JP4023540B2

JP4023540B2 - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP4023540B2
Application number: JP2003119558A
Authority: JP
Inventors: 浩司大西; 誠彦松江
Original assignee: Honda Tsushin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Honda Tsushin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP2004031334A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、コンピューター、サーバー若しくはバックボード−パッケージ間におけるプリント基板と機器若しくはプリント基板同士の接続用に使用されるコネクタであって、主に高周波数の電気信号を伝送する電気コネクタとペアコンタクトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気コネクタ１１としては、図１０に示すように、ノイズ対策として一つの信号線を一対のペア端子１２で構成し、該ペア端子によって高速信号を伝送する差動伝送方式を採用したものが知られている。このペア端子１２においては、信号エネルギーが隣接の端子に漏れるというクロストークがあっても、同相ノイズとして除去されるものである。そして、各ペア端子間には、隣接するペア端子へのクロストークを防止するため、グランド端子１３を設置することで、他の信号から又は他の信号へのエネルギーの漏れを防いでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記電気コネクタ１１は、伝送特性を良くするためにグランド端子を設けることで解決を図っている、それにより、部品点数が増加し全体の構造が複雑となり、組立コストが嵩むという課題がある。また、高密度実装化が進展して、前記ペア端子１２と該ペア端子間に配設されるグランド端子１３との間隔が狭くなり、このグランド端子によって失われる信号エネルギーが大きくなって挿入損失が大きくなるという課題がある。
【０００４】
また、ペア端子１２同士間の間隔ｂも狭くなることから、端子の板厚が薄くなって、プレスイン端子としての端子保持力が確保しにくくなり、端子が曲がりやすかったりプレスイン時に端子の座屈が生じたりする等の課題がある。
更に、前記ペア端子１２のコンタクト１２ａ，１２ｂを、上下方向に配設しているので、プリント基板の回路に至る線路の長さが異なることにより、電気信号の伝播遅延が生じて、当該電気信号によるノイズが発生する、という種々の課題がある。
本発明に係る電気コネクタとペアコンタクトは、このような課題を解消するために提案されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気コネクタの上記課題を解決するための要旨は、複数の信号端子と、該信号端子を収納する複数の収納孔を左右方向に列設したものを上下方向に複数段設けて形成してなる接合ハウジングとを有して構成され、前記一つの収納孔に一つの電気信号を伝送する一対の信号端子を収納し、前記ペア端子における両信号端子の間隔ａと、ペア端子同士の間隔ｂとの比を、ａ／ｂ≦１／３とした差動伝送用の電気コネクタであって、前記ペア端子は、収納孔からプリント基板に接合させる端子部の直前に至るまで、近接状態が平行に維持されているとともに、前記ペア端子同士の間にグランド端子を設けないで当該ペア端子が配設されていることである。
【０００６】
また、一対の信号端子は、近接させて対向配置にされ絶縁部材によってその一部を埋設させて一体に形成してペア端子にされ、当該ペア端子の対向背面側若しくは前記絶縁部材の一端面部に圧入用の肩部が設けられていること、；
前記絶縁部材に埋設されるペア端子の一部に設けられる前記絶縁部材との付着強度強化用の切欠き又は貫通孔が、前記ペア端子の対向背面側に配置して設けられることを含むものである。
【０００８】
本発明に係る電気コネクタによれば、一つの電気信号を伝送するペア端子が、左右方向に列設しているので、プリント基板の回路までの線路の長さが同じとなって、伝播遅延が無くノイズの発生が防止される。また、ペア端子同士の間にはグランド端子が設けられていないので、電気信号のエネルギーの挿入損失が減少し高速伝送特性が大幅に向上する。
【０００９】
前記ペア端子における両信号端子の間隔ａと、ペア端子同士の間隔ｂとの比を、ａ／ｂ≦１／３としたことで、グランド端子が無くても、高速伝送において良好な高周波特性が得られる。
【００１０】
また、ペア端子は、絶縁部材によって、一体に形成されているので、ペア端子及びペアコンタクト両端子の間隔を極力、接近させて構成することができるようになる。また、ペアコンタクトが強固に支持される。よって、コネクタ挿抜時にこじり等の力が加わっても、端子が曲がってペアコンタクト同士が接触するという不具合がない。更に、ペアコンタクトにおける電気磁気的結合が強くなり、電気信号のエネルギー損失が少なく高速伝送特性が良好になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る電気コネクタとペアコンタクトについて図面を参照して説明する。なお、発明の理解を容易にするため、従来例に対応する部分には、従来例と同一符号を付けて説明する。
【００１２】
本発明に係る電気コネクタ１は、図１に示すように、プリント基板に載置されてコンタクト端部が回路に接続されコンタクト他端部が雌型接続部となっている雌型パッケージコネクタ２と、該パッケージコネクタ２と接続する雄型コンタクトを有して機器筐体に設けられるバックボードコネクタ３とから構成されている。
【００１３】
前記パッケージコネクタ２は、接合ハウジング２ｂと、絶縁ハウジング２ａと、該ハウジング２ａにインサート成形される雌型コンタクト４とからなる。雌型コンタクト４は、上下方向に例えば６段にして設けられる。そして、左右方向には、図１乃至図２に示すように、接合ハウジング２ｂに絶縁ハウジング２ａを挿入して併設していくものである。
【００１４】
前記雌型コンタクト４は、図３に示すように、上下方向に例えば、６段にして設けられるが、図４に示すように、一つの電気信号に対して、左右方向において平行に近接（例えば、０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ程度）させた状態の雌型コンタクト４，４をペア端子として配設するものである。該雌型コンタクト４の板厚は、例えば、約０．４ｍｍである。
【００１５】
前記ペア端子としての雌型コンタクト４、４における近接状態は、図４（Ａ）に示すように、相手方のペアコンタクトである雄型コンタクト５との接合を図る接合部４ａから、プリント基板にプレスインされる端子部４ｂの直前まで平行に維持するのが、信号エネルギーの挿入損失を抑える上で好ましい。しかしながら、前記端子部４ｂ，４ｂの間隔は、例えば、図１３（Ａ）に示すように、プリント基板のスルーホール６の間隔が約２ｍｍで略格子状の配列になっているので、この間隔に一致させなければならない。前記スルーホール６の間隔を略格子状にしているのは、図１３（Ｂ）に示すように、当該スルーホール６からの配線パターン７の引出しを容易にするためである。
【００１６】
そこで、図４（Ｂ）に示すように、前記端子部４ｂの直前にて、屈曲部４ｃを設けることで、このペア端子の近接状態を可能な限り長く平行に維持して、前記プリント基板におけるプレスイン部の直前で、図１３（Ａ）に示す配列と同じ略格子状に拡幅させているのである。
【００１７】
前記雌型コンタクト４の接合部４ａには、図５に示すように、コンタクト用の収納孔２ｃを有する接合ハウジング２ｂが、挿入されて嵌合される。この収納孔２ｃには、図５に示すように、上下方向に突出する仕切り壁２ｄが設けられており、該仕切り壁２ｄによって前記接合部４ａの絶縁を確保して、この一つの収納孔２ｃに、前記ペア端子である雌型コンタクト４，４が挿入される。
【００１８】
このように、一つの収納孔２ｃに前記ペア端子を収めたのは、一つの雌型コンタクト４を一つの収納孔として、これを近接させると、接近する収納孔の開口部における導入用テーパ部同士がその形状を維持できなくなるからである。また、収納孔２ｃの開口部には、相手方のペアコンタクトである雄型コンタクト５を導入するテーパ状のガイド部２ｅが設けられている。
【００１９】
更に、前記収納孔２ｃの配列は、図６（Ａ）に示すように、ａ〜ｆの６段における上下段において、左右方向の収納孔２ｃ間のピッチのハーフピッチ分をずらして千鳥配置にして配設されている。そして、図７に示すように、ペア端子の雌型コンタクト４，４における両信号端子の間隔ａ（０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ程度）と、当該ペア端子同士の間隔ｂとの比が、ａ／ｂ≦１／３となるように設定されている。
【００２０】
例えば、前記間隔ａが、０．５ｍｍの場合、左右方向の間隔ｂは約１．５ｍｍで、その比が３倍であり、上下段のペア端子同士の間隔ｂは、例えば約１．６ｍｍ程度である。この間隔ｂは、大きいほどノイズ対策上好ましいが、実際には高密度にコンタクトが配設されるので、可能な限りで近接させる場合の最低値を確保するという意味合いである。
【００２１】
次に、前記バックボードコネクタ３について説明する。図８に示すように、バックボードコネクタ３は、絶縁ハウジング３ａと、該絶縁ハウジング３ａに配設されたコンタクト挿入孔３ｂに圧入されて支持される雄型コンタクト５とから構成されている。
【００２２】
前記コンタクト挿入孔３ｂは、前記パッケージコネクタ２の収納孔２ｃの配列に対応させてある。また、雄型コンタクト５は、図９に示すように、雄コンタクト５ａを対向させて、その間に、絶縁合成樹脂部材５ｂが一体に形成されなるペアコンタクトである。これにより、雄型コンタクト５の間隔ａを狭くして、安定して形成できるものである。この雄型コンタクト５が、前記一つのコンタクト挿入孔３ｂに装着されているのである。
【００２３】
なお、図１４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ペアコンタクトとして、他の実施例に係る雄型コンタクト８ａ〜８ｄが提案される。これは、高速の差動信号伝送を行う場合に、前記雌型コンタクト４，４からなるペア端子の間隔が均等に近接し、更に、高速信号が前記ペアコンタクトである雄型コンタクトの対向面側のコンタクト表面を通るので、切欠き等は高速伝送に悪影響を与えないように、対向面と反対側に設けるようにすること、を考慮した実施例を示している。
【００２４】
同図（Ａ）では、雄型コンタクト８ａを、絶縁部材である絶縁合成樹脂部材５ｂで一体にしてペアコンタクトに形成する際に、コンタクトと絶縁合成樹脂部材５との付着強度を増すための切欠き部８ｅを、コンタクト同士の対向面の反対側である対向背面側に設けたものであり、更に、前記絶縁合成樹脂部材５ｂの一端面部をプレスイン用の肩部に兼用させるものである。このようにすれば、同図（Ｅ）に示す従来のペアコンタクト９，９において、それぞれに圧入用の肩部をコンタクト９の両側に突出させて設けると、両コンタクト９，９間の間隔a1が広くなって、高速の差動信号伝送には不利となってしまうのを、解消できるものである。
【００２５】
また、同図（Ｂ）では、ペアコンタクトにした雄型コンタクト８ｂにプレスイン用の肩部８ｆを設けた例であるが、前記肩部８ｆは、対向するコンタクト８ｂの対向背面側に１箇所ずつ、絶縁合成樹脂部材５ｂから一部（押圧部）を外部に露出させて設けたものである。この肩部８ｆを、仮に、一つのコンタクト８ｂの両側に設けると、ペアコンタクトの間隔が広くなってしまい、逆に隣接するペア端子との距離が近くなってクロストークが大きくなり、高速の差動信号伝送に不利となる。
【００２６】
こうして、一つのコンタクト８ｂに肩部８ｆを片側にだけ設けたのでは圧入時にバランスを崩すが、一体成型した一対のペアコンタクト８ｂ，８ｂにおいて、外側の２箇所に肩部８ｆ，８ｆを設けると、全体としてバランス良く圧入することができ、コンタクトの対向面側を均等に近接させることができる。同図（Ｃ）も同様で、プリント基板側に同じ間隔ａでプレスインできる場合を示している。
【００２７】
同図（Ｄ）では、雄型コンタクト８ｄに付着度強化用の切欠き部８ｅを設けると共に、貫通孔８ｇを設けたものである。これによっても、絶縁合成樹脂部材５ｂが前記貫通孔８ｇにも充填されて、雄型コンタクト８ｄと絶縁合成樹脂部材５ｂとが強固に一体化されるものである。前記貫通孔８ｇは、対向したコンタクト表面を避けて、コンタクト幅の中央付近、または、コンタクトの対向背面側に近い位置に設けるものである。以上、図１４に示したペアコンタクトの他の実施例において、絶縁合成樹脂部材５ｂが、絶縁ハウジング３ａのコンタクト挿入孔３ｂに圧入されるので、係合用突起３ｃを設けておくものである。
【００２８】
前記図８乃至図９に示した雄コンタクト５ａにおいて、前記雌型コンタクト４の接合部４ａに挿入されて電気的に接合される先端部５ｃ側の間隔は、前記雌型コンタクト４の接合部４ａの間隔ａとほぼ同じである。また、これと反対側のプリント基板に接合される後端部５ｄ側の間隔は、当該プリント基板のスルーホールのピッチと同じに、略格子状の配列になるようにしてある。
【００２９】
以上のようにして構成される本発明の電気コネクタ１によれば、クロストークが１％以下となって使用に十分な性能を示し、挿入損失が向上する。これらを従来のコネクタと比較してみると、（ペア端子同士の間隔ｂ＝ペア端子における両信号端子の間隔ａ×３とし、クロストークの上側は上側端子、右側は右側端子のことである、なお、図７及び図１１乃至図１２の図中における同心円状の波線は電界の及ぼす影響線を示す）、以下の表のようになる。

このように、本発明に係る電気コネクタ１は、挿入損失においては、低・中速タイプの従来コネクタに対して大幅に向上しており、また、高速タイプの従来コネクタに対しては、前記雌型コンタクト４，４のペア端子同士の間に、グランド端子（シールド用）が無いので、挿入損失が向上している。
一方、クロストークにおいては、低・中速タイプの従来コネクタに対して大幅に向上しており、また、高速タイプの従来コネクタに対しては、上側端子において０．２％であって向上している。右側端子においては、０．６％となって数値的には従来例よりも高いが、グランド端子が無いにも関わらず上側端子と右側端子とのいずれもが１％以下であって、使用に十分な性能を示している。
このように、前記雌型コンタクト４，４のペア端子では、その間隔ａを近接させてその平行状態をプリント基板のプレスイン部の直前まで維持しているので、ペアで伝送される電気信号の伝播遅延が無い。
【００３０】
前記電気コネクタ１においては、前記ペア端子を千鳥配置にして間隔ｂを大きく採っているので、雌型コンタクト４の板厚を０．４ｍｍ程度に確保することができる。これによって、端子部４ｂをプリント基板のスルーホールにプレスイン接続させても、雌型コンタクト４の腰が強く座屈・折曲がり等などの不都合が生じるおそれがなく、固定強度も強い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電気コネクタは、複数の信号端子と、該信号端子を収納する複数の収納孔を左右方向に列設したものを上下方向に複数段設けて形成してなる接合ハウジングとを有して構成され、前記一つの収納孔に一つの電気信号を伝送する一対の信号端子を収納し、前記ペア端子における両信号端子の間隔ａと、ペア端子同士の間隔ｂとの比を、ａ／ｂ≦１／３とした差動伝送用の電気コネクタであって、前記ペア端子は、収納孔からプリント基板に接合させる端子部の直前に至るまで、近接状態が平行に維持されているとともに、前記ペア端子同士の間にグランド端子を設けないで当該ペア端子が配設されているので、ペア端子の線路が等しく維持されて電気信号の伝播遅延が無くクロストークが抑えられ、また、グランド端子を無くした分だけ、ペア端子同士を可能な限り離隔させて配設できるようになり、グランド端子の無い構成にしても、高速伝送特性の良い電気コネクタとなると言う優れた効果を奏するものである。
【００３３】
また、グランド端子を省いたコネクタとしたので、部品点数が削減され、コネクタの組立工数も低減されることとなった。
【００３４】
複数の信号端子と、該信号端子を収納する複数の収納孔を左右方向に列設したものを上下方向に複数段設けて形成してなる接合ハウジングとを有して構成され、前記収納孔に一つの電気信号を伝送する一対の信号端子をペア端子として収納した差動伝送用の電気コネクタにおいて、前記ペア端子における両信号端子の間隔ａと、ペア端子同士の間隔ｂとの比を、ａ／ｂ≦１／３としたことにより、高速伝送特性をグランド端子無しで良好に維持できるものである。また、それにより、雌型コンタクト４の板厚も低・中速用コネクタのコンタクトと同等の板厚を確保できるようになり、プリント基板のスルーホールにプレスイン接続させても、座屈・折曲がり等などの不都合が生じないので作業効率が良く、プリント基板への固定強度も強いので安定した性能が維持されると言う優れた効果を奏するものである。
【００３５】
前記ペア端子は、収納孔からプリント基板に接合させる端子部の直前に至るまで、近接状態が平行に維持されているので、電気磁気的結合が強くなって、クロストークノイズが低減される。
【００３６】
前記一対の信号端子は、近接させて対向配置にされ絶縁部材によってその一部を埋設させて一体に形成してペア端子にされ、当該ペア端子の対向背面側若しくは前記絶縁部材の一端面部に圧入用の肩部が設けられているので、端子間隔を狭く維持することができるものである。更に、前記絶縁部材に埋設されるペア端子の一部に設けられる前記絶縁部材との付着強度強化用の切欠き又は貫通孔が、前記ペア端子の対向背面側に配置して設けられるので、高速伝送に悪影響を与えることなく絶縁部材への付着強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気コネクタ１の概略全体構成を示す分解斜視図である。
【図２】同本発明に係る電気コネクタ１の、単列の構成を示す分解斜視図である。
【図３】同本発明に係る電気コネクタ１の側面図である。
【図４】同本発明に係る電気コネクタ１における、雌型コンタクト４と雄型コンタクト５とを接続させる様子を示す斜視図（Ａ）と、雌型コンタクトの端子部４ｂと屈曲部４ｃとの拡大斜視図（Ｂ）である。
【図５】同本発明に係る電気コネクタ１における、雌型コンタクト４の接合部４ａを収納孔２ｃに収納させた状態の、断面図（Ａ）と、該断面図におけるＡ−Ａ線に沿った断面図（Ｂ）、収納孔２ｃの開口部の正面図（Ｃ）である。
【図６】同本発明に係る電気コネクタ１における、パッケージコネクタ２の正面図（Ａ）、該正面図におけるＡ−Ａ線に沿った断面図（Ｂ）、及び同Ｂ−Ｂ線に沿った断面図（Ｃ）である。
【図７】同本発明に係る電気コネクタ１における、雌型コンタクト４のペア端子の配設状態と電界の影響を示す概略説明図である。
【図８】同本発明に係る電気コネクタ１における、バックボードコネクタ３の正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、底面図（Ｃ）、前記正面図におけるＣ−Ｃ線に沿った一部の断面図（Ｄ）である。
【図９】同本発明に係る電気コネクタ１における、バックボードコネクタ３の雄型コンタクト５の正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図１０】従来例に係る電気コネクタ１１の断面図である。
【図１１】同従来例における電気コネクタ１１のペア端子の配列状態と電界の影響とを示す説明図である。
【図１２】同従来例に係るコネクタにおけるコンタクトの配列状態と電界の影響とを示す説明図である。
【図１３】プリント基板のスルーホールの配列を示す説明図（Ａ）、同パターンの配線状態を示す説明図（Ｂ）である。
【図１４】本発明に係る電気コネクタ１における、バックボードコネクタ３の雄型コンタクト５の他の実施例に係る、使用状態の縦断正面図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）と、従来例に係る雄型コンタクト９の使用状態を示す正面図（Ｅ）である。
【符号の説明】
１電気コネクタ、２雌型パッケージコネクタ、
２ａ絶縁ハウジング、２ｂ接合ハウジング、
２ｃ収納孔、２ｄ仕切り壁、
２ｅガイド部、
３バックボードコネクタ、３ａ絶縁ハウジング、
３ｂコンタクト挿入孔、４雌型コンタクト、
４ａ接合部、４ｂ端子部、
４ｃ屈曲部、５雄型コンタクト、
５ａ雄コンタクト、５ｂ絶縁合成樹脂部材、
５ｃ先端部、５ｄ後端部、
６スルーホール、７配線パターン、
８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ雄型コンタクト、
８ｅ切欠き部、８ｆ肩部、
８ｇ貫通孔、９雄型コンタクト。

Claims

複数の信号端子と、該信号端子を収納する複数の収納孔を左右方向に列設したものを上下方向に複数段設けて形成してなる接合ハウジングとを有して構成され、前記一つの収納孔に一つの電気信号を伝送する一対の信号端子を収納し、前記ペア端子における両信号端子の間隔ａと、ペア端子同士の間隔ｂとの比を、ａ／ｂ≦１／３とした差動伝送用の電気コネクタであって、前記ペア端子は、収納孔からプリント基板に接合させる端子部の直前に至るまで、近接状態が平行に維持されているとともに、前記ペア端子同士の間にグランド端子を設けないで当該ペア端子が配設されていること、
を特徴とする電気コネクタ。
一対の信号端子は、近接させて対向配置にされ絶縁部材によってその一部を埋設させて一体に形成してペア端子にされ、当該ペア端子の対向背面側若しくは前記絶縁部材の一端面部に圧入用の肩部が設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
絶縁部材に埋設されるペア端子の一部に設けられる前記絶縁部材との付着強度強化用の切欠き又は貫通孔が、前記ペア端子の対向背面側に配置して設けられること、
を特徴とする請求項１または２に記載の電気コネクタ。