JP5038818B2 - 基板用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、基板用コネクタに関し、さらに詳しくは、プリント配線が形成されたプリント基板への信号の授受や電源供給のために取り付けられる基板用コネクタに関するものである。

従来、自動車等の車両などに搭載される電子・電気機器には、電子部品やＩＣ（集積回路）等が実装された多数のプリント基板が備えられており、これらのプリント基板には他の機器や他のプリント基板との信号の授受や電源供給のための電線が接続されている。そして、これらの電線とプリント基板とを中継接続するために、基板用コネクタが用いられている。

基板用コネクタは、一般に、信号の伝送を行なう端子をハウジングに収容してなる。例えば図９に示すように、信号の伝送を行なう端子７２を誘電体７４に収容し、誘電体７４の外周をシールドシェル７６で覆い、シールドシェル７６をハウジング７８に収容してなる基板用コネクタ７０が知られている。端子７２は、電線端末に接続される水平部７２ａの一端より垂下部７２ｂが垂直方向に延設された略Ｌ字形状をしている。

基板用コネクタが複数の端子を備える場合、スペースの制約上の問題などから、高さ方向に複数段に端子を配列させることがある。このとき、上段に配置される端子のＬ字形状に沿って平行にそのＬ字形状の内側に下段の端子が配置されると、外回りとなる上段の端子と内回りとなる下段の端子との経路長が異なってくる。したがって、例えば、対の信号線にデータを伝送する差動方式においては、上段に配置される端子と下段に配置される端子との間で位相差が発生するため、信号の遅延（スキュー）の問題が発生するおそれがある。

そこで、このような信号の遅延（スキュー）の問題を解消する試みがなされている。例えば、特許文献１には、図１０に示すように、高さ方向に複数段に端子８２を配列させた基板用コネクタ８０が開示されている。この基板用コネクタ８０は、ハウジング８４内の最上段の端子８２ａがハウジング８４へ最も接近した基板８６上の導電区域へ接続され、ハウジング８４内の最下段の端子８２ｂはハウジング８４へ最も遠い基板８６上の導電区域へ接続されており、端子８２が実質的に同じ長さとされている。

実開平０６−７９０８５号公報

しかしながら、特許文献１の基板用コネクタ８０は、ハウジング８４内の最下段の端子８２ｂをハウジング８４の奥行き方向に長くして、ハウジング８４内の最上段の端子８２ａとの長さを実質的に同じにしているので、基板用コネクタ８０が奥行き方向に大きくなっていた。また、最下段の端子８２ｂは最上段の端子８２ａが接続される基板８６上の導電区域よりも遠い導電区域へ接続されるので、最上段の端子８２ａと最下段の端子８２ｂとが交差している。これにより、信号の漏話（クロストーク）が発生しやすいという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、コネクタを奥行き方向に大きくすることなく信号の遅延（スキュー）の発生を抑えるとともに、信号の漏話（クロストーク）の発生を抑えることが可能な基板用コネクタを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る基板用コネクタは、電線端末に接続される水平部と、該水平部の一端より垂下されプリント基板の信号パターンに接続される垂下部とを有する複数の端子を備えた基板用コネクタであって、前記複数の端子は、該端子の水平部を挿入する複数の挿入孔と該端子の垂下部を収容する複数の収容溝とを備えたハウジング内に収容されており、前記複数の端子は、高さ方向にその水平部を複数段配列され、その水平部が上段に配置される端子の垂下部は、下段に配置される端子の垂下部よりも奥行き方向奥側に配置されるとともに、前記下段に配置される端子の垂下部は幅方向に折れ曲がっており、前記上段に配置される端子の経路長と前記下段に配置される端子の経路長とを同じにしており、さらに、該端子の垂下部は、幅方向に折れ曲がった先が、該端子の幅方向に並ぶ別の端子の垂下部の基端部分が収容されている収容溝に収容されることを要旨とするものである。

この場合、前記複数の端子は、幅方向から見て略平行に配置されていることが望ましい。

特に、前記複数の端子は、該端子の水平部を挿入する複数の挿入孔と該端子の垂下部を収容する複数の収容溝とを備えたハウジング内に収容されており、該端子の垂下部は、幅方向に折れ曲がった先が、該端子の幅方向に隣に並ぶ端子の垂下部の基端部分が収容されている収容溝に収容されると良い。

本発明に係る基板用コネクタは、上段に配置する端子の垂下部を下段に配置する端子の垂下部よりも奥行き方向奥側に配置しているので、上段に配置する端子と下段に配置する端子とが交差していない。したがって、信号の漏話（クロストーク）の発生が抑えられる。また、下段に配置する端子の垂下部を幅方向に折り曲げることにより、上段に配置する端子の経路長と下段に配置する端子の経路長とを同じにしているので、コネクタを奥行き方向に大きくすることなく信号の遅延（スキュー）の発生が抑えられる。

この場合、前記複数の端子が幅方向から見て略平行に配置されていると、より一層、コネクタを奥行き方向に小さくする。

そして、前記複数の端子において、垂下部の幅方向に折れ曲がった先が、幅方向に並ぶ別の端子の垂下部の基端部分が収容されている収容溝に収容されると、収容溝を共通にする部分があるので、コネクタを幅方向にも小さくする。特に、幅方向に隣の収容溝に収容されると、より一層、コネクタを幅方向にも小さくする。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る基板用コネクタにおいては、電線端末に接続される側を前側とし、その反対側を後側（奥行き方向奥側）とする。また、基板用コネクタが取付けされるプリント基板から上方向を高さ方向とし、高さ方向および奥行き方向の両方に直交する方向を基板用コネクタの幅方向とする。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る基板用コネクタ１０は、電線端末とプリント基板のプリント配線との間を電気的に接続する複数の端子１２をインナーハウジング１４に収容し、複数の端子１２を電磁気的にシールドするためのシールドシェル１６とそのシェルカバー１８によりこのインナーハウジング１４の外周を覆い、このシールドシェル１６をアウターハウジング２０に収容してなる。

複数の端子１２は、金属性板材などの導電性板材を打ち抜き加工・折り曲げ加工等して形成される。複数の端子１２は、接続相手となる電線の端末に取付けされる接続端子に接続するタブ状の水平部２２と、水平部２２の一端より垂下されプリント基板の信号パターンに接続するタブ状の垂下部２４とを有している。垂下部２４は、タブ状の先端を、プリント基板の信号パターンに電気的に接続されている導電性のスルーホールに挿入した後、ハンダなどによりプリント基板の信号パターンに電気的に接続される。

複数の端子１２は、高さ方向に２段に配置され、幅方向に３列に配置されている。高さ方向の上段に配置される上段端子１２ａは、図２に示すように、略直線状に形成された水平部２２ａより垂下部２４ａが略直角方向に略直線状に伸びており、全体形状が略Ｌ字形状をしている。一方、高さ方向の下段に配置される下段端子１２ｂは、図３に示すように、略直線状に形成された水平部２２ｂより垂下部２４ｂが略直角方向に一度略直線状に伸び、次いで幅方向に斜め下方に折れ曲って再び垂直方向に折れ曲っている。下段端子１２ｂは、水平部２２ｂと垂下部２４ｂとが略直角になっており、また、垂下部２４ｂの形状は略Ｓ字形状をしている。下段端子１２ｂは、垂下部２４ｂを幅方向に折り曲げられて経路長を長くされ、上段端子１２ａの経路長と同じになるように構成されている。

これら複数の端子１２を収容するインナーハウジング１４は、所定の誘電率を有する絶縁性の樹脂材料により成形され、複数の端子１２とシールドシェル１６との間に組み付けられて両者を絶縁状態に保持する。図４に示すように、インナーハウジング１４は、略直方体の外形形状を有し、内部には、複数の端子１２の水平部２２を挿入可能な複数の挿入孔２６を備えている。挿入孔２６の一開口端には、挿入孔２６が形成されている方向と直交する垂直方向に沿って、垂下部２４を収容する複数の収容溝２８が形成されている。収容溝２８を仕切る隔壁３０は、途中で斜め下方に向けて切り欠かれており、この切欠３０ａにより一の収容溝２８とその１つ隣の収容溝２８とが繋がって、下段端子１２ｂの垂下部２４ｂの幅方向に折れ曲った部分を収容可能になっている。収容溝２８は、上段端子１２ａと下段端子１２ｂの両方を重ねて収容可能な深さになっている。

このインナーハウジング１４内に複数の端子１２が収容されている。図５に示すように、インナーハウジング１４には、まず、複数の端子１２のうち下段端子１２ｂが収容される。下段端子１２ｂの水平部２２ｂをインナーハウジング１４の下段に位置する挿入孔２６に挿入し、下段端子１２ｂの垂下部２４ｂを収容溝２８に収容する。下段端子１２ｂの垂下部２４ｂは幅方向に折れ曲っており、収容溝２８を仕切る隔壁３０の切欠３０ａに沿ってこの幅方向に折れ曲っている部分を収容すると、幅方向に折れ曲がった先の垂直方向に伸びる部分は、１つ隣の収容溝２８の位置に配置され、これに収容される。すなわち、下段端子１２ｂの垂下部２４ｂの幅方向に折れ曲がった先は、基端側が収容されている収容溝２８の１つ隣の収容溝２８に収容される。

次いで、上段端子１２ａがインナーハウジング１４に収容される。上段端子１２ａの水平部２２ａをインナーハウジング１４の上段に位置する挿入孔２６に挿入し、上段端子１２ａの垂下部２４ａを収容溝２８に収容する。上段端子１２ａの垂下部２４ａは略直線状に形成されており、一の端子１２ａの垂下部２４ａは一の収容溝２８に収容される。上段端子１２ａの垂下部２４ａは、下段端子１２ｂの垂下部２４ｂが収容されている収容溝２８に、下段端子１２ｂと接触しない状態で重ねて収容されており、下段端子１２ｂの垂下部２４ｂの奥行き方向奥側に配置される。

複数の端子１２は、高さ方向にその水平部２２を複数段配列され、その水平部２２が上段に配置される上段端子１２ａの垂下部２４ａは、下段に配置される下段端子１２ｂの垂下部２４ｂよりも奥行き方向奥側に配置されている。下段端子１２ｂは、上段端子１２ａよりも内回りに配置されており、上段端子１２ａと下段端子１２ｂとは交差していない。そのため、上段端子１２ａ（下段端子１２ｂ）を流れる信号が下段端子１２ｂ（上段端子１２ａ）を流れる信号に与える影響は小さくなり、上段端子１２ａと下段端子１２ｂとが交差しているものと比較して、信号の漏話（クロストーク）の発生を抑えられる。

そして、下段端子１２ｂの垂下部２４ｂを幅方向に折り曲げて下段端子１２ｂの経路長を長くし、下段端子１２ｂと上段端子１２ａの経路長を同じにしているので、例えば、対の信号線を用いて差動方式により信号を伝送する場合、上段端子１２ａと下段端子１２ｂとで対となる信号を流すときに、位相のずれが抑えられ、信号の遅延（スキュー）の発生を抑えられる。このとき、コネクタが奥行き方向に大きくなるのを抑えるので、構造上のメリットも大きい。

さらに、下段端子１２ｂの垂下部２４ｂの幅方向に折れ曲がった先は、基端側が収容されている収容溝２８の１つ隣の収容溝２８に収容されており、１つ隣に配置される下段端子１２ｂの垂下部２４ｂ基端側と収容溝２８を共有しているので、コネクタを幅方向にもより小さくする。また、垂下部２４ｂの幅方向に折れ曲がった先を収容する収容溝２８を別途作製する必要がないので、インナーハウジング１４の構造をより簡単にすることができる。

上述するように、下段端子１２ｂにおいては、垂下部２４ｂを幅方向に折り曲げることにより、経路長を伸長させている。このとき、折り曲げた先をより遠くに配置する、曲げ角度（図３（ｂ）中の角度θ）を大きくする、曲げ回数を多くするなどの方法により、経路長をより大きく伸長させることができる。すなわち、このような方法により、下段端子１２ｂの経路長を適当な長さに調整して、上段端子１２ａの経路長と同じにすることができる。

折り曲げた先をより遠くに配置する例としては、コネクタの幅方向の大きさが許す限りにおいて、下段端子１２ａの垂下部２４ａの幅方向に折れ曲がった先を、基端側が収容されている収容溝２８の２つまたは３つ以上隣の収容溝２８に収容するようにしたものなどを示すことができる。すなわち、幅方向に折れ曲がった先を１つ隣の収容溝に収容するものには限定されない。

また、曲げ回数については、例えば、図６に示すように、３回折り曲げしたものなどを示すことができる。すなわち、下段端子１２ｂの垂下部２４ｂは、水平部２２ｂより略直角方向に一度略直線状に伸び、次いで幅方向に斜め下方に折れ曲った後、折り返して幅方向反対に斜め下方に折れ曲って、再び垂直方向に折れ曲っている。下段端子１２ｂの垂下部２４ｂの幅方向に折れ曲がった先は、折り返されて、基端側が収容されている収容溝２８と同じ収容溝２８に収容されている。図６に示す下段端子１２ｂは、図５に示す下段端子１２ｂと比較して曲げ回数が多くなっており、経路長が長くなっている。

複数の端子１２の配列は、高さ方向に２段に限定されるものではなく３段以上であっても良い。また、幅方向に３列に限定されるものではなく１列、２列あるいは４列以上であっても良い。

例えば、高さ方向に３段にする場合、上段端子１２ａのように、上段端子、中段端子、下段端子のいずれも同じ略Ｌ字形状をしており、上段端子は中段端子の奥行き方向奥側に配置され、中段端子は下段端子の奥行き方向奥側に配置されると、端子の経路長は、長い順に、上段端子、中段端子、下段端子となる。そうすると、中段端子と下段端子を幅方向に折り曲げすれば、コネクタが奥行き方向に大きくなるのを抑えつつ、端子間を交差させることなく、中段端子および下段端子を上段端子と同じ経路長にすることができる。このとき、下段端子は、中段端子よりも経路長が短いので、中段端子とは折曲げ方法を変えて、より伸長させる必要がある。

例えば、垂下部を幅方向に折り曲げて、中段端子の幅方向に折れ曲がった先を１つ隣の収容溝に収容するとともに、下段端子の幅方向に折れ曲がった先を２つ隣の収容溝に収容するようにしても良い。また、中段端子よりも下段端子の曲げ角度を大きくしても良い。さらに、下段端子の曲げ回数を多くして、経路長を長くしても良い。

複数の端子１２を収容したインナーハウジング１４は、シールドシェル１６内に収容される。インナーハウジング１４には、両側面に、シールドシェル１６内に係合保持されるための係合凹部３２が形成されている。

インナーハウジング１４の外周を覆うシールドシェル１６は、インナーハウジング１４に収容された複数の端子１２を電磁気的にシールドする。シールドシェル１６は、金属性板材などの導電性板材を打ち抜き加工・折り曲げ加工等して中空状に形成されており、内部の空洞部分にインナーハウジング１４を収容可能になっている。シールドシェル１６は、幅方向から見た外形形状が、上段端子１２ａと同じ方向に略Ｌ字状に形成されており、複数の端子１２の水平部２２を覆う嵌合部３４が水平方向に角筒状に形成され、嵌合部３４の後端より垂直方向に、シールドシェル１６をプリント基板に接続するための基板接続部３６が延設形成されている。

嵌合部３４の両側面には、やや内側に向かって折曲げられた舌状のバネ片３８が打ち抜き加工により形成されており、相手側コネクタの外導体端子（シールドシェル）の嵌合部と弾性接触するようになっている。

基板接続部３６には、プリント基板の導電性スルーホールに挿入されるタブ状の脚片４０が両側面より垂直方向下方に向けてそれぞれ一対突出形成されており、脚片４０がスルーホールに挿入されハンダ付けされることにより、基板接続部３６はプリント基板に電気的に接続される。一対の脚片４０、４０の間には、基板接続部３６の側面より幅方向外側に向けて、シールドシェル１６をアウターハウジング２０に収容する際の収容位置を規制する規制片４２が突出形成されている。

このシールドシェル１６の後面は開口しており、後方よりインナーハウジング１４を収容できるようになっている。シールドシェル１６の両側面には、インナーハウジング１４に形成された係合凹部３２と対応する位置に、内側に向けて突となる係合突部４４が形成されており、後方よりシールドシェル１６内にインナーハウジング１４を収容すると、シールドシェル１６の係合突部４４がインナーハウジング１４の係合凹部３２に落込んで、シールドシェル１６内にインナーハウジング１４を係合保持する。

シールドシェル１６の両側面４６および天井面４８の後端側には、シェルカバー１８を係合保持するための係合突部５０が外側に向けて突状に複数箇所設けられており、インナーハウジング１４を収容した後の開口しているシールドシェル１６後面はシェルカバー１８により覆われるようになっている。

シェルカバー１８は、金属性板材などの導電性板材を打ち抜いて形成されており、シールドシェル１６の両側面４６および天井面４８との重なり代を形成すべく、本体面５２より三方を略直角に折り曲げて側面５４および天井面５６が延設形成されている。シェルカバー１８の両側面５４および天井面５６には、シールドシェル１６の両側面４６および天井面４８の後端側に設けられた係合突部５０と係合するための係合孔５８が対応位置に形成されており、シェルカバー１８をシールドシェル１６の後端側に被せると、シェルカバー１８の係合孔５８にシールドシェル１６の係合突部５０が係合して、シェルカバー１８はシールドシェル１６の後端側に係合保持される。また、シェルカバー１８の両側面５４および天井面５６には、シェルカバー１８を組み付けたシールドシェル１６をアウターハウジング２０内に後方から収容する際の収容位置を規制する規制突起６０が外側に突状に形成されている。

シールドシェル１６を収容するアウターハウジング２０は、絶縁性の樹脂材料により略直方体形状に一体に形成されている。前方側には、フード部６２と嵌合する相手側コネクタを収容可能なフード部６２が開口形成されており、フード部６２の天井面には、相手側コネクタのコネクタハウジングに突状に形成された係合突部と係合可能な係合孔６４が形成されている。フード部６２の後方側には、シールドシェル１６を収容する収容部６６が延設形成されている。

収容部６６は、後方からシールドシェル１６を収容可能に後方側および下方側が開口されており、収容部６６の内壁面には、シールドシェル１６の収容位置を規制する規制片４２および規制突起６０を案内する案内溝６８が、後方から前方にかけて形成されており、アウターハウジング２０の収容部６６内にシールドシェル１６が案内されて収容保持されるようになっている。収容部６６は前後方向に開口して前方側はフード部６２に連通しており、シールドシェル１６を収容部６６に収容すると、嵌合部３４がフード部６２内に突出されて相手側コネクタのシールドシェルと嵌合接続可能になっている。

上述する構成の基板用コネクタ１０は、側面断面図（図７）に示すように、複数の端子１２の水平部２２をインナーハウジング１４の挿入孔２６に挿入しつつ、端子全体をインナーハウジング１４に収容する。次いで、複数の端子１２を収容したインナーハウジング１４をシールドシェル１６内に収容し、インナーハウジング１４の後方側をシェルカバー１８で覆う。次いで、インナーハウジング１４を収容したシールドシェル１６をアウターハウジング２０の収容部６６に後方から収容して、組み付けが完了する。組み付けされた基板用コネクタ１０は、幅方向から見て、上段端子１２ａが下段端子１２ｂの奥行き方向奥側に配置されている。また、上段端子１２ａと下段端子１２ｂとは略平行に配置されており、基板用コネクタ１０が奥行き方向に大きくなるのを抑えている。

組み付けされた基板用コネクタ１０は、図８に示すように、フード部６２内に複数の端子１２の水平部先端が２段３列に配列されており、各列の真下と、列とは少し離れた位置に、垂下部２４先端が現われている。垂下部２４の幅方向両外側には、シールドシェル１６の脚部４０が現われている。アウターハウジング２０の下端より突出する複数の端子１２のタブ状垂下部２４とシールドシェル１６の脚部４０がプリント基板のプリント配線に接続されたスルーホールに挿入されハンダ付けされると、基板用コネクタ１０は、プリント基板のプリント配線に電気的に接続される。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態において、基板用コネクタ１０は、シールドシェル１６を備えているが、シールドシェル１６を備えていない構成であっても良い。また、幅方向に配列される複数の端子１２は、略平行に配置されていなくても良く、例えば、反対方向に折れ曲がっている構成などであっても良い。さらに、上段端子１２ａと下段端子１２ｂとは、交差していなければ、幅方向から見て略平行でなくても良い。

本発明の一実施形態に係る基板用コネクタを表す分解斜視図である。 上段端子を表す模式図であり、斜視図（ａ）および背面図（ｂ）である。 下段端子を表す模式図であり、斜視図（ａ）および背面図（ｂ）である。 インナーハウジングを後方側から見た図である。 インナーハウジングに複数の端子を収容する過程を示した図である。 他の形態に係る複数の端子をインナーハウジングに収容した図である。 基板用コネクタの側面断面図である。 基板用コネクタを前方側から見た図である。 従来の基板用コネクタの一例を表す図である。 従来の基板用コネクタの一例を表す図である。

符号の説明

１０ 基板用コネクタ
１２ 複数の端子
１２ａ 上段端子
１２ｂ 下段端子
１４ インナーハウジング
１６ シールドシェル
１８ シェルカバー
２０ アウターハウジング
２２、２２ａ、２２ｂ 水平部
２４、２４ａ、２４ｂ 垂下部
２６ 挿入孔
２８ 収容溝

Claims (3)

1. 電線端末に接続される水平部と、該水平部の一端より垂下されプリント基板の信号パターンに接続される垂下部とを有する複数の端子を備えた基板用コネクタであって、
   前記複数の端子は、該端子の水平部を挿入する複数の挿入孔と該端子の垂下部を収容する複数の収容溝とを備えたハウジング内に収容されており、
   前記複数の端子は、高さ方向にその水平部を複数段配列され、その水平部が上段に配置される端子の垂下部は、下段に配置される端子の垂下部よりも奥行き方向奥側に配置されるとともに、前記下段に配置される端子の垂下部は幅方向に折れ曲がっており、前記上段に配置される端子の経路長と前記下段に配置される端子の経路長とを同じにしており、
   さらに、該端子の垂下部は、幅方向に折れ曲がった先が、該端子の幅方向に並ぶ別の端子の垂下部の基端部分が収容されている収容溝に収容されることを特徴とする基板用コネクタ。
2. 前記複数の端子は、幅方向から見て略平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基板用コネクタ。
3. 前記複数の端子は、該端子の水平部を挿入する複数の挿入孔と該端子の垂下部を収容する複数の収容溝とを備えたハウジング内に収容されており、該端子の垂下部は、幅方向に折れ曲がった先が、該端子の幅方向に隣に並ぶ端子の垂下部の基端部分が収容されている収容溝に収容されることを特徴とする請求項１または２に記載の基板用コネクタ。

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