JP2009129731A - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】細長い絶縁体の曲げ強度を補強すると共に、ＥＭＩ対策の性能を向上させる電気コネクタを提供する。
【解決手段】絶縁体２と、該絶縁体２に一体成形されるグランドバーシェル３と、前記絶縁体２に横方向に併設されて一体成形される複数個のコンタクト４と、前記絶縁体２の上側に被せられ固定されるとともに前記グランドバーシェルと電気的に導通されるプラグシェル５と、からなる電気コネクタであって、前記グランドバーシェル３は、略水平なシェル本体部に対してその後部３ｂが横方向に一様なＬ字型の断面に屈曲されて形成され、更に前部は斜め下方に突出した補強延設部３ｄが形成されており、前記プラグシェルの横方向の両端部にはかしめ部５ｃが形成され、前記グランドバーシェル３と前記プラグシェル５とが、横方向の複数箇所に置いて半田付けされている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、高速伝送用の極細線同軸ケーブルを接続した電気コネクタに係り、特に、携帯電話機，ＰＤＡ，デジタルカメラ等に使用される電気コネクタのグランド接続構造に関するものである。

従来、図１３に示すように、同軸ケーブル１６付きのプラグ用電気コネクタ１５は、合成樹脂製の絶縁体１７と、該絶縁体１７に併設される複数個のコンタクト１８と、該コンタクト１８及びこのコンタクト１８に接続される同軸ケーブル１６のＥＭＩ対策として前記絶縁体１７の外側周囲を囲うように設けられる金属製のシェル１９（１９ａ，１９ｂ）とがある。このシェル１９は、上側のプラグシェル１９ａと下側のシェルであるグランドバーシェル１９ｂとで構成されている。

前記グランドバーシェル１９ｂは、図１３（Ｂ）に示すように、絶縁体１７に一体成形されており、図示のように断面が一様に略平坦な板状体である（特許文献１参照）。また、このグランドバーシェルの断面形状として、図１４に示すように、逆Ｌ字状のグランドバーシェル１９ｂを有したプラグ用電気コネクタ１５ａも知られている（非特許文献１参照）。
特開２００６−２２１８６３号公報 意匠登録第１２９８６１９号公報

しかし、従来の電気コネクタにおいては、グランドバーが平坦な板状体であって、細長い絶縁体に一体成形されても、前記長手方向に直交する方向に力が加わる場合に強度的に不十分であり、また、上下のシェル同士の接続構造、若しくは、前記上側のシェルの絶縁体に対する固定方法においては、電気的な接続構造及び機械的な接続構造として強固なものとは言えないおそれがある。更に、前記上下シェルによるＥＭＩ対策において、性能向上を図る必要がある。本発明に係る電気コネクタは、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る電気コネクタの上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、合成樹脂製の絶縁体と、該絶縁体に一体成形されるグランドバーシェルと、前記絶縁体に横方向に併設されて一体成形される複数個のコンタクトと、前記絶縁体の上側に被せられ固定されるとともに前記グランドバーシェルと電気的に導通されるプラグシェルと、からなる電気コネクタであって、前記グランドバーシェルは、略水平なシェル本体部に対してその後部が横方向に一様なＬ字型の断面に屈曲されて形成され、更に前部は長短交互に斜め下方に突出した補強延設部が形成されており、前記プラグシェルの横方向の両端部には、前記グランドバーシェルのシェル本体部の端部と絶縁体の端部とを挟むようにしてかしめられるかしめ部が形成され、前記グランドバーシェルと前記プラグシェルとが、横方向の複数箇所に置いて半田付けされていることである。

また、前記グランドバーシェルの両端部には、嵌合相手側に向かって逆Ｌ字型に延びるグランド端子部があり、このグランド端子部には、嵌合相手側の雌コンタクトの接触端子部が当接する箇所に嵌合方向に沿った凹部が設けられていることである。
更に、前記グランドバーシェルの横方向における中央部には、前記横方向に直交する前方向に延びてグランド用の雄コンタクトの上部に半田付けされ電気的に接続される中央グランド端子部が設けられ、該中央グランド端子部の板厚がこのシェルの板厚よりも薄く形成されていることを含むものである。

本発明の電気コネクタによれば、当該コネクタの絶縁体にグランドバーシェルを一体に係止しているので、かつ、前記グランドバーシェルが略水平なシェル本体部に対してその後部が横方向に一様なＬ字型の断面に屈曲されて形成されているので、細長い躯体の電気コネクタの強度が向上する。

また、グランドバーシェルの前部は長短交互に斜め下方に突出した補強延設部が形成されており、前記プラグシェルの横方向の両端部には、前記グランドバーシェルのシェル本体部の端部と絶縁体の端部とを挟むようにしてかしめられるかしめ部が形成され、前記グランドバーシェルと前記プラグシェルとが、横方向の複数箇所において半田付けされているので、上下のシェル同士が強固に固定されてコネクタ強度が向上する。

更に、前記プラグシェルとグランドバーシェルとが半田付けして導通され、更に、グランドバーシェルの両端部にはグランド端子部が設けられ、且つ、中央グランド端子部及びグランド端子用コンタクトが設けられているので、ＥＭＩ対策の性能が向上する。また、前記グランド端子部には、嵌合相手側の雌コンタクトの接触端子部が当接する箇所に嵌合方向に沿った凹部が設けられているので、コンタクトとの接触が確実になる。
前記中央グランド端子部の板厚がこのシェルの板厚よりも薄く形成されているので、半田付け工程で使用されるヒートチップに凹凸を設ける必要が無く同軸ケーブルの中心導体に均等に熱が伝達するようになり、手間が掛からず半田付けの条件出しも容易となる。

本発明に係る電気コネクタ１は、図１−Ａ乃至図２に示すように、極細線同軸ケーブル１０付きのプラグ用電気コネクタである。この電気コネクタ１は、例えば、携帯電話機等におけるプリント基板１１に表面実装されたレセプタクル用電気コネクタ１２に、垂直型嵌合で嵌合されるものである。

前記電気コネクタ１は、図２乃至図３に示すように、合成樹脂製の絶縁体２と、該絶縁体２に一体成形される金属製のグランドバーシェル３と、前記絶縁体２に横方向に併設されて一体成形される複数個の雄型のコンタクト４と、図４乃至図５に示すように、前記グランドバーシェル３とコンタクト４とに極細線同軸ケーブル１０がパルスヒータ等の加熱装置で半田付けされた後に、前記絶縁体２の上側に被せられ固定されるとともに前記グランドバーシェル３と電気的に導通される金属製のプラグシェル５とからなる。

前記グランドバーシェル３の形状は、図２乃至図３と、図６乃至図７とに示すように、電気コネクタ１を水平に置いた場合に、略水平で横方向に長い板状のシェル本体部３ａと、このシェル本体部３ａに対してその後部３ｂが横方向に一様にして、下方向に直交して屈曲させ、更に後方に水平に直交させて屈曲させ、Ｌ字型の断面に屈曲されて形成されている。

更に、前部３ｃには、図７（Ａ）乃至同図（Ｃ）に示すように、長短交互に斜め下方に突出した補強延設部３ｄ，３ｅが、横方向に交互に繰り返して形成されている。こうして、前記Ｌ字型の後部３ｂと、前記補強延設部３ｄ，３ｅとの協働によって、絶縁体２の内部に埋設させることで、長手方向である横方向における曲げ等の外力に関して、コネクタ強度が向上するものである。

前記グランドバーシェル３の横方向の両端部には、嵌合相手側に向かって逆Ｌ字型に延びるグランド端子部３ｆ，３ｇがあり、このグランド端子部３ｆ，３ｇには、嵌合相手側の雌コンタクトの接触端子部が当接する箇所に、嵌合方向に沿った凹部３ｈが設けられていて、電気的接続を確実にしている。

また、グランドバーシェル３の横方向における中央部には、前記横方向に直交する前方向に延びてグランド用の雄コンタクト４ａの上部に半田付けされ電気的に接続される中央グランド端子部３ｉが設けられている。該中央グランド端子部３ｉの板厚ｔ１（＝０．０５ｍｍ）が、例えば潰すことにより、このシェルの板厚ｔ（０．１ｍｍ）よりも薄く形成されている。

これは、図５（Ｃ）に示すように、前記板厚ｔ１が、極細線同軸ケーブル１０の中心導体１０ａと同程度の厚みにすることで、パルスヒート（図示せず）で一括半田付けする際に、パルスヒートのヒートチップ１３（図５（Ｂ）参照）を平坦なままで行えるからである。よって、前記ヒートチップ１３に凹凸を設ける必要もなく、同軸ケーブル１０の中心導体１０ａに均等に熱が伝達するので、手間が掛からず半田付けの条件出しも容易となるものである。

前記プラグシェル５は、図８乃至図９に示すように、全体が横長の板状体であって、その横方向に沿って補強用の凹部５ａが設けられ、その横方向の両端部には、前記グランドバーシェル３のシェル本体部３ａの端部と絶縁体２の端部とを、図１０（Ｂ）に示すように、挟むようにしてかしめられるかしめ部５ｂ，５ｃが形成されている。

また、横方向に沿って、半田付け用の突起部５ｄが、合計４箇所に下方向に一部を切り下げて形成されている。このうち、横方向で外側の２箇所の突起部５ｄにて、図１０（Ｂ）に示すように、前記グランドバーシェル３と前記プラグシェル５とが半田付けされ、且つ、図１０（Ｃ）に示すように、横方向で内側の２箇所の突起部５ｄにてプラグシェル５と、極細線同軸ケーブル１０の外部導体（編素線）１０ｂ間に横架されているグランドバー１４とが半田付けされるものである。

更に、前記プラグシェル５の後部は、下側に略１８０°折り返されて折曲部５ｅとなっている。そして、前部は、中央部から横方向に沿って左右の大部分が、図１０（Ｃ）に示すように、下の略９０°曲げられて逆Ｌ字型の曲げ部５ｆに形成され、両端部はコ字型の曲げ部５ｇに形成されている。前記折曲部５ｅ、曲げ部５ｆ，５ｇは、細長い絶縁体２における曲げ強度や座屈強度を補強するものである。

このように、前記グランドバーシェル３，プラグシェル５が形成され、前記絶縁体２に取り付けられる。前記グランドバーシェル３は金型で絶縁体２と共に一体成形されるが、前記プラグシェル５は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、極細線同軸ケーブル１０をヒートチップ１３とともにコンタクト４及びグランドバーシェル３上に後方に載置してパルスヒートで半田付けして固定した後に、上からこれらに被せる。なお、図１０（Ｃ）に示すように、同軸ケーブル１０の中心導体１０ａ、保護層や外部導体、外皮の直径の相違を考慮して、絶縁体２の載置面に段差を設けて、同軸ケーブル１０の中心軸が水平になるようにしてある。

次に、このプラグシェル５における前部の曲げ部５ｆ，５ｇを、絶縁体２の前部の突部２ａに引っ掛けて、図１０（Ｂ），（Ｃ）に示すように、突起部５ｄの４箇所でグランドバーシェル３の上部と極細線同軸ケーブル１０用のグランドバー１４に半田付けすると共に、両端部のかしめ部５ｂ，５ｃを内側に折り曲げてグランドバーシェル３のシェル本体部３ａをかしめることで、絶縁体２に固定する。

このように形成された電気コネクタ１を、図１−Ｂに示すように、相手方のレセプタクル電気コネクタ１２に接続して使用する。図１１（Ａ）に示すように、信号用のコンタクト４ｂとレセプタクル側のコンタクト１２ｅ，１２ｆとの接触によりプリント基板１１の回路に信号が伝達する。

一方、電気的シールドは、プラグシェル５の曲げ部５ｆに、相手方のシェル１２ａの一部が弾性的に接触し、同図（Ｂ）に示すように、横方向の中央部にあるシェルの脚部１２ｂからプリント基板１１のアースパッドに導通する。また、グランドバーシェル３も、その中央部にある中央グランド端子部３ｉからグランド用コンタクト４ａを介してグランド用コンタクト１２ｃからアースパッドに導通する。更に、グランドバーシェル３の両端部においても、図１１（Ｃ）に示すように、グランド端子部３ｇ（反対側ではグランド端子部３ｆ）が、相手方のグランド用コンタクト１２ｄを介してアースパッドに導通している。グランド端子部３ｇの凹部３ｈに前記コンタクト１２ｄの接触端部が弾性的に落ち込んで確実に接触する。

また、図１１（Ａ），（Ｄ）に示すように、プラグシェル５においては、折曲部５ｅと凹部５ａとがあり、グランドバーシェル３には、補強延設部３ｄ，３ｅとＬ字型の後部３ｂとがあるので、これらのシェル３，５の補強部材により、電気コネクタ１の強度が向上するものである。

また、この電気コネクタ１におけるＥＭＩ対策として、上側はプラグシェル５によって、下側はグランドバーシェル３によって囲堯され、且つ、横方向の中央部に、中央グランド端子部３ｉが更に設けられている。これを中央部にグランド端子が無い場合で、０．３ｍｍピッチ近傍の磁界を比較すると、信号入力位置をコネクタ端部とした場合で、中央部にグランドコンタクトがある場合は、最大で３８．０２ｄＢμＶであり（図１２（Ａ）上図）、中央部にグランドコンタクトが無い場合では最大で４２．９６ｄＢμＶであった（図１２（Ａ）下図）。

また、コネクタ中央部に信号入力した場合では、中央部にグランドコンタクトがある場合は、最大で３５．６８ｄＢμＶであり（図１２（Ｂ）上図）、中央部にグランドコンタクトがない場合では最大で４５．７２ｄＢμＶであった（図１２（Ｂ）下図）。このように、中央部にグランド端子を設けた方が、従来例よりも飛躍的に向上しているのが判る。

本発明に係る電気コネクタ１の斜視図（Ａ）、平面図（Ｂ）、正面図（Ｃ）である。 電気コネクタ１の使用状態の斜視図（Ａ）、側面図（Ｂ）である。 同本発明の電気コネクタ１における絶縁体とコンタクト及びグランドバーシェル３の一体成形したものの、平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、底面図（Ｃ）、側面図（Ｄ）である。 図２（Ａ）における、Ａ−Ａに沿った断面図（Ａ）、Ｂ−Ｂ線に沿った断面図（Ｂ）、Ｃ−Ｃ−線に沿った断面図（Ｃ）、Ｄ−Ｄ線に沿った断面図（Ｄ）、Ｘ−Ｘ線に沿った断面図（Ｅ）、Ｙ−Ｙ線に沿った断面図（Ｆ）、Ｚ−Ｚ線に沿った断面図（Ｇ）である。 図２に示す状態の電気コネクタ１に同軸ケーブル１０を半田付けする様子を示す説明図である。 電気コネクタ１における半田付けで行う組立の様子を説明する説明図（Ａ），（Ｂ）と、中央グランド端子部３ｉにおける断面図（Ｃ）とである。 電気コネクタ１におけるグランドバーシェル３の、背面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、左右側面図（Ｃ），（Ｄ）、正面図（Ｅ）、底面図（Ｆ）である。 図６（Ｂ）における、Ｘ−Ｘ線に沿った断面図（Ａ）、Ｙ−Ｙ線に沿った断面図（Ｂ）、Ｚ−Ｚ線に沿った断面図（Ｃ）、Ｗ−Ｗ線に沿った段面図（Ｄ）、Ｖ−Ｖ線に沿った断面図（Ｅ）である。 電気コネクタ１におけるプラグシェル５の、平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、底面図（Ｃ）、背面図（Ｄ）である。 図８（Ｂ）における、Ｘ−Ｘ線に沿った断面図（Ａ）、Ｂ−Ｂ線に沿った断面図（Ｂ）、曲げ部で曲げた場合の断面図（Ｃ）である 電気コネクタ１の横方向における端部側の断面図（Ａ），（Ｂ）である。 電気コネクタ１を相手方のレセプタクルに嵌合させた状態の断面図であって、グランドバーシェル３における補強延設部３ｄ，３ｅが有る位置での断面図（Ａ），（Ｄ）と、中央部の断面図（Ｂ）と、端部位置での断面図（Ｃ）とである。 電気コネクタ１に、中央部のグランドコンタクトの有無による特性を示すもので、コネクタ端部に信号入力をした場合（Ａ）、コネクタ中央部に信号入力した場合（Ｂ）である。 従来例に係る電気コネクタの斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）とである。 同従来例に係る電気コネクタの斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）とである。

符号の説明

１ 電気コネクタ、
２ 絶縁体、 ２ａ 突部、
３ グランドバーシェル、 ３ａ シェル本体部、
３ｂ 後部、 ３ｃ 前部、
３ｄ，３ｅ 補強延設部、
３ｆ，３ｇ グランド端子部、 ３ｈ 凹部、
３ｉ 中央グランド端子部、
４ コンタクト、
４ａ グランド用雄コンタクト、
５ プラグシェル、 ５ａ 凹部、
５ｂ，５ｃ かしめ部、 ５ｄ 突起部、
５ｅ 折曲部、 ５ｆ，５ｇ 曲げ部、
１０ 極細線同軸ケーブル、 １０ａ 中心導体、
１０ｂ 外部導体、
１１ プリント基板、
１２ レセプタクル用電気コネクタ、 １２ａ シェル、
１２ｂ 脚部、
１２ｃ，１２ｄ グランド用コンタクト、
１２ｅ，１２ｆ 信号用のコンタクト、
１３ ヒートチップ、 １３ａ はんだ箔、
１４ グランドバー。

Claims (3)

1. 合成樹脂製の絶縁体と、該絶縁体に一体成形されるグランドバーシェルと、前記絶縁体に横方向に併設されて一体成形される複数個のコンタクトと、前記絶縁体の上側に被せられ固定されるとともに前記グランドバーシェルと電気的に導通されるプラグシェルと、からなる電気コネクタであって、
   前記グランドバーシェルは、略水平なシェル本体部に対してその後部が横方向に一様なＬ字型の断面に屈曲されて形成され、更に前部は長短交互に斜め下方に突出した補強延設部が形成されており、
   前記プラグシェルの横方向の両端部には、前記グランドバーシェルのシェル本体部の端部と絶縁体の端部とを挟むようにしてかしめられるかしめ部が形成され、
   前記グランドバーシェルと前記プラグシェルとが、横方向の複数箇所に置いて半田付けされていること、
   を特徴とする電気コネクタ。
2. グランドバーシェルの両端部には、嵌合相手側に向かって逆Ｌ字型に延びるグランド端子部があり、このグランド端子部には、嵌合相手側の雌コンタクトの接触端子部が当接する箇所に嵌合方向に沿った凹部が設けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
3. グランドバーシェルの横方向における中央部には、前記横方向に直交する前方向に延びてグランド用の雄コンタクトの上部に半田付けされ電気的に接続される中央グランド端子部が設けられ、該中央グランド端子部の板厚がこのシェルの板厚よりも薄く形成されていること、
   を特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の電気コネクタ。

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