JP5756608B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、同軸コネクタと接続される回路基板用コネクタに関するものである。

従来から、同軸コネクタが接続される回路基板用コネクタとして、プリント基板の信号パターンに半田接続される内導体端子と、プリント基板のグランドパターンに半田接続される外導体端子と、これらの間に介在される絶縁体部とを、樹脂製のコネクタハウジングに収納したものが知られている（特許文献１参照）。この回路基板用コネクタを図１０および図１１を参照して説明する。

この回路基板用コネクタ１１は、プリント基板上の信号パターンと半田接続される内導体端子１３と、プリント基板上のグランドパターンと半田接続される外導体端子１４と、これらの間に介在される絶縁体部１５とで構成されるコネクタ端子１６が樹脂製のコネクタハウジング１７に収容されたもので構成されている。内導体端子１３には、図示しないシールド電線の信号線が接続され、高周波信号が伝達されるようになっている。外導体端子１４は、シールド電線のシールド線と接続され、内導体端子１３の周囲を覆って電磁的に遮蔽する。

内導体端子１３は、導電性板材を打ち抜き加工することにより、ピン状の水平部１８の基端から垂下部１９が下方に垂下された略逆Ｌ字形状に形成されている。ピン状の水平部１８の基端側は、その先端側よりやや太径に形成されており、係止突起２０を備えている。

垂下部１９は、プリント基板の貫通孔に挿通されてプリント基板の所望の信号パターンと接続される。そして、水平部１８が図示しない相手側シールドコネクタの内導体端子と接続されると、シールド電線の信号線とプリント基板の信号パターンとの間の電気信号の受け渡しが行なわれる。

内導体端子１３が収容される絶縁体部１５は、所定の誘電率を有する樹脂製の絶縁性材料で成形されており、内導体端子１３と外導体端子１４との間に組付けられて、これらの間を絶縁状態にする。絶縁体部１５は、縦長の開口面２１を有する収容室２２が内部に形成されており、収容室２２の前方側には、水平筒部２３が延設形成されている。

水平筒部２３の内部には、内導体端子１３のピン状の水平部１８が挿入される挿入孔２４が前後方向に開口形成されており、後方側が収容室２２に連通している。この挿入孔２４に内導体端子１３の水平部１８を挿入すると、先端側よりやや太径の基端側に膨出形成された係止突起２０により圧入されて、内導体端子１３が絶縁体部１５に保持されるようになっている。

外導体端子１４は、導電性板材を型抜きした後、プレス等による折り曲げ加工によって円筒状に形成されており、内部の収容室２５に絶縁体部１５が収容可能になっている。前方の先端部分は、相手側シールドコネクタの外導体端子と嵌合される嵌合部２６となっており、収容室２５に収容された絶縁体部１５の挿入孔２４に挿入された内導体端子１３の水平部１８の先端が絶縁体部１５から突出されて嵌合部２６内に配置されている。

外導体端子１４の中央部分上面には、係止片２７が上方に向けて撓み変形可能に突設されている。外導体端子１４の上面後端には、後方の開口部２８を覆う大きさとなる折り曲げ片２９が延設形成されており、下方に折り曲げることで、外導体端子１４の収容室２５に収容された絶縁体部１５を後方から覆って後方の開口部２８を塞いで、回路基板用コネクタ１１のシールド性能の低下を防止することが可能となっている。

外導体端子１４の後部下端には、左右一対の接続タブ３０、３０が前後にずれた位置に下方に向かって突出しており、プリント基板の貫通孔に挿通されてグランドパターンと電気的に接続される。

コネクタハウジング１７は、絶縁性の樹脂により一体的に成形されており、内導体端子１３を絶縁体部１５の内部に保持しこの絶縁体部１５を外導体端子１４が収容してなるコネクタ端子１６を収容固定するようになっている。

コネクタハウジング１７の後部には、前後方向に開口する端子収容室３１が貫通形成されており、後方の開口面３２から外導体端子１４を挿入可能となっている。端子収容室３１の天井面には、外導体端子１４の係止片２７が係止して外導体端子１４の抜け止めとなる係止突部３３が形成されている。

端子収容室３１の前方には、前面が開口されたフード部３４が設けられており、相手側シールドコネクタの前方部が収容可能となっている。フード部３４の上端縁には、相手側シールドコネクタのコネクタハウジングが係止するストッパ３５が突設されている。端子収容室３１からフード部３４の方には、外導体端子１４の嵌合部２６が突出されており、フード部３４に収容された相手側シールドコネクタの外導体端子と嵌合可能になっている。

コネクタハウジング１７の両側面には、回路基板用コネクタ１１をプリント基板に固定するための固定部材３６が、コネクタハウジング１７に一体形成されている。

図１０に示すように、プリント基板１２には、信号パターン４４とグランドパターン４５とが互いに絶縁された状態で形成されており、それぞれには、貫通孔４６、４７が電気的に接続されている。そして、回路基板用コネクタ１１の内導体端子１３の垂下部１９と、外導体端子１４の左右一対の接続タブ３０、３０とを、プリント基板１２の貫通孔４６、４７にそれぞれ挿通する。このときコネクタハウジング１７に一体成形された固定部材３６の固定部３８先端を、グランドパターン４５と導通している貫通孔４８に挿通する。これにより、プリント基板１２のグランドパターン４５および外導体端子１４、そして信号パターン４４および内導体端子１３とが、それぞれ接続される。

特開２００８−８４５６１号公報

上述した従来の回路基板用コネクタは、解決すべき以下の問題を有している。
即ち、内導体端子１３が前述のようにＬ字形に形成された場合には、水平部１８と垂下部１９との連結部（折れ曲がり部）および垂下部１９を含む内導体端子１３の全体を均一の静電容量が得られるように外導体端子１４によって覆うことは、コネクタハウジング１７の形状、サイズ上の制約から困難である。このため、回路基板用コネクタの各部分においてインピーダンスの不整合が生じ、コネクタ全体のインピーダンスが所望の数値することが困難であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内導体端子および外導体端子の形状によるインピーダンスの不整合を抑制し、所望の数値に調整することができる回路基板用のコネクタを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るコネクタは下記（１）〜（２）を特徴としている。
（１） 回路基板のグランドパターンに接続されるアウター端子と、
前記回路基板の信号パターンに接続されるインナー端子と、
前記アウター端子と前記インナー端子との間に介在する絶縁体部と、
前記アウター端子、前記インナー端子および前記絶縁体部を内部に収容するコネクタハ
ウジングと、
を備えるコネクタであって、
前記アウター端子は、該コネクタが前記回路基板に取り付けられる際の該回路基板に向けて延設され、端部が前記グランドパターンに接続される側面片を有し、
前記インナー端子は、該コネクタが前記回路基板に取り付けられる際の該回路基板と平行に延設された水平部と、前記水平部から該コネクタが前記回路基板に取り付けられる際の該回路基板に向けて延設され、端部が前記信号パターンに接続される垂下片と、を有し、前記垂下片は、前記水平部の延設される向きと同じ向きに延設され前記側面片に所定間隔を保って対向する板状のインピーダンス調整片を含み、
前記絶縁体部には、前記インピーダンス調整片を挿入可能な深さを有する矩形孔が形成されている、
こと。
（２） 上記（１）の構成のコネクタであって、
前記アウター端子に装着可能なシールドカバーをさらに備え、
前記シールドカバーは、前記アウター端子に装着された際、前記垂下片の少なくとも一部に対向する、
こと。

上記（１）の構成のコネクタによれば、予め計算された所定サイズのインピーダンス調整片を、側面片に対して所定間隔を保持するように対向させたことで、インナー端子のアウター端子に対する対地静電容量を高めることができる。これにより水平部と垂下部が連結する角部および垂下部周辺においてインピーダンスが所望の数値から大きくなった分、インピーダンス調整片周辺においてインピーダンスを所望の数値よりも小さくすることができるため、コネクタ全体のインピーダンスを所望の数値に調整することができる。
上記（２）の構成のコネクタによれば、予め計算された所定サイズの垂下片の少なくとも一部を、シールドカバーに対して所定間隔を保持するように対向させたことで、インナー端子のアウター端子に対する対地静電容量を高めることができる。

本発明によれば、内導体端子および外導体端子の形状によるインピーダンスの不整合を抑制することができる。その結果、回路基板用コネクタ全体の高周波性能を改善できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタのハウジングを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタのインナー端子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタのアウター端子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタのシールドカバーを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタにおける、シールドカバーを取り付けたアウター端子示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタにおける、コネクタハウジングにインナー端子とアウター端子を装着した状態を示す斜視図である。 図７のＡ‐Ａ線の断面図である。 図１のＢ‐Ｂ線の断面図である。 従来の基板用シールドコネクタの接続構造を示す斜視図である。 図１０に示す基板用シールドコネクタの断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタを図１乃至図９を参照して説明する。

本発明の一実施形態に係る回路基板用コネクタは、これを取り付ける回路基板(図示しない)上の信号パターンに半田付けされるインナー端子（内導体端子）と、回路基板上のグランドパターンに半田付けされるアウター端子（外導体端子）と、インナー端子と前記アウター端子との間に介在する絶縁体部と、アウター端子、インナー端子および絶縁体部を内部に収容し、相手側コネクタ（同軸コネクタ。図示しない）が嵌合されるコネクタハウジングとを備えて構成される。これらのうち、コネクタハウジング５１は合成樹脂の成形品として、図２に示すように略直方形状に構成され、絶縁体部５５もこのコネクタハウジング５１の成形時に同一の合成樹脂により一体かつ同時に形成される。このコネクタハウジング５１は、図９に示すように、一端部（前部）に開口部５２を持つコネクタ嵌合部５３を有する。このコネクタ嵌合部５３は相手側コネクタ（図示しない）を嵌合するために空洞状をなし、絶縁体部５５がその空洞状部内の中心線方向に突設されている。インナー端子（鎖線で示す）５４は、その先端部を除き絶縁体部５５の中心部に貫通状態にて固設されている。

また、アウター端子５６はインナー端子を所定の間隔をおいて覆うように、コネクタハウジング５１内に固設されている。コネクタ嵌合部５３および絶縁体部５５は、相手側コネクタの形状およびサイズに対応して設計されている。

一方、塞壁部５７が、コネクタ嵌合部５３の一端を塞ぐように、コネクタハウジング５１の前記開口部５２側とは反対側に形成されている。この塞壁部５７は外側面側に図２に示すような前方後円形（逆Ｕ字形）の突出部６０を有し、この突出部６０側にインナー端子収納孔５８およびアウター端子収納孔５９を備えている。インナー端子収納孔５８は、突出部６０の端面側から塞壁部５７内を貫通するように水平に形成されている。また、このインナー端子収納孔５８は、図５に示すシールドカバー６２の突片６４によって挿入されるための長孔５８ａと、図３に示すインナー端子５４の円筒状の丸ピン部５４ａによって挿通されるためのピン挿入孔５８ｂと、インナー端子５４の幅広部５４ｂおよびインピーダンス調整片５４ｃによって挿通されるための矩形孔５８ｃおよび挿入孔５８ｄとからなる。

また、インナー端子収納孔５８の長孔５８ａは、図８および図９に示すように、シールドカバー６２の突片６４が挿入可能な形状、深さを持つ。ピン挿入孔５８ｂは、インナー端子５４の円筒状の丸ピン部５４ａが挿入可能で、絶縁体部５５の先端から丸ピン部５４ａが前方へ突出する程度の深さを持つ。さらに、矩形孔５８ｃはインナー端子５４の幅広部５４ｂと一対のインピーダンス調整片５４ｃが挿入可能な深さを持つ。

一方、アウター端子収納孔５９もまた、突出部６０の端面側から塞壁部５７内を貫通するように水平に形成されている。アウター端子収納孔５９は、図４に示すアウター端子５６の半円筒状片５６ａと、この半円筒状片５６ａの後端下縁に続く一対の側面片５６ｂとが挿通可能な形状をしている。また、３本のガイド突条５９ａが、このアウター端子収納孔５９の中心方向に突出するように配置されている。これによりアウター端子５６は各ガイド突条５９ａに沿ってアウター端子収納孔５９内にスムースに挿入可能となっている。

インナー端子５４は、図３に示すように、全体としてクランク状をなし、水平部Ｃと垂下部Ｄとを備える。水平部Ｃは、本実施形態に係るコネクタが回路基板に取り付けられる際の該回路基板と平行に延設された部分であり、垂下部Ｄは、水平部Ｃから該コネクタが回路基板に取り付けられる際の該回路基板に向けて延設され、端部が回路基板の信号パターンに接続される部分である。水平部Ｃは前半部が丸ピン部５４ａとなっている。この丸ピン部５４ａは、図７および図８に示す長孔５８ａの一部およびピン挿入孔５８ｂに挿入されて、コネクタハウジング５１に水平支持される。垂下部Ｄは一部に面積が広い矩形の幅広部５４ｂを有し、この幅広部５４ｂの左右端に略矩形のインピーダンス調整片５４ｃが連設されている。幅広部５４ｂおよびインピーダンス調整片５４ｃは互いに直角に折り曲げられて、略コ字状をなす。また、回路基板接続片５４ｄが幅広部５４ｂ下部の垂下部Ｄ下端に、水平方向に連設されている。この回路基板接続片５４ｄは回路基板の信号パターンに半田付けされる。丸ピン部５４ａ、幅広部５４ｂ、インピーダンス調整片５４ｃおよび回路基板接続片５４ｄは導電板のプレス成形により得られる。

また、インナー端子５４は、丸ピン部５４ａが、図２に示す塞壁部５７背面のピン挿入孔５８ｂに挿し込まれ、インピーダンス調整片５４ｃが塞壁部５７背面の矩形孔５８ｃから挿入孔５８ｄ内に挿し込まれる。また、幅広部５４ｂは同じく塞壁部５７背面の矩形孔５８ｃに嵌合される。これにより、インナー端子５４はコネクタハウジング５１に取り付けられる。

一方、アウター端子５６は、図４に示すように、半円筒状片５６ａと、この半円筒状片５６ａの一端に下方（回路基板に向う方向）に向けて延設された一対の側面片５６ｂとからなる。これらの側面片５６ｂは互いに平行を保ち、下端に短めの回路基板接続片５６ｃが水平に、かつ互いに反対方向に延設されている。この回路基板接続片５６ｃは回路基板（図示しない）上のグランドパターンに半田付けされる。係止爪６１が、各側面片５６ｂの外側面に突設されている。これらの係止爪６１は、図５に示すシールドカバー６２に設けられた係止孔６３に嵌合可能なサイズ、形状をなす。加締め片５６ｄが、半円筒状片５６ａの一部に切り込むようにして形成されている。この加締め片５６ｄは、アウター端子５６のコネクタハウジング５１内への組み付けの際に、治具を用いてこれを絶縁体部５５側に食い込ませるように折り曲げられる。これによりアウター端子５６はコネクタハウジング５１内に確実に固定される。

アウター端子５６は、半円筒状片５６ａの先端部が図２に示す塞壁部５７背面のアウター端子収納孔５９の入口に挿し込まれ、各側面片５６ｂもこのアウター端子収納孔５９の入口部付近に内に挿し込まれる。これにより、アウター端子５６はコネクタハウジング５１に取り付けられる。このように、インナー端子５４およびアウター端子５６がコネクタハウジング５１に装着された状態を、図７の斜視図および図８および図９の断面図に示す。

シールドカバー６２は、図５に示すように、塞板６２ａと係止片６２ｂとからなる。塞板６２ａ下部の両側に、この塞板６２ａに対し直交する方向に係止片６２ｂが連設されている。係止孔６３が各係止片６２ｂの略中央部に形成され、これがアウター端子５６に設けられた前記係止爪６１に係止することにより、図６に示すように、アウター端子５６に対して抜け止め可能に装着される。また、突片６４が塞板６２ａの上部位置に片持ち状態で支持されている。この突片６４は、図２および図７に示すコネクタハウジング５１の長孔５８ａに挿入可能な大きさおよび形状となっている。

シールドカバー６２は、図１に示すように、インナー端子５４とアウター端子５６を収納したコネクタハウジング５１の塞壁部５７背面、およびインナー端子５４の幅広部５４ｂに対向するように装着される。この装着は、シールドカバー６２の突片６４を、塞壁部５７背面の長孔５８ａに挿し込みながら、図４に示すようなアウター端子５６の係止爪６１に、シールドカバー６２の係止孔６３を嵌合することによって行われる。この係止爪６１と係止孔６３との嵌合状態を、図６に示す。

ところで、かかる構成の回路基板用コネクタでは、内導体端子および外導体端子の形状によるインピーダンスの不整合は、対向するアウター端子５６の側面片５６ｂとインナー端子５４のインピーダンス調整片５４ｃとの面積および間隔によって調整可能である。

すなわち、インピーダンス調整片５４ｃが設けられていない従来のようなインナー端子では、アウター端子に対向する部分の面積が小さいため、この部分におけるインナー端子のアウター端子に対する対地静電容量は小さく、従って高インピーダンスとなっていた。これに対し、本実施形態では、予め計算された所定サイズのインピーダンス調整片５４ｃを、アウター端子５６の側面片５６ｂに対して所定間隔を保持するように対向させたことで、インナー端子５４のアウター端子５６に対する対地静電容量を高めることができる。インピーダンスＺは静電容量Ｃに対し反比例の関係（Ｚ＝１／ωＣ）にあるので、インピーダンスを所定値以下に低く抑えることができる。これにより水平部Ｃと垂下部Ｄが連結する角部および垂下部Ｄ周辺においてインピーダンスが所望の数値から大きくなった分、インピーダンス調整片５４ｃ周辺においてインピーダンスを所望の数値よりも小さくすることができるため、本実施形態の回路基板用のコネクタ全体のインピーダンスを所望の数値に調整することができる。従って、コネクタの高周波性能を高めることができる。

さらに、かかる構成の回路基板用コネクタでは、内導体端子および外導体端子の形状によるインピーダンスの不整合は、対向するインナー端子５４の幅広部５４ｂとアウター端子５６に装着されたシールドカバー６２の塞板６２ａの面積および間隔によっても調整可能である。本実施形態では、予め計算された所定サイズの幅広部５４ｂを、シールドカバー６２の塞板６２ａに対して所定間隔を保持するように対向させたことで、インナー端子５４のアウター端子５６に対する対地静電容量を高めることができる。

以上、本発明の実施形態に係るコネクタによれば、インナー端子およびアウター端子の形状によって所望の数値からずれたインピーダンスを有する部分が発生したとしても、そのずれた分を打ち消して、コネクタ全体のインピーダンスを所望の数値に調整することができる。この結果、コネクタの高周波性能を高めることができる。

５１ コネクタハウジング
５２ 開口部
５３ コネクタ嵌合部
５４ インナー端子
５４ａ 丸ピン部
５４ｂ 幅広部
５４ｃ インピーダンス調整片
５４ｄ 回路基板接続片
５５ 絶縁体部
５６ アウター端子
５６ａ 半円筒状片
５６ｂ 側面片
５６ｃ 回路基板接続片
５６ｄ 加締め片
５７ 塞壁部
５８ インナー端子収納孔
５８ａ 長孔
５８ｂ ピン挿入孔
５８ｃ 矩形孔
５８ｄ 挿入孔
５９ アウター端子収納孔
５９ａ ガイド突条
６０ 突出部
６１ 係止爪
６２ シールドカバー
６２ａ 塞板
６２ｂ 係止片
６３ 係止孔
６４ 突片

Claims (2)

1. 回路基板のグランドパターンに接続されるアウター端子と、
   前記回路基板の信号パターンに接続されるインナー端子と、
   前記アウター端子と前記インナー端子との間に介在する絶縁体部と、
   前記アウター端子、前記インナー端子および前記絶縁体部を内部に収容するコネクタハウジングと、
   を備えるコネクタであって、
   前記アウター端子は、該コネクタが前記回路基板に取り付けられる際の該回路基板に向けて延設され、端部が前記グランドパターンに接続される側面片を有し、
   前記インナー端子は、該コネクタが前記回路基板に取り付けられる際の該回路基板と平行に延設された水平部と、前記水平部から該コネクタが前記回路基板に取り付けられる際の該回路基板に向けて延設され、端部が前記信号パターンに接続される垂下片と、を有し、前記垂下片は、前記水平部の延設される向きと同じ向きに延設され前記側面片に所定間隔を保って対向する板状のインピーダンス調整片を含み、
   前記絶縁体部には、前記インピーダンス調整片を挿入可能な深さを有する矩形孔が形成されている、
   ことを特徴とするコネクタ。
2. 前記アウター端子に装着可能なシールドカバーをさらに備え、
   前記シールドカバーは、前記アウター端子に装着された際、前記垂下片の少なくとも一部に対向する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。

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