JP2018046077A - コネクタのグランド構造及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明によれば、安価で簡単に静電気の影響を防止できるコネクタのグランド構造及びその組立方法を提供する。【解決手段】第１の開口１０１が形成された導電性のパネル１０を有する箱状の筐体と、筐体に取り付けられた第１の基板２と、第１の基板２に搭載され、第１の開口１０１に挿入される導電性の第１のコネクタ４と、第１の基板２に対向し、筐体１に取り付けられた第２の基板３と、導電性のガスケット５と、を備え、ガスケット５は、パネル１０と第１のコネクタ４と第２の基板３とに電気的に接触するとともに、ガスケット５の一部５００は、背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間に挟み込まれている。【選択図】図５

Description

本発明は、基板に取り付けられたコネクタのグランド構造及びその組立方法に関する。

一般的に、コンピュータや通信装置などの電子機器は、筐体内に基板が取り付けられている。この基板には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）など各種のコネクタ及び電子部品が搭載されている。

コネクタは、ケーブルなどが接続されるため、電子機器内に外部から静電気が侵入することがあり、電子機器が誤作動を起こしたり、壊れたりすることがある。そのため、電子機器は、コネクタから侵入した静電気を、基板を介して外部に接地（グランド）したり、筐体を介して外部にグランドしたりすることで、静電気の影響を防止している（特許文献１参照）。また、基板自体に静電気を外部に逃がすための回路が形成されたものもある。

特開２００９−２７２３９１号公報

しかしながら、特許文献１のコネクタ構造では、専用に設計されたガスケットが必要であった。一方、静電気を外部に逃がすための回路が形成された基板の場合、この基板を別の電子機器などに流用すると、筐体の材質などが異なることで、静電気を処理できない場合があり、静電気対策用の回路を設計し直す必要があった。

そこで、本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、安価で簡単に静電気の影響を防止できるコネクタのグランド構造及びその組立方法を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る１つの態様は、第１の開口が形成された導電性のパネルを有する箱状の筐体と、前記筐体に取り付けられた第１の基板と、前記第１の基板に搭載され、前記第１の開口に挿入される導電性の第１のコネクタと、前記第１の基板に対向し、前記筐体に取り付けられた第２の基板と、導電性のガスケットと、を備え、前記ガスケットは、前記パネルと前記第１のコネクタと前記第２の基板とに電気的に接触するとともに、前記ガスケットの一部は、前記パネルと前記第２の基板の端部との間に挟み込まれているコネクタのグランド構造である。
（２）上記（１）の態様において、前記ガスケットの一部は、前記パネルと前記第２の基板の端部との間から突出していてもよい。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記筐体は、第２の開口が形成され、前記第２の基板は、前記第２の開口に挿入される第２のコネクタが前記第１の基板に対向する面とは反対側の面に搭載されていてもよい。
（４）本発明に係る別の１つの態様は、第１の開口が形成された導電性のパネルを有する箱状の筐体と、前記筐体に取り付けられた第１の基板と、前記第１の基板に搭載され、前記第１の開口に挿入される導電性の第１のコネクタと、前記第１の基板に対向し、前記筐体に取り付けられた第２の基板と、導電性のガスケットと、を備えるコネクタのグランド構造の組立方法であって、前記第１のコネクタを前記第１の開口に挿入するように、前記第１の基板を前記筐体に取り付け、前記ガスケットを前記第１のコネクタに電気的に接触するように取り付けた後、前記第２の基板を斜め上方から前記第１の基板及び前記パネルに近づけて、前記ガスケットを押し潰しながら、前記第２の基板と前記ガスケットとを電気的に接触させるとともに、前記ガスケットの一部を前記パネルと前記第２の基板の端部との間に挟み込みながら、前記パネルと前記ガスケットとを電気的に接触させ、前記第２の基板を前記筐体に取り付けるものである。

本発明によれば、安価で簡単に静電気の影響を防止できるコネクタのグランド構造及びその組立方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るコネクタのグランド構造を示す分解斜視図である。 コネクタのグランド構造を示す、（ａ）平面図、（ｂ）部分平面図である。 ガスケットを示す斜視図である。 コネクタのグランド構造の組立方法を説明する断面図である。 コネクタのグランド構造の組立方法を説明する拡大断面図であり、（ａ）組立途中、（ｂ）組立完了後を示す。

（コネクタのグランド構造）
本発明の実施形態に係るコネクタのグランド構造は、第１の開口１０１が形成された導電性のパネルの一例としての背面パネル１０を有する箱状の筐体１と、筐体１に取り付けられた第１の基板２と、第１の基板２に搭載され、第１の開口１０１に挿入される導電性の第１のコネクタの一例としてのＵＳＢコネクタ４と、第１の基板２に対向し、筐体１に取り付けられた第２の基板３と、導電性のガスケット５と、を備え、ガスケット５は、背面パネル１０とＵＳＢコネクタ４と第２の基板３とに電気的に接触するとともに、ガスケット５の一部５００は、背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間に挟み込まれている。

また、ガスケット５の一部５００は、背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間から、第２の基板３の表面３１０よりも突出している。

さらに、筐体１は、第２の開口１０２、１０３、１０４が形成され、第２の基板３は、第２の開口１０２、１０３、１０４に挿入される第２のコネクタ３２、３３、３４が第１の基板２に対向する裏面３００とは反対側の表面３１０に搭載されている。

以下、本発明の実施形態に係るコネクタのグランド構造を、添付図面を参照して詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るコネクタのグランド構造を示す分解斜視図である。図２は、コネクタのグランド構造を示す、（ａ）平面図、（ｂ）部分平面図である。

図１及び図２において、筐体１は、背面パネル１０、側面パネル１１、側面パネル１２、図示しない上面パネル、下面パネル及び正面パネルとからなる箱状に形成されている。この筐体１内には、第１のコネクタであるＵＳＢコネクタ４やその他の電子部品が搭載された第１の基板２と、第２のコネクタ３２、３３、３４やその他の電子部品が搭載された第２の基板３とが上下に２段に取り付けられている。

筐体１を形成する各パネルのうち、少なくとも背面パネル１０は、金属（アルミ合金）、カーボンなどの導電性材料からなる又はこれらを含む導電性のパネルである。他のパネルは、金属で形成されても、樹脂で形成されてもよい。

この背面パネル１０には、ＵＳＢコネクタ４が挿入される矩形状の第１の開口１０１と、第２のコネクタ３２、３３、３４が挿入される矩形又は円形状の第２の開口１０２、１０３、１０４とが異なる位置に形成されている。ただし、第２の開口１０２、１０３、１０４は、背面パネル１０以外のパネルに形成されてもよい。

電子部品を搭載する第１の基板２及び第２の基板３には、例えば、ガラスエポキシ基板などが用いられる。この第１の基板２及び第２の基板３は、それぞれ役割や機能が異なり、別の電子機器に取り付けられて流用されることがある。

第１のコネクタであるＵＳＢコネクタ４は、外殻が、金属などの導電性材料で形成され、少なくとも第２の基板３と向かい合う面が導電部４０になっている（図５も参照）。

第２のコネクタ３２、３３、３４は、ＵＳＢコネクタ４が面する第２の基板３の裏面３００とは反対側の表面３１０に並んで搭載されている。第２のコネクタ３２、３３、３４としては、ＬＡＮコネクタ、電話回線用コネクタなどが挙げられる。

図３は、ガスケット５を示す斜視図である。
ガスケット５は、図３に示すように、略直方体形状であり、弾性部材５０の周囲の全周を導電部材５１が連続して設けられている。より具体的には、略直方体形状の最も広い対向する面を除いた４面に設けられている。

弾性部材５０は、例えば、ポリウレタンフォームなどが用いられ、外形は、第１の基板２と第２の基板３との間隔に応じて設計されるが、長さが１０ｍｍから２０ｍｍ、幅が２ｍｍから６ｍｍ、高さが５ｍｍから１０ｍｍ程度である。

導電部材５１は、例えば、導電布などが用いられ、導電性の両面テープ、導電性の粘着層によって弾性部材５０の周囲の全周に貼り付けられている。ただし、導電部材５１は、第２の基板３とＵＳＢコネクタ４の導電部４０と背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０とに電気的に接触するように貼り付けられていれば、弾性部材５０の周囲の全周に連続して設けられていなくてもよい。例えば、ガスケット５の背面パネル１０と接触する面とは反対側の面付近で途切れていてもよい。

そして、ガスケット５は、導電部材５１が導電部４０、背面パネル１０及び第２の基板３に電気的に接触するようにＵＳＢコネクタ４に取り付けられている。さらに、図５（ｂ）に示すように、ガスケット５の一部５００が、背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間に挟み込まれている。

ガスケット５をＵＳＢコネクタ４に電気的に接触させて取り付けるには、ガスケット５の導電部材５１を導電部４０に接触するように直接取り付けてもよいが、導電部４０からのずれや脱落を抑えるために、導電性の両面テープ、導電性の粘着剤などで取り付けることが好ましい。また、非導電性の両面テープ、粘着剤などを、ガスケット５の導電部材５１と導電部４０との接触部に用いて取り付け、他の部分が弾性部材５０の弾性によって導電部４０に接触させるようにしてもよい。

（コネクタのグランド構造の組立方法）
本発明の実施形態に係るコネクタのグランド構造の組立方法は、第１の開口１０１が形成された導電性のパネルの一例としての背面パネル１０を有する箱状の筐体１と、筐体１に取り付けられた第１の基板２と、第１の基板２に搭載され、第１の開口１０１に挿入される導電性の第１のコネクタの一例としてのＵＳＢコネクタ４と、第１の基板２に対向し、筐体１に取り付けられた第２の基板３と、導電性のガスケット５と、を備えたコネクタのグランド構造の組立方法であって、ＵＳＢコネクタ４を第１の開口１０１に挿入するように、第１の基板２を筐体１に取り付け、ガスケット５をＵＳＢコネクタ４に電気的に接触するように取り付けた後、第２の基板３を斜め上方から第１の基板２及び背面パネル１０に近づけて、ガスケット５を押し潰しながら、第２の基板３とガスケット５とを電気的に接触させるとともに、ガスケット５の一部５００を背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間に挟み込みながら、背面パネル１０とガスケット５とを電気的に接触させ、第２の基板３を筐体１に取り付けるものである。

以下に、本発明の実施形態に係るコネクタのグランド構造の組立方法を、図面を参照して説明する。
図４は、コネクタのグランド構造の組立方法を説明する断面図である。図５は、コネクタのグランド構造の組立方法を説明する拡大断面図であり、（ａ）組立途中、（ｂ）組立完了後を示す。

図４及び図５において、まず、第１の基板２を筐体１の内部に取り付ける。筐体１に、第１の基板２を取り付けるときは、ＵＳＢコネクタ４を背面パネル１０の第１の開口１０１に挿入するようにして取り付ける。

つぎに、図４において、ガスケット５をＵＳＢコネクタ４の導電部４０に電気的に接触するように取り付ける。このとき、ガスケット５は、背面パネル１０にも電気的に接触するように取り付けることが好ましい。あるいは、あらかじめガスケット５の潰れを考慮して背面パネル１０との間に隙間を有して取り付けてもよい。
なお、ガスケット５は、第１の基板２を筐体１の内部に取り付ける前に、ＵＳＢコネクタ４に取り付けていてもよい。

その後、第２の基板３を、第２の基板３の裏面３００が第１の基板２の表面２１０に対向するように、また、第２の基板３に搭載された第２のコネクタ３２、３３、３４を背面パネル１０の第２の開口１０２、１０３、１０４に挿入するように狙って、実線矢印Ｆで示すように、斜め上方から近づける。第１の基板２には、ＵＳＢコネクタ４の他にも電子部品が搭載されており、これらの電子部品に接触しないように、第２の基板３は斜め上方から第１の基板２に近づけることになる。

そして、図５（ａ）において、第２の基板３を第１の基板２側に押し付けるようにして、第２の基板３の裏面３００と導電部４０との間で、ガスケット５を押し潰す。

さらに、図５（ｂ）において、第２の基板３を背面パネル１０側に押し付けるようにして、第２の基板３の端部３２０と背面パネル１０との間に、ガスケット５の一部５００を挟み込む。このとき、ガスケット５の一部５００が背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間から突出するように、第２の基板３をガスケット５に押し付けるとよい。

最後に、第２の基板３をビス２２で筐体１（あるいは、第１の基板２の表面２１０）に設けられたボス２１に取り付ける。

このように第２の基板３を筐体１に取り付けることにより、ＵＳＢコネクタ４の導電部４０に取り付けられたガスケット５が、第２の基板３に押し潰されて、第２の基板３に接触するとともに、背面パネル１０側に押し付けられて、背面パネル１０にも接触する。このとき、ガスケット５の一部５００が、背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間に挟み込まれる。したがって、ガスケット５は、規則的に変形することで、背面パネル１０、第２の基板３、ＵＳＢコネクタ４との間に、電気的に接触しながら、確実に固定される。

以上のとおり、本発明の実施形態に係るコネクタのグランド構造及びその組立方法によれば、ＵＳＢコネクタ４から侵入する静電気を、ガスケット５を介して外部にグランドすることができるため、安価で簡単に静電気の影響を防止することができる。また、第１の基板２又は第２の基板３を流用する場合に、取り付ける筐体１を、樹脂モールド製から金属製に変更しても、第１の基板２又は第２の基板３の回路設計を変更することなく、安価に対策を行うことができる。

また、作業者は第２の基板３側から視認し、背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間に、ガスケット５が挟み込まれているか否かを確認することで、ガスケット５が取り付けられているか否かを判断することができ、出荷検査が容易になる。このとき、ガスケット５の一部５００が、背面パネル１０と第２の基板３の端部３２０との間で、第２の基板３の表面３１０よりも突出していると、より確認作業が容易になる。

また、ガスケット５は、第２の基板３とも電気的に接触しているため、第２の基板３に対する静電気の影響も防止することができる。

（変形例）
第１のコネクタは、ＵＳＢコネクタ４に限らずＬＡＮコネクタ、電話回線用コネクタ、その他のコネクタ類であってもよく、単数に限らず複数あってもよい。同じく、第２のコネクタ３２、３３、３４も、単数であってもよいし、４以上の複数であってもよい。

ガスケット５は、市販されている導電性のスポンジやウレタンフォームであってもよく、導電性を有するとともに弾性変形可能であれば、他の材料や形態であってもよい。あるいは、ガスケット５は、ガスケット５の一部５００があらかじめ形成された略Ｌ字状のものであってもよい。この場合でも、ガスケット５は、第２の基板３に押し潰されたり、背面パネル１０側に押し付けられたりして、ガスケット５の一部５００が、第２の基板３の表面３１０よりも突出することになる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 筐体
１０ 背面パネル（導電性のパネル）、１１、１２ 側面パネル
１０１ 第１の開口、１０２、１０３、１０４ 第２の開口
２ 第１の基板、２１０ 表面
３ 第２の基板、３００ 裏面、３１０ 表面、３２０ 第２の基板の端部
３２、３３、３４ 第２のコネクタ
４ ＵＳＢコネクタ（第１のコネクタ）
４０ 導電部
５ ガスケット、５０ 弾性部材、５１ 導電部材、５００ ガスケットの一部

Claims (4)

1. 第１の開口が形成された導電性のパネルを有する箱状の筐体と、
   前記筐体に取り付けられた第１の基板と、
   前記第１の基板に搭載され、前記第１の開口に挿入される導電性の第１のコネクタと、
   前記第１の基板に対向し、前記筐体に取り付けられた第２の基板と、
   導電性のガスケットと、を備え、
   前記ガスケットは、前記パネルと前記第１のコネクタと前記第２の基板とに電気的に接触するとともに、前記ガスケットの一部は、前記パネルと前記第２の基板の端部との間に挟み込まれている
   ことを特徴とするコネクタのグランド構造。
2. 前記ガスケットの一部は、前記パネルと前記第２の基板の端部との間から突出している
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタのグランド構造。
3. 前記筐体は、第２の開口が形成され、
   前記第２の基板は、前記第２の開口に挿入される第２のコネクタが前記第１の基板に対向する面とは反対側の面に搭載されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタのグランド構造。
4. 第１の開口が形成された導電性のパネルを有する箱状の筐体と、
   前記筐体に取り付けられた第１の基板と、
   前記第１の基板に搭載され、前記第１の開口に挿入される導電性の第１のコネクタと、
   前記第１の基板に対向し、前記筐体に取り付けられた第２の基板と、
   導電性のガスケットと、を備えるコネクタのグランド構造の組立方法であって、
   前記第１のコネクタを前記第１の開口に挿入するように、前記第１の基板を前記筐体に取り付け、
   前記ガスケットを前記第１のコネクタに電気的に接触するように取り付けた後、
   前記第２の基板を斜め上方から前記第１の基板及び前記パネルに近づけて、前記ガスケットを押し潰しながら、前記第２の基板と前記ガスケットとを電気的に接触させるとともに、前記ガスケットの一部を前記パネルと前記第２の基板の端部との間に挟み込みながら、前記パネルと前記ガスケットとを電気的に接触させ、前記第２の基板を前記筐体に取り付ける
   ことを特徴とするコネクタのグランド構造の組立方法。

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