(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【0011】
(コネクタの構成)
図1は、実施形態におけるコネクタ100を例示する図である。また、
図2は、実施形態におけるコネクタ100の断面図である。なお、以下に示す図面において、X方向はコネクタ100の長手方向、Y方向はコネクタ100の短手方向、Z方向はコネクタ100の高さ方向である。
【0012】
コネクタ100は、
図1及び
図2に示されるように、ハウジング10、複数のコンタクト20を有し、それぞれのコンタクト20の一端に同軸ケーブル30が接続されている。
【0013】
ハウジング10は、第1ハウジング11、第2ハウジング12、第3ハウジング13を含み、コンタクト20及び同軸ケーブル30を保持する。第1ハウジング11、第2ハウジング12、第3ハウジング13は、それぞれ絶縁性材料で形成されている。以下では、Z方向において、コネクタ100の第1ハウジング11側を上、第3ハウジング13側を下として説明する場合がある。
【0014】
第1ハウジング11は、下端部が第2ハウジング12の上端部に嵌合し、例えば係合爪等によって第2ハウジング12に固定されている。第1ハウジング11上面のX方向における両端部には、コネクタ100が接続される基板に設けられている貫通孔に挿入されるガイドピン15が、上方に突出するように形成されている。また、第1ハウジング11は、
図2に示されるように、複数の第1コンタクト孔110が設けられており、各第1コンタクト孔110にコンタクト20の上端側が挿入される。
【0015】
第2ハウジング12は、上端部に固定される第1ハウジング11と、下端部に固定される第3ハウジング13とを連結する。第2ハウジング12は、第1ハウジング11の第1コンタクト孔110にそれぞれ連通する複数の第2コンタクト孔120が設けられており、各第2コンタクト孔120にコンタクト20の下端側が挿入される。
【0016】
また、第2ハウジング12は、各第2コンタクト孔120の下端に連通する複数のケーブル接続孔121が設けられている。各ケーブル接続孔121には、同軸ケーブル30とコンタクト20とを接続する接続部材40の上端部が挿入される。
【0017】
第3ハウジング13は、上端部が第2ハウジング12の下端部に嵌合し、例えば係合爪等によって第2ハウジング12に固定されている。第3ハウジング13は、第2ハウジング12のケーブル接続孔121にそれぞれ連通する複数のケーブル孔130を有する。各ケーブル孔130には、接続部材40の下端部及び同軸ケーブル30の一端が挿入される。
【0018】
本実施形態に係るコネクタ100には、
図1に示されるように、それぞれ下端に同軸ケーブル30が接続された80個のコンタクト20が、20個ずつ4列に配列されている。
【0019】
コンタクト20は、
図2に示されるように、接地用の第1グランドコンタクト21及び第2グランドコンタクト22と、信号伝送用の信号コンタクト23とをそれぞれ有する。各コンタクト20では、Y方向に配置されている第1グランドコンタクト21と第2グランドコンタクト22との間に信号コンタクト23が設けられている。
【0020】
第1グランドコンタクト21、第2グランドコンタクト22及び信号コンタクト23は、それぞれZ方向に延伸し、上端が第1ハウジング11の上面に露出し、下端が接続部材40を介して同軸ケーブル30に接続されるように、ハウジング10に保持されている。
【0021】
なお、第1ハウジング11の第1コンタクト孔110及び第2ハウジング12の第2コンタクト孔120には、第1グランドコンタクト21、第2グランドコンタクト22及び信号コンタクト23のそれぞれの挿入孔が個別に設けられている。
【0022】
同軸ケーブル30は、それぞれ一端が第3ハウジング13のケーブル孔130に挿入され、接続部材40を介してコンタクト20の下端に接続されている。同軸ケーブル30の他端は、例えば基板等にコネクタを介して接続されている。
【0023】
接続部材40は、上端側が第2ハウジング12のケーブル接続孔121に挿入され、下端側が第3ハウジング13のケーブル孔130に挿入された状態でハウジング10に保持され、コンタクト20の下端と、同軸ケーブル30の一端とを接続する。
【0024】
なお、コネクタ100に設けられるコンタクト20の数及び配置等は、本実施形態と異なる構成であってもよい。また、コンタクト20及び同軸ケーブル30を保持可能であれば、ハウジング10の構成は本実施形態と異なる構成であってもよい。例えば、第1ハウジング11、第2ハウジング12及び第3ハウジング13のうち2つ以上が一体形成されていてもよい。
【0025】
(コンタクトの構成)
図3は、実施形態におけるコンタクト20を例示する図である。
図3(A)は、コネクタ100に設けられている状態でのコンタクト20を示す図である。また、
図3(B)は、第1グランドコンタクト21、第2グランドコンタクト22、信号コンタクト23を離間して示す図である。
【0026】
コンタクト20は、
図3(A)に示されるように、第1グランドコンタクト21と第2グランドコンタクト22とが、信号コンタクト23を間に挟んでY方向に対向するように、ハウジング10に保持されている。
【0027】
第1グランドコンタクト21は、
図3(B)に示されるように、第1上グランド端子211、第1下グランド端子212、第1グランド筒部213、第1グランド爪部214、第1シールド部215を有する。
【0028】
第1上グランド端子211は、第1グランドコンタクト21の上端に形成され、ハウジング10の上面側に露出し、コネクタ100が接続される基板に設けられているグランド端子に接続する。第1下グランド端子212は、第1グランドコンタクト21の下端に形成され、接続部材40を介して同軸ケーブル30の外部導体に接続する。
【0029】
第1グランド筒部213は、円筒形状を有し、第1上グランド端子211と第1下グランド端子212との間に形成されてZ方向に伸縮するばね部を覆っている。第1グランド爪部214は、第1グランド筒部213の外周面から突出し、第1ハウジング11と第2ハウジング12との間に形成される間隙に係合し、第1グランドコンタクト21をハウジング10に係止する。
【0030】
第1シールド部215は、開口216を有し、第1グランドコンタクト21から信号コンタクト23側に突出し、ハウジング10に保持されている状態で信号コンタクト23を覆うように形成されている。
【0031】
第2グランドコンタクト22は、第2上グランド端子221、第2下グランド端子222、第2グランド筒部223、第2グランド爪部224、第2シールド部225を有する。第2グランドコンタクト22は、第1グランドコンタクト21と同じ形状を有し、各部の構成は第1グランドコンタクト21と同様である。
【0032】
第2上グランド端子221は、コネクタ100が接続される基板に設けられているグランド端子に接続する。第2下グランド端子222は、接続部材40を介して同軸ケーブル30の外部導体に接続する。第2グランド筒部223は、第2上グランド端子221と第2下グランド端子222との間に形成されてZ方向に伸縮するばね部を覆っている。第2グランド爪部224は、第1ハウジング11と第2ハウジング12との間に形成される間隙に係合し、第2グランドコンタクト22をハウジング10に係止する。
【0033】
第2シールド部225は、開口226を有し、第1グランドコンタクト21から信号コンタクト23側に突出し、ハウジング10に保持されている状態で第1シールド部215とは反対側から信号コンタクト23を覆うように形成されている。
【0034】
なお、本実施形態における第1シールド部215及び第2シールド部225は、中央部分に開口を有する矩形枠状に形成されているが、本実施形態とは異なる形状であってもよい。
【0035】
信号コンタクト23は、上信号端子231、下信号端子232、信号筒部233、信号爪部234を有する。
【0036】
上信号端子231は、信号コンタクト23の上端に形成され、ハウジング10の上面側に露出し、コネクタ100が接続される基板に設けられている信号端子に接続する。下信号端子232は、信号コンタクト23の下端に形成され、接続部材40を介して同軸ケーブル30の内部導体に接続する。
【0037】
信号筒部233は、円筒形状を有し、上信号端子231と下信号端子232との間に形成されてZ方向に伸縮するばね部を覆っている。信号爪部234は、信号筒部233の外周面から突出し、第1ハウジング11と第2ハウジング12との間に形成される間隙に係合し、信号コンタクト23をハウジング10に係止する。
【0038】
図4は、信号コンタクト23の信号筒部233の内部構成を例示する図である。
図4に示されるように、信号筒部233の内部には、上信号端子231と下信号端子232との間に形成され、Z方向に伸縮可能なばね部235が設けられている。
【0039】
ばね部235は、Z方向に沿って繰り返し屈曲するように形成された板状部材が円筒状に折り曲げられることで、Z方向に伸縮可能に設けられている。ばね部235は、例えばコネクタ100が接続される基板の信号端子に上信号端子231を押圧し、信号コンタクト23と基板の信号端子との接続信頼性を向上させる。
【0040】
また、第1グランドコンタクト21には、第1上グランド端子211と第1下グランド端子212との間に形成され、信号コンタクト23のばね部235と同様の形状を有し、Z方向に伸縮可能なばね部が設けられている。第1グランドコンタクト21のばね部は、第1グランド筒部213に覆われている。第1グランドコンタクト21のばね部は、第1上グランド端子211をコネクタ100が接続される基板のグランド端子に押圧し、第1グランドコンタクト21と基板のグランド端子との接続信頼性を向上させる。
【0041】
同様に、第2グランドコンタクト22には、第2上グランド端子221と第2下グランド端子222との間に形成され、信号コンタクト23のばね部235と同様の形状を有し、Z方向に伸縮可能なばね部が設けられている。第2グランドコンタクト22のばね部は、第2グランド筒部223に覆われている。第2グランドコンタクト22のばね部は、第2上グランド端子221をコネクタ100が接続される基板のグランド端子に押圧し、第2グランドコンタクト22と基板のグランド端子との接続信頼性を向上させる。
【0042】
ここで、信号コンタクト23は、上信号端子231、ばね部235、下信号端子232、信号筒部233の順に連結するように加工された一枚の平板状部材から折り曲げ加工により形成される。信号コンタクト23は、各部が連結する平板状部材から、ばね部235を円筒状に折り曲げ、下信号端子232の下端部で信号筒部233をばね部235に向かって折り返し、ばね部235を包むように信号筒部233を円筒状に折り曲げることで形成される。
【0043】
また、第1グランドコンタクト21は、第1上グランド端子211、ばね部、第1下グランド端子212、第1シールド部215及び第1グランド筒部213の順に連結するように加工された一枚の平板状部材から折り曲げ加工により形成される。第1グランドコンタクト21を形成するには、まず、各部が連結する平板状部材のばね部を円筒状に折り曲げ、第1下グランド端子212の下端部で第1グランド筒部213及び第1シールド部215をばね部に向かって折り返す。次に、ばね部を包むように第1グランド筒部213を円筒状に折り曲げ、第1シールド部215を第1グランド筒部213とは反対側に折り曲げることで、第1グランドコンタクト21を形成できる。
【0044】
第2グランドコンタクト22は、第1グランドコンタクト21と同様に、第2上グランド端子221、ばね部、第2下グランド端子222、第2シールド部225及び第2グランド筒部223の順に連結するように加工された一枚の平板状部材から折り曲げ加工により形成される。
【0045】
以上で説明したように、コンタクト20は、第1グランドコンタクト21、第2グランドコンタクト22及び信号コンタクト23を有し、信号コンタクト23が、対向配置された第1グランドコンタクト21と第2グランドコンタクト22との間に設けられている。また、信号コンタクト23は、第1グランドコンタクト21の第1シールド部215及び第2グランドコンタクト22の第2シールド部225によって周囲が覆われている。
【0046】
このように、信号コンタクト23が、接地される第1グランドコンタクト21の第1シールド部215及び第2グランドコンタクト22の第2シールド部225に囲まれることで、隣接する信号コンタクト23からの影響によるクロストークやノイズ等が低減する。したがって、隣接するコンタクト20間の間隔が狭い高密度化された構成であっても、信号コンタクト23のインピーダンス整合が得られ易く、高速信号伝送特性に優れたコネクタ100を得ることが可能になる。
【0047】
(同軸ケーブル及び接続部材の構成)
図5は、実施形態における同軸ケーブル30及び接続部材40の構成を例示する図である。
図5(A)は、同軸ケーブル30の内部導体301を通るYZ断面図である。
図5(B)は、同軸ケーブル30の内部導体301を通るXZ断面図である。
【0048】
同軸ケーブル30は、信号を伝送する内部導体301、絶縁体302を介して内部導体301の周囲を覆って接地される外部導体303、外部導体303を覆う外被304を有し、接続部材40を介してコンタクト20に接続される。
【0049】
接続部材40は、グランド接続部41、絶縁筒体42、内部導体接続部43、第1信号端子接続部44、第2信号端子接続部45を有する。
【0050】
グランド接続部41は、グランド端子接続部411、胴部412、係合爪部413、外部導体接続部414を有し、第1グランドコンタクト21及び第2グランドコンタクト22と、同軸ケーブル30の外部導体303とを接続する。
【0051】
グランド端子接続部411は、
図5(A)に示されるように、胴部412から上方に突出し、Y方向に弾性変形可能な板ばね形状を有する。グランド端子接続部411は、Y方向に対向する2箇所に設けられ、それぞれ第1グランドコンタクト21の第1下グランド端子212又は第2グランドコンタクト22の第2下グランド端子222に接続される。
【0052】
胴部412は、円筒形状の絶縁筒体42を内部に保持する。係合爪部413は、胴部412から下側且つ外周側に突出するように、Y方向に対向する2箇所に設けられている。係合爪部413は、
図2に示されるように、第3ハウジング13のケーブル孔130に設けられている段部に係合し、接続部材40及び同軸ケーブル30をハウジング10に係止する。外部導体接続部414は、胴部412の下側に円筒状に形成され、外被304が除去された外部導体303に接し、同軸ケーブル30の一端を内部に固定支持する。
【0053】
絶縁筒体42は、絶縁材料で円筒状に形成され、グランド接続部41の胴部412内に固定されている。絶縁筒体42は、下方に突出して同軸ケーブル30の内部導体301に接続する板状の内部導体接続部43を支持する。また、絶縁筒体42は、上方に突出して信号コンタクト23の下信号端子232に接続する第1信号端子接続部44及び第2信号端子接続部45を支持する。
【0054】
第1信号端子接続部44及び第2信号端子接続部45は、それぞれ板状部材であり、少なくとも一方が内部導体接続部43に接触又は一体に形成され、同軸ケーブル30の内部導体301に接続されている。第1信号端子接続部44は、X方向に弾性変形可能に絶縁筒体42に支持され、第2信号端子接続部45は、絶縁筒体42に固定支持されている。
【0055】
信号コンタクト23の下信号端子232は、第1信号端子接続部44と第2信号端子接続部45との間に挿入され、第1信号端子接続部44及び第2信号端子接続部45に接触し、内部導体接続部43を介して同軸ケーブル30の内部導体301に接続する。
【0056】
接続部材40は、上記した構成を有し、第1グランドコンタクト21の第1下グランド端子212及び第2グランドコンタクト22の第2下グランド端子222と、同軸ケーブル30の外部導体303とを接続する。また、接続部材40は、信号コンタクト23の下信号端子232と、同軸ケーブル30の内部導体301とを接続する。
【0057】
コネクタ100は、例えば以下の工程で組み立てられる。まず、第2ハウジング12の第2コンタクト孔120にコンタクト20の下端側を挿入する。次にコンタクト20の上端側が第1コンタクト孔110に収容されるように、第1ハウジング11を第2ハウジング12に固定する。コンタクト20は、第1グランド爪部214、第2グランド爪部224及び信号爪部234が、第1ハウジング11と第2ハウジング12との間隙に係合することで、ハウジング10に係止される。
【0058】
続いて、コンタクト20を保持する第1ハウジング11及び第2ハウジング12を、ケーブル孔130に接続部材40が一端に設けられた同軸ケーブル30が挿入された第3ハウジング13に固定する。このとき、第1下グランド端子212及び第2下グランド端子222がグランド端子接続部411に接触し、下信号端子232が第1信号端子接続部44及び第2信号端子接続部45に接触することで、コンタクト20と同軸ケーブル30とが接続される。
【0059】
コネクタ100は、上記した構成を有し、
図6に示されるように、例えば基板200に接続される。基板200には、コネクタ100のガイドピン15に対応する貫通孔が設けられている。コネクタ100は、ガイドピン15が貫通孔に挿入されることで、基板200の所定位置に接続される。コネクタ100に設けられている各コンタクト20は、基板200に設けられている信号端子及びグランド端子に接続される。具体的には、第1上グランド端子211及び第2上グランド端子221が基板200のグランド端子に接続され、上信号端子231が基板200の信号端子に接続される。
【0060】
以上で説明したように、本実施形態に係るコネクタ100は、接地される第1グランドコンタクト21と第2グランドコンタクト22との間に、信号伝送用の信号コンタクト23が設けられた複数のコンタクト20が配列されている。信号コンタクト23は、第1グランドコンタクト21の第1シールド部215及び第2グランドコンタクト22の第2シールド部225に囲まれることで、隣接する信号コンタクト23の影響によるクロストークやノイズ等が低減する。したがって、コネクタ100は、コンタクト20が高密度化された構成であっても、信号コンタクト23のインピーダンス整合が得られ易く、高速信号伝送特性が向上する。
【0061】
なお、基板と基板との接続に用いられる基板間コネクタに、上記した実施形態と同様の構成の複数のコンタクトが設けられてもよい。このような基板間コネクタは、例えば上記した実施形態と同様の構成の複数のコンタクトがハウジングに配列され、コンタクトの両端がそれぞれ異なる基板に設けられている端子に接触することで、基板同士を接続する。
【0062】
また、コネクタに設けられるコンタクトの構成は、信号コンタクトがグランドコンタクトのシールド部に囲まれる構成であれば、上記した実施形態において例示される構成と異なってもよい。例えば、信号コンタクトの周囲に、それぞれシールド部を備える複数のグランドコンタクトが配置され、信号コンタクトが複数のグランドコンタクトのシールド部により囲まれる構成であってもよい。
【0063】
図7は、コンタクトの他の構成を例示する図である。
【0064】
図7(A)には、接地用の3つのグランドコンタクト61,63,65が、それぞれから突出するシールド部62,64,66で信号伝送用の信号コンタクト50を囲むように、信号コンタクト50の周囲に配置されたコンタクトの構成が例示されている。
【0065】
また、
図7(B)には、接地用の4つのグランドコンタクト61,63,65,67が、それぞれから突出するシールド部62,64,66,68で信号伝送用の信号コンタクト50を囲むように、信号コンタクト50の周囲に配置されたコンタクトの構成が例示されている。
【0066】
例えば
図7(A)及び(B)に示されるように、それぞれシールド部を備える3つ又は4つ、もしくは5つ以上のグランドコンタクトを信号コンタクトの周囲に配置し、グランドコンタクトのシールド部で信号コンタクトを囲むようにコンタクトを構成してもよい。
【0067】
以上、実施形態に係るコネクタについて説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。