JP2015210888A - コネクタ、及び、コンタクト - Google Patents

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Abstract

【課題】インピーダンス整合が取れた状態で、信号を伝送することができるコネクタ、及び、コンタクトを提供する。【解決手段】コネクタは、基板に形成される信号線及びグランド線と同軸ケーブルとを接続するコネクタであって、基板に固定される筐体に形成される案内溝内に配設されるグランド基部と、グランド基部から筐体の第1端側に伸延して同軸ケーブルのグランド線に接続される第1グランド接続部とを有するグランド端子と、筐体の案内溝内で筐体に保持され、グランド基部から絶縁された状態でグランド基部によって囲まれるシグナル基部と、シグナル基部から筐体の第1端側に伸延して同軸ケーブルの信号線に接続される第1シグナル接続部とを有するシグナル端子とを含み、グランド端子及びシグナル端子は、それぞれ、筐体が基板に取り付けられる際に、筐体の第2端側でばね弾性によって付勢されて基板のグランド線及び信号線に接続される。【選択図】図6

Description

本発明は、コネクタ、及び、コンタクトに関する。
従来より、複数本の同軸コネクタが結線されたプラグと、実装基板に実装されて前記プラグが挿抜自在に接続されるレセプタクルとを備える多極同軸コネクタがある(例えば、特許文献1参照)。
前記プラグは、差込方向の前面に横長の嵌合穴を有する樹脂製のハウジングと、複数本の前記同軸ケーブルの中心導体および外周導体にそれぞれ電気的に接続される複数組の信号用端子板およびGND用端子板を備え、各組の信号用端子板およびGND用端子板が嵌合穴を挟んで対向するようにして、複数組の信号用端子板およびGND用端子板が嵌合穴の長手方向に並べて配置される。
前記レセプタクルは、前記プラグ側に向かって突出形成されて前記ハウジングの嵌合穴内に挿入される横長の柱状部と、当該柱状部にそれぞれ保持されて、各組の信号用端子板およびGND用端子板に対して、それぞれ、柱状部側から弾性接触する複数組の信号用弾接ばね片およびGND用弾接ばね片を備える。
特開2009−129863号公報
ところで、従来のコネクタは、信号用端子板とGND用端子板とのインピーダンス整合が十分ではないため、インピーダンス整合が取れた状態で、信号を伝送することが困難になるおそれがある。
そこで、インピーダンス整合が取れた状態で、信号を伝送することができるコネクタ、及び、コンタクトを提供することを目的とする。
本発明の実施の形態のコネクタは、基板に形成される信号線及びグランド線と同軸ケーブルとを接続するコネクタであって、前記基板に取り付けられる筐体と、前記筐体の第1端と当該第1端の反対の第2端との間に形成される案内溝に配設されるグランド基部と、前記グランド基部から前記筐体の前記第1端の側に伸延して前記同軸ケーブルのグランド線に接続される第1グランド接続部とを有するグランド端子と、前記筐体の前記案内溝の内部において前記筐体に保持され、前記グランド端子の前記グランド基部から絶縁された状態で前記グランド基部によって囲まれるシグナル基部と、前記シグナル基部から前記筐体の前記第1端の側に伸延して前記同軸ケーブルの前記信号線に接続される第1シグナル接続部とを有するシグナル端子とを含み、前記グランド端子及び前記シグナル端子は、それぞれ、前記筐体が前記基板に取り付けられる際に、前記筐体の前記第2端の側においてばね弾性によって撓んだ状態で、前記基板の前記グランド線及び前記信号線に接続される。
インピーダンス整合が取れた状態で、信号を伝送することができるコネクタ、及び、コンタクトを提供することができる。
実施の形態1のコネクタ100A、100Bを示す図である。 実施の形態1のコネクタ100Aを示す図である。 実施の形態1のコネクタ100Bを示す図である。 実施の形態1のコネクタ100Aが接続されるFPCアセンブリ400のコネクタ410Aを示す図である。 実施の形態1のコネクタ100Bが接続されるFPCアセンブリ400のコネクタ410Bを示す図である。 実施の形態1のコンタクト120Aを示す図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。 実施の形態1のコネクタ100AとFPCアセンブリ400のコネクタ410Aとを接続した状態を示す断面図である。 実施の形態1のコンタクト120Bを示す図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。 実施の形態1のコネクタ100BとFPCアセンブリ400のコネクタ410Bとを接続した状態を示す断面図である。 実施の形態1のコネクタ100に接続されるコネクタ410Aの同軸ピン412Aを示す図である。 実施の形態1のコネクタ100に接続されるコネクタ410Aの同軸ピン412Aを示す図である。 FPC基板420の変形例を示す図である。 実施の形態1のコネクタ100A、100Bとの間に同軸ケーブルアセンブリ600を接続した状態を示す図である。 同軸ピン412Cを示す図である。 実施の形態2のコネクタ200を基板300Aとコネクタ410Aとの間に配設した状態を示す図である。 実施の形態2のコネクタ200を示す図である。 実施の形態2のコンタクト220を示す図である。 筐体210の貫通孔210Aの内部に配設されるコンタクト220を基板300Aに押圧する原理を説明する図である。 実施の形態2のコンタクト220を接続する基板300Aの表面を示す図である。
以下、本発明のコネクタ、及び、コンタクトを適用した実施の形態について説明する。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1のコネクタ100A、100Bを示す図である。図1(A)に示すように、コネクタ100Aは、基板300Aに取り付けられており、コネクタ100Bは、基板300Bに取り付けられている。
基板300A、300Bには、それぞれ、信号線及びグランド線が形成されている。基板300A、300Bの信号線及びグランド線は、例えば、2.0Gbps程度の高速の信号を伝送できるように、特性インピーダンスが所定値(例えば50Ω)に設定されている。
このような特性インピーダンスの信号線等を有する基板300A、300Bは、例えば、信号線及びグランド線をマイクロストリップライン又はコプレーナラインの構造にすることで実現することができる。コネクタ100A、100Bは、それぞれ、基板300A、300Bに形成される信号線及びグランド線に接続されている。
FPC(Flexible Printed Circuit board)アセンブリ400は、コネクタ410A、410Bと、2枚(一対)のFPC基板420とを含む。一対のFPC基板420には、それぞれ、信号線及びグランド線が形成されている。
FPC基板420の信号線及びグランド線は、例えば、2.0Gbps程度の高速の信号を伝送できるように、特性インピーダンスが所定値(例えば50Ω)に設定されている。一対のFPC基板420の一端にはコネクタ410Aが接続され、他端にはコネクタ410Bが接続されている。
コネクタ100Aと100Bに、それぞれ、FPCアセンブリ400のコネクタ410A、410Bを接続すると、図1(B)に示す状態になる。
図2は、実施の形態1のコネクタ100Aを示す図であり、(A)は斜視図、(B)は三面図である。三面図は、左上の図から時計回りに順に、正面、側面、平面を示す。
コネクタ100Aは、筐体110Aの44個の貫通孔の内部に、それぞれ、44個のコンタクト120Aを装着したものである。また、図2(A)、(B)には、筐体110Aを基板300A(図1参照)に取り付ける際に用いるガイドピン111Aを示す。ガイドピン111Aは、筐体100Aに埋め込まれたナット112Aにねじ止めされている。
ガイドピン111Aに対応した貫通孔を基板300Aに形成し、筐体110Aを位置合わせした状態で、ガイドピン111Aをねじ止めすることにより、コネクタ100Aは図1(A)に示すように基板300Aの一方の面に取り付けられる。ガイドピン111Aは、例えば、銅、ニッケル等の金属、又は、樹脂によって形成される。
筐体110Aは、絶縁材料製であればよく、例えば、エポキシ樹脂等で作製することができる。筐体110Aは、直方体状の部材であり、44個のコンタクト120Aを挿通させるための44個の貫通孔が形成される。
コンタクト120Aは、一端及び他端を有し、基板300Aの一方の面に対して略垂直な方向に延在している(図1参照)。コンタクト120Aは、例えば、銅、ニッケル等の金属によって形成される。
図2(A)と図2(B)の正面図には、コンタクト120Aの一端を示し、図2(B)の平面図にはコンタクト120Aの他端を示す。コンタクト120Aの一端は、平面視で基板300Bの一方の面の鉛直上方を向いており、他端は、一端とは反対に基板300Aの一方の面に対向している。コンタクト120Aの一端は、FPCアセンブリ400のコネクタ410Aに接続され、コンタクト120Aの他端は、基板300Aの信号線及びグランド線に接続される。なお、図2(C)では基板300Aに形成される信号線及びグランド線を省略する。
図3は、実施の形態1のコネクタ100Bを示す図であり、(A)は2つ(一対)のコネクタ100Bを基板300Bに取り付けた状態を示す斜視図、(B)は(A)に対応する三面図、(C)はコネクタ100Bの単独での状態を示す斜視図である。三面図は、左上の図から時計回りに順に、正面、側面、平面を示す。
図3(A)、(B)に示すように、一対のコネクタ100Bは、基板300Bの端辺に沿って、それぞれ両側の面に取り付けられている。一対のコネクタ100Bは、基板300Bの端辺に沿った位置において、基板300Bの両面にそれぞれ設けられて基板300Bを間に挟んだ状態で、一対のねじ502によって固定されている。基板300Bには一対のねじ502に対応した一対の貫通孔が形成されており、一対のねじ502は、互いに逆方向にねじ込まれている。
図3(A)〜(C)に示すように、各コネクタ100Bは、筐体110Bの44個の貫通孔の内部に、それぞれ、44個のコンタクト120Bを装着したものである。コンタクト120Bは、一端及び他端を有し、基板300Bの両面に沿う方向に延在している。コンタクト120Bは、例えば、銅、ニッケル等の金属によって形成される。
筐体110Bは、絶縁材料製であればよく、例えば、エポキシ樹脂等で作製することができる。筐体110Bは、直方体状の部材であり、44個のコンタクト120Bを挿通させるための44個の貫通孔が形成される。
図3(A)、(B)には、コンタクト120Bの一端を示し、図3(C)にはコンタクト120Bの他端を示す。コンタクト120Bの一端は、平面視で基板300Bの外側を向いており、他端は、一端とは反対に平面視で基板300Bの中央側を向いている。コンタクト120Bの一端は、FPCアセンブリ400のコネクタ410Bに接続され、コンタクト120Bの他端は、基板300Bの信号線及びグランド線に接続される。なお、図3(C)では基板300Bに形成される信号線及びグランド線を省略する。
また、筐体110Bには、一対のガイドピン111Bが設けられている。ガイドピン111Bは、コンタクト120Bの一端と同様の方向を向くように筐体110Bから突出しており、コネクタ100BにFPCアセンブリ400のコネクタ410Bを接続する際に、コネクタ410Bを案内する。ガイドピン111Bは、例えば、銅、ニッケル等の金属、又は、樹脂によって形成される。
図4は、実施の形態1のコネクタ100Aが接続されるFPCアセンブリ400のコネクタ410Aを示す図であり、(A)は三面図、(B)はコネクタ410Aに板金503を取り付けた状態を示す斜視図、(C)は板金503を単独で示す斜視図である。三面図は、左上の図から時計回りに順に、正面、側面、平面を示す。
コネクタ410Aは、筐体411A、同軸ピン412A、及びガイドピン413Aを有する。コネクタ410Aが同軸ピン412Aを有するのは、FPC基板420と基板300Aとの間における信号の反射や伝送損失を低減し、信号の伝送特性を向上させるためである。
筐体411Aの44個の貫通孔には、同軸ピン412Aが嵌着されている。同軸ピン412Aの一端は、三面図のうちの正面図と図4(B)とに示されており、コネクタ100Aのコンタクト120Aの一端に接続される。また、図4(A)の平面図に示す同軸ピン412Aの他端は、FPC基板420(図1参照)の信号線及びグランド線に接続される。なお、同軸ピン412Aは、例えば、銅、ニッケル等の金属によって形成される。
ガイドピン413Aは、筐体411Aに対してねじ止めされており、図4(C)に示す板金503の開口部503Aに筐体411Aを挿入し、図4(B)に示す上側からガイドピン413Aをねじ込むことによって筐体411Aと板金503とが固定される。
ガイドピン413Aは、コネクタ100Aのガイドピン111Aが内部に挿入されることにより、コネクタ410Aとコネクタ100Aとの位置決めを行うために設けられている。ガイドピン413Aは、例えば、銅、ニッケル等の金属、又は、樹脂によって形成される。
また、板金503の厚さの分をクリアするために、ガイドピン413Aを筐体411Aにねじ込んだ状態では、ガイドピン413Aの根元に凹部が形成されている。凹部は、ガイドピン413Aの直径が小さくされた部分である。
なお、板金503は、コネクタ410Aとコネクタ100Aを実装する際に用いられる。例えば、一枚の板金503に、複数のコネクタ410Aを配列しておけば、対応する複数のコネクタ100Aを容易に接続することができる。板金503は、板状の部材であればよく、金属に限らず樹脂で作製してもよい。
図5は、実施の形態1のコネクタ100Bが接続されるFPCアセンブリ400のコネクタ410Bを示す図であり、(A)は斜視図、(B)は三面図である。
コネクタ410Bは、筐体411B、同軸ピン412B、及びガイドピン413Bを有する。コネクタ410Bが同軸ピン412Bを有するのは、FPC基板420と基板300Bとの間における信号の反射や伝送損失を低減し、信号の伝送特性を向上させるためである。
筐体411Bの22個の貫通孔には、それぞれ、22個の同軸ピン412Bが嵌着されている。このようなコネクタ410Bは、2つを組として用いられ、FPC基板420に接続される(図1参照)。
同軸ピン412Bの一端は、図5(A)に三面図のうちの正面図と図5(B)とに示されており、コネクタ100Bのコンタクト120Bの一端に接続される。また、図5(B)の平面図に示す同軸ピン412Bの他端は、FPC基板420(図1参照)の信号線及びグランド線に接続される。同軸ピン412Bは、例えば、銅、ニッケル等の金属によって形成される。
ガイドピン413Bは、筐体411Bに対してねじ止めされており、コネクタ100Bのガイドピン111Bが内部に挿入されることにより、コネクタ410Bとコネクタ100Bとの位置決めを行うために設けられている。ガイドピン413Bは、例えば、銅、ニッケル等の金属、又は、樹脂によって形成される。
なお、一対のコネクタ410Bは、一対のねじ504及びナット505によって互いに固定されている。一対のねじ504は、互いに逆方向にねじ込まれている。また、ねじ504及びナット505は、ホルダ500をコネクタ410Bに固定している。ホルダ500は、FPC基板420をコネクタ410Bに固定する部材である。
また、ガイドピン413Bの根元には、コネクタ410Aのガイドピン413Aの根元と同様の凹部が形成されており、コネクタ410Bについても、板金503と同様の板金を用いることにより、複数のコネクタ410Bと複数のコネクタ100Bを容易に接続することができる。
図6は、実施の形態1のコンタクト120Aを示す図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。
コンタクト120Aは、グランド端子130A及びシグナル端子140Aを有する。グランド端子130Aは、基部131Aと、接続部132A及び133Aとを有する。
基部131Aは、円筒状の部材であり、円筒形状の両端に、それぞれ、接続部132A及び133Aが接続されている。基部131Aは、接続部132Aが接続される側から、円筒の中心軸に沿って一対の切り欠き部131A1が形成されている。切り欠き部131A1は、筐体110Aに対して基部131Aの位置決めを行うとともに、筐体110Aの一部が基部131Aの内部まで入り込んでシグナル端子140Aを保持するために設けられている。
接続部132Aは、基部131Aの一端から円筒形状の中心軸に沿って伸延する一対の導電部であり、コネクタ410Aの同軸ピン412Aのグランド端子に接続される。一対の接続部132Aは、同軸ピン412Aのグランド端子が挿入されると、互いの間隔を狭める方向にばね弾性力が働くような板ばね構造を有している。
接続部133Aは、基部131Aの他端から伸延する一対の導電部であり、シグナル端子140Aの接続部143Aとともにコプレーナ線路を構築する。すなわち、一対の接続部133Aは、コプレーナ線路の両脇に位置するグランドラインを構築する。このため、接続部133Aは、接続部143Aに沿って湾曲した形状を有する。
接続部133Aは、ばね弾性を有する板ばね構造を備えており、図6(B)に矢印で示すように、基部131Aの円筒形状の中心軸方向に押圧されることにより、ばね弾性によって先端が基板300A(図1参照)のグランド線に押圧される。これにより、接続部133Aの先端と、基板300Aのグランド線との確実な電気的接続を確保することができる。
シグナル端子140Aは、基部141Aと、接続部142A及び143Aとを有する。
基部141Aは、接続部142Aと143Aとの間に位置する細い板状の部材であり、両端に、それぞれ、接続部142A及び143Aが接続されている。基部141Aの板状部材の幅及び厚さは、基部131Aの円筒形状の内部に収まる大きさであり、筐体110Aによって保持されることにより、板状部材の中心軸と円筒形状の中心軸が一致するように配設される。
接続部142Aは、基部141Aの一端から円筒形状の中心軸に沿って伸延する一対の導電部であり、コネクタ410Aの同軸ピン412Aのシグナル端子に接続される。一対の接続部142Aは、グランド端子130Aの一対の接続部132Aの内側に位置するように配設されており、同軸ピン412Aのシグナル端子が挿入されると、互いの間隔を狭める方向にばね弾性力が働くような板ばね構造を有している。
接続部143Aは、基部141Aの他端から伸延する一本の導電部であり、グランド端子130Aの一対の接続部133Aの間に位置し、コプレーナ線路を構築する。すなわち、接続部143Aは、コプレーナ線路の中央に位置するシグナルラインを構築する。このため、接続部143Aは、接続部133Aに沿って湾曲した形状を有する。
接続部143Aは、ばね弾性を有する板ばね構造を備えており、図6(B)に矢印で示すように、基部141Aの円筒形状の中心軸方向に押圧されることにより、ばね弾性によって先端が基板300A(図1参照)の信号線に押圧される。これにより、接続部143Aの先端と、基板300Aの信号線との確実な電気的接続を確保することができる。
以上のように、コンタクト120Aは、グランド端子130Aとシグナル端子140Aを有し、シグナル端子140Aの基部141A及び接続部142Aは、それぞれ、グランド端子130Aの基部131A及び接続部132Aの内側に配設されている。これは、基部141A及び接続部142Aと基部131A及び接続部132Aとのインピーダンス整合を良好にして、信号の反射や伝送損失を低減し、信号の伝送特性を向上させるためである。
また、シグナル端子140Aの接続部143Aは、グランド端子130Aの接続部133Aとともに、コプレーナ線路を構築しており、信号の反射や伝送損失を低減し、信号の伝送特性を向上させるためである。
すなわち、コンタクト120Aは、基板300Aとコネクタ410Aとの間における信号の伝送特性を改善し、特性インピーダンスが所定値(例えば50Ω)になるような構成を有している。
図7は、実施の形態1のコネクタ100AとFPCアセンブリ400のコネクタ410Aとを接続した状態を示す断面図である。
図7に示すように、グランド端子130Aの基部131A及び接続部132Aは、筐体110Aの貫通孔113Aの内部に収納されており、基部131Aは貫通孔113Aの内部に形成される一対の壁部114Aによって固定されている。一対の壁部114Aは、貫通孔113Aの内部に設けられており、基部131Aを固定するために設けられている。
また、シグナル端子140Aの基部141Aは、一対の壁部114Aの内側において、図示しない壁部114Aと同様の壁部によって筐体110Aに固定されている。
シグナル端子140Aの一対の接続部142Aの間には、コネクタ410Aの同軸ピン412Aの信号線412ASの先端412AS1が嵌着されている。また、グランド端子130Aの一対の接続部132Aの間には、コネクタ410Aの同軸ピン412Aのグランド線412AGの先端412AG1が嵌着されている。これにより、コネクタ100Aとコネクタ410Aは、電気的に接続されている。なお、信号線412ASとグランド線412AGの間は、絶縁体412AZで絶縁されており、絶縁体412AZによって信号線412ASとグランド線412AGの位置決めがなされている。
また、グランド端子130Aの接続部133Aと、シグナル端子140Aの接続部143Aとは、それぞれ、ばね弾性で撓んだ(付勢された)状態で、基板300Aのグランド線と信号線とに接続される。これにより、接続部133A及び接続部143Aと、基板300Aのグランド線及び信号線とが電気的に接続される。
なお、コネクタ410Aの同軸ピン412Aの信号線412ASの他端412AS2と、同軸ピン412Aのグランド線412AGの他端412AG2は、それぞれ、FPCアセンブリ400のFPC基板の信号線とグランド線に接続される。
図7に示すようにコネクタ100Aとコネクタ410Aとを接続すれば、コネクタ100A及び410Aは上述したように良好な特性インピーダンスを有するため、基板300AとFPC基板420との間における信号の伝送特性を改善することができる。
図8は、実施の形態1のコンタクト120Bを示す図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。
コンタクト120Bは、グランド端子130B及びシグナル端子140Bを有する。グランド端子130Bは、基部131Bと、接続部132B及び133Bとを有する。
基部131Bは、円筒状の部材であり、円筒形状の両端に、それぞれ、接続部132B及び133Bが接続されている。基部131Bは、接続部132Bが接続される側から、円筒の中心軸に沿って一対の切り欠き部131B1が形成されている。切り欠き部131B1は、筐体110Bに対して基部131Bの位置決めを行うとともに、筐体110Bの一部が基部131Bの内部まで入り込んでシグナル端子140Bを保持するために設けられている。
接続部132Bは、基部131Bの一端から円筒形状の中心軸に沿って伸延する一対の導電部であり、コネクタ410Bの同軸ピン412Bのグランド端子に接続される。一対の接続部132Bは、同軸ピン412Bのグランド端子が挿入されると、互いの間隔を狭める方向にばね弾性力が働くような板ばね構造を有している。
接続部133Bは、基部131Bの他端から伸延する一対の導電部であり、シグナル端子140Bの接続部143Bとともにコプレーナ線路を構築する。すなわち、一対の接続部133Bは、コプレーナ線路の両脇に位置するグランドラインを構築する。このため、接続部133Bは、接続部143Bに沿って湾曲した形状を有する。
接続部133Bは、ばね弾性を有する板ばね構造を備えており、図8(B)に矢印で示すように、基部131Bの円筒形状の中心軸に対して略垂直な方向に押圧されることにより、ばね弾性によって先端が基板300B(図1参照)のグランド線に押圧される。これにより、接続部133Bの先端と、基板300Bのグランド線との確実な電気的接続を確保することができる。なお、押圧方向は中心軸に対して略垂直な方向に限らず、中心軸に交差する方向であればよい。
シグナル端子140Bは、基部141Bと、接続部142B及び143Bとを有する。
基部141Bは、接続部142Bと143Bとの間に位置する細い板状の部材であり、両端に、それぞれ、接続部142B及び143Bが接続されている。基部141Bの板状部材の幅及び厚さは、基部131Bの円筒形状の内部に収まる大きさであり、筐体110Bによって保持されることにより、板状部材の中心軸と円筒形状の中心軸が一致するように配設される。
接続部142Bは、基部141Bの一端から円筒形状の中心軸に沿って伸延する一対の導電部であり、コネクタ410Bの同軸ピン412Bのシグナル端子に接続される。一対の接続部142Bは、グランド端子130Bの一対の接続部132Bの内側に位置するように配設されており、同軸ピン412Bのシグナル端子が挿入されると、互いの間隔を狭める方向にばね弾性力が働くような板ばね構造を有している。
接続部143Bは、基部141Bの他端から伸延する一本の導電部であり、グランド端子130Bの一対の接続部133Bの間に位置し、コプレーナ線路を構築する。すなわち、接続部143Bは、コプレーナ線路の中央に位置するシグナルラインを構築する。このため、接続部143Bは、接続部133Bに沿って湾曲した形状を有する。
接続部143Bは、ばね弾性を有する板ばね構造を備えており、図8(B)に矢印で示すように、基部141Bの円筒形状の中心軸に対して略垂直な方向に押圧されることにより、ばね弾性によって先端が基板300B(図1参照)の信号線に押圧される。これにより、接続部143Bの先端と、基板300Bの信号線との確実な電気的接続を確保することができる。なお、押圧方向は中心軸に対して略垂直な方向に限らず、中心軸に交差する方向であればよい。
以上のように、コンタクト120Bは、グランド端子130Bとシグナル端子140Bを有し、コンタクト120Aと同様の構成を有している。
すなわち、コンタクト120Bは、基板300Bとコネクタ410Bとの間における信号の伝送特性を改善し、特性インピーダンスが所定値(例えば50Ω)になるような構成を有している。
図9は、実施の形態1のコネクタ100BとFPCアセンブリ400のコネクタ410Bとを接続した状態を示す断面図である。図9には、基板300Bの端部に2つのコネクタ100Bが固定されている状態を示すが、2つのコネクタ100Bの構成は同様であるため、ここでは一方のコネクタ100Bについて説明する。
図9に示すように、グランド端子130Bの基部131B及び接続部132Bは、筐体110Bの貫通孔113Bの内部に収納されており、基部131Bは貫通孔113Bの内部に形成される一対の壁部114Bによって固定されている。一対の壁部114Bは、貫通孔113Bの内部に設けられており、基部131Bを固定するために設けられている。
また、シグナル端子140Bの基部141Bは、一対の壁部114Bの内側において、図示しない壁部114Bと同様の壁部によって筐体110Bに固定されている。
シグナル端子140Bの一対の接続部142Bの間には、コネクタ410Bの同軸ピン412Bの信号線412BSの先端412BS1が嵌着されている。また、グランド端子130Bの一対の接続部132Bの間には、コネクタ410Bの同軸ピン412Bのグランド線412BGの先端412BG1が嵌着されている。これにより、コネクタ100Bとコネクタ410Bは、電気的に接続されている。なお、信号線412BSとグランド線412BGの間は、絶縁体412BZで絶縁されており、絶縁体412BZによって信号線412BSとグランド線412BGの位置決めがなされている。
また、グランド端子130Bの接続部133Bと、シグナル端子140Bの接続部143Bとは、それぞれ、ばね弾性で撓んだ(付勢された)状態で、基板300Bのグランド線と信号線とに接続される。これにより、接続部133B及び接続部143Bと、基板300Bのグランド線及び信号線とが電気的に接続される。
なお、コネクタ410Bの同軸ピン412Bの信号線412BSの他端412BS2と、同軸ピン412Bのグランド線412BGの他端412BG2は、それぞれ、FPCアセンブリ400のFPC基板の信号線とグランド線に接続される。
図10及び図11は、実施の形態1のコネクタ100に接続されるコネクタ410Aの同軸ピン412Aを示す図である。なお、コネクタ100に接続されるコネクタ410Bの同軸ピン412Bの構成は、コネクタ410Aの同軸ピン412Aの構成と同様であるため、ここではコネクタ100に接続されるコネクタ410Aの同軸ピン412Aについいて代表的に説明する。
同軸ピン412Aは、信号線412AS、グランド線412AG、及び絶縁体412AZを有する。
信号線412ASは、円筒状のグランド線412AGの内部で絶縁体412AZによって同軸状に保持されている。これにより、信号線412ASの先端412AS1とグランド線412AGの先端412AG1とは同軸状になっている。また、信号線412ASの他端412AS2と、グランド線412AGの他端412AG2も同軸状になっている。
グランド線412AGの先端412AG1は、一対の切り欠きが形成されることによって板ばね構造が与えられており、コネクタ100Aの接続部132Aと嵌合し易くなっている。
信号線412ASの他端412AS2と、グランド線412AGの他端412AG2とには、切り欠きが形成されることによって板ばね構造が与えられてている。他端412AS2と他端412AG2の切り欠きは、対応した位置に形成されており、FPC基板420を挟めるように構成されている。
信号線412ASの他端412AS2にはFPC基板420の表面に形成される信号端子421が接続され、グランド線412AGの他端412AG2にはグランド端子422が接続される。
このような構造の信号線412ASの他端412AS2と、グランド線412AGの他端412AG2とは、例えば、位置決めをした状態でFPC基板420を切り欠きに差し込んだ状態で、一括的にかしめることにより、又は、はんだ付けを行うことにより、電気的な接続をより確実なものとすることができる。なお、はんだ付けは、例えば、パルスヒートはんだを採用することにより、組み立てに必要となるコストを削減することができる。
以上、実施の形態1のコネクタ100A、100Bによれば、上述のようなコンタクト120A及び120Bを用いることにより、コネクタ100Aとコネクタ410Aとの間、及び、コネクタ100Bとコネクタ410Bとの間をインピーダンス整合が取れた状態で接続することができる。
すなわち、基板300AとFPC基板420との間、及び、基板300BとFPC基板420との間をインピーダンス整合が取れた状態で接続することができる。
従って、実施の形態1によれば、インピーダンス整合が取れた状態で、信号を伝送することができるコネクタ100A、100Bと、コンタクト120A、120Bとを提供することができる。
なお、以上では、筐体110A、110Bがそれぞれ44個の貫通孔113A、113Bを有し、コンタクト120A、120Bが貫通孔113A、113Bによって案内されるとともに保持される形態について説明した。
しかしながら、筐体110A、110Bは、貫通孔113A、113Bの代わりに案内溝を有していてもよく、コンタクト120A、120Bは、筐体110A、110Bの案内溝によって案内されるとともに保持されてもよい。なお、貫通孔113A、113Bは、溝の周囲を覆ったものとして捉えることができるため、案内溝の一例である。
また、FPC基板420は次のように変形することができる。図12は、FPC基板420の変形例を示す図である。FPC基板420は、例えば、スリット420Aを形成することにより、一端420B以外の部分については短冊状に分離されていてもよい。スリット420Aによって分割された各々に信号線とグランド線を形成し、マイクロストリップライン又はコプイレーナラインのような構成にすることにより、特性インピーダンスを所定値(例えば50Ω)に設定すればよい。
なお、FPCアセンブリ400の代わりに、同軸ケーブルアセンブリを用いてもよい。
図13は、実施の形態1のコネクタ100A、100Bとの間に同軸ケーブルアセンブリ600を接続した状態を示す図である。
同軸ケーブルアセンブリ600は、コネクタ410A、410Bと、2つ(一対)の同軸ケーブル束620とを含む。一対の同軸ケーブル束620には、それぞれ、22組の信号線及びグランド線が形成されており、信号線の特性インピーダンスは所定値(例えば50Ω)に設定されている。一対の同軸ケーブル束620の一端にはコネクタ410Aが接続され、他端にはコネクタ410Bが接続されている。
すなわち、同軸ケーブルアセンブリ600は、図1に示すFPCアセンブリ400のFPC基板420を同軸ケーブル束620に置き換えたものである。同軸ケーブル束620は、22本の同軸ケーブルを束ねたものである。
コネクタ100Aと100Bに、それぞれ、同軸ケーブルアセンブリ600のコネクタ410A、410Bを接続すると、図1(B)に示す状態になる。
このような同軸ケーブルアセンブリ600を用いる場合は、同軸ピン412Aの他端412AS2及び他端412AG2に同軸ケーブル束620の同軸コネクタを接続してもよいが、図14に示すような同軸ピン412Cを用いてもよい。
図14は、同軸ピン412Cを示す図である。同軸ピン412Cは、図10に示す同軸ピン412Aの他端412AS2及び412AG2の代わりに、他端412CS2及び412CG2を接続したものである。このため、他端412CS2及び412CG2以外の構成は、図10に示す同軸ピン412Aと同様である。
他端412CS2及び412CG2は、他端412AS2及び412AG2のように切り欠きは形成されていない。他端412CS2は、同軸ケーブル束620(図13参照)のうちの1本の同軸ケーブル620Aの芯線620Sが内部に挿入されるように管状になっている。また、他端412CG2は、同軸ケーブル620Aのシールド線620Gが内部に嵌着される管状の構成になっている。以上のような。同軸ピン412Cを用いてもよい。
<実施の形態2>
図15は、実施の形態2のコネクタ200を基板300Aとコネクタ410Aとの間に配設した状態を示す図であり、(A)は接続状態を示す斜視図、(B)は分離した状態を示す斜視図である。
図15には、図1に示すコネクタ100Aの代わりに、コネクタ200を基板300Aとコネクタ410Aの間に接続する形態を示すが、コネクタ200は、コネクタ100Bの代わりに、基板300Bとコネクタ410Bとの間に用いてもよい。
図16は、実施の形態2のコネクタ200を示す図であり、(A)は斜視図、(B)は斜視分解図、(C)は(A)とは天地を逆にした状態を示す斜視図である。
コネクタ200は、筐体210、コンタクト220、及びブラケット230を有する。
コネクタ200は、筐体210及びブラケット230の44個の貫通孔の内部に、それぞれ、44個のコンタクト220を装着したものである。
筐体210は、絶縁材料製であればよく、例えば、エポキシ樹脂等で作製することができる。筐体210は、直方体状の部材であり、44個のコンタクト220を挿通させるための44個の貫通孔210Aが形成される。
ブラケット230は、絶縁材料製であればよく、例えば、エポキシ樹脂等で作製することができる。ブラケット230は、平面視で矩形状の板状部材であり、筐体210の貫通孔210Aに対応した44個の貫通孔230Aが形成される。ブラケット230は、筐体210の貫通孔210Aの内部にコンタクト220を収納した状態で、筐体210の一方の側の面に取り付けられ、コンタクト220を貫通孔210Aの内部に封じ込める。
図17は、実施の形態2のコンタクト220を示す図であり、(A)は斜視図、(B)は斜視分解図、(C)は側面図である。
コンタクト220は、グランド端子221、シグナル端子222、ばね223、及び絶縁体224を有する。
グランド端子221は、基部221Aと、接続部221B及び221Cとを有する。
基部221Aは、円筒状の部材であり、円筒形状の両端に、それぞれ、接続部221B及び221Cが接続されている。また、基部221Aの外周面には、外周壁の一部を径方向に折り曲げた突起部221Eが形成されている。接続部221B及び221Cは、ともに円筒状の部材であり、基部221Aを延長したような構成である。
接続部221Bは、基部221Aの一端から円筒形状の中心軸に沿って伸延する円筒状の導電部であり、コネクタ410Aの同軸ピン412Aのグランド端子に接続される。
接続部221Cは、基部221Aの他端から伸延する円筒状の導電部である。接続部221Cの先端には、3つの突起部221Dが形成されている。3つの突起部221Dは、接続部221Cの円筒形状の中心軸方向に突出しており、平面視で接続部221Cの円周状に等間隔で配置されている。
シグナル端子222は、基部222Aと、接続部222B及び222Cとを有する。
基部222Aは、接続部222Bと222Cとの間に位置する細い板状の部材であり、両端に、それぞれ、接続部222B及び222Cが接続されている。基部222Aの板状部材の幅及び厚さは、基部221Aの円筒形状の内部に収納される絶縁体224の貫通孔の内部に収まる大きさであり、絶縁体224によってグランド端子221に対して保持されることにより、板状部材の中心軸とグランド端子221の円筒形状の中心軸が一致するように配設される。
接続部222Bは、基部222Aの一端から伸延する一対の導電部であり、コネクタ410Aの同軸ピン412Aのシグナル端子に接続される。一対の接続部222Bは、実施の形態1のコンタクト120Aの接続部142Aと同様の構成を有しており、同軸ピン412Aのシグナル端子が挿入されると、互いの間隔を狭める方向にばね弾性力が働くようなばね構造を有している。
接続部222Cは、基部222Aの他端から伸延する細い板状の導電部である。接続部222Cは、基部222Bを延長したような構成を有する。
ばね223は、円筒状のグランド端子221の外周に設けられており、螺旋形状の内部にグランド端子221が挿入された状態で、グランド端子221の外周部の突起部221Eに係合している。ばね223は、図17(C)に示す上端が筐体210の貫通孔210Aの内部に係合することにより、グランド端子221及びシグナル端子222を基板300Aに押圧する。
絶縁体224は、基部221Aの円筒の内部に収納され、グランド端子221に対してシグナル端子222を保持している。シグナル端子222は、基部221Aの円筒の内部に係合する絶縁体224によって保持されることにより、グランド端子221の中心軸方向における位置決めが行われるとともに、シグナル端子222の板状部材の中心軸とグランド端子221の円筒形状の中心軸が一致するように配設される。
図18は、筐体210の貫通孔210Aの内部に配設されるコンタクト220を基板300Aに押圧する原理を説明する図である。図18では、1本のコンタクト220の動作原理を説明するために、筐体110についても1つの貫通孔210Aに対応する部分のみを示す。
貫通孔210Aの内部には段差部210Bが形成されている。段差部210Bは、貫通孔210Aの軸方向における中央部の内径を大きくすることにより、ばね223が図18における段差部210Bの上又は下にずれないように、ばね223を保持する部分である。なお、段差部210Bの下部は、ブラケット230の貫通孔230Aによって、ばね223が段差部210Bよりも下に落ちないように構成されている。
このようなコンタクト220を貫通孔210Aの内部に収納した状態で、筐体210を基板300Aに対して押圧した状態で固定すれば、基板300Aの信号線及びグランド線に、それぞれ、接続部222C及び突出部221Dを接続することができる。
図19は、実施の形態2のコンタクト220を接続する基板300Aの表面を示す図である。基板300Aの表面には、円環状の導電部301Aと、平面視で導電部301Aの中心に位置する円形の導電部302Aとが形成され、それぞれ、グランド線と信号線に接続されている。
突出部221D及び接続部222Cをそれぞれ、導電部301A及び導電部302Aに接続すれば、コンタクト220を基板300Aのグランド線と信号線に接続することができる。
以上、実施の形態2のコネクタ200によれば、上述のようなコンタクト220を用いることにより、コネクタ100Aとコネクタ410Aとの間、及び、コネクタ100Bとコネクタ410Bとの間をインピーダンス整合が取れた状態で接続することができる。
すなわち、基板300AとFPC基板420との間、及び、基板300BとFPC基板420との間をインピーダンス整合が取れた状態で接続することができる。
従って、実施の形態2によれば、インピーダンス整合が取れた状態で、信号を伝送することができるコネクタ200Aと、コンタクト220とを提供することができる。
以上、本発明の例示的な実施の形態のコネクタ、及び、コンタクトについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
100A、100B コネクタ
110A、110B 筐体
120A、120B コンタクト
130A グランド端子
131A 基部
132A、133A 接続部
140A シグナル端子
141A 基部
142A、143A 接続部
200 コネクタ
210 筐体
220 コンタクト
221 グランド端子
221A 基部
221B、221C 接続部
222 シグナル端子
222A 基部
222B、222C 接続部
223 ばね
224 絶縁体
230 ブラケット
300A、300B 基板
301A、302A 電部
400 FPCアセンブリ
410A、410B コネクタ
410A、410B コネクタ
411A、411B 筐体
412A、412B 同軸ピン
412AS 信号線
412AG グランド線
412AZ 絶縁体
413A、413B ガイドピン
420 FPC基板

Claims (11)

  1. 基板に形成される信号線及びグランド線と同軸ケーブルとを接続するコネクタであって、
    前記基板に取り付けられる筐体と、
    前記筐体の第1端と当該第1端の反対の第2端との間に形成される案内溝に配設されるグランド基部と、前記グランド基部から前記筐体の前記第1端の側に伸延して前記同軸ケーブルのグランド線に接続される第1グランド接続部とを有するグランド端子と、
    前記筐体の前記案内溝の内部において前記筐体に保持され、前記グランド端子の前記グランド基部から絶縁された状態で前記グランド基部によって囲まれるシグナル基部と、前記シグナル基部から前記筐体の前記第1端の側に伸延して前記同軸ケーブルの前記信号線に接続される第1シグナル接続部とを有するシグナル端子と
    を含み、
    前記グランド端子及び前記シグナル端子は、それぞれ、前記筐体が前記基板に取り付けられる際に、前記筐体の前記第2端の側においてばね弾性によって撓んだ状態で、前記基板の前記グランド線及び前記信号線に接続される、コネクタ。
  2. 前記グランド端子は、さらに、前記グランド基部から二手に分岐して前記筐体の前記第1端の反対の第2端の側に伸延し、前記筐体が前記基板に取り付けられる際にばね弾性によって撓んだ状態で、前記基板の前記グランド線に接続される一対の第2グランド接続部を有し、
    前記シグナル端子は、さらに、前記一対の第2グランド接続部の間に配設され、前記シグナル基部から前記一対の第2グランド接続部に沿って前記筐体の前記第2端の側に伸延し、前記筐体が前記基板に取り付けられる際にばね弾性によって撓んだ状態で、前記基板の前記信号線に接続される第2シグナル接続部を有する、請求項1記載のコネクタ。
  3. 前記筐体は、前記第2端が前記基板の一方の面に対応するように前記基板に取り付けられており、
    前記第2シグナル接続部と前記一対の第2グランド接続部とは、前記筐体を前記基板の厚さ方向において前記基板の前記一方の面に近づけると、当該近づける方向において自然長よりも収縮するばね状の部材で構成される、請求項1又は2記載のコネクタ。
  4. 前記筐体には、前記第1端と前記第2端との間を貫通し、前記筐体を前記基板に取り付ける部材を挿通させる孔部が形成される、請求項3記載のコネクタ。
  5. 前記筐体は、前記第1グランド接続部及び前記第1シグナル接続部が前記基板の端辺から前記一方の面に沿って平面視で前記基板の外側に伸延するように、前記基板の端辺に沿って前記基板に取り付けられており、
    前記第2シグナル接続部と前記一対の第2グランド接続部とは、前記筐体を前記基板の厚さ方向において前記一方の面に近づけると、当該近づける方向において自然長よりも収縮するばね状の部材で構成される、請求項1又は2記載のコネクタ。
  6. 前記筐体には、前記第1端と前記第2端とを結ぶ方向に対して交差する方向に前記筐体を貫通し、前記筐体を前記基板に取り付ける部材を挿通させる孔部が形成される、請求項5記載のコネクタ。
  7. 前記一対の第2グランド接続部と、前記第2シグナル接続部とは、コプレーナ線路を構築する、請求項1乃至6のいずれか一項記載のコネクタ。
  8. 基板に形成される信号線及びグランド線と同軸ケーブルとを接続するコネクタに含まれるコンタクトであって、
    円筒状のグランド基部と、前記グランド基部の第1端の側から伸延して前記同軸ケーブルのグランド線に接続される第1グランド接続部とを有するグランド端子と、
    前記グランド端子の前記グランド基部から絶縁された状態で前記グランド基部によって囲まれるシグナル基部と、前記シグナル基部から前記第1端の側に伸延して前記同軸ケーブルの前記信号線に接続される第1シグナル接続部とを有するシグナル端子と
    を含み、
    前記グランド端子及び前記シグナル端子は、それぞれ、前記第1端の反対の第2端の側において、ばね弾性によって撓んだ状態で、前記基板の前記グランド線及び前記信号線に接続される、コンタクト。
  9. 前記グランド端子は、さらに、前記グランド基部から二手に分岐して前記グランド基部の前記第1端の反対の第2端の側に伸延し、前記基板の前記グランド線に接続される一対の第2グランド接続部を有し、
    前記シグナル端子は、さらに、前記一対の第2グランド接続部の間に配設され、前記シグナル基部から前記一対の第2グランド接続部に沿って前記第2端の側に伸延し、前記基板の前記信号線に接続される第2シグナル接続部を有する、請求項8記載のコンタクト。
  10. 基板の表面にコプレーナ状に配設される信号線及び一対のグランド線と、同軸ケーブルとを接続するコネクタであって、
    円筒状のグランド基部と、前記グランド基部の第1端の側から伸延して前記同軸ケーブルのグランド線に接続される第1グランド接続部と、前記グランド基部から前記グランド基部の前記第1端の反対の第2端の側に円筒状に伸延するとともに、当該伸延方向の先端から前記第1端の側に切り欠かれる切り欠き部を有し、前記切り欠き部に前記基板の端部が挿入された状態で前記基板の前記一対のグランド線に接続される第2グランド接続部とを有するグランド端子と、
    前記グランド端子の内部に配設される絶縁部と、
    前記グランド端子の前記グランド基部の内部において、前記絶縁部によって前記グランド基部から絶縁されるとともに前記絶縁部によって保持されるシグナル基部と、前記シグナル基部から前記第1端の側に伸延して前記同軸ケーブルの前記信号線に接続される第1シグナル接続部と、前記第2グランド接続部の円筒形状の中心部に配設され、前記シグナル基部から前記第2グランド接続部に沿って前記第2端の側に伸延し、前記基板の前記信号線に接続される第2シグナル接続部とを有するシグナル端子と
    を含む、コネクタ。
  11. 第1同軸ケーブルと、第2同軸ケーブルとを接続するコネクタであって、
    円筒状のグランド基部と、前記グランド基部の第1端の側から伸延して前記第1同軸ケーブルの第1グランド線に接続される第1グランド接続部と、前記グランド基部から前記グランド基部の前記第1端の反対の第2端の側に円筒状に伸延し、前記第2同軸ケーブルの第2グランド線に接続される第2グランド接続部とを有するグランド端子と、
    前記グランド端子の内部に配設される絶縁部と、
    前記グランド端子の前記グランド基部の内部において、前記絶縁部によって前記グランド基部から絶縁されるとともに前記絶縁部によって保持されるシグナル基部と、前記シグナル基部から前記第1端の側に伸延して前記第1同軸ケーブルの第1信号線に接続される第1シグナル接続部と、前記シグナル基部から前記第2端の側に伸延して前記第2同軸ケーブルの第2信号線に接続される第2シグナル接続部とを有するシグナル端子と
    を含む、コネクタ。
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