JP5006140B2 - コネクタ及びコネクタユニット - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に搭載されるコネクタユニット及びコネクタに関し、特に、コネクタユニットの筐体内部に配設された基板の端部にコネクタが実装されているコネクタユニット及びコネクタに関する。

従来、筐体内部に配設された基板の端部にコネクタが取り付けられたコネクタユニットとして、例えば、特許文献１〜特許文献３に開示されているコネクタユニットが知られている。これら特許文献１〜特許文献３においては、高周波特性の改善を目的とした様々な構造についての提案がなされている。
特開２００４−２７３２３６号公報 特開２００３−２０３７１６号公報 特開平８−４５６２０号公報

本発明は、特許文献１〜特許文献３とは異なる構成を有し、且つ、より改善された高周波特性を有するコネクタユニットを提供することを目的とする。

高周波特性を改善するためには、同軸ケーブルにおける伝送状態を可能な限り維持しつつ、基板上の配線等との電気的接続を図ることが好ましい。基板とコネクタのみで構成された場合には問題はないが、コネクタ等を筐体に実装した場合には筐体を介するマルチパスの伝送状態が発生する。これを防ぐためには、外部導体と筐体との間を物理的に切り離すことが有効である。

しかしながら、外部導体と筐体の間に隙間を設けた状態で反射損失を測定してみたところ、図６に示されるように、高周波領域において特定の周波数の信号の減衰が生じていることが確認された。これは、外部導体と筐体の間に設けられた隙間がキャパシタとして機能し、特定の周波数において共振が生じてしまっていることが原因であると考えられる。

そこで、本発明においては、外部導体と筐体の間に単に隙間を設けるだけではなく、当該隙間がキャパシタとして機能しないように（即ち、高周波領域において電気的なパスとして機能してしまわないように）、高周波領域でハイインピーダンスを呈する部材を当該隙間に設けることとした。

即ち、本発明によれば、第１のコネクタとして、筐体内部に配設された基板の端部に実装されるコネクタにおいて、
コンタクトと、前記コンタクトの少なくとも一部を囲む外部導体と、高周波領域でハイインピーダンスを呈する部材とを有しており、
該部材を前記筐体に形成された開口部の内面に位置させるように、前記部材を前記外部導体の周囲に固着させることを特徴とするコネクタが得られる。

更に、本発明によれば、第２のコネクタとして、第１のコネクタにおいて、前記部材は、電磁波吸収部材であるコネクタが得られる。

即ち、本発明によれば、第１のコネクタユニットとして、筐体と、前記筐体に取り付けられた基板と、前記基板の端部に配設されたコネクタとを備えるコネクタユニットにおいて、前記コネクタは、コンタクトと前記コンタクトの少なくとも一部を囲う外部導体とを有し、前記筐体は、前記コネクタを挿通する開口部を有し、前記基板は、前記コンタクトに電気的に接続された伝送路と、前記外部導体及び前記筐体に電気的に接続された導体部とを有し、高周波領域でハイインピーダンスを呈する部材を前記開口部の内面と前記外部導体の間に配設してなるコネクタユニットが得られる。

また、本発明によれば、第２のコネクタユニットとして、前記第１のコネクタユニットにおいて、前記部材は、電磁波吸収部材であるコネクタユニットが得られる。

また、本発明によれば、第３のコネクタユニットとして、前記第１又は前記第２のコネクタユニットにおいて、前記筐体は、前記基板を支える支持部を有し、前記外部導体は、前記筐体内に配設された後端部をもち、前記後端部は、前記支持部から離れた位置に配設されているコネクタユニットが得られる。

また、本発明によれば、第４のコネクタユニットとして、前記第１乃至前記第３のコネクタユニットにおいて、前記コネクタは、高周波回路用同軸コネクタであるコネクタユニットが得られる。

本発明によれば、高周波領域においてハイインピーダンスを呈する部材を筐体と外部導体との間に挿入したことにより、高周波領域においても筐体と外部導体との間に電気的なパスを生じさせないこととし、それによって同軸ケーブルによる伝送状態を可能な限り維持しつつ、信号等を基板まで導くことができることから、高周波特性の向上を図ることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態によるコネクタユニット１について図１及び図２を用いて詳細に説明する。図１は第１の実施形態のコネクタユニット１の部分拡大図である。図２は、図１に示す２−２線で切断したコネクタユニット１の断面図である。図１に示されるように、本実施形態のコネクタユニット１は筐体１０、基板２０及びコネクタ３０で構成されている。

筐体１０は底部１１と、底部１１の外縁から上方に向かって垂直に立設された側壁１２とを有している。側壁１２には筐体１０の内部から外部につながる開口部１３が設けられており、底部１１には開口部１３の下部から側壁１２に直交する方向に沿って筐体１０の内部に延設された溝１４が設けられている。

基板２０は、基板２０の端部から延設された伝送路２１が配設された上面２２と、底部１１に接触している下面２３を有している。更に、基板２０は複数の第１のねじ止め部２４と、伝送路２１を挟むようにして基板２０の端部付近に設けられた２つの第２のねじ止め部２５を備えており、第１のねじ止め部２４と第２のねじ止め部２５の間は図示しない導体部によって電気的に接続されている。基板２０は、第１のねじ止め部２４で底部１１にねじ止めされており、基板２０の導体部が第１のねじ止め部２４を通じて筐体１０に電気的に接続されている。

図２に示すように、コネクタ３０はコンタクト３１とハウジング３２と外部導体３３で構成された高周波回路用同軸コネクタである。

コンタクト３１は、前後方向に沿って直線状に形成されており、前端には図示しない相手方コネクタのオス型のコンタクトと接続可能に形成されたメス型の接触部３４をもつ。コンタクト３１の後端には、前端及び中央より径の小さい端子部３５が設けられている。なお、相手方コネクタがメス型のコンタクトを有している場合、コンタクト３１はオス型の接触部３４を持つ。

ハウジング３２は、コンタクト３１を覆うように配設されている。コンタクト３１の前端の接触部３４は前方に向かって露出しており、後端の端子部３５はハウジング３２の外に突出している。

外部導体３３は第１の部材３６に第２の部材３７の一部を内嵌めして一体的に組み合わせることにより接続部３８、中央部３９、及び２つの固定部４０から構成されている。中央部３９は直方体形状をもち、前方を向き中央に円型開口をもつ前面４１と、後方を向き中央に小さな円型開口をもつ後端面４２を有し、更に前面４１と後端面４２を接続し、コンタクト３１及びハウジング３２の前後方向中央部を囲うように設けられた側面４３をもつ。接続部３８は前面４１の円型開口縁部から前方に向けてコンタクト３１及びハウジング３２を囲うように筒状に突設されており、相手方コネクタの外部導体を固定できるように外周面にねじ山が設けられている。２つの固定部４０は後端面４２の上下方向の中央付近であって、上下方向及び前後方向に直交する幅方向における両端から後方に向けて突設されている。各固定部４０にはねじ穴が設けられている。コンタクト３１後端の端子部３５は、２つの固定部４０の間に配設されるように、後端面４２から後方に突出している。

コネクタ３０は、コンタクト３１の接続部３８が筐体１０の外部に位置し、端子部３５が筐体１０の内部に位置するように、筐体１０の開口部１３に挿通されている。コンタクト３１の端子部３５は、基板２０の端部で伝送路２１に電気的に接続されている。コンタクト３１は、基板２０の上面に対して平行となるように保持されている。各固定部４０は、基板２０の第２のねじ止め部２５にねじ２６でねじ止めされている。これにより、コネクタ３０全体は基板２０端部に固定され、外部導体３３が基板２０の導体部に電気的に接続されている。外部導体３３の中央部３９の側面４３の中央付近は開口部１３に囲まれている。外部導体３３は、基板２０の導体部を通じて筐体１０と間接的に電気的に接続されており、直接には電気的に接続されていない。

中央部３９の側面４３は電磁波吸収部材４９で覆われている。少なくとも開口部１３内面と外部導体３３との間には電磁波吸収部材４９が配設されており、本実施形態の電磁波吸収部材４９の前後方向における長さは、側壁１２の厚さよりも大きな値をもつため開口部１３外でも外部導体３３の一部が電磁波吸収部材４９によって覆われている。

第１の実施形態によれば、筐体１０とコネクタ３０の外部導体３３との間に電磁波吸収部材４９を挿入したことから、コネクタ３０の外部導体３３と筐体１０とを高周波領域において直接接続するような電気的パスをなくすことができる。図５は、第１の実施の形態による構成の場合の信号の反射損失特性を示したものであるが、図６と比較すると明らかなように、電磁波吸収部材４９を挿入したことにより、明らかに特性の向上が図られたことが理解できる。

なお、第１の実施形態の電磁波吸収部材４９は、ノイズ抑制シートの形態をもつものであるが、塗料形態やめっき形態の電磁波吸収部材であってもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のコネクタユニット３について図３及び図４を用いて説明する。図３及び図４に示されるように、第２の実施形態におけるコネクタユニット３の構造は、前述の第１の実施形態のコネクタユニット１の構造と多くの点において共通するものであるので、以下においては、共通部分についての説明は省略し、差異についてのみ言及する。

図３は本発明の第２の実施形態によるコネクタユニット３の部分拡大図である。図４は、図３に示す４−４線に沿って切断したコネクタユニット３の断面図である。

図４に示すように、本実施形態の筐体５０の底部５１には開口部１３の下部から筐体５０内へ向けて凹設された窪み５４が形成されている。窪み５４の最も奥には、開口部１３側に向いた対向面５３が配設されている。基板２０は、下面２３を底部５１に密着させるようにねじ止めされている。基板２０の上面２２の端部には、はんだ固定用の取付部が設けられており、取付部と第１のねじ止め部２４は図示しない導体部で接続されている。外部導体３３の固定部４０は、導体部にはんだで固定されている。コネクタ３０の外部導体３３が基板２０の導体部を通じて筐体５０に電気的に接続されている。第１の実施形態と同様に外部導体３３と筐体５０の開口部１３の内面との間は直接には電気的に接続されておらず、外部導体３３と開口部１３の内面の間には電磁波吸収部材４９が設けられている。

第２の実施形態ではコネクタ３０の後端面部４２と対向面５３は非接触状態で配設され、後端面部４２は対向面５３から距離ｄだけ離れて取り付けられている。

第２の実施形態によれば外部導体３３と筐体５０の底部５１の電磁的結合を減らすことができる。

本実施形態では、中央部３９は直方体形状であるが、丸形形状でも良い。

本発明の第１の実施形態によるコネクタユニットの部分拡大図を示す図である。 図１のコネクタユニットの２−２断面図である。 本発明の第２の実施形態によるコネクタユニットの部分拡大図を示す図である。 図２のコネクタユニットの４−４断面図である。 コネクタの外部導体と筐体との間に電磁波吸収部材を設けた場合の信号の反射損失を表すグラフである。 コネクタの外部導体と筐体との間に単に隙間を設けた場合の信号の反射損失を表すグラフである。

符号の説明

１、３ コネクタユニット
１０、５０ 筐体
１１、５１ 底部（支持部）
１２、５２ 側壁
１３ 開口部
１４ 溝
２０ 基板
２１ 伝送路
２２ 上面
２３ 下面
２４ 第１のねじ止め部
２５ 第２のねじ止め部
３０ コネクタ
３１ コンタクト
３２ ハウジング
３３ 外部導体
３４ 接触部
３５ 端子部
３６ 第１の部材
３７ 第２の部材
３８ 接続部
３９ 中央部
４０ 固定部
４１ 前面
４２ 後端面
４３ 側面
４９ 電磁波吸収部材
５３ 対向面
５４ 窪み

Claims (4)

1. 筐体と、前記筐体に取り付けられた基板と、前記基板の端部に配設されたコネクタとを備えるコネクタユニットにおいて、
   前記コネクタは、コンタクトと前記コンタクトの少なくとも一部を囲う外部導体とを有し、
   前記筐体は、前記コネクタを挿通する開口部を有し、
   前記基板は、前記コンタクトに電気的に接続された伝送路と、前記外部導体及び前記筐体に電気的に接続された導体部とを有し、
   高周波領域でハイインピーダンスを呈する部材を前記開口部の内面と前記外部導体の間に配設してなる
   コネクタユニットであって、
   前記外部導体は、前記基板の前記導体部を通じて前記筐体と電気的に接続されており、
   前記外部導体は、前記筐体と直接には電気的に接続されていない
   コネクタユニット。
2. 前記部材は、電磁波吸収部材である
   請求項１記載のコネクタユニット。
3. 前記筐体は、前記基板を支える支持部を有し、
   前記外部導体は、前記筐体内に配設された後端部をもち、
   前記後端部は、前記支持部から離れた位置に配設されている
   請求項１又は請求項２に記載のコネクタユニット。
4. 前記コネクタは、高周波回路用同軸コネクタである
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコネクタユニット。

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