JP3703665B2

JP3703665B2 - 電気コネクタ接続構造

Info

Publication number: JP3703665B2
Application number: JP32480699A
Authority: JP
Inventors: 光生石田; 俊之高田
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: TW497762U; US6341966B1; JP2001143786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気コネクタの接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電気コネクタ接続構造としては、米国特許第４，６１６，８９３号に開示されているものが知られている。
【０００３】
この公知の接続構造は、添付図面の図６に見られるように、互に二列に接触子が配設された二つのコネクタ５０，６０を接続するようになっている。
【０００４】
一方のコネクタ５０はハウジング５１にピン状の接触部を有する雄端子５２が植設され、他方のコネクタ６０はハウジング６１に雌端子６２が収められている。又、両コネクタ５０，６０にはグランド板５３，６３がそれぞれ、二つの端子列の間に位置するように組み込まれる。この二つのグランド板５３，６３は、連結端子７０が該グランド板５３，６３に対して面が直角となる方向でそれらの結合溝５３Ａと７１、６３Ａと７２にそれぞれ嵌合することにより結合される。
【０００５】
上記二つのコネクタ５０，６０は、ハウジング５１，６１の端部５１Ａ，６１Ａ同士が嵌合することによりしっかりと固定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる図６に示された従来のコネクタの接続構造にあっては、信号端子としての雄端子５２とグランド板５３が、そして信号端子としての雌端子６２とグランド板６３がそれぞれ別部材で形成されていて、両者間にハウジングの壁部が存在しているために、上記の信号端子とグランド板との間の距離を小さくすることに限度があり、インピーダンスの整合をとることが困難であると共に、その距離も不安定であり、高速信号処理には不向きなものとなってしまう。
【０００７】
又、両コネクタは、それぞれ回路基板上に配置されて、これらの二つの回路基板を接続するために用いられることもある。この目的のために図６のコネクタを用いて、コネクタがそれぞれ回路基板に取り付けられた状態で、両コネクタを結合しようとするとき、両コネクタが回路基板上で正規位置から少しでもずれて取り付けられていると最早、両コネクタの結合は不可となる。無理して結合させると、コネクタと回路基板の間に最大な応力がもたらされ、好ましくない。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑み、高速信号処理に好適な電気コネクタ接続構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、二つのコネクタを接続可能とする接続構造において、二つのコネクタはレセプタクル型をなし、両コネクタが中間基板の板面上でコネクタ嵌合方向にて対向せる平行な上下縁部のそれぞれに嵌合して該中間基板を介して接続され、該中間基板は上記コネクタの弾性撓み変形可能な端子に接触接続されるために印刷配線された信号接続部及びグランド接続部を基板の両面で互いに対応して上記上下縁部に有し、該両面の対応信号接続部同士そして対応グランド接続部同士は基板を貫通する短絡部により導通され、かつ各面での対向上下縁部における対応信号接続部同士が信号伝送部そして対応グランド接続部同士がクランド伝送部によってそれぞれ導通されており、信号伝送部は基板の内部に埋没されており、グランド伝送部が基板の両面で信号伝送部の配列範囲を覆う範囲に及んでいることによって達成される。ここで、縁部とは、中間基板の端縁とその近傍、さらには端縁から若干離れてはいるが端縁寄りの位置との間の板面上の領域をいう。本発明では、一つの部材たる中間基板に信号そしてグランド伝送部が形成されており、それらの間隔が小さくなると共にその間隔が安定しているので、インピーダンス整合が可能で高速伝送に好適となる。
【００１１】
本発明において、中間基板は、対向縁部に対し直角に位置する両端の側縁部にてガイドフレームにより保持されるようになっており、該ガイドフレームはコネクタと嵌合して互いの位置決めを行なう案内手段を有しているようにすることができ、中間基板とコネクタとの嵌合が容易となる。
【００１２】
上記ガイドフレームは、一方のコネクタとの嵌合時に嵌合状態を維持するロック手段を有していることとするならば、中間基板を予め一方のコネクタと外れないように結合させておくことが可能となり、他方のコネクタの結合作業が楽になる。
【００１３】
又、案内手段は、対向縁部のそれぞれにおいて異なる形態をなしていて、両コネクタのそれぞれに対する嵌合関係が逆になることを防止する逆嵌合防止手段を有していることとするならば、誤って逆嵌合をすることを防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図１ないし図５にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は本実施形態装置を形成する両コネクタ及び中間基板の組立前における正面図、図２は組立後の縦断面斜視図、図３は中間基板の一部を拡大した縦断面斜視図、図４は拡大横断面図である。
【００２３】
図１に見られるように、本実施形態の電気コネクタ接続構造は、上方及び下方で対称に位置する二つのコネクタ１０，１０と、これらを接続するための中間基板２０とを有している。
【００２４】
このコネクタ１０は、絶縁材から成るハウジング１１の両端部を除くほぼ全域にわたりシールド板１２により覆われており、そのグランド脚部１３が両端部そして中央部の計三箇所にて回路基板（図示せず）の対応孔に貫入できるように延出している。該ハウジング１２には、図２にも見られるように、金属板に抜き加工を施して得られた雌型の二種の端子１４，１５が各列にて交互に位置しながら二列をなして配設されている。端子１４；１５は直状の基部１４Ａ；１５Ａから横方向に延出せる接続部１４Ｂ；１５Ｂと、基部１４Ａ；１５Ａから直角方向に延出する一対の指状弾性部１４Ｃ；１５Ｃ、さらには固定部１４Ｄ；１５Ｄを有している。上記接続部１４Ｂ；１５Ｂはコネクタ１０が回路基板上に配されたときに、該回路基板の対応回路部と半田等により接続される。二種の端子１４；１５の指状弾性部１４Ｃ；１５Ｃは、その長さに差があるが、いずれも弾性撓み可能に弾性を有し、その先端部内側に「く」字状に屈曲せる接触部１４Ｅ；１５Ｅが設けられている。又、固定部１４Ｄ；１５Ｄはハウジング１１の対応溝に圧入されて、端子１４；１５自体をハウジングに保持している。かかる端子１４；１５の多くは信号端子として用いられ、いくつかはグランド端子として用いられる。
【００２５】
かくして、コネクタ１０は、それぞれの列に長短の指状弾性部１４Ｃ；１５Ｃを有する端子１４；１５を交互に有し、各列にて、対向せる一対の指状弾性部１４Ｃの間そして一対の指状弾性部１５Ｃの間で後述の中間基板２０を受けれることができるようになっている。すなわち、各列に挿入される中間基板２０は、コネクタの嵌合方向での両端側における板面上の縁部の領域内であって、端縁近傍位置で端子１５そして端縁より若干離れた位置で端子１４と接続されることとなる。
【００２６】
コネクタ１０のハウジング１１には、コネクタの嵌合方向に直角な方向での両端部に、回路基板の対応孔に挿入されて回路基板に対してコネクタの位置決めをするための円柱状の位置決め突起１６も設けられている。
【００２７】
中間基板２０は、回路基板と同様の要領で作られていて、図１に見られるように、両面にてコネクタ嵌合方向の両端部に位置する上下の縁部の領域内に信号接続部２１（端縁に近い位置に信号接続部２１Ａそして端縁から若干離れた位置に信号接続部２１Ｂ）が二段をなして複数定間隔で形成されている。これに対し、グランド接続部２２は、上記複数の信号接続部２１の位置のうちの数箇所が該グランド接続部２２のための位置に使われている。上記信号接続部２１とグランド接続部２２は、図１のごとく、中間基板２０の上縁部と下縁部に設けられているが、それらは互に伝送部によって連通されている。先ず、グランド接続部２２は、図１からも明らかなように、中間基板２０を広く覆っているグランド伝送部２３によって連通されている。一方、信号接続部２１は、図３に見られるように、上記グランド伝送部２３に対して内層をなすように、すなわち中間基板２０の内部に埋設されている信号伝送部２４によって連通されている。信号伝送部２４は信号接続部２１と同じ幅で回路基板２０の基材（絶縁材）２０Ａの内部に内層をなして形成されている。この信号伝送部２４と上記信号接続部２１とは、基材２０Ａの貫通孔の内周面に形成された短絡部２５によって互に導通している。又、この短絡部２５は、回路基板２０の反対面に設けられた対応信号接続部２１とも導通している。すなわち、両面の対応信号接続部２１同士が上記信号伝送部２４と導通している。このような短絡部２５と同様の構成は、グランド接続部に適用されており、回路基板２０の両面のグランド接続部２２同士が短絡部２６により導通している。
【００２８】
このように、構成される二枚の中間基板２０は上下のコネクタ１０の各列にて雌型の信号端子１４；１５によって保持される。そして端子１４；１５の接触部１４Ｅ；１５Ｅにて中間基板２０の信号接続部２１そしてグランド接続部２２と接触して上下の両コネクタ１０の対応端子を電気的に接続する。その際、信号接続部２１と接触する端子１４；１５が信号端子であり、グランド接続部２２と接触する端子１４；１５がグランド端子である。又、上記端子１４；１５の接触部１４Ｅ；１５Ｅを有する指状弾性部１４Ｃ；１５Ｃは弾性撓み変形可能なので、両コネクタ１０が、図１にて紙面に直角方向に所定位置から多少ずれて回路基板に取りつけられていたとしても、上記弾性撓みにより中間基板２０がその厚み方向に傾くことが許容されて、上記ずれは吸収される。
【００２９】
本実施形態においては、上記中間基板２０のコネクタ１０への挿入取付を容易にし、又、誤った挿入を防止するために、好ましい形態としてのガイドフレーム３０及び支持体４０を有している。
【００３０】
ガイドフレーム３０は、図１及び図４に見られるように、中間基板２０の両端に位置しており、支持体４０は、図４に見られるように、両ガイドフレーム３０の間に位置している。ガイドフレーム３０と支持体４０とは別体で形成することも、一体で形成することも可能であるが、いずれの場合でも、ガイドフレーム３０が上記中間基板２０の両コネクタ１０に対する傾き能力を阻害することがないように作られる。
【００３１】
ガイドフレーム３０は、図１において、「コ」字状の本体部３１と、案内手段としての案内部３２とを有している。本体部３１は柱部３１Ａと二つのフランジ部３１Ｂ，３１Ｃとを有して「コ」字状をなし、その内側空間に中間基板２０の端部の張出部２７を図１にて紙面の直角方向から受入れるようになっている。柱部３１Ａには、図４に見られるように、上記中間基板２０の受入時に位置決めるためのストッパ部３１Ｄと係止突起３１Ｅとを、中間基板２０の面と当接するように設けられている。
【００３２】
又、上記ガイドフレーム３０は、図１に見られるように、上記フランジ部３１Ｂ，３１Ｃから上下にそれぞれピン状の案内部３２，３３が延出している。本実施形態では、好ましい形態として、両案内部３２，３３は互に異なる形状・寸法をなしている。これは中間基板２０に上下の方向を区別させる必要のあるときに有効である。案内部３２，３３はコネクタ１０のハウジング１１に形成された案内孔（図示せず）に挿入されて位置づけされる。その際、一方の案内部３３にはロック手段としてのロック爪３３Ａが設けられていて、上記案内孔への案内部３３の挿入完了時にハウジングの適宜部位と係止して、案内部３３の抜けを防止する。
【００３３】
上記両ガイドフレーム３０，３０間で延びる支持体４０は、横断面では図１に見られるように両端部と中央部に肉厚の支持部４１，４２を有し他部は肉薄で、縦断面では上下端位置にストッパ面４３Ａを形成するフランジ部４３を有している。上下のフランジ部４３のストッパ面４３Ａ同士の距離は二つのコネクタ１０の所定間隔にほぼ等しい。上記支持部４１，４２そしてフランジ部４３の厚みは、両側に中間基板２０を所定間隔をもって支持するような寸法に定められている。この寸法は両中間基板２０の外面（支持部４１と接する面とは反対側の面）同士の距離が、ガイドフレーム３０のストッパ部３１Ｄと係止突起３１Ｅの間隔とほぼ等しくなるように設定されている。上記支持部４２からは円柱状の結合部４４が突出している。この円柱状の結合部４４は中間基板２０の対応位置に形成された孔部２８を貫通できる直径となっており、略半球面状の頭部には、帯状に延び上記孔部２８に係止する突条４４Ａを頭部の面に沿って有している。
【００３４】
このように構成された本実施形態装置では、二つのコネクタは次の要領で結合される。
▲１▼ 二つのコネクタ１０，１０はそれぞれ対応せる回路基板（図示せず）に取付けられ電気的に接続される。接続は端子１４；１５の接続部１４Ｂ；１５Ｂが対応回路部上に配された後、これと半田等によりなされる。
▲２▼ 一方、中間基板２０はガイドフレーム３０及び支持体４０に取りつけられ支持される。中間基板２０は一つづつ、図４に二点鎖線で示されるように、一端側をガイドフレーム３０のストッパ部３１Ｄに係止させてから、これを矢印の方向へ回動して他端側を係止突起３１Ｅにスナップ状に嵌め込む。その際、中間基板２０の中央部に形成された孔部２８に結合部４４が嵌入し、その突条４４Ａが孔部２８に係止する。この中間基板２０の取付けは、ガイドフレーム３０と支持体４０とが別体のときには、中間基板２０を支持体４０に取りつけてから、これをガイドフレーム３０に保持させるようにして行う。
▲３▼ 次に、一方のコネクタ１０に、上記中間基板２０，ガイドフレーム３０そして支持体４０の組立体を取りつけ、中間基板２０によるコネクタ１０との接続を行う。本実施形態の場合は、ガイドフレーム３０にロック爪３３Ａを有している案内部３３の方へ、先にコネクタ１０を組込む。案内部３３はコネクタ１０の対応案内孔（図示せず）に案内されて挿入され、所定深さまで挿入されるとロック爪３３Ａがハウジングに係止して抜けが防止される。その際、中間基板２０はコネクタ１０の雌型の端子１４；１５に挿入され、端子（信号端子及びグランド端子）の接触部１４Ｅ；１５Ｅが中間基板２０の信号接続部２１とグランド接続部２２に、中間基板２０の両面側で接圧をもって接触するようになる。所定量以上の中間基板２０のコネクタ１０への挿入は、支持体４０のストッパ面４３Ａがハウジング１１の対応面と当接するので、これにより防止される。
▲４▼ そして、上記▲３▼と同様の要領で、次に他のコネクタ１０にも、中間基板２０が接続される。その際、先のコネクタはガイドフレーム３０のロック爪３３Ａにより抜け防止が図られているので、他のコネクタ１０の取付作業時に、先のコネクタが外れることはない。かくして二つのコネクタの対応端子は中間基板を介して電気的に接続される。
▲５▼ 次に、二つのコネクタがそれぞれ回路基板に取りつけられるときに、これらの二つの回路基板同士間で取付位置に中間基板の板厚方向にずれがある場合には、図５に見られるように、端子１４；１５の指状弾性部１４Ｃ；１５Ｃの撓み変形により、中間基板２０が傾くことができ、上記ずれが吸収される。その場合、ハウジングと当接せるストッパ面４３Ａを平らでなく、図５の二点鎖線のごとく凸湾曲面、特に上下の両ストッパ面４３Ａ間の距離の半分を半径Ｒとする湾曲面にするならば、上記傾きがきわめて円滑で、しかも、設定された二つのコネクタの距離に変動をもたらさない。
【００３５】
本発明は、図示の実施形態には限定されない。既述したように、ガイドフレームと支持体とは、一体でも別体でもよい。いずれの場合でも、ガイドフレームはその案内部にてコネクタとしっかりと組込まれるので、ガイドフレームが支持体の傾きを許容することが要求される。又、本発明では、中間基板は、支持体とガイドフレームのいずれか一方だけで支持され、他方を不要とすることもできるし、さらには、両者とも不要として中間基板だけでコネクタを支持することも可能である。
【００３６】
又、上記支持体は、中間基板を一つだけ支持するようにしてもよいし、支持体自体を複数設けて三つ以上の中間基板を互に連結して組立体をなすようにして、その数の端子列コネクタと接続させることもできる。
【００３７】
中間基板自体は、信号伝送部とグランド伝送部とを同一面に形成するようにしてもよい。その場合両伝送部は互に平行な帯状面を形成する。
【００３８】
コネクタに関しては、端子の指状弾性部が対をなして雌型に形成されていなくとも、一つの指状弾性部がハウジング面との間で中間基板と挟圧するようにして保持してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、一つの部材たる中間基板に信号そしてグランド伝送部を形成することとしたので、両者の距離はきわめて小さくなり、しかも一定しており、インピーダンス整合が可能となって、高速伝送に好適となる。又、両コネクタの距離が大きくなっても、その大きさの中間基板でもインピーダンス整合が容易であり、高速伝送特性の低下を来たさない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態装置を形成する両コネクタ及び中間基板の組立前における正面図である。
【図２】図１のものの組立後における縦断面斜視図である。
【図３】中間基板の一部を拡大した縦断面斜視図である。
【図４】図２のものの中間基板の中央部における横断面図である。
【図５】両コネクタ間に位置ずれがあるときの図２相当図である。
【図６】従来のコネクタの各部材の分離状態における、縦断面斜視図である。
【符号の説明】
１０コネクタ
１４端子
１４Ｅ接触部
１５端子
１５Ｅ接触部
２０中間基板
２１信号接続部
２２グランド接続部
２３グランド伝送部
２４信号伝送部
３０ガイドフレーム
３２，３３案内手段（案内部）
３３Ａロック手段（ロック爪）

Claims

二つのコネクタを接続可能とする接続構造において、二つのコネクタはレセプタクル型をなし、両コネクタが中間基板の板面上でコネクタ嵌合方向にて対向せる平行な上下縁部のそれぞれに嵌合して該中間基板を介して接続され、該中間基板は上記コネクタの弾性撓み変形可能な端子に接触接続されるために印刷配線された信号接続部及びグランド接続部を基板の両面で互いに対応して上記上下縁部に有し、該両面の対応信号接続部同士そして対応グランド接続部同士は基板を貫通する短絡部により導通され、かつ各面での対向上下縁部における対応信号接続部同士が信号伝送部そして対応グランド接続部同士がクランド伝送部によってそれぞれ導通されており、信号伝送部は基板の内部に埋没されており、グランド伝送部が基板の両面で信号伝送部の配列範囲を覆う範囲に及んでいることを特徴とする電気コネクタ接続構造。
中間基板は、嵌合方向に対し直角方向に位置する両側端の側縁部にてガイドフレームにより保持されるようになっており、該ガイドフレームはコネクタと嵌合して互いの位置決めを行なう案内手段を有していることとする請求項１に記載の電気コネクタ接続構造。
ガイドフレームは一方のコネクタとの嵌合時に嵌合状態を維持するロック手段を有していることとする請求項２に記載の電気コネクタ接続構造。
案内手段は、嵌合方向のそれぞれにおいて異なる形態をなしていて、両コネクタのそれぞれに対する嵌合関係が逆になることを防止する逆嵌合防止手段を有していることとする請求項２に記載の電気コネクタ接続構造。