JPWO2005029650A1 - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

雌コンタクト用ハウジングに埋設されるペア端子を構成する両信号端子の間隔ａとペア端子同士の間隔ｂとの比を、ａ＜ｂとした、主に高周波数の電気信号を伝送する差動伝送用の電気コネクタにおいて、両信号端子が、雌コンタクト用ハウジングを前記両信号端子の間隔ａの１／２に合わせて上下方向に沿って分割したモジュールハウジングの別々に埋設され一体成型されていることにより、両信号端子の間隔ａを、より狭く、且つ、平行に維持する。これにより、クロストークをさらに改善することができる。

Description

本発明は、たとえば、コンピューター、サーバー若しくはバックボード−パッケージ間におけるプリント基板と機器若しくはプリント基板同士の接続用に使用されるコネクタであって、主に高周波数の電気信号を伝送する差動伝送用の電気コネクタに関する。

従来、高速伝送路用の電気コネクタ１１としては、第９図に示すように、雌型コンタクト１２ａ，１２ｂをインサート成型した雌型コンタクト用ハウジング１４と、前記コンタクト１２ａ，１２ｂの接続部を収納孔に圧入により保持する接合ハウジング１５と、前記雌型コンタクトに接合される雄型コンタクト１６を有したバックボードコネクタ１７とから構成されるものが知られている。
前記電気コネクタ１１のノイズ対策として、一つの信号を一対のペア端子１２で構成し、該ペア端子によって高速信号を伝送する差動伝送方式を採用したものが知られている。このペア端子１２においては、信号エネルギーが隣接の端子に漏れるというクロストークがあっても、同相ノイズとして除去されるものである。そして、各ペア端子１２間には、第１０図に示すように、隣接するペア端子へのクロストークを防止するため、グランド端子１３を設置することで、他の信号から又は他の信号へのエネルギーの漏れを防いでいる。
そして、各ペア端子１２同士間における電気信号のクロストーク量を少なくするために、ペア端子間の距離ａを、隣接するペア端子同士間の距離ｂよりも小さくすることが知られている、例えば、日本特開平１１−１８５８８６号、日本特表２００３−５１５８９６号である。
しかし、前記電気コネクタ１１は、クロストークを少なくするためにグランド端子を設けることで解決を図っている。それにより、部品点数が増加し全体の構造が複雑となり、組立コストが嵩むという課題がある。また、高密度実装化が進展して、前記ペア端子１２と該ペア端子同士間に配設されるグランド端子１３との間隔が狭くなり、このグランド端子によって失われる信号エネルギーが大きくなって挿入損失が大きくなるという課題がある。
また、ペア端子１２同士間の間隔ｂも狭くなることから、端子の板厚が薄くなって、プレスイン端子としての端子保持力が確保しにくくなり、端子が曲がりやすかったりプレスイン時に端子の座屈が生じたりする等の課題がある。
更に、前記ペア端子１２のコンタクト１２ａ，１２ｂを、上下方向に配設しているので、プリント基板の回路に至る線路の長さが異なることにより、電気信号の伝播遅延が生じて、当該電気信号によるノイズが発生する、という種々の課題がある。
そこで、第１１図乃至第１２図に示すように、前記一つの電気信号を伝送するペア端子１２を左右方向に列設することで、プリント基板の回路までの線路の長さが同じになるようにして、伝播遅延を解消すると共にノイズの発生を防止し、また、ペア端子１２同士間の距離ｂは、千鳥配置にすることで長距離に配設されて、クロストークを少なくしたものが提案される。
しかしながら、この場合にも、第１２図に示すように、前記ペア端子１２を構成する雌型コンタクト１２ａ，１２ｂが、一つの雌型コンタクト用分割ハウジング（以下、モジュールハウジング）１４ａ，１４ｂ、…にインサート成型により一体成型されるのであるが、高密度実装化によりコンタクト間の間隔が一層狭くなって金型内にその狭い間隔を維持して当該雌型コンタクトのペア端子１２を固定するのが困難となっている。
また、前記間隔ａを狭めるために、この雌型コンタクト１２ａ，１２ｂの板厚が薄くされるので、成型時において溶融樹脂の射出圧力に影響されて変形し、当該雌型コンタクト間の間隔ａが一定にならず、伝送特性が悪くなるという課題がある。
更に、一つのペア端子１２における前記雌型コンタクト１２ａ，１２ｂの間隔を更に狭くすると、前記射出圧力によって当該雌型コンタクト同士が接触する場合がある等の課題がある。
このほか、前記モジュールハウジングにおける一体成型方法として、ペア端子間に、薄い絶縁物のスペーサを入れて二重成型的に行うことはできるが、前記雌型コンタクトと薄い絶縁物との位置合わせが困難になり、併せて絶縁物が薄いので加工性が悪くなる。
そこで、本発明に係る電気コネクタは、このような課題を解消するために提案されたものであり、ペア端子の間隔を狭くすると共にその平行度を高精度に維持するようにすること、および、金型内に雌型コンタクトを容易にセットできるようにすることが目的である。

本発明に係る電気コネクタは、複数の信号端子と、該信号端子をその一端部を露出させて合成樹脂製ハウジングに埋設させ一体成型した雌型コンタクト用ハウジングと、前記信号端子において一つの電気信号を伝送するように左右方向に近接させた一つのペア端子毎に収納する収納孔を左右方向に列設するとともに、上下方向に複数段設けて形成してなる接合ハウジングとを有し、前記ペア端子における両信号端子の間隔ａと、ペア端子同士の間隔ｂとの比を、ａ＜ｂとした差動伝送用の電気コネクタにおいて、前記ペア端子における両信号端子が、前記雌型コンタクト用ハウジングを前記ペア端子における間隔ａの中間位置に合わせて上下方向に沿って分割してなるモジュールハウジングに別々に埋設され一体成型されていることである。
また、前記収納孔は上下段において千鳥配置にして配設されていることを含むものである。
本発明の電気コネクタによれば、隣接するモジュールハウジングが合わさることで、一つの電気信号を伝送する一つのペア端子が構成される。よって、このペア端子の信号端子の間隔を極めて狭く設定することが可能となる。また、ペア端子の間隔を平行に維持することができる。その場合に、スペーサなども必要なくなる。
更に、このペア端子の片側のコンタクトを金型内にセットする際には、両側から当該コンタクトの途中を支持・固定して成型できるので、金型内へのセット作業が容易になるとともに、コンタクトの変形・曲がりも防止できるという利点がある。

第１図は、本発明に係る電気コネクタの斜視図であり、
第２図は、本発明に係る電気コネクタにおける、モジュールハウジングの斜視図であり、
第３図は、同じくモジュールハウジングで、雌型コンタクトを第２図に示したモジュールハウジングに対して対称にして千鳥配置にしたものの斜視図であり、
第４図は、第３図におけるＡ−Ａ線に沿った断面図であり、
第５図は、隣接するモジュールハウジングを合わせた状態で、雌型コンタクトのペア端子ができることを示す説明図であり、
第６図は、第５図におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、
第７図は、雌型コンタクトのペア端子の配設状態と電界の影響を示す概略説明図であり、
第８Ａ図は、雌型コンタクトの配置に対応したプリント基板側における回路のスルーホールの配列を千鳥配置にした場合の説明図であり、
第８Ｂ図は、雌型コンタクトの配置に対応したプリント基板側における回路のスルーホールの配列を格子状配置にした場合の説明図であり、
第９図は、従来例に係る電気コネクタの断面図であり、
第１０図は、同従来例における電気コネクタ１１のペア端子の配列状態と電界の影響とを示す説明図であり、
第１１図は、従来例に係る電気コネクタの分解斜視図であり、
第１２図は、雌型コンタクト用ハウジングの断面図である。

まず、本発明を実施するための最良の形態について、第１図〜第８Ｂ図を参照して説明する。本発明に係る電気コネクタ１は、第１図に示すように、プリント基板に載置されてコンタクトの一端部が回路に接続され、コンタクト他端部が雌型接続部となっている雌型パッケージコネクタ２と、該パッケージコネクタ２と接続する雄型コンタクトを有して機器筐体に設けられるバックボードコネクタ３とから構成されている。
前記パッケージコネクタ２は、前記雌型接続部を収納する収納孔２ｃを配設した接合ハウジング２ｂと、雌型コンタクト用ハウジング２ａと、該雌型コンタクト用ハウジング２ａにインサート成形される雌型コンタクト４とからなる。
前記収納孔２ｃには、雌型コンタクト４の雌型接続部である接合部４ａが、一つの電気信号を伝送する一つのペア端子として収納される。そして、当該収納孔２ｃが、その上下６段において、上下方向の間隔は変えずに、左右方向の収納孔２ｃ間のピッチのハーフピッチ分をずらして千鳥配置にして配設されている。
前記雌型コンタクト４は、上下方向に例えば、６段にして設けられるが、一つの電気信号に対して、左右方向において平行に近接（例えば、０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ程度）させた間隔ａの雌型コンタクト４，４をペア端子として、前記収納孔２ｃに配設するものである。該雌型コンタクト４の板厚は、例えば、約０．４ｍｍである。
前記ペア端子としての雌型コンタクト４、４における近接状態は、相手方のペアコンタクトである雄型コンタクト５との接合を図る接合部４ａから、プリント基板にプレスインされる端子部４ｂの直前まで平行に維持するのが、クロストークを少なくする上で好ましい。
そこで、この電気コネクタ１では、第２図に示すように、前記雌型コンタクト用ハウジング２ａを、前記ペア端子における間隔ａの中間位置に合わせて上下方向に沿って分割してなる複数個のモジュールハウジング２ｄで構成し、このモジュールハウジング２ｄに、一つのペア端子における片側の雌型コンタクト４をインサート成型により埋設し一体成型する。
このペア端子の片側のコンタクト４を金型内にセットする際には、第１図に示すように、両側から当該コンタクト４の途中の箇所Ａ，Ｂ等を支持・固定して成型する。よって、金型内へのセット作業が容易になる。
こうして、各ペア端子における片側の雌型コンタクト４が、上下方向に６段、千鳥配置に配設される。この雌型コンタクト４と、モジュールハウジング２ｄの側壁である合わせ面２ｆとの最短距離が、前記間隔ａの１／２となっている。
前記第２図に示したモジュールハウジング２ｄに対して、第３図乃至第４図に示したモジュールハウジング２ｅは、雌型コンタクト４の位置を対称形に配置して、ペア端子の他方の雌型コンタクト４としたものである。
前記モジュールハウジング２ｄ，２ｅを合わせ面２ｆで当接させて交互に隣接させると、第５図乃至第６図に示すように、ペア端子の雌型コンタクト４，４が、上下方向で６段（従来例と同様の上下間隔である）にして、かつ、千鳥配置にして、出現する。
更に、第７図に示すように、ペア端子の雌型コンタクト４，４における両信号端子の間隔ａ（０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ程度）と、当該ペア端子同士の間隔ｂとの比が、ａ／ｂ≦１／３となるよう、千鳥配置に設定されて、高速伝送路におけるクロストークが少なくなるようにしてある。前記ペア端子４，４の千鳥配置により、当該ペア端子同士の間隔ｂを大きく設定することが容易となる。
このように、雌型コンタクト用ハウジング２ａを構成する複数個のモジュールハウジング２ｄ，２ｅに、一つの電気信号を伝送する一つのペア端子の片側ずつをインサート成型して一体化させるものである。一体成型されたモジュールハウジング２ｄ，２ｅを合わせ面２ｆで合わせるので、ペア端子における雌型コンタクト４，４の間隔ａが不均一に狭くなったり広がったりせず、伝送特性が良好に保持されるようになる。
また、第８Ａ図に示すように、前記雌型コンタクト４におけるプリント基板側の端子部４ｂをプレスインするプリント基板のスルーホール６においても、その配線パターン７の引き出し方法を、略格子状配置のスルホール６から、配線パターン７を千鳥配置にして引き出すことで、重なる配線パターン７が３重となり、３層基板で形成できるようになる。比較として、第８Ｂ図に示すように、配線パターンを引き出すと、５層基板が必要となり、コストが嵩むことになる。
次に、前記バックボードコネクタ３について説明する。バックボードコネクタ３は、雄型コンタクト用ハウジング３ａと、該ハウジング３ａに配設されたコンタクト挿入孔３ｂに圧入されて支持される雄型コンタクト５とから構成されている。前記コンタクト挿入孔３ｂは、前記パッケージコネクタ２の収納孔２ｃの配列に対応させてある。
以上のように、本発明に係る電気コネクタ１においては、雌型コンタクト用ハウジング２ａが、一つの電気信号を伝送するペア端子の片側をインサート成型により一体に成型するので、ペア端子の間隔ａが確実に確保され、かつ平行に維持されるようになる。よって、収納孔２ｃを千鳥配置にしてペア端子間の間隔ｂを大きくし、さらに、ペア端子の間隔ａを狭めるようにできるので、高速伝送特性を改善できるものである。

以上のように、本発明に係る電気コネクタは、高周波数の電気信号を扱う伝送路のクロストークの改善において、隣接するモジュールハウジングが合わさることで、一つの電気信号を伝送する一つのペア端子が構成され、このペア端子の信号端子の間隔を極めて狭く設定することが可能となる。
また、ペア端子の間隔を平行に維持することが容易となる。その場合に、スペーサ等の別物品も必要なく、部品点数の増加にならない。
更に、このペア端子の片側のコンタクトを金型内にセットする際には、両側から当該コンタクトの途中を支持・固定して成型できるので、金型内へのセット作業が容易になるとともに、コンタクトの変形・曲がりも防止できるので、有用である。
また、収納孔を千鳥配置にすることで、そこに収納されるペア端子同士の間隔ｂが大きくなり、クロストークを一層少なくすることができる。

Claims (2)

1. 複数の信号端子と、該信号端子をその一端部を露出させて合成樹脂製ハウジングに埋設させ一体成型した雌型コンタクト用ハウジングと、前記信号端子において一つの電気信号を伝送するように左右方向に近接させた一つのペア端子毎に収納する収納孔を左右方向に列設するとともに、上下方向に複数段設けて形成してなる接合ハウジングとを有し、前記ペア端子における両信号端子の間隔ａと、ペア端子同士の間隔ｂとの比を、ａ＜ｂとした差動伝送用の電気コネクタにおいて、
   前記ペア端子における両信号端子が、前記雌型コンタクト用ハウジングを前記ペア端子における間隔ａの中間位置に合わせて上下方向に沿って分割してなるモジュールハウジングに別々に埋設され一体成型されていること、
   を特徴とする電気コネクタ。
2. 収納孔は上下段において千鳥配置にして配設されていること、
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電気コネクタ。

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