JP2892514B2 - 電気コネクタ - Google Patents

電気コネクタ

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JP2892514B2
JP2892514B2 JP3020306A JP2030691A JP2892514B2 JP 2892514 B2 JP2892514 B2 JP 2892514B2 JP 3020306 A JP3020306 A JP 3020306A JP 2030691 A JP2030691 A JP 2030691A JP 2892514 B2 JP2892514 B2 JP 2892514B2
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    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581—Shield structure
    • H01R13/6585—Shielding material individually surrounding or interposed between mutually spaced contacts
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/523—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures by an interconnection through aligned holes in the boards or multilayer board

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに組み合う一対の
電気コネクタに関し、詳細には高周波の信号を伝達する
のに適した一対の電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば中央演算処理装置のクロック周波
数がますます高速化されてきていること等、近年データ
の処理速度がますます高まり、これによりこのデータの
伝送を担う電気コネクタにおいても高速化に適したもの
が要求されている。また多量のデータを伝送する必要か
ら、信号の伝送速度が高速化されるとともに多数の信号
を並列的に伝送する必要が生じ、この結果多数のシグナ
ルコンタクトを有する電気コネクタが高速信号伝送用と
して用いられている。
【０００３】ここで伝送される信号が高速化されると互
いに隣接したシグナルコンタクトに信号がはいり込むい
わゆるクロストークが増え、これがノイズとなって誤作
動等の原因となるため、特に高速信号を伝送するための
電気コネクタではクロストークを十分低く押える工夫が
必要となる。
【０００４】図１３（ａ），（ｂ）は、特開平２−２２
３１７２号公報に記載された、互いに組み合う高速信号
伝送用の一対の電気コネクタの従来例を表わした概略斜
視図である。第一のコネクタ１０においては第一のシグ
ナルコンタクト１１が筒状の第一のグラウンドコンタク
ト１２に囲まれた状態でハウジング１に固定されてお
り、またこれと同様に第二のコネクタ２０については第
二のシグナルコンタクト２１が例えばテフロン等の誘電
体２３を挾んで配送された筒状の第二のグラウンドコン
タクト２２に囲まれてハウジング２に固定されている。
ここでこれら２つのコネクタ１０，２０を互いに結合さ
せると、互いに対応する第一のシグナルコンタクト１１
と第二のシグナルコンタクト２１とが結合されるととも
に筒状の第一のグラウンドコンタクト１２と第二のグラ
ウンドコンタクト２２とが結合される。このため第一シ
グナルコンタクト１１と第二のシグナルコンタクト１２
との結合部が筒状の第一のグラウンドコンタクト１２と
第二のグラウンドコンタクト２２により取り囲まれるこ
ととなり、この第一、第二のグラウンドコンタクト１
２，２２がシールドの役割を果たし、これによりクロス
トークの防止が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電気コネクタ
は多ピン化の一方で小型化が要求されており、このため
多数のシグナルコンタクトが１ｍｍピッチ等の非常に狭
い間隔で配列する必要が生じてきている。このような非
常に狭いピッチでシグナルコンタクトを配列する場合、
上記の方法を採用してクロストークを防止しようとする
と、シグナルコンタクトの周囲を非常に小さく精密に加
工した筒状のグラウンドコンタクトで囲む必要があり、
またテフロン等の誘電体２３も非常に小さく精密に加工
する必要があり、シグナルコンタクトを上記１ｍｍピッ
チ等で配列するのはほとんど不可能に近く、したがって
大型のコネクタとなってしまうという問題がある。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、高速信号伝送
に適するようにクロストークを十分低減させることがで
きるとともに小型化にも適する構成を備えた電気コネク
タを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の電気コネクタ
は、互いに組み合う第一のコネクタと第二のコネクタと
から構成されており、この第一のコネクタは、第一のハ
ウジングと、前記第一のハウジングに支持された、誘電
体と導体とが互いに層状に配置されてなる第一の基板
と、前記導体と電気的に絶縁されるように前記第一の基
板に植設された複数の第一のシグナルコンタクトと、前
記導体と電気的に接続された第一のグラウンドコンタク
トとを備えている。
【０００８】また上記第二のコネクタは、第二のハウジ
ングと、該第二のハウジングに支持された、誘電体と導
体とが交互に層状に配置されてなる第二の基板と、前記
第二の基板を構成する導体と電気的に絶縁されるように
前記第二の基板に植設された、互いに対応する前記第一
のシグナルコンタクトと結合される複数の第二のシグナ
ルコンタクトと、前記第二の基板を構成する導体と電気
的に接続された、前記第一のグラウンドコンタクトと結
合される第二のグラウンドコンタクトを備えている。
【０００９】ここで前記第一のコネクタと前記第二のコ
ネクタとが組み合った状態において、前記第一のシグナ
ルコンタクトと前記第二のシグナルコンタクトとの結合
部が前記第一の基板と前記第二の基板で取り囲まれるよ
うに構成されている。
【００１０】
【作用】本発明の電気コネクタは、誘電体と導体とが交
互に層状に配置されてなる第一もしくは第二の基板に植
設された複数のシグナルコンタクトが結合され、その結
合部が上記第一および第二の基板で取り囲まれるように
構成されており、しかも上記第一および第二の基板を構
成する導体がグラウンド端子に接続されているため、前
述した従来例に示すようにシグナルコンタクトを筒状の
グラウンドコンタクトで取り囲むような複雑な構成が不
要となり、多数のシグナルコンタクトを例えば１ｍｍ程
度のピッチで配置することもでき、しかも例えば５００
ＭＨｚ以下の高周波信号に対し十分小さいクロストーク
を備えた電気コネクタが実現される。
【００１１】また、上記電気コネクタを製作するにあた
り、上記誘電体の厚さやシグナルコンタクトと上記導体
との間の距離を適切に定めることにより、インピーダン
スマッチングを図ることができる。また、グラウンドコ
ンタクトと接続された上記導体が各シグナルコンタクト
の近傍まで広がっているため、グラウンドピンが例えば
この電気コネクタの端に一本だけ備えられている場合等
グラウンドコンタクトとシグナルコンタクトとの間の距
離がシグナルコンタクト毎に異なっていても、これに起
因する、複数のシグナルコンタクトを経由して伝送され
た信号の同期性が失なわれるいわゆるスキュー（Ｓｋｅ
ｗ）を防止することもできることとなる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１、図２、図３は本発明の電気コネクタを構成する第一
のコネクタの一実施例であるプラグコネクタを表わした
それぞれ平面図、一部を断面して示す正面図、および断
面側面図である。また、図４、図５、図６は本発明の電
気コネクタを構成する第２のコネクタの一実施例であ
る、上記プラグコネクタと組み合うレセプタクルコネク
タを表わしたそれぞれ平面図、一部を断面して示す正面
図、および側面図である。図７は、上記プラグコネクタ
とレセプタクルコネクタとが組み合った状態を示す一部
断面平面図である。
【００１３】図１〜図３に示すプラグコネクタ３０の、
ハウジング３１に、４枚の導体板３２ａと３枚の誘電体
板３２ｂが互いに交互に層状に積み重ねられることによ
り構成された基板３２が固定されている。この基板３２
は例えば多層プリント基板と同様にして製作してもよ
く、又は４枚の導体板３２ａと３枚の誘電体板３２ｂを
それぞれ別個に製作した後積み重ねるようにしてもよ
い。
【００１４】この基板３２には、その両端側に、グラウ
ンドコンタクト３３の中央部３３ａが基板３２に受けら
れた孔３２ｃに圧入されており、またその中央側には５
本のシグナルコンタクト３４が基板３２に設けられた孔
３２ｄに圧入されている。ここで孔３２ｃはその孔３２
ｃの内部に導体板３２ａに連続する導体層が形成されて
おり、したがってグラウンドコンタクト３３の中央部３
３ａがこの孔３２ｃ内に圧入されると導体板３２ａとグ
ラウンドコンタクト３３とが互いに電気的に接続され
る。尚この圧入に代え、半田付け等他の方法を採用して
基板３２にグラウンドコンタクト３３を固定するととも
に導体板３２ａとグラウンドコンタクト３３とを電気的
に接続するようにしてもよい。
【００１５】またシグナルコンタクト３４はその中央部
３４ａが基板３２に設けられた孔３２ｄに圧入される
が、この孔３２ｄは誘電体層３２ｂに設けられた孔より
も導体板３２ａに設けられた孔の方が大きくなるように
形成されており、したがってシグナルコンタクト３４は
孔３２ｄに圧入されてもこのシグナルコンタクト３４と
導体板３２ａとは互いに絶縁された状態に保持される。
【００１６】またグラウンドコンタクト３３、シグナル
コンタクト３４の、図２、図３の下方に延びるタイン部
３３ｂ、３４ｂは回路素子が搭載された図示しないプリ
ント基板に設けられた孔に挿入されて半田付けされる。
またグラウンドコンタクト３２、シグナルコンタクト３
４の、図２、図３の上方に延びる結合部３３ｃ、３４ｃ
は、この図１〜図３に示すプラグコネクタ３０が図４〜
図６に示すレセプタクルコネクタ４０を構成するグラウ
ンドピン４３、シグナルピン４４の各メス型結合部４３
ａ、４４ａに受容され電気的に結合される結合部であ
る。
【００１７】図４〜図６に示すレセプタクルコネクタ４
０は、図１〜図３に示すプラグコネクタ３０と比較し、
ハウジングの形状およびコンタクトの形状が異なること
以外は本質的にはプラグコネクタ３０と同様に構成され
ている。即ちこのレセプタクルコネクタ４０の、ハウジ
ング４１には、４枚の導体板４２ａと３枚の誘電体板４
２ｂが互いに交互に層状に積み重ねられることにより構
成された基板４２が固定されており、この基板４２には
その両端側に設けられた孔４２ｃにグラウンドピン４３
のメス型結合部４３ａの部分が圧入され、またその中央
側には５本のシグナルピン４４のメス型結合部４４ａの
部分が孔４２ｄに圧入されている。ここで孔４２ｃはそ
の孔４２ｃの内部に導体板４２ａに連続する導体層が形
成されており、これによりこの孔４２ｃ内に圧入された
グラウンドコンタクト４３と導体板４２ａとが電気的に
接続される。また、グラウンドコンタクト４３、シグナ
ルコンタクト４４の、図５、図６の下方に延びるタイン
部４３ｂ、４４ｂは、回路素子等が搭載された図示しな
いプリント基板に設けられた孔に挿入され半田付けされ
る。またグラウンドコンタクト４３のメス型結合部４３
ａ、シグナルコンタクト４４のメス型結合部４４ａは、
それぞれプラグコネクタ３０を構成するグラウンドコン
タクト３３のオス型結合部３３ａ、シグナルコンタクト
３４のオス型結合部３４ａを受容するように構成されて
おり、プラグコネクタ３０とレセプタクルコネクタ４０
とが結合されるとグラウンドコンタクト３３とグラウン
ドコンタクト４３、シグナルコンタクト３４とグラウン
ドコンタクト４４がそれぞれ電気的に結合される。
【００１８】このプラグコネクタ３０とレセプタクルコ
ネクタ４０が互いに結合されると、図７に示すように両
コネクタ３０、４０のシグナルコタンクト３４、４４の
各結合部３４ｃ、４４ａは基板３２、４２により取り巻
かれ、これにより互いに隣接するシグナルコンタクト３
４、４４間が導体層３２ａ、４２ａによりほぼシールド
されることとなり、この導体層３２ａ、４２ａのない場
合と比べクロストークを格段に低下させることができ、
したがって高周波信号伝達に適したコネクタとなる。ま
た、基板３２、４２は通常の多層プリント基板と同様に
して製作され、もしくは導体板、誘電体板に孔あけ加工
をして重ね合わせることにより構成され、したがってシ
グナルコンタクトを例えば１ｍｍピッチ等細かなピッチ
で配列することも可能となり、コネクタの小型化を図る
ことができる。さらに各誘電体板３２ｂ、４２ｂの厚さ
ｄ１、導体板３２ａ、４２ａの枚数、シグナルコンタク
ト３４、４４と導体板３２ａ、４２ａとの間の距離ｄ２
等を適切に定めることにより、インピーダンスマッチン
グも図ることができる。また、この実施例ではグラウン
ドコンタクト３３、４３はコネクタ３０、４０の両側に
のみ設けられており、グラウンドコンタクト３３、４３
とシグナルコンタクト３４、４４との間の距離はシグナ
ルコンタクト３４、４４により異なっているが、グラウ
ンドコンタクト３３、４３と電気的に接続された導体板
３２ａ、４２ａがシグナルコンタクト３４、４４の近傍
にまで延びているため、信号がどのシグナルコンタクト
３４、４４とを経由するかにより信号の伝送の遅れが互
いに異なってしまうことも防止されることとなる。
【００１９】図８は本発明の電気コネクタを構成する第
一のコネクタの他の実施例であるプラグコネクタを表わ
した断面図を含む斜視図、図９はその断面を拡大して示
した断面斜視図である。また図１０は、本発明の電気コ
ネクタを構成する第二のコネクタの他の実施例である、
図８、図９に示すプラグコネクタと組み合うレセプタク
ルコネクタを表わした、断面図を含む斜視図、図１１は
その断面を拡大して示した断面斜視図である。また図１
２は図８、図９に示したプラグコネクタと図１０、図１
１に示すレセプタクルコネクタが互いに結合された状態
を示した断面斜視図である。これらの図において図１〜
図７に示した実施例と互いに対応する部材には図１〜図
７で用いた番号にダッシュを付して示し詳細な説明は省
略する。
【００２０】この図８〜図１２に示す実施例において、
前述した図１〜図７に示す実施例と異なるところは、シ
グナルコンタクト３４’、４４’が２列に配列されてい
ること、基板４４’が５枚の導体板４２ａ’と４枚の誘
電体板４２ｂ’で構成されていることのほか、ハウジン
グ３１’が金属体で構成されているとともにハウジング
４１’が蓋部４１ａ’を除き金属体で構成されているこ
とである。コネクタ３０’、４０’の導体板３２ａ’、
４２ａ’がハウジング３１’、４１’の内面と接するよ
うに基板３２’、４２’の側面にも導体層が形成されて
おり、これらの導体層がハウジング３１’、４１’と電
気的に接続され、両コネクタ３０’、４０’が組み合わ
されたとき多数のシグナルピン３４’、４４’の全体が
ハウジング３１’、４１’で囲まれてシールドされる。
またこのハウジング３１’、４１’は本発明にいうそれ
ぞれ第１および第２のグラウンドコンタクトの役割を担
っている。
【００２１】この両コネクタ３０’、４０’が組み合わ
されると、図１２に示されるようにシグナルコンタクト
３４’、４４’の両結合部が基板３２’、４２’で取り
囲まれることとなり、これによりクロストークの低減が
図られ高速信号用コネクタが実現される。またシグナル
コンタクト３４’、４４’のピッチを細かく形成するこ
とができ、したがって小型のコネクタを構成することが
できる。、また誘電体層３２ｂ’、４２ｂ’の厚さや枚
数、導体板３２ａ’、４２ａ’とシグナルコンタクト３
４’、４４’との間の距離を適切に定める等によりイン
ピーダンスマッチングを図ることができること等は前述
した実施例と同様である。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電気コネ
クタは互いに組み合う一対のコネクタのそれぞれを構成
するシグナルコンタクトが、導体と誘電体とが交互に層
状に重ね合わされてなる基板に植設され、この一対のコ
ネクタが組合わされたときにこのコンタクトの結合部が
この基板で囲まれるように構成したため、クロストーク
を押えた高速信号伝送用コネクタを小型に構成すること
ができる。また、この基板の形状等、例えば誘電体の厚
さや枚数、導体とシグナルコンタクトとの間の距離など
を適切に定めることによりインピーダンスマッチングも
図ることができ、またスキュー（Ｓｋｅｗ）の問題も解
決される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気コネクタを構成する第一のコネク
タの一実施例であるプラグコネクタを表わした平面図で
ある。
【図２】図１に平面図を示したプラグコネクタの一部を
断面して示す正面図である。
【図３】図１に平面図を示したプラグコネクタの断面側
面図である。
【図４】本発明の電気コネクタを構成する第二のコネク
タの一実施例である、図１〜図３に示したプラグコネク
タと組み合うレセプタクルコネクタを表わした平面図で
ある。
【図５】図４に平面図を示したレセプタクルコネクタの
一部を断面して示す正面図である。
【図６】図４に平面図を示したレセプタクルコネクタの
側面図である。
【図７】上記プラグコネクタとレセプタクルコネクタと
が組み合った状態を示す一部断面平面図である。
【図８】本発明の電気コネクタを構成する第一のコネク
タの他の実施例であるプラグコネクタを表わした、断面
図を含む斜視図である。
【図９】図８に示したプラグコネクタの断面斜視図であ
る。
【図１０】本発明の電気コネクタを構成する第二のコネ
クタの他の実施例である、図８、図９に示すプラグコネ
クタと組み合うレセプタクルコネクタを表わした、断面
図を含む斜視図である。
【図１１】図１０に示すレセプタクルコネクタの断面を
拡大して示した断面斜視図である。
【図１２】図８、図９に示すプラグコネクタと、図１
０、図１１に示すレセプタクルコネクタとが互いに結合
された状態を示した断面斜視図である。
【図１３】互いに組み合う一対の電気コネクタの従来例
を表わした概略斜視図である。
【符号の説明】
３０、３０’ プラグコネクタ ３１、３１’ ハウジング ３２、３２’ 基板 ３２ａ、３２ａ’ 導体 ３２ｂ、３２ｂ’ 誘電体 ３３ グラウンドコンタクト ３４、３４’ シグナルコンタクト ４０、４０’ レセプタクルコネクタ ４１、４１’ ハウジング ４２、４２’ 基板 ４２ａ、４２ａ’ 導体 ４２ｂ、４２ｂ’ 誘電体 ４３ グラウンドコンタクト ４４、４４’ シグナルコンタクト

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一のハウジングと、前記第一のハウジ
    ングに支持された、誘電体と導体とが交互に層状に配置
    されてなる第一の基板と、前記導体と電気的に絶縁され
    るように前記第一の基板に植設された複数のシグナルコ
    ンタクトと、前記導体と電気的に接続された第一のグラ
    ウンドコンタクトとを備えた第一のコネクタ、および第
    二のハウジングと、前記第二のハウジングに支持され
    た、誘電体と導体とが交互に層状に配置されてなる第二
    の基板と、前記第二の基板を構成する導体と電気的に絶
    縁されるように前記第二の基板に植設された、互いに対
    応する前記第一のシグナルコンタクトと結合される複数
    の第二のシグナルコンタクトと、前記第二の基板を構成
    する導体と電気的に接続された、前記第一のグラウンド
    コンタクトと結合される第二のグラウンドコンタクトを
    備えた、前記第一のコネクタと組み合う第二のコネクタ
    からなり、 前記第一のコネクタと前記第二のコネクタとが組み合っ
    た状態において、前記第一のシグナルコンタクトと前記
    第二のシグナルコンタクトとの結合部が前記第一の基板
    と前記第二の基板で取り囲まれるように構成されている
    ことを特徴とする電気コネクタ。
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