JP7613839B2 - 電気コネクタの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、気コネクタの製造方法に関する。
一般に、スマートフォンやタブレットコンピュータ等の種々の電子機器又は電気機器において、信号伝送用の同軸ケーブルを、電気コネクタを介して配線基板に接続することが広く行われている。このような電気コネクタにおいて、同軸ケーブルの中心導体を導電性のコンタクト(端子)に接続する工程を行う際に、超音波振動を付与することが、例えば下記の特許文献において提案されている。当該特許文献に開示された製造方法では、まずコンタクト(端子)をハウジングに固定し、その後に同軸ケーブルの中心導体をコンタクト(端子)に当接させてから、ホーン及びアンビル等の治具をハウジングの内部に挿入しており、これらホーンとアンビルとの間に、同軸ケーブルの中心導体及びコンタクト(端子)を挟み込んだ状態で超音波振動を付与するようにしている。
特開2018-60727号公報
しかしながら、上述したように超音波振動を付与するホーンやアンビル等の治具を、ハウジングの内部に挿入して使用する場合には、ハウジングの設計を行うにあたって、ホーンやアンビル等の治具を挿入するためのスペースを考量しなければならない等の制約を受けることとなり、設計の自由度が低くなって、例えば、小型化を行うことが困難になるおそれがある。また、超音波振動を付与するホーンやアンビル等の治具を設計するにあたっても、ハウジングの構造に基づく制約を受けることとなり、例えば、超音波振動を付与する際の最適な共振点を得るための設計ができなくなって、同軸ケーブルの中心導体とコンタクトとの十分な接合強度を得ることができないことも考えられる。
特に、近年の電気コネクタにおいては、信号の高周波化に加えて、大幅な小型化が要請されていることから、同軸ケーブルの中心導体とコンタクトとの接合強度が低下する傾向になりつつある。そのため、電気コネクタの小型化を図りつつも、同軸ケーブルの中心導体をコンタクトに高い強度で接合して、電気的な接続安定性を向上させることができるようにした構造が必要になっている。
そこで本発明は、ハウジング及びホーンやアンビル等の治具の設計上の自由度を高くすることによって、小型化を可能としつつ接合強度の向上を図ることができるようにした電気コネクタの製造方法を提供すること目的とする。
記目的を達成するため請求項1にかかる発明においては、絶縁性部材からなるハウジングに、導電性部材からなる信号伝送用のコンタクトを装着する一方、前記コンタクトに同軸ケーブルの中心導体を接続する電気コネクタの製造方法において、前記ハウジングに装着する前における前記コンタクトに、前記同軸ケーブルの中心導体を接触させた状態で超音波振動を付与することにより、前記同軸ケーブルの中心導体を前記コンタクトに接合したコンタクト組立体を形成する超音波振動による接合工程を行った後に、前記超音波振動による接合工程で形成した前記コンタクト組立体のコンタクトを、前記ハウジングに装着する組付け工程を行うようにしている。
このような電気コネクタの製造方法によれば、超音波振動を付与するホーンやアンビル等の治具が、ハウジングとは別に独立した場所で使用されることから、従来のようにハウジングの内部に挿入して使用されることがなくなり、その分、ハウジングを設計する際の制約が小さくなって設計の自由度が高くなり、電気コネクタの小型化等を容易に図ることができる。また、超音波振動を付与するホーンやアンビル等の治具の方も、ハウジングの構造の制約を受けなくなることから、最適な共振点を得るための設計が可能となり、効率的な超音波振動を付与することができることによって同軸ケーブルの中心導体とコンタクトとの十分な接合強度を容易に得られる。
このとき、請求項2にかかる発明のように、前記組付け工程において、前記コンタクト組立体のコンタクトを前記ハウジングに圧入することにより装着することが可能である。
また、請求項3にかかる発明のように、前記組付け工程において、前記コンタクト組立体を金型の内部にセットした後にインサート成形により前記ハウジングを成形することが可能である。
このような電気コネクタの製造方法によれば、コンタクトと同軸ケーブルの中心導体との接続部分が、ハウジングにより保持された状態となることから、電気コネクタの電気的な接続状態が安定化されるとともに強度の向上が図られる。
さらに、請求項4にかかる発明のように、前記超音波振動による接合工程において、前記同軸ケーブルの中心導体にホーンの先端面を当接させるとともに、前記コンタクトにアンビルを当接させ、前記ホーンとアンビルとの間に、前記コンタクトと前記同軸ケーブルの中心導体とを挟み込んだ状態で超音波振動を付与する方法であって、前記ホーンの先端面に、前記同軸ケーブルの中心導体を収容する凹部を設けることも可能である。
さらにまた、請求項5にかかる発明のように、前記ホーンに設けた凹部を、前記同軸ケーブルの中心導体の延在方向に沿って延びる溝状部とし、前記溝状部が、前記同軸ケーブルの中心導体に対応した溝幅を有する溝開口部と、当該溝開口部から前記溝状部の底である溝底部に向かって互いに対向した状態で延在する一対の溝側壁部とを有し、前記一対の溝側壁部は、当該一対の溝側壁部同士の間隔が、前記溝開口部から前記溝底部に向かって狭くなっていることが望ましい。
このような構成を備えた電気コネクタの製造方法によれば、同軸ケーブルの中心導体及びコンタクトに対して、ホーンに設けられた傾斜面からなる溝側壁部を介して超音波振動が効率的に伝達される
以上述べたように本発明は、電気コネクタの小型化を図りつつ接合強度を向上させることができる。
本発明の一実施形態にかかる方法を適用して製造した電気コネクタ(プラグコネクタ)に同軸ケーブルを連結した状態を前方の上方から表した外観斜視説明図である。 図1に示された電気コネクタ(プラグコネクタ)の平面説明図である。 図2中のIII-III線に沿った縦断面説明図である。 図1乃至図3に示された電気コネクタ(プラグコネクタ)において、コンタクトが装着される前の初期状態を後方の上方から表した外観斜視説図である。 図4に示された電気コネクタ(プラグコネクタ)の平面説明図である。 内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)の上方に同軸ケーブルの端末部分を対向して配置した状態を前方の上方から表した外観斜視説明図である。 アンビル上に内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)をセットした状態を表した側面説明図である。 図7に示された状態の背面説明図である。 アンビル上に保持した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)の上方に、同軸ケーブルの中心導体(信号線)の端末部分を配置し、さらにその同軸ケーブルの中心導体(信号線)の上方にホーンを対向して配置した接合前の状態を表した側面説明図である。 図9中のX-X線に沿った断面説明図である。 アンビル上に保持した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)に、同軸ケーブルの中心導体(信号線)の端末部分を上方から接触させた後、ホーンを下降する過程を表した側面説明図である。 図11中のXII-XII線に沿った断面説明図である。 図11に示された状態からホーンを下降させることによって、同軸ケーブルの中心導体(信号線)の端末部分にホーンの先端面(下端面)を押し付け、ホーンを通して超音波振動を付与することによる接合工程を行っている状態を表し、ホーンが下降端に達した側面説明図である。 図13中のXIV-XIV線に沿った断面説明図である。 図14の状態からホーンを上昇させた断面説明図である。 内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)の後端部分に対して同軸ケーブルの中心導体(信号線)の接合を終えた状態を前方の上方から表した外観斜視説明図である。 内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)に同軸ケーブルの中心導体(信号線)を接合したコンタクト組立体を、初期状態にある電気コネクタ(プラグコネクタ)の上方に対向して配置した状態を後方の上方から表した外観斜視説明図である。 図17に示された状態から、初期状態にある電気コネクタ(プラグコネクタ)のコンタクト収容空間にコンタクト組立体を挿入し、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)をハウジングに圧入により装着した状態を後方の上方から表した外観斜視説明図である。 図18に示された、電気コネクタ(プラグコネクタ)に対するコンタクト組立体の内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)の装着状態を表した側面説明図である。 本発明の他の実施形態にかかる電気コネクタ(プラグコネクタ)に同軸ケーブルが連結された状態を表した縦断面説明図である。 本発明のさらに他の実施形態にかかる同軸ケーブルの端末部分を前方の上方から表した外観斜視説明図である。 図21に示した実施形態にかかる同軸ケーブルの中心導体(信号線)の端末部分の上方にホーンを対向して配置した正面説明図である。 本発明のさらに他の実施形態にかかる同軸ケーブルの端末部分を前方の上方から表した外観斜視説明図である。 図23に示した実施形態にかかる同軸ケーブルの中心導体(信号線)の端末部分の上方にホーン(又はその他の成形金型)を対向して配置した正面説明図である。 本発明のさらに他の実施形態にかかる同軸ケーブルの端末部分を前方の上方から表した外観斜視説明図である。 図25に示した実施形態にかかる同軸ケーブルの中心導体(信号線)の端末部分の上方にホーン(又はその他の成形金型)を対向して配置した正面説明図である。 本発明のさらに他の実施形態にかかる同軸ケーブルの端末部分を前方の上方から表した外観斜視説明図である。 図27に示した実施形態にかかる同軸ケーブルの中心導体(信号線)の端末部分の上方にホーン(又はその他の成形金型)を対向して配置した正面説明図である。 図21~図29に示した本発明の他の実施形態にかかる同軸ケーブルの中心導体(信号線)が接続される内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)の単品を前方の上方から見たときの外観斜視説明図である。 図29に示した本発明の他の実施形態にかかる内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)の単品を後方の上方から見たときの外観斜視説明図である。 29及び図30に示された内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)に、同軸ケーブルの中心導体(信号線)が接合された状態を後方の上方から表した外観斜視説明図である。 図3の状態から、シールドシェルを閉塞状態として本発明の他の実施形態にかかる電気コネクタを完成品と状態を表した側面説明図である。 図3中のXXXIII-XXXIII線に沿った断面説明図である。
以下、同軸ケーブル用の電気コネクタに本発明を適用した実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
[電気コネクタの全体構造について]
まず、図1~図3に示されているように、本発明の方法を適用して製造した第1の実施形態にかかる電気コネクタを構成しているプラグコネクタ10には、同軸ケーブルSCの端末部分が連結されており、その同軸ケーブルSCが連結されたプラグコネクタ10が、図示を省略した所定の配線基板の主面上に実装されたリセプタクルコネクタなどからなる相手電気コネクタ(図示省略)に対して上方から差し込むようにして嵌合され、又はその嵌合状態から抜去が行われる構成になされている。そのときの相手電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)に対するプラグコネクタ10の嵌合・抜去の作業は、配線基板の主面に対して略直交する方向に行われる。
より具体的に説明すると、図1に示される様に、上述したプラグコネクタ10における前方部分に配置された嵌合部分は、略円筒形状をなすように形成されており、その略円筒形状をなす嵌合部分に対して、径方向の外方における一方向(後方)から同軸ケーブルSCの端末部が連結された状態になされる。そして、嵌合の相手となる電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)の被嵌合部分の上方に、上述したプラグコネクタ10の嵌合部分が対向した状態に配置された後に、当該プラグコネクタ10の全体が、印刷配線基板の外表面(主面)に対して略直交する方向に下降されていくことによって、プラグコネクタ10における嵌合部分の下端部分が、相手電気コネクタにおける被嵌合部分の上端部分に対して嵌合された状態になされる。
このように嵌合の相手電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)に対して、プラグコネクタ10が上方から差し込まれて嵌合状態になされることで、同軸ケーブルSCが、プラグコネクタ10及び相手電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)を介して配線基板上の配線パターンの導電路に接続された状態となり、信号の伝送が行われることとなる。
ここにおいて、上述した相手電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)に対して、プラグコネクタ10を差し込む方向を「下方向」(図示Z軸の負方向)とし、それとは反対に抜き出す抜去方向を「上方向」(図示Z軸の正方向)とする。また、同軸ケーブルSCは、プラグコネクタ10の「背面」から、配線基板の表面に平行となる「水平方向」に延在するものとし、当該同軸ケーブルSCが、プラグコネクタ10から延出する方向を「後方」(図示Y軸の負方向)、その反対方向を「前方」(図示Y軸の正方向)とする。さらに、それらの「上下方向」(図示Z軸の正負方向)及び「前後方向」(図示Y軸の正負方向)の双方に直交する方向を「左右方向」(図示X軸の正負方向)とする。
[同軸ケーブルについて]
このときの同軸ケーブルSCは、特に図6に示されているように、当該同軸ケーブルSCの中心部分に導線からなる中心導体(信号線)SCaを有しているとともに、その中心導体(信号線)SCaの径方向の外方に、環状をなす誘電体SCcを介して、外部導体(シールド線)SCbが同軸状に積層配置されている。さらに、外部導体(シールド線)SCbの外表面は、外周被覆材SCdにより覆われている。
このような構成をなす同軸ケーブルSCの端末部分では、外周被覆材SCdが皮剥きされることによって、外部導体(シールド線)SCbが外方に露出された状態になされ、さらに、その外部導体(シールド線)SCb及び誘電体SCcが皮剥きされることによって、中心導体(信号線)SCaが外方に露出された状態になされる。そして、当該同軸ケーブルSCの中心軸に沿うようにして配置された中心導体SCaの端末部分が、絶縁ハウジング11に装着される内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12に接合され、電気的に接続状態になされることによって信号回路が構成される。
ここで、本実施形態における同軸ケーブルSCの中心導体SCaは、銅成分を主成分とした線状の導電性部材から形成されているとともに、当該中心導体SCaの外表面には、銀メッキが施されている。そして、特に図6に示されているように、銀メッキが施された中心導体SCaの端末部分、すなわち皮剥きによって外方に露出している部分は、絶縁ハウジング11に装着される内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12に対して後述する製造方法によって接合されることにより、当該中心導体SCaの延在方向と直交する方向の断面が「多角形状」になされる。本実施形態における「多角形状」の具体的な形状としては、略三角形状が採用されており、その略三角形状をなす三辺のうちの一辺(下辺)が、上述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の平板部12cにおける「前方」寄りの平坦面に対して接合状態になされる。
また、そのような同軸ケーブルSCの中心導体SCaの端末部分における断面形状を構成している「略三角形状」の一辺、より具体的には、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12に接合されている一辺(下辺)の両端からは、一対の他辺が斜め上方に向かって延びているが、これら一対の他辺同士の距離は、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12から離れる方向である「上方向」において連続的に縮小している。
このとき、上述した同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaにおける延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向の断面は、少なくとも三辺を有する形状から構成されれば良く、当該断面形状を構成する三辺のうち、二辺によって挟まれる部分の辺は、直線でも曲線でも良く、さらに角状であっても良い。
このように、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの断面形状、より詳細には延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向の断面形状が「略三角形状」になされている本実施形態においては、特に図16及び図17に示されているように、前記中心導体(信号線)SCaにおける三辺の各々を有する3つの各平坦面のうち、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の平板部12cに接続される下面が「第1の面部」になされている。その本実施形態における「第1の面部」は、中心導体(信号線)SCaの延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる単体の平坦面からなるとともに、当該「第1の面部」に対して上方から対向するように配置された「第2の面部」が、中心導体(信号線)SCaの延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる2つの各平坦面から構成されている。
そして、これらの「第1の面部」及び「第2の面部」を構成している3つの平坦面の各々は、同軸ケーブルSCの延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それぞれの平坦面における一方の端縁同士が、直接的に連結された構成になされている。
すなわち、当初、図6のような円形の断面形状をなして延在する同軸ケーブルSCの中心導体SCaを、絶縁ハウジング11に装着される内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12に対して、図16及び図17に示されているように上方から接合し、結果として、同軸ケーブルSCの中心導体SCaを「略三角形状」の断面形状とするにあたっては、超音波振動を用いた方法が採用されるが、その具体的な接合方法、及び内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12を絶縁ハウジング11に装着する方法等については、本発明の要旨として後段において詳細に説明する。
[絶縁ハウジングについて]
本実施形態にかかる絶縁ハウジング11は、絶縁性の材料により形成された基枠状の部材から形成されており、当該絶縁ハウジング11に、上述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12と、グランドコンタクト部材としてのシールドシェル13とが、絶縁された状態で装着されている。これらを装着する構造については後述するが、本実施形態にかかる絶縁ハウジング11は、超音波振動を付与するホーンやアンビル等の冶具が内部に挿入されない構造を有しているので、設計の自由度が高い構成となっている。
すなわち、上述した絶縁ハウジング11は、特に図4及び図5に示されているように、略円筒状の嵌合本体部11aを有しているとともに、その嵌合本体部11aにおける後方の端部分(図示Y軸の負方向部分)からは、結線支持部11bが「後方」(図示Y軸の負方向)に向かって略水平に突出している。それらの嵌合本体部11a及び結線支持部11bには、前述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12を収容するコンタクト収容空間11cが、「上方」(図示Z軸の正方向)に向かって開口した状態で形成されている。
より具体的には、まず嵌合本体部11aは、中空状をなす略円筒状体から形成されており、当該嵌合本体部11aの径方向の中央部分に貫通形成された中空部分が、上述したコンタクト収容空間11cの一部を構成している。また、結線支持部11bは、「上方」(図示Z軸の正方向)に開口する断面略矩形状をなす樋状に形成されており、当該結線支持部11bの内方空間部分が、上述したコンタクト収容空間11cの主たる部分を構成している。このようにコンタクト収容空間11cは、結線支持部11bから嵌合本体部11aまで樋状をなして連通する空間部分から構成されている。
そして、そのコンタクト収容空間11cを構成している結線支持部11b及び嵌合本体部11aの内壁面のうちの底壁面11dには、略水平に延在する内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12が、圧入されることによって装着状態になされることとなる。
[シグナルコンタクト部材について]
ここで、上述したように絶縁ハウジング11に対して圧入により装着される内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12は、導電性の部材からなる接続端子としての機能を有するものであって、図6に示されるように「前後方向」(図示Y軸の正負方向)に沿って平板部12cが細長状に延在する帯板状部材から構成されている。
当該内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の平板部12cの延在方向(図示Y軸の正負方向で表される前後方向)における略中央部分には、絶縁ハウジング11に圧入される一対の係止片12a,12aが形成されている。これらの係止片12a,12aは、平板部12cにおける「左右方向」(図示X軸の正負方向で表される板幅方向)の両端縁部から外方に向かって板状に突出しており、当該両係止片12a,12aが、上述した絶縁ハウジング11の結線支持部11bの内壁面に対して食い込むように係合されることによって、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の全体が固定状態に維持されるようになっている。(固定後の状態を図18及び図19に示す)
このような内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の平板部12cにおける「後方」(図示Y軸の負方向)寄りの平坦部分には、前述した同軸ケーブルSCの中心導体SCaの端末部分が「上方」(図示Z軸の正方向)から載置された状態で、後述する方法によって接合された状態になされる。一方、図6に示されるように、当該内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の平板部12cにおける「前方」(図示Y軸の正方向)寄りの部分には、「左右方向」(図示X軸の正負方向)である板幅方向の両端縁部から「下方」(図示Z軸の負方向)に向かって、一対の弾性バネ部12b,12bが一体的に延出している。それらの両弾性バネ部12b,12bは、完成後の状態を示す図3に示されるように、絶縁ハウジング11の嵌合本体部11aに設けられた貫通穴の内部に挿入されており、当該嵌合本体部11aにおける貫通穴の内部において、両弾性バネ部12b,12bが「左右方向」(図示X軸の正負方向)に間隔をなして対向した状態に配置されている。
そして、絶縁ハウジング11の嵌合本体部11aにおける下方部分が、嵌合の相手電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)に挿入された際に、当該嵌合の相手電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)に設けられたピン形状等をなす信号導電コンタクト(図示省略)が、上述した両弾性バネ部12b,12b同士の間部分に接触した状態で挿入され、それによって電気的に接続された状態になされることで、信号伝送回路が形成されるようになっている。
尚、本実施形態における平板部12cは、一対の弾性バネ部12b,12bが一体的に延出している後端部分から前端部分(図示Y軸の正方向の端部分)に至るまで平坦状をなす状態で延在しているが、弾性バネ部12b,12bより段差を介して延在する構成とすることも可能である。
[シールドシェルについて]
一方、絶縁ハウジング11の外周部分は、薄板状金属部材からなるシールドシェル13により覆われており、そのシールドシェル13に対して、上述した同軸ケーブルSCの中心導体SCaを取り囲む外部導体SCbが接触して電気的な接続状態になされ、それによって当該シールドシェル13が、接地用の導電部材として機能し、グランド回路が形成されるようになっている。
このように絶縁ハウジング11の外表面を覆っている薄板状金属部材からなるシールドシェル13は、特に図4及び図5に示されているように、絶縁ハウジング11の嵌合本体部11a及び結線支持部11bをそれぞれ部分的に覆う外部導体シェル13a及びシェル突出部13bから構成されている。そのうちの外部導体シェル13aは、主として絶縁ハウジング11の嵌合本体部11aを径方向の外方から環状に覆う略中空円筒状のグランドコンタクト部材を構成している。
すなわち、当該外部導体シェル(グランドコンタクト部材)13aは、上述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の周囲を外方から取り囲むように配置されており、その外部導体シェル(グランドコンタクト部材)13aの下方部分は、相手電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)の径方向における外方部分に外嵌される略円筒形状を有している。そして、その外部導体シェル(グランドコンタクト部材)13aの下方部分に設けられた環状凹溝からなる嵌合係合部13dが、嵌合の相手電気コネクタ(リセプタクルコネクタ等)に設けられた連結係止部(図示省略)に対して、弾性的な嵌合関係になされることによって電気的に接続される構成になされている。
さらに、この外部導体シェル13aの上端縁を構成している環状の「上方」(図示Z軸の正方向)の開口部分には、上述した絶縁ハウジング11の嵌合本体部11a及び結線支持部11bを「上方」(図示Z軸の正方向)から覆うシェル蓋部13cが開閉可能に連結されている。すなわち、このシールドシェル13のシェル蓋部13cは、外部導体シェル13aにおける「前方」(図示Y軸の正方向)の端縁部分に、細幅の板状部材からなる繋ぎ部材13c1を介して開閉可能に連結されており、同軸ケーブルSCが接続される前における初期状態においては、特に図4及び図5に示されているように、「上方」(図示Z軸の正方向)に立ち上がった開放状態になされている。
そして、詳細については後段において説明するが、特に図4及び図5に示されたシールドシェル13の開放状態(初期状態)において、同軸ケーブルSCの中心導体SCaが接合された後の内部導体コンタクト(後に詳述するコンタクト組立体CA(図16参照)を構成する部材)が、絶縁ハウジング11に設けられたコンタクト収容空間11cの内部に「上方」(図示Z軸の正方向)から載置されるようにして挿入され、圧入が行われることで内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12が装着状態になされる。その後、上述した繋ぎ部材13c1が略直角に折り曲げられるようにして、シールドシェル13のシェル蓋部13cが略水平状態まで押し倒され、それによって絶縁ハウジング11の嵌合本体部11a及び結線支持部11bの全体が、シェル蓋部13cにより上方から覆われて、シールドシェル13が閉塞状態(図1~図3参照)になされるようになっている。
このときのシェル蓋部13cは、上述したように略水平状態まで押し倒されて閉塞された際に、外部導体シェル13aの「上方」(図示Z軸の正方向)の開口部分を覆うように被せられる構造になされているが、その略水平状態まで押し倒されたシェル蓋部13cにおける「後方」(図示Y軸の負方向)寄りの部分は、後方カバー部13c2になされており、当該後方カバー部13c2が、絶縁ハウジング11の結線支持部11b及びシールドシェル13のシェル突出部13b、並びに同軸ケーブルSCにおける外部導体(シールド線)SCbを上方から覆う構成になされている。
この後方カバー部13c2は、上述したようにシェル蓋部13cにおける「後方」(図示Y軸の負方向)寄りの部分を構成しているが、当該後方カバー部13c2における「左右方向」(図示X軸の正負方向)の両側縁部には、一対の舌片状部材からなる第1固定保持板13c3及び第2固定保持板13c4が、フランジ板状をなすように設けられている。そのうちの第1固定保持板13c3は、シールドシェル13の固定シェル部13bを外方側から覆うように折り曲げられてカシメ固定される構成になされている。
すなわち、これら一対の第1固定保持板13c3,13c3を構成している両フランジ板は、シェル蓋部13cが略水平状態まで押し倒された際に、シールドシェル13のシェル突出部13bにおける「左右方向」(図示X軸の正負方向)の外方に位置するように配置され、その状態からカシメを行うようにシェル突出部13bの両外壁面に沿ってコネクタ内方に折り曲げられ、それによって外部導体シェル13aに対するシェル蓋部13cの固定が行われるとともに、「左右方向」(図示X軸の正負方向)において、絶縁ハウジング11の結線支持部11bの外表面を覆うシェル突出部13bが、シェル蓋部13cに固定されるようになっている。
また、これらの第1固定保持板13c3,13c3には、「左右方向」(図示X軸の正負方向)におけるコネクタ内方に向けて突出する凸部13c5,13c5が設けられており(図4参照)、当該第1固定保持板13c3,13c3がコネクタ内方に折り曲げられた際に、同軸ケーブルSCにおける外部導体(シールド線)SCbの一部に対して凸部13c5,13c5が接触する様に形成されている。
さらに、第2固定保持板13c4は、上述した第1固定保持板13c3の「後方」(図示Y軸の負方向)に隣接して並列するように設けられており、比較的小型のフランジ板から形成されている。この第2固定保持板13c4は、同軸ケーブルSCにおける外部導体(シールド線)SCbを外方から覆うように折り曲げられてカシメによる固定が行われる構成になされている。
すなわち、その第2固定保持板13c4を構成している両フランジ板は、シェル蓋部13cが略水平状態まで押し倒された際に、同軸ケーブルSCにおける外部導体(シールド線)SCbの外方に位置するように配置され、その状態からカシメを行うようにコネクタ内方に折り曲げられる。それによって、同軸ケーブルSCの外部導体(シールド線)SCbに対するシェル蓋部13cの固定が行われるとともに、外部導体SCbが、第2固定保持板13c4に接触することで、シールドシェル13によるグランド回路が構成されるようになっている。
尚、本実施形態における外部導体SCbは、第2固定保持板13c4に接触することとしているが、さらに前方の固定保持板を設けることで外周被覆材SCdを固定する様にしても良い。
[コンタクト組立体を形成する方法、及び内部導体コンタクトの組付け方法について]
次に、アンビル及びホーンを用いた超音波振動による接合により、前述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12に同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaを接合してコンタクト組立体を形成する方法、並びに超音波振動による接合により形成したコンタクト組立体を絶縁ハウジング11に装着する方法に関する実施形態を、図面に基づいて具体的に説明する。
まず、図7及び図8に示されているように、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12と、超音波振動の受け部材となるアンビルTAとを用意し、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の下面に、アンビルTAの上端面を当接させる。
次に、図9及び図10に示されているように、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaとホーンTHとを用意し、それぞれアンビルTAの「上方」(図示Z軸の正方向)に対向するように配置する。そして、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の単体における平板部12cの「後方」(図示Y軸の負方向)寄りの平坦部分に対して、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの端末部分を「上方」(図示Z軸の正方向)から対向させた状態(図9及び図10の状態)にした後、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaを図示Z軸の負方向に下降させることによって、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12における「後方」(図示Y軸の負方向)の平坦部分に、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの端末部分を「上方」(図示Z軸の正方向)から接触させた状態とする。
次に、図11及び図12に示されているように、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の「上方」(図示Z軸の正方向)に接触している同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの端末部分に対して、超音波振動を付与するホーンTHの先端面(下端面)を図示Z軸の負方向に下降させて「上方」(図示Z軸の正方向)から当接させた状態とする。そして、特に図11及び図12に示された状態では、ホーンTHとアンビルTAとが上下に対向している隙間が、予め決められた「α」になされており、その隙間αを有する状態から、ホーンTHによって加熱・加圧を伴う超音波振動の付与を開始し、徐々にホーンTHを下降させて行くことで、図13及び図14に示された状態、すなわちホーンTHとアンビルTAとの隙間を、予め決められた「β」となるまで変化させた状態とする。
このように、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12と、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaとを、ホーンTHとアンビルTAとの間に挟み込んだ状態からホーンTHを通して必要な超音波振動を付与することによって、超音波振動による接合工程が行われることとなるが、そのような接合工程を実行した後に、図15に示されているように、ホーンTHを元の位置まで図示Z軸の正方向に上昇させることによって、図16に示されているような、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12に、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaを強固に接合したコンタクト組立体CAが形成されることとなる。
このとき、上述した同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaに対して「上方」(図示Z軸の正方向)から接触するホーンTHの先端面(下端面)には、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaを収容する凹部THaが設けられている。このホーンTHの先端面(下端面)に設けられた凹部THaは、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの延在方向(前後方向)に沿って延びる溝状部から形成されている。この凹部THaを形成している溝状部は、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの外径に対応した溝幅を有する溝開口部を、前記ホーンTHの先端面(下端面)に備えているとともに、その溝開口部から溝状部の底部に向かう方向(図10の上方)に延在する一対のテーパ面からなる溝側壁部THb,THbを有している。
より詳細には、上述したホーンTHの先端面(下端面)の凹部THaを構成している溝状部は、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの延在方向と直交する方向の断面形状がV字状になされている。具体的には、当該凹部THaの溝状部を構成している一対のテーパ面からなる溝側壁部THb,THb同士の間隔が、下端の溝開口部において最大の溝幅になされているとともに、当該溝開口部から溝状部の底部に向かう上方向に連続的に縮小する構成になされている。
これらの溝側壁部THb,THbは、「前後方向」(図示Y軸の正負方向)に沿って延在する2つの平坦面から構成されている。そして、それぞれの溝側壁部THbを構成している2つの平坦面の各々は、延在方向(Y軸の正負方向)に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それら2つの端縁における一方の端縁同士が、直接的に連結された構成になされている。
このように、ホーンTHの先端面(下端面)に設けられた凹部THaの断面形状を、V字状としておけば、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCa及び内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12に対して、ホーンTHのテーパ面からなる溝側壁部THb,THbを介して超音波振動が効率的に伝達される。
上述したような凹部THaを有するホーンTHを用いてコンタクト組立体CAを形成する本実施形態では、コンタクト組立体CAにおける同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの端末部分が、ホーンTHの凹部THaに対応した断面形状に塑性変形して形成されることから、当該中心導体SCaの延在方向と直交する方向の断面が、多角形状(略三角形状)をなす形状となる。(図14及び図16参照)すなわち、中心導体(信号線)SCaの一辺(内部導体コンタクト12に接触している辺)における両端から延びる一対の他辺は、内部導体コンタクト12から離れる方向において、連続的に狭くなっている。
この場合、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの端末部分が、単線の場合はその一部が塑性変形して多角形状(略三角形状)に形成されるが、複数の線からなる撚り線の場合には、夫々の線が一体的に塑性変形して多角形状(略三角形状)に形成されることとなる。
なお、本実施形態の場合、ホーンTHの先端面における溝状部の断面形状としてはV字状であるとしたが、一対の溝側壁部THb,THb同士の間隔が、溝開口部から溝底部に向かって狭くなっていれば、異なる形状であっても良い。例えば、溝側壁部THbが階段状に形成されても良い。また、ホーンTHの溝底部は、角状であっても、曲線状であっても、あるいは、直線状であっても良い。そして、結果として形成される同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの端末部分は、ホーンTHの先端面における溝状部の断面形状が反映されることとなる。
次に、前述した超音波振動による接合工程によって形成されたコンタクト組立体CAを、超音波振動の受け部材となるアンビルTAから取り出し、絶縁ハウジング11に装着する組付け工程が行われる。この組付け工程では、まず図17に示されているように、適宜の手段で保持したコンタクト組立体CAを、既にシールドシェル13に組み付けられた絶縁ハウジング11のコンタクト収容空間11cの「上方」(図示Z軸の正方向)に配置し、当該コンタクト組立体CAの内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12を、コンタクト収容空間11cの内部に向かって挿入する。これによって、特に図18及び図19に示されているように、コンタクト組立体CAの装着が行われるが、このときのコンタクト組立体CAの装着は、当該コンタクト組立体CAを構成している内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の係止部12aを、絶縁ハウジング11に食い込ませて圧入することで行われる。
このようなプラグコネクタ10の製造方法によれば、超音波振動を付与するホーンTHやアンビルTA等の治具が、絶縁ハウジング11とは別に独立した場所で使用され、従来のように絶縁ハウジング11の内部に挿入して使用されることがなくなる。従って、その分、絶縁ハウジング11を設計する際の制約が小さくなり、設計の自由度が高くなることから、プラグコネクタ10の小型化等を容易に図ることができる。また、超音波振動を付与する治具であるホーンTHやアンビルTAの方も、絶縁ハウジング11の構造の制約を受けなくなることから、最適な共振点を得るための設計が可能となり、効率的な超音波振動を付与することによって十分な接合強度を容易に得られる。
以上のようにして得られたプラグコネクタ10の半完成品(図18及び図19参照)に対し、繋ぎ部材13c1を略直角に折り曲げるようにして、シールドシェル13を閉塞状態とし、さらに第1固定保持板13c3及び第2固定保持板13c4を外方から覆うように折り曲げカシメ固定することによって、電気コネクタ10が完成状態になされる。
このとき、本実施形態における同軸ケーブルSCの中心導体SCaの端末部分には、前述したように「銀メッキ」が施されているが、接合の相手となる内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)12の平板部12cには、少なくとも同軸ケーブルSCの中心導体SCaが接合される部位に「金メッキ」が施されている。このように金(Au)-銀(Ag)の組み合わせた状態で超音波振動による接合を行った場合にあっては、下記の表1に示されているように、その他の金属同士の組み合わせ(Au-Sn、Ni-Ag、Ni-Sn)で超音波振動の接合を行った場合に比して、より大きな接合強度(Ave.)が得られるとともに、接合強度のバラツキ(σ)も少なくなることが、本発明者らの実験によって判明している。
Figure 0007613839000001
次に、上述した実施形態と同一の部材に付した符号に「10」を加算して表した図20にかかる他の実施形態の構成を説明する。
すなわち、図20に示されている他の実施形態においては、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)22と、前記同軸ケーブルCAの信号線である中心導体SCaとの接続部分が、インサート成形によって絶縁ハウジング21の一部を構成している結線充填部21eの内部に埋設された状態になされている。
このような絶縁ハウジング21の結線充填部21eの内部に電気的な接続部分が埋設された構成をインサート成形するにあたっては、まず、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)22と、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaとを、前述した実施形態と同様な超音波振動の付与により接合してコンタクト組立体CAを形成し、そのコンタクト組立体CAを、予め準備しておいた金型の内部にセットしてインサート成形を行うことで製造される。
このような構成を有する他の実施形態によれば、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)22と同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaとの接続部分が、絶縁ハウジング21により保持された状態となることから、電気コネクタの電気的な接続状態が安定化されるとともに強度の向上が図られる。
[同軸ケーブルの中心導体(信号線)に関する他の実施形態について]
ここで、前述したように同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaにおける端末部分は、ホーンTHの凹部THaに対応した断面形状に塑性変形されることによって形成されるが、当該ホーンTHの凹部THaに対向して配置されるアンビルTAにも凹部を形成したり、これらホーンTHやアンビルTA以外の他の成形金型等を用いたりすることによって、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの端末部分を、次のような各実施形態で示された断面形状とすることが可能である。
すなわち、図21~図28に示されている各実施形態においては、同軸ケーブルSC1~SC4の中心導体(信号線)SCa1~SCa4における各端末部分が、当該中心導体(信号線)SCa1~SCa4の延在方向(図示Y軸の正負方向)に直交する方向(図示Z軸の正負方向)に対向する第1の面部SCa11~SCa41と、第2の面部SCa12~SCa42とを有している。そして、それら第1の面部SCa11~SCa41及び第2の面部SCa12~SCa42のいずれか一方が、図29及び図30に示された内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される構成になされている。
そのうち、まず図21及び図22に示されている実施形態にかかる同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1では、当該中心導体(信号線)SCa1の延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向(図示Z軸の正負方向)の断面形状が「菱形状」になされている。より具体的には、後述する内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される下面が、2つの平坦面からなる第1の面部SCa11になされているとともに、その第1の面部SCa11に対して上方から対向するように配置された第2の面部SCa12も、2つの平坦面から形成されている。
そして、これらの第1の面部SCa11及び第2の面部SCa12をそれぞれ構成している2つの平坦面の各々は、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の延在方向(図示Y軸の正負方向)と交差する方向、具体的には約45度で交差する方向に傾斜した状態で、図示Y軸の正負方向に延在している。そして、これら2つの平坦面の各々は、延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それぞれの平坦面における一方の端縁同士が、直接的に連結されていることで、延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向の断面形状が「菱形状」からなる中心導体(信号線)SCa1になされている。
このような断面形状が「菱形状」をなす同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の上面を形成するホーンTH1(又はその他の成形金型)の先端面(下端面)は、前述した実施形態と同様の構成を備えている。例えば、図22に示されているホーンTH1(又はその他の成形金型)の先端面(下端面)には、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向(図示Z軸の正負方向)の断面形状が「V字状」に窪んだ溝状部からなる凹部THa1が設けられている。
すなわち、上述したホーンTH1(又はその他の成形金型)における凹部THa1の溝状部を構成している一対のテーパ面からなる溝側壁部THb1,THb1同士の間隔は、下端の溝開口部において最大の溝幅になされているとともに、当該溝開口部から溝状部の底部に向かう上方向に連続的に縮小する構成になされている。このホーンTH1の溝側壁部THb1,THb1は、「前後方向」(図示Y軸の正負方向)に沿って延在する2つの平坦面から構成されているが、それらの溝側壁部THbを構成している2つの平坦面の各々は、延在方向(Y軸の正負方向)に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それら2つの端縁における一方の端縁同士が、直接的に連結された構成になされている。
また、図示は省略したが、当該同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の下面(コンタクト接続面)を形成するアンビル(又はその他の成形金型)の受面にも、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の延在方向(Y軸の正負方向)と直交する方向の断面形状が「V字状」をなす溝状凹部が形成されており、当該溝状凹部を構成している一対のテーパ面からなる溝側壁部同士の間隔が、上端の溝開口部において最大の溝幅になされているとともに、その溝開口部から溝状部の底部に向かう下方向に連続的に縮小する構成になされている。
すなわち、本実施形態にかかるアンビル(又はその他の成形金型)の溝側壁部も、「前後方向」(図示Y軸の正負方向)に沿って延在する2つの平坦面から構成されており、当該2つの平坦面の各々は、「前後方向」に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それら2つの端縁における一方の端縁同士が、直接的に連結された構成になされている。このアンビル(又はその他の成形金型)の受面の構成については、以下の実施形態においても同様となっている。
このように、ホーンTH1(又はその他の成形金型)の先端面(下端面)に設けられた凹部THa1の断面形状をV字状としておけば、超音波振動による接合を行う際に、当該ホーンTH1のテーパ面からなる溝側壁部THb1,THb1を介して超音波振動が、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1における第1の面部SCa11、及び後述する内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に効率的に伝達される。
また、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1における第1の面部SCa11を構成している2つの平坦面が、後述する内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される下面をなしていることから、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1と内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32との接触面積が拡大することとなって、超音波振動による接合を行う際に十分な接合強度が容易に得られる。
このような図21及び図22に示された実施形態にかかる同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1は、当該中心導体(信号線)SCa1の端末部分を構成している第1の面部SCa11が、図29及び図30に示されている内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に設けられた接続部32dに対して「上方」(図示Z軸の正方向)から載置する状態で接続される。そのときの内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32の接続部32dには、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の延在方向である「前後方向」(図示Y軸の正負方向)に沿って延びる溝部32d1が設けられている。
この内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に設けられた溝部32d1は、前述した同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1における端末部分を構成している第1の面部SCa11に対応した形状、より具体的には、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向における断面が「V字形状」をなしている。そして、その内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に設けられた溝部32d1に対して、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1が、「上下方向」(図示Z軸の正負方向)において面接触する状態で載置された後に、超音波振動が付与されることによって接続される。
なお、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の第1の面部SCa11が、例えは「円弧形状」や「多角形状」等の他の断面形状をなして延在している場合には、それらに対応して、上述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32の溝部32d1は、延在方向と直交する方向における断面形状が「円弧形状」や「多角形状」になされることとなる。
このような図29及び図30に示された実施形態にかかる内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に対して、図21に示された同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の端末部分を接続するにあたっては、上述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32の接続部32dの上方に、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1の端末部分を配置した後に同軸ケーブルSC1の全体を下降させて、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32の接続部32dに、同軸ケーブルSC1の中心導体(信号線)SCa1を接触させてから、前述したホーンTHとアンビルを用いて両部材を挟み込み、超音波振動による接合によって固定状態としてコンタクト組立体を形成する。
次に、前述した超音波振動による接合工程によって形成されたコンタクト組立体を、図31に示されているように、既にシールドシェル33に組み付けられた絶縁ハウジング31のコンタクト収容空間31cの「上方」(図示Z軸の正方向)に配置し、当該コンタクト組立体の内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32を、コンタクト収容空間31cの内部に向かって挿入する。これによって、コンタクト組立体の装着が行われるが、このときのコンタクト組立体の装着は、当該コンタクト組立体を構成している内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32の係止部32aを、絶縁ハウジング31に食い込ませて圧入することで行われる。
以上のようにして得られたプラグコネクタ30の半完成品において、シールドシェル33の繋ぎ部材33c1を略直角に折り曲げることで、シールドシェル33を閉塞状態とし、さらに第1固定保持板33c3及び第2固定保持板33c4を外方から覆うように折り曲げカシメ固定することによって、図3及び図3に示されているように、電気コネクタ30が完成状態になされる。
[同軸ケーブルの中心導体(信号線)に関する更なる他の実施形態について]
一方、図23及び図24に示されている実施形態にかかる同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2では、当該中心導体(信号線)SCa2の延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向の断面形状が「扇形状」になされている。より具体的には、前述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される下面を構成している第1の面部SCa21が、中心導体(信号線)SCa2の延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる2つの平坦面を有している。
その第1の面部SCa21を構成している2つの平坦面の各々は、同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2の延在方向(図示Y軸の正負方向)と交差する方向、具体的には約45度で交差する方向に傾斜した状態で、図示Y軸の正負方向に延在している。そして、これら2つの平坦面の各々は、延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それぞれの平坦面における一方の端縁同士が、直接的に連結された構成になされている。
また、本実施形態にかかる同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2における端末部分の上面を構成している第2の面部SCa22は、中心導体(信号線)SCa2の延在方向(図示Y軸の正負方向)に直交する方向の断面を形成している外形形状が単一の「湾曲面」、より具体的には「円弧形状」になされており、この断面において「円弧形状」に湾曲する状態になされた湾曲面が、中心導体(信号線)SCa2の延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びている。そして、このような断面「円弧形状」になされた第2の面部SCa22における前記延在方向と直交する径方向の最外の両端縁が、上述した第1の面部SCa21における前記延在方向と直交する径方向の最外の両端縁に対して直接的に連結されている。
このように、断面形状が「扇形状」をなす同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2の上面を形成するホーンTH2(又はその他の成形金型)の先端面(下端面)は、例えば図24に示されているように、同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2の延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向の断面形状が「円弧形状」に窪んだ溝状部からなる凹部THa2を有している。より具体的には、当該凹部THa2の溝状部を構成している、断面円弧形状に窪んだ湾曲面からなる溝側壁部THb2,THb2同士の間隔は、下端の溝開口部において最大の溝幅になされているとともに、当該溝開口部から溝状部の底部に向かう上方向に連続湾曲線状に縮小する構成になされている。
本実施形態のように、ホーンTH2(又はその他の成形金型)の先端面(下端面)に設けられた凹部THa2を、「円弧状」の湾曲面を有する断面形状としておけば、超音波振動による接合を行う際に、同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2における第1の面部SCa21、及び後述する内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に対して、ホーンTH2の円弧状の湾曲面からなる溝側壁部THb2を介して超音波振動が効率的に伝達される。
また、本実施形態にかかる同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2も、当該中心導体(信号線)SCa2の端末部分を構成している第1の面部SCa21が、図29及び図30に示されている内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に設けられた接続部32dに対して「上方」(図示Z軸の正方向)から載置する状態で接続されるが、その際、同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2における第1の面部SCa21を構成している2つの平坦面が、前述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される下面を構成していることから、同軸ケーブルSC2の中心導体(信号線)SCa2と内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32との接触面積が拡大することとなって、超音波振動による接合を行う際に十分な接合強度が容易に得られる。
[同軸ケーブルの中心導体(信号線)に関する更なる他の実施形態について]
次に、図25及び図26に示されている実施形態にかかる同軸ケーブルSC3の中心導体(信号線)SCa3では、当該中心導体(信号線)SCa3の延在方向と直交する方向の断面形状が「多角形状」になされている。より具体的には、前述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される下面を構成している中心導体(信号線)SCa3の第1の面部SCa31が、当該中心導体(信号線)SCaの延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる2つの平坦面を有している。また、この中心導体(信号線)SCa3の上面を構成している第2の面部SCa32が、当該中心導体(信号線)SCa3の延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる3つの平坦面を有している。
そして、上述した中心導体(信号線)SCa3における第1の面部SCa31を構成している2つの平坦面の各々は、同軸ケーブルSC3の中心導体(信号線)SCa3の延在方向(図示Y軸の正負方向)と交差する方向、具体的には約45度で交差する方向に傾斜した状態で、図示Y軸の正負方向に延在している。そして、これら2つの平坦面の各々は、延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それぞれの平坦面における一方の端縁同士が、直接的に連結されている。
また、当該中心導体(信号線)SCa3における第2の面部SCa32を構成している3つの平坦面の各々も、延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それぞれの平坦面における一方の端縁同士が、直接的に連結されている。
このように、断面形状が「多角形状」をなす同軸ケーブルSC3の中心導体(信号線)SCa3の上面を形成するホーンTH3(又はその他の成形金型)の先端面(下端面)は、例えば図26に示されているように、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向の断面形状が「台形状」に窪んだ溝状部からなる凹部THa3を有している。より具体的には、当該凹部THa3の溝状部を構成している、互いに対向する一対のテーパ面からなる溝側壁部THb3,THb3同士の間隔が、下端の溝開口部において最大の溝幅になされているとともに、当該溝開口部から溝状部の底部に向かう上方向に連続直線状に縮小しており、これら溝側壁部THb3,THb3の上端縁同士が、前述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32と略平行に延在する別個の平坦面THb3を介して間接的に連結されている。
すなわち、本実施形態にかかるホーンTH3(又はその他の成形金型)の溝側壁部THb3,THb3,THb3は、「前後方向」(図示Y軸の正負方向)に沿って延在する3つの平坦面から構成されており、当該3つの平坦面の各々が有する、延在方向に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁における一方の端縁同士が、直接的に連結されている。
本実施形態のように、ホーンTH3(又はその他の成形金型)の先端面(下端面)に設けられた凹部THa3の断面形状を「台形状」としておけば、超音波振動による接合を行う際に、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaの第1の面部SCa31、及び前述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に対して、ホーンTH3の3つの平坦面からなる溝側壁部THb3,THb3,THb3を介して超音波振動が効率的に伝達される。
また、本実施形態にかかる同軸ケーブルSC3の中心導体(信号線)SCa3も、当該中心導体(信号線)SCa3の端末部分を構成している第1の面部SCa31が、図29及び図30に示されている内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に設けられた接続部32dに対して「上方」(図示Z軸の正方向)から載置する状態で接続されるが、その際、同軸ケーブルSC3の中心導体(信号線)SCa3の第1の面部SCa31を構成している2つの平坦面が、内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される下面を構成していることから、同軸ケーブルSCの中心導体(信号線)SCaと内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32との接触面積が拡大することとなって、超音波振動による接合を行う際に十分な接合強度が容易に得られる。
[同軸ケーブルの中心導体(信号線)に関する更なる他の実施形態について]
さらに、図27及び図28に示された実施形態にかかる同軸ケーブルSC4においても、中心導体(信号線)SCa4の延在方向(図示Y軸の正負方向)と直交する方向の断面形状が「多角形状」になされており、前述した内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される下面を構成している第1の面部SCa41が、中心導体(信号線)SCaの延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる2つの平坦面を有している。この第1の面部SCa41を構成している2つの平坦面の各々は、同軸ケーブルSC4の中心導体(信号線)SCa4の延在方向(図示Y軸の正負方向)と交差する方向、具体的には約45度で交差する方向に傾斜した状態で、図示Y軸の正負方向に延在している。そして、これら2つの平坦面の各々は、延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる一方の端縁と他方の端縁とからなる2つの端縁を有しており、それぞれの平坦面における一方の端縁同士が、直接的に連結されている。
また、本実施形態にかかる同軸ケーブルSC4の中心導体(信号線)SCa4の上面を構成している第2の面部SCa42は、中心導体(信号線)SCaの延在方向(図示Y軸の正負方向)に延びる単一の平坦面(水平面)を有しており、その単一の平坦面(水平面)における幅方向(図示X軸の正負方向)の最外の両端縁が、一対の他の面部SCa43,SCa43を介して、上述した第1の面部SCa41における最外の両端縁に対して間接的に連結されている。
ここで、本実施形態にかかる同軸ケーブルSC4の中心導体(信号線)SCa4においては、第1の面部SCa41と第2の面部SCa42とが対向する方向である「上下方向」(図示Z軸の正負方向)における最大寸法Hが、第1の面部SCa41と第2の面部SCa42とが対向する方向と直交する「左右方向」(図示X軸の正負方向)における最大寸法Wより小さい(H<W)状態になされている。すなわち、加工前に断面円形状をなしていた中心導体(信号線)は、「上下方向」(図示Z軸の正負方向)に圧縮された形状になされるものであるが、この「上下方向」(図示Z軸の正負方向)に圧縮される点については、他の実施形態においても同様である。
このように、断面形状が「多角形状」をなす同軸ケーブルSC4の中心導体(信号線)SCa4の上面を形成するホーンTH4(又はその他の成形金型)の先端面(下端面)は、例えば図28に示されているように、凹部を有しない平坦面になされており、当該ホーンTH4の平坦面によって第1の面部SCa41が直接的に形成されるとともに、ホーンTH4の加圧量(押下げ量)が適宜に調整されることによって、上述した他の面部SCa43が形成されるようになっている。
また、本実施形態にかかる同軸ケーブルSC4の中心導体(信号線)SCa4も、当該中心導体(信号線)SCa4の端末部分を構成している第1の面部SCa41が、図29及び図30に示されている内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に設けられた接続部32dに対して「上方」(図示Z軸の正方向)から載置する状態で接続されるが、その際、同軸ケーブルSC4の中心導体(信号線)SCa4の第1の面部SCa41を構成している2つの平坦面が、後述する内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32に接続される下面を構成していることから、同軸ケーブルSC4の中心導体(信号線)SCa4と内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)32との接触面積が拡大することとなって、超音波振動による接合を行う際に十分な接合強度が容易に得られる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
例えば、図1~図20に示された実施形態においては、シールドシェル13に絶縁ハウジング11が既に組み付けられた状態で、コンタクト組立体CAを圧入によって装着することとしているが、絶縁ハウジング11にコンタクト組立体CAを装着した後に、シールドシェル13に絶縁ハウジング11とコンタクト組立体CAを装着したものを組み付けても良い。
また、図20に示された実施形態のように、絶縁ハウジング21をインサート成形によって製造する場合にあっては、特に後者の方、すなわち、絶縁ハウジング21にコンタクト組立体CAを装着した後に、シールドシェル23に絶縁ハウジング21とコンタクト組立体CAを装着したものを組み付けることによって、金型構造が簡素化出来ることとなる。
また、本発明は、上述した実施形態のような単芯の同軸ケーブル用コネクタに限定されることはなく、複数の内部導体コンタクトが所定の間隔で配置された同軸ケーブル用コネクタや、同軸ケーブルと絶縁ケーブルとが複数混合したタイプの電気コネクタ等についても同様に適用することが可能である。
以上のように本実施形態は、各種電気機器に使用される多種多様な電気コネクタに対して広く適用することが可能である。
10,20 プラグコネクタ(電気コネクタ)
11,21 絶縁ハウジング
11a,21a 絶縁本体部
11b,21b 結線支持部
11c,21c コンタクト収容空間
11d 底壁面
21e 結線充填部
12,22 内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)
12a,22a 係止片
12b,22b 弾性バネ部
12c,22c 平板部
13,23 シールドシェル
13a,23a 外部導体シェル(グランドコンタクト部材)
13b,23b シェル突出部
13c,23c シェル蓋部
13c1,23c1 繋ぎ部材
13c2,23c2 後方カバー部
13c3,23c3 第1固定保持板
13c4,23c4 第2固定保持板
13d,23d 嵌合係合部
SC 同軸ケーブル(ケーブル状信号伝送媒体)
SCa 中心導体(信号線)
SCb 外部導体(シールド線)
SCc 誘電体
SCd 外周被覆材
TA アンビル
TH ホーン
THa 凹部
THb 溝側壁部
CA コンタクト組立体
30 プラグコネクタ(電気コネクタ)
31 絶縁ハウジング
31a 絶縁本体部
31b 結線支持部
31c コンタクト収容空間
31d 底壁面
32 内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)
32a 係止片
32b 弾性バネ部
32c 平板部
32d 接続部
33 シールドシェル
33a 外部導体シェル(グランドコンタクト部材)
33b シェル突出部
33c シェル蓋部
33c1 繋ぎ部材
33c2 後方カバー部
33c3 第1固定保持板
33c4 第2固定保持板
33d 嵌合係合部
SC1~SC4 同軸ケーブル(ケーブル状信号伝送媒体)
SCa1~SCa4 中心導体(信号線)
SCa11~SCa41 第1の面部
SCa12~SCa42 第2の面部
SCa43 他の面部
SCb1~SCb4 外部導体(シールド線)
SCc1~SCc4 誘電体
SCd1~SCd4 外周被覆材
32 内部導体コンタクト(シグナルコンタクト部材)
32a 係止片
32b 弾性バネ部
32c 平板部
32d 接続部

Claims (4)

  1. 絶縁性部材からなるハウジングに、導電性部材からなる信号伝送用のコンタクトを装着し、前記コンタクトに同軸ケーブルの中心導体を接続し、前記ハウジングを導電性部材からなるシールドシェルに装着し、前記シールドシェルを前記同軸ケーブルの外部導体に接続する電気コネクタの製造方法において、
    前記ハウジングに装着する前における前記コンタクトに、前記同軸ケーブルの中心導体を接触させた状態で超音波振動を付与することにより、前記同軸ケーブルの中心導体を前記コンタクトに接合したコンタクト組立体を形成する超音波振動による接合工程を行った後に、
    前記超音波振動による接合工程で形成した前記コンタクト組立体のコンタクトを、前記ハウジングに装着する組付け工程を行い、
    前記コンタクト組立体のコンタクトを、前記ハウジングに装着した後に、前記ハウジングが装着された前記シールドシェルを前記外部導体に外方から接続する工程を行い、
    前記超音波振動による接合工程において、前記同軸ケーブルの単芯の中心導体にホーンの先端面を当接させるとともに、前記コンタクトにアンビルを当接させ、
    前記ホーンとアンビルとの間に、前記コンタクトと前記単芯の中心導体とを挟み込んだ状態で超音波振動を付与する方法であって、
    前記ホーンの先端面に、前記単芯の中心導体を収容する凹部が設けられており、前記単芯の中心導体の延在方向と直交する方向の断面が、前記コンタクトに接続される一辺と、前記一辺における両端から延びる一対の他辺と、を有し、前記一対の他辺同士の間隔が前記コンタクトから離れる方向において狭くなる形状となるように、前記凹部により前記単芯の中心導体を成形することを特徴とする電気コネクタの製造方法。
  2. 前記組付け工程において、前記コンタクト組立体のコンタクトを前記ハウジングに圧入することにより装着することを特徴とする請求項1記載の電気コネクタの製造方法。
  3. 前記組付け工程において、前記コンタクト組立体を金型の内部にセットした後にインサート成形により前記ハウジングを成形することを特徴とする請求項1記載の電気コネクタの製造方法。
  4. 前記ホーンに設けた凹部を、前記同軸ケーブルの中心導体の延在方向に沿って延びる溝状部とし、
    前記溝状部が、前記同軸ケーブルの中心導体に対応した溝幅を有する溝開口部と、当該溝開口部から前記溝状部の底である溝底部に向かって互いに対向した状態で延在する一対の溝側壁部と、を有し、
    前記一対の溝側壁部は、当該一対の溝側壁部同士の間隔が、前記溝開口部から前記溝底部に向かって狭くなっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電気コネクタの製造方法。
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