JP2011154893A - 基板用シールドコネクタおよびインナー端子 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板コネクタとこれに接続される相手側コネクタおよび相手側コネクタとの間で発生するインピーダンスのズレ(不整合)を最小限に抑えるとともに、内導体端子のプリント基板における占有空間を少なくする。
【解決手段】本発明のインナー端子44は、ハウジング41外に延出されたインナー端子44の一部である延び代(水平片)44dは、その先端部がハウジング41に向かうように、プリント基板48に向けて下方に折り返されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、プリント基板に取り付けられる基板用シールドコネクタおよびこの基板用シールドコネクタを構成するインナー端子に関するものである。
プリント基板に取り付けられて、プリント配線(信号配線パターンおよび接地配線パターン)に対する信号の伝搬に用いられる基板コネクタとして、例えば特許文献1に示すものがある。この基板コネクタ1は、図4に示すように、プリント基板2に取り付けられ、このプリント基板2には、導電性のプリント配線12が印刷あるいはメッキ等により形成され、その表面に絶縁性の保護フィルム12fが被着されて、電子部品やIC(集積回路)等が実装されることで回路が形成されている。このプリント基板2端縁の所定の部位には、基板コネクタ1のハウジング14が嵌入されるハウジング用切り欠き16が形成されている。
このハウジング用切り欠き16の周辺には、基板コネクタ1の内導体端子(インナー端子)18が接続される信号配線パターン12sと、外導体端子(アウター端子)20が接続される接地配線パターン12gとが形成されている。ハウジング用切り欠き16の後方側には、内導体端子18における後述の接続端子部18Aの基板接続片(半田付け部)18aや外導体端子20の基板接続片20aを接続するために保護フィルム12fが部分的に取り除かれて信号配線パターン12sと接地配線パターン12gが露呈した接続タブ22s,22gが形成されている。さらに、このハウジング用切り欠き16の両側には、プリント基板2の表側から裏側に向けて貫通する貫通孔24が形成されている。
図4に示した基板コネクタ1は、内導体端子18と、この内導体端子18の外周を覆ってシールドする外導体端子20と、この内導体端子18と外導体端子20との間に介設された誘電体とがハウジング14に収容されている。このハウジング14の両側面14a,14aには、ハウジング14を基板2に固定する固定部材(スナップフィット端子28)を保持する取付部30が突設されている。なお、この取付部30は、合成樹脂材料の射出成形などによりハウジング14と一体的に形成されている。
図4および図5に示すように、基板コネクタ1のハウジング両側面14a,14aに突設された取付部30には、取付部30の上面から下面まで貫通する圧入孔32が形成されている。この圧入孔32は、取付部上面の入口側32aはスナップフィット端子28の本体部34の幅と略同じか若干狭い幅に形成されており、途中部位で幅が狭められて取付部下面の出口側32bはスナップフィット端子28の対からなる脚部36,36の外側面間と略同じ幅に形成されており、脚部36,36が丁度通り抜けられるようになっている。
この基板コネクタ1をプリント基板2に固定する固定部材は、略方形の本体部34の下辺両端からプリント基板2側に向けて弾性を有する棒状の脚部36が延設されたスナップフィット端子28である。このスナップフィット端子28は金属の板材をプレス加工により打ち抜いて屈曲させることにより形成される。この対からなる脚部36の先端には、脚部36が挿入されるプリント基板2の貫通孔24に対する挿入方向奥側の開口縁24aに引っ掛かって係止する係止部38が膨出形成されている。さらに、この脚部36の基端側には、貫通孔24の挿入方向手前側に位置して、脚部36先端側の係止部38を半田付けする際の半田の吸い上がりを防止する半田吸い上げ防止部40が脚部36から四方に突出して形成されている。
図5に示すように、本体部34の下端面と、取付部30の圧入孔32の入口側32aと出口側32bとの境目である角部32c上面とが当接する位置までスナップフィット端子28を圧入孔32に圧入すると、圧入片31の上端部が取付部30の圧入孔32内壁に食い込みスナップフィット端子28が取付部30に固定される。
このようにしてスナップフィット端子28が取り付けられた基板コネクタ1を、プリント基板2のハウジング用切り欠き16に合わせて配置して、スナップフィット端子28の脚部36をプリント基板2の貫通孔24に圧入する。これにより、係止部38が貫通孔24の挿入方向奥側の開口縁24aに引っ掛かって係止部38が係止される。
そうすると、スナップフィット端子28が埋設された取付部30の下面がプリント基板2の表面に当接し、この取付部30を介してハウジング14がプリント基板2のハウジング用切り欠き16に固定されて基板コネクタ1がプリント基板2に仮固定される。これにより、内導体端子18の基板接続片18aや外導体端子20の基板接続片20aおよびスナップフィット端子28の脚部36先端をプリント基板2へ半田付けされる。
そこで、基板コネクタ1をプリント基板2に仮固定した後、内導体端子18の基板接続片18aをプリント基板2の信号配線パターン12sの接続タブ22sに、外導体端子20の基板接続片20aをプリント基板2の接地配線パターン12gの接続タブ22gに半田付けして接続する。更に、スナップフィット端子28の脚部36先端の半田付けを行う。
ところで、かかる構成の基板コネクタ1では、図6および図7に示すように、ハウジング14の後方端から外導体端子20の後端部が所定長に亘って露出しており、更にこの外導体端子20の後方端から内導体端子18が所定長に亘って露出している。なお、これらの外導体端子20と内導体端子18との間には誘電体が介在されている。そして、内導体端子18の接続端子部18Aは、領域Bの延び代18bと領域Aの半田付け部(基板接続片)18aとを持つように、緩やかなS字状に折り曲げられている。また、半田付け部18aの下面はプリント基板2上の接続タブ22sに半田付けによって電気的、機械的に接続される。
かかる基板コネクタ1のハウジング14外に臨む内導体端子18の接続端子部18Aは、外導体端子20によって覆われるシールド領域Cでは高周波信号の輻射、吸収を避けることができ、また、半田付け部18aとなる領域Aでは接続タブ22sを介して信号配線パターン12sに接続されて、基板コネクタ1とこれに接続される相手側コネクタ(図示しない)および相手側同軸ケーブル(図示しない)との間の特性インピーダンスの整合を図ることができ、高周波信号の伝送への影響は少ない。
特開2008−123966号公報
しかしながら、上述した従来の基板コネクタ1は、解決すべき以下の問題を有している。即ち、延び代18bの領域B付近には電気的な遮蔽物がなく、空気に囲まれた領域であり、内導体端子18のうち外導体端子20から露出して半田付け部に至るこの領域Bでは、外導体端子20によるシールド作用が得られず、しかも絶縁体(誘電体)にも覆われない誘電率の低い領域(空気の誘電率ε≒1)となっている。このため、基板コネクタ1とこれに接続される相手側コネクタとの間でインピーダンスのズレ(不整合)が生じ、結果として高周波信号の反射による高周波信号の伝送効率の低下、高周波ノイズの浸入や輻射を招いてしまう。また、半田付け部18aの信号配線パターン12sに対する半田付けを確実にするためには、S字状に折り曲げたり傾斜させる必要がある。従って、この半田付け部18aとともに、前述のような特性インピーダンスのズレを招き得る延び代18bにある程度の長さが必要になるわけである。
これに対し、図7に示すように領域Dにおける延び代18bを、領域Aの半田付け部18aおよび外導体端子20のそれぞれに対しL字状に屈曲する屈曲片とすることにより、この延び代18bを短縮することが考えられる。しかし、プレス加工によって小形の内導体端子18自体にこのような屈曲加工を施すことおよび所期の加工精度を得ることが難しい。
仮にL字状に屈曲する屈曲片とした場合、半田付け部18aはかかと部分Pがプリント基板2の信号配線パターン12sに対し接触するものの、かかと部分Pとは反対側の先端部分Qが、鎖線で示すようにプリント基板の表面から浮き上がることがある。また、半田付け部18aの先端部分Qが信号配線パターン12sにピタリと接触することがあっても、かかと部分Pが図8に示すように浮き上がってしまうことがある。
このように、前述の延び代18bをL字状に屈曲加工した基板コネクタ1にあっては、平面視における延び代18bの全長を短くすることができるものの、図7および図8に示すように、半田付け部18aがいずれかの部分で信号配線パターン12sから浮き上がってしまう。従って、半田付け部18aの浮き上がった部分(領域)で特性インピーダンスが不均一または不安定となり、相手側コネクタや同軸ケーブルとの特性インピーダンスのズレが発生し、基板コネクタ1の高周波特性の劣化を免れ得ない。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングの外に臨む外導体端子の端部から露出し、プリント基板の信号配線パターンに半田付けされる内導体端子が、空気のみに囲まれる(直接晒される)領域を少なくすることで、基板コネクタとこれに接続される相手側コネクタとの間で特性インピーダンスのズレ(不整合)を最小限に抑えるとともに、内導体端子のプリント基板における占有空間を少なくすることができる基板用シールドコネクタおよびインナー端子を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る基板用シールドコネクタは、下記(1)および(2)を特徴としている。
(1) プリント基板に取り付けられ、該プリント基板上の接地用配線パターンおよび信号配線パターンにそれぞれ接続されるシールド端子およびインナー端子をハウジング内に収納する基板用シールドコネクタであって、
前記ハウジング外に延出された前記インナー端子の一部である延び代は、その先端部が前記ハウジングに向かうように、前記プリント基板に向けて下方に折り返されていること。
(2) 上記(1)の構成の基板用シールドコネクタにおいて、
前記延び代の先端部は、前記ハウジング側壁の近傍に位置すること。
また、前述した目的を達成するために、本発明に係るインナー端子は、下記(3)および(4)を特徴としている。
(3) プリント基板に取り付けられる基板用シールドコネクタのハウジング内に、シールド端子とともに、該シールド端子の内側に絶縁物を介在するように設けられたインナー端子であって、
前記ハウジング外に延出された該インナー端子の一部である延び代は、その先端部が前記ハウジングに向かうように、前記プリント基板に向けて下方に折り返されていること。
(4) 上記(3)の構成のインナー端子において、
前記延び代の先端部は、前記ハウジング側壁の近傍に位置すること。
上記(1)および(3)の構成によれば、インナー端子のうちシールド端子から露出して半田付け部に至る所定長の区間では、シールド端子によるシールド作用が得られず、しかも絶縁物にも覆われない誘電率の低い領域となっている。このため、この領域の特性インピーダンス(インナー端子とシールド端子間のインダクタンスLおよびキャパシタンスCにより決まる値(Z=(L/C)1/2。インナー端子の外径d、シールド端子の内径D、絶縁体の誘電率εrにより決まる値(Z=(138/(εr)1/2log(D/d))が、基板用シールドコネクタに接続されている相手側コネクタや同軸ケーブルの特性インピーダンスZ0(例えば、Z0=50Ω)に対し不整合となる。しかし、インナー端子の延び代部分をU字状に折り曲げて、シールド端子からの露出長を短くすることで、インピーダンスの不整合部分を少な目に抑えることができる。これによって前記領域および相手側コネクタや同軸ケーブル間の特性インピーダンスのズレを抑えることができ、高周波信号の伝送効率など高周波特性の改善を図ることができる。また、シールド端子のハウジングから露出する接続端子部(延出部)でインナー端子がハウジング方向に略U字状に折り曲げられることで、プリント基板上におけるインナー端子の平面的占有面積を縮小でき、基板用シールドコネクタ全体としてのサイズを小形化することができる。また、略U字状に折り曲げられた部位では信号配線パターンとの間に半田フィレット(半田の裾広がりの形状)を形成し易くなり、この半田フィレットの状況を目視で検査または確認し易くなる。
上記(2)および(4)の構成によれば、インナー端子のうちシールド端子に覆われる領域および信号配線パターンに接続される領域以外で空気のみに直接晒される領域をできるだけ狭くすることで、この狭くされた領域以外での特性インピーダンスを相手側コネクタや同軸ケーブルの特性インピーダンスに十分に整合させることができる。従って、基板用シールドコネクタ全体の特性インピーダンスを改善することができる。この結果、この基板用シールドコネクタを通して同軸ケーブルおよびプリント基板間で伝送される高周波信号の伝搬を損失なく効率的に実施できる。
本発明によれば、基板用シールドコネクタとこれに接続される相手側コネクタとの間で発生する特性インピーダンスのズレ(不整合)を最小限に抑えるとともに、内導体端子のプリント基板における占有空間を少なくすることができる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
本発明の実施形態にかかる基板用シールドコネクタを示す斜視図である。 図1に示す基板用シールドコネクタの縦断斜視図である。 図1に示した基板用シールドコネクタの要部構成を説明するための説明用側面図である。 従来の基板コネクタを示す分解斜視図である。 図4における基板コネクタをプリント基板に仮固定した状態の側面図である。 従来のインナー端子とプリント基板との接続構造を示す要部の側面図である。 従来のインナー端子とプリント基板との他の接続構造を示す要部の側面図である。 従来のインナー端子とプリント基板との更に他の接続構造を示す要部の側面図である。
以下、本発明の一実施形態にかかる基板用シールドコネクタおよびインナー端子を、図1〜図3を参照しながら説明する。本実施形態の基板用シールドコネクタKは、アウターハウジング(コネクタハウジング)41と、シールド端子(アウター端子、外導体端子と称されることもある。)42と、インナーハウジング(誘電体)43と、インナー端子(内導体端子と称されることもある)44と、を備えて構成される。
アウターハウジング(以下、ハウジングと略称する)41は、内部にアウター端子としてのシールド端子42を収納し、このシールド端子42の内部にインナーハウジング43となる誘電体を介してインナー端子44が収納されている。ここで、前記ハウジング41はシールド端子42の主に外部を覆い、インナーハウジング43はインナー端子44を覆っている。シールド端子およびインナー端子44は金型(図示しない)内に収容され、ハウジング41およびインナーハウジング43の合成樹脂(絶縁物、誘電体)によるインサート成形によって、基板用シールドコネクタKを構成している。
シールド端子42およびインナー端子44は全長に亘って略同一長さであり、相対距離も全長に亘って略一定に保たれている。また、インナー端子44の外径とシールド端子42の内径との比を所定値に設計することで、この部位を基板用シールドコネクタKに接続される相手側の同軸コネクタや同軸ケーブルの特性インピーダンス(例えば、50Ω)に整合させることができる。
ハウジング41はこれらのシールド端子42およびインナー端子44の全長より十分に大きい長さを持つ。シールド端子42はハウジング41内において略半円筒状をなし、その後端の対向する2箇所に接続端子部42a、42bが一体に連設されている。一方、インナー端子44はインナーハウジング43内における前端部の所定長に亘って、相手側コネクタのインナー端子に接続可能な丸棒状に形成され、後端部は接続端子部44aとなっている。
ハウジング41とシールド端子42との間には、図1および図2に示すように、相手側コネクタのハウジングが挿入可能な間隙G1が形成され、シールド端子42とインナーハウジング43との間には、相手側コネクタのハウジングの一部が挿入される間隙G2が形成されている。
更に、インナーハウジング43とインナー端子44との間には相手側コネクタのインナー端子が挿入される間隙G3が形成されている。ハウジング41の天部および底部には、相手側コネクタの係止部を嵌合する嵌合孔45やガイド切欠46などが形成されている。
シールド端子42の接続端子部42a、42bおよびインナー端子44の接続端子部44aはそれぞれこれらをインサート成形によって埋設するハウジング41の後部壁を貫通して外方へ突出されている。ここでシールド端子42の接続端子部42a、42bはこれらの略中間にインナー端子44の接続端子部44aを介在する位置に略対称配置されている。従って、インナー端子44の接続端子部44aからこれを介在するシールド端子42の接続端子部42a、42bまでの間隔(距離)は略等しく平行に保たれている。このため、これらの接続端子部42a、42bと接続端子部44aとを、後端部の一部を残して略全長に亘り相手側コネクタおよび同軸ケーブルの特性インピーダンスに整合させることができる。
接続端子部42aは前記平行となる水平片42cと、この水平片42c端から下方に連続する垂下片42dと、この垂下片42d端からハウジング41の一側面側に向って略水平に連続する水平片(半田付け部)42eとからなる。一方、接続端子部42bは前記平行となる水平片42fと、この水平片42fに対しハウジング41の前記一側面側に向って略水平に連続する水平片42gと、水平片42fに対し垂直下方に向って連続する垂下片42hと、この垂下片42h端に連続してハウジング41の他側面側に向って略水平に延びる水平片(半田付け部)42iとからなる。水平片(半田付け部)42eおよび水平片(半田付け部)42iは、基板用シールドコネクタKが取り付けられるプリント基板48の接地配線パターン(図示しない)上に載せられて、半田付け(接続)される部分である。
一方、インナー端子44の接続端子部44aは、延び代となる水平片44bと、この水平片44b端から垂直下方に連続する垂下片44cと、この垂下片44c端からハウジング41の後端に向かって略水平に延びる水平片(半田付け部)44dとからなる。ここでは、このインナー端子44が、図示のように全体として略U字状であるものを示す。この接続端子部44aの半田付け部44dの下端面と接続端子部42a、42bの各半田付け部42e、42iの下端面とは同一の水平面上に位置し、それぞれがプリント基板48の信号配線パターンおよび接地配線パターンに接触して半田付け可能になっている。
なお、インナー端子44の接続端子部44aは金型による前記ハウジング41のインサート成形の都合上、シールド端子42の接続端子部42a、42bよりも長めに形成される。インナー端子44の接続端子部44aは、略U字状に折り曲げないものであると、半田付けをする部分が図6に示したようにプリント基板2上の中央部側に長く延びた状態で信号配線パターンに半田付けされるが、本実施形態では、図3に示すように、延び代としての水平片44b、垂下片44c、水平片44dの連続部分でハウジング41方向に向けてU字状に屈曲させてある。また、半田付け部42dの先端をハウジング41の後端部付近に臨ませるようにしている。更に、プリント基板48の信号配線パターンに臨む垂下片44cと水平片(半田付け部)44dとの連続部(屈曲部)および水平片44dの先端部と、プリント基板48の信号配線パターンとが半田付けされ、ここにフィレットが形成される。
従って、U字状の接続端子部44aのうち、対となる接続端子部42a、42b間に介在された領域(シールド領域)と、半田付け部44dが信号配線パターン上に半田付けされる領域は、予め設計された特性インピーダンス(インナー端子とシールド端子間のインダクタンスLおよびキャパシタンスCにより決まる値(Z=(L/C)1/2)。インナー端子の外径d、シールド端子の内径D、絶縁体の誘電率εrにより決まる値(Z=(138/(εr)1/2log(D/d))を持ち、信号配線パターンからなる回路の入力インピーダンス、更には相手側の同軸コネクタや同軸ケーブルの各特性インピーダンス(例えば50Ω)に対して整合をとることができる。
一方、図3に示すように、接続端子部42a、42bに介在される領域と、半田付け部44dがプリント基板48の信号配線パターンに半田付けされる領域とを除く領域Hは、インナー端子44の接続端子部44aが前記信号配線パターンからは上方に離れて位置し、かつ周りがシールド端子42や誘電体によって被覆されていない(空気によって回りが囲まれた)小領域である。しかし、従来の図6に示した延び代18bのように、大きな領域B(B>H)に亘って周りが空気のみに晒されるようなことはない。従って、この領域Hでは、インナー端子44およびシールド端子42間のインダクタンスおよびキャパシタンスで決まる特性インピーダンスが大きく不安定になるのを避けることができる。この結果、この領域H付近の特性インピーダンスが相手側コネクタや同軸ケーブルの特性インピーダンスに対し著しく不整合となることを回避できる。この結果、インナー端子44を通して流れる高周波信号の伝送効率を改善でき、基板用シールドコネクタKとして所期の高周波特性を維持することができる。
また、図3中の鎖線Sで示すように、接続端子部44aの半田付け部44dの先端部を、ハウジング41の後部壁面に近接させた場合には、その先端部がシールド端子42の接続端子部42a、42b間に介在される。このため、前記領域Hが生じることがなくなり、その半田付け部44dの先端部を含む領域の特性インピーダンスを、相手側コネクタや同軸ケーブルの前記特性インピーダンス(50Ω)に対し完全に整合させることができる。
また、インナー端子44の接続端子部44aを、従来の図6に示すようにプリント基板48上に向かって傾斜させ、プリント基板48の信号配線パターンに半田付けするのではなく、その接続端子部44aの先端側をこれの垂直下方に位置するように略U字状に折り返すような形状にしている。これにより、接続端子部44aのプリント基板48上に占める面積を縮小することができるとともに、基板用シールドコネクタKの全体を小形化することができ、狭小空間への実装、収納が容易になる。
また、接続端子部44aのける半田付け部44dの信号配線パターンに対する半田付けは、垂下部44cと半田付け部44dとの屈曲部付近から半田付け部44dの先端部にかけてフィレットを形成するように行わる。このフィレットの状態は、プリント基板48を上方から見た場合に、目に付き易い前記屈曲部および先端部において容易に確認することができる。
以上、本発明の一実施形態にかかる基板用シールドコネクタおよびインナー端子によれば、インナー端子44の露出長(領域H)を短くすることででるため、相手側コネクタや同軸ケーブルの前記特性インピーダンスとの不整合を少な目に抑えることができ、高周波信号の伝送効率など高周波特性の改善を図ることができる。また、シールド端子42から露出する領域(延出部)でインナー端子44がハウジング41方向に略U字状に折り曲げられることで、プリント基板48上におけるインナー端子44の平面的占有面積を縮小でき、基板用シールドコネクタKの全体としてのサイズを小形化することができる。また、インナー端子44の略U字状に折り曲げられた部位では、信号配線パターンとの間の半田フィレット(半田の裾広がりの形状)がプリント基板48の上方から見易くなり、この半田フィレットの状況を目視で検査または確認し易くなる。
また、シールド端子42から外方へ突出する前記インナー端子44の先端部、具体的には半田付け部44dの先端部を、前記ハウジング41の近傍に位置させることで、インナー端子44のうちシールド端子42に覆われる領域および信号配線パターンに接続される領域以外で空気のみに晒される領域を、できるだけ狭くすることができ、この狭くされた領域以外での特性インピーダンスを相手側コネクタや同軸ケーブルの特性インピーダンスに十分に整合させることができる。従って、基板用シールドコネクタK全体を相手側コネクタや同軸ケーブルの特性インピーダンスに十分に整合させることができ、高周波特性の改善に寄与できる。従って、この基板用シールドコネクタKを通して同軸ケーブルおよびプリント基板48間で伝送される高周波信号の伝搬を損失なく効率的に実現できる。
41 アウターハウジング(ハウジング)
42 シールド端子(アウター端子)
42a 接続端子部
42b 接続端子部
42c 水平片
42d 垂下片
42e 水平片(半田付け部)
42f 水平片
42g 水平片
42h 垂下片
42i 水平片(半田付け部)
43 インナーハウジング(誘電体)
44 インナー端子
44a 接続端子部
44b 水平片
44c 垂下片
44d 水平片(半田付け部)
45 嵌合孔
46 ガイド切欠
48 プリント基板
K 基板用シールドコネクタ

Claims (4)

  1. プリント基板に取り付けられ、該プリント基板上の接地用配線パターンおよび信号配線パターンにそれぞれ接続されるシールド端子およびインナー端子をハウジング内に収納する基板用シールドコネクタであって、
    前記ハウジング外に延出された前記インナー端子の一部である延び代は、その先端部が前記ハウジングに向かうように、前記プリント基板に向けて下方に折り返されていることを特徴とする基板用シールドコネクタ。
  2. 前記延び代の先端部は、前記ハウジング側壁の近傍に位置することを特徴とする請求項1記載の基板用シールドコネクタ。
  3. プリント基板に取り付けられる基板用シールドコネクタのハウジング内に、シールド端子とともに、該シールド端子の内側に絶縁物を介在するように設けられたインナー端子であって、
    前記ハウジング外に延出された該インナー端子の一部である延び代は、その先端部が前記ハウジングに向かうように、前記プリント基板に向けて下方に折り返されていることを特徴とするインナー端子。
  4. 前記延び代の先端部は、前記ハウジング側壁の近傍に位置することを特徴とする請求項3記載のインナー端子。
JP2010015654A 2010-01-27 2010-01-27 基板用シールドコネクタおよびインナー端子 Pending JP2011154893A (ja)

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