(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気基板に配置された基板側コネクタと、信号伝達線とその周囲のシールド材とを有するシールドケーブルに取り付けられる、シールドケーブル側コネクタとの接続構造であって、
前記シールドケーブル側コネクタはシールド材に直接接触する金属製の外殻部材と、該外殻部材の内側に該外殻部材と電気的に接続されて取り付けられ、前記基板側コネクタと嵌合することにより前記基板側コネクタと電気的に接続される内側金属部材とを備え、前記外殻部材には、前記電気基板のグラウンドパターンに直接接触するように延長された延長構造部が設けられており、前記延長構造部は前記基板側コネクタを覆うように構成されていることを特徴とする基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造。
【請求項２】
前記延長構造部の前記電気基板のグラウンドパターンに直接接触する接点部が、バネ性を有していることを特徴とする請求項１に記載の基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造。
【請求項３】
前記延長構造部の前記電気基板のグラウンドパターンに直接接触する接点部が、ガスケットを介して前記電気基板のグラウンドパターンに接触することを特徴とする請求項１に記載の基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造。
【請求項４】
前記延長構造部の内側に絶縁材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造。
【請求項５】
前記延長構造部が、基板側コネクタとも直接接触することを特徴とする請求項１に記載の基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送信号の安定動作の確保と、低放射ノイズ特性とを実現することができるシールドケーブルのコネクタ及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号のカラー化、高精細化に伴なって基板間やユニット間を高速かつ多量なデータが送受信されることになり、そのインターフェースの切り口として多ピンのコネクタ付きケーブルの使用が加速されている。このような多ピンのコネクタ付きケーブルは、特に機器外の信号伝送に使用される場合、放射ノイズやイミュニティー（電磁気的な干渉性（影響の受けやすさ））の面で問題を引き起こすケースが増えてきている。そこで、ケーブル部にシールド材を被覆したシールドケーブルが用いられることになるが、シールド材のコネクタ部における接続状態や、特にコネクタの金属シェルが外殻金属部材（アウターシェル）と内側金属部材（インナーシェル）に分割されている場合に金属部材同士の接続状態や、ケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合部の接続状態によって、電気的特性が大きく変動し、製品のバラツキ（製品が持つＥＭＩ（放射ノイズ）特性のバラツキ）の原因になることがある。実際、この様なコネクタ部における電気的な接続に関しては、一般に１点でも接続を取っていればそれで良いという程度の認識であって、積極的に安定した電気的接続を取る構造にはなっていないのが現状である。一般にシールド材の接続点数が少ないほど、ＥＭＩ特性を左右するグラウンド接続の良好さや安定性は低下する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このシールド材から基板側コネクタの金属シェルが取り付けられるプリント配線基板や金属筐体に到るまでの電気的な接続性の不安定さの要因としては、シールド材とコネクタ金属シェルとの接続状態の良否もあるが、このシールド材が接続されたケーブル側コネクタの金属シェルから基板側コネクタの金属シェルまでの間の接続状態が、特にピン数が増えて長尺形状になった場合不安定になることが考えられる。
【０００４】
また、これらの不安定さは、ケーブル側コネクタが基板側コネクタに嵌合した際に生ずる歪みなどによって助長されることも考えられる。
【０００５】
したがって、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケーブル側のシールド材と基板側のＧＮＤ（グラウンド）パターンとの電気的な接続を安定化させることができるシールドケーブルのコネクタ及び電子機器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造は、電気基板に配置された基板側コネクタと、信号伝達線とその周囲のシールド材とを有するシールドケーブルに取り付けられる、シールドケーブル側コネクタとの接続構造であって、前記シールドケーブル側コネクタはシールド材に直接接触する金属製の外殻部材と、該外殻部材の内側に該外殻部材と電気的に接続されて取り付けられ、前記基板側コネクタと嵌合することにより前記基板側コネクタと電気的に接続される内側金属部材とを備え、前記外殻部材には、前記電気基板のグラウンドパターンに直接接触するように延長された延長構造部が設けられており、前記延長構造部は前記基板側コネクタを覆うように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、この発明に係わる基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造において、前記延長構造部の前記電気基板のグラウンドパターンに直接接触する接点部が、バネ性を有していることを特徴としている。
【００１１】
また、この発明に係わる基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造において、前記延長構造部の前記電気基板のグラウンドパターンに直接接触する接点部が、ガスケットを介して前記電気基板のグラウンドパターンに接触することを特徴としている。
【００１４】
また、この発明に係わる基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造において、前記延長構造部の内側に絶縁材が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
また、この発明に係わる基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタとの接続構造において、前記延長構造部が、基板側コネクタとも直接接触することを特徴としている。
【００２２】
また、電気信号をプリント配線基板側のコネクタに伝達する通常のケーブルコネクタであっても同様の構造が有効であることは自明である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
まず、実施形態の概要について説明する。
【００２５】
本実施形態では、コネクタ付きシールドケーブルの、シールド材が接続されているケーブル側コネクタの外殻部材としての外殻金属部材（アウターシェル）の一部を、基板側コネクタとの嵌合部を越えて延長し、基板のＧＮＤ（グラウンド）パターンと直接接触する構造を取る。この場合、コネクタの挿抜の際は、アウターシェル延長構造が基板側コネクタを避けるようにする必要があるため、アウターシェル延長構造はバネ性を持った物であることが望ましい。あるいは、延長構造の先端部分（基板のＧＮＤパターンとの接触部分）にガスケットを取り付けておくことにより、柔軟性を持たせる方法も有効である。また、受け入れるプリント配線基板側は、アウターシェル延長構造が到達する地点にＧＮＤパターン面を形成し、この部分のソルダーレジストが剥離されており、導電体が剥き出しになった状態を作っておく必要がある。
【００２６】
これによって、シールド材と基板のＧＮＤパターンは複数の金属部材を経由すること無く、ケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）を介して、電気的な接続性を良好にかつ安定に取ることができる。
【００２７】
また、基板側コネクタの金属シェルが半田付けにより良好に基板のＧＮＤに接続されているという条件下においては、ケーブル側コネクタの外側金属部材（アウターシェル）を、基板側コネクタの金属シェルあるいは、基板側コネクタの金属シェルが取り付けられている金属筐体に、直接接触させることでも同様の効果が得られる。さらには、ケーブル側コネクタの金属シェルが一体物の金属部材からなる場合は、基板側コネクタとの嵌合部の接続も含めて、より一層の接続強化を図ることができる。
【００２８】
以下、本発明に係るコネクタ付きシールドケーブルおよび基板側コネクタ搭載プリント配線基板の構造の幾つかの実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図１乃至図３は、本発明の第１の実施形態をそれぞれ斜視図、断面図、上面からの分解図で表したものである。
【００３０】
図１乃至図３において、シールドケーブル１のシールド材３は、ケーブル側コネクタの外殻部材としての外殻金属部材（アウターシェル）５および５'のケーブル側突起部分５ａ，５’ａに覆い被さり、覆い被さった部分の外側からフェルール部材２によってカシメながら圧着されることにより物理的、電気的な接続がとれる様になっている。フェルール部材２は、円筒状の金属部材で、シールド材３の端部の外側からカシメつけることにより、シールド材３の端部をアウターシェル５，５’に固定すると共に、シールド材３とアウターシェル５，５’の電気的接続もとるようにするものである。フェルール部材２を使用することによって、シールド材３とアウターシェル５，５’の電気的接続がより良好に安定化され、ＥＭＩ（放射ノイズ）特性が改善される。
【００３１】
一方、信号が伝送されるケーブル線材４は、直接ケーブル側コネクタの内側金属部材（インナーシェル）７に内蔵されたコネクタ電極６に接続され、実際にはインナーシェル７が基板側コネクタ１１に嵌合接続部１２を介して接続される構造になっている。このような構成のコネクタでは、従来では、シールド材３はプリント配線基板１３のＧＮＤパターン１４に対して、次のような複数の接点を介して接続されていた。即ち、シールドケーブル１のシールド材３〜アウターシェル５〜インナーシェル７〜基板側コネクタ１１〜プリント配線基板１３のＧＮＤパターン１４（または、基板が取り付けられる金属筐体）の順に接続されており、そのためこれらの部材の間の接続性が問題になっていた。これに対し、本実施形態は、アウターシェル５の構造を工夫して、この間の接続性を電気的に充分かつ安定に確保するものである。
【００３２】
具体的には、アウターシェル５の基板側コネクタ１１に向く側の一部が、インナーシェル７への接触部分９、基板側コネクタ１１への接触部分１０を経て、延長されたバネ状の構造８になっている。尚かつ、プリント配線基板１３のバネ状構造８が到達する点近傍に、ソルダーレジストが剥離されたＧＮＤパターン１４が用意されており、バネ状構造８と基板のＧＮＤパターン１４が接触することによって、アウターシェル５と基板のＧＮＤパターン１４が直接電気的に接続されることになる。これにより、ケーブル側コネクタのアウターシェル５を介して、シールドケーブル１のシールド材３とプリント配線基板１３のＧＮＤパターン１４、さらには、ケーブル側コネクタのインナーシェル７および基板側コネクタ11が、それぞれ直接良好に接続される。また、ケーブル側コネクタにジャックスクリュー１５が取り付けられている場合は、ジャックスクリュー１５が基板側コネクタに取り付けられた六角ナット１６にねじ込み固定されることにより、アウターシェルの延長されたバネ状構造８が、基板のＧＮＤパターン１４のレジスト剥離された位置に確実に到達するのを助成するものである。
【００３３】
これに対して、従来例では、ケーブル側コネクタのインナーシェル７と基板側コネクタ１１との嵌合により発生するインナーシェル７の変形（形状的歪み）により、インナーシェル７とアウターシェル５との接触部９や、基板側コネクタとの嵌合接触部１２での接続性は不安定なものとなり、ケーブルシールド材３から基板ＧＮＤパターン１４まで、電気的に充分かつ安定な接続をとることが困難な構造になっている。
【００３４】
（第２の実施形態）
図４は本発明による第２の実施形態を表したものであり、第１の実施形態がシールドケーブル１のシールド材３と、ケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５および５'との接続を、フェルール部材２によってカシメながら圧着することにより行っていたのに対して、本実施形態では、アウターシェル５および５'のケーブル側突起部分が、シールドケーブル１のシールド材３を外側から覆う形でクランプするクランプ構造１７になっており、これをカシメることにより、シールド材３とアウターシェル５および５'を物理的、電気的に接続する構造になっている。
【００３５】
（第３の実施形態）
図５は本発明による第３の実施形態を表したものであり、第１の実施形態においてケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５の基板側コネクタ１１を乗り越えて延長されたバネ状構造８が、プリント配線基板１３上に用意されたソルダーレジスト剥離の剥き出しＧＮＤパターン１４に、バネ性を生かして直接接触しているのに対して、アウターシェル５の材質にバネ性があまり期待できない場合の補助材として、アウターシェル延長構造８の先端部下面にガスケット１８を取り付けることにより、確実に剥き出しＧＮＤパターン１４へ物理的、電気的に接続する構造になっている。
【００３６】
また、上記説明ではガスケット１８がアウターシェル側に取り付けられた例について述べたが、ガスケット１８はプリント配線基板の剥き出しＧＮＤパターン１４側に取り付けられていても同様の効果が得られるのは明らかである。
【００３７】
（第４の実施形態）
図６は本発明による第４の実施形態を表したものであり、第１の実施形態のケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５の基板側コネクタ１１を乗り越えて延長されたバネ状構造８においてに、基板側コネクタ１１と向かい合う内側面に、コネクタピンとバネ状構造８との接触を防止することを目的として、絶縁材１９をコーティングしたものである。これにより基本的にＧＮＤ電位であるアウターシェルへの各ピンのショート、アウターシェルを介しての各ピン同士のショートによる回路の破壊を防ぐことができる。
【００３８】
（第５の実施形態）
図７は本発明による第５の実施形態を表したものであり、第１の実施形態においてケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５の基板側コネクタ１１を乗り越えて延長されたバネ状構造８が、接続のみを目的にして極限られた一箇所あるいは二箇所のみを延長しているのに対して、基板側コネクタ１１を覆う形でシールドする構造８にすることにより、プリント配線基板パターンやプリント配線基板上に搭載されたＩＣ等のデバイスで発生したノイズが、基板側コネクタ１１のピンに重畳してしまうのを防ぐようにしたものである。特に基板側コネクタの取り付け金属筐体が無い場合には、ケーブルのピグテイル部を無くすことによるノイズ抑制効果も期待できる。
【００３９】
（第６の実施形態）
図８は本発明による第６の実施形態を表したものであり、第１の実施形態においてケーブル側コネクタが外殻金属部材（アウターシェル）５，５'と内側金属部材（インナーシェル）７に分かれていたが、これを一体物にしたものである。上側のシェル５を基板側コネクタ１１を乗り越えて延長されたバネ状構造８とすることは、第１の実施形態と同様であるが、アウターシェルとインナーシェルの接続不安定性の要因がなくなる分、基板側コネクタ１１との嵌合部での接続も全体の接続に対してより大きく寄与するようになることが期待できる。
【００４０】
（第７の実施形態）
図９は本発明による第７の実施形態を表したものであり、第１の実施形態においてケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５を、基板側コネクタ１１を乗り越えて延長されたバネ状構造８とし、バネ状構造８がプリント配線基板上の剥き出しＧＮＤパターン１４に接触接続すると同時に、アウターシェルがケーブル側コネクタの内側金属部材（インナーシェル）７や基板側コネクタ１１にも接触接続する構造になっていたのに対して、インナーシェル７や基板側コネクタ１１に接触しないように、アウターシェル５の内側に絶縁材１９をコーティングしたものである。
【００４１】
（第８の実施形態）
図１０は本発明による第８の実施形態を表したものであり、第１の実施形態においてケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５を、基板側コネクタ１１を乗り越えて延長されたバネ状構造８とし、バネ状構造８がプリント配線基板上の剥き出しＧＮＤパターン１４に接触接続することにより、アウターシェル５がケーブルシールド材３と基板上の剥き出しＧＮＤパターン１４のそれぞれに直接接触し接続をとる構造になっていたのに対して、アウターシェル５の基板側コネクタ方向への延長を、基板側コネクタ１１に接触する位置で止めたバネ状構造２１にしたものである。この場合、図１１に示すように、基板側コネクタ１１の金属シェルの一部が位置決め固定ピン４０を兼ねており、この位置決め固定ピンをプリント配線基板に形成された位置決め穴に挿入すると共に、プリント配線基板のＧＮＤパターンに半田付け接合することにより、安定した接続性が確保されていることが前提となる。この構造を取ればアウターシェル５が基板側コネクタ１１を乗り越える必要が無く、ケーブルコネクタの挿抜が容易になる。
【００４２】
（第９の実施形態）
図１２〜図１４は本発明による第９の実施形態をそれぞれ斜視図、断面図、上面からの分解図で表したものであり、第１の実施形態においてケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５を、基板側コネクタ１１を乗り越えて延長されたバネ状構造８とし、バネ状構造８がプリント配線基板上の剥き出しＧＮＤパターン１４に接触接続することにより、アウターシェル５がケーブルシールド材３と基板上の剥き出しＧＮＤパターン１４のそれぞれに直接接触して接続をとる構造になっていたのに対して、アウターシェル５の基板側コネクタ方向への延長を、基板側コネクタ１１に六角ナット１６によって固定されて面接触し、且つ基板に設けられたビス留め固定用穴周辺部にＧＮＤ剥き出しパッドを設けてあり、ビス留めを介して多点接触する金属筐体２３に直接接触する様に延長したバネ状構造２２にしたものである。
【００４３】
この場合、基板側コネクタ１１の金属シェルの一部が位置決め固定ピンを兼ねており、この位置決め固定ピンをプリント配線基板のＧＮＤパターンに半田付け接合することにより、安定した接続性が確保できることは第８の実施形態からも分かる様に明らかである。この構造を取ればアウターシェル５が基板側コネクタ１１を乗り越える必要が無く、また、プリント配線基板をシールドする役割も兼ねた基板と基板側コネクタ固定用金属筐体２３のコネクタ開口部に欠陥をつくること無く、ケーブルコネクタの挿抜を可能にすることができる。
【００４４】
（第１０の実施形態）
図１５は本発明による第１０の実施形態を表したものであり、第１乃至第９の実施形態がケーブルとプリント配線基板間の接合部分に関するものであったのに対し、本実施形態では、中継コネクタ２４を介してケーブル同士が接続するケーブル中継接合部に関する例を示したものである。一方のケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５を、中継コネクタ２４を乗り越えて延長されたバネ状構造２５とし、バネ状構造２５がもう一方のケーブル側コネクタの外殻金属部材（アウターシェル）５に直接接触する構造になっている。これにより、一方のシールドケーブル１のシールド材３に直接接触したアウターシェル５と、もう一方のシールドケーブル１のシールド材３に直接接触したアウターシェル５とが直接接触することになり、シールドケーブル同士の中継接続が良好に行なわれることになる。この場合、双方のケーブル側コネクタのアウターシェル５がそれぞれ延びる、あるいは中継コネクタ２４が金属シェルを持つ場合、金属シェルに接続する程度に、アウターシェル５を延長した構造にしても有効なことはこれまでの説明により明らかである。
【００４５】
以上説明したように、上記の実施形態では、ケーブル側コネクタの構造において、ケーブル側コネクタの金属シェルが、ケーブルのシールド材に直接接触すると共に、基板側コネクタとの嵌合部を乗り越えて基板のＧＮＤパターンの導電体剥き出し部まで到達するよう形成されたバネ状延長構造により、基板のＧＮＤパターンにも直接接触することを可能にした。これにより、ケーブルシールド材から基板ＧＮＤパターンまでの電気的な接続性が充分かつ安定に確保できるようになり、ケーブルのシールド材を流れるコモンモード電流は抑制され、ユニット間、基板間の信号伝送において安定した伝送波形が確保され、かつケーブルがアンテナとなって放射されるノイズ特性においても、安定して低いレベルに抑えることが可能になる。
【００４６】
なお、上記の実施形態では、ケーブル側コネクタの構造と接続箇所の形態について幾つかの組み合わせを示したが、これ以外の組み合わせについても、数種類考えられることは自明である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、ケーブル側のシールド材と基板側のＧＮＤパターンとの電気的な接続を安定化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のケーブルおよびケーブル側コネクタを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のケーブル側コネクタと基板側コネクタとの嵌合状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のケーブル、ケーブル側コネクタ、基板側コネクタ、プリント配線基板を上から見た分解図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のケーブルおよびケーブル側コネクタを示す斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のケーブル側コネクタと基板側コネクタとの嵌合状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態のケーブル側コネクタと基板側コネクタとの嵌合状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態のケーブルおよびケーブル側コネクタを示す斜視図である。
【図８】本発明の第６の実施形態のケーブル側コネクタと基板側コネクタとの嵌合状態を示す断面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態のケーブル側コネクタと基板側コネクタとの嵌合状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態のケーブル側コネクタと基板側コネクタとの嵌合状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第８の実施形態の基板側コネクタを示す斜視図である。
【図１２】本発明の第９の実施形態のケーブルおよびケーブル側コネクタを示した斜視図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態のケーブル側コネクタと基板側コネクタとの嵌合状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の第９の実施形態のケーブル、ケーブル側コネクタ、基板側コネクタ、プリント配線基板を上から見た分解図である。
【図１５】本発明の第１０の実施形態の一方のケーブル側コネクタと中継コネクタともう一方のケーブル側コネクタの嵌合状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  シールドケーブル
２  フェルール部材
３  シールド材
４  ケーブル線材
５，５'  外側金属部材（アウターシェル）
６  コネクタ電極
７  内側金属部材（インナーシェル）
８  延長構造部
９  アウターシェルとインナーシェルの接触部
１０  アウターシェルと基板側コネクタの接触部
１１  基板側コネクタ
１２  ケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合部
１３  プリント配線基板
１４  ＧＮＤパターン
１５  ジャックスクリュー
１６  六角ナット
１７  クランプ構造部
１８  ガスケット
１９  絶縁材
２０  ケーブル線材接続用電極アレイ部材
２１  延長構造部
２２  延長構造部
２３  金属筐体
２４  中継コネクタ
２５,２５'  延長構造部
【図１】
0003826054.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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