JP6210540B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は電気コネクタに関し、特に差動信号の伝送に好適な電気コネクタに関する。

電気通信やデジタルテレビ等の極めて高速の信号の伝送を要する分野では、差動信号伝送が広く用いられつつある。例えば、特許文献１には、従来技術の差動信号伝送用の電気コネクタが開示されている。この電気コネクタにおいて、相手コネクタと嵌合する嵌合部では相手コネクタのコンタクトに接触するコンタクト接触部が２列に配列されるのに対し、回路基板に接続される側ではコンタクト接続部が１列に配列されている。回路基板に接続される接続部が仮に嵌合部のコンタクトと同様に２列に配列されると、外側に配列された接続部が障害になり、内側に配列された接続部の半田付け状態の確認や半田付けの補修等の作業が困難になる。このため、特に回路基板への接続部を表面実装する場合には、その接続部が１列に配列されることが多い。また、相手コネクタとの嵌合部において、コンタクトを１列に配列するとコネクタの幅が長くなってしまうので、コンタクトを２列に配列することが望ましい。

特開２０１０−１５７５０５号公報

回路基板への接続部の配列ピッチを例えば0.4mm以下等に設定すると半田付け不良等の不具合が生じ易くなるので、ピッチを小さくすることには限界がある。そこで、接続部の配列ピッチを所定の値に保って１列に配列した場合、嵌合部において接触部を２列に配列しても、接触部の配列ピッチが単に広がるだけであるので、コネクタの寸法を小さくすることに限界がある。

本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、回路基板への接続部の配列ピッチを所定の値に維持しつつ、小型化された電気コネクタを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するための本発明に係る電気コネクタは、ハウジングと、該ハウジングに支持される複数のコンタクトとを具備し、該複数のコンタクトは、相手コネクタとの嵌合部で接触部が上下２列に配列されると共に電気コネクタが実装される回路基板に接続される接続部が１列に配列され、複数のコンタクトが、少なくとも１対の差動信号コンタクトと、嵌合部で差動信号コンタクトの対に対向する接地コンタクトとを具備する電気コネクタであって、差動信号コンタクトの対を構成する各信号コンタクトは、１個の接触部及び１個の接続部を有し、接地コンタクトは、差動信号コンタクトの対の２個の接触部にそれぞれ対応する、スリットを介して離間した２個の接触部、及び１個の接続部を有し、差動信号コンタクトの対の２個の接触部は、嵌合部において上下２列のうちの第１列に配置され、接地コンタクトの接触部は、嵌合部において上下２列のうちの第２列に配置され、接地コンタクトは、嵌合部の第１列に差動信号コンタクトの対の一方に隣接して配置される第３の接触部をさらに有することを特徴とする。この構成により、回路基板への接続部の配列ピッチを所定の値に維持しつつ、小型化された電気コネクタが得られる。

電気コネクタは、第２の差動信号コンタクトの対をさらに有し、この第２の差動信号コンタクトの対の一方の信号コンタクトの接触部は、接地コンタクトの第３接触部と対向することが好ましい。

第２の差動信号コンタクトの対の他方の信号コンタクトの接触部は、嵌合部で第２接地コンタクトの接触部と対向することが好ましい。この構成により、信号コンタクトの接触部が接地コンタクトの接触部と１対１で対向するので、良好なインピーダンスマッチングに寄与する。

接地コンタクトの接続部は、差動信号コンタクトの対の接続部及び第２の差動信号コンタクトの対の接続部の間に配置されることが好ましい。この構成により、接続部において、２対の差動信号コンタクトが接地コンタクトにより互いに遮断され、良好な信号伝送性能に寄与する。

嵌合部の第１列には差動信号コンタクトの対の接触部、接地コンタクトの第３接触部及び第２接地コンタクトの接触部が配置され、嵌合部の第２列には接地コンタクトの２個の接触部及び第２の差動信号コンタクトの対の接触部が配置され、第２の差動信号コンタクトの対の接続部は、接地コンタクトの接続部及び第２接地コンタクトの接続部の間に配置されることが好ましい。

差動信号コンタクトの対、接地コンタクト、第２の差動信号コンタクトの対及び第２接地コンタクトを１グループとする複数のグループが並んで配置されていることが好ましい。この構成により、接触部及び接続部の双方において、各差動信号コンタクトの対が接地コンタクト及び第２接地コンタクトにより互いに遮断され、良好な信号伝送性能が得られる。

スリットは、接地コンタクトの接触部の先端から、嵌合部を画定するハウジングの本体部の前壁まで延びてもよい。この構成により、信号コンタクト及び接地コンタクトの接触部が完全に対応して対向するので、良好なインピーダンスマッチングが得られる。

スリットの長さを、接地コンタクトの接触部の先端から、嵌合部を画定するハウジングの本体部の前壁までの長さの約2/3又は約1/3の長さに設定してもよい。この構成により、信号伝送の挿入損失を減少させることができる。

接地コンタクトの接触部の幅は、差動信号コンタクトの接触部の幅と同一にするのが好ましい。また、接地コンタクトの接触部の幅は、差動信号コンタクトの接触部の幅より幅広にしてもよい。

本発明の一実施形態に係る電気コネクタを正面側から見た斜視図である。 図１の電気コネクタを背面側から見た斜視図である。 図１の電気コネクタの信号コンタクトを示す斜視図である。 図１の電気コネクタの接地コンタクトを示す斜視図である。 図３の信号コンタクト及び図４の接地コンタクトの組合せを示す斜視図である。 図３の信号コンタクト及び図４の接地コンタクトの組合せを別の方向から見た斜視図である。 図３の信号コンタクト及び図４の接地コンタクトの組合せを示し、（Ａ）正面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）左側面図である。 図３の信号コンタクト及び図４の接地コンタクトの組合せを示す概略図である。 信号コンタクト及び接地コンタクトの組み合わせの第１変形例を示す平面図である。 信号コンタクト及び接地コンタクトの組み合わせの第２変形例を示す平面図である。

以下、添付図面を参照して本発明を例示により説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電気コネクタ１を正面側から見た斜視図である。図２は、図１の電気コネクタ１を背面側から見た斜視図である。

本発明の一実施形態に係る電気コネクタ１は、回路基板（図示せず）上に実装されるものであり、ハウジング１０と、ハウジング１０に支持される複数のコンタクト２０，３０と、シールドシェル４０とを具備する。電気コネクタ１は、シールドシェル４０により画定されると共に正面（前方）に開口する嵌合凹部２を有する。嵌合凹部２は相手コネクタ（図示せず）を受容して嵌合する領域であり、以下では、嵌合凹部２を嵌合部と称することがある。

ハウジング１０は、ＬＣＰ等の適当な樹脂を成形して形成され、コンタクト２０，３０を支持する本体部（図示せず）と、本体部から嵌合凹部２内へ前方に突出する板状部（プラットフォーム）１２とを有する。ハウジング１０の上面、両側面、底面及び後面は、シールドシェル４０の上壁４１、両側壁４２，４３、底壁４４及び後壁４５によりそれぞれ覆われる。シールドシェル４０は、導電性金属板を打抜き加工及び曲げ加工された一体の部品である。シールドシェル４０の上壁４１には、相手コネクタのシールド（図示せず）に接触する４本のラッチ４６が形成されている。側壁４２，４３の後端には、回路基板に半田付けされる半田ペグ４７が側壁４２，４３から延長して形成される。図２には、後述するコンタクト２０，３０の接続部２２，３２がシールドシェル４０の後壁４５の下から露出している状態が示されている。

次に、図３ないし図８を参照して電気コネクタ１のコンタクト２０，３０について説明する。図３は、図１の電気コネクタ１の信号コンタクト２０を示す斜視図である。図４は、図１の電気コネクタ１の接地コンタクト３０を示す斜視図である。図５は、図３の信号コンタクト２０及び図４の接地コンタクト３０の組合せを示す斜視図である。図６は、図３の信号コンタクト２０及び図４の接地コンタクト３０の組合せを別の方向から見た斜視図である。図７は、図３の信号コンタクト２０及び図４の接地コンタクト３０の組合せを示し、（Ａ）正面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）左側面図である。図８は、図３の信号コンタクト２０及び図４の接地コンタクト３０の組合せを示す概略図である。

図３を参照すると、信号コンタクト２０は、差動信号を伝送する複数対の信号コンタクト２０Ａ，２０Ｂ；２０Ｃ，２０Ｄから構成される。各信号コンタクト２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）は、導電性金属板を打抜き加工及び曲げ加工して形成され、接触部２１と、回路基板に表面実装される接続部２２と、接触部２１及び接続部２２を連結する連結部２３とを有する。信号コンタクト対２０Ａ，２０Ｂと信号コンタクト対２０Ｃ，２０Ｄとは、連結部２３の長さが異なることにより接続部２２に対する接触部２１の位置（高さ）が異なっている。

接触部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）は、相手コネクタの信号コンタクト（図示せず）と接触するためのものであり、いずれも矩形平板状をなし、電気コネクタ１が実装される回路基板の主面とほぼ平行に延びる。高さの低い信号コンタクト２０Ａ，２０Ｂの接触部２１Ａ，２１Ｂはハウジング１０の板状部１２（図１参照）の下面に配置されるのに対し、高い信号コンタクト２０Ｃ，２０Ｄの接触部２１Ｃ，２１Ｄは板状部１２の上面に配置される。すなわち、接触部２１Ａ，２１Ｂは電気コネクタ１の嵌合部における板状部１２の下面の第１列内に配列されるのに対し、接触部２１Ｃ，２１Ｄは電気コネクタ１の嵌合部における板状部１２の上面の第２列内に配列される。各接触部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、その後端側がハウジング１０の後壁（図示せず）内に圧入で固定される。全ての接触部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは同一の幅を有する。

接続部２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ）は、電気コネクタ１が実装される回路基板の主面に半田付けされるよう、回路基板の主面とほぼ平行に延びる。連結部２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）は、ハウジング１０の後壁にほぼ沿って直線的に延びて接触部２１の後端及び接続部２２の前端を連結する。

次に図４を参照すると、接地コンタクト３０は第１及び第２の接地コンタクト３０Ａ，３０Ｂから構成される。各接地コンタクト３０（３０Ａ，３０Ｂ）は、導電性金属板を打抜き加工及び曲げ加工して形成され、接触部３１（３１１，３１２，３１３，３１Ｂ）と、回路基板に表面実装される接続部３２（３２Ａ，３２Ｂ）と、連結部３３（３３Ａ，３３Ｂ）とを有する。なお、第２の接地コンタクト３０Ｂの連結部３３Ｂは接触部３１Ｂ及び接続部３２Ｂを単に連結するのに対し、第１の接地コンタクト３０Ａの連結部３３Ａは接触部３１１，３１２，３１３の後端の基部３４と接続部３２Ａとを連結する。

接触部３１（３１１，３１２，３１３，３１Ｂ）はいずれも矩形平板状をなし、電気コネクタ１が実装される回路基板の主面とほぼ平行に延びる。接地コンタクト３０Ａの２個の接触部３１１，３１２はハウジング１０の板状部１２の上面に配置されるのに対し、接地コンタクト３０Ａの第３接触部３１３及び第２接地コンタクト３０Ｂの接触部３１Ｂは板状部１２の下面に配置される。すなわち、接触部３１１，３１２は電気コネクタ１の嵌合部における板状部１２の上面の第２列内に配列されるのに対し、接触部３１３，３１Ｂは電気コネクタ１の嵌合部における板状部１２の下面の第１列内に配列される。各接触部３１１，３１２，３１３，３１Ｂは、その後端側がハウジング１０の本体部内に圧入で固定される。接触部３１１，３１２は、幅Ｗ１のスリット３７（図７（Ｂ）参照）により離隔されている。スリット３７は、接触部３１１，３１２の前端から、嵌合凹部２（図１参照）を画定するハウジング１０の本体部の前壁まで延びる。すなわち、スリット３７の先端３８は、ハウジング１０の本体部の前壁と面一の位置にある。全接地コンタクト３０Ａ，３０Ｂの接触部３１１，３１２，３１３，３１Ｂは、信号コンタクト２０の接触部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）と同一の幅Ｗ２を有し、且つこれら接触部２１と所定距離を保って対向する。

信号コンタクト２０の接続部２２と同様に、接続部３２（３２Ａ，３２Ｂ）は、電気コネクタ１が実装される回路基板の主面に半田付けされるよう、回路基板の主面とほぼ平行に延びる。連結部３３（３３Ａ，３３Ｂ）はハウジング１０の後壁にほぼ沿って延びており、その中間部がクランク状に形成されている。

図４及び図７を参照すると、基部３４は、接触部３１１（３１２）及び接触部３１３の中間の高さに位置し、湾曲部３５を介して接触部３１１，３１２に連結されると共に、湾曲部３６を介して接触部３１３に連結される。

図５ないし図７から明白であるように、コンタクト２０，３０がハウジング１０（図１参照）に組み込まれると、信号コンタクト２０Ａ，２０Ｂの接触部２１Ａ，２１Ｂ、接地コンタクト３０Ａの接触部３１３及び第２接地コンタクト３０Ｂの接触部３１Ｂが、電気コネクタ１の嵌合部における第１列を形成する。同時に、信号コンタクト２０Ｃ，２０Ｄの接触部２１Ｃ，２１Ｄ、及び接地コンタクト３０Ａの接触部３１１，３１２が、電気コネクタ１の嵌合部における第２列を形成する。このとき、接地コンタクト３０Ａの接触部３１１，３１２が、信号コンタクト２０Ａの接触部２１Ａ及び信号コンタクト２０Ｂの接触部２１Ｂにそれぞれ対向する。また、接地コンタクト３０Ａの接触部３１３及び第２接地コンタクト３０Ｂの接触部３１Ｂが、信号コンタクト２０Ｃの接触部２１Ｃ及び信号コンタクト２０Ｄの接触部２１Ｄにそれぞれ対向する。上述したように信号コンタクト２０の接触部２１及び接地コンタクト３０の接触部３１が同じ幅を有し、且つ所定距離を保って対向しているので、良好なインピーダンスマッチングが得られる。また、ハウジング１０の板状部１２における接触部２１，３１用の収容凹部を同一寸法に形成できるので、ハウジング１０用の金型部品を簡素化できる。

図８は、図３の信号コンタクト及び図４の接地コンタクトの組合せを示す概略図である。コンタクト２０，３０は、図５ないし図７に示されるように４個（２対）の信号コンタクト２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ並びに第１及び第２の接地コンタクト３０Ａ，３０Ｂで１グループ５０を形成する。そして、電気コネクタ１全体では、合計４グループのコンタクト２０，３０が、嵌合部では２列に、回路基板への接続部では１列に配列される。上述したように、接地コンタクト３０Ａの接触部３１１，３１２が信号コンタクト２０Ａの接触部２１Ａ及び信号コンタクト２０Ｂの接触部２１Ｂに、接地コンタクト３０Ａの接触部３１３及び第２接地コンタクト３０Ｂの接触部３１Ｂが信号コンタクト２０Ｃの接触部２１Ｃ及び信号コンタクト２０Ｄの接触部２１Ｄにそれぞれ上下方向に対向する。そして、嵌合部においては、外端の信号コンタクト２０Ａ（２０Ｄ）の接触部２１Ａ（２１Ｄ）を除き、信号コンタクト２０の接触部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、左右方向に接地コンタクト３０の接触部３１（３１１，３１２，３１３，３１Ｂ）に対向（隣接）する。このため、差動信号コンタクト対の接触部２１Ａ，２１Ｂ（２１Ｃ，２１Ｄ）が嵌合部において接地コンタクト３０に実質的に囲まれるので、他の差動信号コンタクト対からのノイズが抑制され、良好な信号伝送性能が実現できる。また、接続部において、差動信号コンタクト対２０の接続部２２Ａ，２２Ｂ（２２Ｃ，２２Ｄ）が隣接する接地コンタクト３０の接続部３２Ａ（３２Ｂ）により他の差動信号コンタクト対から遮断されることも、良好な信号伝送性能に寄与する。

さらに、接地コンタクト３０Ａが３個の接触部３１１，３１２，３１３を有することにより、嵌合部における８個の接触部が６個の接続部へと数が減少している。本実施形態では、図７（Ｂ）に示されるように、接触部の配列ピッチＰ１が0.75mmであるのに対し、接続部の配列ピッチＰ２は0.5mmである。このため、回路基板への接続部の配列ピッチを極端に小さくすることなく、小型の電気コネクタ１を実現することができる。また、第２接地コンタクト３０Ｂを接地コンタクト３０Ａから分離しているので、このコンタクト３０Ｂを電力伝送や低速信号伝送等の接地ではない用途に利用することができ、電気コネクタ１の応用範囲を広げることができる。

図９は、信号コンタクト及び接地コンタクトの組み合わせの第１変形例を示す平面図である。また、図１０は、信号コンタクト及び接地コンタクトの組み合わせの第２変形例を示す平面図である。これらの図において、上述の実施形態と異なるのはスリットの長さのみである。すなわち、図９に示される接地コンタクト３０’Ａにおいて、スリット３７’は、接触部３１１’の先端からハウジングの本体部の前壁までの約2/3の長さを有する。また、図１０に示される接地コンタクト３０”Ａにおいて、スリット３７”は、接触部３１１”の先端からハウジングの本体部の前壁までの約1/3の長さを有する。このようにスリットの長さを短くすることにより、信号伝送の挿入損失を減少させることができ、さらに、接地コンタクトを構成する材料やめっきの量を削減することができる。

以上、いくつかの実施形態に係る電気コネクタについて詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定することを意図しておらず、種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態では接地コンタクト３０の接触部３１の幅を信号コンタクト２０の接触部２１の幅と同一にしていたが、例えば接触部２１の幅の1.2倍等のより幅広に設定してもよい。このように構成することにより、信号伝送の挿入損失を減少させることができる。

１ 電気コネクタ
２ 嵌合凹部（嵌合部）
１０ ハウジング
２０Ａ，２０Ｂ 信号コンタクト（差動信号コンタクトの対）
２０Ｃ，２０Ｄ 第２の差動信号コンタクトの対
２１Ａ，２１Ｂ 接触部
２２Ａ，２２Ｂ 接続部
３０Ａ 接地コンタクト
３１１，３１２ 接触部
３１３ 第３の接触部
３２Ａ 接続部
３０Ｂ 第２接地コンタクト
３１Ｂ 接触部
３２Ｂ 接続部
３７，３７’，３７” スリット

Claims (11)

1. ハウジングと、該ハウジングに支持される複数のコンタクトとを具備し、該複数のコンタクトは、相手コネクタとの嵌合部で接触部が上下２列に配列されると共に回路基板に接続される接続部が１列に配列され、前記複数のコンタクトが、少なくとも１対の差動信号コンタクトと、前記嵌合部で前記差動信号コンタクトの対に対向する接地コンタクトとを具備する電気コネクタであって、
   前記差動信号コンタクトの対を構成する各信号コンタクトは、１個の前記接触部及び１個の前記接続部を有し、
   前記接地コンタクトは、前記差動信号コンタクトの対の２個の前記接触部にそれぞれ対応する、スリットを介して離間した２個の前記接触部、及び１個の前記接続部を有し、
   前記差動信号コンタクトの対の前記２個の接触部は、前記嵌合部において上下２列のうちの第１列に配置され、
   前記接地コンタクトの前記接触部は、前記嵌合部において上下２列のうちの第２列に配置され、
   前記接地コンタクトは、前記嵌合部の前記第１列に前記差動信号コンタクトの対の一方に隣接して配置される第３の接触部をさらに有することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記電気コネクタは、第２の差動信号コンタクトの対をさらに有し、
   前記第２の差動信号コンタクトの対の一方の信号コンタクトの接触部は、前記接地コンタクトの前記第３の接触部と対向することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記第２の差動信号コンタクトの対の他方の信号コンタクトの接触部は、前記嵌合部で第２接地コンタクトの接触部と対向することを特徴とする請求項２記載の電気コネクタ。
4. 前記接地コンタクトの前記接続部は、前記差動信号コンタクトの対の前記接続部及び前記第２の差動信号コンタクトの対の前記接続部の間に配置されることを特徴とする請求項３記載の電気コネクタ。
5. 前記嵌合部の第１列には、前記差動信号コンタクトの対の前記接触部、前記接地コンタクトの前記第３の接触部及び前記第２接地コンタクトの前記接触部が配置され、
   前記嵌合部の第２列には、前記接地コンタクトの２個の前記接触部及び前記第２の差動信号コンタクトの対の前記接触部が配置され、
   前記第２の差動信号コンタクトの対の前記接続部は、前記接地コンタクトの前記接続部及び前記第２接地コンタクトの前記接続部の間に配置されることを特徴とする請求項４記載の電気コネクタ。
6. 前記差動信号コンタクトの対、前記接地コンタクト、前記第２の差動信号コンタクトの対及び前記第２接地コンタクトを１グループとする複数のグループが並んで配置されていることを特徴とする請求項３ないし５記載の電気コネクタ。
7. 前記スリットは、前記接地コンタクトの前記接触部の先端から、前記嵌合部を画定する前記ハウジングの本体部の前壁まで延び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。
8. 前記スリットの長さは、前記接地コンタクトの前記接触部の先端から、前記嵌合部を画定する前記ハウジングの本体部の前壁までの長さの約2/3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。
9. 前記スリットの長さは、前記接地コンタクトの前記接触部の先端から、前記嵌合部を画定する前記ハウジングの本体部の前壁までの長さの約1/3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。
10. 前記接地コンタクトの前記接触部の幅は、前記差動信号コンタクトの前記接触部の幅と同一であることを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１項記載の電気コネクタ。
11. 前記接地コンタクトの前記接触部の幅は、前記差動信号コンタクトの前記接触部の幅より幅広であることを特徴とする請求項１ないし９のうちのいずれか１項記載の電気コネクタ。

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