JP5468042B2 - 電気コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に、複数の電気ケーブルと配線基板の配線とを接続する電気コネクタに関する。
パーソナルコンピュータや携帯電子機器等の電子機器には、多くの電子部品が搭載され、半導体集積回路(LSI)やその他の能動・受動部品等を搭載した配線基板、液晶ディスプレイ、RF回路等を接続する電気コネクタが必要となる。そして、これらの電子機器の薄型化・小型化等に伴い、その電気コネクタには、高密度実装化に対応するとともに、剛性・耐久性などの高信頼性が要求される。また、コネクタの抜き差しを繰り返し行うような場合においても、その取り扱いが容易であり、電気コネクタが変形・損傷しないことが望ましい。
電気コネクタとしては、例えば、特許文献1(登録実用新案第3161161号公報)に記載されたものがある。特許文献1には、スロットを有するソケットと、ソケットに接続されたラッチロッドと、ソケットに結合されるようスロット内に挿入され、互いに対向する側壁の各々にロック部が設けられたプラグと、プラグに設けられたプルタブとを具備し、ラッチロッドは、プルタブが損傷することから保護し、ソケットからプラグを接続解除する際に、プルタブは、ラッチロッドがロック部から容易に解除されることを可能にし、プルタブが容易に変形・損傷しないようにした電気コネクタが記載されている。
登録実用新案第3161161号公報
ところで、前記のような電気コネクタの技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
例えば、電子機器の組み立てや修理の際、電気コネクタの抜き差しを繰り返し行うような場合がある。そのとき、電気コネクタが小型・薄型の場合、人手で操作をするのが困難である。そのため、電気コネクタの着脱(抜き差し)の際、ケーブルを手で持って引き抜く場合も考えられ、これにより、ケーブルの芯線が断線するばかりでなく、電気コネクタを覆っているシェルが変形したり、はがれたりするおそれもある。
前記特許文献1記載の電気コネクタでは、プラグの上面に設けられたプルタブを上方へ引っ張ることにより、プラグをソケットから接続解除できるようになっている。しかし、特許文献1記載の電気コネクタの場合、プラグの上面ほぼ中央にプルタブが存在するため、プラグをソケットに接続してプルタブを畳んだ状態であっても、その厚みにより、電気コネクタ全体の高さが高くなってしまう。このような構成の場合、薄型化が要求される電子機器に使用されるコネクタとしては不適切である。また、プルタブを取り付けるための孔が、プラグの上面ほぼ中央に設けられているため、その孔によりノイズの影響を受けやすくなる。
そこで、本発明の1つの目的は、複数のケーブルと配線基板とを接続する電気コネクタにおいて、コネクタの着脱を容易にし、薄型化を可能にし、ノイズの影響を低減させることができる技術を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、本発明による電気コネクタは、相手コネクタと嵌合可能な電気コネクタであって、板状の導電性金属材料からなる第1シェルと、複数のケーブルを保持し、前記ケーブルの芯線と電気接続される複数の端子を含むハウジングと、板状の導電性金属材料からなる第2シェルと、を有し、前記第1シェルと前記第2シェルとが前記ハウジングを挟み込んで組み立てられるものである。そして、前記第1シェルは、前記ケーブルが導出される側の反対側に、前記ハウジング方向へ折り曲げられた壁片を有し、前記壁片は、前記電気コネクタの外側へ突出した突出部と、前記突出部に隣接した孔とを有し、前記突出部および孔にプルタブを取り付けることが可能である。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
(1)プルタブの取り付けに上シェルの側面の孔を利用しているので、電気コネクタの組み立て後であってもプルタブを自由に着脱可能であり、プルタブの有無が組み立て完了後に選択できる。
(2)プルタブを電気コネクタの外側に畳むことができるので、電気コネクタ全体の嵌合高さがプルタブにより影響されない。
(3)上シェルの上面に貫通孔がないため、ノイズの影響が低減される。
(4)プルタブ取り付け用の上シェル側面の孔の下部が突出しているため、プルタブを取り付けない場合であっても、その突出した部分に指などを引っ掛けて電気コネクタを持ち上げることが可能であり、容易にコネクタを接続解除できる。
本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタおよび基板側コネクタの嵌合前の状態を示す斜視図である(上側から見た図)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタおよび基板側コネクタの嵌合前の状態を示す斜視図である(下側から見た図)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタおよび基板側コネクタの嵌合前の状態を示す平面図である(プルタブを取り付けない場合)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタおよび基板側コネクタの中央部分(図3のA−A線)を示す断面図である。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタおよび基板側コネクタの嵌合前の状態を示す平面図である(プルタブを取り付けた場合)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタおよび基板側コネクタの中央部分(図5のB−B線)を示す断面図である。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの構成を示す斜視図である(プルタブを取り付けない場合)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの構成を示す斜視図である(プルタブを取り付けた場合)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの組み立て前の構成を示す分解側面図である。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの上シェルの構成を示す斜視図である(右上側から見た図)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの上シェルの構成を示す斜視図である(左上側から見た図)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの端子付きハウジングの構成を示す斜視図である(右上側から見た図)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの端子付きハウジングの構成を示す斜視図である(左上側から見た図)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの下シェルの構成を示す斜視図である(右上側から見た図)。 本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタの下シェルの構成を示す斜視図である(左上側から見た図)。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
図1及び図2は、本発明の一実施の形態による電気コネクタにおいて、ケーブル側コネクタ100および基板側コネクタ300の嵌合前の状態を示す斜視図であり、図1は上側から見た図、図2は下側から見た図である。図3は、ケーブル側コネクタ100および基板側コネクタ300の嵌合前の状態を示す平面図であり、図4は、ケーブル側コネクタ100および基板側コネクタ300の中央部分(図3のA−A線)の構成を示す断面図である(プルタブ8を取り付けない場合)。図5は、ケーブル側コネクタ100および基板側コネクタ300の嵌合前の状態を示す平面図であり、図6は、ケーブル側コネクタ100および基板側コネクタ300の中央部分(図5のB−B線)の構成を示す断面図である(プルタブ8を取り付けた場合)。
まず、図1〜図6により、本発明の一実施形態による電気コネクタの構成の一例を説明する。図1〜図6に示すように、本実施の形態による電気コネクタ1は、複数のケーブル4の末端に取付けられるケーブル側コネクタ100と、配線基板(図示せず)に実装され、ケーブル側コネクタ100と嵌合可能な基板側コネクタ300とからなる。ケーブル側コネクタ100は、基板側コネクタ300に対して基板垂直方向(Z方向)から着脱自在に嵌合可能となっており、基板側コネクタ300側(Z2方向)に突出した嵌合部37に設けられたケーブル側コネクタ100の端子21が基板側コネクタ300の端子350(接触部353,354)に接触することにより、複数のケーブル4のそれぞれと基板配線のそれぞれとが電気的に接続される。また、ケーブル側コネクタ100は嵌合方向(Z方向)と直交する方向(Y2)に向けてケーブルが導出されており、当該ケーブルコネクタ100の長辺のケーブルが接続されていない側(Y1方向)の側面中央付近に、突出部および孔があり、そこにプルタブ8が取り付けられ、そのプルタブ8を上方へ持ち上げることにより、ケーブル側コネクタ100と基板側コネクタ300との嵌合を容易に解除できるようになっている。プルタブ8は、セロハン、PSなどの可撓性のテープである。また、プルタブ8の形状および材質は、柔軟性のあるものであればどのようなものであってもよく、テープに限らず、糸、紐などであってもよい。
基板側コネクタ300は、ハウジング330と、ハウジングを覆うように取り付けられる金属製のシェル310と、ハウジング330の下側から上方向(Z1方向)に挿入、取り付けられる端子350とを有する。基板側コネクタ300のハウジング330は、長手方向(X方向)に延びており、ケーブル側コネクタ100の端子21と同じ間隔(ピッチ)で端子350を保持している。端子350は、基板接続部351と、ハウジング330への挿入部352と、U字状の相手端子との接触部353,354とを有する。
基板側コネクタ300がケーブル側コネクタ100と嵌合した場合、それぞれの端子21,350が接触することによって電気的に接続される。一方、ケーブル側コネクタ100の上シェル10の一部14aが、基板側コネクタ300のシェル310の外側面と接触することによって、シールド性能が向上する。また、ケーブル側コネクタ100の下シェル30は、基板側コネクタ300のシェル310の対応部分(符号312)と接触することによって、電気的に接続される。さらに、基板側コネクタ300の長手方向の両端内側にあるロック用凸部311が、ケーブル側コネクタ100の両側面に設けられた孔13bに嵌ることによって両コネクタ間でのロックが実現するとともに、シェル同士(上シェル10,下シェル30,シェル310)が接触することでシールド性が向上する。
次に、図7〜図15により、ケーブル側コネクタ100の構成を説明する。図7は、ケーブル側コネクタ100の全体構成を示す斜視図である(プルタブを取り付けない場合)。図8は、ケーブル側コネクタ100の全体構成を示す斜視図である(プルタブを取り付けた場合)。図9は、ケーブル側コネクタ100の組み立て前の構成を示す分解側面図である。図7〜図9に示すように、ケーブル側コネクタ100は、上シェル10(第1シェル)と、複数の端子21(図2,図4等参照)を一体成形により保持したハウジング20と、下シェル30(第2シェル)とからなる。
複数の端子21のそれぞれには、複数のケーブル4のそれぞれの芯線4aが電気的に接続される。ケーブル4として、同軸ケーブルや通常の電線が使用可能である。図9では、一例としてケーブル4が同軸ケーブルの場合を示しているが、これに限定されるものではない。図9に示す同軸ケーブル4は、例えば、銅線などの中心導体(芯線4a)、ポリエチレンなどの絶縁体、編組銅線などの外部導体、ビニルなどの絶縁性の外皮などから構成される。また、同軸ケーブル4のそれぞれの編組は、導電性金属のグランドバー5に接続されている。グランドバー5は、さらに上シェル10および下シェル30と電気接続され、グランドをとるようになっている。
図10および図11は、ケーブル側コネクタ100の上シェル10の構成を示す斜視図であり、図10は右上側から見た図、図11は左上側から見た図である。
図10および図11に示すように、上シェル10は、ケーブル側コネクタ100の長手方向(X方向)に延びる本体部11と、この本体部11の長手方向の両側端部から下側(Z2方向)に向けて折り曲げられた第1係止片12,第2係止片13、さらに、前側(Y1側)において下側に向けて折り曲げられた前壁片14を有する。すなわち、第1係止片12,第2係止片13及び前壁片14はそれぞれ、コネクタ100の組立て状態にあってはハウジング20側に折り曲げられたものであり、ケーブル側コネクタ100の基板側コネクタ300に対する嵌合方向(Z方向)に沿って設けられている。第1係止片12,第2係止片13はそれぞれ前後方向(Y方向、短手方向)において異なる位置、および長手方向(X方向、長手方向)において異なる位置に形成されている。具体的には、第1係止片12は、前後方向(Y方向)にあっては第2係止片13に対してケーブル4の導出側(Y2側)の位置に設けられており、長手方向(X方向)にあっては第2係止片に対して内側(端子21側)の位置に設けられている。そして、後述する下シェルおよびハウジングの被係止部に対して嵌り込む(引っ掛かる)ようになっている。
上シェル10の前壁片14には複数の孔(14b,14c)が形成されており、孔14bにはハウジングの凸部29aが嵌りこんで当該孔を塞いでしまうものの、孔14cには凸部29bが嵌りこんでも凸部29b間では孔が残っている。すなわち孔14cは、長手方向(X方向)およびケーブル導出方向(Y方向)と直交する高さ方向(嵌合方向、Z方向)に貫通しており、この孔14cの存在により、ケーブル側コネクタ100の組立て後に、プルタブ8を当該孔14cに取り付け可能であるため、ユーザーが「プルタブを取り付ける」、「取り付けない」をそれぞれ選択できる。また、孔14cに対応する部分の前壁片14は、前側(Y1側)に突出(符号15)形成されることによって、孔14cを大きくすることができ、プルタブ8を取り付けやすくなっている。プルタブ8を取り付けることにより、プルタブ8を上方向(Z1)に引っ張り上げることで、ケーブル側コネクタ100を基板側コネクタ300から容易に取り外すことができる。なお、プルタブ8を取り付けない場合には、突出部15や凸部29に指を引っ掛けることにより、ケーブル側コネクタ100を取り外すことができる。凸部29bは必須の構成ではなく、凸部29bを設けない場合には、その分だけ長手方向(Z方向)における孔14cを広く確保することもできる。
また、上シェル10の本体部11のケーブル側には所定間隔をもって複数の孔19が形成されており、ケーブル4を保持しその外部導体と接続されるグランドバー5とハンダ付け接続できるようになっている。これらの孔19は、コネクタの前後方向(Y方向)において、第1係止片12とほぼ同じ位置に設けられている。また、上シェル10の本体部11の両端付近に、ハウジング方向(Z2方向)に突出して折り曲げられた舌片16を有し、ハウジング20の溝22b(図12参照)に嵌るようになっている。なお、上シェル10は、平板状(板状)の導電性金属(ステンレス等)板を、金型で打ち抜き、その後折り曲げ加工することによって成形される。
図12および図13は、ケーブル側コネクタ100の端子付きハウジング20の構成を示す斜視図であり、図12は右上側から見た図、図13は左上側から見た図である。
図12および図13に示すように、ハウジング20には長手方向(X方向)に所定の間隔をもって複数の端子21が保持される本体部22と、本体部22を挟み込むように長手方向の両側端域において上シェル10と下シェル20が取り付けられる領域23がある。ハウジング20の本体部22の前方向(Y1方向)の側面には、前方向に向けて突出した凸部29a,29bが設けられ、組み立て時に上シェル10の孔14b,14cに嵌るようになっている。ハウジング20の両側の領域23には、前後方向(Y方向、短手方向)に延びるスリット24と、下シェル30の側壁片34(図9および図14等参照)が取り付けられる取り付け部26と、上シェルの第2係止片13が取り付けられる取り付け部25が形成されている。取り付け部26,25にはそれぞれ外側(X1,X2方向)に向けて突出して形成された抑え部26a,25aが設けられている。また、ハウジング20の長手方向の両端付近に溝22bを有し、上シェル10の舌片16が嵌るようになっている。なお、ハウジング20は、例えば、絶縁性の樹脂などからなり、導電性金属の端子21と一体的に成形される。
図14および図15は、ケーブル側コネクタ100の下シェル30の構成を示す斜視図であり、図14は右上側から見た図、図15は左上側から見た図である。
図14および図15に示すように、下シェル30は、長手方向(X方向)に延びる本体部31と、この本体部31の長手方向の両側端部から上側(Z1方向)に向けて折り曲げられた側壁片34と、本体部31の前側(Y1方向)において側面視U字形状に折り曲げられた挿入部32,33を有する。また、側壁片34は、組み立て時に上シェル10のL片12aと係合し引っ掛かるため側壁片34に対して外側(X1,X2方向)に向けて折り曲げられた折り曲げ片35と、上シェル10の第1係止片12と係合して電気接続を確保するため外側(X1,X2方向)に向けて突出した突部36とを有する。なお、下シェル30は、上シェル10と同様に、平板上(板状)の導電性金属(ステンレス等)板を、金型で打ち抜き、その後折り曲げ加工することによって成形される。
前述のような構成において、ケーブル側コネクタ100は、以下のように組み付けられる。
(1) 端子21を一体成形したハウジング20に対して、下シェル30を下側から上方向(Z1方向)に移動されることにより、下シェル30の挿入部32,33がハウジング本体部22の対応する溝22aに挿入され保持されるとともに、下シェル30の側壁片34がハウジング20の取り付け部26に取り付けられる。これにより、下シェル30の折り曲げ片35がハウジング20の抑え部26aの下側に位置されるとともに、突起36が第1係止片12のスライド軌道上にわずかに突出した状態となる。
(2) 次ぎに、端子21の端子接続部21aに対してケーブルの芯線4aがハンダ接続される。ケーブル4は、グランドバー5によって整列保持される。なお、グランドバー5は導電性の材料から構成されており、本実施形態では、ケーブル4は同軸ケーブルであるため、グランドバー5は、同軸ケーブルの外部導体(図示せず)部分を露出させた状態においてケーブル4を保持している。
(3) 次ぎに、上シェル10を取り付ける。上シェル10の取り付けは、まず、上シェル10をハウジング20の上側(Z1側)に位置させ、ハウジング20側(Z2側)に向けて移動させ、上シェル10の第1係止片12を、ハウジング20のスリット24の内部に位置させる。このときハウジング20に対する上シェル10のX方向、Z方向の位置決めがなされる。その後、この、上シェル10と下シェル30とがハウジング20を挟み込んだ状態で、下シェル30に対して上シェル10をスリット24に沿ってY2方向(短手方向、後方向。ケーブル4の導出方向)にスライド移動させることにより、上シェル10の第1係止片12のL字状のL片12aが、下シェル30の側壁片34の折り曲げ片35に引っ掛かり、上シェル10とハウジング20と下シェル30とが一体的に固定される。この状態で、上シェル10の孔19にハンダを流し込むことによって、グランドバー5と上シェル10とが電気的及び物理的に接続される。
すなわち、第1係止片12のL字状のL片12aが下シェル30の折り曲げ片35の下側に入り込み固定されることでL片12aと折り曲げ片35と抑え部26aとが密着した状態となり、ハウジング20及び下シェル30とが上シェル10(本体部11)に向けて押し付けられことで上シェル10とハウジング20と下シェル30とが一体的に固定される。また、下シェル30の突部36が第1係止片12の内面と接触することで上シェル10と下シェル30との電気的接続が確保される。なお、折り曲げ片35の上側には、ハウジング20の一部である抑え部26aが設けられているため、上シェル10および下シェル30にかかる上方向(Z1方向)の力は、最終的にはハウジング20で受けることができるようになっている。なお、下シェル30の突部36は、下シェル30の代わりに上シェル10側に設けてもよい。
一方、上シェル10の第2係止片13は、ハウジング20の取り付け部25に取り付けられる。具体的には、第2係止片13のL字状のL片13aが、取り付け部25の凸状の抑え部25aの下に嵌め込まれる。L片13aの上側には、抑え部25aが設けられているため、ここでも上方向(Z1方向)の力は、最終的はハウジング20で受けることができるようになっている。なお、第2係止片13には、基板側コネクタ300のロック用凸部311と嵌り合うための孔13bが形成されている。
また、組み立ての際のスライド移動により、上シェル10の舌片16の先端が、ハウジング20の溝22bに嵌り込む。これによって、コネクタ組み立て後、上シェル10が前方向(Y1方向)に移動しないようになる。
また、ハウジング20の前側(Y1方向)の側面には凸部29a,29bが形成されており、これらが上シェル10の対応する孔14b,14cに嵌り、上シェル10とハウジング20との取り付けを強固にしている。
以上説明したような本発明の一実施形態による電気コネクタによれば、上シェル10の前側(Y1方向)の前壁片14に突出部15と孔14cを設け、そこにプルタブ8を取り付けられるようにしたので、プルタブ8を上方へ持ち上げることにより、容易にケーブル側コネクタ100を取り外すことができる。また、プルタブを取り付けない場合であっても、突出部15や凸部29に指を引っ掛けることにより、ケーブル側コネクタ100を容易に取り外すことができる。
また、プルタブ8の取り付けに上シェル10の側面の孔を利用しているので、ケーブル側コネクタ100の組み立て後であってもプルタブ8を自由に着脱可能であり、プルタブの有無が組み立て完了後に選択できる。また、プルタブを電気コネクタの外側に畳むことができるので、電気コネクタ全体の嵌合高さがプルタブにより影響されない。また、上シェルの上面に貫通孔がないため、ノイズの影響が低減される。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
1:電気コネクタ
4:ケーブル
5:グランドバー
8:プルタブ
10:上シェル(第1シェル)
11:本体部
12:第1係止片
12a:L片
13:第2係止片
13a:L片
13b:孔
14:前壁片
14a:上シェルの一部
14b,14c:孔
15:突出部
16:舌片
19:孔
20:ハウジング
21:端子
21a:端子接続部
22:ハウジング本体部
22a,22b:溝
23:領域
24:スリット
25:取り付け部
25a:抑え部
26:取り付け部
26a:抑え部
29a,29b:凸部
30:下シェル(第2シェル)
31:本体部
32,33:挿入部
34:側壁片
35:折り曲げ片
36:突部
37:嵌合部
100:ケーブル側コネクタ
300:基板側コネクタ(相手コネクタ)
310:シェル
311:ロック用凸部
330:ハウジング
350:端子
351:基板接続部
352:挿入部
353,354:接触部

Claims (4)

  1. 相手コネクタと嵌合可能な電気コネクタであって、
    前記電気コネクタは、
    板状の導電性金属材料からなる第1シェルと、
    複数のケーブルを保持し、前記ケーブルの芯線と電気接続される複数の端子を含むハウジングと、
    板状の導電性金属材料からなる第2シェルと、を有し、
    前記電気コネクタは、前記第1シェルと前記第2シェルとが前記ハウジングを挟み込んで組み立てられ、
    前記第1シェルは、前記ケーブルが導出される側の反対側に、前記ハウジング方向へ折り曲げられた壁片を有し、
    前記壁片は、可撓性のプルタブを取り付けるための、前記電気コネクタの外側へ突出した突出部と、前記突出部に隣接した孔とを有することを特徴とする電気コネクタ。
  2. 前記孔は、前記相手コネクタとの嵌合方向に貫通し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. 相手コネクタと嵌合可能な電気コネクタであって、
    前記電気コネクタは、
    板状の導電性金属材料からなる第1シェルと、
    複数のケーブルを保持し、前記ケーブルの芯線と電気接続される複数の端子を含むハウジングと、
    板状の導電性金属材料からなる第2シェルと、を有し、
    前記電気コネクタは、前記第1シェルと前記第2シェルとが前記ハウジングを挟み込んで組み立てられ、
    前記第1シェルは、前記ケーブルが導出される側の反対側に、前記ハウジング方向へ折り曲げられた壁片を有し、
    前記壁片は、前記電気コネクタの外側へ突出した突出部と、前記突出部に隣接した孔とを有し、
    前記突出部および前記孔に可撓性のプルタブが取り付けられており、前記プルタブを持ち上げることにより、前記相手コネクタから前記電気コネクタの取り外しが可能であることを特徴とする、電気コネクタ。
  4. 前記孔の両端部分には、前記ハウジングに設けられた一対の凸部が嵌合し、
    前記孔は、前記一対の凸部の間で空間部分が残っていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気コネクタ。
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