JP2001110489A - 多芯ケーブル用コネクタおよびその接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速信号伝送特性を改良する。 【解決手段】 ケーブル側コネクタ１０２ａは、基板側
コネクタ１０１ａと嵌合するように階段状に配置し、基
板１０４ａ側において基板面から遠い方に位置する信号
ピン列１１１ａが、基板１０４ｂ側において基板面から
近い方に位置する信号ピン列１１２ｂと接続され、基板
１０４ａ側において基板面から近い方に位置する信号ピ
ン列１１２ａが、基板１０４ｂ側において基板面から遠
い方に位置する信号ピン列１１１ｂと接続されるように
ケーブル１０３ｂにより信号ピン列１２１ａと信号ピン
列１２２ｂ、ケーブル１０３ａにより信号ピン列１２２
ａと信号ピン列１２１ｂをそれぞれ接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多芯ケーブル用コネ
クタおよびその接続方法、特に、特に印刷回路板に印刷
された回路へメモリーカードコネクタのような電気デバ
イスを電気的に接続する印刷回路板の表面に取り付ける
直角ヘッダーコネクタ（またはライトアングルコネク
タ）と呼ばれる多芯ケーブル用コネクタおよびその接続
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】主電気ユニットのような電気回路へＩＣ
パックの半導体回路を相互接続するためＩＣパックやメ
モリーカードと一緒にヘッダーコネクタを使用する。Ｉ
Ｃパックをヘッダーコネクタに挿入し、そして必要なと
きそれから取り出す。

【０００３】このようなヘッダーコネクタは印刷回路板
の表面に取り付けられるような形にすることがしばしば
である。コネクタの絶縁ハウジングの前方嵌め合わせ面
から多数のコンタクトのコンタクト部が突出してＩＣパ
ックのコンタクトと相互接続する。ハウジングの底取り
付け面で印刷回路板にコネクタを取り付け、ハウジング
の後方終端面からコンタクトの終端部が突出していて印
刷回路板の回路部分へ接続するようになっている。例え
ば、終端部のコンタクトパッドは回路部分へ半田付けす
るための部分である。

【０００４】上述のヘッダーコネクタについてコンタク
トの終端部の区域で種々の問題が生じる。すなわち、絶
縁ハウジングの貫通路にコンタクトを固定するのが普通
である。普通、水平に２行となっている通路とコンタク
トとは垂直の列となって、列毎に少なくとも一対の通路
とコンタクトとがある。コンタクトの終端部は絶縁ハウ
ジングの後方終端面からハウジングから異なる距離と異
なる角度で突出し、印刷回路板の回路部分へ半田付けす
るようになっている。これらの回路部分は印刷回路板の
表面上で異なる列となっている。通常これは全終端長を
異ならせ、それ故、端子の導電路に沿う信号速度が変わ
る。信号伝播のこのような変化は高速電気装置における
隣接端子間の漏話を生じることとなる。それぞれのコン
タクトがどの行になっているかとは関係なく、終端部の
すべてについて十分な柔軟性を与えるということでも問
題がある。表面装着コネクタについては、すべてのリー
ドの垂直方向の柔軟性もしくは屈曲モーメントを等しく
すればリードの同一面性は最適となる。端子挿入中ハウ
ジングの後方終端面とぶつかることなく、絶縁ハウジン
グの外側に、終端部に表面をつくるには問題がある。更
に、印刷回路板の終端状態を視覚観察するには上に説明
したヘッダコネクタには問題がある。

【０００５】従来の多芯ケーブル用コネクタについて図
面を参照して詳細に説明する。

【０００６】図２，図３および図４は従来の一例を示す
斜視図である。（例えば、特開平６−１１９９４６号公
報参照）。図２は電気コネクタの嵌め合わせ端の斜視
図、図３は電気コネクタの終端端の斜視図、図４は図３
で見たコネクタの左部分の斜視図であり、コンタクトの
あるものはまさに挿入されようとしており、他のコンタ
クトはハウジングに挿入され、印刷回路板の回路部分へ
取り付けられている。

【０００７】ハウジングは前方嵌め合わせ面と後方終端
面とを有する。多数のコンタクト通路はハウジング内に
あって、前方嵌め合わせ面と後方終端面との間に延びて
おり、上下の行の通路と、垂直の列の通路を形成し、少
なくとも一対の通路を縦列に有している。多数のコンタ
クトがこれらの通路内に固定され、コンタクトの接触部
は前方嵌め合わせ面から突出し、ＩＣパックもしくはメ
モリーカードの嵌め合わせコンタクトと相互接続する。
コンタクトの終端部はハウジングの後方終端面から突出
し、半田付けなどによって印刷回路板上の回路部分へ接
続される。

【０００８】下行のコンタクトの終端部は印刷回路板の
方へ向かって第１の角度をなしていて、後方終端面から
所与の距離離れている回路部分へ接続するようになって
いる。上行のコンタクトの終端部の印刷回路板に向かう
角度は第１の角度より小さく、下行のコンタクトより後
方終端面へ近い回路部分へ接続するようになっている。
列内で端子がぶつからないようにするため各端子の終端
部は別個の垂直面で後方終端面から突出しなければなら
ない。それ故、上下の行の終端部は相互に食い違ってい
る。

【０００９】下行のコンタクトの終端部はコンタクトの
列の面内でハウジングの後方終端面から突出している。
同じ垂直面内で上下の行のコンタクトの終端部は後方終
端面から突出し、その垂直面から相互に反対に食い違っ
ている。

【００１０】端子の上下行の終端部の相対的な角度と位
置とによってすべての端子の全長は同じとなれる。この
ことは、コネクタないの端子の密度と電気信号の速度と
が増大する場合重要である。もし端子の電路長が変わる
と、信号の伝播は不均一となり、隣接端子間に漏話が生
じる。本発明では全長を一定にしているので高速信号の
路長は等しく、漏話は最小となる。

【００１１】上行の終端部が印刷回路板に接続する角度
のため上行の端子の終端部の相対的な屈曲モーメントは
下行の終端部の相対的な屈曲モーメントより小さい。

【００１２】ハウジングはその後方終端面に段付き形状
を有し、その後方終端面からコンタクトの上行の終端部
が突出している。これが上行リードの垂直柔軟性を高
め、そして２行の端子の屈曲モーメントを実質的に等し
くし、リードの同一面性を改善する。

【００１３】先ず図２と図３とを参照すると、ヘッダコ
ネクタ１０として実施した本発明の実施例はプラスチッ
クなどの絶縁材料から一体にモールドした絶縁ハウジン
グ１２を含んでいる。このハウジングは多数の高密度コ
ンタクト１４を取り付けており、これらはコンタクト部
１６と終端部１８とを含んでいる。コンタクト部１６は
この方面の分野でよく知られているＩＣパックもしくは
メモリーカード（図示せず）のコンタクトソケットに挿
入するようになっている。半田づけや以下に説明するよ
うにして印刷回路板上の回路へ終端部１８を接続するよ
うにしている。

【００１４】ハウジング１２の一対のアーム２０はメモ
リーカードを嵌め合わせ状態に案内し、この状態でカー
ドの縁は横のリセプタクル２５（図２）に挿入され、カ
ードのコンタクトソケットに挿入したコンタクト１４の
コンタクト部１６とカードのコンタクトソケットは嵌め
合わされる。

【００１５】更に、ハウジング１２は前の嵌め合わせ面
２４（図２）、後方終端面２６（図３）そして底の取り
付け面２８を有する。底面は印刷回路板の面に取り付
け、そしてハウジングを印刷回路板へ取り付ける手段が
講じられている。すなわち、ハウジングの複数の一体の
取り付けペグ３０は底面２８から突出して、印刷回路板
の適当な取り付け孔に挿入するようになっている。更
に、ハウジングのアーム２０の垂直貫通スロット３２に
ロッキングクリップを挿入してハウジングを印刷回路板
へロックする。添付図においてロッキングクリップの二
股のロッキング脚３４はスロット３２に揃って底面２８
から突出して見える。

【００１６】図３に最もよく見れるように、ハウジング
１２の多数のコンタクト通路３６、３８は前方嵌め合わ
せ面２４と後方終端面２６との間に延びている。コンタ
クト通路は上の行（通路３６）と下の行（通路３８）と
を形成しており、上と下の各行から一本づつ取った一対
の通路が多数の横断列となっている。すなわち、上の行
からの一本の通路３６とその下の行からの一本の通路と
は同じ垂直面内にある。従って端子１４のコンタクト部
１６の垂直対はハウジングとその中のリセプタクル２５
を横切って垂直対となって配列されている。

【００１７】図４を参照する。図２を参照して説明した
コンタクト１４の上のコンタクトを１４ａで、そして下
のコンタクトを１４ｂでそれぞれ示す。これらのコンタ
クト部１６は上の通路３６と下の通路３８に挿入するよ
うになっている。上のコンタクト１４ａは終端部１８ａ
を有し、そして下のコンタクト１４ｂは終端部１８ｂを
有している。各終端部１８ａ、１８ｂの遠い端４０は印
刷回路板４４上のコンタクトパッド４２ａ、４２ｂに係
合する接触区域を形成している（図３）。更に、各コン
タクト１４ａ、１４ｂのあご部分４６は通路３６、３８
内にコンタクトをしっかり座らせる。このことは図４の
右側の切除部分に示される２対のコンタクト１４ａ、１
４ｂによって理解されよう。

【００１８】上に説明したように、各垂直対の通路３
６、３８と垂直対のコンタクト１４ａ、１４ｂのコンタ
クト部１８の各対応垂直対とは一つの垂直面内に配列さ
れている。図４に最もよく示されているように、コンタ
クト１４ａの終端部１８ａとコンタクト１４ｂの終端部
１８ｂとは各垂直面の両側に配置されている。すなわ
ち、図３の任意の一対のコンタクトを取って見れば、上
のコンタクト１４ａの終端部１８ａは垂直面の右側にあ
り、下のコンタクト１４ｂの終端部１８ｂは垂直面の左
側にある。終端部のこの食い違いにより印刷回路板の回
路部の食い違い配列４２ａ、４２ｂへコンタクトの食い
違いパッド４０を接続させれる。更に、コンタクトの終
端部を食い違いにすることにより各コンタクトはコンタ
クト１４ａについては横肩もしくは横面４８ａを有し、
コンタクト１４ｂについては横肩もしくは横面４８ｂを
有するようになる。これらの横肩もしくは横面４８ａは
コンタクトをそれぞれの通路に押し込む適当な手段とな
っている。更に、図３の２対の挿入コンタクトから分か
るように、下コンタクト１４ｂの終端部１８ｂは比較的
大きい第１の角度で印刷回路板４４の方に向かって形成
されており、ハウジング１２の後方終端面２６から所与
の距離離して回路部分４２ｂに接続するようになってい
る。上のコンタクト１４ａの終端部１８ａは下コンタク
ト１４ｂが形成する角度より比較的小さい角度で印刷回
路板４４の方に向かって形成されており、コンタクト１
４ｂの終端部１８ｂより終端面２６に近い回路部分４２
ａに接続するようになっている。

【００１９】端子の上行と下行の終端部の相対角度と位
置とによってすべての端子の全長は同じとなる。このこ
とは、コネクタ内の端子の密度と電気信号の速度との両
方が増大する場合重要である。もし端子の電路長が変わ
ると、信号の伝播が不均一となり、隣接端子間で漏話が
生じる。本発明では全長が一定であるので高速電気信号
の通路は等しい長さとなり、それ故漏話は最小となる。

【００２０】しかしながら、印刷回路板に上行の終端部
が接触する角度のため上行の端子の終端部の屈曲モーメ
ントは下行の端子の終端部の屈曲モーメントより小さ
い。

【００２１】これまでは、コネクタハウジングの近くの
回路部分に係合するために比較的小さい角度で形成され
たコンタクトの終端部に十分な弾性を持たせることは困
難であった。その為これらのコンタクトの終端部分の屈
曲モーメントは、ハウジングから遠い回路部分に係合す
るコンタクトよりも小さかった。リードの同一面性を最
適化するためリードの柔軟性、それ故上行の端子の屈曲
モーメントを下行のそれらと等しくすべきである。本発
明はこの問題を解決する手段として、小さい角度のコン
タクトの垂直の柔軟性を増大させるに効果のあるハウジ
ングの後方終端面を段付きとしている。

【００２２】すなわち、図４に見れるように、ハウジン
グ１２の後方終端面２６の区域５０は段５２により形成
される。凹所とされていて上方通路３６の開いた端は下
方通路３８の開いた端から内側に離れている。ハウジン
グの形をこのようにすることにより、ハウジング１２か
ら外へ突出している上コンタクト１４ａの部分は長くな
って、上コンタクトの終端部１８ａの垂直柔軟性を大き
くし、上行のコンタクトの屈曲モーメントを効果的に増
大する。更に、ハウジングの段付き形状は上コンタクト
１４ａの肩４８ａの周りにスペースを空けてハウジング
の通路にコンタクトを挿入するのに使う挿入具を受け入
れる。更に、下の通路に対して、上の通路の周りでハウ
ジングに凹所をつけることにより後方終端面２６に沿っ
て開いた区域がつくられ、印刷回路板上の回路部分４２
ａと上のコンタクト１４ａの終端部のパッド４０の間の
相互接続をよく見れるようになり、それにより相互接続
の監察が容易となる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多芯ケ
ーブル用コネクタにおける、基板側コネクタは、垂直関
係にある基板接続面とケーブル側コネクタ接続面との間
の端子を金属製の導体などで接続するが、コネクタが２
段構造である場合、基板面から遠い位置にある信号ピン
列のほうが、基板面に近い信号ピン列よりも導体長が長
くなる。通常、コネクタにおける導体は、誘導成分（イ
ンダクタンス）が大きく、基板内配線やケーブルとの間
に特性インピーダンスの不整合を生じ、信号にノイズを
発生させたり遅延時間を増加させる要因となる。また誘
導成分によりコネクタ内の他の導体との間で相互干渉を
起こしやすく、同様にノイズ発生や遅延時間増加の要因
となる。この誘導成分はコネクタの導体長が長いほど大
きくなる。従って、基板面から遠い位置にある信号ピン
列に属する信号ピンの導体長は、より長くなるため前述
した問題も発生しやすく、近年ますます高速化していく
信号伝送において、その妨げとなっている。さらに、コ
ネクタを２段以上に積み上げることは、より導体長が長
くなり問題を起こしやすいために高速伝送において使用
が難しく、コネクタ数の削減の妨げとなり、装置の小型
化に影響するという問題がある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】第１の発明の多芯ケーブ
ル用コネクタは、複数の信号ピン列（１１１ａ）、（１
１２ａ）を基板（１０４ａ）面に対し上下積み重ねた構
造を有するライトアングル型の基板側コネクタ（１０１
ａ）において、基板（１０４ａ）面から遠い位置にある
信号ピン列（１１１ａ）のケーブル側接続面を、基板
（１０４ａ）面に近い信号ピン列（１１２ａ）のケーブ
ル側接続面より遠ざける形で階段状に配置する。

【００２５】第２の発明の多芯ケーブル用コネクタの接
続方法は、ケーブル側コネクタ（１０２ａ）を基板側コ
ネクタ（１０１ａ）と嵌合するように階段状に配置し、
基板（１０４ａ）側において基板面から遠い方に位置す
る信号ピン列（１１１ａ）が、基板（１０４ｂ側）にお
いて基板面から近い方に位置する信号ピン列（１１２
ｂ）と接続され、基板（１０４ａ）側において基板面か
ら近い方に位置する信号ピン列（１１２ａ）が、基板
（１０４ｂ）側において基板面から遠い方に位置する信
号ピン列（１１１ｂ）と接続されるようにケーブル（１
０３ｂ）により信号ピン列（１２１ａ）と信号ピン列
（１２２ｂ）、ケーブル（１０３ａ）により信号ピン列
（１２２ａ）と信号ピン列（１２１ｂ）をそれぞれ接続
する。

【００２６】第３の発明の多芯ケーブル用コネクタの接
続方法は、第２の発明において、ケーブル（１０３）が
フラットケーブルである。

【００２７】第４の発明の多芯ケーブル用コネクタの接
続方法は、複数の信号ピン列を基板面に対し上下に積み
重ねた構造を有するライトアングル型の接栓間を複数の
ケーブルで接続する多芯ケーブル用コネクタの接続方法
において、第１のケーブルの一端に第１の接栓の上段の
信号ピン列を接続し、前記第１のケーブルの他端に第２
の接栓の下段の信号ピン列を接続し、第２のケーブルの
一端に前記第１の接栓の下段の信号ピン列を接続し、前
記第２のケーブルの他端に前記第２の接栓の上段の信号
ピン列を接続する。

【００２８】第５の発明の多芯ケーブル用コネクタの接
続方法は、第４の発明において、前記第１のケーブルと
前記第２のケーブルの長さを同一にする。

【００２９】第６の発明の多芯ケーブル用コネクタの接
続方法は、第５の発明において、前記第１のケーブルと
前記第２のケーブルがフラットケーブルであり、前記第
１のケーブルと前記第２のケーブルとを交差させて前記
接栓間に配置する。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。

【００３１】図１は本発明の一実施形態を示す模式斜視
図である。図１に示す多芯ケーブル用コネクタは、複数
の信号ピン列１１１ａ、１１２ａを基板１０４ａ面に対
し上下積み重ねた構造を有するライトアングル型の基板
側コネクタ１０１ａにおいて、基板１０４ａ面から遠い
位置にある信号ピン列１１１ａのケーブル側接続面を、
基板１０４ａ面に近い信号ピン列１１２ａのケーブル側
接続面より遠ざける形で階段状に配置する。

【００３２】ケーブル側コネクタ１０２ａは、基板側コ
ネクタ１０１ａと嵌合するように階段状に配置し、基板
１０４ａ側において基板面から遠い方に位置する信号ピ
ン列１１１ａが、基板１０４ｂ側において基板面から近
い方に位置する信号ピン列１１２ｂと接続され、基板１
０４ａ側において基板面から近い方に位置する信号ピン
列１１２ａが、基板１０４ｂ側において基板面から遠い
方に位置する信号ピン列１１１ｂと接続されるようにケ
ーブル１０３ｂにより信号ピン列１２１ａと信号ピン列
１２２ｂ、ケーブル１０３ａにより信号ピン列１２２ａ
と信号ピン列１２１ｂをそれぞれ接続する。

【００３３】この場合、ケーブル１０３ａとケーブル１
０３ｂとは、空間的に交差した形状になるが、交差させ
たくない場合はケーブル１０３ａとケーブル１０３ｂと
に長さの差を設ければよい。すなわち、基板１０４ａか
ら基板１０４ｂに至る配線の総延長距離が同一になるよ
うにケーブルの長さを調節する。

【００３４】

【発明の効果】本発明の多芯ケーブル用コネクタは、複
数の信号ピン列を基板面に対し上下に積み重ねた構造を
有するライトアングル型の基板側コネクタにおいて、基
板面から遠い位置にある信号ピン列の導体長を従来の場
合よりも短くすることが可能となるため、コネクタによ
り発生するノイズや立ち上がりまたは立ち下がり波形へ
の影響を低減することができ、高速な信号伝送が可能と
なる。さらに、基板側コネクタにおいて信号ピン列を積
み重ねた場合の信号伝送への影響が低減されたことか
ら、より多段に積み重なることが可能となるため、コネ
クタ数の削減ができ装置の小型化が可能となるという効
果がある。

【００３５】また、ケーブルについて、片方の基板にお
いて基板面から遠い方に位置する信号ピン列が、他方の
基板において基板面から近い方に位置する信号ピン列と
接続され、片方の基板において基板面から近い方に位置
する信号ピン列が、他方の基板において基板面から遠い
方に位置する信号ピン列と接続されるような接続関係を
有する構成とすることにより、コネクタを介する信号群
においてコネクタにより発生するノイズを均等にするこ
とができ、装置全体としてノイズの影響を低減すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す模式斜視図である。

【図２】従来の一例を示す斜視図である。

【図３】図２の反対側からみた斜視図である。

【図４】従来の一例を示す部分斜視図である。

【符号の説明】

１０１ａ 基板側コネクタ １０２ａ ケーブル側コネクタ １０３ａ ケーブル １０４ａ 基板 １１１ａ 信号ピン列 １１２ａ 信号ピン列 １２１ａ 信号ピン列 １２２ａ 信号ピン列

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の信号ピン列（１１１ａ）、（１１
   ２ａ）を基板（１０４ａ）面に対し上下積み重ねた構造
   を有するライトアングル型の基板側コネクタ（１０１
   ａ）において、基板（１０４ａ）面から遠い位置にある
   信号ピン列（１１１ａ）のケーブル側接続面を、基板
   （１０４ａ）面に近い信号ピン列（１１２ａ）のケーブ
   ル側接続面より遠ざける形で階段状に配置することを特
   徴とする多芯ケーブル用コネクタ。
2. 【請求項２】 ケーブル側コネクタ（１０２ａ）を基板
   側コネクタ（１０１ａ）と嵌合するように階段状に配置
   し、基板（１０４ａ）側において基板面から遠い方に位
   置する信号ピン列（１１１ａ）が、基板（１０４ｂ側）
   において基板面から近い方に位置する信号ピン列（１１
   ２ｂ）と接続され、基板（１０４ａ）側において基板面
   から近い方に位置する信号ピン列（１１２ａ）が、基板
   （１０４ｂ）側において基板面から遠い方に位置する信
   号ピン列（１１１ｂ）と接続されるようにケーブル（１
   ０３ｂ）により信号ピン列（１２１ａ）と信号ピン列
   （１２２ｂ）、ケーブル（１０３ａ）により信号ピン列
   （１２２ａ）と信号ピン列（１２１ｂ）をそれぞれ接続
   することを特徴とする多芯ケーブル用コネクタの接続方
   法。
3. 【請求項３】 ケーブル（１０３）がフラットケーブル
   である請求項２記載の多芯ケーブル用コネクタの接続方
   法。
4. 【請求項４】 複数の信号ピン列を基板面に対し上下に
   積み重ねた構造を有するライトアングル型の接栓間を複
   数のケーブルで接続する多芯ケーブル用コネクタの接続
   方法において、第１のケーブルの一端に第１の接栓の上
   段の信号ピン列を接続し、前記第１のケーブルの他端に
   第２の接栓の下段の信号ピン列を接続し、第２のケーブ
   ルの一端に前記第１の接栓の下段の信号ピン列を接続
   し、前記第２のケーブルの他端に前記第２の接栓の上段
   の信号ピン列を接続することを多芯ケーブル用コネクタ
   の接続方法。
5. 【請求項５】 前記第１のケーブルと前記第２のケーブ
   ルの長さを同一にした請求項４記載の多芯ケーブル用コ
   ネクタの接続方法。
6. 【請求項６】 前記第１のケーブルと前記第２のケーブ
   ルがフラットケーブルであり、前記第１のケーブルと前
   記第２のケーブルとを交差させて前記接栓間に配置した
   請求項５記載の多芯ケーブル用コネクタの接続方法。