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JP7280558B2 - 同軸コネクタのフローティング構造 - Google Patents

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JP7280558B2 JP2020171901A JP2020171901A JP7280558B2 JP 7280558 B2 JP7280558 B2 JP 7280558B2 JP 2020171901 A JP2020171901 A JP 2020171901A JP 2020171901 A JP2020171901 A JP 2020171901A JP 7280558 B2 JP7280558 B2 JP 7280558B2
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Description

本発明は、カメラモジュール等のケース内に収容された電子部品と同軸ケーブル等のケーブルとを接続する同軸コネクタのフローティング構造に関する。
従来、車載カメラ用カメラモジュール等のモジュールは、ケース内に収容されたモジュール本体がケースに取り付けられた同軸コネクタを介して同軸ケーブルと接続されるようになっている。
この同軸コネクタは、ケース内に収容されたモジュール本体を構成する基板に接続されたレセプタクルと、同軸ケーブルに接続されたプラグとを備え、プラグをケースに取り付けること、又は、プラグを取り付けたリアケースをフロントケースに組み付けることによって、プラグとレセプタクルとが接続されるようになっている。
このプラグとレセプタクルとの接続時には、ケース内に収容される基板の位置や基板に対するレセプタクルの取り付け位置等によって、相互に接続されるプラグとレセプタクルとに軸方向または径方向に位置ズレが生じたとしても、互いに位置ズレが修正され、着実に接続される必要がある。
そこで、従来では、モジュール本体に固定されるレセプタクル本体と、レセプタクル本体に対し軸径方向に移動可能な可動接続部とを備え、可動接続部をプラグと接続させるようにしたフローティング機構付き同軸コネクタが用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
一方、同軸コネクタのフローティング構造には、ケース等の筐体に対しプラグを軸径方向に移動可能に保持させたものも知られている（例えば、特許文献２を参照）。
この同軸コネクタのフローティング構造は、ケース等の筐体にプラグが挿入されるプラグ挿入孔を備え、プラグ挿入孔とプラグとの間に移動用の隙間を形成することによって、プラグが筐体に対し軸径方向で移動できるようにしている。
特開２００８－２６２７３６号公報 特開２００２－０８３６５５号公報
しかしながら、上述の特許文献１の如き従来の技術では、レセプタクルが基板等に接続されるレセプタクル本体と、レセプタクル本体に対し軸径方向に移動可能な可動接続部とを別個に備えた構造であるため、その分、レセプタクルの外形が大きくなることから、ケース内のスペースに制限がある場合等にフローティング機構付きのレセプタクルを取り付けることが困難な場合があった。
一方、特許文献２の如き従来の技術では、フローティング構造を確保するためにプラグ挿入孔とプラグとの間に隙間が生じるため、当該隙間が水の侵入経路となる虞があり、筐体内部に水が侵入することで、内部の電気回路や電子部品の腐食や短絡を引き起こす懸念があった。
また、上述の従来の技術では、いずれもケース等の筐体越しにプラグをレセプタクルに接続するため、プラグとレセプタクルとの接続状態を確認することができず、コネクタの接続に確実性が担保し難いという課題もあった。
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、フローティング機能を有し、且つ、確実な接続及び止水性が確保された同軸コネクタのフローティング構造の提供を目的としてなされたものである。
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、プラグ本体に可撓性を有する同軸ケーブルが接続されたプラグと、ケース内に収容されるレセプタクルとを備え、前記ケースに形成された筒状のプラグ挿入部に挿入された前記プラグが前記レセプタクルと互いに接続されるようにした同軸コネクタのフローティング構造において、前記プラグ挿入部は、内径が前記プラグの外径より大きいプラグ導入孔と、該プラグ導入孔の先端側と連通し、前記プラグ導入孔より径の大きい拡径孔と、該拡径孔内に固定される抜け止めリングと、前記拡径孔の奥底部と前記抜け止めリングとの間に軸方向及び軸径方向に移動可能に配置されたスライドリングを有するスライダと、前記スライドリングを前記抜け止めリング側に付勢する付勢用弾性部材とを備え、前記プラグ本体が前記スライダに連結され、前記プラグ本体が前記プラグ挿入部内に軸方向及び軸径方向で移動可能に保持されていることにある。
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記スライダは、前記プラグ本体が挿入されるホルダ部を備え、該ホルダ部の先端側に前記プラグ本体の外周に突設された係合凸部と係合する係合バネ体を備えていることにある。
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記プラグは、前記同軸ケーブルの外側に嵌合し、前記プラグ挿入部の導入側開口部に嵌入される弾性体からなるキャップを備え、該キャップが前記プラグ挿入部を封鎖するとともに、前記プラグ本体が前記同軸ケーブルを介して前記キャップに保持されていることにある。
請求項４に記載の発明の特徴は、請求項３の構成に加え、前記キャップの外側に張り出した天板部と、該天板部に支持された筒状の外周部とを有するカバー体を備え、前記外周部に前記プラグ挿入部の外周に突設された係合突起と係合する係合孔が形成されていることにある。
本発明に係る同軸コネクタのフローティング構造は、請求項１に記載の構成を具備することによって、ケース内のスペースが制限され、フローティング機構付きのレセプタクルを用いることが困難な場合であっても、プラグとレセプタクルとの位置ズレを吸収し、確実に接続することができる。
また、本発明において、請求項２に記載の構成を具備することによって、プラグをスライダと接続する際にクリック感が得られ、ケースが介在し、接続状態を視認できないような場合であっても、確実な接続を確認することができる。
さらに、本発明において、請求項３に記載の構成を具備することによって、カバーにフローティング機構を介してプラブを保持させることができるとともに、防水性を確保することができる。
また、本発明において、請求項４に記載の構成を具備することによって、キャップをプラグ挿入部に確実に固定することができ、高い防水性能を維持することができる。
本発明に係る同軸コネクタのフローティング構造の使用態様の一例を示す斜視図である。 同上のリアケースを介して接続される同軸コネクタを示す分解斜視図である。 同上の縦断面図である。 同上のリアケースを示す分解斜視図である。 同上の縦断面図である。 図２中のプラグを示す分解斜視図である。 同上のプラグ本体を示す拡大縦断面図である。 同上のキャップを示す拡大縦断面図である。 同上のカバー体を示す拡大縦断面図である。 同上のレセプタクルを示す拡大縦断面図である。 同上の同軸コネクタのフローティング構造における位置ズレが生じている場合の接続動作を示す縦断面図である。 同上の接続した状態を示す縦断面図である。
次に、本発明に係る同軸コネクタ４のフローティング構造の実施態様を図１～図１２に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１はカメラモジュール等のケース２内にモジュール本体が収容されたモジュールである。
このモジュール１は、可撓性を有する同軸ケーブル３が同軸コネクタ４を介してケース２内に収容されたモジュール本体を構成する基板５と接続されるようになっている。
同軸コネクタ４は、図２、図３に示すように、プラグ本体６に同軸ケーブル３が接続されたプラグ７と、ケース２内に収容されるモジュール本体の基板５に接続されたレセプタクル８とを備え、ケース２に形成された筒状のプラグ挿入部９にプラグ７を挿入することによって、プラグ７とレセプタクル８とが互いに接続されるようになっている。
また、この同軸コネクタ４は、フローティング構造を備え、プラグ７がケース２に対し軸方向及び軸径方向に移動可能に保持され、ケース２内に収容されたレセプタクル８の位置にズレが生じた場合であっても、ズレを吸収しプラグ７とレセプタクル８とが確実に接続されるようになっている。
ケース２は、アルミニウム等の導電性金属材によって鋳造されたフロントケース１０とリアケース１１とが互いに組み合わされて箱状を成している。
リアケース１１は、矩形筒状の周壁部１１１と、周壁部１１１の上面を閉鎖する天板部１１２とを備え、下面が開口した有天箱状に形成され、天板部１１２の所定個所に円筒状のプラグ挿入部９が一体に突設されている。
プラグ挿入部９は、図４に示すように、内径がプラグ７の外径より大きいプラグ導入孔１２と、プラグ導入孔１２の先端側と連通し、プラグ導入孔１２より径の大きい拡径孔１３と、拡径孔１３内に固定される抜け止めリング１４と、軸方向及び軸径方向に移動可能に配置されたスライドリング１５１を有するスライダ１５と、スライドリング１５１を抜け止めリング１４側に付勢する付勢用弾性部材１６とを備え、プラグ本体６がスライダ１５に連結され、プラグ本体６がプラグ挿入部９内に軸方向及び軸径方向で移動可能に保持される。
プラグ導入孔１２は、プラグ７を導入する側に開口した導入口１２１と、導入口１２１より径の小さい挿通部１２２とを備え、挿通部１２２がテーパ部１２３を介して導入口１２１と連続し、導入口１２１から挿入されたプラグ７がテーパ部１２３によって挿通部１２２に案内されるようになっている。
挿通部１２２は、プラグ７の外径より大きく形成され、挿通部１２２に挿通された状態でプラグ７が軸径方向に移動できるようになっている。
スライダ１５は、導電性金属材によって一体に形成され、円環状のスライドリング１５１と、スライドリング１５１に基端が支持された筒状のホルダ部１５２とを備え、スライドリング１５１が拡径孔１３のプラグ導入孔１２側底部と抜け止めリング１４との間に軸方向及び軸径方向に移動可能に配置されることによってケース２に対してフローティングできるようになっている。
ホルダ部１５２は、円筒状のホルダリング１５３と、ホルダリング１５３の下端側に基端が支持された複数の係合バネ体１５４，１５４とを備え、ホルダリング１５３の上端がスライドリング１５１に支持されている。
各係合バネ体１５４，１５４は、互いに周方向で間隔をおいて配置されるとともに、ホルダリング１５３より互いに先端側が近くなるように斜め内向きに延出し、複数の係合バネ体１５４，１５４によって先端側が狭まるテーパ筒状をなしている。
そして、プラグ本体６は、ホルダリング１５３を通して係合バネ体１５４，１５４を押し広げながら所定の位置まで挿入され、各係合バネ体１５４，１５４が弾性復帰してプラグ本体６の外周面に突設された係合凸部２３４と係合する。
その際、係合バネ体１５４，１５４が押し広げられた後に弾性復帰する一連の動作によって、クリック感が得られ、着実にプラグ本体６がスライダ１５に連結されたことが確認できるとともに、レセプタクル８との接続を確認することができる。
付勢用弾性部材１６は、黄銅等の弾性を有する導電性金属部材によってリング状に形成され、表面に一端が支持され、他端が板厚方向に立ち上がった板バネ１６１，１６１…が支持されている。
抜け止めリング１４は、導電性金属材によって内径がホルダリング１５３の外径より大きい円筒状に形成され、拡径孔１３のケース２内部側より圧入されるようになっている。
尚、拡径孔１３は、そのプラグ導入孔１２側底部から所定の幅を隔てた位置に段部１３１が形成され、抜け止めリング１４が段部１３１に当て止めされることによって、拡径孔１３のプラグ導入孔１２側底部と抜け止めリング１４端部とに間に隙間が形成される。
そして、この隙間には、スライドリング１５１が軸方向及び軸径方向に移動可能な状態で配置されるとともに、付勢用弾性部材１６によってスライドリング１５１が抜け止めリング１４側に付勢されている。
プラグ７は、図６に示すように、同軸ケーブル３が接続されたプラグ本体６と、同軸ケーブル３の外側に嵌合されたキャップ１７と、キャップ１７をプラグ挿入部９に固定するカバー体１８とを備えている。
プラグ本体６は、図７に示すように、同軸ケーブル３の中心導体３１が接続されるピン状の中央コンタクト１９と、中央コンタクト１９の外側に配置された筒状のシェル２０と、中央コンタクト１９とシェル２０との間に介在されたインシュレータ２１とを備え、シェル２０内にコンタクトを組み込んだインシュレータ２１が収容されている。
シェル２０は、筒状の外部コンタクト２２と、先端側に外部コンタクト２２が嵌合される外部シェル２３と、外部シェル２３の後端側に嵌合する接続スリーブ２４とを備え、外部シェル２３と接続スリーブ２４との間に同軸ケーブル３の外部導体３２が挟み込まれるようになっている。
外部シェル２３は、導電性金属によって一体に鋳造され、一端が開口した有底筒状の外部シェル本体２３１と、外部シェル本体２３１の他端側に突設された筒状の導体接続部２３２とを備えている。
外部シェル本体２３１は、一端に鍔状の鍔部２３３を備え、開口側よりスライダ１５に挿入されるようになっている。
また、外部シェル本体２３１の外周部には、外周面の開口側にフランジ状の係合凸部２３４が突設され、係合凸部２３４の鍔部側に周方向に間隔をおいて係合孔２３５，２３５が形成されている。
この外部シェル本体２３１は、プラグ本体６をプラグ挿入部９に挿入することによって、スライダ１５に挿入され、鍔部２３３がホルダリング１５３の内周スライドリング１５１側に形成された段部に嵌り込むとともに、係合凸部２３４がホルダリング１５３を通して係合バネ体１５４，１５４を押し広げながら所定の位置まで挿入されると、各係合バネ体１５４，１５４が係合凸部２３４と係合し、プラグ本体６がスライダ１５に接続されるようになっている。
導体接続部２３２は、先端側が先細となる筒状に形成され、外部シェル本体２３１と連通配置に突設されている。
この導体接続部２３２には、外被３３を剥いて露出した外部導体３２が外側に這わされ、その外側から接続スリーブ２４を嵌合させることによって、導体接続部２３２と接続スリーブ２４との間に外部導体３２が固定され、外部導体３２とシェル２０とが導通される。
外部コンタクト２２は、弾性を有する導電性金属材により一体に形成され、軸方向の両端が開口した円筒状に形成されている。
この外部コンタクト２２は、外径が外部シェル２３の内径より小さく形成され、周方向に間隔を置いて相手コネクタ接続側端が開口した複数のスリットによって隔てられた複数の片持ちバネ状の弾性接触片部２２１，２２１…を備えている。
尚、外部コンタクト２２の外径は、外部シェル本体２３１の内径より小さく、各弾性接触片部２２１，２２１…が外部シェル２３内で揺動できるようになっている。
また、この外部コンタクト２２には、外周面に切起こしによって形成された弾性係合凸片２２２，２２２が形成され、インシュレータ２１及び外部コンタクト２２を開口部より外部シェル２３内に挿し込み、弾性係合凸片２２２，２２２が係合孔２３５，２３５と係止することによってインシュレータ２１及び外部コンタクト２２が外部シェル２３内に固定されるようになっている。
中央コンタクト１９は、黄銅等の導電性金属によって後端側に拡径部１９１を有するピン状に形成され、後端側に開口した導体挿入孔１９２に同軸ケーブル３の中心導体３１が挿入され、半田等によって導通した状態で固定されるようになっている。
インシュレータ２１は、絶縁性樹脂によって円柱状に形成され、中央に中央コンタクト１９が挿入されるコンタクト挿入孔２１１が貫通している。
インシュレータ２１は、後端側にフランジ部２１２を備え、インシュレータ２１と外部コンタクト２２とを外部シェル本体２３１内に収容した際にフランジ部２１２が外部コンタクト２２に押圧され、抜け止めされている。
尚、インシュレータ２１は、外部コンタクト２２より短く形成され、弾性接触片部２２１，２２１…の内側にレセプタクル８が貫入される空間が形成され、コンタクト挿入孔２１１に挿入された中央コンタクト１９の先端側がインシュレータ２１の先端側より前記空間内に突出する。
キャップ１７は、図８に示すように、シリコーン等の弾性体によって中央に同軸ケーブル３が貫通されるケーブル挿通孔１７１を有する筒状に形成されている。
このキャップ１７は、外周に周方向に連続したカバー体連結溝１７２が形成され、カバー体連結溝１７２を介してプラグ挿入部９に圧入される圧入部１７３と、円錐台状の押し込み部１７４とが配置されている。
圧入部１７３は、円柱状に形成され、外周部に周方向に連続したパッキン状の複数の封止用突条１７５，１７５が一体に突設され、封止用突条１７５，１７５が押圧された状態でプラグ挿入部９に圧入されることによってプラグ挿入部９を封鎖するとともに、プラグ本体６が同軸ケーブル３を介してキャップ１７に保持される。
また、ケーブル挿通孔１７１には、内周面にパッキン状の封止部材１７６，１７６を備え、キャップ１７と同軸ケーブル３との間を密封した状態で把持するようになっている。
カバー体１８は、図９に示すように、シリコーン等の弾性を有する樹脂材によって円盤状の天板部１８１と、天板部１８１に支持された筒状の外周部１８２とを有する有天筒状に形成されている。
天板部１８１は、中央にカバー体連結溝１７２と同径の嵌合孔１８３を備え、この嵌合孔１８３にキャップ１７を通し、カバー体連結溝１７２に天板部１８１を嵌合させ、天板部１８１がキャップ１７の外側に張り出した状態で保持される。
外周部１８２は、プラグ挿入部９の外径と同径の内径を有する筒状に形成され、プラグ挿入部９の外側に嵌合されるようになっている。
また、外周部１８３は、下端に周方向に間隔をおいて複数の固定片１８４，１８４が一体に突設され、この固定片１８４にプラグ挿入部９の外周に突設された係合突起９１，９１と係合する係合孔１８５が形成されている。
尚、プラグ挿入部９は、カバー体１８が嵌合する部分及び固定片１８４が位置する部分をその他の部分より薄肉とすることによって、薄肉部の形状に合わせてカバー体１８を嵌合させることによって位置決めできるようになっている。
レセプタクル８は、図１０に示すように、絶縁樹脂製の筒状のハウジング８１と、ハウジング８１内に収容されたレセプタクル側中央コンタクト８２と、ハウジング８１の外面を覆う導電性金属材からなるレセプタクル側外部コンタクト８３とを備え、レセプタクル側中央コンタクト８２が基板５の所定の回路に接続され、レセプタクル側外部コンタクト８３が基板５にＧＮＤ接続されている。
このように構成された同軸コネクタ４のフローティング構造は、プラグ本体６をプラグ挿入部９の所定の深さまでに挿入すると、プラグ本体６がスライダ１５内に挿入されるとともに、中央コンタクト１９の先端部がレセプタクル８のハウジング８１に挿入されるとともに、外部コンタクト２２の端部、即ち、弾性接触片部２２１，２２１…がレセプタクル側外部コンタクト８３の外側に接触する。
その際、図１１に示すように、ケース２内におけるレセプタクル８の位置が軸径方向にズレが生じている場合には、スライダ１５が同軸ケーブル３の軸径方向に移動し、プラグ本体６がレセプタクル８の位置に合わせて軸径方向に移動し、プラグ７とレセプタクル８の位置が合わされる。
そして、更にプラグ本体６をレセプタクル８側に押し込むとともに、キャップ１７及びカバー体１８をプラグ挿入部９に嵌合させると、図１２に示すように、キャップ１７に押されてプラグ本体６が押し込まれ、鍔部がホルダリング１５３の内周スライドリング１５１側に形成された段部に嵌り込むとともに、係合凸部２３４がホルダリング１５３を通して係合バネ体１５４，１５４を押し広げながら所定の位置まで挿入され、各係合バネ体１５４，１５４が係合凸部２３４と係合し、プラグ本体６がスライダ１５に接続される。
その際、カバー体１８によってキャップ１７が抜け止めされるとともに、係合バネ体１５４，１５４が弾性復帰して係合凸部２３４と係合する際にクリック感が得られ、ケース２が介在し、接続状態を視認できないような場合であっても、確実な接続を確認することができる。
また、このフローティング構造では、キャップ１７がプラグ挿入部９の開口部を封鎖するとともに、プラグ７が同軸ケーブル３を介してキャップ１７に保持されるので、プラグ本体６とプラグ７挿入孔との間に隙間があっても、止水性を確保できるとともに、フローティングにより接続した後のプラグ７の位置を安定して維持することができる。
尚、上述の実施例では、キャップ１７とカバー体１８とを別体に形成した例について説明したが、キャップ１７とカバー体１８とを一体に形成したものであってもよい。
１ モジュール
２ ケース
３ 同軸ケーブル
３１ 中心導体
３２ 外部導体
３３ 外被
４ 同軸コネクタ
５ 基板
６ プラグ本体
７ プラグ
８ レセプタクル
８１ ハウジング
８２ レセプタクル側中央コンタクト
８３ レセプタクル側外部コンタクト
９ プラグ挿入部
９１ 係合突起
１０ フロントケース
１１ リアケース
１１１ 周壁部
１１２ 天板部
１２ プラグ導入孔
１２１ 導入口
１２２ 挿通部
１２３ テーパ部
１２１ 導入口
１２２ 挿通部
１２３ テーパ部
１３ 拡径孔
１３１ 段部
１４ 抜け止めリング
１５ スライダ
１５１ スライドリング
１５２ ホルダ部
１５３ ホルダリング
１５４ 係合バネ体
１６ 付勢用弾性部材
１６１ 板バネ
１７ キャップ
１７１ ケーブル挿通孔
１７２ カバー体連結溝
１７３ 圧入部
１７４ 押し込み部
１７５ 封止用突条
１８ カバー体
１８１ 天板部
１８２ 外周部
１８３ 嵌合孔
１８４ 固定片
１８５ 係合孔
１９ 中央コンタクト
１９１ 拡径部
１９２ 導体挿入孔
２０ シェル
２１ インシュレータ
２１１ コンタクト挿入孔
２１２ フランジ部
２２ 外部コンタクト
２２１ 弾性接触片部
２２２ 弾性係合凸片
２３ 外部シェル
２３１ 外部シェル本体
２３２ 導体接続部
２３３ 鍔部
２３４ 係合凸部
２３５ 係合孔
２４ 接続スリーブ

Claims (4)

  1. プラグ本体に可撓性を有する同軸ケーブルが接続されたプラグと、ケース内に収容されるレセプタクルとを備え、
    前記ケースに形成された筒状のプラグ挿入部に挿入された前記プラグが前記レセプタクルと互いに接続されるようにした同軸コネクタのフローティング構造において、
    前記プラグ挿入部は、内径が前記プラグの外径より大きいプラグ導入孔と、該プラグ導入孔の先端側と連通し、前記プラグ導入孔より径の大きい拡径孔と、該拡径孔内に固定される抜け止めリングと、前記拡径孔の奥底部と前記抜け止めリングとの間に軸方向及び軸径方向に移動可能に配置されたスライドリングを有するスライダと、前記スライドリングを前記抜け止めリング側に付勢する付勢用弾性部材とを備え、
    前記プラグ本体が前記スライダに連結され、前記プラグ本体が前記プラグ挿入部内に軸方向及び軸径方向で移動可能に保持されていることを特徴とする同軸コネクタのフローティング構造。
  2. 前記スライダは、前記プラグ本体が挿入されるホルダ部を備え、該ホルダ部の先端側に前記プラグ本体の外周に突設された係合凸部と係合する係合バネ体を備えている請求項１に記載の同軸コネクタのフローティング構造。
  3. 前記プラグは、前記同軸ケーブルの外側に嵌合し、前記プラグ挿入部の導入側開口部に嵌入される弾性体からなるキャップを備え、該キャップが前記プラグ挿入部を封鎖するとともに、前記プラグ本体が前記同軸ケーブルを介して前記キャップに保持されている請求項１又は２に記載の同軸コネクタのフローティング構造。
  4. 前記キャップの外側に張り出した天板部と、該天板部に支持された筒状の外周部とを有するカバー体を備え、前記外周部に前記プラグ挿入部の外周に突設された係合突起と係合する係合孔が形成されている請求項３に記載の同軸コネクタのフローティング構造。
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