JP4124220B2 - 電磁波遮蔽手段を備えたコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタに関するものであって、より詳しくは信号ピン間に 発生される電界の量を低減させることによって差動インピーダンスを向上させ良質の信号が送信できるコネクタに関するものである。

一般に、コネクタとは回路や機器の相互間を電気的に接続及び離脱させる接続物を指す。コネクタは一般に、絶縁体、コンタクト及び付属品からなり配線を単純化する。また、機器内の空間を効率的に用いることによって電子機器の高密度実装を可能にする。

例えば、ノートＰＣなどのようにＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）モニターを備えた電子機器は、本体の該当印刷回路基板（ＰＣＢ）とモニター間の信号交換が多数のラインを経て行われるので、図１に示したようなソケットコネクタ１とそれに対応するプラグコネクタ（図示せず）とを用いて該当信号を伝達するのが一般的である。

図１を参照すると、通常のソケットコネクタ１は、その長手方向に沿って信号伝達用ピン２が一定間隔で配置され、その胴体はプラグコネクタと締結が可能な構造で形成される。ここで、信号伝達用ピン２の一端は本体のＰＣＢに連結され、他端はＦＰＤモニター側から延長されたリボン線が連結されたプラグコネクタに差し込まれるようになる。このようなソケットコネクタは信号伝達機能のみを行う受動素子であるため、損失や歪曲なく信号を伝達することが重要である。これを満たすためには該当回路とインピーダンスをマッチング（Ｍａｔｃｈｉｎg）させ静電気遮蔽を通じた信号損失を減らすことが重要である。また、電磁波に対する干渉（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＥＭＩ）と耐性（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ：ＥＭＳ）が良好に設計することが重要である。

例えば、ノートＰＣの場合には、およそ０.３Ｖくらいの低電圧差動信号（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ：ＬＶＤＳ）がメインボード内部回路からソケットコネクタとプラグコネクタとを通過してＦＰＤモニターに伝達されるが、この低電圧差動信号は１８０°の位相差を置いて信号が反復的に反転される差動信号である。インピーダンスマッチングのためにはソケットコネクタとプラグコネクタとの信号が伝達されるピンの構造をマッチングさせることが重要である。これとともに、外部から電磁波干渉を抑制し外部への放射を塞いで他の部品に影響がないようにし、信号線間の静電容量を減らすことも重要である。

図２は、従来技術によるソケットコネクタを部分的に示す斜示図である。図２を参照すると、ソケットコネクタは信号伝達用ピンアセンブリ１２が相互ショートされたり撓むようになったりすることを防止するために、信号伝達用ピン１２ａ間に絶縁ブロック１１が差し込まれている。また、ソケットコネクタの全体を外部から包むように構成されたシェル１４を備えている。

しかし、従来技術によるソケットコネクタにおいて、絶縁ブロック１１は単に信号伝達用ピン１２ａの結合状態を維持し形状を維持させる役割のみを果している。また、シェル１４は、主にソケットコネクタの外部からの電磁波の流入のみを防止している。従って、信号伝達用ピン１２a相互間に流出・流入される電磁波を防止することはできなかった。

本発明は、上記のような問題点を解決するために創案されたものであって、コネクタ外部からコネクタ内部への電磁波干渉を遮蔽するだけでなく、大容量信号を高周波で伝送する際に特に問題となり得るコネクタ内部の信号伝達ピンから発生してピン相互間に流出・流入される電磁波まで遮蔽できるコネクタを提供することをその目的とする。

上記目的を達成するための本発明の発明者らは、信号伝達ピン相互間に出入される電磁波を遮蔽するため、ピン間に介在される遮蔽手段を備えるコネクタを提示する。即ち、本発明によるコネクタは、ピン相互間に回路又は電子機器相互間を電気的に接続させるコネクタにおいて、長手方向に沿って一定間隔でピン安着口が形成された絶縁ブロックと上記ピン安着口に対応して差し込まれる信号伝達用ピンアセンブリと、信号伝達用ピン間に介在されてピン間の電界の量を低減させる電磁波遮蔽手段とを含むことを特徴とする。

本発明によると、上記遮蔽手段は、多数の遮蔽突起を備え、上記絶縁ブロックには遮蔽突起安着口が上記信号伝達ピン間に各々介在されるように形成されて、上記遮蔽突起が上記遮蔽突起安着口に各々対応して差し込まれることが望ましい。

さらに望ましくは、上記絶縁ブロック、信号伝達用ピンアセンブリ及び多数の遮蔽突起の結合体の外部に結合されて外部電磁波を遮蔽する外部シェルをさらに含むことができる。

代案として、上記遮蔽手段は、多数の遮蔽突起と、上記多数の遮蔽突起と一体で結合されてその上部を覆うように構成された外部シェルとを備え、上記絶縁ブロックには遮蔽突起安着口が上記信号伝達ピン間に各々介在されるように形成され、上記遮蔽突起が上記遮蔽突起安着口に各々対応して差し込まれることができる。

望ましくは、上記遮蔽突起の最大幅は上記信号伝達用ピン間の距離以下であり、最小幅は上記外部シェルの厚さ以上にすることができる。

上記コネクタは選択的にグラウンドプレートをさらに含み、上記絶縁ブロックにはグラウンドプレート安着口が形成されて、上記グラウンドプレートが上記信号伝達用ピンアセンブリと電気的に絶縁された状態で挿入されることができる。

上記の説明のように、本発明の望ましい実施例によるコネクタは、コネクタ外部とコネクタ内部において電磁波を遮蔽するだけでなく、コネクタ内部の信号伝達ピンから発生して相互間に流出・流入される電磁波を遮蔽することができる。従って、信号伝達用ピン間の電界を低減し差動インピーダンス特性を向上させて、コネクタから良質の信号が歪曲や損失なく伝送されることができる。

本明細書に添付される以下の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明と共に本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果すものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限られて解釈されてはならない。

図１は、通常のソケットコネクタの外観を示す斜示図である。

図２は、従来技術によるコネクタの構成を部分的に示す斜示図である。

図３は、本発明の望ましい実施例によるコネクタの構成を部分的に示す分解斜示図である。

図４は、本発明の望ましい実施例によるコネクタを部分的に示す結合斜示図である。

図５は、本発明の他の実施例によるコネクタで採用された遮蔽手段を部分的に示す斜示図である。

図６は、従来技術によるコネクタにおいて奇数モード（ｏｄｄ ｍｏｄｅ）信号伝達の際にピン間の電界を示す図面である。

図７は、本発明の望ましい実施例によるコネクタにおいて奇数モード信号伝達の際にピン間の電界を示す図面である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先だって、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限られて解釈されてはいけず、発明者は自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されるべきである。従って、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変更例があり得ることを理解すべきである。

以下、本発明の望ましい実施例を説明するに当たって、コネクタの一例であるソケットコネクタを代表的な例として説明する。

図３は、本発明の望ましい実施例によるソケットコネクタの構成を部分的に示す分解斜示図であり、図４は、図３のソケットコネクタが組み立てられた様子を示す斜示図である。

図３及び図４を参照すると、本実施例によるソケットコネクタは、一定間隔でピン安着口１１２が設けられた絶縁ブロック１１０、ピン安着口１１２に差し込まれる信号伝達用ピンアセンブリ１２０、及び信号伝達用ピン１２０ａの相互間の電磁波を塞ぐ遮蔽手段１３０とを含む。

コネクタ胴体を成す絶縁ブロック１１０はアセンブリを成す各々の信号伝達用ピン１２０ａの形態を維持させて、ショートを防止するインシュレータ（ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）であって、その長手方向に沿って一定間隔で形成されるピン安着口１１２を備える。ピン安着口１１２間には下方に一定の長さ分延長されて信号伝達用ピン１１０間に介在されるピン間支持台１１１が設けられる。そして、絶縁ブロック１１０はピン安着口１１２と平行に反復的に配列されるグラウンドプレート安着口１１５を備えることもできる。

一方、絶縁ブロック１１０にはその長手方向に沿って一定間隔で遮蔽突起安着口１１３が設けられる。望ましくは、遮蔽突起安着口１１３はピン間支持台１１１に溝の形態に形成されて、信号伝達用ピン１２０間に介在されるように設けられる。

このような絶縁ブロック１１０の長さはピン安着口１１２の数によって多様な変形が可能である。例えば、本発明がノートＰＣのＦＰＤモニター用ソケットコネクタに用いられる場合には、絶縁ブロック１１０が図１に示されたソケットコネクタに相応する構造で構成され得る。

信号伝達用ピンアセンブリ１２０は絶縁ブロック１１０のピン安着口１１２に各々対応して差し込まれる。ここで、アセンブリを成す各々の信号伝達用ピン１２０ａはバンディングされている一端が、例えば該当ＰＣＢに電気的に連結される。他端はピン安着口１１２に差し込まれて絶縁ブロック１１０に締結されるプラグコネクタ（図示せず）の該当端子と一対一で連結される。

本実施例によると、遮蔽手段１３０は多数の遮蔽突起１３１及び多数の遮蔽突起１３１を相互連結する連結部材１３１を備える。遮蔽突起１３１及び連結部材１３１は最終的に組み立てられた際に接地されるようにすることが望ましい。また、遮蔽突起１３１及び連結部材１３１は電磁波遮蔽機能に優れるように銀又は銅のような導電性材料からなることが望ましい。

遮蔽突起１３１は信号伝達用ピン１２０ａ間に介在されるように絶縁ブロック１１０に設けられた遮蔽突起安着口１１３と相応する形状をして、遮蔽突起安着口１１３に差し込まれる。従って、遮蔽突起１３１の各々は信号伝達用ピン１２０ａ間に介在され得る。

遮蔽突起１３１は、信号伝達用ピン１２０ａの個数より一つ少ない数で構成され、遮蔽突起１３１の最大幅は信号伝達用ピン間の距離以下にすることが望ましい。また、遮蔽突起１３１の遮蔽機能が正しく発揮できるようにその最小幅は後述する外部シェル１３３の厚さ以上にすることが望ましい。

さらに望ましくは、遮蔽突起１３１は絶縁ブロック１１０のピン間支持台１１１の長さよりは短く、遮蔽突起１３１の高さはピン間支持台１１１の高さよりは低く設計して、絶縁ブロック１１０の本来の役割である絶縁に差し支えないようにする。また、遮蔽突起安着口１１３に結合したときに安着口の空間に嵌合されるようにして緩くなるのを防止することが望ましい。

これによって、遮蔽突起１３１は、ソケットコネクタに対して十分な弾性支持力を提供するだけでなく、接地機能をもして信号伝達用ピン間の電磁波を遮蔽する役割を果す。

また、遮蔽手段１３０は、絶縁ブロック１１０、信号伝達用アセンブリ１２０及び多数の遮蔽突起１３１の結合体の外部を包むように構成された外部シェル（ｓｈｅｌｌ）１３３をさらに含むことが望ましい。外部シェル１３３は電磁波遮蔽材料からなる。さらに望ましくは、外部シェルは一対からなった多数の遮蔽突起１３１に対応するように一対１３３、１３３’で構成され得る。これによって、外部の電磁波がソケットコネクタ内部へと流入されることを遮断する。

本実施例によるコネクタは、絶縁ブロック１１０に差し込まれるグラウンドプレート１５０を含むことができる。グラウンドプレート１５０は絶縁ブロック１１０のプレート安着口１１５に差し込まれる導体片であって、絶縁ブロック１１０に締結されるプラグコネクタを弾性的に支持すると同時に接地する機能を行う。このようなグラウンドプレート１５０はグラウンドプレート安着口１１５の数に対応して複数個が備えられて連結バー１５１を介して相互連結された構造を有する。ここで、グラウンドプレート１５０及びグラウンドプレート安着口１１５の幅や個数は円滑な信号伝達のためのグラウンドプレート１５０及び信号伝達用ピン１１０間の静電容量を考慮して多様に変形されることができる。

図５は、本発明の他の実施例によるソケットコネクタに採用された遮蔽手段２３０を部分的に示す斜示図である。

図５を参照すると、遮蔽手段２３０は多数の遮蔽突起２３１及び遮蔽突起２３１に付着された外部シェル２３３が一体で結合される。これによって、遮蔽手段２３０を同一の材料で簡便に成形することができる。

遮蔽突起２３１は信号伝達用ピン１２０ａ間の間隙に各々介在されるように構成された遮蔽突起安着口１１３に相応する形状にする。従って、遮蔽突起安着口１１３に対応して差し込まれることによって絶縁ブロック１１０に結合するようになる。一方、遮蔽突起２３１の最小幅は外部シェル２３３の厚さ以上にすることが望ましい。

一方、多数の遮蔽突起２３１の各々は連結部材２３２にて相互連結され、接地されることが望ましい。

外部シェル２３３は多数の遮蔽突起２３１と一体になるように結合される。また、絶縁ブロック１１０及び信号伝達用ピンアセンブリ１２０の結合体を外部から包むように構成されて、外部からコネクタ内部に電磁波が流入されることを防止する。

上記のような構成を有するコネクタは、信号伝達用ピンに低電圧差動信号の伝達の際に従来に比べて向上された差動インピーダンス特性を満たす信号を提供する。図６は、従来技術によるコネクタで奇数モード（ｏｄｄ ｍｏｄｅ）信号伝達の際のピン間の電界を示す図面であり、図７は、本発明の望ましい実施例によるコネクタで奇数モード信号伝達の際のピン間の電界を示す図面である。

図６を参照すると、奇数モード信号伝達の際、互いに隣り合っている信号伝達用ピン１２ａ、１２ｂ間に矢印で示されたように電界が形成される。一方、図７を参照すると、互いに隣り合っている信号伝達用ピン１２０ａ、１２０ｂ間に遮蔽手段１３０が介在されるので、信号伝達用ピン１２０ａから発生した電界が遮蔽手段１３０によって吸収、遮蔽されて、ピン１２０ｂへと伝達される電界の量がさらに低減される。即ち、図６及び図７を比べると、遮蔽手段がある場合に信号伝達用ピン間の静電容量を低減させ、電界の大きさが遮蔽手段がない場合よりはるかに小さいことを確認することができる。

以上では、コネクタの代表的な例としてソケットコネクタを採用して具体的な説明をしたが、本発明はこれに限られず多様なコネクタの範囲に適用可能であることを理解すべきである。また、たとえ上記で遮蔽手段に対する具体的な構成が開示されたが、本発明の技術的思想は信号伝達用ピン間の電磁波を遮蔽することにあるため、本発明の目的を達成するための範囲内で当業者によって多様に変形されて採用され得る。

上記のように、本発明はたとえ限られた実施例と図面に基づいて説明されたが、本発明はこれに限られず、本発明が属する技術分野において通常な知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求範囲の均等範囲内で多様な修正及び変更が可能なことは言うまでもない。

図１は、通常のソケットコネクタの外観を示す斜示図である。 図２は、従来技術によるコネクタの構成を部分的に示す斜示図である。 図３は、本発明の望ましい実施例によるコネクタの構成を部分的に示す分解斜示図である。 図４は、本発明の望ましい実施例によるコネクタを部分的に示す結合斜示図である。 図５は、本発明の他の実施例によるコネクタで採用された遮蔽手段を部分的に示す斜示図である。 図６は、従来技術によるコネクタにおいて奇数モード（ｏｄｄ ｍｏｄｅ）信号伝達の際にピン間の電界を示す図面である。 図７は、本発明の望ましい実施例によるコネクタにおいて奇数モード信号伝達の際にピン間の電界を示す図面である。

符号の説明

１１０…絶縁ブロック
１１１…ピン間支持台
１１２…ピン安着口
１１３…遮蔽突起安着口
１１５…グラウンドプレート安着口
１２０…信号伝達用ピンアセンブリ
１３０…遮蔽手段
１３１…遮蔽突起
１３３…外部シェル
１５０…グラウンドプレート

Claims (9)

1. 回路又は電子機器相互間を電気的に接続させるコネクタにおいて、
   長手方向に沿って一定間隔でピン安着口が形成された絶縁ブロックと、
   上記ピン安着口に対応して差し込まれる信号伝達用ピンアセンブリと、
   信号伝達用ピン間に介在されてピン間の電界の量を低減させる電磁波遮蔽手段と、
   グラウンドプレートと、を含み、
   上記絶縁ブロックにはグラウンドプレート安着口が形成され、上記グラウンドプレートが上記信号伝達用ピンアセンブリと電気的に絶縁された状態で挿入されることを特徴するコネクタ。
2. 上記遮蔽手段は多数の遮蔽突起を備え、
   上記絶縁ブロックには遮蔽突起安着口が上記信号伝達用ピン間に各々介在されるように形成されて、上記遮蔽突起が上記遮蔽突起安着口に各々対応して差し込まれることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 上記遮蔽突起は、導電性材料からなることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
4. 上記遮蔽手段は、上記多数の遮蔽突起を連結するように構成されて、各々の遮蔽突起を接地させる連結部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
5. 上記遮蔽手段は、
   上記絶縁ブロック、信号伝達用ピンアセンブリ及び多数の遮蔽突起の結合体外部に結合されて外部電磁波を遮蔽する外部シェルをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
6. 上記遮蔽手段は、多数の遮蔽突起と、上記多数の遮蔽突起と一体で結合されてその上部を覆うように構成された外部シェルとを備え、
   上記絶縁ブロックには遮蔽突起安着口が上記信号伝達用ピン間に各々介在されるように形成され、上記遮蔽突起が上記遮蔽突起安着口に各々対応して差し込まれることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
7. 上記遮蔽突起は、導電性材料からなることを特徴とする請求項６に記載のコネクタ。
8. 上記遮蔽手段は、上記多数の遮蔽突起を連結するように構成され、各々の遮蔽突起を接地させる連結部材をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のコネクタ。
9. 上記遮蔽突起の最大幅は上記信号伝達用ピン間の距離以下であり、最小幅は上記外部シェルの厚さ以上であることを特徴とする請求項５ないし請求項８の何れか１項に記載のコネクタ。