JP4837711B2 - 電気コネクタ - Google Patents
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Description
コネクタにおいて、信号コンタクトと平形ケーブルの導体との電気的な接続状態を維持するには、一般に、信号コンタクトで平形ケーブルをクランプし、コンタクト自体の弾性を利用してコンタクトを平形ケーブルの導体に押圧させる。
例えば、特許文献1に開示されたコネクタは、導電性金属板からなり、コネクタの外周囲を覆うシールドケースを備えている。
特許文献2に開示されたコネクタは、信号コンタクトに軸支され、かつ信号コンタクトを加圧する加圧部材と、ハウジングを覆う金属シートとにより電磁波をシールドしている。
また、特許文献2に示したコネクタにおいては、加圧部材(アクチュエータ)と金属シートとの間であって信号コンタクトの上部が開放されている。この開放部分は未シールド領域となるので、特許文献2のコネクタは、電磁波のシールド性(以下、単にシールド性)が不十分である。
本発明は、これらの技術的課題に基づいてなされたもので、作業性の低下を招くことなく、シールド性を十分に備えるコネクタを提供することを目的とする。
ここで、当該開放部分に対応する矩形の領域が未シールド領域となる。コネクタの伝送周波数の波長をλとすると、この未シールド領域の対角線長で定義される最長寸法が1/4λ以下であれば、当該周波数の電磁波はここを通過しない。したがって、開放部分に対応する未シールド領域を分断するシールド経路を形成して、各未シールド領域の最長寸法を1/4λ以下にできれば、開放部分を覆うシールド部材を設けることなく、開放部分のシールド性を確保できる。
このような知見に基づいてなされた本発明は、プリント配線板の表面に実装されて、表面に導電性材料からなるシールド層を有する可撓性の平形ケーブルをプリント配線板に電気的に接続するコネクタであって、絶縁材料によって形成され、一端側から他端側に向けて平形ケーブルの端部が挿入されるハウジングと、ハウジングの幅方向に沿って複数配列され、平形ケーブルの端部をアクチュエータと協働してクランプしてプリント配線板に電気的に接続される信号コンタクトと、ハウジングにおける複数の信号コンタクト間に配置されるシールドコンタクトと、コネクタの一端側または他端側に配置され、信号コンタクトを、開放状態または平形ケーブルをクランプするクランプ状態に切り替え操作するためのカムを有するとともに、クランプ状態においてコネクタの一端側または他端側の上面を覆う導電性材料からなるシールド板を有するアクチュエータと、ハウジングの幅方向の両端にそれぞれ設けられてプリント配線板の接地パターンに電気的に接続されるペグであって、アクチュエータのクランプ状態においてシールド板に接触するペグと、導電性材料からなり、コネクタの他端側または一端側の上面を覆うとともにプリント配線板の接地パターンに接続されるシールドシェルと、を備えることを特徴とする。
平形ケーブル挿入の際に、平形ケーブルと接触するシールドコンタクトの所定範囲までの弾性変形をシールドシェルが妨げないようにしておくことで、平形ケーブルを挿入する際の抵抗を下げて、挿入作業を容易にするためである。
また、本発明のコネクタにおいて、アクチュエータのシールド板とペグとを接触させるには、シールド板の幅方向の両端に設けられた接点片が係止する係止孔を、ペグに設ければよい。別部材を設けることなく、シールド板とペグとの電気的な接続を確保できる。
さらに本発明のコネクタにおいて、表面に導電性材料からなるシールド層を有する平形ケーブルのクランプ状態において、アクチュエータのシールド板と、平形ケーブルのシールド層と、シールドコンタクトと、シールドシェルが、この順で電気的に接続されてシールド経路を形成することが好ましい。平形ケーブルのシールド層が前記開放部分に相当する面積を有していれば、開口部を覆うシールド経路を形成し、シールド性の向上に寄与する。
表面にシールド層を有する平形ケーブルをクランプすると、アクチュエータのシールド板と、平形ケーブルのシールド層と、シールドコンタクトと、シールドシェルがこの順で電気的に接続されてシールド経路を形成する。このシールド経路は、シールド層の面積に応じて前記開放部分を覆うことができる。したがって、表面にシールド層を有する平形ケーブルを本発明のコネクタがクランプすると、シールド性をより一層向上できる。
コネクタ10は、導電パターン及び接地パターン(図示略)を備えたプリント配線板100(図4参照)上に実装される。コネクタ10は、可撓性を有する平形ケーブル300の端部が挿入されることで平形ケーブル300とプリント配線板100を電気的に接続する。なお、コネクタ10において、前後方向については平形ケーブル300が挿入される側を前方とし、上下方向についてはプリント配線板100に実装される側を下方とする。
コネクタ10は、ハウジング11と、ハウジング11のキャビティ12(図4参照)に収容された複数のコンタクト20と、これらのコンタクト20を操作するためのアクチュエータ15とを備えている。コンタクト20は、その表面に金、錫等のめっきが施されている。
カム17は、アクチュエータ15のレバー部16をハウジング11に対して立てた状態(図5(b)〜図6(b))で、フロントコンタクト20f及びリアコンタクト20rは開放され、ハウジング11への平形ケーブル300の挿入が可能となる。図6(c)に示すように、立てた状態からアクチュエータ15を回動操作して図中左側に倒すと、カム17が回動し、アクチュエータ15の下面が平形ケーブル300を介してコンタクト20を押圧し、コンタクト20を、開放状態から平形ケーブル300をコンタクト20でクランプしたクランプ状態に切り替え操作できる。
シールド板18は、アクチュエータ15を閉状態としたときに、アクチュエータ15の下面に露出する接触部18aを有する。シールド板18は、アクチュエータ15を閉状態としたときに、平形ケーブル300の上面を接触部18aによって押圧する。
また、シールド板18の幅方向両端部に接点片18bが形成されている。平形ケーブル300をクランプしている状態で、接点片18bは、後述するペグ40の係止孔42に挿入され、係止孔42の内壁と接触し、シールド板18とペグ40とを電気的に接続させる。
コンタクト20には、ハウジング11のキャビティ12内に前方から挿入されるフロントコンタクト20fと、ハウジング11のキャビティ12内に後方から挿入されるリアコンタクト20rとがある。各々複数のフロントコンタクト20fとリアコンタクト20rとは、ハウジング11の幅方向に沿って交互に配列されている。フロントコンタクト20f及びリアコンタクト20rは、ともに信号伝送用のコンタクトである。
図4(a)に示すように、シールドコンタクト20sは、ハウジング11に装着された状態でハウジング11の後端から前端に向けて延びるベース部201sと、上部ビーム202sと、ベース部201sと上部ビーム202sとを繋ぐ連結部203sとからなる音叉型のコンタクトである。
ベース部201sの前端部にはハウジング11の前端に係止されるストッパ爪209sが形成されている。ハウジング11の前端にストッパ爪209sが係止されることにより、シールドコンタクト20sの後方への移動が規制される。そして、このストッパ爪209sよりも前端側のベース部201sの底面は、プリント配線板100の導電パターン(図示せず)に電気的に接続されるタイン部208sを構成する。
ベース部201sの前後方向中央部には、平形ケーブル300の下面の導電接地パターン(図示せず)に電気的に接続さる接点部204sが上向きに突出している。
ベース部201sの後端部には、ハウジング11の凹部13sに挿入されるキー207sが形成されている。キー207sの上面には突起が形成され、凹部13sの内部でハウジング11の内壁にこの突起が圧入されることにより、シールドコンタクト20sはハウジング11から抜け止めされる。
ベース部201fの前端部には、ハウジング11の前端に係止されるストッパ爪209fが形成されている。ハウジング11の前端にストッパ爪209fが係止されることにより、フロントコンタクト20fの後方への移動が規制される。そして、このストッパ爪209fよりも前端側のベース部201fの底面は、プリント配線板100の導電パターン(図示せず)に電気的に接続されるタイン部208fが構成される。
ベース部201fの前後方向中央部には、平形ケーブル300の下面の導電パターン(図示せず)に電気的に接続される接点部204fが上向きに突出している。
ベース部201fの後端部には、ハウジング11の凹部13fに挿入されるキー207fが形成されている。キー207fの上面には突起が形成され、凹部13fの内部でハウジング11の内壁にこの突起が圧入されることにより、フロントコンタクト20fはハウジング11から抜け止めされる。
上部ビーム202fの前端部205fは、アクチュエータ15のカム17の上方に配置され、カム17の回転に伴ってカム17に押圧される。
上部ビーム202rの前端部205rは、アクチュエータ15のカム17の上方に配置され、カム17の回転に伴ってカム17に押圧される。
連結部203rの底面には、プリント配線板100の導電パターン(図示せず)に電気的に接続されるタイン部208rが形成されている。連結部203rの後端部には、ハウジング11の後端に係止されるストッパ爪209rが形成されている。ハウジング11の後端にストッパ爪209rが係止されることにより、リアコンタクト20rの前方への移動が規制される。また。連結部203rの上面には突起207rが形成され、ハウジング11の内壁にこの突起207rが圧入されることにより、リアコンタクト20rはハウジング11から抜け止めされる。
シールドシェル30は、図2に示すように、前方に向けて突出する延長部32を有している。延長部32は、シールドシェル30を幅方向に概ね3等分する位置に合計2箇所設けてある。延長部32は、平形ケーブル300の挿入時に、シールドコンタクト20sの接点部206sと接触して、シールドシェル30とシールドコンタクト20sとを電気的に接続させる。
図4を参照すれば、アクチュエータ15とシールドシェル30との間に、コンタクト20が外部に露出する開放部が存在することがわかる。
ビーム部41には、ハウジング11の幅方向に貫通する係止孔42が形成されている。平形ケーブル300をクランプしている状態で、係止孔42にシールド板18の接点片18bの先端が挿入されて係止され、係止孔42の内壁に接点片18bが接触することにより、シールド板18とペグ40とを電気的に接続させる。
立てた状態のアクチュエータ15のレバー部16を回動操作し、アクチュエータ15を図中左回りに倒すと、カム17が上部ビーム202f(202r)の前端部205f(205r)の下面に当たり、上部ビーム202f(202r)を上方に押圧する。接点部204f(204r)がキャビティ12に挿入された平形ケーブル300に押圧されると、各接点部204f(204r)が、平形ケーブル300の下面に形成された導電パターンに電気的に接続される。そして、アクチュエータ15の接触部18aと、ベース部201fの接点部204f及び下部ビーム201rの接点部204rとによって平形ケーブル300がクランプされ、接点部204f(204r)と平形ケーブル300との接圧が確保される。アクチュエータ15のレバー部16を、プリント配線板100の表面とほぼ平行な状態となるまで倒すと、カム17によってアクチュエータ15がロックされる。
アクチュエータ15が閉じた当初の状態(図5(a))から、平形ケーブル300が挿入できるように、アクチュエータ15を立てる(図5(b))。平形ケーブル300が挿入される前までは、シールドコンタクト20sの接点部206sとシールドシェル30の延長部32とは接触しておらず、両者間には所定の間隙が設けられている。
平形ケーブル300をハウジング11の受容部14に挿入し(図6(a))、さらに平形ケーブル300を、シールドコンタクト20sの接点部204sと接点部205sとの間を通過させて、受容部14の奥まで押し込む(図6(b))。開放状態における接点部204sと接点部205sとの間隔よりも平形ケーブル300が厚いため、平形ケーブル300は、シールドコンタクト20sの接点部205sと接触して、シールドコンタクト20sの上部ビーム202sを上向きに押圧する。そうすると、シールドコンタクト20sの接点部206sはシールドシェル30の下面と接触し、シールドコンタクト20sとシールドシェル30は電気的に接続される。また、平形ケーブル300を受容部14の奥まで押し込むと、シールドコンタクト20sの接点部204sは平形ケーブル300下面の導電パターンと接触し、シールドコンタクト20sと当該導電パターンとが電気的に接続される。
クランプ状態において、シールドコンタクト20sとシールドシェル30との電気的な接続は維持されている。そして、シールドシェル30は、その接地部31がプリント配線板100に接地接続される。また、アクチュエータ15のシールド板18は、ペグ40を介してプリント配線板100に接地接続される。したがって、シールドシェル30及びシールド板18は、共に接地接続される。
コネクタ10は、開放部分のシールド経路SPを2箇所設けたが、本発明は、これに限定されず、伝送周波数に依存して1箇所又は3箇所以上としてもよい。また、シールド経路SPを設ける位置も適宜設定できる。
シールド板18の接続部18aは、クランプ状態において、平形ケーブル300’のシールド層301に電気的に接続される位置に配置され、平形ケーブル300’のシールド層301を押圧して、シールド板18とシールド層301とが電気的に接続される。また、クランプ状態において、平形ケーブル300’のシールド層301とシールドコンタクト20sの接点部205sとが電気的に接続され、またシールドコンタクト20sの接点部206sとシールドシェル30の延長部32とが電気的に接続される。そうすることにより、シールド板18と、平形ケーブルのシールド層301と、シールドコンタクト20sと、シールドシェル30が、この順で電気的に接続されて共に接地接続されるとともに、シールド経路が形成される。このシールド経路は、シールド層301の投影面にも形成されるので、図6に示したシールド経路SPを越えて、クロスハッチングが施された領域に広く及ぶ。したがって、シールド層301を備えた平形ケーブル300’をコネクタ10に適用すれば、シールド性を向上できる。
また、ハウジング11やコンタクト20等、各部の詳細な構成については、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。
11…ハウジング、12…キャビティ
15…アクチュエータ、15a…カム軸、15b…両端部、16…レバー部、17…カム、
18…シールド板、18a…接触部、18b…接点片、
20…コンタクト、20s…シールドコンタクト、20f…フロントコンタクト、20r…リアコンタクト、201s,201f…ベース部、201r…下部ビーム、202s,202f,202r…上部ビーム、203s,203f,203r…連結部、204s,205s,206s,204f,204r…接点部、
30…シールドシェル、31…接地部、32…延長部
40…ペグ、41…ビーム部、42…係止孔
100…プリント配線板、300…平形ケーブル、301…シールド層
300,300’…平形ケーブル
Claims (5)
- プリント配線板の表面に実装されて、可撓性の平形ケーブルを前記プリント配線板に電気的に接続する電気コネクタであって、
絶縁材料によって形成され、一端側から他端側に向けて前記平形ケーブルの端部が挿入されるハウジングと、
前記ハウジングの幅方向に沿って複数配列され、前記平形ケーブルの端部をアクチュエータと協働してクランプして前記プリント配線板に電気的に接続される信号コンタクトと、
前記ハウジングにおける複数の前記信号コンタクト間に配置されるシールドコンタクトと、
前記電気コネクタの前記一端側または前記他端側に配置され、前記信号コンタクトを、開放状態または前記平形ケーブルをクランプするクランプ状態に切り替え操作するためのカムを有するとともに、前記クランプ状態において前記電気コネクタの前記一端側または前記他端側の上面を覆う導電性材料からなるシールド板を有する前記アクチュエータと、
前記ハウジングの前記幅方向の両端にそれぞれ設けられて前記プリント配線板の接地パターンに電気的に接続されるペグであって、前記アクチュエータの前記クランプ状態において前記シールド板に接触するペグと、
導電性材料からなり、前記電気コネクタの前記他端側または前記一端側の上面を覆うとともに前記プリント配線板の前記接地パターンに接続されるシールドシェルと、
を備え、
表面に導電性材料からなるシールド層を有する前記平形ケーブルの前記クランプ状態において、
前記アクチュエータの前記シールド板と、前記平形ケーブルの前記シールド層と、前記シールドコンタクトと、前記シールドシェルが、この順で電気的に接続されてシールド経路を形成することを特徴とする電気コネクタ。 - 前記シールドコンタクトは、
前記平形ケーブルの挿入前においては、前記シールドシェルとの間に間隙を有しているが、
前記平形ケーブルが挿入されると、前記平形ケーブルから押圧されて前記シールドシェルに接触し、前記シールドシェルと電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の電気コネクタ。 - 前記シールドコンタクトは、
前記プリント配線板の前記接地パターンに接地されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気コネクタ。 - 前記ペグは、前記シールド板の前記幅方向の両端に設けられた接点片が係止する係止孔を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電気コネクタ。
- 前記シールドコンタクトに対応するシールド経路は、前記アクチュエータの前記シールド板と前記シールドシェルとの間であって、前記信号コンタクトの上部にある開放部分を幅方向に分断することを特徴とする請求項1に記載の電気コネクタ。
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