(57)【要約】【課題】有効な高周波特性および機械的安定性を提供する多極プラグインコネクタを提供することにある。【解決手段】本発明は、コンタクト列平面（１４）に位置する幅広側部（５０）を有する平坦な伝導領域（１８）と、伝導領域（１８）に連続して形成された平坦なプラグイン領域（３０）と、を有するコンタクト要素（１６）を備えた多極プラグインコネクタ（１０）に関する。平坦なプラグイン領域（３０）の幅広側部（３１）は、平坦な伝導領域（１８）の幅広側部（５０）に対して所定角度（７０）で回転された状態にある。本発明に係るプラグインコネクタ（１０）は、高周波数信号の送信、特に、データ転送速度が１０ギガビット／秒を超える可能性のある状況での高周波数デジタル信号を送信するためのプラグイン接続の確立に特に適している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクト列平面（１４）に位置する幅広側部（５０）を有する平坦な伝導領域（１８）と、前記伝導領域（１８）に連続する平坦なプラグイン領域（３０）と、を有するコンタクト要素（１６）を備えた多極プラグインコネクタであって、
前記平坦なプラグイン領域（３０）の前記幅広側部（３１）は、前記平坦な伝導領域（１８）の前記幅広側部（５０）に対して所定角度（７０）をつけて形成されていることを特徴とする多極プラグインコネクタ。
【請求項２】
前記所定角度（７０）は少なくとも略９０度であることを特徴とする、請求項１に記載のプラグインコネクタ。
【請求項３】
少なくとも２つの前記コンタクト要素（１６）が一つのコンタクト列平面（１４）において互いに隣接するように配置され、
前記プラグイン領域（３０）の前記幅広側部（３１）と、２つのプラグイン領域（３０）間の間隔（７１）と、が対応付けられることを特徴とする、請求項１に記載のプラグインコネクタ。
【請求項４】
前記プラグイン領域（３０）の幅広側部（３１）の所定幅（３３）と、前記２つのプラグイン領域（３０）間の間隔（７１）と、が対応付けられることを特徴とする、請求項３に記載のプラグインコネクタ。
【請求項５】
前記プラグイン領域（３０）は２つのばね脚部（３５、３６）を有するばね要素（３４）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のプラグインコネクタ。
【請求項６】
前記ばね脚部（３５、３６）の断面は、前記ばね脚部（３５、３６）の接続部（３７）から前記プラグイン方向（４０）と反対方向に向かって、実質的に連続して、少なくとも部分的に縮小することを特徴とする、請求項５に記載のプラグインコネクタ。  
【請求項７】
前記プラグイン方向（４０）と反対方向に向かって断面が縮小する段状部（４２）をばね脚部（３５、３６）の領域に設けることを特徴とする、請求項５に記載のプラグインコネクタ。
【請求項８】
前記２つのばね脚部（３５、３６）は一つのコンタクト行平面（１５）に位置することを特徴とする、請求項５に記載のプラグインコネクタ。
【請求項９】
コンタクト先端部（３８、３９）を前記ばね脚部（３５、３６）に備えることを特徴とする、請求項５に記載のプラグインコネクタ。 
【請求項１０】
前記プラグイン領域（３０）は、少なくとも一つのプラグイン領域固定要素（４１）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のプラグインコネクタ。
【請求項１１】
前記伝導領域（１８）は、少なくとも一つの伝導領域固定要素（５２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のプラグインコネクタ。
【請求項１２】
少なくとも一つのオフセット（５３）を前記伝導領域（１８）の前記コンタクト列平面（１４）に備えることを特徴とする、請求項１に記載のプラグインコネクタ。
【請求項１３】
はんだ領域（１９）を前記コンタクト要素（１６）の前記平坦な伝導領域（１８）に連続して形成することを特徴とする、請求項１に記載のプラグインコネクタ。
【請求項１４】
前記はんだ領域（１９）はＳＭＤ用はんだ末端部を有することを特徴とする、請求項１３に記載のプラグインコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多極プラグインコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気的及び機械的パラメータに関して高度な要求を満たす複数行型の多極プラグインコネクタが記載されている。当該プラグインコネクタは、特に高周波信号を伝送するためのプラグイン接続の確立に適している。例えば、デジタル信号伝送時のデータ転送速度はギガビット／秒となることがある。高周波数信号の場合、プラグイン接続の高周波特性が極めて重要になるという事実を踏まえ、ＴＨＲ（スルーホールリフロー）技術を用いて印刷基板上に容易にはんだ付け可能な特別の簡便な設計を有する信号伝送用コンタクト要素に対して、フラットスクリーニング要素が備えられている。
【０００３】
特許文献２には、コンタクト列平面において上下に且つ互いに隣接するように配列された２つのコンタクト要素の複数ペアによって差分信号が伝送される複数行型の多極プラグインコネクタが記載されている。このようなコンタクト要素の特別な配置により、差分信号を同様に伝送し、より離れて配置された隣接するコンタクト要素間では、クロストークが殆ど発生しない。上下に配置された隣接するコンタクト要素の各ペア間の間隔は、スループット減衰を低減すること、及び差分信号を伝送するコンタクト要素の各ペア間のクロストークが殆ど発生しないようにすることを目的として規定される。
【０００４】
特許文献３には、特許文献２に記載のプラグインコネクタと類似のプラグインコネクタが開示されている。当該プラグインコネクタでは、隣接するコンタクト要素列に配置されたコンタクト要素のペアが異なるコンタクト行平面に位置するように、単純に互いにオフセット配置で配置することにより、特別なスクリーニング手段を使用しない場合でも、それぞれが差分信号を伝送するコンタクト要素の異なるペア間で殆どクロストークが発生しない。
【０００５】
特許文献４には、コンタクトばねを有するプラグイン領域を備えたコンタクト要素が記載されている。当該コンタクトばねは２つのばね脚部を有しており、当該ばね脚部はその接続部からプラグイン方向と反対方向に向かって延びている。当該２つのばね脚部の前端部のそれぞれには、少なくとも略９０度の角度でばね脚部を曲げることで形成されたコンタクト先端部が備えられている。当該２つのコンタクト先端部は、対応するピン要素に押し込むためのコンタクトインレットを備えている。なお、対応するピン要素はコンタクト先端部によって所定位置に保持される。
【特許文献１】ドイツ実用新案特許第ＤＥ２０  ２００５  ０２０  ４７４  Ｕ１号
【特許文献２】米国特許出願第２００５／００２０１０９  Ａ１号
【特許文献３】米国特許第６１９６８８６  Ｂ１号
【特許文献４】ドイツ特許第４３３０３９０  Ｃ２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、有効な高周波特性および機械的安定性を提供する多極プラグインコネクタを提供することにある。なお、本目的は特許請求の範囲に記載された独立請求項の特徴により達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る多極プラグインコネクタは、コンタクト列平面に幅広側部が位置する平坦な伝導領域と、当該伝導領域に連続する平坦なプラグイン領域と、を有するコンタクト要素を備える。ここで、多極プラグインコネクタは、平坦な伝導領域の幅広側部に対して所定の角度で角度をつけて形成された状態にある平坦なプラグイン領域の幅広側部を有するように構成されている。
【０００８】
上記回転の結果、本発明に係るプラグインコネクタのコンタクト要素では、曲げモーメントまたはトルクが高くなる。先行技術において周知のコンタクト要素と比較した場合、同一の曲げモーメントに対して材料の消費量を削減した新規のコンタクト要素を提供することができる。
【０００９】
コンタクト要素のプラグイン領域に必要な空間を削減することにより、必要不可欠な利点を達成することが可能である。したがって、多極プラグインコネクタに対して、利用可能な表面積につき多くのプラグインコンタクトを提供することが可能になる。
【００１０】
本発明に係る多極プラグインコネクタでは、有益な機械的特性に加えて、好ましい高周波特性が特に重要となる。本発明により、スループット減衰を低減することと、反射減衰量を増加させることと、を同時に達成することができる。特に好ましい要因として、クロストークが殆ど発生しないということは注目に値する。
【００１１】
一つのコンタクト列平面に於いて、好ましくは互いに所定空間を隔てて隣接して配置された２つのコンタクト要素のプラグイン領域間の間隔を削減することにより、平坦なスクリーニングをさらに追加する必要がなくなる。コンタクト列平面において互いに隣接して配置された２つのプラグイン領域間の磁束線は、主に２つのプラグイン領域間の空間に延びており、これにより、残存する浮遊磁場が僅かとなる。以前必要であったスクリーニング要素を省略することにより、より小規模設計のプラグインコネクタを提供することが可能となり、同時に材料の消費量を削減することができる。
【００１２】
一つのコンタクト列平面に互いに隣接して配置された、プラグインコネクタのコンタクト要素の２つのプラグイン領域間の間隔を広い値の範囲で変更するため、特に、当該間隔を削減するために提供された可能性の結果として、スクリーニング速度だけでなく、サージインピーダンスを意図的に調整することが可能である。特に、接続される配線のサージインピーダンスにプラグインコネクタのサージインピーダンスを適合させることが可能であるので、プラグインコネクタの領域でミスマッチが発生することは殆どない。これにより、高度な信号品位及び／または良好な信号品質が保証される。
【００１３】
本発明に係る多極プラグインコネクタは、特にシリアル接続に於いて使用される信号線等の差分信号線の接続に最適である。例えば、プラグインコンタクトに対して差分信号と信号用接地を交互に印加することにより、本発明に係るプラグインコネクタでは、最大ギガヘルツ（ＧＨｚ）帯域及び／またはデータ転送速度が１０ギガビット／秒を超える高周波数信号を伝送することが可能である。
【００１４】
先行技術において公知のプラグインコネクタと比較した場合、本発明に係るプラグインコネクタにおいては、追加の材料を何ら消費することなく、機械的及び電気的利点を達成することができる。これにより、特に本発明に係る一連のプラグインコネクタの製造において、特に費用面での利点がもたらされる。
【００１５】
なお、本発明に係る多極プラグインコネクタに関する有益な実施形態、及びさらなる成果は、特許請求の範囲の従属項により明白にされている。
【００１６】
また、前記所定の角度は、少なくとも略９０度に固定されていることが好ましい。これにより、一つのコンタクト列平面に於いて互いに隣接するように配置されたプラグイン領域間の間隔を最小限にすることが可能である。さらに、プラグインコネクタを特に容易な方法で実現可能である。
【００１７】
特に有利な実施形態によれば、少なくとも２つのコンタクト要素が一つのコンタクト列平面に互いに隣接するように配置され、プラグイン領域の幅広側部、特に当該幅広側部の所定幅と、当該２つのプラグイン領域間の間隔と、が少なくとも部分的に対応付けられる。こうした手段によれば、特定の要件に従って意図的にスクリーニング速度及びサージインピーダンスに影響を与えることが可能となる。
【００１８】
ある実施形態によれば、プラグイン領域は２つのばね脚部を有するばね要素を備えている。ばね脚部の断面は当該ばね脚部の接続部からプラグイン方向と反対方向に向かって、少なくとも部分的な領域において、実質的に連続して縮小することが好ましい。少なくとも一部の領域に備えられた断面領域の削減により、材料投入量を最小限にして、意図的にクランプ力に影響を与えることが可能となる。
【００１９】
他の実施形態によれば、プラグイン方向と反対方向に向かって断面が縮小する段状部がばね脚部の領域に設けられている。同様に、断面を段状に削減することで、材料投入量を最小限にしてクランプ力に意図的に影響を与えることができ、同時に、まずはプラグイン領域内で、そして、プラグイン動作中により大きな力を吸収できるように、より大きな断面を有するコンタクト要素の伝導領域まで段状部の形成を実現可能にする。
【００２０】
当該２つのばね脚部は、一つのコンタクト行平面に存在することが好ましい。これにより、当該ばね要素を対称的に配置することができる。
【００２１】
対応するプラグインコネクタのコンタクト要素の固定及び接触のために、コンタクト先端部をばね脚部の前端部に備えることが好ましい。
【００２２】
他の実施形態は、コンタクト要素のプラグイン領域と伝導領域の両者に関する。当該プラグイン領域及び／または伝導領域には、それぞれ少なくとも一つの固定要素が備えられるようにしても良い。本発明に係るプラグインコネクタの組み付け状態においては、当該固定要素は、プラグインコネクタのハウジングに備えられた凹部と係合し、これにより、プラグインコネクタの引き抜き力を増大させる。
【００２３】
他の実施形態によれば、少なくとも一つのオフセットが伝導領域のコンタクト列平面に備えられており、これにより、コンタクト列平面における伝導領域のコンダクタの柔軟な配置を可能にする。
【００２４】
他の実施形態によれば、はんだ領域がコンタクト要素の平坦な伝導領域に連続して備えられている。当該平坦な伝導領域は、コンタクト要素を印刷基板表面にはんだ付けするためのＳＭＤ用はんだ末端部（表面実装型部品）を有することが好ましい。本発明に係るプラグインコネクタのＳＭＤはんだ付けは、合理的で低価格なプラグインコネクタのはんだ付けを可能にするだけでなく、印刷基板との接続に対して良好な高周波数特性を与えることが可能である。
本発明に係る特定の実施形態が図面に示されており、ここでさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明に係るプラグインコネクタ１０に関する斜視図である。プラグインコネクタ１０は、プラグインコンタクト列１１及びプラグインコンタクト行１２に配置された複数のプラグインコンタクト１３を有する。プラグインコンタクト列１１に配置されたプラグインコンタクト１３は、それぞれコンタクト列平面１４に位置し、プラグインコンタクト行１２に配置されたプラグインコンタクト１３は、コンタクト行平面１５に位置する。
【００２６】
プラグインコンタクト１３のそれぞれは、コンタクト要素１６により形成され、プラグイン領域を有し、プラグインコネクタのハウジング１７に配置される。また、図１では視認できないが、プラグインコンタクト１３のそれぞれは、平坦な伝導領域１８及びはんだ領域１９をさらに有する。はんだ領域１９は、印刷基板平面２１に延びる印刷基板２０へのはんだ付けに使用される。
【００２７】
図２は、コンタクト要素に関する斜視図である。しかし、図２のコンタクト要素は本発明にとって必要不可欠な特徴を有していない。図２に示すコンタクト要素は先行技術に対応するものであるが、本発明に係るコンタクト要素１６の各部分に対応する当該コンタクト要素の部分については、以下説明のために記載するものとする。
【００２８】
図２においては、平坦なプラグイン領域３０が少なくとも略矩形の断面形状を有している例が図示されている。このとき、プラグイン領域３０において、幅広側部３１及び幅狭側部３２が形成されており、幅広側部３１は少なくとも部分的に所定幅３３を有する。従来技術によれば、プラグイン領域３０の幅広側部３１はコンタクト列平面１４に延びる。
【００２９】
プラグイン領域３０には、ばね脚部接続部３７を介して互いに接続される第１ばね脚部３５及び第２ばね脚部３６を有するコンタクトばね３４が備えられている。２つのばね脚部３５、３６の前端部に形成されたコンタクト先端部３８、３９は、プラグインコネクタ１０のプラグイン方向４０にコンタクトインレットを形成する。
【００３０】
プラグイン領域３０には少なくとも一つの固定要素４１が備えられている。当該プラグイン領域は、プラグインコネクタハウジング１７でのコンタクト要素１６の組み付け後、プラグインコネクタハウジング１７に備えられた対応する凹部と係合し、これにより、機械的安定性の増大、特に引き抜き力の増大を助長する。
【００３１】
平坦な伝導領域１８がプラグイン領域３０に連続して形成される。同様に、平坦な伝導領域１８は例えば少なくとも略矩形の断面形状を有している。伝導領域１８に対しては、幅広側部５０及び幅狭側部５１が形成されている。
【００３２】
詳細は図示されていないが、はんだ領域１９がコンタクト要素１６の後端部に備えられている。なお、はんだ領域１９は、例えば印刷基板２０上の印刷導体構造にはんだ付けされるＳＭＤ接続部６０を有する。
【００３３】
図３は、本発明に係る構成を有するコンタクト要素１６に関する斜視図である。なお、図３に於いて図１乃至２で示された部分と一致する部分については、同一の参照符号が付与される。
【００３４】
本発明においては、プラグイン領域３０の幅広側部３１が、コンタクト要素１６の伝導領域１８の幅広側部５０に対して所定角度７０で回転されることが想定されている。
【００３５】
プラグインコンタクト列１１方向に互いに隣接するように配置された２つのコンタクト要素１６間の間隔７１を考慮に入れながら、対応するプラグインコネクタのコンタクト要素との接続を確立する際にコンタクト先端部３８、３９を拡大するのに必要であると予想される間隔に応じて、角度７０の値を調整することが可能である。角度７０の値が少なくとも略９０度に規定される場合、特に簡便な解決策が得られる。この場合、プラグイン領域３０の幅広側部３１は、コンタクト行平面１５に少なくとも略平行に延びる。プラグインコネクタ１０が印刷基板２０上にはんだ付けされた状態では、コンタクト行平面１５は印刷基板の平面２１に対して平行に延びることが好ましい。
【００３６】
所定角度７０（好ましくは９０度）の角度をつけることにより、まずコンタクト列平面１４において互い隣接するように配置された２つのコンタクト要素１６間の間隔７１を減少させることが可能である。これは、コンタクト先端部３８、３９が形成されたばね脚部３５、３６がコンタクト列平面１４に平行な方向に延びるのではなく、むしろ接続の確立中に角度７０で規定された方向に延びるからである。当該角度が少なくとも略９０度の好ましい値を有する場合、接続確立中のこうした延びは、少なくとも略コンタクト行平面１５において生じる。こうして省スペースを確保した結果、比較的多くのプラグインコンタクト１３をプラグインコネクタハウジング１７の所定寸法内に収容することが可能となる。
【００３７】
少なくとも略９０度の角度で達成された特別な効果は以下の事実に起因する。即ち、少なくとも略平行な配置で互いに対向するように配置された側部３１は、コンタクト列平面１４において互いに隣接するように配置されたコンタクト要素１６のプラグイン領域３０の幅広側部３１であるという事実である。コンタクト要素１６を介して伝送される信号に応じて発生する電界分布の観点で見た場合、この事実は相当な利点をもたらす。特に、主にコンタクト列平面１４に互いに隣接するように配置された２つのコンタクト要素１６の幅広側部３１間で磁束線が発生するので、浮遊磁場を少なくすることができる。このように、何らかの特別なスクリーニング手段をさらに必要とすることなく、特に良好なスクリーニング効果を達成することができる。
【００３８】
プラグイン領域３０の幅広側部３１は、少なくとも部分的に所定幅３３を示し、あるいは、少なくとも略平均的に所定幅３３を示しているが、この幅広側部３１に間隔７１を対応付けることによって、特に有利な方法で、コンタクト列平面１４に互いに隣接するように配置された少なくとも２つのコンタクト要素１６で形成された導体（および誘電体）配置により規定されるサージインピーダンスに対して意図的に影響を与えることが可能である。一般に、このような対応付けが実施されるのは、間隔７１とプラグイン領域３０の幅広側部３１との間である。特に、このような対応付けは、間隔７１と、プラグイン領域３０において少なくとも部分的に規定された幅広側部の所定幅３３との間で成立してもよい。これにより、好ましくない配線の反射を防ぐために、プラグイン接続の領域でのサージ抵抗の如何なる変動をも可能な限り低く抑えることが可能である。したがって、良好な信号品質及び／または高度な信号品位を得ることができる。
【００３９】
所定の角度７０による回転は、コンタクト要素１６の剛性の増大につながる。このように、コンタクト要素１６は特に伝導領域１８に於いて、屈曲に関する如何なるリスクをも有することなく、より大きな力をプラグイン動作中に吸収することが可能である。特に先行技術における周知のコンタクト要素と比較した場合、材料の投入量を増加することなく、ねじれモーメントを増加させることができる。
【００４０】
ばね脚部３５、３６の断面を意図的に予め規定することにより、プラグイン動作中に印加される力に対して意図的に影響を与えることが可能である。特に、接続部３７からプラグイン方向４０と反対方向に向かって、少なくとも部分的にばね脚部３５、３６の断面を連続的に削減することが考えられる。これにより、材料の消費量が最小となる。
【００４１】
特にプラグイン領域３０に於いてコンタクト要素１６の剛性に影響を与えることを目的とした他の特徴によれば、段状部４２が、ばね脚部３５、３６の領域の断面に備えられている。
【００４２】
図３は、伝導領域１８に関連するさらなる構成を示している。伝導領域１８において、少なくとも一つの伝導領域固定要素５２が備えられていることが好ましい。伝導領域固定要素５２は、機械的安定性の増大、特にプラグインコネクタ１０の引き抜き力の増大を助長するために、プラグインコネクタハウジング１７に備えられた凹部と係合することを目的とする。
【００４３】
さらに、図３はコンタクト要素１６の伝導領域１８に備えられ、コンタクト列平面１４において延びる少なくとも一つのオフセット５２を示している。コンタクト列平面１４に延びる隣接するコンタクト要素１６は、別々に設定されたオフセット５３を有してもよい。図３に詳細は示されていないが、少なくとも一つのオフセット５３により、伝導領域１８に於けるコンタクト要素１６の間隔を変更することができる。
【００４４】
図４は、図３に図示されたコンタクト要素１６を他の角度から見た斜視図である。図４において、図３に図示された部分と一致する部分については、同一の参照符号が付与される。特に、ばね脚部３５、３６の領域の断面に形成された段状部４２は、図４において明確に視認することができる。
【００４５】
図５は、本発明に係る多極プラグインコネクタ１０のコンタクト要素１６を拡張した斜視図である。図５において、図１乃至４に図示された部分と一致する部分については、同一の参照符号が付与される。図５は、伝導領域１８に於ける少なくとも一つのオフセット５３が、コンタクト列平面１４で互いに隣接するように配置されたコンタクト要素１６間の間隔７１に影響を与える方法を示す図である。さらに図５は、はんだ領域１９の他の実施形態を示しており、はんだ領域１９には図２に示されたＳＭＤ接続部６０の代わりにＴＨＲはんだ接続部が備えられている。
【００４６】
図６は、本発明に係る多極プラグインコネクタ１０のコンタクト要素１６に関する斜視図であり、コンタクト要素１６が対応する多極プラグインコネクタのコンタクト要素８０と接触した状態が図示されている。プラグイン領域３０におけるコンタクト要素１６がばね要素３４として設計される場合、対応するコンタクト要素８０は、所定位置に固定され、ばね要素３４のコンタクト先端部３８、３９によって差し込み状態で接触するピンとして提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】多極プラグインコネクタに関する斜視図。
【図２】従来技術に係る多極プラグインコネクタのコンタクト要素に関する斜視図。
【図３】本発明に係る多極プラグインコネクタのコンタクト要素に関する斜視図。
【図４】本発明に係る多極プラグインコネクタのコンタクト要素を他の角度から見た斜視図。
【図５】本発明に係る多極プラグインコネクタのコンタクト要素を拡張した斜視図。
【図６】本発明に係る多極プラグインコネクタのコンタクト要素に関する斜視図であり、対応する多極プラグインコネクタの適合するコンタクト要素と接触した状態を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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