JP5307656B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ、及びそのジャック側コネクタに関し、特に、平衡伝送用コネクタ、及びそのジャック側コネクタに関する。

従来、コンピュータや基板間でデータを伝送する際の伝送方式として、信号をグランド電位に対する電圧として送る不平衡伝送 (unbalanced transmission)や、２本の対等な信号線のペアを用いて、信号をその信号線ペアのあいだの電位差として送る平衡伝送(balanced transmission)が採用されている。平衡伝送は、不平衡伝送に比してノイズの影響を受けにくい等の利点を有しており、その利用範囲が拡大している。

平衡伝送用のコネクタとして、長板状の導電体で形成されたプラグ側グランドコンタクト及び長板状の絶縁体の両端部に導電体が取り付けられたプラグ側信号コンタクトが交互に形成されたプラグ側コネクタと、プラグ側コンタクトが挿入されるジャック側コンタクトと、が対になったものが用いられている。なお、プラグ側信号コンタクトは、上記の態様に限らず、一対の導電体がそれぞれ突き出した形状を取り得る。

そして、ジャック側コネクタは、上記各導電体と当接してプラグ側とジャック側を導通させるジャック側信号コンタクト及びジャック側グランドコンタクトを有する。

プラグ側信号コンタクトは、例えば絶縁体の一方の側に取り付けられた導電体が＋信号をジャック側信号コンタクトに伝送し、他方の側に取り付けられた導電体が−信号をジャック側信号コンタクトに伝送する（図５参照）。

プラグ側グランドコンタクトは、プラグ側とジャック側でグランド電位を共有するのみならず、ジャック側グランドコンタクトと共に、隣接する信号コンタクト間を電磁的にシールドする機能を有している（図６参照）。

ところで、プラグ側コンタクトとジャック側コンタクトの接触する箇所は、導通状態を確実に維持するために、コンタクト部材の反発力やバネ部材等で圧接されるのが好ましい。

係る工夫を施した電気接続用コネクタについての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

この電気接続用コネクタでは、挿入される棒状接触子（プラグ側コンタクトに相当）の長手方向に延在するドーナツ状のスリットを形成し、これを挟み込むＵ字型接触子（ジャック側コンタクトに相当）から受ける力によって棒状接触子が勘合中心軸側に撓み、棒状接触子の反発力によって接触子同士の圧接を強化している。

特開平０２−２１６７７３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の電気接続用コネクタの構造を、特に平衡伝送におけるグランドコンタクトに適用すると、近年の高周波な信号伝送（電力伝送）に対応するのが困難な場合がある。

上記特許文献１に記載の電気接続用コネクタでは、棒状接触子とＵ字型接触子の接触箇所よりも棒状接触子が奥側に突出している（係る突出部はスタブと称される）。このため、伝送される信号（電流）が先端から戻ってきてノイズを発生させるという不都合を生じさせる場合がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、高周波伝送に対応可能なジャック側コネクタを一部に有するコネクタを提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
保持部から延出するプラグ側信号コンタクト及びプラグ側グランドコンタクトを有するプラグ側コネクタが装着される、ジャック側コネクタであって、
前記プラグ側コネクタが装着された装着時に、前記プラグ側信号コンタクト及びプラグ側グランドコンタクトと当接して導通するジャック側信号コンタクト及びジャック側グランドコンタクトを備え、
前記ジャック側グランドコンタクトは、前記装着時に、
前記プラグ側グランドコンタクトの短手方向から前記プラグ側グランドコンタクトに当接する第１の接触部と、
前記第１の接触部に比して前記ジャック側コネクタの奥側において前記プラグ側グランドコンタクトに当接する第２の接触部と、
により前記プラグ側グランドコンタクトと導通することを有することを特徴とし、
前記第１の接触部、及び第２の接触部は、前記プラグ側グランドコンタクトに短手方向両側から接するようにそれぞれ対で形成されており、各対は勘合中心軸に関して対称となることを特徴とする、ジャック側コネクタと、
保持部から延出するプラグ側信号コンタクト及びプラグ側グランドコンタクトを有し、該プラグ側グランドコンタクトは、長手方向における先端部から所定長さまで、短手方向における中央部が切り欠かれているプラグ側コネクタと、
を備えるコネクタである。

この本発明の第１の態様によれば、高周波伝送におけるノイズの発生・混入を抑制し、これに十分に対応することができる。

本発明の第１の態様において、
前記第１の接触部、及び第２の接触部は、前記プラグ側グランドコンタクトに短手方向両側から接するようにそれぞれ対で形成されており、各対は勘合中心軸に関して対称となるものとしてよい。

また、本発明の第１の態様によれば、高周波伝送におけるノイズの発生・混入を抑制し、これに十分に対応することができる。

本発明の第１の態様において、
前記プラグ側コネクタは、前記長手方向における先端部において短手方向の幅が太くなるように突起部を備えるものとしてよい。

また、本発明の第１の態様において、
前記ジャック側グランドコンタクトは、前記装着時に前記プラグ側グランドコンタクトを短手方向から挟むように形成されたアーム部を有し、
前記装着時に、
前記第１の接触部は、前記プラグ側グランドコンタクトにより勘合中心軸から見て外側に押圧され、前記アーム部の復元力により前記プラグ側グランドコンタクトに圧接され、
前記第２の接触部は、前記プラグ側グランドコンタクトを前記勘合中心軸側に押圧し、前記プラグ側グランドコンタクトの復元力により前記プラグ側グランドコンタクトに圧接されるものとすると、好適である。

こうすれば、安定的にプラグ側コネクタとジャック側コネクタの導通を維持することができる。

また、本発明の第１の態様において、
前記装着時に、
前記プラグ側信号コンタクトと前記ジャック側信号コンタクトの当接箇所は、前記プラグ側信号コンタクト及び前記プラグ側グランドコンタクトの長手方向に関して前記第１の接触部と前記第２の接触部の間に位置することを特徴とするものとすると、好適である。

こうすれば、活性挿抜可能なコネクタとすることができる。

本発明によれば、高周波伝送に対応可能なジャック側コネクタを一部に有するコネクタを提供することができる。

本発明の一実施例に係るプラグ側コネクタ１０の外観構成図である。 本発明の一実施例に係るジャック側コネクタ３０の外観構成図である。 プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着された状態のコネクタ１における、信号コンタクトを含む面での断面図である。 プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着された状態のコネクタ１における、グランドコンタクトを含む面での断面図である。 一般的なコネクタにおいて、プラグ側信号コンタクトがジャック側信号コンタクトに当接して導通した状態を示す断面図である。 一般的なコネクタにおいて、プラグ側グランドコンタクトがジャック側グランドコンタクトに当接して導通した状態を示す断面図である。 プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着された状態のコネクタ１における、グランドコンタクトを含む面でのより詳細な断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、図面を参照し、本発明の一実施例に係るコネクタ１について説明する。

［基本構成］
図１は、本発明の一実施例に係るプラグ側コネクタ１０の外観構成図であり、図２は、本発明の一実施例に係るジャック側コネクタ３０の外観構成図である。

コネクタ１は、プラグ側コネクタ１０と、ジャック側コネクタ３０と、を備える平衡伝送用コネクタである。コネクタ１は、プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着されることにより、それぞれのコネクタに接続されたケーブルや基板を電気的に導通させ、信号や電力を伝送する。

また、図３は、プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着された状態のコネクタ１における、信号コンタクトを含む面での断面図であり、図４は、プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着された状態のコネクタ１における、グランドコンタクトを含む面での断面図である。

（プラグ側）
まず、プラグ側コネクタ１０の基本的な構成等について説明する。プラグ側コネクタ１０は、筐体１１を有する。筐体１１は、電気絶縁性を有する合成樹脂（例えば、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）等の熱可塑性樹脂）を成型したモールド部品である。

筐体１１が形成する凹部１２内では、プラグ側信号コンタクト１５、１６、及びプラグ側グランドコンタクト１８が、凹部１２の底部を形成する保持部１３から、ジャック側コネクタ３０に装着される側に延出している。

プラグ側信号コンタクト１５、１６は、一方が＋信号を、他方が−信号を伝送する。また、プラグ側信号コンタクト１５とプラグ側信号コンタクト１６は、絶縁体１７によって対向離間するように保持されている（以下、この結合体を「プラグ側信号コンタクトユニット」と総称する）。

プラグ側信号コンタクトユニットと、プラグ側グランドコンタクト１８は、所定間隔をもって交互に並べられている。プラグ側信号コンタクト１５、１６、及びプラグ側グランドコンタクト１８は、導電性の金属材によって形成されており、特にプラグ側グランドコンタクト１８は、ある程度の弾性を有する導電性の金属材（バネ材）によって形成されている。

プラグ側信号コンタクト１５、１６は、ジャック側コネクタ３０に装着される側とは反対側において、筐体１１に挿入された基板２０に接続される。基板２０は、プラグ側信号コンタクト１５と１６プラグ側信号コンタクトの中間線と、自己の厚み方向の中間線が略一致するように取り付けられる（図３中、破線Ａで示す）。そして、プラグ側信号コンタクト１５、１６と基板２０を接続するリード線は、それぞれ基板２０の異なる面に接続される。

これらによって、プラグ側信号コンタクト１５、１６と基板２０を接続するリード線の長さを略一致させ、＋信号の伝送経路と−信号の伝送経路で電気的特性が異ならないようにしている。

プラグ側グランドコンタクト１８は、プラグ側信号コンタクト１５、１６、及び絶縁体１７で形成されるプラグ側信号コンタクトユニットとほぼ同じ形状、大きさで形成される。プラグ側グランドコンタクト１８は、プラグ側コネクタ１０とジャック側コネクタ３０でグランド電位を共有させるとともに、隣接するプラグ側信号コンタクトユニットの間に位置することで、隣接するプラグ側信号コンタクトユニット間の電磁的な干渉を抑制している。

基板２０は、プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着される側とは反対側において、高速伝送ケーブル等に接続される。高速伝送ケーブルは、例えばツイストペアケーブルであり、信号線となる一対の銅製の芯線、樹脂製の絶縁体、及びグランド線が、樹脂製の保護膜に包含されている。ケーブルの一対の芯線は一対のプラグ側信号コンタクトに接続され、グランド線はプラグ側信号グランドコンタクトに接続される。

（ジャック側）
次に、ジャック側コネクタ３０の基本的構成等について説明する。ジャック側コネクタ３０は、筐体３１を有する。筐体３１は、プラグ側コネクタ１０の筐体１１と同様の材質によって形成されている。

筐体３１には、筐体１１の凹部１２に勘合するようにガイド部３２が取り付けられている。ガイド部３２の内側には、プラグ側信号コンタクトユニット、及びプラグ側グランドコンタクト１８にそれぞれ勘合するジャック側信号コンタクト３５、３６、及びジャック側グランドコンタクト３８が、保持部３３からプラグ側コネクタ１０が装着される側に延出している。

前述のように、プラグ側信号コンタクトユニットと、プラグ側グランドコンタクト１８は、所定間隔をもって交互に並べられているので、これに対応するように、ジャック側信号コンタクト３５、３６と、ジャック側グランドコンタクト３８は、所定間隔をもって交互に並べられている。

ジャック側信号コンタクト３５、３６と、ジャック側グランドコンタクト３８は、プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着された際に、それぞれプラグ側信号コンタクトユニットと、プラグ側グランドコンタクト１８を短手方向から挟むように形成されている。

ジャック側信号コンタクト３５、３６、及びジャック側グランドコンタクト３８は、導電性の金属材によって形成されており、ある程度の弾性を有する導電性の金属材（バネ材）によって形成されている。

ジャック側信号コンタクト３５、３６、及びジャック側グランドコンタクト３８は、例えばプラグ側コネクタ１０が装着される面と直交する面において、リード線等を介してプリント基板等に接続される。筐体３１には、プリント基板等に連結される際に用いられる固定ネジ（図示せず）が挿入される挿入孔等が形成されている。

以上のような構成において、プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着されると、ジャック側信号コンタクト３５、３６、及びジャック側グランドコンタクト３８は、挿入されたプラグ側コンタクトによって勘合中心線よりも若干外側に押し広げられる。

そして、弾性復元力によって挿入されたプラグ側コンタクトに圧接され、プラグ側コンタクトと安定的に導通する。これによって、プラグ側コネクタ１０に接続された高速ケーブルの先に接続された機器とプリント基板等が電気的に接続される。

なお、上記とは逆に、プラグ側コネクタ１０がプリント基板等に接続及び連結され、ジャック側コネクタ３０が高速伝送ケーブルに接続されてもよいし、プラグ側コネクタ１０とジャック側コネクタ３０の双方が高速伝送ケーブルに接続されてもよく、プラグ側コネクタ１０とジャック側コネクタ３０の双方がプリント基板等に接続されてもよい。

［特徴的な構造］
ところで、このような構成を有するコネクタにおいて、一般的に、プラグ側コンタクトとジャック側コンタクトの接触箇所は、ジャック側コンタクトの先端付近、すなわちジャック側コネクタの入口付近となっている。これは、ジャック側コンタクトの根本からある程度先端方向を接触箇所としなければ、前述した外側への弾性変形が十分に得られないことを一因とする。

図５は、一般的なコネクタにおいて、プラグ側信号コンタクトがジャック側信号コンタクトに当接して導通した状態を示す断面図である。また、図６は、一般的なコネクタにおいて、プラグ側グランドコンタクトがジャック側グランドコンタクトに当接して導通した状態を示す断面図である。

係る一般的な構成では、高周波な信号伝送（電力伝送）を行なう場合、特にグランドコンタクト同士が接触した伝送路において、ノイズが発生する場合がある。この現象は、プラグ側コンタクトとジャック側コンタクトの接触箇所よりもプラグ側コンタクトが奥側に突出した部分（スタブ；図６参照）が存在することに起因する。高周波な信号伝送（電力伝送）を行なう場合、この突出部分から接触箇所に電流が還流することによって、ノイズが発生しうるのである。

これに対し、グランドコンタクトについてのみ、ジャック側コネクタ３０の奥側でコンタクト同士を接触させることも考えられる。しかしながら、この場合、プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着される際に、信号コンタクトが先に接触することとなり、活性挿抜を行なうことができない。活性挿抜を行なうためには、装着時にはグランドコンタクトが信号コンタクトよりも先に接触し、脱着時にはグランドコンタクトが信号コンタクトの後に非接触となる必要があるからである。すなわち、活性挿抜を可能とするためには、ジャック側グランドコンタクトはプラグ側グランドコンタクトよりも接触部が先に突出している必要があるのである。

また、プラグ側グランドコンタクト１８とジャック側グランドコンタクト３８を広範囲に亘って（例えば先端から根本付近まで）接触させることも考えられるが、弾性復元力によって圧接することを前提とすると、非現実的である。

そこで、本実施例のコネクタ１では、以下のような特徴的な構造を有し、係る不都合を抑制するものとした。

図７は、プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着された状態のコネクタ１における、グランドコンタクトを含む面でのより詳細な断面図である。

ジャック側グランドコンタクト３８では、プラグ側グランドコンタクト１８を挟むようにアーム部３８Ａ、３８Ｂが形成されている。各アーム部３８Ａ、３８Ｂの先端付近には、プラグ側グランドコンタクト１８の短手方向からプラグ側グランドコンタクト１８に当接するための爪状の第１の接触部３８Ｃ、３８Ｄが形成されている。

また、各アーム部の根本付近、すなわち接触部３８Ｃ、３８Ｄに比してジャック側コネクタ３０の奥側には、プラグ側グランドコンタクト１８の突起部１８Ｂ、１８Ｃに当接する台形状の第２の接触部３８Ｅ、３８Ｆが形成されている。ジャック側グランドコンタクト３８は、これらによって、片側２箇所、両側４箇所でプラグ側グランドコンタクト１８に当接する。

なお、第１の接触部３８Ｃ、３８Ｄは、プラグ側グランドコンタクト１８に短手方向両側から接するようにそれぞれ対で形成されており、各対は勘合中心軸に関して対称となる。同様に、第２の接触部３８Ｅ、３８Ｆは、プラグ側グランドコンタクト１８に短手方向両側から接するようにそれぞれ対で形成されており、各対は勘合中心軸に関して対称となる。

一方、プラグ側グランドコンタクト１８には、長手方向における先端部から所定長さまで、短手方向における中央部が切り欠かれた切り欠き部１８Ａが形成されており、前述のように先端部両側に短手方向の幅が太くなるように突起部１８Ｂ、１８Ｃが形成されている。ここで、所定長さは、後述するような弾性変位が十分に得られる長さである。

プラグ側コネクタ１０がジャック側コネクタ３０に装着された状態では、接触部３８Ｃ、３８Ｄは、プラグ側グランドコンタクト１８により勘合中心軸から見て外側に押圧され、アーム部３８Ａ、３８Ｂの復元力によりプラグ側グランドコンタクト１８に圧接される。一方、突起３８Ｅ、３８Ｆは、プラグ側グランドコンタクト１８の先端部を勘合中心軸側に押圧し、プラグ側グランドコンタクト１８の復元力によりプラグ側グランドコンタクト１８に圧接される。

これによって、プラグ側グランドコンタクト１８の先端側に流れた電流は、接触部３８Ｃ、３８Ｄに還流せずに、突起３８Ｅ、３８Ｆに流れることになる。従って、高周波伝送におけるノイズの発生を抑制することができる。

また、プラグ側グランドコンタクト１８とジャック側グランドコンタクト３８の双方の弾性復元力を利用しているため、安定的にプラグ側コネクタ１０とジャック側コネクタ３０を導通状態とすることができる。

また、接触部３８Ｃ、３８Ｄを、プラグ側信号コンタクト１５、１６とジャック側信号コンタクト３５、３６の当接箇所よりも先端側にする（すなわち、プラグ側信号コンタクト１５、１６とジャック側信号コンタクト３５、３６の当接箇所は、コンタクトの長手方向に関して接触部３８Ｃ、３８Ｄと突起３８Ｅ、３８Ｆの間に位置する）ことが可能であるため、活性挿抜可能なコネクタとすることができる。

なお、信号伝送路におけるスタブに起因するノイズの発生は、グランド伝送路におけるものに比して小さいため、プラグ側信号コンタクト１５、１６とジャック側信号コンタクト３５、３６の態様については、図５に例示した一般的なものが採用されてよい。

以上説明した本実施例のコネクタ１によれば、高周波伝送におけるノイズの発生・混入を抑制し、これに十分に対応することができる。

また、安定的に導通状態を維持すると共に、活性挿抜可能なコネクタとすることもできる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、プラグ側信号コンタクト１５、１６は、実施例の態様に限らず、間に絶縁体１７を備えないものとして構成されてもよい。この場合、ジャック側信号コンタクト３５、３６は、それぞれがプラグ側信号コンタクト１５、１６を両側から挟むような形状であってもよいし、片側から圧接する形状であってもよい。

また、実施例のジャック側コネクタ３０は、プラグ側コンタクトを導入するためのスリットが形成されたカバーを備えるものとしてもよい。

本発明は、コンピュータ、及びその周辺機器の製造業等に利用可能である。

１ コネクタ
１０ プラグ側コネクタ
１１ 筐体
１２ 凹部
１３ 保持部
１５、１６ プラグ側信号コンタクト
１７ 絶縁体
１８ プラグ側グランドコンタクト
１８Ａ 切り欠き部
１８Ｂ、１８Ｃ 突起部
２０ 基板
３０ ジャック側コネクタ
３１ 筐体
３２ ガイド部
３３ 保持部
３５、３６ ジャック側信号コンタクト
３８ ジャック側グランドコンタクト
３８Ａ、３８Ｂ アーム部
３８Ｃ、３８Ｄ 第１の接触部
３８Ｅ、３８Ｆ 第２の接触部

Claims (5)

1. 保持部から延出するプラグ側信号コンタクト及びプラグ側グランドコンタクトを有するプラグ側コネクタが装着される、ジャック側コネクタであって、
   前記プラグ側コネクタが装着された装着時に、前記プラグ側信号コンタクト及びプラグ側グランドコンタクトと当接して導通するジャック側信号コンタクト及びジャック側グランドコンタクトを備え、
   前記ジャック側グランドコンタクトは、前記装着時に、
   前記プラグ側グランドコンタクトの短手方向から前記プラグ側グランドコンタクトに当接する第１の接触部と、
   前記第１の接触部に比して前記ジャック側コネクタの奥側において前記プラグ側グランドコンタクトに当接する第２の接触部と、
   により前記プラグ側グランドコンタクトと導通することを有することを特徴とする、
   ジャック側コネクタと、
   保持部から延出するプラグ側信号コンタクト及びプラグ側グランドコンタクトを有し、該プラグ側グランドコンタクトは、長手方向における先端部から所定長さまで、短手方向における中央部が切り欠かれているプラグ側コネクタと、
   を備えるコネクタ。
2. 前記第１の接触部、及び第２の接触部は、前記プラグ側グランドコンタクトに短手方向両側から接するようにそれぞれ対で形成されており、各対は勘合中心軸に関して対称となることを特徴とする、
   請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記プラグ側コネクタは、前記長手方向における先端部において短手方向の幅が太くなるように突起部を備える、
   請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 前記ジャック側グランドコンタクトは、前記装着時に前記プラグ側グランドコンタクトを短手方向から挟むように形成されたアーム部を有し、
   前記装着時に、
   前記第１の接触部は、前記プラグ側グランドコンタクトにより勘合中心軸から見て外側に押圧され、前記アーム部の復元力により前記プラグ側グランドコンタクトに圧接され、
   前記第２の接触部は、前記プラグ側グランドコンタクトを前記勘合中心軸側に押圧し、前記プラグ側グランドコンタクトの復元力により前記プラグ側グランドコンタクトに圧接される、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコネクタ。
5. 前記装着時に、
   前記プラグ側信号コンタクトと前記ジャック側信号コンタクトの当接箇所は、前記プラグ側信号コンタクト及び前記プラグ側グランドコンタクトの長手方向に関して前記第１の接触部と前記第２の接触部の間に位置することを特徴とする、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコネクタ。

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