JP3909769B2

JP3909769B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP3909769B2
Application number: JP2004004149A
Authority: JP
Inventors: 孝二中田
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2024-01-09
Also published as: WO2005067108A1; EP1710873A1; JP2005197163A; US20070155239A1; EP1710873A4; US7381092B2

Description

本発明は、隣接する信号コンタクト間をグラウンドプレートが仕切ることによって構成されるコンタクトモジュールを複数並設されるコネクタに関し、一用途例として高速差動信号伝送用コネクタに関する。

直交する２枚のプリント基板間を接続する従来のコネクタについて説明する。

第１の従来のコネクタ（例えば、特許文献１参照。）と第２の従来のコネクタ（例えば、特許文献２参照。）では、いずれもコンタクトとモールド部品とから一体成形されたコンタクトモジュール又はコンタクト形状の溝が掘られたモールド部品にコンタクトをはめ込むことによって構成されるコンタクトモジュールに、個別にグラウンド機能を有する部品を取り付けているため、組立工程が煩雑である。

また、第２の従来のコネクタでは、コンタクトモジュール内において、信号が伝送される物理的な線路長が等しくないために、誘電体と空気中の各コンタクト長を調整することによって、実際に信号が伝送される電気的なタイムラグを最小にする設計がされている。

特開平６−３２５８２９号公報（第３頁、図１１）特許第２５３７６９８号公報（第３頁、図８）

そこで、本発明は、前記両従来のコネクタの欠点を改良し、複数の信号コンタクトは差動ペアをなす２本の信号コンタクトの単位に構成され、クロストークを防止でき、構造が簡素で、しかも、製造組立が便利なコンタクトモジュールを複数並設されて構成されるコネクタを提供しようとするものである。

本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。

１．複数の信号コンタクトと、第１のグラウンドプレートと、第２のグラウンドプレートと、インシュレータとからコンタクトモジュールが構成され、前記両グラウンドプレートは、それぞれ少なくとも一つの断面略コ字状部を有し、前記各断面略コ字状部が背中同士を互い違いに対向し、かつ、前記各断面略コ字状部の開放部が外側を向くように、前記両グラウンドプレートと前記インシュレータとがモールドインによって一体成形され、前記インシュレータは前記各信号コンタクトを装着する複数の凹部を有し、前記各凹部の入口付近を潰すことにより前記各信号コンタクトがかしめられて前記インシュレータに固定され、前記各断面略コ字状部内に前記各信号コンタクトが組み込まれて前記コンタクトモジュールが構成され、複数の前記コンタクトモジュールがハウジングに並設され、前記各信号コンタクトは差動ペアをなす２本の信号コンタクトの単位に構成され、前記２本の信号コンタクトは前記両グラウンドプレート間に対して対称に配置され、前記各信号コンタクトは前記２本の信号コンタクトの単位毎に前記第１のグラウンドプレートと前記第２のグラウンドプレートによって格子状に囲まれ、前記両グラウンドプレートの少なくとも一方は、相手側コネクタのグラウンドプレートに接続する少なくとも一つの接触部を有することによって構成されるコネクタ。

２．前記２本の信号コンタクトの単位を格子状に囲む前記第１のグラウンドプレートと前記第２のグラウンドプレートの対角の２隅付近には、それぞれ前記接触部が設けられている前記１記載のコネクタ。

３．前記２本の信号コンタクトの単位を格子状に囲む前記第１のグラウンドプレートと前記第２のグラウンドプレートの４隅付近には、それぞれ前記接触部が設けられている前記１記載のコネクタ。

明細書の説明から明らかなように、本発明は、次の効果を奏する。

１．各信号コンタクトは、２枚のグラウンドプレートによって取り囲まれるので、クロストークは、有効に防止される。

２．構造的に線路が対称で、かつ、線路長に差がないので、本コネクタは、ノイズ信号に対する耐性が強化され、外部へのノイズの発生の抑制に有効な平衡伝送路を用いた差動伝送を行うことができる。

３．コンタクトモジュールは、複数の信号コンタクトと、２枚のグラウンドプレートと、インシュレータとから構成されるので、構造が簡素である。

４．組み合わされた２枚のグラウンドプレートとインシュレータをモールドインによって一体成形すると、一体成形品が構成され、各信号コンタクトを一体成形品に組み込むと、コンタクトモジュールが完成する。複数のコンタクトモジュールをハウジングに並設すると、コネクタが構成される。したがって、コネクタの製造組立が便利である。

本発明の一実施例の高速差動信号伝送用コネクタについて説明する。

本発明の実施例１について図１〜図１５を参照して説明する。

図１は、バックプレーン１にプレスフィットによって取り付けられたプラグコネクタ３と、ミッドプレーン２にプレスフィットによって取り付けられたレセプタクルコネクタ４との斜視図である。プラグコネクタ３は、レセプタクルコネクタ４と嵌合する。

図２に示されるように、プラグコネクタ３は、フロントハウジング５と、フロントハウジング５に取り付けられたコンタクトモジュール６とから構成される。レセプタクルコネクタ４は、ハウジング７と、ハウジング７に保持される９８本のピンヘッダ（縦方向７本、横方向１４本）８と、ハウジング７に横方向に配設された８枚の第１のグラウンドプレート９と、ハウジング７に縦方向に配設された８枚の第２のグラウンドプレート１０とから構成される。

プラグコネクタ３のフロントハウジング５は、モールド成形され、プラグコネクタ３の嵌合面には、図１２（Ａ）に示されるように、レセプタクルコネクタ４のピンヘッダ８を受け入れる開口部１１、８枚の第１のグラウンドプレート９を設け入れる８箇所のスリット１２、及び、８枚の第２のグラウンドプレート１０を受け入れる８箇所のスリット１３が、形成される。

図５〜図７に示されるように、金属材料をプレス加工して成形された第１のグラウンドプレート１４と第２のグラウンドプレート１５をインシュレータ２８にモールドインすることによって一体成形品２７を構成する。一体成形品２７の両側からそれぞれ７本の信号コンタクト１６を組み込むと、コンタクトモジュール６が構成される。

第１のグラウンドプレート１４は、図３に示されるように、バックプレーンのグラウンド用スルーホールに接続するための８箇所のプレスフィット部１７、切欠加工によって垂直に折曲されて形成された４箇所の断面略コ字状部１８、レセプタクルコネクタ４の第１のグラウンドプレート９と接触するための７箇所の接触部１９、プレスフィット部１７と接触部１９を連結する４箇所のシールド中間部２０、フロントハウジング５の収納穴３５に収納され、クロストークの低減とインピーダンスの調整をするための７箇所の突起５０、及び、プラグコネクタ３のフロントハウジング５への一対の圧入部２１を有する。

第２のグラウンドプレート１５は、図４に示されるように、バックプレーンのグラウンド用スルーホールに接続するための８箇所のプレスフィット部１７、切欠加工によって垂直に折曲されて形成された４箇所の断面略コ字状部１８、レセプタクルコネクタ４の第１のグラウンドプレート９と接触するための７箇所の接触部１９、プレスフィット部１７と接触部１９を連結する５箇所のシールド中間部２０、フロントハウジング５の収納穴３５に収納される７箇所の突起５０、及び、プラグコネクタ３のフロントハウジング５への一対の圧入部２１を有する。

なお、第２のグラウンドプレート１５は、第１のグラウンドプレート１４と対比して、プレスフィット部１７の曲げ方向、断面略コ字状部１８の位置と曲げ方向、及び、接触部１９の位置と変位方向が異なる。

第１のグラウンドプレート１４と第２のグラウンドプレート１５の各シールド中間部２０には、略Ｌ字形状部１８の折曲方向とは逆方向に凸状リブ２２が形成されている。

図８に示されるように、長短７本の信号コンタクト１６は、アングル状に順次折曲又はプレス加工されて形成される。各信号コンタクト１６は、バックプレーンの信号用スルーホールに接続するためのプレスフィット部２３と、レセプタクルコネクタ４のピンヘッダ８と接触するための接触部２４と、プレスフィット部２３と接触部２４を連結する中間部２５と、プラグコネクタ３のフロントハウジング５への圧入部２６とから構成される。

各信号コンタクト１６を一体成形品２７のインシュレータ２８に組み込む方法は、例として次の１から３の方法である。

１．図６、図７及び図９に示されるように、一体成形品２７のインシュレータ２８の両側にそれぞれ７箇所の凹部２９を設け、各凹部２９に各信号コンタクト１６を圧入する。

２．図１０と図１１に示されるように、一体成形品２７のインシュレータ２８には、第１のグラウンドプレート１４と第２のグラウンドプレート１５がモールドインされ、また、各信号コンタクト１６の装着箇所に凹部２９が形成されている。図１１（Ａ）のように各凹部２９に各信号コンタクト１６を挿入した後、図１１（Ｂ）のように治具４１によって一体成形品２７のインシュレータ２８の凹部２９の入口付近３１を潰す。すると、図１１（Ｃ）のように、各信号コンタクト１６は、かしめられて一体成形品２７に固定され、コンタクトモジュール６が、完成する。

３．一体成形品２７の両側の各凹部２９に各信号コンタクト１６を挿入し、更に、モールドによって一体成形する。

なお、一体成形品２７の一方側に組み込む各信号コンタクト１６と他方側に組み込む各信号コンタクト１６とは、同一の構成にすることができる。また、図１１に示した溝３０は、インピーダンス調整又は伝送信号速度の調整等をするためのものである。

図１２（Ｃ）に示されるように、プラグコネクタ３のフロントハウジング５の反嵌合面には、各信号コンタクト１６の接触部２４を収納する収納穴３２と、第１のグラウンドプレート１４の接触部１９を収納する収納穴３３と、第２のグラウンドプレート１５の各接触部１９を収納する収納穴３４が設けられ、収納穴３３と収納穴３４はつながっている。フロントハウジング５の後方から８個のコンタクトモジュール６を一括して圧入すると、プラグコネクタ３が完成する。

図１３（Ａ）〜（Ｈ）は、プラグコネクタ３のコンタクトモジュール６の製造組立工程図である。まず、図１３（Ｅ）に示されるように、第１及び第２のグラウンドプレート１４，１５の各断面略コ字状部１８が背中同士を互い違いに対向し、かつ、各断面略コ字状部１８の開放部が外側を向くように、両グラウンドプレート１４，１５を配置する。次に、図１３（Ｆ）に示されるように、両グラウンドプレート１４，１５とインシュレータ２８とをモールドインによって一体成形すると、一体成形品２７が構成される。続いて、図１３（Ｇ）に示されるように、各断面略コ字状部１８内に各信号コンタクト１６を挿入し、治具によって各信号コンタクト１６をインシュレータ２８にかしめる。すると、図１３（Ｈ）に示されるように、コンタクトモジュール６が完成する。８個のコンタクトモジュール６をフロントハウジング５に並設することによって、プラグコネクタ３が構成される。

図１４（Ａ）はプラグコネクタ３のフロントハウジング５の内部の断面図であり、図１４（Ｂ）はその一部の拡大図である。第１のグラウンドプレート１４と第２のグラウンドプレート１５によって格子状に囲まれる差動ペアをなす２本の信号コンタクト１６は、２本の信号コンタクト１６をそれぞれ含む面３６，３７に平行な中心面３８に対して対称に構成される。したがって、構造的に線路が対称で、かつ、線路長に差がないので、本コネクタは、ノイズ信号に対する耐性が強化され、外部へのノイズの発生の抑制に有効な平衡伝送路を用いた差動伝送を行うことができる。

図１４（Ａ）における最左側のコンタクトモジュール６の左側と最右側のコンタクトモジュール６の右側には、それぞれの左外側と右外側を取り囲むグラウンドプレートが存在しないために、信号コンタクトは組み込まれていない。

図１５（Ａ）は、プラグコネクタ３とレセプタクルコネクタ４が嵌合した状態の模式的断面図である。ただし、レセプタクルコネクタ４のハウジング７とピンヘッダ８は図示されていない。プラグコネクタ３のフロントハウジング５のスリット１２にレセプタクルコネクタ４の第１のグラウンドプレート９が収納され、スリット１３にレセプタクルコネクタ４の第２のグラウンドプレート１０が収納されている。差動ペアをなす２本の信号コンタクト１６を結ぶ面３９は中心面３８に交点４０で直交する。２本の信号コンタクト１６を格子状に囲むレセプタクルコネクタ４の第１のグラウンドプレート９とレセプタクルコネクタ４の第２のグラウンドプレート１０の対角の２隅付近には、それぞれプラグコネクタ３の第１のグラウンドプレート１４と第２のグラウンドプレート１５が有する接触部１９が設けられている。プラグコネクタ３の第１のグラウンドプレート１４の接触部１９と第２のグラウンドプレート１５の接触部１９は、レセプタクルコネクタ４の第１のグラウンドプレート９の接触部と第２のグラウンドプレート１５の接触部にそれぞれ接続する。

図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）に示される構造の一設計変更例である。２本の信号コンタクト１６を格子状に囲む第１のグラウンドプレート１４と第２のグラウンドプレート１５の４隅付近には、それぞれ接触部１９が設けられている。

また、第１のグラウンドプレート１４と第２のグラウンドプレート１５の各シールド中間部２０の凸状リブ２２、又は、両グラウンドプレート１４，１５のプレス抜き形状を調整することによって、信号２線路間の特性インピーダンスの整合を行うことができる。更に、一体成形品２７における各信号コンタクト１６がはまる各凹部２９及び溝３０の形状により各信号コンタクト１６を取り囲む誘電体と空気層のバランスを調整することによって、インピーダンス整合を行うことができ、また、伝送する信号速度を調整することができる。

本発明の一実施例のバックプレーンに取り付けられたプラグコネクタとミッドプレーンに取り付けられたレセプタクルコネクタの嵌合前の斜視図である。同プラグコネクタと同レセプタクルコネクタの嵌合前の斜視図である。同プラグコネクタの第１のグラウンドプレートであり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図を、それぞれ示す。同プラグコネクタの第２のグラウンドプレートであり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図を、それぞれ示す。同プラグコネクタの第１及び第２の各グラウンドプレートと、同レセプタクルコネクタの第１及び第２の各グラウンドプレートとの接続状態の斜視図である。同プラグコネクタにおける一体成形品に各信号コンタクトを組み込む前の状態の斜視図である。同プラグコネクタにおけるコンタクトモジュールの斜視図である。同プラグコネクタにおける同信号コンタクトであり、（Ａ）は長短７本の信号コンタクトの正面図、（Ｂ）は最長の信号コンタクトの側面図である。同プラグコネクタにおける同一体成形品の諸図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は側面図を、それぞれ示す。同プラグコネクタにおける同コンタクトモジュールの諸図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は側面図を、それぞれ示す。同プラグコネクタにおける同一体成形品から同コンタクトモジュールまでの製造工程の断面図であり、（Ａ）は同一体成形品に同各信号コンタクトを組み込んだ状態、（Ｂ）は同一体成形品のインシュレータに同信号コンタクトを治具によってかしめる前の状態、（Ｃ）は完成した同コンタクトモジュールを、それぞれ示す。同プラグコネクタのフロントハウジングの諸図であり、（Ａ）は正面（嵌合面）図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は背面（反嵌合面）図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図を、それぞれ示す。同プラグコネクタの同コンタクトモジュールの製造組立工程を、順次（Ａ）〜（Ｈ）にそれぞれ示す。同プラグコネクタの同コンタクトモジュールの断面図であり、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は一部分の拡大図を、それぞれ示す。プラグコネクタとレセプタクルコネクタが嵌合した状態の模式図であり、（Ａ）は一部の断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示される構造の一設計変更例の拡大断面図を、それぞれ示す。

符号の説明

１バックプレーン
２ミッドプレーン
３プラグコネクタ
４レセプタクルコネクタ
５フロントハウジング
６コンタクトモジュール
７ハウジング
８ピンヘッダ
９第１のグラウンドプレート
１０第２のグラウンドプレート
１１開口部
１２スリット
１３スリット
１４第１のグラウンドプレート
１５第２のグラウンドプレート
１６信号コンタクト
１７プレスフィット部
１８断面略コ字状部
１９接触部
２０シールド中間部
２１圧入部
２２凸状リブ
２３プレスフィット部
２４接触部
２５中間部
２６圧入部
２７一体成形品
２８インシュレータ
２９凹部
３０溝
３１入口付近
３２収納穴
３３収納穴
３４収納穴
３５収納穴
３６信号コンタクトを含む面
３７信号コンタクトを含む面
３８中心面
３９２本の信号コンタクトを結ぶ面
４０交点
４１治具
５０突起

Claims

複数の信号コンタクトと、第１のグラウンドプレートと、第２のグラウンドプレートと、インシュレータとからコンタクトモジュールが構成され、
前記両グラウンドプレートは、それぞれ少なくとも一つの断面略コ字状部を有し、
前記各断面略コ字状部が背中同士を互い違いに対向し、かつ、前記各断面略コ字状部の開放部が外側を向くように、前記両グラウンドプレートと前記インシュレータとがモールドインによって一体成形され、
前記インシュレータは前記各信号コンタクトを装着する複数の凹部を有し、前記各凹部の入口付近を潰すことにより前記各信号コンタクトがかしめられて前記インシュレータに固定され、
前記各断面略コ字状部内に前記各信号コンタクトが組み込まれて前記コンタクトモジュールが構成され、
複数の前記コンタクトモジュールがハウジングに並設され、
前記各信号コンタクトは差動ペアをなす２本の信号コンタクトの単位に構成され、前記２本の信号コンタクトは前記両グラウンドプレート間に対して対称に配置され、
前記各信号コンタクトは前記２本の信号コンタクトの単位毎に前記第１のグラウンドプレートと前記第２のグラウンドプレートによって格子状に囲まれ、
前記両グラウンドプレートの少なくとも一方は、相手側コネクタのグラウンドプレートに接続する少なくとも一つの接触部を有することによって構成されることを特徴とするコネクタ。
前記２本の信号コンタクトの単位を格子状に囲む前記第１のグラウンドプレートと前記第２のグラウンドプレートの対角の２隅付近には、それぞれ前記接触部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記２本の信号コンタクトの単位を格子状に囲む前記第１のグラウンドプレートと前記第２のグラウンドプレートの４隅付近には、それぞれ前記接触部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。