JP2014192102A - コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】プラグコネクタに対して着脱可能なリセプタクルコネクタに設けたリセプタクルコンタクトのテール片に外部ノイズが入ったり、テール片のノイズが外部に漏れるのを効果的に防止できるコネクタを提供する。
【解決手段】一方向に向かって突出する環状の外周壁38と、外周壁の内側に形成した嵌合凹部40と、を有するリセプタクルインシュレータ36、第一回路基板65実装可能なテール片51と接触片53とを備える複数のリセプタクルコンタクト50、及び導電性部材58を具備するリセプタクルコネクタ35と、嵌合凹部に嵌合可能な環状の嵌合凸部18を有するプラグインシュレータ16、及び一端を第二回路基板31に実装しかつ一部が接触片と接触する複数のプラグコンタクト25、を具備するプラグコネクタ15と、を備え、導電性部材が、リセプタクルインシュレータの外周側から外周壁及びテール片と対向する遮蔽部59、60を有する。
【選択図】図7

Description

本発明は回路基板どうしを接続するためのコネクタに関する。
デスクトップ型PC(パーソナルコンピュータ)、ノート型PC、或いは、タブレット型PC等の電子機器や電気機器は一般的に、電子部品を実装した回路基板と、別の電子部品を実装した別の回路基板を内蔵している。
特許文献1のコネクタは、これら二つの回路基板どうしを接続するためのコネクタであり、回路基板(第一回路基板。リジッド基板)に実装したリセプタクルコネクタと、別の回路基板(第二回路基板。リジッド基板)に実装したプラグコネクタと、を具備している。
このリセプタクルコネクタは、リセプタクルインシュレータと、複数のリセプタクルコンタクトと、を備えている。リセプタクルインシュレータは、環状の外周壁と、外周壁の内側に形成した嵌合凹部と、を備えている。複数のリセプタクルコンタクトはリセプタクルコネクタの長手方向に並んだ状態でリセプタクルインシュレータに支持させてある。各リセプタクルコンタクトは、第一回路基板の実装面に形成した回路パターンに実装されたテール片と、リセプタクルインシュレータの嵌合凹部内に位置する接触片と、を備えている。
一方、プラグコネクタは、プラグインシュレータと、複数のプラグコンタクトとを備えている。プラグインシュレータは、上記嵌合凹部に嵌合可能な環状の嵌合凸部を備えている。各プラグコンタクトは、第二回路基板の実装面の回路パターンに実装されたテール片と、プラグインシュレータの嵌合凸部と一体化した接触片と、を備えている。
リセプタクルコネクタの嵌合凹部に対してプラグコネクタの嵌合凸部を嵌合(接続)すると、各プラグコンタクトの接触片が各リセプタクルコンタクトの接触片に対してそれぞれ接触するので、第一回路基板に実装した電子部品と第二回路基板に実装した電子部品が互いに電気的に導通する。
昨今の電子機器では情報量の増加や通信速度の高速化が著しく進んでいるため、機器内のノイズ対策が重要な課題となっている。そのためコネクタに対してノイズ耐性の向上、及び周辺に出すノイズの抑制が強く求められている。
特許文献2はノイズ対策を施したコネクタの一例である。特許文献2のリセプタクルコネクタは特許文献1のリセプタクルコネクタと類似した構造である。即ち、リセプタクルインシュレータには複数のリセプタクルコンタクトが支持してあり、各リセプタクルコンタクトのテール片を回路基板の実装面に形成された回路パターンに実装している。さらにリセプタクルコネクタのリセプタクルインシュレータの外周壁の一部には金属製の導電性シェルが取り付けてある。この導電性シェルの一部は回路基板の実装面に形成された接地パターン(グランド導通路)に実装してある。このように導電性シェルを回路基板に接地導通させているので、リセプタクルコネクタのリセプタクルコンタクト(及びプラグコンタクト)に外部ノイズが入ったり、リセプタクルコンタクト(及びプラグコンタクト)のノイズが外部に漏れるのを低減できる。
従って、特許文献2の当該技術を特許文献1に適用すれば、特許文献1のリセプタクルコネクタのリセプタクルコンタクト(及びプラグコンタクト)に外部ノイズが入ったり、リセプタクルコンタクト(及びプラグコンタクト)のノイズが外部に漏れるのを低減できるようになる。
特開2010−33714号公報 特開2008−16212号公報
しかしながら特許文献2の各リセプタクルコンタクトのテール片は、リセプタクルコネクタを側方から見たときに、導電性シェルの回路基板側の端部よりも回路基板側に位置する。
そのため特許文献2の技術を特許文献1に適用したコネクタは、リセプタクルコンタクトのテール片に外部ノイズが入ったり、テール片のノイズが外部に漏れるのを防止できないおそれがある。
本発明の目的は、プラグコネクタに対して着脱可能なリセプタクルコネクタに設けたリセプタクルコンタクトのテール片に外部ノイズが入ったり、テール片のノイズが外部に漏れるのを効果的に防止できるコネクタを提供することにある。
本発明のコネクタは、一方向に向かって突出する環状の外周壁と、該外周壁の内側に形成した嵌合凹部と、を有するリセプタクルインシュレータ、第一回路基板の上記実装面に実装可能なテール片と、上記嵌合凹部内に位置する接触片と、を備える、該リセプタクルインシュレータに支持した複数のリセプタクルコンタクト、及び上記リセプタクルインシュレータに支持した導電性部材を具備するリセプタクルコネクタと、上記嵌合凹部に嵌合可能な環状の嵌合凸部を有するプラグインシュレータ、及び該プラグインシュレータに支持した、一端を第二回路基板の上記実装面に実装し、かつ上記嵌合凸部が上記嵌合凹部に嵌合したときに一部が上記接触片と接触する複数のプラグコンタクト、を具備するプラグコネクタと、を備えるコネクタにおいて、上記リセプタクルコンタクトの上記テール片が上記外周壁の外周側に位置し、上記導電性部材が、上記リセプタクルインシュレータの外周側から上記外周壁及び上記テール片と対向する遮蔽部を有することを特徴としている。
上記遮蔽部が、外周側遮蔽部と、該外周側遮蔽部と上記外周壁の間に位置する内周側遮蔽部と、上記外周側遮蔽部と上記内周側遮蔽部の上記一方向側の端部どうしを接続し、かつ断面形状が上記一方向側に凸の湾曲形状である湾曲接続部と、を備えてもよい。
上記外周壁が、上記リセプタクルコンタクトを取り付けたコンタクト取付部を有し、該コンタクト取付部及び上記リセプタクルコンタクトの上記一方向側の端部よりも、上記湾曲接続部が上記一方向側に位置してもよい。
リセプタクルインシュレータに支持した導電性部材が、リセプタクルインシュレータの外周側から外周壁に対向する遮蔽部を有し、この遮蔽部が外周側からリセプタクルコンタクトのテール片と対向する。
そのため、導電性部材(遮蔽部)によって、リセプタクルコンタクトのテール片に外部ノイズが入ったり、テール片のノイズが外部に漏れるのを効果的に防止できる。
本発明の一実施形態のリセプタクルコネクタとプラグコネクタの上方から見た分離状態の斜視図である。 リセプタクルコネクタとプラグコネクタの下方から見た分離状態の斜視図である。 リセプタクルコネクタの上方から見た分解斜視図である。 リセプタクルコネクタの下方から見た分解斜視図である。 リセプタクルコネクタとプラグコネクタの上方から見た接続状態の斜視図である。 接続状態にあるリセプタクルコネクタとプラグコネクタの平面図である。 図6のVII−VII矢線に沿う断面図である。 図6のVIII−VIII矢線に沿う断面図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明中の前後、左右、及び上下の方向は、図中の矢印方向を基準としている。
本実施形態のコネクタ10は、プラグコネクタ15と、リセプタクルコネクタ35と、を具備している。
まずはプラグコネクタ15の詳しい構造について主に図1、図2を参照しながら説明する。
プラグコネクタ15は大きな構成要素としてプラグインシュレータ16と、多数のプラグコンタクト25と、二つの固定金具28と、を具備している。
プラグインシュレータ16は絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂料を射出成形した左右方向に延びる板状部材である。プラグインシュレータ16は、上端部を構成する天井板部17と、天井板部17の下面の周縁部全体から下方に突出する環状壁からなる嵌合凸部18と、を具備している。天井板部17と嵌合凸部18によって形成された空間は係合凹部19を構成している。嵌合凸部18の前壁及び後壁には、前後両面及び下面に跨る断面略U字形のコンタクト取付溝21が左右方向に並べて多数凹設してある。また嵌合凸部18の前後両壁の左右両端の下縁部及び左右両壁の下縁部には、上方から下方に向かうにつれて外周側に延びる傾斜面からなる誘い込み面22が形成してある。さらに嵌合凸部18の左右両壁の下面には上方に向かって凹む金具取付用凹部23がそれぞれ凹設してある。また嵌合凸部18の左右両端部には接続用凹部24がそれぞれ凹設してある。
各プラグコンタクト25は、ばね弾性を備えた銅合金(例えばリン青銅、ベリリウム銅、チタン銅)やコルソン系銅合金の薄板を図示形状となるようにスタンピング成形したものであり、表面には金や錫などによってメッキを施してある。プラグコンタクト25は、断面略U字形をなす本体部の内側部分を構成する上下方向に延びる接触片26と、本体部の外側部分の上端から略水平に延びるテール片27と、を有している。
各プラグコンタクト25は、各コンタクト取付溝21に対して下方から嵌合固定することによりプラグインシュレータ16に対して固定してある(図1、図2、図7等を参照)。
各固定金具28は金属板を図示形状にスタンピング成形したものであり、その上端部には略水平な一対のテール片29が形成してある。
各固定金具28は各金具取付用凹部23に対して下方から固定状態で挿入してあり、各テール片29はプラグインシュレータ16の上面から上方に突出している。
以上構造のプラグコネクタ15は回路基板31(リジッド基板。第二回路基板。図7、図8参照)の一方の面に形成した実装面に実装する。具体的には、各プラグコンタクト25のテール片27を回路基板31の実装面(下面)に形成された回路パターン(図示略)に対してはんだ付けし、かつ、各固定金具28のテール片29を当該実装面に形成された接地パターン(図示略)に対してはんだ付けする(図7、図8参照)。回路基板31の実装面にはプラグコネクタ15とは別の電子部品(例えば高機能用モジュールや半導体、大容量メモリー等)が実装してある。
続いてリセプタクルコネクタ35の詳しい構造について主に図1〜図4を参照しながら説明する。
リセプタクルコネクタ35は大きな構成要素としてリセプタクルインシュレータ36と、多数のリセプタクルコンタクト50と、2個の固定金具55と、2つのシェル58(導電性部材)と、を具備している。
リセプタクルインシュレータ36は絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂料を射出成形した左右方向に延びる部材である。リセプタクルインシュレータ36は、下部を構成する底板部37と、底板部37の上面の周縁部全体から上方(一方向)に突出する環状壁からなる外周壁38と、底板部37の上面から上方に突出する係合凸部39と、を具備している。外周壁38から内周側に離間する係合凸部39は左右方向に直線的に延びている。外周壁38と係合凸部39の間に形成された空間は環状の嵌合凹部40を構成している。
外周壁38の前壁38a(コンタクト取付部)の前面及び後壁38b(コンタクト取付部)の後面には上下方向に延びるコンタクト取付溝42が、左右方向に並べて多数(プラグコンタクト25と同数)凹設してある。さらに前壁38aの上面及び後面と、底板部37の底面(上面)と、係合凸部39の前面とに跨る部分には、対応する前壁38aのコンタクト取付溝42と連続する断面略U字形の変形許容溝43が凹設してあり、同様に、後壁38bの上面及び前面と、底板部37の底面(上面)と、係合凸部39とに跨る部分には、対応する後壁38bのコンタクト取付溝42と連続する断面略U字形の変形許容溝43が凹設してある(図7参照)。
また底板部37の下面の左右両端部近傍の二カ所には金具取付溝44が上向きに凹設してあり、外周壁38の左右両端部の上面にはシェル取付溝45が下向きに凹設してある。さらに嵌合凹部40の下面の左右両端部には、接続用突起46がそれぞれ上向きに突設してある。
さらに外周壁38の前壁38aと後壁38bの左右両端近傍の上縁部及び左右両壁の上縁部には、下方から上方に向かうにつれて外周側に延びる傾斜面からなる誘い込み面47形成してある。
各リセプタクルコンタクト50はプラグコンタクト25と同じ材質かつ同様の要領によって成形したものであり、略水平なテール片51と、テール片51の内側端部から上方に延びた後に内側に略水平に延びる固定片52と、固定片52の内側端部に連続する略S字形の弾性接触片53と、を具備している。
各リセプタクルコンタクト50は、各コンタクト取付溝42に対して固定片52を上方から嵌合することによりリセプタクルインシュレータ36に対して固定してある。リセプタクルコンタクト50(固定片52)をリセプタクルインシュレータ36(コンタクト取付溝42)に固定すると、弾性接触片53が変形許容溝43の内面から離間するので、弾性接触片53は変形許容溝43内において変形可能である(図7参照)。さらに各リセプタクルコンタクト50のテール片52が、外周壁38の外周側に位置する(図2参照)。
各固定金具55は金属板を図示形状にスタンピング成形したものであり、その下端部には略水平な一対のテール片56が形成してある。
各固定金具55は各金具取付溝44に対して下方から固定状態で挿入してあり、各テール片56は底板部37の下面から下方に突出している。
前後一対のシェル58は互いに前後対称な形状である。各シェル58は金属板(導電性材料)をプレス成形したものであり、左右方向に延びる平板状の外周側遮蔽部59を具備している。外周側遮蔽部59の内側には、外周側遮蔽部59と平行な平板からなる内周側遮蔽部60が位置している。内周側遮蔽部60の左右長は外周側遮蔽部59より短く、かつ内周側遮蔽部60の下縁部は外周側遮蔽部59の下縁部より上方に位置している。内周側遮蔽部60の上縁部と外周側遮蔽部59の上縁部を湾曲接続部61が接続している。湾曲接続部61の断面形状は上側に向かって凸の湾曲形状である(図7、図8等を参照)。
外周側遮蔽部59の左右両端部の下端にはテール片62がそれぞれ突設してある。さらに外周側遮蔽部59の左右両端には、外周側遮蔽部59に対して直交しながら内向きに延びる固定片63がそれぞれ突設してある。
前側のシェル58は、外周側遮蔽部59、内周側遮蔽部60、及び湾曲接続部61を外周壁38の前側(外周側)に位置させながら、左右の固定片63を左右のシェル取付溝45に対して上方から嵌合することによりリセプタクルインシュレータ36に対して固定してある。同様に、後側のシェル58は、外周側遮蔽部59、内周側遮蔽部60、及び湾曲接続部61を外周壁38の後側(外周側)に位置させながら、左右の固定片63を左右のシェル取付溝45に対して上方から嵌合することによりリセプタクルインシュレータ36に対して固定してある。
前後のシェル58をリセプタクルインシュレータ36に固定すると、前後の外周側遮蔽部59及び内周側遮蔽部60が外周壁38の前面と後面の外周側に位置し、さらに外周側遮蔽部59の下端部が各リセプタクルコンタクト50のテール片51と前後方向に対向する(図7、図8参照)。さらに、シェル58の湾曲接続部61および固定部63の上端部が、前壁38a、後壁38b、及びリセプタクルコンタクト50の上端部より上方に位置する(図7、図8参照)。
以上構造のリセプタクルコネクタ35は、回路基板31と平行な板材である回路基板65(リジッド基板。第一回路基板)の実装面に形成された回路パターン(図示略)に対して各リセプタクルコンタクト50のテール片51をはんだ付けし、さらに当該実装に形成された接地パターンに対してテール片56及びテール片62をはんだ付けすることにより、回路基板65に対して固定(実装)する(図7、図8参照)。回路基板65の実装面にはリセプタクルコネクタ35とは別の電子部品(例えば、CPU、コントローラー、メモリ等)が実装してある。
続いてリセプタクルコネクタ35に対してプラグコネクタ15を接続する要領について説明する。
まずは図1、図2に示すように、プラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ35を互いの前後位置及び左右位置を一致させながら上下方向に対向させる。そしてプラグコネクタ15を下方に移動させて、プラグコネクタ15の下端部をリセプタクルインシュレータ36の上端部に対して接触させる。するとリセプタクルインシュレータ36の各誘い込み面47に対してプラグインシュレータ16の各誘い込み面22がそれぞれ接触することにより、プラグインシュレータ16がリセプタクルインシュレータ36に対して下方に移動案内される。そして、嵌合凸部18が嵌合凹部40に嵌合し、係合凹部19が係合凸部39に嵌合する(図7、図8参照)。さらに各プラグコンタクト25の接触片26が対応するリセプタクルコンタクト50の弾性接触片53を弾性変形させながら弾性接触片53に対してそれぞれ接触するので、プラグコンタクト25及びリセプタクルコンタクト50を介して回路基板31と回路基板65が電気的に導通可能になる。またプラグコネクタ15の左右の接続用凹部24に対して、リセプタクルインシュレータ36の左右の接続用突起46が嵌合する。
なお、プラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ35の左右位置が僅かにずれた状態で、プラグコネクタ15を下方に移動させてリセプタクルコネクタ35に対して接続しようとしたときに、プラグインシュレータ16の嵌合凸部18の前壁又は後壁が前側のシェル58の湾曲接続部61又は後側のシェル58の湾曲接続部61に接触することがある。しかし、前後いずれかの湾曲接続部61に接触した嵌合凸部18の前壁又は後壁(プラグコネクタ15)が当該湾曲接続部61によって内側(リセプタクルインシュレータ36)に移動案内されるので、この場合もプラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ35を容易に接続させることが可能である。さらに、湾曲接続部61は湾曲しているので、プラグインシュレータ16の嵌合凸部18の前壁又は後壁を傷つけたり破損させたりするおそれが少ない。
また外周側遮蔽部59と内周側遮蔽部60を湾曲接続部61によって接続することによりシェル58の機械的強度を向上させているので、プラグインシュレータ16の嵌合凸部18の前壁や後壁がシェル58の湾曲接続部61(又は外周側遮蔽部59や内周側遮蔽部60)に接触しても、シェル58が破損するおそれは小さい。
さらに、静電気に帯電している作業者が手や治具でプラグコネクタ15を把持しながらリセプタクルコネクタ35に対して接続させることがある。このとき、プラグコネクタ15をリセプタクルコネクタ35に近づけると、静電気はリセプタクルコンタクト50より上方に位置する湾曲接続部61や固定片63の上端部などに落ちるため、シェル58を介して回路基板65の接地パターンに流れる(逃げる)ことになる。これにより回路基板65に実装されている電子部品を静電気から保護できる。
そしてリセプタクルインシュレータ36の外周側(前方及び後方)から外周壁38の前壁38a及び後壁38bと対向する前後のシェル58の外周側遮蔽部59及び内周側遮蔽部60が、各プラグコンタクト25及び各リセプタクルコンタクト50の外周側(前方及び後方)に位置する。さらに前後のシェル58の外周側遮蔽部59の下部が各リセプタクルコンタクト50のテール片51と前後方向に対向する。そのため、前後のシェル58によって、各リセプタクルコンタクト50(テール片51を含む)に外部ノイズが入ったり、各リセプタクルコンタクト50(テール片51を含む)のノイズが外部に漏れるのを効果的に防止できる。さらにシェル58は、湾曲接続部61および固定部63の上端部が、前壁38a、後壁38b、及びリセプタクルコンタクト50の上端部より上方に位置するので、プラグコネクタ15が実装されている回路基板31との距離(間隙)が小さくなる。そのため、前後のシェル58によって、各プラグコンタクト25に外部ノイズが入ったり、各プラグコンタクト25のノイズが外部に漏れるのを効果的に防止できる。従って、回路基板31に実装した上記電子部品(例えば高機能用モジュールや半導体、大容量メモリー等)と回路基板65に実装した上記電子部品(例えば、CPU、コントローラー、メモリ等)の間における(大量の)情報の高速通信が可能になる。
以上、本発明を上記各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形を施しながら実施可能である。
例えばシェル58から外周側遮蔽部59と内周側遮蔽部60の一方を省略してもよい。その一方で、外周側遮蔽部59及び内周側遮蔽部60とは別の遮蔽部(一つ又は複数)を外周側遮蔽部59及び内周側遮蔽部60と前後方向に並べて設けても良い。
また、シェル58の外周側遮蔽部59または内周側遮蔽部60の下端部を回路基板65の接地パターンにはんだ付けしてもよい。
プラグコネクタ15から固定金具28を省略したり、リセプタクルコネクタ35から固定金具55を省略してもよい。
また、シェル58の基材を樹脂により構成し、当該基材(樹脂)の表面を導電性材料によりめっきやコーティングしてもよい。
また回路基板31、65をプラグコネクタ15やリセプタクルコネクタ35に対してライトアングル(RA)態様で接続してもよい。さらにリジッド基板以外の回路基板(例えば、FPC(フレキシブルプリント回路基板))をプラグコネクタ15やリセプタクルコネクタ35に接続してもよい。
10 コネクタ
15 プラグコネクタ
16 プラグインシュレータ
17 天井板部
18 嵌合凸部
19 係合凹部
21 コンタクト取付溝
22 誘い込み面
23 金具取付用凹部
24 接続用凹部
25 プラグコンタクト
26 接触片
27 テール片
28 固定金具
29 テール片
31 回路基板(第二回路基板)
35 リセプタクルコネクタ
36 リセプタクルインシュレータ
37 底板部
38 外周壁
38a 前壁(コンタクト取付部)
38b 後壁(コンタクト取付部)
39 係合凸部
40 嵌合凹部
42 コンタクト取付溝
43 変形許容溝
44 金具取付溝
45 シェル取付溝
46 接続用突起
47 誘い込み面
50 リセプタクルコンタクト
51 テール片
52 固定片
53 弾性接触片
55 固定金具
56 テール片
58 シェル(導電性部材)
59 外周側遮蔽部
60 内周側遮蔽部
61 湾曲接続部
62 テール片
63 固定片
65 回路基板(第一回路基板)

Claims (3)

  1. 一方向に向かって突出する環状の外周壁と、該外周壁の内側に形成した嵌合凹部と、を有するリセプタクルインシュレータ、
    第一回路基板の上記実装面に実装可能なテール片と、上記嵌合凹部内に位置する接触片と、を備える、該リセプタクルインシュレータに支持した複数のリセプタクルコンタクト、及び
    上記リセプタクルインシュレータに支持した導電性部材
    を具備するリセプタクルコネクタと、
    上記嵌合凹部に嵌合可能な環状の嵌合凸部を有するプラグインシュレータ、及び
    該プラグインシュレータに支持した、一端を第二回路基板の上記実装面に実装し、かつ上記嵌合凸部が上記嵌合凹部に嵌合したときに一部が上記接触片と接触する複数のプラグコンタクト、
    を具備するプラグコネクタと、
    を備えるコネクタにおいて、
    上記リセプタクルコンタクトの上記テール片が上記外周壁の外周側に位置し、
    上記導電性部材が、上記リセプタクルインシュレータの外周側から上記外周壁及び上記テール片と対向する遮蔽部を有することを特徴とするコネクタ。
  2. 請求項1記載のコネクタにおいて、
    上記遮蔽部が、
    外周側遮蔽部と、
    該外周側遮蔽部と上記外周壁の間に位置する内周側遮蔽部と、
    上記外周側遮蔽部と上記内周側遮蔽部の上記一方向側の端部どうしを接続し、かつ断面形状が上記一方向側に凸の湾曲形状である湾曲接続部と、
    を備えるコネクタ。
  3. 請求項2記載のコネクタにおいて、
    上記外周壁が、上記リセプタクルコンタクトを取り付けたコンタクト取付部を有し、
    該コンタクト取付部及び上記リセプタクルコンタクトの上記一方向側の端部よりも、上記湾曲接続部が上記一方向側に位置するコネクタ。
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