JP5885343B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に12Ｇ ＳＡＳ（12Gbps Serial Attached SCSI）コネクタ等の高速伝送電気コネクタ用のクロストーク低減構造に関する。

電気コネクタは、様々な電子装置間で信号を接続するために使用されるのが一般的である。電気コネクタは、電気信号のみならず接地をも接続する電気コンタクトからなる。

マイクロ電子装置の使用のため、電気回路の設計の複雑さが増大した結果、近接配置された電気コンタクトを有する電気コネクタを使用する必要が生じた。電気コンタクトの近接配置は、信号を搬送する互いに隣接するコンタクト間にクロストークを生じさせるおそれがある。クロストークは、互いに隣接する信号線間の電気信号干渉による信号伝送の電気的現象である。信号伝送におけるクロストークは、信号の完全性を損なうおそれがある。

高速伝送電気コネクタにおけるクロストークにより、信号線に不要なスパイクが入り込むおそれがあり、高周波信号の損失という結果となる。クロストークのため、周波数シフトがある場合に共振が生ずることが多く、信号の劣化を招く。

米国特許出願公開第２００９／２２１１６５号明細書 特開２００７−１５７５９４号公報

従来技術（図１参照）において、クロストークを低減するために、互いに隣接する信号コンタクト１０１を接地コンタクト１０３で分離することで、コネクタ１００が設計される。すなわち、接地コンタクト１０３間に信号コンタクト１０１を配置するようにコネクタが設計され、全ての接地コンタクト１０３を接続するために別体の接地結合コンタクト１０５が設けられる。別体の接地結合コンタクト１０５を使用するので、接地結合コンタクト１０５の機械的力に依存することになる。この機械的力は経時劣化する。

従って、本発明は、上述の問題に対処する電気コネクタを提供することを目的とする。

本発明の実施形態は、クロストークが低減された高速伝送電気コネクタ（例えば、12Ｇ ＳＡＳコネクタ）を提供する。

本発明の第一の態様によれば、一連以上の電気コンタクトを収容するハウジングを具備する電気コネクタが提供される。各連の電気コンタクトは、複数の接地コンタクト及び複数の信号コンタクトを具備する。信号コンタクトは接地コンタクト間に配置される。複数の接地コンタクトは、ハウジング内でバスバーにより互いに一体的に連結される。

各接地コンタクトは、互いに嵌合するコネクタ間に接触を確立する接触部と、端子部と、接触部及び端子部を連結する基部とをさらに具備する。各信号コンタクトは、互いに嵌合するコネクタ間に接触を確立する接触部と、端子部と、接触部及び端子部を連結する保持部とをさらに具備する。保持部は、接触部及び端子部より広い幅を有する。バスバーは、信号コンタクトの保持部に重なるように配置される。

基部は、ほぼ矩形をなし、傾斜壁又は直立壁と、台部とを具備する。傾斜壁又は直立壁は、接触部及び台部の一端を結合する。台部同士は、ほぼ平坦なバスバーによって一体的に連結される。

信号コンタクトは、２個の接地コンタクトの間、且つバスバーの下に配置される。

互いに嵌合するコネクタの各ハウジングは、接地コンタクトのバスバーを収容する中空連結溝を具備する。

一体的に連結された接地コンタクトの数は、好適には３個である。一体的に連結された２個の接地コンタクトの間の信号コンタクトの数は、好適には２個である。コネクタは12Ｇ ＳＡＳコネクタであってもよい。

従来技術の電気コネクタの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気コネクタプラグに使用されるバス接続された接地コンタクトの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気コネクタリセプタクルに使用されるバス接続された接地コンタクトの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る12Ｇ ＳＡＳコネクタプラグの電気コンタクトを示す斜視図である。 図４ａの電気コンタクトの一部を反転させた斜視図である。 本発明の一実施形態に係る12Ｇ ＳＡＳコネクタリセプタクルの電気コンタクトを示す斜視図である。 バスバーで一体的に連結された別のバス接続された接地コンタクトを有する12Ｇ ＳＡＳコネクタリセプタクルの電気コンタクトを反転させて示した斜視図である。 従来技術の12Ｇ ＳＡＳコネクタプラグ用のハウジングの一部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る12Ｇ ＳＡＳコネクタプラグ用のハウジングの一部を示す斜視図である。 従来技術の12Ｇ ＳＡＳコネクタリセプタクル用のハウジングの一部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る12Ｇ ＳＡＳコネクタリセプタクル用のハウジングの一部を示す斜視図である。 典型的な一実施形態に係る電気コネクタの製造方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を例示により説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る電気コネクタプラグに使用されるバス接続された接地コンタクト２００の斜視図である。本実施形態では、３個の接地コンタクト２５０がバスバー（一体相互接続部）２０５によって一体的に連結されて図示される。

各接地コンタクト２５０は、ほぼ矩形の基部２０３によって連結された直線的な接触部２０１及び端子部２０７からなる。基部２０３は、直立壁２０２及び台部２０４からなる。端子部２０７は、傾斜部２０６及び円弧状部２０９からなる。直立壁２０２は接触部２０１及び台部２０４の一端を連結するのに対し、傾斜壁２０６は台部２０４の他端及び円弧状部２０９を連結する。複数の台部２０４は、ほぼ中央でほぼ平坦なバスバー２０５により一体的に連結される。この結果、３個の接地コンタクト２５０は、信号コンタクト（図４ａ及び図４ｂ参照）が配置される２個の溝２０８を形成する。バスバー２０５は、接地コンタクト２５０間の接地完全性を提供する。換言すると、バスバー２０５は、接地ループインダクタンスを低減する。

図３は、本発明の一実施形態に係る電気コネクタリセプタクルに使用されるバス接続された接地コンタクト３００の斜視図である。本実施形態では、３個の接地コンタクト３５０がバスバー（一体相互接続部）３０５によって一体的に連結されて図示される。

各接地コンタクト３５０は、基部３１０によって連結された接触部３０１及び端子部３０７からなる。端子部３０７は、直立壁３０２及び水平部３０９からなる。基部３１０は、台部３０４及び傾斜壁３０６からなる。直立壁３０２の一端は印刷回路基板に実装するためにリセプタクルの外側で終端するのに対し、直立壁３０２の他端は水平部３０９の一端に連結される。水平部３０９の他端は、台部３０４の一端に連結される。傾斜壁３０６は、台部３０４の他端及び直線部３０３を連結する。直線部３０３は円弧状の接触部３１１に連結される。複数の台部３０４は、ほぼ中央でほぼ平坦なバスバー３０５により一体的に連結される。この結果、３個の接地コンタクト３５０は、信号コンタクト（図５ａ及び図５ｂ参照）が設けられる２個の溝３０８を形成する。一体的に連結されたバスバー３０５は、接地コンタクト３５０間の接地完全性を提供する。換言すると、バスバー３０５は、接地ループインダクタンスを低減する。

図４ａは、本発明の一実施形態に係る12Ｇ ＳＡＳコネクタプラグ（但し、コネクタハウジングは除かれている）の電気コンタクトを示す斜視図である。各々がバスバー２０５により一体的に連結されたバス接続された３組の接地コンタクト２００が図示される。２個の接地コンタクト２５０の間で、形成された溝２０８の間且つバスバー２０５の下に、１対の信号コンタクト４０１が設けられる。

信号コンタクト４０１の対は、差動信号伝送に適する１対の差動信号コンタクトである。

各信号コンタクト４０１は、ほぼ矩形且つ直線的な保持部４０５により連結された直線的な接触部４０３及び端子部４０９からなる。保持部４０５は、コネクタプラグのコネクタハウジングに固定するために、保持部４０５の両側に逆刺を有する。

バスバー２０５は、信号コンタクト４０１の他の部分より広い幅を有する保持部４０５に重なるように、コネクタハウジング内に配置される。このため、信号コンタクト４０１とバスバー２０５とのより強い結合が得られる。

直立壁２０２は台部２０４及びバスバー２０５を信号コンタクト４０１の保持部４０５からオフセットして配置させるのに対し、接地コンタクト２５０の接触部２０１及び信号コンタクト４０１の接触部４０３は同一平面内に配置される。

図４ｂは、バスバー２０５で一体的に連結された１組のバス接続された接地コンタクト２００を示す、図４ａの電気コンタクトの一部を反転させた斜視図である。２個の接地コンタクト２５０の間に、１対の信号コンタクト４０１が図示されている。図４ｂには、２対の信号コンタクト４０１が示される。一方の対は信号送信（Tx）対であり、他方の対は信号受信（Rx）対である。Tx及びRxの対は、対間のクロストークを低減するために中央の接地コンタクト２５０により分離されている。

図５ａは、本発明の一実施形態に係る12Ｇ ＳＡＳコネクタリセプタクル（但し、コネクタハウジングは除かれている）の電気コンタクトを示す斜視図である。各々がバスバー３０５により一体的に連結されたバス接続された３組の接地コンタクト３００が図示される。２個の接地コンタクト３５０の間で、形成された溝３０８の間且つバスバー３０５の下に、１対の信号コンタクト５０１が設けられる。

信号コンタクト５０１の対も、差動信号伝送に適する１対の差動信号コンタクトである。

各信号コンタクト５０１は、ほぼ矩形の保持部５０５により連結された湾曲した接触部５０３及びＬ形状の端子部５０９からなる。保持部５０５は、コネクタリセプタクルのコネクタハウジングに固定するために、保持部５０５の両側に逆刺を有する。

バスバー３０５は、信号コンタクト５０１の他の部分より広い幅を有する保持部５０５に重なるように、コネクタハウジング内に配置される。このため、信号コンタクト５０１とバスバー３０５とのより強い結合が得られる。

図５ｂは、バスバー３０５で一体的に連結された別のバス接続された接地コンタクト３００を有する12Ｇ ＳＡＳコネクタリセプタクルの電気コンタクトを反転させて示した斜視図である。２個の接地コンタクト３５０の間に、１対の信号コンタクト５０１が図示されている。

図５ｂには、２対の信号コンタクト５０１が示される。信号コンタクト４０１と同様に、一方の対はTx対であり、他方の対はRx対である。Tx及びRxの対は、対間のクロストークを低減するために中央の接地コンタクト３５０により分離されている。

傾斜壁３０６は台部３０４及びバスバー３０５を信号コンタクト５０１の保持部５０５からオフセットして配置させるのに対し、接地コンタクト３５０の接触部３０１及び信号コンタクト５０１の接触部５０３は同一平面内に配置される。

図６ａは、従来技術の12Ｇ ＳＡＳコネクタプラグ用のハウジング６００の一部を示す斜視図である。ハウジング６００は、その長手方向すなわち横方向に沿って、複数連６０５，６０７の中空溝６０１，６０３を具備する。各中空溝の連６０５，６０７は、接地コンタクト（図示せず）を保持するための３個の中空溝６０１と、信号コンタクト（図示せず）を保持するための４個の中空溝６０３とを具備する。中空溝６０１，６０３は、ハウジング６００の高さと平行な方向に沿って配置される。接地コンタクトを保持するための溝６０１は各連６０５，６０７の両端及び中央に配置されるのに対し、信号コンタクトを保持するための１対の溝６０３は接地コンタクトを保持するための溝６０１の間に配置される。

図６ｂは、本発明の一実施形態に係る12Ｇ ＳＡＳコネクタプラグ用のハウジングの一部を示す斜視図である。ハウジング６５０は、その長手方向すなわち横方向に沿って、複数連６０６，６０８の中空溝６１０，６２０を具備する。各中空溝の連６０６，６０８は、接地コンタクト２５０（図２、図４ａ及び図４ｂ参照）を保持するための３個の中空溝６１０と、信号コンタクト４０１（図４ａ及び図４ｂ参照）を保持するための４個の中空溝６２０とを具備する。中空溝６１０，６２０は、ハウジング６５０の高さと平行な方向に沿って配置される。接地コンタクト２５０を保持するための溝６１０は各連６０６，６０８の両端及び中央に配置されるのに対し、信号コンタクト４０１を保持するための１対の溝６２０は接地コンタクト２５０を保持するための溝６１０の間に配置される。

従来技術のハウジング６００とは異なり、接地コンタクト２５０を保持するための溝６１０は、各連６０６，６０８の両端間に延びる細長の中空連結溝６３０により結合される。中空連結溝６３０の寸法は、バスバー２０５（図２参照）を収容し保持するために適当に選択される。

図７ａは、従来技術の12Ｇ ＳＡＳコネクタリセプタクル用のハウジング７００の一部を示す斜視図である。ハウジング７００は、その長手方向すなわち横方向に沿って、複数連７０５，７０７の中空溝７０１，７０３を具備する。各中空溝の連７０５，７０７は、接地コンタクト（図示せず）を保持するための３個の中空溝７０１と、信号コンタクト（図示せず）を保持するための４個の中空溝７０３とを具備する。中空溝７０１，７０３は、ハウジング７００の高さと平行な方向に沿って配置される。接地コンタクトを保持するための溝７０１は各連７０５，７０７の両端及び中央に配置されるのに対し、信号コンタクトを保持するための１対の溝７０３は接地コンタクトを保持するための溝７０１の間に配置される。

図７ｂは、本発明の一実施形態に係る12Ｇ ＳＡＳコネクタリセプタクル用のハウジングの一部を示す斜視図である。ハウジング７５０は、その長手方向すなわち横方向に沿って、複数連７０６，７０８の中空溝７１０，７２０を具備する。各中空溝の連７０６，７０８は、接地コンタクト３５０（図３、図５ａ及び図５ｂ参照）を保持するための３個の中空溝７１０と、信号コンタクト５０１（図３、図４ａ及び図４ｂ参照）を保持するための４個の中空溝７２０とを具備する。中空溝７１０，７２０は、ハウジング７５０の高さと平行な方向に沿って配置される。接地コンタクト３５０を保持するための溝７１０は各連７０６，７０８の両端及び中央に配置されるのに対し、信号コンタクト５０１を保持するための１対の溝７２０は接地コンタクト３５０を保持するための溝７１０の間に配置される。

従来技術のハウジング７００とは異なり、接地コンタクト３５０を保持するための溝７１０は、各連７０６，７０８の両端間に延びる細長の中空連結溝７３０により結合される。中空連結溝７３０の寸法は、バスバー３０５（図３参照）を収容し保持するために適当に選択される。

図８は、典型的な一実施形態に係る電気コネクタの製造方法を示すフローチャートである。

段階８０１では、電気コンタクト２５０，３５０，４０１，５０１が製造される銅合金ストリップが用意される。段階８０３では、基本形状の電気コンタクト２５０，３５０，４０１，５０１を得るために、銅合金ストリップが打抜き工程に供される。段階８０５では、各電気コンタクト２５０，３５０，４０１，５０１に必要な所望の形状を得るために、曲げ加工される。これらのコンタクト２５０，３５０，４０１，５０１は、段階８０９で最終形状の電気コンタクト２５０，３５０，４０１，５０１を得るために、段階８０７でめっき加工に供される。

段階８１１では、高温熱可塑性樹脂が用意され、電気コネクタのハウジング６５０，７５０を製造するために成形工程８１３に供される。段階８２０では、段階８０９で得られた電気コンタクト２５０，３５０，４０１，５０１が電気コネクタのハウジング６５０，７５０に設けられた各溝６１０，６２０，７１０，７２０内に組み込まれ、段階８３０で電気コネクタが得られる。

当業者には、広く説明された本発明の真髄、範囲から逸脱することなく、特定実施形態で示された本発明に種々の変更、変形を加えてもよいことを理解されたい。従って、本発明の実施形態は、あらゆる点で例示的であって限定するものとして考えるべきではない。

例えば、台部は、その中央以外の任意の位置でバスバーに一体的に連結されてもよい。

電気コネクタプラグ及び電気コネクタリセプタクルは、0.8mm又は1.27mmのピッチを有する一連の電気コンタクトを具備してもよい。

電気コネクタプラグ及び電気コネクタリセプタクルの電気コンタクト２５０，３５０，４０１，５０１は、例えば銅合金を用いて製造されてもよい。

電気コネクタプラグ及び電気コネクタリセプタクルの電気コンタクト２５０，３５０，４０１，５０１は、打抜き加工（図８参照）によって得られてもよい。

電気コネクタプラグ及び電気コネクタリセプタクルのハウジングは、射出成形工程により高温熱可塑性材料を用いて製造されてもよい。

電気コネクタリセプタクルに使用される半田ペグ（図示せず）は、打抜き工程（例えば、銅合金）を用いて得られてもよい。

２０５，３０５ バスバー
２５０，３５０ 接地コンタクト
２０１，３０１ 接触部
２０２ 直立壁
２０３，３１０ 基部
２０４，３０４ 台部
２０７，３０７ 端子部
３０６ 傾斜壁
４０１，５０１ 信号コンタクト
４０３，５０３ 接触部
４０５，５０５ 保持部
４０９，５０９ 端子部
６３０，７３０ 中空連結溝
６５０，７５０ ハウジング

Claims (7)

1. 一連以上の電気コンタクトを収容するハウジングを具備する電気コネクタであって、
   前記一連以上の電気コンタクトの各々は、複数の接地コンタクト及び複数の信号コンタクトを具備し、
   前記信号コンタクトは前記接地コンタクト間に配置され、
   前記複数の接地コンタクトは、前記ハウジング内でバスバーにより互いに一体的に連結され、
   前記接地コンタクトは、互いに嵌合するコネクタ間に接触を確立する接触部と、端子部と、前記接触部及び前記端子部を連結する基部とをさらに具備し、
   前記信号コンタクトは、互いに嵌合するコネクタ間に接触を確立する接触部と、端子部と、前記接触部及び前記端子部を連結する保持部とをさらに具備し、
   前記保持部は、前記信号コンタクトの前記接触部及び前記端子部より広い幅を有し、
   前記バスバーは、前記信号コンタクトの前記保持部に重なるように配置されることを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記基部は、ほぼ矩形をなし、傾斜壁又は直立壁と、台部とを具備し、
   前記傾斜壁又は前記直立壁は、前記接触部及び前記台部の一端を結合し、
   前記台部同士は、ほぼ平坦な前記バスバーによって一体的に連結されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記信号コンタクトは、２個の前記接地コンタクトの間、且つ前記バスバーの下に配置されることを特徴とする請求項２記載の電気コネクタ。
4. 互いに嵌合するコネクタの前記ハウジングの各々は、前記接地コンタクトの前記バスバーを収容する中空連結溝を具備することを特徴とする請求項２又は３記載の電気コネクタ。
5. 一体的に連結された前記接地コンタクトの数は３個であることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項記載の電気コネクタ。
6. 一体的に連結された２個の前記接地コンタクトの間の前記信号コンタクトの数は２個であることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項記載の電気コネクタ。
7. 前記コネクタは12Ｇ ＳＡＳコネクタであることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項記載の電気コネクタ。

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