JP7268979B2 - 電気コネクタ組立体及びこれに用いられる電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタ組立体及びこれに用いられる電気コネクタに関する。

電気コネクタ同士を嵌合接続する場合において、互いに接触する端子の接触部の形状として種々の形状が考えられる。例えば、特許文献１のコネクタには、弾性変位しない直状のプラグ端子と弾性変位して該プラグ端子に接触するレセプタクル端子とで互いに接触するコネクタ組立体が開示されている。この特許文献１の電気コネクタ組立体は、回路基板用コネクタとしてのプラグコネクタと、他の回路基板用コネクタとしてのレセプタクルコネクタとを有している。プラグコネクタに配列保持されている複数の端子はコネクタの挿抜方向に延びる直状のプラグ端子であり、レセプタクルコネクタに配列保持されている複数の端子は弾性変位可能なレセプタクル端子である。コネクタ嵌合接続過程にて、該レセプタクル端子は、上記プラグ端子との接圧のもとで弾性変位しながら摺動した後、その弾性変位状態を維持したまま上記プラグ端子と接触するようになっている。

上記プラグ端子は、コネクタ嵌合側の先端（自由端）位置から中間位置にわたる部分を上記レセプタクル端子との接触が可能な接触腕部として形成されている。該接触腕部の詳細な形状については、特に記載がなく不明である。一方、上記レセプタクル端子は、コネクタ嵌合側の先端部に突状の接触部（突状接点部）が形成されており、該突状接点部が、上記接触腕部の長手方向中間位置にて該接触腕部に接触するようになっている。レセプタクル端子の突状接点部との接触位置からプラグ端子の先端（自由端）までの距離は、いわゆる有効嵌合長であり、大きく設定しておくことにより、コネクタ同士の嵌合深さに左右されることなく確実に接触状態が確保される。

特許第６１９８７１２号

しかし、プラグ端子における上記有効嵌合長をなす部分、すなわち、レセプタクル端子の突状接点部との接触位置からプラグ端子の先端（自由端）までの距離は、は、いわゆるスタブでもある。端子同士を接続して高速信号を伝送する際、該スタブでは、伝送された信号が反射して共振を生じることがあり、この結果、伝送されるべき信号を弱めてしまう等、高速信号伝送の特性を低下させるおそれがある。

上記スタブを長く設定すると、共振を生じる信号の周波数が低くなる傾向にあることが知られている。一方、上記スタブを短く設定すると、共振を生じる信号の周波数が高くなるので、上記共振による信号への影響は小さくなるが、有効嵌合長が短いので接触安定性が低下してしまう。つまり、十分な有効嵌合長を確保するという要求と、スタブを短くして高速信号伝送の特性の低下を抑制するという要求とは、相反している。

本発明は、かかる事情に鑑み、十分な有効嵌合長を確保しつつ、信号伝送特性の低下を良好に抑制できる電気コネクタ組立体及び電気コネクタを提供することを課題とする。

発明者は、直状の接触腕部をもつ端子と突状接点部をもつ端子とを接触させて信号を伝送する場合、上記接触腕部におけるスタブ部、すなわち上記突状接点部との接触位置から該接触腕部の自由端までにわたってコネクタの挿抜方向に延びる部分を、該挿抜方向での中央位置を境界として自由端側範囲と基端側範囲とに二分したとき、それぞれの範囲の上記挿抜方向での任意位置におけるインピーダンスの大小関係が、上記スタブ部で共振を生じる信号の周波数の高低に影響を及ぼすことを見出した。具体的には、上記自由端側範囲の任意位置におけるインピーダンスが上記基端側範囲の任意位置におけるインピーダンスよりも大きい場合に、スタブ部で共振を生じる信号の周波数が高くなり、伝送される信号が影響を受けにくくなることが判明した。該インピーダンスは、上記スタブ部の周囲の環境、例えば、該スタブ部に隣接する金属製部材との対向面積や距離等に応じて増減する。

本発明は、このインピーダンスの大小関係に着目して、端子の形状や配置を決定し、有効嵌合長の確保そして信号伝送特性の低下の抑制という、相反する要求の両方を満たそうとするものである。

本発明によれば、上述の課題は、次の第一発明に係る電気コネクタ組立体及び第二発明に係る電気コネクタにより解決される。

＜第一発明＞
第一発明に係る電気コネクタ組立体は、互いに挿抜可能に接続される第一電気コネクタと第二電気コネクタとを有する。

かかる電気コネクタ組立体において、第一発明では、 上記第一電気コネクタは、上記第二電気コネクタとの挿抜方向に対して直角な一方向を配列方向として配列された複数の第一端子を有し、該第一端子は、コネクタ嵌合側に位置する自由端部に、上記挿抜方向に沿って直状に延びる接触腕部を有しており、上記第二電気コネクタは、上記第一端子の配列方向と同じ方向に配列された複数の第二端子を有し、該第二端子は、コネクタ嵌合側に位置する自由端部に、上記第一端子の上記接触腕部の上記挿抜方向での中間部に接触可能な突状接点部を有しており、上記第一端子の接触腕部は、上記第二端子の突状接点部との接触位置から該接触腕部の自由端までにわたって上記挿抜方向に延びるスタブ部を、該スタブ部の上記挿抜方向での中央位置を境界として自由端側範囲と基端側範囲とに二分したとき、上記第一端子の配列状態にて、上記挿抜方向での自由端側範囲における任意位置のインピーダンスが上記挿抜方向での基端側範囲における任意位置のインピーダンスよりも大きくなっていることを特徴としている。

第一発明において、第一コネクタの第一端子のスタブ部は、自由端側範囲における上記挿抜方向での任意位置のインピーダンスが、基端側範囲における上記挿抜方向での任意位置のインピーダンスよりも大きくなっている。したがって、スタブ部で共振を生じる信号の周波数が高くなるので、伝送される信号が該共振によって受ける影響をきわめて小さくすることができる。また、このインピーダンスの大小関係は、上記スタブ部の長さに関係なく成立するので、該スタブ部の長さ、換言すると、有効嵌合長を大きく設定しても、信号伝送特性が低下しにくい。

第一発明において、上記第一端子の上記接触腕部は、基端側から自由端側へ向けて先細り形状となっていてもよい。

既述したように、第一端子のスタブ部におけるインピーダンスの大小関係は、該スタブ部と該スタブ部の周囲に位置する金属製部材（例えば、他の端子やグランド板等）との対向面積や距離に影響を受ける。具体的には、上記対向面積が小さくなるほどスタブ部でのキャパシタンスが小さくなり、その結果、インピーダンスが大きくなる。一方、上記対向面積が大きくなるほどスタブ部でのキャパシタンスが大きくなり、その結果、インピーダンスが小さくなる。また、上記距離が大きくなるほどスタブ部でのキャパシタンスが小さくなり、その結果、インピーダンスが大きくなる。一方、上記距離が小さくなるほどスタブ部でのキャパシタンスが大きくなり、その結果、インピーダンスが小さくなる。第一発明では、第一端子の接触腕部を先細り形状とすることにより、上記スタブ部の自由端側範囲において、上記基端側範囲と比較して、上記対向面積を小さくしたり上記距離を大きくすることができ、インピーダンスを大きくできる。

第一発明において、上記第一端子の上記接触腕部は、該第一端子の配列方向での寸法である幅寸法を上記挿抜方向で基端側から自由端側へ向けて減ずるような先細り形状となっていてもよい。また、第一発明において、上記第一端子の上記接触腕部は、端子配列方向に見たときに、上記挿抜方向で基端側から自由端側へ向けて先細り形状となっていてもよい。

第一発明において、複数の第一端子のうちの一部の端子がグランド端子であってもよい。

このように、複数の第一端子にグランド端子が含まれている場合、該グランド端子に隣接する端子（信号端子）のスタブ部と該グランド端子のスタブ部との間の距離の設定により、インピーダンスの大小関係を調整できる。例えば、各端子の接触腕部がその幅寸法を自由端側へ向けて減じるような先細り形状となっている場合には、隣接する端子のスタブ部同士の距離が自由端側へ向けて大きくなっていくので、信号端子のスタブ部において、自由端側範囲の上記挿抜方向での任意位置におけるインピーダンスが、上記基端側範囲の上記挿抜方向での任意位置におけるインピーダンスよりも大きくなる。

第一発明において、第一電気コネクタは、複数の第一端子の配列範囲の少なくとも一部の範囲に、該第一端子の接触腕部と並行するように配されたグランド板を有していてもよい。

このように、第一電気コネクタがグランド板を有している場合、該グランド板に隣接する端子（信号端子）のスタブ部と該グランド板との間の対向面積や対向面積の設定により、インピーダンスの大小関係を調整できる。例えば、各端子の接触腕部がその幅寸法を自由端側へ向けて減じるような先細り形状となっている場合には、信号端子のスタブ部とグランド板との対向面積が上記自由端側へ向けて小さくなっていくので、信号端子のスタブ部において、自由端側範囲の上記挿抜方向での任意位置におけるインピーダンスが、上記基端側範囲の上記挿抜方向での任意位置におけるインピーダンスよりも大きくなる。

また、例えば、各端子の接触腕部が、端子配列方向に見たときに、上記挿抜方向で自由端側へ向けて先細り形状となっている場合には、信号端子のスタブ部とグランド板との距離が自由端側へ向けて大きくなっていくので、信号端子のスタブ部において、自由端側範囲の上記挿抜方向での任意位置におけるインピーダンスが、上記基端側範囲の上記挿抜方向での任意位置におけるインピーダンスよりも大きくなる。

＜第二発明＞
第二発明に係る電気コネクタは、第一発明に係る電気コネクタ組立体にて第一電気コネクタとして用いられていることを特徴としている。

本発明では、以上のように、第一電気コネクタに設けられる第一端子のスタブ部が、上記挿抜方向での中央位置を境界として自由端側範囲と基端側範囲とに二分したとき、上記第一端子の配列状態にて、自由端側範囲における上記挿抜方向での任意位置のインピーダンスが基端側範囲における上記挿抜方向での任意位置のインピーダンスよりも大きくなっているので、スタブ部で共振を生じる信号の周波数が高くなり、伝送される信号が該共振によって受ける影響がきわめて小さくなる。また、このインピーダンスの大小関係は、該スタブ部の長さに関係なく成立するので、該スタブ部の長さ、換言すると、有効嵌合長を大きく設定しても、信号伝送特性が低下しにくい。したがって、十分な有効嵌合長を確保しつつ、信号伝送特性の低下を良好に抑制することができる。

本発明の実施形態に係る電気コネクタ組立体の全体斜視図であり、嵌合接続前の状態を示している。 図１の電気コネクタ組立体の全体斜視図であり、嵌合接続後の状態を示している。 （Ａ）は回路基板用電気コネクタの接続体を、（Ｂ）は中間電気コネクタの接続体を、それぞれ単体で示す斜視図である。 電気コネクタ組立体に設けられた一部の端子を抽出して示した斜視図であり、（Ａ）は接続前の状態を示し、（Ｂ）は接続後の状態を示している。 接続後の状態にある端子同士の接続部分を示す図であり、（Ａ）は端子の配列方向に見た図、（Ｂ）は接続体の配列方向に見た図である。 回路基板用電気コネクタと中間電気コネクタの一部を示した、端子の配列方向におけるレセプタクル端子の位置での断面図であり、（Ａ）は接続前の状態を示し、（Ｂ）は接続後の状態を示している。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態について説明する。

図１及び図２は、本実施形態の電気コネクタ組立体を示す斜視図であり、図１は電気コネクタ組立体の嵌合接続前、図２は嵌合接続後を示す。該電気コネクタ組立体は、二つの第一電気コネクタとしての回路基板用電気コネクタ１，２（以下、それぞれの「コネクタ１」、「コネクタ２」という）と、一つの第二電気コネクタとしての中間電気コネクタ３（以下、「中間コネクタ３」という）とを有している。コネクタ１及びコネクタ２は、それぞれに異なる回路基板（図示せず）の実装面に配され、回路基板同士の対面方向（図１，２でのＺ軸方向）をコネクタの挿抜方向として、両コネクタ１，２同士間に配される中間コネクタ３を介して挿抜可能に接続される。本実施形態では、コネクタ１とコネクタ２とは、互いに同形状をなしている。

［コネクタ１の構成］
コネクタ１は、後述するように、第一端子としてのプラグ端子２０が設けられたプラグコネクタである。該コネクタ１は、図１及び図２に見られるように、上記実装面に対して平行なＹ軸方向を長手方向として延びる略直方体外形をなしている。該コネクタ１は、該長手方向を配列方向として配列される複数（本実施形態では１２個）のプラグ側接続体１０（図３（Ａ）参照）と、上記配列方向（Ｙ軸方向）で上記複数のプラグ側接続体１０の配列範囲にわたって延び、該複数のプラグ側接続体１０を連結保持する金属板製のプラグ側連結部材５０とを有している。

図３（Ａ）は、一つのプラグ側接続体１０を示す全体斜視図である。図３（Ａ）に見られるように、該プラグ側接続体１０は、コネクタ１の短手方向であるコネクタ幅方向（Ｘ軸方向）を端子配列方向として配列された複数の金属板製のプラグ端子２０と、該複数のプラグ端子２０を一体モールド成形で配列保持する電気絶縁材製のプラグ側保持体３０と、コネクタ幅方向で端子配列範囲を含んで延びるように配置された二つの金属板製のグランド板４０（図６（Ａ），（Ｂ）参照）とを有している。

プラグ端子２０は、図４（Ａ），（Ｂ）に見られるように、金属板部材を板厚方向に打ち抜いて作られており、全体形状が上下方向（Ｚ軸方向）で直状に延びた帯片状をなしている。該プラグ端子２０は、その板面が上記配列方向（Ｙ軸方向）に対して直角となる姿勢でコネクタ幅方向（Ｘ軸方向）に配列されている。全てのプラグ端子２０は同形状をなしている。本実施形態では、プラグ端子２０は、信号端子２０Ｓ又はグランド端子２０Ｇとして使用されており、互いに隣接する二つの信号端子２０Ｓがグランド端子２０Ｇを挟んで位置するように配列されている。図４（Ａ），（Ｂ）では、二つの信号端子２０Ｓ及び一つのグランド端子２０Ｇのみが示されている。本実施形態では、互いに隣接する二つの信号端子２０Ｓによって、高速差動信号が伝送されるようになっている。

以下、信号端子２０Ｓとグランド端子２０Ｇとを特に区別する必要がない場合には、単に「プラグ端子２０」として構成を説明する。また、信号端子２０Ｓとグランド端子２０Ｇとを区別して説明する必要があるときは、信号端子２０Ｓの各部の符号には「Ｓ」をグランド端子２０Ｇの各部の符号には「Ｇ」を付すものとする。

プラグ端子２０は、プラグ側保持体３０の両方の側面（上記配列方向（Ｙ軸方向）に対して直角な壁面）に沿って設けられており、Ｙ軸方向で該プラグ側保持体３０に対して対称な二列をなして設けられている（図６（Ａ），（Ｂ）参照）。

プラグ端子２０は、図４（Ａ），（Ｂ）及び図５（Ａ），（Ｂ）に見られるように、回路基板の実装面の回路部（図示せず）に半田接続される接続部２１を下端部に有し、中間コネクタ３に設けられた後述のレセプタクル端子９０に接触するための接触腕部２２を上端部側に有している。また、接触腕部２２の下端からは、中間腕部２３が下方へ直状に延びており、該中間腕部２３の下端が後述の被保持部２４を介して接続部２１と連結されている。図６（Ａ），（Ｂ）に見られるように、接続部２１には、上記回路部への半田接続のための半田ボールＢが取り付けられている（図３（Ａ）をも参照）。

接触腕部２２は、図５（Ｂ）に見られるように、プラグ端子２０の配列方向、すなわちコネクタ幅方向（Ｘ軸方向）での寸法である幅寸法を上下方向（Ｚ軸方向）で基端側（下端側（Ｚ２側））から自由端側（上端側（Ｚ１側））へ向けて減ずるような先細り形状となっている。本実施形態では、接触腕部２２の幅寸法は自由端側へ向かうにつれて小さくなっているので、コネクタ幅方向（Ｙ軸方向）で互いに隣接するプラグ端子２０の接触腕部２２同士の距離は、基端側から自由端側へ向かうにつれて大きくなっている。したがって、自由端側へ向かうほど接触腕部２２でのキャパシタンスが小さくなり、その結果、インピーダンスが大きくなる。

上記接触腕部２２は、図５（Ａ），（Ｂ）に見られるように、後述するレセプタクル端子９０の突状接点部９２Ａと接触した状態にて、上下方向で該突状接点部９２Ａとの接触位置から該接触腕部２２の自由端（上端）までにわたる範囲Ｓ（以下、「スタブ範囲Ｓ」）の部分がスタブ部２２Ａをなす。スタブ部２２Ａの長さは、接触腕部２２における突状接点部９２Ａとの上下方向での接触位置によって増減する。つまり、該接触位置が接触腕部２２の基端（図５（Ａ），（Ｂ）での下端）に寄るほど、スタブ範囲Ｓが大きくなるので、スタブ部２２Ａは長くなり、該接触位置が接触腕部２２の上端（図５（Ａ），（Ｂ）での上端）に寄るほど、スタブ範囲Ｓが小さくなるので、スタブ部２２Ａは短くなる。

本実施形態では、接触腕部２２を先細り形状にすることにより、上記スタブ部２２Ａを、上下方向での中央位置を境界として自由端側範囲Ｓ１と基端側範囲Ｓ２とに二分したとき、上記プラグ端子２０の配列状態にて、自由端側範囲Ｓ１における上下方向での任意位置のインピーダンスが、基端側範囲Ｓ２における上下方向の任意位置のインピーダンスよりも大きくなっている。

中間腕部２３は、図５（Ｂ）に見られるように、上下方向全域にわたって同じ幅寸法で形成されており、該幅寸法は、接触腕部２２の最大幅寸法よりも大きくなっている。被保持部２４は、上下方向に延びる両方の側縁部のそれぞれにて、プラグ側保持体３０の後述の端子収容部３３に圧入される圧入突起２４Ａを、上下方向での二位置に有している。

図３（Ａ）に見られるように、プラグ側保持体３０は、コネクタ幅方向（Ｘ軸方向）を長手方向として延びている。プラグ側保持体３０は、該プラグ側保持体３０の下部なす基部３１と、該基部３１から上方へ向けて起立する嵌合壁部３２とを有している（図６（Ａ），（Ｂ）をも参照）。該嵌合壁部３２は、中間コネクタ３の後述の受入部１２５Ｂへ嵌入する嵌合部として形成されている（図６（Ｂ）をも参照）。図３（Ａ）に見られるように、該嵌合壁部３２の上部は、両側面が上方へ向かうにつれて互いに近づくように傾斜した傾斜面が形成されており、コネクタ幅方向に見て先細り形状となっている（図６（Ａ），（Ｂ）をも参照）。上記傾斜面は、コネクタ嵌合過程にて、既述のレセプタクル側接続体６０を正規の嵌合位置へ案内するための案内面３２Ａとして形成されている。

また、プラグ側保持体３０には、該プラグ側保持体３０の両方の側面（Ｙ軸方向に対して直角な壁面）に沿って上下方向に延びる複数の端子収容部３３がコネクタ幅方向で等間隔をなして配列形成されており、該端子収容部３３でプラグ端子２０を収容保持するようになっている。該端子収容部３３は、上下方向での嵌合壁部３２の範囲では、コネクタ幅方向に延びる該嵌合壁部３２の両方の側面に溝部として形成され（図３（Ａ）参照）、上下方向での基部３１の範囲では、上記溝部に連通し該基部３１を貫通する孔部として形成されている（図６（Ａ），（Ｂ）参照）。

本実施形態では、プラグ端子２０は、端子収容部３３へ下方から挿入され、該プラグ端子２０の圧入突起２４Ａが端子収容部３３の内壁面に喰い込むことにより、該端子収容部３３で圧入保持される。該プラグ端子２０が圧入保持された状態にて、図３（Ａ）及び図６（Ａ），（Ｂ）に見られるように、プラグ端子２０の接触腕部２２及び中間腕部２３は、一方の板面及び両方の側端面（上下方向に延びる板厚面）の一部が、端子収容部３３から露呈している。

また、後述のグランド端子２０Ｇが収容される端子収容部３３は、その溝底（Ｙ軸方向に対して直角な内壁面）に、Ｙ軸方向で内側へ向けて開口する開口部（図示せず）が形成されており、後述するグランド端子２０Ｇの接触腕部２２Ｇが上記開口部から露呈している。この結果、グランド板４０（図６（Ａ），（Ｂ）参照）が、グランド端子２０Ｇの接触腕部２２Ｇと接触できるようになっている。

グランド板４０は、金属板部材にプレス加工及び屈曲加工を施して作られている。グランド板４０は、プラグ側接続体１０の配列方向（Ｙ軸方向）に対して直角な板面をもちコネクタ幅方向（Ｘ軸方向）にてプラグ端子２０の配列範囲の全域を含む範囲に延びるグランド本体部４１（図６（Ａ）参照）を有している。また、グランド板４０は、後述する連結片部４２をも有しており、該連結片部４２によりグランド本体部４１がプラグ側連結部材５０に連結されている。

二つのグランド板４０のグランド本体部４１は、図６（Ａ）に見られるように、プラグ側保持体３０の内部、換言すると、二列をなすプラグ端子２０の端子列同士間をコネクタ幅方向（図６（Ａ）の紙面に直角なＸ軸方向）に延びている。

また、グランド板４０は、グランド本体部４１の両端側に、該グランド本体部４１とプラグ側連結部材５０とを連結する連結片部４２を有している。該連結片部４２は、グランド本体部４１の両端部のそれぞれから板厚方向に屈曲されて延びており、図３（Ａ）に見られるように、グランド本体部４１の端部とプラグ側連結部材５０の上縁とを連結している。

プラグ側連結部材５０は、図１ないし図３（Ａ）に見られるように、その板面がコネクタ幅方向（Ｘ軸方向）に対して直角をなす姿勢で、コネクタ幅方向でのプラグ側接続体１０の両端側位置に配され、該プラグ側接続体１０の配列方向（Ｙ軸方向）で該プラグ側接続体１０の配列範囲の全域にわたって延びている。既述したように、該プラグ側連結部材５０は、グランド板４０の連結片部４２を介して、各プラグ側接続体１０に設けられたグランド本体部４１に連結されており、これによって、全てのプラグ側接続体１０を連結保持している。

本実施形態では、各グランド板４０同士はプラグ側連結部材５０によって電気的に接続されているので、グランド効果を向上させることができる。さらには、プラグ側連結部材５０は、その板面で、プラグ側接続体１０の端面（Ｘ軸方向に対して直角な面）を覆っているので、シールド板としても使用できる。

また、本実施形態では、グランド板４０とプラグ側連結部材５０とが同一の金属板部材から一体的に作られていることとしたたが、このように同一部材で作られることは必須ではなく、該グランド板４０と該プラグ側連結部材５０とが異なる部材として別個に形成されることとしてもよい。

［コネクタ１の組立て］
このような構成のコネクタ１は、以下の要領で作られる。まず、二つのグランド板４０のグランド本体部４１の板面同士をプラグ側接続体１０の配列方向（Ｙ軸方向）で対面させた状態で一体モールド成形を行うことにより、これらのグランド本体部４１をプラグ側保持体３０で保持する。この一体モールド成形の際、プラグ側保持体３０が連結されているグランド板４０は、連結片部４２がまだ屈曲されておらず、該プラグ側連結部材５０の板面が上下方向（Ｚ軸方向）に対して直角をなしている。

次に、コネクタ幅方向でのグランド板４０の両端部を屈曲してプラグ側連結部材５０をプラグ側保持体３０の端面に近接して対面させる（図１ないし図３（Ａ）参照）。そして、プラグ側保持体３０の端子収容部３３にプラグ端子２０を下方から圧入して、該プラグ端子２０の圧入突起２４Ａを端子収容部３３の内壁面に喰い込ませることにより、該プラグ端子２０がプラグ側保持体３０に保持され、コネクタ１が完成する。

［コネクタ２の構成］
コネクタ２は、コネクタ１と全く同じ構成をなしているので、コネクタ１の各部と同じ符号を付して、説明を省略する。

［中間コネクタ３の構成］
中間コネクタ３は、後述するように、第二端子としてのレセプタクル端子９０が設けられたレセプタクルコネクタである。該中間コネクタ３は、上記実装面に対して平行なＹ軸方向を長手方向として延びる略直方体外形をなしている。該中間コネクタ３は、該長手方向を配列方向として配列される複数（本実施形態では１２個）のレセプタクル側接続体６０（図３（Ｂ）参照）と、上記配列方向（Ｙ軸方向）で上記複数のレセプタクル側接続体６０の配列範囲にわたって延び、該複数のレセプタクル側接続体６０を連結保持する金属板製のレセプタクル側連結部材１３０（図３（Ｂ）参照）とを有している。

レセプタクル側接続体６０は、図３（Ｂ）及び図６（Ａ），（Ｂ）に見られるように、後述する二つの接続ブレード７０（図６（Ａ），（Ｂ）参照）と、該二つの接続ブレード７０をそれらの板面が平行となるようにして収容保持する電気絶縁材製のレセプタクル側保持体１２０とを有している。

接続ブレード７０は、図６（Ａ），（Ｂ）にて一部（下部）が示されているように、電気絶縁材製の板状の絶縁板８０と、該絶縁板８０に一体モールド成形により配列保持される複数のレセプタクル端子９０と、絶縁板８０の両側の板面に対向するように設けられた外側グランド板１００及び内側グランド板１１０とを有している。該接続ブレード７０は、上下対称の構成をなしている。

複数のレセプタクル端子９０は、金属板部材を板厚方向に打ち抜いて作られており、全体形状が上下方向（Ｚ軸方向）で直状に延びた帯片状をなしている。該レセプタクル端子９０は、その板面がレセプタクル側接続体６０の配列方向（Ｙ軸方向）に対して直角となる姿勢でコネクタ幅方向（Ｘ軸方向）に配列されている。図４（Ａ），（Ｂ）及び図５（Ｂ）に見られるように、レセプタクル端子９０の端子幅寸法（Ｘ軸方向での寸法）は、プラグ端子の端子幅寸法よりも大きくなっている。

複数のレセプタクル端子９０は、信号端子９０Ｓ又はグランド端子９０Ｇとして使用される。レセプタクル端子９０は、コネクタ１，２のプラグ端子２０に対応して位置しており、互いに隣接する二つの信号端子９０Ｓがグランド端子９０Ｇを挟んで位置するように配列されている。図４（Ａ），（Ｂ）では、二つの信号端子９０Ｓ及び一つのグランド端子９０Ｇのみが示されている。

本実施形態では、レセプタクル端子９０の配列方向（Ｘ軸方向）でグランド端子９０Ｇに対して一方の側（図４（Ａ），（Ｂ）ではＸ２側）で隣接して位置する二つの信号端子９０Ｓは、上下方向での中間位置で互いに交差するクロスペアを形成する。また、グランド端子９０Ｇに対して他方の側（図４（Ａ），（Ｂ）ではＸ１側）で隣接して位置する二つの信号端子（図示せず）は、互いに交差する異なる上下方向で直状に延びるストレートペアを形成している。本実施形態では、このように、上記二つの信号端子９０Ｓをストレートペア及びクロスペアとすることにより、信号端子９０Ｓで高速差動信号が伝送されるようになっている。

以下、信号端子９０Ｓとグランド端子９０Ｇとを特に区別する必要がない場合には、単に「レセプタクル端子９０」として構成を説明する。また、信号端子９０Ｓとグランド端子９０Ｇとを区別して説明する必要があるときは、信号端子９０Ｓの各部の符号には「Ｓ」をグランド端子９０Ｇの各部の符号には「Ｇ」を付すものとする。

クロスペアを形成する一対の信号端子９０Ｓは、図４（Ａ），（Ｂ）に見られるように、その板厚方向（図４（Ａ），（Ｂ）でのＹ軸方向）に弾性変位可能な弾性腕部９１Ｓ及び弾性腕部９２Ｓが、該信号端子９０Ｓの上端側及び下端側にそれぞれ形成されており、該弾性腕部９１Ｓと弾性腕部９２Ｓとが、上下方向に延びる中間線路部９３Ｓによって連結されている。

信号端子９０Ｓの上端側（Ｚ１側）に位置する弾性腕部９１Ｓは、上端部（自由端部）で板厚方向に屈曲されてＹ軸方向で一方の側（図４（Ａ），（Ｂ）ではＹ１側）へ突出した突状接点部９１ＡＳが形成されている。また、弾性腕部９２Ｓは、下端部（自由端部）で板厚方向に屈曲されてＹ軸方向での上記一方の側（図４（Ａ），（Ｂ）ではＹ１側）へ突出した突状接点部９２ＡＳが形成されている。また、クロスペアをなす一対の信号端子９０Ｓの中間線路部９３Ｓは、図４（Ａ），（Ｂ）に見られるように、上下方向での中央域で一方の中間線路部９３Ｓと他方の中間線路部９３Ｓとが板厚方向で離間する方向に屈曲されることにより非接触で交差している。

ストレートペアをなす一対の信号端子（図４（Ａ），（Ｂ）では図示せず）は、クロスペアをなす信号端子９０Ｓの中間線路部９３Ｓを、互いに交差することなく直状をなして上下方向に延びる中間線路部に代えたような形状をなしている。

グランド端子９０Ｇは、図４（Ａ），（Ｂ）に見られるように、クロスペアの信号端子９０Ｓの弾性腕部９１Ｓ，９２Ｓと同形状の弾性腕部９１Ｇ，９２Ｇを有するとともに、上下方向に直状をなして延びる中間線路部９３Ｇが弾性腕部９１Ｇ，９２Ｇ同士を連結している。該中間線路部９３Ｇは、信号端子９０Ｓの中間線路部９３Ｓよりも端子幅が大きく形成されている。

レセプタクル端子９０の弾性腕部９１は上側保持体１２０Ａの後述の受入部１２５Ａ内にて、また、弾性腕部９２は下側保持体１２０Ｂの後述の受入部１２５Ｂ内にて、Ｙ軸方向で弾性変位可能に位置している。また、弾性腕部９１，９２の突状接点部９１Ａ，９２Ａは、受入部１２５Ａ，１２５Ｂへ向けて突出するように位置する。

外側グランド板１００は、図６（Ａ），（Ｂ）に見られるように、レセプタクル端子９０に対してＹ軸方向での外側、すなわち、Ｙ軸方向にて後述の受入部１２５Ｂとは反対側に位置しており、一方、内側グランド板１１０は、レセプタクル端子９０に対して内側、Ｙ軸方向にて受入部１２５Ｂ側に位置している。

外側グランド板１００は、上下方向にて、レセプタクル端子９０の上側の弾性腕部９１Ｇの中間位置から下側の弾性腕部９２Ｇの中間位置にまでわたる範囲で延びている（図６（Ａ），（Ｂ）をも参照）。内側グランド板１１０は、上下方向にて、レセプタクル端子９０の中間線路部９３のほぼ全域にわたる範囲で延びている（図６（Ａ），（Ｂ）をも参照）。また、外側グランド板１００及び内側グランド板１１０は、レセプタクル端子９０の配列方向（Ｘ軸方向）でのグランド端子９０Ｇに対応する位置で該グランド端子９０Ｇ側へ向けて屈曲されて突出する部分（図示せず）を有しており、その突出部分でグランド端子９０Ｇの板面に接触して電気的に導通可能となっている。外側グランド板１００及び内側グランド板１１０は、例えば、超音波溶着等により絶縁板８０に取り付けられている。

接続ブレード７０は、次の要領で製造される。まず、レセプタクル端子９０を、一つのグランド端子９０Ｇ、クロスペアをなす二つ信号端子９０Ｓ、一つのグランド端子９０Ｇ、そしてストレートペアをなす二つ信号端子９０Ｓと、順に繰り返し配列した状態で、成形金型（図示せず）内に配置する。次に、成形金型内に形成された空間へ樹脂を注入して、レセプタクル端子９０と絶縁板８０とを一体モールド成形した後、両成形金型を抜去することにより接続ブレード７０の半製品が得られる。さらに、該半製品の両方の板面に外側グランド板１００及び内側グランド板１１０を該半製品のそれぞれ対応する板面に取り付けることにより、接続ブレード７０が完成する。

レセプタクル側保持体１２０は、図３（Ｂ）に見られるように、上下方向での中央位置で分割されており、上半部をなす上側保持体１２０Ａと、下半部をなす下側保持体１２０Ｂとを有している。上側保持体１２０Ａと下側保持体１２０Ｂとは、図３（Ｂ）に見られるように、上下方向でほぼ対称な形状をなしている。

上側保持体１２０Ａは、図３（Ｂ）に見られるように、上下方向に延びる略四角筒状をなしており、コネクタ幅方向（Ｘ軸方向）に延びる二つの側壁１２１Ａと、レセプタクル側接続体６０の配列方向（Ｙ軸方向）に延び該二つの側壁１２１Ａの端部同士を連結する端壁１２２Ａと、二つの側壁１２１Ａ同士間でコネクタ幅方向に延び二つの端壁１２２Ａの内壁面同士を連結する中央壁（図示せず）とを有している。該中央壁の上端面は、側壁１２１Ａ及び端壁１２２Ａの上端面よりも下方に位置している。上側保持体１２０Ａの上端側には、二つの側壁１２１Ａの内壁面、二つの端壁１２２Ａの内壁面及び中央壁の上端面によって囲まれるとともに上方へ開放された空間は、コネクタ２のプラグ側接続体１０の嵌合部を上方から受け入れる受入部１２５Ａを形成している。また、それぞれの側壁１２１Ａと上記中央壁との間で上下方向に貫通した空間は、接続ブレード７０の上半部を収容する上側収容部（図示せず）を形成している。

下側保持体１２０Ｂは、上側保持体１２０Ａを上下反転させたような形状をなしている。下側保持体１２０Ｂの各部の形状については、上側保持体１２０Ａにて対応する部分の符号中の「Ａ」を「Ｂ」に置き換えた符号を付して説明を省略する。また、上側保持体１２０Ａの中央壁及び上側収容部は、いずれの図にも示されていないが、図６（Ａ），（Ｂ）では、下側保持体１２０Ｂの中央壁は符号「１２３Ｂ」を、また、下側保持体１２０Ｂの下側収容部は符号「１２４Ｂ」を付されて示されている。

レセプタクル側接続体６０は、二つの接続ブレード７０の上半部が上側保持体１２０Ａの上側収容部に収容保持されるとともに、該二つの接続ブレード７０の下半部が下側保持体１２０Ｂの下側収容部１２４Ｂに収容保持されることにより、組み立てられる。具体的には、二つの接続ブレード７０の上半部を上側保持体１２０Ａの二つの上側収容部へ下方から挿入するとともに、該二つの接続ブレード７０の下半部を下側保持体１２０Ｂの二つの下側収容部へ上方から挿入する。このとき、二つの接続ブレード７０は、二つの接続ブレード７０を内側グランド板１１０同士が対向するような姿勢で上側収容部及び下側収容部１２４Ｂで保持される。また、上側保持体１２０Ａ及び下側保持体１２０Ｂのそれぞれに係止部を設けるとともに、接続ブレード７０に該係止部に上下方向で係止可能な被係止部を設けて、係止部と被係止部との上下方向での係止により、接続ブレード７０の抜けが防止されるようになっていることが好ましい。

レセプタクル側連結部材１３０は、レセプタクル側接続体６０の配列範囲全域にわたってＹ軸方向に延びる金属板部材として形成されている。該レセプタクル側連結部材１３０は、図３（Ｂ）に見られるように、上下方向でのレセプタクル側接続体６０の中央域にて、コネクタ幅方向（Ｘ軸方向）での該レセプタクル接続体６０の両端部に対応して設けられており、該レセプタクル側連結部材１３０の板面がコネクタ幅方向に対して直角をなすように配置されている。

図３（Ｂ）に見られるように、該レセプタクル側連結部材１３０は、コネクタ幅方向での上側保持体１２０Ａの端部と下側保持体の端部によって上下方向で挟まれるように位置しており、例えば、両保持体１２０Ａ，１２０Ｂの両端部に形成された被係止部に対して、レセプタクル側連結部材１３０に形成された係止部が上下方向に係止することにより、レセプタクル側保持体１２０を保持する。

［中間コネクタ３の組立て］
中間コネクタ３は、レセプタクル側連結部材１３０によって複数のレセプタクル側接続体６０を連結保持することによって、組み立てられる。具体的には、各レセプタクル側接続体６０の組立ての際、二つの接続ブレード７０に対して、上方から上側保持体１２０Ａをそして下方から下側保持体１２０Ｂを組み付けるのと同時に、上述した要領で、上側保持体１２０Ａ及び下側保持体１２０Ｂをレセプタクル側連結部材１３０に取り付けることにより完成する。

［コネクタ嵌合動作］
まず、コネクタ１，２をそれぞれ対応する回路基板の対応回路部へ実装する。具体的には、コネクタ１，２に設けられたプラグ端子２０の接続部２１を回路基板の対応回路部へ半田接続する。

次に、図１及び図６（Ａ）に示されるように、コネクタ１の嵌合壁部３２（嵌合部）が基部３１から上方へ向けて延びるような姿勢とするとともに、中間コネクタ３の各レセプタクル側接続体６０に形成された下側の受入部１２５Ｂが下方へ開口した姿勢として、該中間コネクタ３をコネクタ１の上方位置へもたらす。そして、各レセプタクル側接続体６０の受入部１２５Ｂを、それぞれ対応するプラグ側接続体１０の嵌合壁部３２に対応させて位置させる。

次に、中間コネクタ３を下方へ移動させて、各レセプタクル側接続体６０をそれぞれ対応するプラグ側接続体１０に上方から嵌合させる。このとき、各プラグ側接続体１０の嵌合壁部３２は、上記配列方向で対向するレセプタクル端子９０の弾性腕部９２を互いに離れる方向に弾性変位させて、すなわち該弾性腕部９２同士間を押し広げるようにして、受入部１２５Ｂに下方から進入する。

図６（Ｂ）に見られるように、プラグ側接続体１０とレセプタクル側接続体６０とが嵌合すると、プラグ端子２０の接触腕部２２とレセプタクル端子９０の弾性変位した突状接点部９２Ａとが互いに接圧をもって接触して電気的に導通する。具体的には、信号端子２０Ｓの接触腕部２２Ｓが信号端子９０Ｓの突状接点部９２ＡＳと接触し（図４（Ｂ）及び図６（Ｂ）参照）、グランド端子２０Ｇの接触腕部２２Ｇがグランド端子９０Ｇの突状接点部９２ＡＧと接触する（図４（Ｂ）参照）。このようにして、全てのプラグ側接続体１０とレセプタクル側接続体６０とが嵌合接続することにより、コネクタ１と中間コネクタ３との嵌合動作が完了する。

次に、図１に見られるように、コネクタ２をコネクタ１に対して上下反転させた姿勢で、中間コネクタ３の上方に位置させ、上述した、コネクタ１と中間コネクタ３との嵌合動作と同じ要領で、コネクタ２を中間コネクタ３に嵌合接続させる。この結果、図２に見られるように、中間コネクタ３に対して、コネクタ１が下方からそしてコネクタ２が上方から嵌合接続されることにより、コネクタ１とコネクタ２とが中間コネクタ３を介して電気的に導通する。

コネクタ１と中間コネクタ３との嵌合接続状態では、図５（Ａ），（Ｂ）に見られるように、レセプタクル端子９０の弾性腕部９２が弾性変位した状態のもと、該弾性腕部９２の突状接点部９２Ａが、プラグ端子２０の接触腕部２２の上下方向中間位置で該接触腕部２２に接圧をもって接触している。このとき、接触腕部２２にて、上下方向で接触腕部２２と突状接点部９２Ａとの接触位置から該接触腕部２２の自由端（上端）までにわたる範囲にスタブ範囲Ｓが形成され、該スタブ範囲Ｓで上下方向に延びる部分がスタブ部２２Ａをなす。

本実施形態では、既述したように、プラグ端子２０の接触腕部２２が、自由端へ向かうにつれて端子幅寸法（Ｘ軸方向での寸法）を減ずるような先細り形状となっている。接触腕部２２がこのような先細り形状をなしていることにより、一つの信号端子２０Ｓのスタブ部２２Ａにおいて、該スタブ部２２Ａの自由端側へ向かうにつれて、隣接する信号端子２０Ｓやグランド端子２０Ｇとの距離が大きくなり、また、隣接するグランド板４０との対向面積が小さくなる。したがって、スタブ部２２Ａの自由端へ向かうにつれて、該スタブ部２２Ａでのキャパシタンスが大きくなり、その結果、インピーダンスが小さくなる。

そして、本実施形態では、スタブ部２２Ａを、上下方向での中央位置を境界として自由端側範囲Ｓ１と基端側範囲Ｓ２とに二分したとき、上記プラグ端子２０の配列状態にて、自由端側範囲Ｓ１における上下方向での任意位置のインピーダンスが、基端側範囲Ｓ２における上下方向の任意位置のインピーダンスよりも大きくなっている。

したがって、スタブ部２２Ａで共振を生じる信号の周波数が高くなるので、伝送される信号が該共振によって受ける影響をきわめて小さくすることができる。また、このインピーダンスの大小関係は、上記スタブ部２２Ａの長さに関係なく成立するので、該スタブ部２２Ａの長さ、換言すると、有効嵌合長を大きく設定しても、信号伝送特性が低下しにくい。このように本実施形態によれば、十分な有効嵌合長を確保しつつ、信号伝送特性の低下を良好に抑制することができる。

ここでは、図５（Ａ），（Ｂ）を参照しながらコネクタ１のプラグ端子２０と中間コネクタ３のレセプタクル端子９０との間での信号伝送特性の低下の抑制について説明したが、既述したようにコネクタ２もコネクタ１と同じ構成を有しているので、コネクタ２のプラグ端子２０と中間コネクタ３のレセプタクル端子９０との間においても、十分な有効嵌合長を確保しつつ信号伝送特性の低下が抑制されることは言うまでもない。

本実施形態では、プラグ端子２０の接触腕部２２は、自由端側へ向かうにつれて端子幅寸法（Ｘ軸方向での寸法）を減ずるような先細り形状であることしたが、これに代えて、あるいは、これとともに、接触腕部２２を端子配列方向（Ｙ軸方向）に見たときに、自由端側へ向かうにつれて板厚寸法を減じるような先細り形状となっていることとしてもよい。このように、接触腕部２２を端子配列方向で見たときに先細り形状となるようにした場合、一つの信号端子２０Ｓのスタブ部２２Ａにおいて、該スタブ部２２Ａの自由端側へ向かうにつれて、隣接する信号端子２０Ｓやグランド端子２０Ｇとの対向面積が小さくなり、また、隣接するグランド板４０との距離が大きくなる。したがって、スタブ部２２Ａの自由端へ向かうにつれて、該スタブ部２２Ａでのキャパシタンスが大きくなり、その結果、インピーダンスが小さくなる。

本実施形態では、プラグ端子２０の一部の端子及びレセプタクル端子９０Ｇの一部の端子がグランド端子として使用されることとしたが、グランド端子として使用することは必須ではなく、全ての端子を信号端子として使用してもよい。また、本実施形態では、グランド板４０、外側グランド板１００、内側グランド板１１０は端子配列範囲の全域にわたって設けられていることとしたが、これに代えて、端子配列範囲の一部にわたって設けられていてもよい。

本実施形態では、プラグコネクタとしての二つのコネクタ１，２同士がレセプタクルコネクタとしての中間コネクタ３を介して接続されるコネクタ組立体について説明したが、これに代えて、本発明が適用できるコネクタ組立体の形態はこれに限られない。例えば、本発明を、回路基板用コネクタとしての一つのプラグコネクタと、他の回路基板用コネクタとしての一つのレセプタクルコネクタとを有するコネクタ組立体に適用してもよい。

本実施形態では、本発明を、両方の回路基板の実装面に対して直角な方向でコネクタ同士が挿抜される電気コネクタ組立体に適用する例について説明したが、本発明は、例えば、一方の回路基板の実装面に対しては直角な方向、かつ、他方の回路基板の実装面に対して平行な方向をコネクタ挿抜方向とする電気コネクタ組立体、すなわち、いわゆるライトアングル電気コネクタを有する電気コネクタ組立体にも適用可能である。また、本発明は、例えば、両方の回路基板の実装面に対して平行な方向をコネクタ挿抜方向とする電気コネクタ組立体にも適用可能である。

１，２ コネクタ（第一電気コネクタ） ４０グランド板
３ 中間コネクタ（第二電気コネクタ） ９０ レセプタクル端子（第二端子）
２０ プラグ端子（第一端子） ９１Ａ，９２Ａ 突状接点部
２０Ｇ グランド端子 Ｓ１ 自由端側範囲
２２ 接触腕部 Ｓ２ 基端側範囲
２２Ａ スタブ部

Claims (7)

1. 互いに挿抜可能に接続される第一電気コネクタと第二電気コネクタとを有する電気コネクタ組立体において、
   上記第一電気コネクタは、上記第二電気コネクタとの挿抜方向に対して直角な一方向を配列方向として配列された複数の第一端子を有し、
   該第一端子は、コネクタ嵌合側に位置する自由端部に、上記挿抜方向に沿って直状に延びる接触腕部を有しており、
   上記第二電気コネクタは、上記第一端子の配列方向と同じ方向に配列された複数の第二端子を有し、
   該第二端子は、コネクタ嵌合側に位置する自由端部に、上記第一端子の上記接触腕部の上記挿抜方向での中間部に接触可能な突状接点部を有しており、
   上記第一端子の接触腕部は、上記第二端子の突状接点部との接触位置から該接触腕部の自由端までにわたって上記挿抜方向に延びるスタブ部を、該スタブ部の上記挿抜方向での中央位置を境界として自由端側範囲と基端側範囲とに二分したとき、上記第一端子の配列状態にて、上記挿抜方向での上記スタブ部の自由端側範囲における任意位置のインピーダンスが上記挿抜方向での上記スタブ部の基端側範囲における任意位置のインピーダンスよりも大きくなっていることを特徴とする電気コネクタ組立体。
2. 上記第一端子の上記接触腕部は、基端側から自由端側へ向けて先細り形状となっていることとする請求項１に記載の電気コネクタ組立体。
3. 上記第一端子の上記接触腕部は、該第一端子の配列方向での寸法である幅寸法を上記挿抜方向で基端側から自由端側へ向けて減ずるような先細り形状となっていることとする請求項２に記載の電気コネクタ組立体。
4. 上記第一端子の上記接触腕部は、端子配列方向に見たときに、上記挿抜方向で基端側から自由端側へ向けて先細り形状となっていることとする請求項２又は請求項３に記載の電気コネクタ組立体。
5. 複数の第一端子のうちの一部の端子がグランド端子であることとする請求項１ないし請求項４に記載の電気コネクタ組立体。
6. 第一電気コネクタは、複数の第一端子の配列範囲の少なくとも一部の範囲に、該第一端子の接触腕部と並行するように配されたグランド板を有していることとする電気コネクタ組立体。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電気コネクタ組立体にて第一電気コネクタとして用いられていることを特徴とする電気コネクタ。

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