JP2008300128A - Plug connector, receptacle connector, and harness for data communication - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高速データ通信用に用いられるコネクタおよびハーネス、特に、伝送距離の短い機器間のデータ通信に用いられるプラグコネクタ、レセプタクルコネクタおよびデータ通信用ハーネスに関するものである。 The present invention relates to a connector and a harness used for high-speed data communication, and particularly to a plug connector, a receptacle connector and a data communication harness used for data communication between devices having a short transmission distance.
一般的なデータセンタやオフィスなどでのストレージ間や、サーバとストレージ間で行われている数mから10m程度の伝送距離のデータ通信はケーブルの先端にコネクタが結線されたハーネスを用いて行われ、ハーネスをプリント基板等へ接続するためには、さらに基板へ接続されたコネクタが用いられている。 Data communication over a transmission distance of several to 10 meters, which is performed between storages in general data centers and offices, and between servers and storages, is performed using a harness with a connector connected to the end of the cable. In order to connect the harness to a printed board or the like, a connector further connected to the board is used.
従来の通信用ケーブルには、光ファイバーを用いた方式と銅線を用いた方式がある。光ファイバー方式では、電気信号を光信号に変換し、変調された光信号を光ファイバーに通してデータを送信するため、電気信号を流して通信するメタルケーブルと比べて信号の減衰が少なく、長距離でのデータ通信が可能である。また、電気信号と比べて光信号の漏れは遮断しやすいため、光ファイバーを大量に束ねても相互に干渉しないという特長もある。しかし、光ファイバー方式は、接続するコネクタおよび前記信号の変換を行う機器が高額であることから、10m以下程度の近距離のデータ通信においては、コストが高くなるという問題がある。 Conventional communication cables include a method using an optical fiber and a method using a copper wire. In the optical fiber system, an electrical signal is converted into an optical signal, and the modulated optical signal is transmitted through the optical fiber to transmit data. Therefore, the attenuation of the signal is less than that of a metal cable that communicates by flowing an electrical signal. Data communication is possible. Further, since leakage of optical signals is easier to block than electrical signals, there is also a feature that even if a large number of optical fibers are bundled, they do not interfere with each other. However, the optical fiber system has a problem that the cost is high in short-distance data communication of about 10 m or less because the connector to be connected and the device for converting the signal are expensive.
一方、銅線を用いた方式では、銅などの金属でできた内部導体を絶縁体で覆った構造になっており、内部導体に電気信号が流れることでデータ通信を行う方式である。この方式では、長距離伝送は信号の減衰が大きいため主に近距離での通信に用いられ、ファイバチャネルでは数Gbps、インフィニバンドでは10Gbps以上の伝送レートを有することができるが、高速伝送になるほど電磁波による干渉の問題が大きくなり、さらに、ケーブルと接続したコネクタでの信号の放出や外来ノイズの影響が問題となっている。 On the other hand, the method using a copper wire has a structure in which an inner conductor made of metal such as copper is covered with an insulator, and data communication is performed by an electric signal flowing through the inner conductor. In this method, long-distance transmission is mainly used for short-distance communication due to large signal attenuation, and it can have a transmission rate of several Gbps for Fiber Channel and 10 Gbps or more for InfiniBand, but the higher the transmission rate, the higher the transmission rate. The problem of interference due to electromagnetic waves has increased, and further, the effects of signal emission and external noise at connectors connected to cables have become problems.
上記問題を解決するためのコネクタとしては、例えば特許文献1に開示されているように、複数の信号線と、ドレイン線とを有する差動ケーブルが接続されるための基板であって、前記複数の信号線がそれぞれ接続されるための複数の信号線接続導体と、前記ドレイン線が接続されるためのドレイン線接続導体とを有する基板と、前記ドレイン線接続導体に接続されるための導体からなり、前記複数の信号線と前記複数の信号線接続導体との接続部を部分的又は全体的に覆うカバーとを備え、前記ドレイン線を、前記カバーに接続することにより、前記ドレイン線接続導体に接続可能としたことを特徴とする電気コネクタがある。このコネクタによれば、隣接する信号線間の電磁波による干渉の抑制が可能となる。
As a connector for solving the above-mentioned problem, as disclosed in, for example,
しかしながら、特許文献1のコネクタでは、導体同士での電磁波による干渉の問題は改善されるものの、電気信号が伝送される導体部分が複雑な形状であるため特性インピーダンスを均一に維持することが困難であり、さらに、伝送される信号が、伝送媒体の状態が変化する部分、ここではケーブルとコネクタの接続部分で反射や電磁波の伝送速度の変化を起こし、電気信号にひずみが発生する。この結果、通信速度が劣化するという問題がある。
本発明の目的は、電磁波による干渉作用を抑制すると共に、特性インピーダンスを均一に維持し、ケーブルとプラグコネクタとの接続部および/またはプラグコネクタとレセプタクルコネクタとの接続部での電気信号のひずみを有効に抑制できるプラグコネクタ、レセプタクルコネクタおよびデータ通信用ハーネスを提供することにある。 The object of the present invention is to suppress the interference action due to electromagnetic waves, maintain a uniform characteristic impedance, and reduce distortion of electrical signals at the connection portion between the cable and the plug connector and / or the connection portion between the plug connector and the receptacle connector. An object of the present invention is to provide a plug connector, a receptacle connector, and a data communication harness that can be effectively suppressed.
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
(1)一対の内部導体、これら内部導体を電気絶縁状態で分離埋設する絶縁層、および該絶縁層の外周を包囲する内側ケーブルシールドを有するケーブル構成部材、該ケーブル構成部材を2本以上並べた状態で、これらケーブル構成部材の外周を纏めて包囲する外側ケーブルシールド、および該外側ケーブルシールドの外周を包囲する絶縁外皮を具えるケーブルの前記各ケーブル構成部材の先端側で露出させた前記一対の内部導体とそれぞれ電気接続される一対の第1コンタクトと、これら第1コンタクトを電気絶縁状態で分離埋設する第1内側絶縁ブロックと、該第1内側絶縁ブロックの外周を包囲する第1内側コネクタシールドとを有する第1コネクタ構成部材と、該第1コネクタ構成部材を2本以上並べた状態で、これら第1コネクタ構成部材を電気絶縁状態で分離埋設する第1外側絶縁ブロックと、該第1外側絶縁ブロックの外周を包囲し、前記ケーブル構成部材の先端側で露出させた前記外側ケーブルシールドと電気接続される第1外側コネクタシールドとを具え、 前記第1コネクタ構成部材の一対の第1コンタクト、第1内側絶縁ブロックおよび第1内側コネクタシールドの断面形状は、それぞれ前記ケーブル構成部材の一対の内部導体、絶縁層および内側ケーブルシールドの断面形状と実質的に同一であり、前記一対の第1コンタクトの中心軸線間距離は、前記一対の内部導体の中心軸線間距離と実質的に等しいことを特徴とするプラグコネクタ。
In order to achieve the above object, the gist of the present invention is as follows.
(1) A pair of internal conductors, an insulating layer that separates and embeds these internal conductors in an electrically insulated state, an inner cable shield that surrounds the outer periphery of the insulating layer, and two or more cable constituent members arranged side by side In the state, the outer cable shield that collectively surrounds the outer peripheries of these cable constituent members, and the pair of cables that are exposed at the front end side of each of the cable constituent members of the cable that includes the insulating sheath that surrounds the outer perimeter of the outer cable shield A pair of first contacts that are electrically connected to the inner conductor, a first inner insulating block that separates and embeds the first contacts in an electrically insulated state, and a first inner connector shield that surrounds the outer periphery of the first inner insulating block A first connector constituting member having two or more of the first connector constituting members arranged in a line. A first outer insulating block that separates and embeds the component member in an electrically insulated state; and a first outer insulating block that surrounds the outer periphery of the first outer insulating block and is electrically connected to the outer cable shield exposed at the distal end side of the cable constituent member. A cross-sectional shape of the pair of first contacts, the first inner insulating block, and the first inner connector shield of the first connector constituent member, and the pair of inner conductors and insulating layers of the cable constituent member, respectively. The plug connector is substantially the same in cross-sectional shape as the inner cable shield, and the distance between the central axes of the pair of first contacts is substantially equal to the distance between the central axes of the pair of inner conductors. .
(2)上記(1)記載のプラグコネクタに着脱可能に連結され、一端部が前記一対の第1コンタクトとそれぞれ電気接続され、他端部が基板の導電部と電気接続される一対の第2コンタクトと、これら第2コンタクトを電気絶縁状態で分離埋設する第2内側絶縁ブロックと、該第2内側絶縁ブロックの外周を包囲する第2内側コネクタシールドとを有する第2コネクタ構成部材と、該第2コネクタ構成部材を2本以上並べた状態で、これら第2コネクタ構成部材を電気絶縁状態で分離埋設する第2外側絶縁ブロックと、該第2外側絶縁ブロックの外周を包囲し前記基板に設けられたグランド部と電気接続され、前記基板に固定保持する第2外側コネクタシールドとを具え、前記第2コネクタ構成部材の一対の第2コンタクト、第2内側絶縁ブロックおよび第2内側コネクタシールドの断面形状は、それぞれ前記第1コネクタ構成部材の一対の第1コンタクト、第1内側絶縁ブロックおよび第1内側コネクタシールドの断面形状と実質的に同一であり、前記一対の第2コンタクトの中心軸線間距離は、前記一対の第1コンタクトの中心軸線間距離と実質的に等しいことを特徴とするレセプタクルコネクタ。 (2) A pair of second connectors that are detachably coupled to the plug connector described in (1), one end portion of which is electrically connected to the pair of first contacts, and the other end portion of which is electrically connected to the conductive portion of the substrate. A second connector component having a contact, a second inner insulating block that separates and embeds the second contact in an electrically insulated state, and a second inner connector shield that surrounds the outer periphery of the second inner insulating block; A second outer insulating block that separates and embeds the second connector constituent members in an electrically insulated state in a state where two or more two connector constituent members are arranged, and surrounds the outer periphery of the second outer insulating block; And a second outer connector shield that is electrically connected to the ground portion and fixedly held on the board, and a pair of second contacts and second inner insulating blocks of the second connector constituting member. The cross-sectional shapes of the first and second inner connector shields are substantially the same as the cross-sectional shapes of the pair of first contacts, the first inner insulating block, and the first inner connector shield of the first connector constituting member, The distance between the center axes of the pair of second contacts is substantially equal to the distance between the center axes of the pair of first contacts.
(3)一対の内部導体、これら内部導体を電気絶縁状態で分離埋設する絶縁層、および該絶縁層の外周を包囲する内側ケーブルシールドを有するケーブル構成部材、該ケーブル構成部材を2本以上並べた状態で、これらケーブル構成部材の外周を纏めて包囲する外側ケーブルシールド、および該外側シールドの外周を包囲する絶縁外皮を具えるケーブルと、該ケーブルの前記各ケーブル構成部材の先端側で露出させた前記一対の内部導体とそれぞれ電気接続される一対の第1コンタクトと、これら第1コンタクトを電気絶縁状態で分離埋設する第1内側絶縁ブロックと、該第1内側絶縁ブロックの外周を包囲する第1内側コネクタシールドとを有する第1コネクタ構成部材と、該第1コネクタ構成部材を2本以上並べた状態で、これら第1コネクタ構成部材を電気絶縁状態で分離埋設する第1外側絶縁ブロックと、該第1外側絶縁ブロックの外周を包囲し、前記ケーブル構成部材の先端側で露出させた前記外側ケーブルシールドと電気接続される第1外側コネクタシールドとを具えるプラグコネクタとで構成されるとともに前記ケーブルと前記プラグコネクタとが電気的に接続され、前記第1コネクタ構成部材の一対の第1コンタクト、第1内側絶縁ブロックおよび第1内側コネクタシールドの断面形状は、それぞれ前記ケーブル構成部材の一対の内部導体、絶縁層および内側ケーブルシールドの断面形状と実質的に同一であり、前記一対の第1コンタクトの中心軸線間距離は、前記一対の内部導体の中心軸線間距離と実質的に等しいことを特徴とするデータ通信用ハーネス。 (3) A pair of internal conductors, an insulating layer that separates and embeds these internal conductors in an electrically insulated state, an inner cable shield that surrounds the outer periphery of the insulating layer, and two or more cable constituent members arranged side by side In this state, the outer cable shield that collectively surrounds the outer peripheries of these cable constituent members, the cable having an insulating sheath that surrounds the outer perimeter of the outer shield, and the front end side of each of the cable constituent members of the cable are exposed. A pair of first contacts that are electrically connected to the pair of inner conductors, a first inner insulating block that separates and embeds the first contacts in an electrically insulated state, and a first that surrounds the outer periphery of the first inner insulating block A first connector component having an inner connector shield and two or more of the first connector components are arranged in the first connector. A first outer insulating block that separates and embeds the Kuta component in an electrically insulated state, and is electrically connected to the outer cable shield that surrounds the outer periphery of the first outer insulating block and is exposed at the distal end side of the cable component. A plug connector including a first outer connector shield, and the cable and the plug connector are electrically connected; a pair of first contacts of the first connector component; a first inner insulating block; The cross-sectional shape of the first inner connector shield is substantially the same as the cross-sectional shapes of the pair of inner conductors, the insulating layer, and the inner cable shield of the cable constituent member, respectively, and the distance between the central axes of the pair of first contacts is A data communication harness characterized by being substantially equal to the distance between the central axes of the pair of internal conductors.
(4)前記ケーブルは、前記ケーブル構成部材とは分離されて前記外側ケーブルシールド内を貫通する少なくとも1本のドレインワイヤをさらに具え、該ドレインワイヤを前記プラグコネクタの第一内側コネクタシールドに電気接続されることを特徴とする上記(3)記載のデータ通信用ハーネス。 (4) The cable further includes at least one drain wire that is separated from the cable component and passes through the outer cable shield, and the drain wire is electrically connected to the first inner connector shield of the plug connector. The data communication harness according to (3), wherein the harness is used.
(5)前記内部導体は、銅線、銀メッキ銅線または銅被覆鋼線であることを特徴とする上記(3)または(4)記載のデータ通信用ハーネス。 (5) The data communication harness according to (3) or (4), wherein the inner conductor is a copper wire, a silver-plated copper wire, or a copper-coated steel wire.
この発明によれば、電磁波による干渉作用を抑制すると共に、特性インピーダンスを均一に維持し、ケーブルとプラグコネクタとの接続部および/またはプラグコネクタとレセプタクルコネクタとの接続部での電気信号のひずみを有効に抑制できるプラグコネクタ、レセプタクルコネクタおよびデータ通信用ハーネスの提供が可能になった。 According to the present invention, the interference effect due to the electromagnetic wave is suppressed, the characteristic impedance is kept uniform, and the distortion of the electric signal at the connection portion between the cable and the plug connector and / or the connection portion between the plug connector and the receptacle connector is reduced. It has become possible to provide plug connectors, receptacle connectors and data communication harnesses that can be effectively suppressed.
次に、この発明に従う実施形態について、図面を参照しながら以下で説明する。
図1は、本発明によるプラグコネクタとケーブルを接続したハーネスおよびレセプタクルコネクタの一形態を、斜め上方から透視した図である。
Next, an embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a form of a harness and a receptacle connector connecting a plug connector and a cable according to the present invention obliquely from above.
本発明に従うデータ通信用ハーネス1は、ケーブル2とプラグコネクタ3を主として構成され、機器内のレセプタクルコネクタと接続させることで機器間の信号のやり取りを行っている。
The
図に基づいて、ケーブル構造について説明する。
図2(a)および(b)は、本発明に従うハーネス1に用いる代表的な2種類のケーブル2A、2Bを断面で模式的に示したものであって、図2(a)がTWINAX型ケーブルの場合、図2(b)がTEM型ケーブルの場合である。本発明によるケーブル2A、2Bは、いずれも、一対の内部導体11、これら内部導体11を電気絶縁状態で分離埋設する絶縁層12、および該絶縁層12の外周を包囲する内側ケーブルシールド13を有するケーブル構成部材14と、ケーブル構成部材14を2本以上(図2(a)(b)ではいずれも2本)並べた状態で、これらケーブル構成部材14の外周を纏めて包囲する外側ケーブルシールド15、および外側ケーブルシールド15の外周を包囲する絶縁外皮16を具える。
The cable structure will be described based on the drawings.
2 (a) and 2 (b) schematically show two typical types of
前記ケーブル構成部材14を構成する内部導体11は、電気信号を伝送することができる金属または合金であればよく、特に限定はしないが、例えば、高周波電気特性の点で、銅線、銀メッキ銅線または銅被覆鋼線であることが好ましい。また、絶縁層12は、例えば、ポリエチレンまたはテフロン(登録商標)等の絶縁材料からなり、前記内側ケーブルシールド13は、電磁波を遮断する効果がある材料であれば特に限定はなく、例えば、銅テープ、アルミテープ等の材料からなる。
The inner conductor 11 constituting the
前記外側ケーブルシールド15は、前記内側シールド13と同じく、例えば、銅テープ、アルミテープ等の材料からなり、前記絶縁外皮16は、例えば、ポリエチレン、PVCまたは難燃ポリエチレン等の絶縁材料を用いることができる。また、前記外側シールド15と前記絶縁外皮16との間に金属や合金からなる網組シールド17を設けることが、広帯域なシールド効果を高めることができる点で好ましい。
The
また、前記ケーブル2中のケーブル構成部材14は、図2(a)に示すように、上下に重ねるように並べても、図2(b)に示すように、横に並べるように設けても構わず、ケーブル構成部材14の数は2本に限定されず、3本以上であっても構わない。さらに、前記ケーブル2は、図2(b)に示すように、前記一対の内部導体11とは電気絶縁状態で分離されて前記ケーブル2の絶縁層12内を貫通し、内側電気シールドと電気的に接続する1本のドレインワイヤ18をさらに具えることが差動伝送でのグランド電位を確実にする点で好ましい。
Also, the
図に基づいて、プラグコネクタの構造について説明する。
図3は、本発明に従うプラグコネクタ3のケーブルと接続する側の端部位置が見える斜め上方から透視した図である。本発明によるプラグコネクタ3は、図3に示すように、前記各ケーブル構成部材14の先端側で露出させた前記一対の内部導体11とそれぞれ電気接続される一対の第1コンタクト21と、これら第1コンタクト21を電気絶縁状態で分離埋設する第1内側絶縁ブロック22と、該第1内側絶縁ブロック22の外周を包囲する第1内側コネクタシールド23とを有する第1コネクタ構成部材24と、該第1コネクタ構成部材24を2本以上(図3では2本)並べた状態で、これら第1コネクタ構成部材24を電気絶縁状態で分離埋設する第1外側絶縁ブロック25と、該第1外側絶縁ブロック25の外周を包囲し前記ケーブル構成部材14の先端側で露出させた前記外側ケーブルシールド26と電気接続される第1外側コネクタシールド26とを具える。
The structure of the plug connector will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a perspective view seen from obliquely above where the end position of the
図4(a)は本発明による第1コンタクト21を斜め上方から見た図であり、図4(b)は同図(a)中の平面Bの断面を矢印方向から見た図である。前記第1コンタクト21は、前記内部導体11と同じく、金属または合金であればよく、その形状は、図4(a)および(b)に示すように、前記内部導体11および後述するレセプタクルコネクタ中の第2コンタクトとの接続をしやすくするため、前記第1コンタクト21の内部に、前記内部導体11と電気接続する穴21aおよび前記第2コンタクトと接続するための穴21bを有することが好ましい。なお、後者の場合には、反対に前記第2コンタクトの内部に穴を形成し、前記第1コンタクト21の先端を前記第2コンタクトの穴に嵌合するように、電気接続可能な状態として凸部形状とすることもできる。
4A is a view of the
図4(c)は本発明による第1内側絶縁ブロック22を斜め上方から見た図であり、図4(d)は同図(a)中の平面Dの断面を矢印方向から見た図である。前記第1内側絶縁ブロック22は、テフロンまたはポリエチレン等の絶縁材料からなり、その形状は、図4(c)および(d)に示すように、前記第1コンタクト21を挿入または圧入するための孔22aが設けられている。また、前記ケーブル2が絶縁層12内にドレインワイヤ18を備えていた場合、前記第1外側コネクタシールドと前記ドレインワイヤを電気接続する。
FIG. 4 (c) is a view of the first inner insulating
図4(e)は本発明による第1内側コネクタシールド23を斜め上方から見た図であり、同図(f)は本発明による第1外側絶縁ブロック25を斜め上方から見た図であり、同図(g)は本発明による第1外側コネクタシールド26を斜め上方から見た図である。前記第1内側コネクタシールド13は、前記内側ケーブルシールド23と同じく、金属または合金材料からなり、その形状は図4(e)に示すように、前記第1内側絶縁ブロック22を挿入可能となるよう中空であり、前記ケーブル構成部材24を挿入した後、かしめて電気接続するための、第1かしめ部23aを有することが好ましい。前記第1外側絶縁ブロック25は、LCPまたはナイロン等の絶縁材料からなり、その形状は図4(f)に示すように、内部に前記第1コネクタ構成部材24を挿入できる孔25aを有している。前記第1外側コネクタシールド26は、前記外側ケーブルシールド15と同じく、金属または合金材料からなり、その形状は図4(g)に示すように、中空であり、前記外側ケーブルシールド15をかしめて電気接続するための第2かしめ部26aを有することが好ましい。
FIG. 4 (e) is a view of the first
そして、本発明によるプラグコネクタ3は、前記第1コネクタ構成部材24の一対の第1コンタクト21、第1内側絶縁ブロック22および第1内側コネクタシールド23の断面形状が、それぞれ前記ケーブル構成部材11の一対の内部導体11、絶縁層12および内側ケーブルシールド13の断面形状と実質的に同一であり、前記第1コネクタ構成部材24の前記一対の第1コンタクト21の中心軸線間距離L1が、前記ケーブル構成部材14内で延在する前記一対の内部導体11の中心軸線間距離L2と実質的に等しいことを特徴とする。
In the
図5は、本発明のプラグコネクタにケーブルを接続したときの状態を説明するための図である。図5に示すように、前記第1コネクタ構成部材24の一対の第1コンタクト21、第1内側絶縁ブロック22および第1内側コネクタシールド23の断面形状を、それぞれ前記ケーブル構成部材11の一対の内部導体11、絶縁層12および内側ケーブルシールド13の断面形状と実質的に同一とし、前記一対の第1コンタクト21の中心軸線間距離L1と前記一対の内部導体11の中心軸線間距離L2を実質的に等しくすることで、伝送線路である導体部分と絶縁体部分の断面形状が同一となるため、特性インピーダンスを均一に維持することができる。さらに、電磁波の進行に影響を与える電界および磁界の強度分布の乱れを減少させることができるため、高速な電気信号をひずみなく伝送することが可能となる。
FIG. 5 is a view for explaining a state when a cable is connected to the plug connector of the present invention. As shown in FIG. 5, the cross-sectional shapes of the pair of
また、本発明に従うデータ通信用ハーネス1は、前記プラグコネクタ3に着脱可能に連結されるとともに、機器内のあるレセプタクルコネクタ4と接続される。
The
図に基づいて、レセプタクルコネクタの構造について説明する。
図6は、本発明によるレセプタクルコネクタ4の一形態を斜め上方から透視した図である。本発明によるレセプタクルコネクタ4は、前記プラグコネクタ3に着脱可能に連結され、一端部4aが前記一対の第1コンタクト21とそれぞれ電気接続され、他端部4bが基板5の導電部(図示せず)と電気接続される一対の第2コンタクト31と、これら第2コンタクト31を電気絶縁状態で分離埋設する第2内側絶縁ブロック32と、該第2内側絶縁ブロック32の外周を包囲する第2内側コネクタシールド33とを有する第2コネクタ構成部材34と、該第2コネクタ構成部材34を2本以上(図6では2本)並べた状態で、これら第2コネクタ構成部材34を電気絶縁状態で分離埋設する第2外側絶縁ブロック35と、該第2外側絶縁ブロック35の外周を包囲し前記基板5に設けられたグランド部(図示せず)と電気接続され、前記基板5に固定保持する第2外側コネクタシールド36とを具える。
The structure of the receptacle connector will be described based on the drawings.
FIG. 6 is a perspective view of one form of the receptacle connector 4 according to the present invention seen obliquely from above. The receptacle connector 4 according to the present invention is detachably connected to the
図7(a)は本発明による第2コンタクト31を斜め上方から見た図である。前記第2コンタクト31は、前記第1コンタクト21と同じく、金属または合金であればよく、その形状は、図7(a)に示すように、前記第1コンタクト21の穴21bに挿入できる形状であればよい。図7(a)では、第1コンタクト21への挿入を容易にするため、先端が先細形状の場合を示している。
FIG. 7A is a view of the
図7(b)は本発明による第2内側絶縁ブロック32を斜め上方から見た図であり、図7(c)は同図(b)中の平面Cの断面を矢印方向から見た図である。前記第2内側絶縁ブロック32は、前記第1内側絶縁ブロック22と同じく、テフロンまたはポリエチレン等の絶縁材料からなり、その形状は、図7(b)および(c)に示すように、前記第2コンタクト31を挿入または圧入するための孔32aが設けられている。
FIG. 7B is a view of the second inner insulating
図7(d)は本発明による第2内側コネクタシールド33を斜め上方から見た図であり、同図(e)は本発明による第2外側絶縁ブロック35を斜め上方から見た図であり、同図(f)は本発明による第2外側コネクタシールド36を斜め上方から見た図である。前記第2内側コネクタシールド33は、前記第1内側コネクタシールド23と同じく、金属または合金材料からなり、その形状は図7(d)に示すように、前記第2内側絶縁ブロック32が入るように中空をなしている。前記第2外側絶縁ブロック35は、前記第1外側絶縁ブロック25と同じく、絶縁材料からなり、その形状は図7(e)に示すように、内部に前記第2コネクタ構成部材34を挿入できる孔35aを有している。前記第2外側コネクタシールド36は、前記第1外側コネクタシールド26と同じく、金属または合金材料からなり、その形状は図7(f)に示すように、中空であり、基板5に設けられたグランド部と電気接続され、前記基板5を固定保持するための基板保持部36aを有することが好ましい。
FIG. 7 (d) is a view of the second
そして、本発明によるレセプタクルコネクタ4は、前記第2コネクタ構成部材34の一対の第2コンタクト31、第2内側絶縁ブロック32および第2内側コネクタシールド33の断面形状が、それぞれ前記第1コネクタ構成部材24の一対の第1コンタクト21、第1内側絶縁ブロック22および第1内側コネクタシールド23の断面形状と実質的に同一であり、前記第2コネクタ構成部材34の前記一対の第2コンタクト31の中心軸線間距離L3が、前記第1コネクタ構成部材24の前記一対の第1コンタクト21の中心軸線間距離L1と実質的に等しいことを特徴とする。
In the receptacle connector 4 according to the present invention, the cross-sectional shapes of the pair of
図8(a)は、本発明によるプラグコネクタをレセプタクルコネクタに接続したときの状態を説明するための図である。図8(a)に示すように、前記第2コネクタ構成部材34の一対の第2コンタクト31、第2内側絶縁ブロック32および第2内側コネクタシールド33の断面形状を、それぞれ前記第1コネクタ構成部材24の一対の第1コンタクト21、第1内側絶縁ブロック22および第1内側コネクタシールド23の断面形状と実質的に同一にし、前記一対の第2コンタクト31の中心軸線間距離L3と前記一対の第1コンタクト21の中心軸線間距離L1を実質的に等しくすることで、伝送線路である導体部分と絶縁体部分の断面形状が同一となるため、特性インピーダンスを均一に維持することができる。さらに、電磁波の進行に影響を与える電界および磁界の強度分布の乱れを減少させることができるため、高速な電気信号をひずみなく伝送することが可能となる。
FIG. 8A is a view for explaining a state when the plug connector according to the present invention is connected to the receptacle connector. As shown in FIG. 8A, the cross-sectional shapes of the pair of
また、前記第1コンタクト21と前記第2コンタクト31との接続力を高める必要がある場合には、図8(b)に示すように、前記第1コンタクト21の先端を、複数に分割したバネ材で構成することが好ましい。
Further, when it is necessary to increase the connection force between the
図9(a)は本発明によるレセプタクルコネクタ4を基板5と接続したときの状態を基板5の上面から見た図であり、図9(b)は本発明によるレセプタクルコネクタ4を基板5と接続したときの状態を基板5の側面から見た図である。図9(a)および(b)に示すように、前記レセプタクルコネクタ4と基板5は、前記第2コンタクト31の端部が基板5の導電部41と電気接続され、また、前記第2外側コネクタシールド36の基板保持部36aが前記基板5に設けられたグランド部42と電気接続され、前記基板4を上下で挟むことによって固定保持していることがわかる。
FIG. 9A is a view of the state when the receptacle connector 4 according to the present invention is connected to the
データ通信用ハーネスの構造について説明する。
本発明によるデータ通信用ハーネス1は、一対の内部導体11、これら内部導体11を電気絶縁状態で分離埋設する絶縁層12、および該絶縁層12の外周を包囲する内側ケーブルシールド13を有するケーブル構成部材14、該ケーブル構成部材14を2本以上並べた状態で、これらケーブル構成部材14の外周を纏めて包囲する外側ケーブルシールド15、および該外側ケーブルシールド15の外周を包囲する絶縁外皮16を具える前記ケーブル2と、該ケーブル2の前記各ケーブル構成部材14の先端側で露出させた前記一対の内部導体11とそれぞれ電気接続される一対の第1コンタクト21と、これら第1コンタクト21を電気絶縁状態で分離埋設する第1内側絶縁ブロック22と、該第1内側絶縁ブロック22の外周を包囲する第1内側コネクタシールド23とを有する第1コネクタ構成部材24と、該第1コネクタ構成部材24を2本以上並べた状態で、これら第1コネクタ構成部材24を電気絶縁状態で分離埋設する第1外側絶縁ブロック25と、該第1外側絶縁ブロック25の外周を包囲し前記ケーブル構成部材14の先端側で露出させた前記外側ケーブルシールド15と電気接続される第1外側コネクタシールド26とを具える前記プラグコネクタ3とで構成される(図1)とともに前記ケーブル2と前記プラグコネクタ3とが電気的に接続され、前記コネクタ構成部材24の前記一対の第1コンタクト21の中心軸線間距離L1を、前記ケーブル構成部材14内で延在する前記一対の内部導体11の中心軸線間距離L2と実質的に等しくしたものである。
The structure of the data communication harness will be described.
A
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。 The above description is merely an example of the embodiment of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the claims.
本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
実施例1は、まず、銅からなる一対の内部導体11、これら内部導体11を電気絶縁状態で分離埋設するポリエチレンからなる絶縁層12、および該絶縁層12の外周を包囲するアルミテープからなる内側ケーブルシールド13を有するケーブル構成部材14、該ケーブル構成部材14を2本上下に並べた状態で、これらケーブル構成部材14の外周を纏めて包囲するアルミテープと銅編組からなる外側ケーブルシールド15、および該外側シールドの外周を包囲する塩化ビニール(PVC)からなる絶縁外皮16を具えるケーブル2を作製した。
次に、該ケーブル2の前記各ケーブル構成部材15の先端側で露出させた前記一対の内部導体11とそれぞれ電気接続される一対の銅からなる第1コンタクト21と、これら第1コンタクト21を電気絶縁状態で分離埋設するテフロンからなる第1内側絶縁ブロック22と、該第1内側絶縁ブロック22の外周を包囲するりん青銅からなる第1内側コネクタシールド23とを有する第1コネクタ構成部材24と、該第1コネクタ構成部材24を2本以上並べた状態で、これら第1コネクタ構成部材24を電気絶縁状態で分離埋設する液晶ポリマー(LCP)からなる第1外側絶縁ブロック25と、該第1外側絶縁ブロック25の外周を包囲し、前記ケーブル構成部材24の先端側で露出させた前記外側ケーブルシールド25と電気接続されるりん青銅からなる第1外側コネクタシールド26とを具えるプラグコネクタ3を作製した。
そして、前記ケーブル2の両端にそれぞれプラグコネクタ3を接続し、接続部をPVCからなる保護部で覆うことによりデータ通信用ハーネス1を作製した。
また、実施例1は、前記プラグコネクタ3に着脱可能に連結され、一端部が前記一対の第1コンタクト21とそれぞれ電気接続される一対の銅からなる第2コンタクト31と、これら第2コンタクトを電気絶縁状態で分離埋設するテフロンからなる第2内側絶縁ブロック32と、該第2内側絶縁ブロック32の外周を包囲するりん青銅からなる第2内側コネクタシールド33とを有する第2コネクタ構成部材34と、該第2コネクタ構成部材34を2本以上並べた状態で、これら第2コネクタ構成部材34を電気絶縁状態で分離埋設するLCPからなる第2外側絶縁ブロック35と、該第2外側絶縁ブロック35の外周を包囲し前記基板5に設けられたグランド部42と電気接続され、基板5に固定保持するりん青銅からなる第2外側コネクタシールド36を具えるレセプタクルコネクタ4を作製し、特性評価用FR4製基板5に装着した。
なお、前記第1コネクタ構成部材24の一対の第1コンタクト21、第1内側絶縁ブロック22および第1内側コネクタシールド23の断面形状は、それぞれ前記ケーブル構成部材11の一対の内部導体11、絶縁層12および内側ケーブルシールド13の断面形状、ならびに、それぞれ前記第2コネクタ構成部材34の一対の第2コンタクト31、第2内側絶縁ブロック32および第2内側コネクタシールド33の断面形状と実質的に同一であり、前記第1コネクタ構成部材24の前記一対の第1コンタクト21の中心軸線間距離L1、前記一対の内部導体11の中心軸線間距離L2および前記第2コネクタ構成部材34の前記一対の第2コンタクト31の中心軸線間距離L3は、いずれも1.56mmとなるように作製した。
その後、前記データ通信用ハーネス1を前記レセプタクルコネクタ4に接続し、実施例1のサンプルとなるデータ伝送構造を作製した。
Examples of the present invention will be described.
Example 1
In the first embodiment, first, a pair of inner conductors 11 made of copper, an insulating
Next, a pair of copper
And the
In the first embodiment, a pair of
The cross-sectional shapes of the pair of
Thereafter, the
(比較例1)
比較例1は、図13に示すように、コネクタ基板102上の配線パターン103の端部103aにケーブル(図示せず)の内部導体(図示せず)を半田付けする。コネクタ基板102の裏側はグランドとなっており、コネクタケーブルシールド(図示せず)と接触しているドレインワイヤ(図示せず)を半田付けしハーネス(図示せず)とした。レセプタクルコネクタ104はLCP製の第2内側絶縁ブロック105内にコネクタ基板102の配線パターン103のピッチと同一のピッチでコンタクト106が並列に配置され、コネクタ基板2が挿入されることで電気接続される、比較例1のサンプルとなるデータ伝送構造100を作製した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 13, an inner conductor (not shown) of a cable (not shown) is soldered to the
以上のようにして得られたハーネス(ケーブル+プラグコネクタ)とレセプタクルコネクタの組み合わせであるデータ伝送構造体について評価を行った。評価方法を以下に示す。 The data transmission structure as a combination of the harness (cable + plug connector) and the receptacle connector obtained as described above was evaluated. The evaluation method is shown below.
(評価方法)
(1)特性インピーダンス
上記の方法により作成した実施例1および比較例1のサンプルについて、TDR(Time Domain Reflectometry)測定により、それぞれの特性インピーダンスの変化を測定した。TDR測定は、図14(a)に示すように、レセプタクルコネクタが設置されたテストフィクスチャー基板にハーネスの片端をセットし、前記フィクスチャー基板と測定器の測定用コネクタ間を同軸コードで接続した後、測定器から立ち上がり時間50psのパルス波を出力することにより、レセプタクルコネクタからハーネスの逆端のレセプタクルコネクタまでの特性インピーダンスを測定した。得られた結果を図10に示す。
(Evaluation methods)
(1) Characteristic impedance About the sample of Example 1 and the comparative example 1 which were created by said method, the change of each characteristic impedance was measured by TDR (Time Domain Reflectometry) measurement. In the TDR measurement, as shown in FIG. 14A, one end of the harness is set on the test fixture board on which the receptacle connector is installed, and the fixture board and the measurement connector of the measuring instrument are connected by a coaxial cord. Then, the characteristic impedance from the receptacle connector to the receptacle connector at the opposite end of the harness was measured by outputting a pulse wave with a rise time of 50 ps from the measuring instrument. The obtained result is shown in FIG.
(2)電気信号減衰量
上記の方法により作成した実施例1および比較例1のサンプルについて、それぞれの電気信号の減衰量(S21)(dB/m)を測定した。S21の測定は、図14(a)に示すように、レセプタクルコネクタが設置されたテストフィクスチャー基板にハーネスの片端をセットし、前記フィクスチャー基板をネットワークアナライザの測定ポートに同軸コードで接続した後、前記測定器を0dBmの出力で、0〜5GHzの周波数範囲に設定することにより、レセプタクルコネクタからハーネスの逆端のレセプタクルコネクタまでのS21を測定した。得られた結果を図11に示す。
(2) Attenuation of electrical signal The attenuation (S21) (dB / m) of each electrical signal was measured for the samples of Example 1 and Comparative Example 1 created by the above method. As shown in FIG. 14A, S21 is measured after setting one end of the harness on the test fixture board on which the receptacle connector is installed, and connecting the fixture board to the measurement port of the network analyzer with a coaxial cord. The S21 from the receptacle connector to the receptacle connector at the opposite end of the harness was measured by setting the measuring device to a frequency range of 0 to 5 GHz with an output of 0 dBm. The obtained results are shown in FIG.
(3)電気信号反射強度
上記の方法により作成した実施例1および比較例1のサンプルについて、(2)電気信号減衰量の測定に用いたものと同様の装置(図14(b))を用いて、同様の条件により、それぞれの電気信号の反射量(S11)(dB)を測定した。結果を図12に示す。
(3) Electric signal reflection intensity For the samples of Example 1 and Comparative Example 1 prepared by the above method, (2) using the same device (FIG. 14B) used for measuring the electric signal attenuation. Thus, the reflection amount (S11) (dB) of each electric signal was measured under the same conditions. The results are shown in FIG.
評価結果は以下のとおりである。
上記(1)の特性インピーダンス測定の結果、図10に示すように、実施例1のサンプルは、比較例1のサンプルに比べて、ケーブルとコネクタの接続部での特性インピーダンスの変化が小さく、安定していることがわかる。
上記(2)の電気信号減衰量測定の結果、図11に示すように、実施例1のサンプルは、比較例1のサンプルに比べて、電気信号の減衰量が小さいこと、特に、高周波数での減衰量が顕著に抑制されていることがわかる。
上記(3)の反射強度測定の結果、図12に示すように、実施例1のサンプルは、比較例1のサンプルに比べて、反射量が小さくなっており、その変化が少ないことがわかる。
The evaluation results are as follows.
As a result of the characteristic impedance measurement of the above (1), as shown in FIG. 10, the sample of Example 1 has a smaller change in characteristic impedance at the connection portion between the cable and the connector than the sample of Comparative Example 1, and is stable. You can see that
As a result of the electrical signal attenuation measurement of (2) above, as shown in FIG. 11, the sample of Example 1 has a smaller electrical signal attenuation than the sample of Comparative Example 1, particularly at a high frequency. It can be seen that the attenuation amount is significantly suppressed.
As a result of the measurement of the reflection intensity in (3) above, as shown in FIG. 12, it can be seen that the sample of Example 1 has a smaller amount of reflection and less change than the sample of Comparative Example 1.
この発明によれば、電磁波による干渉作用を抑制すると共に、特性インピーダンスを均一に維持し、ケーブルとプラグコネクタとの接続部および/またはプラグコネクタとレセプタクルコネクタとの接続部での電気信号の反射を有効に抑制できるプラグコネクタ、レセプタクルコネクタおよびハーネスの提供が可能になった。 According to the present invention, the interference effect due to the electromagnetic wave is suppressed, the characteristic impedance is kept uniform, and the reflection of the electric signal at the connection portion between the cable and the plug connector and / or the connection portion between the plug connector and the receptacle connector is reduced. It has become possible to provide plug connectors, receptacle connectors and harnesses that can be effectively suppressed.
1 ハーネス
2 ケーブル
3 プラグコネクタ
4 レセプタクルコネクタ
5 基板
11 内部導体
12 絶縁層
13 内側ケーブルシールド
14 ケーブル構成部材
15 外側ケーブルシールド
16 絶縁外皮
17 網組シールド
18 ドレインワイヤ
21 第1コンタクト
22 第1内側絶縁ブロック
23 第1内側コネクタシールド
24 第1コネクタ構成部材
25 第1外側絶縁ブロック
26 第1外側コネクタシールド
31 第2コンタクト
32 第2内側絶縁ブロック
33 第2内側コネクタシールド
34 第2コネクタ構成部材
35 第2外側絶縁ブロック
36 第2外側コネクタシールド
100 データ伝送構造
102 コネクタ基板
103 配線パターン
104 レセプタクルコネクタ
105 第2内側絶縁ブロック
106 コンタクト
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該第1コネクタ構成部材を2本以上並べた状態で、これら第1コネクタ構成部材を電気絶縁状態で分離埋設する第1外側絶縁ブロックと、
該第1外側絶縁ブロックの外周を包囲し、前記ケーブル構成部材の先端側で露出させた前記外側ケーブルシールドと電気接続される第1外側コネクタシールドとを具え、
前記第1コネクタ構成部材の一対の第1コンタクト、第1内側絶縁ブロックおよび第1内側コネクタシールドの断面形状は、それぞれ前記ケーブル構成部材の一対の内部導体、絶縁層および内側ケーブルシールドの断面形状と実質的に同一であり、
前記一対の第1コンタクトの中心軸線間距離は、前記一対の内部導体の中心軸線間距離と実質的に等しいことを特徴とするプラグコネクタ。 A pair of inner conductors, an insulating layer that separates and embeds these inner conductors in an electrically insulated state, and a cable constituent member having an inner cable shield that surrounds the outer periphery of the insulating layer, in a state where two or more cable constituent members are arranged, The outer cable shield that collectively surrounds the outer peripheries of these cable constituent members, and the pair of inner conductors exposed at the distal end side of each of the cable constituent members of the cable including an insulating sheath that encloses the outer periphery of the outer cable shield; A pair of first contacts that are electrically connected to each other, a first inner insulating block that separates and embeds the first contacts in an electrically insulated state, and a first inner connector shield that surrounds the outer periphery of the first inner insulating block A first connector component;
A first outer insulating block that separates and embeds the first connector constituent members in an electrically insulated state in a state where two or more first connector constituent members are arranged;
A first outer connector shield that surrounds the outer periphery of the first outer insulating block and is electrically connected to the outer cable shield exposed at the distal end side of the cable component;
The cross-sectional shapes of the pair of first contacts, the first inner insulating block, and the first inner connector shield of the first connector constituent member are the cross-sectional shapes of the pair of inner conductors, the insulating layer, and the inner cable shield of the cable constituent member, respectively. Substantially the same,
A plug connector characterized in that a distance between central axes of the pair of first contacts is substantially equal to a distance between central axes of the pair of internal conductors.
一端部が前記一対の第1コンタクトとそれぞれ電気接続され、他端部が基板の導電部と電気接続される一対の第2コンタクトと、これら第2コンタクトを電気絶縁状態で分離埋設する第2内側絶縁ブロックと、該第2内側絶縁ブロックの外周を包囲する第2内側コネクタシールドとを有する第2コネクタ構成部材と、
該第2コネクタ構成部材を2本以上並べた状態で、これら第2コネクタ構成部材を電気絶縁状態で分離埋設する第2外側絶縁ブロックと、
該第2外側絶縁ブロックの外周を包囲し前記基板に設けられたグランド部と電気接続され、前記基板に固定保持する第2外側コネクタシールドとを具え、
前記第2コネクタ構成部材の一対の第2コンタクト、第2内側絶縁ブロックおよび第2内側コネクタシールドの断面形状は、それぞれ前記第1コネクタ構成部材の一対の第1コンタクト、第1内側絶縁ブロックおよび第1内側コネクタシールドの断面形状と実質的に同一であり、
前記一対の第2コンタクトの中心軸線間距離は、前記一対の第1コンタクトの中心軸線間距離と実質的に等しいことを特徴とするレセプタクルコネクタ。 Removably connected to the plug connector according to claim 1,
A pair of second contacts whose one end is electrically connected to the pair of first contacts and whose other end is electrically connected to the conductive portion of the substrate, and a second inner side in which these second contacts are separately embedded in an electrically insulated state A second connector component having an insulating block and a second inner connector shield surrounding the outer periphery of the second inner insulating block;
A second outer insulating block that separates and embeds the second connector constituent members in an electrically insulated state in a state where two or more second connector constituent members are arranged;
A second outer connector shield that surrounds the outer periphery of the second outer insulating block and is electrically connected to a ground portion provided on the substrate, and is fixedly held on the substrate;
The cross-sectional shapes of the pair of second contacts, the second inner insulating block, and the second inner connector shield of the second connector constituent member are respectively the pair of first contacts, the first inner insulating block, and the second inner shield block of the first connector constituent member. 1 substantially the same as the cross-sectional shape of the inner connector shield,
The distance between the central axes of the pair of second contacts is substantially equal to the distance between the central axes of the pair of first contacts.
該ケーブルの前記各ケーブル構成部材の先端側で露出させた前記一対の内部導体とそれぞれ電気接続される一対の第1コンタクトと、これら第1コンタクトを電気絶縁状態で分離埋設する第1内側絶縁ブロックと、該第1内側絶縁ブロックの外周を包囲する第1内側コネクタシールドとを有する第1コネクタ構成部材と、該第1コネクタ構成部材を2本以上並べた状態で、これら第1コネクタ構成部材を電気絶縁状態で分離埋設する第1外側絶縁ブロックと、該第1外側絶縁ブロックの外周を包囲し、前記ケーブル構成部材の先端側で露出させた前記外側ケーブルシールドと電気接続される第1外側コネクタシールドとを具えるプラグコネクタとで構成されるとともに前記ケーブルと前記プラグコネクタとが電気的に接続され、
前記第1コネクタ構成部材の一対の第1コンタクト、第1内側絶縁ブロックおよび第1内側コネクタシールドの断面形状は、それぞれ前記ケーブル構成部材の一対の内部導体、絶縁層および内側ケーブルシールドの断面形状と実質的に同一であり、
前記一対の第1コンタクトの中心軸線間距離は、前記一対の内部導体の中心軸線間距離と実質的に等しいことを特徴とするデータ通信用ハーネス。 A pair of internal conductors, an insulating layer that separates and embeds these internal conductors in an electrically insulated state, and a cable constituent member having an inner cable shield that surrounds the outer periphery of the insulating layer, in a state in which two or more cable constituent members are arranged, An outer cable shield that collectively surrounds the outer peripheries of these cable components, and a cable having an insulating sheath that surrounds the outer periphery of the outer shield;
A pair of first contacts that are electrically connected to the pair of internal conductors exposed at the distal ends of the cable constituent members of the cable, and a first inner insulating block that embeds the first contacts in an electrically insulated state. And a first connector constituent member having a first inner connector shield surrounding the outer periphery of the first inner insulating block, and two or more of the first connector constituent members arranged, A first outer insulating block that is separately embedded in an electrically insulated state, and a first outer connector that surrounds the outer periphery of the first outer insulating block and is electrically connected to the outer cable shield exposed at the tip side of the cable component member The cable and the plug connector are electrically connected together with a plug connector having a shield,
The cross-sectional shapes of the pair of first contacts, the first inner insulating block, and the first inner connector shield of the first connector constituent member are the cross-sectional shapes of the pair of inner conductors, the insulating layer, and the inner cable shield of the cable constituent member, respectively. Substantially the same,
A distance between central axes of the pair of first contacts is substantially equal to a distance between central axes of the pair of internal conductors.
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