JP2008204840A

JP2008204840A - 基板用コネクタ

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Publication number: JP2008204840A
Application number: JP2007040303A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Ando; 典浩安藤
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2027-02-21
Also published as: JP4812113B2

Abstract

【課題】高周波領域の広い範囲でインピーダンス整合が得られ、回路基板への押さえ機構が不要で、基板に歪みがあっても基板信号路との接触圧力が揃う基板用コネクタの実現。
【解決手段】２対１組のコネクタ端子の両側をグランド端子３，４としその先端部に回路基板14のグランド路15，16のスルーホール12，13に圧入されて固定状態となる圧入変形部10，11を設け、グランド端子３，４間に保持部材７を懸け渡し、この保持部材７に信号路1a，2aと信号端子１，２の導通を得るための表面が導通性を有するゴム状の弾性体５，６を保持させ、圧入変形部10，11をスルーホール12，13に挿入したときに弾性体５，６が信号路1a，2aに弾性圧接する高さとし、信号端子１，２は弾性体５，６に弾性圧接するようにハウジングに保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に固定するコネクタとプリント基板との接続部に関し、特に半田などの結合材を介することなく、良好な整合のとれた伝送路接続を実現するもので、プレスフィット構造のピンによる弾性体の押し付けによりコネクタコンタクトと基板の差動伝送路を接合する構造に関するものである。

従来、基板に固定するコネクタとプリント基板との固定接続については、コネクタ端子としてプリント基板との接続側に圧入変形部（プレスフィット部とも言う）を有するプレスフィットピンを用いてプレスフィット部を基板側のスルーホールに圧入して固定するものや、端子の、基板との接続側に導電性を有する弾性体を介在させ弾性体の保持部材をねじなどにより基板側へ押し付け固定するものがある。
図２は、圧入変形部（プレスフィット部）を有するプレスフィットピンを用いて、基板回路との接続と基板への固定を行う場合の構造を示す図である。

コネクタのハウジングや信号端子１７のハウジングへの保持構造は省略されている。信号端子１７の上方の先はコネクタとしてのピンコンタクト或いはソケットコンタクトへ連なる。
信号端子１７の下部には圧入変形部１９が設けられており、回路基板２０へ接続固定するときは、この圧入変形部１９を回路基板２０に設けられているスルーホール２１へ上から力を加えて圧入する。
圧入変形部１９の幅はスルーホール２１の直径よりも大きく作られている一方で穴２８が設けられているため、上から圧力をかけると穴２８が狭まるように変形されスルーホール２１の中に納まり、この変形の反力によってスルーホール内に固定されることになる。

スルーホール２１の内壁は導体になっており、これが信号路２２と接続されているので、コネクタの信号端子１７は回路基板２０の信号路２２と電気的に接続されることになる。
また、信号端子１７には、スルーホール２１へ圧入したとき圧入深さが決まった深さになるようにストッパ部１８が設けられており、これにより多数の信号端子１７の圧入深さが点線で示すように揃うことになる。

こうして、信号端子１７を有する基板用コネクタは、信号端子が回路基板２０の信号路２２に接続されるとともに回路基板２０へ固定されることになる（例えば、特許文献１参照）。

図３は、弾性体を介してコネクタ側の信号端子と回路基板の信号路を接続する場合の構造である。弾性体２４は、回路基板２６の信号路２７の配列間隔に合わせて、複数個が保持手段２５に保持されている。そして、この保持手段２５を図示されていない２次的な機構、例えばねじなどによって回路基板２６の方へ押すことによって弾性体２４を回路基板２６の信号路２７に押し付けて導通を得ている。

そして、この弾性体２４へ信号端子２３を図示されていないばねによって押し付け弾性接触させることにより、この弾性体２４を介して回路基板２６の信号路２７との導通を得ている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−１８５８９８号公報特開２００５−２２８５０４号公報

しかしながら、図２のプレスフィットピンを用いる場合は、スルーホール内にプレスフィットする導体部分がスタブとなってしまうので、高周波領域の広い範囲に渡って良好なインピーダンス整合を得ることが困難になるという問題がある。

また、図３の構造の場合には、図２の場合よりもインピーダンス整合は良好になるが、回路基板の歪みや弾性体の高さの不揃いなどによりばらつきが生じてしまい多ピンのコネクタで採用するのが難しいという問題がある。

本発明の課題は、上記従来技術における問題点に鑑みて、高周波領域の広い範囲に渡って良好なインピーダンス整合が得られるとともに保持手段を回路基板の方へ押す２次的な押さえ機構が不要で且つ、回路基板の歪みや弾性体の高さの不揃いがあっても接触圧力が一定である基板用コネクタの実現にある。

本発明は、上記の課題を解決するために以下の構成を有する。
まず、本発明の基本構成である第１の構成は、信号路およびグランド路と、グランド路に導通するスルーホールとを有する回路基板へ固定接続するコネクタであって、少なくとも一つの端子配列の両側に、前記スルーホールへの圧入によってスルーホールと圧接導通する圧入部を有するグランド端子と、その間に、前記信号路へ弾性接触して導通する少なくとも一つの弾性体と、この弾性体に弾性圧接し導通する信号端子とを有し、前記弾性体は、グランド端子の圧入部が回路基板のスルーホールに圧入されたときに、信号路に弾性接触されるように、グランド端子間を連結する保持部材に保持されていることを特徴とする基板用コネクタである。

本発明の第２の構成は、前記第１の構成において、弾性体が導電性材で形成されていることを特徴とする基板用コネクタである。

本発明の第３の構成は、前記第１の構成において、弾性体が絶縁弾性体の表面に導電性膜を貼り付けたものか又は導電材でコーティングしたものであることを特徴とする基板用コネクタである。

本発明の第４の構成は、前記第１構成、第２の構成又は第３の構成において、保持部材が金属であり、グランド端子と導通するものであることを特徴とする基板用コネクタである。

本発明の第５の構成は、前記第１の構成ないし第４の構成のいずれかの構成において、グランド端子と保持部材とが金属で一体成形されたものであることを特徴とする基板用コネクタである。

本発明の第１の構成においては、まず、基板用コネクタの信号端子はプレスフィットピンをやめて導通弾性体を介して回路基板の信号路に導通するようにしたので、プレスフィットピンを用いた場合のようなスルーホール内にプレスフィットする導体部がスタブになるというようなことはなくなったので高周波領域の広い範囲に渡って良好なインピーダンス整合が得られるという効果がある。

また、第１の構成においては、基板用コネクタ中の端子配列の両側をグランド端子用のプレスフィットピンとし、この２本のプレスフィットピンを、導通用弾性体を保持する保持手段で連結し、信号端子はこの保持手段に保持された導通用弾性体を介して回路基板の信号路に導通するようになっているので、グランド端子のプレスフィット部を回路基板のスルーホールへ充分圧入することにより固定保持され、導通用弾性体が充分に回路基板の信号路に接するので保持手段を回路基板の方へ押すための２次的な押さえ機構が不要なうえ、回路基板の歪みや弾性体の高さの不揃いがあっても接触圧力がコネクタの端子全体で揃うことになるという効果がある。

第２の構成および第３の構成は弾性体の導電性構造を具体化限定化したものであり、第１の構成と同様の効果を有する。

第４の構成においては保持部材が金属であり、グランド端子と導通するものであるから、保持部材の電位がグランド電位となり、結局、保持部材が弾性体の導電通路に対するグランド導体のようになるので、高周波領域の広い範囲におけるインピーダンス整合がとり易くなるという効果がある。

第５の構成は、グランド端子と保持部材とが一体成形されたものというのであるから、両者一体となった形状のものをプレス打ち抜き等で生産することができ量産低価格化が可能になるという効果がある。

本発明を実施するに当り、圧入変形部を有するグランド端子には、回路基板のスルーホールへの圧入深さを一定ならしめるために、圧入変形部の上部にストッパーを設けるのが最良である。

また、弾性体の保持部材は金属とし、両側のグランド端子と一体成形されたものとするのが最良である。
それによって、保持部材が、信号の通過する弾性体に対してグランド導体の役割を果すためインピーダンスの制御が行い易いからである。
この場合、弾性体の導電性は表面に持たせ内部は絶縁体ということになる。
信号端子は弾性体の表面に弾性接触させるように、ばねで弾性体に押し付けるようにするのがよい。

以下、本発明コネクタの実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明コネクタ内の端子の１組を示したものである。ハウジングや端子保持構造は省略されている。実際にはハウジング内にこのような端子の組が複数個整列保持されている。
（ａ）は１組の端子を示す図であり、（ｂ）はコネクタを接続固定すべき回路基板の斜視図であり、（ｃ）は端子を回路基板に接続固定した状態の斜視図である。
１組の端子は、両側にグランド端子３，４が配されており、下方に圧入変形部（プレスフィット部）１０，１１を有するプレスフィットピンとなっている。
この圧入変形部１０，１１の幅は、回路基板１４のスルーホール１２，１３の径よりも広い幅となっているが、穴２８を有しており、この部分がスルーホール内に押し込まれると変形してその反力によりスルーホールに固定されることは、従来の技術と同様である。穴の代わり、長手方向の断面で見た場合にスルーホールの径よりも大きいＭ字型のようにしておきスルーホールへ押し込んだときこれが潰れてその反作用により固定されるというものであってもよい。
いずれにしても半田付けをしないで固定できる点にメリットがある。

また、スルーホールへの挿入深さが揃うようにストッパ部８，９が設けられている。従って、押し込むときには、ストッパ部８，９が回路基板１４の表面に達するまで押し込めばよいことになる。

以上のような、両側のグランド端子３，４の間には保持部材７が懸け渡されており、この保持部材７に、回路基板１４の信号路１ａ，２ａの間隔に合わせて２個の弾性体５，６が保持されている。
この弾性体５，６は、グランド端子３，４のストッパ部８，９よりも弾性で縮む分だけ下に出ているので、グランド端子３，４が回路基板１４のスルーホール１２，１３へストッパ部８，９まで挿入されたときに、信号路１ａと信号路２ａに接し、他方弾性体５，６の上方からは信号端子１，２が接触し、信号端子１，２と信号路１ａ，２ａとの間で信号が伝送される。

ところで、本実施例では保持部材７はグランド端子３，４とプレス打ち抜きなどにより一体に形成されており金属であるから、弾性体５，６の表面と保持部材７とは絶縁されていなければならない。
従って、実際には、絶縁性のゴム状弾性体の表面を導電性材でコーティングするか、導電性膜を巻き付けたものが考えられる。
また、保持部材に近い部分は絶縁体で構成し、その上に所定の厚さの導電性弾性体層を設けたものでもよい。
また、弾性体に導電性材を用いた場合には、保持部材７の部分を絶縁膜でコーティングすれば良い。

（ｃ）はグランド端子３，４の圧入変形部１０，１１がスルーホール１２，１３にストッパ部８，９が接するまで挿入され固定された状態を示している。
結局、保持部材７は、グランド端子３，４と一体であるため、弾性体５，６の表面信号伝送部分に対するグランド導体となりインピーダンス整合を良好ならしめている。

以上のように、信号端子としてはプレスフィットピンを用いず、弾性体を介して回路基板の信号路と導通するようにしたので、従来のようにスルーホール内に納まったプレスフィット部がスタブとなって、高周波領域でのインピーダンス整合を広くとれないという問題がなく、他方グランド端子はプレスフィットピンとしたので半田付けを要せず回路基板に固定できるうえ、グランド端子間に保持部材を懸け渡し、これに信号用の弾性体を保持させたので、グランド端子のスルーホールへの挿入とともに弾性体も信号路に接触するので、弾性体を信号路へ押し付けるための２次的な機構が不要となるうえ、保持部材を金属とすることにより、弾性体表面の信号通路に対するグランド導体となりインピーダンス整合を良好にできるという利点がある。

また、端子の組毎に以上のような構造となっているので、回路基板の歪みや弾性体の高さの不揃いがあっても、接触圧力がコネクタの端子全体で揃うことになるという利点がある。
本実施例では一つの信号端子１と一つの信号路１ａとを一つの弾性体５で接続するようにしたが、複数の弾性体５、６を一体化して、一体化した弾性体にそれぞれ独立した複数の導電体を形成して、信号端子と信号路とを接続するようにしても良い。

本実施例では、グランド端子３、４間に１組の信号端子を配設した場合であるが、信号端子を２組以上、あるいは信号端子を３本以上としても良い。

本発明コネクタの端子１組を取り出して回路基板のスルーホールや信号路との接触関係を説明する斜視図である。従来の、プレスフィットピンを用いて、基板回路との接続と基板への固定を行う場合の構造を示す図である。従来の、弾性体を介してコネクタ側の信号端子と回路基板の信号路を接続する場合の構造を示す図である。

符号の説明

１信号端子
１ａ信号路
２信号端子
２ａ信号路
３グランド端子
４グランド端子
５弾性体
６弾性体
７保持部材
８ストッパ部
９ストッパ部
１０圧入変形部
１１圧入変形部
１２スルーホール
１３スルーホール
１４回路基板
１５グランド路
１６グランド路
１７信号端子
１８ストッパ部
１９圧入変形部
２０回路基板
２１スルーホール
２２信号路
２３信号端子
２４弾性体
２５保持手段
２６回路基板
２７信号路
２８穴

Claims

信号路およびグランド路と、グランド路に導通するスルーホールとを有する回路基板へ固定接続するコネクタであって、少なくとも一つの端子配列の両側に、前記スルーホールへの圧入によってスルーホールと圧接導通する圧入部を有するグランド端子と、その間に、前記信号路へ弾性接触して導通する少なくとも一つの弾性体と、この弾性体に弾性圧接し導通する信号端子とを有し、前記弾性体は、グランド端子の圧入部が回路基板のスルーホールに圧入されたときに、信号路に弾性接触されるように、グランド端子間を連結する保持部材に保持されていることを特徴とする基板用コネクタ。
弾性体が導電性材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板用コネクタ。
弾性体が絶縁弾性体の表面に導電性膜を貼り付けたものか又は導電材でコーティングしたものであることを特徴とする請求項１記載の基板用コネクタ。
保持部材が金属であり、グランド端子と導通するものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の基板用コネクタ。
グランド端子と保持部材とが金属で一体成形されたものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基板用コネクタ。