JP5595538B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、高速信号用コンタクトのペアを複数有するコネクタに関する。

この種のコネクタとしては、特許文献１に開示されたものがある。図１０に示されるように、特許文献１のコネクタは、複数の高速信号用コンタクトのペアと複数本のグランドコンタクトとを備えている。それらのコンタクトは、コネクタの嵌合部において２列に配列されている。各列において、高速信号用コンタクトの各ペアは、２本のグランドコンタクトの間に位置している。また、一方の列に属する高速信号用コンタクトの１つのペアと他方の列に属する１本のグランドコンタクトは三角配置されている。

特表２０１１−５１９４６３号公報

本発明は、特許文献１のコネクタよりも優れた高速信号伝送特性を有するコネクタを開発し、提供することを目的とする。

本発明は、第１のコネクタとして、
相手側コネクタと嵌合方向に沿って嵌合するコネクタであって、
前記コネクタは、複数ペアの信号コンタクトと、複数本のグランドコンタクトと、前記信号コンタクトのペアと前記グランドコンタクトとを保持する保持部材とを備えており、
前記信号コンタクト及び前記グランドコンタクトの夫々は、前記相手側コネクタに接続される接触部を有しており、
前記嵌合方向と直交する所定平面内において、前記信号コンタクトの前記接触部と前記グランドコンタクトの前記接触部とが第１列と第２列とに分けられて並べられており、
前記所定平面内において、前記第１列に属する２つの前記グランドコンタクトの前記接触部と前記第２列に属する２つの前記グランドコンタクトの前記接触部とからなる４つの特定接触部に２ペアの前記信号コンタクトの前記接触部が囲まれており、
前記所定平面内において、互いに最も近い２つの前記特定接触部間の間隔は、前記特定接触部に囲まれていない前記信号コンタクトの前記接触部の１つであって前記２つの特定接触部に最も近いものと前記特定接触部に囲まれた前記信号コンタクトの接触部の１つであって前記２つの特定接触部に最も近いものとの間の間隔よりも小さい
コネクタを提供する。

また、本発明は、第２のコネクタとして、第１のコネクタであって、
前記接触部は、千鳥配列されている
コネクタを提供する。

また、本発明は、第３のコネクタとして、第１又は第２のコネクタであって、
前記第１列と前記第２列の夫々において、前記信号コンタクトの前記接触部と前記グランドコンタクトの前記接触部は、前記嵌合方向と直交するピッチ方向に並んでおり、
前記第１列と前記第２列の夫々において、前記信号コンタクトの前記接触部と前記グランドコンタクトの前記接触部のうち、前記ピッチ方向において最も外側に位置している２つの前記接触部は前記グランドコンタクトの前記接触部である
コネクタを提供する。

また、本発明は、第４のコネクタとして、第１乃至第３のいずれかのコネクタであって、
前記嵌合方向と直交するピッチ方向において、前記第１列に属するペアを構成する２つの前記信号コンタクトの前記接触部の間に、前記第２列に属するペアを構成する２つの前記信号コンタクトのうちの一方の前記接触部が位置しており、
前記ピッチ方向において、前記第２列に属するペアを構成する２つの前記信号コンタクトの前記接触部の間に、前記第１列に属するペアを構成する２つの前記信号コンタクトのうちの一方の前記接触部が位置している
コネクタを提供する。

また、本発明は、第５のコネクタとして、第１乃至第４のいずれかのコネクタであって、
前記コネクタは、対象物に固定されて用いられるものであり、
前記信号コンタクト及び前記グランドコンタクトの夫々は、前記対象物に接続固定される被固定部を有しており、
前記被固定部は、前記接触部の配置に対応するように、千鳥配列されている
コネクタを提供する。

本発明によれば、４つのグランドコンタクトの接触部で２ペアの信号コンタクトの接触部を囲むと共に、その４つのグランドコンタクトの接触部のうちの互いに最も近い２つのグランドコンタクトの接触部間の距離をそれら２つのグランドコンタクトの接触部に近い信号コンタクトの接触部であって囲み内の信号コンタクトの接触部と囲み外の信号コンタクトの接触部との間の間隔よりも小さくしたことから、囲み内の信号コンタクトに対する囲み外の信号コンタクトの影響を抑えることができる。

また、本発明によれば、特許文献１の場合と比較して、１つのペアを構成する信号コンタクトの夫々と他のペアの信号コンタクトとの間の距離の差が小さくなることから、１つのペアを構成する信号コンタクトの夫々に対する他のペアの信号コンタクトの影響のバラつきを抑えることができる。

このように、本発明によれば、特許文献１の場合と比較して、優れた高速信号伝送特性を有するコネクタを提供することができる。

本発明の実施の形態によるコネクタを示す正面斜視図である。 図１のコネクタを示す背面斜視図である。 図１のコネクタを示す正面図である。 図１のコネクタを示す上面図である。 図３のコネクタをＶ--Ｖ線に沿って示す断面図である。 図４のコネクタをVI--VI線に沿って示す断面図である。 図６のコネクタの一部を示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態によるコンタクトの接触部の配置を示す図である。 本発明の実施の形態によるコンタクトの被固定部の配置を示す図である。 特許文献１のコネクタの嵌合部を示す図である。

図１乃至図６を参照すると、本発明の実施の形態によるコネクタ１００は、レセプタクルコネクタであり、相手側コネクタとなるプラグコネクタ（図示せず）と嵌合方向（Ｘ方向：前後方向）に沿って嵌合可能なものである。また、コネクタ１００は、回路基板（対象物：図示せず）に搭載固定されて用いられるものである。

図示されたコネクタ１００は、複数ペアの信号コンタクト１１０と、複数ペアの信号コンタクト１２０と、複数本のグランドコンタクト１３０と、それらコンタクトを保持する絶縁体からなる保持部材１５０と、保持部材１５０を部分的に覆う金属製のシェル１６０とを備えている。

保持部材１５０は、嵌合方向と直交するピッチ方向（Ｙ方向）と嵌合方向とで規定される面（ＸＹ平面）内において前方（＋Ｘ方向）に向かって延びる板状部１５２を有している。

シェル１６０の上面（＋Ｚ側の面）のうち比較的後側（−Ｘ側）の領域には、開口部１６２が形成されており、その開口部１６２を通してシェル１６０の上方からシェル１６０内部を確認することができる。

信号コンタクト１１０、信号コンタクト１２０及びグランドコンタクト１３０は、いずれも導電体からなる。信号コンタクト１１０は、高速信号伝送用に用いられるものであり、信号コンタクト１２０は、非高速信号伝送用に用いられるものである。

図２乃至図４及び図６から理解されるように、信号コンタクト１１０は、相手側コネクタ（図示せず）に接続される接触部１１２と、回路基板（図示せず）に接続固定される被固定部１１４とを有している。同様に、信号コンタクト１２０は、相手側コネクタ（図示せず）に接続される接触部１２２と、回路基板（図示せず）に接続固定される被固定部１２４とを有しており、グランドコンタクト１３０は、相手側コネクタ（図示せず）に接続される接触部１３２と、回路基板（図示せず）に接続固定される被固定部１３４とを有している。

図３及び図６に示されるように、接触部１１２，１２２，１３２は、嵌合方向と直交する垂直面（所定平面：ＹＺ平面）内において、２列に分けられて並べられている。図７も更に参照して、以下においては、２列のうちの上側（＋Ｚ側）の列を第１列Ｌ_１と呼び、下側（−Ｚ側）の列を第２列Ｌ_２と呼ぶ。

図３、図６及び図７から理解されるように、第１列Ｌ_１に属する接触部１１２，１２２，１３２は板状部１５２の上面（＋Ｚ側の面）において露出するように並べられており、第２列Ｌ_２に属する接触部１１２，１２２，１３２は板状部１５２の下面（−Ｚ側の面）において露出するように並べられている。

本実施の形態においては、第１列Ｌ_１に属する接触部１１２，１２２，１３２と第２列Ｌ_２に属する接触部１１２，１２２，１３２とがピッチ方向（Ｙ方向）において異なる位置に位置している。即ち、接触部１１２，１２２，１３２は千鳥配列されている。より具体的には、本実施の形態において、第１列Ｌ_１と第２列Ｌ_２との間の上下方向（Ｚ方向）における距離は、第１列Ｌ_１及び第２列Ｌ_２の夫々におけるコンタクトピッチ（即ち、ピッチ方向（Ｙ方向）における接触部１１２，１２２，１３２間の距離）よりも大きい。

図７に示されるように、第１列Ｌ_１及び第２列Ｌ_２の夫々において、各ペアを構成する高速信号用の信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ）や非高速信号用の信号コンタクト１２０の接触部１２２（Ｄ）は、ピッチ方向において２つのグランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ）に夫々挟まれている。また、各列に属する接触部１１２，１２２，１３２（Ｓ，Ｄ，Ｇ）のうち、ピッチ方向（Ｙ方向）において最も外側に位置する接触部は、グランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ）である。

特に、本実施の形態においては、図８に示されるように、垂直面（ＹＺ平面）内において、第１列Ｌ_１に属する２つのグランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_１，Ｇ_３）と第２列Ｌ_２に属する２つのグランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_２，Ｇ_４）とからなる４つの特定接触部（Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，Ｇ_４）に２ペアの信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ，Ｓ_２ａ，Ｓ_２ｂ）が囲まれている。このうち、最も距離の短い２つのグランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_１及びＧ_２やＧ_３及びＧ_４）を結ぶ領域は、謂わば「グランドの壁」として機能し、そのグランドの壁を越えて信号が影響を及ぼし合うことを防止することができる。例えば、４つの特定接触部（Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，Ｇ_４）に囲まれた信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ，Ｓ_２ａ，Ｓ_２ｂ）のうち、一つのグランドの壁を構成するグランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_３及びＧ_４）に最も近い信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ｂ）と、４つの特定接触部（Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，Ｇ_４）に囲まれていない信号コンタクト１１０の接触部１１２であってグランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_３及びＧ_４）に最も近い信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_３ａ）との間の間隔は、グランドの壁を構成するグランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_３及びＧ_４）の間の間隔よりも大きい。換言すると、一つのグランドの壁を構成するグランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_３及びＧ_４）の間の間隔は、グランドの壁（即ち、グランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_３及びＧ_４）を結ぶ線）と交差する線上に位置する２つの信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ｂ，Ｓ_３ａ）の間の間隔よりも小さい。従って、本実施の形態によれば、グランドコンタクト１３０の接触部１３２（Ｇ_３及びＧ_４）の間の結び付きが強いことから、２つの信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ｂ，Ｓ_３ａ）が互いに影響を与えることを防止することができる。

これに対して、図１０を参照すると、特許文献１のコネクタの場合、上述したようなグランドの壁として機能するグランドのペアがない。例えば、２つのグランドコンタクト（Ｇ７，Ｇ１５）に着目すると、それらを結ぶ線と交差する線上に位置する２つの高速信号用コンタクトとしては、高速信号用コンタクト（Ｓ１６）と高速信号用コンタクト（Ｓ６）とがある。しかし、２つの高速信号用コンタクト（Ｓ１６，Ｓ６）間の間隔は、グランドコンタクト（Ｇ７，Ｇ１５）間の間隔よりも小さいことから、２つの高速信号用コンタクト（Ｓ１６，Ｓ６）が相互に影響を与えあってしまう、即ち、クロストークが生じてしまう。

更に、特許文献１のコネクタの場合、高速信号用コンタクトのペア同士がピッチ方向において離れて配置されている。例えば、高速信号用コンタクト（Ｓ８，Ｓ９）と高速信号用コンタクト（Ｓ１６，Ｓ１７）は、ピッチ方向において重なっていない。そのため、高速信号用コンタクト（Ｓ１６）に対する高速信号用コンタクト（Ｓ８，Ｓ９）の影響と、高速信号用コンタクト（Ｓ１７）に対する高速信号用コンタクト（Ｓ８，Ｓ９）の影響とがその距離の差に応じて大きく異なっており、用途によっては高速信号用コンタクトを個別に制御して影響の差を均さなければならない可能性がある。

一方、本実施の形態によれば、図８に示されるように、第１列Ｌ_１に属する信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ）のペアと、第２列Ｌ_２に属する信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ａ，Ｓ_２ｂ）のペアとがピッチ方向において重なるように配置されている。具体的には、ピッチ方向（Ｙ方向）において、一方のペアを構成する２本の信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ）の間に他方のペアに含まれる１本の信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ａ）が位置しており、且つ、他方のペアを構成する２本の信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ａ，Ｓ_２ｂ）の間に一方のペアに含まれる１本の信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ｂ）が位置している。従って、信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ）に対する信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ａ）の影響と信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ）に対する信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ｂ）の影響との差が、特許文献１の場合と比較して、小さくなっている。このため、本実施の形態によれば、特許文献１のコネクタにおいて必要となるかもしれない制御が不要となる。

特に、本実施の形態においては、上述したように、第１列Ｌ_１と第２列Ｌ_２との間の上下方向（Ｚ方向）における距離が第１列Ｌ_１及び第２列Ｌ_２の夫々におけるコンタクトピッチよりも大きい。従って、信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ）に対する信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ａ）の影響と信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ）に対する信号コンタクト１１０の接触部１１２（Ｓ_２ｂ）の影響との差を更に小さくすることができる。

図７及び図８と図４及び図９から理解されるように、被固定部１１４，１２４，１３４は接触部１１２，１２２，１３２の配置に対応するように千鳥配列されている。即ち、被固定部１１４，１２４，１３４は、コネクタ１００が搭載される回路基板（図示せず）と平行な面（ＸＹ平面：所定平面と直交する面）内において、２列に分けて並べられている。具体的には、図５を併せて参照すると理解されるように、第１列Ｌ_１に対応する被固定部１１４，１２４，１３４は、第２列Ｌ_２に対応する被固定部１１４，１２４，１３４よりも後側（−Ｘ側）に位置している。また、第１列Ｌ_１に対応する被固定部１１４，１２４，１３４は、ピッチ方向において、第２列Ｌ_２に対応する被固定部１１４，１２４，１３４と異なる位置に位置している（千鳥配列）。

更に、各列において、各ペアを構成する高速信号用の信号コンタクト１１０の被固定部１１４や非高速信号用の信号コンタクト１２０の被固定部１２４は、ピッチ方向において２つのグランドコンタクト１３０の被固定部１３４に夫々挟まれている。各列に属する被固定部１１４，１２４，１３４のうち、ピッチ方向において最も外側に位置する被固定部は、グランドコンタクト１３０の被固定部１３４である。

図９を参照すると、被固定部１１４，１２４，１３４の配列においても、グランドの壁が機能していると共に信号コンタクト１１０の被固定部１１４のペア間の影響のバラつきも小さくなっている。具体的には、信号コンタクト１１０の被固定部１１４（Ｓ_Ｆ１ａ，Ｓ_Ｆ１ｂ，Ｓ_Ｆ２ａ，Ｓ_Ｆ２ｂ）は、グランドコンタクト１３０の被固定部１３４（Ｇ_Ｆ１，Ｇ_Ｆ２，Ｇ_Ｆ３，Ｇ_Ｆ４）により囲まれており、例えば、他の信号コンタクト１１０の被固定部１１４（Ｓ_Ｆ３ａ）との間には２本のグランドコンタクト１３０の被固定部１３４（Ｇ_Ｆ３，Ｇ_Ｆ４）で構成されたグランドの壁が存在することから、グランドの壁の外側に位置する他の信号コンタクト１１０の被固定部１１４（Ｓ_Ｆ３ａ）がグランドの壁の内側に位置する信号コンタクト１１０の被固定部１１４（Ｓ_Ｆ１ａ，Ｓ_Ｆ１ｂ、Ｓ_Ｆ２ａ，Ｓ_Ｆ２ｂ）に影響を与えることを排除できている。また、信号コンタクト１１０の被固定部１１４（Ｓ_Ｆ１ａ，Ｓ_Ｆ１ｂ）のペアと信号コンタクト１１０の被固定部１１４（Ｓ_Ｆ２ａ，Ｓ_Ｆ２ｂ）のペアとがピッチ方向において重なるように設けられていることから、信号コンタクト１１０の被固定部１１４（Ｓ_Ｆ１ａ，Ｓ_Ｆ１ｂ）と信号コンタクト１１０の被固定部１１４（Ｓ_Ｆ２ａ，Ｓ_Ｆ２ｂ）との間で夫々生じる影響のバラつきを小さくすることができる。

加えて、図４に示されるように、被固定部１１４，１２４，１３４は千鳥配列されていることから、いずれの被固定部１１４，１２４，１３４も他の信号コンタクト１１０，１２０やグランドコンタクト１３０と重なっておらず、従って、回路基板（図示せず）上に接続した場合には結線状態を上方（＋Ｚ側）から視認することができる。

以上、本発明について、実施の形態によるコネクタ１００を例示して具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるわけではない。

例えば、上述した実施の形態によるコネクタ１００はレセプタクルコネクタであったが、本発明はこれに限定されるわけではなく、プラグコネクタに適用することもできる。

信号コンタクト１２０は、非高速信号伝送用に用いられるものとして説明したが、信号コンタクト１１０と同様に高速信号伝送用に用いられても良い。
また、上述した実施の形態による接触部１１２，１２２，１３２は、接点バネ部を有するタイプではなかったが、本発明はこれに限定されるわけではなく、接点バネ部を有するタイプとしても良い。

上述した実施の形態による被固定部１１４，１２４，１３４は、ＳＭＴ（Surface mount technology：表面実装）用のものであったが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば、回路基板（図示せず）にスルーホールを設けると共にそれらスルーホール内に被固定部１１４，１２４，１３４を挿入固定するＴＨＴ（Through-hole technology：スルーホール実装）用のものであっても良い。

上述した実施の形態において、板状部１５２は、絶縁体のみからなるものであったが、例えば、第１列Ｌ_１と第２列Ｌ_２とを電気的に互いに遮蔽するために、第１列Ｌ_１と第２列Ｌ_２の間にシールドバーを介在させることとしても良い。

１００ コネクタ
１１０ 信号コンタクト
１１２ 接触部
１１４ 被固定部
１２０ 信号コンタクト
１２２ 接触部
１２４ 被固定部
１３０ グランドコンタクト
１３２ 接触部
１３４ 被固定部
１５０ 保持部材
１５２ 板状部
１６０ シェル
１６２ 開口部
Ｓ，Ｓ_１ａ，Ｓ_１ｂ，Ｓ_２ａ，Ｓ_２ｂ，Ｓ_３ａ 信号コンタクトの接触部
Ｄ 信号コンタクトの接触部
Ｇ グランドコンタクトの接触部
Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，Ｇ_４ グランドコンタクトの接触部（特定接触部）
Ｌ_１ 第１列
Ｌ_２ 第２列
Ｓ_Ｆ１ａ，Ｓ_Ｆ１ｂ，Ｓ_Ｆ２ａ，Ｓ_Ｆ２ｂ，Ｓ_Ｆ３ａ 信号コンタクトの被固定部
Ｇ_Ｆ１，Ｇ_Ｆ２，Ｇ_Ｆ３，Ｇ_Ｆ４ グランドコンタクトの被固定部

Claims (5)

1. 相手側コネクタと嵌合方向に沿って嵌合するコネクタであって、
   前記コネクタは、複数ペアの信号コンタクトと、複数本のグランドコンタクトと、前記信号コンタクトのペアと前記グランドコンタクトとを保持する保持部材とを備えており、
   前記信号コンタクト及び前記グランドコンタクトの夫々は、前記相手側コネクタに接続される接触部を有しており、
   前記嵌合方向と直交する所定平面内において、前記信号コンタクトの前記接触部と前記グランドコンタクトの前記接触部とが第１列と第２列とに分けられて並べられており、
   ４つの特定接触部が前記第１列に属する２つの前記グランドコンタクトの前記接触部と前記第２列に属する２つの前記グランドコンタクトの前記接触部とからなる場合において、
   前記第１列において、１ペアの前記信号コンタクトの前記接触部が２つの前記特定接触部に挟まれており、
   前記第２列において、他の１ペアの前記信号コンタクトの前記接触部が２つの前記特定接触部に挟まれており、
   前記第１列に含まれる前記１ペアの前記信号コンタクトの前記接触部又は前記第２列に含まれる前記他の１ペアの前記信号コンタクトの前記接触部と、前記第２列に含まれる前記他の１ペア以外の前記信号コンタクトの前記接触部又は前記第１列に含まれる前記１ペア以外の前記信号コンタクトの前記接触部との間の距離のうち最も近いもの同士の間隔より、互いに最も近い２つの前記特定接触部間の間隔は、小さい
   コネクタ。
2. 請求項１記載のコネクタであって、
   前記接触部は、千鳥配列されている
   コネクタ。
3. 請求項１又は請求項２記載のコネクタであって、
   前記第１列と前記第２列の夫々において、前記信号コンタクトの前記接触部と前記グランドコンタクトの前記接触部は、前記嵌合方向と直交するピッチ方向に並んでおり、
   前記第１列と前記第２列の夫々において、前記信号コンタクトの前記接触部と前記グランドコンタクトの前記接触部のうち、前記ピッチ方向において最も外側に位置している２つの前記接触部は前記グランドコンタクトの前記接触部である
   コネクタ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコネクタであって、
   前記嵌合方向と直交するピッチ方向において、前記第１列に属するペアを構成する２つの前記信号コンタクトの前記接触部の間に、前記第２列に属するペアを構成する２つの前記信号コンタクトのうちの一方の前記接触部が位置しており、
   前記ピッチ方向において、前記第２列に属するペアを構成する２つの前記信号コンタクトの前記接触部の間に、前記第１列に属するペアを構成する２つの前記信号コンタクトのうちの一方の前記接触部が位置している
   コネクタ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコネクタであって、
   前記コネクタは、対象物に固定されて用いられるものであり、
   前記信号コンタクト及び前記グランドコンタクトの夫々は、前記対象物に接続固定される被固定部を有しており、
   前記被固定部は、前記接触部の配置に対応するように、千鳥配列されている
   コネクタ。

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