JP2010033836A - コネクタ及びコネクタ用伝送配線 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は高速伝送に対応したコネクタ及びコネクタ用伝送配線に関し、簡単な構成でインピーダンス整合及びノイズの影響を低減することを課題とする。
【解決手段】プラグが接続されるプラグ用コンタクト30と、基板11に接続される基板用コンタクト31と、このプラグ用コンタクト30及び基板用コンタクト31を保持するハウジング12と、このハウジング12内に収納されると共に一端にプラグ用コンタクト30が接続され、他端に基板用コンタクト31が接続されたコネクタ用伝送配線20Aとを設ける。
【選択図】 図3

Description

本発明はコネクタ及びコネクタ用伝送配線に係り、特に高速伝送に対応したコネクタ及びコネクタ用伝送配線に関する。
一般に、コネクタは、電算機、サーバー、交換機、大型コンピュータ等の電子機器を電気的に接続する装置として広く用いられている。これらの電子機器において、電気信号を高速で伝送する場合、クロストークノイズ等のノイズ混入が問題となる。よって、この種の電子機器に用いられるコネクタでは、高周波の信号伝送時に生じるノイズを低減させるため、隣り合う信号用のコンタクト間にシールド端子やグランド端子を設けることが行われている(特許文献1参照)。
このような従来のコネクタの一例を図1及び図2に示す。従来のコネクタ1は、大略すると図1に示すように、プラグピン(図示せず)が挿入されるフロント部4と、このフロント部4に装着される複数のコンタクトモジュール5とにより構成されている。
図2は、1個のコンタクトモジュール5を拡大して示している。コンタクトモジュール5は、モールド体9に複数(同図に示す例では6本)のコンタクト6が配設されている。この各コンタクト6の一端にはプラグ側端子7が配設され、他端にはプレスフィットコンタクト端子8(以下、PF端子という)が配設されている。
この複数のコンタクト6は、信号用コンタクト(図中、符号6Sで示す)と、グランド用コンタクト(図中、符号6Gで示す)とを有している。信号用コンタクト6Sは、一対のグランド用コンタクト6Gの間に位置するよう構成されている。これにより、高周波の信号伝送時に生じるノイズの低減が図られている。
また、コネクタ1に挿入抜されるプラグ(図示せず)は、フロント部4に対して図1に矢印Xで示す方向に挿入抜される。これに対し、コネクタ1は基板(図示せず)に対して図中矢印Z方向に装着される。このため、各コンタクト6は、略直角方向に曲がった形状とされていた。
特開2004−111140号公報
しかしながら上記従来のコネクタは、コンタクト6を板状のコンタクト材料をプレス加工したものであったため、1本の信号用コンタクト6Sを挟んでグランド用コンタクト6Gを配設する構成では広い配設スペースが必要となり、コンタクト6の高密度配置及びコネクタ1の小型化を図ることができないという問題点があった。
また、従来のコネクタ1は、信号用コンタクト6Sを挟んでグランド用コンタクト6Gを配設するものの、コンタクトモジュール5を複数個並設すると、並設方向(図中、矢印Yで示す方向)に対しては信号用コンタクト6Sが近接する可能性があり、信号用コンタクト6Sにノイズが混入することを確実に防止することができないという問題点があった。
更に、従来のコネクタ1では、コネクタ1に対するプラグの挿入抜方向(X方向)と、コネクタ1の基板に対する装着方向(Z方向)が異なり、これに起因して各コンタクト6が略直角方向に曲がった形状とされていた。このため、各コンタクト6の長さが異なってしまい、各コンタクト6のインピーダンス整合が行いにくいという問題点があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でインピーダンス整合及びノイズの影響を低減しうるコネクタ及びコネクタ用伝送配線を提供することを目的とする。
上記の課題は、本発明の第1の観点からは、プラグが接続される第1のコンタクト部と、基板に接続される第2のコンタクト部と、前記第1及び第2のコンタクト部を保持するハウジングと、前記ハウジング内に収納されると共に、一端に前記第1のコンタクト部が接合され、他端に前記第2のコンタクト部が接合されたコネクタ用伝送配線とを有するコネクタにより解決することができる。
また上記の課題は、本発明の第2の観点からは、第1のコンタクト部と、第2のコンタクト部と、一端に前記第1のコンタクト部が接合されると共に他端に前記第2のコンタクト部が接合された伝送配線本体とを有するコネクタ用伝送配線により解決することができる。
本発明によれば、第1及び第2コンタクト部間のインピーダンス整合を容易に行うことができると共に、外部のノイズの侵入やコネクタ内における信号の干渉の発生を抑制することができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
図3及び図4は、本発明の第1実施例であるコネクタ10Aを説明するための図である。図3はコネクタ10Aを一部透視した斜視図であり、図4はコネクタ10Aの外観を示す斜視図である。
コネクタ10Aは、大略するとハウジング12及び伝送配線20A等により構成されている。また、ハウジング12はフロント部13Aとハウジング本体14等により構成されている。
フロント部13Aは、プラグ28(図5参照)が挿抜される部位であり、複数のプラグ挿入孔15が形成されている(図3では図示の便宜上、2個のプラグ挿入孔15のみを示している)。プラグ28はフロント部13Aに対して図中矢印Xで示す方向に挿抜され、後述するプラグ用コンタクト30と電気的に接続する。尚、フロント部13Aは、絶縁性を有する硬質樹脂により形成されている。
ハウジング本体14Aは、本実施例では内部に空間を有する筐体形状とされている。図3では、このハウジング本体14Aの内、底部16のみを示し、その外形を一点鎖線で示している。この底部16には、後述する基板用コンタクト31が設けられる複数のコンタクト装着孔19が形成されている。ハウジング本体14Aもフロント部13Aと同様に、絶縁性を有する硬質樹脂により形成されている。尚、ハウジング本体14Aは、フロント部13Aに対して固定しても、また着脱可能な構成としてもよい。
次に、伝送配線20Aについて説明する。図5及び図6は、本発明の第1実施例である伝送配線20Aを説明するための図である。図5は、コネクタ10Aに装着された伝送配線20Aを展開した図であり、図6はコネクタ10Aの正面図である。
本実施例に係る伝送配線20Aは、ツイナックスケーブル構造を有している。この伝送配線20Aは、配線本体21A、プラグ用コンタクト30、及び基板用コンタクト31等により構成されている。
配線本体21Aは、絶縁材25に被覆された信号配線22と、絶縁材26に被覆された信号配線23を、グランド配線24と電気的に接続された導電性細線を編んだ網状のシールド材(図示せず)により被覆し、更にこれらを絶縁性樹脂よりなるジャケット27により被覆した構成とされている。この配線本体21Aを構成する絶縁材25、信号配線22、絶縁材26、信号配線23、グランド配線24に接続されたシールド材、及びジャケット27は、いずれも可撓性を有しているため、配線本体21Aも可撓可能な構成となっている。
また、本実施例に係る伝送配線20A(配線本体21A)は、上記のようにツイナックスケーブル構造を有しているため高速デジタル信号を伝送するのに適している。具体的には、信号配線22,23に位相を180度反転させた信号を同時に入力して送信し受信側で差分合成することにより、受信側で信号出力を2倍にすることができる(差動伝送)。また、送信から受信に至る伝送系路途中で受けたノイズ信号は、2心の導体に等しく加えられているので、受信側で差動信号として出力したときにキャンセルされ、よってノイズの除去を有効に行うことができる。
次に、伝送配線20Aを構成するプラグ用コンタクト30及び基板用コンタクト31とについて説明する。
プラグ用コンタクト30は、プラグコネクタ(図示せず)がコネクタ10Aに装着された際、プラグコネクタに配設されたプラグ28が接続されるものである。また、基板用コンタクト31は、コネクタ10Aが実装されるプリント基板(図示せず)に接続されるものである。本実施例に係るコネクタ10Aは、プレスフィットコネクタ構造とされている。よって、基板用コンタクト31は、プレスフィットコンタクトとされている。
また、プラグ用コンタクト30及び基板用コンタクト31は、導電性及びバネ性を有する材料(例えばりん青銅等)により形成されている。このプラグ用コンタクト30は、前記した信号配線22,23及びグランド配線24の一端部(図5及び図6における左端部)に接合され、基板用コンタクト31は信号配線22,23及びグランド配線24の他端部(図5及び図6における右端部)に接合されている。また、信号配線22,23とプラグ用コンタクト30,31は、後に詳述するようにはんだ付け等により接合されている。
上記構成のプラグ用コンタクト30は、フロント部13Aに形成されたプラグ挿入孔15に圧入されることによりフロント部13A(ハウジング12)に保持される。これに対し、基板用コンタクト31は、底部16に形成されたコンタクト装着孔19に圧入されることによりハウジング本体14A(ハウジング12)に保持される。
ところで、本実施例に係るコネクタ10Aは、プラグ28がフロント部13Aに対して矢印X方向に挿抜され、またハウジング12が基板に対して矢印Z方向に装着される構成となっている。即ち、コネクタ10Aは、プラグ28がプラグ用コンタクト30に挿抜される方向(X方向)と、基板に対し基板用コンタクト31が接続する方向が異なった方向(略直交する方向)となっている。よってこのような構成の場合、必然的にプラグ用コンタクト30と基板用コンタクト31とを接続する配線を曲げる必要が生じる。
本実施例では、伝送配線20Aを構成する配線本体21Aを曲げることにより、接続方向が異なる各コンタクト30,31間を接続する構成としている。前記のように配線本体21Aは可撓性を有しているため、各コンタクト30,31間において配線本体21Aを容易に撓ませることができる。
更に本実施例では、ハウジング本体14A内に複数配設されるプラグ用コンタクト30と基板用コンタクト31とを接続する配線本体21Aの長さを全て等しい長さとしている。前記のように配線本体21Aは可撓可能な構成であるため、各コンタクト30,31がフロント部13A及び底部16の種々の位置にあり、よって接続を行おうとする各コンタクト30,31の対の距離が種々存在したとしても、配線本体21Aの撓みを調整することにより、全ての配線本体21Aを同一の長さとすることができる。
このように、複数配設される各コンタクト30,31を接続する全ての配線本体21Aの長さを全て等しくすることにより全ての配線本体21A(信号配線22,23)のインピーダンスを等しく整合させることができる。よって、本実施例に係るコネクタ10A及び伝送配線20Aによれば、コンタクト30,31間のインピーダンス整合を容易に行うことができると共に、外部のノイズの侵入やコネクタ10A内における信号の干渉の発生を抑制することができる。また、本実施例の構成では、ハウジング本体14A内に多数の伝送配線20A(配線本体21A)が近接して存在することになるが、伝送配線20Aはツイナックスケーブル構造を有しているため、隣接する伝送配線20A間で干渉が発生するようなことはない。
ところで、上記した実施例では、伝送配線20Aとして、絶縁材25に被覆された22と絶縁材26に被覆された信号配線23とを平行に配設した構成のツイナックスケーブル構造を例に挙げて説明した。しかしながら、伝送配線20Aの構造は、これに限定されるものではなく、絶縁材25に被覆された22と絶縁材26に被覆された信号配線23とを縒り合わせたツイストペアケーブル構造を適用することも可能である。更に、他の伝送配線(配線本体)としては、同軸ケーブル、ペアケーブル、シールドツイストペアケーブル、及びシールドペアケーブル等の高速伝送に適した各種構造のケーブルを用いることができる。
図7及び図8は、第2実施例として同軸ケーブル構造を有した伝送配線20Bを示している。図7は、コネクタ10Aに装着された伝送配線20Bを展開した図であり、図8はコネクタ10Bの正面図である。
伝送配線20Bは、配線本体21B、プラグ用コンタクト30、及び基板用コンタクト31等により構成されている。配線本体21Aは同軸ケーブル構造とされており、信号配線22を絶縁材25で被覆すると共に、絶縁材25の外周に導電性細線を編んで網状としたグランド配線24が配設されている。更に、グランド配線24の外周には、絶縁性樹脂よりなるジャケット27が被覆されている。
この配線本体21Bを構成する信号配線22、絶縁材25、グランド配線24、及びジャケット27は、いずれも可撓性を有している。また、この配線本体21Bをハウジング本体14A内に近接して配設してもグランド配線24が存在することにより、隣接する配線本体21B間で干渉は生じない。よって、ツイナックスケーブル構造の伝送配線20Aに代えて、同軸ケーブル構造を有した伝送配線20Bを用いることも可能である。更に、他の伝送配線(配線本体)としては、ペアケーブル、シールドツイストペアケーブル、及びシールドペアケーブル等の高速伝送に適した各種構造のケーブルを適用することができる。
また、上記した実施例では伝送配線20Aをハウジング本体14A内の空間部に収納した構成とした。しかしながら、ハウジング本体をモールド成型し、伝送配線20Aをその内部に埋設した構成としてもよい。この構成とすることにより、ハウジング本体14A内において伝送配線20A同士が摺接し、経時的な劣化が発生することを防止できる。また、ハウジング本体を構成する樹脂に導電性のフィラーを混入することにより、シールド性を高めることもできる。
次に、信号配線22,23に対し、各コンタクト30,31を接合する構造について説明する。図9及び図10は、各コンタクト30,31を信号配線22,23に接合する各種接合構造を示している。尚、以下の説明では、信号配線22に各種コンタクトを接合する構造について説明する。
図9(A)に示す接合構造は、機械的接合部35Aを有したプラグ用コンタクト30を信号配線22に接合する構造を示している。この機械的接合部35Aは、はんだ付けやかしめにより、信号配線22とプラグ用コンタクト30とを機械的に接合しうる構成となっている。この接合構造では、信号配線22とプラグ用コンタクト30とを強固に接合することができる。
また、図9(B)に示す接合構造は、信号配線22とプラグ用コンタクト30とを樹脂接合部35Bにより接合したものである。樹脂接合部35Bとしては、例えば導電性を有した接着剤を用いることができる。この接合構造は自動化に適しており、生産効率よく信号配線22とプラグ用コンタクト30を接合することができる。
また、図9(C)に示す接合構造は、信号配線22の材料を導電性及びバネ性を有する材料とし、これに配線として機能する配線部22aとコンタクトとして機能するコンタクト部22bとを一体的に形成したものである。このコンタクト部22bは、プラグ用コンタクト30として用いても、また基板用コンタクト31として用いることも可能である。この接続構造によれば、配線部22aとコンタクト部22bは一体的に接続された構成とされているため、この接合位置で信号損失やインピーダンス変化が発生することが少なく、信号の伝送特性の劣化を防止することができる。
また、図9(D)に示す接合構造は、コンタクトをレセプタクル36とすると共に、レセプタクル36に形成されたかしめ部36aにより、レセプタクル36と信号配線22とを接合したものである。よって、本願発明は、レセプタクルが接続されるコネクタに対しても適用することが可能である。
また、図10(A)に示す接合構造は、コンタクトをプレスフィットコンタクト37とすると共に、プレスフィットコンタクト37に形成されたかしめ部37aにより、プレスフィットコンタクト37と信号配線22とを接合したものである。また、図10(B)に示す接合構造は、本体部38aに接点部38bが形成されたレセプタクル38に対し、はんだ39を用いて信号配線22を接合したものである。
また、図10(B)に示す接合構造は、コンタクトとしてプラグピン40を用いると共に、このプラグピン40に対してはんだ39を用いて信号配線22を接合したものである。更に、図10(D)に示す接合構造は、プラグ用コンタクト30に一対の爪部30aを間にスリット30bを有した構成で形成し、このスリット30bに信号配線22を圧入させスリット30bで被覆を切り込むことにより、信号配線22の芯線とプラグ用コンタクト30とを接合したものである。上記のように、信号配線22と各コンタクト30,31との接合構造は、種々の構造を適用することができる。
次に、本発明の第2実施例であるコネクタ10Bについて説明する。
図3及び図4に示した第1実施例に係るコネクタ10Aでは、ハウジング本体14Aをひとつの筐体形状とし、その内部空間内に伝送配線20Aを収納した構成とした。これに対して本実施例に係るコネクタ10Bは、ハウジング本体14Bを複数のコンタクトモジュール18により構成し、このハウジング本体14Bがフロント部13Bに対して装着脱可能な構成としたものである。
図12は、コンタクトモジュール18を拡大して示している。コンタクトモジュール18は、内部に形成された収納部18a内に複数(本実施例では図示の関係上、2本のみを図示)の伝送配線を収納している。本実施例では、伝送配線として、ツイナックスケーブル構造を有した伝送配線20A(図5及び図6参照)を用いている。
本実施例においても、収納部18a内に収納される各伝送配線20Aの長さは同じ長さとされている。このためコンタクトモジュール18上において、プラグ用コンタクト30と基板用コンタクト31とのが近接している場合には、伝送配線20Aの撓み量は大きくなり、これに対してプラグ用コンタクト30と基板用コンタクト31とのが離間している場合には、伝送配線20Aの撓み量は小さくなる(直線に近い状態となる)。このように、本発明は、複数のコンタクトモジュール18を有した構成のコネクタ10Bについても適用が可能であり、第1実施例に係るコネクタ10Aと同様に、信号配線22,23のインピーダンス整合の容易化、外部ノイズの侵入防止、及びコネクタ内における信号干渉の抑制を図ることができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
プラグ又はレセプタクルが接続される第1のコンタクト部と、
基板に接続される第2のコンタクト部と、
前記第1及び第2のコンタクト部を保持するハウジングと、
前記ハウジング内に収納されると共に、一端に前記第1のコンタクト部が接合され、他端に前記第2のコンタクト部が接合されたコネクタ用伝送配線と
を有するコネクタ。
(付記2)
前記ハウジング内に前記コネクタ用伝送配線を複数配設すると共に、該複数のコネクタ用伝送配線の長さを等しくした付記1記載のコネクタ。
(付記3)
前記プラグの前記第1のコンタクト部への挿入方向と、前記基板への前記第2のコンタクト部の接続方向が異なる付記1又は2記載のコネクタ。
(付記4)
前記第2のコンタクト部は、プレスフィットコンタクトである付記1乃至3のいずれか一項に記載のコネクタ。
(付記5)
前記コネクタ用伝送配線の材料を導電性及びバネ性を有する材料とし、
かつ、前記第1又は第2のコンタクト部の少なくとも一方を前記コネクタ用伝送配線に一体的に形成した付記1乃至4のいずれか一項に記載のコネクタ。
(付記6)
前記ハウジングを樹脂により形成し、
前記コネクタ用伝送配線を該ハウジングに埋設した付記1乃至5のいずれか一項に記載のコネクタ。
(付記7)
前記ハウジング内に空間部を形成し、
前記コネクタ用伝送配線を該空間内に収納した付記1乃至5のいずれか一項に記載のコネクタ。
(付記8)
前記ハウジングを、フロント部と、該フロント部に装着される複数のシートにより構成し、
該シートに前記コネクタ用伝送配線を配設した付記1乃至5のいずれか一項に記載のコネクタ。
(付記9)
前記コネクタ用伝送配線は、同軸ケーブル、ツイナックスケーブル、ツイストペアケーブル、ペアケーブル、シールドツイストペアケーブル、及びシールドペアケーブルの群から選択される一のケーブルである付記1乃至8のいずれか一項に記載のコネクタ。
(付記10)
第1のコンタクト部と、
第2のコンタクト部と、
一端に前記第1のコンタクト部が接合されると共に他端に前記第2のコンタクト部が接合された伝送配線本体と
を有するコネクタ用伝送配線。
(付記11)
前記第2のコンタクト部は、プレスフィットコンタクトである付記10に記載のコネクタ用伝送配線。
(付記12)
前記伝送配線本体を構成する配線の材料を導電性及びバネ性を有する材料とし、
かつ、前記第1又は第2のコンタクト部の少なくとも一方を前記導電性及びバネ性を有する材料よりなる配線に一体的に形成した付記10又は11に記載のコネクタ用伝送配線。
(付記13)
前記伝送配線本体は、同軸ケーブル、ツイナックスケーブル、ツイストペアケーブル、ペアケーブル、シールドツイストペアケーブル、及びシールドペアケーブルの群から選択される一のケーブルである付記10乃至12のいずれか一項に記載のコネクタ用伝送配線。
図1は、従来の一例であるコネクタを説明するための斜視図である(その1)。 図2は、従来の一例であるコネクタを説明するための斜視図である(その2)。 図3は、本発明の第1実施例であるコネクタの一部透視した斜視図である。 図4は、本発明の第1実施例であるコネクタの斜視図である。 図5は、本発明の第1実施例である伝送配線を説明するための図である(その1)。 図6は、本発明の第1実施例である伝送配線を説明するための図である(その2)。 図7は、本発明の第2実施例である伝送配線を説明するための図である(その1)。 図8は、本発明の第2実施例である伝送配線を説明するための図である(その2)。 図9は、信号用配線とコンタクトとの接合を説明するための図である(その1)。 図10は、信号用配線とコンタクトとの接合を説明するための図である(その2)。 図11は、本発明の第2実施例であるコネクタの斜視図である。 図12は、本発明の第2実施例であるコネクタに設けられるコンタクトモジュールの斜視図である。
符号の説明
10A,10B コネクタ
12 ハウジング
11 基板
13A,13B フロント部
14A,14B ハウジング本体
18 コンタクトモジュール
18a 収納部
20A,20B 伝送配線
21A,21B 配線本体
22,23 信号配線
22a 配線部
22b コンタクト部
24 グランド配線
27 ジャケット
30 プラグ用コンタクト
31 基板用コンタクト
35 接合部
35A 機械的接合部
35B 樹脂接合部
36,38 レセプタクル
36a,37a かしめ部
37 プレスフィットコンタクト
37b 基板打ち込み部
38a 本体部
38b 接点部
39 はんだ

Claims (9)

  1. プラグが接続される第1のコンタクト部と、
    基板に接続される第2のコンタクト部と、
    前記第1及び第2のコンタクト部を保持するハウジングと、
    前記ハウジング内に収納されると共に、一端に前記第1のコンタクト部が接合され、他端に前記第2のコンタクト部が接合されたコネクタ用伝送配線と
    を有するコネクタ。
  2. 前記ハウジング内に前記コネクタ用伝送配線を複数配設すると共に、該複数のコネクタ用伝送配線の長さを等しくした請求項1記載のコネクタ。
  3. 前記プラグの前記第1のコンタクト部への挿入方向と、前記基板への前記第2のコンタクト部の接続方向が異なる請求項1又は2記載のコネクタ。
  4. 前記コネクタ用伝送配線の材料を導電性及びバネ性を有する材料とし、
    かつ、前記第1又は第2のコンタクト部の少なくとも一方を前記コネクタ用伝送配線に一体的に形成した請求項1乃至3のいずれか一項に記載のコネクタ。
  5. 前記ハウジングを樹脂により形成し、
    前記コネクタ用伝送配線を該ハウジングに埋設した請求項1乃至4のいずれか一項に記載のコネクタ。
  6. 前記ハウジング内に空間部を形成し、
    前記コネクタ用伝送配線を該空間内に収納した請求項1乃至4のいずれか一項に記載のコネクタ。
  7. 前記ハウジングを、フロント部と、該フロント部に装着される複数のシートにより構成し、
    該シートに前記コネクタ用伝送配線を配設した請求項1乃至4のいずれか一項に記載のコネクタ。
  8. 前記コネクタ用伝送配線は、同軸ケーブル、ツイナックスケーブル、ツイストペアケーブル、ペアケーブル、シールドツイストペアケーブル、及びシールドペアケーブルの群から選択される一のケーブルである請求項1乃至7のいずれか一項に記載のコネクタ。
  9. 第1のコンタクト部と、
    第2のコンタクト部と、
    一端に前記第1のコンタクト部が接合されると共に他端に前記第2のコンタクト部が接合された伝送配線本体と
    を有するコネクタ用伝送配線。
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