JP2024068411A - ケーブルコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＣ結合した信号をＤＣブロックによりデバイス間のデジタル信号の確実な相互通信を行うことができるケーブルコネクタを提供する。【解決手段】本発明によるケーブルコネクタ１は、複数の端子１２を備える第１のコネクタ１０、および、複数の配線３２が配設される第１のコネクタ基板３０を有する第１のコネクタ部分４と、複数の端子１８を備える第２のコネクタ１６、および、複数の配線３６が配設される第２のコネクタ基板３４を有する第２のコネクタ部分６と、複数の配線３２、３６を互いに電気的に接続するためのケーブル部分２、２ａと、第１のコネクタ部分に設けられたＤＣブロックするための複数のキャパシタ４０と、を備えている。【選択図】図８

Description

本発明は、ケーブルコネクタに係り、特に、所定のデバイスを相互に接続するケーブルコネクタに関する。

従来から、たとえば、マザーボード（デバイス）と、ハードディスク等のデバイスとを接続し、互いに高速信号／高周波数信号を通信するためのケーブルコネクタが知られている。たとえば特許文献１には、上部ハウジングおよび下部ハウジングで囲まれた、第１のコネクタが接続された第１のプリント配線基板と、上部ハウジングおよび下部ハウジングで囲まれた、第２のコネクタが接続された第２のプリント配線基板と、それらのプリント配線基板上に配設された複数の配線を互いに接続するケーブルと、を有するケーブルコネクタの構造が開示されている。

米国特許公開公報第２００５／０１３０４９０号公報

ところで、近年、デバイス等の高速化に伴い、信号の伝送技術も高速化が求められている。そのようなデバイスの伝送規格の高速化は、サーバー、クラウドコンピューティング、データセンタ、ノートＰＣなどの従来の信号処理デバイスに加え、近年では、車載機器を含む自動車分野に用いられるデバイスなど幅広い分野において求められている。

ここで、接続するデバイスの仕様によっては、たとえば、一方のデバイス（回路や基板を含む）が２．５Ｖを基準とする交流電圧信号で駆動される回路を有し、他方のデバイスが０Ｖを基準とする交流電圧信号で駆動される回路を有し、それらのデバイス間でグランド電位が異なるような場合がある。このようなデバイス間のグランド電位差が存在する場合、発信側のデバイスと受信側のデバイスとの間で、信号電圧のレベルが「オフセット電圧」の分だけ動いてしまうことにより、データの「０」と「１」のしきい値が異なることになり、その結果、デジタル信号の「１」と「０」が判別できず、データを正確に伝送できなくなるという問題が生じる。

これに対し、高速信号を扱うために、ＡＣ結合／ＡＣカップリングという技術が知られている。このＡＣカップリング回路では、配線上に「キャパシタ」を配置し、そのようなキャパシタを用いたＤＣブロックと呼ばれる技術を用いて、オフセットされているＤＣ成分を除去して０Ｖ基準とし、交流電圧のグランドレベルを等しくするようにして、デバイス間のデジタル信号の相互通信を可能としている。

しかしながら、従来、そのようなＡＣカップリング回路に配置されるＤＣブロッキングキャパシタは、デバイスの基板上（典型的にはマザーボード上）に表面実装するようにしており、その分、基板上の実装スペースをとられて、基板上の高密度な配線の実装を設計／実現する際の障害となる、という新たな問題が生じている。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、嵌合されるデバイス側にキャパシタを必要とせずに、デバイス間のデジタル信号の確実な相互通信を行うことができるケーブルコネクタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、所定のデバイスを相互に接続するためのケーブルコネクタであって、第１のコネクタ部分であって、複数の端子を備える第１のコネクタと、この第１のコネクタが取り付けられる第１のコネクタ基板とを有し、第１のコネクタ基板上には第１のコネクタの複数の端子に電気的に接続される複数の配線が配設される第１のコネクタ部分と、第２のコネクタ部分であって、複数の端子を備える第２のコネクタと、この第２のコネクタが取り付けられる第２のコネクタ基板とを有し、第２のコネクタ基板上には第２のコネクタの複数の端子に電気的に接続される複数の配線が配設される第２のコネクタ部分と、第１のコネクタ基板上に配設された複数の配線と、第２のコネクタ基板上に配設された複数の配線とをそれぞれ電気的に接続するためのケーブル部分と、第１のコネクタ部分または第２のコネクタ部分の少なくとも一方に設けられたＤＣブロックするための複数のキャパシタと、を備える、ことを特徴としている。

本発明によるケーブルコネクタによれば、嵌合されるデバイス側にキャパシタを必要とせずに、デバイス間のデジタル信号の確実な相互通信を行うことができる。

本発明の実施形態によるケーブルコネクタの斜視図である。 本実施形態によるケーブルコネクタと、それらのコネクタ部に接続されるデバイスの基板を示す斜視図である。 本実施形態によるケーブルコネクタの各コネクタ部にデバイスの基板側の各コネクタが嵌合した状態を示す斜視図である。 本実施形態によるケーブルコネクタの各コネクタ部にデバイスの基板側の各コネクタが嵌合した状態を示す平面図である。 図４のＶ－Ｖ線に沿って見た断面図である。 本実施形態によるケーブルコネクタの第２コネクタ部分を斜め下方から見た斜視図である。 本実施形態によるケーブルコネクタを分解して示す斜視図である。 本実施形態のケーブルコネクタの２つのコネクタ部分およびそれらを接続するケーブル部を示す斜視図である。 図８に示すケーブルコネクタの第１コネクタ部分における符号ＩＸで囲んだ領域を拡大して示す一部拡大斜視図である。 図８に示すケーブルコネクタの平面図である。 図１０に示す第１コネクタ部分における符号ＸＩで囲んだ領域を拡大して示す一部拡大平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、図１乃至図５により、本発明の実施形態によるケーブルコネクタの全体構成およびデバイスへの嵌合態様を説明する。図１は、本発明の実施形態によるケーブルコネクタの斜視図であり、図２は、本実施形態によるケーブルコネクタと、それらのコネクタ部に接続されるデバイスの基板を示す斜視図であり、図３は、本実施形態によるケーブルコネクタの各コネクタ部にデバイスの基板側の各コネクタが嵌合した状態を示す斜視図であり、図４は、本実施形態によるケーブルコネクタの各コネクタ部にデバイスの基板側の各コネクタが嵌合した状態を示す平面図であり、図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿って見た断面図である。
まず、図１および図２に示すように、本発明の実施形態によるケーブルコネクタ１は、ケーブル本体（ケーブル部分）２によって互いに電気的に接続された第１のコネクタ部分４および第２のコネクタ部分６を有する。

まず、第１のコネクタ部分４は、ハウジング８に収容されかつハウジング８に取り付けられたコネクタ（第１のコネクタ）１０を備え、図１および図２に示す組立体の状態では、コネクタ１０がハウジング８から上方に突出して延びている。コネクタ１０には、ハウジング８から突出した部分で露出する複数の導体の端子１２が設けられている。
なお、後述する図３乃至図５では、説明の便宜上、ハウジング８の図示を省略する。

次に、第２のコネクタ部分６は、ハウジング１４に収容されかつハウジング１４に取り付けられたコネクタ（第２のコネクタ）１６を備え、図１および図２に示す組立体の状態では、コネクタ１６がハウジング１４から下方に突出して延びている。コネクタ１６には、ハウジング１４から突出した部分で露出する複数の導体の端子１８が設けられている。

次に、図２乃至図５に示すように、第１のコネクタ１０は、嵌合する相手側であるデバイスとして、本例では、相手側コネクタ２０を備えるマザーボード２２に嵌合するようになっている。より詳細には、相手側コネクタ２０は複数の端子を備え、コネクタ１０がこの相手側コネクタ２０に嵌合して、電気的に接続される。マザーボード２２は、所定の交流電圧で駆動される電気回路を備え、この電気回路は、ＡＣカップリング回路を含むものとなっている。

同様に、図２乃至図５に示すように、第２のコネクタ１６は、嵌合する相手側であるデバイスとして、本例では、相手側コネクタ２４を備えるマザーボード２６に嵌合するようになっている。より詳細には、相手側コネクタ２４は複数の端子を備え、コネクタ１６がこの相手側コネクタ２４に嵌合して、電気的に接続される。マザーボード２６は、所定の交流電圧で駆動される電気回路を備え、この電気回路は、ＡＣカップリング回路を含むものとなっている。

次に、図３乃至図７により、本実施形態によるケーブルコネクタのより詳細な構造を説明する。図６は、本実施形態によるケーブルコネクタの第２コネクタ部分を斜め下方から見た斜視図であり、図７は、本実施形態によるケーブルコネクタを分解して示す斜視図である。
まず、図３乃至図５に示すように、第１のコネクタ部分４は、第１のコネクタ１０が取り付けられたコネクタ基板（第１のコネクタ基板）３０を有する。第１のコネクタ１０の複数の端子１２は、第１のコネクタ１０内で下方に延び、第１のコネクタ１０の基板３０への取付部（基端部１０ａ、図９参照）まで延びている。
次に、図３および図４に示すように、コネクタ基板３０の表面には、コネクタ１０の基端部１０ａからケーブル本体２の接続部２ｂ（図９参照）まで延びるよう複数の導体の配線３２が配設されている。複数の配線３２は、それらの一端側が、コネクタ１０の複数の端子１２にそれぞれ接続され、それらの他端側が、ケーブル本体２が備える複数の導体ケーブル２ａにそれぞれ接続されている。
ここで、複数の配線３２には、それぞれ、後述するＤＣブロック用のキャパシタ４０が設けられる（図７、図８など参照）。

次に、図６に示すように、第２のコネクタ部分６は、第２のコネクタ１６が取り付けられたコネクタ基板（第２のコネクタ基板）３４を有する。第２のコネクタ１６の複数の端子１８は、第２のコネクタ１６内で下方に延び、第２のコネクタ１６の基板３４への取付部（基端部）まで延びている。
次に、コネクタ基板３４の表面には、コネクタ１６の基端部からケーブル本体２の接続部まで延びるよう複数の導体の配線３６が配設されている。複数の配線３６は、それらの一端側が、コネクタ１６の複数の端子１８にそれぞれ接続され、それらの他端側が、ケーブル本体２が備える複数の導体ケーブル２ａにそれぞれ接続されている。

次に、図７により、ケーブルコネクタ１のコネクタ組立体のハウジングの構造を説明する。
図７に示すように、第１のコネクタ部分４のハウジング８は、下方に凹状に形成された上部ハウジング８ａおよび上方に凹状に形成された下部ハウジング８ｂを有し、それらの凹部内に、上述したコネクタ１０およびコネクタ基板３０が収容されるようになっている。上部ハウジング８ａには、コネクタ１０の端子１２の部分を上方に突出させるための開口部８ｃが形成されている。
一方、第２のコネクタ部分６のハウジング１４は、下方に凹状に形成された上部ハウジング１４ａおよび上方に凹状に形成された下部ハウジング１４ｂを有し、それらの凹部内に、上述したコネクタ１６およびコネクタ基板３４が収容されるようになっている。下部ハウジング１４ｂには、コネクタ１６の端子１８の部分を下方に突出させるための開口部１４ｃが形成されている。

次に、図８乃至図１１により、本実施形態のＤＣブロックするためのキャパシタ４０の配置構成等を説明する。図８は、本実施形態のケーブルコネクタの２つのコネクタ部分およびそれらを接続するケーブル部を示す斜視図であり、図９は、図８に示すケーブルコネクタの第１コネクタ部分における符号ＩＸで囲んだ領域を拡大して示す一部拡大斜視図であり、図１０は、図８に示すケーブルコネクタの平面図であり、図１１は、図１０に示す第１コネクタ部分における符号ＸＩで囲んだ領域を拡大して示す一部拡大平面図である。なお、図１０では、図８のケーブルコネクタに対して第２のコネクタ部分のハウジングを追加して示している。
まず、図８および図９に示すように、第１のコネクタ部分４のコネクタ基板３０には、複数のキャパシタ４０が設けられている。より詳細には、コネクタ基板３０に配設された複数の導体の配線３２に、それぞれ、それらの配線３２を流れる交流電圧の電流を通すようにキャパシタ４０が設けられている。

これらのキャパシタ４０は、いわゆるＡＣ結合した信号のために設けられたキャパシタ（ＡＣカップリングキャパシタ、ＤＣブロッキングキャパシタ）であり、ＤＣブロックと呼ばれる技術を用いて、本例では、デバイス（図８等では、そのマザーボードのみを示す）２２、２６間でオフセットしているＤＣ成分を除去して０Ｖ基準とし、デバイス２２、２６間での交流電圧のグランドレベルを等しくするようにして、デバイス２２、２６間のデジタル信号の相互通信を可能とする役割を有するものである。すなわち、本実施形態のキャパシタ４０は、電気的に、コネクタ端子１２、１８やケーブル２ａを介してＡＣカップリング回路（各デバイス２２、２６）に接続されたとき、通常のキャパシタの蓄電機能ではなく、ＤＣブロックする機能を果たすようなものである。上述したように、各デバイス２２、２６は、いずれも、所定の交流電圧で駆動される電気回路を備え、それらの電気回路はＡＣカップリング回路を含むものとなっており、本実施形態によるケーブルコネクタ１に設けたキャパシタ４０により、それらのデバイス２２、２６のＤＣブロッキングを行う。

ここで、本実施形態では、上述したように、複数のキャパシタ４０は、第１のコネクタ部分４の複数の配線３２にのみ設けられている。
一方、変形例として、たとえば、第１のコネクタ部分４の複数の配線３２において、２つの隣り合う配線３２の組の一方の配線３２にキャパシタ４０を設ける一方、他方のキャパシタ４０が設けられていない配線３２については、それが電気的に接続している第２のコネクタ部分６の配線３６にキャパシタ４０を設け、これにより、第１のコネクタ部分４および第２のコネクタ部分６によりＤＣブロックが機能するようにしてもよい。たとえば、このように配線３２、３６における隣り合う配線に、交互にキャパシタ４０を設けることにより、コネクタ基板３０、３４上の配線３２、３６のより高密度な実装を行うようにしてもよい。

次に、図８および図９に示すように、コネクタ基板３０上の複数の配線３２は、コネクタ１０の基端部１０ａ（配線３２の始端部でもある）からケーブル本体２の接続部２ｂ（配線３２の終端部でもある）まで延びている。複数の配線３２は、その全体長さのうち、コネクタ基板３０の表面上に直接的に形成されるよう配設された表面配設部分３２ａと、その表面配設部分３２ａの終端からケーブル本体２への接続部２ｂまで、コネクタ基板３０から上方に離れて延びるよう配設された空間配設部分３２ｂとを有している。
キャパシタ４０は、このうち、配線３２の表面配設部分３２ａに設けられている。特に、図９に示すように、キャパシタ４０は、これらの表面配設部分３２ａにおいて、コネクタ１０の基端部１０ａに隣接した位置に設けられ、これにより、各デバイス２２、２６間の交流電圧のノイズが抑制されるようにしている。

次に、本発明の実施形態によるケーブルコネクタ１の作用効果を説明する。
まず、本実施形態および変形例によるケーブルコネクタ１は、（Ａ）複数の端子１２を備える第１のコネクタ１０と、この第１のコネクタが取り付けられる第１のコネクタ基板３０とを有し、第１のコネクタ基板上には第１のコネクタの複数の端子に電気的に接続される複数の配線３２が配設される第１のコネクタ部分４と、（Ｂ）複数の端子１８を備える第２のコネクタ１６と、この第２のコネクタが取り付けられる第２のコネクタ基板３４とを有し、第２のコネクタ基板上には第２のコネクタの複数の端子に電気的に接続される複数の配線３６が配設される第２のコネクタ部分６と、（Ｃ）第１のコネクタ基板上に配設された複数の配線と、第２のコネクタ基板上に配設された複数の配線とをそれぞれ電気的に接続するためのケーブル部分２、２ａと、（Ｄ）第１のコネクタ部分または第２のコネクタ部分の少なくとも一方に設けられたＤＣブロックのための複数のキャパシタ４０と、を備えている。
このように構成された本実施形態および変形例によるケーブルコネクタ１によれば、嵌合されるデバイス２２、２６側にキャパシタを必要とせずに、ＤＣブロックによりデバイス２２、２６間のデジタル信号の確実な相互通信を行うことができる。

なお、本発明の個々の実施形態は、独立したものではなく、それぞれ組み合わせて適宜実施することができる。また、上述した実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、種々の形態で実施することができる。

本発明に係るケーブルコネクタは、ＡＣカップリング回路を含む各デバイス間で互いに高速信号／高周波数信号を通信する等の用途に利用することができる。

１ ケーブルコネクタ
２ ケーブル本体（ケーブル部分）
２ａ 導体ケーブル
２ｂ 接続部（配線３２の終端部）
４ 第１のコネクタ部分
６ 第２のコネクタ部分
８ ハウジング
１０ コネクタ（第１のコネクタ）
１０ａ コネクタ基端部（配線３２の基端部）
１２ 端子
１４ ハウジング
１６ コネクタ（第２のコネクタ）
１８ 端子
２０、２４ 相手側コネクタ
２２、２６ マザーボード（デバイス）
３０ コネクタ基板（第１のコネクタ基板）
３２ 基板上の配線
３２ａ 表面配設部分
３２ｂ 空間配設部分
３４ コネクタ基板（第２のコネクタ基板）
３６ 基板上の配線
４０ キャパシタ

Claims (4)

1. 所定のデバイスを相互に接続するためのケーブルコネクタであって、
   第１のコネクタ部分であって、複数の端子を備える第１のコネクタと、この第１のコネクタが取り付けられる第１のコネクタ基板とを有し、上記第１のコネクタ基板上には上記第１のコネクタの複数の端子に電気的に接続される複数の配線が配設される第１のコネクタ部分と、
   第２のコネクタ部分であって、複数の端子を備える第２のコネクタと、この第２のコネクタが取り付けられる第２のコネクタ基板とを有し、上記第２のコネクタ基板上には上記第２のコネクタの複数の端子に電気的に接続される複数の配線が配設される第２のコネクタ部分と、
   上記第１のコネクタ基板上に配設された複数の配線と、上記第２のコネクタ基板上に配設された複数の配線とをそれぞれ電気的に接続するためのケーブル部分と、
   上記第１のコネクタ部分または上記第２のコネクタ部分の少なくとも一方に設けられたＤＣブロックするための複数のキャパシタと、を備える、ことを特徴とするケーブルコネクタ。
2. 上記複数のキャパシタは、上記第１のコネクタ部分にのみ設けられ、
   上記複数のキャパシタは、上記第１のコネクタ基板上の複数の配線にそれぞれ設けられる、請求項１に記載のケーブルコネクタ。
3. 上記複数のキャパシタは、ぞれぞれ、上記第１のコネクタ基板上の複数の配線に上記第１のコネクタに隣接して設けられる、請求項２に記載のケーブルコネクタ。
4. 上記ケーブルコネクタは、上記第１のコネクタ部分の第１のコネクタに、ＡＣカップリング回路を含む所定の第１のデバイスの相手側コネクタが嵌合され、上記第２のコネクタ部分の第２のコネクタに、ＡＣカップリング回路を含む所定の第２のデバイスの相手側コネクタが嵌合されるケーブルコネクタである、請求項１または請求項２に記載のケーブルコネクタ。

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