JP2019029288A - コネクタアッセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】より優れたインピーダンス制御を可能としたコネクタアッセンブリを提供する。【解決手段】コネクタアッセンブリは、コンタクト端子を有するコネクタと、導体を有するケーブルと、前記コネクタと前記ケーブルとを電気的に接続する配線基板と、を備えている。前記配線基板は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成されて前記コンタクト端子が電気的に接続される第１の接続部と、前記ケーブルの前記導体が電気的に接続される第２の接続部と、前記第１の接続部と前記第２の接続部とを電気的に接続する配線と、を有する。前記コンタクト端子は、前記絶縁性基板に対面して、少なくとも一部が前記絶縁性基板に対して間隔をおいて前記コネクタから延出している。前記第１の接続部は、平面視において前記コネクタから離れて形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタアッセンブリに関する。

コンタクト端子を有するコネクタと、導体を有するケーブルと、コネクタとケーブルを電気的に接続する配線基板と、を備えたコネクタアッセンブリが開示されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１８１３０６号公報

電子機器と外部機器とを接続するためにコネクタとそれに接続するケーブルとを備えたコネクタアッセンブリが知られている。近年、伝送する信号の種類は増加し続けており、コネクタのコンタクト端子とケーブルの本数もそれに伴い増加するため、コンタクト端子とケーブルの接続が困難となっていた。
特許文献１には、コネクタとケーブルとを配線基板を介して接続することにより、コネクタとケーブルとの接続を容易としたコネクタアッセンブリが開示されている。このようなコネクタアッセンブリでは、信号品質を維持するため、ケーブル、接続端子、コネクタにおいてインピーダンスを制御することが求められるが、特許文献１に記載のコネクタアッセンブリでは、インピーダンスを十分に制御できているとは言えなかった。

本発明の一態様は、より優れたインピーダンス制御を可能としたコネクタアッセンブリを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るコネクタアッセンブリは、コンタクト端子を有するコネクタと、導体を有するケーブルと、前記コネクタと前記ケーブルとを電気的に接続する配線基板と、を備え、 前記配線基板は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成されて前記コンタクト端子が電気的に接続される第１の接続部と、前記ケーブルの前記導体が電気的に接続される第２の接続部と、前記第１の接続部と前記第２の接続部とを電気的に接続する配線と、を有し、前記コンタクト端子は、前記絶縁性基板に対面して、少なくとも一部が前記絶縁性基板に対して間隔をおいて前記コネクタから延出し、前記第１の接続部は、平面視において前記コネクタから離れて形成されている。

前記第１の接続部は、接続金属層を介して前記コンタクト端子に電気的に接続されていてもよい。

前記第１の接続部は複数あり、前記複数の第１の接続部のうち少なくとも１つが前記絶縁性基板の一方の面に設けられ、それ以外の前記第１の接続部のうち少なくとも１つが前記絶縁性基板の他方の面に設けられ、前記コンタクト端子は複数あり、前記複数のコンタクト端子のうち少なくとも１つが前記絶縁性基板の一方の面側に設けられ、それ以外の前記コンタクト端子のうち少なくとも１つは前記絶縁性基板の他方の面側に設けられていてもよい。

前記第１の接続部の少なくとも一部は、前記コンタクト端子に対面して形成され、前記第１の接続部の、前記コンタクト端子に対面する長さは、前記コンタクト端子の長さの５０％〜８０％であってもよい。

本発明の上記態様によれば、第１の接続部が平面視においてコネクタから離れて形成されている。そのため、接続金属層が介在しないコンタクト端子と第１の接続部との対面部分が形成されにくい。よって、寄生キャパシタンスを抑制することができ、優れたインピーダンス制御が可能となる。

第１実施形態に係るコネクタアッセンブリの一部を示す側面図である。 図１のコネクタアッセンブリの概略を示す側面図である。 図１のコネクタアッセンブリの概略を示す平面図である。 第２実施形態に係るコネクタアッセンブリの一部を示す側面図である。 第１の比較形態に係るコネクタアッセンブリの一部を示す側面図である。 第２の比較形態に係るコネクタアッセンブリの一部を示す側面図である。

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定しない。また、以下の説明に用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、省略した部分がある。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るコネクタアッセンブリの構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係るコネクタアッセンブリ１の一部を示す側面図である。図１は、図２の仮想線で囲まれた部分を含む拡大図である。図２は、コネクタアッセンブリ１の概略を示す側面図である。図３は、コネクタアッセンブリ１の概略を示す平面図である。

以下の説明において、図１および図２に示すように、Ｘ方向は、平面視において矩形状（例えば長方形状）である配線基板３０（図３参照）の長さ方向である。Ｘ方向のうち図１および図２における左方を前方といい、右方を後方という。図３に示すＹ方向は、配線基板３０に沿う面内でＸ方向に直交する方向であり、配線基板３０の幅方向である。図１および図２に示すＺ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向であり、配線基板３０の厚さ方向である。Ｚ方向は上下方向である。平面視とはＺ方向から見ることをいう。Ｘ方向とＹ方向によって規定される平面をＸＹ平面という。Ｙ方向とＺ方向によって規定される平面をＹＺ平面という。

図２に示されるように、コネクタアッセンブリ１は、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標,High-Definition Multimedia Interface）規格に準拠した伝送ケーブルをコネクタに接続したものであり、テレビやパソコン等の電子機器間を電気的に接続する際に用いられる。コネクタアッセンブリ１は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）３．１用コネクタや、ディスプレイポート（Display Port）用のコネクタに適用してもよい。

図３に示すように、コネクタアッセンブリ１は、コネクタ１０と、ケーブル２０と、配線基板３０と、を備えている。なお、図３では、複数のコンタクト端子１３の図示を一部を除いて省略する。

図２に示すように、コネクタ１０は、コネクタアッセンブリ１と対応する他のコネクタ（例えばＨＤＭI端子）と嵌合することで、当該他のコネクタとケーブル２０（図３参照）とを電気的に接続する。
コネクタ１０は、本体部１１と、タブ部１２と、複数のコンタクト端子１３とを備えている。
本体部１１は直方体状であり、後端面１１ａはＹＺ平面に沿う面である。
タブ部１２は、本体部１１から前方に突出して形成されている。

図１に示すように、コンタクト端子１３は、導電材料（例えば銅などの金属）からなる平板状の板材であり、ＸＹ平面に沿って形成されている。コンタクト端子１３は、例えば平面視において長方形状であり、本体部１１の後端面１１ａから後方に延出している。

コンタクト端子１３は、絶縁性基板３１の第１の主面３１ａに対面して、絶縁性基板３１に対して間隔をおいて設けられている。例えば、コンタクト端子１３は、絶縁性基板３１の第１の主面３１ａに平行とされ、第１の主面３１ａに対して一定の間隔をおいて形成されている。又、コンタクト端子１３の対面部分１３Ａは、第１の接続部３２に対面する部分であって、第１の接続部３２の上方に、第１の接続部３２に対して間隔をおいて形成されている。対面部分１３Ａは、コンタクト端子１３の後端１３ａ（先端）を含む部分である。

図３に示すように、複数のコンタクト端子１３はＹ方向に間隔をおいて並んで設けられている。図３では、複数の第１の接続部３２のうち一部（詳しくは２つ）についてのみ、第１の接続部３２に対面するコンタクト端子１３を図示したが、コンタクト端子１３は、複数の第１の接続部３２のすべてについて、それぞれ対面する位置に設けられている（図１参照）。
なお、絶縁性基板３１の１つの主面あたりのコンタクト端子１３の数は１でもよい。

ケーブル２０は、複数のケーブルユニット２１を有する。ケーブルユニット２１は絶縁線２２を有する。絶縁線２２は、電気信号を伝送する導体２２１と、導体２２１を覆うケーブル絶縁層２２２とを備えている。絶縁線２２の端部において口出しされた導体２２１は、後述する配線基板３０の第２の接続部３３に接続金属層４１（半田等）により接続されている。

配線基板３０は、絶縁性基板３１と、複数の第１の接続部３２と、複数の第２の接続部３３と、複数の配線３４と、を有している。
絶縁性基板３１は、例えばガラスエポキシ系樹脂などの絶縁材料からなる基板であり、コネクタ１０とケーブル２０との間に介在されている。３１ａは絶縁性基板３１の第１の主面（一方の面）であり、３１ｂは絶縁性基板３１の第２の主面３１ｂ（他方の面）である。第２の主面３１ｂは第１の主面３１ａとは反対の面である。
絶縁性基板３１は、前端３１ｃを含む部分３１ｄ（前端部）がコネクタ１０の本体部１１に達している。

第１の接続部３２は、絶縁性基板３１の第１の主面３１ａおよび第２の主面３１ｂに設けられた接続用パッドである。第１の接続部３２は、導電材料（例えば銅などの金属）からなる。第１の接続部３２は、例えば平面視において長方形状であり、Ｘ方向に沿って形成されている。第１の接続部３２の幅（Ｙ方向の寸法）は、コンタクト端子１３の幅と同じであることが好ましい。
第１の主面３１ａおよび第２の主面３１ｂには、それぞれ複数の第１の接続部３２が設けられている。複数の第１の接続部３２はＹ方向に間隔をおいて並んで設けられている。なお、絶縁性基板３１の一つの主面あたりの第１の接続部３２の数は１でもよい。

図１および図３に示すように、第１の接続部３２の前端３２ａは、平面視においてコネクタ１０の本体部１１の後端面１１ａに比べて後方に位置する。そのため、第１の接続部３２は、平面視においてコネクタ１０から後方に離れて形成されている。なお、第１の接続部３２の前端３２ａは、絶縁性基板３１の前端３１ｃから後方に離れて形成されている。
第１の接続部３２は、平面視において全領域がコンタクト端子１３に重なるように形成されている。すなわち、第１の接続部３２の上面３２ｂは、全領域がコンタクト端子１３に対面する対面領域である。第１の接続部３２の後端３２ｃ（先端）の前後方向の位置は、コンタクト端子１３の後端１３ａ（先端）の前後方向の位置と一致している。

図１に示すように、第１の接続部３２と、コンタクト端子１３の対面部分１３Ａとの間には、半田などの接続金属層４０が設けられている。第１の接続部３２は、接続金属層４０によってコンタクト端子１３と電気的に接続されている。

図１に示すように、第１の接続部３２の長さ（Ｘ方向の寸法）Ｌ１は、コンタクト端子１３の長さＬ２の５０％〜８０％であることが好ましい。第１の接続部３２の長さＬ１がコンタクト端子１３の長さＬ２の５０％以上であることによって、第１の接続部３２とコンタクト端子１３との間の接続信頼性を高めることができる。第１の接続部３２の長さＬ１がコンタクト端子１３の長さＬ２の８０％以下であると、接続金属層４０の長さが不足した場合でも、接続金属層４０が介在しない第１の接続部３２とコンタクト端子１３との対面構造が形成されにくくなるため、寄生キャパシタンスを抑制できる。
なお、コネクタアッセンブリ１では、第１の接続部３２の長さＬ１は、第１の接続部３２の、コンタクト端子１３に対面する長さである。

図３に示すように、第２の接続部３３は、絶縁性基板３１の第１の主面３１ａおよび第２の主面３１ｂに設けられた接続用パッドである。第２の接続部３３は、導電材料（例えば銅などの金属）からなる。
第２の接続部３３は、ケーブル２０の導体２２１と配線３４とを電気的に接続している。第２の接続部３３は、半田などの接続金属層４１によって導体２２１と接続されている。
第１の主面３１ａおよび第２の主面３１ｂには、それぞれ複数の第２の接続部３３が設けられている。複数の第２の接続部３３はＹ方向に間隔をおいて並んで設けられている。なお、絶縁性基板３１の一つの主面あたりの第２の接続部３３の数は１でもよい。

配線３４は、第１の接続部３２と第２の接続部３３とを電気的に接続している。配線３４は、絶縁性基板３１の表面に形成されていてもよいし、絶縁性基板３１に埋設されていてもよい。配線３４が絶縁性基板３１に埋設されていると、配線３４のインピーダンスが、外部環境の影響を受けにくくなる。

図５は、第１の比較形態に係るコネクタアッセンブリ２０１の一部を示す側面図である。
コネクタアッセンブリ２０１は、第１の接続部１３２が、平面視においてコネクタ１０の本体部１１に達するように延出して形成されていること以外は、図１等に示すコネクタアッセンブリ１と同じ構成である。延出部分１３２Ａは、平面視において接続金属層４０よりも前方に位置する部分である。延出部分１３２Ａとコンタクト端子１３との間には接続金属層４０は形成されていない。
コネクタアッセンブリ２０１は、第１の接続部１３２の延出部分１３２Ａと、これに対面する部分のコンタクト端子１３との間において寄生キャパシタンスが大きくなり、インピーダンスが低下する可能性がある。

図６は、第２の比較形態に係るコネクタアッセンブリ３０１の一部を示す側面図である。
コネクタアッセンブリ３０１では、第１の接続部２３２の前端２３２ａが、コネクタ１０の本体部１１に達して形成されている。第１の接続部２３２は、コンタクト端子１３より短く形成されているため、後端２３２ｃはコンタクト端子１３の後端１３ａ（先端）に比べて前方寄りにある。第１の接続部２３２と、コンタクト端子１３の前端２３２ａ（基端）を含む部分との間には接続金属層２４０が設けられている。
コネクタアッセンブリ３０１は、接続金属層が介在しない第１の接続部とコンタクト端子との対面構造はないものの、コンタクト端子１３の先端部分と、第１の接続部２３２から延びる配線（図示略）との間で寄生キャパシタンスが大きくなり、インピーダンスが低下する可能性がある。

図１等に示すコネクタアッセンブリ１は、第１の接続部３２が、平面視においてコネクタ１０から離れて形成されている。そのため、図５に示すコネクタアッセンブリ２０１とは異なり、接続金属層が介在しないコンタクト端子１３と第１の接続部３２との対面部分が形成されにくい。よって、寄生キャパシタンスを抑制することができ、優れたインピーダンス制御が可能となる。
コネクタアッセンブリ１は、第１の接続部３２がコネクタ１０から離れた位置に（すなわちコンタクト端子１３の後端１３ａにより近い位置に）形成されているため、図６に示すコネクタアッセンブリ３０１と異なり、コンタクト端子１３と配線との対面部分が形成されにくい。よって、寄生キャパシタンスを抑制することができ、優れたインピーダンス制御が可能となる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るコネクタアッセンブリの構成について、図４を用いて説明する。図４は、第２実施形態に係るコネクタアッセンブリの一部を示す側面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態に係るコネクタアッセンブリ１０１は、コネクタ１１０と、ケーブル２０と、配線基板３０と、を備えている。
コネクタ１１０は、コンタクト端子１１３の形状が第１実施形態のコネクタ１０のコンタクト端子１３と異なる。
コンタクト端子１１３は、導電材料（例えば銅などの金属）からなる板材であり、対面部分１１３Ａの形状以外は第１実施形態におけるコンタクト端子１３（図１参照）と同じ構成である。対面部分１１３Ａは、下方に向かって円弧状に湾曲したアーチ状に形成されている。対面部分１１３Ａは、最下部において第１の接続部３２に当接（点接触または線接触）し、電気的に接続される。

図４に示すコネクタアッセンブリ１０１は、第１実施形態のコネクタアッセンブリ１と同様に、第１の接続部３２が、平面視においてコネクタ１０から離れて形成されているため、寄生キャパシタンスを抑制し、優れたインピーダンス制御が可能となる。
さらに、コネクタアッセンブリ１０１では、接続金属層を用いることなくコンタクト端子１１３と第１の接続部３２との接続が可能であるため、製造が容易である。

実施形態のコネクタアッセンブリは、前述の例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
図１等に示すコネクタアッセンブリでは、第１の接続部は絶縁性基板の両方の面に形成されているが、第１の接続部は絶縁性基板の一方の面のみに形成されていてもよい。第１の接続部が絶縁性基板の一方の面のみに形成されている場合は、コンタクト端子は、絶縁性基板の当該面側にのみ設けられていればよい。

図１等に示すコネクタアッセンブリ１では、第１の接続部３２の全領域がコンタクト端子１３に重なる（対面する）位置にあるが、平面視において第１の接続部の一部領域のみがコンタクト端子に重なる（対面する）構造も可能である。その場合には、第１の接続部のうちコンタクト端子に対面する領域（対面領域）がコネクタ１０から離れて形成されていればよい。第１の接続部の、コンタクト端子に対面する部分の長さは、コンタクト端子の長さの５０％〜８０％であることが好ましい。

図１等に示すコネクタアッセンブリでは、絶縁性基板の両方の面に、それぞれ複数の第１の接続部が形成されているが、１つの面あたりの第１の接続部の数はこれに限らない。すなわち、複数の第１の接続部のうち少なくとも１つが絶縁性基板の一方の面に設けられ、それ以外の第１の接続部のうち少なくとも１つが絶縁性基板の他方の面に設けられていてもよい。絶縁性基板の１つの面あたりの第１の接続部の数は１でもよいし、２以上の任意の数でもよい。

図１等に示すコネクタアッセンブリでは、絶縁性基板の両方の面側に、それぞれ複数のコンタクト端子が形成されているが、１つの面あたりのコンタクト端子の数はこれに限らない。すなわち、複数のコンタクト端子のうち少なくとも１つが絶縁性基板の一方の面側に設けられ、それ以外の前記コンタクト端子のうち少なくとも１つが絶縁性基板の他方の面側に設けられていてもよい。絶縁性基板の１つの面あたりのコンタクト端子の数は１でもよいし、２以上の任意の数でもよい。

１，１０１…コネクタアッセンブリ、１０…コネクタ、１３，１１３…コンタクト端子、２０…ケーブル、２２１…導体、３０…配線基板、３１…絶縁性基板、３１ａ…第１の主面（一方の面）、３１ｂ…第２の主面（他方の面）、３２…第１の接続部、３３…第２の接続部、３４…配線、４０…接続金属層。

Claims (4)

1. コンタクト端子を有するコネクタと、導体を有するケーブルと、前記コネクタと前記ケーブルとを電気的に接続する配線基板と、を備え、
   前記配線基板は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成されて前記コンタクト端子が電気的に接続される第１の接続部と、前記ケーブルの前記導体が電気的に接続される第２の接続部と、前記第１の接続部と前記第２の接続部とを電気的に接続する配線と、を有し、
   前記コンタクト端子は、前記絶縁性基板に対面して、少なくとも一部が前記絶縁性基板に対して間隔をおいて前記コネクタから延出し、
   前記第１の接続部は、平面視において前記コネクタから離れて形成されている、コネクタアッセンブリ。
2. 前記第１の接続部は、接続金属層を介して前記コンタクト端子に電気的に接続されている、請求項１に記載のコネクタアッセンブリ。
3. 前記第１の接続部は複数あり、前記複数の第１の接続部のうち少なくとも１つが前記絶縁性基板の一方の面に設けられ、それ以外の前記第１の接続部のうち少なくとも１つが前記絶縁性基板の他方の面に設けられ、
   前記コンタクト端子は複数あり、前記複数のコンタクト端子のうち少なくとも１つが前記絶縁性基板の一方の面側に設けられ、それ以外の前記コンタクト端子のうち少なくとも１つは前記絶縁性基板の他方の面側に設けられている、請求項１または２に記載のコネクタアッセンブリ。
4. 前記第１の接続部の少なくとも一部は、前記コンタクト端子に対面して形成され、
   前記第１の接続部の、前記コンタクト端子に対面する長さは、前記コンタクト端子の長さの５０％〜８０％である、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のコネクタアッセンブリ。

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