JP4522144B2

JP4522144B2 - 電気コネクタ

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Publication number: JP4522144B2
Application number: JP2004151709A
Authority: JP
Inventors: 一史鎌田; 耕司林; 宣和加藤
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2024-05-21
Also published as: KR100800209B1; ES2294627T3; CN1700532A; EP1598905B1; US20050260871A1; TW200607187A; KR20060048048A; US7134912B2; CN100477410C; JP2005332749A; TWI260116B; EP1598905A1

Description

本発明は電気コネクタに関し、詳しくは、基板に実装され、ケーブルを接続したコネクタと接続される電気コネクタに関する。

従来この種のコネクタとして、機器本体の基板等に実装される基板側コネクタとケーブル側コネクタとを備え、嵌合の際、互いの離脱を阻止するロック可能なロック付電気コネクタが知られている。

ここで、従来の基板側コネクタは、通常、信号コンタクトとグランドコンタクト、金属シェル、インシュレータという部品構成で金属シェルとロック係合部とは一体又は別体である。この従来の構造だと、電気コネクタの強度に関する性能は満足できる。一方、電気的な性能は、嵌合部に関しては一見、多点でグランドコンタクトを接触させているが、グランドコンタクトとシェルを更に接触させる必要があり、その部分も多点である方が電気的特性も良いが、反面、構造が複雑化し、部品同士の寸法精度も要求される。また、部品点数が多くなるため、高価になりがちである。そこでグンドコンタクトと金属シェルを一体で構成する方法が考えられる。

図７は従来の電気コネクタの一例を示す断面図である（特許文献１、参照）。図７に示す従来例においては、電気コネクタ１３０は、互いに幅方向に配列された接触部１１１を備えた複数の端子１１０と、圧入孔１２２に各端子１１０が圧入され、この各端子を保持する絶縁体１２０と、上面部１３１、前面部１３３とを備える、絶縁体の外面を覆うシェルと、各端子の配列方向に伸びる導電性のグランド部１３２とを備えている。各端子１１０とグランド部１３２との間の空間１２１に相手側端子１４０を挿入するように構成されている。図７に示す電気コネクタ１３０においては、シェルとグランド部１３２とを一体に形成しており、相手側端子１４０と、グランド部１３２との接触は、グランド部１３２の内側から突出した突部１３２ａを用いて行っている。

しかしながら、そのグランド部１３２と突部１３２ａは一板体面に複数接続されているために、接触が点接触であり、バネ性に乏しく接触不良を生じる可能性がある。

図８は従来の電気コネクタのもう一つ一例を示す裏面側から眺めた斜面視図である。

図８を参照すると、電気コネクタ３００は、インシュレータ３２０と、インシュレータ３２０の外周部を覆うシェル３１０と、シェル３１０の底面を打ち抜くことで形成され、グランドコンタクト３１１と、これに対向するように設けられ、インシュレータ３２０に保持される信号コンタクト３１２とを備えている。

図９は従来の電気コネクタのさらに、もう一つの例を示す背面側から眺めた斜視図である。図１０は図９の電気コネクタの嵌合側から眺めた斜視図である。図１１は図１０の電気コネクタの分解組立斜視図である。図９乃至図１１を参照すると、電気コネクタ２００は、箱形のインシュレータ２３０と、インシュレータ２３０の周囲を覆うシェル２１０と、インシュレータ２３０内部の上側に長さ方向に並んで複数設けられた信号コンタクト２２０と、インシュレータ２３０の内部下側に、信号コンタクト２２０と上下に対向して設けられたグランドコンタクト２４１とを備えている。

インシュレータ２３０は、幅方向に長い嵌合部２３５を備えた箱型の絶縁体からなり、嵌合部２３５の両側に相手側コネクタをガイドするためのガイド孔２３３と、このガイド孔２３３の内側の嵌合部２３５の天井面には、信号コンタクトを収容するための溝２３１が前後方向に延在するとともに、幅方向に並んで複数設けられ、一方底面には、同様にグランドコンタクトを収容するための溝２３２が、前後方向に延在するとともに幅方向に並んで複数設けられている。

シェル２１０は、上面２１１、両側面２１３、底面２１２とを備えた一枚板の打ち抜きによって形成され、下面の略中央部において、端部を重ね合わせることによって、断面口字形状の本体部分が形成されている。シェル２１０の両側下部に幅方向外側に伸びる半田付部２１５が設けられ、前面にも突出して複数の半田付部２１４が設けられ、また、背面上部には、折り曲げられてインシュレータ２３０に固定するための固定部２１８が複数設けられている。また、両側部の内側には、口字形状のロック部２１７が設けられている。

コンタクト２２０は、略Ｌ字状で、相手側コネクタ等のコンタクトと接触するための接触部２２１と、インシュレータの溝２３１内に圧入される保持部２２２と、下方に伸びる鉛直部２２３と、搭載される基板のパッドもしくはランド等に半田付される端子部２２４とを備えている。また、グランドコンタクト２４０は、一枚板の打ち抜きによって形成され、両側のグランド基部コンタクト２４２と、幅方向に並んで設けられた複数のグランドコンタクト２４１とを備えている。

従来のこの種のコネクタには、次のような問題がる。

まず、図７に示すようにシェル１３０をインシュレータ嵌合側から組込む場合であって、図８に示すように、シェル下面よりグランド接触部を形成した場合には、まず、接触部を形成するための穴、あるいはスリットを形成する必要があり、接触時のモーメントが直接シェルに働くため、シェルが変形しやすくなり強度が落ちる。

また、接触時のモーメントを軽減するためにグランド接触とシェル間にインシュレータを介在させ、保持部を形成した場合も、グランド接触部とその保持部は、インシュレータを通過して組込まれなければならないため、インシュレータにもスリットが必要となり強度が落ちるという欠点を有する。

一方、図７とは逆にシェル反嵌合側よりグランド接触部を形成した場合には、シェルの反嵌合から嵌合側へ折り曲げて接触部を形成すると、グランド接触部とシェル間に曲げＲ分の段差が発生するため、シェル単体でのガイド性が損なわれる。ガイド性を向上させるために、インシュレータを介在させると図８の電気コネクタ３００と同様の理由で、インシュレータ３２０にスリットが必要となり強度が落ちるという欠点を有する。また、この構造の電気コネクタにおいて、更に、ロック付きの場合、ロック係止部をシェルから一体で形成すると、相手側コネクタを無理に引き抜こうとした時、シェルがインシュレータから抜ける方向の力であるため、ロック係止部が変形あるいは、抜けやすくなり、基板側コネクタである電気コネクタが使用不能となることが考えられる。もちろん、ロック係止部をシェルと別体にした場合、部品点数が増加するため、高価になる。さらに、嵌合部表面にインシュレータとシェルの部品の境界が存在するため、相手側コネクタの嵌合部先端が境界に引っかかったりすることが考えられ、スムーズな嵌合ができないこともある。

また、図示しないが、シェルをインシュレータに挟み込むように組込む場合、シェルでコネクタを囲もうとすると、２部品に分割させて挟み込む構造となる。その理由は、もし１部品だと、ＥＭＩ等の問題で電気特性が劣るという不具合を生じるからである。また、相手側コネクタを嵌合方向と垂直な方向に煽った場合、シェル全体の強度が１部品で全体を囲んだ場合より落ちるため、全体の強度も落ちることとなる。また、部品点数が増加するために高価になる。

さらに、図９乃至図１１で示した電気コネクタ２００のように、シェル２１０をインシュレータ反嵌合側から組込む場合においては、シェル下面よりグランド接触部を形成した場合、前述したものと同様の理由で、接触部を形成するための穴、あるいはスリットを形成する必要があり、接触時のモーメントが直接シェルに働くため、シェルが変形しやすくなり強度が落ちる。

特開２００３−７４０８号公報

本発明の一技術的課題は、部品点数が少なく、コネクタの組立が簡便で、コストが安価である電気コネクタを提供することにある。

また、本発明のもう一つの技術的課題は、シェルに穴やスリット等の隙間が空かず、堅牢である電気コネクタを提供することにある。

また、本発明のさらにもう一つの技術的課題は、ケーブル側コネクタあるいはハーネス品の交換で済むため費用が抑えられる電気コネクタを提供することにある。

また、本発明の別の技術的課題は、接触部の破損を防止することができる電気コネクタを提供することにある。

本発明によれば、コンタクトと、前記コンタクトを保持するインシュレータと、前記インシュレータの周囲を覆うシェルとを備え、相手側部材と第１の方向に嵌合して電気接続するコネクタにおいて、前記インシュレータは、嵌合部を有し、前記嵌合部内に前記コンタクトの接触部が配設され、前記シェルは、相手側部材との少なくとも嵌合側を除いたインシュレータの外周面を取り囲む本体部と、前記本体部の上面の端部から下方に向け且つ前記嵌合部内に向けて曲げて形成された複数の第１の折り返し部を備え、前記第１の折り返し部は、前記インシュレータへの圧入部と、前記コンタクトと対向するように形成されたバネ部と、前記バネ部の一端に形成された接点部とを有するとともに前記コンタクトと協働して、前記相手側部材を挟み込むグランドコンタクトを構成し、前記グランドコンタクトのバネ部と前記コンタクトのバネ部は同一方向に延び、前記グランドコンタクトの接点部と前記コンタクトの接触部とは対向する位置に配置され、前記インシュレータは、前記グランドコンタクトを収容するグランド溝を有し、前記インシュレータに前記シェルを組み込むことにより、前記インシュレータに前記シェルを固定するようにしたことを特徴とする電気コネクタが得られる。

また、本発明によれば、前記シェルは第２の折り返し部を更に有し、前記第２の折り返し部は前記インシュレータへの圧入部と、前記相手側部材との嵌合の際、前記相手側部材の離脱を阻止するロック部とを有していることを特徴とする前記電気コネクタが得られる。

本発明によれば、シェルとグランドコンタクトを一体で形成しているので、部品点数が少なく、コネクタの組立が簡便で、コストが安価である電気コネクタを提供することができる。

また、本発明によれば、グランド接触部をシェルの反嵌合側から折り返して形成しているので、シェルに穴やスリット等の隙間が空かず、堅牢である電気コネクタを提供することができる。

また、本発明によれば、ロック部をシェルと一体で形成し、シェルの組立方向を反嵌合側から組み込むことで、ロック部をインシュレータの溝に固定可能なのでロック付ケーブル側コネクタを．無理抜きした時にも、基板側のロック部分は、変形しにくく、むしろケーブル側のロック部分が変形するようになる。よって、ケーブル側コネクタあるいはハーネス品の交換で済むため費用が抑えられる電気コネクタを提供することができる。

また、本発明によれば、グランド接触部の保持部をインシュレータに圧入することで、接触力も安定し、また、シェル全体とインシュレータ全体の保持も兼ねるために、その他の圧入部は基本的に不要となり、必要以上にコネクタ外形を大きくする必要がない電気コネクタを提供することができる。

また、本発明によれば、接続穴の幅よりガイド穴の幅を大きくし、ブラインドメイトの際にも相手側コネクタのガイドポストが誤って接触穴部に入り込むことなく、接触部の破損を防止することができる電気コネクタを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態による電気コネクタの斜め前方から見た斜視図である。図２は図１の電気コネクタの斜め後ろ側から眺めた斜視図である。図３は図１の電気コネクタの分解組立斜視図である。図４は図１のコネクタのコンタクトを含む面内で切断した横断面図である。

図１乃至図４を参照すると、電気コネクタ１０１は、機器本体の基板等に実装された基板側のソケットコネクタとして用いられる。電気コネクタ１０１は、複数のソケットコンタクト２０と、ソケットコンタクト２０を保持するソケットインシュレータ３０と、ソケットインシュレータ３０の周囲に設けられたソケットシェル１０とを備えている。ソケットコンタクト２０は電気信号伝送用に用いられる。

ソケットインシュレータ３０は、後に図５及び図６を用いて詳しく説明する相手側部材としてのケーブルコネクタである相手側コネクタと嵌合する嵌合部１を有し、この嵌合部１内にソケットコンタクト２０の接触部２３が配設されている。嵌合部１の両側には、相手側コネクタの挿入をガイドするガイド孔３３が、嵌合部１よりも高さ方向に大きく開口して夫々設けられている。

更に、ガイド孔３３の外側の壁部には、ソケットシェル１０の圧入部１６を挿入するためのガイド溝３７が形成されている。したがって、相手側コネクタのガイド部が嵌合部１に誤挿入されて、ソケットコンタクト２０を破損したり、折り曲げるようなことは無い。

また、ソケットインシュレータ３０は、嵌合部１の上面３０ａ側には、複数のグランドコンタクト１９が収容されるグランド溝３４が、長さ方向に延在するとともに幅方向である第２の方向に複数並んで形成され、下面３０ｂ側には、ソケットコンタクト２０が収容される複数のコンタクト溝３５が形成されている。ソケットインシュレータ３０の上面３０ａと下面３０ｂには、後ろ側からそれぞれ数個の圧入穴３６が開けられている。

図３に示されるように、ソケットシェル１０は、プレス成形品からなり、相手側コネクタとの嵌合側及び嵌合側とは反対側を除いたソケットインシュレータ３０の外周面を取り囲む上面１１、底面１２、及び両側面１３からなり、ソケットインシュレータ３０を収容する空間１４を形成する四角枠形状の本体部を有している。本体部の嵌合側とは反対側の後側上部から嵌合部１内に向けて複数の第１の折り返し部１８が形成されている。

図４に最も良く示されるように、第１の折り返し部１８は、インシュレータ３０への圧入部１８ａと、コンタクト２０と上下方向において互いに対向するように形成されたバネ部１８ｂと、さらに前方に形成された下方に凸となるように湾曲した接点部１９とを有し、相手側コネクタのグランド端子もしくはシェルと接触するとともに、グランド接触端子として機能するグランドコンタクトをなす。このグランドコンタクトをソケットシェル１０と一体形成することによって、ソケットシェル１０に、グランドコンタクト形成による穴やスリットを開けることもなく、シェルの強度及び電気的性能を損なうことなく部品点数を削減することができる。

また、ソケットシェル１０は、両側の内側に矩形状の第２の折り返し部１６を有する。第２の折り返し部１６は、そのままソケットインシュレータ３０へ圧入される圧入部として機能し、この圧入部は、矩形の孔からなるロック部１７が形成されている。また、底面１２から反嵌合側の外側に向かって突出した半田付部１５ｂが形成されている。また、底面１２から前方に向って、ソケットインシュレータ３０に圧入して固定するための圧入片３９，３９が形成され、半田付部１５ｃが圧入片３９よりも下方で且つ前方に延在して形成されている。この半田付部１５ｃは、ソケットインシュレータ３０の下側底部に形成された溝４１に収容される。

また、ソケットシェル１０と一体で形成したグランドコンタクトによって、ソケットインシュレータ３０の上面部を挟みこむことによって、ソケットシェル１０全体とインシュレータ３０の保持も兼用しており、必要以上にコネクタを大きくすることのない構造である。

図４に最も良く示されるように、ソケットコンタクト２０は、略Ｌ字形状で、相手側コネクタの信号コンタクトと接触する接触部２３と、ばね部２２と、ソケットインシュレータ３０の収容孔４１に圧入される圧入部２１を備えた保持部２５と、保持部２５の下端に設けられた基板と平行になるように折れ曲がった基板に半田付けされる端子部２４とを備えている。

図３に示すように、相手側コネクタとの嵌合側とは反対側から、ソケットインシュレータ３０にソケットシェル１０を組み込むことにより、ソケットインシュレータ３０にソケットシェル１０を固定するようにしている。したがって、嵌合部１面をほぼ全面同一部品で構成でき、その結果、嵌合部１表面に部品の境界がない電気コネクタを提供することができる。

ソケットコネクタ１０１の組み立ては、次のように行われる。

図３を参照すると、ソケットインシュレータ３０の背面からソケットシェル１０を組み込むと、各圧入片３９は各圧入穴３６に夫々圧入され、両面側１３から各折り返し部１６は各インシュレータのガイド穴３７に差し込まれ、上面１０からの各折り返し部１８ａは、グランド溝３４に差し込まれ、圧入される。

この後、ソケットインシュレータ３０の背面から各ソケットコンタクト２０の圧入部２１を各コンタクト溝３５に圧入すると、各接点部１９と各接触部２３とは嵌合部１内で上下方向で対向して配置されるが、各接点部１９は、各接触部２３よりもその数が少ない。

以上のように組み立てられたソケットコネクタ１０１は、各半田付部１５ａ、１５ｂ、１５ｃを基板へ半田付けすることによって固定される。

図５は図１のコネクタに嵌合される相手側コネクタの斜め後ろ側の底面側から眺めた斜視図である。図６は図５の相手側コネクタのＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図５及び図６を参照すると、相手側部材、即ち、相手側コネクタであるプラグコネクタ１０２は、板状のプラグインシュレータ５５と、プラグインシュレータ５５の前方の上面に、前後方向に延在するとともに幅方向に並んで形成された複数のプラグ接触部（コンタクト）５１と、プラグインシュレータ５５のプラグコンタクト５１の上方と、プラグインシュレータ５５の下面を覆うプラグシェル８０と、プラグインシュレータ５５の両側にこのプラグインシュレータ５５と一体に形成されたロック部６０を備えている。上下のプラグシェル８０の後端の開口８１からフラットケーブルもしくはフレキシブルプリント基板等が差し込まれて、プラグコンタクト５１の端子部５２に半田付け等によって接続される。

ロック部６０は、先端に斜面が設けられた角柱状のガイドポスト６８と、支持部６１と、レバー６２と、各板状で後方外側に向って両側で互いに開くように形成された角板状の操作部６５とを備えている。ガイドポスト６８の両側には、ロック爪６９が外側に突出するように、図示しない弾性部材等によって付勢するように形成されている。操作部６５を幅方向内側に向って押し込むと、ロック爪６９は内側に引っ込むように構成されている。なお、符号６４及び６３はロックレバーの外方への移動を阻止するとともに内側への移動をガイドするストッパーとそのガイド部材である。

図５に示すプラグコネクタ１０２を裏返した状態で、図１に示すソケットコネクタ１０１に対してガイドポスト６８をソケットコネクタの前面両側のガイド孔３３に夫々挿入して嵌合させると、ロック孔１７にロック爪６９が係合するとともに、プラグコンタクト５１と、ソケットコンタクト２０とが接触して接続してロックされた状態となる。

ロックを解除して、互いに結合したソケットコネクタ１０１とプラグコネクタ１０２とを離脱させるためには、操作部６５を内側におし込むと、ロック爪は自由に内側に入り込むことができロックが解除され、プラグコネクタ１０２をソケットコネクタ１０１から引き抜くことができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によるソケットコネクタは、嵌合部表面に部品同士の境界を極力少くし、さらに、相手側コネクタのガイドポストが接触部に入り込まないような寸法とし、ブラインドメイトを行った際でもコネクタが破損しずらい構造を備えた電気コネクタを提供することができる。

また、本発明の実施の形態によるソケットコネクタにおいて、嵌合穴は相手側コネクタの接続部を受容する接続穴と、その両端部に連続したガイドポスト穴からなり、相手側コネクタの接続部を受容する接続穴に相手側コネクタのガイドポストが入り込まないように、接続穴より相手側コネクタガイドポストがコネクク高さ方向に幅広に構成されているので、機械的強度を堅牢にし、さらに電気的にも優れた安価な電気コネクタを得ることが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る電気コネクタは、各種電気機器の基板側のソケットコネクタに最適である。

本発明の実施の形態よるソケットコネクタの斜視図である。図１のソケットコネクタの背面側から見た斜視図である。図１のソケットコネクタコネクタの分解組立斜視図である。図１のソケットコネクタの接触部を主に示す断面図である。図１のソケットコネクタに嵌合されるプラグコネクタの斜視図である。図５のプラグコネクタのＡ−Ａ線に沿う断面図である。従来技術による電気コネクタ一例を示す断面図である。従来の電気コネクタのシェルからグランド接触部を一体で形成した例である。従来の電気コネクタの背面側から見た斜視図である。図９の電気コネクタの前面側から見た斜視図である。図９及び図１０の電気コネクタの分解斜視図である。

符号の説明

１嵌合部
１０ソケットシェル
１１上面
１２底面
１３側面
１４空間
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ半田付部
１６圧入部（第２の折り返し部）
１７ロック孔
１８第１の折り返し部
１８ａ圧入部
１８ｂバネ部
１９グランドコンタクト（接点部）
２０ソケットコンタクト
２１圧入部
２２ばね部
２３接触部
２４端子部
２５保持部
３０ソケットインシュレータ
３０ａ上面
３０ｂ下面
３３ガイド孔
３４グランド溝
３５コンタクト溝
３６圧入穴
３７ガイド溝
３９圧入片
４１収容孔
５１プラグ接触部（コンタクト）
５２接触部
５５プラグインシュレータ
６０ロック部
６１支持部
６２レバー
６３ガイド
６４ストッパー
６５操作部
６８ガイドポスト
６９ロック爪
８０プラグシェル
８１開口
１０１電気コネクタ
１０２プラグコネクタ
１１０端子
１１１接触部
１２０絶縁体
１２１空間
１２２圧入孔
１３０電気コネクタ
１３１上面部
１３２グランド部
１３２ａ突部
１３３前面部
１４０相手側端子
２００電気コネクタ
２１０シェル
２１１上面
２１２底面
２１３側面
２１４，２１５半田付部
２１７ロック部
２１８固定部
２２０信号コンタクト
２２１接触部
２２２保持部
２２３鉛直部
２２４端子部
２３０インシュレータ
２３１，２３２溝
２３３ガイド孔
２３５嵌合部
２４１グランドコンタクト
２４０グランドコンタクト
２４２グランド基部コンタクト
３００電気コネクタ
３１０シェル
３１１グランドコンタクト
３１２信号コンタクト
３２０インシュレータ

Claims

コンタクトと、前記コンタクトを保持するインシュレータと、前記インシュレータの周囲を覆うシェルとを備え、相手側部材と第１の方向に嵌合して電気接続するコネクタにおいて、
前記インシュレータは、嵌合部を有し、前記嵌合部内に前記コンタクトの接触部が配設され、
前記シェルは、相手側部材との少なくとも嵌合側を除いたインシュレータの外周面を取り囲む本体部と、前記本体部の上面の端部から下方に向け且つ前記嵌合部内に向けて曲げて形成された複数の第１の折り返し部を備え、前記第１の折り返し部は、前記インシュレータへの圧入部と、前記コンタクトと対向するように形成されたバネ部と、前記バネ部の一端に形成された接点部とを有するとともに前記コンタクトと協働して、前記相手側部材を挟み込むグランドコンタクトを構成し、
前記グランドコンタクトのバネ部と前記コンタクトのバネ部は同一方向に延び、前記グランドコンタクトの接点部と前記コンタクトの接触部とは対向する位置に配置され、
前記インシュレータは、前記グランドコンタクトを収容するグランド溝を有し、
前記インシュレータに前記シェルを組み込むことにより、前記インシュレータに前記シェルを固定するようにしたことを特徴とする電気コネクタ。
請求項１に記載の電気コネクタにおいて、前記シェルは第２の折り返し部を更に有し、前記第２の折り返し部は前記インシュレータへの圧入部と、前記相手側部材との嵌合の際、前記相手側部材の離脱を阻止するロック部とを有していることを特徴とする電気コネクタ。