JP2022106648A - 電気コネクタアセンブリ及びその電気コネクタ - Google Patents

電気コネクタアセンブリ及びその電気コネクタ Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、電気コネクタ及び電気コネクタアセンブリを開示する。【解決手段】電気コネクタは、回路基板と、ポートと、絶縁部材とを備える。回路基板は、その表面に導電領域を有する。ポートは、回路基板の表面に設けられ、回路基板に電気的に接続されている。絶縁部材は、回路基板に設けられ、ポートの外周縁を取り囲んでいる。絶縁部材は、その外面に設けられている金属層を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタに関し、特に、電気コネクタ及び電気コネクタアセンブリに関する。
現在市場では、高速信号ポートを有する電気コネクタは、益々普及しており、高速信号ポートを有する電気コネクタ（例えば、ＵＳＢ ３．２ Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースを有する電気コネクタ）を使用すると、便利性があるにもかかわらず、実施上に信号干渉の問題が発生しやすい。具体的には、信号は露出したポートを介して電気コネクタ内の他の位置及び外部に漏洩することによってノイズが発生することがある。
ノイズの導出と遮蔽効果を達成するために、現在の段階では、ポートの周縁に導電ガスケットといった導通又は遮蔽材料を設ける。しかし、導電ガスケットなどの導通又は遮蔽材料には、切断による糸くずや綿毛が発生することが多い。糸くずや綿毛がポートに接触すると、短絡問題を起こす恐れがあり、改良の必要がある。
上記課題に鑑みて、本発明の主な目的は、絶縁部材を設けることで従来の電気コネクタに短絡がよく発生するという問題を解決する電気コネクタアセンブリ及び電気コネクタを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、回路基板と、ポートと、絶縁部材とを備える電気コネクタを提供する。回路基板は、その表面に導電領域を有する。ポートは、回路基板の表面に設けられ、回路基板に電気的に接続されている。絶縁部材は、回路基板に設けられ、ポートの外周縁を取り囲んでいる。絶縁部材は、その外面に設けられている金属層を有する。
本発明の一実施例によれば、導電領域はポートを取り囲んでいる。
本発明の一実施例によれば、絶縁部材は弾性材質である。
本発明の一実施例によれば、電気コネクタは、回路基板の導電領域に設けられ、絶縁部材の外周縁を取り囲んでいる導電部材をさらに含む。
本発明の一実施例によれば、導電部材は導電ガスケットである。
本発明の一実施例によれば、回路基板は可撓性回路基板である。
上記目的を達成するために、本発明はまた、第１コネクタと、第２コネクタとを備える電気コネクタアセンブリを提供する。第１コネクタは、第１回路基板と、第１ポートと、絶縁部材とを含む。第１回路基板は、その表面に第１導電領域を有する。第１ポートは、第１回路基板の表面に設けられ、第１回路基板に電気的に接続されている。絶縁部材は、第１回路基板に設けられ、第１ポートの外周縁を取り囲んでいる。絶縁部材は、その外面に設けられている金属層を有する。第２コネクタは、第２回路基板と、第２ポートとを含む。第２回路基板は、その表面に第２導電領域を有する。第２ポートは、第２回路基板の表面に設けられ、第２回路基板に電気的に接続されている。
本発明の一実施例によれば、第１導電領域は第１ポートを取り囲んでおり、第２導電領域は第２ポートを取り囲んでいる。
本発明の一実施例によれば、第１コネクタは、第１回路基板の第１導電領域に設けられ、絶縁部材の外周縁を取り囲んでいる導電部材をさらに含む。第２ポートと第１ポートが突き合わせられると、導電部材は、第２導電領域に接触する。
本発明の一実施例によれば、第１回路基板は可撓性回路基板である。
前述したように、本発明の電気コネクタ及び電気コネクタアセンブリによれば、（第１）電気コネクタが絶縁部材を含み、（第１）ポートの外周縁に設けられることによって、ノイズの漏洩防止と絶縁の目的を同時に達成する。
なお、絶縁部材が導電部材と（第１）ポートを離間させることができ、これによって、導電部材の糸くずや綿毛と（第１）ポートとの接触を回避し、短絡防止の効果を達成することもできる。
本発明の一実施例の電気コネクタアセンブリの模式図である。 図１に示す第１コネクタの模式図である。 図１に示す第１コネクタ及び第２コネクタの部分分解模式図である。 図３に示す第１コネクタの分解模式図である。 図４に示す絶縁材の拡大模式図である。 本発明の別の実施例の絶縁材の模式図である。
本発明の技術内容をさらに理解するために、好ましい具体的な実施例を挙げて次のように説明する。以下に、図面及び実施例を参照して本発明の具体的な実施形態をさらに説明する。以下の実施例は、本発明の技術方案をより明確に説明するためのものに過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではない。
各実施例の説明において、いわゆる「第１」、「第２」、「第３」は、異なる構成要素を説明するためのものであり、これらの構成要素は、このような用語によって制限されない。また、説明の便宜及び明確性のために、図面中の各構成要素の厚さ又はサイズは、誇張されたり、省略されたり、概略的に示されることによって、当業者が容易に理解、読解できるようになり、各構成要素のサイズは、実際のサイズを完全に反映し、本発明が実施可能な限定条件を限定するためのものではないので、技術上の実質的な意味を有せず、いかなる構造の修飾、比率関係の変形及び大きさの調整も、本発明による効果及び目的を損なう限り、本発明に開示された技術内容に含まれる範囲内に入るべきである。全ての図面において、同一の符号は、同一の又は類似する構成要素を示すために用いられる。
図１、図２、図３及び図４をともに参照し、図１は、本発明の一実施例の電気コネクタアセンブリの模式図であり、図２は、図１に示す第１コネクタの模式図であり、図３は、図１に示す第１コネクタ及び第２コネクタの部分分解模式図であり、図４は、図３に示す第１コネクタの分解模式図である。本実施例の電気コネクタアセンブリ１は、第１コネクタ１０と、第２コネクタ２０とを備える。第１コネクタ１０は、第１回路基板１１と、少なくとも１つの第１ポート１２と、絶縁部材１３と、導電部材１４とを備える。
好ましくは、第１回路基板１１は、可撓性回路基板、即ち、軟質回路基板であってもよい。本実施例の第１コネクタ１０は、第１回路基板１１の対向する両端に設けられている２つの第１ポート１２を有する。また、第１ポート１２は、第１回路基板１１の表面１１１に設けられており、第１回路基板１１に電気的に接続されている。具体的には、第１回路基板１１の内部に、第１ポート１２に電気的に接続されるための複数の回線を有してもよく、回線を介して両端に位置する第１ポート１２を互いに電気的に接続することができる。他の実施例において、第１回路基板１１は、多層構造の印刷回路基板のような硬質回路基板であってもよいが、本発明では、これを制限しない。
それに対応して、第２コネクタ２０は、第２回路基板２１と、第２ポート２２とを備える。同様に、第２回路基板２１は、可撓性回路基板又は硬質回路基板であってもよいが、本発明では、これを制限しない。第２ポート２２は、第２回路基板２１の表面２１１に設けられており、第２回路基板２１の内部に、第２ポート２２を第２回路基板２１に電気的に接続するための複数の回線を有してもよい。好ましくは、本実施例の第１ポート１２と第２ポート２２は、基板対基板コネクタ（ｂｏａｒｄ ｔｏ ｂｏａｒｄ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）のオス部材とメス部材であってもよい。換言すれば、第１ポート１２と第２ポート２２は、互いに突き合わせられることによって、図１に示すように、異なる電子装置（又は回路基板）の間に適用される場合に、互いに信号を伝達することができる。
なお、第１ポート１２と第２ポート２２が突き合わせられたので、図１には、第１ポート１２と第２ポート２２が同一の位置に標記されていることを説明すべきである。なお、図１、図３及び図４から見て、第２ポート２２が設けられている表面２１１は底面であるため、表面２１１は境界線に標記されており、第２ポート２２は、破線で示されている。
また、本実施例の第２コネクタ２０は、高速信号ポート２３をさらに含み、例えば、ＵＳＢ ３．２ Ｔｙｐｅ－Ｃのインターフェースであってもよいが、これに限られない。高速信号ポート２３は、第２回路基板２１に設けられており、第２回路基板２１の内部の回線を介して高速信号ポート２３と第２ポート２２を互いに電気的に接続することができる。高速信号ポート２３で信号を伝達する場合に、ノイズ干渉の問題が発生しやすく、本実施例では、第１回路基板１１、第２回路基板２１に導電領域を形成し、絶縁部材１３及び導電部材１４を設けることによって、ノイズの導出と遮蔽効果を達成する。
図４に示すように、第１回路基板１１は、その表面１１１に第１導電領域１１２を有する。同様に、第２回路基板２１は、その表面２１１に第２導電領域２１２を有する。換言すれば、第１導電領域１１２及び第２導電領域２１２は、それぞれ第１回路基板１１及び第２回路基板２１から露出している。また、第１導電領域１１２及び第２導電領域２１２は、依然として第１回路基板１１及び第２回路基板２１の内部の回線に電気的に導通している。したがって、第１導電領域１１２及び第２導電領域２１２は、接地部と呼ばれてもよい。第１導電領域１１２及び第２導電領域２１２は、例えば、無電解金メッキ層（ＥＮＩＧ ｌａｙｅｒ）や、電磁妨害層（ＥＭＩ ｌａｙｅｒ）、薄銅層であってもよいが、これらに限られない。本実施例の第１導電領域１１２及び第２導電領域２１２は、無電解金メッキ層を例とする。好ましくは、第１導電領域１１２は第１ポート１２を取り囲んでおり、第２導電領域２１２は第２ポート２２を取り囲んでいる。本発明の他の実施例において、導電部材１４が第１導電領域１１２の一部又は全部に接触すれば、第１導電領域１１２が第１ポート１２を取り囲まなくてもよいことに注意すべきである。
第１コネクタ１０は、絶縁部材１３と、導電部材１４とを備える。絶縁部材１３は、第１回路基板１１に設けられ、第１ポート１２の外周縁を取り囲んでいることによって、ノイズの漏洩防止と絶縁の目的を同時に達成する。したがって、絶縁部材１３は、環状の部材であってもよい。好ましくは、絶縁部材１３は、弾性材質であり、例えば、ゴムやプラスチックスであってもよいが、これらに限られない。弾性材質の特性により、絶縁部材１３は、他の固定構造を使用することなく、第１ポート１２の周縁に直接外嵌されることができる。導電部材１４は、第１回路基板１１の第１導電領域１１２に設けられ、絶縁部材１３の外周縁を取り囲んでいる。換言すれば、絶縁部材１３は、第１ポート１２と導電部材１４との間に位置する。
第１コネクタ１０と第２コネクタ２０が接合されると、即ち、第２ポート２２と第１ポート１２が突き合わせられる（図１に示すとおり）と、第１コネクタ１０の導電部材１４と第２導電領域２１２が接触し（図３を参照）電気的導通及び環状遮蔽を形成し、さらに、ノイズを導出し、遮蔽することができる。好ましくは、導電部材１４は、圧縮可能な導電ガスケットであり、その高さが第１ポート１２よりも僅かに高い。導電部材１４は、圧縮可能な特性により、第２ポート２２と第１ポート１２との突き合わせを阻害せず、第２導電領域２１２との接触をさらに確保することができる。
一般的には、導電ガスケット（導電部材１４）は、第１ポート１２及び絶縁部材１３の外周縁を取り囲むように、切断により適切なサイズに形成される。しかし、切断中において、糸くずや綿毛が発生することがある。絶縁部材１３を導電部材１４と第１ポート１２との間に設けると、糸くずや綿毛と第１ポート１２との接触を回避することができる。換言すれば、絶縁部材１３が導電部材１４と第１ポート１２を離間させることによって、導電ガスケット（導電部材１４）の糸くずや綿毛と第１ポート１２との接触を回避することができる。
具体的には、本実施例の第１コネクタ１０が絶縁部材１３を有しなければ、第１コネクタ１０と第２コネクタ２０が接合された場合に、糸くずや綿毛が第１ポート１２又は第２ポート２２に接触すると、短絡問題が発生する。逆に、本実施例の絶縁部材１３を設けることによって、導電ガスケット（導電部材１４）の糸くずや綿毛が絶縁部材１３に接触し、短絡防止の効果を達成することができる。
図５は、図４に示す絶縁材の拡大模式図であり、図６は、本発明の別の実施例の絶縁材の模式図である。一実施例において、図５に示すように、絶縁部材１３は、全体が絶縁材質であってもよい。別の実施例において、図６に示すように、絶縁部材１３ａは、その外面に設けられている金属層１３１ａをさらに備える。絶縁部材１３ａが環状の部材であり、ここで、第１ポート１２（図３及び図４を参照できる）に向かう表面を内面といい、その他の表面を外面ということを説明すべきである。換言すれば、絶縁部材１３ａは、内面以外に、金属層１３１ａを設けることができる。金属層１３１ａは、ノイズの導出、遮蔽を補助することができる。導電部材１４（図３及び図４を参照できる）の糸くずや綿毛が絶縁部材１３ａの金属層１３１ａに接触することがあっても、絶縁部材１３ａの内面が依然として絶縁材料であるため、第１ポート１２と導通して短絡することを回避できる。本発明の一実施例において、金属層１３１ａの材質は、金又は銅であってもよいが、本発明は、これらに限られない。
なお、本発明は、電気コネクタも提供し、その構成要素の構造及び特徴について、上記の実施例の第１コネクタ１０を参照できる。例えば、電気コネクタも、回路基板と、ポートと、絶縁部材と、導電部材とを備える。回路基板は、その表面に導電領域を有する。ポートは、回路基板の表面に設けられ、回路基板に電気的に接続されている。絶縁部材は、回路基板に設けられ、ポートの外周縁を取り囲んでいる。導電部材は、回路基板の導電領域に設けられ、絶縁部材の外周縁を取り囲んでいる。また、電気コネクタは、他の電気コネクタと突き合わせられるためのものであり、絶縁部材を設けることによって、前述したような短絡防止の効果を達成することができる。回路基板、導電領域及びポートの構造と特徴については、上記の実施例の第１回路基板１１、第１導電領域１１２及び第１ポート１２を参照でき、ここで、重複して述べない。
以上により、本発明の電気コネクタ及び電気コネクタアセンブリによれば、（第１）電気コネクタが絶縁部材を含み、（第１）ポートの外周縁に設けられることによって、ノイズの漏洩防止と絶縁の目的を同時に達成する。
なお、絶縁部材が導電部材と（第１）ポートを離間させることができ、これによって、導電部材の糸くずや綿毛と（第１）ポートとの接触を回避し、短絡防止の効果を達成することもできる。
注意すべきなのは、上記の若干の実施例は、説明の便宜上例示されたものであり、本発明が主張する権利範囲は、前記実施例のみに限定されておらず、特許請求の範囲を基準とすべきである。
１ : 電気コネクタアセンブリ
１０ : 第１コネクタ
１１ : 第１回路基板
１１１ : 表面
１１２ : 第１導電領域
１２ : 第１ポート
１３、１３ａ : 絶縁部材
１３１ａ : 金属層
１４ : 導電部材
２０ : 第２コネクタ
２１ : 第２回路基板
２１１ : 表面
２１２ : 第２導電領域
２２ : 第２ポート
２３ : 高速信号ポート

Claims (12)

  1. 表面に導電領域を有する回路基板と、
    前記回路基板の前記表面に設けられ、前記回路基板に電気的に接続されているポートと、
    前記回路基板に設けられ前記ポートの外周縁を取り囲んでおり、外面に設けられている金属層を有する絶縁部材と、
    を備える電気コネクタ。
  2. 前記導電領域は前記ポートを取り囲んでいる請求項１に記載の電気コネクタ。
  3. 前記絶縁部材は弾性材質である請求項１に記載の電気コネクタ。
  4. 前記回路基板の前記導電領域に設けられ、前記絶縁部材の外周縁を取り囲んでいる導電部材
    をさらに備える請求項１に記載の電気コネクタ。
  5. 前記導電部材は導電ガスケットである請求項４に記載の電気コネクタ。
  6. 前記回路基板は可撓性回路基板である請求項１に記載の電気コネクタ。
  7. 表面に第１導電領域を有する第１回路基板と、
    前記第１回路基板の前記表面に設けられ、前記第１回路基板に電気的に接続されている第１ポートと、
    前記第１回路基板に設けられ前記第１ポートの外周縁を取り囲んでおり、外面に設けられている金属層を有する絶縁部材とを含む第１コネクタと、
    表面に第２導電領域を有する第２回路基板と、
    前記第２回路基板の前記表面に設けられ、前記第２回路基板に電気的に接続されている第２ポートとを含む第２コネクタと、
    を備える電気コネクタアセンブリ。
  8. 前記第１導電領域は前記第１ポートを取り囲んでおり、前記第２導電領域は前記第２ポートを取り囲んでいる請求項７に記載の電気コネクタアセンブリ。
  9. 前記絶縁部材は弾性材質である請求項７に記載の電気コネクタアセンブリ。
  10. 前記第１コネクタは、前記第１回路基板の前記第１導電領域に設けられ前記絶縁部材の外周縁を取り囲んでおり、前記第２ポートと前記第１ポートが突き合わせられたときに前記第２導電領域に接触する導電部材をさらに含む請求項７に記載の電気コネクタアセンブリ。
  11. 前記導電部材は導電ガスケットである請求項１０に記載の電気コネクタアセンブリ。
  12. 前記第１回路基板は可撓性回路基板である請求項７に記載の電気コネクタ。
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