JP7103545B1 - 電気コネクタ - Google Patents

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Abstract

シールドケーブルが電磁ノイズを遮断するシールド性能を発揮するためには、シールドケーブルの外部導体を、電子機器などを収納する金属筐体に接地させる必要がある。そこで、コネクタの外周面が樹脂で覆われている場合は、シールドケーブルの外部導体がコネクタを介して接続先の回路基板のグランド線へ導通するように構成し、接地させていた。このようなコネクタは、外部導体が基準電位となる金属筐体に導通するまでの経路長が長くなるため、シールドケーブルの外部導体と導通するコネクタの外周を金属筐体へ直接接続する場合と比較してインピーダンスが高くなり、シールド性能の劣化を招いていた。
本開示によれば、電気コネクタはコネクタ外周面の樹脂を貫通し、外部導体と導通する導通部を有するので、シールドケーブルの外部導体が金属筐体へ導通するまでの経路長が長くなることを抑えることができる。

Description

本開示は、電気コネクタに関する。
ケーブルから放射する電磁ノイズを低減するため、信号を伝達する内部導体の外周面を外部導体で囲んだシールドケーブルがある。このようなシールドケーブルが電磁ノイズを遮断するシールド性能を発揮するためには、シールドケーブルの外部導体を、電子機器などを収納する金属筐体に接地させる必要がある。そこで、シールドケーブルを金属筐体に収容された回路基板へ接続する際、シールドケーブルの外部導体と導通するコネクタの外周を金属筐体へ直接接触させ、シールドケーブルの外部導体を接地させる方法があった。 また、特許文献１のようにコネクタの外周面が樹脂で覆われている場合は、シールドケーブルの外部導体がコネクタを介して接続先の回路基板のグランド線へ導通するように構成し、接地させていた。
特開２００２－２１６９１０号公報
特許文献１に開示されたコネクタのように、シールドケーブルの外周面を樹脂で覆うことでコネクタの外周面に絶縁性を持たせることができ、また、樹脂の色を変えることで接続先を区別しやすくすることができる。しかし、このようなコネクタを用いてシールドケーブルの外部導体を回路基板のグランド線を介して接地させる場合、外部導体が基準電位となる金属筐体に導通するまでの経路長が長くなる。そのため、シールドケーブルの外部導体と導通するコネクタの外周を金属筐体へ直接接続する場合と比較してインピーダンスが高くなり、シールド性能の劣化を招いていた。
本開示に係る電気コネクタは、上記の問題を解決するためになされたものであり、外周面が樹脂で覆われているコネクタにおいて、シールドケーブルの外部導体が金属筐体へ導通するまでの経路長が長くなることを抑えることができるコネクタを得るものである。
本開示に係る電気コネクタは、信号を伝達する内部導体と、内部導体の外周を覆う絶縁部と、絶縁部の外周面を覆い、絶縁部により内部導体と絶縁された外部導体と、外部導体の外周面を覆う絶縁性のモールド部と、外部導体と導通して、前記モールド部の外側に接続先に向かって傾きのある面を有する導通部とを備え、外部導体と導通部とは一体であることを備えたものである。
本開示によれば、モールド部を貫通し、外部導体と導通する導通部を有するので、外周面が樹脂で覆われているコネクタにおいて、シールドケーブルの外部導体が金属筐体へ導通するまでの経路長が長くなることを抑えることができる。
本実施の形態１に係る仲介コネクタの概念図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタを接続した場合の断面図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタの内部導体の斜視図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタの絶縁部の斜視図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタの外部導体及び導通部の概念図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタの外部導体及び導通部を軸に対して垂直方向から見た場合の概念図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタのモールド部の斜視図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタのモールド部の間に外部導体を配置した場合の斜視図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタのモールド部に外部導体を収容した場合の斜視図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタのモールド部の外周面に沿って導通部を巻き付けた場合の斜視図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタの導通部の切込みを折り曲げて軸に対して垂直に立たせた場合の斜視図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタの導通部が金属筐体の内側に接触する場合の概念図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタの外部導体及び導通部の概念図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタの外部導体及び導通部の概念図である。 本実施の形態１に係る仲介コネクタのモールド部に外部導体を収容した場合の斜視図である。
実施の形態１．
以下、本実施の形態１に係る電気コネクタについて説明する。実施の形態1では、電気コネクタをコネクタとコネクタの接続を仲介する仲介コネクタ１００として使用する場合について説明する。
図１は、本実施の形態１に係る仲介コネクタ１００の概念図である。仲介コネクタ１００は、第一のコネクタ１０１及び第二のコネクタ１０２から構成される。第一のコネクタ１０１は、シールドケーブル２０１のシールドケーブルコネクタ２００に接続される。シールドケーブル２０１は、信号を伝達する内部導体と、当該内部導体の外周面を覆う樹脂、当該樹脂により内部導体と絶縁され当該樹脂の外周面を覆う外部導体とから構成されている。第二のコネクタは、金属筐体４００に収容された回路基板３０１に実装された回路基板コネクタ３００へ接続される。回路基板３０１は金属筐体４００に固定されており、回路基板コネクタ３００は金属筐体４００のコネクタの接続口付近に固定される。仲介コネクタ１００は、回路基板３０１に実装された回路基板コネクタ３００と接続されると、仲介コネクタ１００のモールド部１４０の外周面を貫通する導通部１５０が金属筐体４００に接触し、導通部１５０と金属筐体４００が導通する。図２は、図１に示したコネクタをそれぞれ接続した場合の断面図である。各々のコネクタを接続したことにより、導通部１５０が金属筐体４００に接触している。
仲介コネクタ１００は、信号を伝達する内部導体１１０と、内部導体１１０の外周面を覆う絶縁部１２０と、絶縁部１２０の外周面を覆い、絶縁部１２０により内部導体１１０と絶縁された外部導体１３０と、外部導体１３０の外周面を覆う絶縁性のモールド部１４０と、外部導体と導通し、モールド部を貫通する導通部１５０とを備える。
内部導体１１０は、信号を伝達する導体である。内部導体１１０は、シールドケーブルコネクタ２００に接続される側の第一の内部導体１１１と、回路基板コネクタ３００と接続される側の第二の内部導体１１２、第一の内部導体１１１と第二の内部導体１１２の間の接続部材１１３から構成される。
図３は、本実施の形態１に係る仲介コネクタ１００の内部導体１１０の斜視図である。図３（ａ）は内部導体１１０をシールドケーブル側から見た場合の斜視図であり、（ｂ）はその反対側から見た場合の斜視図である。第一の内部導体１１１は、メス構造となっているシールドケーブルコネクタ２００の中心導体と嵌合するためオス構造となっている。仲介コネクタ１００とシールドケーブルコネクタ２００が接続されると、シールドケーブルコネクタ２００の内部導体と電気的に接続される。第二の内部導体１１２は、オス構造となっている回路基板コネクタ３００の中心導体と嵌合するためメス構造となっている。仲介コネクタ１００と回路基板コネクタ３００が接続されると、回路基板コネクタ３００の内部導体と電気的に接続される。第一の内部導体１１１と第二の内部導体１１２は、同じ軸上に配置されており、その一部または全面が導体性の部材で接続されている。
接続部材１１３は、導体性の部材で構成され、後述する絶縁部１２０と嵌合する際の位置決めや固定するためのものである。本実施の形態では、直径を太くした構造としたが、絶縁部に対して位置決めや固定ができるものであれば、突起や爪など、どのような形状でも良い。
絶縁部１２０は、内部導体１１０の外周面を覆う絶縁部材で構成される。絶縁部１２０は、内部導体１１０と後述する外部導体１３０を絶縁するものであればよく、誘電体でもよい。また、絶縁部１２０の外周面は、後述する外部導体１３０を固定する構造となっていても良い。
図４（ａ）は、本実施の形態１に係る仲介コネクタ１００の絶縁部１２０の斜視図である。絶縁部１２０は、中央に穴１２１を有する円筒形状であり、穴１２１の位置に内部導体１１０が配置される。穴１２１の中央には、内部導体の接続部材１１３を嵌合させるための構造１２２が設けられている。
図４（ａ）において絶縁部１２０は一体構造としたが、図４（ｂ）に示すように絶縁部１２０は２つの構成から成っても良い。絶縁部１２０は、図４（ｂ）に示す構造１２２のように、内部導体１１０の位置合わせや固定するため、絶縁部１２０の穴１２１に凸構造と凹構造を設け、内部導体１１０の接続部材１１３と噛み合わせる構造としても良い。
外部導体１３０は、絶縁部１２０の外周面を覆い、絶縁部１２０により内部導体１１０と絶縁され、導体で構成される。外部導体１３０は、シールドケーブルコネクタ２００と接続する側の第一の外部導体１３１と、回路基板コネクタ３００と接続する側の第二の外部導体１３２から構成される。仲介コネクタ１００とシールドケーブルコネクタ２００が接続されると、第一の外部導体１３１はシールドケーブルコネクタ２００の外部導体と電気的に接続される。仲介コネクタ１００と回路基板コネクタ３００が接続されると、第二の外部導体１３２は回路基板コネクタ３００の外部導体と電気的に接続される。
図５（ａ）は、本実施の形態１に係る仲介コネクタ１００の外部導体１３０及び導通部１５０の展開図である。図５（ａ）に示すように、外部導体１３０は、絶縁部１２０の外周面に巻き付けるための長方形形状であり、軸に垂直に後述する導通部１５０が一体に構成される。図６は、軸に対して垂直方向から見た際の外部導体１３０と絶縁部１２０の概念図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で外部導体１３０は絶縁部１２０に巻き付けられる。なお、図６（ｃ）に示すように、外部導体１３０を絶縁部１２０に巻き付け一部が重なるようにし、重なる部分について互いに導通を取るようにしても良い。その他の方法で導通を取っても良い。図５（ｂ）は、絶縁部１２０に外部導体１３０を巻き付けた際の斜視図である。
モールド部１４０は、外部導体１３０の外周面を覆う絶縁性の樹脂である。図７は、本実施の形態１に係る仲介コネクタ１００のモールド部１４０の斜視図である。モールド部１４０は、外部導体１３０を組み込むことができるよう、２つの部材１４０ａ及び１４０ｂから構成され、２つの部材１４０ａ及び１４０ｂを組み合わせると軸方向に穴１４１を有する構造である。また、モールド部１４０は、外部導体１３０と一体に構成された導通部１５０を貫通させる貫通部１４２がある。図８はモールド部１４０の間に外部導体１３０を配置した場合の斜視図であり、図９はモールド部１４０に外部導体１３０を収容した場合の斜視図である。このようにモールド部１４０の貫通部１４２に外部導体１３０と一体になった導通部１５０を貫通させることにより、モールド部１４０に対して外部導体１３０を固定することができる。なお、図７において貫通部１４２は、モールド部１４０を構成する部材１４０ａに溝を設けることによって構成されているが、モールド部１４０の内部にある外部導体１３０から導通部１５０がモールド部１４０の外周面を貫通するように設けられればどのように設けられても良い。
また、モールド部１４０の２つの部材１４０ａ及び１４０ｂを嵌合する際、位置決めや固定のための凹凸構造や爪構造が２つの部材１４０ａ及び１４０ｂの嵌合面や表面にあっても良い。
モールド部１４０は色がついており、接続先のシールドケーブルコネクタ２００や回路基板コネクタ３００にも同じ色のモールド部が用いられている。これにより、作業者が各々のコネクタを接続する際に、他のコネクタと誤嵌合させることを防止することができる。また、外部導体１３０の外周面をモールド部１４０で覆うことにより、防水や防塵の機能も備わる。
導通部１５０は、外部導体１３０と導通し、モールド部１４０の内側から外側へ貫通するものであり、外部導体１３０と一体に導体性の部材で形成される。導通部１５０は軸と並行に切込み１５１が複数設けられている。導通部１５０は、図１０に示すように、モールド部１４０の外周に沿って巻き付けられ、配置される。そして、図１１に示すように、導通部１５０の切込み１５１がある側を折り、軸に対して垂直に立たせる。
このように、外部導体１３０と導通する導通部１５０がモールド部１４０の外周にあるので、金属筐体４００に設けられた回路基板コネクタ３００に接続する際に金属筐体４００と接触させて回路基板３０１のグランド線を介さずに導通させることができる。
以上のように、本開示の電気コネクタは、モールド部を貫通し、外部導体と導通する導通部を有するので、外周面が樹脂で覆われているコネクタにおいて、シールドケーブルの外部導体が金属筐体へ導通するまでの経路長が長くなることを抑えることができる。
さらに、導通部１５０は、軸に対して垂直な面を有するので、回路基板コネクタ３００に接続した際、金属筐体４００の外側の側面へ接触しやすい。また、図１及び図２に示すように、モールド部１４０の外側の導通部１５０の面を接続先である回路基板コネクタ３００の金属筐体４００側に傾けることにより、より金属筐体４００の外側の側面へ接触しやすい構造となる。なお、モールド部１４０の外側の導通部１５０の面を複数回折り曲げることや、円弧状に曲げることにより、ばねのような機能を持たせることもできる。
また、モールド部１４０の外側の導通部１５０の面を接続先である回路基板コネクタ３００の金属筐体４００側に傾け、さらにＶ字状に折り返すことで、回路基板コネクタ３００に接続した際、金属筐体４００の内側の側面へ接触させて導通することができる。なお、金属筐体４００の内側から接触させる場合も、導通部１５０を複数回折り曲げることや、円弧状に曲げることにより、ばねのような機能を持たせることもできる。
なお、本実施の形態では導通部１５０を図１１に示すように折り立たせたが、導通部１５０の形状はこれに限るものではなく、回路基板コネクタ３００と接続し固定される際に、導通部１５０と金属筐体４００が接触した状態となるものであればよい。例えば、図１２に示すようにしても良い。
また、電気コネクタは、実施の形態１のような仲介コネクタ１００に限るものではなく、金属筐体に固定されたコネクタに接続する際に、本開示に係る電気コネクタの導通部が金属筐体と接触して固定されるものであればよい。
また、内部導体１１０の第一の内部導体１１１及び第二の内部導体１１２について、本実施の形態１では第一の内部導体１１１をメス構造、第二の内部導体１１２をオス構造としたが、接続先のコネクタに合うものであれば、メス構造及びオス構造は逆でも良いし、どちらも同じ構造であっても良い。
また、外部導体１３０と導通部１５０について、図１３に示すように２つの構造１３０ａ及び１３０ｂから構成しても良いし、図１４に示すように外部導体１３０が絶縁部１２０の半周を覆い上下に導通部１５０を設ける構造を２つ用いても良い。これらのように導通部１３０が複数個所にある場合、例えば図１５に示すようにモールド部１４０の部材１４０ａに穴１４１を２箇所上下に設けることで、導通部１５０がモールド部１４０の外周面を貫通するようにすればよい。外部導体１３０と導通部１５０の構造は、上記に限られるものではなく、外部導体１３０は内部導体１１０の外周面を覆い、導通部１５０は外部導体１３０と導通し、モールド部１４０の外周面を貫通していればよい。導通部１５０の切込み１５１の個数は複数あっても良いし、なくても良い。
１００．仲介コネクタ
１０１．第一のコネクタ
１０２．第二のコネクタ
１１０．内部導体
１１１．第一の内部導体
１１２．第二の内部導体
１１３．接続部材
１２０．絶縁部
１２１．穴
１２２．構造
１３０．外部導体
１３１．第一の外部導体
１３２．第二の外部導体
１４０．１４０ａ．１４０ｂ．モールド部
１４１．穴
１４２．貫通部
１５０．導通部
１５１．切込み
２００．シールドケーブルコネクタ
２０１．シールドケーブル
３００．回路基板コネクタ
３０１．回路基板
４００．金属筐体

Claims (2)

  1. 信号を伝達する内部導体と、
    前記内部導体の外周面を覆う絶縁部と、
    前記絶縁部の外周面を覆い、前記絶縁部により前記内部導体と絶縁
    された外部導体と、
    前記外部導体の外周面を覆う絶縁性のモールド部と、
    前記外部導体と導通し、前記モールド部を貫通して、前記モールド部の外側に接続先に向かって傾きのある面を有する導通部とを備え、
    前記外部導体と前記導通部とは一体であること
    を特徴とする電気コネクタ。
  2. 前記導通部は、
    ばね状に形成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
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