(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルコネクタであって、
軸方向の通路を有するシールドシェルであって、前記シールドシェルは前記軸方向の通路に沿った遠位部及び一回り小さな近位部を含み、前記シールドシェルは前部シールドシェル及び前記前部シールドシェルよりも小さな輪郭を有する後部シールドシェルを含み、前記前部シールドシェル及び前記後部シールドシェルは、前記前部シールドシェルが前記遠位部に対応し、前記後部シールドシェルが前記一回り小さな近位部に対応するように固定的に取り付けられた別個の構成要素であり、前記後部シールドシェルは、前記後部シールドシェルが前記前部シールドシェル内に部分的に配置されている場合に前記前部シールドシェルの内面と係合する複数の可撓性タブをその遠位端部に有する、シールドシェルと、
ブーツ部材の外面が前記シールドシェルの前記遠位部の外面と、前記ケーブルコネクタの長さに沿ってほぼ同一面になるように、前記一回り小さな近位部をぴったり受容する寸法の遠位空洞を有する前記ブーツ部材と、
前記シールドシェル内に配置され、前記シールドシェル及び前記ブーツ部材を通ってケーブルに電気的に結合している複数の端子とを備えることを特徴とするケーブルコネクタ。
【請求項２】
前記シールドシェル及び前記ブーツ部材は、前記一回り小さな近位部が前記ブーツ部材の前記遠位空洞内にぴったり受容された場合に、前記ブーツ部材の遠位縁が前記シールドシェルの前記遠位部の近位縁に隣接するような寸法であることを特徴とする請求項１に記載のケーブルコネクタ。
【請求項３】
前記遠位縁と前記近位縁とは、前記遠位縁と前記近位縁との間の空隙を抑制するように実質的に前記ブーツ部材の遠位開口部の全周で直接接触することを特徴とする請求項２に記載のケーブルコネクタ。
【請求項４】
前記前部シールドシェルは、外面と、軸方向の通路を画定する内面とを有し、
前記後部シールドシェルは、近位開口部から遠位開口部まで延在する軸方向の通路を含み、前記複数の可撓性タブは、前記遠位開口部に又はこれに隣接して配置されており、前記前部シールドシェルの前記軸方向の通路内にぴったり受容可能であるように放射状外向きに延出しており、前記可撓性タブは前記後部シールドシェルが前記前部シールドシェル内に受容された場合に撓み、
前記ブーツ部材の前記遠位空洞は、前記ブーツ部材を通って延在する軸方向の通路の遠位開口部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のケーブルコネクタ。
【請求項５】
前記可撓性タブは、前記後部シールドシェルの前記遠位開口部の遠位方向に延出していることを特徴とする請求項４に記載のケーブルコネクタ。
【請求項６】
前記可撓性タブの各々と前記前部シールドシェルの前記内面との間の接触部は、前記可撓性タブの各々をそれぞれの線接触に沿って前記前部シールドシェルに溶接するのに適した線接触であることを特徴とする請求項４に記載のケーブルコネクタ。
【請求項７】
前記可撓性タブは、前記前部シールドシェルの前記内面に取り付けられた場合に応力を分散させるように、前記後部シールドシェルの前記遠位開口部の周りに分散されていることを特徴とする請求項４に記載のケーブルコネクタ。
【請求項８】
前記前部シールドシェル及び前記後部シールドシェルの各々は４つの側面を有し、前記複数の可撓性タブは、前記前部シールドシェルの前記４つの側面に対応する前記後部シールドシェルの前記４つの側面の各々の上に少なくとも１つのタブを含むことを特徴とする請求項１に記載のケーブルコネクタ。
【請求項９】
前記ブーツ部材は、前記前部シールドシェル及び前記後部シールドシェルの前記４つの側面に対応する４つの側面を有することを特徴とする請求項８に記載のケーブルコネクタ。
【請求項１０】
ケーブルコネクタであって、
軸方向の通路を有するシールドシェルであって、前記シールドシェルは前記軸方向の通路に沿った遠位部及び一回り小さな近位部を含み、前記シールドシェルは前部シールドシェル及び前記前部シールドシェルよりも小さな輪郭を有する後部シールドシェルを含み、前記前部シールドシェル及び前記後部シールドシェルは、前記前部シールドシェルが前記遠位部に対応し、前記後部シールドシェルが前記一回り小さな近位部に対応するように固定的に取り付けられた別個の構成要素であり、前記前部シールドシェルは、前記前部シールドシェルが第１温度における膨張した輪郭及び前記第１温度よりも低い第２温度における収縮した輪郭を有するような熱膨張係数を有する材料を含み、前記前部シールドシェル及び前記後部シールドシェルは、前記前部シールドシェルが前記第１温度にある場合に、前記第２温度にある前記後部シールドシェルが前記前部シールドシェル内に挿入可能であり、前記後部シールドシェルが内部に配置されている間に前記前部シールドシェルが前記第２温度に冷えると、前記前部シールドシェルと前記後部シールドシェルとの間の取り付けを容易にするように、前記後部シールドシェルの外面が前記前部シールドシェルの内面と係合するような寸法である、シールドシェルと、
ブーツ部材の外面が前記シールドシェルの前記遠位部の外面と、前記ケーブルコネクタの長さに沿ってほぼ同一面になるように、前記一回り小さな近位部をぴったり受容する寸法の遠位空洞を有する前記ブーツ部材と、
前記シールドシェル内に配置され、前記シールドシェル及び前記ブーツ部材を通ってケーブルに電気的に結合している複数の端子とを備える
ことを特徴とするケーブルコネクタ。
【請求項１１】
前記後部シールドシェルの遠位部は、隆起部であって、取り付けを容易にするように内部に前記後部シールドシェルが配置されている間に前記前部シールドシェルが前記第２温度まで冷えると前記隆起部が前記前部シールドシェルの前記内面と接触するように前記前部シールドシェルの前記内面の方向に向かって外向きに拡張する隆起部を含み、
前記隆起部は、場合によっては前記後部シールドシェルの遠位開口部の周りに実質的に連続していることを特徴とする請求項１０に記載のケーブルコネクタ。
【請求項１２】
コネクタの製造方法であって、
前部シールドシェル及び前記前部シールドシェルよりも小さな輪郭を有する後部シールドシェルを準備する工程であって、前記前部シールドシェルと前記後部シールドシェルとは別個の構成要素である、工程と、
前記後部シールドシェルの近位部が前記前部シールドシェルの外部に延出し、前記後部シールドシェルの外面が前記前部シールドシェルの内面と係合するように、前記後部シールドシェルを前記前部シールドシェル内に部分的に配置する工程と、
遠位部及び一回り小さな近位部を有するシールドシェルを形成するように前記前部シールドシェルと前記後部シールドシェルとを結合する工程であって、前記遠位部は前記前部シールドシェルに対応し、前記一回り小さな近位部は前記前部シールドシェルの外部に延出している前記後部シールドシェルの前記近位部に対応する、工程とを有し、
前記前部シールドシェル及び前記後部シールドシェルは、遠位空洞を有するブーツを遠位方向に前進させて前記シールドシェルの前記一回り小さな近位部を前記遠位空洞内にぴったり受容させた場合に、前記ブーツの前記外面が前記シールドシェルの前記遠位部の外面と同一面になる寸法であることを特徴とする製造方法。
【請求項１３】
前記前部シールドシェルの前記内面と係合する前記後部シールドシェルの前記外面は、その遠位端部に複数の可撓性タブを含み、前記可撓性タブは、前記後部シールドシェルが前記前部シールドシェル内に挿入された場合に内向きに撓むことを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記後部シールドシェルを前記前部シールドシェル内に部分的に配置する工程は、
前記複数の可撓性タブが、前記前部シールドシェルの前記内面と接触するように、前記後部シールドシェルを前記前部シールドシェルの軸方向の通路内に挿入する工程と、
前記可撓性タブが前記前部シールドシェルの前記内面と直接接触している場合に前記後部シールドシェルの近位部が前記前部シールドシェルの外部に延出するように、前記後部シールドシェルを配置する工程とを含み、
前記後部シールドシェルを前記前部シールドシェルに結合する工程は、前記可撓性タブを前記前部シールドシェルの前記内面に固定的に取り付ける工程を含み、
前記製造方法は、
前記後部シールドシェルの前記近位部が、前記ブーツの遠位開口部にある前記空洞内にぴったり受容されるように、前記ブーツの遠位縁が前記前部シールドシェルの近位縁に隣接するまで、前記ブーツを前記後部シールドシェルへ遠位方向に前進させる工程とを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記可撓性タブを前記前部シールドシェルの前記内面に固定的に取り付ける工程は、前記前部シールドシェルの前記内面と接触している前記可撓性タブを溶接する工程を含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記溶接する工程は、前記前部シールドシェルの遠位開口部を通してレーザー溶接する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記前部シールドシェルは、前記前部シールドシェルを構成する材料の熱膨張係数によって第１温度で膨張する輪郭と第２温度で収縮する輪郭とを有し、前記第２温度は前記第１温度よりも低く、
前記製造方法は、
前記前部シールドシェルを前記第１温度に加熱する工程と、
前記前部シールドシェルが前記第１温度にあり、前記後部シールドシェルが前記第２温度にある間に、前記後部シールドシェルを前記前部シールドシェル内に定置する工程と、
前記後部シールドシェルの遠位部が前記前部シールドシェルの内部にあって、かつ前記近位部が前記前部シールドシェルの外部に延出するように、前記前部シールドシェルに対して前記後部シールドシェルを配置する工程と、
前記前部シールドシェルを前記第２温度に冷却して、前記収縮した輪郭である前記前部シールドシェルの前記内面と前記後部シールドシェルの前記外面との間に線接触を生じさせる工程と、
前記前部シールドシェルと前記後部シールドシェルとの間の前記線接触で前記前部シールドシェルと前記後部シールドシェルとを固定的に取り付ける工程とを更に含むことを特徴とする請求項１２乃至１６の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記前部シールドシェルと前記後部シールドシェルとを固定的に取り付ける工程は、前記線接触で前記後部シールドシェルを前記前部シールドシェルに溶接する工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、共に２０１１年１０月４日付で出願され、この参照によりその各々の全部が本明細書内に組み込まれる、米国特許出願第１３／２５２，４４０号及び１３／２５２，４６０号を参照し、これらに対して優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータとポータブルメディア装置をはじめとする周辺装置との間などの装置間のデータ転送は、ここ数年の間に至る所で行われるようになってきた。音楽、電話番号、ビデオ、及びその他のデータは、多くの場合、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ  ｂｕｓ）（登録商標）、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ（登録商標）、又はその他の種類のケーブルを使用してこれら装置間を移動する。このようなケーブルは、装置間でこの情報を伝達する信号の電気的経路を形成するために使用される。
【０００３】
これらの電気配線は、通常、データケーブルの各端部に付属しているコネクタプラグをコンピュータ及び周辺装置の各々に位置するコネクタレセプタクルの中に挿入することによって形成される。一般的なコネクタプラグは、１つ以上の接触端子を有する遠位プラグ部、及びユーザーがコネクタプラグを掴んで遠位プラグ部を適合するレセプタクル内に挿入し又は取り出すためのブーツ部材などの近位ベース部を含んでいる。
【０００４】
多くの産業で、コネクタはＵＳＢ規格などの一定の設計規格に準拠しなければならず、これらの基準は所定のコネクタの構造が特定の仕様を守ることを要求し、これらの仕様には寸法、材料、及び／又は材料の厚さが含まれる場合がある。多くの場合、例えばＵＳＢコネクタなどのコネクタは、接触端子付近での干渉を低減するためのシールドシェル、及びケーブルと接触端子との間の接続を保護すると共に遠位プラグ部を挿抜するための把持面をユーザーに提供するブーツ部材を含んでいる。上述のコネクタ設計の制約を前提として、従来のコネクタは、通常、シールドシェルの輪郭よりもかなり大きな輪郭を有するブーツ部材を含み、シールドシェルとブーツ部材との間に移行領域又はギャップを含んでいることが多い。このような従来のコネクタは嵩張って見える場合があり、ブーツ部材の大きな輪郭が複数のコネクタをごく近接して使用することを妨げる可能性がある。多くのコネクタプラグにおいて、適用される設計規格がプラグを所望通りにカスタム化し変更する可能性を制限し、設計規格の範囲内でコネクタプラグの変更を試みればコネクタの強度及び耐久性を損なう可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、本発明の実施形態は、上述した従来の多くのコネクタの欠点を回避する改善されたコネクタプラグの構造及び製造方法を提供する。一態様において、本発明は、コネクタの構造的な完全性を維持する一方で、小さな輪郭及び改善された美的外観を有する改善されたコネクタプラグを可能とする。多くの実施形態において、装置及び方法は、コネクタの長さに沿って小さな輪郭を有するコネクタプラグを提供する。幾つかの実施形態は、シールドシェルとブーツ部材との間に最小限の又は無視できるほど小さな空隙しか空けずに、実質的に同一面である外面を有するシールドシェル及びブーツ部材を有するコネクタプラグを提供する。
【０００６】
一態様において、本発明は、遠位部及び遠位部よりも小さな輪郭を有する一回り小さな近位部を有するシールド、ブーツ部材の外面がコネクタの長さに沿ってシールドシェルの遠位部の外面とほぼ同一面になるように、一回り小さな近位部をぴったり受容する寸法の遠位空洞を有するブーツ部材、並びにシールドシェル内に配置され、シールドシェル及びブーツ部材の中を通って延在するケーブルに電気的に結合された複数の端子を含む。幾つかの実施形態において、シールドシェルは、遠位部に対応する前部シールドシェル及び一回り小さな近位部に対応する後部シールドシェルを備え、前部シールドシェル及び後部シールドシェルは、通常、相互に溶接されて固定的に取り付けられている。特定の実施形態において、前部シールドシェルと後部シールドシェルとの間に線接触（line-to-line contact）が設けられ、両シールドシェル間の溶接を容易にする。この線接触は、内部に定置されたときに前部シールドシェルの内面と係合する、放射状に延出している可撓性タブを有する後部シールドシェルを使用することにより設けることができる。別の実施形態において、本発明は、前部シールドシェルを加熱することにより前部シールドシェルの熱膨張特性を利用して内部に後部シールドシェルの配置を可能とし、次に前部シールドシェルを冷却して後部シールドシェルに対して収縮させ、通常は後部シールドシェルの隆起部と前部シールドシェルの内面との間の実質的に連続した溶接部に、両シェルを相互に溶接するために十分な線接触を設ける。
【０００７】
別の態様において、本発明の多くの実施形態に係るコネクタプラグを製造する方法が提供される。一実施形態において、この方法は、一回り小さな近位部を有するシールドシェルを設ける工程と、複数の端子をシールドシェル内に挿入する工程と、複数の端子をケーブルと電気的に結合する工程と、ブーツ部材の外面がシールドシェルの遠位部の外面とほぼ同一面になり、その間に最小限の又は無視できるほど小さな空隙しか空かないように、一回り小さな近位部を受容するようにブーツ部材を前進させる工程と、を含む。別の実施形態において、この方法は、後部シールドシェルが前部シールドシェルの近位方向に延出して一回り小さな部位を形成するように後部シールドシェルを前部シールドシェル内に配置する工程と、溶接などによって前部及びシールドシェルを相互に固定的に取り付ける工程と、を含む。一態様において、前部及びシールドシェルを相互に溶接する工程は、両シールドシェル間の線接触を設ける工程を含むことができ、この工程は、前部シールドシェルの内面を後部シールドシェルの１つ以上の可撓性タブと係合させる工程、又は前部シールドシェルの収縮によって後部シールドシェルの外側隆起部が前部シールドシェルの内面と係合するように、前部シールドシェルを高温から冷却する工程を含むことができる。
【０００８】
本発明の種々の実施形態は、ＵＳＢ規格に準拠する厚さ又は高さを有することができるものの、本発明は、必ずしも規格には準拠しなくても特定のレセプタクルに適合する寸法を有することができる幾つかの実施形態を含むことができる。
【０００９】
本発明の種々の実施形態において、コネクタプラグは、ＵＳＢ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ、ＩＥＥＥ  １３９４（ＦｉｒｅＷｉｒｅ）、イーサネット、又はその他の種類のコネクタレセプタクルであることができる。コネクタレセプタクルの筐体は、コネクタレセプタクルを含む装置のエンクロージャを形成するために使用されるものと同じ材料から形成することができる。これらの材料は、アルミニウム、プラスチック、セラミック、又はその他の材料を含み得る。シールド、端子、ブーツ部材、及びその他の構成要素は、アルミニウム、黄銅、鋼、ステンレススチール、ばね鋼、パラジウム−ニッケル合金、銅、及びその他の材料のなどの任意の好適な導電性又は非導電性材料を使用して形成し得る。これらの材料はめっきすることができ、例えば、パラジウム−ニッケルめっきすることができ、又はその他の適切な材料でめっきすることができる。本発明の実施形態と一致するコネクタプラグはケーブルに取り付けることができ、又はコンピュータ、又はデスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、メディアプレーヤ、ポータブルメディアプレーヤ、タブレットコンピュータ、携帯電話機、若しくはその他の電子装置などと共に使用されるその他の装置に取り付けることができる。
【００１０】
本発明の種々の実施形態は、これらの１つ以上及び本明細書内で説明するその他の特徴を組み込んでもよい。以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することにより、本発明の性質及び利点の理解をより深めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を組み込むことにより改善され得るコンピュータシステムを例示する図である。
【図２Ａ】本発明の多くの実施形態に係る例示的なコネクタプラグ、シールドシェル、及びブーツ部材を例示する図である。
【図２Ｂ】本発明の多くの実施形態に係る例示的なコネクタプラグ、シールドシェル、及びブーツ部材を例示する図である。
【図２Ｃ】本発明の多くの実施形態に係る例示的なコネクタプラグ、シールドシェル、及びブーツ部材を例示する図である。
【図３Ａ】本発明の方法に係る例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図３Ｂ】本発明の方法に係る例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図３Ｃ】本発明の方法に係る例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図３Ｄ】本発明の方法に係る例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図３Ｅ】本発明の方法に係る例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図４Ａ】本発明の方法に係る例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図４Ｂ】本発明の方法に係る例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図５Ａ】本発明の方法に係る前部シールドの熱膨張特性を利用した例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図５Ｂ】本発明の方法に係る前部シールドの熱膨張特性を利用した例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図５Ｃ】本発明の方法に係る前部シールドの熱膨張特性を利用した例示的なコネクタプラグのアセンブリを例示する図である。
【図６Ａ】本発明の多くの実施形態に係る前部シールドシェル、後部シールドシェル、端子インサート、及びブーツ部材のアセンブリを例示する図である。
【図６Ｂ】本発明の多くの実施形態に係る前部シールドシェル、後部シールドシェル、端子インサート、及びブーツ部材のアセンブリを例示する図である。
【図７】本発明の多くの実施形態に係るコネクタプラグの例示的な製造方法を例示する図である。
【図８】本発明の多くの実施形態に係るコネクタプラグの例示的な製造方法を例示する図である。
【図９】本発明の多くの実施形態に係るコネクタプラグの例示的な製造方法を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態は、全体としてコネクタに関し、特にコネクタプラグに関する。より具体的には、本発明は、例えば、ほぼ同一面で両者間に実質的に空隙のない外面を備えたシールドシェル及びブーツ部材を有するＵＳＢコネクタプラグのように、小さな輪郭及び改善された美的外観を有するコネクタプラグに関する。本発明の別の態様において、このようなコネクタ装置を製造する方法が提供される。
【００１３】
したがって、本発明は、コネクタの構造的な完全性を維持する一方でコネクタの長さに沿って小さな輪郭を有するコネクタプラグを提供し、更に、改善された美的外観を提供する。請求の装置及び方法の幾つかの実施例を、以下の図に示す。これらの図は、本明細書内のその他の図と同様に例示の目的で示され、本発明の可能な実施形態又は請求項のいずれをも限定するものではない。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態を組み込むことにより改善された従来のコンピュータシステムを図示している。この図は、コンピュータのエンクロージャ１１０、コンピュータモニタ１２０、キーボード１３０、及びマウス１４０を含むコンピュータシステム１００の実施例を示している。モニタ１２０、キーボード１３０、及びマウス１４０は、ケーブルを介してコンピュータのエンクロージャ１１０に接続することができる。例えば、コンピュータモニタ１２０は、ケーブル１６７を介してコンピュータのエンクロージャ１１０に接続しているとして図示されている。ケーブル１６７は、コネクタレセプタクル１６５の中に挿入されたコネクタプラグ１６０でコンピュータのエンクロージャ１１０と接続している。コネクタプラグ１５０は、プラグ１６０と同様に、レセプタクル１７０内に挿入可能な遠位プラグ部１５３、及び遠位プラグ部１５３を対応するレセプタクル内に挿入するためにユーザーが掴むためのブーツ部材１５５を含んでいる。図１に示すように、コネクタ１５０では、ブーツ部材１５５は、挿入可能なプラグ部１５３よりもかなり大きな輪郭を有しており、これは従来のコネクタプラグに一般的な設計の特徴である。隣接するコネクタプラグが隣接するレセプタクル内に挿入されているときに、この隣接するコネクタプラグのブーツ部材の大きな寸法に適応するために、ブーツ部材１５５の大きな輪郭により、レセプタクル１７０が隣接するレセプタクルから十分に空隙を空けることが必要である。したがって、レセプタクルの実用性を維持するためには、レセプタクルが十分な空隙を空けることが必要になるので、上述の従来のコネクタの設計では、コンピュータのエンクロージャ内により大きな空隙が必要になる。
【００１５】
本発明の実施形態を用いて、従来のコネクタ設計の上述の欠点を克服し、このようなコネクタの美的外観を改善することができる。これらのコネクタプラグは、ＵＳＢ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ、イーサネット、及びその他の種類の信号伝達及び電力伝達の規格に適合することができる。これらのコネクタプラグは、独自の信号伝達及び電力伝達技術に適合することができる。また、新しい信号伝達及び電力伝達の規格及び独自の技術が開発されたときには、本発明の実施形態を利用してそれらの規格及び技術に合ったコネクタプラグを改善することができる。コネクタプラグは、モニタ１２０及びコンピュータ１１０、又はデスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、メディアプレーヤ、ポータブルメディアプレーヤ、タブレットコンピュータ、携帯電話機、若しくはその他の電子装置を含みこれらに限定されないその他の装置などの２つの装置を接続する、データケーブル１６７及び１５７などのケーブル上に配置できる。
【００１６】
例示的な一実施形態において、コネクタプラグは、内部に接触端子を有する遠位プラグ部、及び接触端子とそれに関連付けられるケーブルとの配線を保護し、コネクタプラグを挿抜するための把持面を提供する近位ブーツ部材を含んでいる。遠位プラグ部は、通常、プラグの接触端子が対応するレセプタクル内の接触端子と接する場所での干渉を低減して接続部における信号の完全性を維持するための、金属シールドを含んでいる。遠位プラグ部上のシールドは、コンピュータのエンクロージャ１１０の内部のアースに接続しているコネクタレセプタクルの筐体上の金属製のフィンガーコンタクトと電気的に接触して電気的接続を形成する。ブーツ部は、通常、絶縁性ポリマー又は非金属材料からなり、付属のケーブルを遠位プラグ部及びその中の端子に固定するのを補助できる。
【００１７】
ＵＳＢ規格などの適用対象になるコネクタ設計規格は、特定のコネクタプラグの構造に対して様々な要件を課す。具体的には、例えばＵＳＢコネクタでは、コネクタプラグが標準のＵＳＢコネクタレセプタクルに挿入可能でこれと適合性があることを保証するために、規格が、長さ、幅、高さ、ケーブルの種類、ピンの本数、並びにシールドの厚さを規定する。本発明の種々の実施形態において、コネクタレセプタクルの高さ又は厚さは適用仕様に準拠することができるものの、その他の実施形態では１つ以上の設計の態様が仕様に適合していない場合がある。これらの場合、コネクタプラグの寸法は、関連付けられるレセプタクルとの適合性を十分に保っている。
【００１８】
図２Ａは、本発明の実施形態に係るコネクタプラグ１０を図示している。コネクタプラグ１０は、ＵＳＢ規格に準拠するように製造されており、シールドシェル２０及びシールドシェル２０の近位部を覆って嵌合するブーツ部材３０を備えている。端子群５０がシールドシェル２０の遠位部内に配置され、ブーツ部材３０の中を通って延在するケーブル４０のワイヤ群に接続している。ブーツ部材３０が、完全に組み立てられたときに、図２Ａに示すようにシールドシェル２０の遠位部のみが視認できるように、シールドシェル２０の近位部を覆って嵌合している。完全に組み立てられたときに、シールドシェル２０の遠位部及びブーツ部材３０は各々、コネクタ１０の長さに沿って実質的に一定な方形の断面を有しており、ブーツ部材３０の外面はシールドシェル２０の遠位部の外面と実質的に同一面で両方の外面の間には空隙がないか又はほとんどないのでブーツ部材３０及びシールドシェル２０には継ぎ目がないように見える。この同一面かつゼロギャップの設計は、コネクタプラグの美的外観を改善するのみならず、ブーツ部材の輪郭を各方向に縮小することで、上述の従来の設計によって可能なよりも近接した複数のコネクタプラグの使用を可能にする。
【００１９】
図２Ｂ及び２Ｃは、コネクタプラグ１０のシールドシェル２０及びブーツ部材３０の詳細な図を示している。図２Ｂに見ることができるように、シールドシェル２０は、レセプタクル内に挿入可能な遠位部２２、及び小さな輪郭を有する一回り小さな近位部２４を含んでいる。ブーツ部材３０は、その中を通って延在する軸方向の通路を含み、ケーブル４０のワイヤがブーツ部材３０の中を通って延在し、組み立てられたときに端子５０に取り付けることができるようになっている。ブーツ部材はまた、遠位空洞３２、及び組み立て時にケーブル４０に沿ってスライドするケーブルインターフェース３４も含んでいる。遠位空洞３２は、一回り小さな近位部２４をスライド可能に受容する寸法になっている。近位部２４と遠位部２２との間のシールドシェル２０の断面の輪郭の増加分はほぼ遠位空洞３２の周りのブーツ部材の厚さであり、一回り小さな近位部がブーツ部材３０の遠位空洞２２内にぴったり受容されるときにブーツ部材３０の外面が、図２Ａに示すように、遠位プラグ部２２の外面とほぼ同一面になる。一回り小さな部分２４は、シールドシェルの外壁を折り曲げて近位部の輪郭を縮小する方法、シールドシェルの壁部を半剪断して近位部の輪郭を縮小する方法、及びより一般的には、後部シールドシェル２４を一回り小さな近位部に望ましい小さな輪郭で製造して、前部シールドシェル２２と後部シールドシェル２４とを一緒に結合する方法を含み、これらに限定されない任意の方法で形成することができる。通常、前部シールドシェル及び後部シールドシェルは、シールドシェル２０を形成するために接着剤又は溶接などで固定的に結合される。
【００２０】
外壁を折り曲げたり半剪断したりすると、シールドシェルの材料強度を損なうおそれがあるので、別個の構成要素を溶接してシールドシェル２０を形成する１つの利点は強度の増加である。各々が望ましい輪郭で製造された前部シールドシェル及び後部シールドシェルを相互に溶接することにより、各シールドシェルが本来の強度を維持する一方で溶接接合部はシールドシェル２０の強度を更に増強することができる。この取り付け手段を実行できる様々な方法については、図４Ａ〜４Ｂ及び５Ａ〜５Ｃの説明で更に詳細に述べる。
【００２１】
図３Ａ〜３Ｅは、多くの実施形態に係る例示的なコネクタプラグ１０のアセンブリを図示している。
【００２２】
図３Ａは、端子インサート５０がシールドシェル２０内に配置される前の端子インサート構成要素５０上の接触端子群を示している。端子インサート５０は、接触端子群５２を含み、完全に組み立てられたコネクタプラグ１０が適合するレセプタクルに挿入されたときに、接触端子５２がレセプタクルの対応する接触端子と係合することでコネクタプラグ１０によって接続された２つの装置間の通信が可能になるように空隙を空けて配置されている、既製の構成要素である。接触端子５２は、次の工程でケーブルのワイヤに取り付けるための端子インサート５０の近位部の端子パッド５４と電気的に結合している。端子インサート５０は、前部シールドシェル２２の遠位開口部の中を通ってスライド可能に挿入され、一回り小さな近位部２４内に少なくとも部分的に受容されるように構成されている。挿入後、端子インサート５０は、所定の位置に接着又は半田付することができる。
【００２３】
図３Ｂは、ケーブル４０に電気的に結合している接触端子パッド５４を示している。ケーブル４０は、接触端子パッド５４の各々に対応し、その各々が対応する端子パッド５４に半田付されてケーブル４０と接触端子５２との間の伝達を助ける、ワイヤ群４２を収容している。
【００２４】
図３Ｃは、保護プレート６０が所定の位置にスナップ嵌めされた後の図３Ｂのアセンブリを示している。シールドシェルの一回り小さな近位部２４は、例えば、弾力性のある２つのタブなどの対応する結合機構と係合する、保護プレート６０の両側の２つの正方形の穴などの結合機構をどちら側にでも含むことができる。保護プレート６０は、ケーブル４０のワイヤと端子インサート５０の導体バッドとの間の半田付け接合部を覆い、また、ケーブル４０が日常の使用を通じて引っ張られたときに半田接合部に応力が掛かるのを回避するために、ケーブル４０をシールドシェルに固定する近位部の機構を含むこともできる。
【００２５】
図３Ｄは、半田接合部を更に保護し、ケーブル４０を固定するモールド６２が、ケーブル４０がシールドシェル２０と接合される付近に形成された後のアセンブリを示している。
【００２６】
図３Ｅは、シールドシェル２０の一回り小さな近位部２４が遠位空洞３２（図示せず）内に受容されるまでケーブル４０に沿ってブーツ部材３０が前進した後のアセンブリを示している。組み立てられたときに、前部シールドシェル２２とブーツ部材３０との間に事実上ギャップがなくなる（又は無視できる程度のギャップしかなくなる）ように、ブーツ部材３０の遠位縁が遠位部２４の近位縁に隣接するまでブーツ部材３０が前進する。
【００２７】
図４Ａは、多くの実施形態に係る前部シールドシェル２２及び後部シールドシェル２４を示している。相互に結合するときに、前部シールドシェル２２がレセプタクル内に挿入される遠位プラグ部を形成し、後部シールドシェル２４がブーツ部材の遠位空洞内にスライドする一回り小さな近位部を形成する。シールドシェル２０を形成する別の方法では、後部シールドシェル２４が前部シールドシェル２２内に配置され、その内面に固定的に取り付けられる。後部シールドシェル２４が前部シールドシェル２２内に配置され、後部シールドシェル２４の近位部が前部シールドシェル２２の外部に近位方向へと延出して一回り小さな近位部を形成する。所望通りに配置した後に、図４Ｂに示すレーザー溶接７０によって示されるように、後部シールドシェルを前部シールドシェルの内面に溶接することにより前部シールドシェル及び後部シールドシェルが相互に固定的に結合される。他の実施形態では、後部シールドシェル及び前部シールドシェルは、接着剤又はスナップ嵌め機構のような機械的な結合具などの任意の好適な手段によって取り付けることができる。高強度の溶接接合部はほとんどのコネクタプラグの耐用年数よりも長持ちするほど十分な耐久性があるので、構成要素の溶接が有利である。適切な溶接接合を保証するためには、後部シールドシェル及び前部シールドシェルが、相互に溶接される面と面との間に線接触を有すべきである。このような線接触は様々な方法で設けることができるが、少なくともそのうちの一部を本明細書内で説明する。
【００２８】
可撓性タブ
本発明の一態様において、後部シールドシェル２４は、図４Ａに示すように、後部シールドシェルの遠位端部付近で遠位方向に延在する可撓性タブ２６を含む。後部シールドシェル２４は前部シールドシェル２２の軸方向の（ｘ軸に沿った）通路内に嵌まるような寸法になっているので、可撓性タブは、後部シールドシェル２４が前部シールドシェル２２の軸方向通路内に受容されたときに、可撓性タブ２６が内向きに撓み、前部シールドシェル２２の内壁に外向きの力を加えるように、外向きに放射状に延出している。
【００２９】
例示的な一実施形態において、前部シールドシェル２２及び後部シールドシェル２４は各々、図４Ａ及び図４Ｂに示すような直方体の寸法になっている。直方体の後部シールドシェルには少なくとも４つの可撓性タブ、即ちシールドシェルの各側面上に少なくとも１つのタブがあり、各面の溶接部に沿って応力を均等に分散させるようになっているものの、その他の実施形態ではより少ない又はより多くの可撓性タブを使用することができることが理解される。同様に、当業者であれば、異なる形状及び大きさのシールドシェルに好適になるように可撓性タブを修正することができる。例えば、円形のシールドシェルが、本明細書内で説明したシールドシェルと同様に前部シールドシェル及び後部シールドシェルを含むことができ、後部シールドが、円形の（又はその他の好適な形状の）後部シールドを円形の前部シールドシェルに取り付けるための１つ以上の可撓性タブを有することができる。あるいは、他の実施形態は、その他様々な形状の前部シールドシェル及び／又は後部シールドシェルを含むことができる。
【００３０】
本特許請求の発明の実施形態に係るコネクタプラグを提供する一方法において、可撓性タブ２６が前部シールドシェル２２の内面に係合し、後部シールドシェル２４の最近位部が前部シールドシェル２２の外部に近位方向へと延出するまで、後部シールドシェル２４の近位部を前部シールドシェル２２の遠位開口部内に挿入することにより、可撓性タブ２６を有する後部シールドシェル２４が前部シールドシェル２２内に配置される。前部シールドシェル２２の内壁に対する可撓性タブ２６の力は面と面との間に十分な線接触を与えて適切な溶接部を保証する。別の方法では、後部シールドシェル２４が所望のとおりに配置された後、撓んだタブ２６を前部シールドシェル２２の内面にレーザー溶接することにより、前部シールドシェル２２及び後部シールドシェル２４が固定的に取り付けられる。通常、レーザー溶接は、前部シールドシェル２２の遠位開口部の中を通して行われる。
【００３１】
熱膨張
本発明の別の態様において、一方又は両方のシールドシェルの熱膨張特性を利用することにより、前部シールドシェル２２と後部シールドシェル２４との間に線接触を設けることができる。前部シールドシェル及び後部シールドシェルは、同じ種類の金属若しくは材料から、又は異なる種類の金属若しくは材料から製造することができる。通常、このような実施形態では、前部シールドシェル及び後部シールドシェルの一方又は両方が、ステンレススチール合金から製造される。このような実施形態では、高温に加熱するときに、通常は前部シールドシェル２０が膨張する。後部シールドシェル２４を、加熱したときの前部シールドシェル２２の軸方向通路内に容易に受容される寸法にすることにより、後部シールドシェル２４を内部に配置した後に前部シールドシェル２２を冷却することによって、シールドシェル間の線接触を簡単に設けることができる。
【００３２】
図５Ａ及び５Ｂは、上述の実施形態のこの熱膨張の態様を図示している。図５Ａでは、前部シールドシェル２２が、通常は２００℃を超える高温（ｔ2）に加熱される一方、前部シールドシェル２２を構成する材料の熱膨張により前部シールドシェル２２の軸方向通路が膨張しているので、それよりもかなり低温（ｔ1）に留まっている後部シールドシェル２４は、前部シールドシェル２２の軸方向通路内に容易に嵌まる。近位部が前部シールドシェル２２の外部に延出するように後部シールドシェル２４が配置されると、前部シールドシェルをｔ2などのより低い温度まで冷却することにより、軸方向通路が収縮して、溶接のために十分な線接触が設けられると共に後部シールドシェル２４が所定位置に固定される。この実施形態の１つの利点は、後部シールドシェル２４及び前部シールドシェル２２が、より丈夫でより精密な溶接部を得ることのできる、より確実な線接触を形成することができる点である。更に、この実施形態は後部シールドシェル２４上のタブの撓みに依存しないので、この実施形態は線接触を形成する後部シールドシェルの遠位端部の連続して高くなった部分を活用することができ、軸方向通路の内側の周りの実質的に連続した溶接部を可能とする。このような連続した密着部は、著しく向上した溶接強度を提供すると共に、実質的に連続した溶接接合部全域に及んで応力をより均一に分散させることになる。このような連続して高くなった隆起部２８を有する後部シールドシェル２４の実施例を図５Ｃに図示する。
【００３３】
図６Ａ及び６Ｂはそれぞれ、部分的に組み立てられたコネクタプラグ及び関連する断面図を示している。図６Ａは、後部シールドシェル２４に結合した前部シールドシェル２２から形成されたシールドシェル２０を図示している。ブーツ部材３０は、ブーツ部材３０が後部シールドシェル２４の最近位部を覆って前部シールドシェル２２に隣接するまで前進している。端子インサート５０は前部シールドシェル内に挿入され、固定的に取り付けられている。前部シールドシェル２０は、端子インサート５０を所定位置に保持するための摩擦嵌合又はスナップ嵌めを容易にする穴、くぼみ、又はへこんだ領域を含むことができ、あるいは、端子インサート５０は、溶接又は接着剤によって取り付けることもできる。図６Ｂは、図６Ａのアセンブリに沿って長手方向に延在する断面Ａ−Ａの断面図を示している。
【００３４】
別の態様において、本発明は、一回り小さな近位部を有するシールドシェルを設ける工程と、シールドシェルの遠位部内に端子インサートを挿入する工程と、端子インサートにケーブルを電気的に結合する工程と、ブーツ部材の外面がシールドシェルの遠位部の外面とほぼ同一面し、その間にギャップがないか又はほとんどないように、一回り小さな部分を覆ってブーツ部材を前進させる工程と、を含むことができる、コネクタプラグを製造する方法を提供する。一実施形態において、一回り小さな近位部を有するシールドシェルを設ける工程は、シールドシェルの近位部の側壁を折り曲げて遠位部よりも小さな輪郭を有する一回り小さな近位部を形成する工程を含む。別の実施形態において、一回り小さな近位部を有するシールドシェルを設ける工程は、シールドシェルの側壁を半剪断して遠位部よりも小さな輪郭を有する一回り小さな近位部を形成する工程を含む。
【００３５】
図７〜９は、請求の発明の多くの実施形態に係るコネクタ装置の例示的な製造方法を図示している。
【００３６】
図７に示す方法は、一回り小さな近位部及び遠位プラグ部を有するシールドシェルを設ける工程と、シールドシェル内に端子インサートを挿入する工程と、端子インサートにケーブルを電気的に結合する工程と、ブーツ部材及び遠位プラグ部の外面がその間に最小限の空隙で同一面になるように、ブーツ部材をケーブルに沿って一回り小さな近位部を覆って前進させる工程と、通常は構成要素を相互に溶接することによってブーツ部材をシールドシェルに固定的に取り付ける工程と、を含む。
【００３７】
図８に示した方法は、前部シールドシェルと後部シールドシェルであって、小さな輪郭及び遠位端部付近に複数の可撓性タブを有する後部シールドとを設ける工程と、可撓性タブが前部シールドシェルの内面と係合するように、後部シールドを前部シールドシェル内に挿入する工程と、近位部が前部シールドシェルの外部に近位方向へと延出するように、後部シールドを配置する工程と、レーザー溶接によって後部シールドシェルを前部シールドシェルに固定的に取り付ける工程と、端子インサートをシールドシェルアセンブリ内に挿入し、ケーブルを端子インサートの端子に電気的に結合する工程と、ブーツ部材の外面が前部シールドシェルの外面とほぼ同一面であり、その間にほとんど空隙がないか又は最小限の空隙しかないように、近位方向に延出した後部シールドシェルの近位部を受容するように、ケーブルを覆ってブーツ部材を前進させる工程と、を含む。
【００３８】
図９に示す方法は、前部シールドシェル及び後部シールドシェルを設ける工程と、前部シールドシェルを２００℃を超える第１温度に加熱してその中を通って延在する通路を熱膨張により膨張させる工程と、より低い第２温度の後部シェルを加熱された前部シールド内に挿入して後部シールドの近位部を前部シールドシェルの近位方向に延出させる工程と、後部シールドシェルが内部に配置されているときに前部シールドシェルを冷却して後部シールドシェルの遠位隆起部又はフランジを冷却中の前部シールドシェルの内面と係合させる工程と、両シールドシェル間の接触点で後部シールドシェルを前部シールドシェルに固定的に取り付ける工程と、端子インサートを前部シールドシェル内に挿入してケーブルを後部シールドシェル付近で端子インサートに電気的に結合する工程と、近位方向に延出した後部シールドシェルの近位部をぴったり受容するようにブーツ部材をケーブルを覆って前進させて、ブーツ部材の外面が前部シールドシェルの外面とほぼ同一面になって、その間のギャップ又は空隙が最小限になるようにする工程と、を含む。
【００３９】
本発明は、特定の実施形態に関して説明されているが、本発明は、以下の特許請求の範囲内での、全ての修正形態及び等価物を包含することを意図するものであることが理解されるであろう。例えば、本明細書内の実施形態は、多くの場合、ＵＳＢコネクタプラグなどの方形のコネクタプラグを対象としているが、円形又は台形のコネクタプラグ及びコネクタ装置などの、様々な大きさ及び／又は形状のその他様々なコネクタ装置又はコネクタプラグを包含することができる。
【００４０】
本発明の実施形態に関する上述の説明は、実例及び説明の目的で提示されている。本発明を網羅し、あるいは説明のとおりの厳密な形態に限定することを意図するものではなく、上述の教示に照らして多くの改良及び変形が可能である。本発明の原理及びその実際的な応用を最良の形で説明し、それによって他の当業者が様々な実施形態で、及び想到される特定の用途に好適な様々な改良と共に本発明を最良な形で利用することを可能にするために、これらの実施形態を選択し説明した。それゆえ、本発明は、以下の特許請求の範囲内での、全ての修正形態及び等価物を包含することを意図するものであることが理解されるであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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