JP2016173974A - 電気コネクタ組立体及びそれに使用される電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】Ｌ型同軸コネクタ等の電気コネクタにおいて、コネクタ同士の抜去時に、嵌合筒状部の突条部等のロック部の損傷や劣化を防止することができる技術を提供する。
【解決手段】外部導体シェル１３０は、嵌合凸部１２１の周囲に略円筒状の嵌合筒状部１３１を有し、嵌合筒状部１３１は、Ｃ字状に一部が開放した開放部１３２と、開放部１３２の反対側に位置する基部１３３とを有し、嵌合筒状部１３１は、その内周面の少なくとも一部に設けられた環状の突条部１３４を有し、相手側コネクタ２００との嵌合時に、突条部１３４が、相手側コネクタの環状の嵌合壁２４０の外周面に設けられた環状のロック溝２３１に嵌り込みロックされる構造となっており、嵌合壁２４０の内周面と嵌合凸部１２１の外周面との隙間が開放部１３２側よりも基部１３３側の方が大きくなるような構造になっている。
【選択図】図８

Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に同軸ケーブルの接続に使用されるＬ型同軸コネクタに関する。

近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ(ＰＣ)、タブレット型ＰＣ等の電子機器の開発が盛んである。これらの電子機器では、携帯性向上のため、小型化の要請があり、内部に組み込まれる電子部品に対しても、小型化が求められている。Ｌ型同軸コネクタは、携帯電話や、近年通信に用いることが通常となってきたノート型ＰＣ、タブレット型ＰＣ等において、アンテナと、ＲＦ回路、中央処理装置などの各種電子部品とをつなぐ同軸ケーブルの接続に用いられることが多く、小型化が要請されている。

このようなＬ型同軸コネクタとして、例えば、特開２００５−１８３２１２号公報（特許文献１）で開示された技術がある。特許文献１に記載のＬ型同軸コネクタは、嵌合筒状部を有する外部導体と、嵌合筒状部の内側の誘電体と、誘電体に保持される中心導体などから構成される。外部導体の嵌合筒状部は、ケーブルの延出方向側の位置で周方向に間隔をもって開放部が形成されている。嵌合筒状部の内周面には、相手側コネクタの外部導体の外周面に形成された環状のロック溝と係合するロック部が周方向に延びる環状の突条部として設けられている。

使用に際しては、回路基板等に取り付けられた相手側コネクタとＬ型同軸コネクタとが嵌合すると、Ｌ型同軸コネクタの外部導体の嵌合筒状部が、弾性により拡径しながら相手側コネクタの外部導体の外周面と接触し、嵌合筒状部の内周面に設けられた環状の突条部が、相手側コネクタの外部導体の外周面に形成された環状のロック溝に嵌り込み、抜け防止のロックがなされる（特許文献１の段落０００８，段落００２８，段落００４７、図２等参照）。

特開２００５−１８３２１２号公報

ところで、前記のようなＬ型同軸コネクタの技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。

例えば、相手側コネクタとＬ型同軸コネクタとの嵌合を解除して取り外す際、通常、抜去治具等を使用して、回路基板等に取り付けられた相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）に対して、Ｌ型同軸コネクタ（プラグ・コネクタ）を上方に持ち上げて抜去する。その際、Ｌ型同軸コネクタの嵌合筒状部の突条部が、相手側コネクタの外部導体のロック溝から抜けようとするため、Ｌ型同軸コネクタの嵌合筒状部に対して外向きの力が働き、Ｌ型同軸コネクタの嵌合筒状部が弾性により拡径しながら相手側コネクタの外部導体の外周面と接触し、嵌合筒状部の突条部が、相手側コネクタの外部導体の外周面を擦りながら移動し、コネクタが抜去される。このとき、Ｌ型同軸コネクタの嵌合筒状部は、ケーブルの延出方向側に開放部が形成されているため（すなわち、嵌合側から見てＣ字状になっている。）、嵌合筒状部の開放部側の方が、その反対側（根元側）よりも、弾性的であり少ない力で拡径しやすい。そのため、コネクタの抜去の際、嵌合筒状部の根元側の突条部に大きな力が加わり、それにより、嵌合筒状部の根元側の突条部が削れたり、相手側コネクタの外部導体の外周面が削れたりすることがあった。そうすると、その後の使用に際し、コネクタ同士の嵌合力に影響することが考えられる。

そこで、本発明の１つの目的は、Ｌ型同軸コネクタ等の電気コネクタにおいて、コネクタ同士の抜去時に、嵌合筒状部の突条部等のロック部の損傷や劣化を防止することができる技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。すなわち、本発明は、同軸コネクタ等の電気コネクタ組立体であって、同軸ケーブルの芯線と電気的に接続される端子と、前記端子を収容し、嵌合凸部を有する絶縁性のハウジングと、前記同軸ケーブルのシールド線と電気的に接続され、前記ハウジングの少なくとも一部を覆う外部導体シェルと、を備え、前記外部導体シェルは、前記嵌合凸部の周囲に略円筒状の嵌合筒状部を有し、前記嵌合筒状部は、Ｃ字状に一部が開放した開放部と、前記開放部の反対側に位置する結合基部とを有し、前記嵌合筒状部は、その内周面の少なくとも一部に設けられた係止部を有し、相手側コネクタとの嵌合時に、前記係止部が、前記相手側コネクタの環状の嵌合壁の外周面に設けられた被係止部に嵌り込みロックされる構造となっており、前記嵌合壁の内周面と前記嵌合凸部の外周面との隙間が前記開放部側よりも前記基結合部側の方が大きくなるような構造になっている、ことを特徴とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

コネクタ同士の抜去時に、電気コネクタが、嵌合筒状部の根元方向（基部方向）にずれる構造となっているため、嵌合筒状部のロック部の損傷や劣化が防止される。

本発明の一実施の形態に係る電気コネクタ（プラグ・コネクタ）の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る電気コネクタ（プラグ・コネクタ）の構成を示す底面側斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る電気コネクタ（プラグ・コネクタ）の構成を示す底面図である。 図３のＢ−Ｂ切断面における断面図である。 相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）の構成を示す斜視図である。 相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）の構成を示す平面図である。 図６のＡ−Ａ切断面における断面図である。 電気コネクタ（プラグ・コネクタ）と相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）とを正規位置で嵌合した状態を示す図４及び図７に対応する断面図である。 電気コネクタ（プラグ・コネクタ）と相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）とを正規位置で嵌合した状態を示す図８のＣ−Ｃ切断面における断面図である。 電気コネクタ（プラグ・コネクタ）と相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）との抜去開始時の状態を示す図８に対応する断面図である。 本発明の他の実施形態に係る相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）の構成を示す平面図である。 図１１のＡ−Ａ切断面における断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、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。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電気コネクタ（プラグ・コネクタ）の構成を示す斜視図である。図２は、電気コネクタ（プラグ・コネクタ）の構成を示す底面側斜視図である。図３は、電気コネクタ（プラグ・コネクタ）の構成を示す底面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ切断面における断面図である。

まず、図１〜図４により、本実施の形態による電気コネクタの構成の一例を説明する。本実施の形態に係る電気コネクタ（プラグ・コネクタ）１００は、同軸ケーブルの接続に使用されるＬ型同軸コネクタであり、同軸ケーブル３００の芯線３１０と電気的に接続される端子１１０と、端子１１０を収容する絶縁性のハウジング１２０と、同軸ケーブル３００のシールド線３３０と電気的に接続され、ハウジング１２０の少なくとも一部を覆う外部導体シェル１３０などから構成される。

図４に示すように、同軸ケーブル３００は、一般の同軸ケーブルと同じ構造であり、最外殻から中心に向かって、絶縁被覆３４０、シールド線３３０、絶縁体３２０、芯線３１０を有する。

外部導体シェル１３０は、金属板を外形付けた後に、これを屈曲成形して作られており、略円筒状の嵌合筒状部１３１、蓋部１３５、囲繞部１３６を一体として有している。

嵌合筒状部１３１は、金属板を円形に沿って湾曲成形され、嵌合方向から見て嵌合部が略Ｃ字状になっており、同軸ケーブル３００の延出方向側の位置で一部が開放した開放部１３２が形成されており、開放部１３２の反対側には略板状の基部１３３が形成されている。

また、嵌合筒状部１３１は、その内周面の少なくとも一部に設けられた環状の突条部１３４を有し、相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）２００との嵌合時に、嵌合筒状部１３１と後述する嵌合凸部１２１との間のケーブルコネクタ側受入空間１３７相手側コネクタ２００の嵌合壁２４０（円筒部２２１及び外部導体２３０）が挿入され、突条部１３４が、相手側コネクタ２００の外部導体２３０の外周面に設けられた環状のロック溝２３１に嵌り込みロックされる構造となっている。

また、嵌合筒状部１３１は、相手側コネクタ２００との未嵌合時に、嵌合筒状部１３１の略円筒状部分の内周面に設けられた突条部１３４と、端子１１０の中心軸との距離が、開放部１３２側よりも基部１３３側の方が大きくなるような構造になっている。また、嵌合筒状部１３１の内周面に設けられた突条部１３４は、相手側コネクタ２００との嵌合方向の反対側に傾斜面を有し、相手側コネクタ２００との抜去時に、嵌合筒状部１３１が拡がる力が発生するような構造になっている。

ハウジング１２０は、嵌合筒状部１３１の内側に位置する略円筒状の嵌合凸部１２１を有し、端子１１０は、嵌合凸部１２１の中央に空間として形成された端子収容空間１３８に板状の本体が配置され、該本体の側縁から延出する接触片が相手側コネクタの嵌合方向に折曲されて一対の接触部を形成している。また、相手側コネクタ２００との嵌合時に、嵌合凸部１２１の外周面と、後述する相手側コネクタ２００の嵌合壁２４０の内側との間の隙間が、開放部１３２側よりも基部１３３側の方が大きくなるような構造になっている。これは、嵌合凸部１２１の外周面と、端子１１０の中心軸との距離が、開放部１３２側よりも基部１３３側の方が小さくなるように設計することにより実現している。また、相手側コネクタ２００との嵌合時には、端子１１０の中心軸と、相手側コネクタ２００の中心導体２１０の中心軸とが一致するような構造になっている。

図５は、相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）の構成を示す斜視図である。図６は、相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）の構成を示す平面図である。図７は、図６のＡ−Ａ切断面における断面図である。

図５〜図７に示すように、相手側コネクタ２００は、円筒状の外部導体２３０と、その中心位置に配された中心導体２１０と、両導体の間に、一体モールド成形された絶縁性のハウジング２２０とを有している。また、ハウジング２２０は、外部導体２３０の内周面に沿って設けられた円筒状の円筒部２２１を有しており、外部導体２３０と円筒部２２１を合わせて嵌合壁２４０を形成している。外部導体２３０は、周方向の一箇所で接合するように円筒形に湾曲形成されて作られていて、外周にロック溝２３１が形成されている。中心導体２１０は軸状の接触部２１２とその下端から周方向の一箇所でＬ字腕部をなす接続部２１１とを有している。嵌合壁２４０の内側の円筒部２２１と、中心導体２１０の接触部２１２との間は、電気コネクタ１００の嵌合時に嵌合凸部２１２を収容可能な環状の受入空間２２２を形成している。

以上のような構成により、嵌合壁２４０の内周面と嵌合凸部２１２の外周面との隙間が開放部側（Ｇ₁）よりも基部側（Ｇ₂）の方が大きくなり、嵌合筒状部１３１が、相手側コネクタ２００に対して、基部１３３の方向にずれるような構造になっている。

次に、図８〜図９により、電気コネクタ１００と相手側コネクタ２００との嵌合時の構成を説明する。図８は、電気コネクタ（プラグ・コネクタ）と相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）とを正規位置で嵌合した状態を示す図４及び図７に対応する断面図である。図９は、図８のＣ−Ｃ切断面における断面図である。

図８〜図９に示すように、電気コネクタ１００と相手側コネクタ２００との嵌合時には、電気コネクタ１００の嵌合筒状部１３１と嵌合凸部１２１との間の収容空間１３７に相手側コネクタ２００の嵌合壁２４０が挿入される。言い換えれば、電気コネクタ１００の嵌合凸部１２１が、相手側コネクタ２００の嵌合壁２４０の内側の円筒部２２１と、中心導体２１０の接触部２１２との間の相手コネクタ側受入空間２２２に挿入され、前記端子収容空間１３８内に配された電気コネクタ１００の端子１１０の接触部１１１は、相手側コネクタ２００の中心導体２１０を挟むようにして接触部２１２と接触し、電気コネクタ１００の端子１１０と相手側コネクタ２００の中心導体２１０とが電気的に接続される。また、電気コネクタ１００の突条部１３４が、相手側コネクタ２００の外部導体２３０の外周面に設けられた環状のロック溝２３１に嵌り込みロックされる。

このとき、上述のように、嵌合筒状部１３１は、相手側コネクタ２００との未嵌合時に、嵌合筒状部１３１の内周面に設けられた突条部１３４と、端子１１０の中心軸との距離が、開放部１３２側（Ｌ₁）よりも基部１３３側（Ｌ₂）の方が大きくなるような構造になっている。そのため、嵌合時にはこの距離差により、電気コネクタ１００の嵌合凸部１２１が、図８の右側（すなわち、ケーブル３００の延出方向の開放部側）に動く力が働き、正規の位置（中心導体２１０の中心軸と端子１１０の中心軸とが一致する位置）で嵌合される。その結果として、図９に示すように、嵌合凸部１２１の外周面と、相手側コネクタ２００の外部導体２３０の内側の円筒部２２１の内周面との間の隙間は、基部１３３側の隙間Ｇ₂の方が、開放部１３２側の隙間Ｇ₁よりも大きい状態、すなわち電気コネクタ１００と間側コネクタ２００の端子の中心軸位置が適切な範囲で接触する正規位置で嵌合される。

次に、図１０により、電気コネクタ１００と相手側コネクタ２００とを抜去する際、嵌合筒状部１３１の弾性により、嵌合筒状部１３１が、相手側コネクタ２００に対して、基部１３３の方向にずれる理由を説明する。図１０は、図８に対応する位置で電気コネクタと相手側コネクタとの抜去開始時の構成を示す断面図である。

電気コネクタ１００と相手側コネクタ２００とを抜去する際、電気コネクタ１００及び相手側コネクタ２００のロック部（突条部１３４、ロック溝２３１）には、傾斜（テーパ）があるため、電気コネクタ１００を上方に引き上げると、電気コネクタ１００が左側（ケーブル３００の延出方向の反対側）に動く力が発生する。これは、嵌合筒状部１３１の開放部１３２側が弾性により拡がり係止力が弱まるが、嵌合筒状部１３１の基部１３３側は、拡がりが少ないため、ロック部に加わる力が強くなるためである。また、コンタクト同士の嵌合時に、基部１３３側の隙間Ｇ₂の方が、開放部１３２側の隙間Ｇ₁よりも大きいため、電気コネクタ１００が左側に動くことが許容される。

したがって、コネクタ同士の抜去時に、電気コネクタ１００が、左側方向（嵌合筒状部の根元方向）にずれるため、嵌合筒状部のロック部の損傷が防止される。

図１１は、本発明の他の実施形態に係る相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）の構成を示す平面図である。図１２は、図１７のＡ−Ａ切断面における断面図である。

前記実施の形態では、電気コネクタ１００の嵌合凸部１２１の径を、ケーブル３００の延出方向側よりもケーブル延出方向の反対側の方をより小さくすることにより、基部１３３側の隙間Ｇ₂の方が、開放部１３２側の隙間Ｇ₁よりも大きくなるようにしていたが、図１１〜図１２に示すように、相手側コネクタ２００の円筒部２２１の半径方向の厚さを変えることによっても、前記実施の形態と同様の効果を得られる。すなわち、円筒部２２１の半径方向の厚さを、ケーブル３００の延出方向側よりもケーブル延出方向の反対側の方をより薄くしてもよい。また、嵌合壁２４０の内周面と、端子１１０の中心軸との距離が、基部１３３側よりも開放部１３２側の方が小さくなるような構造であってもよい。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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更可能であることはいうまでもない。

例えば、電気コネクタと相手側コネクタの端子の形状を入れ替えてもよい。すなわち、電気コネクタの端子１１０の代わりに中心導体２１０と類似形状の端子を設け、相手側コネクタの中心導体２１０の代わりに端子１１０と類似形状の端子を設けてもよい。

１００ 電気コネクタ（プラグ・コネクタ）
１１０ 端子
１１１ 接触部
１２０ ハウジング
１２１ 嵌合凸部
１３０ 外部導体シェル
１３１ 嵌合筒状部
１３２ 開放部
１３３ 基部
１３４ 突条部（係止部）
１３５ 蓋部
１３６ 囲繞部
１３７ ケーブルコネクタ側収容空間
１３８ 端子収容空間
２００ 相手側コネクタ（レセプタクル・コネクタ）
２１０ 中心導体
２１１ 接続部
２１２ 接触部
２２０ ハウジング
２２１ 円筒部
２２２ 受入空間
２３０ 外部導体
２３１ ロック溝（被係止部）
２４０ 嵌合壁
３００ 同軸ケーブル
３１０ 芯線
３２０ 絶縁体
３３０ シールド線
３４０ 絶縁被覆

Claims (9)

1. 同軸ケーブルの芯線と電気的に接続される端子と、
   前記端子を収容し、嵌合凸部を有する絶縁性のハウジングと、
   前記同軸ケーブルのシールド線と電気的に接続され、前記ハウジングの少なくとも一部を覆う外部導体シェルと、を備え、
   前記外部導体シェルは、前記嵌合凸部の周囲に略円筒状の嵌合筒状部を有し、
   前記嵌合筒状部は、Ｃ字状に一部が開放した開放部と、前記開放部の反対側に位置する基部とを有し、
   前記嵌合筒状部は、その内周面の少なくとも一部に設けられた係止部を有し、
   相手側コネクタとの嵌合時に、前記係止部が、前記相手側コネクタの環状の嵌合壁の外周面に設けられた被係止部に嵌り込みロックされる構造となっており、
   前記嵌合壁の内周面と前記嵌合凸部の外周面との隙間が前記開放部側よりも前記基部側の方が大きくなるような構造になっている、ことを特徴とする電気コネクタ組立体。
2. 前記嵌合筒状部は、前記相手側コネクタとの未嵌合時に、前記嵌合筒状部の内周面に設けられた前記係止部と、前記端子の中心軸との距離が、前記開放部側よりも前記基部側の方が大きくなるような構造になっている、請求項１に記載の電気コネクタ組立体。
3. 前記嵌合筒状部の内周面に設けられた前記係止部は、前記相手側コネクタとの嵌合方向の反対側に傾斜面を有し、前記相手側コネクタとの抜去時に、前記嵌合筒状部が拡がる力が発生するような構造になっている、請求項１又は２に記載の電気コネクタ組立体。
4. 前記嵌合凸部の外周面と、前記端子の中心軸との距離が、前記開放部側よりも前記基部側の方が小さい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気コネクタ組立体。
5. 前記相手側コネクタとの嵌合時に、前記端子の中心軸と、前記相手側コネクタの中心導体の中心軸とが一致するような構造になっている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気コネクタ組立体。
6. 請求項１に記載の電気コネクタ組立体に使用される電気コネクタであって、
   前記嵌合凸部の外周面と、前記端子の中心軸との距離が、前記開放部側よりも前記基部側の方が小さくなるような構造になっている、電気コネクタ。
7. 請求項１に記載の電気コネクタ組立体に使用される電気コネクタであって、
   前記嵌合筒状部は、前記相手側コネクタとの未嵌合時に、前記嵌合筒状部の内周面に設けられた前記係止部と、前記端子の中心軸との距離が、前記開放部側よりも前記基部側の方が大きくなるような構造になっている、電気コネクタ。
8. 請求項１に記載の電気コネクタ組立体に相手側コネクタとして使用される電気コネクタであって、
   前記嵌合壁の内周面と、前記端子の中心軸との距離が、一方側よりも他方側の方が小さくなるような構造になっている、電気コネクタ。
9. 前記嵌合壁の厚さが、前記一方側よりも前記他方側の方が厚くなっている、請求項８に記載の電気コネクタ。

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