JPH0795460B2 - プラグインコネクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ブックシェルフ実装に適合するプラグインコ
ネクタに関し、電気と光若しくは同軸との複合コネクタ
として多種多様な接続要求に柔軟に対処し得るよう工夫
したものである。

＜従来の技術＞ プラグインコネクタとは、パッケージボードをブックシ
ェルフ形式でユニットに実装するユニット実装におい
て、各種部品を搭載したパッケージボードと、ユニット
の裏面に設けられた裏面配線板とを接続するコネクタで
あって、パッケージボードをユニットに挿入／抜去する
プラグイン操作により接続を行うコネクタである。ユニ
ットの各部の寸法公差は普通ミリオーダである。プラグ
インコネクタでは、挿入／抜去という簡単なプラグイン
操作で、比較的大きい寸法公差をひろって良好な接続を
実現しなければならない。

従来のプラグイン形式の電気コネクタの一例を第６図に
示す。同図に示すように、裏面コネクタ81はハウジング
82と雄形の電気端子６とからなる。このうち、ハウジン
グ82は裏面配線板12に端子ごと半田等で固定されてい
る。また、ハウジング82にはガイドテーパ83が設けられ
ている。パッケージコネクタ84は、固定ネジ24等により
パッケージボード11に固定されており、かつハウジング
85の内部にばね性を有する雌形の電気端子７を保持して
いる。

かくて、パッケージボード11をユニット（図示せず）に
挿入して行くと、パッケージコネクタ84の前部が、裏面
コネクタ81のガイドテーパ83によりガイドされてユニッ
トの寸法公差をひろい、パッケージコネクタ84が裏面コ
ネクタ81に合うように移動して位置決めが行われる。さ
らにパッケージボード11を挿入して行くと、裏面コネク
タ81の電気端子６がパッケージコネクタ84の電気端子に
嵌合して電気の接続が完了する。

このように、従来のプラグイン電気コネクタでは、パッ
ケージコネクタ84はパッケージボード11に、裏面コネク
タ81は裏面配線板12にそれぞれ固定されており、かつハ
ウジング同士のガイドにより相互のコネクタの位置決め
を行う構造であった。

電気の場合は端子の金属部の接触により接続を行うのに
対し、光の場合はプラグとジャックの内部に保持された
光ファイバの先端同士を接触させかつ光ファイバの中心
軸を一致させること（光軸合せ）により接続する。この
光軸合せは、光の伝送が光ファイバのコア部分（シング
ルモードファイバで10μｍ程度）で行われるため、軸合
せの精度は電気コネクタの位置合せ精度に比べて高いミ
クロンオーダの精度が要求される。このような高精度を
有する光コネクタ接続をプラグイン形式で実現し良好な
特性を得るために、プラグインコネクタでは裏面コネク
タを浮動構造として精度の良い位置決めを行うことが必
要になる。

また同軸の場合も、光と同様な手法により接続する。即
ち、プラグとジャックの内部に保持されたそれぞれの中
心導体と外部導体同士を中心軸が一致するよう接触させ
ることにより接続する。このため同軸のプラグ及びジャ
ックの外径形状をそれぞれ光プラグ及びジャック形状と
同様にすることにより、プラグイン光コネクタをそのま
ま同軸の接続に用いることができる。このため同軸と光
で差異が無い場合については、以下では同軸の接続に関
する説明は光の接続に関する説明で行うこととする。

従来のプラグイン形式の光コネクタの一例を第７図に示
す。同図に示すように、プラグイン光コネクタ９はパッ
ケージボード11に固定されるパッケージコネクタ91と、
裏面配線板12に実装される裏面コネクタ92とからなる。
このうち、パッケージコネクタ91は、ハウジング94と、
ハウジング94内に保持されるジャック５及びガイド穴95
を有し、パッケージボード11に固定ネジ24で固定されて
いる。一方、裏面コネクタ92は、裏面ハウジング93、プ
ラグ４、ガイドピン96及び浮動ネジ97を有する。このと
き、裏面ハウジング93は浮動ネジ97により裏面配線板12
に浮動固定されている。即ち、浮動ネジ97は、先端の固
定部971、中央部の浮動保持部972及び後部の押え部973
からなり、固定部971が裏面配線板12にネジ形式等で固
定されるようになっている。裏面ハウジング93は浮動ネ
ジの固定部971と押え部973とにより保持されるが、浮動
保持部972と裏面ハウジング93の穴部98との間に間隙を
設けているため、裏面ハウジング93はこの間隙分だけ裏
面配線板12の面方向に浮動して保持される。プラグ４は
裏面配線板12を貫通して先端部41が突出しており、前記
裏面ハウジング93の浮動保持を妨げないように、プラグ
貫通穴121の内径をプラグ４の外径より大きくしてあ
る。このガイドピン96は、先端が面取りが施されたガイ
ド部961となっており、しかも、精後端部はハウジング
にインサートモールドされている（図示せず）。

かかるプラグインコネクタにおいては、パッケージボー
ド11がユニットの寸法公差により多少ずれた位置に挿入
されても、裏面コネクタ92のガイドピン96の先端のガイ
ド部961がパッケージコネクタ91のガイド穴95に嵌合
し、この嵌合により浮動保持されている裏面コネクタ93
がガイドされて移動し正確に所定位置に配置される。即
ち、パッケージコネクタ91に合うように裏面配線板12の
面方向に移動して、パッケージコネクタ91に対する所定
の位置に位置決めされる。ガイドが完了した状態では、
裏面コネクタ92とパッケージコネクタ91との面方向相対
位置ずれはガイドピン96とガイド穴95のクリアランス程
度となる。さらにパッケージボード11を挿入していくこ
とによりパッケージコネクタ91のジャック５の先端部51
と裏面コネクタ92のプラグ４の先端部とがと裏面コネク
タ92のプラグ４の先端部とが嵌合して光の接続が実現さ
れる。

以上詳説したように、電気コネクタでは、電気端子６が
裏面配線板12に固定され、ハウジング82のガイドテーパ
83によりパッケージ及び裏面コネクタ84,81が整列し、
その後、電気端子６が接触して電気の接続が実現され
る。これに対して光コネクタでは裏面コネクタ92を浮動
構造とし、ガイドピン96のガイド作用と裏面ハウジング
93の浮動構造とにより、パッケージ及び裏面コネクタ9
1,92を正確に整列させ、その後プラグ４とジャック５を
嵌合させて、ミクロンオーダの光軸合せを達成してい
る。

＜発明が解決しようとする課題＞ 以上のように、電気と光とでは、接続様式が異なるた
め、従来のブックシェル実装では、光と電気とは個別の
プラグインコネクタとし、必要に応じてプラグイン光コ
ネクタとプラグイン電気コネクタをそれぞれ使う構成と
なっていた。

従って、従来のプラグインコネクタにより電気および光
の接続を行う際には、それぞれ個別の電気コネクタと光
コネクタをパッケージボード上に搭載して信号のコネク
タ接続を行っていた。このためそれぞれのコネクタの固
定スペースや互いに干渉しないような適当なスペースが
それぞれのコネクタ分だけ必要となり、コネクタの端子
スペースが狭くなって電気端子数やプラグ／ジャック数
が制限され、実装上効率的でないという欠点があった。
また、多種多様な端子種類や端子数の要求がでてくる場
合、電気と光のそれぞのコネクタを多品種開発する必要
があるため、要求に柔軟に対応できないという欠点があ
った。

本発明は、上記従来技術に鑑み、電気と光若しくは同軸
との複合コネクタとし、電気と光という異なる形態の接
続を可能にするプラグインコネクタを提供することを目
的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための本発明の構成は、 各種部品を搭載したパッケージボードと、このパッケー
ジボードをブックシェルフ形式で実装するユニットの裏
面に設けられた裏面配線板とを接続するプラグインコネ
クタにおいて、 パッケージボードに固定されるパッケージコネクタと、
裏面配線板に実装される裏面コネクタとを有するととも
に、 前記パッケージコネクタはハウジング、ハウジング内に
保持される光または同軸のジャック、電気端子、ガイド
穴及びガイドテーパを有し、 前記裏面コネクタは前記裏面配線板をその両側からはさ
む第１のハウジング及び第２のハウジングを有してお
り、 しかも第１のハウジングは裏面配線板に固定されかつ前
記パッケージコネクタの電気端子と接続する電気端子を
保持するとともに、前記ガイドテーパと嵌合するガイド
テーパ、ガイドピン貫通穴及びプラグ貫通穴を有して裏
面配線板に固定され、 第２のハウジングは前記プラグ貫通穴より小さくかつ前
記プラグ貫通穴を貫通して前記ジャックと嵌合・接続さ
れる光または同軸のプラグ及びガイドピンを有するとと
もに、第２のハウジングに固定される固定部、前記ガイ
ドピン穴より小さい径であって前記ガイドピン貫通穴を
貫通する円筒部及びこれに続く前記ガイドピン貫通穴よ
り大きい径の段部を有する浮動保持部及び前記パッケー
ジコネクタのガイド穴と嵌合するガイド部を有して、ガ
イドピンの浮動保持部により第１のハウジングに対して
浮動保持されるようになっていることを特徴とする。

＜作用＞ 上記構成の本発明によれば、パッケージボードとユニッ
トの裏面配線板との信号の接続において、プラグイン形
式で光と電気の一括接続が可能になる。

即ち、パッケージボードをユニットに装着していく場
合、浮動している裏面のハウジングのガイドピンの先端
のガイド部が、パッケージハウシングのガイド穴により
ガイドされて嵌合する。これにより、パッケージボード
の位置に対して正確な位置に裏面ハウジングの位置が決
まり、光のプラグとジャックの中心軸を一致させること
が可能な程度に正確な位置決めが可能になる。パッケー
ジボードを挿入して行くと、光のプラグとジャックが嵌
合し、接続が完了する。さらに、前面ハウジングのガイ
ドテーパがパッケージハウジングのガイドテーパと嵌合
することにより、パッケージハウジングが裏面配線板、
従って裏面ハウジングに固定されている電気端子に対し
て正確な位置に位置決めされる。これによりパッケージ
ハウジングの電気端子と裏面配線板前面ハウジングの電
気端子とが嵌合可能な配置となる。さらに、パッケージ
を挿入することにより、電気の接続が完了する。

＜実 施 例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図に本発明の一実施例の斜視図を、第２図に一部断
面視した図を示す。両図に示すように、各種部品を搭載
したパッケージボード11はブックシェルフ形式でユニッ
ト１に実装してユニット１の裏面に設けられた裏面配線
板12と接続するようになっている。プラグインコネクタ
はパッケージボード11に固定されるパッケージコネクタ
２と、裏面配線板12に実装される裏面コネクタ３とから
なる。このうちパッケージコネクタ２はハウジング21、
ハウジング21内に保持されたジャック５、雌形の電気端
子７、ガイド穴22、ガイドテーパ23及びガイドピン収納
部25を有し、固定ネジ24でパッケージボード11へ固定さ
れている。一方、裏面コネクタ３は、第１のハウジング
31及び第２のハウジング32からなり、第１のハウジング
31と第２のハウジング32の間に裏面配線板12をはさむ構
造となっている。このうち第１のハウジング31は、電気
端子６、ガイドテーパ311、ガイドピン貫通穴312及びプ
ラグ貫通穴121を有し、電気端子６が第１のハウジング3
1と裏面配線板12とに圧入されることにより、裏面配線
板12へ摩擦係止されている。また、第２のハウジング32
は、プラグ４及びガイドピン33を有する。プラグ４は、
裏面配線板12のプラグ貫通穴121と第１のハウジング31
のプラグ貫通穴313を貫通して先端41が突出している。
ガイドピン33は、第２のハウジング32に固定される固定
部331、浮動保持部332及びガイド部333からなり、固定
部331が第２のハウシング32に固定されている。浮動保
持部332は、第２のハウジング31のガイドピン貫通穴312
より小さい径の円筒部334と、これに続くガイドピン貫
通穴312より大きい径の段部335とからなる。この段部33
5と第２のハウジング前面321とで裏面配線板12と第１の
ハウジングの底面314をはさむ構造となっている。ガイ
ドピン33の浮動保持部332の外径はガイドピン貫通穴312
の内径より小さいため、ガイドピン33とガイドピン貫通
穴312との間には間隙がある。この間隙により、第２の
ハウジング32は第１のハウジング31に間隙を持って浮動
保持される。なお段部335はコネクタ嵌合時にはパッケ
ージハウジング21のガイドピン収納部25に納まる形状と
なっている。

かかるプラグインコネクタにおいて、パッケージボード
11をユニット１に挿入して行く時、まず裏面コネクタ３
の第２のハウジング32のガイドピン33の先端のガイド部
333が、パッケージハウジング21に設けたガイド穴22に
ガイドされ嵌合していく。パッケージボード11がユニッ
ト１の寸法公差により多少ずれた位置に挿入された場合
でも、パッケージボード11を挿入していくとガイドピン
33とガイド穴22とが嵌合しガイドピン33がガイド穴22に
より位置を規制されて、浮動構造である第２のハウジン
グ32がパッケージコネクタ12の配置にあわせて移動して
位置ずれをひろう。このようにして、ガイドピン33とガ
イド穴22とのクリアランス程度の位置のずれ内で、第２
のハウジング32の位置がパッケージコネクタ２の位置に
対して決まる。さらにパッケージボード11を挿入する
と、ガイドピン33とガイド穴22とが嵌合しているので裏
面配線板12の面方向に対する相対位置は保持した状態の
まま、次にパッケージコネクタ２の前部のガイドテーパ
23が第１のハウジング31のガイドテーパ311によりガイ
ドされる。これにより、パッケージコネクタ２がユニッ
ト１の寸法公差をひろって第１のハウジングと31と嵌合
し、パッケージコネクタ２と第１のハウジング31との位
置決めが行われる。このようにして、第１のハウジング
31とパッケージコネクタ２及び第２のハウジング32とパ
ッケージコネクタ２との位置決めが行われる。

プラグ４とジャック５との嵌合は、ガイドピン33がガイ
ド穴22に嵌合した後に行われる。即ち、ガイドピン33と
ガイド穴22とが嵌合した後では、パッケージコネクタ２
と第２のハウジング32の位置は、所定の配置（ジャック
５の先端51とプラグ４の先端41が嵌合できる位置）に位
置決めされている。従ってパッケージボード11の挿入と
ともに、プラグ４とジャック５とが嵌合し、光の接続が
達成される。また電気の接続は、パッケージコネクタ２
と第１のハウジング31とが、ガイドテーパ23とガイドテ
ーパ311とでガイドされ、嵌合した後に行われる。即
ち、パッケージコネクタ２と第１のハウジング31とが嵌
合した後では、パッケージコネクタ２と第１のハウジン
グ31とは所定の配置（パッケージコネクタ２の電気端子
７と、第１のハウジング31の電気端子６が嵌合できる位
置）に位置決めされている。従ってパッケージボード11
の挿入と共に、パッケージコネクタ２の電気端子７と第
１のハウジング31の電気端子６とが嵌合し、電気の接続
が達成される。

本実施例では、裏面コネクタ３の組立は、ガイドピン33
を第１のハウジング31の前面からガイドピン貫通穴312,
122を通して、第２のハウジング32のガイドピン固定穴3
22に挿入し、その後裏面のガイドピン固定ネジ35によっ
て固定することによって行う。固定部331は浮動保持部3
32より細くなっており、この境が段差部337になってい
る。固定部331の後部には固定ネジ35と螺合する雌ネジ
が切ってある。一方、第２のハウジング32のガイドピン
固定穴322は固定部331が隙間なく入る内径であり、ガイ
ドピン33をガイドピン固定穴322に挿入した後、固定ネ
ジ35を取り付けることにより、ガイドピン固定穴322に
段差部337が引っかかり、ガイドピン33が第２のハウジ
ング32に固定される。このような構造とすることによ
り、第２のハウジング32の保守等の作業を、パッケージ
ボード11を抜去することなく、裏面配線板12の裏面から
行うことが可能である。即ち、必要な場合には、固定ネ
ジ35を取り外すことにより、第２のハウジング32を裏面
配線板12から抜去することができる。

なお、上記実施例においてガイドピン33の固定はネジ形
式の代わりに、ボルト・ナット形式（図示せず）として
も良い。またこのような方法の他に、例えばガイドピン
33を第３図（ａ）に示す構造にして、第１のハウジング
31の前面から固定することも可能である。第３図（ａ）
はガイドピン33の浮動保持部332をガイドピン33に設け
た嵌め込み溝336とこれに嵌合するＣリング34（第３図
（ｂ）参照）とにより構成するものである。この構造と
する場合、第２のハウジング32にガイドピン33をインサ
ートモールドしておき、この第２のハウジング32を裏面
配線板12の後ろから挿入した後、予め裏面配線板12に固
定してある第１のハウジング31の前面からＣリング34を
ガイドピン33に嵌め込み溝336と嵌合するように嵌め込
んで、第２のハウジング32を浮動保持することが可能と
なる。

上記実施例では、第１のハウジング31の固定手段は、第
１のハウジング31と裏面配線板12とに圧入した電気端子
６の摩擦係止によっている。即ち、図示していないが、
電気端子６が圧入される第１のハウジング31の端子穴の
内径、及び裏面配線板12の端子穴の内径を電気端子６の
径よりわずかに小さくすることにより、電気端子６を圧
入された状態で第１のハウジング31を裏面配線板12に固
定する構造である。圧入の代わりに、電気端子６の半田
付け等によって固定しても良い。またこのような電気端
子６を利用した固定手段の他に、例えばネジ止めやその
他の固定手段を用いて第１のハウジング31を裏面配線板
12に固定しても良い。第４図は、他の固定手段を用いる
例であり、第１のハウジング316の一部に係止片315を設
け、この係止片315の先端の突起部317により第１のハウ
ジング31を裏面配線板12に固定する構造としたものであ
る。このような構造とすることにより、電気端子数が少
ない場合にも、第１のハウジング31を裏面配線板12に確
実に固定することが可能である。

第５図は、本発明の他の実施例であり、第２のハウジン
グ32のガイドピン33の構造に関するものである。ガイド
ピン33は、パッケージコネクタ２と第２のハウジング32
との位置決めを行うものであるため、ガイドピン33を第
２のハウジング32に固定する際には高い固定精度が要求
される。本実施例は、第２のハウジング32へのガイドピ
ン33の固定を精度良く行うための構造を示したものであ
る。即ち、ガイドピン33の構造は前記第１の実施例とほ
ぼ同様であるが、ガイドピン固定穴322の構造が大きく
異なる。前記実施例ではガイドピン固定穴322は第２の
ハウジング32に直接設けた穴により構成していたが、本
実施例ではインサート部材36を第２のハウジング32にイ
ンサートモールドすることによりガイドピン固定穴322
を構成する。即ち、インサート部材36にガイドピン固定
穴322を予め精度良く設けておき、このインサート部材3
6を第２のハウジング32にインサートモールドして、ガ
イドピン固定穴322を構成する。これにより、第２のハ
ウジング32にガイドピン固定穴322を高精度に設けるこ
とが可能になる。またインサート部材36は金属で製造で
きるので、ガイドピン33の第２のハウジング32への取付
強度を増すことができる。

第５図には、ガイドピン33の段部335の効率的な収納構
造も併せて示している。即ち、第１のハウジング31の底
面314を、ガイドピン33の段部335が納まり、かつガイド
ピン33の浮動により段部335と干渉しない程度の広さで
さぐってガイドピン収納部318を設ける。ただしガイド
ピン33の浮動保持部332の長さは、前記第１の実施例の
浮動保持部の長さに比べてガイドピン収納部318の深さ
分だけ短くする。この構造とすることにより、パッケー
ジハウジング21に設けていた段部収納部25（第２図参
照）をなくすことができるとともに、ガイドピン33の長
さを収納部318の深さ分だけ短くできる。なおこの構造
は第１の実施例にも応用することができる。

＜発明の効果＞ 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明に
よればプラグインコネクタを電気と光または同軸の複合
コネクタとして構成できる。このため、従来、パッケー
ジボード上の電気と光または同軸の信号を裏面配線板に
接続する際には、それぞれ電気コネクタと光または同軸
コネクタの２種類のコネクタをそれぞれ用いる必要があ
ったのに対して、本発明では１つのコネクタですむ。従
って、それぞれのコネクタ分だけ必要であるハウジング
固定スペースや互いに干渉しないような適当なコネクタ
間の間隙を１つのコネクタ分だけに節約でき、その分、
効率的に使える接続スペースを広く取れ、接続端子数を
増やすことができる。また電気と光を１つのコネクタに
搭載できるため、多種多用な接続の要求に対して、それ
ぞれ個別のコネクタを用いて対応する場合に比べてより
柔軟に対応できる等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の一実施例を示すもので、第
１図は本発明のコネクタをユニットに装着した状態を示
す斜視図、第２図は一部断面視した平面図、第３図
（ａ）は第２のハウジングの浮動構造の変形例を示す平
面図、第３図（ｂ）はそのＣリングを抽出して示す側面
図、第４図は第１のハウジングの固定手段の変形例を示
す平面図、第５図はガイドピンの固定構造を説明する他
の実施例を一部断面視した平面図、第６図は従来の電気
のプラグインコネクタの一例を示す一部断面視した平面
図、第７図は従来の光のプラグインコネクタの一例を示
す一部断面視した平面図である。 図面中、 １……ユニット、 11……パッケージボード、 12……裏面配線板、 121……プラグ貫通穴、 122……ガイドピン貫通穴、 ２……パッケージコネクタ、 21……パッケージハウジング、 22……ガイド穴、 23……ガイドテーパ、 24……固定ネジ、 ３……裏面コネクタ、 31……第１のハウジング、 311……ガイドテーパ、 312……ガイドピン貫通穴、 313……プラグ貫通穴、 32……第２のハウジング、 33……ガイドピン、 331……固定部、 332……浮動保持部、 333……ガイド部、 334……円筒部、 335……段部、 35……固定ネジ、 ４……プラグ、 41……プラグ先端、 ５……ジャック、 51……ジャック先端、 98……穴部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金山 和則 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 中埜 賢一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−21879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43087（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−109006（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−152308（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−157279（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各種部品を搭載したパッケージボードと、
   このパッケージボードをブックシェルフ形式で実装する
   ユニットの裏面に設けられた裏面配線板とを接続するプ
   ラグインコネクタにおいて、 パッケージボードに固定されるパッケージコネクタと、
   裏面配線板に実装される裏面コネクタとを有するととも
   に、 前記パッケージコネクタはハウジング、ハウジング内に
   保持される光または同軸のジャック、電気端子、ガイド
   穴及びガイドテーパを有し、 前記裏面コネクタは前記裏面配線板をその両側からはさ
   む第１のハウジング及び第２のハウジングを有してお
   り、 しかも第１のハウジングは裏面配線板に固定されかつ前
   記パッケージコネクタの電気端子と接続する電気端子を
   保持するとともに、前記ガイドテーパと嵌合するガイド
   テーパ、ガイドピン貫通穴及びプラグ貫通穴を有して裏
   面配線板に固定され、 第２のハウジングは前記プラグ貫通穴より小さくかつ前
   記プラグ貫通穴を貫通して前記ジャックと嵌合・接続さ
   れる光または同軸のプラグ及びガイドピンを有するとと
   もに、第２のハウジングに固定される固定部、前記ガイ
   ドピン穴より小さい径であって前記ガイドピン貫通穴を
   貫通する円筒部及びこれに続く前記ガイドピン貫通穴よ
   り大きい径の段部を有する浮動保持部及び前記パッケー
   ジコネクタのガイド穴と嵌合するガイド部を有して、ガ
   イドピンの浮動保持部により第１のハウジングに対して
   浮動保持されるようになっていることを特徴とするプラ
   グインコネクタ。