JP6702713B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気信号の高速伝送に適したコネクタに関する。具体的には、相手側コネクタと接続した際に、嵌合部でのガタつきを防止するように構成されたコネクタの嵌合部の構造に関する。

コネクタは、一般的に、相手側のコネクタと着脱しやすくするために、相手側のコネクタと接続された状態で、わずかな隙間ができるように構成されている。従来のコネクタでは、このような隙間が原因で生じ得るガタつきを防止するために、ばね等の弾性部材を設けて隙間を詰めている。例えば、特許第５４０６７４６号公報（特許文献１）に記載のコネクタでは、嵌合凹部の奥壁に設けられたバネ片によって、コネクタのロック部と係合部との隙間（係合隙間）を詰めることができる。

特許第５４０６７４６号公報

しかしながら、複数の端子を保持する絶縁体と、当該絶縁体を収容する外部導体シェルを備え、比較的小さな高速伝送用コネクタにおいて、特許第５４０６７４６号公報（特許文献１）に記載のコネクタのように嵌合凹部の奥の壁にバネ片を設けることは、コネクタの構造が複雑になるという課題があった。また、相手側のコネクタとの嵌合時に、コネクタ同士の隙間をしっかりと詰めなければ、電気信号を高速伝送する際に、ガタつきによって高周波特性が著しく悪化するという問題が生じ得る。

以上のような課題を解決するために、複数の端子と、該複数の端子を保持する絶縁体と、該絶縁体を収容する外部導体シェルとを含むコネクタにおいて、外部導体シェルの側壁から隆起した傾斜部を、相手側コネクタの嵌合凹部の一部分（例えば、縁部分）が当接する側壁部分に設けることで、コネクタの外部導体シェル先端側の嵌合部と相手側コネクタの嵌合凹部とが嵌合した際に、ガタつきを防止することが可能なコネクタを提供する。具体的には、コネクタのロック突部を相手側コネクタのロック孔に係合した時に生じ得る隙間（係合隙間）を、コネクタの嵌合部の側壁に設けられた傾斜部によって、相手側コネクタの嵌合凹部の開口部の一部分（例えば、縁部分）を押すことで、ロック突部の側壁がロック孔の内壁に押し付けられて、係合隙間を詰めることができるコネクタを提供する。

本発明の１つの実施形態に係るコネクタは、外部導体シェルと、複数の端子を保持して前記外部導体に収容された絶縁体とを含むケーブル側コネクタであって、
前記外部導体シェルは、
側壁を隆起させて傾斜した形状で弾性を有する傾斜部と、
相手側コネクタの相手側係合部と係合するための係合部と、
相手側コネクタの嵌合凹部と嵌合するための嵌合部と、
を含み、
前記傾斜部は、前記相手側コネクタの前記嵌合凹部の一部分が当接する、前記外部導体シェルの側壁に設けられ、
前記傾斜部が前記嵌合凹部の一部分に当接したときに、前記係合部は前記相手側係合部に隙間なく密着することを特徴とする。

本発明に係るコネクタの好ましい実施形態として、前記傾斜部は、前記外部導体シェルの１つの側壁に設けられ、当該側壁とは反対側の側壁にも設けられたことを特徴とする。

本発明に係るコネクタの好ましい実施形態として、前記傾斜部は、前記係合部が設けられた側壁と同じ面上に設けられたことを特徴とする。

本発明に係るコネクタの好ましい実施形態として、前記傾斜部は、前記係合部が設けられた側壁と異なる面上に設けられたことを特徴とする。

本発明に係るコネクタの好ましい実施形態として、前前記外部導体シェルとケーブルの接続部分を覆い、前記コネクタの先端側から前記嵌合部を露出したカバー部材と、
前記係合部と連結し、前記カバー部材に設けられた孔から露出したロック操作用ボタンとを更に含み、
前記ロック操作用ボタンを押し込むことに連動して、前記係合部が前記外部導体シェルの内側に押し込まれるように構成されたことを特徴とする。

本発明の１つの実施形態に係る相手側コネクタは、前記コネクタの前記係合部と係合可能な位置に相手側係合部を備える外部導体シェルと、
前記外部導体シェルに収容された絶縁体とを含み、
前記相手側コネクタの前記外部導体シェルは、前記コネクタの前記嵌合部と嵌合する嵌合凹部を備え、
前記コネクタとの接続時に、前記嵌合凹部の一部分が、前記コネクタの前記傾斜部に当接するように構成されたことを特徴とする。

本発明に係る相手側コネクタの好ましい実施形態として、前記コネクタとの接続時に、前記相手側コネクタの前記相手側係合部は、前記コネクタの前記係合部と係合し、前記相手側コネクタの前記嵌合凹部の一部分は、前記コネクタの前記傾斜部に当接して、前記傾斜部の弾性力で押されることによって、前記相手側係合部と前記係合部との間に隙間を生じさせないように構成されたことを特徴とする。

本発明に係る相手側コネクタの好ましい実施形態として、前前記傾斜部が当接する前記嵌合凹部の一部分は、前記嵌合凹部の縁部分であり、該縁部分から延びて外側に傾いた傾斜縁部を設けたことを特徴とする。

本発明に係るコネクタは、外部導体シェル先端側に含まれる嵌合部の側壁から隆起した傾斜部を、相手側コネクタの嵌合凹部の縁部分が当接する嵌合部の側壁部分に設けたことによって、相手側コネクタとの接続時に嵌合凹部の縁部分が、嵌合部の側壁に設けられた傾斜部の弾性力で押されて、コネクタのロック突部と相手側コネクタのロック孔との間に生じ得る係合隙間を詰めて、ガタつきを防止することができる。

また、本発明に係るコネクタ及び相手側コネクタは、従来のコネクタのようにバネ片を嵌合凹部の奥の壁に設けるのではなく、外部導体シェルの側壁から隆起した傾斜部を、相手側コネクタの嵌合凹部の縁部分が当接する位置に設けただけであるから、従来のコネクタに比べて簡単な構造とすることができる。

ケーブル側のコネクタと基板側のコネクタの外観を示す図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタの外観を示す図である。 ケーブル側のコネクタの先端側の嵌合部を構成する外部導体シェルの部品を示す図である。 基板側のコネクタの外部導体シェルの部品を示す図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタを相手側コネクタに接続した状態で、嵌合方向に沿って垂直方向にそれらコネクタを切断した断面図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、実施の形態を説明するための全ての図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、それぞれの実施形態は、独立して説明されているが、互いの構成要素を組み合わせてコネクタを構成することを排除するものではない。

図１は、基板側のコネクタ及びケーブル側のコネクタの外観を示す図である。コネクタの嵌合方向は、図中のＸ１―Ｘ２方向（Ｘ軸方向）である。基板側のコネクタ１００の先端側はＸ２方向側であり、ケーブル側のコネクタ２００の先端側はＸ１方向側である。基板３００に対して垂直な面はＸ―Ｚ平面であり、基板３００に対して水平な面（平行な面）はＸ―Ｙ平面である。図中のＺ軸方向に沿って上方及び下方を、それぞれのコネクタの上下とする。以上の事項は、その他の図においても同様である。

基板側のコネクタ１００は、ケーブル側のコネクタ２００との接続側（Ｘ２方向側）に嵌合凸部１０４を形成する複数の端子を保持する絶縁体１１２と、絶縁体１１２を内部に含む外部導体シェル１０６とから構成される。嵌合凹部１０２は、外部導体シェル１０６の嵌合側（Ｘ２側）に設けられた嵌合凸部１０４と、外部導体シェル１０６の内壁との間の空間である。外部導体シェル１０６は、当該外部導体シェル１０６を基板３００に実装して固定するためのシェル実装部１０８を含む。シェル実装部１０８は、基板３００に設けられた孔に挿入され、半田付けされるディップ端子であるが、基板の表面に実装可能な端子でも良い。

また、外部導体シェル１０６は、ケーブル側のコネクタ２００の係合部であるロック突部２０６と係合する相手側係合部としてロック孔１１０を備える。ロック孔１１０は、ケーブル側のコネクタ２００のロック突部２０６と係合できる位置に設けられる。図１では、ロック孔１１０は、コネクタ１００の外部導体シェル１０６の上下（Ｚ軸方向での上下）の側壁に設けられる。ロック孔１１０は、ロック突部２０６と係合できる構造の係合部であれば、必ずしも外部導体シェルを貫通した孔でなくてもよい。

ケーブル側のコネクタ２００は、基板側のコネクタ１００との接続側（Ｘ１方向側）に嵌合部２０４を先端側に有し、複数の端子を保持する絶縁体を内部に収めた外部導体シェル２００と、外部導体シェル２０４の孔から突出したロック突部２０６と連動するロック操作用ボタン２０８と、外部導体シェル２０４とケーブル４００との接続部分を覆うカバー部材２１０とから構成される。

嵌合部２０２は、基板側のコネクタ１００との接続時に、嵌合凹部１０２に挿入される。外部導体シェル２０４は、ロック突部２０６を内側から突出させるための孔２１８を側壁に有する。係合部であるロック突部２０６は、基板側のコネクタ１００の相手側係合部であるロック孔１１０と係合できる位置に設けられる。図１では、ロック突部２０６は、コネクタ２００の外部導体シェル２０４の上下（Ｚ軸方向での上下）の側壁に設けられる。ロック突部２０６は、ロック孔１１０と係合できる構造の係合部であればどのような構造でもよい。

ロック突部２０６は、外部導体シェル２０４の内部で、ロック操作用ボタン２０８と連結され、ロック操作用ボタン２０８を押し込むことに連動して、ロック突部２０６が押し込まれる。基板側のコネクタ１００との接続時に、ロック操作用ボタン２０８を押し込むことで、ロック突部２０６がロック孔１１０から外れて、ケーブル側のコネクタ２００は、基板側のコネクタ１００から抜くことができる。

図２は、本発明の一実施形態に係るケーブル側のコネクタを示す図であり、ケーブル側のコネクタ２００を、相手側コネクタであるコネクタ１００との嵌合側（Ｘ１側）斜めからみた斜視図である。コネクタ２００の外部導体シェル２０４は、嵌合部２０２（図１参照）の側壁（図２では、上面）に、傾斜部２１２を含む。傾斜部２１２は、外部導体シェル２０４（嵌合部２０２（図１参照））の側壁を隆起させて弾性を有するように形成される。傾斜部２１２は、相手側コネクタ（コネクタ１００）の嵌合凹部１０２の一部分（本実施形態では、縁部分）が当接する、外部導体シェル２０４の側壁に設けられる。傾斜部２１２を設ける位置は、嵌合凹部１０２の一部分が当接する位置であれば、外部導体シェル２０４のどの位置でもよい。

ケーブル側のコネクタ２００の先端には、複数の端子を絶縁体で保持した内壁を備えた挿入口２１４が設けられる。挿入口２１４は、相手側コネクタ（コネクタ１００）の嵌合凸部１０４を受け入れることができる。相手側コネクタとの接続時に、挿入口２１４の内壁に保持された複数の端子の接触部は、嵌合凸部１０４を形成する絶縁体によって保持された複数の端子の接触部に接触する。

ロック操作用ボタン２０８を押し込むことに連動して、係合部であるロック突部２０６は、外部導体シェル２０４の内側に押し込まれるように構成される。ロック突部２０６は、ロック操作用ボタン２０８で、相手側コネクタの相手側係合部と係合を解除できる構成であれば、図１から２に示す実施形態以外の構成でもよい。

図３は、ケーブル側のコネクタ先端側の嵌合部を構成する外部導体シェルの部品を示す。図３(a)は、外部導体シェル２０４をコネクタの先端側（Ｘ１側）斜め上方からみた斜視図であり、図３(b)は、外部導体シェル２０４をコネクタの先端側（Ｘ１側）の斜め下方からみた斜視図であり、図３(c)は、外部導体シェル２０４をコネクタの横方向（Ｙ軸方向）からみた側面図である。

外部導体シェル２０４の先端側（Ｘ１側）に、シェル開口部２１６を含み、シェル開口部２１６の内部には、複数の端子を保持して挿入口２１４（図２参照）を構成する絶縁体が収容される。図３(a)及び(b)に示されるように、外部導体シェル２０４の上下（Ｚ軸方向での上下）側壁には、外部導体シェル２０４の内側からロック突部２０６を外側に突出させるための貫通孔２１８が設けられる。貫通孔２１８は、相手コネクタ（コネクタ１００）の係合部であるロック孔１１０に係合できるように配置されるロック突部２０６の位置に合わせて設けることができる。また、外部導体シェル２０４の１つの側壁に、貫通孔２１８は、ロック突部２０６と共に設けられ、当該側壁とは反対側の側壁にも、貫通孔２１８とロック突部２０６を設けることができる。

傾斜部２１２は、図３(a)及び(b)に示されるように、外部導体シェル２０４の１つの側壁に設けられ、当該側壁とは反対側の側壁にも傾斜部２１２を設けることができる。傾斜部２１２は、外部導体シェル２０４の上下（Ｚ軸方向での上下）側壁に、嵌合方向（Ｘ方向）に延びる２本のスリット２１３を設けて、外部導体シェル２０４の内側から側壁を隆起させて形成される。これにより、傾斜部２１２は弾性を有する。図２及び図３を参照すると、本発明の一実施形態では、傾斜部２１２は、貫通孔２１８が設けられた位置よりも後方（Ｘ２側）の位置であって、カバー２１０カバーよりも前方（Ｘ１側）の位置に設けられている。本実施形態に限定されることなく、傾斜部２１２は、相手側コネクタの嵌合凹部の一部分と当接できる位置であればどの位置でも良く、外部導体シェルの側壁において、ロック突部２０６や貫通孔２１８と同じ面上にあってもよいし、異なる面上にあってもよい。

図４は、基板側のコネクタの外部導体シェルの部品を示す。図４(a)は、外部導体シェル１０６をコネクタの先端側（Ｘ２側）斜め上方からみた斜視図であり、図４(b)は、外部導体シェル１０６をコネクタの先端側（Ｘ２側）の斜め下方からみた斜視図であり、図４(c)は、外部導体シェル１０６をコネクタの先端側（Ｘ２側）斜め横方向からみた斜視図である。外部導体シェル１０６のシェル開口部１０３は、内部に収容した絶縁体によって形成される嵌合凸部１０４を露出させることができ、嵌合凸部１０４と外部導体シェル１０６の内壁との間の空間を、嵌合凹部１０２とすることができる。

外部導体シェル１０６のシェル開口部１０３の縁部分、すなわち、嵌合凹部１０２（図１参照）の縁部分に、該縁部分から延びて外側に傾いた傾斜縁部１０５を設けることができる。傾斜縁部１０５は、ケーブル側のコネクタ２００の傾斜部２１２と当接可能な縁部分に設けることができる。

ケーブル側のコネクタ２００の係合部であるロック突部２０６と係合する相手側係合部としてのロック孔１１０は、図４(a)及び(b)に示されるように、外部導体シェル１０６の上下（Ｚ軸方向での上下）に設けられる。ロック孔１１０は、外部導体シェル１０６の１つの側壁に設けられ、当該側壁とは反対側の側壁にも、ロック孔１１０を設けることができる。

図５は、本発明の一実施形態に係るコネクタを相手側コネクタに接続した状態で、嵌合方向（Ｘ軸方向）に沿って垂直方向（Ｚ軸方向）にそれらコネクタを切断した断面図である。ケーブル側のコネクタ２００のロック突部２０６は、相手側コネクタであるコネクタ１００のロック孔１１０に嵌ることで、コネクタの接続状態を維持することができる。傾斜部２１２の先端側（Ｘ１側）の傾斜面は、相手側コネクタの嵌合凹部１０２の縁部分に当接して、当該縁部分を傾斜部２１２の弾性力で押すことによって、ロック突部（係合部）の外壁がロック孔１１０（相手側係合部）の内壁に押し付けられるので、係合部間の隙間を生じさせないようにできる。

図５に示す実施形態では、傾斜部２１２の先端側（Ｘ１側）の傾斜面は、傾斜縁部１０５に当接し、傾斜部２１２の弾性力によって、コネクタ２００を後方（Ｘ２方向）に押し戻そうとすることによって、ロック突部２０６の後方（Ｘ２側）の後壁２１９が、ロック接触面２２０に密着し、係合隙間を防ぐことができ、ガタつきを防止することができる。その結果、ガタつきによって生じ得る高周波特性の悪化を未然に防ぐことができる。

また、コネクタ２００は、外部導体シェル２０４の側壁から隆起した傾斜部２１２を、相手側コネクタ（コネクタ１００）の嵌合凹部１０２の縁部分が当接する位置に設けただけであるから、バネ片を嵌合凹部の奥の壁に設ける従来のコネクタに比べて、コネクタ２００及びコネクタ１００の構造を簡略化することができる。

本発明に係るコネクタは、高周波信号を扱う計測機器等の電子機器によって、高い周波数の電気信号を伝送するために、機器間をケーブルで接続する際に利用することができる。

１００ コネクタ
１０２ 嵌合凹部
１０３ シェル開口部
１０４ 嵌合凸部
１０５ 傾斜縁部
１０６ 外部導体シェル
１０８ シェル実装部
１１０ ロック孔
１１２ 絶縁体
１２０ 端子群
１２２ 端子実装部
１２４ 接触部
１２６ 屈曲部
１２８ 屈曲部
１３０ 屈曲部
１３２ 端子実装部
２００ コネクタ
２０２ 嵌合部
２０４ 外部導体シェル
２０６ ロック突部
２０８ ロック操作用ボタン
２１０ カバー部材
２１２ 傾斜部
２１３ スリット
２１４ 挿入口
２１６ シェル開口部
２１８ 貫通孔
２１９ 後壁
２２０ ロック接触面
３００ 基板
４００ ケーブル

Claims (8)

1. 外部導体シェルと、複数の端子を保持して前記外部導体シェルに収容された絶縁体とを含むケーブル側コネクタであって、
   前記外部導体シェルは、
   側壁を隆起させて傾斜した形状で弾性を有する傾斜部と、
   相手側コネクタの相手側係合部と係合するための係合部と、
   相手側コネクタの嵌合凹部と嵌合するための嵌合部と、
   を含み、
   前記傾斜部は、前記相手側コネクタの前記嵌合凹部の一部分が当接する、前記外部導体シェルの側壁において、前記係合部が設けられた位置よりも後方の位置に設けられ、
   前記傾斜部が前記嵌合凹部の一部分に当接したときに、前記係合部は前記相手側係合部に隙間なく密着することを特徴とするコネクタ。
2. 前記傾斜部は、前記外部導体シェルの１つの側壁に設けられ、当該側壁とは反対側の側壁にも設けられたことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記傾斜部は、前記係合部が設けられた側壁と同じ面上に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 前記傾斜部は、前記係合部が設けられた側壁とは異なる面上に設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のコネクタ。
5. 前記外部導体シェルとケーブルの接続部分を覆い、前記コネクタの先端側から前記嵌合部を露出したカバー部材と、
   前記係合部と連結し、前記カバー部材に設けられた孔から露出したロック操作用ボタンとを更に含み、
   前記ロック操作用ボタンを押し込むことに連動して、前記係合部が前記外部導体シェルの内側に押し込まれるように構成されたこと
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコネクタ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のコネクタと接続される相手側コネクタであって、
   前記コネクタの前記係合部と係合可能な位置に相手側係合部を備える外部導体シェルと、
   前記外部導体シェルに収容された絶縁体とを含み、
   前記相手側コネクタの前記外部導体シェルは、前記コネクタの前記嵌合部と嵌合する嵌合凹部を備え、
   前記コネクタとの接続時に、前記嵌合凹部の一部分が、前記コネクタの前記傾斜部に当接するように構成されたこと
   を特徴とする相手側コネクタ。
7. 前記コネクタとの接続時に、前記相手側コネクタの前記相手側係合部は、前記コネクタの前記係合部と係合し、前記相手側コネクタの前記嵌合凹部の一部分は、前記コネクタの前記傾斜部に当接して、前記傾斜部の弾性力で押されることによって、前記相手側係合部と前記係合部との間に隙間を生じさせないように構成されたこと
   を特徴とする請求項６に記載の相手側コネクタ。
8. 前記傾斜部が当接する前記嵌合凹部の一部分は、前記嵌合凹部の縁部分であり、該縁部分から延びて外側に傾いた傾斜縁部を設けたこと
   を特徴とする請求項６又は７に記載の相手側コネクタ。

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