JP2004063336A - コネクタの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの外殻に飛び移った静電気を逃がす場合、基板のパターンへノイズが飛ぶ等の悪影響を小さく抑えることができるコネクタの取付構造を提供する。
【解決手段】回路基板ユニットは、基板１、防火被覆板（防火エンクロージャー）２および放熱板３から構成されている。基板１上にはＵＳＢコネクタ４及び複数の回路素子６が実装されている。コネクタ４は、その接続口を除く外周面全体が金属製のシェル（外殻）４ａで被覆されている。開口１０はコネクタ４の軸線と直交する四角断面積より広い略四角形状に切り抜かれ、その内周を形成する各辺のうち三辺の各中央からは内方へ向かってそれぞれ延出する３本の支持片１２，１３，１４が形成されている。支持片１２，１３，１４はシェル４ａに三方から当接し、支持片１２がコネクタ４の側面を押圧するように当接することにより、互いに対向する２本の支持片１２，１３はコネクタ４を挟持する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コネクタのシェル（外殻）に飛び移る静電気を基板に伝えることなく逃がすコネクタの取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばプリンタ等の機器には各種ケーブル等を接続するためにコネクタが設けられている。通常、この種のコネクタはハウジング内に収容された基板上に取り付けられている。コネクタは側周面を金属製のシェル（外殻）で覆われており、例えばケーブル側のコネクタを機器側のコネクタに抜き挿しする際に手などが触れてシェルに飛んだ静電気を逃がすため、コネクタは基板上に接地された状態で取り付けられている。
【０００３】
従来、基板上に実装されたコネクタのシェル（外殻）の接地をとるために、図８及び図９に示すコネクタの取付構造が採用されていた。すなわち、基板におけるコネクタ２０の近傍位置にネジ孔（図示せず）を設け、そのネジ孔に挿通したネジ２１を、基板２２のコネクタ実装面と反対側に配置された金属板（金属製フレーム）２３に螺着（固定）する。コネクタ２０は基板２２に半田で固定されており、この状態でコネクタ２０のシェル２０ａは基板２２に導通されている。基板２２におけるネジ２１の頭部が当接する部位にはレジストが剥がされることで銅を露出させた導電部が形成されており、基板とネジはこの導電部を介して導通されている。こうしてシェル２０ａは、基板２２および基板２２に挿通されたネジ２１を介して金属板２３に接地されていた。そして、静電気がシェル２０ａに飛び移った場合は、静電気をシェル２０ａから基板２２およびネジ２１を介して金属板２３に逃がしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シェル２０ａに静電気が飛び移った場合、その静電気はシェル２０ａから基板２２およびネジ２１を経由して金属板２３に逃げる。そのため、静電気が金属板２３に逃げるまでの経路上に隣接している基板２２上の他のパターンへノイズが飛び移り、誤動作を起こしたり、回路に影響を与えたりすることが心配されるという問題があった。
【０００５】
また、コネクタ２０は基板２２に半田で固定されているだけなのでコネクタ２０の抜き挿しによりその半田接続部分に負荷がかかり、コネクタ２０の基板２２に対する接続強度が弱くなったり、さらには基板２２からコネクタ２０が外れる不具合が心配されるという問題があった。
【０００６】
よって、本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その第１の目的は、コネクタの外殻に飛び移った静電気を逃がす場合、基板のパターンへノイズが飛ぶ等の悪影響を小さく抑えることができるコネクタの取付構造を提供することにある。また第２の目的は、第１の目的を達成することに加え、さらにコネクタの抜き挿し時に、コネクタの基板に対する接続部にかかる負荷を軽減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板に実装されたコネクタは金属製の外殻を有しており、前記基板に対して前記コネクタの実装面側には金属板が接地された状態で配置されるとともに、該金属板に形成された当接片が前記コネクタの外殻に当接していることを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、コネクタの外殻に当接片が当接しているため、コネクタの外殻に飛んだ静電気は、外殻に当接する当接片から金属板を経由することで、基板の少なくともパターンに影響を与える箇所（例えばコネクタ近傍やパターン近傍）を経由せず外部へ逃げる。このため、静電気を逃がすときに基板に及ぶ悪影響を小さく抑えることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記当接片は、前記コネクタの外殻に複数箇所で当接して該コネクタを支持する複数の支持片からなることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、コネクタは外殻に複数箇所で当接する支持片により支持される。従って、コネクタに飛ぶ静電気を確実に逃がし、基板に及ぶ悪影響を小さく抑えることができるとともに、コネクタをしっかり支持することもできる。従って、コネクタの抜き挿し時に、コネクタの基板に対する接続部（半田接続部分など）にかかる負荷が軽減される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記支持片のうち少なくとも一つは、前記コネクタにそれを押圧する状態で当接していることを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、コネクタは複数の支持片のうち少なくとも一つの支持片により押圧されるため、コネクタを複数の支持片によりしっかり支持することが可能となる。また、支持片がコネクタの外殻に確実に当接することになる。従って、外殻に飛んだ静電気をより確実に金属板経由で逃がして基板に及ぶ悪影響を小さく抑えるとともに、コネクタの抜き挿し時にコネクタの基板に対する接続部にかかる負荷をより確実に軽減することできる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記基板は前記コネクタの実装面側と反対面側で金属製のフレームに組み付けられており、前記基板及び前記金属板は共通のネジを介して前記フレームに固定されていることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、基板及び金属板は共通のネジを介して金属製のフレームに接地される。コネクタの外殻に飛んだ静電気を金属板から金属製のフレームに逃がすときの経路の一部となるネジは、基板及び金属板をフレームに組み付けるもので、従来技術のネジのように静電気を逃がすためコネクタの近傍に位置するものではない。基板及び金属板の組み付けに使用されるこのネジは、パターンに影響の少ない例えば基板の周縁（例えば角部など）の部位に取付けられるので、このネジを経由して静電気が逃げても、パターンへノイズが飛ぶ等の影響は小さく抑えられる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４に記載の発明において、前記金属板は、防火エンクロージャーであることを要旨とする。
この発明によれば、回路基板に取付けられる防火エンクロージャーを利用して押圧片又は支持片を設けられるため、接地（及び支持）を目的とする専用の金属板を別途設ける必要がない。従って、部品点数増加や組付工数増加を抑えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１はプリンタに内蔵される回路基板ユニットの分解斜視図であり、図２は同じく回路基板ユニットの斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、回路基板ユニットは、基板１、金属板としての防火被覆板（防火エンクロージャー）２および放熱板（アルミ板）３から構成されている。基板１上にはコネクタとしてのＵＳＢコネクタ４、コネクタ５および複数の回路素子６が実装されている。以下の説明において、基板１におけるコネクタ実装面側を表側とし、その反対面側を裏側とする。ＵＳＢコネクタ（以下、単にコネクタと称す）４、コネクタ５及び各種回路素子６は、基板１の裏面側で半田により固定されている。
【００１８】
基板１、防火被覆板２および放熱板３は、基板１の形状・サイズに合わせて基板１とほぼ同形状・同サイズの四角板形状を有しており、これら各板１，２，３の四隅にはネジ挿通孔１ａ，２ａ，３ａがそれぞれ形成されている。各板１，２，３は、それぞれの四隅に４つずつあるネジ挿通孔１ａ，２ａ，３ａに１本ずつ挿通した計４本のネジ７（図２参照）を、プリンタハウジング（図示せず）内に収容された金属製のメカフレームＦに螺着することにより、図２に示す回路基板ユニットとしてメカフレームＦに組み付けられる。そして、プリンタハウジングが全て組み付けられたプリンタの状態ではその背面に、コネクタ４，５は露出するようになっている。コネクタ４にはＵＳＢケーブルのＵＳＢコネクタ８（図２参照）が抜き挿し可能となっている。
【００１９】
図１に示すように、防火被覆板２は、基板１に実装されたコネクタ４，５と相対する部位に形成された２つの開口１０，１１を有するとともに、回路素子６を全体に覆うことができる所定形状に折り曲げ成形されている。
【００２０】
コネクタ４は四角柱形状を有しており、その接続口を除く外周面全体が金属製のシェル（外殻）４ａで被覆されている。防火被覆板２を基板１に組み付けた状態において、コネクタ４はその頭部（コネクタ長の１／２程度）を開口１０から突出させた状態となる。開口１０はコネクタ４の軸線に直交する四角断面積より広い略四角形状に切り抜かれ、その内周を形成する各辺のうち三辺の各中央からは内方へ向かってそれぞれ延出する３本の支持片１２，１３，１４が形成されている。防火被覆板２を基板１に組み付けた状態では、シェル４ａに対してコネクタ４の頭部側１／２程度の高さに相当する位置に、３本の支持片１２，１３，１４が三方から当接するようになっている。１本の支持片１２はコネクタ４の側面を押圧するように当接し、他の２本の支持片１３，１４はコネクタ４の側面に堅く当接するようになっている。
【００２１】
図３は、支持片によるコネクタの支持構造を説明するもので、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）が側面図である。同図（ａ）に示すように、３本の支持片１２，１３，１４はシェル４ａの３つの側面にそれぞれ当接している。支持片１２は先端側が表側（同図（ｂ）では上側）へ斜めに折れ曲がるとともに先端がコネクタ４と若干干渉する長さに設定されている。このため、支持片１２はコネクタ４と干渉したときに表側へ逃げるように変形しその変形を復帰させようとする弾性力によってコネクタ４の側面を外側から押圧するように当接する。一方、支持片１３，１４は、開口１０の開口面と平行に真っ直ぐ延出するのみでコネクタ４に押圧力を与えるようには当接しない。よって、同図（ｂ）に示すように、コネクタ４を挟んで互いに対向する一対の支持片１２，１３のうち一方の支持片１２がコネクタ４を一方の側面から押圧することで、コネクタ４は一対の支持片１２，１３により両側面から所定の力で挟持される。
【００２２】
次に、このコネクタの取付構造の作用について説明する。
図２に示すように、プリンタの使用者がＵＳＢケーブルのコネクタ８を、プリンタ側のコネクタ４に接続する際に手がシェル４ａに触れたとすると、静電気がコネクタ４のシェル４ａに飛び移る。しかし、図２，図３に示すように、シェル４ａに飛び移った静電気は支持片１２，１３，１４を介して防火被覆板２に伝わり、さらにネジ７を介してメカフレームＦに逃げる。このため、静電気は基板１のパターンに影響を与える箇所を伝わることなく、基板１の隅に締結されたネジ７を伝わるだけなので、基板１に形成されるパターンにノイズが飛び移ることはなくなる。
【００２３】
また、図３に示すように、コネクタ４は一対の支持片１２，１３により所定の力で挟持されることで、防火被覆板２によっても支持されている。このため、使用者がＵＳＢコネクタ８を抜く際に、コネクタ４にかかる負荷の一部を支持片１２，１３が受けることにより、コネクタ４を基板１に固定している半田接続部にかかる負荷を軽減することができる。
【００２４】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）基板１の表側に配置された金属製の防火被覆板２に形成した支持片１２，１３，１４をコネクタ４のシェル４ａに当接させたので、シェル４ａに飛び移った静電気を防火被覆板２およびネジ７を経由して、基板１のパターンに影響する箇所に伝わることなく、メカフレームＦに逃がすことができる。このため、基板１の配線パターンにこの種の静電気に起因するノイズが飛び移ることを防止でき、ひいてはプリンタの誤動作や回路への悪影響を回避することができる。
【００２５】
（２）支持片１２を先端側で斜めに折れ曲がる形状とし、支持片１２がその変形を復元させようとするときの弾性力を利用してコネクタ４の側面を押圧するようにしたので、一対の支持片１２，１３をコネクタ４のシェル４ａに確実に接触させることができる。このため、シェル４ａに飛び移った静電気を確実に逃がすことができる。
【００２６】
（３）コネクタ４を一対の支持片１２，１３に挟持させることにより、コネクタ４が防火被覆板２によっても支持される構成とした。よって、コネクタ４の抜き挿し時に、コネクタ４を基板１に固定している半田接続部にかかる負荷を軽減することができる。従って、コネクタ４の基板１に対する固定が弱くなったり、コネクタ４が基板１から外れる不具合を、従来に比べ一層解消することができる。
【００２７】
（４）防火被覆板２を利用して支持片１２，１３，１４を形成したので、コネクタ４の接地及び支持を目的とする専用の金属板（部品）を別途設ける必要がない。よって、部品点数増加や組付工数増加を抑えるとともに、製造コストの増加をも抑えることができる。
【００２８】
実施形態は、上記に限定されず以下のように変更してもよい。
（変形例１）前記実施形態では、互いに対向する一対の支持片うち一方のみを斜めに形成したが、図４に示すように、互いに対向する一対の支持片１５ａ，１５ｂをともに表側へ斜めに折れ曲がる形状に形成してもよい。この構成によれば、コネクタ４は一対の支持片１５ａ，１５ｂにより両側から押圧された状態に挟持されるので、防火被覆板２によるコネクタ４の支持力を増すことができ、コネクタ４を基板１に固定している半田接続部にかかる負荷を一層軽減できる。また支持片１５ａ，１５ｂを介した接地を一層確実なものとすることができる。さらに図５に示すように、互いに対向する一対の支持片１６ａ，１６ｂを、それぞれコネクタ４の高さ方向に位置をずらして配置することもできる。この構成によれば、一対の支持片１６ａ，１６ｂの各先端の間隔を広く確保できるので、コネクタ４を一対の支持片１６ａ，１６ｂ間に斜めに挿通させることで、コネクタ４を比較的容易に開口１０に挿通し易くなる。従って、一対の支持片１６ａ，１６ｂの両方をコネクタ４を押圧できる形状とした割には、基板１に防火被覆板２を組み付け易くなる。
【００２９】
（変形例２）複数の支持片のうち少なくとも一つがコネクタを押圧できる斜めに延出する形状であることに限定されない。図６に示すように、互いに対向する一対の支持片１７ａ，１７ｂが、ともに開口１０の開口面と平行に真っ直ぐに延びるだけの構成でもよい。この場合、一対の支持片１７ａ，１７ｂの各先端の間隔をコネクタ４の幅より若干小さくすれば、支持片１７ａ，１７ｂの変形量に応じた押圧力でコネクタ４を挟むことができ、同様の効果を得ることができる。
【００３０】
（変形例３）コネクタ４を３つの支持片で支持する構成に限定されない。図７に示すように４つの支持片１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを設け、コネクタ４の四面全てを支持する構成を採用することもできる。この場合、互いに対向する一対ずつの支持片のうち各対において少なくとも一方は斜めに形成するとよい。また、コネクタを支持する支持片の数は、２つ又は５つ以上でもよい。これらの場合も同様に互いに対向する一対の支持片のうち少なくとも一方は斜めに形成する。
【００３１】
（変形例４）金属板２は基板１の略全体を覆う構成に限定されない。単にコネクタ４の周辺領域のみに金属板２を配置し、この金属板２に形成した支持片によりコネクタ４を支持する構造としてもよい。もちろんこの場合も基板１と共通の組付け用のネジ７で固定するのがよい。また、メカフレームＦを金属板とし、例えばメカフレームを基板１の裏側から表側に延出させ、その延出部に形成した支持片によりコネクタ４を支持する構成でもよい。また、例えばハウジングの背面に配置されたメカフレームに開口を形成し、この開口にコネクタを挿通させるように基板をメカフレームの内側から組み付ける構成であれば、メカフレームのその開口に支持片（当接片）を設けて同様の効果を得ることも可能である。
【００３２】
（変形例５）支持片はコネクタの各側面に１つずつ当接させたが、１つの側面に複数の支持片を当接させてもよい。また、コネクタに当接する支持片を１つのみとし、この支持片と対向する開口の対向辺にコネクタの側面を当接させる構成を採用することもできる。
【００３３】
（変形例６）コネクタはＵＳＢコネクタに限定されない。外周面に金属製のシェルを有するコネクタに広く適用することができる。
次に、前記実施形態及び変形例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
【００３４】
（１）前記支持片のうち互いに対向する一対の支持片は、共に基板から遠ざかる方向に斜めに折り曲げられており、両支持片はそれぞれコネクタに異なる高さで当接することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載のコネクタの取付構造。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、基板のコネクタの実装面側に金属板を配置し、その金属板に設けられた当接片をコネクタの外殻に当接させたので、コネクタの外殻に飛び移った静電気を逃がす場合、基板のパターンへノイズが飛ぶ等の悪影響を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリンタに内蔵される回路基板ユニットの分解斜視図
【図２】回路基板ユニットの斜視図
【図３】（ａ）コネクタの取付構造の平面図。（ｂ）コネクタの取付構造の側面図。
【図４】変形例におけるコネクタの取付構造の側面図。
【図５】図４と異なる変形例におけるコネクタの取付構造の側面図。
【図６】図５と異なる変形例におけるコネクタの取付構造の側面図。
【図７】図６と異なる変形例におけるコネクタの取付構造の側面図。
【図８】従来技術におけるコネクタの取付構造を示す側面図。
【図９】従来技術におけるコネクタの取付構造を示す平面図。
【符号の説明】
１…基板
２…防火被覆板（防火エンクロージャー）
４…ＵＳＢコネクタ
４ａ…シェル（外殻）
７…ネジ
８…ケーブル側のコネクタ
１２，１３，１４…当接片としての支持片
Ｆ…金属製のフレーム

Claims (5)

1. 基板に実装されたコネクタは金属製の外殻を有しており、前記基板に対して前記コネクタの実装面側には金属板が接地された状態で配置されるとともに、該金属板に形成された当接片が前記コネクタの外殻に当接していることを特徴とするコネクタの取付構造。
2. 前記当接片は、前記コネクタの外殻に複数箇所で当接して該コネクタを支持する複数の支持片からなることを特徴とする請求項１に記載のコネクタの取付構造。
3. 前記支持片のうち少なくとも一つは、前記コネクタにそれを押圧する状態で当接していることを特徴とする請求項２に記載のコネクタの取付構造。
4. 前記基板は前記コネクタの実装面側と反対面側で金属製のフレームに組み付けられており、前記基板及び前記金属板は共通のネジを介して前記フレームに固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコネクタの取付構造。
5. 前記金属板は、防火エンクロージャーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のコネクタの取付構造。

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