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JP4932626B2 - 電気コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、主として高速デジタル信号伝送に使用され、良好なインピーダンスマッチングを行うのに適する電気コネクタに関する。
この種の電気コネクタとしては、絶縁性を有するボディにコンタクト群が前記ボディの幅方向に2列で千鳥状に配列されているものがある。前記コンタクト群は、高速デジタル信号伝送用の差動ペアとなる一対の信号用コンタクト及びグランド用コンタクトを複数有している。
グランド用コンタクトの一部は、一対の信号用コンタクトの一部よりも幅広にされ、一対の信号用コンタクトの端部に位置的に重なるように配置される。これにより、差動ペア内及び差動ペア間のコンタクトのインピーダンス整合を図っている(特許文献1参照)。
特表2003−505826号公報
ところが、コンタクト群の最端に位置する差動ペア内の一方の信号用コンタクトは、その片側にグランド用コンタクトが配置されないため、前記差動ペア内の他方の信号用コンタクトと比べてグランド用コンタクトとの間の静電容量が低くなり、インピーダンスが高くなる。よって、インピーダンス整合を図ることができず、コネクタの伝送特性が劣化していた。
もっとも、前記一方の信号用コンタクトの隣にダミーのグランド用コンタクトを配設したり、前記電気コネクタのシールドカバーの一部を前記一方の信号用コンタクトに近づけたりすれば、インピーダンス整合を改善することが可能であるが、ダミーのグランド用コンタクトを追加したりシールドカバーの形状を変えたりすると、部品点数や組み立て工数が増加し、コスト高になる。
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、ダミーのグランド用コンタクトを追加したりシールドカバーの形状を変えたりすることなく、良好なインピーダンス整合が図ることができる電気コネクタを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の電気コネクタは、絶縁性を有するボディと、ボディ内にその幅方向に間隔を空けて少なくとも2列で配設されるコンタクト群とを備えており、前記コンタクト群は、複数の第1のコンタクトと、この第1のコンタクトと別の列に位置しており且つ当該第1のコンタクトと隣り合う複数の第2のコンタクトとを有し、前記コンタクト群は、信号用コンタクトである一対の前記第1のコンタクトと、グランド用コンタクトである前記第2のコンタクトとを一組としており、複数の前記組がボディの幅方向に上下位置関係を交互に逆にして配列されており、前記第2のコンタクトの幅方向の両端部が、一対の前記第1のコンタクトの幅方向の内側の端部に平面位置的に重なるように配置されており、前記コンタクト群のボディの幅方向の最端に位置する第2のコンタクトの外側の端部が前記最端に位置する第1のコンタクトに平面位置的に重なる幅面積が、他の第2のコンタクトの外側の端部が他の第1のコンタクトの内側の端部に平面位置的に重なる幅面積よりも大きくなっている。
このような電気コネクタによる場合、インピーダンス調整の対象となる第1、第2のコンタクトの一方の幅面積が、他の第1、第2のコンタクト間のインピーダンスとの差に応じて調整されているので、ダミーのグランド用コンタクトを追加したりシールドカバーの形状を変えたりすることなく、前記第1、第2のコンタクトのインピーダンス整合を図ることができる。よって、コスト高となることなく、コネクタの伝送特性の向上を図ることができる。しかも、ダミーのグランド用コンタクトを追加したりシールドカバーの形状を変えたりすることなく、前記最端に位置する一対の第1のコンタクトのインピーダンス整合を図ることができる。また、一対の第1のコンタクトが同じ組の第2のコンタクトに対向する一方、前記一対の第1のコンタクトの隣に別の組の第2のコンタクトが配置されるので、前記一対の第1のコンタクト間でのインピーダンス整合及びクロストークの低減を図る上でメリットがある。
本発明の別の電気コネクタは、絶縁性を有するボディと、ボディ内にその幅方向に間隔を空けて少なくとも2列で配設されるコンタクト群とを備えており、前記コンタクト群は、複数の第1のコンタクトと、この第1のコンタクトと別の列に位置しており且つ当該第1のコンタクトと隣り合う複数の第2のコンタクトとを有し、前記コンタクト群は、信号用コンタクトである一対の前記第1のコンタクトと、グランド用コンタクトである前記第2のコンタクトとを一組としており、複数の前記組がボディの幅方向に上下位置関係を交互に逆にして配列されており、前記第2のコンタクトの幅方向の両端部が、一対の前記第1のコンタクトの幅方向の内側の端部に平面位置的に重なるように配置されており、前記第1、第2のコンタクトは、幅方向の端部同士が互いに平面位置的に重なるようにボディに保持される第1、第2の本体部と、この第1、第2の本体部の先端部に連続しており且つボディの幅方向の一端部から露出する第1、第2の接点部と、前記第1、第2の本体部の後端部に連続しており且つボディの幅方向の他端部から露出する第1、第2の導出部と、この第1、第2の導出部の後端部に連続して設けられる第1、第2のリード部とを有し、前記コンタクト群の前記幅方向の最端に位置する第2のコンタクトの第2の本体部の外側の端部が前記最端に位置する第1のコンタクトの第1の本体部に平面位置的に重なる幅面積が、他の第2のコンタクトの外側の端部が他の第1のコンタクトの内側の端部に平面位置的に重なる幅面積よりも大きくなっている。
以下、本発明の実施の形態に係る電気コネクタについて図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施の形態に係る電気コネクタの概略的正面図、図2は同電気コネクタの概略的平面図、図3は同電気コネクタの概略的背面図であって、(a)がシールドカバー部の閉塞状態を示す図、(b)がシールドカバー部の開放状態を示す図、図4は同電気コネクタのコンタクト群が取り付けられたボディの概略的平面図、図5は同電気コネクタのコンタクト群が取り付けられたボディの概略的断面図、図6は同電気コネクタのコンタクトの配置を示す図であって、(a)概略的平面図、(b)が概略的底面図、図7は(a)が同電気コネクタの第1、第2のコンタクトの概略的斜視図、(b)が同電気コネクタの最端に位置する第2のコンタクトの概略的斜視図である。
図1乃至図3に示す電気コネクタは、高速差動伝送対応の基板実装型レセプタクルであって、絶縁性を有するボディ100と、ボディ100内にその幅方向に間隔を空けて2列で千鳥状に配列される上段、下段コンタクト群200a、200bと、ボディ100の外周を覆うシールドカバー300とを備えている。以下、各部を詳しく説明する。
ボディ100は、図1、図3、図4及び図5に示すように、PBT(ポリブチレンテレフタレート)やPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の汎用の合成樹脂を射出成形したものであって、プラグAが嵌合可能になっている。
ボディ100は、略直方体状の本体部110と、本体部110の正面側に形成され且つプラグAの先端凹部に入り込む正面視略逆U字状の凸部120と、本体部110の下方側に前方に向けて張り出して形成される略板状のベース部130と、ベース部130の底面に下向きに形成され、前記基板の図示しない孔部に嵌まり込む円柱状のボス140とを有している。
ボディ100の本体部110の中央部には、プラグAのコンタクト(図示せず)に対応して端子挿入孔111a,111bが等ピッチ間隔で前記電気コネクタの幅方向に並べて且つ2段位相をずらせて間隔を開けて配設されている。端子挿入孔111aと端子挿入孔111bとは、図1に示すように、幅方向の端部同士が位置的に重なるように配設されている。
端子挿入孔111a,111bは、上段・下段コンタクト群200a,200bの本体部2012a,2022bに対応した横長の角型貫通孔であり、上段・下段に10個づつ形成されている。この20個の端子挿入孔のうち、図1の下段の右端の端子挿入孔111b’以外の端子挿入孔は同一のものである。前記右端の端子挿入孔111b’は、他の端子挿入孔111a,111bよりも幅広であり且つ下段コンタクト群200bの本体部2012bに対応した横長の角型貫通孔である。なお、前記右端の端子挿入孔111b’について、前述のように、’を付して、他の端子挿入孔111bと区別する。
本体部110の背面部には、図3(b)及び図5に示すように、切り欠き112が形成されている。切り欠き112の奥側面には、端子挿入孔111a,111bの下方位置に端子挿入溝113が下方向に直線状に各々形成されている。端子挿入溝113は、上段・下段コンタクト群200a,200bの導出部2013a,2013bに対応した横幅を有する長溝であって、幅方向に配列されている。
ボディ100の凸部120の上面には、図1に示すように、本体部110の端子挿入孔111aに連通した端子ガイド溝121aが長さ方向に直線状に形成されている。凸部120の下面には、本体部110の端子挿入孔111bに連通した端子ガイド溝121bが長さ方向に直線状に形成されている。端子ガイド溝121a,121bは、上段・下段コンタクト群200a,200bの接点部2011a,2011bに対応した横幅を有する溝であって、端子挿入孔111a,111bと同様に幅方向に位相ずれして配列されている。
シールドカバー300は、図1、図2、図3に示すように、プラグAがボティ100に嵌合された状態で当該プラグAの外周シールド(図示せず)に接触可能な金属製シェルであって、カバー本体310と、カバー本体310の幅方向の両端部に下方に向けて設けられる一対の脚部320と、カバー本体310の背面側の開口を開閉可能に覆うバックカバー部330とを有している。
カバー本体310は、ボディ100の本体部110に嵌合し、当該本体部110及び凸部120の上下左右の4面(即ち、本体部110及び凸部120の外周)を覆う略角筒体である。
各脚部320は、前記基板の図示しない取り付け孔に挿入され、当該基板のグランド用のパターンに接続される。
バックカバー部330は、上端部がカバー本体310の背面側の開口上縁部に回動自在に取り付けられる板状部材である。このバックカバー部330がカバー本体310の背面側の開口を塞ぎ、ボディ100の本体部110の背面部を覆うようになっている。
上段コンタクト群200aは、図6に示すように、コンタクト201a〜210aで構成されている。一方、下段コンタクト群200bは、コンタクト201b〜210bで構成されている。
コンタクト201aは、図6及び図7に示すように、プラグAがボティ100の凸部120に嵌合された状態で、当該プラグAのコンタクト(図示せず)に接触可能な板状の接点部2011aと、接点部2011aの後端に連なって設けられる接点部2011aよりも幅広な板状体であり且つボディ100の端子挿入孔111aに圧入される本体部2012aと、本体部2012aの後端に連なり且つボディ100の背面に沿うように略直角に曲げて設けられた棒状の導出部2013aと、導出部2013aの後端に連なって略直角に曲げて設けられており且つ前記基板上のパターンに接続される棒状のリード部2014aとを有している。
コンタクト202bは、プラグAがボティ100の凸部120に嵌合された状態で、プラグAのコンタクト(図示せず)に接触可能な板状の接点部2021bと、接点部2021bの後端に連なって設けられる接点部2021bよりも幅広な板状体であり且つボディ100の端子挿入孔111bに圧入される本体部2022bと、本体部2022bの後端に連なり且つボディ100の背面に沿うように略直角に曲げて設けられた棒状の導出部2023bと、導出部2023bの後端に連なって略直角に曲げて設けられており且つ前記基板上のパターンに接続される棒状のリード部2024bとを有している。
コンタクト201aとコンタクト202bとは、図3(b)に示すように、上下の段差の分だけ導出部2013aの長さが導出部2023bに比べて長い点で異なっている。コンタクト202a、204a、205a、208a、209aはコンタクト201aと同じものである。コンタクト203a、206a、207a、210aは、接点部2031a、2061a、2071a、2101aの長さ寸法がコンタクト201aの接点部2011aの長さ寸法よりも長い点で異なる以外、当該コンタクト201aと同じものである。
コンタクト203b、205b、206b、209bはコンタクト202bと同じものである。コンタクト204b、207b、208b、210bは、接点部2041b、2071b、2081b、2101bの長さ寸法がコンタクト202bの接点部2021bの長さ寸法よりも長い点で異なる以外、当該コンタクト202bと同じものである。
コンタクト201bは、図6(b)に示すように、接点部2011bの長さ寸法がコンタクト202bの接点部2021bの長さ寸法よりも長い点及び本体部2012bの幅方向の一端部に板状の延長部2012b1が設けられている点で異なる以外、当該コンタクト202bと同じものである。
本実施形態の電気コネクタは、電源ライン又はシングルエンド信号の他、第1〜第5の差動信号を伝送するのに使用されるものである。コンタクト207a,210a,207b,209b,210bは、前記基板のパターンに接続されることにより、電源ライン又はシングルエンド信号を伝送するためのコンタクトとして機能する。コンタクト201a,202b,204a,205b,208aは、前記基板のパターンに接続されることにより、第1〜第5の差動信号を伝送するためのプラス信号用コンタクト(即ち、一方の第1のコンタクト)、コンタクト202a,203b,205a,206b,209aは第1〜第5の差動信号を伝送するためのマイナス信号用コンタクト(即ち、他方の第1のコンタクト)、コンタクト201b,203a,204b,206a,208bは第1〜第5の差動信号を伝送するためのコモングランド用コンタクト(即ち、第2のコンタクト)として各々機能する。
特に、上段・下段コンタクト群200a,200bのうち第1〜第5の差動信号を伝送するためのコンタクト(201a〜206a,208a,209a、201b〜206b,208b)について着目すると、図1に示すように、ボディ100の断面上において、上記プラス信号用コンタクト及びマイナス信号用コンタクトを底辺側、コモングランド用コンタクトを頂点側として三角形状に配置したものを一組とし、これらの5組が上下位置関係を交互に逆にして幅方向に順次配列されている。
本実施形態の電気コネクタにおいて、信号用コンタクト等の配置関係が上記した通りであることから、隣接コンタクトの差動ペア内及び差動ペア間で専ら低スキュー等にするために、コンタクト201a〜210aの接点部2011a〜2111a及びコンタクト201b〜210bの接点部2011b〜2111bの長さの大小関係が上述及び図6に示す通りになっている。
コンタクト201a〜210aは、ボディ100の10個の端子挿入孔111aに当該ボディ100の背面部側から各々位置合わせしつつ挿入される。すると、コンタクト201a〜210aの接点部2011a〜2101aがボディ100の10個の端子ガイド溝121aに各々挿入される。これと共に、コンタクト201a〜210aの本体部2012a〜2102aが10個の端子挿入孔111aに各々圧入され、導出部2013a〜2103aが残りの10個の端子挿入溝113に各々挿入される。
一方、コンタクト201b〜210bは、ボディ100の端子挿入孔111b’及び9個の端子挿入孔111bに当該ボディ100の背面部側から各々位置合わせしつつ挿入される。すると、コンタクト201b〜210bの接点部2011b〜2101bがボディ100の10個の端子ガイド溝121bに各々挿入される。これと共に、コンタクト201b〜210bの本体部2012b〜2102bが端子挿入孔111b’及び9個の端子挿入孔111bに各々圧入され、導出部2013b〜2103bが10個の端子挿入溝113に各々挿入される。
上段コンタクト群200a及び下段コンタクト群200bは、ボディ100に取り付けられた状態で、図6に示すように、コンタクト201a〜210aの本体部2012a〜2102aの幅方向の端部とコンタクト201b〜210bの本体部2012b〜2102bとの幅方向の端部とが位置的に重なるように配置される。
このため、前記コモングランド用コンタクトの本体部の幅方向の両端部が、プラス信号用コンタクト及びマイナス信号用コンタクトの本体部の幅方向の内側の端部に位置的に重なるように配置される。また、プラス信号用コンタクト及びマイナス信号用コンタクトの隣には、別の組のコモングランド用コンタクトが配置される。これにより、差動ペアのコンタクト間で良好なインピーダンス整合が図られている。
また、コンタクト201bの本体部2012bの延長部2012b1がコンタクト201aの本体部2012aに位置的に重なる幅面積が、他の差動信号伝送用のコンタクトの本体部の端部同士(即ち、外側の端部と内側の端部)が位置的に重なる幅面積の略2倍になっている。このようにしてコンタクト201bの本体部2012bの幅面積が、他の信号用コンタクトとコモングランド用コンタクトと間のインピーダンスとの差に応じて調整されている。このため、上段コンタクト群200aの最端に位置し、隣り合うコモングランド用コンタクトがないことを要因とするコンタクト201aとコンタクト201bとの間の静電容量の低下を防止することができる。これにより、コンタクト群の最端に位置する差動ペア内のインピーダンスのバラツキが抑制され、インピーダンス整合が図られる。
このような電気コネクタによる場合、前述の通り、ダミーのグランド用コンタクトを追加したりシールドカバー300の形状を変えたりすることなく、コンタクト群の最端に位置する差動ペア内のインピーダンス整合を図ることができ、その結果、差動ペア間のインピーダンス整合も図ることができる。よって、コスト高となることなく、電気コネクタの伝送特定を向上させることができる。
なお、上記電気コネクタは、絶縁性を有するボディと、ボディ内にその幅方向に間隔を空けて少なくとも2列で配設されるコンタクト群とを備えており、コンタクト群は、複数の第1のコンタクトと、この第1のコンタクトと別の列に位置しており且つ当該第1のコンタクトと隣り合う複数の第2のコンタクトとを有し、インピーダンス調整の対象となる第1、第2のコンタクトの一方の幅面積が、他の第1、第2のコンタクト間のインピーダンスとの差に応じて調整されている限り任意に設計変更することが可能である。
上記実施例では、コンタクト群の最端に位置するコモングランド用コンタクトの幅面積が調整されているとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、信号用コンタクトであるコンタクト201aの本体部2012aの幅面積を他の信号用コンタクトの幅面積に比べて小さくし、コンタクト201aとコンタクト201bとの間の静電容量の低下を防止して、インピーダンス整合を図ることも可能である。
また、上記実施例では、インピーダンス調整の対象となるコンタクトは、コンタクト群の最端に位置する差動ペア及びそのコモングランド用コンタクト201a、202a、201bであるとしたが、これに限定されるものではない。即ち、コンタクトの配列に応じて、インピーダンス調整の対象となるコンタクトを適宜選択することが可能である。
本電気コネクタは、不平衡(シングルエンド)型の伝送方式用の電気コネクタとしても適応可能である。即ち、インピーダンス整合の対象となるシングルエンド用の信号コンタクトとそのグランド用コンタクトとの一方の幅面積を、他のシングルエンド用の信号コンタクトとグランド用コンタクトと間のインピーダンスとの差に応じて調整するようにすれば良い。
上記コンタクトの形状については、上記実施例に限定されるものではなく、任意に設計変更可能である。
また、コンタクトの配列についても、ボディ内にその幅方向に間隔を空けて少なくとも2列で配設される限り任意に設計変更することが可能である。本電気コネクタが差動信号伝送型の電気コネクタである場合、上記プラス信号用コンタクト、マイナス信号用コンタクト及びコモングランド用コンタクトを三角形状に配置したものを一組とし、この組が幅方向に順次配列されていることが好ましいが、これに限定されるものではない。上記実施例以外の例としては、第1列に複数のプラス信号用コンタクト及びマイナス信号用コンタクトが並べられ、第2列に複数のコモングランド用コンタクトが並べられた構成となっているものがある。なお、前記コンタクトは、その幅方向の端部同士が位置的に重ならないように配置することもできる。
なお、上記電気コネクタは、レセプタクルであるとして説明したが、コンタクトにケーブルが接続されるプラグとすることが可能である。
本発明の実施の形態に係る電気コネクタの概略的正面図である。 同電気コネクタの概略的平面図である。 同電気コネクタの概略的背面図であって、(a)がシールドカバー部の閉塞状態を示す図、(b)がシールドカバー部の開放状態を示す図である。 同電気コネクタのコンタクト群が取り付けられたボディの概略的平面図である。 同電気コネクタのコンタクト群が取り付けられたボディの概略的断面図である。 同電気コネクタのコンタクトの配置を示す図であって、(a)概略的平面図、(b)が概略的底面図である。 (a)が同電気コネクタの第1、第2のコンタクトの概略的斜視図、(b)が同電気コネクタの最端に位置する第2のコンタクトの概略的斜視図である。
符号の説明
100 ボディ
200a 上段コンタクト群
201a コンタクト(一方の第1のコンタクト)
2011a 接点部
2012a 本体部
2013a 導出部
2014a リード部
202a コンタクト(他方の第1のコンタクト)
2021a 接点部
2022a 本体部
2023a 導出部
2024a リード部
200b 下段コンタクト群
202b コンタクト(第2の)
2011b 接点部
2012b 本体部
2012b1 延長部
2013b 導出部
2014b リード部

Claims (2)

  1. 絶縁性を有するボディと、
    ボディ内にその幅方向に間隔を空けて少なくとも2列で配設されるコンタクト群とを備えており、
    前記コンタクト群は、
    複数の第1のコンタクトと、
    この第1のコンタクトと別の列に位置しており且つ当該第1のコンタクトと隣り合う複数の第2のコンタクトとを有し、
    前記コンタクト群は、信号用コンタクトである一対の前記第1のコンタクトと、グランド用コンタクトである前記第2のコンタクトとを一組としており、複数の前記組がボディの幅方向に上下位置関係を交互に逆にして配列されており、
    前記第2のコンタクトの幅方向の両端部が、一対の前記第1のコンタクトの幅方向の内側の端部に平面位置的に重なるように配置されており、
    前記コンタクト群のボディの幅方向の最端に位置する第2のコンタクトの外側の端部が前記最端に位置する第1のコンタクトに平面位置的に重なる幅面積が、他の第2のコンタクトの外側の端部が他の第1のコンタクトの内側の端部に平面位置的に重なる幅面積よりも大きくなっていることを特徴とする電気コネクタ。
  2. 絶縁性を有するボディと、
    ボディ内にその幅方向に間隔を空けて少なくとも2列で配設されるコンタクト群とを備えており、
    前記コンタクト群は、
    複数の第1のコンタクトと、
    この第1のコンタクトと別の列に位置しており且つ当該第1のコンタクトと隣り合う複数の第2のコンタクトとを有し、
    前記コンタクト群は、信号用コンタクトである一対の前記第1のコンタクトと、グランド用コンタクトである前記第2のコンタクトとを一組としており、複数の前記組がボディの幅方向に上下位置関係を交互に逆にして配列されており、
    前記第2のコンタクトの幅方向の両端部が、一対の前記第1のコンタクトの幅方向の内側の端部に平面位置的に重なるように配置されており、
    前記第1、第2のコンタクトは、
    幅方向の端部同士が互いに平面位置的に重なるようにボディに保持される第1、第2の本体部と、
    この第1、第2の本体部の先端部に連続しており且つボディの幅方向の一端部から露出する第1、第2の接点部と、
    前記第1、第2の本体部の後端部に連続しており且つボディの幅方向の他端部から露出する第1、第2の導出部と、
    この第1、第2の導出部の後端部に連続して設けられる第1、第2のリード部とを有し、
    前記コンタクト群の前記幅方向の最端に位置する第2のコンタクトの第2の本体部の外側の端部が前記最端に位置する第1のコンタクトの第1の本体部に平面位置的に重なる幅面積が、他の第2のコンタクトの外側の端部が他の第1のコンタクトの内側の端部に平面位置的に重なる幅面積よりも大きくなっていることを特徴とする電気コネクタ。
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