JP2010177216A - 高速、高密度電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】モジュラー式コネクタをシングルエンド及び差動信号接触子を混成可能な高速、高密度に対応するものとし、かつ製造作業の簡単な構造を提供する。
【解決手段】コネクタ１１４，１１６は２つの片から成り、一方の片１１４にピン１２２とシールド１２８とを有し、他方の片１１６にソケットタイプの信号接触子１５８及びシールド板１５０とを有している。該シールド１２８，１５０は接地構成を有しており、該接地構成は様々な装置の構築のための電磁界、同時スイッチ構成及び信号速度制御するようにされており、あらゆるソケットタイプの信号接触子を利用して信号伝送が可能なようにされている。更に、少なくともワンピースのコネクタ１１６がウェファー１５４から製造され、各接地平面及び信号コラムが各部品に射出成形され、該各部品１６６，１６８は組み合わされると、ウェファー１５４を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、全体として、印刷回路板を相互連結するのに使用する電気コネクタに関し、より詳細には斯かるコネクタの製造を単純化する方法に関する。
電気コネクタは多くの電気装置に使用されている。１つの装置をいつかの印刷回路板上に分けて作製しておき、後で電気コネクタを用いて斯かる印刷回路板を一体に接合して斯かる１つの装置を作製するのは簡単であり且つコスト的にも高効率であると言える。幾つかの印刷回路板を接合する伝統的な構成は、１つの印刷回路板をバックプレーンとして機能させることである。その他の印刷回路板はドーターボードと呼ばれ、バックプレーンを介して連結される。

従来のバックプレーンは多数のコネクタを備えた印刷回路板である。印刷回路板の導体トレースがコネクタの信号ピンに接続して、信号進路がコネクタに画成される。その他の印刷回路板は「ドーターボード（ｄａｕｇｈｔｅｒ ｂｏａｒｄ）」と呼ばれ、同様にコネクタを備えており、該コネクタはバックプレーンのコネクタに差し込まれる。このように、信号はバックプレーンを介してドーターボード間で送信されるようにされている。ドーターカードはしばしばバックプレーンに直角に差し込まれることがある。このような用途に使用されるコネクタは直角の曲がりを備えており、しばしば「直角コネクタ」と呼ばれることがある。

コネクタは、また、印刷回路板を相互連結するその他の構成にも使用され、ケーブルを印刷回路板に接続するのにも使用される。時には、１つ以上の小型の印刷回路板が別の大型の印刷回路版に接続される場合がある。大型の印刷回路版は「マザーボード（ｍｏｔｈｅｒ ｂｏａｒｄ）」と呼ばれ、該ボードに差し込まれる印刷回路板はドーターボードと呼ばれる。また、同サイズのボードが平行に整列される場合がある。このような用途に使用されるコネクタは時々「積層コネクタ（ｓｔａｃｋｉｎｇ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）」または「メザニンコネクタ（ｍｅｚｚａｎｉｎｅ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）」と呼ばれる。

正確な用途とは関係なく、電気コネクタのデザインは電子産業界の傾向を写していると言える。電子装置は全体的に小型化及び高速化が進んでいる。また、電子装置の取り扱うデータも数年前に製造された装置に比べると数段多くなっている。これらの電子装置における変化するニーズに対応するために、ある電気コネクタはシールド部材を含んでいる。構成に応じて、シールドはインピーダンスを制御したり、または、漏話即ちクロストーク（ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ）を低減したりして、信号接触子をより緊密に配置することが可能となる。

遮蔽の初期の利用が１９７４年２月１５日付けの富士通株式会社による特許公開広報昭４９−６５４３に開示されている。双方ともＡＴ＆Ｔベル研究所（ＡＴ＆Ｔ Ｂｅｌｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）に譲渡された米国特許第４，６３２，４７６号及び第４，８０６，１０７号にはシールドを信号接触子のコラムの間に使用したコネクタデザインが開示されている。これらの特許はシールドがドーターボード及びバックプレーンコネクタの双方を貫通して信号接触子に平行に伸長しているコネクタが記載されている。片持ち梁状ビームが使用されて、シールドとバックプレーンコネクタとの間の電気接触を画成している。すべてがファラマトム・コネクタズ・インターナショナル（Ｆａｒａｍａｔｏｍｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）に譲渡されている特許第５，４３３，６１７号、第５，４２９，５２１号、第５，４２９，５２０号及び第５，４３３，６１８号には同様な構成のものが開示されている。しかしながら、バックプレーンとシールドとの間の電気接続は、スプリング式の接触子を使用してなされている。

その他のコネクタではシールド板がドーターカードコネクタ内のみで使用されている。斯かるコネクタデザインの例としては、全てがＡＭＰ社（ＡＭＰ， Ｉｎｃ．）に譲渡された特許第４，８４６，７２７号、第４，９７５，０８４号、第５，４９６，１８３号及び第５，０６６，２３６号に開示されているものがある。ドーターボードコネクタ内にのみシールドを備えた別のコネクタがテラダイン社（Ｔｅｒａｄｙｎｅ， Ｉｎｃ．）に譲渡された米国特許第５，４８４，３１０号に開示されている。

変化する要望に対応するためにコネクタになされる別の修正はコネクタの大型化である。一般にコネクタのサイズを大型化することは、製造公差が更に厳しくなることを意味する。コネクタの一方の側のピンと他方の側のレセプタクルとの間の許容可能なミスマッチは一定であり、これはコネクタの大きさの如何を問わない。しかしながら、この一定のミスマッチ即ち公差はコネクタが大型化するに連れてコネクタの全長に対する割合が低下してくる。したがって、コネクタが大型化すれば製造公差も厳しくなり、製造コストを増大させることにつながる。この問題を回避する一つの方法はモジュラーコネクタを使用することである。米国ニューハンプシャー州ナッシュアのテラダイン・コネクタ・システム（Ｔｅｒａｄｙｎｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｎａｓｈｕａ， Ｎｅｗ Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ， ＵＳＡ）がＨＤ＋（登録商標）と名づけたモジュラー式コネクタに先鞭をつけた。該コネクタは補強体上に組織されている。各モジュールが信号接触子を備えた１５乃至２０本もの多数のコラムを有したものであった。該モジュールは金属製の補強体上に一体に保持される。

別のモジュラー式コネクタ他が米国特許第５，０６６，２３６号及び第５，４９６，１８３号に開示されている。これらの特許は「モジュール端子」を記載しており、該端子は信号接触子を備えた単一のコラムを備えている。モジュール端子はプラスチックハウジングモジュール内で所定位置に保持される。プラスチックハウジングモジュールはワンピースの金属シールド部材と一体に保持される。シールドはモジュール端子の間にも配置することが可能である。

モジュラー式コネクタが改良したシールド構成を持って作製されるのが望ましい。製造作業が単純化されれば更に望ましい。シングルエンド及び差動信号接触子を混成可能なデザインを開発できるのなら更に望ましいことである。

発明の概要
上記の背景を念頭において、本発明の目的は、高速、高密度のコネクタを提供することである。

本発明の別の目的は、製造が簡単なモジュラー式コネクタを提供することである。
本発明の更に別の目的は、低挿入力コネクタを提供することである。
本発明の更に別の目的は、シングルエンド又は差動信号用に構成された信号接触子を含むように容易に組立てられるコネクタを提供することである。

上記及びその他の目的は複数のウェファーから製造される電機コネクタにより達成される。各ウェファーは接地平面をハウジングにインサート成形して作製される。該ハウジングはキャビティを有しており、該キャビティ内へ信号接触子が挿入される。

好適な実施例では、信号接触子は第２のハウジングヘインサート成形される。２つのハウジング片が組み合わさって１つのウェファーが形成され、該ウェファーが金属製の補強体上に保持される。

好適な実施例の説明
図１は、バックプレーン組立体１００の分解図である。バックプレーン１００は、該バックプレーンに取り付けられたピンヘッダ１１４を有している。ドーターカード１１２は、該ドーターカードに取り付けられたドーターカードコネクタ１１６を有している。該ドーターカードコネクタ１１６はピンヘッダ１１４に嵌め合わせてコネクタを形成する。バックプレーン組立体にも同様に多数のその他のピンヘッダが取り付けられており、多数のドーターカードを接続できるようにされている。更に、多数のピンヘッダを端−端で整列させ、多数のピンヘッダを使用して１つのドーターカードへ接続できるようにされている。しかしながら、明白にするために、バックプレーン組立体の一部及び唯一のドーターカード１１２を図示する。

ピンヘッダ１１４は囲い板から形成される。囲い板１２０はプラスチック、ポリエステル又はその他の適当な絶縁材料から射出成形されるのが好適である。囲い板１２０はピンヘッダ１１４のべースとして機能する。

囲い板１２０の床（符号なし）は数列の穴１２６を含んでいる。ピン１２２は該穴１２６に挿入され、該ピンのテール１２４が囲い板１２０の下部表面を貫通して伸長している。該テール１２４は信号穴１３６内へ圧入される。穴１３６はバックプレーン１１０に設けためっきした貫通穴であり、ピン１２２をバックプレーン１１０上のトレース（図示なし）に電気的に接続する機能を果たしている。明瞭に図示するため、ピン１２２は１本のみを図示している。しかしながら、ピンヘッダ１１４は多数の平行なピン列即ちコラムを含んでいる。好適な実施例では、ピンコラム毎に８本のピンが並ぶ。

各ピンコラム間の間隔は然して問題ではない。しかしながら、ピンを密接に配置して高密度コネクタを形成するのが本発明の目的である。例として、各コラム内のピンは２．２５ミリメートルの間隔で隔置し、ピンコラムは２ミリメートルの間隔で隔置する。ピン１２２は０．４ミリメートル厚の銅合金から打ち抜いて形成することが可能である。

囲い板１２０は溝１３２を含んでおり、該溝は床に形成され穴１２６のコラムと平行に伸長している。囲い板１２０の側壁には溝１３４が形成されている。シールド板１２８は溝１３２及び１３４に嵌合する。テール１３０は溝１３２の底部の穴（図示なし）を貫通して伸長する。テール１３０はバックプレーン１１０の接地穴１３８に係合する。該接地穴１３８はめっきした貫通穴であり、バックプレーン１１０の接地トレースへ接続される。

例示の実施例では、シールド板１２８は７つのテール１３０を有している。各テール１３０は２つの隣接したピン１２２の間に狭まる。シールド１２８のテール１３０が各品１２２に可能な限り接近するのが望ましい。しかしながら、隣接したピンの中間にテール１３０を配置すればシールド１２８と信号ピン１２２のコラム間の空間を低減することが可能となる。

シールド板１２８には幾つかの捩じりビーム接触子１４２が形成されている。各接触子１４２はシールド板１２８にアーム１４４及び１４６を打ち抜いて形成される。次いで、アーム１４４及び１４６がシールド板１２８の平面から逸脱するように折り曲げられる。アーム１４４及び１４６は十分な長さを有していて、シールド板１２８の平面に押し戻されると、撓むようにされている。アーム１４４及び１４６は十分な弾性を有しており、シールド１２８の平面に押し戻されるとばね力が生じるようにされている。アーム１４４及び１４６により生じたばね力がアーム１４４または１４６と板１５０との間に接点が生成される。生成されたばね力は、ドーターカードコネクタ１１６が何度となく繰り返しピンヘッダ１１４に嵌め合わされたり外されたりした後でも上記の接触を確実なものにしておくのに十分なものでなくてはならない。

アーム１４４及び１４６は製造中に圧印加工される。斯かる圧印加工即ちコインイングは材料の厚さを薄くし、シールド板１２８を弱体化させずにビームのコンプライアンスを増大させる。

電気性能を向上させるためには、アーム１４４及び１４６は可能な限り短く且つ真っ直ぐであるのが望ましい。したがって、アームは必要以上の長さにすることなく所望のばね力を発生させる。更に、電気性能のためには、１方のアーム１４４又は１４６ができる限り各ピン１２２に接近しているのが望ましい。１つのアーム１４４及び１４６が各ピン１２２毎にあるのが理想的である。コラム毎に８本のピン１２２を備えた例示の実施例では、アーム１４４又は１４６が８本あって合計４つの釣り合いの取れた捩じりビーム接触子１４２を構成するのが理想的である。しかしながら、３つの釣り合いの取れた捩じりビーム接触子１４２のみを図示している。この構成は必要なばね力と所望の電気特性の間の妥協点を表している。

囲い板１２０上の溝１４０はドーターカードコネクタ１１６をピンヘッダ１１４に整列させるためのものである。タブ１５２が溝１４０に嵌合して整列をさせると共に、ドーターカードコネクタ１１６がピンヘッダ１１４に対して側−側に移動するのを防止する。

ドーターカードコネクタ１１６はウェファー１５４から形成される。明瞭に例示するためにウェファー１５４は１つのみを図示するが、好適な実施例では、ドーターカードコネクタ１１６は幾つかのウェファーが横に並んで積層される。各ウェファー１５４はレセプタクルを１列含んでいる。各レセプタクル１５８は、ピンヘッダ１１４とドーターカードコネクタ１１６とが嵌め合うとピン１２２に係合する。したがって、ドーターカードコネクタ１１６はピンヘッダ１１４のピンのコラム数と同数のウェファーから形成される。

ウェファー１５４は補強体１５６上に支持されている。該補強体１５６は金属ストリップから打ち抜き形成されるのが好適である。該補強体はウェファー１５４を回転させずに所望の位置に保持する特徴を備えて打ち抜かれ、従って、３つの取り付け点を含んでいる。補強体１５６には前縁に沿ってスロット１６０Ａが形成されている。タブ１６０Ｂがスロット１６４Ａに嵌合する。補強体１５６はまた穴１６２Ａ及び１６４Ａを含んでいる。ハブ１６２Ｂ及び１６４Ｂが穴１６２Ａ及び１６４Ａに嵌合する。ハブ１６２Ｂ及び１６４Ｂは穴１６２Ａ及び１６４Ａに締まり嵌めするようなサイズにされている。

図１には明瞭性を確保するために、２、３個のスロット１６０及び１６２及び穴１６２のみを図示している。スロット及び穴のパターンは補強体１５６の全長に沿ってウェファー１５４が取り付けられる各点において繰り返される。

例示した実施例では、ウェファー１５４はシールド片１６６及び信号片１６８の２片に形成されている。シールド片１６６はシールド１５０の前部の周りでハウジング１７０にインサート成形される。信号片１６８は接触子４１０Ａ…４１０Ｈの周りでハウジング１７２にインサート成形される（図４）。

信号片１６８及びシールド片１６６は該２つの片を互いに一体に保持する特徴を有している。信号片１６８にはハブ５１２（図５）が一方の表面に形成されている。ハブはシールド１５０に食い込んだクリップ１７４へ整列すると共に該クリップ内へ挿入される。クリップ１７４はハブ５１２に係合し且つ信号片１６８に対してシールド板１５０をしっかりと保持する。

ハウジング１７０にはキャビティ１７６が形成されている。各キャビティ１７６はレセプタクルの１つを収容するような形状にされている。各キャビティ１７６は底部にプラットホーム１７８を有している。プラットホーム１７８には貫通穴１８０が形成されている。穴１８０は、ドーターカードコネクタ１１６がピンヘッダ１１４と嵌め合う時にピン１２２を収容するように成っている。従って、ピン１２２がレセプタクル１５８と嵌め合い、コネクタを通る信号路が形成される。

レセプタクル１５８には２つの脚１８２が形成される。該脚１８２は、レセプタクル１５８がキャビティ１７６内へ挿入される時に、プラットホーム１７８の対向する側部に嵌まる。レセプタクル１５８は脚１８２間の間隔がプラットフォーム１７８の幅より狭くなるように形成されている。従って、レセプタクル１５８をキャビティ内へ収容するには、脚１８２を広げる工具の使用が必要となってくる。

レセプタクルは事前に装填される接触子即ちプレロード接触子として公知のものを構成する。プレロード接触子は従来よりレセプタクルをピラミッド形状のプラットホームに押圧することで形成されていた。レセプタクルがプラットホーム上に押圧されてくるに従いプラットホームの頂点が脚を広げる。斯かる接触片は低挿入力のみを必要とし、２つのコネクタが嵌め合うときに、ピンに引っかかりが生じることはほとんどない。本発明のレセプタクルは同様の効果を発揮するが、レセプタクルをピラミッドに押圧するよりは寧ろ側部から挿入することで前記の効果を得るようにしたものである。

ハウジング１７２には溝１８４が形成されている。上記に説明した如く、ハブ５１２（図５）はシールド板１５０を貫通して伸長する。２つのウェファーが横に並んで積層されると、一方のウェファー１５４からのハブ５１２が隣接するウェファーの溝１８４内へ突出する。ハブ５１２及び溝１８４は隣接するウェファーを一体に保持して１つのローラが隣接する次のウェファーに対して回動するのを防止するのを助けるようにされている。補強体１５６と共にこれらの特徴によりウェファーを保持する別体の箱またはハウジングが不要となり、コネクタの簡素化を図っている。

ハウジング１７０および１７２には多くの穴（符号なし）が形成されており、そのように図示されている。これらの穴は本発明の重要な要素ではない。斯かる穴は「ピンチホール（ｐｉｎｃｈ ｈｏｌｅ）」と呼ばれ、シールド板１５０またはレセプタクル接触子４１０を射出成形中に保持するのに使用される。シールド板やレセプタクル接触子を射出成形中に保持して、最終製品におけるシールド板及びレセプタクル接触子間の間隔を均一にいじするのが望ましいことである。

図２はシールド板１５０を作製するのに使用するブランクをより詳細に図示している。好適な実施例では、シールド板１５０はロールに巻かれた金属から打ち抜かれる。該板はキャリアストリップ２１０上に保持されて取り扱いが容易にされている。板１５０を射出成形してシールド片１６６とした後でキャリアストリップが切断される。

板１５０は穴２１２を含んでいる。穴２１２はハウジング７０からのプラスチックで充填されて、ハウジング１７０で板１５０を係止するようにされている。
板１５０は、また、スロット２１４を含んでいる。スロット２１４はレセプタクル１５８の間に挟まるように位置決めされている。スロット２１４は板１５０のキャパシタンスを制御する機能を果たし、該キャパシタンスによりコネクタのインピーダンスが総体的に上降される。スロットはまた、レセプタクル１５８近傍の板内を流れる電流を流す機能も果たし、信号路となる。信号路近傍において帰器電流が高くなるとクロストークが低減される。

スロット２１６はスロット２１４と類似しているが、より大型であって、シールド板１５０がハウジング１７０に成形される時に、フィンガー３１６（図３）がシールド板１５０を通過できるようにしている。フィンガー３１６は絶縁材料から形成された小型のフィンガーであり、板１５０に対して板１２８を保持するのを助けるようにされている。図１において、中央の２つのキャビティ１７６の中間壁が一部取り除かれているのに留意したい。隣接したウェファー１５４（図示なし）からのフィンガー３１６がこの空間に嵌合して前記２つの中央キャビティ間の壁を埋める。フィンガー３１６はハウジング１７０を超えて伸長して隣接したウェファー（図示なし）のスロット１８４Ｂに嵌合することとなる。

スロット２１８は、所望の場合に、テール領域２２２がシールド板１５０の平面から逸脱して屈曲されるのを可能にしている。図９Ａは印刷回路坂上のトレースを図示しており、該トレースは、本発明のコネクタを取り付けるのに使用する穴の間に進路を形成している。図９Ａは信号穴１８６のコラムの一部及び接接触子１８８のコラムの一部を図示している。コネクタを使用してシングルエンド信号を搬送する場合には、トレース９１０及び９１２が可能な限り最大の接地により分離されているのが望ましい。したがって、接地穴１８８が信号穴１８６のコラム間の中央に配置されて、信号トレース９１０及び９１２が信号穴１８６と接地穴１８８との間で信号の進路を形成するのが望ましい。一方、図９Ｂは差動対信号用の好適な進路を図示している。差動対信号では、トレースが可能な限り一体に接近して進路を形成するのが望まれる。トレース９１４及び９１６が一体に接近するのを可能にするためには、接地穴１８８が信号穴１８６のコラムの中央に配置されないようにする。寧ろ、接地穴はオフセットして信号接触子１８６の１列に可能な限り接近できるようにする。斯かる配置により双方の信号トレース９１４及び９１６が接地穴１８８と信号穴１８６のコラムとの間に進路を形成できるようにされている。シングルエンドの構成では、テール領域２２２はシールド板１５０の平面から逸脱するように屈曲される。差動構成では、テール領域の屈曲はない。

シールド板１２８（図１）は、所望であれば、テール領域で同様に屈曲させることができる。好適な実施例では、板１２８はシングルエンド信号に対しては屈曲されておらず、差動信号に対しては屈曲されている点に注意したい。

タブ２２０はハウジング１７０を射出成形する前に板１５０の平面から逸脱するように屈曲される。タブ２２０は穴１８０間に巻き付く（図１）。タブ２２０は板１５０を確実にハウジング１７０に接着するの助ける。タブはまた、ハウジング１７０の前面即ちピンヘッダ１１４に面した表面を補強する。

図３はハウジング１７０内へインサート成形されて接地部１６６を形成した後のシールド板１５０を図示している。図３は、ハウジング１７０がビラミッド形状の突起３１０をシールド片１６６の前面に含んでいるのを図示している。マッチング凹部（図示なし）がピンヘッダ１１４の床に含まれている。突起３１０及びマッチング凹部は捩じりビーム接触子１４２のばね力が、ドーターカードコネクタ１１６がピンヘッダ１１４内に挿入される時に、隣接したウェファー１５４を広げるのを防止する。

図４はレセプタクル接触子ブランク４００を図示している。レセプタクル接触子ブランクは、金属シートから打ち抜かれるのが好適である。数多くの斯かるブランクがロール状に打ち抜かれる。好適な実施例では、８つのレセプタクル４１０Ａ…４１０Ｈを使用している。レセプタクル接触子４１０は搬送ストリップ４１２、４１４、４１６、４１８及び４２２上に一体に保持される。これらの搬送ストリップは、分断されて、ハウジング１７２が接触子の周りに成形された後で、接触子４１０Ａ…４１０Ｈを分離するの助ける。搬送トリップは製造作業の大半において保持しておきレセプタクル部１６８の取り扱いを容易にすることができる。

レセプタクル接触子４１０Ａ…４１０Ｈの各々は２つの脚１８２を含んでいる。該脚１８２は折り曲げられると共に屈曲されてレセプタクル１５８を形成する。
各レセプタクル接触子４１０Ａ…４１０Ｈはまた伝送領域４２４及びテール領域４２６を含んでいる。図４は等間隔に隔置された伝送領域４２４を図示している。この構成は、接触子間の間隔が最大になることからシングルエンド信号には好適なものとなる。

図４はテール領域がめっきを施した貫通穴に嵌合するのに適していることを図示したものである。その他のタイプのテール領域も使用することが可能である。例えば、はんだテールを代わりに使用することも可能である。

図５は、レセプタクル接触子ブランク４００を図示しており、ハウジング１７２がその周りに既に成形されている。
図６は、本発明の代替実施例に使用するのに適したレセプタクル接触子ブランク６００を図示している。レセプタクル６１０Ａ…６１０Ｈは対にグループ分けされている。即ち、（６１０Ａと６１０Ｂ）、（６１０Ｃと６１０Ｄ）、（６１０Ｅと６１０Ｆ）及び（６１０Ｇと６１０Ｈ）である。各対の伝送領域６２４は差動インピーダンスを維持しつつ、でき得る限り一体に接近させる。これにより隣接する対の間の間隔が増大する。この構成は差動信号の信号保全性即ちインテグリティを改善する。

テール領域６２６及びレセプタクル接触子ブランク４００及び６００は同一である。該テール領域はレセプタクル接触子４１０及び６１０のハウジング１７２から伸長する部分である。したがって、外面的にはシングルエンド信号でも差動信号でも信号部１６８は同一である。これによりシングルエンド信号ウェファー及び差動信号ウェファーがドーターカードコネクタと混合するのが可能となる。

図７Ａは本発明の改良された性能を説明する一助とする従来の技術によるコネクタを例示している。図７Ａはシールド板７１０を図示しており、該シールド板には片持ち梁状のビーム７１２が形成されている。接点にはＸの標識が付けてある。ブレード７１４は点７２２でバックプレーン（図示なし）に接続してある。

信号は信号ピン７１６及び７１８を介してシールド板の近傍を流れて伝送される。板７１０及びブレード７１４が信号リターンとして作用する。信号路７２０はこれらの要素を過通っており、それをループとして図示している。信号路７２０はピン７１８を通り抜けている点に注意したい。公知の如く、導体を通過するループ内を流れる信号は誘導的に導体に結合する。従って図７Ａの構成ではピン７１６から７１８まで比較的高い結合又はクロストークが発生することになる。

図７Ｂは図７Ａの構成の側面図である。片持ち梁状のビーム７１２がブレード７１４の間隔はｄ２であって、こちらの方が大きい。高周波信号を伝送する時には信号路と接地との間の距離により信号路のインピーダンスが決定される。距離が変化すればインピーダンスが変化し、インピーダンスが変化すれば信号反射が変化し、望ましいことではない。

図７Ｃは同一構成のものが嵌め合いを完了した時の図である。ブレード７１４は片持ち梁状ビーム７１２の下を滑動しなければならない。挿入が正しくなされなければ、ブレード７１４が片持ち梁状ビーム７１２の端部に衝突せざるを得ず、この現象を「スタッビング」と呼んでいる。これによりコネクタが破損することがあり、コネクタには甚だ望ましくないことである。

反対に、図８は本発明により作製したコネクタの要素の略図である。シールド板１２８及び１５０は重なり合う。捩じりビーム１４６上のＸマークをした点で接触がなされる。信号路８２０は、信号ピン１２２を通過していた１５０を通って接点Ｘまで戻り、アーム１４６、板１２８及び板１３０を通過して流れる。信号路８２０はバックプレーン（図８には図示なし）を通って完了する。信号路８２０は隣接する信号ピン１２２を通り抜けていないことに留意したい。このように、クロストークが従来の技術に比較して著しく低減される。

図８Ｂはドーターカードコネクタ１１６をピンヘッダ１１４に嵌め合わせる前のシールド板１２８及び１５０の略図である。図８Ｂの斜視図では、アーム１４６が板１２８の平面から逸脱して屈曲されているのが図示されている。板１５０及び１２８が嵌め合い中に互いに沿って滑動すると、アーム１４６が板１２８の平面に戻される。

図８Ｃは板１２８及び１５０が嵌合した構成を図示している。ディムプル８１０がアーム１４６内に圧入されて板１５０に接触しているのが図示されている。アーム１４６を板１２８の平面に戻すとことにより生じる捩じりばね力が電気接触を確実なものとしている。板１２８または１５０と隣接する信号接触子との間隔は図７Ｂに図示した不連続となるものほど大きくはない。これによりコネクタの電気性能が向上する。

図８Ｂから図８Ｃの構成に移る時には、スタッビングを起こすほどの表面の唐突さはない。従って、捩じり接触子を用いれば、コネクタの機械的強度が従来の技術のものより改善される。

図１０はウェファー１５４（図１）の代替実施例である。図１０の実施例では、搬送ストリップ１０１０上のシールドブランクが射出成形により絶縁性ハウジング１０７０内に封入される。シールドテール１０３０はハウジング１０７０から伸長している如く図示されている。ハウジング１０７０はキャビティ１０１６、１０１７、１０１８及び１０９０を含む。シールドブランクは切断屈曲されてキャビティ１０１６、１０１７、１０１８及び１０９０内に接触子を形成する。

キャビティ１０１６、１０１７、１０１８及び１０９０には床に穴１０２２が形成されている。ピンヘッダからのピンが嵌合中にこれらの穴を介して挿入され、ピン及び接触子のばね力を介して係合してシールドへの電気的接続が確実にされる。

図１０の実施例では、信号接触子は別個に打ち抜かれる。接触子の伝送ライン部分はキャビティ１０２６内に施設される。信号接触子のレセプタクル部分はキャビティ１０２４内に挿入される。

各コラムに使用する信号接触子の数は任意であることを図１０のウェファーは例示している。図１０では、４つの信号接触子が各コラムに使用されているのが図示されている。また、板１２８に代わりピンを使用することも可能であることも同図によりわかる。しかしながら、電気性能上は相違があると考えられる。図１０の構成では板が使用される。斯かる場合にはキャビティ１０１６、１０１７、１０１８及び１０９０内の一連の別個の穴１０２２に代わって、スロットがキャビティを通るようにすることが可能である。

図１１Ａは板１２８上の接触子１４２の代替実施例を図示している。板１１２８は一連の捩じり接触子１１４６を含んでいる。各接触子は板１１２８からアーム１１４６を打ち抜いて作製されている。ここで、アームは曲がりくねった形状を有している。上記に説明した如く、アーム１４６は十分な長さにされて良好な柔軟性を有するのが望ましい。しかしながら、電流は信号ピン１２２を通る電流の流れに垂直な方向に可能な限り狭い領域内で接触し１４２を通って流れるのが望ましい。上記２つのゴールを達成するためにはアーム１１４６は曲がりくねった形状に打ち抜かれる。

図１１Ｂは図１Ａの線Ｂ−Ｂに沿った板１２８の横断面図である。図示の如く、アーム１１４６は板１１２８の平面から逸脱して屈曲されている。コネクタの半休との嵌合中に、アームは押し戻されて板１１２８の平面内に戻り、これにより捩じり力が発生する。

図１２はコネクタ１００の追加の図である。図１２はドーターカードコネクタ１１６の表面１２１０を図示している。ピンヘッダ１１４の下部表面もまた見える。この図においては、板１２８の圧嵌めテール１２４の向きが信号ピン１２２の圧嵌めテール１３０の向きと直角になっている。

例
本発明により作製したコネクタを試験した。試験はシングルエンドの構成のものに就いてなされ、１０本の近接したラインから成る１本の信号ラインに就いてなされた。信号の立ち上がり時間が５００ｐｓの場合のクロストークは４．９％であった。前方へのクロストークは３．２％であった。反射は測定に値しないくらい小さなものであった。コネクタの実信号密度は１リニアインチ当たり１０１であった。

１つの実施例に就いて説明してきたが、多くの代替実施例又は修正を施すことが可能である。例えば、コネクタのサイズを説明したものから増減することが可能である。また、コネクタを形成する材料は説明に使用したもの以外の材料を使用することが可能である。

説明した特定の構造に様々な変更を加えることは可能である。例えば、クリップ１７４が全体として対照に図示されている。クリップ１７４を細長くして、長軸を信号片１６８中の信号接触子と平行に伸長するようにし、それと垂直となる短軸を可能な限り短くすればシールド板１５０の効果を増大することが可能である。

また、製造技術も変更することが可能である。例えば、複数のウェファーを補強体上に載せてドーターカードコネクタを形成すると説明したが、複数のシールド片及び信号レセプタクルを形成したハウジング内に挿入して同等の構造体を形成することも可能である。

従って、本発明は、添付の請求項の趣旨及び範囲にのみ限定されるものである。

本発明は、以下の詳細な説明及び添付図面を参照するとより良く理解されるものであり、添付図面中、
図１は、本発明により作製したコネクタの分解図であり、 図２は、図１のコネクタに使用されているシールド板の素材板即ちブランクであり、 図３は、図２のシールド板ブランクがハウジング要素にインサート成形された後の図であり、 図４は、図１のコネクタに使用されている信号接触子ブランクであり、 図５は、図４の信号接触子ブランクがハウジング要素にインサート成形された後の図であり、 図６は、差動モジュールを作製するのに適した図４の信号接触子ブランクの代替の実施例であり、 図７Ａ−７Ｃは、従来のコネクタの作動図であり、 図８Ａ−８Ｃは、図１のコネクタの同様の作動図であり、 図９Ａ及び９Ｂは、本発明の、それぞれ、シングルエンド及び差動実施例用のバックプレーン穴及び信号トレースの図であり、 図１０は、本発明の代替実施例の図であり、 図１１Ａは、図１の板１２８の代替実施例であり、１１Ｂは、図１１Ａの線Ｂ−Ｂに沿った横断面図であり、及び 図１２は、本発明によるコネクタの等角投影図である。

Claims (13)

1. 電気コネクタにおいて、
   互いに平行に且つ互いに位置を揃えて配設された複数のウェファーを備え、それら複数のウェファーの各々は、
   ａ）シールド板を備え、
   ｂ）モールド成形によって前記シールド板の一部分がその内部に埋設されるように形成された第１絶縁性ハウジングを備え、該第１絶縁性ハウジングには複数のキャビティが形成されており、
   ｃ）インサートモールド成形によって第２絶縁性ハウジングの内部に埋設された複数の信号レセプタクル接触子を備え、該複数の信号レセプタクル接触子の各々が、前記複数のキャビティの１つずつに収容されている、
   ことを特徴とする電気コネクタ。
2. ａ）前記複数のウェファーのうちの一部のウェファーにおいて、各ウェファーの前記複数の信号レセプタクル接触子の間隔が等間隔とされており、
   ｂ）前記複数のウェファーのうちの一部のウェファーにおいて、各ウェファーの前記複数の信号レセプタクル接触子が２つずつ対にされており、対を成す２つの前記信号レセプタクル接触子の間の間隔が、互いに異なる対に含まれている前記信号レセプタクル接触子どうしの間の間隔より狭くされている、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記複数のウェファーの全てにおいて、各ウェファーの前記複数の信号レセプタクル接触子の間隔が等間隔とされていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
4. 前記複数のウェファーの全てにおいて、各ウェファーの前記複数の信号レセプタクル接触子が２つずつ対にされており、対を成す２つの前記信号レセプタクル接触子の間の間隔が、互いに異なる対に含まれている前記信号レセプタクル接触子どうしの間の間隔より狭くされていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
5. ａ）各々の前記シールド板が、係止部を備えており、
   ｂ）各々の前記第２絶縁性ハウジングが、前記シールド板の前記係止部に係合する係合部を備えている、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
6. 前記第２絶縁性ハウジングが、前記第１絶縁性ハウジングと係合するための係合手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
7. 更に、金属製補強体を備えており、該金属製補強体に、前記複数のウェファーが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
8. 前記複数の信号レセプタクル接触子が、印刷回路板に接続するためのテール部を夫々に有しており、それらテール部は、互いに平行に前記ウェファーから延出しており、更に、各々の前記シールド板が、前記複数の信号レセプタクル接触子の夫々の前記テール部と平行に延在して前記ウェファーから延出している複数のテール部を備えていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
9. 各々の前記シールド板から延出している前記複数のテール部は、当該シールド板の第１領域に取り付けられており、各々の前記シールド板の前記第１領域は、当該シールド板のうちの前記絶縁性ハウジングの内部に埋設されている部分に対して平行に、だだし、当該埋設部分の延展平面とは異なる平面内を延展していることを特徴とする請求項８記載の電気コネクタ。
10. 各々の前記キャビティを画成している壁面に、貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
11. ａ）各々の前記キャビティの一方の壁面に、当該壁面から延出したプラットフォームが形成されており、
    ｂ）各々の前記信号レセプタクル接触子が、一対の脚を備えており、
    ｃ）各々の前記一対の脚のうちの第１脚は前記プラットフォームの第１側に位置しており、各々の前記一対の脚のうちの第２脚は前記プラットフォームの前記第１側とは反対側の第２側に位置している、
    ことを特徴とする請求項９記載の電気コネクタ。
12. 各々の前記ウェファーにおける前記第１絶縁性ハウジングは、互いに隣接する２つの前記ウェファーの間に１つずつのキャビティを画成するような形状に形成されており、前記キャビティの一方の内壁面は、互いに隣接する２つの前記ウェファーのうちの一方の前記シールド板により画成されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
13. 各々の前記シールド板が、当該シールド板に取り付けられた複数のフィンガーを有しており、それら複数のフィンガーが前記キャビティ内へ突出していることを特徴とする請求項１２記載の電気コネクタ。