JP7479967B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、高周波信号の伝送に適したコネクタに関する。

高周波信号の伝送では信号の反射等が生じやすく、如何にして良好な伝送特性を実現するかが問題となる。特に、映像信号の伝送には、高周波の広い帯域に亘る良好な伝送特性が要求される。

ここで、特許文献１には、複数の同軸ケーブルがまとめられたフラット同軸ケーブル端をまとめて共通導電部材を介して、回路接地及びフレーム接地に接続する発明が開示されている。この特許文献１の発明は、接地側配線の電位変動の発生及びインピーダンス不連続の発生を無くすることを目的としている。

特開平８－２２２３２５号公報

本発明は、高周波の広い帯域に亘る良好な伝送特性を有するコネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のコネクタは、
相手コネクタ側を向いた前面と相手コネクタに背を向けた背面とに開口を有する収容空間が形成されたハウジングと、
ハウジングを、そのハウジングの背面を含んで覆うアウタシェルと、
相手コネクタとの導通を担う、上記収容空間に収容されたコンタクトと、
上記収容空間に配置され、コンタクトを覆うインナシェルとを備え、
アウタシェルの、ハウジングの背面に沿って広がる部分とインナシェルとの間に、インナシェルを前方に向けて弾性的に押圧するバネ部を有することを特徴とする。

インナシェルは、コンタクトを内側に配置させてそのコンタクトを覆う必要上、複数の部分に分離しているか、あるいは１つに繋がっていても部分的に分離した構造とすることが考えられる。この場合、インナシェルは、押圧がないときに部分的に隙間が形成されあるいは十分には接触していない部分が形成されるおそれがある。

ここで、本発明のコネクタでは、上記のバネ部を有し、インナシェルが前方に向けて弾性的に押圧される。したがって、押圧がないときに隙間が形成されあるいは十分には接触していない部分が形成される構造のインナシェルであっても、その隙間が埋められ、あるいは十分な接触が得られて、高周波の広い帯域に亘る良好な伝送特性が実現する。

ここで、本発明のコネクタにおいて、インナシェルが、互いに分離しあるいは部分的に連結し、コンタクトを前方および後方から挟むように覆うフロントシェルおよびバックシェルを有することが好ましい。

インナシェルを、このような、互いに分離しあるいは部分的に連結した構造とすることによって、コンタクトを前方および後方から挟むように覆うことができる。

また、本発明のコネクタにおいて、上記バネ部が、アウタシェルに設けられた、前方に向かって斜めに切り起され、インナシェルに当接して弾性的に撓む切起し片であることが好ましい。

バネ部として、インナシェルに設けられて後方に向って切り起され、アウタシェルに当接して弾性的に撓む切起し片を備えてもよい。この構成の場合も、インナシェルを前方に弾性的に押圧することが可能である。ただし、切起し片をインナシェルに備えるよりもアウタシェルに備えたほうが、信号伝送特性上有利と考えられる。したがって、切起し片をアウタシェルに備えるほうが、より好ましい。

また、アウタシェルに設けるかインナシェルに設けるかにかかわらず、このような切起し片を備えることにより、簡易な構造でバネ部を構成することができる。

また、本発明のコネクタにおいて、
コンタクトが、前後に延び相手コネクタとの導通を担う第１延長部と、第１延長部の後端から、回路基板が配置される下方に折れ曲がって延び、回路基板に接続される第２延長部とを有し、
上記の切起し片が、上下方向について、第１延長部よりも下方の位置で、インナシェルに当接していることが好ましい。

コンタクトは、前後に延びる第１延長部と下方に延びる第２延長部とを有し、インナシェルも、下方に延びる形状のコンタクトを覆う形状となっている。このため、インナシェルの上下方向の重心位置は第１延長部よりも下方の位置にある。そこで、上下方向について第１延長部よりも下方の位置で切起し片を当接させるほうが、第１延長部と同一高さあるいは上方の位置で当接させるよりも、インナシェルの全体をバランスよく、前方に押圧することができる。

ここで、上記切起し片が、上下方向に対し４５°の角度に切り起されていることが好ましい。

この場合、良好な信号伝送特性とインナシェルへの十分な押圧力の確保とのバランスが保たれる。

あるいは、上記切起し片が、上下方向に対し４５°よりも小さい角度に切り起されていることも好ましい態様である。

切起し片は、コンタクトの、上下に延びる第２延長部が存在する高さ位置においてインナシェルに当接している。切起し片は、上下方向に対し４５°よりも小さい角度に切り起されている場合、４５°の角度に切り起されている場合と比べ、コンタクトの第２延長部と平行に近づく。したがって、その分、信号伝送特性の更なる向上に寄与する。

あるいは、切起し片が、上下方向に対し４５°よりも大きい角度に切り起されていることも好ましい態様である。

切起し片が、上下方向に対し４５°よりも大きい角度に切り起されている場合、４５°の角度に切り起されている場合と比べ、インナシェルを強く押圧することができる。したがって、その分、インナシェルに形成されている隙間あるいは不十分な接触が一層確実に解消され、インナシェルをさらに強固に一体化させることができる。

また、本発明のコネクタにおいて、
上記収容空間に配置され、コンタクトを支持するインナハウジングを備え、
インナシェルが、インナハウジングを間に挟んでコンタクトを覆うことが好ましい。

上記のインナハウジングを備えることにより、コンタクトの位置ずれ等が生じにくい、一層強固なコネクタが実現する。

本発明の一実施形態のコネクタの斜視図である。 図１に斜視図を示すコネクタの分解斜視図である。 本実施形態のコネクタを、その下面が現れる向きに示した斜視図（Ａ）、および本実施形態のコネクタの背面図（Ｂ）である。 図１に示す矢印Ａ－Ａに沿う断面図（Ａ）と断面斜視図（Ｂ）である。 実験結果を示した図である。 実験結果を示した図である。 インナシェルの変形例を示した図である。

図１は、本発明の一実施形態のコネクタの斜視図である。

このコネクタ１は、矢印Ｆで示す前方を相手コネクタ（不図示）に向けて、その相手コケクタと嵌合するコネクタである。また、このコネクタ１は、矢印Ｚで示す下方に配置された回路基板（不図示）に搭載されてその回路基板に半田付けされる。

図２は、図１に斜視図を示すコネクタの分解斜視図である。

このコネクタ１は、アウタハウジング１０およびアウタシェル２０を備えている。

アウタハウジング１０には、収容空間１１が形成されている。この収容空間は相手コネクタ側を向いた（矢印Ｆの向きを向いた）前面と相手コネクタに背を向けた背面とに開口が形成されている。このアウタハウジング１０は、本発明にいうハウジングの一例に相当する。

また、アウタシェル２０は、シールド用であって、アウタハウジング１０の上面と、左右の側面と、背面とを覆う形状を有する。このアウタシェル２０には、下方に延びて回路基板に半田接続されるピン形状の複数の半田接続部２１が設けられている。

また、このコネクタ１は、フロントシェル３０、フロントハウジング４０、ピン５０、バックハウジング６０、およびバックシェル７０を備えている。

ピン５０は、前後に延びる第１延長部５１と、その第１延長部５１の後端から下方に折れ曲がって延びる第２延長部５２とを有する。第１延長部５１は、このコネクタ１に嵌合する相手コネクタのコンタクトと接触して電気的に導通する。また、第２延長部５２は、下方に配置される回路基板に半田接続される。このピン５０は、本発明にいうコンタクトの一例に相当する。

また、フロントハウジング４０およびバックハウジング６０は、ピン５０を前方および後方から挟むように支持する。本実施形態におけるフロントハウジング４０およびバックハウジング６０は、それらを合わせた構成が、本発明にいうインナハウジングの一例に相当する。

さらに、フロントシェル３０およびバックシェル７０は、フロントハウジング４０およびバックハウジング６０を間に挟んでピン５０を覆い、このピン５０をシールドする。フロントシェル３０には、下方に延びて回路基板に半田接続されるピン形状の６本の半田接続部３１が形成されている。本実施形態では、これらフロントシェル３０およびバックシェル７０を合わせた構成が、本発明にいうインナシェルの一例に相当する。

ここでは、フロントシェル３０、フロントハウジング４０、ピン５０、バックハウジング６０、およびバックシェル７０からなる組立体を、「副組立体８０」と称する。この副組立体８０は、メインハウジング１０の背面側からそのメインハウジング１０内に装入される。メインハウジング１０に副組立体８０が挿入され、アウタシェル２０が被せられて、図１に示すコネクタ１が完成する。

図３は、本実施形態のコネクタを、その下面が現れる向きに示した斜視図（Ａ）、および本実施形態のコネクタの背面図（Ｂ）である。

図３（Ａ）には、ピン５０の第２延長部５２、アウタシェル２０の複数の半田接続部２１、およびフロントシェル３０の複数（６本）の半田接続部３１が示されている。これらのうち、１本のみからなるピン５０の第２延長部５２は信号伝送用である。その他の、アウタシェル２０の複数の半田接続部２１およびフロントシェル３０の６本の半田接続部３１は、このコネクタ１の、回路基板への固定用であり、また、電気的には接地用である。接地用としては、特に、アウタシェル２０の複数の半田接続部２１のうちの後端の２本の半田接続部２１ａと、フロントシェル３０の６本の半田接続部３１との８本が、その役割を担っている。これら８本の半田接続部２１ａ，３１は、ピン５０の第２延長部５２を取り巻くように配置されている。

また、図３（Ｂ）には、本実施形態の特徴である切起し片２２が示されている。この切起し片２２は、本発明にいう、バネ部の一例および切起し片の一例に相当する。この切起し片２２は、アウタシェル２０の、アウタハウジング１０の背面に面する領域に設けられ、前方、すなわち図１,図２に示す矢印Ｆの向きに切り起された形状を有する。切起し片２２の作用については、以下、図４を参照しながら説明する。

図４は、本実施形態のコネクタの、図１に示す矢印Ａ－Ａに沿う断面図（Ａ）と断面斜視図（Ｂ）である。

切起し片２２は、前方（図１，図２に示す矢印Ｆの向き）に倒れるように、本実施形態では上下方向に対し４５°の角度に切り起されている。そして、この切起し片２２の先端部２２ａは、バックシェル７０に突き当たっている。図４では、切起し片２２がバックシェル７０に食い込んでいるように示されているが、これは、設計上の変形前の形状をそのまま示しているためである。実際には、切起し片２２はバックシェル７０に突き当たって弾性的に変形し、バックシェル７０を前方（矢印Ｆの向き）に押している。バックシェル７０は、その切起し片２２に押されて、フロントシェル３０との間にわずかな隙間も生じないようにフロントシェル３０に当接している。

ここで、切起し片２２は、上下方向について、ピン５０の、前後に延びる第１延長部５１よりも下方の位置で、バックシェル７０に当接している。ピン５０の第２延長部５２が第１延長部５１から下に延びているため、バックシェル７０も、第１延長部５１よりも下側に大きく広がっていて、バックシェル７０の重心は第１延長部５１よりも下側に位置している。したがって、切起し片２２を、バックシェル７０に、第１延長部５１よりも下方の位置で当接させることにより、バックシェル７０の全体をバランスよく、フロントシェル３０に押し当てている。

本実施形態では、このような切起し片２２を形成することにより、本発明にいうバネ部を簡易な構造で実現している。

図５、図６は、実験結果を示した図である。

ここで、図５、図６のいずれにおいても、（Ａ）は、バックシェル７０がフロントシェル３０に突き当った状態にあるフロントシェル３０とバックシェル７０を示した図であり、本発明の一実施例に相当する。一方、図５、図６のいずれにおいても、（Ｂ）は、切起し片２２（図３，図４参照）が存在せず、バックシェル７０とフロントシェル３０との間にわずかな隙間Ｇが形成された状態にあるフロントシェル３０とバックシェル７０を示した図である。この（Ｂ）は、本発明に対する比較例に相当する。

図５（Ｃ）は、挿入損失（ｄＢ）の測定結果を示した図である。

挿入損失（ｄＢ）は、０ｄＢに近いほうが良く、バックシェル７０がフロントシェル３０に接触している実施例の方が、非接触の比較例と比べ、特に２．０～３．０ＧＨｚという高周波領域において良好である。

また、図５（Ｄ）は、回路基板側の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の測定結果を示した図である。

電圧定在波比（ＶＳＷＲ）は、１に近いほうが良く、特に高周波領域において、（Ａ）の実施例の方が良好である。

また、図６（Ｃ）は、回路基板側のインピーダンスの測定結果を示した図である。

インピーダンスは常に５０ｏｈｍで安定しているほうが良く、このインピーダンスに関しても（Ａ）の実施例の方が良好である。

さらに、図６（Ｄ）は、スクリーニング減衰特性の測定結果を示した図である。

スクリーニング減衰特性は低い方が良く、このスクリーニング減衰特性に関しても（Ａ）の実施例の方が良好である。

このように、本実施形態のコネクタ１は、アウタシェル２０に切起し片２２を形成し、バックシェル７０を前方に押してバックシェル７０をフロントシェル０に押し当てている。これにより、本実施形態のコネクタ１は、切起し片２２が存在しない場合と比べ、良好な信号伝送特性を実現している。

なお、本実施形態では、切起し片２２が、上下方向に対し４５°の角度に切り起されている。これにより、本実施形態では、信号伝送特性とバックシェル７０のフロントシェル３０への押当て力の確保とのバランスが保たれている。

ただし、切起し片２２は、必ずしも４５°の角度に切り起されている必要はない。例えば、この切起し片２２は、上下方向に対し４５°よりも小さい角度に切り起されていてもよい。切起し片２２は、高さ方向について、ピン５０の、上下に延びる第２延長部５２が存在する位置においてバックシェル７０に当接している。切起し片２２が、４５°よりも小さい角度に切り起されている場合、４５°の角度に切り起されている場合と比べ、ピン５０の第２延長部５２と平行に近づく。したがって、その分、信号伝送特性の更なる向上が期待できる。

あるいは、切起し片２２が、４５°よりも大きい角度に切り起されていてもよい。この場合、切起し片２２が４５°の角度に切り起されている場合と比べ、バネ力を高め、バックシェル７０を強く押すことができる。したがって、その分、バックシェル７０をフロントシェル３０に強く押し当てて、バックシェル７０とフロントシェル３０をさらに強固に密着させることができる。

また、本実施形態では、アウタシェル２０に切起し片２２が設けられている。この切起し片２２は、前方に向かって斜めに切り起されていて、バックシェル７０に当接して弾性的に撓む切起し片である。ただし、この切起し片２２に代わり、バックシェル７０に設けられて後方に向って切り起され、アウタシェル２０に当接して弾性的に撓む切起し片を備えてもよい。この構成の場合も、バックシェル７０をフロントシェル３０に弾性的に押し当てることが可能である。

図７は、インナシェルの変形例を示した図である。ここでは、理解の容易なため、このインナシェル９０の、上記の実施形態におけるフロントシェルおよびバックシェルに相当する部分について、そのまま、フロントシェル３０およびバックシェル７０と称する。

この図７に示す構造のインナシェル９０を採用した場合であっても、このインナシェル９０以外の各部の構造は、上述の実施形態のものがそのまま踏襲される。

このインナシェル９０は、一部が互いに連結したフロントシェル３０とバックシェル７０とを有する。このように、部分的に連結した構造のフロントシェル３０とバックシェル７０とを有するインナシェル９０とすることにより、互いに分離している場合と比べ、部品点数が削減され、組立性やコスト上有利となる。

このインナシェル９０の内部には、コンタクト５０、並びに、そのコンタクト５０を支持する、フロントハウジング４０およびバックハウジング６０からなるインナハウジングを装入する必要がある。そこで、その装入の時点では、バックシェル７０を、フロントシェル３０に対し、図７（Ａ）に一点鎖線で示すように開いた姿勢にしておく。そして、コンタクト５０およびインナハウジング（フロントハウジング４０およびバックハウジング６０）を装入した後、バックシェル７０を、図７（Ａ）に実線で示す姿勢とする。バックシェル７０をこの実線で示す姿勢にしたままでは、フロントシェル３０とバックシェル７０との間に隙間Ｇが形成されたままとなりがちである。

切起し片２２（図３、図４参照）によってバックシェル７０が前方に押圧され、これにより、バックシェル７０がフロントシェル３０に押し当てられる。図７（Ｂ）には、この押し当てられた状態のインナシェル９０が示されている。この押し当てによりフロントシェル３０とバックシェル７０が電気的に一体化され、図５、図６に示したような良好な信号伝送特性を得ることができる。

１ コネクタ
１０ アウタハウジング
１１ 収容空間
２０ アウタシェル
２１，２１ａ 半田接続部
２２ 切起し片
２２ａ 切起し片の先端部
３０ フロントシェル
３１ 半田接続部
４０ フロントハウジング
５０ ピン
５１ 第１延長部
５２ 第２延長部
６０ バックハウジング
７０ バックシェル
８０ 副組立体
９０ インナシェル

Claims (7)

1. 相手コネクタ側を向いた前面と相手コネクタに背を向けた背面とに開口を有する収容空間が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングを、該ハウジングの背面を含んで覆うアウタシェルと、
   相手コネクタとの導通を担う、前記収容空間に収容されたコンタクトと、
   前記収容空間に配置され、前記コンタクトを覆うインナシェルとを備え、
   前記アウタシェルの、前記ハウジングの背面に沿って広がる部分と前記インナシェルとの間に、該インナシェルを前方に向けて弾性的に押圧するバネ部を有し、
   前記インナシェルが、互いに分離しあるいは部分的に連結し、前記コンタクトを前方および後方から挟むように覆うフロントシェルおよびバックシェルを有することを特徴とするコネクタ。
2. 前記バネ部が、前記アウタシェルに設けられた、前方に向かって斜めに切り起され、前記インナシェルに当接して弾性的に撓む切起し片であることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記コンタクトが、前後に延び相手コネクタとの導通を担う第１延長部と、該第１延長部の後端から、回路基板が配置される下方に折れ曲がって延び、該回路基板に接続される第２延長部とを有し、
   前記切起し片が、上下方向について、前記第１延長部よりも下方の位置で、前記バックシェルに当接していることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記切起し片が、上下方向に対し４５°の角度に切り起されていることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記切起し片が、上下方向に対し４５°よりも小さい角度に切り起されていることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
6. 前記切起し片が、上下方向に対し４５°よりも大きい角度に切り起されていることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
7. 前記収容空間に配置され、前記コンタクトを支持するインナハウジングを備え、
   前記インナシェルが、前記インナハウジングを間に挟んで前記コンタクトを覆うことを特徴する請求項１から６のうちのいずれか１項に記載のコネクタ。

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