JP2003529908A - インピーダンス調整された終端組立体及び同組立体を含むコネクタ - Google Patents

インピーダンス調整された終端組立体及び同組立体を含むコネクタ

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Abstract

(57)【要約】 一対の差動信号ペア及びそれに関連する接地線を備えたケーブルコネクタ(104)のための終端構造は、所望の電気的性能を維持するように寸法が調整された一連の受け部(183、193)又ははんだカップを利用している。また、これらの受け部は、前述の電気的性能を維持でき、且つ終端領域においてケーブルの接地導体(650)及び信号導体(653)をケーブル内と同じ位置及び向きで位置決めできる形態で配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にコネクタのための終端に関し、より詳細には信号ケーブルと
の接続に使用されるコネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
多くの電子装置は、関連装置間又はコンピュータの周辺装置と回路基板との間
で信号を伝送するのに伝送ラインに依存している。これらの伝送ラインは、高速
データ伝送が可能な信号ケーブルを含んでいる。
【0003】 これらの信号ケーブルは、ツイストペアとして知られている、電線をケーブル
の長手方向に沿って撚り合わせたものを一対以上使用しており、各ツイストペア
は関連する接地シールドによって取り囲まれている。これらのツイストペアは、
通常、相補的な信号電圧を受け取る。即ち、ペアの一方の電線は+1.0ボルト
の信号を受け取り、ペアの他方の電線は−1.0ボルトの信号を受け取る。従っ
て、これらの電線は、それらが運ぶ異なる信号を表わす言葉である「 差動」 ペア
と呼ばれる。信号ケーブルは、経路沿いに電子装置まで延ばされるとき、電界を
放出する他の電子装置の側方又は近傍を通るであろう。これらの他の装置は、前
述の信号ケーブル等の伝送ラインに対して電磁干渉を引き起こす可能性を有する
。しかしながら、このツイストペア構造は、誘導電界を最小限に抑えるか又は減
少させ、それにより電磁干渉を除去する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
係る伝送ライン、即ちケーブルから関連する電子装置の回路までの間で電気的
性能を損なうことなく維持するために、回路から回路まで伝送ライン全体に亘っ
て略一定のインピーダンスを得ること、又は伝送ラインのインピーダンスに大き
な不連続性を生じることを避けることが望ましい。良く知られているように、コ
ネクタ嵌合面でのコネクタのインピーダンスを制御することは困難である。何故
なら、従来のコネクタのインピーダンスは、通常、コネクタを通して、又、嵌合
する二つのコネクタ構成要素の境界面を横切って低下するためである。ケーブル
等の電気的伝送ラインでは、信号導体と接地シールドの特定の構造、即ち物理的
配置を維持することで、伝送ライン全体に亘って所望のインピーダンスを比較的
容易に維持できるが、通常、ケーブルがコネクタに接続される領域ではインピー
ダンスの低下が起こる。従って、コネクタ及びコネクタのケーブルへの接続部の
全体に亘って所望のインピーダンスを維持することが望ましい。
【0005】 典型的な信号ケーブルの終端処理には、電線ペアの撚りを戻すこと及び電線ペ
アを取り囲んでいる編みシールド線をほぐすことが含まれる。これらの線は手作
業でほぐすため、電気的性能が変わり易い。この電気的性能の変化は接地シール
ド線をほぐし、その後、通常、シールド線を撚って単一のリード線にし、続いて
撚られたリード線の先端をコネクタ端子に溶接又ははんだ付けすることによって
生じる。このほぐしと撚りにより、信号導体や接地シールドがケーブル内での元
の状態から動く場合が多い。この配置の変更により、接地線と信号線は元の状態
から接地線と信号線が分離した状態になり、ケーブルとコネクタとの間の接合点
でインピーダンスが増加する結果となる。更に、上記の撚りは終端領域に機械的
変化をもたらす。即ち、ケーブルは複数の差動ペアを含んでいるが、ほぐされた
シールド線の長さはペア毎に変化する。この長さの変化と配置の変更は、終端領
域でのシステムの物理特性を変え、その領域でのシステムのインピーダンスに望
ましくない変化(通常、増大)が生じる。
【0006】 更に、コネクタの信号及び接地終端の先端は、信号及び接地端子の構造又は空
間的な面での制御を考慮することなく、コネクタ取付面に存在する利用しやすい
空間に配置するのが普通である。信号線と接地シールドが、ケーブルの端部から
引き離されると、ケーブルの構造を維持できなくなる。従って、ケーブルとケー
ブルコネクタとの間の終端領域においてこの構造を維持することにより、ケーブ
ル終端によって起こる大幅なインピーダンスの増大を減少させることが望ましい
【0007】 従って、本発明は、高レベルの性能を提供し且つ終端領域においてケーブルの
電気的特性を維持する、ケーブルとコネクタとの間に改善された接続を提供する
ための終端構造に関する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の全般的な目的は、伝送ラインのインピーダンスへの適合をより良好に
行うためにケーブル終端でのインピーダンスの不連続性を最小にした、高速デー
タ転送の接続部で使用するための改良された終端構造を提供することである。
【0009】 本発明の別の目的は、信号ケーブルに関連して使用される終端組立体を提供す
ることである。この終端組立体はケーブルのツイトスペア線と接地シールドとコ
ネクタとの間の接続を提供するものであるが、その構造により電気的性能が改善
されており、作業者の組み付けに起因する大きなインピーダンスの不連続性を無
くすことができる。
【0010】 本発明の更なる目的は、少なくとも一対の差動信号線と関連する接地とを備え
た伝送ラインと、相手側の信号・接地端子に接触するための少なくとも2個の信
号端子とこれに隣接して配置された1個の接地端子とを備えたコネクタとの間で
高性能の終端を実現するための改善された終端構造を提供することである。
【0011】 本発明の更なる目的は、接地端子の寸法、及び関連する2本の信号線に対する
位置を変更することによりコネクタのインピーダンスを「調整」し、コネクタ全
体を通して予め選択されたインピーダンスが得られるようにしたコネクタを提供
することである。
【0012】 本発明の別の目的は、IEEE1394型等のケーブルを電子装置の回路基板
に接続するためのコネクタを提供するものである。このコネクタは、ケーブル内
における数と同数の多数の分離した差動信号線を有し、該コネクタの接地端子は
、コネクタでのインピーダンスの低下を最小にできる寸法とコネクタの信号端子
に対する位置を有するように構成されている。
【0013】 本発明の更なる目的は、単一のケーブルのための簡単な終端方法を提供する終
端組立体を提供することである。この終端組立体では、終端でのインピーダンス
を制御するとともにケーブルの接地シールドのための受け部(nest)を提供でき
るように接地端子部の寸法が決められており、コネクタの接地端子部は信号端子
部よりも後方に位置しており、ケーブルの選択的剥がしを伴うケーブル終端処理
を容易にし、電線の端部に対して行う準備作業を最低限にできる。
【0014】 本発明の更に別の目的は、ケーブルコネクタのための終端構造を提供すること
である。このコネクタは、少なくとも2個が信号端子で1個が接地端子である複
数の端子を備え、各端子は接触部と終端部を両端に備え、終端部は中空の湾曲し
たカップ部を備え、信号端子終端部のカップ部は接地端子終端部のカップ部によ
って取り囲まれ、接地端子終端部のカップ部は、ケーブルのシールドを好ましい
向きに向け、ケーブルの信号導体を信号終端のカップ部に置くように機能する。
【0015】 本発明の更に別の目的は、特にケーブルへの終端に適した独特の終端構造を備
えたコネクタを提供することである。この終端構造は、ケーブルの導体と接地シ
ールドがケーブルコネクタに入るときの機械的な配置を維持し、信号線及び接地
線をケーブルでの位置と同じ位置に維持する。
【0016】 本発明の更に別の目的は、ケーブルに接続するためのコネクタを提供すること
である。このケーブルコネクタでは、接地端子が関連する2個の信号端子から離
間した状態でハウジング内において位置決めされており、この2個の信号端子の
対応する本体部よりも大きな本体部を備えている 本発明の更に別の目的は、ケーブルの全長に亘って延びる差動信号線ペアに用
いるケーブルコネクタを提供することであり、このケーブルコネクタは、コネク
タ及びその終端領域の全体に亘って三角形状に配置される接地端子と2個の信号
端子とを備えている。
【0017】 上記の目的を達成するために、一つの実施形態によって例示される本発明の一
つの主要な様相では、回路基板のための第1のコネクタが設けられ、このコネク
タは、独特なトリプレットのパターンで3個の導電端子を備えたハウジングを有
し、端子の内の2個が差動信号を伝達し、残りの端子が接地端子となる。該第1
のコネクタと嵌まり合うケーブル用の第2のコネクタが提供され、この第2のコ
ネクタも、ケーブルの信号線と接地線に接続されるトリプレットパターンの導電
端子を備えている。
【0018】 コネクタ内におけるこれら3個の端子の配置により、ケーブルコネクタの端子
と係合する点から回路基板への取り付け点まで、第1コネクタ全体に亘ってイン
ピーダンスをより効果的制御できる。このようにして、各トリプレットは、横に
並ぶように互いに位置決めされ所定の距離だけ相互に離間された一対の信号端子
を含む。接地端子の接触部は、信号端子の接触部とは異なる平面に沿って延在し
ており、接地端子の残りの部分は、信号端子の間で信号端子と同じ平面に沿って
延在している。
【0019】 この接地端子の接触部の幅とその信号端子からの間隔は、コネクタのインピー
ダンスに影響する3個の端子の電気的特性(静電容量等)が所望の値となるよう
に選択される。通常、接地端子の幅は端子の接触嵌合領域で増加し、また端子の
接触領域と終端領域との間の遷移領域において増加する。この構造により、差動
信号端子の嵌合位置又はピッチを変更することなく、コネクタ内で生じるインピ
ーダンスの不連続性を低減できる可能性がより高くなる。従って、本発明の本様
相は、ケーブルや他の回路において見出される差動信号ペアと関連する接地線の
配置のために「調整可能」な端子配置を提供するものとして特徴付けることがで
きる。
【0020】 本発明の別の主要な様相では、2以上の調整可能なトリプレットがコネクタハ
ウジング内に設けられ、コネクタハウジング等の誘電材料の延長部、エアギャッ
プ、或いはこれらの両方によって分離されている。係るコネクタの高速性能を最
大にするために、信号及び接地端子の全てが、関連する本体部から片持ち状に延
びた類似の平坦な接触部を備えているのが好ましく、これにより接地端子の接触
部のそれらの関連する信号端子に対しての寸方を選択的に決定でき、コネクタシ
ステム内で最適な所望のインピーダンスを得るための端子の調整が容易となる。
本発明のコネクタにおいてそのような3個の端子を二組利用する場合、信号端子
との干渉を避けるために、コネクタの電源端子は二組の3端子の間で接地端子と
同じ高さに置かれる。
【0021】 本発明の別の主要な様相では、接地端子と2個の差動信号端子との間の容量結
合を増加させる別の表面領域を提供するためにケーブルコネクタを貫通する接地
端子の幅を変化させている。この幅の変化は、端子の接触部と終端部との間に設
けられた端子本体部で起こる。信号及び接地端子の幅と表面積は接触領域では同
一である。何故なら、基板コネクタと接触した時、ケーブルコネクタの端子は基
板コネクタの接地端子の接触領域の異なる幅及び表面積を利用するからである。
従って、類似の寸法関係と間隔、好ましくは3個の端子の三角形状配置を維持す
るためにケーブルコネクタの接地端子本体部は、その関連する信号端子本体部に
対して変化されている。
【0022】 本発明の別の主要な様相では、本発明の他の実施形態に示されるように、ケー
ブルコネクタの接地端子終端部が三角形状に配置されており、ケーブルコネクタ
内に収容された端子本体部におけるこれら3個の端子の間の空間的関係を維持す
る。この実施形態の好適な実施例では、全ての端子の終端部が湾曲され、ケーブ
ルの電線を受ける中空の「受け部(nest)」を形成する。
【0023】 ケーブルのシールドの寸法が内部の電線の寸法より大きいため、接地終端受け
部は信号終端受け部よりも大きい。この受け部は、ケーブル内における信号線と
シールドとの間の配置関係を維持できるように位置決めされているのが好ましい
。この受け部は、終端処理における信号導体とシールドの正確な位置決めを確保
するために半円状であることが好ましい。従って、接地端子の終端受け部は、ケ
ーブルの接地シールドを受けると共に接触し、また2本の信号導体をケーブル内
における配置と同様に向けるように位置決めされており、それらをケーブルコネ
クタの信号端子に接続することが容易になる。
【0024】 接地シールド終端受け部は半円の範囲に沿って延びている。この範囲を連続さ
せるように仮想線を引いた場合、それは信号終端受け部を包含しかつ包囲する。
これらの端子は主にコネクタハウジングの長手方向に沿って略水平に外方に延び
ているが、終端部の受け部は、端子から外方かつ上方に延びる延長部を含んでい
てもよい。これらの延長部、及び終端部の中心線は、2個の信号端子の上側に位
置しこれらから離間された接地端子に対して上記の三角形の関係で配置されてい
る。本発明の上記及びその他の目的、特徴及び利点は、下記の詳細な記載を検討
することによって容易に分かるであろう。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明は、特に入出力アプリケーションやその他のアプリケーションにおいて
利用される高速ケーブルの性能を高めるのに特に有用な改良されたコネクタに関
する。より詳細には、本発明は、コネクタの終端領域が機械的かつ電気的に均一
になるような手段を講じることによってコネクタ単体での性能、及び相手側コネ
クタと組み合わせた場合における性能を向上させることを意図している。
【0026】 ビデオカメラ即ちキャムコーダ等の電子装置に接続される多くの周辺装置は様
々な周波数でデジタル信号を伝送する。コンピュータに接続されるその他の装置
(例えばコンピュータ内のCPU部分に接続される装置)はデータ伝送のために
高速で動作する。高速ケーブルは、これらの周辺装置とCPUとを接続するのに
使われる。また、アプリケーションによっては、2個以上のCPU同士を接続す
るのに使われることもある。特定のケーブルは高速信号を伝搬するのに充分な構
成とすることができる。そのようなケーブルとしては、ツイストペア線あるいは
独立したペア線の形態の信号線の差動ペアを含むであろう。
【0027】 高速データ伝送において考慮すべき点の一つに信号劣化が挙げられる。これに
は、ケーブルやコネクタのインピーダンスの影響を受けるクロストーク及び信号
反射が関与している。ケーブル内におけるクロストーク及び信号反射は、被覆(
シールド)を設けることや信号線の差動ペアを使うことで容易に制御できるが、
コネクタ内におけるクロストーク及び信号反射の制御は、コネクタ内で使用され
ている材料の種類が多岐にわたること等によってさらに困難になっている。高速
アプリケーションに用いられるコネクタの物理的な寸法によって、特定の電気的
性能を得るためにコネクタや端子の構造を変更できる範囲が限定される。
【0028】 伝送路におけるインピーダンスの不整合は信号の損失や消失等を引き起こすこ
とが多い信号反射の原因となる。従って、伝送される信号の完全性を維持するた
めには信号路全体に亘ってインピーダンスを一定に保つことが求められる。コネ
クタはケーブルの終端となり、装置のプリント回路基板上の回路へ伝送信号を伝
搬する手段を提供するものであるが、かかるコネクタにおいては、通常、インピ
ーダンスの制御があまり上手く行われておらず、ケーブルのインピーダンスから
コネクタのインピーダンスに大幅に変化してしまう。コネクタとケーブルとの間
におけるインピーダンス不整合は伝送エラーや帯域が制限される等の結果をもた
らす。
【0029】 図11は信号ケーブルに使用される従来のプラグ・レセプタクルコネクタ組立
体で発生するインピーダンスの不連続性を示す。信号ケーブルでのインピーダン
スは、図11の右側に51で示すように一定の値即ち基準値に接近している。こ
の基準値からの偏移を、太実線50に示す。ケーブルのインピーダンスは、図1
1の左側でかつ「プリント回路基板終端」を示す軸の左側に示されている回路基
板52のインピーダンスに略一致している。縦軸「M」はソケット即ちレセプタ
クルコネクタとプリント回路基板との間にある終端点を表す。また、縦軸「N]
は2個の嵌め合いコネクタ、即ちプラグコネクタとソケットコネクタとの間の境
界面を表す。縦軸「P」はプラグコネクタがケーブルで終端している点を表す。
【0030】 図11の曲線50は従来のコネクタについての代表的なインピーダンスの「不
連続性」を示し、ピークと谷が3個発生しており、図示のようにこれらピークあ
るいは谷は基線からの距離(または値)H1、H2、H3 を有している。これらの距
離は、水平「距離」軸と交差する縦軸の基点を零(0)オームとしてオームの単
位で測定される。これらの従来のコネクタ組立体においては、H1 で示される高
インピーダンスは通常約150オームに達する。また、H2 で示される低インピ
ーダンスは通常約60オームまで減少する。このH1 とH2 間の約90オームに
わたる不連続性は、プリント回路基板やケーブルに対してのコネクタの電気的性
能に影響を与える。
【0031】 本発明は、入出力アプリケーションに特に有用な改良された構造を有するコネ
クタとコネクタ終端構造に関する。構造を改良することにより、コネクタが接続
されるケーブルを模倣してコネクタのインピーダンスを設定できるようにし、こ
れにより上記不連続性を減少させるようにした。本発明のコネクタでは、設計に
よって「調整」が実施され、これによってコネクタの電気的な性能を改善できる
。 (インピーダンス調整性) 図1を参照すると、本発明が著しく有用となる「 内部」 環境の例が描かれてい
る。この環境では、本発明のコネクタは、コンピュータ101等の電子装置の外
壁108の内側に配置されている。従って、「 内部」 と呼ぶ。また、本発明のコ
ネクタは、図1Bに示すように、「 外部」 のアプリケーションにも使用できる。
この「 外部」 のアプリケーションでは、一方のコネクタ110が回路基板103
に取付られているが、その一部が装置101の外壁108を貫通するように延び
、その結果、使用者は装置101の外側からコネクタ110をアクセスできる。
コネクタ組立体100は、一対の第一及び第二の相互係合するコネクタを含み、
本明細書では、これらのコネクタをレセプタクル(又はソケット)コネクタ11
0及びプラグコネクタ104として記載する。これら二つのコネクタの内の一方
のコネクタ110は、装置101のプリント回路基板103に取付られており、
他方のコネクタ104は、通常、周辺装置に延びたケーブル105に接続されて
いる。
【0032】 図2は、本発明の原理に従って組立てられたレセプタクル、即ちソケットコネ
クタ110の分解図である。コネクタ110は、誘電体材料から形成された絶縁
コネクタハウジング112を含んでいる。図示の実施形態では、ハウジング11
2は、その本体部116から延出している二つのリーフ部114a、114bを
有する。これらのハウジングリーフ部は、図示のように複数の導電端子119を
支持する。これに関し、下方リーフ部114aには、導電端子119の選択され
たものを収容する一連の溝、即ちスロット118が形成されている。上方リーフ
部114bは、コネクタ110の残りの端子119を収容する同様の溝120(
図6)を有する。
【0033】 コネクタハウジング112及び関連する端子119に対して全体的なシールド
を提供するために、コネクタは、本体部116の上方及び下方リーフ部114a
、114bを取り囲む本体部124を有する薄板状の金属から形成された第一の
シェル、即ちシールド123を含む。また、この第一のシールド123は、プリ
ント回路基板103の表面に取付るための脚部125を含み、この脚部125は
回路基板上のアースへの接続を提供する。図1Bに示されるような表面実装のア
プリケーションが好適であるが、図1Aに示すように、コネクタ110の貫通穴
取付に用いるための下方に延びた脚部107をシールドに形成してもよい。第一
のシールド123は、図2に示すように、コネクタ本体部116内に形成された
スロット127によって受け入れられ、これと係合する保持部材126を含む。
【0034】 図2に示すソケットコネクタ110の構造は、図1に示す「 内部」 アプリケー
ションでの使用を可能にするだけでなく、コネクタ110が回路基板102に取
付られ、コネクタ110の一部が電子装置の外壁108を貫通するように延び外
壁108の外側からアクセスできる「 外部」 アプリケーションでの使用も可能に
する。
【0035】 ケーブルプラグコネクタが、レセプタクルコネクタ110のソケットに挿入さ
れる時に起こる付随的な衝撃を防ぐために、第二のシールド129を設けてもよ
い。この第二のシールド129は第一のシールド123を覆うように延び、中間
絶縁要素130によって第一のシールド123から隔てられている。また、第二
のシールド129は、第二のシールド129と一体化された取付脚部131を有
し、第二のシールド129が回路のアースから分離されるように、シャーシのア
ースに接続されるであろう。第二のシールド129は、第一のシェルの長さL1 よりも長い長さL2 を有するのが好ましく、それによりケーブルコネクタを係合
させる時に使用者が内側シールド123に接触することを困難にしている。
【0036】 先に述べたように、本発明の目的の一つは、通常のマルチサーキットコネクタ
に比べてシステム(ケーブル等)のインピーダンスにより近いインピーダンスを
有するコネクタを提供することである。本発明は、この明細書で調整可能な「 ト
リプレット」 と呼ぶ方法でこの目的を達成する。調整可能な「 トリプレット」 は
、図2、図5A、図5B及び図6において「 A」 で示す三つの別個の端子の配置
である。その最も単純な場合、図5Aに示すように、係るトリプレットは、プラ
グコネクタ104の対応する端子と嵌合するように配置された二つの信号端子1
40、141と単一の接地端子150とを含む。プラグコネクタ104の端子は
、図9A及び図9Bに模式的に示す差動ペア線(好ましくはツイストペア線)T
PA+、TPA−に接続されている。TPA+、TPA−は、同一強度の信号を
運ぶが、それらは互いに相補的、即ち、+1.0ボルトと−1.0ボルトであり
、アースに対して相補的である。
【0037】 図8Bに最もよく示されているように、二つの信号端子140、141は、片
持ち設計となっており、各端子140、141は、表面取付脚部142、接触ブ
レード部143、及び相互接続本体部144を有する。この設計により、端子1
40、141は、打ち抜き又は成形により容易に製造できる。端子140、14
1は、ハウジング本体部116の下方リーフ114bのスロット118内に収容
され、接触ブレード部143の自由端に端部タブ145を設けてもよい。この端
部タブ145は、コネクタハウジング本体116内にスロット118の端部に位
置するように形成された開口部117内に収容される。コネクタの電気的特性を
「 調整」 し、システムのインピーダンスにより近づけるために、単一の接地端子
150が、差動信号端子140、141の各セットと関連して設けられている。
従って、「 トリプレット」 という言葉が使用される。
【0038】 図5A、図5B及び図9Aの「 A」 に詳細に示すように、各接地端子は、二つ
の差動信号端子と組み合わされている。図9A及び図9Bの模式図では、「 A」
及び「 B」 の部分に上記のトリプル端子の概念を示す。図示の実施形態では、接
地端子150は、レセプタクルコネクタ本体116の上方リーフ114b上に位
置し、且つ二つの信号端子140と141との間に位置している。図9A及び図
9Bに示す模式図では、二つのトリプレットが、三角形配置で示され、個々の端
子は添え字「 A」 又は「 B」 の何れかで識別されている。従って、TPA+とT
PA−は、信号線ペア「 A」 の差動信号線のための端子を表わし、一方TPA(
G)は、信号線ペア「 A」 のための接地端子を表わす。同様に、TPB+とTP
B−は、ケーブル内の信号線ペア「 B」 の差動信号線のための端子を表わし、一
方TPB(G)は、信号線ペア「 B」 の接地端子を表わす。
【0039】 この組み合わされた接地端子150もまた、図8Aに示すように、表面取付脚
部152、中間本体部154及び接触ブレード部153を備えた片持ち設計とな
っている。信号端子の場合と同様に、接地端子150の接触ブレード部153は
、接地端子150の中間本体部154の平面とは異なった平面にある。図2、図
8A、図8B及び図9Cに最も良く見られるように、信号及び接地端子の接触ブ
レード部143、153は、それら各々の端子本体部144、154の平面とは
異なる交差する平面にある。好ましい実施形態は、これら二つの平面を略直交す
る水平平面及び鉛直平面として示しているが、本発明の利点を達成する目的では
これらの平面は直交している必要はなく、また水平平面及び鉛直平面に正確に一
致していなくてもよいことは分かるであろう。しかしながら、二つの平面は、互
いに交差していることが望ましい。
【0040】 更に、信号及び接地端子140、141、150の表面取付部142、152
は、それら各々の接触ブレード部143、153の平面と略平行な平面にあって
もよい。また信号及び接地端子の取付部は、取付のために貫通穴部材195(図
1A)を利用してもよい。接地及び信号端子の表面領域と位置との間の相互関係
を以下に説明する。
【0041】 この構造によって、ケーブル又は回路の差動信号端子の各ペアは、信号端子と
組み合わされた、コネクタを貫通して延びる個別の接地端子を有し、それにより
ケーブルとそれに関連するプラグコネクタとの電気的性能をより近づけることが
できる。係る構造により、ケーブルの信号線から見たアースの位置が、ケーブル
の全長に亘って同一になり、またプラグとレセプタクルコネクタとの間の境界面
を通って回路基板上まで略同一になる。このコネクタ境界面は、図13に模式的
に示されており、接続組立体又はシステム全体のインピーダンス及び電気的性能
の観点から、四つの異なる領域I〜IVに分割されると考えられる。領域Iは、
ケーブル105及びその構造を示し、領域IIは、ケーブルをコネクタで終端さ
せた時のケーブルコネクタ104とケーブル105との間の終端領域を示す。領
域IIIは、基板コネクタ110との間に存在する嵌合境界を示すが、この領域
にはコネクタ104、110の嵌合本体部が含まれる。領域IVは、基板コネク
タ110と回路基板103との間の終端を含む領域を示す。図11の線「 P」 、
「 N」 、及び「 M」 が図13上に重ね合わされている。
【0042】 信号端子と関連付けられた接地の存在により三つの端子間に容量結合を与えら
れることは重要なことである。この結合は、端子及びそれらのコネクタの最終的
な特性インピーダンスに影響を及ぼす一つの要因となる。また、端子がトリプレ
ットである場合には、抵抗、端子材料及び自己インダクタンスもコネクタの全体
的な特性インピーダンスに影響を及ぼす要素となる。図5Bに示す実施形態にお
いては、接地端子ブレード部153’の幅D+ は充分に大きく、その結果、接地
端子ブレード部153’は、信号端子140’、141’の一部を覆うように延
びている。より大きな幅D+ を有する接地端子ブレード部153’は、信号端子
接触ブレード部143’に比べてより大きな表面積を有し、従って、より大きな
重なり合う接触嵌合領域を信号端子140’、141’の上側の領域に提供する
【0043】 回路基板上のレセプタクルコネクタ110の「 取付面」 を小さく維持するため
に、本発明では、接地端子本体部154’及び表面取付脚部152’における基
平面(ground plane)の幅を小さくしている。接地端子が、差動信号端子の間に
ぴったり入るように接地端子150’の第二平面に位置する本体部154’の幅
を小さくすることにより、信号端子(TPA+及びTPA−)間の距離も小さく
し、接地端子と信号端子との間の予め選択された略一定のインピーダンスを維持
することによりコネクタ全体に亘って同様の容量結合を一定に維持する。コネク
タのインピーダンス(及び端子間の結合)は、隣り合った信号端子140’、1
41’の間の間隔及び信号端子と接地端子との間の間隔によって影響を受ける。
更に、端子間に存在する物質の種類、例えば、空気、ハウジング材料、或いは両
者の組合せにより、信号端子と接地端子との間の領域に誘電率或いは合成誘電率
の何れかが生じる。
【0044】 図5Bの実施形態では、接地端子本体部154’の幅を小さくすることによっ
て、接地及び信号端子の接触ブレード部153’、143’の間の重なりは、第
一の平面(水平であるとして示される)で終り、第二の交差する(鉛直)平面で
は重なり合っていない。むしろ、この第二平面では、接地端子本体部154’は
、信号端子144’に対して両者の縁が並ぶように位置合せされている。これら
の平面での接地端子の断面積は小さいが、接地端子は信号端子により接近してい
るため、端子間の結合を一定に維持できる。
【0045】 第一平面の領域では、即ち図18の領域IIIの嵌合境界に位置する接地及び
信号端子の接触ブレード部の領域では、接地端子150’の全体的な板寸法が、
信号端子140’、141’の板寸法に比べて増大させられ、それにより選択的
にインピーダンスを上記したように低下させる。同様に、信号及び接地端子の本
体部144’、154’が存在する第二平面では、接地端子150’と信号端子
140’141’との間の間隔が小さくされ、接地端子と信号端子が相互により
近づけられ、それによりコネクタのインピーダンスを低下させている。トリプレ
ットの信号接地端子接触ブレード部143、143’は、図5A及び図5Bに示
すように同一平面に位置し、且つコネクタハウジング112の下方リーフ部11
4aに沿うように維持するのが好ましい。これにより、コネクタのインピーダン
スを間隔の面から調整することが可能となり、また二つのコネクタの機械的な係
合も容易となる。より大きな接触ブレード部を備えた接地端子を提供することに
より、係る端子と他方の(プラグ)コネクタの対向する接地及び信号端子との間
の嵌合接触を、インピーダンスに有害に影響を及ぼすことなく改善できる。
【0046】 この調整性の効果は、コネクタ組立体で生じる全体的なインピーダンスの不連
続性が減少することを示す図11において説明されている。本発明のコネクタで
発生することが予想されるインピーダンスの不連続性は図11の破線60で示さ
れている。ピークと谷の大きさH11、H22、及びH33が大幅に減少していること
が分るであろう。本発明は、従来のコネクタ組立体で生じていた全体的な不連続
性を大幅に減少できるものと考えられる。あるアプリケーションにおいては、不
連続部での最大レベルは約135オーム(H11)であり、最小レベルは約85オ
ーム(H22)であると考えられる。本発明のコネクタの目標基準インピーダンス
は約110オームで、許容誤差が約+/−25オームであろう。従って、本発明
のコネクタは、全体として約50オームの不連続性(H11とH22との差)を有し
、上記した従来の不連続性(約90オーム)に対し50%近く減少する。
【0047】 また、調整性及びインピーダンス特性は、先に述べたように、端子間の誘電体
によって影響を受ける。この点に関して、図6に最も良く示されているように、
コネクタハウジング112の下方リーフ部114a自体にスロット160が形成
され、これにより、下方リーフ部114aの右半分と左半分との間にエアギャッ
プ161が形成されている。同様に、信号(及び他の)端子140、141又は
140’、141’を、下方リーフ部114aに形成したチャネル163によっ
て画定される同様のエアギャップ162によって下方リーフ部114a上で互い
に離間させてもよい。これらのチャネル163は、図6から分かるように、下方
リーフ部の構造的無欠性を維持するために、下方リーフ部114aの厚さ方向に
わずかに延びているだけである。
【0048】 図4及び図4Aを参照すると、相手側の嵌合コネクタ104が、プラグコネク
タ170の形態で示されている。このプラグコネクタ170の絶縁コネクタハウ
ジング171は誘電体材料により、レセプタクルコネクタ110の形状と相補的
な形状に形成されており、コネクタ110と170との間の嵌合を容易にかつ適
切に行うことができる。この点に関して、コネクタハウジング171は基部17
2とこの基部172から突出する二つの部分173を有し、この部分173は、
レセプタクルコネクタハウジング本体キー134のためのキー溝として機能する
間隙174によって隔てられている。レセプタクルコネクタのこのキー134は
、図2、図3、図6及び図7に示すように、上方リーフ部上に設けられているが
、図9Cに示すように、レセプタクルコネクタの下方リーフ部上に形成してもよ
い。ハウジングは中空で、ハウジング171の内部空洞に保持される信号端子、
接地端子及び他の端子(不図示)を含んでいる。
【0049】 プラグコネクタ110で使用するのが好ましい端子構造を示す図10A及び図
10Bには二つの端子が示されている。図10Aは、接触部182を電線の終端
部183に連結する平坦本体部181を有する接地端子180を示す。端子18
0は、コネクタハウジング171の端部で空洞175内に収容される自由端部1
84を有する。接触部182は、上方へ角度をなして曲げられており、それによ
り接触部182は、レセプタクルコネクタ110の対応する接地端子150、又
は150’と一直線に並びかつ対向した状態で接触開口部176から突出する(
図9C、図4、図4A)。
【0050】 信号端子190(図10B)も同様に構成されており、信号端子と接地端子と
の間の結合を得るために接地端子本体部181の幅に比べて幅が狭い本体部19
1を有する。本体部191は、接触部192を終端部193に連結し、また接触
部192は角度をなして曲げられ、コネクタハウジング171内の対応する開口
部176を貫通して突出している。これらの開口部及び端子の接触部は、図9C
に示すようにコネクタ基部172の下面に表われ、開口部及び端子の接触部は、
コネクタハウジング171の前面に示されている端子自由端空洞175と位置合
せされている。
【0051】 プラグコネクタ170の接地・信号端子180、190(及び他の端子)は、
プラグコネクタ170がレセプタクルコネクタ110に係合された時に、信号端
子180、190はプラグコネクタハウジング171の中心側へ偏移させられる
ため、「 可動」 端子と考えることができる。接地・信号端子140、141、1
50(及び他の端子)は、二つのコネクタを係合及び離脱する間に動かないので
、「 固定」 端子と考えることができる。図9A及び図9Bの模式図において、実
線の長方形は、上述の「 可動」 端子を表わし、隣接する破線の長方形は、上述の
「 固定」 端子を表わす。これらの図は、図5A及び図5Bと共に、差動信号線T
PA+、TPA−とそれらに関連した接地端子TPA(G)の三角形状の関係を
示す。係る端子の各々は、図9Bの破線によって示すように、隣接する端子を結
ぶように仮想線を引くことによって形成される三角形の頂点を画定すると考えら
れる。本明細書の記載において本発明の実施において、接地端子は、仮想三角形
の頂点、即ち「 最上部」 であると考えることができる。
【0052】 基板コネクタ及びその信号及び接地端子140、140’、141、141’
’及び150、150’に関して上述した方法に準じた方法で、ケーブルコネク
タ170の端子180、190も構成され、それらの形状及び前述の三角形関係
によって所望のインピーダンスを提供する。
【0053】 図10A及び図10Bに示すように、接地及び信号端子180、190の各々
は、相手側の基板コネクタ110の接地及び信号端子150、140の対向する
接触部153、143と係合する各々の接触部182、192を有する。図9C
に示すように、これらのケーブルコネクタ端子接触部182、192の長さは、
基板コネクタ110の端子接触部153,143の対応する長さと略等しい。予
期できるように、ケーブルコネクタ接地端子の接触部182の幅及び表面積を増
やす必要はない。何故ならば、二つのコネクタ110、170が互いに係合され
る場合には、基板コネクタの接触部153、143の嵌合した両コネクタ及び図
13の領域IIIの嵌合係合の結果として形成されるインピーダンスを支配する
からである。
【0054】 この所望のインピーダンス及び電気的性能を維持するために、図10A及び図
10Bに示し且つ上で説明したように、接地端子180の接続本体部181は、
二つの信号端子の接続本体部191の一つ又は両方よりも大きく且つ好ましくは
幅が広い。この幅の増大は、その領域、即ちコネクタの本体部での接地端子の表
面積を増大させ、接地端子180とその二つの関連する信号端子190との間の
容量結合を増大させる。
【0055】 図9Cに示すように、これらの端子180、190は、それらの接触部182
、192及び本体部181、191に沿って離間されており、図9A及び図9B
の実線の長方形で示すように、ケーブルコネクタの接地端子180と三角形関係
に配置され、三角形の頂点に位置している。この三角形関係が、コネクタシステ
ムの電気的平衡を回路基板からケーブルまで、境界部全体に亘って継続され維持
されることが分かる。本実施形態において本発明を好ましい形態で実施するため
には、接地端子本体部181の幅を、対応する単一の信号端子の本体部191の
二倍にすることが好ましい。図10Bの信号端子190の本体部191は、その
後部がいくぶん三角形状になっているものとして示されている。この部分は、コ
ネクタハウジング171との係合点を提供し、成形後においてコネクタハウジン
グ171内に端子190を保持するのに役立つ。端子形状のこの差異により、基
板コネクタ110の幅と表面積の関係が、ケーブルコネクタ105内においても
同様に維持される。 (ケーブルコネクタ終端) ケーブル105及びケーブルコネクタ104内で確立された有益な電気的関係
を維持するだけでなく、コネクタ終端領域においてケーブル105の形態に近似
した形態を維持すると共に、ケーブル105の前記コネクタ104での終端を容
易にするために、ケーブルコネクタ端子180と190の終端部の寸法と形状が
決定されるであろう。
【0056】 図14はそのようなケーブルコネクタ600の特に後部終端領域602を示し
ている。コネクタ600は、伝導性端子605を収容する空洞604を有する絶
縁性ハウジング603を備える。これら端子は信号端子606、接地端子607
及び電源端子608等のその他の端子を含む。図14で示したコネクタ600は
、関連する信号端子606をより良く示すために、図9Cに示すような接地端子
が上側に配置される通常の形態を上下を逆にして示している。
【0057】 本発明の本実施形態は、図13の領域IIの終端領域全体に亘ってコネクタシス
テムのトリプレットの関係と形態を継続させることにも関する。この点に関し、
2個の差動ペア信号端子606aと606bはケーブル105の関連する差動信
号線ペアに接続される。接地端子607はそのような2個の差動信号端子606
の各々と関連付けられている。
【0058】 図15は、図14のコネクタ600に好適に使用することができる3個の端子
から成るセットを示す。この端子セットは、単一の接地端子607と一対の信号
端子606a、606bとを含む。各端子は、偏移可能な接触部610、611
を備えている。この接触部610、611は、コネクタハウジング605に形成
されたスロット(図25)に係合させ、必要に応じて端子に予圧をかけた状態で
端子を保持するための先端部612、613を備えている。そうでない場合、端
子の自由端はいかなる方法によっても閉じ込める必要はない。端子606、60
7は、(基準点をコネクタ600の後端602にした場合)端子の反対側、即ち
後端に近い側の端部に終端部614、615を有する。これら終端部と接触部は
、対応する本体部618、619によって相互に連結されている。接地端子本体
部618は、2個の信号端子本体部619の幅よりも大きい幅Wを有する。従っ
て、接地端子本体部618は、領域IIにおけるインピーダンスを選択的に減少さ
せるために対応する信号端子本体部619よりも大きな表面積を有する。接地端
子と本体部は、コネクタハウジングと係合する突起部624のような慣用のハウ
ジング係合部も備える。
【0059】 以降の記述において、終端部606、607は図示の特定の型のコネクタに限
定されるものではないが、図10A及び図10Bに示す端子の終端部183、1
93として使用するのに適していると考えられる。
【0060】 図16〜図18に最も良く示されているように、終端部614、615はコネ
クタの終端に機械的均一性を達成する手段を付加するとともに、ボードコネクタ
110とケーブルコネクタ600において、端子の三角形状の配置によって確立
された電気的な均一性を維持できるように配置されている。これに関し、図16
に示すように、組立体を上(又は下)から見るとき、2個の信号終端部615の
間に接地端子の終端部614と本体部618とが配置されている。端部から見る
と、接地端子部614は2個の信号終端部615から離間されており、これらの
終端部は図5A及び図5Bで示すのと同様な別個の平面上にあると言える。これ
らの端子がどの平面にあったとしても端子の三角形状の配置を維持することが望
ましい。
【0061】 この三角形状の関係を図22Aと図22Bに示す。図22Aでは、3本の仮想
線I1`3 が3個の終端部614、615の中心を結ぶように引かれている。まず
、図16〜図18、図20A、図20B及び図22A〜Cにおいては、ケーブル
105を回路基板103に接続するのに使われる通常のコネクタの接地・信号端
子配置の連続性を保つための通常の向きから上下を逆にして終端部614、61
5が示されている。この配置では、図5Aと図5Bに示すように、接地端子15
0、150’は、関連した2個の信号端子140、140’と143、143’
上に配置される。この配置は、図9Cで示すようにケーブルコネクタ104内で
連続している。図22A〜図22Cの仮想線I1 、I2 、I3 は、終端部614
、615の中心Cを通って延在し、相互に交わっている。その結果、三角形が得
られるが、この三角形は、図22Aで示すような正三角形や、図22Bで示すよ
うな長さの辺の長さが異なる不等辺三角形や、図22Cで示すような鈍角三角形
の形になる可能性がある。
【0062】 さて図15に戻って、端子607、606の終端部614、615は、中空で
半円形の半田カップ620、621を備える受け部構造となっているのがわかる
。これらの受け部、即ち半田カップ620、621は各端子の終端部614、6
15と一体に形成され、これらの部分を延長部と考えることができる。これらの
延長部は図示のような半円あるいは部分円形状に延びているが、例えば楕円形や
長方形等の他の形状をとることもできる。半円形状は終端部組立体内でケーブル
線を正確に位置決めするのを補助できるため好適である。図18〜図20Bで示
すように、接地終端受け部620の内径RL は、ケーブルシールド650の外径
S と略等しい。従来と同様、ケーブル105は信号線のペアを含む。この信号
線のペアは、周囲に絶縁体652を備えた内部導体653を有し、これらは通常
、編み線で形成された接地シェル650によって覆われている。接地ドレイン線
651はシールド650の外側を走っている。シールド650とドレイン線65
1は外部絶縁カバー657に覆われている。信号線とその導体653は、通常、
ケーブル105の全長に沿って撚られているであろう差動信号ペアを含む。ツイ
ストを実施している程度にかかわらず、信号線ペアは常に図18〜図20Bで示
すように表される。
【0063】 図18と図20Aにおいて、信号導体653は、(それらの中心を仮想線で結
んだ場合)、それらが共通の平面P1 に位置するように相互に位置合せされ、離
間されている。なお、図20Aで該平面を定義している線P1 は、信号終端半田
カップの基部に沿って延在している。信号線は若干ずれることがあり、その場合
2本の信号導体653は、図20Bで示すように2つのオフセットした平面P1A とP1Bに存在する。何れの場合でも、信号導体653はシールド650で覆われ
ており、接地端子607の終端部614は信号導体653と離間され信号導体6
53の面とは異なる(図20A及び図20Bに示す)面P2に存在する。半田カ
ップ620、621に続く部分は、所望の三角形状配置を維持するために、基板
コネクタの端子セット150、140とプラグコネクタの端子セット180、1
90との空間的・三次元的相関関係に合わせて、通常の矩形の形状へと先細りと
なる。
【0064】 図19A及び図19Bに示すように、接地終端部半田カップ620は、2個の
信号終端半田カップ621を部分的に取り囲む範囲で延在させることができる。
この範囲は、図19Aで示すように好適には約180℃である。図19Aでは、
仮想線が接地端子半田カップ620の自由端625同士を結ぶように引かれてお
り、信号端子半田カップ621の一部又は全部が接地半田カップ620とその自
由端625とで限定された領域内に存在する。同様に、前記のような部分的包囲
は、図19Bの構造においても起きる。図19Bでは、仮想線は、接地終端半田
カップ620の自由端625に沿って引かれ交差している。信号半田カップ62
1はこの角度θの範囲に含まれる。
【0065】 接地及び信号端子受け部620、621の位置により、本発明における重要な
利点の一つが得られる。接地・信号端子受け部620、621は、ケーブルの形
態に一致させてこれを維持し、またケーブルコネクタ105でケーブルを終端さ
せるのを更に容易にする。図16で示すように、ケーブル105は外側の絶縁体
657を有しており、この絶縁体657を剥いたり切断したりしててシールド6
50とドレイン線651と信号線とを露出させる。接地シールド650は、従来
のようにほぐして先細形状に撚る必要はなく、接地終端部614と半田カップ6
20に十分に接触する特定の長さに切り詰めることができる。同様に、信号線絶
縁体652を剥いて信号導体653を露出させることができる。前記のワイヤの
準備は、ケーブル105の均一な終端特性を維持するジグを用いて容易に行うこ
とができる。信号終端部615及びそれらの半田カップ621は、ケーブルの構
成要素の配置と適合するように配置されているため、コネクタ600の半田カッ
プ及び終端部は、所望の三角形状の形態を成しケーブル接地状態を維持できる。
接地端子終端部614の位置が基準ガイドとして機能する。ケーブルの信号導体
がケーブルコネクタの信号端子終端部615と位置が整合しかつ対向するように
、接地シールドにより該基準ガイド上でケーブルの向きと位置を合わせることが
できる。
【0066】 ドレイン線651を使う場合は、接地端子終端部614はドレイン線受け部6
52も含む。
【0067】 図21に示すように、この終端配置は、二つのケーブル105a、105bが
コネクタ700で終端され、各ケーブル105a、105bが特定のチャネル専
用である多チャネルコネクタで使用される。各終端組立体は、コネクタハウジン
グ700の一部として、或いは別個の構造物として形成された中間壁704によ
って分離された接地終端受け部701a、701bと信号終端受け部702a、
102bを含む。この中間壁704は、二つのケーブル105a、105bの間
の誘電率に影響を及ぼし、また信号線と二つのケーブル105a、105bの接
地シールドとの間の不注意による短絡を防止する。
【0068】 図23は、絶縁構造物801によって支持された2チャネル終端組立体800
を示す。コネクタハウジング(不図示)は、構造物及び端子の一部を覆うように
成形して一体形のコネクタ構造を形成してもよく、或いは互いにかみ合うハウジ
ング部品によって所定の位置にスナップ留めしてもよい。終端組立体の各チャネ
ルは、図10Aの接地端子180に類似した全体形状を有する一つの接地端子8
02と、図10Bの信号端子190に類似した全体形状の二つの信号端子803
とを含む。
【0069】 各接地端子802は、接触部810と終端部811とを有し、この終端部81
1から一対の延長部812が外方向に延びて受け部813を形成している。この
受け部813はケーブル105のシールド650を収容するための湾曲した形状
を有している。接地終端部811の残りの部分は、関連する信号終端部830の
一方又は両方が延在する平面から離間した平面内に延在している。各チャネルの
接地終端部811は、構造物801から後方に延びた中間壁820によって分離
されている。前述したように、この壁は、二つのチャネルの間で不慮の短絡が起
こることを防止する助けとなる。
【0070】 接地端子802は、端子の終端部812と接触部810とを連結する本体部8
13を含む。図面に示すように、この本体部813は拡大されており、関連する
接地端子の接触部810よりも大きな幅WSTを有する。本体部813の幅を増大
する点815は、構造物801を形成する絶縁材料が当接する係合面として働き
、それにより接地端子802を構造物801内で所定の位置に保持するのを助け
る。この本体部813は、図24に示すように、構造物801の背面816から
構造物の前面817の外側の点に延びる長さLB を有する。これにより、コネク
タを貫通する接地端子802とその二つの関連する信号端子803との間に所望
の結合が発生することを確実にできる。この幅を増大させた部分WSTは、図25
に示すようコネクタハウジング内の「 C」 と「 D」 との間、即ち基板コネクタの
接地端子の接触部153’(図8A)の端部、又は係る接触部の端部を幾分過ぎ
たところから始まるのが好ましく、その結果、各コネクタトリプルの接地端子の
幅広部分は、当接するかわずかに重なり合い、接地及び信号端子間の寸法的及び
電気的な関係を維持できる。
【0071】 接地端子802と組み合わされてケーブルコネクタ104の「 トリプル」 を形
成する二つの信号端子803は、接地端子の終端部813から離間した終端部8
30を有する。これらの終端部830は、二つの関連する信号線の導体653の
ための受け部835を含む。これらの線の絶縁被覆652は、受け部835の長
さと等しい長さだけ導体653が露出する点まで剥すか又は取り除くのが好まし
い。これらの信号終端受け部835は、図24に示すように、構造物801内に
埋め込まれる。(また図示しないハウジングに埋め込む様にしてもよい。)この
点に関し、構造物801(又はコネクタハウジング)には、信号終端部の受け部
と位置が整合され、信号終端部の受け部の部分的な延長部として機能するスロッ
ト又はチャネル831が形成されてもよい。また、これらのスロット831は、
中間壁832によって分離されているのが好ましい。この中間壁832は、二つ
の差動信号線間の不注意による接触を防止し、それにより差動信号線間に短絡が
起きることを防止する構造を提供するために、ケーブルに向かって後方に充分な
距離延びている。
【0072】 信号端子803は、図10Bに示すような全体形状を有しており、終端部83
0と、接触部836と、本体部837とを含み、この本体部837は、接地端子
802の本体部と同様な方法で接触部と終端部とを連結する。これらの信号端子
803の本体部837は、好ましくは成形プロセスで埋め込むことによってコネ
クタハウジングに係合する突起部838を含んでいてもよい。
【0073】 図26は、接地端子802及び信号端子803が取り得る別の形状を示し、図
27は、接地端子上に重ね合わせた信号端子を破線で示す。この図は、接地端子
と信号端子とがとり得る別の幅の関係を示す。接地端子の本体部は信号端子の本
体部よりも幅が広く、三端子間で前述の結合を得るために、接地端子は、信号端
子よりも大きな表面積を有していることが分かる。
【0074】 図28A〜図28Eは、ケーブルコネクタ内での接地端子802と信号端子8
03との間の相対的間隔を図25に示すようにコネクタの長手方向に沿って示し
たものであり、該ケーブルコネクタは、図23及び図24に示す終端組立体を利
用している。これらの図は、三角形関係がコネクタ全体に亘っていかにして維持
されているかを示している。接地端子607と信号端子606との間の距離を操
作することによって、システムのインピーダンスが変えられる、即ち「 調整」 さ
れる。「 調整」 が達成されるのは、二つの信号線(及び端子)の間、及び各信号
線と接地シールド(及び端子)との間で容量結合が起こるからである。端子間の
間隔もシステムのインピーダンスに影響を及ぼす。接地端子と信号端子の幅もシ
ステムの容量結合及びインピーダンスに影響を及ぼし、インピーダンスには端子
の抵抗も含まれ、抵抗は端子の寸法の関数である。
【0075】 本発明の好ましい実施形態を示し記載してきたが、当業者であれば、添付の特
許請求の範囲によって範囲が画定される本発明の精神から逸脱することなしに変
更及び変形が可能であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1A】 電子装置の回路基板上に置かれた本発明に係るケーブルコネクタ組立体の立面図
であり、本発明が有用である「 内部」 環境を示す。
【図1B】 電子装置の回路基板上に置かれ装置の外側に延在している本発明に係るケーブル
コネクタ組立体の立面図であり、本発明が有用である「 外部」 環境を示す。
【図2】 プリント回路基板上に取付け、電子装置の内側又は外側いずれかに向けて開口さ
せるのに適した、本発明の原理に従って構成されたソケット接続の形態のケーブ
ルコネクタの分解図である。
【図3】 図2のコネクタのソケットコネクタ及び内部シールドの斜視図である。
【図4】 図2のソケットコネクタと係合するためのプラグコネクタを接続したケーブルの
斜視図である。
【図4A】 図4のプラグ型コネクタの拡大端面図であり、端子構造及びその位置をより良く
示すためにコネクタカバーの一部が切り欠かれている。
【図5A】「 トリプレット」 に配置され図2のコネクタで使用される3個の端子のグループ
の拡大詳細図であり、二つの信号端子と一つの接地端子の相対的寸法と位置を示
している。
【図5B】 図2のコネクタで使用される別の型の端子トリプレットの拡大詳細図である。
【図6】 図3の6−6線に沿って見た端面図であるが、図3のレセプタクルコネクタの内
部絶縁体のみを示している。
【図7】 図3の7−7線に沿う断面図であり、レセプタクルコネクタ本体及び分離した2
列の端子を示している。
【図8A】 図2〜図3及び図6〜図7のレセプタクルコネクタで利用される接地端子の斜視
図である。
【図8B】 図2〜図3及び図6〜図7のレセプタクルコネクタで利用される信号端子の斜視
図である。
【図9A】 図2〜図3及び図6〜図7のコネクタの略端面図であり、種々の端子の相対的配
置を示すとともに二つのステータス情報端子の使用を示している。
【図9B】 図12〜図14及び図17のコネクタの略端面図であり、端子の配置及び識別を
示すとともに一つのステータス情報端子の使用を示している。
【図9C】 二個コネクタ、即ちプラグ及びレセプタクルコネクタの断面図であり、互いに予
備的に係合させた状態を示す。
【図10A】 図4及び図12〜図14に示す本発明のプラグ形コネクタで使用される接地端子
の斜視図である。
【図10B】 図4及び図12〜図14に示す本発明のプラグ形コネクタで使用される信号端子
の斜視図である。
【図11】 高速ケーブル接続で生じる典型的なインピーダンス不連続性、及び本発明のコネ
クタにおける不連続性の減少を示す線図である。
【図12】 本発明の原理に従った複数のトリプレット端子配置を含むマルチソケット形コネ
クタの斜視図である。
【図13】 ケーブルと基板コネクタとの間のコネクタ境界領域の略図である。
【図14】 ケーブルコネクタの一実施形態の後部終端面を底部から見た斜視図であり、本発
明の原理に従って構成された終端構造を示している。
【図15】 図14のコネクタで使用される三個一組の端子の斜視図である。
【図16】 図14のコネクタの端子の終端部内の所定の位置にある被覆を取り去った端部を
備えたケーブルの平面図であり、ケーブルの信号線と接地シールドの相対的位置
を示している。
【図17】 図16の終端組立体の側面図である。
【図18】 図16の終端組立体の18−18線に沿う断面図である。
【図19A】 図18と同様の断面図であるが、コネクタ端子の信号終端部と接地終端部との一
つの位置関係を模式的に示している。
【図19B】 図19Aと同じ図であるが、コネクタ端子の信号終端部と接地終端部との別の位
置関係を模式的に示している。
【図20A】 終端組立体を貫通して見た断面図であり、信号及び接地端子の終端部間の三角形
状関係の一様相を模式的に示している。
【図20B】 図20Aと同様の断面図であるが、信号及び接地端子の終端部間の三角形状関係
の別の様相を示している。
【図21】 本発明の原理に従って構成された2チャネルケーブル用の終端組立体の別の実施
形態の平面図である。
【図22A】 終端組立体を貫通して見た断面図であり、信号及び接地端子の終端部間の三角形
状関係の別の様相を模式的に示している。
【図22B】 図22Aと同様の断面図であるが、信号及び接地端子の終端部間の形成される三
角形が不等辺三角形である三角形状関係の別の様相を模式的に示している。
【図22C】 図22Aと同様の断面図であるが、信号及び接地端子の終端部間の形成される三
角形が鈍角三角形である三角形状関係の別の様相を模式的に示している。
【図23】 本発明の原理に従って構成されたケーブルコネクタの端子組立体の斜視図であり
、その端子が内部支持構造体の所定の位置に示されている。
【図24】 図23の端子構造の斜視図であるが、その下側から見た図である。
【図25】 ケーブルコネクタを貫通して見た長手方向断面図であり、ケーブルコネクタハウ
ジング内の所定の位置にある図23及び図24の信号及び接地端子を模式的に示
している。
【図26】 本発明のコネクタに使用するのに適している端子の別の組の平面図であり、それ
らの相対的な寸法及び長さを示している。
【図27】 本発明のケーブルコネクタで使用される接地端子の平面図であり、信号端子が仮
想線でその上に重ね合わせてある。
【図28A〜図28E】 図30のA−A線〜E−E線に沿って見た、図30のケーブルコネクタの接地及
び信号端子の略図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年6月21日(2001.6.21)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】 本発明は、一般にコネクタのための終端に関し、より詳細には信号ケーブルと
の接続に使用されるコネクタに関する。
【従来の技術】 多くの電子装置は、関連装置間又はコンピュータの周辺装置と回路基板との間
で信号を伝送するのに伝送ラインに依存している。これらの伝送ラインは、高速
データ伝送が可能な信号ケーブルを含んでいる。 これらの信号ケーブルは、ツイストペアとして知られている、電線をケーブル
の長手方向に沿って撚り合わせたものを一対以上使用しており、各ツイストペア
は関連する接地シールドによって取り囲まれている。これらのツイストペアは、
通常、相補的な信号電圧を受け取る。即ち、ペアの一方の電線は+1.0ボルト
の信号を受け取り、ペアの他方の電線は−1.0ボルトの信号を受け取る。従っ
て、これらの電線は、それらが運ぶ異なる信号を表わす言葉である「 差動」 ペア
と呼ばれる。信号ケーブルは、経路沿いに電子装置まで延ばされるとき、電界を
放出する他の電子装置の側方又は近傍を通るであろう。これらの他の装置は、前
述の信号ケーブル等の伝送ラインに対して電磁干渉を引き起こす可能性を有する
。しかしながら、このツイストペア構造は、誘導電界を最小限に抑えるか又は減
少させ、それにより電磁干渉を除去する。
【発明が解決しようとする課題】 係る伝送ライン、即ちケーブルから関連する電子装置の回路までの間で電気的
性能を損なうことなく維持するために、回路から回路まで伝送ライン全体に亘っ
て略一定のインピーダンスを得ること、又は伝送ラインのインピーダンスに大き
な不連続性を生じることを避けることが望ましい。良く知られているように、コ
ネクタ嵌合面でのコネクタのインピーダンスを制御することは困難である。何故
なら、従来のコネクタのインピーダンスは、通常、コネクタを通して、又、嵌合
する二つのコネクタ構成要素の境界面を横切って低下するためである。ケーブル
等の電気的伝送ラインでは、信号導体と接地シールドの特定の構造、即ち物理的
配置を維持することで、伝送ライン全体に亘って所望のインピーダンスを比較的
容易に維持できるが、通常、ケーブルがコネクタに接続される領域ではインピー
ダンスの低下が起こる。従って、コネクタ及びコネクタのケーブルへの接続部の
全体に亘って所望のインピーダンスを維持することが望ましい。 典型的な信号ケーブルの終端処理には、電線ペアの撚りを戻すこと及び電線ペ
アを取り囲んでいる編みシールド線をほぐすことが含まれる。これらの線は手作
業でほぐすため、電気的性能が変わり易い。この電気的性能の変化は接地シール
ド線をほぐし、その後、通常、シールド線を撚って単一のリード線にし、続いて
撚られたリード線の先端をコネクタ端子に溶接又ははんだ付けすることによって
生じる。このほぐしと撚りにより、信号導体や接地シールドがケーブル内での元
の状態から動く場合が多い。この配置の変更により、接地線と信号線は元の状態
から接地線と信号線が分離した状態になり、ケーブルとコネクタとの間の接合点
でインピーダンスが増加する結果となる。更に、上記の撚りは終端領域に機械的
変化をもたらす。即ち、ケーブルは複数の差動ペアを含んでいるが、ほぐされた
シールド線の長さはペア毎に変化する。この長さの変化と配置の変更は、終端領
域でのシステムの物理特性を変え、その領域でのシステムのインピーダンスに望
ましくない変化(通常、増大)が生じる。 更に、コネクタの信号及び接地終端の先端は、信号及び接地端子の構造又は空
間的な面での制御を考慮することなく、コネクタ取付面に存在する利用しやすい
空間に配置するのが普通である。信号線と接地シールドが、ケーブルの端部から
引き離されると、ケーブルの構造を維持できなくなる。従って、ケーブルとケー
ブルコネクタとの間の終端領域においてこの構造を維持することにより、ケーブ
ル終端によって起こる大幅なインピーダンスの増大を減少させることが望ましい
。 1988年12月13日に発行された米国特許第4,790, 765号には、
ケーブルの電線とその接地シールドをコネクタのハウジングに直接取り付けるよ
うにしたコネクタシャント構造が記載されている。しかし、このコネクタ構造で
はケーブル内での信号線の配置がコネクタの終端領域において取り除かれ、その
ためコネクタの形態(geometry)に混乱を招く。 従って、本発明は、高レベルの性能を提供し且つ終端領域においてケーブルの
電気的特性を維持する、ケーブルとコネクタとの間に改善された接続を提供する
ための終端構造に関する。
【課題を解決するための手段】 本発明の全般的な目的は、伝送ラインのインピーダンスへの適合をより良好に
行うためにケーブル終端でのインピーダンスの不連続性を最小にした、高速デー
タ転送の接続部で使用するための改良された終端構造を提供することである。 本発明の別の目的は、信号ケーブルに関連して使用される終端組立体を提供す
ることである。この終端組立体はケーブルのツイトスペア線と接地シールドとコ
ネクタとの間の接続を提供するものであるが、その構造により電気的性能が改善
されており、作業者の組み付けに起因する大きなインピーダンスの不連続性を無
くすことができる。 本発明の更なる目的は、少なくとも一対の差動信号線と関連する接地とを備え
た伝送ラインと、相手側の信号・接地端子に接触するための少なくとも2個の信
号端子とこれに隣接して配置された1個の接地端子とを備えたコネクタとの間で
高性能の終端を実現するための改善された終端構造を提供することである。 本発明の更なる目的は、接地端子の寸法、及び関連する2本の信号線に対する
位置を変更することによりコネクタのインピーダンスを「調整」し、コネクタ全
体を通して予め選択されたインピーダンスが得られるようにしたコネクタを提供
することである。 本発明の別の目的は、IEEE1394型等のケーブルを電子装置の回路基板
に接続するためのコネクタを提供するものである。このコネクタは、ケーブル内
における数と同数の多数の分離した差動信号線を有し、該コネクタの接地端子は
、コネクタでのインピーダンスの低下を最小にできる寸法とコネクタの信号端子
に対する位置を有するように構成されている。 本発明の更なる目的は、単一のケーブルのための簡単な終端方法を提供する終
端組立体を提供することである。この終端組立体では、終端でのインピーダンス
を制御するとともにケーブルの接地シールドのための受け部(nest)を提供でき
るように接地端子部の寸法が決められており、コネクタの接地端子部は信号端子
部よりも後方に位置しており、ケーブルの選択的剥がしを伴うケーブル終端処理
を容易にし、電線の端部に対して行う準備作業を最低限にできる。 本発明の更に別の目的は、ケーブルコネクタのための終端構造を提供すること
である。このコネクタは、少なくとも2個が信号端子で1個が接地端子である複
数の端子を備え、各端子は接触部と終端部を両端に備え、終端部は中空の湾曲し
たカップ部を備え、信号端子終端部のカップ部は接地端子終端部のカップ部によ
って取り囲まれ、接地端子終端部のカップ部は、ケーブルのシールドを好ましい
向きに向け、ケーブルの信号導体を信号終端のカップ部に置くように機能する。 本発明の更に別の目的は、特にケーブルへの終端に適した独特の終端構造を備
えたコネクタを提供することである。この終端構造は、ケーブルの導体と接地シ
ールドがケーブルコネクタに入るときの機械的な配置を維持し、信号線及び接地
線をケーブルでの位置と同じ位置に維持する。 本発明の更に別の目的は、ケーブルに接続するためのコネクタを提供すること
である。このケーブルコネクタでは、接地端子が関連する2個の信号端子から離
間した状態でハウジング内において位置決めされており、この2個の信号端子の
対応する本体部よりも大きな本体部を備えている 本発明の更に別の目的は、ケーブルの全長に亘って延びる差動信号線ペアに用
いるケーブルコネクタを提供することであり、このケーブルコネクタは、コネク
タ及びその終端領域の全体に亘って三角形状に配置される接地端子と2個の信号
端子とを備えている。 上記の目的を達成するために、一つの実施形態によって例示される本発明の一
つの主要な様相では、回路基板のための第1のコネクタが設けられ、このコネク
タは、独特なトリプレットのパターンで3個の導電端子を備えたハウジングを有
し、端子の内の2個が差動信号を伝達し、残りの端子が接地端子となる。該第1
のコネクタと嵌まり合うケーブル用の第2のコネクタが提供され、この第2のコ
ネクタも、ケーブルの信号線と接地線に接続されるトリプレットパターンの導電
端子を備えている。 コネクタ内におけるこれら3個の端子の配置により、ケーブルコネクタの端子
と係合する点から回路基板への取り付け点まで、第1コネクタ全体に亘ってイン
ピーダンスをより効果的制御できる。このようにして、各トリプレットは、横に
並ぶように互いに位置決めされ所定の距離だけ相互に離間された一対の信号端子
を含む。接地端子の接触部は、信号端子の接触部とは異なる平面に沿って延在し
ており、接地端子の残りの部分は、信号端子の間で信号端子と同じ平面に沿って
延在している。 この接地端子の接触部の幅とその信号端子からの間隔は、コネクタのインピー
ダンスに影響する3個の端子の電気的特性(静電容量等)が所望の値となるよう
に選択される。通常、接地端子の幅は端子の接触嵌合領域で増加し、また端子の
接触領域と終端領域との間の遷移領域において増加する。この構造により、差動
信号端子の嵌合位置又はピッチを変更することなく、コネクタ内で生じるインピ
ーダンスの不連続性を低減できる可能性がより高くなる。従って、本発明の本様
相は、ケーブルや他の回路において見出される差動信号ペアと関連する接地線の
配置のために「調整可能」な端子配置を提供するものとして特徴付けることがで
きる。 本発明の別の主要な様相では、2以上の調整可能なトリプレットがコネクタハ
ウジング内に設けられ、コネクタハウジング等の誘電材料の延長部、エアギャッ
プ、或いはこれらの両方によって分離されている。係るコネクタの高速性能を最
大にするために、信号及び接地端子の全てが、関連する本体部から片持ち状に延
びた類似の平坦な接触部を備えているのが好ましく、これにより接地端子の接触
部のそれらの関連する信号端子に対しての寸方を選択的に決定でき、コネクタシ
ステム内で最適な所望のインピーダンスを得るための端子の調整が容易となる。
本発明のコネクタにおいてそのような3個の端子を二組利用する場合、信号端子
との干渉を避けるために、コネクタの電源端子は二組の3端子の間で接地端子と
同じ高さに置かれる。 本発明の別の主要な様相では、接地端子と2個の差動信号端子との間の容量結
合を増加させる別の表面領域を提供するためにケーブルコネクタを貫通する接地
端子の幅を変化させている。この幅の変化は、端子の接触部と終端部との間に設
けられた端子本体部で起こる。信号及び接地端子の幅と表面積は接触領域では同
一である。何故なら、基板コネクタと接触した時、ケーブルコネクタの端子は基
板コネクタの接地端子の接触領域の異なる幅及び表面積を利用するからである。
従って、類似の寸法関係と間隔、好ましくは3個の端子の三角形状配置を維持す
るためにケーブルコネクタの接地端子本体部は、その関連する信号端子本体部に
対して変化されている。 本発明の別の主要な様相では、本発明の他の実施形態に示されるように、ケー
ブルコネクタの接地端子終端部が三角形状に配置されており、ケーブルコネクタ
内に収容された端子本体部におけるこれら3個の端子の間の空間的関係を維持す
る。この実施形態の好適な実施例では、全ての端子の終端部が湾曲され、ケーブ
ルの電線を受ける中空の「受け部(nest)」を形成する。 ケーブルのシールドの寸法が内部の電線の寸法より大きいため、接地終端受け
部は信号終端受け部よりも大きい。この受け部は、ケーブル内における信号線と
シールドとの間の配置関係を維持できるように位置決めされているのが好ましい
。この受け部は、終端処理における信号導体とシールドの正確な位置決めを確保
するために半円状であることが好ましい。従って、接地端子の終端受け部は、ケ
ーブルの接地シールドを受けると共に接触し、また2本の信号導体をケーブル内
における配置と同様に向けるように位置決めされており、それらをケーブルコネ
クタの信号端子に接続することが容易になる。 接地シールド終端受け部は半円の範囲に沿って延びている。この範囲を連続さ
せるように仮想線を引いた場合、それは信号終端受け部を包含しかつ包囲する。
これらの端子は主にコネクタハウジングの長手方向に沿って略水平に外方に延び
ているが、終端部の受け部は、端子から外方かつ上方に延びる延長部を含んでい
てもよい。これらの延長部、及び終端部の中心線は、2個の信号端子の上側に位
置しこれらから離間された接地端子に対して上記の三角形の関係で配置されてい
る。本発明の上記及びその他の目的、特徴及び利点は、下記の詳細な記載を検討
することによって容易に分かるであろう。
【発明の実施の形態】 本発明は、特に入出力アプリケーションやその他のアプリケーションにおいて
利用される高速ケーブルの性能を高めるのに特に有用な改良されたコネクタに関
する。より詳細には、本発明は、コネクタの終端領域が機械的かつ電気的に均一
になるような手段を講じることによってコネクタ単体での性能、及び相手側コネ
クタと組み合わせた場合における性能を向上させることを意図している。 ビデオカメラ即ちキャムコーダ等の電子装置に接続される多くの周辺装置は様
々な周波数でデジタル信号を伝送する。コンピュータに接続されるその他の装置
(例えばコンピュータ内のCPU部分に接続される装置)はデータ伝送のために
高速で動作する。高速ケーブルは、これらの周辺装置とCPUとを接続するのに
使われる。また、アプリケーションによっては、2個以上のCPU同士を接続す
るのに使われることもある。特定のケーブルは高速信号を伝搬するのに充分な構
成とすることができる。そのようなケーブルとしては、ツイストペア線あるいは
独立したペア線の形態の信号線の差動ペアを含むであろう。 高速データ伝送において考慮すべき点の一つに信号劣化が挙げられる。これに
は、ケーブルやコネクタのインピーダンスの影響を受けるクロストーク及び信号
反射が関与している。ケーブル内におけるクロストーク及び信号反射は、被覆(
シールド)を設けることや信号線の差動ペアを使うことで容易に制御できるが、
コネクタ内におけるクロストーク及び信号反射の制御は、コネクタ内で使用され
ている材料の種類が多岐にわたること等によってさらに困難になっている。高速
アプリケーションに用いられるコネクタの物理的な寸法によって、特定の電気的
性能を得るためにコネクタや端子の構造を変更できる範囲が限定される。 伝送路におけるインピーダンスの不整合は信号の損失や消失等を引き起こすこ
とが多い信号反射の原因となる。従って、伝送される信号の完全性を維持するた
めには信号路全体に亘ってインピーダンスを一定に保つことが求められる。コネ
クタはケーブルの終端となり、装置のプリント回路基板上の回路へ伝送信号を伝
搬する手段を提供するものであるが、かかるコネクタにおいては、通常、インピ
ーダンスの制御があまり上手く行われておらず、ケーブルのインピーダンスから
コネクタのインピーダンスに大幅に変化してしまう。コネクタとケーブルとの間
におけるインピーダンス不整合は伝送エラーや帯域が制限される等の結果をもた
らす。 図11は信号ケーブルに使用される従来のプラグ・レセプタクルコネクタ組立
体で発生するインピーダンスの不連続性を示す。信号ケーブルでのインピーダン
スは、図11の右側に51で示すように一定の値即ち基準値に接近している。こ
の基準値からの偏移を、太実線50に示す。ケーブルのインピーダンスは、図1
1の左側でかつ「プリント回路基板終端」を示す軸の左側に示されている回路基
板52のインピーダンスに略一致している。縦軸「M」はソケット即ちレセプタ
クルコネクタとプリント回路基板との間にある終端点を表す。また、縦軸「N]
は2個の嵌め合いコネクタ、即ちプラグコネクタとソケットコネクタとの間の境
界面を表す。縦軸「P」はプラグコネクタがケーブルで終端している点を表す。 図11の曲線50は従来のコネクタについての代表的なインピーダンスの「不
連続性」を示し、ピークと谷が3個発生しており、図示のようにこれらピークあ
るいは谷は基線からの距離(または値)H1、H2、H3 を有している。これらの距
離は、水平「距離」軸と交差する縦軸の基点を零(0)オームとしてオームの単
位で測定される。これらの従来のコネクタ組立体においては、H1 で示される高
インピーダンスは通常約150オームに達する。また、H2 で示される低インピ
ーダンスは通常約60オームまで減少する。このH1 とH2 間の約90オームに
わたる不連続性は、プリント回路基板やケーブルに対してのコネクタの電気的性
能に影響を与える。 本発明は、入出力アプリケーションに特に有用な改良された構造を有するコネ
クタとコネクタ終端構造に関する。構造を改良することにより、コネクタが接続
されるケーブルを模倣してコネクタのインピーダンスを設定できるようにし、こ
れにより上記不連続性を減少させるようにした。本発明のコネクタでは、設計に
よって「調整」が実施され、これによってコネクタの電気的な性能を改善できる
。 (インピーダンス調整性) 図1を参照すると、本発明が著しく有用となる「 内部」 環境の例が描かれてい
る。この環境では、本発明のコネクタは、コンピュータ101等の電子装置の外
壁108の内側に配置されている。従って、「 内部」 と呼ぶ。また、本発明のコ
ネクタは、図1Bに示すように、「 外部」 のアプリケーションにも使用できる。
この「 外部」 のアプリケーションでは、一方のコネクタ110が回路基板103
に取付られているが、その一部が装置101の外壁108を貫通するように延び
、その結果、使用者は装置101の外側からコネクタ110をアクセスできる。
コネクタ組立体100は、一対の第一及び第二の相互係合するコネクタを含み、
本明細書では、これらのコネクタをレセプタクル(又はソケット)コネクタ11
0及びプラグコネクタ104として記載する。これら二つのコネクタの内の一方
のコネクタ110は、装置101のプリント回路基板103に取付られており、
他方のコネクタ104は、通常、周辺装置に延びたケーブル105に接続されて
いる。 図2は、本発明の原理に従って組立てられたレセプタクル、即ちソケットコネ
クタ110の分解図である。コネクタ110は、誘電体材料から形成された絶縁
コネクタハウジング112を含んでいる。図示の実施形態では、ハウジング11
2は、その本体部116から延出している二つのリーフ部114a、114bを
有する。これらのハウジングリーフ部は、図示のように複数の導電端子119を
支持する。これに関し、下方リーフ部114aには、導電端子119の選択され
たものを収容する一連の溝、即ちスロット118が形成されている。上方リーフ
部114bは、コネクタ110の残りの端子119を収容する同様の溝120(
図6)を有する。 コネクタハウジング112及び関連する端子119に対して全体的なシールド
を提供するために、コネクタは、本体部116の上方及び下方リーフ部114a
、114bを取り囲む本体部124を有する薄板状の金属から形成された第一の
シェル、即ちシールド123を含む。また、この第一のシールド123は、プリ
ント回路基板103の表面に取付るための脚部125を含み、この脚部125は
回路基板上のアースへの接続を提供する。図1Bに示されるような表面実装のア
プリケーションが好適であるが、図1Aに示すように、コネクタ110の貫通穴
取付に用いるための下方に延びた脚部107をシールドに形成してもよい。第一
のシールド123は、図2に示すように、コネクタ本体部116内に形成された
スロット127によって受け入れられ、これと係合する保持部材126を含む。 図2に示すソケットコネクタ110の構造は、図1に示す「 内部」 アプリケー
ションでの使用を可能にするだけでなく、コネクタ110が回路基板102に取
付られ、コネクタ110の一部が電子装置の外壁108を貫通するように延び外
壁108の外側からアクセスできる「 外部」 アプリケーションでの使用も可能に
する。 ケーブルプラグコネクタが、レセプタクルコネクタ110のソケットに挿入さ
れる時に起こる付随的な衝撃を防ぐために、第二のシールド129を設けてもよ
い。この第二のシールド129は第一のシールド123を覆うように延び、中間
絶縁要素130によって第一のシールド123から隔てられている。また、第二
のシールド129は、第二のシールド129と一体化された取付脚部131を有
し、第二のシールド129が回路のアースから分離されるように、シャーシのア
ースに接続されるであろう。第二のシールド129は、第一のシェルの長さL1 よりも長い長さL2 を有するのが好ましく、それによりケーブルコネクタを係合
させる時に使用者が内側シールド123に接触することを困難にしている。 先に述べたように、本発明の目的の一つは、通常のマルチサーキットコネクタ
に比べてシステム(ケーブル等)のインピーダンスにより近いインピーダンスを
有するコネクタを提供することである。本発明は、この明細書で調整可能な「 ト
リプレット」 と呼ぶ方法でこの目的を達成する。調整可能な「 トリプレット」 は
、図2、図5A、図5B及び図6において「 A」 で示す三つの別個の端子の配置
である。その最も単純な場合、図5Aに示すように、係るトリプレットは、プラ
グコネクタ104の対応する端子と嵌合するように配置された二つの信号端子1
40、141と単一の接地端子150とを含む。プラグコネクタ104の端子は
、図9A及び図9Bに模式的に示す差動ペア線(好ましくはツイストペア線)T
PA+、TPA−に接続されている。TPA+、TPA−は、同一強度の信号を
運ぶが、それらは互いに相補的、即ち、+1.0ボルトと−1.0ボルトであり
、アースに対して相補的である。 図8Bに最もよく示されているように、二つの信号端子140、141は、片
持ち設計となっており、各端子140、141は、表面取付脚部142、接触ブ
レード部143、及び相互接続本体部144を有する。この設計により、端子1
40、141は、打ち抜き又は成形により容易に製造できる。端子140、14
1は、ハウジング本体部116の下方リーフ114bのスロット118内に収容
され、接触ブレード部143の自由端に端部タブ145を設けてもよい。この端
部タブ145は、コネクタハウジング本体116内にスロット118の端部に位
置するように形成された開口部117内に収容される。コネクタの電気的特性を
「 調整」 し、システムのインピーダンスにより近づけるために、単一の接地端子
150が、差動信号端子140、141の各セットと関連して設けられている。
従って、「 トリプレット」 という言葉が使用される。 図5A、図5B及び図9Aの「 A」 に詳細に示すように、各接地端子は、二つ
の差動信号端子と組み合わされている。図9A及び図9Bの模式図では、「 A」
及び「 B」 の部分に上記のトリプル端子の概念を示す。図示の実施形態では、接
地端子150は、レセプタクルコネクタ本体116の上方リーフ114b上に位
置し、且つ二つの信号端子140と141との間に位置している。図9A及び図
9Bに示す模式図では、二つのトリプレットが、三角形配置で示され、個々の端
子は添え字「 A」 又は「 B」 の何れかで識別されている。従って、TPA+とT
PA−は、信号線ペア「 A」 の差動信号線のための端子を表わし、一方TPA(
G)は、信号線ペア「 A」 のための接地端子を表わす。同様に、TPB+とTP
B−は、ケーブル内の信号線ペア「 B」 の差動信号線のための端子を表わし、一
方TPB(G)は、信号線ペア「 B」 の接地端子を表わす。 この組み合わされた接地端子150もまた、図8Aに示すように、表面取付脚
部152、中間本体部154及び接触ブレード部153を備えた片持ち設計とな
っている。信号端子の場合と同様に、接地端子150の接触ブレード部153は
、接地端子150の中間本体部154の平面とは異なった平面にある。図2、図
8A、図8B及び図9Cに最も良く見られるように、信号及び接地端子の接触ブ
レード部143、153は、それら各々の端子本体部144、154の平面とは
異なる交差する平面にある。好ましい実施形態は、これら二つの平面を略直交す
る水平平面及び鉛直平面として示しているが、本発明の利点を達成する目的では
これらの平面は直交している必要はなく、また水平平面及び鉛直平面に正確に一
致していなくてもよいことは分かるであろう。しかしながら、二つの平面は、互
いに交差していることが望ましい。 更に、信号及び接地端子140、141、150の表面取付部142、152
は、それら各々の接触ブレード部143、153の平面と略平行な平面にあって
もよい。また信号及び接地端子の取付部は、取付のために貫通穴部材195(図
1A)を利用してもよい。接地及び信号端子の表面領域と位置との間の相互関係
を以下に説明する。 この構造によって、ケーブル又は回路の差動信号端子の各ペアは、信号端子と
組み合わされた、コネクタを貫通して延びる個別の接地端子を有し、それにより
ケーブルとそれに関連するプラグコネクタとの電気的性能をより近づけることが
できる。係る構造により、ケーブルの信号線から見たアースの位置が、ケーブル
の全長に亘って同一になり、またプラグとレセプタクルコネクタとの間の境界面
を通って回路基板上まで略同一になる。このコネクタ境界面は、図13に模式的
に示されており、接続組立体又はシステム全体のインピーダンス及び電気的性能
の観点から、四つの異なる領域I〜IVに分割されると考えられる。領域Iは、
ケーブル105及びその構造を示し、領域IIは、ケーブルをコネクタで終端さ
せた時のケーブルコネクタ104とケーブル105との間の終端領域を示す。領
域IIIは、基板コネクタ110との間に存在する嵌合境界を示すが、この領域
にはコネクタ104、110の嵌合本体部が含まれる。領域IVは、基板コネク
タ110と回路基板103との間の終端を含む領域を示す。図11の線「 P」 、
「 N」 、及び「 M」 が図13上に重ね合わされている。 信号端子と関連付けられた接地の存在により三つの端子間に容量結合を与えら
れることは重要なことである。この結合は、端子及びそれらのコネクタの最終的
な特性インピーダンスに影響を及ぼす一つの要因となる。また、端子がトリプレ
ットである場合には、抵抗、端子材料及び自己インダクタンスもコネクタの全体
的な特性インピーダンスに影響を及ぼす要素となる。図5Bに示す実施形態にお
いては、接地端子ブレード部153’の幅D+ は充分に大きく、その結果、接地
端子ブレード部153’は、信号端子140’、141’の一部を覆うように延
びている。より大きな幅D+ を有する接地端子ブレード部153’は、信号端子
接触ブレード部143’に比べてより大きな表面積を有し、従って、より大きな
重なり合う接触嵌合領域を信号端子140’、141’の上側の領域に提供する
。 回路基板上のレセプタクルコネクタ110の「 取付面」 を小さく維持するため
に、本発明では、接地端子本体部154’及び表面取付脚部152’における基
平面(ground plane)の幅を小さくしている。接地端子が、差動信号端子の間に
ぴったり入るように接地端子150’の第二平面に位置する本体部154’の幅
を小さくすることにより、信号端子(TPA+及びTPA−)間の距離も小さく
し、接地端子と信号端子との間の予め選択された略一定のインピーダンスを維持
することによりコネクタ全体に亘って同様の容量結合を一定に維持する。コネク
タのインピーダンス(及び端子間の結合)は、隣り合った信号端子140’、1
41’の間の間隔及び信号端子と接地端子との間の間隔によって影響を受ける。
更に、端子間に存在する物質の種類、例えば、空気、ハウジング材料、或いは両
者の組合せにより、信号端子と接地端子との間の領域に誘電率或いは合成誘電率
の何れかが生じる。 図5Bの実施形態では、接地端子本体部154’の幅を小さくすることによっ
て、接地及び信号端子の接触ブレード部153’、143’の間の重なりは、第
一の平面(水平であるとして示される)で終り、第二の交差する(鉛直)平面で
は重なり合っていない。むしろ、この第二平面では、接地端子本体部154’は
、信号端子144’に対して両者の縁が並ぶように位置合せされている。これら
の平面での接地端子の断面積は小さいが、接地端子は信号端子により接近してい
るため、端子間の結合を一定に維持できる。 第一平面の領域では、即ち図18の領域IIIの嵌合境界に位置する接地及び
信号端子の接触ブレード部の領域では、接地端子150’の全体的な板寸法が、
信号端子140’、141’の板寸法に比べて増大させられ、それにより選択的
にインピーダンスを上記したように低下させる。同様に、信号及び接地端子の本
体部144’、154’が存在する第二平面では、接地端子150’と信号端子
140’141’との間の間隔が小さくされ、接地端子と信号端子が相互により
近づけられ、それによりコネクタのインピーダンスを低下させている。トリプレ
ットの信号接地端子接触ブレード部143、143’は、図5A及び図5Bに示
すように同一平面に位置し、且つコネクタハウジング112の下方リーフ部11
4aに沿うように維持するのが好ましい。これにより、コネクタのインピーダン
スを間隔の面から調整することが可能となり、また二つのコネクタの機械的な係
合も容易となる。より大きな接触ブレード部を備えた接地端子を提供することに
より、係る端子と他方の(プラグ)コネクタの対向する接地及び信号端子との間
の嵌合接触を、インピーダンスに有害に影響を及ぼすことなく改善できる。 この調整性の効果は、コネクタ組立体で生じる全体的なインピーダンスの不連
続性が減少することを示す図11において説明されている。本発明のコネクタで
発生することが予想されるインピーダンスの不連続性は図11の破線60で示さ
れている。ピークと谷の大きさH11、H22、及びH33が大幅に減少していること
が分るであろう。本発明は、従来のコネクタ組立体で生じていた全体的な不連続
性を大幅に減少できるものと考えられる。あるアプリケーションにおいては、不
連続部での最大レベルは約135オーム(H11)であり、最小レベルは約85オ
ーム(H22)であると考えられる。本発明のコネクタの目標基準インピーダンス
は約110オームで、許容誤差が約+/−25オームであろう。従って、本発明
のコネクタは、全体として約50オームの不連続性(H11とH22との差)を有し
、上記した従来の不連続性(約90オーム)に対し50%近く減少する。 また、調整性及びインピーダンス特性は、先に述べたように、端子間の誘電体
によって影響を受ける。この点に関して、図6に最も良く示されているように、
コネクタハウジング112の下方リーフ部114a自体にスロット160が形成
され、これにより、下方リーフ部114aの右半分と左半分との間にエアギャッ
プ161が形成されている。同様に、信号(及び他の)端子140、141又は
140’、141’を、下方リーフ部114aに形成したチャネル163によっ
て画定される同様のエアギャップ162によって下方リーフ部114a上で互い
に離間させてもよい。これらのチャネル163は、図6から分かるように、下方
リーフ部の構造的無欠性を維持するために、下方リーフ部114aの厚さ方向に
わずかに延びているだけである。 図4及び図4Aを参照すると、相手側の嵌合コネクタ104が、プラグコネク
タ170の形態で示されている。このプラグコネクタ170の絶縁コネクタハウ
ジング171は誘電体材料により、レセプタクルコネクタ110の形状と相補的
な形状に形成されており、コネクタ110と170との間の嵌合を容易にかつ適
切に行うことができる。この点に関して、コネクタハウジング171は基部17
2とこの基部172から突出する二つの部分173を有し、この部分173は、
レセプタクルコネクタハウジング本体キー134のためのキー溝として機能する
間隙174によって隔てられている。レセプタクルコネクタのこのキー134は
、図2、図3、図6及び図7に示すように、上方リーフ部上に設けられているが
、図9Cに示すように、レセプタクルコネクタの下方リーフ部上に形成してもよ
い。ハウジングは中空で、ハウジング171の内部空洞に保持される信号端子、
接地端子及び他の端子(不図示)を含んでいる。 プラグコネクタ110で使用するのが好ましい端子構造を示す図10A及び図
10Bには二つの端子が示されている。図10Aは、接触部182を電線の終端
部183に連結する平坦本体部181を有する接地端子180を示す。端子18
0は、コネクタハウジング171の端部で空洞175内に収容される自由端部1
84を有する。接触部182は、上方へ角度をなして曲げられており、それによ
り接触部182は、レセプタクルコネクタ110の対応する接地端子150、又
は150’と一直線に並びかつ対向した状態で接触開口部176から突出する(
図9C、図4、図4A)。 信号端子190(図10B)も同様に構成されており、信号端子と接地端子と
の間の結合を得るために接地端子本体部181の幅に比べて幅が狭い本体部19
1を有する。本体部191は、接触部192を終端部193に連結し、また接触
部192は角度をなして曲げられ、コネクタハウジング171内の対応する開口
部176を貫通して突出している。これらの開口部及び端子の接触部は、図9C
に示すようにコネクタ基部172の下面に表われ、開口部及び端子の接触部は、
コネクタハウジング171の前面に示されている端子自由端空洞175と位置合
せされている。 プラグコネクタ170の接地・信号端子180、190(及び他の端子)は、
プラグコネクタ170がレセプタクルコネクタ110に係合された時に、信号端
子180、190はプラグコネクタハウジング171の中心側へ偏移させられる
ため、「 可動」 端子と考えることができる。接地・信号端子140、141、1
50(及び他の端子)は、二つのコネクタを係合及び離脱する間に動かないので
、「 固定」 端子と考えることができる。図9A及び図9Bの模式図において、実
線の長方形は、上述の「 可動」 端子を表わし、隣接する破線の長方形は、上述の
「 固定」 端子を表わす。これらの図は、図5A及び図5Bと共に、差動信号線T
PA+、TPA−とそれらに関連した接地端子TPA(G)の三角形状の関係を
示す。係る端子の各々は、図9Bの破線によって示すように、隣接する端子を結
ぶように仮想線を引くことによって形成される三角形の頂点を画定すると考えら
れる。本明細書の記載において本発明の実施において、接地端子は、仮想三角形
の頂点、即ち「 最上部」 であると考えることができる。 基板コネクタ及びその信号及び接地端子140、140’、141、141’
’及び150、150’に関して上述した方法に準じた方法で、ケーブルコネク
タ170の端子180、190も構成され、それらの形状及び前述の三角形関係
によって所望のインピーダンスを提供する。 図10A及び図10Bに示すように、接地及び信号端子180、190の各々
は、相手側の基板コネクタ110の接地及び信号端子150、140の対向する
接触部153、143と係合する各々の接触部182、192を有する。図9C
に示すように、これらのケーブルコネクタ端子接触部182、192の長さは、
基板コネクタ110の端子接触部153,143の対応する長さと略等しい。予
期できるように、ケーブルコネクタ接地端子の接触部182の幅及び表面積を増
やす必要はない。何故ならば、二つのコネクタ110、170が互いに係合され
る場合には、基板コネクタの接触部153、143の嵌合した両コネクタ及び図
13の領域IIIの嵌合係合の結果として形成されるインピーダンスを支配する
からである。 この所望のインピーダンス及び電気的性能を維持するために、図10A及び図
10Bに示し且つ上で説明したように、接地端子180の接続本体部181は、
二つの信号端子の接続本体部191の一つ又は両方よりも大きく且つ好ましくは
幅が広い。この幅の増大は、その領域、即ちコネクタの本体部での接地端子の表
面積を増大させ、接地端子180とその二つの関連する信号端子190との間の
容量結合を増大させる。 図9Cに示すように、これらの端子180、190は、それらの接触部182
、192及び本体部181、191に沿って離間されており、図9A及び図9B
の実線の長方形で示すように、ケーブルコネクタの接地端子180と三角形関係
に配置され、三角形の頂点に位置している。この三角形関係が、コネクタシステ
ムの電気的平衡を回路基板からケーブルまで、境界部全体に亘って継続され維持
されることが分かる。本実施形態において本発明を好ましい形態で実施するため
には、接地端子本体部181の幅を、対応する単一の信号端子の本体部191の
二倍にすることが好ましい。図10Bの信号端子190の本体部191は、その
後部がいくぶん三角形状になっているものとして示されている。この部分は、コ
ネクタハウジング171との係合点を提供し、成形後においてコネクタハウジン
グ171内に端子190を保持するのに役立つ。端子形状のこの差異により、基
板コネクタ110の幅と表面積の関係が、ケーブルコネクタ105内においても
同様に維持される。 (ケーブルコネクタ終端) ケーブル105及びケーブルコネクタ104内で確立された有益な電気的関係
を維持するだけでなく、コネクタ終端領域においてケーブル105の形態に近似
した形態を維持すると共に、ケーブル105の前記コネクタ104での終端を容
易にするために、ケーブルコネクタ端子180と190の終端部の寸法と形状が
決定されるであろう。 図14はそのようなケーブルコネクタ600の特に後部終端領域602を示し
ている。コネクタ600は、伝導性端子605を収容する空洞604を有する絶
縁性ハウジング603を備える。これら端子は信号端子606、接地端子607
及び電源端子608等のその他の端子を含む。図14で示したコネクタ600は
、関連する信号端子606をより良く示すために、図9Cに示すような接地端子
が上側に配置される通常の形態を上下を逆にして示している。 本発明の本実施形態は、図13の領域IIの終端領域全体に亘ってコネクタシス
テムのトリプレットの関係と形態を継続させることにも関する。この点に関し、
2個の差動ペア信号端子606aと606bはケーブル105の関連する差動信
号線ペアに接続される。接地端子607はそのような2個の差動信号端子606
の各々と関連付けられている。 図15は、図14のコネクタ600に好適に使用することができる3個の端子
から成るセットを示す。この端子セットは、単一の接地端子607と一対の信号
端子606a、606bとを含む。各端子は、偏移可能な接触部610、611
を備えている。この接触部610、611は、コネクタハウジング605に形成
されたスロット(図25)に係合させ、必要に応じて端子に予圧をかけた状態で
端子を保持するための先端部612、613を備えている。そうでない場合、端
子の自由端はいかなる方法によっても閉じ込める必要はない。端子606、60
7は、(基準点をコネクタ600の後端602にした場合)端子の反対側、即ち
後端に近い側の端部に終端部614、615を有する。これら終端部と接触部は
、対応する本体部618、619によって相互に連結されている。接地端子本体
部618は、2個の信号端子本体部619の幅よりも大きい幅Wを有する。従っ
て、接地端子本体部618は、領域IIにおけるインピーダンスを選択的に減少さ
せるために対応する信号端子本体部619よりも大きな表面積を有する。接地端
子と本体部は、コネクタハウジングと係合する突起部624のような慣用のハウ
ジング係合部も備える。 以降の記述において、終端部606、607は図示の特定の型のコネクタに限
定されるものではないが、図10A及び図10Bに示す端子の終端部183、1
93として使用するのに適していると考えられる。 図16〜図18に最も良く示されているように、終端部614、615はコネ
クタの終端に機械的均一性を達成する手段を付加するとともに、ボードコネクタ
110とケーブルコネクタ600において、端子の三角形状の配置によって確立
された電気的な均一性を維持できるように配置されている。これに関し、図16
に示すように、組立体を上(又は下)から見るとき、2個の信号終端部615の
間に接地端子の終端部614と本体部618とが配置されている。端部から見る
と、接地端子部614は2個の信号終端部615から離間されており、これらの
終端部は図5A及び図5Bで示すのと同様な別個の平面上にあると言える。これ
らの端子がどの平面にあったとしても端子の三角形状の配置を維持することが望
ましい。 この三角形状の関係を図22Aと図22Bに示す。図22Aでは、3本の仮想
線I1`3 が3個の終端部614、615の中心を結ぶように引かれている。まず
、図16〜図18、図20A、図20B及び図22A〜Cにおいては、ケーブル
105を回路基板103に接続するのに使われる通常のコネクタの接地・信号端
子配置の連続性を保つための通常の向きから上下を逆にして終端部614、61
5が示されている。この配置では、図5Aと図5Bに示すように、接地端子15
0、150’は、関連した2個の信号端子140、140’と143、143’
上に配置される。この配置は、図9Cで示すようにケーブルコネクタ104内で
連続している。図22A〜図22Cの仮想線I1 、I2 、I3 は、終端部614
、615の中心Cを通って延在し、相互に交わっている。その結果、三角形が得
られるが、この三角形は、図22Aで示すような正三角形や、図22Bで示すよ
うな長さの辺の長さが異なる不等辺三角形や、図22Cで示すような鈍角三角形
の形になる可能性がある。 さて図15に戻って、端子607、606の終端部614、615は、中空で
半円形の半田カップ620、621を備える受け部構造となっているのがわかる
。これらの受け部、即ち半田カップ620、621は各端子の終端部614、6
15と一体に形成され、これらの部分を延長部と考えることができる。これらの
延長部は図示のような半円あるいは部分円形状に延びているが、例えば楕円形や
長方形等の他の形状をとることもできる。半円形状は終端部組立体内でケーブル
線を正確に位置決めするのを補助できるため好適である。図18〜図20Bで示
すように、接地終端受け部620の内径RL は、ケーブルシールド650の外径
S と略等しい。従来と同様、ケーブル105は信号線のペアを含む。この信号
線のペアは、周囲に絶縁体652を備えた内部導体653を有し、これらは通常
、編み線で形成された接地シェル650によって覆われている。接地ドレイン線
651はシールド650の外側を走っている。シールド650とドレイン線65
1は外部絶縁カバー657に覆われている。信号線とその導体653は、通常、
ケーブル105の全長に沿って撚られているであろう差動信号ペアを含む。ツイ
ストを実施している程度にかかわらず、信号線ペアは常に図18〜図20Bで示
すように表される。 図18と図20Aにおいて、信号導体653は、(それらの中心を仮想線で結
んだ場合)、それらが共通の平面P1 に位置するように相互に位置合せされ、離
間されている。なお、図20Aで該平面を定義している線P1 は、信号終端半田
カップの基部に沿って延在している。信号線は若干ずれることがあり、その場合
2本の信号導体653は、図20Bで示すように2つのオフセットした平面P1A とP1Bに存在する。何れの場合でも、信号導体653はシールド650で覆われ
ており、接地端子607の終端部614は信号導体653と離間され信号導体6
53の面とは異なる(図20A及び図20Bに示す)面P2に存在する。半田カ
ップ620、621に続く部分は、所望の三角形状配置を維持するために、基板
コネクタの端子セット150、140とプラグコネクタの端子セット180、1
90との空間的・三次元的相関関係に合わせて、通常の矩形の形状へと先細りと
なる。 図19A及び図19Bに示すように、接地終端部半田カップ620は、2個の
信号終端半田カップ621を部分的に取り囲む範囲で延在させることができる。
この範囲は、図19Aで示すように好適には約180℃である。図19Aでは、
仮想線が接地端子半田カップ620の自由端625同士を結ぶように引かれてお
り、信号端子半田カップ621の一部又は全部が接地半田カップ620とその自
由端625とで限定された領域内に存在する。同様に、前記のような部分的包囲
は、図19Bの構造においても起きる。図19Bでは、仮想線は、接地終端半田
カップ620の自由端625に沿って引かれ交差している。信号半田カップ62
1はこの角度θの範囲に含まれる。 接地及び信号端子受け部620、621の位置により、本発明における重要な
利点の一つが得られる。接地・信号端子受け部620、621は、ケーブルの形
態に一致させてこれを維持し、またケーブルコネクタ105でケーブルを終端さ
せるのを更に容易にする。図16で示すように、ケーブル105は外側の絶縁体
657を有しており、この絶縁体657を剥いたり切断したりしててシールド6
50とドレイン線651と信号線とを露出させる。接地シールド650は、従来
のようにほぐして先細形状に撚る必要はなく、接地終端部614と半田カップ6
20に十分に接触する特定の長さに切り詰めることができる。同様に、信号線絶
縁体652を剥いて信号導体653を露出させることができる。前記のワイヤの
準備は、ケーブル105の均一な終端特性を維持するジグを用いて容易に行うこ
とができる。信号終端部615及びそれらの半田カップ621は、ケーブルの構
成要素の配置と適合するように配置されているため、コネクタ600の半田カッ
プ及び終端部は、所望の三角形状の形態を成しケーブル接地状態を維持できる。
接地端子終端部614の位置が基準ガイドとして機能する。ケーブルの信号導体
がケーブルコネクタの信号端子終端部615と位置が整合しかつ対向するように
、接地シールドにより該基準ガイド上でケーブルの向きと位置を合わせることが
できる。 ドレイン線651を使う場合は、接地端子終端部614はドレイン線受け部6
52も含む。 図21に示すように、この終端配置は、二つのケーブル105a、105bが
コネクタ700で終端され、各ケーブル105a、105bが特定のチャネル専
用である多チャネルコネクタで使用される。各終端組立体は、コネクタハウジン
グ700の一部として、或いは別個の構造物として形成された中間壁704によ
って分離された接地終端受け部701a、701bと信号終端受け部702a、
102bを含む。この中間壁704は、二つのケーブル105a、105bの間
の誘電率に影響を及ぼし、また信号線と二つのケーブル105a、105bの接
地シールドとの間の不注意による短絡を防止する。 図23は、絶縁構造物801によって支持された2チャネル終端組立体800
を示す。コネクタハウジング(不図示)は、構造物及び端子の一部を覆うように
成形して一体形のコネクタ構造を形成してもよく、或いは互いにかみ合うハウジ
ング部品によって所定の位置にスナップ留めしてもよい。終端組立体の各チャネ
ルは、図10Aの接地端子180に類似した全体形状を有する一つの接地端子8
02と、図10Bの信号端子190に類似した全体形状の二つの信号端子803
とを含む。 各接地端子802は、接触部810と終端部811とを有し、この終端部81
1から一対の延長部812が外方向に延びて受け部813を形成している。この
受け部813はケーブル105のシールド650を収容するための湾曲した形状
を有している。接地終端部811の残りの部分は、関連する信号終端部830の
一方又は両方が延在する平面から離間した平面内に延在している。各チャネルの
接地終端部811は、構造物801から後方に延びた中間壁820によって分離
されている。前述したように、この壁は、二つのチャネルの間で不慮の短絡が起
こることを防止する助けとなる。 接地端子802は、端子の終端部812と接触部810とを連結する本体部8
13を含む。図面に示すように、この本体部813は拡大されており、関連する
接地端子の接触部810よりも大きな幅WSTを有する。本体部813の幅を増大
する点815は、構造物801を形成する絶縁材料が当接する係合面として働き
、それにより接地端子802を構造物801内で所定の位置に保持するのを助け
る。この本体部813は、図24に示すように、構造物801の背面816から
構造物の前面817の外側の点に延びる長さLB を有する。これにより、コネク
タを貫通する接地端子802とその二つの関連する信号端子803との間に所望
の結合が発生することを確実にできる。この幅を増大させた部分WSTは、図25
に示すようコネクタハウジング内の「 C」 と「 D」 との間、即ち基板コネクタの
接地端子の接触部153’(図8A)の端部、又は係る接触部の端部を幾分過ぎ
たところから始まるのが好ましく、その結果、各コネクタトリプルの接地端子の
幅広部分は、当接するかわずかに重なり合い、接地及び信号端子間の寸法的及び
電気的な関係を維持できる。 接地端子802と組み合わされてケーブルコネクタ104の「 トリプル」 を形
成する二つの信号端子803は、接地端子の終端部813から離間した終端部8
30を有する。これらの終端部830は、二つの関連する信号線の導体653の
ための受け部835を含む。これらの線の絶縁被覆652は、受け部835の長
さと等しい長さだけ導体653が露出する点まで剥すか又は取り除くのが好まし
い。これらの信号終端受け部835は、図24に示すように、構造物801内に
埋め込まれる。(また図示しないハウジングに埋め込む様にしてもよい。)この
点に関し、構造物801(又はコネクタハウジング)には、信号終端部の受け部
と位置が整合され、信号終端部の受け部の部分的な延長部として機能するスロッ
ト又はチャネル831が形成されてもよい。また、これらのスロット831は、
中間壁832によって分離されているのが好ましい。この中間壁832は、二つ
の差動信号線間の不注意による接触を防止し、それにより差動信号線間に短絡が
起きることを防止する構造を提供するために、ケーブルに向かって後方に充分な
距離延びている。 信号端子803は、図10Bに示すような全体形状を有しており、終端部83
0と、接触部836と、本体部837とを含み、この本体部837は、接地端子
802の本体部と同様な方法で接触部と終端部とを連結する。これらの信号端子
803の本体部837は、好ましくは成形プロセスで埋め込むことによってコネ
クタハウジングに係合する突起部838を含んでいてもよい。 図26は、接地端子802及び信号端子803が取り得る別の形状を示し、図
27は、接地端子上に重ね合わせた信号端子を破線で示す。この図は、接地端子
と信号端子とがとり得る別の幅の関係を示す。接地端子の本体部は信号端子の本
体部よりも幅が広く、三端子間で前述の結合を得るために、接地端子は、信号端
子よりも大きな表面積を有していることが分かる。 図28A〜図28Eは、ケーブルコネクタ内での接地端子802と信号端子8
03との間の相対的間隔を図25に示すようにコネクタの長手方向に沿って示し
たものであり、該ケーブルコネクタは、図23及び図24に示す終端組立体を利
用している。これらの図は、三角形関係がコネクタ全体に亘っていかにして維持
されているかを示している。接地端子607と信号端子606との間の距離を操
作することによって、システムのインピーダンスが変えられる、即ち「 調整」 さ
れる。「 調整」 が達成されるのは、二つの信号線(及び端子)の間、及び各信号
線と接地シールド(及び端子)との間で容量結合が起こるからである。端子間の
間隔もシステムのインピーダンスに影響を及ぼす。接地端子と信号端子の幅もシ
ステムの容量結合及びインピーダンスに影響を及ぼし、インピーダンスには端子
の抵抗も含まれ、抵抗は端子の寸法の関数である。 本発明の好ましい実施形態を示し記載してきたが、当業者であれば、添付の特
許請求の範囲によって範囲が画定される本発明の精神から逸脱することなしに変
更及び変形が可能であることは明らかであろう。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図16
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図16】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図17
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図17】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD ,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN, IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK ,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ダニエル エル ドワイゼック アメリカ合衆国、イリノイ州 60532、ラ イル、イースト レイク ドライブ 5538、ユニット エー (72)発明者 ジョン イー ロパタ アメリカ合衆国、イリノイ州 60540、ネ イパービル、ヘムロック レーン 325 Fターム(参考) 5E021 FA03 FA05 FB01 FB11 FB14 FB17 FC20 FC23 FC32 LA06 LA12 LA15 LA21

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーブルの端部に接続するためのコネクタであって、前記ケ
    ーブルは関連する接地シールドで包囲された少なくとも一対の信号線を備え、各
    信号線は絶縁被覆によって包囲された内部導体を備え、前記コネクタは少なくと
    も3個の端子を支持する絶縁性のコネクタハウジングを有し、該コネクタハウジ
    ングは嵌合面と終端面とを備え、前記端子は第1及び第2の信号端子と接地端子
    とを含み、前記端子の各々は前記コネクタハウジングの嵌合面に近接して配置さ
    れた接触部を備え、また前記端子の各々は前記コネクタハウジングの終端面に近
    接して配置された終端部を備えたコネクタにおける改良であって、 前記第1及び第2の信号端子の終端部は前記接地端子の終端部から軸方向に離
    間されており、前記第1及び第2の信号端子の受け部は相互に幅方向に離間され
    、前記コネクタの終端面から見たとき、前記接地及び信号終端部が三角形状に配
    置されているコネクタ。
  2. 【請求項2】 前記接地及び信号終端部はそれぞれ接地及び信号端子受け部
    を含む、請求項1に記載のコネクタ。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2の信号端子と接地端子の受け部の断面形状
    は略半円形である、請求項2に記載のコネクタ。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2の信号端子の受け部は第1の水平面に沿っ
    て相互に整列されている、請求項3に記載のコネクタ。
  5. 【請求項5】 前記接地端子の受け部は前記第1水平面から離間した第2の
    水平面に配置されている、請求項4に記載のコネクタ。
  6. 【請求項6】 前記接地端子の受け部は前記第1及び第2の信号端子の受け
    部の後方に配置されている、請求項3に記載のコネクタ。
  7. 【請求項7】 前記コネクタを前記終端面から見たとき、前記第2水平面が
    前記第1水平面の上側に位置する、請求項5に記載のコネクタ。
  8. 【請求項8】 前記第1及び第2の信号端子と接地端子の受け部の各々は予
    め選択された表面積を持ち、接地端子の受け部の表面積は、前記第1及び第2の
    信号端子の受け部の一方の対応する表面積よりも大きい、請求項2に記載のコネ
    クタ。
  9. 【請求項9】 前記接地端子の受け部の前記幅は、前記第1及び第2の信号
    端子の受け部の前記幅の合計以上である、請求項8に記載のコネクタ。
  10. 【請求項10】 前記コネクタを上から見たとき、前記接地端子の終端部は
    前記第1及び第2の信号端子の終端部の間に配置されている、請求項1に記載の
    コネクタ。
  11. 【請求項11】 前記信号及び接地端子の各々は、それぞれの終端部と接触
    部の間に配置された本体部を含み、前記接地及び信号端子の本体部は前記コネク
    タハウジング内に配置され、前記接地端子の本体部は前記信号端子の本体部より
    も大きい、請求項1に記載のコネクタ。
  12. 【請求項12】 前記信号及び接地端子の各々は、それぞれの終端部と接触
    部の間に配置された本体部を含み、前記接地及び信号端子の本体部は前記コネク
    タハウジング内に配置され、前記接地端子の本体部は前記信号端子の本体部より
    も大きい、請求項2に記載のコネクタ。
  13. 【請求項13】 前記第1及び第2の信号端子の受け部の合計表面積は、前
    記接地端子の受け部の対応する表面積以下である、請求項8に記載のコネクタ。
  14. 【請求項14】 前記接地端子の受け部は、前記ケーブル接地シールドと前
    記ケーブル信号線導体との間の間隔に略等しい間隔で前記信号端子の受け部から
    離間されている、請求項2に記載のコネクタ。
  15. 【請求項15】 前記ケーブル接地シールドは予め選択された外径を持ち、
    前記接地端子の受け部は、前記ケーブル接地シールドを受けるのに充分大きい予
    め選択された内径を持つ、請求項14に記載のコネクタ。
  16. 【請求項16】 前記接地端子と前記第1及び第2の信号端子は、三角形状
    の配置で前記コネクタを貫通して長手方向に配置されており、前記端子の各々が
    仮想三角形の頂点を画定する、請求項1に記載のコネクタ。
  17. 【請求項17】 上から見たとき、前記接地端子の終端部は前記信号端子の
    終端部の間に配置されている、請求項2に記載のコネクタ。
  18. 【請求項18】 前記接地端子の受け部は二つの自由端を持ち、前記接地端
    子の受け部を結ぶ仮想線を引いたとき、前記第1及び第2の信号部を少なくとも
    部分的に包囲する、請求項3に記載のコネクタ。
  19. 【請求項19】 全長に亘って延在する少なくとも一対の差動信号線とこの
    ケーブル信号線を包囲する接地シールドとを備えたケーブルと嵌合コネクタとの
    間の接続を提供するためのケーブルコネクタであって、 電気的に絶縁性の材料によって形成されたハウジングと、 前記ハウジング内に配置され、1個の接地端子と、この接地端子と関連付けら
    れた2個の差動信号端子とを含む導電端子のトリプレットとを有し、 前記端子の各々は、嵌合コネクタの対応する端子の接触部と係合するための接
    触部と、前記端子を前記ケーブルの前記接地シールド又は差動信号端子に接続す
    るための終端部と、前記端子及び終端部を連結する本体部とを備え、前記本体部
    は少なくとも部分的に前記ハウジング内で支持されており、 前記接地端子と前記差動信号端子は、三角形状の配置で前記コネクタを貫通し
    て長手方向に配置されており、これにより前記コネクタを端部から見たとき、前
    記接地及び信号端子が仮想三角形の頂点を画定するコネクタ。
  20. 【請求項20】 前記接地及び信号端子の終端部の各々は終端受け部を備え
    、各終端受け部は前記終端部から上方に延在する二つの壁部を持つ、請求項19
    に記載のコネクタ。
  21. 【請求項21】 前記接地及び信号終端受け部の各々は略半円形状である、
    請求項20に記載のコネクタ。
  22. 【請求項22】 前記接地端子の終端部のは前記信号端子の終端部よりも幅
    が広い、請求項19に記載のコネクタ。
  23. 【請求項23】 前記接地端子の終端部の表面積は前記信号端子の終端部よ
    りも大きい、請求項19に記載のコネクタ。
  24. 【請求項24】 前記接地及び信号端子の終端部は、前記ケーブルの前記接
    地及び信号導体をそれぞれ受ける中空の終端受け部を備えている、請求項24に
    記載のコネクタ。
  25. 【請求項25】 前記接地端子の終端部は円弧状のはんだカップを備え、前
    記信号端子の終端部は円弧状のはんだカップを備え、前記信号端子のはんだカッ
    プは、前記ケーブル差動信号線と前記ケーブル接地シールドとの間の間隔に対応
    した間隔で前記接地端子のはんだカップから離間されている、請求項19に記載
    のコネクタ。
  26. 【請求項26】 前記信号端子のはんだカップは、前記接地端子のはんだカ
    ップに対して前方に離間されている、請求項25に記載のコネクタ。
  27. 【請求項27】 前記信号端子の終端部は前記ハウジングに部分的に埋設さ
    れ、中間壁によって相互に分離されている、請求項19に記載のコネクタ。
  28. 【請求項28】 前記信号端子の終端部は前記ハウジングと共に前記信号線
    の導体のためのスロットを画定する、請求項19に記載のコネクタ。
  29. 【請求項29】 少なくとも一対の差動信号線とこの差動信号線対に関連す
    る接地とを備えたケーブルに終端することによって前記ケーブルを相手側コネク
    タに接続するコネクタであって、 電気的に絶縁性のコネクタハウジングを有し、このハウジングは、前記ケーブ
    ルの端部と対向する終端面と、前記相手側コネクタと係合可能な嵌合面と、前記
    ハウジング内に配置された少なくとも3個の導電端子とを備え、前記端子の内の
    一つは相手側コネクタの対応する接地端子と嵌まり合う接地端子であり、前記端
    子の内の残りの二つは前記相手側コネクタの対応する差動信号端子と嵌まり合う
    差動信号端子であり、前記3個の端子の各々は、前記ハウジングに沿って延在し
    前記嵌合面から突出する接触部と、前記接触部に接続され前記ハウジング内で保
    持される端子本体部と、前記コネクタハウジングの終端面から延出し前記ケーブ
    ルに接続する終端部とを備え、 前記終端部の各々は前記端子の一部として形成された受け部を備え、この受け
    部は中空カップ状の形状をなし、前記接地端子受け部は前記ケーブルの接地シー
    ルドの露出部を受け、前記信号端子受け部は前記差動信号線の露出した導体を受
    け、前記ケーブル内における前記接地シールドに対する前記信号線の配置に一致
    するように前記接地端子の終端受け部は前記信号端子の終端受け部から軸方向及
    び横方向に離間されているコネクタ。
  30. 【請求項30】 前記端子の受け部は略半円形状である、請求項29に記載
    のコネクタ。
  31. 【請求項31】 前記受け部は前記終端部から起立した前記端子の延長部に
    よって部分的に画定され、前記延長部は自由端を備え、前記信号端子の受け部は
    、前記接地端子の受け部と前記接地端子の受け部延長部の自由端を相互に結ぶよ
    うに引いた仮想線とによって囲まれる領域に少なくとも部分的に存在する、請求
    項29に記載のコネクタ。
  32. 【請求項32】 前記2個の信号端子が相互に離間され、前記接地端子が前
    記2個の信号端子から離間されるように前記信号及び接地端子が配置され、これ
    により前記接地及び信号端子が前記コネクタの長手方向全体に亘って仮想三角形
    の頂点に配置されるような形態で配置される、請求項29に記載のコネクタ。
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