JPH10189154A - コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貫通コンデンサを設けたコネクタとして、部
品点数を削減してプリント基板上における実装スペース
を有効活用し、貫通コンデンサのインダクタンス成分に
よる影響を軽減して、広い周波数領域にわたって雑音や
不要信号の発生を抑制する。 【解決手段】 コネクタを構成する一方のピンヘッダ金
属ケース１３と他方のレセプタクル金属ケース２１に設
けた電極端子１４、２２に対して、共に静電容量の異な
る貫通コンデンサとしての誘電体１５、２３を設け
る。、ピンヘッダ金属ケース１３はプリント基板１０上
に接地パターン１２に直にまたは最短距離で接触して取
り付けられる。レセプタクル２０側の複数の電極端子２
２は多芯信号ケーブル２４に接続され、そのうちの任意
のものを接地端子２６として設け、この接地端子２６を
介してピンヘッダ金属ケース１３および接地パターン１
２を多芯信号ケーブル２４に接続している。静電容量の
異なる貫通コンデンサにより広帯域周波数に対して２極
のインピーダンス特性を得て、２極の減衰特性を備えた
フィルタを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にＲＦ（Radio
Frequency ）回路など広帯域にわたって雑音や不要信号
の発生防止が要求されるピンヘッダおよびレセプタクル
よりなる貫通コンデンサ内蔵型のコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理機器等の各種電子機器では、プ
リント基板等に外部から電源電圧や信号を供給する場合
は、ピンヘッダおよびレセプタクルよりなる信号端子を
もつコネクタを通して入出力される。その際、外部から
雑音電波や不要信号が信号端子に入ったり、逆にその信
号端子部から外部に雑音電波が放射されるなどして、雑
音障害が発生する。そうした雑音障害を除去するため
に、一般的にはコネクタの信号端子に高周波雑音を遮断
するフィルタを挿入し、雑音成分をアースに落として除
去する方法が採られてきた。

【０００３】図６および図７は、雑音防止手段を設けた
コネクタの従来例を示す斜視図と、この図のＢ−Ｂ線か
らの断面図である。機器筐体１内にプリント基板２が収
容され、このプリント基板２上に電源パターン３および
接地パターン４よりなる回路パターンが形成されてい
る。ピンヘッダ５は電源パターン３に電気的に接続され
ている。電源パターン３には雑音遮断フィルタとして機
能させるチップコンデンサ６が接続され、このチップコ
ンデンサ６の反対側の端子を接地パターン４に接続させ
ている。

【０００４】ピンヘッダ５の金属ケース７は、両端部に
取付フランジ部７ａを有し、ここに設けたビス孔７ｂに
より止ビス７ｃを用いて機器筐体１の取付口１ａに裏側
から固定される。金属ケース７の内部では、多数のピン
形状の金属端子８が誘電体８ａを介して垂直に固定され
ている。金属端子８は誘電体８ａを貫通する形となって
おり、その形状により誘電体８ａは貫通コンデンサとし
て作用する。

【０００５】この従来のコネクタによる接続構造を図８
に示す。レセプタクル９にはピンヘッダ金属ケース７側
のピン形状金属端子８に対応する先端Ｕ字形の金属端子
９ａを有し、両ピンの結合により電気的な接続が行われ
る。それによりピンヘッダ５からプリント基板２に電源
電圧や信号が供給される。図９および図１０は、コネク
タ接続時の等価回路とコンデンサ容量Ｃ１による共振周
波数特性を示すグラフである。供給電圧や信号中には直
流成分以外にも雑音や不要信号である交流成分が混在し
ている。その際、交流成分はチップコンデンサ６を通過
してフィルタをかけられ、接地パターン４に流れてアー
スに落とされる。その結果、プリント基板２には直流成
分のみを供給できるようにしている。

【０００６】ところで、この図６〜図１０で示された従
来のコネクタの場合、プリント基板２上に配置されたチ
ップコンデンサ６を雑音遮断フィルタとして用いている
ため、それだけ部品点数が増加することになる。このこ
とは、近年ますます高密度実装化への傾向と相まって、
実装部品が増える分、実装面積を大きく占有してしまう
意味からも不利である。

【０００７】係る問題を解決すべく提案されたものに、
例えば特開昭６３−３０７６７６号公報に記載の雑音防
止コネクタがある。この場合、信号端子をコンデンサを
介在させてアースに接地することにより雑音成分をアー
スに逃がしている。また、コンデンサを信号端子に貫通
させて形成することにより、コネクタの製造を簡易化し
ている。信号端子が接続されているアースプレートは、
傾斜面をもつ係止部によってシールド金属筐体への取り
付けを容易にしている。同時に、係止部によってアース
プレートとシールド金属筐体との電気的接続を良好なも
のとし、雑音防止効果を高めるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
図６〜図１０で示された従来例および後者の公報に記載
された雑音防止コネクタの双方とも共通する次の未解決
の問題を残している。１つは、貫通コンデンサ（誘電体
８ａ）をピンヘッダ側のみに形成しているため、十分な
減衰特性が得られないことである。貫通コンデンサの容
量を大きくした場合、貫通コンデンサの電極のもつイン
ダクタンス成分によって、自己共振周波数が低くなる。
その結果、貫通コンデンサの電極のもつインダクタンス
成分が無視できる周波数ではフィルタとして機能するけ
れども、高周波帯、特にマイクロ波帯以上の高周波では
雑音や不要信号を抑制するには不十分である。

【０００９】また、１つは、貫通コンデンサ内蔵型のピ
ンヘッダ金属ケース７とプリント基板２側の接地パター
ン４との接続距離にかなりの間隔が存在している。その
ため、インピーダンス成分が発生して同様に高周波帯の
雑音や不要信号の抑制が不十分となることである。

【００１０】したがって、本発明の目的は、部品点数を
削減してプリント基板上における実装スペースを有効活
用し、貫通コンデンサのインダクタンス成分による影響
を軽減して、広い周波数領域にわたって雑音や不要信号
の発生を有効に抑止可能な貫通コンデンサ内蔵型のコネ
クタを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のコネクタは、ピ
ンヘッダおよびレセプタクルの各ケースに設けた電極端
子同士を結合して電気的に接続することにより、外部か
ら多芯信号ケーブルによって電源パターンおよび接地パ
ターンが形成されたプリント基板等の基板に電源電圧お
よび信号を供給するためのもので、ピンヘッダおよびレ
セプタクルに設けられた各電極端子を、静電容量の異な
る貫通コンデンサとして機能する誘電体にそれぞれ貫通
させて、この誘電体を介して前記各ケースに設けてい
る。

【００１２】この場合、ピンヘッダのケースは金属製で
あり、このケースがプリント基板上に接地パターンに直
にまたは最短距離で接触して取り付けられている。ま
た、レセプタクルに設けられた複数の電極端子が多芯信
号ケーブルに接続されている場合、電極端子のうち任意
のものを接地端子として設け、この接地端子を介してピ
ンヘッダの金属ケースおよびプリント基板上の接地パタ
ーンを多芯信号ケーブルに接続することができる。

【００１３】すなわち、静電容量の異なる貫通コンデン
サとして機能する誘電体によって、広帯域周波数に対し
て２極のインピーダンス特性が得られ、この２極のイン
ピーダンス特性によって、交流成分の雑音および不要信
号を遮断してプリント基板に直流成分のみを供給可能と
する２極の減衰特性を備えたフィルタを形成することが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による貫通コンデン
サ内蔵型コネクタの実施の形態について、図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１５】図１は、本実施の形態による貫通コンデン
サ内蔵型コネクタの分解斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線
に沿った貫通コンデンサを内蔵するレセプタクルの内部
構造を示す断面図である。

【００１６】図示しない機器筐体内において、プリント
基板１０上では電源パターン１１と接地パターン１２が
適宜間隔を置いてパターン形成されている。これら両パ
ターンに跨ってコネクタ構造の一方側であるピンヘッダ
金属ケース１３が直に接触している。ピンヘッダ金属ケ
ース１３のケース本体１３ａは機器筐体に開口した取付
孔（図示せず）に嵌合して筐体外部に覗き、コネクタ構
造の他方側であるレセプタクル２０との接続を可能とし
ている。ケース本体１３ａ内には、図７で示された従来
構造と同様な誘電体１５（図３参照）を介して多数のピ
ン形状の金属製電極端子１４が垂直に固定されている。
すなわち、誘電体１５に電極端子１４が貫通する形状と
なっていることから、誘電体は貫通コンデンサとして機
能するようになっている。

【００１７】ここで、図２にレセプタクル２０の断面内
部構造を示すように、レセプタクル２０は金属ケース２
１を有し、このレセプタクル金属ケース２１内では多数
の先端Ｕ字形のピン形状で金属製の電極端子２２が筒状
の誘電体２３に貫通して嵌合固定されている。各電極端
子２２はからは多芯信号ケーブル２４（図１参照）を形
成するリード線２５が導出されている。さらに、レセプ
タクル金属ケース２１には接地用の電極端子２６もまた
設けられ、ここから多芯信号ケーブル２４を形成するア
ース線２７が導出している。

【００１８】誘電体２３は電極端子２２が貫通する貫通
コンデンサとして機能し、その太さや長さの形状および
誘電率を変えることができ、それによって容量値を変更
することができる。

【００１９】係る本実施の形態のレセプタクル２０は、
電源フィルタ機能を備えたコネクタについて示されてい
るが、これに限定されない。すなわち、多極コネクタの
信号端子や電源端子についてそれぞれの誘電体２３を設
けることにより、それら各端子に同様に適用することが
できる。

【００２０】図３は、一方側のピンヘッダ金属ケース１
３と他方側のレセプタクル金属ケース２１とを結合した
コネクタ断面構造を示している。レセプタクル２０側の
電極端子２２はその先端のＵ字部でピンヘッダ側の電極
端子１４に結合し、電気的な接続が行われる。それによ
りピンヘッダ金属ケース１３からプリント基板１０に電
源電圧や信号が供給される。

【００２１】これから明らかなように、本発明では、コ
ネクタ構造の構成する一方側のピンヘッダと他方側のレ
セプタクル２０において、それぞれ異なる容量値の誘電
体１５、２３による貫通コンデンサを設けたことが特徴
となっている。すなわち、ピンヘッダ金属ケース１３に
おいて電極端子１４が貫通する誘電体１５を貫通コンデ
ンサとして設け、レセプタクル金属ケース２１において
電極端子２３が貫通する誘電体２３を貫通コンデンサと
して新規に設けている。

【００２２】図４および図５は、コネクタ接続時の等価
回路とコンデンサ容量Ｃ１、Ｃ２による共振周波数特性
を示すグラフである。すなわち、図４のように等価回路
となり、貫通コンデンサは誘電率または形状が異なって
いるために、波数に対するインピーダンス特性は２極
（多極）発生する。このため、広帯域にわたって容量性
インピーダンスを有することが可能となる。この特性を
雑音遮断フィルタとして利用すると、図５に示す２極
（多極）の減衰特性（attenuation 特性）を有したフィ
ルタの実現が可能となる。

【００２３】このように、複数の有極型減衰特性を具備
させることが可能であり、雑音や不要信号の発生を低周
波から高周波までの広い帯域で有効に抑止できる。その
理由は、貫通コンデンサの容量を大きくすることによ
り、低周波帯域における雑音や不要信号を抑制できるた
めである。また、貫通コンデンサの容量を小さくするこ
とにより、高周波帯域における雑音や不要信号を抑制で
きるためである。

【００２４】再び図１のピンヘッダ金属ケース１３にお
いて、ここには電源パターン１１と接地パターン１２の
両パターンに対応する両端部にそれぞれフランジ部１３
ｂが設けられている。このフランジ部１３ｂに設けられ
たビス孔１３ｃにより止ビス１６とナット１７を用い、
ピンヘッダ金属ケース１３を電源パターン１１と接地パ
ターン１２に直に接触させてプリント基板１０に固定し
ている。

【００２５】ピンヘッダ金属ケース１３を接地パターン
１２に直に接触させることにより、あるいは最短距離で
接触させることで、高周波帯、特にマイクロ波帯以上の
雑音や不要信号の発生を有効に抑止できる。それは、直
接的な接触によって接地パターン１１とピンヘッダ金属
ケース１２とのインダクタンス成分が低下するためであ
る。

【００２６】多数の電極端子１４のうち、任意の１つを
アース電極端子として用いることにより、プリント基板
１０上の接地パターン１２およびピンヘッダ金属ケース
１３はレセプタクル２０側の多芯信号ケーブル２４に接
続されることになる。

【００２７】それによって、前述した特にマイクロ波帯
以上の雑音や不要信号の発生を有効に抑止することが可
能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるコネ
クタは、従来、コネクタを構成する一方側のピンヘッダ
のみに貫通コンデンサを設けた構造の不具合を解消し、
他方側のレセプタクルにもピンヘッダ側と静電容量の異
なる貫通コンデンサを設けたことで、広帯域周波数に対
して２極のインピーダンス特性が得られ、この２極のイ
ンピーダンス特性によって、交流成分の雑音および不要
信号を遮断してプリント基板に直流成分のみを供給可能
な２極の減衰特性を備えた雑音遮断フィルタを実現する
ことができる。

【００２９】併せて、本発明は、従来よりプリント基板
上に設けられたチップコンデンサを削減でき、それによ
る実装スペースを有効活用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の形態のコネクタを示す分解
斜視図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ線による本実施の形態のレセプ
タクルの断面図である。

【図３】本実施の形態のピンヘッダとレセプタクルとの
組立断面図である。

【図４】本実施の形態の等価回路を示す電気回路図であ
る。

【図５】本実施の形態による周波数と２極インピーダン
スとの相関を示す特性グラフである。

【図６】従来例のコネクタを示す分解斜視図である。

【図７】図６中のＢ−Ｂ線による従来例のピンヘッダ側
構造を示す分解断面図である。

【図８】同従来例のピンヘッダとレセプタクルとの組立
断面図である。

【図９】同従来例の等価回路を示す電気回路図である。

【図１０】同従来例の周波数とインピーダンスとの相関
を示す特性グラフである。

【符号の説明】

１０ プリント基板 １１ 電源パターン １２ 接地パターン １３ ピンヘッダ金属ケース １３ａ ケース本体 １３ｂ 取付フランジ １３ｃ ビス孔 １４ 電極端子 １５ 貫通コンデンサとしての誘電体 ２０ レセプタクル ２１ レセプタクル金属ケース ２２ 電極端子 ２３ 貫通コンデンサとしての誘電体 ２４ 多芯信号ケーブル ２５ リード線 ２６ 接地端子 ２７ アース線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピンヘッダおよびレセプタクルの各ケース
   に設けた電極端子同士を結合して電気的に接続すること
   により、外部から多芯信号ケーブルによって電源パター
   ンおよび接地パターンが形成された基板に電源電圧およ
   び信号を供給するためのコネクタにおいて、 前記ピンヘッダおよび前記レセプタクルに設けられた各
   電極端子を、静電容量の異なる貫通コンデンサとして機
   能する誘電体にそれぞれ貫通させて、この誘電体を介し
   て前記各ケースに設けてなっていることを特徴とするコ
   ネクタ。
2. 【請求項２】前記ピンヘッダのケースは金属製であり、
   このケースが前記基板上に前記接地パターンに直にまた
   は最短距離で接触して取り付けられていることを特徴と
   する請求項１に記載のコネクタ。
3. 【請求項３】前記ピンヘッダの金属ケースは、止ビス用
   のビス孔が設けられた取付フランジを有し、この取付フ
   ランジを前記接地パターンに接触させた状態で止ビスを
   用いて前記基板に共締めされていることを特徴とする請
   求項２に記載のコネクタ。
4. 【請求項４】前記レセプタクルに設けられた複数の電極
   端子が前記多芯信号ケーブルに接続されており、電極端
   子のうち任意のものを接地端子として設け、この接地端
   子を介して前記ピンヘッダの金属ケースおよび前記基板
   上の接地パターンが前記多芯信号ケーブルに接続されて
   いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   コネクタ。
5. 【請求項５】前記静電容量の異なる貫通コンデンサとし
   て機能する誘電体によって、広帯域周波数に対して２極
   のインピーダンス特性が得られることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれかに記載のコネクタ。
6. 【請求項６】前記２極のインピーダンス特性によって、
   交流成分の雑音および不要信号を遮断して前記基板に直
   流成分のみを供給可能とする２極の減衰特性を備えたフ
   ィルタが形成されることを特徴とする請求項５に記載の
   コネクタ。