JP4451386B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタ、更に言えば、端子支持部を覆うハウジングカバーを有した電気コネクタに関する。

電気コネクタを、パーソナル・コンピュータやキーボード、マウス、プリンタ等に接続する際、例えば、コネクタの差込方向を誤る等して、コネクタをこじる等して、コネクタに異常な力を加えてしまうことがある。このような状態からコネクタを保護するため、それらコネクタには、一般に、接続の相手側に突出した部分が金属製のハウジングカバー等で覆われている。

しかしながら、単に、接続の相手側に突出した部分を通常の方法で覆っただけでは、十分な強度が得られず、この結果、こじり等によって端子に破損が生じてしまう等の問題がある。この問題を解決するため、例えば、特開２００３−１７１７６号公報に開示されているように、金属製カバーの一部をハウジングの隙間に配置するようにしたものもある。

図１９に、この公報に開示されたコネクタの金属シェルを示す。この従来例では、金属シェルの筒状部１１３の基端側の上半分１１３がハウジング側に突出しており、この突出した上半分１１３をハウジング（図示していない）の隙間に挿入して、ハウジングの強度を高めるようになっている。しかしながら、金属シェルの上半分のみを挿入しただけでは、依然として十分な強度は得られない。また、このコネクタはハウジングが端子を保持するハウジング本体と、金属シェルが挿入されるハウジングカバーとが別体に構成されているため、部品点数が多くなるとともに、嵌合部の高さが高くなってしまう。

特開２００３−１７１７６号公報

本願発明はこのようなタイプの電気コネクタにおいて、金属シェルによってハウジング、特に、接続の相手側に突出した端子支持部の強度を十分に高めるとともに、そのような端子支持部に接続の相手側とのロックをも設けることができるコネクタを提供するものである。

本発明は、一体成形されたハウジングと、該ハウジングに並列に取り付けられる複数の端子と、前記ハウジングの一部を覆うハウジングカバーを備え、前記ハウジングは、前記複数の端子が一方の面に配列され接続相手側に突出している板状の端子支持部を有し、更に、前記端子支持部の基端側に前記端子支持部の突出方向とは逆方向に前記ハウジングの内部に向かう隙間を有し、前記一方の面とは反対側の面には前記隙間の一部を塞ぐ部分が設けられており、前記ハウジングカバーは、前記端子支持部を前記突出方向に沿って覆う筒状部を有し、該筒状部は、前記塞ぐ部分の対応位置に切り込みを有し、該筒状部によって前記端子支持部を覆ったときに、前記筒状部の基端側が前記ハウジングの隙間に挟持されるとともに、前記塞ぐ部分が前記切り込みに挿入されることを特徴としている。

上記コネクタにおいて、前記ハウジングの隙間は、少なくとも、前記突出方向に沿って前記端子支持部の左右各側に延在する厚肉部の周囲に設けられていてもよい。
また、上記コネクタにおいて、前記ハウジングの隙間は、少なくとも、前記反対側の面に設けられていてもよい。
更に、上記コネクタにおいて、各前記複数の端子は、少なくとも、前記一方の面に前記突出方向に沿って略上半分を露出された状態で配置される接触片を有し、前記ハウジングの隙間は、前記接触片を露出させる端子孔を設けた上部前方壁面と、前記一方の面にて前記複数の端子を両側から挟み込む位置に前記複数の端子と並列に配置された、前記接続相手とのロックに使用されるラッチ部材を設ける部分と、前記塞ぐ部分と、を除く全周にわたって設けられていてもよい。

上記コネクタにおいて、前記筒状部の基端側において開放され且つ先端側において閉じたスリットを前記突出方向に沿って前記筒状部に設けられていてもよい。

また、前記ハウジングカバーは、前記筒状部を有する第１のカバー部と、前記筒状部を有しない第２のカバー部からなっていてもよい。

更に、前記ハウジングカバーは一枚の金属を打抜き折り曲げることによって形成されていてもよい。

また、前記筒状部は前記突出方向と直交する方向に延びる凸部を有していてもよい。

ロックを備えた、十分な強度の金属シェルによってハウジングを保護することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明による電気コネクタの好適な一実施形態を説明する。

図１に、本発明による電気コネクタ１の平面図を、図２、図３に、オーバーモールド前の電気コネクタ１の上側斜視図と下側斜視図を、更に、図４に、オーバーモールド前の電気コネクタ１の分解斜視図を、それぞれ示す。

後述する図１８で明らかにしているように、この電気コネクタ１は、いわゆるプラグ側コネクタとして使用されるものであって、実際の使用時には、基板１０１に載置されたレセプタクル側コネクタ（相手コネクタ）２に対して着脱自在に嵌合させて使用する。

電気コネクタ１は、主に、樹脂等によって一体成形されたハウジング５０と、ハウジング５０のカバーとして使用される第１シェル７０（第１のカバー部）、第２シェル７２（第２のカバー部）と、ハウジング５０の内部に、例えば０．４ｍｍ間隔のような狭ピッチで縦方向にて並列配置される平板状の端子３０と、これらの端子３０を左右両側から挟み込む位置にて端子３０とともに並列配置されてプラグ側コネクタとレセ側コネクタ（２）をロックするラッチ部材２０と、ハウジング５０の後部に蓋をしてラッチ部材２０や端子３０の抜け落ちを防止するプリントサーキットボード（ＰＣＢ）１３から成る。但し、プリントサーキットボード１３は、必ずしも必要ではない。

第２シェル７２以外の部品は、例えば、図示矢印Ｋで示す略直線配列方向にて互いに組み付けることができる。先ず、端子３０とラッチ部材２０がハウジング５０に圧入され、次いで、プリントサーキットボード１３のリード穴１５に端子３０のリード固定部３９を貫通させることにより、それらをプリントサーキットボード１３から突出させ、これら突出したリード固定部３９に対してケーブル１１のリード（図示せず）が半田等で固定される。これらの作業後に、第１シェル７０が組み付けられ、更に、第２シェル７２が図示矢印Ｌの方向から組み付けられる（第２シェル７２を組み付ける際、第２シェル７２のかしめ部８３は、図示のような「閉じた」状態（筒状）ではなく「開いた」状態とされている）。最後に「開いた」状態のかしめ部８３が、ケーブル１１の周囲に対して、板部８４とともにかしめられる。尚、上述したように、プリントサーキットボード１３は必ずしも必要ではなく、これを使用しない場合には、端子３０のリード固定部３９にケーブル１１のリードが半田等で直接的に固定される。

図５に、ハウジング５０の内部に配置した端子３０の配列状態を後方からの拡大斜視図で示す。これら５本の端子のうち、例えば、２本はデータ通信用であり、２本は予備であり、残る１本はグランド用である。一例として計５本の端子３０を示しているが、その数は特に限定されるものではない。ただし、特にデータ通信用の端子については、差動伝送を達成するために、偶数本とするのが好ましい。２本一組として用いることにより、プラスのノイズとマイナスのノイズをキャンセルして、伝送特性を維持することができる。

各端子３０は、後半部の接続部３１と、中間部の固定部３２と、前半部の接触片３３から成る。固定部３２と接触片３３については、多少の相違はあるものの、全ての端子で略同じ大きさ、長さとされている。

接続部３１は、圧入方向に対して直交方向に延びる垂直部３８と、圧入方向と同方向に延びるリード固定部３９から成る。リード固定部３９は、相隣り合うリード固定部における垂直距離を大きくして、それらの間の接触（電気的干渉）を防ぐように、垂直方向にて上下互い違いに配置されている。

接触片３３は、圧入方向に向かって先細形状とされている。先端には上方を向いた接触部３４が設けてある。接触部３４は、電気コネクタ１とレセ側コネクタ２（図１８参照）との嵌合時に、レセ側対応端子１０２の接触部と接触し得る。この接触部３４は１つの端子について１つのみ設けられており、したがって、端子３０は、いわゆる一点接触端子として機能する。レセ側対応端子１０２との接触をスムーズ且つ確実にするため、各端子３０の特に接触片３３は、これにバネ性を与えることによって上下に変位可能とされており、また、ハウジング５０（端子支持部５８の薄肉部４７）から多少浮き上がった状態で保持される。

固定部３２の略中央に、ハウジング５０への取付方向に沿って略一列に配列された複数（ここでは３つ）の孔３５を設けている。これら孔３５を、ピッチ方向にて、隣り合う端子の対向部に設けることにより、端子間の対向面積を減少させて、それらの間に発生し得るキャパシタンスを小さくすることができる。キャパシタンスを小さく抑えることにより、インピーダンス整合を取り易くし、端子間のクロストークを減少させることができる。隣り合う端子間の対向面積がなるべく大きくなるように、各端子３０の孔３５は、互いにピッチ方向にて同位置に設けるのが好ましい。また、図５に点線「Ｍ」で示すように、接触部３４は、複数の孔３５の配列方向に沿って、これら孔３５の配列位置と略同じ高さ位置に配置するのが好ましい。接触部３４をこのような位置に配置することにより、孔３５によって発生され得る弾性によって接触部３４のバネ性がより大きくなることが期待される。これら孔３５の大きさは、クロストークを減少させるという点からは大きければ大きいほどよいが、実際には、固定部３２が細長い形状であること、また、端子の強度や加工性の点から、それらの大きさは制限される。端子の強度を高めるため、複数の孔３５を設ける場合には、孔と孔の間に柱３７となり得る部分を設けるのが好ましい。また、端子３０をハウジング５０に圧入固定する際、圧入に利用される突起部３６に大きな力が加わることから、これら圧入突起部３６は、図５等に示すように、強度が大きな柱３７の根本付近に設けるのが好ましい。

図６に、ラッチ部材２０の側面図を示す。ラッチ部材２０は、その後方部に本体部であるコ字状部分２２と、そのコ字の上方部分が前方に向かって延長された部分である前方延長部２３を有する。これら前方延長部２３とコ字状部分２２の間には、コ字状部分２２の対応部２５と共にハウジング５０に圧入される圧入支持部２４が設けられており、更に、前方延長部２３の先端には、コ字状部分２２の働きによって上下に弾性変位可能なロック片２１が設けられている。

図７ないし図１３を参照して、ハウジング５０の構成を説明する。ここで、図７は、ハウジング５０の上側外観斜視図、図８は、その下側外観斜視図、図９は、図７に示すハウジング５０にラッチ部材２０と端子３０を配したもの、図１０は、この図９の背面斜視図、更に、図１１乃至図１３は、それぞれ、図１０のＡ−Ａ線断面斜視図、Ｂ−Ｂ線断面斜視図、Ｃ−Ｃ線断面図である。

ハウジング５０は、その先端側に、相手コネクタ側に突出した板状の端子支持部５８を有する。端子支持部５８の基端側には、端子支持部５８の突出方向とは逆方向にハウジング５０の内部に向かう隙間５５が設けてある。この隙間５５は、ハウジング５０に取り付けた第１シェル７０の基端側の一部を挟持するために使用され、端子支持部５８の強度を高めるのに役立つ。隙間５５は、ハウジング５０の上部前方壁面６６と、ラッチ部材２０を設けた部分（４６）と、ラッチ部材２０や端子３０を設けた端子支持部５８の一方の面とは反対側に設けた支持柱６３（図８参照）を除く全周にわたって設けてある。但し、隙間５５を設ける位置はこれに限定されるものではなく、例えば、端子支持部５８の突出方向（若しくはその逆方向）に沿って端子支持部５８の左右各側に延在する厚肉部４８の周囲にのみ設けてもよいし、また、端子３０が配置される端子支持部５８の一方の面４１とは反対側の面４２にのみ設けてもよい。隙間５５に第１シェル７０の一部を挟持させることにより、第１シェル７０によって覆われる端子支持部５８の面積部分を大きくし、端子支持部５８の強度を高めることができる。これにより、相手コネクタ端子との挿抜時に生じるこじりによって端子支持部５８が破壊される危険を少なくすることできる。

端子３０とラッチ部材２０は、それぞれ、ハウジング５０の縦孔５１や縦穴５３を通じてハウジング５０に圧入される。このとき、端子３０の接触片３３は、縦孔５１と連通した端子孔４９を通じ、接触片３３の上半分と接触部３４を露出させた状態で、端子支持部５８の薄肉部４７の端子溝５９に沿って弾性的に保持される。同様に、ラッチ部材２０は、縦穴５３と連通したロック孔４６を通じ、前方延長部２３の略上半分とロック片２１を露出させた状態で、端子支持部５８の厚肉部４８に設けた溝５４に沿って弾性的に保持される。レセ側コネクタ（図１８参照）との嵌合時に、ラッチ部材２０は、弾性変位可能なロック片２１を利用して相手コネクタの対応ラッチ部材に係り止めされ、電気コネクタ１を相手コネクタとロックされ得る。

図１１、図１２の断面に示すように、ハウジング５０の、ちょうど端子３０の固定部３２が配置される位置付近に、隣り合う端子３０間に空隙を形成し得る横溝５２が、複数の端子３０にまたがるように設けてある。このような空隙５２を設けることにより、隣り合う端子間の誘電率を小さくし、端子間におけるクロストークを減少させることができる。空隙５２は、ピッチ方向にて孔３５と略同じ位置に設けることにより、より効果的にクロストークを減少させることができる。尚、クロストークを減少させるという意味では、空隙５２は大きければ大きいほどよいが、実際には、端子の強度や加工性を考慮して決定する必要がある。

次に、図１４乃至図１７を参照して、第１シェル７０、第２シェル７２の構成を説明する。ここで、図１４は、第１シェル７０の上面斜視図を、図１５は、その裏面斜視図を、図１６は、第２シェル７２の上面斜視図を、更に、図１７は、第１シェル７０をハウジング５０に取り付けた状態を、それぞれ示す。

第１シェル７０は、一枚の薄い金属板を打抜き、折曲げることによって形成できる。したがって、製造は非常に容易である。第１シェル７０は、主に、端子支持部５８をその突出方向に沿って覆う筒状部８７の他、ハウジング５０の上部前方壁面６６を前方から覆う折曲部８９と、ハウジング５０の上面６８を覆う上壁９１と、更に、ハウジング５０の側面６０の上半分を覆う側壁９０を有する。筒状部８７は、折曲部８９を介して、上壁９１と連結されており、下平坦部８７ｅにおいて凹部２６と凸部２７とが互いに噛み合うことによって筒状に形成されている。また、この筒状部８７にはラッチ部材２０の設置を許すため、筒状部８７の基端側８７ｉにおいて開放され且つ前方の連結部８７ｆにおいて閉じたスリット７８が設けられている。すなわち、筒状部８７は、折曲部８９に連結され、一対のスリット７８に挟まれた上平坦部８７ａと、連結部８７ｆを介して繋がっている湾曲部８７ｈと、前記上平坦部８７ａに対向し、当該上平坦部８７ａと平行な下平坦部８７ｅとを有している。さらに、湾曲部８７ｈは、ハウジング５０の厚肉部４８を囲むように、スリット７８の外側に位置して上平坦部８７ａと略面一な上湾曲部８７ｂと、筒状部８７の側面をなす側湾曲部８７ｃと、下湾曲部８７ｄとの３面から構成されており、断面視略「Ｃ」形状になっている。

上平坦部８７ａには、図１４に示すように、スリット７８の延在方向と直交する方向に延びる凸部８７ｇが設けられており、この凸部８７ｇによって筒状部８７の強度を向上させているとともに、コネクタ１がレセプタクル側コネクタ２と嵌合した際における嵌合状態を確認することができるようになっている。また、下平坦部８７ｅには、第１シェル７０をハウジング５０に取り付ける際にハウジング５０の支持柱６３との衝突を避けるため、支持柱６３の対応位置に切り込み８６を設けている（図１５、図１７参照）。

そして、第１シェル７０をハウジング５０に取り付けたとき、筒状部８７の基端側８７ｉはハウジング５０の隙間５５に挿入され、そこで挟持される。即ち、本実施形態では、ハウジング５０の隙間５５に挿入される基端側８７ｉは、この隙間５５に対応するように、筒状部８７の湾曲部８７ｈと下平坦部８７ｅに設けられている。

以上の構成によれば、筒状部８７の基端側８７ｉがハウジング５０の隙間５５によって挟持されるため、第１シェル７０がハウジング５０に対して確実に固定されるとともに、コネクタにこじりが加えられた場合においてもそのこじり力への耐久性を向上させることができる。また、本実施形態に係るコネクタでは、筒状部８７にスリット７８が設けられていることから、上平坦部８７ａと湾曲部８７ｈが連結部８７ｆを介して繋がっているだけであり、湾曲部８７ｈ及び下平坦部８７ｅにおける耐こじり性が低下する虞（すなわち、こじりによってスリットがひろがってしまう虞）があるが、この湾曲部８７ｈ及び下平坦部８７ｅの基端側８７ｉが隙間５５によって挟持されていることでスリット７８が設けられた本実施形態においてもこじりに対して耐久性がある。特に、筒状部８７の湾曲部８７ｈは、ハウジング５０の厚肉部４８の外側の湾曲に沿ってその周囲を囲むように（即ち、突出した端子支持部５８を両側から支えるように）構成されており、この湾曲部８７ｃの基端側８７ｉが隙間５５で挟持されることにより、あらゆる方向からのこじりに対して耐久性がある。更に、ラッチ部材２０のロック片２１が配される筒状部８７の上平坦部８７ａと対向する下平坦部８７ｅがハウジング５０の隙間５５によって挟持されているので、コネクタの挿抜動作においてラッチ部材２０からの反力が端子支持部５８に加えられた場合においても、その力に対する耐久性がある。

第１シェル７０をハウジング５０に取り付けたとき、側壁９０に設けた係合穴７６は、ハウジング５０の側面６０に設けた係合突起５６と係合し、上壁９１に設けた係合穴８１は、ハウジング５０の上面６８に設けた係合突起６１と係合する。これにより、第１シェル７０をハウジング５０に係止することができる。このとき、端子支持部５８は、その略全ての周囲を第１シェル７０の筒状部８７によって環状に覆われる。

第２シェル７２も、第１シェル７０と同様に、一枚の薄い金属板を打抜き折曲げすることによって形成できる。第２シェル７２の後端には、ケーブルを保持するためのかしめ部８３が設けてある。第２シェル７２の本体部は、第１シェル７０と互いに相補形状を成す。第１シェル７０と第２シェル７２が組み合わされたとき、それらは端子支持部５８とハウジング５０の側面外周と後端側を覆う。ハウジング５０に第２シェル７２を取り付けたとき、側壁９２に設けた係合穴７７は、ハウジング５０の側面６０に設けた係合突起５７に係合し、底壁９３に設けた係合穴８２は、ハウジング５０の底面６９に設けた係合突起６２に係合する。これにより、ハウジング５０に第２シェル７２を係止することができる。

図１８に、本願の電気コネクタ（プラグ側コネクタ）１とレセプタクル側コネクタの接続状態を示す。レセ側コネクタ２は、例えば、基板１０１の縁に固定されていてもよい。プラグ側コネクタである電気コネクタ１の第１シェル７０によって環状に覆われた端子支持部５８の先端が、レセ側コネクタ２の挿入部１０４に挿入されると、電気コネクタ１側の接触部３４が、レセ側コネクタ２側の接触片１０２と接触し、且つ、電気コネクタ１側のロック片２１が、レセ側コネクタ２側の嵌合穴１０６に嵌合し、それら電気コネクタ１をレセ側コネクタ２にロックすることができる。

本願の電気コネクタは、小型の電子・電気機器に幅広く利用することができる。

本発明による電気コネクタ１の平面図である。 オーバーモールド前の電気コネクタの上側斜視図である。 オーバーモールド前の電気コネクタの下側斜視図である。 オーバーモールド前の電気コネクタの分解斜視図である。 ハウジングの内部に配置した端子の後方拡大斜視図である。 ラッチ部材の側面図である。 ハウジングの上側外観斜視図である。 ハウジングの下側外観斜視図である。 図７に示すハウジングにラッチ部材と端子を配した図である。 図９の背面斜視図である。 図１０のＡ−Ａ線断面斜視図である。 図１０のＢ−Ｂ線断面斜視図である。 図１０のＣ−Ｃ線断面図である。 第１シェルの上面斜視図である。 第１シェルの裏面斜視図である。 第２シェルの上面斜視図である。 第１シェルをハウジングに取り付けた状態を示す図である。 本願の電気コネクタとレセプタクル側コネクタの接続状態を示す断面図である。 従来例を示す図である。

符号の説明

１ プラグ側コネクタ
２ レセプタクル側コネクタ
１１ ケーブル
１３ プリントサーキットボード
１５ リード穴
２０ ラッチ部材
２１ ロック片
２２ コ字状部分
２３ 前方延長部
２４ 圧入支持部
３０ 端子
３１ 接続部
３２ 固定部
３３ 接触片
３４ 接触部
３５ 孔
３６ 圧入突起部
３８ 垂直部
３９ リード固定部
４６ ロック孔
４７ 薄肉部
４８ 厚肉部
４９ 端子孔
５０ ハウジング
５１ 縦孔
５２ 横溝
５３ 縦穴
５４ 溝
５５ 隙間
５６ 係合突起
５７ 係合突起
５８ 端子支持部
５９ 端子溝
６０ 側面
６１ 係合突起
６２ 係合突起
６３ 支持柱
６４ 内部突出部
６６ 上部前方壁面
６８ 上面
６９ 底面
７０ 第１シェル
７２ 第２シェル
７６ 係合穴
７７ 係合穴
７８ スリット
８１ 係合穴
８２ 係合穴
８３ かしめ部
８４ 板部
８６ 切り込み
８７ 筒状部
８８ 前面開口部
８９ 折曲部
９０ 側壁
９１ 上壁
９２ 側壁
９３ 底壁

Claims (8)

1. 一体成形されたハウジングと、該ハウジングに並列に取り付けられる複数の端子と、前記ハウジングの一部を覆うハウジングカバーを備え、
   前記ハウジングは、前記複数の端子が一方の面に配列され接続相手側に突出している板状の端子支持部を有し、更に、前記端子支持部の基端側に前記端子支持部の突出方向とは逆方向に前記ハウジングの内部に向かう隙間を有し、前記一方の面とは反対側の面には前記隙間の一部を塞ぐ部分が設けられており、
   前記ハウジングカバーは、前記端子支持部を前記突出方向に沿って覆う筒状部を有し、該筒状部は、前記塞ぐ部分の対応位置に切り込みを有し、該筒状部によって前記端子支持部を覆ったときに、前記筒状部の基端側が前記ハウジングの隙間に挟持されるとともに、前記塞ぐ部分が前記切り込みに挿入されることを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記ハウジングの隙間は、少なくとも、前記突出方向に沿って前記端子支持部の左右各側に延在する厚肉部の周囲に設けられている請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記ハウジングの隙間は、少なくとも、前記反対側の面に設けられている請求項１記載の電気コネクタ。
4. 各前記複数の端子は、少なくとも、前記一方の面に前記突出方向に沿って略上半分を露出された状態で配置される接触片を有し、前記ハウジングの隙間は、前記接触片を露出させる端子孔を設けた上部前方壁面と、前記一方の面にて前記複数の端子を両側から挟み込む位置に前記複数の端子と並列に配置された、前記接続相手とのロックに使用されるラッチ部材を設ける部分と、前記塞ぐ部分と、を除く全周にわたって設けられている請求項１に記載の電気コネクタ。
5. 前記筒状部の基端側において開放され且つ先端側において閉じたスリットを前記突出方向に沿って前記筒状部に設けた請求項１乃至４のいずれかに記載の電気コネクタ。
6. 前記ハウジングカバーは、前記筒状部を有する第１のカバー部と、前記筒状部を有しない第２のカバー部からなる請求項１乃至５のいずれかに記載の電気コネクタ。
7. 前記ハウジングカバーは一枚の金属を打抜き折り曲げることによって形成される請求項１乃至６のいずれかに記載の電気コネクタ。
8. 前記筒状部は前記突出方向と直交する方向に延びる凸部を有する請求項１乃至７のいずれかに記載の電気コネクタ。

Images