JPS6029192B2 - 電磁的にシ−ルドされたコネクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には電気的コネクタ、とくに解放自在に
競合されかつ一方が周囲の電磁エネルギーに対してシー
ルドされている、ピン及びソケットから成る電気的コネ
クタに関するものである。

本発明の背景とくに良好に受入れられている解放自在な
電気的コネクタはプラグ及びレセプタクル部分を含み、
かつそれぞれの部分によって支持されているピン及びソ
ケットを連結させるため互いに鉄合可能となっている。

二つのコネクタ用半部が鉄合すると、重い金属製の胴（
シェル）により、外部の電磁場に対し良好な保護がなさ
れ、その外部電磁湯がワイヤ−中に望ましくない電圧を
発生し、この電圧がシールドされたケーブルを介してそ
のケーブルが穣競された電気器機に印加されないように
している。しかしながら、プラグ及びレセプタクルが離
されると、露出された連結都電極は周囲の電磁場によっ
て簡単に影響を受けてしまう。米国特許第３５５００６
５号明細書中においては、ソケット電極が取付けられて
いるコネクタの半部の開放端郡上に豚合される金属板の
使用について説明されており、その板は孔を有し、他方
のコネクタ半部からのピンはその孔を貫通してソケット
と互いに連結鼓合し得るようになっている。このグリツ
ド板則ちシールド部材は、コネクタの金属ケーシング即
ち耳同と電気的に接続され、かつ外部の電磁エネルギー
を反射及び吸収して、それによって電流がコネクタのソ
ケット、従ってケーブルワイヤ及びそれと相互に接続さ
れた機器へ流入するのを阻止するか又は大中に減少させ
るシールド部材として作用する。参照する米国特許明細
書中で説明したシールド技術及びその構造は一般的には
効果的であるが、今日遭遇する電磁的環境は、その強度
及び周波数の両方で益々その厳しさを増しており、この
点は軍事的な構成部品に関してとくに著しく、そのため
より良いシールド手段の採用が必要となっている。例え
ば、核爆発においては、電磁パルス（ＥＭ円）が生じ、
このため実際の爆発の影響からは十分に安全な距離だけ
爆心地から離れた電気及び電子機器であっても損傷させ
又は破壊することが可能である。本発明によれば、一組
のソケット電極を含む電気的コネクタ部分の開端に、複
数の開孔を各ソケットに整列するかたちで設けた板体か
らなる第１の金属格子（グリツド）又はシールドが用い
られる。

この第１の金属格子はソケットの外端部から距離を隔て
ており又その緑部がコネクタ部分を大体囲んだ月同に連
続的に接続されている。上記第１の格子の孔と整列する
ような一絹の孔を有する第２の金属格子又はシールドが
設けられるが、これは導波波長に関係づけられる周波数
に応じた第１の格子からの間隔をおいてこの第１の格子
とソケットの外端との間に着脱自在に配置される。従っ
て、この第１の金属格子は導波の遮断の結果として電磁
波による妨害を著減させ、又第２の金属格子は空洞共振
枕態でもなお残留する望ましくない磁場を低減させるの
である。別の例では、上記着脱自在の格子又はシールド
は固定の格子又はシールドの外にこれから離隔して配置
される。

さらに別な例にあっては、コネク夕解放した時、着脱自
在の外側シールドを固定の格子から所望の間隔をおいて
保持し一方コネクタ部分が鉄合した時固定の格子に向っ
て外側シールドを移動させるバネ負荷を組み込んでいる
。次に図面、とくに第１図を参照すると、本発明におい
て最も有利に用いられている電気ケーブルコネクタ１０
が示されており、これは取外し自在に鉄合可能なしセプ
タクル１１及びプラグ１２を含み、かつそれらの鉄合に
より、端部が従来の方法で、このレセプタクル及びプラ
グ中に止着された二本のワイヤーケーブルを互いに接続
するようになつている。レセプタクル１１は、プラグ１
２の同寸法の部分と鉄合するための第一の端部１４と、
コネクタによって接続すべき複数のケーブルワイヤ１６
を受入れるための池端部とを有する中空で、全体的に円
筒状の金属製ハウジング１３を含んでいる。

比較的柔軟で、可榛性のあるェラストマーでできた、全
体が円筒状のワイヤーシール用のはと目具１７は、この
ハウジングの孔の中に横合できる円周寸法及び形状を有
している。間隔をへだてて配置された複数の孔１８が、
それと同数のケーブルワイヤ一１６に適合するため、挿
入体１７本体を完全に貫通して延在し、かつ湿気、ごみ
、挨又は他の異物がコネクタの内部に侵入しないように
密封している。はと目具１７の直近に配置された後部挿
入体１９は適当な絶縁材でできており、かつそれがハウ
ジング内壁に密接順応するように、はと目具と同じ円周
寸法及び形状を有している。案内用挿入孔２０がはと目
臭１７中の各々の孔１８と整合して設けられている。こ
の孔２０は孔１８よりもわずかに大きい部分を有してお
り、かっこの孔１８中では、バネクリップ２１が以下で
説験する目的のために前方に向けて設けられている。前
部挿入体２２はハウジング中にぴったりと鼓合するよう
な円周寸法及び形状を有しており、かつ挿入体１７の孔
１８及び同様に後部挿入体１９の孔に整合した孔２３を
含んでいる。

より詳しく云えば、孔２３は１９に接合する挿入面のと
ころから比較的大きな断面積を有しかつコネクタの外方
、即ち第１図に示すように右方を向いた小径の孔２４に
向ってその断面積を減小させている。そしてその孔２４
には傾斜が付してあって、それによって整合していない
場合におけるピンの受入れを容易にしている。組立てた
時、ソケット電極２５は挿入体２２の孔２３の中に欧ま
る先導端部、後部挿入半部１９の孔２０を通って後方に
延びた後方部を有し、さらにバネクリップ２１を通過し
た時ソケットを所定位置に確実に保持するように作用す
る拡大フランジを含んでいる。ケーブルワイヤ一１６は
、従来の方法によって、ソケット２５の後、即ち後方端
部に形成された孔中に鉄合され、かつ例えば、ひだを形
成すること（クリンピング）によってその中に止着され
ている。

ソケット２５の前端部はピン電極２６の細長いシャフト
を受入れ、そのようにして所望の電気的接続がなされる
。このピンは、ソケットについて今説明したばかりの方
法といく分以かよった方法により、他のコネク夕部分又
はプラグ中に取付けられている。説明を行ったプラグ及
びレセプタクルコネクタは、この点に関しては従来の構
造を有している。

各々のコネクタ部分中に導入されるケーブルワイヤ一は
、接地用外装２７及び２８中に封内されており、次にこ
の外装はコネクタ部分の胴、即ちハウジングに連結され
ている。したがって、コネクタ部分が合わさった時、ケ
ーブルワイヤ−、ピン及びソケットは全て、外部からの
電磁的干渉を反射又は吸収することによってそれをそれ
らから保護する接地された導体部材中に封入される。次
に、レセプタクルの開放端部をシールドするための、こ
の発明の第一の実施例の説明を行うため、第１及び２図
を同時に参照することとする。第１又は固定された電磁
シールド２９は、ソケットの外端部から間隔をへだてて
配置され、かつレセプタクルの開放機部を完全に横断し
かつそれを封止する板３０を含んでいる。複数の孔３１
がレセプタクル中のソケットと整合した板に形成されて
いるが、その直径は、ピン電流の、金属板への電気的短
絡を防止する寸法公差を有するピンを通すことができる
寸法となっている。より詳しく云えば、板３０は機械加
工された一つの部分であって、レセプタクルの胴１１と
完全に一体となって、孔の部分以外のレセプタクルを含
むソケットの開放端部用の一貫しかつ一様な金属製の覆
いを形成している。板３０の孔３１は高周波しや断部を
有する導波管を形成し、それによってそれは、ソケット
へのエネルギーの侵入を阻止する。

板外面に衝突する電磁エネルギーに対するウェーブトラ
ツプとして働くようになっている。即ち、板３０の固い
部分が入射電磁エネルギーを反射しかつ吸収するばかり
でなく、孔もまたソケットに到達する上記のエネルギー
の量を減少させるウェーブトラップとして作用する。し
たがって、ソケットに到達する電磁エネルギーの減衰量
は、金属板の厚み及び板の孔の直径及び数の関数で表わ
される。第二の金属格子又はシ−ルド３２は、基本的に
第２図に示すような金属製の円盤から成っており、第一
の金属格子３０中の孔と整合できかつもちろんソケット
中の孔と整合できる孔３３を有している。

円盤は、レセプタクルのハウジングの壁に形成された肩
部３３ａに対して接合する外縁部を有し、かつハウジン
グの壁の適当な溝に鉄合止着されたＣ型クリップ３４に
よって、所定位置に止着されている。第一及び第二の金
属シールド間の間隙Ｄは、空胴共振を生じるよう選択さ
れている。

即ち、第一の金属製シールド２８の壁厚を減らし、かつ
第一のシールドを通過する漏れエネルギーを、第一及び
第二のシールド間で共振させることによって、しやへし
、効果の低下を補償することができるということが上述
の発明の重要な特長である。試験結果は、比較的薄い二
つのシールドの方が同じ金属厚を有する一つのシールド
よりも良好であること及び実際の構造のもので１０〜２
０デシベル程度の改善がみられたということを示してい
る。

もっと詳しく云えば、電磁エネルギーに対する共振を生
じるシールド２７及び３２間の間隙は一般に以下の数式
的関係によって規定される、即ちＤ＝す ぐ＝１，２，
３‐．・・．・入＝管内波長 第二のシールド３２は第一のシールド２９と殆ど同様に
しや断シールドとして作用可能であり、得られると信じ
られる最も重要な効果は、第一及び第二のシールド間の
空腕中で共振が起るということである。

即ち、もし管内波長の周波数が、前式で述べられた空胴
寸法に対して規定された関係からわずかに変化しただけ
でも、空胴中の内部の場の強度は、全ての部分で実質的
にゼロまで降下するということである。次に第３図を参
照すると、本発明の別の形態のものが示されており、こ
こでは、永久又は位置固定金属シールド３５がソケット
を担持した挿入体の直近に配置されている。

取外し自在な円盤又はシールド３６が第一のシールドの
外側に配置されている。それ以外については、二つのシ
ールド３５及び３６はそれぞれ第一番目に説明した実施
例のもののシールド２９及び３２と全く同一に構成され
ている。即ち、内部又は固定された金属製シールド３５
はコネクタの８同の一部として機械加工されており、か
つレセプタクルの胴の外端部の実質的に内側に配置され
ている。同様に、取外し自在な円盤状のシールド３６が
、最初に述べたものと同様に、Ｃ型クリップ３７によっ
て所定位置に保持されている。次に、第４図を参照する
と、本発明のさらに別の実施例が示されており、それは
、コネク夕の係合長さを最小に保ち、一方、同時にコネ
クタを外す際に、二つのシールド間の間隙を比較的大き
く（即ち、５００インチ、又は１．２７弧）することを
必要とする環境下にあってはとくに有利である。

最も内側のシールド３８はしセブタクルの耳同の機械加
工された一部であって、かつ孔３９をコネクタ鉄合時に
おけるピンの貫通鉄合用のソケット孔と整合させた状態
で、コネクタの挿入体２２の直近に配置されている。取
外し自在の、即ち第二のシールド４川さ、ピンに適合す
る孔を有する金属円板を含み、かつＣ型クリップ４１に
よってその外縁部に止着されている。この円盤状のシー
ルドはしセプタクルの胴の内側の円形寸法と一致した形
状を有し、かつ第一のシールド３８の外方を向いた面に
屈曲係合するバネ４２によって、その後又は内側に保持
される。このバネ４２はコイルバネとして説明されてい
るが、例えばェラストマー、又は板バネのようなどんな
バネ体であっても、それがピンに干渉しない限り、適合
し得るということを理解されたい。使用する際、コネク
タ部分が互いに外されると、取外し自在、即ち第二のシ
ールド４０は、シールド４０をＣ型クリップ４１に接触
押圧するバネ４２によって、第一のシールド３８に対し
て、一定の間隔をへだてた状態で保持される。

しかしながら、コネクタ部分が係合されると、プラグの
絶縁部分４３は第二のシールドを押圧して、それをコイ
ル状のバネ４２に対して内方に押し付ける。このように
して、コネクタ部分が外された時の比較的大きな間隙Ｄ
についての要件が達成され、一方、コネクタ部分を完全
に係合させた時には、シールド間の間隔をより少〈する
ようにすることができる。各変更例においては、上述の
シールドは、取外し自在及び固定されたものも両方とも
、ピンを通す孔を含んでいる。

このシールドの孔は、電流搬送ピン及び接地されたシー
ルド（単数／複数）間が電気的にしや断されるのを防ぐ
ために十分に大きいものとなっているということは重要
である。

シールドの孔の最適直径はその中に鼓合されるピンの直
径の２倍より小さくなってはならないと信じられている
。

この発明を実施する際に、一つ以上のる出したソケット
電極を含む電気的コネクタ部分の開放端部をシールドす
るための技術が用いられる。

ソケット電極に対する外部電磁界の影響を、導波管のし
や断及び空胴共振の両方の効果によって、減らすか又は
実質的に無くすることができるように、一つの有孔の金
属板が好ましい空間的配置で、開放したコネクタ部分上
に配置されている。これらのシールドは、金属（即ち、
良好な電気導体）でできていれば有効であるけれども、
それらをレセプタクルの胴と同じ金属で造って、異なっ
た金属部分に生じる電位差による望ましくない電流を減
らすようにすることが望ましい。上記各実施例のコネク
外ま、電磁的な吸収材でできたシールド間の表面に被覆
（コーティング）を施すことによ・り、さらに改良する
ことができる。

上記材料は、強磁性粒子が分散した電気的絶縁担体を含
むことができる。最良の結果を得るためには、シールド
間のプラグ胴内壁面と二つのシールドの対向面が被覆体
を含むようにすることで、この目的のための優れた材料
が、テキサス州、リチャードヒルの、グラハム マグネ
ツト社によるコバロイ（Ｃｏ戊ｌｏｙ）ｐ−２１２の商
品名で売られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体化するピン及びソケットコネク
夕の一部分解した側断面図である。 第２図は本発明に用いる金属格子又はシールド及び止着
手段の拡大斜視図である。第３図は別の実施例の拡大側
面図である。第４図は本発明のさらに別の実施例の、第
３図と同様の側断面図である。１３：ハウジング、１６
：ケーブルワイヤ−、１９：後部挿入体、２１：バネク
リップ、２１：後部挿入体、２６：ピン電極、３０：第
１の電導板（格子）、３２：第２の電導板（格子）、３
１，３３：孔、３４：止着部材。 〆ら′Ｇ，３． 」７６．４． 」：＾夕．」 ‘：Ｊ夕，Ｚ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属製の胴に止着された縁部を有し、かつ少くとも
   一つの貫通孔を有する、第一の電導板、及び 上記第一
   の電導板から間隔をへだてて配置されかつ金属製の胴に
   解放自在に接触する第二の電導板であつて、上記第一の
   板の孔と整合した孔を含む上記第二の電導板、 から成
   り、 上記第二の板が、二つの板の間で、入射電磁エネルギ
   ーについて空胴共振を起させるように、第一の板から一
   定距離離れていることを特徴とする、開放端部を有しか
   つ金属製の胴内の電気的コネクタ用の電磁シールド。 ２ 第一及び第二の板がコネクタの胴と同じ金属で造ら
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
   の電磁シールド。 ３ 第二の板が、コネクタの胴の全体が円形を成す背部
   と連続的に接触する端縁を有していることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項記載の電磁シールド。 ４ 第二の板が第一の板から内方に間隔をへだてて配置
   されていることを特徴とする、特許請求の範囲第３項記
   載の電磁シールド。 ５ 第二の板が第一の板から外方に間隔をへだてて配置
   されていることを特徴とする、特許請求の範囲第３項記
   載の電磁シールド。 ６ 第二の板が第一の板の外方に配置されており、かつ
   第一及び第二の板を所定の距離のところに弾性的に保持
   するバネ手段を含んでいることを特徴とする、特許請求
   の範囲第３項記載の電磁シールド。 ７ 第一及び第二の板の間の間隙が数式Ｄ＝φλ／２に
   よつて規定され、ここでＤは板の間隙、φは全体の数、
   λは管内波長であることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項記載の電磁シールド。 ８ 第一及び第二の板の対向面上、及び板間の内方を向
   いた胴の面上にさらに被覆体が設けられており、上記強
   磁性粒子が分散した絶縁担体を含んでいることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項記載の電磁シールド。