前記金属編組層を挟持するための前記挟持部分の表面が、前記金属編組層の外側表面と係合するための盛り上がった突条構造（１３２１）と共に形成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コネクタ。

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