JP2019129117A

JP2019129117A - シールドコネクタ

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Publication number: JP2019129117A
Application number: JP2018011440A
Authority: JP
Inventors: 祐介小嶋; Yusuke Kojima
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: US20190237908A1; JP6941279B2; US10644456B2; CN110086046B; CN110086046A

Abstract

【課題】近傍ノイズを低減することが可能なシールドコネクタを提供する。【解決手段】シールドコネクタ１０は、幅方向に並んで配置される複数の端子５０と、各端子５０の外周側を一括して包囲するシールドシェル７０と、各端子５０とシールドシェル７０との間に介在する誘電体４０と、を備える。シールドシェル７０は、各端子５０の誘電体４０からの露出面を覆う覆い板部として背板部７４を有している。背板部７４は、各端子５０に臨む内表面８６とは反対側の外表面８７で、且つ各端子５０が幅方向で隣り合う領域と対向する位置に、有底の凹部８８を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、シールドコネクタに関する。

特許文献１に開示されたシールドコネクタは、高速通信用のコネクタであって、幅方向に並列に配置される複数の端子と、各端子の外周側を一括して包囲するシールドシェルと、各端子の間、及び各端子とシールドシェルとの間に設けられ、各端子とシールドシェルを電気的に絶縁する誘電体とを備えている。

各端子は、略Ｌ字形に形成され、誘電体から露出して上下方向に延びるリード部を有している。リード部の下端部は、基板のスルーホールに挿入されて接続される。また、シールドシェルは、全体として前方及び下方に開口する箱状をなし、後面を閉塞する背面部を有している。シールドシェルの背面部は、幅方向に並んだ各端子のリード部に対面して配置される。

特開２００６−２８６２２３号公報

上記従来のシールドコネクタの場合、シールドシェルの背面部において各端子に臨む内表面に、信号電流と対になる対電流を生じさせ、電磁波ノイズを相殺することを設計思想としている。しかし、対電流は、背面部の下端縁を介して背面部における内表面とは反対側の外表面に回り込み、背面部の外表面で電流密度を増加させることがある。このように電流密度が導体の表面で高くなる現象は表皮効果として知られている。表皮効果の結果として、背面部の外表面に集中する電流は、外表面が露出していて電磁的に遮蔽されないことから、二次的に周囲に電磁波ノイズ（近傍ノイズ）を放射する懸念がある。これにより、シールドコネクタとしての本来の機能が失われるという問題がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって
、その目的とするところは、シールドコネクタ自身から発生する近傍ノイズを低減することにある。

本発明のシールドコネクタは、幅方向に並んで配置される複数の端子と、各端子の外周側を一括して包囲するシールドシェルと、前記各端子と前記シールドシェルとの間に介在する誘電体と、を備える。前記シールドシェルは、前記各端子の前記誘電体からの露出面を覆う覆い板部を有している。前記覆い板部は、前記各端子に臨む内表面とは反対側の外表面で、且つ前記各端子が前記幅方向で隣り合う領域と対向する位置に、有底の凹部又は凸部を有している。

各端子に電流が流れることで、シールドシェルの覆い板部の内表面に対電流が流れ、さらに対電流が覆い板部の内表面から外表面へと回り込む。覆い板部の外表面に現れた電流は、各端子が幅方向で隣り合う領域と対向する領域（以下、端子間対向領域と称する）を流れ、シールドシェルから近傍ノイズを生じさせる原因になり得る。しかるに本発明の場合、覆い板部の外表面の端子間対向領域に有底の凹部又は凸部を有しているため、有底の凹部又は凸部を有さない場合に比べ、端子間対向領域を流れる電流の単位面積当たりの密度（電流密度）を下げることができ、近傍ノイズを低減することができる。

本発明の実施例１に係るシールドコネクタを斜め上後方から見た斜視図である。シールドコネクタの背面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ−Ｂ断面図である。シールドコネクタを斜め上前方から見た斜視図である。シールドシェルの正面図である。シールドシェルの底面図である。電流の流れを説明するための概念図である。（Ａ）本実施例１の電流の流れを模式的に示す断面図である。（Ｂ）比較例の電流の流れを模式的に示す断面図である。図９（Ａ）の部分拡大図である。

本発明の好ましい実施形態を以下に示す。
（１）前記各端子の端部は、前記覆い板部の端縁から前記幅方向に並んで露出しており、前記有底の凹部又は凸部は、一端が前記覆い板部の端縁に達している。これによれば、電流が基板部の外表面に回り込む起点となる覆い板部の端縁側において、近傍ノイズを効率良く低減することができる。

（２）前記有底の凹部又は凸部は、前記幅方向に複数並んで配置される。これによれば、覆い板部の外表面の前記対向部分を流れる電流の電流密度を大きく下げることができ、近傍ノイズの低減効果を高めることができる。

（３）前記覆い板部は、前記各端子に臨む内表面とは反対側の外表面で、且つ前記各端子が前記幅方向で隣り合う領域と対向する位置に、前記有底の凹部を有している。これによれば、覆い板部の外表面をプレス金型で叩くなどすることで、有底の凹部を容易に形成することができる。

＜実施例１＞
以下、実施例１を図面に基づいて説明する。本実施例１に係るシールドコネクタ１０は、プリント回路基板（以下、単に「基板６０」と称する。）に実装され、高周波の信号を伝送する回路に用いられる基板用シールドコネクタを例示するものである。なお、以下の説明において、前後方向については、シールドコネクタ１０が図示しない相手側コネクタと嵌合する側を前側（図３〜図５の左側）とし、上下方向は、基板６０が位置する側を下側とする。

図４に示すように、シールドコネクタ１０は、基板６０の上面に設置されるハウジング２０と、ハウジング２０に装着される誘電体４０と、誘電体４０に保持される複数の端子５０と、ハウジング２０に装着され、各端子５０及び誘電体４０を包囲するシールドシェル７０と、を備えている。

ハウジング２０は合成樹脂製であって、角ブロック状の奥壁部２１と、奥壁部２１の外縁から前方に突出する角筒状のフード部２２と、を有している。フード部２２は、上壁の前端部に、下向きに突出するロック突起２３を有している。フード部２２内には、図示しない相手側コネクタが嵌合される。相手側コネクタは、ロック突起２３に係止されることで、フード部２２内に抜け止め状態に保持される。

フード部２２の両側壁は、図２に示すように、基板６０の上面に対して略垂直な方向に切り立つ両側外面２４を有し、両側外面２４に、図１及び図５に示すように、固定部材３０が装着される凹溝状の固定部材装着部２５を有している。固定部材装着部２５は、前後両端部に、上下方向に貫通するスリット状の保持溝２６を有している。

固定部材３０は、略Ｌ字形の金属板材であって、図３に示すように、垂直部分の前後両端が固定部材装着部２５の前後の保持溝２６に圧入して保持されることにより、固定部材装着部２５に装着される。固定部材３０は、両側外面２４の固定部材装着部２５に対応して対をなして設けられている。ハウジング２０は、両固定部材３０の水平部分が基板６０の上面に半田付けされることにより、両固定部材３０を介して、基板６０に固定される。

奥壁部２１は、誘電体４０及びシールドシェル７０が挿入される挿入部２７を有している。挿入部２７は、奥壁部２１に、前方、後方及び下方に開口する形態で凹設されている。また、奥壁部２１は、挿入部２７の前側空間となる断面矩形の貫通孔２８を有している。図４に示すように、奥壁部２１の前面は、フード部２２内に臨み、貫通孔２８の開口上縁部に、シールドシェル７０を係止するための抜け止め縁部２９を有している。

奥壁部２１は、幅方向両側の下端部に、後方へ突出する一対の保護壁３１を有している。両保護壁３１は、基板６０の上面に載置可能とされている。

誘電体４０は合成樹脂製であって、角ブロック状をなし、複数の端子５０が前後方向に貫通して装着されている。各端子５０は、誘電体４０において、上下２段で幅方向に並列し、且つ上下夫々が幅方向に概ね半ピッチずれて、互いに絶縁状態に配置される（図３及び図４を参照）。また、誘電体４０が各端子５０とシールドシェル７０との間に介在することにより、各端子５０とシールドシェル７０とが絶縁状態に保たれる。

各端子５０は、導電性の断面矩形の棒状部材又はピン状部材であって、高周波信号を伝送する信号端子とされている。各端子５０は、図４に示すように、前後方向に延びる相手端子接続部５１と、相手端子接続部５１の後端から下方に延びるリード中間部５２と、リード中間部５２の下端から後方に延びるリード端部５３と、を有している。相手端子接続部５１は、誘電体４０を圧入状態で貫通し、フード部２２内に突出して配置される。シールドコネクタ１０が相手側コネクタに嵌合されると、相手端子接続部５１が相手側コネクタに設けられた図示しない相手端子金具に電気的に接続されるようになっている。

実施例１の場合、上段の各端子５０のリード中間部５２は、下段の各端子５０のリード中間部５２よりも長く、各端子５０のリード中間部５２は、それぞれの下端がほぼ同じ高さに揃えられている。また、各端子５０のリード中間部５２は、幅方向にほぼ一定の間隔をあけて並列に配置されている。

各端子５０のリード端部５３は、基板６０の上面に沿って当接し、基板６０の信号回路用の導体パターンに半田付けして接続される。この場合に、各端子５０のリード端部５３と基板６０との半田付けは、両固定部材３０と基板６０との半田付けとともに、半田リフローによって一括して行われる。

シールドシェル７０は、導電性の金属板材を所定形状に打ち抜いた後、曲げ加工を施すことで形成される。図６及び図７に示すように、シールドシェル７０は、箱形状をなし、天板部７１、一対の側板部７２、底板部７３及び背板部７４（覆い板部）を有している。天板部７１、一対の側板部７２及び底板部７３は、誘電体４０を四方から覆い、ハウジング２０の奥壁部２１の貫通孔２８に嵌合状態で挿入される。

天板部７１は、矩形の平板状をなし、誘電体４０の上面に沿って当接可能に配置される。図４に示すように、天板部７１は、前後中央より少し前寄りの位置に、上方に切り起こされた形態の係止部７５を有している。係止部７５がハウジング２０の奥壁部２１の抜け止め縁部２９に当接することにより、シールドシェル７０が挿入部２７に抜け止め状態に保持される。天板部７１において係止部７５の後端よりも前側の部分は、フード部２２内に突出して配置される。

両側板部７２は、それぞれ、矩形の平板状をなし、天板部７１の幅方向両側の端縁から垂下し、互いに対向して配置される。両側板部７２は、それぞれ、誘電体４０の両側面に沿って当接可能に配置される。両側板部７２は、下端縁が底板部７３に連なる側板前部７６と、下端縁が自由端となる側板後部７７とからなる。図４に示すように、側板後部７７は、側板前部７６の下端縁よりも下方に突出する付加突片部７８を有している。両側板部７２の側板後部７７は、全体が挿入部２７に挿入され、付加突片部７８は、挿入部２７の下側空間に突出して配置される。

図６及び図７に示すように、底板部７３は、両側板部７２の側板前部７６の下端縁から幅方向中央側に向けて突出し、幅方向中央部において前後方向に沿った分割端縁７９を有する一対の閉止板部８１で構成される。両閉止板部８１は、それぞれ、後述する開口部８２を除いて矩形の平板状をなし、誘電体４０の下面に沿って当接可能に配置される。底板部７３は、分割端縁７９を切り欠くようにして両閉止板部８１に跨って開口する矩形状の開口部８２を有している。図４に示すように、底板部７３の開口部８２には、誘電体４０の突出部４１が挿入して係止され、これにより、誘電体４０がシールドシェル７０内に抜け止め状態に保持されるようになっている。

背板部７４は、矩形の平板状をなし、天板部７１の後端縁から垂下し、幅方向両側の端縁が両側板部７２の側板後部７７の後端縁との間に隙間を空けて配置される。図７に示すように、背板部７４と両側板部７２は、互いに略直交して配置される位置関係にある。

図２に示すように、背板部７４は、幅方向に沿って配置される自由端としての下端縁８３を有している。背板部７４は、下端縁８３の幅方向両側の端部から下方に突出し、さらに突出方向の下端部から屈曲して後方に延びる一対の基板接続片８４を有している。両基板接続片８４は、後方に延びる部分が基板６０の上面に沿って当接し、基板６０のアース回路用の導体パターンに半田付けして接続される。両基板接続片８４の上記後方に延びる部分は、各端子５０のリード端部５３を挟んだ幅方向両側に、各リード端部５３と並んで配置される。

また、図４に示すように、背板部７４は、誘電体４０の後面との間に収容空間８５を有し、収容空間８５を挟んで誘電体４０の後面と対向して配置される。収容空間８５は、背板部７４、天板部７１の後部及び両側板部７２の側板後部７７によって区画され、内部に、誘電体４０の後面から露出した各端子５０のリード中間部５２（露出面部分）が収容される。

背板部７４の前面は、各端子５０のリード中間部５２に対面して収容空間８５に臨む内表面８６とされる。背板部７４の後面は、内表面８６と反対側に配置され、遮蔽物なく外部に露出する外表面８７とされる。背板部７４の内表面８６及び外表面８７は、いずれも上下方向にほぼ沿って配置され、背板部７４は、上下方向に実質的に一定の板厚で構成される。背板部７４の下端縁８３は、内表面８６から外表面８７に移行する、板厚方向に沿った境界部分を構成している。

図２及び図３に示すように、背板部７４は、外表面８７に、複数の有底の凹部８８を有している。各凹部８８は、それぞれ同一の形状であって、上下方向に延び、上端が閉止され、下端が背板部７４の下端縁８３に開口している。そして、各凹部８８は、全体として、背板部７４の外表面８７において、幅方向に関し、両基板接続片８４の間で、且つ上下方向中央よりも下側領域に配置されている。また、各凹部８８は、背板部７４の外表面８７において、収容空間８５に突出する各端子５０のリード中間部５２に対し、背面視において、幅方向で隣接するリード中間部５２の間の対向領域（図２の破線間の領域であって、以下、端子間対向領域８９）と重なるようにして個別に配置される。

各凹部８８は、背板部７４の外表面８７を図示しないプレス金型で叩くことによって形成される。図１０に示すように、凹部８８は、幅方向に沿った内奥面９２と板厚方向に沿った一対の内側面９３とからなる角凹状の断面形状を呈している。凹部８８の深さは、背板部７４全体の板厚の半分程度である。また、背板部７４は、プレス金型の叩打によって各凹部８８が形成されるのに伴い、図７に示すように、内表面８６に、各凹部８８に対応して前方へ膨出する膨出部９１を形成する。

シールドコネクタ１０の組み立てに際し、誘電体４０がシールドシェル７０に保持され、シールドシェル７０が奥壁部２１の挿入部２７に挿入されて保持される。

図４に示すように、シールドコネクタ１０が組み立てられた状態において、背板部７４の外表面８７の平面部分（各凹部８８を除く部分）は、ハウジング２０の奥壁部２１の後面とほぼ面一で連なるように配置される。各端子５０の相手端子接続部５１の前側の部分は、誘電体４０の前面から突出してシールドシェル７０の前側の部分とともにフード部２２内に配置される。

各端子５０の相手端子接続部５１の後部及びリード中間部５２は、誘電体４０の後面から収容空間８５に突出して配置される。図２に示すように、各端子５０のリード端部５３は、背板部７４において、両基板接続片８４と下端縁８３との間に区画される背面視角凹状の窓部９４を通して、外部後方に露出して配置される。各端子５０のリード中間部５２の下部は、背板部７４の下端縁８３から窓部９４に露出し、幅方向に並んで配置される。各端子５０のリード端部５３及び両基板接続片８４の後方延出部分は、幅方向に関して両保護壁３１の間に配置され、両保護壁３１によって保護される。

シールドコネクタ１０が基板６０に実装されて固定されると、各端子５０のリード端部５３及び両基板接続片８４の後方延出部分が、それぞれ基板６０の信号回路用及びアース回路用の導体パターンに半田付けして接続される。各端子５０に信号電流が流れると、各端子５０のリード中間部５２に臨む背板部７４の内表面８６に、信号電流と対になる電流（対電流）が流れる。

シールドシェル７０は、両基板接続片８４を介してアース回路用の導体パターンに接地されてはいるが、両基板接続片８４間に、背板部７４の下端縁８３を有している。このため、電流には、図８に示すように、背板部７４の内表面８６から下端縁８３を介して外表面８７に回り込み、背板部７４の外表面８７を流れるものが生じる。特に、電流は、表皮効果によって背板部７４の外表面８７に集中し易いという事情がある。このため、背板部７４の外表面８７には、電流の供給源となる矢印Ａの電流ベクトルが生じ、さらに、電流の消費源（相殺源）となる矢印Ｂの電流ベクトルと、両電流間を流れる矢印Ｃの電流ベクトルが生じる。こうした背板部７４の外表面８７を流れる電流は近傍ノイズの源になり、外部に悪影響を与えることが懸念される。

しかるに本実施例１の場合、背板部７４の端子間対向領域８９に、矢印Ｃの電流ベクトル方向に複数の凹部８８が並んで設けられていることにより、背板部７４の外表面８７において電流密度が増加するのを効果的に抑えることができ、近傍ノイズを低減することができるようになっている。

具体的には、背板部７４の端子間対向領域８９は、各凹部８８を有する分、各凹部８８を有さない場合に比べ、表面積が大きくなる。このため、背板部７４の端子間対向領域８９に各凹部８８を有する実施例１の態様（図９（Ａ））と、背板部７４の端子間対向領域８９に各凹部８８を有さない比較例の態様（図９（Ｂ））とに、各端子５０を流れる信号電流からそれぞれ同量の電流量が間接的に供給されると、実施例１の態様は、図９（Ａ）の矢印のように迂回する分、比較例の態様よりも、単位面積当たりの電流量（電流密度）が小さくなる。また、実施例１の態様の場合、図１０に示すように、凹部８８の両内側面９３が板厚方向に沿って互いに平行に配置されるため、電流は凹部８８の両内側面９３において互いに逆向きの電流ベクトルによって打ち消されることになる。

このため、実施例１の態様は、比較例の態様よりも、シールドシェル７０からの電磁波の放射が抑えられ、近傍ノイズを低減することができるのである。実際のところ、実施例１の態様は、比較例の態様に比べ、近傍ノイズを２〜１５％低減できることが確認された。

以上のとおり、本実施例１によれば、背板部７４の外表面８７における端子間対向領域８９に有底の凹部８８を有しているため、端子間対向領域８９を流れる電流の電流密度を下げることができ、近傍ノイズを低減することができる。その結果、シールドコネクタ１０の本来のシールド機構を支障なく発揮させることができる。

また、凹部８８の下端が背板部７４の下端縁８３に達して開口しているため、電流が背板部７４の外表面８７に回り込む起点となり、電流密度が高くなりがちな下端縁８３側（背板部７４の下部側）において、近傍ノイズを効率良く低減することができる。しかも、各凹部８８は、背板部７４の外表面８７に、各端子５０のリード中間部５２の間と対応して個別に設けられ、全体として複数設けられているため、電流密度を大きく下げることができ、近傍ノイズの低減効果を高めることができる。さらに、背板部７４の外表面８７をプレス金型で叩くことにより、有底の凹部８８を容易に形成することができ、製造の困難性を伴うこともない。

＜他の実施例＞
以下、他の実施例を簡単に説明する。
（１）有底の凹部は、Ｕ字形やＶ字形の断面形状を呈していてもよい。
（２）背板部は、各端子に臨む側とは反対側の外表面で、且つ各端子が幅方向で隣り合う領域と対向する位置に、凸部を有していてもよい。この場合に、凸部は、下端が背板部の下端縁に達しているのが好ましく、また、幅方向に複数並んで配置されているのが好ましい。そして、凸部は、背板部の内表面を金型で叩くことによって形成されてもよい。また、凸部は、四角形、三角形及び半円形のいずれかの断面形状を呈しているとよい。
（３）有底の凹部又は凸部は、背板部の外表面において、各端子が幅方向で互いに隣り合う領域と対向する位置（端子間対向領域）に、複数設けられるものであってもよい。
（４）端子のリード端部は、リード中間部から屈曲せず、基板のスルーホールに挿入接続されるものであってもよい。
（５）本発明は、基板の上面に対し、フード部の開口面が上方を向く垂直型の基板用シールドコネクタにも適用可能である。この場合、各端子は、誘電体から露出する下端部に本発明の露出面を有し、ハウジングは、各端子の下端部を覆う下部周壁に本発明の覆い板部を有しているとよい。
（６）本発明は、基板用コネクタではないコネクタにも適用可能である。この場合、端子は、シールド電線の端部に接続されるものであってもよい。

１０…シールドコネクタ
２０…ハウジング
４０…誘電体
５０…端子
７０…シールドシェル
７４…背板部（覆い板部）
８６…内表面
８７…外表面
８８…凹部
８９…端子間対向領域

Claims

幅方向に並んで配置される複数の端子と、
各端子の外周側を一括して包囲するシールドシェルと、
前記各端子と前記シールドシェルとの間に介在する誘電体と、を備え、
前記シールドシェルは、前記各端子の前記誘電体からの露出面を覆う覆い板部を有し、
前記覆い板部は、前記各端子に臨む内表面とは反対側の外表面で、且つ前記各端子が前記幅方向で隣り合う領域と対向する位置に、有底の凹部又は凸部を有しているシールドコネクタ。
前記各端子の端部は、前記覆い板部の端縁から前記幅方向に並んで露出しており、前記有底の凹部又は凸部は、一端が前記覆い板部の端縁に達している請求項１に記載のシールドコネクタ。
前記有底の凹部又は凸部は、前記幅方向に複数並んで配置される請求項１又は請求項２に記載のシールドコネクタ。
前記覆い板部は、前記各端子に臨む内表面とは反対側の外表面で、且つ前記各端子が前記幅方向で隣り合う領域と対向する位置に、前記有底の凹部を有している請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のシールドコネクタ。