JP2014187053A - フィルタ内蔵コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】従来のコモンモードチョークコイルを用いたコネクタに対して、コモンモードノイズに強い小型のフィルタ内蔵コネクタを提供する。
【解決手段】相手側コネクタと接続する複数の第1の外部接続端子と、他の機器と接続する第2の外部接続端子との間に、コモンモードフィルタを有し、コモンモードフィルタには、両側の外層にそれぞれ磁性体を含有する磁性体層と内層に複数のコイル層及びグランド層とを有し、磁性体層の少なくともいずれか一方には、第1の引出電極及び第1の引出電極と接続した第3の引出電極が設けられるとともに、第2の引出電極及び第2の引出電極と接続した第4の引出電極が設けられ、磁性体層の少なくともいずれか他方には、グランド導体と接続した第1のグランド電極及び第2のグランド電極が設けられ、第3の引出電極、第4の引出電極及び第2のグランド電極は、第2の外部接続端子と接続されていることを特徴としている。
【選択図】図3

Description

本発明は、フィルタ内蔵コネクタに関し、特にコネクタ内にコモンモードノイズを除去するためのコモンモードフィルタを内蔵するためのフィルタ内蔵コネクタに関する。
USB、DVI、HDMI等のコネクタを用いる高速デジタル信号は、外来ノイズに対して強いとされる差動信号を用いているが、この差動信号に対してもコモンモードノイズが伝送路に重畳されることがある。そして、このコモンモードノイズを除去するために、コモンモードフィルタを伝送路に入れたり、コネクタの中に内蔵させたりしている。
このコモンモ−ドフィルタとして、コモンモードチョークコイルを用いたフィルタが一般に用いられることが多く、特に、コネクタの中にコモンモードチョークコイルを用いたフィルタを内蔵させた従来技術として、特許文献1では、図16に示すようなフィルタ内蔵型コネクタ900が提案されている。フィルタ内蔵型コネクタ900は、金属ケース910と、金属ケース910内に収容された樹脂ケース920と、樹脂ケース920に埋設された4本のコネクタピン(931、932、933、934)と、2本のコネクタピン(932、933)と接続され樹脂ケース920内に収容されたコモンモードチョークコイル991とを備えて構成されている。特に、コモンモードチョークコイル991は、ドラムタイプの磁気コア992と略長方形の板状コア993とを備え、2本の導線996が磁気コア992に巻回されている。これにより、部品点数が少なく、信号伝達特性が変化せず、抵抗値が小さく、信頼性の高いフィルタ内蔵型コネクタ900を提供することができるとしている。
特開2006−237135号公報
しかしながら、従来例1のような構成では、コモンモ−ドフィルタとして、磁気コア992や板状コア993、巻回された導線996を備えたコモンモードチョークコイル991を用いているので、このコモンモ−ドフィルタを単純にコネクタ内に内蔵した場合、コネクタを小型にできないと言った課題があった。また、HDMI等の多くの信号を扱うコネクタにおいては、更に、小型化が難しくなる。
本発明は、上述した課題を解決するもので、コモンモードフィルタが内蔵され、コモンモードノイズに強い小型のフィルタ内蔵コネクタを提供することを目的とする。
この課題を解決するために、本発明の請求項1によるフィルタ内蔵コネクタは、相手側コネクタと電気的に接続する複数の第1の外部接続端子と、前記第1の外部接続端子と電気的に接続しており、他の機器と電気的に接続するための端子部を一方側に有した複数の第2の外部接続端子と、前記複数の第2の外部接続端子を保持する保持部と、を備えて構成されたコネクタにおいて、前記第1の外部接続端子と前記第2の外部接続端子のとの間にコモンモードフィルタを有し、前記コモンモードフィルタには、両側の外層にそれぞれ磁性体を含有する磁性体層を有し、前記コモンモードフィルタの内層には、一方の前記磁性体層側に内部導体が設けられた樹脂シートからなるコイル層を複数有し、前記コイル層の一つは、渦巻き状の第1の内部導体が設けられた第1のコイル層であり、前記コイル層の一つは、渦巻き状の第2の内部導体が設けられた第2のコイル層であり、前記第1の内部導体と前記第2の内部導体とが磁気結合をしており、前記コモンモードフィルタの内層には、他方の前記磁性体層側にグランド導体が設けられた樹脂シートからなるグランド層を有し、前記磁性体層の少なくともいずれか一方には、前記第1の内部導体と電気的に接続した第1の引出電極及び前記第1の内部導体を介して前記第1の引出電極と電気的に接続した第3の引出電極が設けられるとともに、前記第2の内部導体と電気的に接続した第2の引出電極及び前記第2の内部導体を介して前記第2の引出電極と電気的に接続した第4の引出電極が設けられ、前記磁性体層の少なくともいずれか他方には、前記グランド導体の一方と電気的に接続した第1のグランド電極及び前記グランド導体の他方と電気的に接続した第2のグランド電極が設けられ、前記第3の引出電極、前記第4の引出電極及び前記第2のグランド電極は、前記第2の外部接続端子と接続されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項2によるフィルタ内蔵コネクタは、前記コモンモードフィルタを複数有し、前記コモンモードフィルタのそれぞれが、前記第1の引出電極及び前記第2の引出電極と前記第1のグランド電極とが互い違いになるように配置されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項3によるフィルタ内蔵コネクタは、前記複数のコモンモードフィルタが一体化したコモンモードフィルタユニットを有することを特徴としている。
また、本発明の請求項4によるフィルタ内蔵コネクタは、前記コモンモードフィルタユニットと前記第2の外部接続端子とをインサート成形して一体形成したことを特徴としている。
また、本発明の請求項5によるフィルタ内蔵コネクタは、扁平状粉末磁性体が面内方向に配向された磁性体シートが前記第1の外部接続端子間を結ぶ直線と交差する方向に前記配向が向くように、前記コモンモードフィルタ間に配置されたことを特徴としている。
また、本発明の請求項6によるフィルタ内蔵コネクタは、前記コモンモードフィルタと前記第2の外部接続端子とをインサート成形して一体形成したことを特徴としている。
また、本発明の請求項7によるフィルタ内蔵コネクタは、前記第1の引出電極、前記第2の引出電極及び前記第1のグランド電極が、前記第1の外部接続端子を構成することを特徴としている。
請求項1の発明によれば、本発明のフィルタ内蔵コネクタは、相手側コネクタと電気的に接続する第1の外部接続端子と、他の機器と電気的に接続する第2の外部接続端子のとの間に、磁性体層、コイル層及びグランド層が積層されたコモンモードフィルタを設けたので、この内蔵されたコモンモードフィルタにより、コモンモードノイズを除去することができる。このことにより、コモンモードチョークコイルを用いたコモンモ−ドフィルタを単純にコネクタ内に内蔵した場合と比較して、コネクタのサイズを小さくすることができる。したがって、コモンモードノイズに強い小型のフィルタ内蔵コネクタを得ることができる。
請求項2の発明によれば、本発明のフィルタ内蔵コネクタは、複数のコモンモードフィルタのそれぞれが、第1の引出電極及び第2の引出電極と第1のグランド電極とが互い違いになるように配置した構成にしたので、HDMI等のピン配列のコネクタに適用できる。このことにより、多くの信号を扱うコネクタのサイズをより小さくすることができる。
請求項3の発明によれば、本発明のフィルタ内蔵コネクタは、複数のコモンモードフィルタが一体化したコモンモードフィルタユニットを構成したので、組み立て時において、コモンモードフィルタの一つ一つを組み立てるのと比較して、容易に組み立てることができる。このことにより、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタの製造コストを下げることができる。
請求項4の発明によれば、本発明のフィルタ内蔵コネクタは、コモンモードフィルタユニットと第2の外部接続端子とをインサート成形して一体形成したので、コモンモードフィルタユニットと第2の外部接続端子との電気的な接続を確実にできるはかりでなく、組み立て時において、組み立て工数を削減することができる。このことにより、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタの製造コストをより下げることができる。
請求項5の発明によれば、本発明のフィルタ内蔵コネクタは、扁平状粉末磁性体が面内方向に配向された磁性体シートが第1の外部接続端子間を結ぶ直線と交差する方向に配向が向くように、磁性体シートをコモンモードフィルタ間に配置したので、端子から出る或いは端子に入る電磁波を磁性体シートで遮蔽することができる。このことにより、コモンモードノイズに強くしかも端子間のクロストークを押さえられた小型のフィルタ内蔵コネクタを得ることができる。
請求項6の発明によれば、本発明のフィルタ内蔵コネクタは、コモンモードフィルタと第2の外部接続端子とをインサート成形して一体形成したので、コモンモードフィルタと第2の外部接続端子との電気的な接続を確実にできるはかりでなく、組み立て時において、組み立て工数を削減することができる。このことにより、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタの製造コストをより下げることができる。
請求項7の発明によれば、本発明のフィルタ内蔵コネクタは、コモンモードフィルタユニットの第1の引出電極、第2の引出電極及び第1のグランド電極を第1の外部接続端子として用いたので、新たな複数のピン端子を設け、第1の引出電極、第2の引出電極及び第1のグランド電極と接続をさせる必要がなくなる。このことにより、組み立て時において、組み立て工数を削減することができ、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタの製造コストをより一層下げることができる。
したがって、本発明のフィルタ内蔵コネクタは、コモンモードフィルタが内蔵され、コモンモードノイズに強い小型のフィルタ内蔵コネクタを提供できる。
本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタの斜視図である。 本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタを説明する斜視図であって、図1に示すフィルタ内蔵コネクタの筐体及びシールドケースを省略した図である。 本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタを説明する図であって、図2に示す斜視図において、コモンモードフィルタユニットの一部を覆っている箇所を透明化した図である。 本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタのコモンモードフィルタを説明する斜視図である。 本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタのコモンモードフィルタを説明する図であって、図4に示す斜視図を上下反対にした図である。 本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタを説明する図であって、図4に示す斜視図の分解斜視図である。 本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタの斜視図である。 本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタを説明する図であって、図7に示すP部分の拡大図であり、図7に示すY2側から見た正面図である。 本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタを説明する斜視図であって、図7に示すフィルタ内蔵コネクタの筐体及びシールドケースを省略し、コモンモードフィルタの一部を覆っている箇所を透明化した図である。 本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタに用いた磁性体シートを説明する図であって、図10(a)は、図8に示すQ部分の磁性体シートの断面模式図であり、図10(b)は、磁性体シートの断面SEM写真の一例である。 本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタの変形例1を説明する斜視図であって、フィルタ内蔵コネクタの一例である。 本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタの変形例2を説明する図であって、変形例2におけるコモンモードフィルタの分解斜視図である。 本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタの変形例4を説明する図であって、図8で示した部分と同じ部分の拡大図である。 本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタの変形例5を説明する図であって、図8で示した部分と同じ部分の拡大図である。 本発明の実施形態のフィルタ内蔵コネクタの変形例7を説明する斜視図であって、フィルタ内蔵コネクタの一例である。 従来例1におけるフィルタ内蔵コネクタを説明する図であって、図16(a)は、フィルタ内蔵コネクタの斜視図であり、図16(b)は、フィルタ内蔵コネクタの樹脂ケースを示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101を説明する構成図である。図2は、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101を説明する斜視図であって、図1に示すフィルタ内蔵コネクタ101の筐体9及びシールドケース8を省略した図であり、連結ユニットJ1を示している。図3は、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101を説明する図であって、図2に示す連結ユニットJ1において、コモンモードフィルタユニットFU1の一部を覆っている樹脂部5pを透明化した図である。図4は、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101のコモンモードフィルタF1を説明する斜視図である。なお、説明を容易にするため、1つのコモンモードフィルタF1のみ図示している。図5は、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101のコモンモードフィルタF1を説明する図であって、図4に示す斜視図を上下反対にした図である。図6は、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101を説明する図であって、図4に示す斜視図の分解斜視図である。
本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101は、図1ないし図3に示すように、相手側コネクタ(図示していない)と電気的に接続する第1の外部接続端子T11と、他の機器と電気的に接続するための端子部T22aを一方側に有した第2の外部接続端子T22と、複数の第1の外部接続端子T11と複数の第2の外部接続端子T22のとの間にコモンモードフィルタユニットFU1と、を備えて構成される。他に、複数の第2の外部接続端子T22を保持する保持部5と、コモンモードフィルタユニットFU1を取り囲むようにして配置されているシールドケース8と、このシールドケース8を取り囲むようにして配置されている筐体9とが備えられている。また、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101は、図2に示すように、複数の第1の外部接続端子T11と、コモンモードフィルタユニットFU1と、複数の第2の外部接続端子T22とが、一体に組み合わされた連結ユニットJ1を構成している。
図1に示すシールドケース8は、第1の外部接続端子T11、第2の外部接続端子T22及びコモンモードフィルタユニットFU1を収納するように、箱状に形成され、金属板に曲げ加工を施して作製される。また、シールドケース8は、図2に示す保持部5の突設部5tと係合し、連結ユニットJ1を保持している。
また、シールドケース8を収納している筐体9は、箱状の形状で構成され、LCP(液晶ポリマー)等の合成樹脂材料を用い、射出成形で作製される。射出成形の際には、コモンモードフィルタユニットFU1が係合されたシールドケース8がインサート成形され、図1に示すように、シールドケース8が筐体9に保持されるとともに、第2の外部接続端子T22が筐体9に保持される。なお、フィルタ内蔵コネクタとして、筐体9を備えていなくても良い。
図2に示す連結ユニットJ1は、LCP(液晶ポリマー)等の合成樹脂材料を用いて作製された保持部5を有し、保持部5は、複数の第2の外部接続端子T22をインサート成形して作製される。さらに、複数の第2の外部接続端子T22の他方側に設けられ凸状に曲げられて形成された曲端部T22bと、後述するコモンモードフィルタユニットFU1の第3の引出電極33、第4の引出電極44及び第2のグランド電極77とを接続させ、コモンモードフィルタユニットFU1と第2の外部接続端子T22とをインサート成形して一体形成している。この際には、複数の第2の外部接続端子T22の他方側に設けられた曲端部T22bとコモンモードフィルタユニットFU1の一部とが、樹脂部5pによって覆われる。これにより、樹脂部5pによって覆い、コモンモードフィルタユニットFU1と第2の外部接続端子T22を保持するので、コモンモードフィルタユニットFU1と第2の外部接続端子T22との電気的な接続を確実にできる。さらには、組み立て時において、この連結ユニットJ1を用いるだけで、コモンモードフィルタユニットFU1と第2の外部接続端子T22を組み立てることができるので、組み立て工数を削減することができる。
図1ないし図3に示す第1の外部接続端子T11は、相手側のコネクタ(図示していない)がシールドケース8内に挿入されフィルタ内蔵コネクタ101に嵌合された際に、相手側のコネクタの端子(図示していない)と接触し、相手側のコネクタと電気的に接続される。また、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101は、後述するコモンモードフィルタユニットFU1の第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66を第1の外部接続端子T11として用いている。これにより、新たな複数のピン端子を設け、第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66と接続をさせる必要がなくなる。このことにより、組み立て時において、組み立て工数を削減することができる。
第2の外部接続端子T22は、例えばテレビのプリント配線板に端子部T22aがはんだ付けされてテレビと電気的に接続される。また、第2の外部接続端子T22のそれぞれは、後述するコモンモードフィルタユニットFU1の第3の引出電極33、第4の引出電極44及び第2のグランド電極77と電気的に接続されて、コモンモードフィルタユニットFU1を介して第1の外部接続端子T11(第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66)と電気的に接続されている。
コモンモードフィルタユニットFU1は、図1ないし図3に示すように、後述する複数のコモンモードフィルタF1が一体化して形成され構成されている。これにより、組み立て時において、コモンモードフィルタF1の一つ一つを組み立てるのと比較して、容易に組み立てることができる。
また、図2に示すように、コモンモードフィルタF1のそれぞれが、第1の引出電極11及び第2の引出電極22と第1のグランド電極66とが互い違いになるように配置されている。これにより、HDMI等のピン配列のコネクタに適用でききる。
コモンモードフィルタF1は、図4ないし図6に示すように、いくつかの層が積層された積層構造をしており、両側の外層にそれぞれ磁性体を含有する磁性体層(M1、M2)と、内層に内部導体(第1の内部導体NC1,第2の内部導体NC2)が設けられた樹脂シートからなる複数のコイル層(第1のコイル層C1、第2のコイル層C2)と、内層にグランド導体が設けられた樹脂シートからなるグランド層GNとを備えて構成される。
一方の磁性体層M1は、複数の扁平状の磁性粉末が含有された樹脂製のシートに、図6に示すように、片面側(表面側)に銅または銅合金を主成分とする第1の引出電極11、第2の引出電極22、第3の引出電極33及び第4の引出電極44が四隅にそれぞれ形成されている。また、他方の片面側(内層側)に前述の4つの引出電極とそれぞれスルーホールによって電気的に繋がった4つの内層電極(11E及び22Eは図示しているが、33E、44Eは図示していない)が形成されている。なお、磁性体層M1の樹脂シートの側面端部に導電パターンを設け、スルーホールの替わりに、第1の引出電極11と内層電極11E、第2の引出電極22と内層電極22E、第3の引出電極33と内層電極33E、及び第4の引出電極44と内層電極44Eを電気的に接続しても良い。
一方の磁性体層側、つまり磁性体層M1側に、コイル層の一つである第1のコイル層C1が積層されている。第1のコイル層C1は、シリコーン樹脂等の合成樹脂からなる樹脂シートに、図5及び図6に示すように、片面側(磁性体層M1側)に銅または銅合金を主成分とする渦巻き状の第1の内部導体NC1が設けられている。また、片面側(磁性体層M1側)に、磁性体層M1の内層電極11Eと当接し第1の引出電極11と電気的に接続する第1の内部電極N11と、磁性体層M1の内層電極33E(図示していない)と当接し第3の引出電極33と電気的に接続する第3の内部電極N33と、第1の内部電極N11と第1の内部導体NC1を介して繋がった第5の内部電極N55と、2つの中間電極(22F、44F)とを有している。
また、第1のコイル層C1の他方の片面側(第2のコイル層C2側)に、前述の2つの中間電極(22F、44F)とそれぞれスルーホールによって電気的に繋がった2つの中間電極(22G、もう一つの44Gは図示していない)も形成されている。また、他方の片面側(第2のコイル層C2側)に、図示はしていないが、配線パターンが形成され、スルーホールを介して第3の引出電極33と第5の内部電極N55とが電気的に接続されている。これにより、第1の引出電極11と第3の引出電極33とが、第1の内部導体NC1を介して電気的に接続するようになる。なお、第1のコイル層C1の樹脂シートの側面端部に導電パターンを設け、スルーホールの替わりに、中間電極22Fと中間電極22G、及び中間電極44Fと中間電極44Gを電気的に接続しても良い。
磁性体層M1側に、コイル層の一つである第2のコイル層C2も積層されている。第2のコイル層C2は、シリコーン樹脂等の合成樹脂からなる樹脂シートに、図5及び図6に示すように、片面側(第1のコイル層C1側)に銅または銅合金を主成分とする渦巻き状の第2の内部導体NC2が設けられている。また、片面側(第1のコイル層C1側)に、第1のコイル層C1の中間電極22Gと当接し中間電極22F及び内層電極22Eを介して第2の引出電極22と電気的に接続する第2の内部電極N22と、第1のコイル層C1の中間電極44G(図示していない)と当接し中間電極44F及び内層電極44E(図示していない)を介して第4の引出電極44と電気的に接続する第4の内部電極N44と、第2の内部電極N22と第2の内部導体NC2を介して繋がった第6の内部電極N66とを有している。
また、第2のコイル層C2の他方の片面側(グランド層GN側)に、図示はしていないが、配線パターンが形成され、スルーホールを介して第2の引出電極22と第6の内部電極N66とが電気的に接続されている。これにより、第2の引出電極22と第4の引出電極44とが、第2の内部導体NC2を介して電気的に接続するようになる。また、第1の内部導体NC1と第2の内部導体NC2とが磁気結合をしている。
他方の磁性体層側、つまり磁性体層M2側に、グランド層GNが積層されている。グランド層GNは、シリコーン樹脂等の合成樹脂からなる樹脂シートに、図6に示すように、樹脂シートの両面側に銅または銅合金を主成分とするグランド導体(GN1、もう一つのGN2は図示していない)が、ほぼ全面に形成されている。また、グランド導体GN1とグランド導体GN2とは、スルーホールによって電気的に接続されている。なお、樹脂シートの磁性体層M2側のみにグランド導体GN2が設けられていても良い。
他方の磁性体層M2は、複数の扁平状の磁性粉末が含有された樹脂製のシートに、図5及び図6に示すように、片面側(表面側)に銅または銅合金を主成分とする第1のグランド電極66及び第2のグランド電極77が端部にそれぞれ形成されている。また、他方の片面側(内層側)に前述の2つのグランド電極とそれぞれスルーホールによって電気的に繋がった2つの内層電極(66E、77E)が形成され、この内層電極(66E、77E)がグランド層GNに設けられたグランド導体GN2と当接している。これにより、第1のグランド電極66と第2のグランド電極77とが、グランド導体GN2を介して電気的に接続するようになる。なお、磁性体層M2の樹脂シートの側面端部に導電パターンを設け、スルーホールの替わりに、第1のグランド電極66と内層電極66E、及び第2のグランド電極77と内層電極77Eを電気的に接続しても良い。
以上のような構成で作製された本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101は、図1ないし図6に示すように、他の機器と繋がった相手側のコネクタ(図示していない)がシールドケース8内に挿入され嵌合された際に、相手側のコネクタの端子(図示していない)と、第1の外部接続端子T11(第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66)とが接触し、相手側のコネクタと電気的に接続される。そして、この第1の外部接続端子T11と第2の外部接続端子T22のとの間に、磁性体層(M1、M2)、コイル層(第1のコイル層C1、第2のコイル層C2)及びグランド層GNが積層されたコモンモードフィルタF1が設けられている。そして、他の機器(例えばテレビ)と第2の外部接続端子T22の端子部T22aとがはんだ付けされて他の機器(例えばテレビ)と電気的に接続され、相手側のコネクタと繋がった他の機器とフィルタ内蔵コネクタ101と繋がった他の機器(例えばテレビ)とが接続される。これにより、フィルタ内蔵コネクタ101に設けられたコモンモードフィルタF1により、機器間で発生するコモンモードノイズを除去することができ、上述のような構成で作製されたフィルタ内蔵コネクタ101なので、コモンモードチョークコイルを用いたコモンモ−ドフィルタを単純にコネクタ内に内蔵した場合と比較して、コネクタのサイズを小さくすることができる。
以上により、本発明のフィルタ内蔵コネクタ101は、相手側コネクタと電気的に接続する第1の外部接続端子T11と、他の機器と電気的に接続する第2の外部接続端子T22のとの間に、磁性体層(M1、M2)、コイル層(第1のコイル層C1、第2のコイル層C2)及びグランド層GNが積層されたコモンモードフィルタF1を設けたので、この内蔵されたコモンモードフィルタF1により、コモンモードノイズを除去することができる。このことにより、コモンモードチョークコイルを用いたコモンモ−ドフィルタを単純にコネクタ内に内蔵した場合と比較して、コネクタのサイズを小さくすることができる。したがって、コモンモードノイズに強い小型のフィルタ内蔵コネクタ101を得ることができる。
また、複数のコモンモードフィルタF1のそれぞれが、第1の引出電極11及び第2の引出電極22と第1のグランド電極66とが互い違いになるように配置した構成にしたので、HDMI等のピン配列のコネクタに適用できる。このことにより、多くの信号を扱うコネクタのサイズをより小さくすることができる。
また、複数のコモンモードフィルタF1が一体化したコモンモードフィルタユニットFU1を構成したので、組み立て時において、コモンモードフィルタF1の一つ一つを組み立てるのと比較して、容易に組み立てることができる。このことにより、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタ101の製造コストを下げることができる。
また、コモンモードフィルタユニットFU1と第2の外部接続端子T22とをインサート成形して一体形成したので、樹脂部5pによって覆い、コモンモードフィルタユニットFU1と第2の外部接続端子T22を保持でき、コモンモードフィルタユニットFU1と第2の外部接続端子T22との電気的な接続を確実にできる。さらには、連結ユニットJ1を用いるだけで、コモンモードフィルタユニットFU1と第2の外部接続端子T22を組み立てることができるので、組み立て時において、組み立て工数を削減することができる。このことにより、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタ101の製造コストをより下げることができる。
また、コモンモードフィルタユニットFU1の第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66を第1の外部接続端子T11として用いたので、新たな複数のピン端子を設け、第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66と接続をさせる必要がなくなる。このことにより、組み立て時において、組み立て工数を削減することができ、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタ101の製造コストをより一層下げることができる。
[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102の斜視図である。図8は、本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102を説明する図であって、図7に示すP部分の拡大図であり、図7に示すY2側から見た正面図である。図9は、本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102を説明する斜視図であって、図7に示すフィルタ内蔵コネクタ102の筐体9及びシールドケース8を省略し、コモンモードフィルタF2の一部を覆っている箇所を透明化した図である。図10は、本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102に用いた磁性体シートS5を説明する図であって、図10(a)は、図8に示すQ部分の磁性体シートS5の断面模式図であり、図10(b)は、磁性体シートS5の断面SEM写真の一例である。第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102は、第1実施形態に対し、コモンモードフィルタF2の間に磁性体シートS5を設けている点が異なる。なお、第1実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102は、図7ないし図9に示すように、相手側コネクタ(図示していない)と電気的に接続する第1の外部接続端T11と、他の機器と電気的に接続するための端子部T22aを一方側に有した第2の外部接続端子T22と、複数の第1の外部接続端子T11と複数の第2の外部接続端子T22のとの間にコモンモードフィルタF2と、コモンモードフィルタF2間に磁性体シートS5を備えて構成される。他に、複数の第2の外部接続端子T22を保持する保持部5と、コモンモードフィルタF2を取り囲むようにして配置されているシールドケース8と、このシールドケース8を取り囲むようにして配置されている筐体9とが備えられている。また、本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102は、図9に示すように、複数の第1の外部接続端子T11と、複数のコモンモードフィルタF2と、複数の第2の外部接続端子T22とが、一体に組み合わされた連結ユニットJ2を構成している。
図9に示す連結ユニットJ2は、LCP(液晶ポリマー)等の合成樹脂材料を用いて作製された保持部25を有し、保持部25は、複数の第2の外部接続端子T22をインサート成形して作製される。さらに、複数の第2の外部接続端子T22の他方側に設けられ凸状に曲げられて形成された曲端部T22cと、後述するコモンモードフィルタF2の第3の引出電極33、第4の引出電極44及び第2のグランド電極77とを接続させ、コモンモードフィルタF2と第2の外部接続端子T22とをインサート成形して一体形成している。この際には、複数の第2の外部接続端子T22の他方側に設けられた曲端部T22bとコモンモードフィルタF2の一部とが、樹脂部25pによって覆われる。これにより、樹脂部25pによって覆い、コモンモードフィルタF2と第2の外部接続端子T22を保持するので、コモンモードフィルタF2と第2の外部接続端子T22との電気的な接続を確実にできる。さらには、組み立て時において、この連結ユニットJ2を用いるだけで、コモンモードフィルタF2と第2の外部接続端子T22を組み立てることができるので、組み立て工数を削減することができる。
図7ないし図9に示す第1の外部接続端子T11は、相手側のコネクタ(図示していない)がシールドケース8内に挿入されフィルタ内蔵コネクタ102に嵌合された際に、相手側のコネクタの端子(図示していない)と接触し、相手側のコネクタと電気的に接続される。また、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102は、後述するコモンモードフィルタF2の第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66を第1の外部接続端子T11として用いている。これにより、新たな複数のピン端子を設け、第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66と接続をさせる必要がなくなる。このことにより、組み立て時において、組み立て工数を削減することができる。
コモンモードフィルタF2は、図4及び図5に示す第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101のコモンモードフィルタF1と同様に、いくつかの層が積層された積層構造をしており、両側の外層にそれぞれ磁性体を含有する磁性体層(M1、M2)と、内層に内部導体(第1の内部導体NC1,第2の内部導体NC2)が設けられた樹脂シートからなる複数のコイル層(第1のコイル層C1、第2のコイル層C2)と、内層にグランド導体が設けられた樹脂シートからなるグランド層GNとを備えて構成される。
また、同様にして、一方の磁性体層M1の片面側(表面側)に、銅または銅合金を主成分とする第1の引出電極11、第2の引出電極22、第3の引出電極33及び第4の引出電極44が四隅にそれぞれ形成され、第1の引出電極11と第3の引出電極33とが、第1の内部導体NC1を介して電気的に接続しているとともに、第2の引出電極22と第4の引出電極44とが、第2の内部導体NC2を介して電気的に接続している。
また、同様にして、他方の磁性体層M2の片面側(表面側)に、銅または銅合金を主成分とする第1のグランド電極66及び第2のグランド電極77が端部にそれぞれ形成され、第1のグランド電極66と第2のグランド電極77とが、グランド層GNに形成されたグランド導体を介して電気的に接続している。
複数のコモンモードフィルタF2間には、図7ないし図10に示すように、扁平状粉末磁性体FM5が面内方向PDに配向HDされた磁性体シートS5が配置されている。磁性体シートS5の配置は、磁性体シートS5の配向HDが、コモンモードフィルタF2の第1の外部接続端子T11間を結ぶ直線TLと交差する方向に向くようにしている。好ましくは、図8に示すように、配向HDが、第1の外部接続端子T11間を結ぶ直線TLと直交する方向に向くのが良い。
ここで、磁性体シートS5は、図10に示すように、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PP(ポリプロピレン)等の合成樹脂P5と、扁平状粉末磁性体FM5とから構成されている。また、磁性体シートS5は、合成樹脂P5のマトリックスに、扁平状粉末磁性体FM5の長手方向が磁性体シートS5の面内方向PDの所望の方向に揃えた形で、複数の扁平状粉末磁性体FM5を並べるように配向HDさせている。ここで言う配向HDとは、複数の扁平状粉末磁性体FM5の平均傾き角度が磁性体シートS5の面内方向PDに対して、45°以下の状態を指し、好ましくは10°以下の状態を指している。このようにして、複数の扁平状粉末磁性体FM5の磁化が磁性体シートS5の面内方向PDの所望の方向に配向HDするようになり、磁性体シートS5の磁界の向きが、所望の方向に揃うようになる。このことにより、磁束が面内方向PDに通りやすくなり磁気シールド効果が向上するとともに、電磁界エネルギーを熱変換、或いは反射させる等の特性が向上する。
これにより、本発明のフィルタ内蔵コネクタ102は、扁平状粉末磁性体FM5が面内方向PDに配向HDされた磁性体シートS5が第1の外部接続端子T11間を結ぶ直線TLと交差する方向に配向HDが向くように、磁性体シートS5をコモンモードフィルタF2間に配置したので、第1の外部接続端子T11や相手側のコネクタの端子から出る或いはそれら端子に入る電磁波を磁性体シートS5で遮蔽することができる。
また、図7または図8に示すように、コモンモードフィルタF2のそれぞれが、第1の引出電極11及び第2の引出電極22と第1のグランド電極66とが互い違いになるように配置されている。これにより、HDMI等のピン配列のコネクタに適用でききる。
以上により、本発明のフィルタ内蔵コネクタ102は、相手側コネクタと電気的に接続する第1の外部接続端子T11と、他の機器と電気的に接続する第2の外部接続端子T22のとの間に、磁性体層(M1、M2)、コイル層(第1のコイル層C1、第2のコイル層C2)及びグランド層GNが積層されたコモンモードフィルタF2を設けたので、この内蔵されたコモンモードフィルタF2により、コモンモードノイズを除去することができる。このことにより、コモンモードチョークコイルを用いたコモンモ−ドフィルタを単純にコネクタ内に内蔵した場合と比較して、コネクタのサイズを小さくすることができる。したがって、コモンモードノイズに強い小型のフィルタ内蔵コネクタ102を得ることができる。
また、複数のコモンモードフィルタF2のそれぞれが、第1の引出電極11及び第2の引出電極22と第1のグランド電極66とが互い違いになるように配置した構成にしたので、HDMI等のピン配列のコネクタに適用できる。このことにより、多くの信号を扱うコネクタのサイズをより小さくすることができる。
また、扁平状粉末磁性体FM5が面内方向PDに配向HDされた磁性体シートS5が第1の外部接続端子T11間を結ぶ直線TLと交差する方向に配向HDが向くように、磁性体シートS5をコモンモードフィルタF2間に配置したので、第1の外部接続端子T11や相手側のコネクタの端子から出る或いはそれら端子に入る電磁波を磁性体シートS5で遮蔽することができる。このことにより、コモンモードノイズに強くしかも端子間のクロストークを押さえられた小型のフィルタ内蔵コネクタ102を得ることができる。
また、コモンモードフィルタF2と第2の外部接続端子T22とをインサート成形して一体形成したので、樹脂部25pによって覆い、コモンモードフィルタF2と第2の外部接続端子T22を保持でき、コモンモードフィルタF2と第2の外部接続端子T22との電気的な接続を確実にできる。さらには、連結ユニットJ2を用いるだけで、コモンモードフィルタF2と第2の外部接続端子T22を組み立てることができるので、組み立て時において、組み立て工数を削減することができる。このことにより、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタ102の製造コストをより下げることができる。
また、コモンモードフィルタF2の第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66を第1の外部接続端子T11として用いたので、新たな複数のピン端子を設け、第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66と接続をさせる必要がなくなる。このことにより、組み立て時において、組み立て工数を削減することができ、コモンモードノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタ102の製造コストをより一層下げることができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
図11は、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101の変形例1を説明する斜視図であって、コモンモードフィルタユニットFU1を用いないフィルタ内蔵コネクタC101の一例である。図12は、本発明の第1実施形態のフィルタ内蔵コネクタ101の変形例2を説明する図であって、変形例2におけるコモンモードフィルタFC2の分解斜視図である。図13は、本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102の変形例4を説明する図であって、図8で示した部分と同じ部分の拡大図である。図14は、本発明の第2実施形態のフィルタ内蔵コネクタ102の変形例5を説明する図であって、図8で示した部分と同じ部分の拡大図である。図15は、本発明の実施形態のフィルタ内蔵コネクタ(101、102)の変形例7を説明する斜視図であって、フィルタ内蔵コネクタC107の一例である
<変形例1>
上記第1実施形態では、コモンモードフィルタユニットFU1を用いた構成にしたが、図11に示すように、コモンモードフィルタFC1を個別に用いた構成でも良い。
<変形例2>
上記第1実施形態では、第1の内部導体NC1が第1のコイル層C1に形成されるとともに、第2の内部導体NC2が第2のコイル層C2に形成された構成にしたが、図12に示すように、第1の内部導体CNC1及び第2の内部導体CNC2が第1のコイル層CC1及び第2のコイル層CC2の両方に形成された構成でも良い。その際には、第1の引出電極11は、内層電極11E、中間電極C11F、中間電極C11G、第1の内部電極N11、第5の内部電極N55、第5の内部電極CN55及び第1の内部導体CNC1を介して、第3の引出電極33と電気的に接続している。また、第2の引出電極22は、内層電極22E、中間電極C22F、中間電極C22G、第2の内部電極N22、第6の内部電極N66、第6の内部電極CN66及び第2の内部導体CNC2を介して、第4の引出電極44と電気的に接続している。
<変形例3>
上記第1実施形態では、コイル層が第1のコイル層C1及び第2のコイル層C2から構成されたが、2つの層に限らず、3層以上あっても良い。好ましくは偶数層が望ましい。
<変形例4>
上記第2実施形態では、平板状の磁性体シートS5をコモンモードフィルタF2間に配置した構成にしたが、図13に示すように、段差が設けられたコモンモードフィルタFC4を用い、段差に沿うように磁性体シートSC4を配置した構成にしても良い。このため、第1の外部接続端子T11のピッチが狭いコネクタであっても、この段差に沿うように磁性体シートSC4を配置することによって、狭いピッチに合わせて磁性体シートSC4を挿入することができる。さらに、磁性体シートSC4の厚みを厚くすることができる。このことにより、多くの信号を扱うコネクタのサイズをより一層小さくすることができるとともに、コモンモードノイズに強くしかも端子間のクロストークを押さえられたフィルタ内蔵コネクタを得ることができる。
<変形例5>
上記第2実施形態では、一方の磁性体層M1に第1の引出電極11、第2の引出電極22、第3の引出電極33及び第4の引出電極44が四隅にそれぞれ形成され、他方の磁性体層M2に第1のグランド電極66及び第2のグランド電極77が端部にそれぞれ形成された構成にしたが、図14に示すように、第1の引出電極C11、第2の引出電極C22、第3の引出電極(図示していない)、第4の引出電極(図示していない)、第1のグランド電極C66及び第2のグランド電極(図示していない)が、全て片側にそれぞれ形成されていても良い。このため、標準のコモンモードフィルタFC5として用いることができ、組み立て時において、組み立て工数を削減することができるとともに、部品点数も削減でき、ノイズに強くしかも小型化が図られたフィルタ内蔵コネクタの製造コストをより一層下げることができる。
<変形例6>
上記実施形態では、コモンモードフィルタ(F1、F2)の第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66を第1の外部接続端子T11として用いた構成にしたが、複数のクリップ状の端子を用い、複数のクリップ状の端子を第1の引出電極11、第2の引出電極22及び第1のグランド電極66にそれぞれ挟み込み、第1の外部接続端子T11として用いても良い。また、コモンモードフィルタ(F1、F2)と第2の外部接続端子T22とをインサート成形する際に、同時にインサート成形を行い、複数のクリップ状の端子と各引出電極との接点部分を樹脂部(5p、25p)によって覆うのがより好ましい。
<変形例7>
上記実施形態では、コモンモードフィルタ(F1、F2)を複数個用いてフィルタ内蔵コネクタ(101、102)を構成したが、図15(a)に示すように、1個のコモンモードフィルタFC6を用いて、フィルタ内蔵コネクタC106を構成しても良い。また、図15(b)に示すように、各引出電極の配置を換えたコモンモードフィルタFC7を用いて、フィルタ内蔵コネクタC107を構成しても良い。
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
11、C11 第1の引出電極
22、C22 第2の引出電極
33 第3の引出電極
44 第4の引出電極
5、25 保持部
66、C66 第1のグランド電極
77 第2のグランド電極
C1、CC1 第1のコイル層
C2、CC2 第2のコイル層
F1、F2、FC1、FC2、FC4、FC5、FC6、FC7 コモンモードフィルタ
FU1 コモンモードフィルタユニット
FM5 扁平状粉末磁性体
GN グランド層
GN1、GN2 グランド導体
M1、M2 磁性体層
NC1、CNC1 第1の内部導体
NC2、CNC2 第2の内部導体
S5、SC4 磁性体シート
T11 第1の外部接続端
T22a 端子部
T22 第2の外部接続端子
HD 配向
PD 面内方向
101、102、C101、C107 フィルタ内蔵コネクタ

Claims (7)

  1. 相手側コネクタと電気的に接続する複数の第1の外部接続端子と、
    前記第1の外部接続端子と電気的に接続しており、他の機器と電気的に接続するための端子部を一方側に有した複数の第2の外部接続端子と、
    前記複数の第2の外部接続端子を保持する保持部と、を備えて構成されたコネクタにおいて、
    前記第1の外部接続端子と前記第2の外部接続端子のとの間にコモンモードフィルタを有し、
    前記コモンモードフィルタには、両側の外層にそれぞれ磁性体を含有する磁性体層を有し、
    前記コモンモードフィルタの内層には、一方の前記磁性体層側に内部導体が設けられた樹脂シートからなるコイル層を複数有し、
    前記コイル層の一つは、渦巻き状の第1の内部導体が設けられた第1のコイル層であり、前記コイル層の一つは、渦巻き状の第2の内部導体が設けられた第2のコイル層であり、前記第1の内部導体と前記第2の内部導体とが磁気結合をしており、
    前記コモンモードフィルタの内層には、他方の前記磁性体層側にグランド導体が設けられた樹脂シートからなるグランド層を有し、
    前記磁性体層の少なくともいずれか一方には、前記第1の内部導体と電気的に接続した第1の引出電極及び前記第1の内部導体を介して前記第1の引出電極と電気的に接続した第3の引出電極が設けられるとともに、前記第2の内部導体と電気的に接続した第2の引出電極及び前記第2の内部導体を介して前記第2の引出電極と電気的に接続した第4の引出電極が設けられ、
    前記磁性体層の少なくともいずれか他方には、前記グランド導体の一方と電気的に接続した第1のグランド電極及び前記グランド導体の他方と電気的に接続した第2のグランド電極が設けられ、
    前記第3の引出電極、前記第4の引出電極及び前記第2のグランド電極は、前記第2の外部接続端子と接続されていることを特徴とするフィルタ内蔵コネクタ。
  2. 前記コモンモードフィルタを複数有し、前記コモンモードフィルタのそれぞれが、前記第1の引出電極及び前記第2の引出電極と前記第1のグランド電極とが互い違いになるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のフィルタ内蔵コネクタ。
  3. 前記複数のコモンモードフィルタが一体化したコモンモードフィルタユニットを有したことを特徴とする請求項2に記載のフィルタ内蔵コネクタ。
  4. 前記コモンモードフィルタユニットと前記第2の外部接続端子とをインサート成形して一体形成したことを特徴とする請求項3に記載のフィルタ内蔵コネクタ。
  5. 扁平状粉末磁性体が面内方向に配向された磁性体シートが前記第1の外部接続端子間を結ぶ直線と交差する方向に前記配向が向くように、前記コモンモードフィルタ間に配置されたことを特徴とする請求項2に記載のフィルタ内蔵コネクタ。
  6. 前記コモンモードフィルタと前記第2の外部接続端子とをインサート成形して一体形成したことを特徴とする請求項1または請求項2または請求項5に記載のフィルタ内蔵コネクタ。
  7. 前記第1の引出電極、前記第2の引出電極及び前記第1のグランド電極が、前記第1の外部接続端子を構成することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のフィルタ内蔵コネクタ。
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