JP2014038772A

JP2014038772A - ケーブルコネクタ

Info

Publication number: JP2014038772A
Application number: JP2012180640A
Authority: JP
Inventors: Toru Yamagami; 徹山上
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: FCL Components Ltd
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2014-02-27
Also published as: US9570821B2; US20140051300A1

Abstract

【課題】高周波におけるノイズや伝送損失の少ないケーブルコネクタを提供する。
【解決手段】
本願発明におけるケーブルコネクタは、回路基板側コネクタと接続されるケーブル側コネクタであって、第1の面と、前記第1の面の裏面である第2の面とを備えたコネクタカードと、前記第1の面に配されて、ケーブルの芯線を接続するケーブルパッドと、前記第２の面の前記コネクタカードを挟んで前記ケーブルパッドに対向する位置に配されて、前記回路側コネクタと接触する接点と、前記ケーブルパッドと前記接点とを前記コネクタカードを貫通して導通させる導通部とを備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、ケーブルと基板とを接続するケーブルコネクタに関する。

近年、動画通信等で要求される大量の通信トラフィックに対応するために、伝送路の高速化が進んでおり、データ転送速度の高速化に適応可能なケーブルをプリント基板に接続する様々なコネクタが提案されている。

例えば、特許文献1（特開２００１−７６８０４号公報）には、電磁適合性の向上を図ったケーブルコネクタが開示されている。

また、特許文献２（特開２００７−２００７−１５７３９３号公報）には、データ転送速度の高速化に適応可能なケーブルコネクタが開示されている。

特開２００１−７６８０４号公報特開２００７−１５７３９３号公報

しかし、データ転送速度が高速化し、例えば１０Ｇｂ（ギガビット）以上になるとノイズや伝送損失が問題となる場合があった。

上記特許文献１に記載された従来のケーブルコネクタにおいては、ケーブルの芯線とコネクタの接触片との間は信号コンタクトの導電部材によって接続されており、この導電部材のインピーダンスによっては、高い周波数においてノイズや伝送損失が発生する場合があった。

また、特許文献２においても、ケーブルの絶縁被覆信号電線は、ワイヤ半田付け用パッドにハンダ付けされて、カードエッジ接続部分との間は配線パターンによって接続されており、やはり配線パターン等において、高い周波数においてノイズや伝送損失が発生する場合があった。

また、回路基板上に形成される配線パターンのインピーダンスを下げる方法としては、例えば回路基板にＦＲ４（Flame Retardant Type 4）等の素材を使用して誘電率を下げる方法があるが、回路基板のコストが高くなるという不具合があった。

本発明は、ケーブルコネクタにおける従来の問題点に鑑みてなされたものであり、高周波におけるノイズや伝送損失の少ないケーブルコネクタの提供を可能とすることを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明におけるケーブルコネクタは、回路基板側コネクタと接続されるケーブル側コネクタであって、第1の面と、前記第1の面の裏面である第2の面とを備えたコネクタカードと、前記第1の面に配されて、ケーブルの芯線を接続するケーブルパッドと、前記第２の面の前記コネクタカードを挟んで前記ケーブルパッドに対向する位置に配されて、前記回路側コネクタと接触する接点と、前記ケーブルパッドと前記接点とを前記コネクタカードを貫通して導通させる導通部とを備える。

本発明の実施形態によれば、高周波におけるノイズや伝送損失の少ないケーブルコネクタを提供することができる。

嵌合前のケーブルコネクタシステムを説明する斜視図嵌合後のケーブルコネクタシステムを説明する斜視図図２をＡ方向から見た矢視図図３をＢ方向から見た矢視図ケーブル側コネクタの斜視図基板側コネクタの斜視図ケーブルコネクタ装置へのケーブル接続を説明する斜視図図７をＣ方向から見た矢視図

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、嵌合前のケーブルコネクタシステムを説明する透過斜視図の一例である。図１において、コネクタシステム１は、ケーブル側コネクタ１０、ケーブル２０、ケーブル側コネクタハウジング３０、基板側コネクタ４０、及び、基板側コネクタハウジング５０を備えて、筐体７０に取り付けられた回路基板６０とケーブル２０とを接続する。

ケーブル側コネクタ１０には、ケーブル２０が接続される。図１のケーブル２０は、芯線が１本の場合を例示しているが、芯線は単芯でも多芯でも良い。

ケーブル側コネクタ１０は、透過図で示しているケーブル側コネクタハウジング３０に取り付けられている。ケーブル側コネクタハウジング３０は、透過図で示している基板側コネクタハウジング５０と嵌合させるためのハウジングであり、例えばモールド樹脂や金属で作られる。ケーブル側コネクタ１０は、ケーブル側コネクタハウジング３０と組み合わせて使用されるが、例えば、ケーブル２０が接続されているケーブル側コネクタ１０を、ケーブル側コネクタハウジング３０と一体的に形成しても良い。また、ケーブル側コネクタ１０とケーブル側コネクタハウジング３０とを一体的に形成して、ケーブル２０を接続できるようにしても良い。

一方、基板側コネクタ４０は、基板側コネクタハウジング５０に取り付けられて、回路基板６０に実装される。基板側コネクタハウジング５０は、筐体７０の開口部にてケーブル側コネクタハウジング３０を嵌合可能としている。基板側コネクタ４０は、基板側コネクタハウジング５０と合わせて使用されるが、ケーブル側コネクタと同様に、基板側コネクタハウジング５０と一体的に成形しても良い。

ケーブル側コネクタ１０と基板側コネクタ４０とは挿抜可能になっている。図１において、ケーブル側コネクタ１０と基板側コネクタ４０とが嵌合する方向を「嵌合方向」とする。嵌合方向は、基板側コネクタハウジング５０へのケーブル側コネクタハウジング３０の挿入方向である。

次に、ケーブル側コネクタハウジング３０と基板側コネクタハウジング５０を嵌合させた様子を図２で説明する。

図２は、嵌合後のケーブルコネクタシステムを説明する透過斜視図の一例である。図２は、図１で説明したケーブル側コネクタハウジング３０を基板側コネクタハウジング５０に挿入して嵌合させた図である。この状態で、図１のケーブル側コネクタハウジング３０と基板側コネクタハウジング５０が嵌合されて、ケーブル側コネクタ１０と基板側コネクタ４０とが電気的に接続されることにより、ケーブル２０と回路基板６０との間で伝送路が形成される。次に、図２の嵌合状態において、ケーブル側コネクタ１０と基板側コネクタ４０とが電気的に接続される様子を図３で説明する。

図３は、図２をＡ方向から見た矢視図の一例である。図３において、ケーブル側コネクタ１０は、ケーブルパッド１０１、カードエッジ接点１０２、コネクタカード１０３、及び、導通部１０４を備えている。基板側コネクタ４０は、ジャックコンタクト４１を備え、回路基板６０の表面に取り付けられている。なお、図３はコネクタカード１０３及び回路基板６０は説明のため断面図で表現されている。

ケーブルパッド１０１は、図１のケーブル２０を接続する導電性部材であり、図８の説明で後述するケーブル２０のケーブル芯線２０１を、例えば、ハンダ付け、ネジ止め、押さえ部材による押圧等によって接続する部分である。ケーブルパッド１０１は、コネクタカード１０３の第１の面（表面）に取り付けられ、コネクタカード１０３を貫通している導通部１０４にて、コネクタカード１０３の第２の面（裏面）に取り付けられたカードエッジ接点１０２と導通している。

カードエッジ接点１０２は、基板側コネクタ４０のジャックコンタクト４１と接する導電性部材であり、その表面は、例えば金やニッケルでメッキを行っても良い。カードエッジ接点１０２は、図３では、コネクタカード１０３の基板の面上に導体が形成されて、コネクタカード１０３の基板面からカードエッジ接点１０２の導体の厚み分だけ突出しているが、例えば、コネクタカード１０３の基板面に凹部を設け、その凹部にカードエッジ接点１０２を設けても良い。それにより、ジャックコンタクト４１のジャックコンタクト接点４１２がその凹部に入り、ジャックコンタクト４１のバネ付勢により、コネクタカード１０３を嵌合方向と逆方向に抜けにくくすることもできる。

コネクタカード１０３は、例えばＦＲ４等の材料を用いたプリント基板を利用することができる。また、コネクタカード１０３には、本実施例では図示していない、例えばコンデンサ等の電子部品を実装しても良い。

導通部１０４は、ケーブルパッド１０１とカードエッジ接点１０２とを、コネクタカード１０３を貫通して導通させている。ケーブルパッド１０１とカードエッジ接点１０２とは、コネクタカード１０３を挟んで対向する位置に配置され、導通部１０４は、ケーブルパッド１０１とカードエッジ接点１０２とをコネクタカード１０３の厚みと同程度の短い距離で接続している。このため、ケーブルパッド１０１とカードエッジ接点１０２とを、低インピーダンスで接続することができる。導通部１０４の形状は、ケーブル２０と回路基板６０との間で伝送される電気信号の周波数に対して十分低いインピーダンスとなるように、回路基板６０の貫通部の断面積等を選択することができる。また、ケーブル２０とのインピーダンス整合を考慮してその形状を決めることができる。従って、ケーブル２０と回路基板６０との間の伝送路において、ノイズや伝送損失の発生を低く抑えることが可能となる。なお、導通部１０４は、その形状を、コネクタカード１０３を貫通する円柱、四角柱とすることができる。また、中心部にコネクタカード１０３を貫通するスルーホールを有する円柱状であっても良い。本実施例では、ケーブルパッド１０１、カードエッジ接点１０２、及び導通部１０４は、機能毎に部位を分けてそれらを接続する旨の説明をしたが、例えば、ケーブルパッド１０１、カードエッジ接点１０２、及び導通部１０４を一体の部材で形成しても良い。

ジャックコンタクト４１は、カードエッジ接点１０２と回路基板６０とを導通させる導電性のバネ部材である。ジャックコンタクト４１は、ジャックコンタクト接続部４１１と、ジャックコンタクト接点４１２を備える。ジャックコンタクト接続部４１１は、回路基板６０に接続する部分である。ジャックコンタクト接続部４１１の回路基板６０への接続は、例えば回路基板６０の基板表面へのハンダ付けによって行われる。ジャックコンタクト４１に用いられる材料には、例えばリン青銅、ベリリウム銅、ＳＵＳ等の導電性ばね性金属板が用いられる。ジャックコンタクト４１の成型は、例えば、０．０８ｍｍ〜０．１５ｍｍの板圧の金属板バネをプレス加工にて図示の形状に曲げ加工される。ジャックコンタクト４１は、ジャックコンタクト接続部４１１より回路基板６０の基板面から立ち上げられて、ジャックコンタクト接点４１２がカードエッジ接点１０２に接するように設けられている。また、ジャックコンタクト４１は、ニッケル、銅、又は金などのメッキをコンタクト部材１の全部又は一部に施しても良い。

回路基板６０は、コネクタカード１０３と同様に、例えばＦＲ４等の材料を用いたプリント基板を利用することができる。回路基板６０は、本実施例では図示していない電子部品を実装することができ、ケーブル側コネクタ１０と基板側コネクタ４０との接触によって伝播される電気信号を処理する。次に、回路基板６０に取り付けられる基板側コネクタ４０の詳細を図４によって説明する。

図４は、図３をＢ方向から見た矢視図の一例である。図４において、ジャックコンタクト押さえ部材４２は、ジャックコンタクト４１を押しつけている。ジャックコンタクト押さえ部材４２はジャックコンタクト接点４１２の位置に合わせて開口部を有している。ジャックコンタクト押さえ部材４２は、その開口部を囲むように平面部を有し、図３で説明したコネクタカード１０３がジャックコンタクト押さえ部材４２のこの平面部をスライドしてケーブル側コネクタ１０と基板側コネクタ４０とが接触するようにしても良い。ジャックコンタクト４１は、ジャックコンタクト押さえ部材４２によって押さえられる。これにより、ジャックコンタクト接点４１２は、ケーブル側コネクタ１０が嵌合されない時においても、ジャックコンタクト押さえ部材４２の開口部から同じ高さ（図３の図示上方向）で突出するように整列させても良い。

実施形態によるジャックコンタクト４１は、ジャックコンタクト押さえ部材４２の同じ開口部にジャックコンタクト接点４１２が並ぶ図４の縦方向の並びを「列」と表現すると、ジャックコンタクト４１は、コネクタの嵌合方向に対して、前後２列で配置されている。図４にて、４１Ａ−１〜４１Ａ−２を前列のジャックコンタクト、４１Ｂ−１〜４１Ｂ−４を後列のジャックコンタクトとする。また、それぞれのジャックコンタクトと接するカードエッジ接点１０２は、１０２Ａ−１〜１０２Ａ−４を前列のカードエッジ接点、１０２Ｂ−１〜１０２Ｂ−４を後列のカードエッジ接点とする。

前列のジャックコンタクトと後列のジャックコンタクトとは、同じ列では同ピッチ（間隔）で配されている。つまり、ジャックコンタクト４１Ａ−１〜４１Ａ−２のそれぞれ隣接する前列のジャックコンタクトは同ピッチで配され、また、４１Ｂ−１〜４１Ｂ−４のそれぞれ隣接する後列のジャックコンタクトも同ピッチで配される。

また、前列のジャックコンタクトと後列のジャックコンタクトとは、嵌合方向と直角方向にずれた千鳥配列である。それぞれのジャックコンタクトと接するカードエッジ接点についても同様に千鳥配置である。図４において例示する前列のジャックコンタクト１０２Ａ−２の嵌合方向に延ばした中心線は、後列のジャックコンタクト１０２Ｂ−３の中心線と半ピッチずれている、半ピッチずれた千鳥格子である。但し、千鳥配列は、前後の列が、例えば１／３ピッチ、あるいは１／４ピッチずれた状態であっても良い。

この実施例では、図３のカードエッジ接点１０２の嵌合方向と直角方向の幅を、ジャックコンタクト接点４１２の間隔より狭くすると、コネクタカード１０３がジャックコンタクト押さえ部材４２上を嵌合方向にスライドした場合であっても、嵌合方向で手前のジャックコンタクト接点４１２は、スライド途中ではカードエッジ接点１０２とは接触せずに、嵌合位置まで差し込まれたときにカードエッジ接点１０２と接することになる。このため、誤った接触がコネクタ嵌合途中では発生しない。また、コネクタカード１０３の基板面に凹部も設け、その凹部にカードエッジ接点１０２を設けた場合も同様に、コネクタ同士を嵌合する際に、嵌合方向手前のジャックコンタクト接点４１２とカードエッジ接点１０２とが誤接触することを防止することができる。ジャックコンタクト４１は、本実施例では嵌合方向に対して前後２列の配列の例を示したが、例えば３列等の複数列の配置であっても良い。また、上記千鳥配列の半ピッチのずれは、図４で示した同じ列が同ピッチでのずれであっても良いし、同ピッチ以外であっても良い。

図５は、ケーブル側コネクタの斜視図の一例である。図５はカードエッジ接点１０２が８個の場合を図示している。カードエッジ接点１０２は、図４で説明したジャックコンタクト４１の千鳥配列と同じ配列で配されている。

コネクタカード１０３及びケーブル２０はケーブル側コネクタハウジング３０に取り付けられて固定されている。ケーブル側コネクタハウジング３０は、例えばモールド樹脂であり、コネクタカード１０３を一体的に封止してケーブル側コネクタ装置として形成することができる。コネクタカード１０３の第２の面にカードエッジ接点１０２が配置されて、ジャックコンタクト４１と接触可能となっている。なお、図５においては、ケーブル２０のケーブル芯線２０１はその本数を省略して記載している。

図６は、基板側コネクタの斜視図の一例である。図６において、ジャックコンタクト４１は、ジャックコンタクト押さえ部材４２によって押さえられて、回路基板６０に取り付けられている。ここで、ジャックコンタクト４１は、ジャックコンタクト押さえ部材４２と一体的に形成して基板側コネクタとすることができる。例えば、ジャックコンタクト押さえ部材４２をモールド樹脂として、ジャックコンタクト４１を覆うように保持しても良い。このようにジャックコンタクト押さえ部材４２によりジャックコンタクト４１が保持されて、ジャックコンタクト４１同士（図４の４１Ａ−１〜４１Ｂ−４）の配置が予め固定された基板側コネクタにおいては、複数の（図６では８本の）ジャックコンタクト４１を回路基板６０の表面にハンダ付けする際に、ジャックコンタクト接続部４１１の回路基板６０上の位置決めが容易となる。また、図３又は図６ではジャックコンタクト接続部４１１を回路基板６０に直接ハンダ付けしている実施例を説明したが、例えば所定の基板の上にジャックコンタクト接続部４１１を予め取り付けた上で、その所定の基板を別途回路基板６０にハンダ付けするようにしても良い。

図７は、ケーブルコネクタ装置へのケーブル接続を説明する斜視図の一例である。ここではケーブル側コネクタ１０と基板側コネクタ４０と合わせてケーブルコネクタ装置と表現している。ケーブル側コネクタ１０は、図７では、省略のため、ケーブル２０の芯線が４本、ケーブルパッド１０１が４個の場合を説明している。図７において、ケーブル２０のケーブル芯線２０１は、嵌合方向に対して前列の２０１Ａ−１及び２０１Ａ−２、後列の２０１Ｂ−１（図示なし）及び２０１Ｂ−２の４本が、前列のケーブルパッド１０１Ａ−１、１０１Ａ−２、及び後列のケーブルパッド１０１Ｂ−１（図示なし）、１０１Ｂ−２にハンダ付けされる様子を示している。その詳細を図８にて説明する。

図８は、図７をＣ方向から見た矢視図の一例である。図８において、コネクタカード１０３には、嵌合方向に対して前列のケーブルパッド１０１Ａ及び後列のケーブルパッドＢが配置されており、ケーブル２０から分岐したケーブル芯線２０１は上下２段に分けて前列の２０１Ａと後列の２０１Ｂとして配置され、前列のケーブルパッド１０１Ａ及び後列のケーブルパッド１０１Ｂにハンダ付けされる。ケーブル芯線２０１Ｂは嵌合方向に対して手前側となる後列のケーブルパッド１０１Ｂにハンダ付けされ、ケーブル芯線２０１Ａは嵌合方向に対して奥側となる前列のケーブルパッド１０１Ａにハンダ付けされる。

ケーブル芯線被覆２０２とケーブル芯線２０１は、ケーブル芯線被覆２０２とケーブル芯線２０１とを覆う２点鎖線で表現した部分にて樹脂封止を行っても良い。また、図示しない上段のケーブル芯線被覆２０２とケーブル芯線２０１とを樹脂封止してもよい。樹脂封止は上下２段に分かれたケーブル芯線２０１を安定的に固定することができる。この実施例の様に、樹脂封止によってケーブル芯線２０１とカードコネクタ１０３とを一体的に形成した場合は、ケーブル２０と合わせてケーブル側コネクタとすることができる。

ケーブル芯線２０１がそれぞれ直接ハンダ付けされたケーブルパッド１０１Ａ及びケーブルパッド１０１Ｂとカードエッジ接点１０２Ａ及びカードエッジ接点１０２Ｂとは、コネクタカード１０３を貫通する導通部１０４Ａ及び導通部１０４Ｂにて導通されている。これにより、ケーブル芯線２０１からカードエッジ接点１０２は、短い距離にて導通されることになり、本実施例におけるケーブル側コネクタは、例えば、先行技術文献にて説明したプリント基板の導体のパターン配線にて導通部を形成する従来のケーブル側コネクタに比べて、ノイズや伝送損失の発生を低減させることができる。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ケーブルコネクタシステム
１０ケーブル側コネクタ
２０ケーブル
３０ケーブル側コネクタハウジング
４０基板側コネクタ
４１ジャックコンタクト
４２ジャックコンタクト押さえ部材
５０基板側コネクタハウジング
６０回路基板
７０筐体
１０１ケーブルパッド
１０２カードエッジ接点
１０３コネクタカード
１０４導通部
２０１ケーブル芯線
２０２ケーブル芯線被覆
４１１ジャックコンタクト接続部
４１２ジャックコンタクト接点

Claims

回路基板側コネクタと接続されるケーブル側コネクタであって、
第1の面と、前記第1の面の裏面である第2の面とを備えたコネクタカードと、
前記第1の面に配されて、ケーブルの芯線を接続するケーブルパッドと、
前記第２の面の前記コネクタカードを挟んで前記ケーブルパッドに対向する位置に配されて、前記回路基板側コネクタと接触する接点と
前記ケーブルパッドと前記接点とを前記コネクタカードを貫通して導通させる導通部とを備えたケーブル側コネクタ。
前記接点は、前記回路基板側コネクタと前記ケーブル側コネクタとが接続される嵌合方向に対して前後複数の列を有して、
前記複数の列の一列と前記複数の列の他の一列とが千鳥配列されている、請求項１に記載のケーブル側コネクタ。
芯線を有するケーブルをさらに備え、
前記ケーブルパッドに前記芯線を接続した請求項１又は２に記載のケーブル側コネクタ。
前記ケーブルを前記コネクタカードに樹脂封止する封止部をさらに備えた、請求項３に記載のケーブル側コネクタ。
前記接点と接触するジャックコネクタを備えた、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のケーブル側コネクタと接続する回路基板側コネクタ。
前記ジャックコネクタを前記第２の面に配された前記接点の配置に対応して保持するジャックコンタクト押さえ部材をさらに備える、請求項５に記載の回路基板側コネクタ。