以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の実施の形態におけるハイブリッドコネクタを示す斜視図でありハイブリッドケーブルを接続する前にロック部材を開放した状態を示す図である。
図において、1は本実施の形態におけるハイブリッドコネクタとしてのレセプタクルコネクタであり、図示されない回路基板等の基板の面に実装され、ハイブリッドケーブル101を接続するためのハイブリッドケーブル用コネクタとして機能する。
ここで、ハイブリッドケーブル101は、光導波路と後述される導電線151とを一体化した複合ケーブルであり、具体的には、帯状の光導波路の一面にフレキシブル回路基板(FPC:Flexible Printed Circuit)等の可撓(とう)性平板状ケーブルを貼(てん)付して積層することによって一体的に結合したもの、又は、帯状の光導波路の一面に導電パターン形成したものである。
また、前記ハイブリッドケーブル101の端部には、相手方ハイブリッドコネクタとしてのプラグ120が取付けられている。そして、該プラグ120が前記レセプタクルコネクタ1と嵌(かん)合することによって、ハイブリッドケーブル101がレセプタクルコネクタ1に接続される。
前記ハイブリッドケーブル101は、いかなる用途に使用されるものであってもよいが、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、PDA、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤ、ゲーム機、車両用ナビゲーション装置等であって、筐体が複数の部分に分割され、隣接する各部分が回転可能に連結されている電子機器に使用され、隣接する各部分を回転可能に連結するヒンジ部の内部を通過するように配線されるような用途に適している。また、前記ハイブリッドケーブル101は、光導波路によって信号をシリアル伝送することができ、かつ、EMI対応に優れているので、大量の信号を高速で伝送する用途に適している。さらに、レセプタクルコネクタ1は、前記電子機器の筐体内に配設された基板の面に実装されるような用途に適している。
なお、本実施の形態において、レセプタクルコネクタ1、ハイブリッドケーブル101及びプラグ120並びにそれらに含まれる各部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、レセプタクルコネクタ1、ハイブリッドケーブル101及びプラグ120並びにそれらに含まれる各部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、レセプタクルコネクタ1、ハイブリッドケーブル101及びプラグ120並びにそれらに含まれる各部材の姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
前記レセプタクルコネクタ1は、合成樹脂等の絶縁性材料によって一体的に形成されたコネクタハウジング11と、合成樹脂等の絶縁性材料や金属材料等によって一体的に形成され、前記コネクタハウジング11に姿勢変化可能に取付けられたロック部材21とを有する。該ロック部材21は、その基端(図における下端)がコネクタハウジング11の先端(図における左端)に回転可能に接続され、姿勢変化して、プラグ120をコネクタハウジング11に装着するための図に示されるような第1位置としての開放位置、及び、プラグ120をロックする第2位置としての閉止位置になる。なお、前記ロック部材21は、板状の金属材料を折曲げ加工やプレス加工等によって加工して形成してもよい。そして、前記ロック部材21は、閉止位置において、ハイブリッドケーブル101の軸方向に延在する一対の側壁部22を備えるとともに、該側壁部22の内側面から内方に延出するように各側壁部22に一体的に接続された板状のプラグ押え部24を備え、これにより、プラグ120を上方からコネクタハウジング11に押付けることができる。
また、該コネクタハウジング11は、平面形状が略長方形の板状の部材であり、先端から後端に向って長軸方向にタンデムに並んで配列されたガイド部14、光接続部16及び電気接続部17を備える。前記ガイド部14は、位置決め部として機能し、ガイド面としての平坦(たん)な上面、及び、該上面から上方に向けて突出するガイド部材としてのガイド突起31を備え、該ガイド突起31にプラグ120の被ガイド孔としてのガイド孔131を係合させることによって、コネクタハウジング11に装着されるプラグ120を所定の位置に精度よくガイドし、レセプタクルコネクタ1とプラグ120の位置合せの基準となる。なお、プラグ120は、平面形状が略長方形の薄い板状の部材であり、コネクタハウジング11に装着されると、その下面がコネクタハウジング11の上面と対向する。
さらに、前記光接続部16は、ハイブリッドケーブル101の光導波路と光の受渡しを行う部分であり、後述される受光素子72、発光素子73、前記受光素子72及び発光素子73を制御する制御回路を備える受発光制御素子としての制御IC71等の光デバイスを収容する凹部である。なお、前記光接続部16には、金属等の導電性材料から成り、前記受光素子72、発光素子73又は制御IC71等に接続される光学用端子61も収容される。該光学用端子61は、基板の面上に形成される接続パッドにはんだ付等によって接続される基板用接続部としてのテール部63を備え、該テール部63がコネクタハウジング11の側方に突出している。
また、前記電気接続部17は、ハイブリッドケーブル101の導電線151と電気的に接続される部分であり、金属等の導電性材料から成る電気接続用端子51を収容する凹部である。前記電気接続用端子51は、基板の面上に形成される接続パッドにはんだ付等によって接続される基板用接続部としてのテール部53を備え、該テール部53がコネクタハウジング11の側方に突出している。
次に、前記プラグ120の構成について詳細に説明する。
図2は本発明の実施の形態におけるプラグを示す分解斜視図、図3は本発明の実施の形態におけるプラグハウジング本体を示す図、図4は本発明の実施の形態におけるプラグ天板を示す図である。なお、図3において、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は(a)におけるZ−Z矢視断面図である。
ハイブリッドケーブル101は、細長い帯状の薄板部材であるが、図2には前端(図における左端)近傍の一部分のみが描画されている。そして、102は、前端面102bから所定長さの範囲に形成された接続端部であり、他の部分よりやや肉厚に形成されている。
また、ハイブリッドケーブル101の下面には、該ハイブリッドケーブル101の電気的絶縁性を示す絶縁層上に、金属等の導電性を備える材料から成る箔(はく)状の導電線151が複数本、例えば、6本、所定のピッチで並列に配設されている。なお、前記導電線151の下側は他の絶縁層によって覆われている。そして、前記接続端部102では、前記他の絶縁層が除去され、導電線151の下面が露出している。
なお、各導電線151の先端には幅広の接続パッド部152が形成されている。該接続パッド部152の各々は、ハイブリッドケーブル101がレセプタクルコネクタ1に接続された状態において、コネクタハウジング11の電気接続部17内に収容された電気接続用端子51と対応するような部位に形成される。なお、接続パッド部152の配設された範囲は、プラグ側電気接続部153として機能する。また、接続パッド部152の配列は、任意に設定することができるが、図に示されるように、千鳥状に、かつ、ハイブリッドケーブル101の軸方向にタンデムに並ぶように配列されることが望ましい。これにより、接続端部102の幅を拡張することなく、多数の接続パッド部152を配設することができ、その結果、プラグ120の幅方向の寸法を抑制することができる。
さらに、前記接続端部102において、接続パッド部152よりも前端寄りの部位には、プラグ側光接続部としての光路変換部161が形成されている。該光路変換部161は、鏡面として機能する後述される傾斜面162を備え、光導波路を伝送される光の向きをほぼ直角に変換する。すなわち、ハイブリッドケーブル101の軸線方向の光路をハイブリッドケーブル101の下面に対して垂直な方向の光路に変換する。これにより、光導波路を伝送されてきた光をハイブリッドケーブル101の下面から下方に射出させることができるとともに、下方からハイブリッドケーブル101の下面に入射された光を光導波路に伝送することができる。前記光路変換部161は、ハイブリッドケーブル101がレセプタクルコネクタ1に接続された状態において、コネクタハウジング11の光接続部16内に収容された受光素子72及び発光素子73と対応するような部位に形成される。
そして、プラグハウジング130は、ハイブリッドケーブル101の軸方向に延在する長方形の枠状の部材であるプラグハウジング本体121と、ハイブリッドケーブル101の軸方向に延在する長方形の板状の部材であるプラグ天板126とを有する。前記プラグハウジング本体121は、合成樹脂等の絶縁性材料によって一体的に形成された部材であり、長軸方向に延在する一対の側壁部124、該側壁部124の前端を連結する前方横桟部122、及び、前記側壁部124の後端を連結する後方横桟部123を有する。なお、125は、プラグハウジング本体121を厚さ方向に貫通する長方形の開口であり、周囲を側壁部124、前方横桟部122及び後方横桟部123によって画定される。
前記側壁部124は、長方形の断面形状を備える細長い棒状の部材であり、ロック部材21のプラグ押え部24によって上方から押圧される被押圧部として機能する。なお、前記側壁部124の厚さ方向の寸法は、ハイブリッドケーブル101の接続端部102の厚さ方向の寸法とほぼ同一である。また、前記側壁部124は、その内側面124aがハイブリッドケーブル101の接続端部102の側面102aと当接することによって、ハイブリッドケーブル101の幅方向の位置決めを行う。
そして、前記前方横桟部122は、プラグ120の被位置決め部として機能し、長方形の断面形状を備える長方形の板状の部材であり、被ガイド面としての平坦な下面、及び、板厚方向に貫通する被ガイド部材としてのガイド孔131を備える。前記前方横桟部122はプラグ120をコネクタハウジング11に装着する際に被ガイド部として機能し、前記ガイド孔131がコネクタハウジング11のガイド突起31と係合し、前記下面がコネクタハウジング11のガイド部14の上面と係合する。なお、前方横桟部122の下面は、側壁部124の下面と面一となるように形成されている。さらに、前記前方横桟部122の後端面122aは、ハイブリッドケーブル101の接続端部102の前端面102bと当接することによって、ハイブリッドケーブル101の軸方向の位置決めを行う。なお、前記前方横桟部122の厚さ方向の寸法は、側壁部124の厚さ方向の寸法にプラグ天板126の厚さ方向の寸法を加算した値とほぼ同一である。
また、前記後方横桟部123は、長方形の断面形状を備える長方形の板状の部材であり、平坦な上面を備え、該上面がハイブリッドケーブル101の接続端部102の下面と当接することによって、ハイブリッドケーブル101を下方から支持する。後方横桟部123は、その上面が側壁部124の下面とほぼ面一となるように前記側壁部124に接続されているので、前記プラグハウジング本体121の後端面は、後方から観て、略U字状の形状を有する。
そして、前記プラグ天板126は、略長方形状の薄板部材であり、開口125を上から塞ぐように、プラグハウジング本体121に取付けられて固着される。図に示される例において、プラグハウジング本体121とプラグ天板126とは、個別に形成されているが、プラグハウジング本体121とプラグ天板126とは一体的に形成されたものであってもよい。なお、前記プラグ天板126は、シールド板として機能するものであることが望ましく、例えば、金属板から形成されたもの、金属板を合成樹脂で一体成形して形成されたもの、金属層を含む積層複合板から形成されたもの、合成樹脂等のコンパウンドに金属、カーボン等の導電性材料を混入させた導電性複合材から形成されたものであることが望ましい。
また、前記プラグ天板126の長さ、すなわち、長軸方向の寸法は、プラグハウジング本体121における前方横桟部122の後端面122aから後方横桟部123の前端面までの寸法にほぼ等しく、前記プラグ天板126の幅、すなわち、短軸方向の寸法は、プラグハウジング本体121における一方の側壁部124の外側面から他方の側壁部124の外側面までの寸法にほぼ等しい。なお、プラグ天板126の両側には、細長い矩(く)形の切欠部127が形成されている。
そして、プラグ天板126の前端面が前方横桟部122の後端面122aに当接するようにプラグ天板126をプラグハウジング本体121に取付けて固着すると、プラグハウジング130が完成する。この場合、開口125の全面及び側壁部124の上面がプラグ天板126によって覆われるが、切欠部127に対応する部位では、側壁部124の上面が露出する。なお、プラグハウジング本体121とプラグ天板126とが一体的に形成されたものである場合には、当初からプラグ天板126がプラグハウジング本体121に取付けられた状態となっている。
完成したプラグハウジング130において、前方横桟部122の上面とプラグ天板126とは面一となり、側壁部124の外側面とプラグ天板126の側面とは、切欠部127の箇所を除き、面一となる。
次に、前記ハイブリッドケーブル101の接続端部102の構成について詳細に説明する。
図5は本発明の実施の形態におけるハイブリッドケーブルの接続端部の構成を示す図、図6は本発明の実施の形態におけるハイブリッドケーブルの接続端部の層構造を示す図である。なお、図5において、(a)は上から観た斜視図、(b)は下から観た斜視図、(c)は(b)の要部拡大図であり、図6において、(a)は側断面図、(b)は側断面の模式図である。
本実施の形態におけるハイブリッドケーブル101は、細長い帯状の可撓性の平板状部材であり、光導波路の層の下側に導電線151の層を積層した積層構造を有する。そして、前述のように、接続端部102の下面には導電線151が露出し、該導電線151の接続パッド部152よりも前端寄りの部位には光路変換部161が形成され、光導波路を伝送されてきた光をハイブリッドケーブル101の下面から下方に射出させることができるとともに、下方からハイブリッドケーブル101の下面に入射された光を光導波路に伝送することができる。
ここで、該光導波路は、図6(b)に示されるように、光を伝送する光伝送路となるコア部111と、該コア部111を取囲み、コア部111に光を閉じ込める機能を備えるクラッド部112とを有する。なお、図にされる例において、コア部111の数は、2本であるが、1本であってもよいし、3本以上であってもよいし、任意に設定することができる。
また、前記光導波路は、シングルモードタイプ、マルチモードタイプ、ステップインデックスモードといかなる伝搬モードであってもよいが、ここでは、マルチモードタイプであるものとする。また、クラッド部112の屈折率は、コア部111の屈折率よりも低い値であることが望ましく、例えば、コア部111とクラッド部112との屈折率差が0.01以上大きい値の材料から成ることが望ましい。なお、光導波路は、これらの形態に限定されるものではなく、光を伝送するコア部及び該コア部に光を閉じ込めるクラッド部を有する形態であればよく、材料を積層させて作成する光導波路やエッチング法によって作成する光導波路、フォトニクス結晶構造を有する光導波路等、いかなるものであってもよい。
そして、前記光導波路は、このような屈折率の条件を満たすものであれば、いかなる種類の材料から成るものであってもよく、例えば、シリコン基板から成るものであってもよいし、ガラス基板から成るものであってもよいし、有機材料と無機材料とから成るハイブリッド基板から成るものでもよいし、フレキシブルな樹脂フィルムから成るものであってもよいが、ここでは、フレキシブルな樹脂フィルムから成るものである例について説明する。
また、クラッド部112の下面には、絶縁層としての絶縁フィルム113が貼付されている。該絶縁フィルム113は、可撓性、透光性及び絶縁性を備える材料であればいかなる材料から成るものであってもよいが、ここでは、ポリイミド(Polyimide)から成るフィルムであるものとする。このように、絶縁フィルム113が透光性を備えるので、光は絶縁フィルム113を透過して、ハイブリッドケーブル101の下方に射出されたり、ハイブリッドケーブル101の下方から入射したりすることができる。
さらに、絶縁フィルム113の下面には箔状の導電線151が貼付されている。該導電線151は、導電性を備える材料であればいかなる材料から成るものであってもよく、例えば、銅箔又は金箔から成るものであるが、銅箔の表面に金をめっきしたものであってもよい。
一方、クラッド部112の上面には、支持部材としての支持フィルム114が貼付されている。該支持フィルム114は、ハイブリッドケーブル101の幅と同一の幅を備え、接続端部102の全範囲に亘(わた)って貼付され、接続端部102にある程度の剛性を付与して変形しにくくする。これにより、可撓性のハイブリッドケーブル101において、接続端部102だけがある程度の剛性を備えて変形しにくくなるので、接続端部102にプラグハウジング130を取付ける作業が容易になるとともに、取付後の接続端部102とプラグハウジング130との密着性が向上する。なお、前記支持フィルム114は、合成樹脂から成るものであるが、絶縁性とともにある程度の剛性を備える材料であれば、いかなる材料から成るものであってもよい。
ここで、前記光路変換部161は、断面形状がほぼ直角二等辺三角形であって、ハイブリッドケーブル101の幅方向に延在する細長い孔であって、鏡面として機能する傾斜面162を備える。該傾斜面162は、ハイブリッドケーブル101の軸線方向(図6(b)における横方向)及び厚さ方向(図6(b)における縦方向)に対してほぼ45度の角度に傾斜し、光導波路を伝送されてきた光を反射してハイブリッドケーブル101の下方に射出させるとともに、ハイブリッドケーブル101の下方から入射された光を反射して光導波路に導入する。
なお、前記傾斜面162の傾斜角度は、コア部111及びクラッド部112の屈折率によって、光損失が最適となるように、適宜変更することができる。また、前記傾斜面162は、ダイシング(Dicing、又は、Die Cutting)加工又はレーザ加工を施すことによって形成することができる。具体的には、支持フィルム114を貼付する工程の前に、ダイシング加工又はレーザ加工によって、断面形状がほぼ直角二等辺三角形であって上面が開口した幅方向に延在する溝を光導波路に形成する。その後、クラッド部112の上面に支持フィルム114を貼付して、前記溝の上面を塞ぐことによって、細長い孔状の光路変換部161を得ることができる。該光路変換部161の上面が支持フィルム114によって塞がれているので、塵埃(じんあい)等の異物が光路変換部161内に進入して傾斜面162に付着する可能性が低減される。なお、前記溝の下端は、コア部111の下方のクラッド部112に喰(くい)込んでいるが、該クラッド部112を下方に突抜けないように形成される。
次に、ハイブリッドケーブル101の接続端部102にプラグハウジング130を取付けてプラグ120を組立てる方法について説明する。
図7は本発明の実施の形態におけるプラグの組立を示す斜視図、図8は本発明の実施の形態におけるプラグの組立を示す断面図である。なお、図7において、(a)は組立前の斜視図、(b)は組立後の斜視図であり、図8において、(a)は組立途中の平面図、(b)は(a)のY−Y矢視断面図、(c)は組立後の断面図である。
まず、図7(a)に示されるように、プラグハウジング130のプラグ天板126の下面に接着剤128を塗布する。該接着剤128は、支持フィルム114との接着性を備えるものである。
続いて、プラグハウジング130とハイブリッドケーブル101とを、図7(b)に示されるように、プラグハウジング本体121の後端面と接続端部102の前端面102bとが対向するように配置した後、プラグハウジング130に対してハイブリッドケーブル101を相対的に前進させる。そして、接続端部102をプラグハウジング本体121の両側の側壁部124とプラグ天板126とによって画定された空間に、プラグハウジング130の後方から挿入する。
この場合、図8(b)に示されるように、接続端部102の上面がプラグ天板126の下面と摺(しゅう)接し、接続端部102の下面が後方横桟部123の上面と摺接することによって、接続端部102はガイドされる。また、該接続端部102の側面102aは側壁部124の内側面124aと摺接する。そして、矢印で示されるように、プラグハウジング130に対してハイブリッドケーブル101を更に相対的に前進させる。この場合、接続端部102は、プラグ天板126と後方横桟部123とによって上下方向、すなわち、厚さ方向の位置が規定され、側壁部124によって左右方向、すなわち、幅方向の位置が規定されているので、適切に位置決めされた状態でプラグハウジング130に挿入される。
最後に、図7(b)及び8(c)に示されるように、接続端部102の前端面102bが前方横桟部122の後端面122aと当接すると、接続端部102の挿入が終了する。そして、加熱、紫外線照射等によって接着剤128を硬化させることにより、プラグハウジング130のプラグ天板126と接続端部102の支持フィルム114とを確実に接着することができる。この場合、プラグハウジング130のプラグ天板126の下面と接続端部102の上面とが密着し、接続端部102の下面は、前方横桟部122の下面及び側壁部124の下面と面一となる。また、後方横桟部123が剥(はく)離防止部として機能し、接続端部102を下方から支えることによって、接続端部102がプラグ天板126から剥離することを防止する。
このようにして組立てられたプラグ120においては、接続端部102の前端面102bを前方横桟部122の後端面122aと当接させることによって、プラグハウジング130に対するハイブリッドケーブル101の軸方向の位置決めが行われる。そのため、前記前端面102bを基準として光路変換部161及びプラグ側電気接続部153の軸方向の位置決めを行っておけば、前方横桟部122に形成されたガイド孔131から光路変換部161及びプラグ側電気接続部153までの軸方向に関する距離も厳密に、かつ、接続端部102の前端面102bを前方横桟部122の後端面122aと当接させるだけで、容易に規定することができる。
また、接続端部102の側面102aを側壁部124の内側面124aと当接させることによって、プラグハウジング130に対するハイブリッドケーブル101の幅方向の位置決めが行われる。そのため、前記側面102aを基準として光路変換部161及びプラグ側電気接続部153の幅方向の位置決めを行っておけば、側壁部124の外側面から光路変換部161における各コア部111及びプラグ側電気接続部153までの幅方向に関する距離も厳密に、かつ、接続端部102の側面102aを側壁部124の内側面124aと当接させるだけで、容易に規定することができる。
そして、プラグ120をコネクタハウジング11に装着する際の被ガイド部であるガイド孔131、光路変換部161及びプラグ側電気接続部153が軸方向にタンデムに並んで配列され、並列に配列されていないので、プラグ120の幅方向の寸法を広げる必要がなく、ハイブリッドケーブル101の幅方向の寸法よりわずかに大きい値とするだけで済む。具体的には、ハイブリッドケーブル101の幅方向の寸法に一対の側壁部124の幅方向の寸法を加えただけで済む。この場合、側壁部124は、細長い棒状の部材であるから、その幅方向の寸法はわずかな値であり、その結果、プラグ120の幅方向の寸法を、ハイブリッドケーブル101の幅方向の寸法よりわずかに大きい値に留めることができる。
また、プラグ側電気接続部153よりも高い位置精度が求められる光路変換部161は、ガイド孔131の近傍に配設されているので、結果的にガイド孔131から光路変換部161までの距離が短くなる。レセプタクルコネクタ1とプラグ120の嵌合は、レセプタクルコネクタ1のガイド突起31とプラグ120のガイド孔131との係合位置を基準として行われるので、結果的に受光素子72及び/又は発光素子73と光路変換部161を高い位置精度で光接続させることができ、低光損失を実現することができる。
また、プラグ120の厚さ方向の寸法も、接続端部102の厚さ方向の寸法にプラグ天板126の厚さ方向の寸法を加えただけで済むので、ハイブリッドケーブル101の厚さ方向の寸法よりわずかに大きい値に留めることができる。
さらに、プラグ120の全体形状も、平面形状及び側面形状が長方形の単純な形状であり、凹凸の極めて少ない形状となっている。
したがって、例えば、ハイブリッドケーブル101を電子機器の筐体の各部分を連結するヒンジ部の内部を通過するように配線する場合であっても、ハイブリッドケーブル101の端部に取付けられたプラグ120がハイブリッドケーブル101自体よりもわずかに幅が広く、わずかに厚い程度に小型であり、かつ、単純な形状を備えるので、配線作業を極めて容易に行うことができる。
次に、前記レセプタクルコネクタ1の構成について詳細に説明する。
図9は本発明の実施の形態におけるレセプタクルコネクタを示す分解斜視図、図10は本発明の実施の形態におけるコネクタハウジングとロック部材との嵌合状態を示す図、図11は本発明の実施の形態におけるコネクタハウジング及びロック部材の上面及び下面を示す図、図12は本発明の実施の形態におけるコネクタハウジングに封止板を装着する方法を示す図である。なお、図10において、(a)は平面図、(b)は(a)におけるW−W矢視断面図、図11において、(a)は上面図、(b)は下面図、図12において、(a)は装着前の図、(b)は装着後の図である。
コネクタハウジング11は、平面形状が略長方形であって高さの低い直方体状の部材であり、長軸方向に延在する一対の側壁部12を備える。そして、該側壁部12の前端(図10(b)における左端)近傍には軸受孔13が形成され、該軸受孔13にロック部材21の回転軸23が挿入されて回転可能に支持される。また、前記側壁部12からは、電気接続用端子51のテール部53及び光学用端子61のテール部63が突出している。
そして、コネクタハウジング11の後端には、幅方向に延在して両側の側壁部12を連結する後端壁部15が配設されている。なお、両側の側壁部12は、前端において、幅方向に延在するガイド部14によって連結され、中間において、幅方向に延在し、光接続部16と電気接続部17とを仕切る仕切壁部35によって連結されている。そして、前記後端壁部15の幅方向両端近傍、すなわち、両側の側壁部12の後端面には、後方に突出する掛止部としてのロック突起15aが形成されている。前記ロック部材21は、閉止位置になると、その被掛止部としての被ロック突起25aが前記ロック突起15aと係合することによってコネクタハウジング11に掛止され、これにより、プラグ120をロックする。
また、コネクタハウジング11の前端近傍における側壁部12の上面には、上方向に突出するとともに長軸方向に延在する前方係合突壁18が接続されている。なお、該前方係合突壁18は、その前端に一体的に接続され、短軸方向、すなわち、幅方向に延在する補助部18aを含んでいる。これにより、両側の前方係合突壁18は、それぞれ、L字状の平面形状を備えることとなり、プラグ120の前端両側の角部と係合可能となる。つまり、前方係合突壁18の内側面及び補助部18aの後側面は、プラグ120の前端近傍における側面及び前端面と係合する。
一方、コネクタハウジング11の後端における側壁部12の上面、すなわち、後端壁部15の幅方向両端の上面には、上方向に突出する後方係合突壁19が接続されている。該後方係合突壁19の内側面は、プラグ120の後端近傍における側面と係合する。
なお、コネクタハウジング11とプラグ120との位置合せは、一義的には、ガイド部14を基準として行われる。上下方向、すなわち、プラグ120の厚さ方向についてはガイド部14の上面を基準とし、長手方向及び短手方向、すなわち、ハイブリッドケーブル101の軸方向及び幅方向についてはガイド突起31を基準とする。なお、図に示される例において、ガイド突起31は2つであるが、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。もっとも、ガイド突起31は複数であることが望ましい。
そして、光接続部16には、受光素子72、発光素子73、前記受光素子72及び発光素子73を制御する制御回路を備える制御IC71等の光デバイスが収容される。なお、図に示される例においては、前方に向って右側に受光素子72が配設され、左側に発光素子73が配設されているが、左側に受光素子72を配設し、右側に発光素子73を配設することもできる。また、図に示される例においては、受光素子72及び発光素子73が1つずつ配設されているが、受光素子72及び発光素子73の数は任意に設定することができ、例えば、2つずつ配設することもできるし、それ以上配設することもできる。そして、受光素子72及び発光素子73のコネクタハウジング11の長手方向に関する位置は、レセプタクルコネクタ1に嵌合されたプラグ120の光路変換部161の傾斜面162の真下に対応し、受光素子72及び発光素子73のコネクタハウジング11の短手方向に関する位置は、レセプタクルコネクタ1に嵌合されたプラグ120の各コア部111の真下に対応する。
また、受光素子72及び発光素子73に接続された制御IC71は、光接続部16内又は光接続部16外の任意の位置に配設することができるが、受光素子72及び発光素子73との信号の送受信性能の観点からは、受光素子72及び発光素子73に近い位置であることが望ましい。なお、制御IC71は、必ずしも受光素子72及び発光素子73と別個に形成される必要はなく、受光素子72及び発光素子73と一体的に形成されたものであってもよい。なお、本実施の形態では、制御IC71は光接続部16内に配置されているものとして説明する。
さらに、光接続部16には、受光素子72及び発光素子73と制御IC71とを接続するとともに、該制御IC71と基板の面上に形成される接続パッドとを接続する光学用端子61も収容される。該光学用端子61における基板の面上に形成される接続パッドと接続される部分は、テール部63としてコネクタハウジング11の外方に突出している。なお、前記テール部63は、必ずしもコネクタハウジング11の側壁部12の外側面のみから突出する必要はなく、図10及び11に示されるように、ガイド部14の前端面から突出するようにしてもよい。また、テール部63の数及び配列は、任意に設定することができる。
そして、光接続部16の上面には、ガラス等の透光性材料から成る薄板状の封止板41が装着される。具体的には、図12(a)に示されるように、光接続部16内の凸部の上面に接着剤42を塗布する。該接着剤42は、ガラス等から成る封止板41との接着性を備えるものである。続いて、封止板41を光接続部16上に載置し、図12(b)に示されるように、光接続部16の上面を封止した後、加熱、紫外線照射等によって接着剤42を硬化させる。これにより、光接続部16は周囲が取囲まれた密閉空間となり、空気中の塵埃等の異物が光接続部16内に侵入して受光素子72、発光素子73、制御IC71、光学用端子61等を汚染することが防止される。なお、封止板41が透光性を備えるので、光接続部16に収容された受光素子72及び発光素子73は、封止板41を透過して受光及び発光を行うことができる。
また、電気接続部17には電気接続用端子51が収容される。さらに、各電気接続用端子51を保持して隣接する電気接続用端子51同士が接触することを防止するための、間隔保持部材32が電気接続部17に収容される。
図に示される例において、電気接続用端子51は、コネクタハウジング11の短手方向に延在し、基端部が側壁部12を貫通して支持され、自由端が電気接続部17内において、反対側の側壁部12寄りに位置するカンチレバー状の部材となっている。そして、自由端近傍に形成された接触部52も電気接続部17内に位置し、接触部52と反対側に延在するテール部53が側壁部12の外側面から外方に突出している。前記接触部52は、ハイブリッドケーブル101の接続パッド部152に接触するように、側壁部12の上面より上方に突出し、略Λ字状に形成されている。
なお、電気接続用端子51は、隣接するもの同士の基端部が左右に分かれ、左右の側壁部12に交互に支持されるように配列されている。また、各電気接続用端子51において、接触部52は、基端部が支持される側壁部12と反対側の側壁部12寄りに位置する。これにより、平面における接触部52の配列は、千鳥状で、かつ、コネクタハウジング11の長手方向にタンデムに並んだ状態となり、ハイブリッドケーブル101の接続パッド部152の配列と対応する。また、弾性的に変形してばねとして機能することが可能な接触部52から基端部までの部分が長くなるので、弾性変形範囲が広くなり電気接続用端子51が塑性変形することを防ぐことができ、さらに、接触部52の接続パッド部152に対する接触圧を十分に大きくすることができる。なお、電気接続用端子51の数及び配列は、ハイブリッドケーブル101の接続パッド部152に対応させて、任意に設定することができる。
そして、間隔保持部材32は、電気接続部17の開放された底面を通して電気接続部17内に挿入され、固定される。また、間隔保持部材32には、コネクタハウジング11の短手方向に延在し、上面が開放された端子収容溝33が複数形成され、電気接続用端子51の電気接続部17内に延在する部分は、各々、端子収容溝33内に収容される。これにより、電気接続部17内において、隣接する電気接続用端子51同士が接触することが確実に防止される。
また、ロック部材21は、略門型の形状の部材であり、細長い棒状の一対の側壁部22と、該側壁部22の一端を連結する連結桟部25とを有する。そして、側壁部22の他端には、内方に向けて突出する回転軸23が形成され、該回転軸23がコネクタハウジング11の軸受孔13に挿入されて回転可能に支持されることによって、ロック部材21は、コネクタハウジング11に回転可能に取付けられる。
さらに、前記側壁部22の一端、すなわち、連結桟部25の両端には、側壁部22の他端に向けて突出する被ロック突起25aが形成されている。そして、図10に示されるように、ロック部材21が閉止位置になると、被ロック突起25aがコネクタハウジング11のロック突起15aに掛止されることによって、ロック部材21は、コネクタハウジング11に掛止され、これにより、プラグ120をロックする。
また、ロック部材21は、側壁部22の中間において、該側壁部22の内側面から内方に延出するように各側壁部22に一体的に接続された板状のプラグ押え部24を備える。そして、ロック部材21が閉止位置になると、プラグ押え部24がプラグ120を上から押え付け、コネクタハウジング11の上面に押付ける。より詳細には、プラグ押え部24の先端に、他の部分よりやや肉厚の係合部27が形成されている。そして、プラグ押え部24がプラグ120を上から押え付ける際には、前記係合部27がプラグ天板126の切欠部127に係合し、該切欠部127に対応する部位において露出する側壁部124の上面に当接し、該側壁部124を上から押え付ける。
なお、ロック部材21が、金属材料であって、金属板を折曲げて形成される場合は、その金属板の弾性を利用してプラグ120を上から押えてもよい。この場合は、板状のプラグ押え部24は、前記側壁部22の内側面から内方に延出させ、さらに、レセプタクルコネクタ1に装着されたプラグ120側に向って傾斜させるように折曲げて加工されている。折曲げ加工されたプラグ押え部24はばね性を有するので、係合部27を形成しなくても、金属板の弾性を利用してプラグ120を押え付けることができる。
次に、プラグ120をレセプタクルコネクタ1に嵌合することによって、ハイブリッドケーブル101をレセプタクルコネクタ1に接続する動作について説明する。
図13は本発明の実施の形態におけるプラグをレセプタクルコネクタに嵌合する動作を示す図、図14は本発明の実施の形態におけるプラグがレセプタクルコネクタに嵌合された状態を示す図である。なお、図13において、(a)はプラグをレセプタクルコネクタの上方に位置させた図、(b)はプラグを位置決めした図、(c)はプラグをロックした図であり、図14において、(a)は平面図、(b)は(a)におけるV−V矢視断面図、(c)は(a)におけるU−U矢視断面図、(d)は(b)におけるD部拡大図、(e)は(b)におけるE部拡大図、(f)はハイブリッドケーブルに入射する光の光路を示す模式図、(g)はハイブリッドケーブルから射出される光の光路を示す模式図である。
まず、図13(a)に示されるように、レセプタクルコネクタ1のロック部材21を開放位置とし、プラグ120をコネクタハウジング11の上方に位置させる。この場合、プラグ120の下面、すなわち、接続パッド部152の露出する面をコネクタハウジング11の上面に対向させるとともに、プラグ120の前方横桟部122をコネクタハウジング11のガイド部14の真上に位置させ、プラグ120の後方横桟部123をコネクタハウジング11の後端壁部15の後上方に位置させる。
続いて、プラグ120をコネクタハウジング11に対して相対的に下降させ、該コネクタハウジング11に嵌合させる。この場合、該コネクタハウジング11のガイド突起31をプラグ120のガイド孔131に挿入させ、該ガイド孔131をガイド突起31に沿わせるようにして、プラグ120を下降させる。これにより、ガイド孔131がガイド突起31と係合し、ハイブリッドケーブル101の軸方向及び幅方向について、コネクタハウジング11に対するプラグ120の精度のよい位置決めが行われる。その結果、コネクタハウジング11の光接続部16及び電気接続部17に、プラグ120の光路変換部161及びプラグ側電気接続部153が、各々、対向する。また、前方横桟部122の下面がガイド部14の上面と当接することによって厚さ方向の位置決めが行われる。さらに、プラグ120の前端両側の角部がコネクタハウジング11の両側の前方係合突壁18と係合し、プラグ120の後端近傍における側面がコネクタハウジング11の後方係合突壁19と係合するので、プラグ120とコネクタハウジング11との位置関係が安定的に維持される。これらより、外力を受けても、前記位置関係が乱れることがない。
続いて、ロック部材21を開放位置から回転させ、図13(c)に示されるように、閉止位置にしてプラグ120をロックする。この場合、ロック部材21の被ロック突起25aがコネクタハウジング11のロック突起15aと係合することによって、ロック部材21は、コネクタハウジング11に掛止される。また、ロック部材21のプラグ押え部24の先端に形成された係合部27が、プラグ120のプラグ天板126の切欠部127に係合し、該切欠部127に対応する部位において露出する側壁部124の上面に当接し、該側壁部124を上から押え付ける。これにより、プラグ120は、コネクタハウジング11に対して上下、前後及び左右方向に移動不能となる。
これにより、プラグ120のレセプタクルコネクタ1への嵌合が完了し、ハイブリッドケーブル101がレセプタクルコネクタ1に接続され、ハイブリッドケーブル101及びレセプタクルコネクタ1は、光学的及び電気的に接続された状態となる。
このように、プラグ120がレセプタクルコネクタ1に嵌合された状態となると、図14(b)に示されるように、プラグ120の下面がコネクタハウジング11の上面に密着する。図14(c)におけるC部に示されるように、プラグ120の側壁部124は、ロック部材21のプラグ押え部24の係合部27によって上から押え付けられている。そのため、ハイブリッドケーブル101の接続パッド部152が対応する電気接続用端子51の接触部52を上から押え付ける。これにより、電気接続用端子51は弾性的に変形してばね力を発揮し、該ばね力によって接触部52が接続パッド部152に押圧され、接触部52と接続パッド部152との接触が確実に維持される。
また、図14(d)に示されるように、ガイド孔131がガイド突起31と係合しているので、ハイブリッドケーブル101の軸方向及び幅方向について、プラグ120は、コネクタハウジング11に対して位置決めされている。したがって、ハイブリッドケーブル101の各接続パッド部152とレセプタクルコネクタ1の各電気接続用端子51の接触部52とが確実に接触する。これにより、ハイブリッドケーブル101及びレセプタクルコネクタ1は電気的に接続された状態となる。
さらに、図14(e)に示されるように、ハイブリッドケーブル101の光路変換部161がレセプタクルコネクタ1の発光素子73の真上に位置する。なお、ハイブリッドケーブル101の幅方向に関して、発光素子73に対応するコア部111も、発光素子73の真上に位置する。同様に、ハイブリッドケーブル101の光路変換部161は、レセプタクルコネクタ1の受光素子72の真上に位置し、ハイブリッドケーブル101の幅方向に関して、受光素子72に対応するコア部111も、受光素子72の真上に位置する。これにより、ハイブリッドケーブル101及びレセプタクルコネクタ1は光学的に接続された状態となる。
すなわち、図14(f)に示されるように、発光素子73から射出された光は、下方からハイブリッドケーブル101に入射し、光路変換部161の傾斜面162で反射されてほぼ直角に向きを変え、発光素子73に対応するコア部111に導入され、該コア部111内をハイブリッドケーブル101の軸方向に沿って伝送される。なお、図14(f)に示される矢印は、発光素子73から射出された光の光路を示している。
また、図14(g)に示されるように、受光素子72に対応するコア部111内をハイブリッドケーブル101の軸方向に沿って伝送されてきた光は、光路変換部161の傾斜面162で反射されてほぼ直角に向きを変え、ハイブリッドケーブル101から下方に射出され、受光素子72によって受光される。なお、図14(g)に示される矢印は、受光素子72に入射される光の光路を示している。
このように、本実施の形態において、プラグ120は、光導波路と導電線151とを積層したハイブリッドケーブル101に接続され、光導波路及び導電線151を同時に接続するハイブリッドコネクタ1のコネクタハウジング11に装着される。ここで、プラグ120は、ハイブリッドケーブル101の軸方向にタンデムに並んで配列された被位置決め部として機能する前方横桟部122と、プラグ側光接続部として機能する光路変換部161と、プラグ側電気接続部153とを有し、コネクタハウジング11は、その長軸方向にタンデムに並んで配列された位置決め部として機能するガイド部14、光接続部16及び電気接続部17を備える。そして、プラグ120は、ガイド部14が前方横桟部122と係合し、光路変換部161及びプラグ側電気接続部153が光接続部16及び電気接続部17に対向するように、コネクタハウジング11に装着される。
これにより、プラグ120を小型化することができ、ハイブリッドケーブル101の配線作業を極めて容易に行うことができる。また、プラグ120を確実に嵌合して、ハイブリッドケーブル101との光学的及び電気的な接続を確実に達成することができる。さらに、ハイブリッドケーブル101は、光導波路と導電線151とが積層されて一体的に構成されているので、光導波路と導電線151とを個別に配線する必要がなく、配線作業を容易に行うことができる。
また、光路変換部161は、接続端部102内の光導波路に形成され、プラグ側電気接続部153は、導電線151の先端に形成された接続パッド部152を備え、前方横桟部122は、板厚方向に貫通するガイド孔131を備える板部材である。これにより、プラグ120を小型化することができ、特に、プラグ120の幅及び厚さの寸法を小さくすることができるとともに全体形状を単純化することができる。
さらに、光路変換部161は光を反射する傾斜面162を備え、傾斜面162は、光導波路を伝送されてきた光を反射して接続端部102の下方に射出させるとともに、接続端部102の下方から入射された光を反射して光導波路に導入する。これにより、ハイブリッドケーブル101を曲げる必要がなく、ハイブリッドケーブル101を直線状のまま使用してコネクタハウジング11に装着し、光学的に接続させることができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。