JP7351665B2

JP7351665B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP7351665B2
Application number: JP2019140440A
Authority: JP
Inventors: 均堀田
Original assignee: Tyco Electronics Japan GK
Current assignee: Tyco Electronics Japan GK
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2023-09-27
Anticipated expiration: 2039-07-31
Also published as: JP2021026791A

Description

本発明は、ツイストぺア線、特にＵＴＰ（ＵｎｓｈｉｅｌｄｅｄＴｗｉｓｔｅｄＰａｉｒ）と呼ばれる、シールドのないツイストぺア線に適合したコネクタに関する。

ツイストぺア線を経由して伝送されてきた差動信号を中継するコネクタには、その差動信号のバランスを崩さないように厳密に同じ長さの伝送路が必要となる。ところが、特にＵＴＰの場合、機器の筐体等の金属ケースに対するコネクタの取り付け位置によって耐ノイズ性能が変動することがある。

ここで、特許文献１には、コネクタハウジングの周りをシールド板で取り囲み、そのシールド板に金属パネルへの接地用の接触片を設けたシールド型電気コネクタが開示されている。

特開２００５－００５０１４号公報

上掲の特許文献１のコネクタは、差動信号伝送用のコネクタではない。また、上掲の特許文献１には、金属パネルへの取り付け位置に依存する耐ノイズ性能の変動については何ら考慮されていない。

本発明は、差動信号の伝送を中継するコネクタであって、取り付け位置による耐ノイズ性能の変動を抑えたコネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のコネクタは、
回路基板に搭載されて該回路基板とともに金属ケースに、金属ケースの開口に前方を向けて取り付けられるコネクタであって、
前方に開いた相手コネクタと嵌合する嵌合開口を有するハウジングと、
前記回路基板に接続されて差動信号を伝送する、左右に並ぶ一対の信号コンタクトと、
互いに分離し一対の信号コンタクトから左右の等距離の位置に配置されて各々が回路基板のグラウンドに接続される一対の接地コンタクトとを備え、
上記一対の接地コンタクトが、各々が平板状に広がり一対の信号コンタクトを左右から挟むように立設した立壁部、および、立壁部の平板を延長するように立壁部から嵌合開口入り口側に突き出て、各々が金属ケースの開口の端縁に接する接触部を有することを特徴とする。

本発明のコネクタには、一対の接地コンタクトが一対の信号コンタクトから左右の等距離の位置に配置されている。そして、それら一対の接地コンタクトの各々には、金属ケースに接する接触部が設けられている。このため、このコネクタを金属ケースのどの位置に取り付けても、金属ケースと回路基板とを繋ぐ左右の接地ラインが常に等距離となる。これにより、取り付け位置による耐ノイズ性能の変動が抑えられる。

また、本発明のコネクタは、上記の立壁部を有するため、このコネクタを、ＵＴＰのみでなく、ＳＴＰ（ＳｈｉｅｌｄｅｄＴｗｉｓｔｅｄＰａｉｒ）と呼ばれるシールド付きのツイストペア線用としても採用することができる。

ここで、本発明のコネクタにおいて、ハウジングが、一対の接地コンタクトよりも左右の外側に設けられた横壁を有することが好ましい。

このことは、すなわち、接地コンタクトがハウジングの内側に配置されていることを意味する。この場合、接地コンタクトを少なくともそのハウジングの壁厚分だけ信号コンタクトに近づけることができる。

上記のコネクタによれば、取り付け位置による耐ノイズ性能の変動が抑えられる。

本発明の一実施形態としてのコネクタの斜視図である。図１のコネクタの３面図である。図１のコネクタの断面図である。金属ケースと、その金属ケースに取り付けられたコネクタに嵌合した相手コネクタを示した斜視図である。コネクタが金属ケース内に搭載されて相手コネクタと嵌合した状態の信号およびグラウンドの経路を示した模式平面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態としてのコネクタの斜視図である。

また、図２は、図１のコネクタの３面図である。ここで、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は側面図、図２（Ｃ）は底面図である。

また、図３は、図１のコネクタの断面図である。ここで、図３（Ａ）は、図２（Ａ）に示した矢印Ｘ－Ｘに沿う断面図、図３（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した矢印Ｙ－Ｙに沿う断面図である。また、図３（Ｃ）は、このコネクタが回路基板に搭載されさらに金属ケースに取り付けられた状態の、図２（Ａ）に示した矢印Ｘ－Ｘに沿う断面図である。

このコネクタ１０は、差動信号伝送用のコネクタであって、回路基板３０（図３（Ｃ）参照）に搭載される。また、このコネクタ１０は、回路基板３０に搭載された状態で、その回路基板３０ごと、金属ケース４０に取り付けられる（図３（Ｃ）参照）。

このコネクタ１０は、左右に並ぶ一対の雄型の信号コンタクト１１と、左右一対の接地コンタクト１２と、絶縁性のハウジング１３とを備えている。

一対の信号コンタクト１１は、その各々の基板接続部１１１が回路基板３０のスルーホール（不図示）に挿入されて回路基板３０に接続される。

また、一対の接地コンタクト１２は、一対の信号コンタクト１１から左右の等距離の位置に配置されている。すなわち、右側の信号コンタクト１１から右側の接地コンタクト１２までの距離は、左側の信号コンタクト１１から左側の接地コンタクト１２までの距離と等しい。そして、これら一対の接地コンタクト１２は、それぞれの基板接続部１２１が回路基板３０のスルーホール３１（図３（Ｃ）参照）に挿入されて回路基板３０のグラウンドに接続される。

また、ハウジング１３は、相手コネクタ２０（図４参照）と嵌合する嵌合開口１３１を有し、一対の雄型の信号コンタクト１１と一対の接地コンタクト１２を保持している。ここで、接地コンタクト１２は、ハウジング１３の嵌合開口１３１の内部に配置されている。換言すると、ハウジング１３は、接地コンタクト１２よりも左右の外側に設けられた横壁１３２を有する。

ここで、接地コンタクト１２は、一対の信号コンタクト１１を左右から挟むように立設した立壁部１２２を有する。このコネクタ１０は、差動信号伝送用であって、シールドのないツイストペア線であるＵＴＰとシールド付きのツイストペア線であるＳＴＰとに兼用されるコネクタである。この立壁部１２２は、ＳＴＰのシールドとの接続用である。

また、これら一対の接地コンタクト１２の各々には、ハウジング１３の嵌合開口１３１側に斜め下向きに突き出た接触部１２３が設けられている。この接触部１２３は、このコネクタ１０が回路基板３０とともに金属ケース４０に取り付けられた状態において、図３（Ｃ）に示すように、金属ケース４０の開口部４１の縁４１１に接する。回路基板３０は、図５（Ｂ）に示す接地部３１において、そのグラウンド面が金属ケース４０に電気的に接続されている。ここでは、それに加えて、接触部１２３において金属ケース４０と接地コンタクト１２が電気的に接触している。接地コンタクト１２に接触部１２３を備えたのは、主にＵＴＰに対応するためである。

図４は、金属ケースと、その金属ケースに取り付けられたコネクタに嵌合した相手コネクタを示した斜視図である。

金属ケース４０には、開口部４１が形成されている。そして、その金属ケース４０内には、回路基板３０に搭載されたコネクタ１０が、ハウジング１３の嵌合開口１３１が開口部４１から外部に露出する位置に配置される（図３（Ｃ）を合わせて参照）。そのコネクタ１０には、開口部４１の外側から相手コネクタ２０が嵌合する。ここでは、コネクタ１０および相手コネクタ２０はひと組のみとしているが、本来はふた組配置されることを予定しており、金属ケース４０の嵌合部４１は、ふた組分の広さを有する。このため、コネクタ１０および相手コネクタ２０は、開口部４１の中央ではなく端に寄った位置に配置されている。

図５は、コネクタが金属ケース内に搭載されて相手コネクタと嵌合した状態の信号およびグラウンドの経路を示した模式平面図である。ここで、図５（Ａ）は、接地コンタクトが存在しない場合を示した比較例である。また、図５（Ｂ）は、図１～図３に示したコネクタ１０に相当する、接地コンタクトが存在する実施例である。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）の双方において、信号コンタクト１１を通過する２本の信号ラインは、左右対称に並んでいて、厳密に同一の長さとなっている。

一方、図に破線で示す接地ラインについては、図５（Ａ）の比較例の場合、回路基板３０と金属ケース４０が電気的に接続された接地部３１を経由する必要上、左右で非対称に迂回するラインとなっている。接地ラインが左右で非対称だとモード変換量Ｓｄｃ２１が増大し、耐ノイズ性能が劣化する。この接地ラインの非対称性は、金属ケース４０の開口部４１に対するコネクタ１０の配置位置により異なり、その配置位置によりモード変換量Ｓｄｃ２１が変化する。

これに対し、図５（Ｂ）に示した実施例の場合、接地コンタクト１２が左右対称の位置に置かれている。そして、それらの接地コンタクト１２には接地部１２３が形成されていて、接地部１２３が金属ケース４０に最短で直接に接触している。このため、コネクタ１０が開口部４１のどの位置に配置されていても、接地ラインは迂回することなく、左右対称となる。これにより、モード変換量Ｓｄｃ２１が下がり、耐ノイズ性能が向上する。本発明者のシミュレーションでは、図５（Ｂ）の場合、図５（Ａ）の場合と比べ、１４ｄＢもの改善が確認されている。

１０コネクタ
１１信号コンタクト
１２接地コンタクト
１２２立壁部
１３ハウジング
１３２横壁
３０回路基板
４０金属ケース

Claims

回路基板に搭載されて該回路基板とともに金属ケースに、該金属ケースの開口に前方を向けて取り付けられるコネクタであって、
前方に開いた相手コネクタと嵌合する嵌合開口を有するハウジングと、
前記回路基板に接続されて差動信号を伝送する、左右に並ぶ一対の信号コンタクトと、
互いに分離し前記一対の信号コンタクトから左右の等距離の位置に配置されて各々が前記回路基板のグラウンドに接続される一対の接地コンタクトとを備え、
前記一対の接地コンタクトが、各々が平板状に広がり前記一対の信号コンタクトを左右から挟むように立設した立壁部、および、該立壁部の平板を延長するように該立壁部から前記嵌合開口入り口側に突き出て、各々が前記金属ケースの開口の端縁に接する接触部を有することを特徴とするコネクタ。
前記ハウジングが、前記一対の接地コンタクトよりも左右の外側に設けられた横壁を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。