JP5554639B2 - コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、コネクタに関する。
電子装置及び電子機器等を電気的に接続し、電気信号等の伝達を行なうための接続部材としてコネクタが用いられている。このようなコネクタとしては、用途に応じて様々な種類のものがあり、各々の用途に応じて使い分けられている。例えば、高周波の信号伝達に対応するために、高周波対応のコネクタ等がある。
このような高周波に対応したコネクタとして、特許文献1では、コネクタを通るインピーダンスの不連続正を最小化した高速データ転送接続のためのコネクタが開示されている。
特開2005−005272号公報
ところで、高周波信号は、様々なノイズ等の影響を受け易く、特に、高周波用コネクタにおいて、接地(GND)端子と信号端子との位置関係が変化すると、信号端子における特性インピーダンスに影響を与え、伝送される信号の劣化及び損失等が増大し、高速の信号伝送に悪影響を及ぼしてしまう。また、高周波コネクタの多くは、伝送速度を向上させるため、複数の接続端子が設けられており、接続端子をできる限り高密度に配置することができ、コネクタを小型化できるものが望まれている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高周波信号の伝送において、伝送される信号の劣化が少なく、また、高集積化可能な構造の高周波信号に対応したコネクタを提供することを目的とするものである。
本発明は、プラグコネクタとジャックコネクタからなるコネクタであって、前記プラグコネクタには、板状のプラグ部接地電極と、各々電気信号を伝達するための複数のプラグ端子部を有しており、2つの前記プラグ端子部が一対として配列されているものであって、前記ジャックコネクタには、板状のジャック部接地電極と、各々電気信号を伝達するための複数のジャック端子部を有しており、2つの前記ジャック端子部が一対として配列されているものであって、前記プラグ端子部に設けられた1本の棒状のプラグ端子接続部と、前記ジャック端子部に設けられた1本の棒状のジャック端子接続部とが接触することにより、前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタとが接続されるものであって、一対として配列されている前記ジャック端子接続部は、一対として配列されている前記プラグ端子接続部が対向している内側部分で接触するものであって、前記プラグコネクタは、一対のプラグ端子部が同一平面上に複数配列されているプラグユニットを有しており、前記プラグユニットが複数積層されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ジャック端子接続部は、棒状に形成された棒状部と、各々前記プラグ端子接続部と接触する側に設けられた接点部を有しており、前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタとを接続した際には、前記棒状部のバネ性により、前記ジャック端子接続部における前記接点部は、前記プラグ端子接続部の側に、押さえつけられるように接触するものであることを特徴とする。
また、本発明は、前記ジャック部接地電極には、複数の接地電極端子が設けられており、前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタとを接続した際には、前記接地電極端子が、前記プラグ部接地電極と接触するものであって、前記接地電極端子は、相互に長さが異なるものであることを特徴とする。
また、本発明は、前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタの接続の際には、前記ジャック端子接続部は、前記プラグ部接地電極の面に略平行に移動することにより接続されるものであることを特徴とする。
また、本発明は、前記プラグコネクタは、一対のプラグ端子部が同一平面上に複数配列されているプラグユニットを有していることを特徴とする。
また、本発明は、プラグコネクタとジャックコネクタからなるコネクタであって、前記プラグコネクタには、板状のプラグ部接地電極と、各々電気信号を伝達するための複数のプラグ端子部を有しており、2つの前記プラグ端子部が一対として配列されているものであって、前記ジャックコネクタには、板状のジャック部接地電極と、各々電気信号を伝達するための複数のジャック端子部を有しており、2つの前記ジャック端子部が一対として配列されているものであって、前記プラグ端子部に設けられた1本の棒状のプラグ端子接続部と、前記ジャック端子部に設けられた1本の棒状のジャック端子接続部とが接触することにより、前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタとが接続されるものであって、一対として配列されている前記ジャック端子接続部は、一対として配列されている前記プラグ端子接続部が対向している内側部分で接触するものであって、前記ジャックコネクタは、一対のジャック端子部が同一平面上に複数配列されているジャックユニットを有しており、前記ジャックユニットが複数積層されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ジャックコネクタは、一対のジャック端子部が同一平面上に複数配列されているジャックユニットを有していることを特徴とする。
また、本発明は、前記ジャックユニットが複数積層されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ジャック端子部において、前記ジャック端子接続部が設けられている端部と反対側の端部は、基板またはケーブルと接続されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記プラグ部接地電極及び前記ジャック部接地電極には、接地電位に代えて、所定の電源電圧が印加されるものであることを特徴とする。







本発明によれば、高周波信号の伝送において、伝送される信号の劣化が少なく、また、高集積化可能な構造の高周波信号に対応したコネクタを提供することができる。
第1の実施の形態におけるコネクタの斜視図 第1の実施の形態におけるプラグコネクタの説明図 第1の実施の形態におけるジャックコネクタの説明図 第1の実施の形態におけるジャックユニットの上面図 第1の実施の形態におけるジャックユニットの斜視図 第1の実施の形態におけるジャックユニットの構造図 スタブの説明図(1) スタブの説明図(2) 第1の実施の形態におけるジャック端子接続部の説明図 第1の実施の形態におけるジャックユニットの要部拡大上面図 第1の実施の形態におけるジャックユニットの要部拡大斜視図 第1の実施の形態におけるコネクタの接続状態を示す図 第1の実施の形態におけるコネクタの接続状態を示す要部拡大上面図 第1の実施の形態におけるコネクタの接続状態を示す要部拡大斜視図 他のコネクタのジャック端子接続部の構造図 他のコネクタの接続状態を示す要部拡大上面図 他のコネクタの接続状態を示す要部拡大斜視図 第1の実施の形態における他のジャックコネクタの斜視図 第1の実施の形態における他のジャックコネクタの説明図 第1の実施の形態における他のジャックユニットの上面図 第1の実施の形態における他のジャックユニットの斜視図 第1の実施の形態における他のジャックユニットの構造図 第2の実施の形態におけるジャックコネクタの説明図 第2の実施の形態におけるジャックユニットの上面図 第2の実施の形態におけるジャックユニットの斜視図 第2の実施の形態におけるジャックユニットの構造図 第2の実施の形態におけるコネクタの接続状態を示す図
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
〔第1の実施の形態〕
(コネクタ)
最初に、本実施の形態におけるコネクタについて説明する。本実施の形態におけるコネクタは、一方のプラグコネクタと他方のジャックコネクタにより構成されており、プラグコネクタとジャックコネクタとを接続することにより、電子機器等を接続することができ、高速で電気信号を伝達することができる高周波に対応したコネクタである。
具体的には、図1に示すように、プラグコネクタ10とジャックコネクタ20とを有している。尚、図1(a)は、プラグコネクタ10とジャックコネクタ20との上面斜視図であり、図1(b)は、裏面斜視図である。
(プラグコネクタ)
図2に示されるように、プラグコネクタ10は、ハウジング11と複数のプラグユニット12により構成されている。プラグユニット12は、金属板により形成されているGND部(接地部)13と、樹脂材料等により形成されている絶縁体部14、電極端子となる複数のプラグ端子部15及び16を有している。2本のプラグ端子部15及び16は一対として配置されており、各々のプラグ端子部15及び16は、異なる電気信号を伝達することが可能である。図では、一例として、プラグ端子部15及び16を三対有しているものが示されている。GND部13とプラグ端子部15及び16とは、絶縁体部14により絶縁されており、プラグ端子部15及び16の一方の端部は、後述するジャック端子部と接続される1本の棒状に形成されたプラグ端子接続部17及び18を有している。また、2本のプラグ端子部15及び16の他方の端部は不図示の電極端子が設けられており、後述する基板19と接続されている。
(ジャックコネクタ)
一方、図3に示されるように、ジャックコネクタ20は、ハウジング21と複数のジャックユニット22により構成されており、ジャックユニット22は、金属板により形成されているGND部23と、樹脂材料等により形成されている絶縁体部24、電極端子となる複数のジャック端子部25及び26を有している。2本のジャック端子部25及び26は一対として配置されており、各々のジャック端子部25及び26は、異なる電気信号を伝達することが可能である。図では、一例として、ジャック端子部25及び26が三対のものが示されている。GND部23とジャック端子部25及び26とは、絶縁体部24により絶縁されており、ジャック端子部25及び26の一方の端部は、前述したプラグ端子部15及び16におけるプラグ端子接続部17及び18と接続される1本の棒状に形成されたジャック端子接続部27及び28を有している。2本のジャック端子部25及び26の他方の端部は不図示の電極端子が設けられており、後述する基板29と接続されている。
(ジャックコネクタユニット)
次に、図4から図6に基づき、より詳細にジャックユニット22について説明する。ジャックユニット22に設けられているGND部23は、板状のGND本体部30とGND本体部30と接続された4本のGND端子部31、32、33及び34を有している。GND端子部31、32、33及び34は、長さの異なる2種類のGND端子により構成されており、両側の外側には長さの長いGND端子部31及び34が形成されており、内側には長さの短いGND端子部32及び33が形成されている。
このように、GND端子部31及び34を長く形成しているのは、静電気の影響等により機器等が破壊されてしまうのを防ぐため、プラグコネクタ10とジャックコネクタ20とは、お互いのGND部13及びGND部23同士を最初に電気的に接続させる必要があるからである。これにより、プラグコネクタ20のGND部13とジャックコネクタ20におけるGND端子31及び34とを最初に接続させることができる。
また、プラグコネクタ10は、ジャックコネクタ20と接続した際、ジャックコネクタ20におけるGND端子部31、32、33及び34は、プラグコネクタ10のGND部13と接続されるが、この際、GND部13においてスタブ(電流が流れない領域:STUB)が狭くなるように、ジャックコネクタ20におけるGND端子32及び33の長さが短く形成されている。
具体的には、図7及び図8に示す概念図に基づき説明すると、図7に示すように、プラグコネクタ10と接続されるジャックコネクタのGND端子部330を同じ長さで形成した場合には、プラグコネクタ10のGND部13において、電流が流れない領域(スタブ)331が広く形成されてしまう。GND部13において、電流が流れない領域(スタブ)は、電位が不安定であり、この領域の電位は必ずしもGND(接地)電位になっているとは限らない。よって、このような領域が広いと、ノイズ等の発生源となり、また、伝送される信号のロスが大きくなってしまうため、電流が流れない領域(スタブ)は、狭い方が好ましい。従って、図8に示すように、ジャックコネクタ20のGND端子部31及び34を長く形成し、GND端子部32及び33を短く形成することにより、電流が流れない領域(スタブ)13aを狭くすることが可能となる。尚、ジャックコネクタ20のGND端子部の長短の配列は、図8に示すような配列でもよく、また、長短のGND端子部が交互に配列された構成であってもよい。
次に、ジャックコネクタ20におけるジャック端子部25及び26について説明する。ジャック端子部25に設けられているジャック端子接続部27は、図9に示されるように、バネ性を有する棒状部27aの先端部分に、プラグ端子接触部17と接触する接点部27bを有している。尚、ジャック端子部26は、ジャック端子部25と同様の構造のものを左右反転させたものである。よって、ジャック端子接続部28も同様にジャック端子接続部27とは逆に配置されている。また、ジャック端子接続部28についても、バネ性を有する棒状部28aの先端部分に、プラグ端子接触部18と接触する接点部28bを有している。
ここで、図10及び図11に示すように、ジャック端子接続部27及び28は、相互の接点部27b及び28bが外側に向くように設置されており、棒状部27a及び28aにおけるバネ性により、接点部27b及び28bの間隔が広がったり狭くなったりすることが可能である。また、ジャック端子接続部27及び28は、GND端子部31及び32の間に配置されており、他のジャック端子接続部及びGND端子部についても同様である。
(コネクタの接続)
図12は、プラグコネクタ10とジャックコネクタ20とが接続されている状態を示す。尚、プラグコネクタ10のプラグ端子部15及び16において、プラグ端子接続部17及び18の設けられていない側には、基板19が接続されている。図に示すように、プラグコネクタ10においてプラグ端子接続部17及び18の設けられている面と略直角の面に基板19が接続されている。尚、基板19には、プラグコネクタ10におけるGND端子は半田付け等により接続されている。また、ジャックコネクタ20のジャック端子部25及び26において、ジャック端子接続部27及び28の設けられていない側には、基板29が接続されている。図に示す例では、ジャックコネクタ20においてジャック端子接続部27及び28の設けられている面と略直角の面に基板29が接続されている。尚、基板29には、ジャックコネクタ20におけるGND端子は半田付け等により接続されている。
図13及び図14に示すように、プラグコネクタ10とジャックコネクタ20とを接続した際、ジャックコネクタ20におけるジャック端子接続部27は、プラグコネクタ10におけるプラグ端子接続部17とジャック端子接続部27の接点部27bにおいて接触し、ジャックコネクタ20におけるジャック端子接続部28は、プラグコネクタ10におけるプラグ端子接続部18とジャック端子接続部28の接点部28bにおいて接触している。前述のとおり、ジャック端子接続部27及び28は、一対で配置されているものであって、予め接点部27bと28bとの間隔は広くなっており、プラグコネクタ10とジャックコネクタ20とを接続した際、棒状部27a及び28aのバネ性により、ジャック端子接続部27及び28の接点部27b及び28bにおいて、ともに外側方向に力が働く。この方向には、プラグコネクタ10のプラグ端子接続部17及び18が存在しており、棒状部27a及び28aにおけるバネ性により、ジャック端子接続部27及び28は、接点部27b及び28bにおいて、プラグ端子接続部17及び18に押しつける方向に力が働く。即ち、プラグ端子接続部17及び18は対向して配置されており、対向している内側部分で、ジャック端子接続部27及び28は、接点部27b及び28bにおいて、プラグ端子接続部17及び18に押しつける方向に力が働く。これにより、プラグ端子接続部17及び18とジャック端子接続部27及び28との接続が維持される。尚、プラグコネクタ10とジャックコネクタ20とを接続する際には、ジャックコネクタ20のジャック端子接続部27及び28は、プラグコネクタ10の板状のGND部13に沿って接続させる。即ち、プラグコネクタ10の板状のGND部13に対しジャック端子接続部27及び28を略平行に移動することにより接続させる。これによりジャック端子接続部27及び28とGND部13との距離は一定に保たれた状態で接続することができる。
一方、図15から図17に示すように、プラグコネクタ10におけるプラグ端子接続部17及び18に接続されるジャック端子接続部327及び328を各々2本の端子部327a及び327b、328a及び328bにより形成した構成のものが考えられる。この構成のものと比べて、本実施の形態におけるジャックコネクタ20では、高密度にジャック端子接続部27及び28を実装することができ、ジャックコネクタ20を小型化することが可能である。
また、本実施の形態では、ジャック端子接続部27及び28の移動する方向が、GND部13に対し平行であるため、GNDと信号間の間隔を一定の間隔で保つことができ、特性インピーダンスの整合が容易となる。更に、本実施の形態では、プラグコネクタ10とジャックコネクタ20とを接続する際に、対となっているプラグ端子接続部17及び18の内側に、対となっているジャック端子接続部27及び28が入り込む構造のものであるため、これらとGND端子部との距離は接続により変化することはない。よって、特性インピーダンスの整合が容易となる。
更に、プラグコネクタ10のGND部13において形成される電流が流れない領域(スタブ)13aが狭いため、伝送される信号のロスが少ない。
(他のジャックコネクタ)
次に、本実施の形態における他のジャックコネクタについて説明する。上記においては、図8に示すように、GND端子31、32、33及び34の長さが異なるジャックコネクタ20について説明したが、本実施の形態におけるジャックコネクタは、ジャック端子接続部27及び28が形成されたジャック端子部25及び26を有するものであればよい。例えば、図7に示すように、同じ長さのGND端子部330を有するジャックコネクタであってもよい。
具体的には、ジャックコネクタ40は、図18に示されるものであり、図19に示されるように、ジャックコネクタ40は、ハウジング21と複数のジャックユニット42により構成されており、ジャックユニット42は、金属板により形成されているGND部43と、樹脂材料等により形成されている絶縁体部24、電極端子となる複数のジャック端子部25及び26を有している。
次に、図20から図22に基づき、より詳細にジャックユニット42について説明する。ジャックユニット42に設けられているGND部43は、板状のGND本体部300とGND本体部300と接続された4本のGND端子部330を有している。4本のGND端子部330は、図8に示されるように、同じ長さで形成されている。
ジャックコネクタ40では、プラグコネクタ10のGND部13において形成される電流が流れない領域(スタブ)を狭くすることはできないが、それ以外の効果については、上記と同様の効果を得ることができる。
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態とは、異なるジャックコネクタを有するコネクタである。尚、本実施の形態においては、第1の実施の形態におけるプラグコネクタ10と同じプラグコネクタが用いられる。図23に示されるように、本実施の形態におけるジャックコネクタ120は、ハウジング121と複数のジャックユニット122により構成されている。
図24から図26に示すように、ジャックユニット122は、金属板により形成されているGND部123と、樹脂材料等により形成されている絶縁体部124、電極端子となる複数のジャック端子部125及び126を有している。2本のジャック端子部125及び126は一対として配置されており、各々のジャック端子部125及び126は、異なる電気信号を伝達することが可能である。図では、一例として、略同一構造のジャック端子部125及び126が三対のものが示されている。GND部123とジャック端子部125及び126とは、絶縁体部124により絶縁されており、ジャック端子部125及び126の一方の端部は、第1の実施の形態と同様に、プラグ端子部15及び16におけるプラグ端子接続部17及び18と接続される1本の棒状に形成されたジャック端子接続部127及び128を有している。2本のジャック端子部125及び126の他方の端部には、接続端子141及び142が設けられており、ケーブル150における各々の端子151及び152と接続されている。接続方法は、半田付け、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。尚、GND部123には、2種類の長さの異なるGND端子131、132、133及び134が設けられている。
尚、ジャック端子接続部127及び128は、第1の実施の形態におけるジャック端子接続部27及び28に対応するものであり、GND端子131、132、133及び134は、第1の実施の形態におけるGND端子31、32、33及び34に対応するものである。
図27に、プラグコネクタ10とジャックコネクタ120とが接続された状態を示す。この状態では、ジャックコネクタ120におけるジャック端子接続部127は、プラグコネクタ10におけるプラグ端子接続部17とジャック端子接続部127の接点部において接触し、ジャックコネクタ120におけるジャック端子接続部128は、プラグコネクタ10におけるプラグ端子接続部18とジャック端子接続部128の接点部において接触する。
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
10 プラグコネクタ
11 ハウジング
12 プラグユニット
13 GND部(接地部)
13a 電流が流れない領域(スタブ)
14 絶縁体部
15 プラグ端子部
16 プラグ端子部
17 プラグ端子接続部
18 プラグ端子接続部
19 基板
20 ジャックコネクタ
21 ハウジング
22 ジャックユニット
23 GND部(接地部)
24 絶縁体部
25 ジャック端子部
26 ジャック端子部
27 ジャック端子接続部
27a 棒状部
27b 接点部
28 ジャック端子接続部
28a 棒状部
28b 接点部
29 基板
30 GND本体部
31 GND端子
32 GND端子
33 GND端子
34 GND端子

Claims (9)

  1. プラグコネクタとジャックコネクタからなるコネクタであって、
    前記プラグコネクタには、板状のプラグ部接地電極と、各々電気信号を伝達するための複数のプラグ端子部を有しており、2つの前記プラグ端子部が一対として配列されているものであって、
    前記ジャックコネクタには、板状のジャック部接地電極と、各々電気信号を伝達するための複数のジャック端子部を有しており、2つの前記ジャック端子部が一対として配列されているものであって、
    前記プラグ端子部に設けられた1本の棒状のプラグ端子接続部と、前記ジャック端子部に設けられた1本の棒状のジャック端子接続部とが接触することにより、前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタとが接続されるものであって、
    一対として配列されている前記ジャック端子接続部は、一対として配列されている前記プラグ端子接続部が対向している内側部分で接触するものであって、
    前記プラグコネクタは、一対のプラグ端子部が同一平面上に複数配列されているプラグユニットを有しており、
    前記プラグユニットが複数積層されていることを特徴とするコネクタ。
  2. 前記ジャック端子接続部は、棒状に形成された棒状部と、各々前記プラグ端子接続部と接触する側に設けられた接点部を有しており、
    前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタとを接続した際には、前記棒状部のバネ性により、前記ジャック端子接続部における前記接点部は、前記プラグ端子接続部の側に、押さえつけられるように接触するものであることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記ジャック部接地電極には、複数の接地電極端子が設けられており、
    前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタとを接続した際には、前記接地電極端子が、前記プラグ部接地電極と接触するものであって、
    前記接地電極端子は、相互に長さが異なるものであることを特徴とする請求項1または2に記載のコネクタ。
  4. 前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタの接続の際には、前記ジャック端子接続部は、前記プラグ部接地電極の面に略平行に移動することにより接続されるものであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のコネクタ。
  5. プラグコネクタとジャックコネクタからなるコネクタであって、
    前記プラグコネクタには、板状のプラグ部接地電極と、各々電気信号を伝達するための複数のプラグ端子部を有しており、2つの前記プラグ端子部が一対として配列されているものであって、
    前記ジャックコネクタには、板状のジャック部接地電極と、各々電気信号を伝達するための複数のジャック端子部を有しており、2つの前記ジャック端子部が一対として配列されているものであって、
    前記プラグ端子部に設けられた1本の棒状のプラグ端子接続部と、前記ジャック端子部に設けられた1本の棒状のジャック端子接続部とが接触することにより、前記プラグコネクタと前記ジャックコネクタとが接続されるものであって、
    一対として配列されている前記ジャック端子接続部は、一対として配列されている前記プラグ端子接続部が対向している内側部分で接触するものであって、
    前記ジャックコネクタは、一対のジャック端子部が同一平面上に複数配列されているジャックユニットを有しており、
    前記ジャックユニットが複数積層されていることを特徴とするコネクタ。
  6. 前記ジャックコネクタは、一対のジャック端子部が同一平面上に複数配列されているジャックユニットを有していることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のコネクタ。
  7. 前記ジャックユニットが複数積層されていることを特徴とする請求項6に記載のコネクタ。
  8. 前記ジャック端子部において、前記ジャック端子接続部が設けられている端部と反対側の端部は、基板またはケーブルと接続されていることを特徴とする請求項またはに記載のコネクタ。
  9. 前記プラグ部接地電極及び前記ジャック部接地電極には、接地電位に代えて、所定の電源電圧が印加されるものであることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のコネクタ。
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