JP5059712B2

JP5059712B2 - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP5059712B2
Application number: JP2008198413A
Authority: JP
Inventors: 鉄平小松; 浩司大森; 晋川田
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: EP2149942B1; US7922500B2; CN101640324B; EP2149942A1; CN101640324A; JP2010040197A; US20100029098A1

Description

本発明は、電気コネクタ、特に、端子間距離の変換を行った電気コネクタに関する。

医療機器等に使用される電気コネクタでは、特殊な使用態様として、複数端子のうちの特に幾つかの端子に関してのみ、高速伝送が必要とされることがある。しかしながら、従来の電気コネクタでは、例えば、特開２００２−２１４５３８号公報等に開示されているように、同一寸法、同一形状で製造され、また、端子配列も全て同一距離（ピッチ）に設定されているため、高速伝送に対応する端子（高速伝送用端子）とした場合でも、高速伝送特性として満足する特性を維持することができないか、或いは、全てが高速伝送端子とされていたために装置が大型化してしまう等の問題が生じていた。

特開２００２−２１４５３８号公報

本発明はこのような従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、高速伝送を行う端子を限定し、高速信号端子については特性インピーダンスを満足させるような端子形状及びピッチ寸法として、他の通常端子と区別することにより、高速伝送特性を出し、また、装置の小型化を図った電気コネクタを提供することを目的とする。

本発明の一つの観点によれば、電気コネクタにおいて、水平方向に並列配置された複数の端子を垂直方向において上下二段に有し、上段及び下段の前記複数の端子は各々、前記電気コネクタを介して互いに電気的に接続され得る部材のうちの一方と接続される第一接続部と他方と接続される第二接続部を有し、前記上段の複数の端子のうち一部の端子は、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離と等しく設定されており、前記上段の複数の端子のうち前記一部以外の一部の端子は、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離よりも狭く設定されており、前記下段の複数の端子は全て、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離よりも狭く設定されていることを特徴としている。

また、上記コネクタにおいて、前記一部の端子は、前記第一接続部と前記第二接続部の間で前記水平方向において直線状に延び、前記一部以外の一部の端子は、前記第一接続部と前記第二接続部の間で前記水平方向において曲げ部を有していてもよい。

更に、上記コネクタにおいて、前記複数の端子は各々、垂直方向において、前記第一接続部と前記第二接続部の間に鈍角の傾斜部を有しているのが好ましい。

また、上記コネクタにおいて、前記一部の端子は、前記複数の端子の中央部に配され、前記一部以外の一部の端子は、前記中央部の両サイドに配されていてもよい。

また、上記コネクタにおいて、前記一部の端子の前記水平方向における幅は、前記一部以外の一部の端子の前記水平方向における幅より大きくてもよい。

上記コネクタにおいて、前記一部の端子は高速伝送端子であってもよい。

上記コネクタにおいて、前記一部の端子のうち差動伝送に用いる端子は、互いに等しい路長を有しているのが好ましい。
また、上記コネクタにおいて、前記第一接続部は結線部として使用され、前記第二接続部は端子接触部として使用され、前記結線部と前記端子接触部を除く部分を成形樹脂で覆って気密構造としてもよい。
更に、本発明は、電気コネクタにおいて、水平方向に並列配置された複数の端子を垂直方向において上下二段に有し、上段及び下段の前記複数の端子は各々、前記電気コネクタを介して互いに電気的に接続され得る部材のうちの一方と接続される第一接続部と他方と接続される第二接続部を有し、前記上段の複数の端子のうち一部の端子は、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離と等しく設定されており、前記上段の複数の端子のうち前記一部以外の一部の端子は、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離よりも狭く設定されており、前記下段の複数の端子は全て、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離よりも狭く設定されており、前記一方の部材は、基板と該基板に取り付けられる外部シェルを有し、前記電気コネクタに前記一方の部材が取付けられたとき、前記複数の端子は、前記第一接続部において、前記一方の部材の前記基板と接触し、前記電気コネクタのグランド板は、前記複数の端子の前記第一接続部の近傍において、前記外部シェルと接触してグランドに接続されることを特徴としている。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な一つの実施形態について説明する。

図１に、本発明による電気コネクタ１０の斜視図を、図２、図３に、この電気コネクタ１０の上面図、底面図を、それぞれ示す。本電気コネクタ１０は、ハウジング１２と、このハウジング１２と一体成形される複数の上段端子３０及び下段端子５０と、更に、グランド板７０を備える。但し、理解容易のため、図２においては下段端子５０を、図３においては上段端子３０を、それぞれ省略して示している。

この電気コネクタ１０には、図１の図示矢印「ア」方向から、一方の部材である基板２６及び外部シェル２７が、図示矢印「イ」方向から、他方の部材である相手コネクタ（図示せず）が、それぞれ接続される。電気コネクタ１０に接続された、これらの部材は、端子３０、５０を介して、互いに電気的に接続され得る。特に「ア」方向から接続される一方の部材を、電気コネクタ１０とともに図４に示し、更に、この図４のＡ−Ａ線における簡略断面図を図５に示す。

「ア」方向から接続される一方の部材は、基板２６と該基板２６にビスによって取り付けられる外部シェル２７とを有する。電気コネクタ１０と接続されたとき、基板２６は、端子３０、５０の結線部、つまり、第一接続部３２と５２の間に所定の接圧をもって挟み込まれ、外部シェル２７（図４にのみ示し図５では省略してある。）は、端子３０、５０の近傍、即ち、端子３０、５０の露出部を、外側から取り囲むように端子３０、５０と同方向に突出させて設けたグランド板７０の下段露出部７４と複数の舌片２５にて接触し、基板２６とともにグランドに接続される。外部シェル２７を設けたことにより、基板２６を遮蔽するとともに、組立体として高速伝送を維持できる。基板２６において、電気コネクタ１０の向い側には、電線（図示せず）が接続されており、該電線は、他の機器と接続されている。

「イ」方向から接続される他方の部材は特に図示していないが、この他方の部材の対応端子の働きは、図４、図５に示した一方の部材のそれと同様と考えてよい。即ち、この他方の部材は、端子３０、５０の端子接触部、つまり、第二接続部３４、５４において、端子３０の外部露出部４６、４８と接触するとともに、端子５０の外部露出部６６と接触し、更に、その外部シェル（図示されていない）は、グランド板７０の上段露出部７２と接触し、グランドに接続される。尚、グランド板７０の上段露出部７２と下段露出部７４は、ハウジング１２の内部で互いに連続しているため、電気的には一体と考えてよい。

図６乃至図９を参照して、上段端子３０と下段端子５０の配列状態を詳細に説明する。図６は、便宜上、ハウジング１２を取り払って電気コネクタ１０の内部における上段端子３０と下段端子５０の配列状態を斜視図で示したもの、図７は、図６の図示矢印「ウ」方向から見た上段端子３０と下段端子５０の正面図（参考のため基板２６も示している）、図８は、上段端子３０のみの上面図、更に、図９は、下段端子５０のみの上面図である。

これらの図によく示されるように、上段端子３０及び下段端子５０は、ともに、水平方向に複数並列配置された端子を備え、また、電気コネクタ１０を介して互いに電気的に接続される一方及び他方の部材のためにそれぞれ、第一接続部３２、５２と第二接続部３４、５４を有する。更に、上段端子３０及び下段端子５０は、ともに、第一接続部３２、５２と第二接続部３４、５４の間に段部を有する。これらの段部を補間するため、上段端子３０及び下段端子５０の各端子は、垂直方向において、第一接続部３２、５２と第二接続部３４、５４の間に鈍角の傾斜部４０、６０を有している。通常の９０°のクランク曲げは、特性が悪く影響するのに対して、これらの傾斜部４０、６０は、滑らかな傾斜面とされているため、高速伝送特性を妨げることはない。

上段端子３０については、下段端子５０と異なり、高速伝送に用いる高速伝送端子３６とそれ以外の通常端子３８の２種類の端子を含む点に注意していただきたい。これに対して、下段端子５０は、上段端子３０の通常端子３８に相当する端子のみを含んでいる。

上段端子３０に含まれる高速伝送端子３６は、高速伝送特性を維持するため、全長寸法と板厚が全て同じ値とされている。また、水平方向における幅寸法「ａ」は、通常端子３８の水平方向における幅「ｂ」よりも大きく設定されている。尚、幅寸法「ａ」の値は、材料の持つ電気特性から導き出された最適な寸法の１つである。

上の事項に加え、上段端子３０に含まれる高速伝送端子３６では、更に、高速伝送特性を維持するために、第一接続部３２における端子間距離、即ち、相隣り合う端子の中心部から中心部までの距離「ｃ」が、第二接続部３４における端子間距離「ｃ」と等しく設定されている。換言すれば、これらの高速伝送端子３６では、端子接触部（嵌合部）と結線部の端子間距離の変換が行われていない。更に、これらの各高速伝送端子３６は、第一接続部３２と第二接続部３４の間で水平方向において直線状３７に延びている。このように直線状とすることにより、高速伝送を妨げることが防止される。尚、これら高速伝送端子３６を、特に差動伝送に用いる場合は、路長を等しくする必要があるが、このような場合であっても、高速伝送端子３６は直線状とされていることから設計は容易である。

このような高速伝送端子３６に対して、高速伝送端子３６とともに上段端子３０に含まれる通常端子３８は、第一接続部３２における端子間距離「ｄ」が第二接続部３４における端子間距離「ｄ’」よりも狭く設定してある。通常端子３８では、このように、端子間距離が第一接続部３２と第二接続部３４とで異なることから、このような端子間距離の差を補間するため、各通常端子３８には、第一接続部３２と第二接続部３４の間に水平方向にて曲げ部３９が設けられている。これらの曲げ部３９の曲がり具合は、中央部付近において小さく、その両サイドにおいて大きい。

上に説明したように、上段端子３０では、高速伝送端子３６とその他の通常端子３８とを区別したことにより、必要とする特性インピーダンスを満足させることを可能としている。更に、この上段端子３０では、全てを高速伝送端子とするのではなく、通常端子と間隔を変えることにより高速伝送端子と通常端子を混合しているため、コネクタの小型化が図られており、従来の限られた端子配置領域（５０ピン領域）に、より多くの端子を配置させることを可能としている。更に、高速伝送端子３６については、差動信号等を考慮して、等長配線となるようコネクタの中心にストレートで高速信号端子、グランド端子が対に配置され、通常端子３８については、その両端側に配置することで基板側の距離を圧縮して配置されているため、高速伝送特性を損わずに従来プラグの大きさを維持しながら接点数を増すことが可能となっている。尚、結線部では従来の下段端子５０ピンと同じ大きさの基板を使用するため、高速伝送端子はストレートにし、他の信号端子は端子間距離の変換を行い対応することとしてある。

高速伝送端子３６と通常端子３８の２種類の端子を含む上段端子３０に対し、全てを通常端子で形成した下段端子５０では、上段端子３０に含まれる通常端子３８と同様に、第一接続部５２における端子間距離「ｅ」が第二接続部５４における端子間距離「ｅ’」よりも狭く設定されている。このように、下段端子５０では、端子間距離が第一接続部５２と第二接続部５４とで異なることから、上段端子３０の通常端子３８と同様に、端子間距離の差を補間するため、中心に設けた端子を除いて、各下段端子５０に、第一接続部５２と第二接続部５４の間で水平方向において曲げ部５９が設けられている。明らかなように、これらの曲げ部５９の曲がり具合は、中央部付近において小さく、その両サイドにおいて大きい。

本発明で使用する電気コネクタを、例えば医療機器等に使用する場合、電気コネクタに水や血液がかかったり、洗浄が必要になる場合もあるため、防止性を向上させることが望ましい。そこで、第一接続部における結線部３２、５２と第二接続部における端子接触部３４、５４を除く略全ての部分を成形樹脂１２で覆うことによって気密構造としてもよい。また、気密性を維持するため、端子については、端子同士の接触部と基板（又は電線）との結線部とを除く略全体を成形接触で覆った一体成形構造としてもよい。

本発明による電気コネクタの斜視図である。図１の電気コネクタの上面図である。図１の電気コネクタの底面図である。図１の電気コネクタをこれに接続される部材とともに示す斜視図である。図４のＡ−Ａ線断面図である。上段端子と下段端子の配列状態を示す斜視図である。上段端子と下段端子の正面図である。上段端子のみの上面図である。下段端子のみの上面図である。

符号の説明

１０電気コネクタ
１２ハウジング
２６相手基板
２７外部シェル
３０上段端子
３２第一接続部
３４第二接続部
３６高速伝送端子
３８通常端子
３９曲げ部
４０傾斜部
４６外部露出部
４７先端露出部
４８外部露出部
４９先端露出部
５０下段端子
５２第一接続部
５４第二接続部
５９曲げ部
６０傾斜部
６６外部露出部
６７先端露出部
７０グランド板
７２上段露出部
７４下段露出部

Claims

電気コネクタにおいて、
水平方向に並列配置された複数の端子を垂直方向において上下二段に有し、上段及び下段の前記複数の端子は各々、前記電気コネクタを介して互いに電気的に接続され得る部材のうちの一方と接続される第一接続部と他方と接続される第二接続部を有し、
前記上段の複数の端子のうち一部の端子は、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離と等しく設定されており、
前記上段の複数の端子のうち前記一部以外の一部の端子は、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離よりも狭く設定されており、
前記下段の複数の端子は全て、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離よりも狭く設定されていることを特徴とする電気コネクタ。
前記一部の端子は、前記第一接続部と前記第二接続部の間で前記水平方向において直線状に延び、前記一部以外の一部の端子は、前記第一接続部と前記第二接続部の間で前記水平方向において曲げ部を有する請求項１に記載の電気コネクタ。
前記複数の端子は各々、垂直方向において、前記第一接続部と前記第二接続部の間に鈍角の傾斜部を有する請求項１又は２に記載の電気コネクタ。
前記一部の端子は、前記複数の端子の中央部に配され、前記一部以外の一部の端子は、前記中央部の両サイドに配される請求項２又は３に記載の電気コネクタ。
前記一部の端子の前記水平方向における幅は、前記一部以外の一部の端子の前記水平方向における幅より大きい請求項４に記載の電気コネクタ。
前記一部の端子は高速伝送端子である請求項１乃至５のいずれかに記載の電気コネクタ。
前記一部の端子のうち差動伝送に用いる端子は、互いに等しい路長を有する請求項６に記載の電気コネクタ。
前記第一接続部は結線部として使用され、前記第二接続部は端子接触部として使用され、前記結線部と前記端子接触部を除く部分を成形樹脂で覆って気密構造としてある請求項１乃至７のいずれかに記載の電気コネクタ。
電気コネクタにおいて、
水平方向に並列配置された複数の端子を垂直方向において上下二段に有し、上段及び下段の前記複数の端子は各々、前記電気コネクタを介して互いに電気的に接続され得る部材のうちの一方と接続される第一接続部と他方と接続される第二接続部を有し、
前記上段の複数の端子のうち一部の端子は、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離と等しく設定されており、
前記上段の複数の端子のうち前記一部以外の一部の端子は、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離よりも狭く設定されており、
前記下段の複数の端子は全て、前記第一接続部における端子間距離が前記第二接続部における端子間距離よりも狭く設定されており、
前記一方の部材は、基板と該基板に取り付けられる外部シェルを有し、前記電気コネクタに前記一方の部材が取付けられたとき、前記複数の端子は、前記第一接続部において、前記一方の部材の前記基板と接触し、前記電気コネクタのグランド板は、前記複数の端子の前記第一接続部の近傍において、前記外部シェルと接触してグランドに接続されることを特徴とする電気コネクタ。