JP2016066406A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成でインピーダンス整合を図ることができるコネクタを提供する。
【解決手段】コネクタＣは、接続対象と電気的に接続されるコンタクト１と、コンタクト１を内部に収容し、本体部２１と本体部２１から接続対象側に突出する第一筒状部２２とを有する樹脂製のコンタクトホルダ２と、本体部２１を覆う外周壁部３１と、第一筒状部２２を覆う第二筒状部３２とを有する金属製のシェル３と、シェル３を保持する樹脂製のケース４とを備え、外周壁部３１と第二筒状部３２とは、単一の部材で構成され、且つ、外周壁部３１の端部３１ｂを折り曲げることにより連結されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、コネクタに関し、詳しくは車載用などに用いられる同軸コネクタに関する。

上記コネクタとして、特許文献１のように伝送ケーブルの接続に用いられるコネクタが知られている。

特許文献１に記載のコネクタは、接続対象と電気的に接続されるコンタクト（文献では、コンタクトピン）と、コンタクトを内部に収容し、本体部（文献では、ハウジング基部）と本体部から接続対象側に突出する筒状部（文献では、凸状部）とを有する樹脂製のコンタクトホルダ（文献では、ハウジング）と、を備えている。また、このコネクタは、本体部を覆う金属製の基部被覆部を備え、金属製の筒状被覆部を、コンタクトホルダの接続対象側から筒状部の外周に沿って基部被覆部の開口部に圧入することで、筒状被覆部を基部被覆部に固定し、基部被覆部と筒状被覆部とから構成されるシェルを筒状のケース（文献では、カバー）で覆っている。

さらに、特許文献１に記載のコネクタは複数のコンタクトを備え、接続基板側の各コンタクトは、夫々のコンタクト間の間隔を短縮するような平板状に形成されている。これにより、コンタクトの静電容量を変化させ、インピーダンス整合を図っている。

特開２０１２−２４３６５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のコネクタは、筒状被覆部を基部被覆部の開口部に圧入する形態であるので、ＥＭＩ（electro-magnetic interference）特性を向上させるためのシェルを構成する部品が分割されており、部品点数や組付工数が増大してしまう。また、筒状被覆部の外径と基部被覆部の開口部との寸法精度が求められ、寸法精度が悪い場合は筒状被覆部がコネクタから脱落するおそれがある。

さらに、該コネクタは、コンタクトの形状を変更してインピーダンス整合を図る構成であるため、コンタクトの配置や数量が異なれば、コンタクトホルダやシェルの形状を変更する必要がある。このため、コンタクトの配置や数量に関わらずインピーダンス整合を図ることができるコネクタが望まれている。

そこで、本発明は、簡便な構成でインピーダンス整合を図ることができるコネクタを提供することを目的とする。

本発明に係るコネクタの特徴構成は、接続対象と電気的に接続されるコンタクトと、 前記コンタクトを内部に収容し、本体部と当該本体部から前記接続対象側に突出する第一筒状部とを有する樹脂製のコンタクトホルダと、前記本体部を覆う外周壁部と、前記第一筒状部を覆う第二筒状部とを有する金属製のシェルと、前記シェルを保持する樹脂製のケースとを備え、前記外周壁部と前記第二筒状部とは、単一の部材で構成され、且つ、前記外周壁部の端部を折り曲げることにより連結されている点にある。

本構成によると、シェルを構成する外周壁部と第二筒状部とが単一の部材で構成されているので、部品点数を節約することができる。また、外周壁部の端部を折り曲げることにより第二筒状部が連結されているので、一枚の板部材をプレス加工することでシェルを形成することが可能となり、製造が容易である。さらに、特許文献１に記載のコネクタのように、二部材を組み合わせる必要がないので、寸法精度の悪化による第二筒状部の脱落を防止することができる。

一方、シェルが複雑な形状を有しており、コンタクトとシェルとの間隔が一定でない場合、両者間に生じる静電容量が変化してインピーダンス整合を図り難い。本構成のように、シェルを一枚の板部材で構成すれば、例えば、第二筒状部とコンタクトとの間隔を考慮しながら、外周壁部を折り曲げて形成される折曲部の配置を調整することで、コンタクトとシェルとの間隔を一定に保つことが可能となる。その結果、簡便な構成でインピーダンス整合を図ることができる。

他の特徴構成は、前記外周壁部の一方の側壁において、前記接続対象とは反対側の端部を内側に折り曲げて形成され、先端に前記第二筒状部と接続される連結部を有する第一アーム部と、前記外周壁部の他方の側壁において、前記接続対象とは反対側の端部を内側に折り曲げて形成される第二アーム部とを備え、前記第一アーム部と前記第二アーム部との間に前記コンタクトが配置されている点にある。

本構成のように、外周壁部の両側壁において、接続対象とは反対側の端部を内側に折り曲げて第一アーム部および第二アーム部を形成し、第一アーム部と第二アーム部との間にコンタクトを配置すれば、筒状部とコンタクトとの間隔に近似して第一アーム部および第二アーム部とコンタクトとの間隔を設定することが可能となる。その結果、コンタクトとシェルとの間に発生する静電容量の変動が抑制されるので、インピーダンス整合を図り易くなる。

他の特徴構成は、前記コンタクトは、前記第一筒状部の内部に収容される第一直線部と、当該第一直線部と交差するように形成される第二直線部と、前記第一直線部と前記第二直線部とを接続する屈曲部とを有し、前記第二直線部と前記屈曲部とに対して所定の間隔を空けて前記本体部に固定され、接地される金属製のグランド端子を備えている点にある。

上述したように、コンタクトの第一直線部に対して、筒状部、第一アーム部および第二アーム部をシェルに形成することで、インピーダンス整合を図ることが可能となる。本構成のように、グランド端子を、コンタクトの屈曲部と第二直線部とに対して所定の間隔を空けて配置すれば、コンタクト全体のインピーダンス整合を容易に図ることができる。しかも、この所定の間隔を設定するに際し、グランド端子の形状を変更すれば良いので、コンタクトの配置や数量が異なる場合でも、インピーダンス整合を図り易い。

他の特徴構成は、前記グランド端子は、前記第一アーム部と前記第二アーム部とに接触している点にある。

本構成によれば、シェルを構成する第一アーム部および第二アーム部とグランド端子とを接触させることにより接地が実現される。このため、グランド端子を基板に接続する必要がなく、グランド端子の接地を容易に実現可能である。その結果、インピーダンス整合が図れるようにグランド端子の配置を変更した場合でも、基板の接続部位を変更する必要がなく合理的である。

他の特徴構成は、前記外周壁部が前記ケースの外側を覆っている点にある。

本構成のように、比較的強度の高い金属製のシェルでケースを覆うことで、コネクタに繰り返し外力が加わった場合でも、強度を高めてコネクタの形状を安定させることができる。

コネクタの上方斜視図である。 コネクタを上方側から見た分解斜視図である。 コンタクト、コンタクトホルダ及びグランド端子の分解斜視図である。 シェルを展開した状態を示す斜視図である。 図１のＶ−Ｖ方向から見たコネクタの側断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ方向から見たコネクタの縦断面図である。

以下に、本発明に係るコネクタＣの実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、コネクタＣのコンタクト１が接続対象（不図示）と基板Ｋとに電気的に接続される一例を示す。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

図１は、本実施形態におけるコネクタＣの斜視図であり、図２は、コネクタＣを上方から見た分解斜視図である。また、図３は、コンタクトホルダ２にコンタクト１及びグランド端子５を組み付ける状態を示す分解斜視図、図４は、シェル３の展開状態を示す斜視図、図５は、図１のＶ−Ｖ方向から見たコネクタＣの側断面図、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ方向から見たコネクタＣの縦断面図である。なお、コネクタＣの基板Ｋに接続する側を下、反対側を上と規定し、接続対象が接続される側を前方、これと対向する側を後方又は背面側と規定する。

図１，図２に示すように、コネクタＣは、接続対象の導通体と接触することにより電気的に接続される金属製のコンタクト１と、コンタクト１を内部に収容して保持する樹脂製のコンタクトホルダ２と、コンタクトホルダ２を覆う金属製のシェル３と、シェル３を保持する樹脂製のケース４とを備えている。

〔コンタクト〕
コンタクト１は、図３に示すように、接続対象の端子と接触する円柱状の接触部１１ａと接触部１１ａから後方に延出する平板状の矩形部１１ｂとで構成される第一直線部１１と、基板Ｋに挿入される挿入部１２ａを有する平板状の第二直線部１２と、を備えている。この第一直線部１１と第二直線部１２とは互いに直交するように形成され、屈曲部１３で接続されている。コンタクト１は、銅合金等の良導体が用いられ、コンタクトホルダ２の後方から矩形部１１ｂをコンタクト孔２３ａに圧入することで、コンタクトホルダ２に固定される。なお、コンタクト１の形状は、円柱状や平板状に限定されず、接続対象の端子形状や特性インピーダンスに応じて適宜設定される。

〔コンタクトホルダ〕
コンタクトホルダ２は、図２，図３に示すように、ブロック状の本体部２１と、本体部２１から前方（接続対象側）に突出する第一筒状部２２とを備えている。本体部２１と第一筒状部２２とは、樹脂で一体に成形される。

コンタクトホルダ２の本体部２１は、上面に後述するグランド端子５が挿入固定される端子用凹部２１ａと、背面側に、コンタクト１及びグランド端子５を収容する背面凹部２１ｂとが形成されている。端子用凹部２１ａは、グランド端子５の端子上面部５１の形状に合わせてＴ字状に形成されている。

背面凹部２１ｂは、第一筒状部２２に接続される本体前壁２３と、本体前壁２３から背面側に突出する一対の本体側壁２４とにより形成されている。

本体前壁２３には、第一筒状部２２の内部空間に連通するコンタクト孔２３ａが矩形状に形成され、このコンタクト孔２３ａにコンタクト１の矩形部１１ｂが圧入されている。

本体側壁２４の外側には、後述するシェル３のアーム部３３，３４の一部を内側に折り曲げた第一突片３３ａ，３４ａが当接する一対の規制溝部２４ａが形成されている。また、本体側壁２４の内側には、後述するグランド端子５の端子背面部５２がガイドされる一対のガイド溝部２４ｂが、上下方向に貫通して形成されている。

第一筒状部２２の後端には、シェル３の第二アーム部３４が形成されている側において、第二筒状部３２の後端に当接する半割突部２２ａが形成されている。また、図５に示すように、コンタクトホルダ２の第一筒状部２２の内部には、コンタクト１の第一直線部１１が収容されている。さらに、コンタクトホルダ２の本体部２１の内部には、コンタクト１の第二直線部１２と屈曲部１３とが収容されている。

〔シェル〕
シェル３は、図２，図４，図５に示すように、コンタクトホルダ２の本体部２１を覆う外周壁部３１と、コンタクトホルダ２の第一筒状部２２を覆う第二筒状部３２とを備えている。

外周壁部３１は、ケース４の上面部４１Ｔを覆う上面部３１Ｔと、ケース４の側壁４１Ｓを覆う一対の側壁３１Ｓと、ケース４の背面部４１Ｂを覆う背面部３１Ｂとを備えている。

シェル３の側壁３１Ｓおよび背面部３１Ｂは、上面部３１Ｔの両側端および後端から下方に延出して形成されている。また、シェル３の一対の側壁３１Ｓには、側壁３１Ｓの下端から延出形成される四つの脚部３５が形成されている。これら脚部３５は、基板Ｋに設けられた孔に挿入されて接地されている。なお、脚部３５の数量や配置はどのようなものでも良く、特に限定されない。

また、シェル３の側壁３１Ｓは、中央を切欠いて形成される第二突片３１ａを備えている。この第二突片３１ａは、後述するケース４の側壁４１Ｓに形成される縦溝４１ａに係合することで、シェル３がケース４に固定される。

外周壁部３１と第二筒状部３２とは、単一の金属材で構成され、且つ、外周壁部３１の一方の側壁３１Ｓの後方端部（接続対象とは反対側の端部）を内側に折り曲げて形成される第一アーム部３３により連結されている。つまり、外周壁部３１を折り曲げて形成される第一アーム部３３の先端に連結部３３ｂを備え、この連結部３３ｂに第二筒状部３２が接続されている。また、第一アーム部３３は、中央部分を内側に折り曲げた第一突片３３ａを有している。この第一突片３３ａが、コンタクトホルダ２の本体側壁２４の規制溝部２４ａの前方端に当接することで、コンタクトホルダ２がシェル３から後方に脱落するのが防止される。

また、第一アーム部３３に対し、コンタクトホルダ２の本体部２１を挟んで対向する第二アーム部３４が、外周壁部３１の他方の側壁３１Ｓの後方端部を内側に折り曲げて形成されている。この第二アーム部３４は、第一アーム部３３と同様、中央部分を内側に折り曲げて形成され、規制溝部２４ａの前方端と当接する第一突片３４ａを有している。

図４に示すように、シェル３は、単一の金属板を打ち抜き、プレス加工して成形される。プレス加工の順番としては、破線で示す開いた状態の第二筒状部３２を筒状に加工して連結部３３ｂを内側に若干折り曲げた後、外周壁部３１の一方の側壁３１Ｓの後端に形成される第一折曲部３１ｂで内側に折り曲げて、第一アーム部３３を形成する。同様に、外周壁部３１の他方の側壁３１Ｓの後端に形成される第一折曲部３１ｂで内側に折り曲げて、第二アーム部３４を形成する。このとき、四つの脚部３５は、側壁３１Ｓに沿うように、側壁３１Ｓの底部に形成された第二折曲部３１ｃで内側に湾曲して折り曲げられる。

次いで、外周壁部３１の上面部３１Ｔと側壁３１Ｓとの境界に形成される夫々の第三折曲部３１ｄを下方に直角に折り曲げることで、ケース４の後端から挿入されるシェル３が製作される。なお、単一の金属板をプレス加工する順番は特に限定されず、例えば、外周壁部３１の第三折曲部３１ｄを直角に折り曲げた後に、第二筒状部３２を筒状に加工しても良い。

このように、本実施形態におけるシェル３は、外周壁部３１と第二筒状部３２とが単一の金属板で構成されているので、部品点数を節約することができる。また、両アーム部３３，３４の間にコンタクト１の第一直線部１１が配置され、両アーム部３３，３４は、第二筒状部３２の軸方向に沿って設置されているので、両アーム部３３，３４とコンタクト１との間隔を、第二筒状部３２とコンタクト１との間隔に近似することができる。よって、コンタクト１とシェル３との間に発生する静電容量の変動が抑制され、インピーダンス整合を図り易い。

〔ケース〕
図２に示すように、ケース４は、ブロック状のケース本体４１と、ケース本体４１から前方に突出する第三筒状部４２とを備えている。これらケース本体４１と第三筒状部４２とは、樹脂で一体成形されている。

ケース本体４１は、シェル３の上面部３１Ｔに覆われる上面部４１Ｔと、側壁３１Ｓに覆われる側壁４１Ｓと、背面部３１Ｂに覆われる背面部４１Ｂとを備えている。このように、ケース４を比較的強度の高い金属製のシェル３で覆うことで、コネクタＣの強度を高めることができる。

ケース本体４１の側壁４１Ｓには、上下方向に切欠いた縦溝４１ａが形成されており、図６に示すように、シェル３の側壁３１Ｓに形成された第二突片３１ａを内側に折り曲げることで、縦溝４１ａに第二突片３１ａが係止固定されている。これによって、シェル３がケース４に固定される。また、側壁４１Ｓの底部には、シェル３の外周壁部３１と脚部３５との境界に形成される第二折曲部３１ｃの形状に沿った貫通孔部４１ｂが形成されている。シェル３をケース４の後方から挿入する際、貫通孔部４１ｂに第二折曲部３１ｃがガイドされる。

ケース本体４１の背面部４１Ｂの両側端には後方凹部４１ｃが形成され、図１に示すように、シェル３の側壁３１Ｓの後端に形成される第一折曲部３１ｂが当接することで、シェル３とケース４との位置決めが行われる。

〔グランド端子〕
図５に示すように、本実施形態におけるコネクタＣは、コンタクト１の第二直線部１２と屈曲部１３とに対して所定の間隔を空けてコンタクトホルダ２の本体部２１に固定される金属製のグランド端子５を備えている。

図３に示すように、グランド端子５は、Ｔ字状の端子上面部５１と、端子上面部５１から下方に延出する板状の端子背面部５２と、端子背面部５２の上端から側方に延出する一対の端子側面部５３とを備えている。これら端子上面部５１と端子背面部５２と端子側面部５３とは、一枚の金属板をプレス加工して成形される。

端子背面部５２がコンタクトホルダ２の本体側壁２４のガイド溝部２４ｂに沿って挿入され、端子上面部５１がコンタクトホルダ２の本体部２１の端子用凹部２１ａに当接して位置決めされている。

図６に示すように、このグランド端子５は、本体部２１に固定された状態で、コンタクトホルダ２をシェル３に後方から挿入することで、端子側面部５３がシェル３の第一アーム部３３と第二アーム部３４とに接触して接地される。また、端子側面部５３には、外側に膨出して形成され、第一アーム部３３と第二アーム部３４とに接触する側面突部５３ａが形成されている。この側面突部５３ａによって、シェル３とグランド端子５とを確実に接触させることができる。

上述したように、コンタクト１の第一直線部１１に対しては、シェル３の第二筒状部３２、第一アーム部３３及び第二アーム部３４が一定の間隔を保って配置されているので、静電容量の変動を抑えてインピーダンス整合を図ることが可能となる。一方、本実施形態では、コンタクト１の第二直線部１２の上面と屈曲部１３の背面とをグランド端子５が覆うこととなる。このグランド端子５と第二直線部１２および屈曲部１３との所定の間隔は、コンタクト１のインピーダンス整合を図るために最適な間隔に設定することができる。つまり、グランド端子５は、コンタクト１全体のインピーダンス整合図るための調整部材として機能する。よって、コンタクト１の配置や数量に応じてグランド端子５の形状や配置を変更すれば、コンタクト１のインピーダンス整合を図ることができる。

しかも、このグランド端子５は、シェル３を介して接地しているので、基板Ｋに接続する必要がなく、グランド端子５の形状が変更された場合でも、共通の基板Ｋを使用することができるので利便性が高い。なお、本実施形態におけるグランド端子５と第二直線部１２との所定の間隔と、グランド端子５と屈曲部１３との所定の間隔とは、インピーダンス整合を図るために最適な間隔に設定されるものであり、夫々異なる値が採用されている。

〔コネクタの組み立て〕
上述したコネクタＣの各構成部材の組付け方法を、図２〜図６を用いて説明する。

図３に示すように、まず、コンタクト１をコンタクトホルダ２のコンタクト孔２３ａに圧入する。次いで、グランド端子５の端子背面部５２をコンタクトホルダ２のガイド溝部２４ｂに上方から挿入し、グランド端子５の端子上面部５１をコンタクトホルダ２の端子用凹部２１ａに当接させて、グランド端子５をコンタクトホルダ２に固定する。

次いで、図２に示すように、これらコンタクト１，コンタクトホルダ２およびグランド端子５を一体化した状態（以下、「コンタクトホルダ２等」と記載する。）で、シェル３の後方から挿入する。なお、図２に示される状態のシェル３は、上述したように単一の金属板をプレス加工して形成されたものである。

このとき、シェル３のアーム部３３，３４に形成された第一突片３３ａ，３４ａは、コンタクトホルダ２の本体側壁２４に当接して弾性変形しながら、本体側壁２４の規制溝部２４ａの前方端に当接することで、コンタクトホルダ２が後方に脱落するのを防止する。一方、コンタクトホルダ２の本体前壁２３が第一アーム部３３の連結部３３ｂに当接すると共に、第一筒状部２２の半割突部２２ａが第二筒状部３２の後端に当接して、コンタクトホルダ２が前方への移動が規制される。また、コンタクトホルダ２等をシェル３に挿入した状態では、図６に示すように、両アーム部３３，３４にグランド端子５の端子側面部５３が当接している。

次いで、シェル３の背面部３１Ｂを下方に折り曲げて、コンタクトホルダ２等とシェル３とを一体化する。次いで、これらコンタクトホルダ２等とシェル３とをケース４の後方から挿入する。このとき、シェル３の第二折曲部３１ｃが、ケース４の貫通孔部４１ｂに案内される。次いで、シェル３の側壁３１Ｓの第二突片３１ａを内側に折り曲げて、ケース４の側壁４１Ｓに形成された縦溝４１ａに当接させる。これによって、シェル３がケース４に固定される。

［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態における第一アーム部３３は、外周壁部３１と第二筒状部３２とを連結するものであればどのような形態であっても良く、例えば、外周壁部３１の前方端部を内側に折り曲げて形成しても良い。この場合、シェル３の形状に合わせてコンタクトホルダ２やケース４の形状が適宜変更される。同様に、第二アーム部３４は、外周壁部３１の前方端部を内側に折り曲げて形成しても良い。また、第二アーム部３４を省略しても良い。
（２）上述した実施形態におけるグランド端子５は、シェル３に接触させて接地する構成としたが、基板Ｋに設けられた孔に挿入して接地する構成としてもよい。
（３）上述した実施形態では、シェル３の外周壁部３１がケース４の外側を覆う構成としたが、外周壁部３１をシェル３の内側に配置する構成としても良い。
（４）その他、各部材間の係合形態や嵌合形態はどのようなものでも良く、特に限定されない。

本発明は、車載用に用いられる同軸コネクタなどの各種コネクタに利用可能である。

１ コンタクト
１１ 第一直線部
１２ 第二直線部
１３ 屈曲部
２ コンタクトホルダ
２１ 本体部
２２ 第一筒状部
３ シェル
３１ 外周壁部
３１Ｓ 側壁
３１ｂ 第一折曲部（端部）
３２ 第二筒状部
３３ 第一アーム部
３３ｂ 連結部
３４ 第二アーム部
４ ケース
５ グランド端子
Ｃ コネクタ

Claims (5)

1. 接続対象と電気的に接続されるコンタクトと、
   前記コンタクトを内部に収容し、本体部と当該本体部から前記接続対象側に突出する第一筒状部とを有する樹脂製のコンタクトホルダと、
   前記本体部を覆う外周壁部と、前記第一筒状部を覆う第二筒状部とを有する金属製のシェルと、
   前記シェルを保持する樹脂製のケースとを備え、
   前記外周壁部と前記第二筒状部とは、単一の部材で構成され、且つ、前記外周壁部の端部を折り曲げることにより連結されているコネクタ。
2. 前記外周壁部の一方の側壁において、前記接続対象とは反対側の端部を内側に折り曲げて形成され、先端に前記第二筒状部と接続される連結部を有する第一アーム部と、
   前記外周壁部の他方の側壁において、前記接続対象とは反対側の端部を内側に折り曲げて形成される第二アーム部とを備え、
   前記第一アーム部と前記第二アーム部との間に前記コンタクトが配置されている請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記コンタクトは、前記第一筒状部の内部に収容される第一直線部と、当該第一直線部と交差するように形成される第二直線部と、前記第一直線部と前記第二直線部とを接続する屈曲部とを有し、
   前記第二直線部と前記屈曲部とに対して所定の間隔を空けて前記本体部に固定され、接地される金属製のグランド端子を備えている請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記グランド端子は、前記第一アーム部と前記第二アーム部とに接触している請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記外周壁部が前記ケースの外側を覆っている請求項１から４のいずれか一項に記載のコネクタ。

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