コネクタ
【課題】オートマウンタ等による自動組立が可能であり、かつ基板に対するコンタクトの位置決め精度が高く、かつノイズの影響を受け難い構造を備えたコネクタを提供する。
【解決手段】基板２１には、各コネクタ部材用の位置決め孔２１３ａ〜２１３ｄが形成される。第２コネクタ部材２３は基板２１の位置決め孔２１３ａ及び２１３ｄにそれぞれ係合する環状突起２３３ａ及び２３３ｄを有し、一方第１コネクタ部材２２は基板２１の位置決め孔２１３ｂ及び２１３ｃにそれぞれ係合する環状突起２２３ｂ及び２２３ｃを有する。また各コネクタ部材は、組み立てられたときに他方のコネクタ部材の環状突起に形成された係合孔に係合する第２突起すなわち棒状突起を有する。
【解決手段】基板２１には、各コネクタ部材用の位置決め孔２１３ａ〜２１３ｄが形成される。第２コネクタ部材２３は基板２１の位置決め孔２１３ａ及び２１３ｄにそれぞれ係合する環状突起２３３ａ及び２３３ｄを有し、一方第１コネクタ部材２２は基板２１の位置決め孔２１３ｂ及び２１３ｃにそれぞれ係合する環状突起２２３ｂ及び２２３ｃを有する。また各コネクタ部材は、組み立てられたときに他方のコネクタ部材の環状突起に形成された係合孔に係合する第２突起すなわち棒状突起を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号用のコネクタに関し、特には高速伝送用のコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
バックプレーン用やその他通信用のコネクタシステムとしては、幅方向に配列された複数のコンタクト又は差動対をそれぞれ備えた雄側コネクタ及び雌側コネクタを有し、両コンタクトを嵌合してそれぞれのコンタクトを摺動接触させて導通接続を図る、いわゆるライトアングル形式のものが知られている。例えば特許文献１には、信号用コンタクトとグラウンド用コンタクトとを交互に配列し、小型化（高密度化）及び高速伝送化が図られたコネクタが開示されている。このコネクタではさらに、信号用コンタクトとグラウンド用コンタクトとの間に樹脂シートを組み込むことにより、両コンタクト間のショート防止が図られている。
【０００３】
また特許文献２には、厚さ方向に階段状に複数段のコンタクト列を配列し、高密度化高周波特性の向上が図られた高速伝送用コネクタが開示されている。このコネクタではさらに、厚さ方向に対称に階段状の複数段のコンタクト列を配列することにより、構造上、無半田で組み立てられるとされている。
【０００４】
一方特許文献３には、ドーターボードの各表面上の信号パッド及び導体に、信号接触子及びアース接触子がそれぞれ電気的に接続されたドーターボード・コネクタが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１５９１６号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１７１号公報
【特許文献３】特公平３−１９６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、コネクタの小型化に伴い、コネクタのコンタクト又は差動対はその配列方向に非常に短いピッチで配列される。そのため、差動対の各々と基板に印刷された対応する電極との確実な接続のために、基板に対するコネクタの高い位置決め精度が必要とされる。さらには、基板に取付けられた雄側コネクタのコンタクトと、それに嵌合する雌側コネクタのコンタクトとの間の位置合わせも、高精度になされる必要がある。従ってコンタクトを備えた部材を基板の両面に対してねじ等で固定する場合、その位置決め精度では上下のコンタクト間にずれが生じ、一方のコネクタのコンタクトと基板に印刷された回路パターンと接続されなかったり、隣接した回路パターンとの誤接続の原因となったりする虞もある。また、雄側コネクタの上下のコンタクト間にずれがある状態で雄側コネクタを雌側コネクタに接続した場合、雄側コネクタのコンタクトと雌側コネクタのコンタクト間でも電気的接続が達成されなかったり、誤ったコンタクトとの間で接続されたりする虞もある。しかし一方で、コネクタの生産性向上のために、オートマウンタ等の自動化設備に対応した構成のコネクタが望まれる。
【０００７】
また各コンタクトの配線長が一律でない場合、基板とコネクタとを含めた全体での配線長を等しくする必要があるため、基板上の配線パターンに制約が生じる。また基板にスルーホールを形成するタイプのコネクタは、スタブが形成されるため、高速伝送には不向きという問題もある。
【０００８】
そこで本発明は、オートマウンタ等による自動組立が可能であり、かつ基板に対するコンタクトの位置決め精度が高いコネクタを提供することを目的とする。また本発明は、ノイズの影響を受け難い構造を備えた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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、基板の両面にそれぞれ実装され、各々が複数のコンタクトを有する第１及び第２のコネクタ部材を有するコネクタにおいて、前記第１コネクタ部材は、実装時に前記基板に形成された位置決め孔に係合する外面を備えた第１突起を有し、前記第１及び第２コネクタ部材の一方は、実装時に他方のコネクタ部材に形成された係合孔に係合する外面を備えた第２突起を有することを特徴とする、コネクタが提供される。
【００１０】
また本発明の他の態様によれば、基板と、該基板の両面にそれぞれ実装され、各々が複数のコンタクトを有する第１及び第２のコネクタ部材とを有するコネクタにおいて、前記基板は、前記第１コネクタ部材のコンタクトと前記第２コネクタ部材のコンタクトとの間を延在するとともに、前記コネクタが他のコネクタに嵌合したときに前記第１及び第２コネクタの複数のコンタクトの各々が前記他のコネクタのコンタクトの各々と接触する接点の位置よりも前記他のコネクタ側に延在していることを特徴とする、コネクタが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るコネクタの一態様によれば、第１及び第２コネクタ部材が基板に対して位置決めされるだけでなく、両コネクタ部材同士も互いに係合するので、上下のコンタクト間での高い位置決め精度が得られる。また基板の両面にコンタクトが実装されるので、コンタクトの配列そのままに基板のトレースを配列でき、基板のトレース設計が容易となる。
【００１２】
本発明に係るコネクタの他の態様によれば、基板がコネクタの各コンタクトの接点を越えて延在していることにより、一般に基板内部に間挿されているグラウンド部材を各コンタクトの接点間に配置することができるので、基板を挟むコンタクト間のノイズ等の発生を抑制することができ、安定した高速伝送を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る高速伝送用コネクタシステム１を示す外観斜視図である。なおコネクタシステム１は、雄側コネクタ（プラグ）２と、雄側コネクタ２が嵌合する雌側コネクタ（ソケット）３とからなる。雄側コネクタ２は、基板２１と、基板２１を挟んで互いに対向配置される第１及び第２のコネクタ部材２２及び２３とを有し、また第１及び第２コネクタ部材は所定の間隔で配列された複数のコンタクト２２１及び２３１（図４参照）をそれぞれ有する。第１コネクタ部材２２の複数のコンタクト２２１は、組み立てられたときに基板２１に形成された電極２１１ａ（図４参照）と導通接続され、また第２コネクタ部材２３の複数のコンタクト２３１も同様に、組み立てられたときに基板２１に形成された電極２１１ｂ（図４参照）と導通接続される。一方雌側コネクタ３は、雄側コネクタ２と接続したときに雄側コネクタ２のコンタクト２２１及び２３１とそれぞれ接触する複数のコンタクト３１及び３２（図３参照）をそれぞれ有する。
【００１４】
図２は、雄側コネクタ２を図１とは別方向からみた斜視図である。また図３は、雄側コネクタ２と雌側コネクタ３とが接続されている状態での、コネクタの幅方向（コンタクトの配列方向）の中央付近での断面図である。雄側コネクタ２は、雌側コネクタ３の接続穴３３（図１）内に嵌合する嵌合部２４を有する。嵌合部２４においては、複数のコンタクト２２１及び２３１が嵌合部２４の表面に露出して基板２１を挟んで互いに反対側に配置され、嵌合部２４を接続穴３３内に挿入することにより、雌コネクタ３の複数のコンタクト３１及び３２との導通接続が行われる。
【００１５】
図２及び図３に示すように、基板２１の端面２１４は嵌合部２４の先端に露出しており、このように嵌合部２４の先端まで基板２１の端面２１４を延在させることができる。一般に、基板両側のコンタクト間のノイズ等を抑制するために、金属等のグラウンド部材（ＧＮＤ）が基板に層状に挿入され又は形成される。基板を挟んで互いに反対側に位置する雄側コネクタ２のコンタクト２２１と２３１との間の距離は、雌側コネクタ３の対向するコンタクト３１と３２との間の距離よりも狭いので、雄側コネクタ２のコンタクトと雌側コネクタ３のコンタクトとが接触する位置すなわち接点３１２及び３２２を越えて雌側コネクタ側まで延びるように基板を配置すれば、ノイズ抑制効果を高めることができる。また、本実施形態のように雄側コネクタ２の嵌合部２４先端までＧＮＤを延在させることもできる。本発明では、詳細は後述するが、両コネクタ部材が基板に垂直な方向に移動して基板に実装されるので、図２に示すような基板端面２１４が嵌合部の前面に露出するような構成を容易に実現することができる。
【００１６】
また図３に示すように、雌側コネクタ３のコンタクト３１及び３２の端部３１１及び３２１は、雄側コネクタ２の嵌合部２４からいくらか乖離すなわち反った形状となっている。これは雄側コネクタ２の嵌合部２４の挿抜を容易にするためのものであるが、データ伝送時のノイズの発生の観点からは好ましくない。これに対し雄側コネクタ２のコンタクト２２１及び２３１の端部２２１１及び２３１１は、基板２１から乖離させる必要はない。これは上述のように各コネクタ部材が基板に対して基板に垂直な方向（図３では上下方向）に実装されるからであり、コネクタ部材を基板の面に平行な方向に移動させて実装するような構成のものに比べ、有利である。
【００１７】
なお本発明では、主に雄側コネクタ２の構造に特徴を有する。従って以降の説明は雄側コネクタ２を中心に行い、また特に断りがない限り雄側コネクタを単にコネクタと略称する。
【００１８】
図４は、コネクタ２の分解斜視図である。第１及び第２コネクタ部材２２及び２３の各々は、幅方向の両端にソルダータブ２２２ａ、２２２ｂ及び２３２ａ、２３２ｂをそれぞれ有する。一方基板２１は、基板２１上に予め形成されたソルダータブ用パターン上にスクリーン印刷等により形成された半田面すなわち半田層２１２ａ〜２１２ｄ（基板上面の２１２ａ及び２１２ｃのみ図示）を有し、各ソルダータブは半田層２１２ａ〜２１２ｄのいずれかに固着される。なお、基板接触面２２４及び２３４は、それぞれ基板２１の各面に対向する面を意味し、必ずしも基板２１の各面と接触することを要するものではない。また基板接触面２２４及び２３４はその全面が基板２１の各面に対向していなくともよく、一部（例えば後述する第２突起が形成される部分）については他方のコネクタ部材の基板接触面と対向する（すなわち基板２１が両基板接触面間に介在しない）構成でもよい。
【００１９】
基板２１には、各コネクタ部材用の位置決め孔２１３ａ〜２１３ｄが形成される。一方各コネクタ部材は、基板２１の位置決め孔に係合する第１突起すなわち環状突起を有する。詳細には、第２コネクタ部材２３は基板２１の位置決め孔２１３ａ及び２１３ｄにそれぞれ係合する外面２３３１ａ及び２３３１ｄを備えた環状突起２３３ａ及び２３３ｄをその基板接触面２３４に有し、一方第１コネクタ部材２２は基板２１の位置決め孔２１３ｂ及び２１３ｃにそれぞれ係合する外面を備えた第１突起すなわち環状突起２２３ｂ及び２２３ｃ（図２では見えず）をその基板接触面２２４に有する。なお図２では第１コネクタ部材２２の下面は見えないが、第１コネクタ部材２２の環状突起２２３ｂ及び２２３ｃはそれぞれ第２コネクタ部材２３の環状突起２３３ａ及び２３３ｄと同一形状とすることができる。
【００２０】
また第１コネクタ部材２２は、組み立てられたときに第２コネクタ部材２３の環状突起２３３ａ及び２３３ｄの上端面２３３２ａ及び２３３２ｄにそれぞれ形成された係合孔２３３３ａ及び２３３３ｄにそれぞれ係合する第２突起すなわち棒状突起２２３ａ及び２２３ｄ（図２では見えず）を基板接触面２２４に有し、一方第２コネクタ部材２３は、組み立てられたときに第１コネクタ部材２２の環状突起２２３ｂ及び２２３ｃに同様に形成された係合孔にそれぞれ係合する第２突起すなわち棒状突起２３３ｂ及び２３３ｃを基板接触面２３４に有する。なお図２では第１コネクタ部材２２の下面は見えないが、第１コネクタ部材２２の棒状突起２２３ａ及び２２３ｄはそれぞれ第２コネクタ部材２３の棒状突起２３３ｂ及び２３３ｃと同一形状とすることができる。
【００２１】
このように本実施形態では、各コネクタ部材において、環状突起及び棒状突起がそれぞれ四角形の対角線上に配置される構成となっている。これにより、第１コネクタ部材２２が基板２１に対して２箇所で位置決めされる場合に、第１コネクタ部材２２と第２コネクタ部材２３は全体としても同一形状に作製可能であり、これは部品種類数の削減や管理の効率化等の面で有利である。なお、第１コネクタ部材２２と基板２１とが１箇所で位置決めされる場合（例えば角柱形状の突起で位置決めされる場合）には、コネクタの挿入方向に対して対称な位置に第２突起と係合孔とが配置されていればよい。
【００２２】
一方のコネクタ部材の環状部材と他方のコネクタ部材の棒状突起との係合（嵌合）は、側断面図５によく示されている。各コネクタ部材の環状突起の外面（図示例では環状突起２３３ａの外面２３３１ａ及び環状突起２２３ｂの外面２２３１ｂ）が基板２１の位置決め孔２１３ａ及び２１３ｂにそれぞれ係合して位置決めされる一方で、第１コネクタ部材２２の棒状突起２２３ａが第２コネクタ部材２３の対応する環状突起２３３ａの係合孔すなわち内面２３３３ａに嵌合すると同時に、第２コネクタ部材２３の棒状突起２３３ｂが第１コネクタ部材２２の対応する環状突起２２３ｂの係合孔すなわち内面２２３３ｂに嵌合する。各コネクタ部材が個別に基板に位置決めされるだけの場合は、各コネクタ部材と基板との位置決め誤差が重畳され結果として両コネクタ部材間の位置決め誤差が大きくなる虞がある。本発明の場合は、両コネクタ部材が基板を介さずに互いに直接的に位置決めされるので、各コネクタ部材と基板との位置決め精度に関わらず、両コネクタ部材を高い位置決め精度で組み立てることができる。一般に、基板への孔開け加工の精度はコネクタ部材の製造精度に比べて低いため、両コネクタ部材の位置決め精度が基板の加工精度に影響されないことは、コネクタ設計上非常に有利である。
【００２３】
なお図示例では第１及び第２突起をそれぞれ環状突起及び棒状突起としているが、他にもいくつか好適な形状が考えられる。例えば第２突起を円錐、円錐台、角柱又は角錐台形状とし、第１突起を第２突起が係合可能な内面を備えた円錐台、角柱又は角錐台形状とすることもできる。また図示例では各コネクタ部材のために２つ（合計４つ）の位置決め孔が設けられているが、第１突起の外面が円筒状又は円錐状の場合は少なくとも２つ、角柱又は角錐台の場合は少なくとも１つの位置決め孔があれば一定の位置決め効果は奏される。
【００２４】
また図示例では、１つの環状突起がコネクタと基板との位置合わせ及びコネクタ同士の位置合わせの双方の機能を備えているが、第２突起を受容可能な係合孔は第１突起ではなく他の部位に設けることも可能である。また第２突起及びそのための係合孔は、基板が間に介在しないコネクタ部材の部位にそれぞれ設けてもよい。
【００２５】
コネクタ２は、通常は以下の手順で作製される。先ず、予め電極２１１ａが形成されている基板２１の片面に、スクリーン印刷等により半田ペースト又はクリーム半田を印刷して半田層２１２ａ、２１２ｃを形成する。次にオートマウンタ等により、基板２１の電極２１１ａ及び半田層２１２ａ、２１２ｃが形成された側に、第１コネクタ部材２２が自動実装される。このとき、図４に示すように、基板２１の位置決め孔に第１コネクタ部材２２の環状突起が係合し、基板２１に対する第１コネクタ部材２２の位置決めが所望の精度で行われる。ここでは、環状突起及び位置決め孔により積極的に位置決めすることができる。あるいはオートマウンタの精度に頼って両部材を位置決めし、環状突起と位置決め孔とを両部材の許容以上の位置ずれを防ぐ目的で使用することもできる。従って、環状突起と位置決め孔とは所謂プレスフィットとなる関係であってもよいし、環状突起と位置決め孔との間に隙間が生じる関係であってもよい。次に半田層２１２ａ、２１２ｃに熱を加えて溶解することにより、第１コネクタ部材のソルダータブ及び各コンタクトが基板に固着される。
【００２６】
次に基板２１を反転させ、予め電極２１１ｂが形成されている基板２１のもう一方の面に、スクリーン印刷等により半田ペースト又はクリーム半田を印刷して半田層２１２ａ、２１２ｃと同様の電極及び半田層２１２ｂ、２１２ｄを形成する。後は同様に、電極２１１ｂ及び半田層２１２ｂ、２１２ｄが形成された側に、第２コネクタ部材２３が自動実装される。このとき、図４に示すように、基板２１の位置決め孔に第２コネクタ部材２３の環状突起が係合するとともに、一方のコネクタ部材の棒状突起が他方のコネクタ部材の環状突起内に嵌合する。第２コネクタ部材２３は第１コネクタ部材２２に対して、雄側コネクタ２と雌側コネクタ３との嵌合に必要な精度で位置決めされる。第２コネクタ部材２３と基板２１との位置決めは、第１コネクタ部材を２２介して間接的に行われる。両コネクタ部材が正確に位置決めされるため、第２コネクタ部材２３は基板２１に対しても第１コネクタ部材２２と同様の精度で位置決めされる。従って、第２コネクタ部材２３は、基板２１に対してだけでなく第１コネクタ部材２２に対しても正確に位置決めされる。このとき通常は、第２のコネクタ部材１２の環状突起と基板２１の位置決め孔とが干渉して、両コネクタ部材同士の位置決め精度が低下することがないようにする。例えば、第２コネクタ部材２３の環状突起の外面と係合する基板２１の位置決め孔の径を、環状突起の外径に比べて十分大きい寸法に設定することで、それが達成できる。最後に図示しない半田層に熱を加えて溶解することにより、第２コネクタ部材のソルダータブが固着される。
【００２７】
上述のように、通常は基板２１の片方の面に第１コネクタ部材２２を実装した後に、基板２１の他方の面に電極等がスクリーン印刷される。従ってスクリーン印刷の妨害とならないように、コネクタ部材の環状突起及び棒状突起は、図５に示すように基板２１の位置決め孔に嵌合した状態では基板から突出しないように構成されること、換言すれば環状突起及び棒状突起の高さは基板の厚さより小さいことが好ましい。第２突起を基板接触面に配置する構成でこれを実現するには、係合孔は基板接触面から突出する突起（本実施形態では環状突起）の上端面に配置する必要がある。つまり、係合孔の設けられた突起の上端面が、基板の表面と裏面との間に位置するように設定する必要がある。そのように配置しないと、一方のコネクタ部材の第２突起が他方のコネクタ部材の係合孔と嵌合するためには、第２突起又は係合孔を配置した突起が基板表面から突出しなければならず、これはスクリーン印刷の障害となるからである。
【００２８】
本発明では、各コネクタ部材が基板及び他方のコネクタ部材に対して正確に位置決めされるので、各コネクタ部材の複数のコンタクトをかなり密に配置することができ、結果としてコネクタをコンパクトに形成できる。また複数のコンタクトの配置は基本的に任意であるが、基板に対して一列に実装されることが好ましい。複数のコンタクトを一列に配列することにより、コンタクトの半田付け部の一部が破損又は断線したような場合におけるリワーク性が向上する。また図示例のようにコンタクトを全て等長とすることにより、差動高速伝送に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る雄側コネクタと雌側コネクタとを示す外観斜視図である。
【図２】図１の雄側コネクタを別方向からみた外観斜視図である。
【図３】図１の雄側コネクタと雌側コネクタとが接続された状態を示す断面図である。
【図４】図１の雄側コネクタの分解斜視図である。
【図５】図１の雄側コネクタの断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ コネクタシステム
２ 雄コネクタ
３ 雌コネクタ
２１ 基板
２１１ａ、２１１ｂ 電極
２１３ａ〜２１３ｄ 位置決め孔
２１４ 基板端面
２２ 第１コネクタ部材
２２１ コンタクト
２２３ｂ、２２３ｃ 環状突起
２２３ａ、２２３ｄ 棒状突起
２２４ 基板接触面
２３ 第２コネクタ部材
２３１ コンタクト
２３３ａ、２３３ｄ 環状突起
２３３ｂ、２３３ｃ 棒状突起
２３４ 基板接触面
２４ 嵌合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号用のコネクタに関し、特には高速伝送用のコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
バックプレーン用やその他通信用のコネクタシステムとしては、幅方向に配列された複数のコンタクト又は差動対をそれぞれ備えた雄側コネクタ及び雌側コネクタを有し、両コンタクトを嵌合してそれぞれのコンタクトを摺動接触させて導通接続を図る、いわゆるライトアングル形式のものが知られている。例えば特許文献１には、信号用コンタクトとグラウンド用コンタクトとを交互に配列し、小型化（高密度化）及び高速伝送化が図られたコネクタが開示されている。このコネクタではさらに、信号用コンタクトとグラウンド用コンタクトとの間に樹脂シートを組み込むことにより、両コンタクト間のショート防止が図られている。
【０００３】
また特許文献２には、厚さ方向に階段状に複数段のコンタクト列を配列し、高密度化高周波特性の向上が図られた高速伝送用コネクタが開示されている。このコネクタではさらに、厚さ方向に対称に階段状の複数段のコンタクト列を配列することにより、構造上、無半田で組み立てられるとされている。
【０００４】
一方特許文献３には、ドーターボードの各表面上の信号パッド及び導体に、信号接触子及びアース接触子がそれぞれ電気的に接続されたドーターボード・コネクタが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１５９１６号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１７１号公報
【特許文献３】特公平３−１９６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、コネクタの小型化に伴い、コネクタのコンタクト又は差動対はその配列方向に非常に短いピッチで配列される。そのため、差動対の各々と基板に印刷された対応する電極との確実な接続のために、基板に対するコネクタの高い位置決め精度が必要とされる。さらには、基板に取付けられた雄側コネクタのコンタクトと、それに嵌合する雌側コネクタのコンタクトとの間の位置合わせも、高精度になされる必要がある。従ってコンタクトを備えた部材を基板の両面に対してねじ等で固定する場合、その位置決め精度では上下のコンタクト間にずれが生じ、一方のコネクタのコンタクトと基板に印刷された回路パターンと接続されなかったり、隣接した回路パターンとの誤接続の原因となったりする虞もある。また、雄側コネクタの上下のコンタクト間にずれがある状態で雄側コネクタを雌側コネクタに接続した場合、雄側コネクタのコンタクトと雌側コネクタのコンタクト間でも電気的接続が達成されなかったり、誤ったコンタクトとの間で接続されたりする虞もある。しかし一方で、コネクタの生産性向上のために、オートマウンタ等の自動化設備に対応した構成のコネクタが望まれる。
【０００７】
また各コンタクトの配線長が一律でない場合、基板とコネクタとを含めた全体での配線長を等しくする必要があるため、基板上の配線パターンに制約が生じる。また基板にスルーホールを形成するタイプのコネクタは、スタブが形成されるため、高速伝送には不向きという問題もある。
【０００８】
そこで本発明は、オートマウンタ等による自動組立が可能であり、かつ基板に対するコンタクトの位置決め精度が高いコネクタを提供することを目的とする。また本発明は、ノイズの影響を受け難い構造を備えた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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、基板の両面にそれぞれ実装され、各々が複数のコンタクトを有する第１及び第２のコネクタ部材を有するコネクタにおいて、前記第１コネクタ部材は、実装時に前記基板に形成された位置決め孔に係合する外面を備えた第１突起を有し、前記第１及び第２コネクタ部材の一方は、実装時に他方のコネクタ部材に形成された係合孔に係合する外面を備えた第２突起を有することを特徴とする、コネクタが提供される。
【００１０】
また本発明の他の態様によれば、基板と、該基板の両面にそれぞれ実装され、各々が複数のコンタクトを有する第１及び第２のコネクタ部材とを有するコネクタにおいて、前記基板は、前記第１コネクタ部材のコンタクトと前記第２コネクタ部材のコンタクトとの間を延在するとともに、前記コネクタが他のコネクタに嵌合したときに前記第１及び第２コネクタの複数のコンタクトの各々が前記他のコネクタのコンタクトの各々と接触する接点の位置よりも前記他のコネクタ側に延在していることを特徴とする、コネクタが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るコネクタの一態様によれば、第１及び第２コネクタ部材が基板に対して位置決めされるだけでなく、両コネクタ部材同士も互いに係合するので、上下のコンタクト間での高い位置決め精度が得られる。また基板の両面にコンタクトが実装されるので、コンタクトの配列そのままに基板のトレースを配列でき、基板のトレース設計が容易となる。
【００１２】
本発明に係るコネクタの他の態様によれば、基板がコネクタの各コンタクトの接点を越えて延在していることにより、一般に基板内部に間挿されているグラウンド部材を各コンタクトの接点間に配置することができるので、基板を挟むコンタクト間のノイズ等の発生を抑制することができ、安定した高速伝送を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る高速伝送用コネクタシステム１を示す外観斜視図である。なおコネクタシステム１は、雄側コネクタ（プラグ）２と、雄側コネクタ２が嵌合する雌側コネクタ（ソケット）３とからなる。雄側コネクタ２は、基板２１と、基板２１を挟んで互いに対向配置される第１及び第２のコネクタ部材２２及び２３とを有し、また第１及び第２コネクタ部材は所定の間隔で配列された複数のコンタクト２２１及び２３１（図４参照）をそれぞれ有する。第１コネクタ部材２２の複数のコンタクト２２１は、組み立てられたときに基板２１に形成された電極２１１ａ（図４参照）と導通接続され、また第２コネクタ部材２３の複数のコンタクト２３１も同様に、組み立てられたときに基板２１に形成された電極２１１ｂ（図４参照）と導通接続される。一方雌側コネクタ３は、雄側コネクタ２と接続したときに雄側コネクタ２のコンタクト２２１及び２３１とそれぞれ接触する複数のコンタクト３１及び３２（図３参照）をそれぞれ有する。
【００１４】
図２は、雄側コネクタ２を図１とは別方向からみた斜視図である。また図３は、雄側コネクタ２と雌側コネクタ３とが接続されている状態での、コネクタの幅方向（コンタクトの配列方向）の中央付近での断面図である。雄側コネクタ２は、雌側コネクタ３の接続穴３３（図１）内に嵌合する嵌合部２４を有する。嵌合部２４においては、複数のコンタクト２２１及び２３１が嵌合部２４の表面に露出して基板２１を挟んで互いに反対側に配置され、嵌合部２４を接続穴３３内に挿入することにより、雌コネクタ３の複数のコンタクト３１及び３２との導通接続が行われる。
【００１５】
図２及び図３に示すように、基板２１の端面２１４は嵌合部２４の先端に露出しており、このように嵌合部２４の先端まで基板２１の端面２１４を延在させることができる。一般に、基板両側のコンタクト間のノイズ等を抑制するために、金属等のグラウンド部材（ＧＮＤ）が基板に層状に挿入され又は形成される。基板を挟んで互いに反対側に位置する雄側コネクタ２のコンタクト２２１と２３１との間の距離は、雌側コネクタ３の対向するコンタクト３１と３２との間の距離よりも狭いので、雄側コネクタ２のコンタクトと雌側コネクタ３のコンタクトとが接触する位置すなわち接点３１２及び３２２を越えて雌側コネクタ側まで延びるように基板を配置すれば、ノイズ抑制効果を高めることができる。また、本実施形態のように雄側コネクタ２の嵌合部２４先端までＧＮＤを延在させることもできる。本発明では、詳細は後述するが、両コネクタ部材が基板に垂直な方向に移動して基板に実装されるので、図２に示すような基板端面２１４が嵌合部の前面に露出するような構成を容易に実現することができる。
【００１６】
また図３に示すように、雌側コネクタ３のコンタクト３１及び３２の端部３１１及び３２１は、雄側コネクタ２の嵌合部２４からいくらか乖離すなわち反った形状となっている。これは雄側コネクタ２の嵌合部２４の挿抜を容易にするためのものであるが、データ伝送時のノイズの発生の観点からは好ましくない。これに対し雄側コネクタ２のコンタクト２２１及び２３１の端部２２１１及び２３１１は、基板２１から乖離させる必要はない。これは上述のように各コネクタ部材が基板に対して基板に垂直な方向（図３では上下方向）に実装されるからであり、コネクタ部材を基板の面に平行な方向に移動させて実装するような構成のものに比べ、有利である。
【００１７】
なお本発明では、主に雄側コネクタ２の構造に特徴を有する。従って以降の説明は雄側コネクタ２を中心に行い、また特に断りがない限り雄側コネクタを単にコネクタと略称する。
【００１８】
図４は、コネクタ２の分解斜視図である。第１及び第２コネクタ部材２２及び２３の各々は、幅方向の両端にソルダータブ２２２ａ、２２２ｂ及び２３２ａ、２３２ｂをそれぞれ有する。一方基板２１は、基板２１上に予め形成されたソルダータブ用パターン上にスクリーン印刷等により形成された半田面すなわち半田層２１２ａ〜２１２ｄ（基板上面の２１２ａ及び２１２ｃのみ図示）を有し、各ソルダータブは半田層２１２ａ〜２１２ｄのいずれかに固着される。なお、基板接触面２２４及び２３４は、それぞれ基板２１の各面に対向する面を意味し、必ずしも基板２１の各面と接触することを要するものではない。また基板接触面２２４及び２３４はその全面が基板２１の各面に対向していなくともよく、一部（例えば後述する第２突起が形成される部分）については他方のコネクタ部材の基板接触面と対向する（すなわち基板２１が両基板接触面間に介在しない）構成でもよい。
【００１９】
基板２１には、各コネクタ部材用の位置決め孔２１３ａ〜２１３ｄが形成される。一方各コネクタ部材は、基板２１の位置決め孔に係合する第１突起すなわち環状突起を有する。詳細には、第２コネクタ部材２３は基板２１の位置決め孔２１３ａ及び２１３ｄにそれぞれ係合する外面２３３１ａ及び２３３１ｄを備えた環状突起２３３ａ及び２３３ｄをその基板接触面２３４に有し、一方第１コネクタ部材２２は基板２１の位置決め孔２１３ｂ及び２１３ｃにそれぞれ係合する外面を備えた第１突起すなわち環状突起２２３ｂ及び２２３ｃ（図２では見えず）をその基板接触面２２４に有する。なお図２では第１コネクタ部材２２の下面は見えないが、第１コネクタ部材２２の環状突起２２３ｂ及び２２３ｃはそれぞれ第２コネクタ部材２３の環状突起２３３ａ及び２３３ｄと同一形状とすることができる。
【００２０】
また第１コネクタ部材２２は、組み立てられたときに第２コネクタ部材２３の環状突起２３３ａ及び２３３ｄの上端面２３３２ａ及び２３３２ｄにそれぞれ形成された係合孔２３３３ａ及び２３３３ｄにそれぞれ係合する第２突起すなわち棒状突起２２３ａ及び２２３ｄ（図２では見えず）を基板接触面２２４に有し、一方第２コネクタ部材２３は、組み立てられたときに第１コネクタ部材２２の環状突起２２３ｂ及び２２３ｃに同様に形成された係合孔にそれぞれ係合する第２突起すなわち棒状突起２３３ｂ及び２３３ｃを基板接触面２３４に有する。なお図２では第１コネクタ部材２２の下面は見えないが、第１コネクタ部材２２の棒状突起２２３ａ及び２２３ｄはそれぞれ第２コネクタ部材２３の棒状突起２３３ｂ及び２３３ｃと同一形状とすることができる。
【００２１】
このように本実施形態では、各コネクタ部材において、環状突起及び棒状突起がそれぞれ四角形の対角線上に配置される構成となっている。これにより、第１コネクタ部材２２が基板２１に対して２箇所で位置決めされる場合に、第１コネクタ部材２２と第２コネクタ部材２３は全体としても同一形状に作製可能であり、これは部品種類数の削減や管理の効率化等の面で有利である。なお、第１コネクタ部材２２と基板２１とが１箇所で位置決めされる場合（例えば角柱形状の突起で位置決めされる場合）には、コネクタの挿入方向に対して対称な位置に第２突起と係合孔とが配置されていればよい。
【００２２】
一方のコネクタ部材の環状部材と他方のコネクタ部材の棒状突起との係合（嵌合）は、側断面図５によく示されている。各コネクタ部材の環状突起の外面（図示例では環状突起２３３ａの外面２３３１ａ及び環状突起２２３ｂの外面２２３１ｂ）が基板２１の位置決め孔２１３ａ及び２１３ｂにそれぞれ係合して位置決めされる一方で、第１コネクタ部材２２の棒状突起２２３ａが第２コネクタ部材２３の対応する環状突起２３３ａの係合孔すなわち内面２３３３ａに嵌合すると同時に、第２コネクタ部材２３の棒状突起２３３ｂが第１コネクタ部材２２の対応する環状突起２２３ｂの係合孔すなわち内面２２３３ｂに嵌合する。各コネクタ部材が個別に基板に位置決めされるだけの場合は、各コネクタ部材と基板との位置決め誤差が重畳され結果として両コネクタ部材間の位置決め誤差が大きくなる虞がある。本発明の場合は、両コネクタ部材が基板を介さずに互いに直接的に位置決めされるので、各コネクタ部材と基板との位置決め精度に関わらず、両コネクタ部材を高い位置決め精度で組み立てることができる。一般に、基板への孔開け加工の精度はコネクタ部材の製造精度に比べて低いため、両コネクタ部材の位置決め精度が基板の加工精度に影響されないことは、コネクタ設計上非常に有利である。
【００２３】
なお図示例では第１及び第２突起をそれぞれ環状突起及び棒状突起としているが、他にもいくつか好適な形状が考えられる。例えば第２突起を円錐、円錐台、角柱又は角錐台形状とし、第１突起を第２突起が係合可能な内面を備えた円錐台、角柱又は角錐台形状とすることもできる。また図示例では各コネクタ部材のために２つ（合計４つ）の位置決め孔が設けられているが、第１突起の外面が円筒状又は円錐状の場合は少なくとも２つ、角柱又は角錐台の場合は少なくとも１つの位置決め孔があれば一定の位置決め効果は奏される。
【００２４】
また図示例では、１つの環状突起がコネクタと基板との位置合わせ及びコネクタ同士の位置合わせの双方の機能を備えているが、第２突起を受容可能な係合孔は第１突起ではなく他の部位に設けることも可能である。また第２突起及びそのための係合孔は、基板が間に介在しないコネクタ部材の部位にそれぞれ設けてもよい。
【００２５】
コネクタ２は、通常は以下の手順で作製される。先ず、予め電極２１１ａが形成されている基板２１の片面に、スクリーン印刷等により半田ペースト又はクリーム半田を印刷して半田層２１２ａ、２１２ｃを形成する。次にオートマウンタ等により、基板２１の電極２１１ａ及び半田層２１２ａ、２１２ｃが形成された側に、第１コネクタ部材２２が自動実装される。このとき、図４に示すように、基板２１の位置決め孔に第１コネクタ部材２２の環状突起が係合し、基板２１に対する第１コネクタ部材２２の位置決めが所望の精度で行われる。ここでは、環状突起及び位置決め孔により積極的に位置決めすることができる。あるいはオートマウンタの精度に頼って両部材を位置決めし、環状突起と位置決め孔とを両部材の許容以上の位置ずれを防ぐ目的で使用することもできる。従って、環状突起と位置決め孔とは所謂プレスフィットとなる関係であってもよいし、環状突起と位置決め孔との間に隙間が生じる関係であってもよい。次に半田層２１２ａ、２１２ｃに熱を加えて溶解することにより、第１コネクタ部材のソルダータブ及び各コンタクトが基板に固着される。
【００２６】
次に基板２１を反転させ、予め電極２１１ｂが形成されている基板２１のもう一方の面に、スクリーン印刷等により半田ペースト又はクリーム半田を印刷して半田層２１２ａ、２１２ｃと同様の電極及び半田層２１２ｂ、２１２ｄを形成する。後は同様に、電極２１１ｂ及び半田層２１２ｂ、２１２ｄが形成された側に、第２コネクタ部材２３が自動実装される。このとき、図４に示すように、基板２１の位置決め孔に第２コネクタ部材２３の環状突起が係合するとともに、一方のコネクタ部材の棒状突起が他方のコネクタ部材の環状突起内に嵌合する。第２コネクタ部材２３は第１コネクタ部材２２に対して、雄側コネクタ２と雌側コネクタ３との嵌合に必要な精度で位置決めされる。第２コネクタ部材２３と基板２１との位置決めは、第１コネクタ部材を２２介して間接的に行われる。両コネクタ部材が正確に位置決めされるため、第２コネクタ部材２３は基板２１に対しても第１コネクタ部材２２と同様の精度で位置決めされる。従って、第２コネクタ部材２３は、基板２１に対してだけでなく第１コネクタ部材２２に対しても正確に位置決めされる。このとき通常は、第２のコネクタ部材１２の環状突起と基板２１の位置決め孔とが干渉して、両コネクタ部材同士の位置決め精度が低下することがないようにする。例えば、第２コネクタ部材２３の環状突起の外面と係合する基板２１の位置決め孔の径を、環状突起の外径に比べて十分大きい寸法に設定することで、それが達成できる。最後に図示しない半田層に熱を加えて溶解することにより、第２コネクタ部材のソルダータブが固着される。
【００２７】
上述のように、通常は基板２１の片方の面に第１コネクタ部材２２を実装した後に、基板２１の他方の面に電極等がスクリーン印刷される。従ってスクリーン印刷の妨害とならないように、コネクタ部材の環状突起及び棒状突起は、図５に示すように基板２１の位置決め孔に嵌合した状態では基板から突出しないように構成されること、換言すれば環状突起及び棒状突起の高さは基板の厚さより小さいことが好ましい。第２突起を基板接触面に配置する構成でこれを実現するには、係合孔は基板接触面から突出する突起（本実施形態では環状突起）の上端面に配置する必要がある。つまり、係合孔の設けられた突起の上端面が、基板の表面と裏面との間に位置するように設定する必要がある。そのように配置しないと、一方のコネクタ部材の第２突起が他方のコネクタ部材の係合孔と嵌合するためには、第２突起又は係合孔を配置した突起が基板表面から突出しなければならず、これはスクリーン印刷の障害となるからである。
【００２８】
本発明では、各コネクタ部材が基板及び他方のコネクタ部材に対して正確に位置決めされるので、各コネクタ部材の複数のコンタクトをかなり密に配置することができ、結果としてコネクタをコンパクトに形成できる。また複数のコンタクトの配置は基本的に任意であるが、基板に対して一列に実装されることが好ましい。複数のコンタクトを一列に配列することにより、コンタクトの半田付け部の一部が破損又は断線したような場合におけるリワーク性が向上する。また図示例のようにコンタクトを全て等長とすることにより、差動高速伝送に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る雄側コネクタと雌側コネクタとを示す外観斜視図である。
【図２】図１の雄側コネクタを別方向からみた外観斜視図である。
【図３】図１の雄側コネクタと雌側コネクタとが接続された状態を示す断面図である。
【図４】図１の雄側コネクタの分解斜視図である。
【図５】図１の雄側コネクタの断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ コネクタシステム
２ 雄コネクタ
３ 雌コネクタ
２１ 基板
２１１ａ、２１１ｂ 電極
２１３ａ〜２１３ｄ 位置決め孔
２１４ 基板端面
２２ 第１コネクタ部材
２２１ コンタクト
２２３ｂ、２２３ｃ 環状突起
２２３ａ、２２３ｄ 棒状突起
２２４ 基板接触面
２３ 第２コネクタ部材
２３１ コンタクト
２３３ａ、２３３ｄ 環状突起
２３３ｂ、２３３ｃ 棒状突起
２３４ 基板接触面
２４ 嵌合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の両面にそれぞれ実装され、各々が複数のコンタクトを有する第１及び第２のコネクタ部材を有するコネクタにおいて、
前記第１コネクタ部材は、実装時に前記基板に形成された位置決め孔に係合する外面を備えた第１突起を有し、
前記第１及び第２コネクタ部材の少なくとも一方は、実装時に他方のコネクタ部材に形成された係合孔に係合する第２突起を有することを特徴とする、コネクタ。
【請求項２】
前記第２突起は、前記第１又は第２コネクタ部材の基板接触面から突出して形成される、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記係合孔は、前記第１又は第２コネクタ部材の基板接触面から突出して形成された突起の上端面に設けられる、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記係合孔は前記第１突起の上端面に設けられる、請求項２に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記第１突起は環状形状を有し、前記第２突起は前記第１突起に設けられた前記係合孔に係合する棒状形状を有する、請求項４に記載のコネクタ。
【請求項６】
前記第１及び第２コネクタ部材の双方が、それぞれ前記第１突起、前記第２突起及び前記係合孔を有し、前記第１及び第２コネクタ部材は互いに同一の形状を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ。
【請求項７】
前記第１突起及び前記第２突起の高さはいずれも前記基板の厚さより小さい、請求項２に記載のコネクタ。
【請求項８】
前記複数のコンタクトは、前記第１及び第２コネクタ部材の各々において一列に配列される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコネクタ。
【請求項９】
基板と、該基板の両面にそれぞれ実装され、各々が複数のコンタクトを有する第１及び第２のコネクタ部材とを有するコネクタにおいて、
前記基板は、前記第１コネクタ部材のコンタクトと前記第２コネクタ部材のコンタクトとの間を延在するとともに、前記コネクタが他のコネクタに嵌合したときに前記第１及び第２コネクタの複数のコンタクトの各々が前記他のコネクタのコンタクトの各々と接触する接点の位置よりも前記他のコネクタ側に延在していることを特徴とする、コネクタ。
【請求項１０】
前記基板は、前記基板並びに前記第１及び第２コネクタ部材の複数のコンタクトが協働して構成するコネクタ嵌合部の先端まで延在している、請求項９に記載のコネクタ。
【請求項１】
基板の両面にそれぞれ実装され、各々が複数のコンタクトを有する第１及び第２のコネクタ部材を有するコネクタにおいて、
前記第１コネクタ部材は、実装時に前記基板に形成された位置決め孔に係合する外面を備えた第１突起を有し、
前記第１及び第２コネクタ部材の少なくとも一方は、実装時に他方のコネクタ部材に形成された係合孔に係合する第２突起を有することを特徴とする、コネクタ。
【請求項２】
前記第２突起は、前記第１又は第２コネクタ部材の基板接触面から突出して形成される、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記係合孔は、前記第１又は第２コネクタ部材の基板接触面から突出して形成された突起の上端面に設けられる、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記係合孔は前記第１突起の上端面に設けられる、請求項２に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記第１突起は環状形状を有し、前記第２突起は前記第１突起に設けられた前記係合孔に係合する棒状形状を有する、請求項４に記載のコネクタ。
【請求項６】
前記第１及び第２コネクタ部材の双方が、それぞれ前記第１突起、前記第２突起及び前記係合孔を有し、前記第１及び第２コネクタ部材は互いに同一の形状を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ。
【請求項７】
前記第１突起及び前記第２突起の高さはいずれも前記基板の厚さより小さい、請求項２に記載のコネクタ。
【請求項８】
前記複数のコンタクトは、前記第１及び第２コネクタ部材の各々において一列に配列される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコネクタ。
【請求項９】
基板と、該基板の両面にそれぞれ実装され、各々が複数のコンタクトを有する第１及び第２のコネクタ部材とを有するコネクタにおいて、
前記基板は、前記第１コネクタ部材のコンタクトと前記第２コネクタ部材のコンタクトとの間を延在するとともに、前記コネクタが他のコネクタに嵌合したときに前記第１及び第２コネクタの複数のコンタクトの各々が前記他のコネクタのコンタクトの各々と接触する接点の位置よりも前記他のコネクタ側に延在していることを特徴とする、コネクタ。
【請求項１０】
前記基板は、前記基板並びに前記第１及び第２コネクタ部材の複数のコンタクトが協働して構成するコネクタ嵌合部の先端まで延在している、請求項９に記載のコネクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−３７７７７（Ｐ２００９−３７７７７Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９９４１９（Ｐ２００７−１９９４１９）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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