JP4542579B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、一対の接続対象物間を接続するコネクタに関する。

先行技術１としては、図９に示すように、嵌合部に１本のグランドコンタクトＧと２本の信号コンタクト（差動信号ペア）Ｓ＋，Ｓ−とが、１列に連続して配置され、基板接続部においては、各グランドコンタクトＧが上段の１列に配置され、各信号コンタクトＳ＋，Ｓ−が下段の列に隣り合って配置されるコネクタが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

先行技術２としては、図１０に示すように、嵌合部に１本のグランドコンタクトＧ、１本の信号コンタクトＳ−、１本の信号コンタクトＳ＋とが、１列に順に配置され、基板接続部には、上段において２本のグランドコンタクトＧ間に信号コンタクトＳ＋，Ｓ−のペアが配置され、下段において２本のグランドコンタクトＧ間に信号コンタクトＳ＋，Ｓ−のペアが配置されるコネクタが知られている。

先行技術３としては、図１１に示すように、嵌合部には、２本のグランドコンタクトＧ間に、２本の信号コンタクト（差動信号ペア）Ｓ＋，Ｓ−とが、１列に連続して配置され、基板接続部には、上段において２本のグランドコンタクトＧ間に信号コンタクトＳ−，Ｓ＋のペアが配置され、下段において信号コンタクトＳ−，Ｓ＋のペアが配置されるコネクタが知られている（例えば、特許文献２を参照）。

先行技術３では、差動信号を伝送する際に、信号コンタクトＳ＋，Ｓ−の結線部のピッチと同じままでは、実装スペースが十分でなく実装困難な場合に、基板接続部や伝送ケーブルとの結線部において規則的な千鳥状配列に分裂して実装している。

また、差動信号を伝送する電気部品の全区間又は一部の区間においては、コネクタの端子部のプリント基板への結線部の配列が規則的な端子配列となっている。

特開２００７−１７９９６０号公報 特開２００７−２１４１３９号公報

先行技術１では、全ての信号コンタクトＳ＋，Ｓ−内及び信号コンタクトＳ＋，Ｓ−の位置関係（距離等）を同一とすることができるが、グランドコンタクトＧの本数が増えてしまい、配置方向のスペースが余分に必要になるという問題がある。

先行技術２では、嵌合部で信号コンタクトＳ＋，Ｓ−を１列に配置した場合に、信号コンタクトＳ＋，Ｓ−が隣接するペアの信号コンタクトＳ−，Ｓ＋に近づくためクロストークが大きくなってしまうという問題がある。
また、位置関係の異なるペアの信号コンタクトＳ＋，Ｓ−が生じ、伝送特性にも差が生じるという問題がある。

先行技術３では、嵌合部から基板接続部への結線部への配線の途中から、信号コンタクトＳ＋，Ｓ−のペア内及び信号コンタクトＳ＋，Ｓ−ペア間の位置関係が同一ではなくなり、インピーダンスマッチングが困難となることや、クロストークが大きくなるなどの伝送品質面での欠点がある。

それ故に、本発明の課題は、差動伝送の伝送品質を改善し、無駄な芯数やスペースを省き、さらにクロストークの低減を得ることができるコネクタを提供することにある。

本発明は、相手側コネクタと接続する接触部と、接続対象物と接続する端子部とを有するコンタクトと、該コンタクトを保持するハウジングとを備えたコネクタにおいて、前記コンタクトは、複数本の信号コンタクトと、複数本のグランドコンタクトとからなり、隣り合う２本からなるペアの前記信号コンタクトと１本の前記グランドコンタクトとは、これらで一つのグループを構成しており、前記接触部は、配置方向において前記グランドコンタクト、ペアの前記信号コンタクトの順に順次一列に等しい間隔に配置されており、前記端子部は三列に配設されており、前記グランドコンタクトは中央の第２列目において前記配置方向へ配置されており、ペアの前記信号コンタクトの一方は前記接触部側の第１列目において前記配置方向へ配置されており、ペアの前記信号コンタクトの他方が外側の第３列目において前記配置方向へ配置されており、前記配置方向において、２本の前記グランドコンタクト間にペアの前記信号コンタクトが配置され、かつペアの前記信号コンタクトの一方の前記端子部と他方の前記端子部とは、前記接触部に対して前記配置方向で、ずれて配置されているコネクタであることを最も主要な特徴とする。

本発明のコネクタによれば、差動信号を伝送する電気部品の全区間又は一部の区間において、グランドコンタクトと信号コンタクトとのそれぞれを三列に配設し、グランドコンタクトと信号コンタクトとの距離がインピーダンスマッチングに適した一定の距離を保つように配置することにより、信号コンタクトのペア内及び信号コンタクトのペア間において、距離などの位置関係を同一とすることで、差動伝送の伝送品質を向上することができる。

また、本発明のコネクタによれば、無駄な芯数やスペースを省くことができ、さらに信号コンタクトのペア間の距離を離し、クロストークの低減を得ることができるという利点がある。

本発明のコネクタは、相手側コネクタと接続する接触部と、接続対象物と接続する端子部とを有するコンタクトと、該コンタクトを保持するハウジングとを備えたコネクタにおいて、前記コンタクトは、複数本の信号コンタクトと、複数本のグランドコンタクトとからなり、隣り合う２本からなるペアの前記信号コンタクトと１本の前記グランドコンタクトとは、これらで一つのグループを構成しており、前記接触部は、配置方向において前記グランドコンタクト、ペアの前記信号コンタクトの順に順次一列に等しい間隔に配置されており、前記端子部は三列に配設されており、前記グランドコンタクトは中央の第２列目において前記配置方向へ配置されており、ペアの前記信号コンタクトの一方は前記接触部側の第１列目において前記配置方向へ配置されており、ペアの前記信号コンタクトの他方が外側の第３列目において前記配置方向へ配置されており、前記配置方向において、２本の前記グランドコンタクト間にペアの前記信号コンタクトが配置され、かつペアの前記信号コンタクトの一方の前記端子部と他方の前記端子部とは、前記接触部に対して前記配置方向で、ずれて配置されていることにより実現した。

図１乃至図４は、本発明に係るコネクタの実施例１を示している。
この実施例１におけるコネクタは、接続対象物としてのプリント配線基板（以下、単に、基板と呼ぶ）に搭載された形態において、相手側コネクタ（プラグコネクタ）と接続するレセプタクルコネクタである。

図１乃至図４を参照して、コネクタは、複数本が配置方向である第１の方向Ｘ（図１及び図３を参照）において互いに間隔を持って並列に配列されている上段のコンタクト３と、複数本が第１の方向Ｘにおいて互いに間隔もって並列に配列されている下段のコンタクト１１と、上段及び下段のコンタクト３，１１のそれぞれを保持している絶縁性のハウジング３１と、ハウジングの外面を覆うようにハウジング３１に取り付けられているシェル４１とを備えている。

上段のコンタクト３は、保持部４と、保持部４の一側端から延設されている接触部５と、保持部４の他側端から延設されている端子部６とを有する。

保持部４は、ハウジング３１に形成されているコンタクト収容部３２に保持されている。
接触部５は、ハウジング３１の前面３１ａに形成されている嵌合部３３に位置している。

接触部５の自由端部には、円弧状に曲げられている接点部５ａが形成されている。
接点部５ａは、ハウジング３１の嵌合部３３へ嵌合される相手側コネクタ（図示せず）に設けられている相手側コンタクトと接触する部分である。

端子部６は、保持部４から略直角に曲げられて嵌合部３３とは反対側のハウジング３１の後面３１ｂへ延設するように、さらに略直角に曲げられている部分である。
保持部４と端子部６は、図３及び図４によっても明らかなように、側面から見ると略クランク形状に曲げられている。
端子部６は、コネクタを基板５１へ実装した際に、基板５１に設けられている導体パターン（導電部）と半田によって接続される。

下段のコンタクト１１は、図５（Ａ），図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）にも示すように、複数本の信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋）、複数本の信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ−）と、複数本のグランドコンタクト１１Ｇとからなる。

信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）は、保持部１４Ｓと、保持部１４Ｓの一側端から延設されている接触部１５Ｓと、保持部１４Ｓの他側端から延設されている端子部１６Ｓとを有する。

保持部１４Ｓは、ハウジング３１のコンタクト収容部３２に保持されている。
接触部１５Ｓは、ハウジング３１の嵌合部３３に位置している。
端子部１６Ｓは、保持部１４Ｓから基板５１に対向する底面３１ｄへ略直角に曲げられてハウジング３１の底面３１ｄから外へ延設されている部分である。

接触部１５Ｓの自由端部には、円弧状に曲げられている接点部１５ａが形成されている。
接点部１５ａは、ハウジング３１の嵌合部３３へ嵌合される相手側コネクタに設けられている相手側コンタクトと接触する。
端子部１６Ｓは、コネクタを基板５１へ実装した際に、基板５１に形成されているスルーホール５１ａへ挿入され、基板５１の裏面において導体パターン（導電部）と半田によって接続される。

下段のコンタクト１１のグランドコンタクト１１Ｇは、グランド保持部１４Ｇと、グランド保持部１４Ｇの一側端から延設されているグランド接触部１５Ｇと、保持部１４Ｇの他側端から延設されているグランド端子部１６Ｇとを有する。

グランド保持部１４Ｇは、ハウジング３１のコンタクト収容部３２に保持されている。
グランド接触部１５Ｇは、ハウジング３１の嵌合部３３に位置している。
グランド端子部１６Ｇは、グランド保持部１４Ｇから基板５１に対向する底面３１ｄへ略直角に曲げられてハウジング３１の底面３１ｄから外へ延設されている部分である。

グランド接触部１５Ｇの自由端部には、円弧状に曲げられているグランド接点部１５ｇが形成されている。
グランド接点部１５ｇは、ハウジング３１の嵌合部３３へ挿入される相手側コネクタに設けられている相手側グランドコンタクトと接触する。

グランド端子部１６Ｇは、コネクタを基板５１へ実装した際に、基板５１に形成されているスルーホール５１ａへ挿入されて基板５１の裏面において導体パターン（導電部）と半田によって接続される。

シェル４１は、金属板によって作られており、ハウジング３１に取り付けられている。
シェル４１は、相手側コネクタの相手嵌合部を嵌合させるハウジング３１の嵌合部３３の開口部分と底面３１ｄとを除く外周面を覆っているシェル本体部４１ｄを有する。

さらに、シェル４１には、ハウジング３１の嵌合部３３の外周部分を覆うように筒状に形成されているシェル嵌合部４１ｂが形成されている。
シェル４１には、ハウジング３１の一対の側面３１ｆとハウジング３１の後面３１ｂとを覆っているシェル本体部４１ｄの下端から複数の脚部４３ａ，４３ｂがそれぞれ延設されている。
脚部４３ａ，４３ｂは、基板５１に形成されている挿入孔５１ｂ，５１ｃへ挿入されることにより、基板５１にシェル４１が固定される。

従って、シェル４１が基板５１に固定された際には、ハウジング３１とシェル４１とが一体に保持されているので、コネクタが基板５１に固定されることになる。

このコネクタにおける上段のコンタクト３は、一般の低速用信号を送受する信号コンタクトである。
下段の信号コンタクト１１Ｓは、高速伝送を必要とする差動信号を伝送するものである。

以下、下段の信号コンタクト１１Ｓとグランドコンタクト１１Ｇとの配置、組み合わせ構成について、図６乃至図８をも参照して詳細に述べる。
なお、図６及び図８は、ハウジング３１を底面３１ｄから見た状態を示している。

図６乃至図８をも参照して、隣り合う２本からなる信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋）及び信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ−）のペアと１本のグランドコンタクト１１Ｇとは、これらで一つのグループを構成している。
このグループは、複数のグループが第１の方向Ｘで順に配列されている。

信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）及びグランドコンタクト１１Ｇは、図６において示したように、第１の方向Ｘと平行な３つの第１の軸線Ｘ１、第２の軸線Ｘ２、第３の軸線Ｘ３のそれぞれを基準として配置される。

さらに、信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）及びグランドコンタクト１１Ｇは、図６において、第１乃至第３の軸線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を含む仮想平面で、第１乃至第３の軸線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３のそれぞれと直交する複数の第４の軸線Ｙ１を基準として配置される。
複数の第４の軸線Ｙ１は、第２の方向Ｙと平行な軸線である。

信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）の接触部１５Ｓ及びグランドコンタクト１１Ｇのグランド接触部１５Ｇは、第２の方向Ｙと平行な第４の軸線Ｙ１上に配設され、かつ第１の方向Ｘの配置方向で互いに等しい間隔に配置されている。

即ち、信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）の接触部１５Ｓ及びグランドコンタクト１１Ｇのグランド接触部１５Ｇは、第１の方向Ｘにおいてグランドコンタクト１１Ｇ、信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋）、信号コンタクト（Ｓ−）の順に順次一列に等間隔に配置されている。

信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）の端子部１６Ｓ及びグランドコンタクト１１Ｇのグランド端子部１６Ｇは、第２の方向Ｙにおいて三列に配設されている。
グランドコンタクト１１Ｇは、三列のうちの中央の第２列目の第２の軸線Ｘ２の配置方向において配置されている。
ペアの信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）の一方の信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋）は、一方の信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋）の接触部１５Ｓ側で第１列目の第１の軸線Ｘ１の配置方向において配置されている。
ペアの信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）の他方の信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ−）は、外側の第３列目の第３の軸線Ｘ３の配置方向において配置されている。

第１列目の信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋）は、これらが第１の軸線Ｘ１において互いに等しい間隔に配置されている。
第２列目のグランド１１Ｇは、これらが第２の軸線Ｘ２において互いに等しい間隔に配置されている。
第３列目の信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ−）は、これらが第３の軸線Ｘ３において互いに等しい間隔に配置されている。

グランドコンタクト１１Ｇのグランド接触部１５Ｇ及びグランド端子部１６Ｇは、第４の軸線Ｙ１に配置され、第１の方向Ｘの配置方向で互いに等しい間隔に配置されている。

さらに、下段のコンタクト１１Ｓ及びグランドコンタクト１１Ｇの各配置方向である第１の方向Ｘにおいては、グランドコンタクト１１Ｇのグランド接触部１５Ｇと信号コンタクト１１Ｓの接触部１５Ｓとの間隔と、ペアの信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）の端子部１６Ｓの間隔とが異なって配置されている。

即ち、ペアの信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）のそれぞれに設けられた偏心部１７Ｓ，１７Ｓ´によって、信号コンタクト１１Ｓの端子部１６Ｓ（Ｓ＋）は、第４の軸線Ｙ１から第１の方向ＸのＸＢ方向でずれている第５の軸線Ｙ２に配列され、信号コンタクト１１Ｓの端子部１６Ｓ（Ｓ−）は、第４の軸線Ｙ１から第１の方向ＸのＸＡ方向でずれている第５の軸線Ｙ２に配列されている。
換言すると、図５乃至図８に示すように、ペアの信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）の端子部１６Ｓと接触部１５Ｓとの間にそれぞれ設けられた偏心部１７Ｓ，１７Ｓ´、すなわち、屈曲部１７Ｓ，１７Ｓ´によって、信号コンタクト１１Ｓの端子部１６Ｓ（Ｓ＋）は、隣接するグランドコンタクト１１Ｇのグランド端子部１６Ｇから遠ざかる方向かつ接触部１５Ｓ側に近づく方向に向けて屈曲し、信号コンタクト１１Ｓの端子部１６Ｓ（Ｓ−）は、隣接するグランドコンタクト１１Ｇのグランド端子部１６Ｇから遠ざかる方向かつ接触部１５Ｓ側から遠ざかる方向に向けて屈曲している。
なお、第５の軸線Ｙ２は、第２の方向Ｙと平行となる軸線である。

図６によってわかるように、第１の方向Ｘにおいて信号コンタクト１１Ｓの隣り合う端子部１６Ｓ（Ｓ＋），１６Ｓ（Ｓ−）は、信号コンタクト１１Ｓの隣り合う接触部１５Ｓ（Ｓ＋）と信号コンタクト１１Ｓの接触部１５Ｓ（Ｓ−）の間に位置されている。

上述したように、第２列目の第２の軸線Ｘ２上のグランドコンタクト１１Ｇの端子部１６Ｇの２本間に、第１列目の第１の軸線Ｘ１上の信号コンタクト１１Ｓの端子部１６Ｓ（Ｓ＋）の１本と、第３列目の第３の軸線Ｘ３上の信号コンタクト１１Ｓの端子部１６Ｓ（Ｓ−）の１本を配置する。

したがって、グランドコンタクト１１Ｇの１本と信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）の２本は、三列で千鳥状に配列する形態となる。
このように、千鳥状の配列を第１の方向Ｘで複数繰り返し配列する際には、隣接する信号コンタクト１１Ｓの端子部１５Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）間でグランドコンタクト１１Ｇを共用することになる。

実施例１によって説明したコネクタおいては、差動信号を伝送する電気部品の全区間又は一部の区間において、グランドコンタクト１１Ｇを信号コンタクト１１Ｓとは別の列に配置させて、グランドコンタクト１１Ｇと信号コンタクト１１Ｓとの距離がインピーダンスマッチングに適した一定の距離を保つように配置することができる。

したがって、ペアの信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）内及びペアの信号コンタクト１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−）間は、全て位置関係（距離、間隔等）が同一となる。

本発明は、１つの情報信号を差動信号として２本の信号線を用いて伝送する方式いわゆる差動伝送方式の信号回路の接続に用いる高周波用コネクタの用途としても適用できる。

また、本発明は、デジタル家電やパーソナル・コンピュータに使用されるインターフェースコネクタ及び内装用コネクタとして、特に、高速伝送を必要とする映像系の信号を伝送するコネクタとしての用途に適用できる。

本発明に係るコネクタの実施例１を示す正面図である。 図１に示したコネクタの底面図である。 図１に示したコネクタを分解して示した斜視図である。 図１に示したコネクタのＩＶ−ＩＶ線断面図である。 （Ａ）は、図４に示したコネクタの下段の信号コンタクトの一方を示した側面図、（Ｂ）は、図４に示したコネクタの下段の信号コンタクトの他方を示した側面図、（Ｃ）は下段のグランドコンタクトを示した側面図である。 図１に示したコネクタの下段のコンタクトの位置を模式的に示した説明図である。 図１に示したコネクタの下段のコンタクトにおける複数の端子部の一部を拡大して示した斜視図である。 図１に示したコネクタの下段のコンタクトにおける複数の端子部の一部をハウジングの底面からみた状態の底面図である。 先行技術１のコネクタのコンタクトの位置を模式的に示した説明図である。 先行技術２のコネクタのコンタクトの位置を模式的に示した説明図である。 先行技術３のコネクタのコンタクトの位置を模式的に示した説明図である。

３ 上段のコンタクト
１１ 下段のコンタクト
１１Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−） 信号コンタクト
１１Ｇ グランドコンタクト
１４Ｇ グランド保持部
１４Ｓ 保持部
１５Ｓ 接触部
１５Ｇ グランド接触部
１６Ｇ グランド端子部
１６Ｓ（Ｓ＋，Ｓ−） 端子部
１７Ｓ，１７Ｓ´ 偏心部
３１ ハウジング
３１ａ ハウジングの前面
３１ｄ ハウジングの底面
３２ コンタクト収容部
３３ 嵌合部
４１ シェル
４１ｂ シェル嵌合部
５１ 基板
Ｘ 第１の方向（配置方向）
Ｙ 第２の方向
Ｘ１ 第１の軸線
Ｘ２ 第２の軸線
Ｘ３ 第３の軸線
Ｙ１ 第４の軸線
Ｙ２ 第５の軸線

Claims (4)

1. 相手側コネクタと接続する接触部と、接続対象物と接続する端子部とを有するコンタクトと、該コンタクトを保持するハウジングとを備えたコネクタにおいて、
   前記コンタクトは、複数本の信号コンタクトと、複数本のグランドコンタクトとからなり、
   隣り合う２本からなるペアの前記信号コンタクトと１本の前記グランドコンタクトとは、これらで一つのグループを構成しており、
   前記接触部は、配置方向において前記グランドコンタクト、ペアの前記信号コンタクトの順に順次一列に等しい間隔に配置されており、
   前記端子部は三列に配設されており、前記グランドコンタクトは中央の第２列目において前記配置方向へ配置されており、ペアの前記信号コンタクトの一方は前記接触部側の第１列目において前記配置方向へ配置されており、ペアの前記信号コンタクトの他方が外側の第３列目において前記配置方向へ配置されており、
   前記配置方向において、２本の前記グランドコンタクト間にペアの前記信号コンタクトが配置され、かつペアの前記信号コンタクトの一方の前記端子部と他方の前記端子部とは、前記接触部に対して前記配置方向で、ずれて配置されていることを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１記載のコネクタにおいて、前記配置方向において、ペアの前記信号コンタクトの前記接触部間の間隔と、ペアの前記信号コンタクトの前記端子部間の間隔とが異なることを特徴とするコネクタ。
3. 請求項１記載のコネクタにおいて、前記ハウジングを覆うシェルを更に有したことを特徴とするコネクタ。
4. 相手側コネクタと接続する接触部と、接続対象物と接続する端子部とを有するコンタクトと、該コンタクトを保持するハウジングとを備えたコネクタにおいて、
   前記コンタクトは、複数本の信号コンタクトと、複数本のグランドコンタクトとからなり、隣り合う２本からなるペアの前記信号コンタクトと１本の前記グランドコンタクトとは、これらで一つのグループを構成しており、
   前記接触部は、配置方向において前記グランドコンタクト、ペアの前記信号コンタクトの順に順次一列に等しい間隔に配置されており、
   前記端子部は三列に配設されており、
   前記グランドコンタクトは中央の第２列目において前記配置方向へ配置されており、
   ペアの前記信号コンタクトの一方は前記接触部側の第１列目において前記配置方向へ配置されており、
   ペアの前記信号コンタクトの他方が外側の第３列目において前記配置方向へ配置されており、
   前記配置方向において、２本の前記グランドコンタクト間にペアの前記信号コンタクトが配置され、
   前記信号コンタクトは、前記接触部と端子部との間に設けられた屈曲部をそれぞれ有し、
   前記ペアを構成する一方の信号コンタクトの端子部は、前記屈曲部で、前記一方の信号コンタクトに隣接するグランドコンタクトの端子部から遠ざかる方向かつ前記一方の信号コンタクトの接触部側に近づく方向に向けて屈曲し、
   前記ペアを構成する他方の信号コンタクトの端子部は、前記屈曲部で、前記他方の信号コンタクトに隣接するグランドコンタクトの端子部から遠ざかる方向かつ前記他方の信号コンタクトの接触部側から遠ざかる方向に向けて屈曲していることを特徴とするコネクタ。

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