JP2009087671A - コネクタ装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を簡略化するとともに、高速伝送に対応することが可能なコネクタ装置を得る。
【解決手段】コネクタ装置は、フレキシブルケーブル３１、ハウジング３２、収容部３４、壁部３５、および板ばね３６を具備する。収容部３４は、ハウジング３２内に形成されるとともに、相手方のコネクタ装置２８の端子２９Ａが差し込まれる。壁部３５は、フレキシブルケーブル３１に対向するとともに、収容部３４の１つの面を構成する。板ばね３６は、収容部３４内に設けられ、フレキシブルケーブル３１の導体部分を露出した面とは反対側に接着される。板ばね３６は、壁部３５との間で端子２９Ａを挟み込むようにフレキシブルケーブル３１を壁部３５に向けて付勢する。
【選択図】図８

Description

本発明は、高速伝送を可能とするコネクタ装置およびこれを備えた電子機器に関する。

フラットケーブルの末端部を用いて接続部を形成したコネクタ装置が開示されている。このコネクタ装置は、端部において導体部分を露出させたフラットケーブルと、フラットケーブルが貼り付けられる金属製の板状体と、これらを取り囲むハウジングと、を有している。板状態は、略Ｓ字形をなしており、閉じた袋状になったＵ字状部を上部に有している。Ｕ字状部の内側に沿ってフラットケーブルが接着されている。この部分でフラットケーブルの導体部分が露出されており、袋状になった雌側の接続部が形成される。

この接続部に対して、雄側のピンが差し込まれると、当該ピンは、フラットケーブルの導体部分によって上下から挟まれる。これによって、コネクタとピンとの間で電気的な接続が確保されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２６０５１１号公報

しかし、上記従来のコネクタ装置では、高速伝送用に用いようとする発想がまったくなく、Ｕ字状部など、信号伝送上不具合を生ずるおそれのある構造を有している。すなわち、従来のコネクタ装置では、Ｕ字状部において雄側のピンを上下から２つの導体で挟み込んで導通する形状であるため、このＵ字状部においてインピーダンスの整合をとることが難しく、信号波形の遅延や伝送ロスを生じる恐れがある。このため、上記従来のコネクタ装置では、そのまま高速伝送用に用いることができず改良の余地があった。

本発明の目的は、構造を簡略化するとともに、高速伝送に対応することが可能なコネクタ装置を得ることにある。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るコネクタ装置は、相手方のコネクタ装置と接続するとともに、前記相手方のコネクタ装置との間で高速伝送を行うコネクタ装置であって、端部で導体部分を露出したフレキシブルケーブルと、前記フレキシブルケーブルの前記端部の周囲を取り囲むハウジングと、前記ハウジング内に形成されるとともに、前記相手方のコネクタ装置の端子が差し込まれる収容部と、前記フレキシブルケーブルに対向するとともに、前記収容部の１つの面を構成する壁部と、前記収容部内に設けられ、前記フレキシブルケーブルの前記導体部分を露出した面とは反対側に接着されるとともに、前記壁部との間で前記端子を挟み込むように前記フレキシブルケーブルを前記壁部に向けて付勢する板ばねと、を具備する。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、前記筐体に隣接して設けられ、相手方のコネクタ装置と接続するとともに、前記相手方のコネクタ装置との間で高速伝送を行うコネクタ装置と、を具備する電子機器であって、前記コネクタ装置は、端部で導体部分を露出したフレキシブルケーブルと、前記フレキシブルケーブルの前記端部の周囲を取り囲むハウジングと、前記ハウジング内に形成されるとともに、前記相手方のコネクタ装置の端子が差し込まれる収容部と、前記フレキシブルケーブルに対向するとともに、前記収容部の１つの面を構成する壁部と、前記収容部内に設けられ、前記フレキシブルケーブルの前記導体部分を露出した面とは反対側に接着されるとともに、前記壁部との間で前記端子を挟み込むように前記フレキシブルケーブルを前記壁部に向けて付勢する板ばねと、を有する。

本発明によれば、構造を簡略化するとともに、高速伝送に対応することが可能なコネクタ装置を得ることができる。

以下に、図１から図９を参照して、電子機器の実施形態について説明する。

図１から図３に示すように、電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１１は、本体ユニット１２と、ディスプレイユニット１３と、本体ユニット１２とディスプレイユニット１３との間に設けられるヒンジ部１４と、を備えている。ヒンジ部１４は、ディスプレイユニット１３を回動可能に支持している。ディスプレイユニット１３は、液晶ディスプレイ１５を有している。

本体ユニット１２は、樹脂製の筐体２１と、キーボード２２と、ポインティングデバイスであるタッチパッド２３およびボタン２４と、筐体２１の内部に収容されたプリント回路板２５と、筐体２１に形成されたＨＤＤ装着部２６と、ＨＤＤ装着部２６に装着されるハードディスク装置２７（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）と、ＨＤＤ装着部２６内で筐体２１に隣接して設置されたコネクタ装置２８と、を有している。ＨＤＤ２７は、コネクタ装置２８が接続される相手方となる第２のコネクタ装置２９を有している。

コネクタ装置２８は、相手方の第２のコネクタ装置２９と接続し、これとの間で高速伝送を行うことができる。図４から図７に示すように、コネクタ装置２８は、端部で導体部分を露出したフレキシブルケーブル３１と、フレキシブルケーブル３１の端部の周囲を取り囲むハウジング３２と、ハウジング３２の外郭をなす金属シェル３３と、ハウジング３２内に形成される収容部３４と、収容部３４の１つの面を構成する壁部３５と、収容部３４内に配置される板ばね３６と、板ばね３６とフレキシブルケーブル３１とを接着する接着剤３７と、を有している。金属シェル３３は、前方に突出する突出部３３Ａと、第２のコネクタ装置２９の端子が通される貫通孔３３Ｂと、ハウジング３２に固定するためのねじ孔３３Ｃと、ハウジング３２に係合するための係合部３３Ｄと、を有している。

図５に示すように、ハウジング３２は、フレキシブルケーブル３１よりも上側に設置されるハウジング本体４１と、フレキシブルケーブル３１よりも下側に設置されるベース板４２と、を有している。ハウジング本体４１およびベース板４２は、合成樹脂を成形した成形品でそれぞれ構成されており、絶縁性を有している。ハウジング３２は、フレキシブルケーブル３１の端部３１Ａの周囲を取り囲んでいる。図６に示すように、ハウジング３２は、相手方の第２のコネクタ装置２９の端子２９Ａが差し込まれる収容部３４を内部に有している。収容部３４は、壁部３５を有しており、壁部３５は、フレキシブルケーブル３１に対向する１つの面を構成している。

板ばね３６は、金属材料によって形成されている。図６と図７に示すように、板ばね３６は、収容部３４内に配置されている。図９に示すように、板ばね３６は、フレキシブルケーブル３１の導体部分を露出した面とは反対側に接着されている。図５に示すように、板ばね３６は、山型に折れ曲がって形成された板ばね本体４３と、板ばね本体４３を支持する支持部４４と、を有している。支持部４４は、平板状に形成されている。支持部４４は、ハウジング本体４１に位置決めするための一対のガイドピン４５と、ハウジング本体４１に固定するための一対のねじ孔４６と、を有している。図７に示すように、板ばね本体４３は、山型の頂上に相当する頂部４３Ａと、頂部４３Ａに隣接する位置に形成される一対の斜面部４３Ｂと、一方の斜面部４３Ｂと連続して形成される先端部４３Ｃと、を有している。斜面部４３Ｂの他方は、支持部４４に連続している。板ばね本体４３は、支持部４４によって片持ちで支持されている。

板ばね本体４３は、壁部３５に向かって凸になった山型形状に形成されている。言い換えると、板ばね本体４３は、収容部３４に差し込まれた端子２９Ａに対して、フレキシブルケーブル３１の一部を接触させる形状を有している。また、板ばね本体４３は、収容部３４に差し込まれた端子２９Ａに対して、フレキシブルケーブル３１の他の部分を端子２９Ａから徐々に遠ざける形状に形成されている。

フレキシブルケーブル３１は、いわゆるフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）で構成され、例えば、シリアルＡＴＡＩＩに対応した高速伝送ケーブルである。図２に示すように、フレキシブルケーブル３１は、図示しないコネクタを介してプリント回路板２５と接続されている。図７に示すように、フレキシブルケーブル３１は、板ばね３６に倣った形状をなしている。図９に示すように、フレキシブルケーブル３１は、絶縁性のある基材層５１と、基材層５１上に形成された一対の差動線路５２と、一対の差動線路５２の周囲に隣接して配置された一対のグランド線５３と、を有している。フレキシブルケーブル３１は、図９に示すように、板ばね本体４３の頂部４３Ａおよび斜面部４３Ｂに対応する
端部３１Ａの近傍において、導体部分である差動線路５２およびグランド線５３を外部に露出している。フレキシブルケーブル３１は、その途中の箇所において、差動線路５２およびグランド線５３の表面を絶縁性のフィルムによって覆うようにしている。

基材層５１上で、差動線路５２とグランド線５３との間には、絶縁層５４が形成されている。基材層５１上で、差動線路５２とグランド線５３とが形成された面とは反対側の面には、第２の絶縁層５５が形成されている。なお、フレキシブルケーブル３１は、ＦＦＣに限定されるものではなく、例えば、フレキシブルプリント配線板等によって構成するようにしてもよい。

図７に示すように、フレキシブルケーブル３１と板ばね３６との間に、接着剤３７が介在されている。接着剤３７によって、フレキシブルケーブル３１は板ばね３６に接着されている。

続いて、図７と図８を参照して、相手方の第２のコネクタ装置２９の端子２９Ａがハウジング３２内の収容部３４に差し込まれる工程について説明する。端子２９Ａが収容部３４に差し込まれる際には、端子２９Ａの先端は、フレキシブルケーブル３１の表面に接触する。このとき、板ばね３６は、端子２９Ａによって下方に押し下げられる。このとき、図８に示すように、板ばね３６の先端部４３Ｃは、ハウジング３２のベース板４２に接触する。相手方の第２のコネクタ装置２９の端子２９Ａが奥まで装着すると、板ばね３６は、壁部３５との間で端子２９Ａを挟み込むようにフレキシブルケーブル３１を壁部３５に向けて付勢する。フレキシブルケーブル３１と端子２９Ａとの接触圧力は、例えば０．３〜１．０Ｎである。これによって、フレキシブルケーブル３１の導体部分と相手方の第２のコネクタ装置２９の端子２９Ａとの間で電気的な接続が確保される。

第１の実施形態によれば、ポータブルコンピュータ１１は、筐体２１と、筐体２１の内部に収容され、相手方の第２のコネクタ装置２９と接続するとともに、これとの間で高速伝送を行うコネクタ装置２８と、を具備し、コネクタ装置２８は、端部３１Ａで導体部分を露出したフレキシブルケーブル３１と、フレキシブルケーブル３１の端部３１Ａの周囲を取り囲むハウジング３２と、ハウジング３２内に形成されるとともに、相手方の第２のコネクタ装置２９の端子２９Ａが差し込まれる収容部３４と、フレキシブルケーブル３１に対向するとともに、収容部３４の１つの面を構成する壁部３５と、収容部３４内に設けられ、フレキシブルケーブル３１の導体部分を露出した面とは反対側に接着されるとともに、壁部３５との間で端子を挟み込むようにフレキシブルケーブル３１を壁部３５に向けて付勢する板ばね３６と、を有する。

この構成によれば、フレキシブルケーブル３１の導体部分をコネクタ装置２８の接続端子とすることができる。これにより、接続端子とフレキシブルケーブル３１との間で半田付けを行う必要がなく、コネクタ装置２８の組立作業を簡略化することができる。また、半田接続部を設けた場合には、半田接続部とフレキシブルケーブル３１との間で誘電率が異なるため、この部分にインピーダンスの不整合を生ずることとなる。本実施形態では、半田接続部等のインピーダンス不整合箇所を生ずることがなく、高速伝送を円滑に行うことができる。また、半田接続部がなくなれば、省スペース化を実現することができる。さらに、相手方の第２のコネクタ装置２９の端子２９Ａを収容部３４の壁部３５とフレキシブルケーブル３１との間で挟む構造となるため、端子２９Ａとフレキシブルケーブル３１の導体部分との間の接続箇所が１箇所になる。これにより、インピーダンスの不整合を生ずることがなく、信号波形の遅延や伝送ロスを生ずることを防止することができる。

この場合、フレキシブルケーブル３１は、一対の差動線路５２と、この一対の差動線路５２の周囲に配置される一対のグランド線５３と、を有するとともに、板ばね３６の形状に倣った形状をなし、板ばね３６は、収容部３４に差し込まれた端子２９Ａに対して、フレキシブルケーブル３１の一部を接触させるとともに、他の部分を端子２９Ａから徐々に遠ざける形状に形成される。

この構成によれば、相手方の第２のコネクタ装置２９の端子２９Ａに対して、グランド線５３が徐々に遠ざかるようにフレキシブルケーブル３１を配置することができる。これにより、端子２９Ａとグランド線５３との間の距離が急激に変化することがない。このため、インピーダンスに不整合を生じてしまうことを極力防止することができる。

この場合、板ばね３６は、壁部３５に向かって凸になった山型形状に形成される。この構成によれば、端子２９Ａに対してフレキシブルケーブル３１のグランド線５３が徐々に遠ざかる形状を曲げ加工で簡単に作成することができる。

図１０を参照して、電子機器の第２の実施形態について、ポータブルコンピュータ６１に適用した場合を例に説明する。第２の実施形態のポータブルコンピュータ６１は、板ばね６２の形状および板ばね６２の形状に倣ったフレキシブルケーブル６３の形状が第１の実施形態と異なっているが、他の部分は共通している。このため、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、第１の実施形態と共通する箇所については共通の符号を付して説明を省略する。

ポータブルコンピュータ６１は、図１に示すものと同等の外観を有している。第２の実施形態の板ばね６２は、金属材料に例えばプレス加工を行って形成されている。板ばね６２は、ドーム型に湾曲して形成された板ばね本体６４と、板ばね本体６４を支持する支持部６５と、を有している。板ばね本体６４は、ドーム型をなした円弧部６４Ａと、円弧部６４Ａの頂上に相当する頂部６４Ｂと、円弧部６４Ａと連続して形成される先端部６４Ｃと、を有している。板ばね本体６４は、収容部３４の壁部３５に向かって凸になったドーム型形状に形成される。言い換えると、板ばね本体６４は、収容部３４に差し込まれた端子２９Ａに対して、頂部６４Ｂの近傍において、フレキシブルケーブル６３の一部を接触させる形状を有している。また、板ばね本体６４は、収容部３４に差し込まれた端子２９Ａに対して、フレキシブルケーブル６３の他の部分を端子２９Ａから徐々に遠ざける形状に形成されている。

フレキシブルケーブル６３は、いわゆるフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）で構成されている。図１０に示すように、フレキシブルケーブル６３は、板ばね６２に倣った形状をなしている。図９に示すものと同様に、フレキシブルケーブル６３は、絶縁性の基材層５１と、基材層５１上に形成された一対の差動線路５２と、一対の差動線路５２の周囲に隣接して配置された一対のグランド線５３と、を有している。フレキシブルケーブル６３は、ＦＦＣに限定されるものではなく、例えば、フレキシブルプリント配線板等によって構成するようにしてもよい。

フレキシブルケーブル６３と板ばね６２との間には、接着剤３７が介在されている。接着剤３７によって、フレキシブルケーブル６３が板ばね６２に接着される。

第２の実施形態によれば、板ばね６２は、壁部３５に向かって凸になったドーム型形状に形成される。この構成によれば、端子２９Ａに対してフレキシブルケーブル６３のグランド線５３が徐々に遠ざかる形状を簡単に曲げ加工ないしプレス加工によって形成できる。これによって、端子２９Ａとフレキシブルケーブル６３の差動線路５２とを接続する箇所において、インピーダンスの不整合を生ずるのを極力防止して、高速伝送を円滑に行うことができる。

本発明の電子機器は、上記実施形態に示したポータブルコンピュータ１１、６１用に限らず、例えば携帯情報端末のようなその他の電子機器に対しても実施可能である。また、電子機器は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは勿論である。すなわち、板ばね３６、６２およびフレキシブルケーブル３１、６３の形状は、上記した山型およびドーム型形状に限られるものではない。板ばね３６、６２およびフレキシブルケーブル３１、６３の形状は、端子２９Ａに対してフレキシブルケーブル３１、６３の一部を接触させるとともに、他の部分を端子２９Ａから徐々に遠ざけるものであればどのような形状であってもよい。

第１の実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。 図１に示すポータブルコンピュータのキーボードを取り外した状態を示す斜視図。 図２に示すポータブルコンピュータのＨＤＤを取り外した状態を示す斜視図。 図３に示すコネクタ装置を拡大して示す斜視図。 図４に示すコネクタ装置を分解して示す斜視図。 図４に示すコネクタ装置のＦ６−Ｆ６線に沿った断面図。 図６に示すコネクタ装置の板ばねとフレキシブルケーブルとを示す断面図。 図７に示す板ばねとフレキシブルケーブルとに対して相手方のコネクタ装置の端子が差し込まれた状態を示す断面図。 図７に示す板ばねとフレキシブルケーブルのＦ９−Ｆ９線に沿った断面図。 第２の実施形態に係るポータブルコンピュータの板ばねおよびフレキシブルケーブルを示す断面図。

符号の説明

１１、６１…ポータブルコンピュータ、２１…筐体、２８…コネクタ装置、２９Ａ…端子
３１、６３…フレキシブルケーブル、３１Ａ…端部、３２…ハウジング、３４…収容部、３５…壁部、３６、６２…板ばね、５２…差動線路、５３…グランド線

Claims (8)

1. 相手方のコネクタ装置と接続するとともに、前記相手方のコネクタ装置との間で高速伝送を行うコネクタ装置であって、
   端部で導体部分を露出したフレキシブルケーブルと、
   前記フレキシブルケーブルの前記端部の周囲を取り囲むハウジングと、
   前記ハウジング内に形成されるとともに、前記相手方のコネクタ装置の端子が差し込まれる収容部と、
   前記フレキシブルケーブルに対向するとともに、前記収容部の１つの面を構成する壁部と、
   前記収容部内に設けられ、前記フレキシブルケーブルの前記導体部分を露出した面とは反対側に接着されるとともに、前記壁部との間で前記端子を挟み込むように前記フレキシブルケーブルを前記壁部に向けて付勢する板ばねと、
   を具備することを特徴とするコネクタ装置。
2. 前記フレキシブルケーブルは、一対の差動線路と、この一対の差動線路に隣接して配置される一対のグランド線と、を有するとともに、前記板ばねの形状に倣った形状をなし、
   前記板ばねは、前記収容部に差し込まれた前記端子に対して、前記フレキシブルケーブルの一部を接触させるとともに、他の部分を前記端子から徐々に遠ざける形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
3. 前記板ばねは、前記壁部に向かって凸になった山型形状に形成されることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ装置。
4. 前記板ばねは、前記壁部に向かって凸になったドーム型形状に形成されることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ装置。
5. 筐体と、
   前記筐体に隣接して設けられ、相手方のコネクタ装置と接続するとともに、前記相手方のコネクタ装置との間で高速伝送を行うコネクタ装置と、
   を具備する電子機器であって、
   前記コネクタ装置は、
   端部で導体部分を露出したフレキシブルケーブルと、
   前記フレキシブルケーブルの前記端部の周囲を取り囲むハウジングと、
   前記ハウジング内に形成されるとともに、前記相手方のコネクタ装置の端子が差し込まれる収容部と、
   前記フレキシブルケーブルに対向するとともに、前記収容部の１つの面を構成する壁部と、
   前記収容部内に設けられ、前記フレキシブルケーブルの前記導体部分を露出した面とは反対側に接着されるとともに、前記壁部との間で前記端子を挟み込むように前記フレキシブルケーブルを前記壁部に向けて付勢する板ばねと、
   を有することを特徴とする電子機器。
6. 前記フレキシブルケーブルは、一対の差動線路と、この一対の差動線路に隣接して配置される一対のグランド線と、を有するとともに、前記板ばねの形状に倣った形状をなし、
   前記板ばねは、前記収容部に差し込まれた前記端子に対して、前記フレキシブルケーブルの一部を接触させるとともに、他の部分を前記端子から徐々に遠ざける形状に形成されることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 前記板ばねは、前記壁部に向かって凸になった山型形状に形成されることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
8. 前記板ばねは、前記壁部に向かって凸になったドーム型形状に形成されることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。

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