JP4278673B2

JP4278673B2 - 電気コネクタ

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Publication number: JP4278673B2
Application number: JP2006282846A
Authority: JP
Inventors: 洋介竹内; 直志境沢
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2026-10-17
Also published as: TWI367604B; KR20080034772A; US7604496B2; TW200820519A; CN101183758B; JP2008103113A; US20080090441A1; CN101183758A; EP1914845A1; KR100997056B1; EP1914845B1

Description

本発明は、電気コネクタ、特にケーブル末端部に設けられるプラグ型のコネクタに関する。

携帯電話やＰＤＡその他の携帯用の電子機器等においては、電子機器側のコネクタ（レセプタクルコネクタ）に対してケーブル末端部に設けられた電気コネクタ（プラグコネクタ）を嵌合させることで信号伝送や充電を行うことがある。この種の電気コネクタのなかには、電子機器側のコネクタからの不用意な抜けを回避してコネクタの嵌合状態の信頼性を高めるためにロック機構が備えられたものがある。また、このような電気コネクタには、特に、コネクタを挿入・抜去する挿抜回数が多く、数万回の挿抜操作によってもロック力が維持され続ける信頼性の高いロック機構が求められている。

ロック機構を備えたコネクタが開示された刊行物として実用新案登録第３１０９４１７号公報（特許文献１）がある。この特許文献１に開示された電気コネクタは、ロック片としての金属製のＵ字状弾性部材を備えており、この弾性部材は、その先端に相手コネクタの被係止部に係止する係止部を備えた弾性アーム部、ハウジングに圧入固定される固定部及び弾性アーム部と固定部とを連結する屈曲部を有するものである。そして、コネクタを嵌合させる場合には、弾性アーム部が弾性変位することでロックされ、抜去の場合には弾性アーム部の変位方向に沿ってコネクタの操作部を操作することで弾性アーム部を変形させて係止部と被係止部との係合を解除させるようになっている。

このようなコネクタでは、コネクタを抜去させるには、操作部の操作が必要であるため不用意な抜けを回避することができるとともに、弾性部材に過剰な変形力が加えられないためにロック機構の信頼性を維持することができる。

また、実用新案登録第３１０８０６２号公報（特許文献２）には、操作部を操作することなく抜去可能な簡易的なロック機構を備えたコネクタが開示されている。このコネクタのロック片は、接続端子の両側に一対、ハウジングに圧入固定されるようになっており、アーム部の先端が相手側コネクタの被係止部と係止することでロック機構として作用するように構成されている。そして、抜去の場合にはロック片が変位することでロックが解除される。

実用新案登録第３１０９４１７号公報実用新案登録第３１０８０６２号公報

しかし、特許文献１のコネクタでは、コネクタ嵌合状態での信頼性は得られるものの、操作部を操作してＵ字状弾性部材の変位方向へロック解除力を加える必要があるために、特にコネクタの高さ方向（前記変位方向）にコネクタが大型なものとなってしまい、近年求められているコネクタの小型化に対応できないという問題があった。また、コネクタの嵌合状態にてケーブルを引っ張られる等により抜去方向に過剰な応力が加えられた場合には、コネクタを破損させてしまうことがあった。

また、特許文献２のコネクタでは、繰り返しの挿抜操作によってロック片のアーム部が変位し、この変位のたびにロック片全体を変位方向に回転させようとする応力が発生するためロック片のハウジングへの固定が不十分なものとなってしまうことがあった。すなわち、圧入固定したロック片がハウジングから徐々に外れてしまい、挿抜の際にロック片がハウジング内で遊んでしまうことがあった。そのため、ロック力の低下をもたらし、もって信頼性のあるロックができなくなってしまうという問題があった。

更に、外カバーを樹脂にて成形する際に樹脂溶液がロック片とハウジングとの隙間に流入してしまい、その隙間で固化してしまうことがあった。そのため、ロック片が変位する際に樹脂が妨げとなってバネ特性が変化してしまい、信頼性のあるロックができなくなってしまっていた。
本発明は、これら従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、信頼性のあるロックを達成することができる小型化されたコネクタを提供することを目的とする。また、本発明は、外カバーの樹脂成形時においてロック片周辺への樹脂の流入を効果的に防止できるコネクタを提供することを目的とする。

本発明の好ましい一つの実施形態によれば、複数の端子を並列保持するハウジングと、前記端子と平行して配置され、相手コネクタとの嵌合状態を維持するロック片と、を有するプラグコネクタにおいて、前記ロック片は、基部と、この基部から湾曲部を経て相手コネクタ側に向けて延び、先端に相手コネクタの被係止部に係止するロック部を有した、変位可能なアーム部と、前記基部から前記アーム部と同方向に向けて延び、前記ハウジングに固定される固定部と、前記基部からみて前記固定部の反対側に位置し、前記基部から前記アーム部の変位方向に延び、前記ハウジングに固定される規制部とを備え、前記ロック片は、前記ロック部と前記湾曲部の間に、前記ハウジングの内壁に当接して前記ロック部をプリロードする当接部を有し、前記規制部と前記当接部は、前記アーム部の変位方向において前記ハウジングの一方の内壁に当接し、前記固定部は、前記アーム部の変位方向において前記ハウジングの他方の内壁に当接し、前記固定部は、前記規制部と前記当接部の間に、前記アーム部の延長方向に沿って延在するコネクタを特徴としている。

上記コネクタにおいて、前記規制部は、前記基部側の幅狭部と自由端側の幅広部とから構成されていてもよい。

また、上記コネクタにおいて、前記ハウジングには、前記ロック片のアーム部と固定部の間に相当する位置に被圧入部が設けられており、前記固定部には、前記アーム部側に前記ハウジングの被圧入部への圧入突起が設けられていてもよい。

更に、上記コネクタにおいて、前記ロック片は、平板状であってもよい。

更にまた、上記コネクタにおいて、前記ロック片のロック部は側面視凸形状であって、相手コネクタ側の傾斜面角度（θ１）と前記相手コネクタとの嵌合側とは反対側の傾斜面角度（θ２）との関係が、θ１＜θ２となるように構成されていてもよい。

本発明によれば、ロック力の低下を効果的に防止しつつロック片の変位方向においてコネクタを小型化することができる。また、外カバーの樹脂成形時においてロック片周辺への樹脂の流入を効果的に防止することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態による電気コネクタの一例を説明する。

図１に、本発明による電気コネクタ１の平面図を、図２に、図１の外カバー２を樹脂成形する前の電気コネクタ１の上側斜視図を、図３に、その分解斜視図をそれぞれ示す。

電気コネクタ１は、主に、樹脂等によって一体成形されたハウジング５０と、一枚の薄い金属板を打抜き折曲げることによって形成されたシールド部材７０、７２と、更に、一枚の薄い金属板を打抜くことによって形成された平板状端子３０及び平板状ロック片１０から成る。シールド部材は、互いに相補形状を成す第１シールド部材７０と第２シールド部材７２の組で構成され、ハウジング５０の外周に２つ一組として取り付けられる。端子３０は、計５つ設けられており、ハウジング５０の内部に狭ピッチで縦方向にて並列保持される。また、ロック片１０は、計２つ設けられており、端子３０を左右両側から挟み込む位置にてハウジング５０において端子３０に平行に並列保持される。

この電気コネクタ１は、プラグコネクタとして使用されるものであって、実際の使用時には、例えば、基板に載置されたレセプタクルコネクタである相手コネクタに対して、図２の矢印「Ｈ」で示す方向にて接近若しくは離間され、外カバー２（図１参照）が樹脂成形されていない先端のハウジング嵌合部５８や筒状のシールド嵌合部８７をレセプタクルコネクタに着脱自在に嵌合するように使用される。

図３によく示されているように、第２シールド部材７２以外の部品は、例えば、図示矢印「Ｋ」で示す略直線配列方向にて互いに組み付けることができる。先ず、端子３０とロック片１０がハウジング５０に圧入され、次いで、端子３０のリード固定部３９に対してケーブル１１のリード（図示されていない）が半田等で固定され、その後、ハウジング５０に第１シールド部材７０が組み付けられ、更に、第２シールド部材７２が図示矢印Ｌの方向から組み付けられる。第１シールド部材７０と第２シールド部材７２は、互いに組みつけられたときに、実質的にハウジング嵌合部５８とハウジング５０の側面外周及び後端側を覆う。また、このとき、ケーブル１１は、第１シールド部材７０の板部８４と第２シールド部材７２のかしめ部８３との間に挟み込まれた状態で配置される。その後、第２シールド部材７２のかしめ部両端に設けた相補形状の凸部８５と凹部８６を互いに突き合わせることにより、ケーブル１１や板部８４を外周からカシメ、図示のような「開いた」状態から筒状の「閉じた」状態（図示されていない）として組み立て完了となる。

計５本の端子３０を例示しているが、その数は特に限定されない。これらのうち、例えば、２本はデータ通信用であり、２本は予備であり、残る１本はグランド用として使用できる。２本一組として用いることにより、プラスのノイズとマイナスのノイズをキャンセルして、伝送特性を維持することができる。

各端子３０の固定部３２とアーム部３３については、多少の相違はあるものの、全ての端子で略同じ大きさ、長さに設定されている。アーム部３３は、圧入方向に向かって先細形状とされており、先端には上方を向いた接触部３４が設けてある。接触部３４は、電気コネクタ１と相手コネクタとの嵌合時に、相手コネクタ側の対応端子の接触部と接触し、ケーブル１１からの電気信号を相手コネクタ側に伝達し得る部分である。

図４に、ハウジング５０の拡大斜視図を、図５に、図４のＡ−Ａ線断面図をそれぞれ示す。ハウジング５０は、先端側（相手コネクタ側）に突出した板状のハウジング嵌合部５８を有する。ハウジング嵌合部５８の基端側には、ハウジング嵌合部５８の突出方向とは逆方向にハウジング５０の内部に向かう溝５５が設けられており、この溝５５に対応して、第１シールド部材７０の基端側の一部（図３の８７ｉ）は、ハウジング本体部６２から相手コネクタ側とは逆方向に突出している。このような構成の下、溝５５に、第１シールド部材７０の基端側の一部（図３の８７ｉ）を挟持させることにより、第１シールド部材７０によって覆われるハウジング嵌合部５８の面積部分を大きくし、ハウジング嵌合部５８の強度を高めることができる。また、これによって、こじり力が加わりやすい、第１シールド本体部７３から突出するシールド嵌合部８７の強度を高めることができ、コネクタの耐こじり性を高めることができる。

端子３０とロック片１０は、それぞれ、ハウジング５０の背面側に設けた縦孔や縦穴（図示されていない）を通じてハウジング５０に並列に圧入される。このとき、端子３０やロック片１０は、少なくとも配列方向においてはハウジング５０との間に隙間を形成することなく圧入される。したがって、少なくとも、これらの配列方向において、外カバー２の成形樹脂がそれらの穴から流入してしまうことはない。圧入後、端子３０のアーム部３３は、縦孔と連通した端子孔４９を通じて、アーム部３３の上半分と接触部３４を露出させた状態で、且つ、ハウジング嵌合部５８の薄肉部４７の端子溝５９に沿って弾性的に保持される。同様に、ロック片１０は、縦穴と連通したロック孔４６を通じ、アーム部１５の略上半分とロック部１４を露出させた状態で、ハウジング嵌合部５８の厚肉部４８に設けた溝５４に沿って弾性的に保持される。相手コネクタとの嵌合時に、ロック片１０は、弾性変位可能なロック部１４を利用して相手コネクタの被係止部に係り止めされ、電気コネクタ１と相手コネクタの間の嵌合状態を維持し得る。

図６に、ハウジング５０にロック片１０を組み付けた状態を図５と同様の方法で示す。ロック片１０は、主に、基部１２と、該基部１２から相手コネクタ方向に向けて延びる圧入固定部１６と、該基部１２から湾曲部１３を経て圧入固定部１６と略平行に相手コネクタ方向に延びるアーム部１５を有する。プラグコネクタ１をハウジング５０へ組み付ける際、圧入固定部１６は、該圧入固定部１６とアーム部１５の間に相当する位置に設けたハウジング５０の被圧入部５２に、アーム部１５側に設けた圧入突起１７を利用して圧入固定される。被圧入部５２には、圧入突起１７に対応して段差５３が設けられている。このような構成により、ロック片１０の高さを抑えつつ、ハウジング５０への固定を確実にすることができる。

アーム部１５には、湾曲部１３を設けることによってバネ性が与えられていることから、その先端に設けたロック部１４付近を含む略全体が高さ方向（図６の矢印「Ｍ」で示すアーム部１５の変位方向）に所定量だけ弾性変位可能とされている。ロック片１０がハウジング５０へ組み付けられた際、それらロック部１４は、何ら力を加えていない状態においても、プリロードをかけることによって、ハウジング５０（ハウジング嵌合部５８の薄肉部４７）から多少浮き上がった状態で保持される。このような状態とすることにより、相手コネクタとの嵌合時において、ロック部１４は、相手コネクタ側の被係止部に確実に係止されることになる。プリロードをかけるため、例えば、よく行われているように、ロック部１４と湾曲部１３の間に設けた当接部２２を、ハウジング５０の先端側の上面内壁６９に当接させて、アーム部１５の上方への変位量を規定してもよい。尚、アーム部１５の上方への過剰な変位は、ハウジング５０の前側に突出したコーナー突出部６１によっても規制され得る。このように、当接部２２を設けたことによって、ロック片１０のアーム部１５の変位量を所定量として規定することができるとともに、繰り返しの変位による金属疲労を抑制することができ、挿抜動作を繰り返しても安定したロック力を得ることができる。

ロック部１４の高さ方向における変位は、相手コネクタに対する挿抜時に自然に得ることができ、この挿抜作業を通じて、プラグコネクタ１と相手コネクタとを自然に且つ簡易にロック及びロック解除できる。図６に示すように、ロック部１４は、側面視凸形状であり、特に、相手コネクタ側の傾斜面角度（θ１）と相手コネクタとの嵌合側とは反対側の傾斜面角度（θ２）との関係は、θ１＜θ２となるように構成されている。これにより、相手コネクタとの嵌合時にはスムーズに（すなわち、抵抗力無く）接続させることができ、逆に、抜去時には所定の力が加えられなければ抜くことができないようになっている。尚、本発明では、従来のように、アーム部１５にロック部１４を移動させるための操作部は設けていない。したがって、操作部によってコネクタが大型化してしまうことはない。むしろ、本発明のプラグコネクタ１では、特に、高さ方向を縮めて省スペース化を図ることによって、従来コネクタを小型化したものとしてある。このような小型化を達成しているにもかからわらず、本発明のプラグコネクタ１では、ロック片１０に規制部１８を設けること等によって、多数回の挿抜操作によるロック力の劣化を防ぎ、また、コネクタの破損を防いでいる。

規制部１８は、基部１２からみてアーム部１５や圧入固定部１６が延びる方向とは反対側、換言すれば、基部１２を中心とみた場合に相手コネクタとの嵌合側とは反対側に位置し、基部１２からアーム部１５の変位方向に沿って延びる。ここで、規制部１８の働きを明らかにするため、規制部１８が設けられていない従来プラグコネクタのロック片の動作を図７に示す。この図において、前述した図面中の部材と同様の部材には、同じ番号に「’」を付して示している。明らかなように、ロック片１０の弾性力を十分に支えるためには、固定部１６’とハウジング５０’の間に十分な固定が必要である。このため、従来の一般的な固定方法では、板面方向（紙面方向）における基部１２’等の厚みを厚めにして根元を太くする等の方法の他、高さ方向（図７の矢印「Ｍ’」方向）における長さを比較的長くし可動部のＬ長を長くする等して、固定部への負担を軽減させていた。しかしながら、本願のロック片１０のように、高さ方向を縮めて省スペース化を図ろうとした場合には、可動部のＬ長を短くせざるを得ず、この結果、固定部１６’への負担が増えるため、従来の方法では支えきれずに、この結果、変位のたびごとに発生するロック片全体を変位方向に回転させようとする応力によって、図７に示すように、ロック片１０’本体がハウジング５０’の内部で回転し、ロック片１０’がハウジング５０’内で遊んで、本来の弾性力が弱くなるといった問題が生じていた。また、プリントサーキットボード（図示されていない）等を使用しない従来のプラグコネクタでは、外カバー２を樹脂成形する際に、この樹脂がハウジング５０’とロック片１０’の（縦方向における）隙間５１’から流入してその隙間５１’で固化してしまい、バネとしての機能を損ってしまうといった問題も生じていた。

本発明では、これら従来における問題を、図６に示すような規制部１８を設けることによって改良したものである。このような規制部１８を設けることにより、高さ方向において省スペース化を実現するにもかかわらず、ロック片１０に十分なロック力、特に、抜去力を与えるとともに、ロック片１０の金属疲労度を強化することができ、また、不用意な樹脂の流入を防止することができる。この規制部１８は、主に、基部１２側の幅狭部１９と自由端２０側の幅広部２１から構成されており、プラグコネクタ１がハウジング５０へ組み付けられた際、特に、規制部１８の幅広部２１と固定部１６の底辺２３とが協働して、ハウジング５０の高さ方向を完全に塞いだ状態でそこに圧入固定される。つまり、規制部１８は、ストッパ或いは蓋としての役割を果たすものである。このような役割を果たす規制部１８を設けることにより、プラグコネクタ１は、ハウジング５０に対して、高さ方向において確実に固定されることになり、例えば、図７に示す構成では、湾曲部１３’の内側にのみ集中していた応力を外側へ分散させて、内側への負担を軽減させ、外側をもバネとして機能させることを可能としている。このように本願のプラグコネクタ１によれば、規制部１８を設けたことにより、コネクタの小型化（特に、ロック片の変位方向（コネクタ高さ）における小型化）が可能とされるとともに、繰り返しの挿抜操作に対してもロック片１０のハウジング５０への固定が確実に維持され続けるので、信頼性の高い安定したロックが可能となる。更に、ロック片１０は、ハウジング５０の背面側における縦穴（図示されていない）をその縦方向において完全に塞ぐことになるため、ハウジング５０とロック片１０の間に隙間が生じることはなく、従って、外カバー２を樹脂成形する際の樹脂の流入は効果的に防止され得る。この結果、樹脂によってロック片１０のバネ特性が変化してしまうことがなく、したがって、信頼性の高いロックを提供することも可能となる。

図１から図３に戻って、第１シールド部材７０、第２シールド部材７２の構成を説明する。第１シールド部材７０は、主に、ハウジング嵌合部５８をその突出方向に沿って覆う筒状のシールド嵌合部８７と、ハウジング５０の上部前方壁面６６を前方から覆う折曲部８９と、ハウジング５０の上面６８を覆う上壁９１と、更に、ハウジング５０の側面６０の上半分を覆う側壁９０を有する。シールド嵌合部８７は、折曲部８９を介して、上壁９１と連結されており、下平坦部８７ｅにおいて固定されている。また、このシールド嵌合部８７にはロック片１０の設置を許すため、シールド嵌合部８７の基端側８７ｉにおいて開放され且つ前方の連結部８７ｆにおいて閉じたスリット７８が設けてある。すなわち、シールド嵌合部８７は、折曲部８９に連結され、一対のスリット７８に挟まれた上平坦部８７ａと、連結部８７ｆを介して繋がっている湾曲部８７ｈと、上平坦部８７ａに対向し、上平坦部８７ａと平行な下平坦部８７ｅとを有している。上平坦部８７ａには、スリット７８の延在方向と直交する方向に延びる凸部８７ｇが設けられており、この凸部８７ｇによってシールド嵌合部８７の強度を向上させているとともに、コネクタ１がレセプタクルコネクタと嵌合した際における嵌合状態を確認することができるようになっている。

第１シールド部材７０をハウジング５０に取り付けたとき、シールド嵌合部８７の基端側８７ｉはハウジング５０の溝５５に挿入され、そこで挟持される。このとき、溝５５に挿入された基端側８７ｉの根元付近は、その上部から側面にかけて、ハウジング５０のコーナー突出部６１によって外側から覆われる。これにより、コネクタに対するこじり力への耐久性を更に向上させることができる。

第１シールド部材７０をハウジング５０に取り付けたとき、側壁９０に設けた係合穴７６は、ハウジング５０の側面６０に設けた係合突起５６と係合する。これにより、第１シールド部材７０をハウジング５０に係止することができる。このとき、ハウジング嵌合部５８は、その略全ての周囲を第１シールド部材７０のシールド嵌合部８７によって環状に覆われる。

第２シールド部材７２の本体部は、この第１シールド部材７０と相補形状を成す。第１シールド部材７０と第２シールド部材７２が組み合わされたとき、それらはハウジング嵌合部５８とハウジング５０の側面外周と後端側を覆う。ハウジング５０に第２シールド部材７２を取り付けたとき、側壁９２に設けた係合穴７７は、ハウジング５０の側面６０に設けた係合突起５７に係合する。これにより、ハウジング５０に第２シールド部材７２を係止することができる。

本願の電気コネクタは、小型の電子・電気機器に幅広く利用することができる。

本発明による電気コネクタの平面図である。外カバーを樹脂成形する前の電気コネクタの上側斜視図である。電気コネクタの分解斜視図である。ハウジングの拡大斜視図である。図４のＡ−Ａ線断面図である。ハウジングにロック片を組み付けた状態を図５と同様の方法で示す図である。従来プラグコネクタのロック片の動作を示す図である。

符号の説明

１プラグコネクタ
２外カバー
１０ロック片
１１ケーブル
１２基部
１３湾曲部
１４ロック部
１５アーム部
１６圧入固定部
１７圧入突起
１８規制部
１９幅狭部
２０自由端
２１幅広部
２２当接部
２３底辺
３０端子
３２固定部
３３アーム部
３４接触部
３９リード固定部
４６ロック孔
４７薄肉部
４８厚肉部
４９端子孔
５０ハウジング
５１隙間
５２被圧入部
５３段差
５４溝
５５溝
５６係合突起
５７係合突起
５８ハウジング嵌合部
５９端子溝
６０側面
６１突出部
６６上部前方壁面
６８上面
６９上面内壁
７０第１シールド部材
７２第２シールド部材
７６係合穴
７７係合穴
７８スリット
８３かしめ部
８４板部
８５凸部
８６凹部
８７シールド嵌合部
８９折曲部
９０側壁
９１上壁
９２側壁

Claims

複数の端子を並列保持するハウジングと、前記端子と平行して配置され、相手コネクタとの嵌合状態を維持するロック片と、を有するプラグコネクタにおいて、
前記ロック片は、
基部と、
この基部から湾曲部を経て相手コネクタ側に向けて延び、先端に相手コネクタの被係止部に係止するロック部を有した、変位可能なアーム部と、
前記基部から前記アーム部と同方向に向けて延び、前記ハウジングに固定される固定部と、
前記基部からみて前記固定部の反対側に位置し、前記基部から前記アーム部の変位方向に延び、前記ハウジングに固定される規制部とを備え、
前記ロック片は、前記ロック部と前記湾曲部の間に、前記ハウジングの内壁に当接して前記ロック部をプリロードする当接部を有し、
前記規制部と前記当接部は、前記アーム部の変位方向において前記ハウジングの一方の内壁に当接し、前記固定部は、前記アーム部の変位方向において前記ハウジングの他方の内壁に当接し、前記固定部は、前記規制部と前記当接部の間に、前記アーム部の延長方向に沿って延在することを特徴とするコネクタ。
請求項１記載のコネクタにおいて、前記規制部（１８）は、前記基部（１２）側の幅狭部（１９）と自由端（２０）側の幅広部（２１）とから構成されているコネクタ。
請求項１又は２に記載のコネクタにおいて、前記ハウジング（５０）には、前記ロック片（１０）のアーム部（１５）と固定部（１６）の間に相当する位置に被圧入部（５２）が設けられており、前記固定部（１６）には、前記アーム部（１５）側に前記ハウジング（５０）の被圧入部（５２）への圧入突起（１７）が設けられているコネクタ。
請求項１乃至３のいずれかに記載のコネクタにおいて、前記ロック片は、平板状であるコネクタ。
請求項１乃至４のいずれかに記載のコネクタにおいて、前記ロック片のロック部（１４）は側面視凸形状であって、相手コネクタ側の傾斜面角度（θ１）と前記相手コネクタとの嵌合側とは反対側の傾斜面角度（θ２）との関係が、θ１＜θ２となるように構成されているコネクタ。