WO2024057467A1 - コネクタおよび電子機器 - Google Patents

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WO2024057467A1
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connector
inductance
spring
same direction
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English (en)
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藤之 中本
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三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/719—Structural association with built-in electrical component specially adapted for high frequency, e.g. with filters

Definitions

  • the present disclosure relates to connectors and electronic devices.
  • Patent Document 1 An example of a conventional connector for connecting boards included in an electronic device is one described in Patent Document 1.
  • a coil-shaped spring member is provided for each of two connection objects, and the windings of the two spring members are arranged alternately in the same direction. Since conductive wires are wound around each spring member, by arranging them alternately, the spring members become entangled with each other due to the elasticity of the springs and are electrically connected. Thereby, the objects to be connected are electrically connected to each other. Since the two spring members are entangled and conductive, they function as a single coil-shaped connecting member, and are equivalent to an inductor provided in series.
  • the present disclosure solves the above problems, and aims to provide a connector that can suppress electromagnetic noise without separately providing a filter, and an electronic device using the same.
  • a connector according to the present disclosure is a connector that connects a first object and a second object, and has a first spring structure that is made of a coil-shaped winding wire and has one end connected to the first object. a second spring structure consisting of a coil-shaped winding wound in the same direction as the first spring structure, and one end of which is connected to the second object; A conducting wire electrically connects the other end and the other end of the second spring structure, one electrode terminal is connected to the first spring structure and the conducting wire, and the other electrode terminal is grounded.
  • a bypass capacitor is provided, and each winding of the first spring structure and the second spring structure is insulated from each other and arranged alternately along the same direction.
  • the first spring structure and the second spring structure that connect the first object and the second object have windings of each turn insulated from each other and along the same direction. arranged alternately.
  • negative inductance is equivalently generated as mutual inductance formed by magnetic coupling between the first spring structure and the second spring structure.
  • a bypass circuit including a bypass capacitor is provided in the connector described in Patent Document 1
  • negative inductance is not generated in the bypass circuit, and therefore parasitic inductance generated in the bypass circuit cannot be canceled out.
  • the negative inductance formed by the magnetic coupling between the first spring structure and the second spring structure cancels out the parasitic inductance generated in the bypass circuit, so there is no need to separately provide a filter. , it is possible to suppress electromagnetic noise.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of an electronic device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing a mutual induction circuit including a parasitic inductor generated in a first spring structure and a parasitic inductor generated in a second spring structure.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a T-type equivalent circuit of the mutual induction circuit of FIG. 2;
  • FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing a main part of an equivalent circuit of the connector according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of an electronic device according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of an electronic device 1 according to the first embodiment.
  • an electronic device 1 has a structure in which a connecting portion 3 and a connecting portion 4a are connected by a connector 2 according to the first embodiment.
  • the connecting portion 3 is a first object electrically connected to the printed circuit board 5 .
  • the printed circuit board 5 is provided inside the casing 6 of the electronic device 1 .
  • the housing 6 is at a constant potential, for example, a ground potential.
  • the connecting portion 4a is a second object such as an electrode terminal provided on the housing 6 of the electronic device 1, and the socket 4 is connected to the connecting portion 4a.
  • the socket 4 is connected to a cable 7. By connecting the socket 4 to the connecting portion 4a, the connecting portion 4a is electrically connected to the core wire 8 within the cable 7.
  • the connector 2 By connecting the connector 2 between the connecting portion 3 and the connecting portion 4a, signals can be exchanged between the printed circuit board 5 and an external device connected to the cable 7 via the connector 2.
  • the connector 2 functions as a noise filter that removes electromagnetic noise in the high frequency band leaked from the circuit of the printed circuit board 5.
  • the connector 2 includes a first spring structure 21, a second spring structure 22, a conducting wire 23, and a bypass capacitor 24.
  • the first spring structure 21 is a spring structure made of a coil-shaped winding wire, and one end 21 a of which is connected to the connection part 3 .
  • the second spring structure 22 is a spring structure made of a coil-shaped wire wound in the same direction as the first spring structure 21, and has one end 22a connected to the connection part 4a.
  • the first spring structure 21 and the second spring structure 22 are made of a conductor.
  • the first spring structure 21 is shown with a white line and the second spring structure 22 is shown with a black line, but the first spring structure 21 and the second spring structure 22 are made of the same material. and dimensions of conductive wire.
  • first spring structure 21 and the second spring structure 22 are insulated at their outer peripheries so that they are not directly electrically connected to each other.
  • a non-conductive tape is wrapped around the first spring structure 21 and the second spring structure 22.
  • the conducting wire 23 electrically connects the other end 21b of the first spring structure 21 and the other end 22b of the second spring structure 22.
  • the first spring structure 21 and the second spring structure 22 are indirectly connected by a conducting wire 23.
  • the conducting wire 23 has a bent portion in FIG. 1, it may have a straight wiring pattern. Further, the conducting wire 23 may have a circular or elliptical wiring pattern.
  • the bypass capacitor 24 has one electrode terminal connected to the first spring structure 21 and the conducting wire 23, and the other electrode terminal grounded.
  • the bypass capacitor 24 is connected to the connection point between the end 21b of the first spring structure 21 and the conductor 23 via a conductor 25, and is connected to the casing 6 via a conductor 26. It is connected to the. Since the housing 6 is at ground potential, the other electrode terminal of the bypass capacitor 24 is grounded. Note that the conducting wire 25 and the conducting wire 26 may be lead wires of the bypass capacitor 24.
  • the first spring structure 21 and the second spring structure 22 have a coil shape, and are arranged so that the winding axes of the windings coincide (coaxially). Further, each winding of the first spring structure 21 and the second spring structure 22 is insulated from each other and alternately arranged along the same direction. By arranging them in this manner, the first spring structure 21 and the second spring structure 22 form mutual inductance through magnetic coupling. The parasitic inductance of the bypass circuit including the bypass capacitor 24 is canceled by the negative inductance that appears equivalently in response to this mutual inductance.
  • the windings of the first spring structure 21 and the windings of the second spring structure 22 are arranged alternately at regular intervals without being separated from each other, the magnetic coupling between the two is reduced even when the structures are separated from each other.
  • the first spring structure 21 and the second spring structure 22 have a coil shape wound in the same direction, and are connected in series via a conducting wire 23. Therefore, current flows in the same direction in the first spring structure 21 and the second spring structure 22. Further, due to the parasitic inductance, the magnetic fluxes generated inside the first spring structure 21 and the second spring structure 22 are also in substantially the same direction.
  • Parasitic inductance is generated in the bypass capacitor 24, which causes electromagnetic noise.
  • negative inductance is formed by magnetically coupling the first spring structure 21 and the second spring structure 22. That is, the first spring structure 21 and the second spring structure 22 have a pair of parasitic inductances that cause mutual induction by being magnetically coupled. The above parasitic inductance generated in the first spring structure 21 and the second spring structure 22 cancels out the parasitic inductance generated in the bypass capacitor 24. Therefore, the connector 2 can suppress electromagnetic noise without separately providing a filter for suppressing electromagnetic noise.
  • FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing a mutual induction circuit including a parasitic inductor 100 generated in the first spring structure 21 and a parasitic inductor 101 generated in the second spring structure 22.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a T-type equivalent circuit of the mutual induction circuit of FIG. 2.
  • FIGS. 2 and 3 when current i 1 from node a 1 flows into parasitic inductor 100 and current i 2 from node a 2 flows into parasitic inductor 101, there is no mutual interaction between parasitic inductor 100 and parasitic inductor 101.
  • An inductance -M is formed.
  • the equivalent circuit shown in FIG. 3 is an equivalent circuit consisting of three inductors 102, 103 and 104 having inductances L1+M, L2+M and -M, and is called a T-type equivalent circuit.
  • FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing the main parts of the equivalent circuit of the connector 2.
  • the equivalent circuit shown in FIG. 4 includes the T-type equivalent circuit shown in FIG. 3, a bypass capacitor 24, and a parasitic inductor 105 in the wiring inductance L4.
  • the equivalent inductance of inductor 102 is L1+M
  • the equivalent inductance of inductor 103 is L2+M.
  • the bypass capacitor 24 has a capacitor component 24a having a capacitance C and a parasitic inductor 24b having a residual inductance Lp which is an equivalent series inductance (ESL).
  • Parasitic inductor 105 is formed by conductive wire 25 and conductive wire 26 shown in FIG.
  • Connector 2 has a bypass circuit including a conductor 25 and a bypass capacitor 24.
  • this bypass circuit by magnetically coupling the first spring structure 21 and the second spring structure 22, as shown in FIG. appears in That is, the inductor 104 is equivalently connected to the series connection point Np between the inductors 102 and 103. Furthermore, the inductor 104 having a negative inductance -M, the capacitor component 24a, and the parasitic inductor 24b are connected in series to the bypass circuit.
  • the wiring inductance L4 can be approximately calculated based on the dimensions (for example, length and conductor diameter) of the conductive wire 25 and the conductive wire 26.
  • the residual inductance Lp can be calculated by measuring the characteristics of the bypass capacitor 24.
  • the negative inductance -M is designed so that the impedances of the negative inductance -M, the wiring inductance L4, and the residual inductance Lp of the bypass capacitor 24 are cancelled out.
  • the impedance of the bypass circuit becomes equivalent to the impedance of only the capacitor component 24a, so that the negative inductance -M can be designed to have an optimal value using the above formula (1).
  • the bypass path in the bypass circuit does not substantially include an inductance component, so that degradation of the bypass performance can be suppressed even if the frequency of the electromagnetic noise propagating through the spring structure is high.
  • the connector 2 can suppress deterioration of bypass performance without adding new electronic components to the printed circuit board 5.
  • the noise filter function for the connector 2 there is no need to attach a noise filter to the printed circuit board 5, and the number of layers on the board and the number of parts on the board can be reduced. The degree of freedom to implement increases.
  • the connector 2 includes the first spring structure 21 which is made of a coil-shaped winding wire and whose one end 21a is connected to the connection part 3;
  • the second spring structure 22 is made of a coil-shaped wire wound in the same direction as the first spring structure 22, and the second spring structure 22 has one end 22a connected to the connection part 4a, and the other end 21b of the first spring structure 21.
  • a conducting wire 23 electrically connects the other end 22b of the second spring structure 22, one electrode terminal is connected to the first spring structure 21 and the conducting wire 23, and the other electrode terminal is grounded.
  • a bypass capacitor 24 is provided, and the first spring structure 21 and the second spring structure 22 are insulated from each other and arranged alternately along the same direction.
  • negative inductance is equivalently generated as mutual inductance formed by magnetic coupling between the first spring structure 21 and the second spring structure 22.
  • the connector described in Patent Document 1 is provided with a bypass circuit including the bypass capacitor 24, the inductance formed by the series inductor between the connected objects is small, and the parasitic inductance generated in the bypass circuit cannot be offset.
  • the negative inductance formed by the magnetic coupling between the first spring structure 21 and the second spring structure 22 cancels out the parasitic inductance generated in the bypass circuit, so there is no need to provide a separate filter. Electromagnetic noise can be suppressed.
  • the electronic device 1 includes a connecting section 3, a connecting section 4a, and a connector 2. Since the connector 2 suppresses electromagnetic noise without providing a noise filter on the printed circuit board 5, it is possible to provide an electronic device 1 that can be downsized.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of an electronic device 1A according to the second embodiment.
  • an electronic device 1A has a structure in which a connecting portion 3 and a connecting portion 4a are connected by a connector 2A according to the second embodiment.
  • the connecting portion 3 is a first object electrically connected to the printed circuit board 5 .
  • the printed circuit board 5 is provided inside the casing 6 of the electronic device 1A. Further, the housing 6 is at a constant potential, for example, a ground potential.
  • the connecting portion 4a is a second object such as an electrode terminal provided in the housing 6 of the electronic device 1A, and the socket 4 is connected to the connecting portion 4a.
  • the socket 4 is connected to a cable 7. By connecting the socket 4 to the connecting portion 4a, the connecting portion 4a is electrically connected to the core wire 8 within the cable 7.
  • the connector 2A has a function of suppressing electromagnetic noise, similar to the connector 2 according to the first embodiment.
  • the connector 2A includes a magnetic body 9, a first spring structure 21, a second spring structure 22, a conducting wire 23, and a bypass capacitor 24.
  • the first spring structure 21 is a spring structure made of a coil-shaped winding wire, and one end 21 a of which is connected to the connection part 3 .
  • the second spring structure 22 is a spring structure made of a coil-shaped wire wound in the same direction as the first spring structure 21, and has one end 22a connected to the connection part 4a.
  • the magnetic body 9 is provided inside the first spring structure 21 and the second spring structure 22, and is in contact with the lower part of the first spring structure 21 and the second spring structure 22, as shown in FIG. There is. Thereby, a part of the magnetic path of the magnetic flux generated between the first spring structure 21 and the second spring structure 22 can be confined inside the magnetic body 9. At this time, as shown by the broken line in FIG. 5, a magnetic path is formed inside the magnetic body 9 through which the magnetic flux MF generated between the first spring structure 21 and the second spring structure 22 passes. .
  • the magnetic flux MF is concentrated inside the magnetic body 9. Therefore, the amount of magnetic flux leaking into the air can be reduced.
  • the magnitude M of mutual inductance becomes even higher.
  • the cross-sectional area or the number of turns of the spring structure can be set to a smaller value in proportion to the increase in the magnitude M of mutual inductance.
  • the length of each winding of the first spring structure 21 and the second spring structure 22 is shortened. be able to. That is, it is possible to reduce the dimensions of the first spring structure 21 and the second spring structure 22 necessary to obtain the inductance -M.
  • the magnetic material 9 is preferably a ferrite magnetic material that has high magnetic permeability to high frequency signals of several MHz or more.
  • a ferrite core in which soft magnetic metal powder is dispersed may be used as the magnetic body 9.
  • the connector 2A includes the magnetic body 9 provided inside the first spring structure 21 and the second spring structure 22.
  • the magnetic body 9 is a ferrite magnetic body.
  • the connector 2A can set the cross-sectional area or the number of turns of the first spring structure 21 and the second spring structure 22 to a small value. Further, it is possible to provide an electronic device 1A that can be made smaller than the first embodiment.
  • the connector according to the present disclosure can be used, for example, in a high frequency communication device.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

コネクタ（２）は、一方の端部（２１ａ）が接続部（３）に接続された第１バネ構造体（２１）と、第１バネ構造体（２１）と同一の方向に巻かれたコイル形状の巻き線からなり、一方の端部（２２ａ）が接続部（４ａ）に接続された第２バネ構造体（２２）と、第１バネ構造体（２１）と第２バネ構造体（２２）とを電気的に接続する導線（２３）と、第１バネ構造体（２１）と導線（２３）とに一方の電極端子が接続され、他方の電極端子が接地されたバイパスコンデンサ（２４）を備え、第１バネ構造体（２１）と第２バネ構造体（２２）が、一巻きごとの巻き線が互いに絶縁され、かつ同一の方向に沿って交互に配置されている。

Description

コネクタおよび電子機器
　本開示は、コネクタおよび電子機器に関する。
　電子機器が備える基板間を接続する従来のコネクタとして、例えば、特許文献１に記載されるものがある。特許文献１に記載されるコネクタでは、２つの接続対象物のそれぞれにコイル形状のバネ部材が設けられており、２つのバネ部材の巻き線が同一の方向に交互に配置される。各バネ部材には導電線が巻き付けられているので、交互に配置されることにより、バネの弾性でバネ部材同士が互いに絡まって導通する。これにより、接続対象物同士が電気的に接続される。２つのバネ部材は、絡まって導通した状態になるので一つのコイル形状の接続部材として機能するので、直列に設けられたインダクタと等価になる。
特開平１０－２４７５６８号公報
　しかしながら、直列インダクタはフィルタ性能が低いため、接続部材が直列インダクタとして機能する場合、コネクタとは別に電磁ノイズ抑制用のフィルタを設ける必要があるという課題があった。
　本開示は上記課題を解決するものであり、フィルタを別に設けることなく、電磁ノイズを抑制することができるコネクタおよびこれを用いた電子機器を得ることを目的とする。
　本開示に係るコネクタは、第１対象物と第２対象物とを接続するコネクタであって、コイル形状の巻き線からなり、一方の端部が第１対象物に接続された第１バネ構造体と、第１バネ構造体と同一の方向に巻かれたコイル形状の巻き線からなり、一方の端部が第２対象物に接続された第２バネ構造体と、第１バネ構造体の他方の端部と第２バネ構造体の他方の端部とを電気的に接続する導線と、第１バネ構造体と導線とに一方の電極端子が接続され、他方の電極端子が接地されたバイパスコンデンサと、を備え、第１バネ構造体と第２バネ構造体は、一巻きごとの巻き線が互いに絶縁され、かつ同一の方向に沿って交互に配置されている。
　本開示によれば、第１対象物と第２対象物とを接続する第１バネ構造体と第２バネ構造体が、一巻きごとの巻き線が互いに絶縁され、かつ同一の方向に沿って交互に配置されている。これにより、第１バネ構造体と第２バネ構造体との磁気的結合によって形成される相互インダクタンスとして、負のインダクタンスが等価的に生じる。例えば、特許文献１に記載されたコネクタに、バイパスコンデンサを含むバイパス回路を設けても、バイパス回路に負のインダクタンスは生じないため、バイパス回路に生じる寄生インダクタンスを相殺できない。本開示に係るコネクタは、第１バネ構造体と第２バネ構造体との磁気的結合によって形成される負のインダクタンスが、上記バイパス回路に生じる寄生インダクタンスを相殺するので、フィルタを別に設けることなく、電磁ノイズを抑制することが可能である。
実施の形態１に係る電子機器の構成を概略的に示す概念図である。 第１バネ構造体に生じる寄生インダクタと、第２バネ構造体に生じる寄生インダクタとを含んだ相互誘導回路を模式的に示す回路図である。 図２の相互誘導回路のＴ型等価回路を示す回路図である。 実施の形態１に係るコネクタの等価回路の主要部を概略的に示す回路図である。 実施の形態２に係る電子機器の構成を概略的に示す概念図である。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る電子機器１の構成を概略的に示す概念図である。図１において、電子機器１は、実施の形態１に係るコネクタ２によって接続部３と接続部４ａとが接続された構造を有する。接続部３は、プリント基板５と電気的に接続された第１対象物である。プリント基板５は、電子機器１の筐体６の内部に設けられる。また、筐体６は、定電位、例えば接地電位となっている。接続部４ａは、電子機器１の筐体６に設けられた電極端子等の第２対象物であり、接続部４ａには、ソケット４が接続される。ソケット４は、ケーブル７と繋がっている。ソケット４を接続部４ａに接続することにより、接続部４ａが、ケーブル７内の芯線８と電気的に接続される。
　コネクタ２が接続部３と接続部４ａとの間を接続することで、コネクタ２を経由して、プリント基板５とケーブル７に繋がる外部装置との間で信号のやり取りが可能となる。
　例えば、電子機器１が高周波通信機である場合、コネクタ２は、プリント基板５の回路から漏洩した高周波帯域の電磁ノイズを除去するノイズフィルタとして機能する。
　コネクタ２は、図１に示すように、第１バネ構造体２１、第２バネ構造体２２、導線２３およびバイパスコンデンサ２４を備える。第１バネ構造体２１は、コイル形状の巻き線からなり、一方の端部２１ａが接続部３に接続されたバネ構造体である。第２バネ構造体２２は、第１バネ構造体２１と同一の方向に巻かれたコイル形状の巻き線からなり、一方の端部２２ａが接続部４ａに接続されたバネ構造体である。
　第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２は、導電体により構成されている。図１において、第１バネ構造体２１を白い線で記載し、第２バネ構造体２２を黒い線で記載しているが、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２は、同じ材質および寸法の導電線により構成されている。
　なお、第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２は、互いに直接導通しないように外周が絶縁されている。例えば、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２の外周には、非導電性のテープが巻かれている。
　導線２３は、第１バネ構造体２１の他方の端部２１ｂと第２バネ構造体２２の他方の端部２２ｂとを電気的に接続する。第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２は、導線２３によって間接的に接続される。図１において、導線２３は、折れ曲がった部分を有しているが、直線状の配線パターンであってもよい。また、導線２３は、円形状または楕円形状の配線パターンであってもよい。
　バイパスコンデンサ２４は、第１バネ構造体２１と導線２３とに一方の電極端子が接続され、他方の電極端子が接地されている。例えば、図１に示すように、バイパスコンデンサ２４は、導線２５を経由して第１バネ構造体２１の端部２１ｂと導線２３との接続点に接続され、導線２６を経由して筐体６に接続されている。筐体６は接地電位であるため、バイパスコンデンサ２４の他方の電極端子は接地される。なお、導線２５および導線２６は、バイパスコンデンサ２４の引き出し線であってもよい。
　第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２は、コイル形状を有しており、巻き線の巻回軸が一致（同軸）するように配置される。さらに、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２は、一巻きごとの巻き線が互いに絶縁されており、かつ同一の方向に沿って交互に配置されている。このように配置することで、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２は磁気的結合によって相互インダクタンスを形成する。この相互インダクタンスに対応して等価的に現れる負のインダクタンスによって、バイパスコンデンサ２４を含むバイパス回路の寄生インダクタンスが打ち消される。
　さらに、第１バネ構造体２１の巻き線と第２バネ構造体２２の巻き線とが一定の間隔で離れることなく交互に配置されているため、両者の磁気的な結合が構造体同士が離れている場合と比較して大きく等価的に現れる負のインダクタンスも大きくなる。
　第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２は、同一の方向に巻かれたコイル形状を有しており、導線２３を介して直列に接続されている。このため、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２は、同一の方向に電流が流れる。また、寄生インダクタンスに起因して、第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２の内側に発生する磁束もほぼ同一の方向となる。
　バイパスコンデンサ２４には、電磁ノイズの要因となる寄生インダクタンスが生じる。また、コネクタ２では、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２とが磁気的結合することによって負のインダクタンスが形成される。すなわち、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２は、磁気的に結合することにより相互誘導を起こす一対の寄生インダクタンスを有する。第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２に生じた上記の寄生インダクタンスは、バイパスコンデンサ２４に生じた寄生インダクタンスを相殺する。このため、コネクタ２は、電磁ノイズ抑制用のフィルタを別に設けることなく、電磁ノイズを抑制することが可能である。
　図２は、第１バネ構造体２１に生じる寄生インダクタ１００と、第２バネ構造体２２に生じる寄生インダクタ１０１とを含んだ相互誘導回路を模式的に示す回路図である。図３は、図２の相互誘導回路のＴ型等価回路を示す回路図である。図２および図３において、節点ａ１からの電流ｉ１が寄生インダクタ１００に流れ、節点ａ２からの電流ｉ２が寄生インダクタ１０１に流れ込むと、寄生インダクタ１００と寄生インダクタ１０１との間には、相互インダクタンス－Ｍが形成される。
　節点ｂ１および節点ｂ２が共通電位である場合に、図２に示す相互誘導回路は、図３に示す等価回路と考えることができる。図３に示す等価回路は、インダクタンスＬ１＋Ｍ、Ｌ２＋Ｍおよび－Ｍを有した３つのインダクタ１０２、１０３および１０４からなる等価回路であり、Ｔ型等価回路と呼ばれる。
　第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２との間の相互インダクタンスの大きさＭは、第１バネ構造体２１の巻き数をＮ１とし、第２バネ構造体２２の巻き数をＮ２とし、第２バネ構造体２２の断面積をＳ２とし、真空の透磁率をμ０とした場合に、下記式（１）で表すことができる。
　Ｍ＝μ０×Ｎ１×Ｎ２×Ｓ２　　　（１）
　図４は、コネクタ２の等価回路の主要部を概略的に示す回路図である。図４に示す等価回路は、図３に示したＴ型等価回路と、バイパスコンデンサ２４と、配線インダクタンスＬ４における寄生インダクタ１０５とを有する。図４において、インダクタ１０２の等価インダクタンスはＬ１＋Ｍであり、インダクタ１０３の等価インダクタンスはＬ２＋Ｍである。
　バイパスコンデンサ２４は、容量Ｃのコンデンサ成分２４ａと、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）である残留インダクタンスＬｐを有した寄生インダクタ２４ｂとを有する。
寄生インダクタ１０５は、図１に示した導線２５および導線２６によって形成される。
　コネクタ２は、導線２５およびバイパスコンデンサ２４を含むバイパス回路を有する。このバイパス回路には、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２とが磁気的に結合することにより、図４に示すように、負のインダクタンス－Ｍを有したインダクタ１０４が、等価的に現れる。すなわち、インダクタ１０２と１０３との間の直列接続点Ｎｐに対してインダクタ１０４が等価的に接続されたことになる。
　また、バイパス回路には、負のインダクタンス－Ｍを有したインダクタ１０４と、コンデンサ成分２４ａと、寄生インダクタ２４ｂとが直列に接続されたことになる。
　配線インダクタンスＬ４は、導線２５および導線２６の寸法（例えば、長さおよび導体径）に基づいて近似的に算出することができる。残留インダクタンスＬｐは、バイパスコンデンサ２４の特性を測定することによって算出可能である。
　コネクタ２では、負のインダクタンス－Ｍ、配線インダクタンスＬ４、およびバイパスコンデンサ２４の残留インダクタンスＬｐについて、インピーダンスが打ち消し合うように負のインダクタンス－Ｍが設計されている。これにより、バイパス回路のインピーダンスは、コンデンサ成分２４ａのみのインピーダンスと等価になるので、上記式（１）を用いて、負のインダクタンス－Ｍが最適な値となる設計を行うことができる。
　このように、コネクタ２では、バイパス回路におけるバイパス経路が実質的にインダクタンス成分を含まないので、バネ構造体を伝搬する電磁ノイズの周波数が高くても、バイパス性能が低下することを抑制できる。
　バイパス回路における寄生インダクタンスを打ち消すためには、一般的に、インダクタなどの電子部品を追加することが考えられる。しかしながら、新たな電子部品の追加は、電子機器の製造コストの増加を招くとともに、新たな電子部品が、プリント基板５における配線または電子部品に電磁的に作用して悪影響を与える虞がある。
　これに対して、コネクタ２は、プリント基板５に新たな電子部品を追加することなく、バイパス性能の劣化を抑制することができる。上述したようにコネクタ２に対してノイズフィルタの機能を設けることで、プリント基板５にノイズフィルタをつける必要がなく、基板の層数削減および基板上の部品点数の削減が実現され、他の部品を実装する自由度が向上する。
　以上のように、実施の形態１に係るコネクタ２は、コイル形状の巻き線からなり、一方の端部２１ａが接続部３に接続された第１バネ構造体２１と、第１バネ構造体２１と同一の方向に巻かれたコイル形状の巻き線からなり、一方の端部２２ａが接続部４ａに接続された第２バネ構造体２２と、第１バネ構造体２１の他方の端部２１ｂと第２バネ構造体２２の他方の端部２２ｂとを電気的に接続する導線２３と、第１バネ構造体２１と導線２３とに一方の電極端子が接続され、他方の電極端子が接地されたバイパスコンデンサ２４を備え、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２が、一巻きごとの巻き線が互いに絶縁され、かつ同一の方向に沿って交互に配置されている。これにより、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２との磁気的結合によって形成される相互インダクタンスとして、負のインダクタンスが等価的に生じる。例えば、特許文献１に記載されたコネクタに、バイパスコンデンサ２４を含むバイパス回路を設けると、接続対象物間の直列インダクタにより形成されるインダクタンスが小さく、バイパス回路に生じる寄生インダクタンスを相殺できない。コネクタ２では、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２との磁気的結合によって形成される負のインダクタンスが、上記バイパス回路に生じる寄生インダクタンスを相殺するので、フィルタを別に設けることなく、電磁ノイズを抑制することができる。
　実施の形態１に係る電子機器１は、接続部３と、接続部４ａと、コネクタ２を備える。プリント基板５にノイズフィルタを設けることなく、コネクタ２が電磁ノイズを抑制するので、小型化が可能な電子機器１を提供することができる。
実施の形態２．
　図５は、実施の形態２に係る電子機器１Ａの構成を概略的に示す概念図である。図５において、電子機器１Ａは、実施の形態２に係るコネクタ２Ａによって接続部３と接続部４ａとが接続された構造を有する。接続部３は、プリント基板５と電気的に接続された第１対象物である。プリント基板５は、電子機器１Ａの筐体６の内部に設けられる。また、筐体６は、定電位、例えば接地電位となっている。
　接続部４ａは、電子機器１Ａの筐体６に設けられた電極端子等の第２対象物であり、接続部４ａには、ソケット４が接続される。ソケット４は、ケーブル７と繋がっている。ソケット４を接続部４ａに接続することにより、接続部４ａが、ケーブル７内の芯線８と電気的に接続される。コネクタ２Ａは、実施の形態１に係るコネクタ２と同様に、電磁ノイズを抑制する機能を有する。
　コネクタ２Ａは、図５に示すように、磁性体９、第１バネ構造体２１、第２バネ構造体２２、導線２３およびバイパスコンデンサ２４を備える。第１バネ構造体２１は、コイル形状の巻き線からなり、一方の端部２１ａが接続部３に接続されたバネ構造体である。第２バネ構造体２２は、第１バネ構造体２１と同一の方向に巻かれたコイル形状の巻き線からなり、一方の端部２２ａが接続部４ａに接続されたバネ構造体である。
　磁性体９は、第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２の内側に設けられ、図５に示すように、第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２の下部と接触している。これにより、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２との間に発生する磁束の磁路の一部を、磁性体９の内部に閉じ込めることができる。このとき、図５において破線で示すように、磁性体９の内部には、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２との間で発生する磁束ＭＦが通過する磁路が形成される。
　第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２の内側に磁性体９を配置することにより、磁束ＭＦは、磁性体９の内部に集中する。このため、空気中に漏れ出る磁束の量を減らすことができる。その結果、上記式（１）に対して磁性体９の透磁率μｒが乗算されることになるので、相互インダクタンスの大きさＭが、さらに高くなる。相互インダクタンスの大きさＭが高くなった分だけ、バネ構造体の断面積または巻き数を小さい値に設定することができる。
　例えば、第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２の内側に磁性体９を配置することにより、第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２の各巻き線の長さを短くすることができる。すなわち、インダクタンス－Ｍを得るために必要な、第１バネ構造体２１と第２バネ構造体２２の寸法を、小さくすることが可能である。
　磁性体９には、数ＭＨｚ以上の高周波信号に対して高い透磁率を有するフェライト磁性体が好ましい。例えば、軟磁性金属粉末が分散されたフェライトコアを、磁性体９として用いてもよい。
　以上のように、実施の形態２に係るコネクタ２Ａは、第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２の内側に設けられた、磁性体９を備える。例えば、磁性体９は、フェライト磁性体である。これにより、コネクタ２Ａは、第１バネ構造体２１および第２バネ構造体２２の断面積または巻き数を小さい値に設定することができる。また、実施の形態１よりも小型化が可能な電子機器１Ａを提供することができる。
　なお、各実施の形態の組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。
　本開示に係るコネクタは、例えば、高周波通信機に利用可能である。
　１，１Ａ　電子機器、２，２Ａ　コネクタ、３，４ａ　接続部、４　ソケット、５　プリント基板、６　筐体、７　ケーブル、８　芯線、９　磁性体、２１　第１バネ構造体、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ　端部、２２　第２バネ構造体、２３，２５，２６　導線、２４　バイパスコンデンサ、２４ａ　コンデンサ成分、２４ｂ，１００，１０１，１０５　寄生インダクタ、１０２～１０４　インダクタ。

Claims (4)

  1. 　第１対象物と第２対象物とを接続するコネクタであって、
    　コイル形状の巻き線からなり、一方の端部が前記第１対象物に接続された第１バネ構造体と、
    　前記第１バネ構造体と同一の方向に巻かれたコイル形状の巻き線からなり、一方の端部が前記第２対象物に接続された第２バネ構造体と、
    　前記第１バネ構造体の他方の端部と前記第２バネ構造体の他方の端部とを電気的に接続する導線と、
    　前記第１バネ構造体と前記導線とに一方の電極端子が接続され、他方の電極端子が接地されたバイパスコンデンサと、を備え、
    　前記第１バネ構造体と前記第２バネ構造体は、一巻きごとの巻き線が互いに絶縁され、かつ同一の方向に沿って交互に配置されている
    　ことを特徴とするコネクタ。
  2. 　前記第１バネ構造体および前記第２バネ構造体の内側に設けられた磁性体を備えた
    　ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
  3. 　前記磁性体は、フェライト磁性体である
    　ことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
  4. 　前記第１対象物と、
    　前記第２対象物と、
    　前記第１対象物と前記第２対象物とを接続する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコネクタと、を備えた
    　ことを特徴とする電子機器。
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