JP6293594B2 - コネクタ - Google Patents

Description

この発明は、コネクタに係り、特に、バックシェルを備えたコネクタに関する。

近年、コンピュータ、携帯電話等の電子機器が広く普及しているが、これらの電子機器は、通常、外部機器と接続して電気信号の伝送を行うためのコネクタを備えている。この種のコネクタとしては、伝送される電気信号が外部からの電磁波により影響を受けることを防止するため、また、伝送される電気信号により発生する電磁波ノイズが周囲の電子機器に影響を与えることを防止するため、コンタクトを保持するインシュレータの外周部を筒状の金属シェルで覆うことにより、電磁妨害（ＥＭＩ）の対策を行うものが望まれている。

ところが、電気信号の高速伝送を行うコネクタにおいては、コネクタの嵌合方向に対するインシュレータの前面部と背面部を除いたインシュレータの外周部を金属シェルで覆うだけでは、十分に電磁波による影響を排除することができないという問題を生じていた。
そこで、例えば、特許文献１には、図１３に示されるように、金属シェル１の後部を金属板からなるカバー２で閉鎖したコネクタが開示されている。
図１４に示されるように、第１インシュレータ３と第２インシュレータ４を組み合わせて複数の第１コンタクト５と複数の第２コンタクト６を保持させ、第１インシュレータ３および第２インシュレータ４の外周部を金属シェル１で覆い、金属板を折り曲げて作製されたカバー２で金属シェル１の後部を閉鎖している。

特開２０１１−１３８７７５号公報

しかしながら、金属シェル１の外側にカバー２を被せることで、金属シェル１の後部を閉鎖するため、その分だけコネクタのサイズが大きくなるという問題がある。
また、高速伝送用コンタクトは、インピーダンスを調整して伝送特性を安定させるために、金属製のカバー２との間隔を所定の値に固定することが望まれる。ところが、特許文献１のコネクタのように、金属シェル１の外側にカバー２を被せる構造では、第１インシュレータ３および第２インシュレータ４に保持された第１コンタクト５および第２コンタクト６と金属シェル１に取り付けられたカバー２との相対位置にばらつきを生じやすく、伝送特性を安定させることが難しくなる。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、電磁波による影響を抑制しながらも、小型で安定した伝送特性を実現することができるコネクタを提供することを目的とする。

この発明に係るコネクタは、１つ以上のコンタクトと、コンタクトを保持するインシュレータと、相手側コネクタとの嵌合方向に対するインシュレータの前面部と背面部を除いたインシュレータの外周部を覆う金属からなる外周シェルと、インシュレータの背面部を覆う金属からなると共にインシュレータに保持される被保持部を有するバックシェルとを備え、インシュレータは、バックシェル保持部を有し、バックシェル保持部にバックシェルの被保持部を保持させることによりバックシェルはインシュレータに保持され、バックシェルは、基板に実装固定されるバットジョイント型端子を有し、外周シェルは、基板に形成されたスルーホールに挿入されてはんだ固定される脚部を有し、バックシェルのバットジョイント型端子は、外周シェルの脚部に隣接して配置され、外周シェルの脚部を基板のスルーホールにはんだ付けする際に形成されるはんだフィレットによりスルーホールの基板表面側のパッド部分に固定されるものである。

好ましくは、バックシェルの被保持部は、インシュレータに向かって突出する爪部を有し、インシュレータのバックシェル保持部は、インシュレータの背面部に形成された爪部挿入孔からなり、バックシェルの爪部をインシュレータの爪部挿入孔に圧入することによりバックシェルがインシュレータに保持される。

バックシェルは、外周シェルの内面に接続されるばね接点部を有することが好ましい。
また、バックシェルは、相手側コネクタとの嵌合方向から見て外周シェルの内側に配置されることが好ましい。

この発明によれば、相手側コネクタとの嵌合方向に対するインシュレータの前面部と背面部を除いたインシュレータの外周部が金属からなる外周シェルで覆われ、インシュレータのバックシェル保持部にバックシェルの被保持部を保持させることによりインシュレータに保持された金属からなるバックシェルでインシュレータの背面部が覆われるので、電磁波による影響を抑制しながらも、小型で安定した伝送特性を実現することが可能となる。

この発明の実施の形態に係るコネクタを示す斜視図である。 実施の形態に係るコネクタを示す正面図である。 実施の形態に係るコネクタを示す背面図である。 実施の形態のコネクタに用いられたバックシェルを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 実施の形態のコネクタに用いられたバックシェルの展開図である。 実施の形態に係るコネクタを示す断面図である。 実施の形態に係るコネクタの組み立て図である。 インシュレータにバックシェルを取り付ける様子を示す斜視図である。 インシュレータに対するバックシェルの取り付け部分を示す部分拡大断面図である。 基板に実装された実施の形態のコネクタを示す斜視図である。 基板に実装固定されたバックシェルのバットジョイント型端子を示す断面図である。 基板に実装された実施の形態のコネクタを示す断面図である。 従来のコネクタを示す斜視図である。 従来のコネクタの組み立て図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に、実施の形態に係るコネクタ１１を示す。このコネクタ１１は、携帯機器および情報機器等の電子機器内における基板に固定されるレセプタクルコネクタで、外周シェル１２を有し、図２に示されるように、外周シェル１２の内部にインシュレータ１３が配置され、インシュレータ１３により複数のコンタクト１４が保持されている。
外周シェル１２は、金属から形成され、相手側コネクタとの嵌合方向に対するインシュレータ１３の前面部と背面部を除いたインシュレータ１３の外周部を覆っており、基板に実装するための複数のシェル脚部１２Ａがコネクタ１１の嵌合方向に対して垂直な方向に突出形成されている。

図３に示されるように、コネクタ１１の背部には、金属から形成されたバックシェル１５が配置され、このバックシェル１５によりインシュレータ１３の背面部が覆われている。バックシェル１５は、コネクタ１１の相手側コネクタとの嵌合方向から見て、外周シェル１２の外周部よりも小さなサイズに形成されており、外周シェル１２の内側に配置されている。

図４（Ａ）に示されるように、バックシェル１５は、インシュレータ１３の背面部を覆うためのほぼ矩形の平板状のバックシェル本体１５Ａを有し、バックシェル本体１５Ａの上端からバックシェル本体１５Ａに対して垂直方向にばね接点部１５Ｂが突出して形成されている。また、バックシェル本体１５Ａの両側部から、それぞれ、インシュレータ１３に保持される被保持部として、ばね接点部１５Ｂと同一の方向にほぼ矩形の爪部１５Ｃが突出して形成されている。さらに、バックシェル本体１５Ａの両側の下部から、それぞれ、バックシェル本体１５Ａと同一面上に沿って下方にバットジョイント型端子１５Ｄが突出して形成されている。
また、図４（Ｂ）に示されるように、それぞれの爪部１５Ｃは、下方に向かって突出する２つの突起１５Ｅを有している。

このようなバックシェル１５は、図５に示されるようにバックシェル本体１５Ａに対応する平板部１６Ａの上部に突出部１６Ｂを有すると共に平板部１６Ａの両側部にそれぞれ突出部１６Ｃを有する形状に切り抜かれた金属板１６に曲げ加工を施すことにより形成することができる。すなわち、突出部１６Ｂを２本の平行な折り曲げ線Ｌ１およびＬ２でそれぞれ折り曲げることによりばね接点部１５Ｂが形成され、双方の突出部１６Ｃをそれぞれ折り曲げ線Ｌ３で折り曲げることによりバックシェル本体１５Ａの両側部に配置された一対の爪部１５Ｃが形成される。なお、一対のバットジョイント型端子１５Ｄは、金属板１６が切り抜かれた当初から、バックシェル本体１５Ａに対応する平板部１６Ａの両側の下部に形成されている。

図６に示されるように、外周シェル１２の前端の内部に、相手側コネクタが挿入される相手側コネクタ収容部１２Ｂが形成され、外周シェル１２の後端の内部にはインシュレータ１３が収容されている。
インシュレータ１３の後端の上部には、段差部１３Ａが形成され、この段差部１３Ａにより、外周シェル１２の後端の内部上面との間にばね接点挿入部１２Ｃが形成されている。そして、バックシェル１５のばね接点部１５Ｂが外周シェル１２の後端とインシュレータ１３の後端との間に形成されたばね接点挿入部１２Ｃに挿入された状態で、バックシェル１５がインシュレータ１３の背面部に配置されている。ばね接点部１５Ｂが、ばね接点挿入部１２Ｃ内で弾性変形して外周シェル１２の後端の内部上面に押しつけられ、これにより、外周シェル１２とバックシェル１５とが電気的に接続されている。

インシュレータ１３に保持されている複数のコンタクト１４は、それぞれ、前端に相手側コネクタ収容部１２Ｂに露出する接点部１４Ａを有し、中間部分にインシュレータ１３に埋め込まれて固定されるインシュレータ固定部１４Ｂを有し、後端に図示しない基板に実装固定される基板実装部１４Ｃを有している。接点部１４Ａは、相手側コネクタ収容部１２Ｂに挿入された相手側コネクタのコンタクトに接触するもので、接点部１４Ａとインシュレータ固定部１４Ｂとが、互いに同一平面上に平板状に延びている。インシュレータ固定部１４Ｂに接続される基板実装部１４Ｃは、インシュレータ１３の背部に突出し、インシュレータ固定部１４Ｂに対し屈曲してバックシェル１５の下側に露出している。

コネクタ１１は、図７に示されるように、複数の信号コンタクト１４のインシュレータ固定部１４Ｂがインシュレータ１３内に埋設されるように、複数の信号コンタクト１４を、インシュレータ１３を形成する樹脂と共にインサート成型した後、インシュレータ１３を外周シェル１２の内部に圧入し、さらに、インシュレータ１３の背面部にバックシェル１５を取り付けることで製造することができる。

インシュレータ１３の背面部の両側部に、それぞれ、バックシェル保持部として爪部挿入孔１３Ｂが形成されており、バックシェル１５は、これらの爪部挿入孔１３Ｂを利用してインシュレータ１３に取り付けられる。すなわち、図８に示されるように、バックシェル１５は、ばね接点部１５Ｂを外周シェル１２の後端の上部内面とインシュレータ１３の段差部１３Ａとの間に形成されたばね接点挿入部１２Ｃに挿入しつつ、一対の爪部１５Ｃを、インシュレータ１３の背面部の両側部に形成された爪部挿入孔１３Ｂに圧入することにより、インシュレータ１３に保持され固定される。

このとき、図９に示されるように、インシュレータ１３の爪部挿入孔１３Ｂは、バックシェル１５の爪部１５Ｃの突起１５Ｅが形成された部分の高さＨ１よりもわずかに小さい高さを有しており、爪部１５Ｃを爪部挿入孔１３Ｂに圧入することで、突起１５Ｅが爪部挿入孔１３Ｂの内面に食い込むように押しつけられ、これにより、バックシェル１５がインシュレータ１３に強固に保持される。

また、バックシェル本体１５Ａの表面がインシュレータ１３の背面に接触するまで爪部１５Ｃを爪部挿入孔１３Ｂに圧入することにより、インシュレータ１３に対するバックシェル１５の相対位置が安定したものとなる。すなわち、インシュレータ１３に保持されている複数のコンタクト１４に対するバックシェル１５の相対位置が安定化する。
さらに、バックシェル１５をインシュレータ１３の背面部に取り付けたときには、図３に示されるように、バックシェル１５の一対のバットジョイント型端子１５Ｄが、それぞれ対応する外周シェル１２のシェル脚部１２Ａに隣接する位置に配置される。

コネクタ１１は、図１０に示されるように、基板２１上に搭載された状態で使用される。基板２１に形成されたスルーホール２１Ａに外周シェル１２のシェル脚部１２Ａを挿入し、はんだ付けして実装固定することにより、外周シェル１２が基板２１に搭載される。このとき、図１１に示されるように、バックシェル１５のバットジョイント型端子１５Ｄは、外周シェル１２のシェル脚部１２Ａに隣接する位置にあるので、外周シェル１２のシェル脚部１２Ａを基板２１のスルーホール２１Ａにはんだ付けする際に形成されるはんだフィレットＦによりスルーホール２１Ａの基板表面側のパッド部分に固定される。

すなわち、外周シェル１２のシェル脚部１２Ａを基板２１のスルーホール２１Ａにはんだ付けすることで、外周シェル１２の基板２１への搭載と同時にバックシェル１５のバットジョイント型端子１５Ｄを基板２１のスルーホール２１Ａに接続することができ、外周シェル１２およびバックシェル１５が、基板２１のスルーホール２１Ａを介してグランド電位に接続される。
また、図１２に示されるように、複数の信号コンタクト１４の基板実装部１４Ｃが、それぞれ、基板２１上の対応する接続パッド２１Ｂにはんだ付けされて実装固定され、例えば基板２１上に搭載されている図示しない電子回路に接続される。

このように、複数の信号コンタクト１４を保持するインシュレータ１３の前面部と背面部を除いた外周部を外周シェル１２で覆うと共にインシュレータ１３の背面部をバックシェル１５で覆った状態で、電磁波による影響を抑制しつつ信号伝送を行うことができる。
バックシェル１５は、一対の爪部１５Ｃを、インシュレータ１３の背面部の両側部に形成された爪部挿入孔１３Ｂに圧入することでインシュレータ１３に固定され、コネクタ１１の相手側コネクタとの嵌合方向から見て、外周シェル１２の外周部よりも小さなサイズに形成されており、外周シェル１２の内側に配置されているので、小型のコネクタ１１が実現される。
また、バックシェル１５を、外周シェル１２ではなく、インシュレータ１３の背面部に固定するので、インシュレータ１３に保持されている複数のコンタクト１４に対するバックシェル１５の相対位置が安定化し、高速伝送を行っても安定した伝送特性を得ることが可能となる。

また、バックシェル１５は、外周シェル１２の外周部に被さる形状ではなく、コネクタ１１の嵌合方向から見て外周シェル１２の内側に配置されるので、バックシェル本体１５Ａが外周シェル１２に対応した形状に切り抜かれた金属板を用いることで、外周シェル１２の形状に関わらずに容易にバックシェル１５を作製することができる。例えば、コネクタ１１の嵌合方向から見て、外周シェル１２が丸みを帯びた形状を有する場合であっても、外周シェル１２に対応した丸みを有するようにバックシェル本体１５Ａが切り抜かれた金属板を用いれば、コネクタ１１の嵌合方向から見て外周シェル１２の内側に配置されるバックシェル１５が作製される。

なお、外周シェル１２のシェル脚部１２Ａに隣接するバットジョイント型端子１５Ｄをバックシェル１５に形成する代わりに、外周シェル１２のシェル脚部１２Ａから離れた位置にバックシェル脚部を形成し、このバックシェル脚部を基板２１に形成された専用のスルーホールまたは接続パッドにはんだ付けすることもできる。ただし、上記の実施の形態のように、バックシェル１５のバットジョイント型端子１５Ｄを外周シェル１２のシェル脚部１２Ａに隣接させ、シェル脚部１２Ａを基板２１のスルーホール２１Ａにはんだ付けする際に形成されるはんだフィレットＦによってバックシェル１５のバットジョイント型端子１５Ｄをスルーホール２１Ａの基板表面側のパッド部分に固定すれば、バックシェル１５のために新たにスルーホールまたは接続パッドを基板２１に形成する必要がないので、省スペース化を図ることができ、また、外周シェル１２の基板２１への搭載と同時にバックシェル１５の基板への接続を行うことができ、好ましい。

また、上記の実施の形態では、バックシェル１５がばね接点部１５Ｂを有し、ばね接点部１５Ｂが外周シェル１２の後端の内部上面に押しつけられることにより、外周シェル１２とバックシェル１５とが電気的に接続されているが、これに限るものではなく、例えば、バックシェル１５を外周シェル１２に溶接することで電気的な接続を行ってもよい。
さらに、バックシェル１５の一対の爪部１５Ｃがインシュレータ１３の一対の爪部挿入孔１３Ｂに圧入されているが、バックシェル１５がインシュレータ１３に保持されていればよく、圧入以外の各種の方法でバックシェル１５をインシュレータ１３に固定することもできる。
インシュレータ１３に保持されるコンタクト１４の個数は制限されるものではなく、１つ以上のコンタクト１４が保持されていればよい。

１ 金属シェル、２ カバー、３ 第１インシュレータ、４ 第２インシュレータ、５ 第１コンタクト、６ 第２コンタクト、１１ コネクタ、１２ 外周シェル、１２Ａ シェル脚部、１２Ｂ 相手側コネクタ収容部、１２Ｃ ばね接点挿入部、１３ インシュレータ、１３Ａ 段差部、１３Ｂ 爪部挿入孔、１４ コンタクト、１４Ａ 接点部、１４Ｂ インシュレータ固定部、１４Ｃ 基板実装部、１５ バックシェル、１５Ａ バックシェル本体、１５Ｂ ばね接点部、１５Ｃ 爪部、１５Ｄ バットジョイント型端子、１５Ｅ 突起、１６ 金属板、１６Ａ 平板部、１６Ｂ，１６Ｃ 突出部、２１ 基板、２１Ａ スルーホール、２１Ｂ 接続パッド、Ｆ はんだフィレット、Ｌ１〜Ｌ３ 折り曲げ線、Ｈ１ 爪部の高さ。

Claims (4)

1. １つ以上のコンタクトと、
   前記コンタクトを保持するインシュレータと、
   相手側コネクタとの嵌合方向に対する前記インシュレータの前面部と背面部を除いた前記インシュレータの外周部を覆う金属からなる外周シェルと、
   前記インシュレータの背面部を覆う金属からなると共に前記インシュレータに保持される被保持部を有するバックシェルと
   を備え、前記インシュレータは、バックシェル保持部を有し、前記バックシェル保持部に前記バックシェルの前記被保持部を保持させることにより前記バックシェルは前記インシュレータに保持され、
   前記バックシェルは、基板に実装固定されるバットジョイント型端子を有し、
   前記外周シェルは、前記基板に形成されたスルーホールに挿入されてはんだ固定される脚部を有し、
   前記バックシェルの前記バットジョイント型端子は、前記外周シェルの前記脚部に隣接して配置され、前記外周シェルの前記脚部を前記基板の前記スルーホールにはんだ付けする際に形成されるはんだフィレットにより前記スルーホールの基板表面側のパッド部分に固定されることを特徴とするコネクタ。
2. 前記バックシェルの前記被保持部は、前記インシュレータに向かって突出する爪部を有し、
   前記インシュレータの前記バックシェル保持部は、前記インシュレータの前記背面部に形成された爪部挿入孔からなり、
   前記バックシェルの前記爪部を前記インシュレータの前記爪部挿入孔に圧入することにより前記バックシェルが前記インシュレータに保持される請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記バックシェルは、前記外周シェルの内面に接続されるばね接点部を有する請求項１または２に記載のコネクタ。
4. 前記バックシェルは、相手側コネクタとの嵌合方向から見て前記外周シェルの内側に配置される請求項１〜３のいずれか一項に記載のコネクタ。

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