JP6445189B2 - レセプタクル側コネクタおよび電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器と外部装置との電気的接続に用いられるレセプタクル側コネクタ、および当該レセプタクル側コネクタを備えた電子機器に関する。
従来から、スマートフォン等の電子機器にAC(Alternating Current)アダプタ等の外部の周辺機器を接続するための規格として、USB(Universal Serial Bus)規格が広く用いられている。このUSB規格を用いたUSBインターフェイスにおいて、不意の電源ショート等による過電流からのデバイス保護については、通常、ホスト側に過電流保護機構を実装するという対策が講じられている。
しかし、市場には、過電流保護機構を実装していないUSBホストおよび配線ミスがあるUSBケーブルが存在する。したがって、このようなUSBホストとUSBケーブルとを使用して過電流が流れた場合に、そのことをユーザに通知する技術の研究開発が進められている。
例えば、特許文献1には、信号線や電力線に過電流防止手段、および過電流状態検出手段及び過電流状態通知手段を備えたUSBデバイス装置が開示されている。このUSBデバイス装置は、配線ミスのあるUSBケーブルを用いた場合等であっても、過電流状態検出手段及び過電流状態通知手段によって、異常な接続状態であることをユーザに通知することが可能となっている。
日本国公開特許公報「特開2006−48594号公報(2006年2月16日公開)」
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、USBケーブルを介してUSBホスト装置からUSBデバイス装置に電力が供給された場合に、当該USBデバイス装置に設けられたデバイス側コネクタで生じた短絡を検出・通知するものである。したがって、ユーザが短絡に気付いて対処する前に過電流が回路に流れてしまい、USBデバイス装置に不具合等が生じる可能性があった。
また、特許文献1のUSBデバイス装置には、過電流防止手段としてPTC(PositiveTemperature Coefficient)ヒューズが設けられているものの、このヒューズは、デバイス側コネクタに流れる過電流をLED等が接続されている経路に流す役割を果たすものであり、デバイス側コネクタに過電流が流れること自体を防止するものではない。また、USBデバイス装置のデバイス側コネクタは、コネクタの抜き差しを繰り返すこと等により、コネクタ内部のグランド電位部を覆っている絶縁部材が削れて当該グランド電位部が露出する現象が生じていた。したがって、デバイス側コネクタのシェル部の内部に異物が混入する等した場合に、当該異物等を介して露出したグランド電位部と電源端子とが短絡してしまうという問題点があった。
本発明は、前記の各問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コネクタの抜き差しの繰り返し等に起因して電源端子とグランド電極とが短絡することを効果的に防止することができるレセプタクル側コネクタを実現することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るレセプタクル側コネクタは、電子機器に設けられているとともに、ケーブルを介して上記電子機器と外部装置とを電気的に接続するためのプラグ側コネクタと嵌合することにより、上記電子機器と上記外部装置とを電気的に接続するレセプタクル側コネクタであって、電源端子、グランド端子および信号端子を含む端子群を少なくとも備えるとともに、グランドプレーンとなる金属板と、上記レセプタクル側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部と、を備え、上記シェル部の内部において、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面における、上記電源端子の配置位置に対応する端面が、上記シェル部の開口部の反対側へ奥まった形状になっている。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るレセプタクル側コネクタは、電子機器に設けられているとともに、ケーブルを介して上記電子機器と外部装置とを電気的に接続するためのプラグ側コネクタと嵌合することにより、上記電子機器と上記外部装置とを電気的に接続するレセプタクル側コネクタであって、電源端子、グランド端子および信号端子を含む端子群を少なくとも備えるとともに、グランドプレーンとなる金属板と、上記レセプタクル側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部と、を備え、
上記電源端子が延在する方向と上記金属板の表面に垂直な方向とで規定される切断視において、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面が、上記シェル部の開口部の反対側へ奥まった形状になっている。
本発明の一態様によれば、金属板と電源端子とが導通状態になるのを防ぐことにより、金属板を介して電源端子とグランド電極とが短絡することを効果的に防止できるレセプタクル側コネクタを実現することができる。
参考形態に係るプラグ側コネクタおよびレセプタクル側コネクタの主要な構成を示すブロック図である。 参考形態に係るプラグ側コネクタが備えるパドルカードに設けられた各端子の配置、および当該プラグ側コネクタとケーブルとの接続状態を示す概略図である。 参考形態に係るプラグ側コネクタが備えるシェル部における、内部構造の概略を示す断面図である。 参考形態に係るプラグ側コネクタに設けられた第1のコンデンサの接続構造を示す概略図である。 参考形態に係るプラグ側コネクタに設けられた第2のコンデンサの接続構造を示す概略図である。 参考形態に係るレセプタクル側コネクタに設けられた、第1のコンデンサおよび第2のコンデンサの接続構造を示す概略図である。 (a)は、本発明の実施形態1に係るレセプタクル側コネクタの概略構成を示す斜視図である。(b)は、(a)に示すレセプタクル側コネクタの内部構造の概略を示す断面図である。 図7に示すレセプタクル側コネクタが備えるミッドプレートの形状および当該ミッドプレートと端子群との位置関係を示す概略図である。 (a)は、図7に示すレセプタクル側コネクタを、Vbus端子が延在する方向とミッドプレートの表面に垂直な方向とで規定される切断視した場合における、主要部の構成を示す断面図である。(b)は、図7に示すレセプタクル側コネクタを、信号端子が延在する方向とミッドプレートの表面に垂直な方向とで規定される切断視した場合における、主要部の構成を示す断面図である。 (a)および(b)は、本発明に係るレセプタクル側コネクタの他の実施形態に係るレセプタクル側コネクタの内部構造の概略を示す断面図である。
〔参考形態〕
以下、電源端子とグランド電極との間で生じる短絡防止を実現するための参考形態について、図1〜図6を参照しながら、詳細に説明する。なお、本参考形態および本参考形態以下の各実施形態においては、本発明および参考形態に係るプラグ側コネクタは、ケーブル15を介してACアダプタ(外部装置)500と電気的に接続している場合について説明する(図1参照)。また、本発明および参考形態に係るレセプタクル側コネクタは、スマートフォン(電子機器)600に設けられている場合について説明する(図1参照)。
ただし、本発明および参考形態に係るプラグ側コネクタと電気的に接続している外部装置はACアダプタ500に限られず、例えば、PC(Personal Computer)、携帯型のバッテリー等であってもよい。また、本発明および参考形態に係るレセプタクル側コネクタが設けられている電子機器はスマートフォン600に限られず、例えば、携帯電話機、タブレット端末、携帯型ゲーム機等であってもよい。さらには、本発明および参考形態に係るプラグ側コネクタ、レセプタクル側コネクタは、HDMI(登録商標、High Definition Multimedia Interface;高精細度マルチメディアインターフェイス)にも適用することができる。
<プラグ側コネクタおよびレセプタクル側コネクタの構成>
まず、図1〜図3を参照して、プラグ側コネクタ1およびレセプタクル側コネクタ2の主要な構成について説明する。図1は、プラグ側コネクタ1およびレセプタクル側コネクタ2の主要な構成を示すブロック図である。図2は、プラグ側コネクタ1が備えるパドルカード11に設けられた各端子の配置、およびプラグ側コネクタ1とケーブル15との接続状態を示す概略図である。図3は、シェル部13の内部構造の概略を示す断面図である。
プラグ側コネクタ1は、スマートフォン600に設けられたレセプタブル側コネクタ2と嵌合することによって、スマートフォン600とACアダプタ500とをケーブル15により電気的に接続する。そして、ACアダプタ500とスマートフォン600とが電気的に接続することにより、スマートフォン600は、ACアダプタ500から電力の供給を受けることが可能となる。
図1に示すように、プラグ側コネクタ1は、パドルカード11、グランド端子11b、センタープレート(金属板)12、シェル部13、グランドスプリング14およびVbus端子17(電源端子;図2参照)を備えている。具体的には、シェル部13の内部に、パドルカード11、センタープレート12、グランドスプリング14およびVbus端子17が配置されている。
パドルカード11は、例えばPWB(Printed Wiring Board;プリント配線板)であり、当該パドルカード11上には電子部品および集積回路(IC)等(図示せず)が実装されている。また、パドルカード11の表面におけるシェル部13側の端面には、少なくともグランド端子11bおよびVbus端子17が形成されている(図2参照)。パドルカード11のグランド電極11aは、グランド端子11bと接続しているとともに、第1のコンデンサ(第1保護素子)16aを介してセンタープレート12とも接続している。換言すれば、センタープレート12とグランド電極11aとの間に第1のコンデンサ16aが設けられた構成となっている。ここで、センタープレート12は、グランドプレーンとなる金属板である。
ケーブル15のグランド線15aは、グランド端子11bを介してパドルカード11のグランド電極11aと接続している(図2参照)。また、ケーブル15の外皮部(ケーブルの外皮部)15bは、シェル部13に対して加締められることなく、第2のコンデンサ(第2保護素子)16bを介してパドルカード11のグランド電極11aと接続している。換言すれば、ケーブル15の外皮部15bとグランド電極11aとの間に第2のコンデンサ16bが設けられた構成となっている。なお、上記外皮部15bは、第2のコンデンサ16bを介してグランド電極11aと接続されていれば、シェル部13に対して加締められていてもよい。
シェル部13は、プラグ側コネクタ1の外郭を形成する導電性の金属ケースであり、第3のコンデンサ(第3保護素子)16cを介してパドルカード11のグランド電極11aと接続している。換言すれば、シェル部13とグランド電極11aとの間に第3のコンデンサ16cが設けられた構成となっている。
また、図3に示すように、シェル部13の内壁面には、プラグ側コネクタ1とレセプタクル側コネクタ2との嵌合をより確実にするためのグランドスプリング14が設けられている。グランドスプリング14も、導電性の金属部材である。
第1のコンデンサ16a、第2のコンデンサ16bおよび第3のコンデンサ16cは、グランド電極11aとVbus端子17との間で生じる短絡を防止するための保護素子である。すなわち、これらのコンデンサ16a〜16cは、高周波電流等の交流電流に対してはインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する。したがって、これらのコンデンサに16a〜16cは、直流電流である過電流が流れる場合には高インピーダンス状態になることから、グランド電極11aに向けて過電流が流れることを抑制することができる。
それゆえ、例えば、シェル部13の内部に異物が混入したり水滴が付着したりした場合に、Vbus端子17と、センタープレート12およびケーブル15の外皮部15bとが導通状態になっても、当該センタープレート12等を介してVbus端子17とグランド電極11aとが短絡することを効果的に防止することができる。また、Vbus端子17とシェル部13とが導通状態になっても、当該シェル部13を介してVbus端子17とグランド電極11aとが短絡することを効果的に防止することができる。
次に、図1に示すように、レセプタクル側コネクタ2は、基板21、グランド端子21b、ミッドプレート(金属板)22、シェル部23およびVbus端子(電源端子;図8参照)25を備えている。具体的には、シェル部23の内部に、基板21、グランド端子21b、ミッドプレート22およびVbus端子25が配置されている。
基板21としては、例えば、柔軟性のある回路基板であるFPC(Flexible Printed Circuits)が用いられており、プラグ側コネクタ1のグランド端子11bと接続するグランド端子21bと、プラグ側コネクタ1のVbus端子17と接続するVbus端子25と、が設けられている。また、基板21のグランド電極21aは、第1のコンデンサ(第1保護素子)24aを介して、グランドプレーンとなる金属板であるミッドプレート22と接続している。換言すれば、ミッドプレート22とグランド電極21aとの間に第1のコンデンサ24aが設けられた構成となっている。
シェル部23は、レセプタクル側コネクタ2の外郭を形成する導電性の金属ケースであり、第2のコンデンサ(第2保護素子)24bを介して基板21のグランド電極21aと接続している。換言すれば、シェル部23とグランド電極21aとの間に第2のコンデンサ24bが設けられた構成となっている。シェル部23は、プラグ側コネクタ1のシェル部13と嵌合するとともに、グランドスプリング14によってシェル部23の外壁面が押圧される。
第1のコンデンサ24aおよび第2のコンデンサ24bは、グランド電極21aとVbus端子25との間で生じる短絡を防止するための保護素子である。これらのコンデンサ24aおよび24bも、高周波電流等の交流電流に対してはインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する。それゆえ、例えば、シェル部23の内部に異物が混入したり水滴が付着したりした場合に、Vbus端子25と、ミッドプレート22およびシェル部23とが導通状態になっても、当該ミッドプレート22等を介してVbus端子25とグランド電極21aとが短絡することを効果的に防止することができる。
また、上述のように、プラグ側コネクタ1、レセプタクル側コネクタ2のいずれにおいてもコンデンサを用いた短絡対策が講じられていることから、いずれか一方のコネクタの短絡によって他方のコネクタにも短絡が生じるといった事態を防止することができる。
<コンデンサの接続構造>
次に、図4〜図6を参照して、プラグ側コネクタ1およびレセプタクル側コネクタ2のそれぞれに設けられた各コンデンサの接続構造について説明する。図4は、プラグ側コネクタ1に設けられた第1のコンデンサ16aの接続構造を示す概略図である。図5は、プラグ側コネクタ1に設けられた第2のコンデンサ16bの接続構造を示す概略図である。図6は、レセプタクル側コネクタ2に設けられた、第1のコンデンサ24aおよび第2のコンデンサ24bの接続構造を示す概略図である。
図4に示すように、パドルカード11における、センタープレート12の延伸部12aが載置される領域が島11cになるように、当該領域周辺にクリアランス11dを形成する。そして、延伸部12aと島11cとをはんだ付けするとともに、当該島11cとパドルカード11のグランド電極11aとの間を第1のコンデンサ16aにて接続する。
また、図5に示すように、パドルカード11における、ケーブル15の外皮部15bと接続している配線15cの先端部が載置される領域が島11cになるように、当該領域周辺にクリアランス11dを形成する。そして、配線15cの先端部と島11cとをはんだ付けするとともに、当該島11cとパドルカード11のグランド電極11aとの間を第2のコンデンサ16bにて接続する。
また、図6に示すように、基板21における、シェル部23における開口部23aと反対側の開口部(図示せず)と接続する領域が、当該開口部の形状と対応する形状の島21cになるように、当該領域周辺にクリアランス21dを形成する。そして、シェル部23における上記開口部と島21cとを接続するとともに、当該島21と基板21のグランド電極21aとの間を第2のコンデンサ24bにて接続する。
また、基板21に設けた島21cの一部に、さらにクリアランス21eを形成する。そして、このクリアランス21eを介して、ミッドプレート22と基板21のグランド電極21aとの間を第1のコンデンサ24aにて接続する。
なお、本参考形態では、短絡対策用の保護素子としてコンデンサを用いているものの、交流電流に対してインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してインピーダンスが高くなる特性を有するものであれば、コンデンサ以外の素子を保護素子に用いてもよい。コンデンサ以外の保護素子としては、例えば、正の温度係数を有するポリマ系のPTCサーミスタを用いてもよい。すなわち、PTCサーミスタは、温度が上がると抵抗値が上昇する正温度特性を有していることから、過電流が流れた時の発熱によってPTCサーミスタの抵抗値は上昇する。一方、交流電流が流れた場合には温度上昇しないことから抵抗値も上昇しない。したがって、PTCサーミスタは、交流電流に対してはインピーダンスが低いデバイスとして機能する一方、直流電流に対してはインピーダンスが高いデバイスとして機能することから、保護素子として用いることができる。
また、本参考形態に係るプラグ側コネクタ1およびレセプタクル側コネクタ2の構成は、Vbus端子、グランド端子およびグランド電位部(センタープレート12等に対応)を備え、かつシェル部がグランド電位であり、グランド電位部を介してVbus端子と基板のグランド電極とが短絡する可能性のあるコネクタ全般に適用することができる。
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施の形態について、図7〜図9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本実施形態に係るレセプタクル側コネクタ3は、ミッドプレート22に代えてミッドプレート(金属板)32を備えている点で、参考形態に係るレセプタクル側コネクタ2と異なる。この場合、スマートフォン600は、レセプタクル側コネクタ3を備えることとなる。
<レセプタクル側コネクタの構成>
まず、図7を参照して、本実施形態に係るレセプタクル側コネクタ3の主要な構成について説明する。図7の(a)は、レセプタクル側コネクタ3の概略構成を示す斜視図である。図7の(b)は、レセプタクル側コネクタ3の内部構造の概略を示す断面図である。
図7の(a)および(b)に示すように、レセプタクル側コネクタ3は、ミッドプレート32およびシェル部23を備えている。また、レセプタクル側コネクタ3は、グランド端子21b、Vbus端子25および信号端子36のそれぞれがミッドプレート32の表面32c(図8および図9参照)と対向するよう配置された端子群37を、2つ備えている。具体的には、シェル部23の内部において、ミッドプレート32が2つの端子群37によって挟まれるように配置されている。
なお、ミッドプレート32が2つの端子群37によって挟まれる構成になっていれば、端子群37の個数は2つより多くてもよい。また、シェル部23の内部における3つ目以降の端子群37の配置についても、任意に設計することができる。
ミッドプレート32は、参考形態に係るミッドプレート22と同様に、グランドプレーンとなる金属板である。また、ミッドプレート32は、その表面32c、および当該ミッドプレート32におけるシェル部23の開口部23a側の端面が露出しないように、端子コンタクト側の端面以外の部分が絶縁性の樹脂部(絶縁部材)38によって覆われている。
<ミッドプレートの形状および端子群との位置関係>
次に、図8および図9を参照して、ミッドプレート32の形状および端子群37との位置関係について説明する。図8は、ミッドプレート32の形状および当該ミッドプレート32と端子群37との位置関係を示す概略図である。図9の(a)は、レセプタクル側コネクタ3を、Vbus端子25が延在する方向とミッドプレート32の表面32cに垂直な方向とで規定される切断視した場合における、主要部の構成を示す断面図である。図9の(b)は、レセプタクル側コネクタ3を、信号端子36が延在する方向とミッドプレート32の表面32cに垂直な方向とで規定される切断視した場合における、主要部の構成を示す断面図である。
図8に示すように、ミッドプレート32は、当該ミッドプレート32の開口部23a側端面における、Vbus端子25の配置位置に対応する端面部分32a(金属板のシェル部の開口部側の端面)が、シェル部23の開口部23aの反対側へ奥まった形状になっている。
換言すれば、ミッドプレート32は、図9の(a)に示すように、Vbus端子25が延在する方向と当該ミッドプレート32の表面32cに垂直な方向とで規定される切断視において、ミッドプレート32のシェル部23の開口部23a側の端面(端面部分32a)が、シェル部23の開口部23aの反対側へ奥まった形状になっている。また、ミッドプレート32の上記端面部分32aを覆っているシェル部23の開口部23a側の樹脂部38の厚みが、ミッドプレート32における上記端面部分32a以外の端面部分(グランド端子21bおよび信号端子36の配置位置に対応する端面部分)を覆っているシェル部23の開口部23a側の樹脂部38の厚みよりも多い形状になっている。
ミッドプレート32をこのような形状にすることで、例えば、プラグ側コネクタ1の抜き差しを繰り返して樹脂部38におけるシェル部23の開口部23a側の先端部が多少削れて後退しても、ミッドプレート32の端面部分32aは樹脂内に存在しており樹脂部38から露出することが無い。それゆえ、シェル部23の開口部23a側の先端部が露出した状態において、シェル部23の内部に異物が混入したり水滴が付着したりした場合でも、当該異物等を介してミッドプレート32とVbus端子25とが導通状態になるのを防ぐことができる。
またこの時、図8に示すように、ミッドプレート32は、当該ミッドプレート32の開口部23a側端面において、Vbus端子25の配置位置に対応する端面部分32aよりも、信号端子36の配置位置に対応する端面部分32b(金属板のシェル部の開口部側の端面)の方が開口部23a側に配置された形状になっている。
換言すれば、ミッドプレート32は、図9の(b)に示すように、信号端子36が延在する方向と当該ミッドプレート32の表面32cに垂直な方向とで規定される切断視における、ミッドプレート32の上記端面部分32bが、Vbus端子25が延在する方向とミッドプレート32の表面32cに垂直な方向とで規定される切断視における、ミッドプレート32の上記端面部分32aよりも開口部23a側に配置された形状となっている。
ミッドプレート32をこのような形状にすることで、例えば、高速伝送におけるインピーダンスマッチングを効果的に行うとともに不要輻射も抑えることができる。また、外部から信号線(図示せず)に向けてノイズが飛来した場合に、ミッドプレート32によって当該ノイズを効果的にカットすることができる。したがって、Vbus端子25とグランド電極21aとの短絡防止を図りつつ、不要輻射と外部のノイズの影響を低減することができる。
なお、ミッドプレート32を上述のような形状に設計した目的は、主として、ミッドプレート32とVbus端子25とが導通状態になるのを防ぐためである。この目的は、ミッドプレート32の形状を、当該ミッドプレート32の端面部分32aよりもVbus端子25の先端面25aの方が開口部23a側に配置されるように設計することで実現されている。したがって、ミッドプレート32の形状を、当該ミッドプレート32における端面部分32aよりも端面部分32bの方が開口部23a側に配置されるように設計する必要は必ずしもない。
また、本実施形態に係るレセプタクル側コネクタ2の構成は、Vbus端子および絶縁部材で周囲を覆われているグランド電位部(ミッドプレート32に対応)を備え、かつ、グランド電位部が露出することにより、当該グランド電位部を介してVbus端子と基板のグランド電極とが短絡する可能性のあるコネクタ全般に適用することができる。
〔実施形態2〕
本発明に係るレセプタクル側コネクタのバリエーションとしては、上述したレセプタクル側コネクタ3のみならず、様々なバリエーションが想定される。以下、本発明に係るレセプタクル側コネクタの他の実施形態に係るレセプタクル側コネクタ4について、図10の(a)を参照しながら、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態および参考形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図10の(a)は、本発明に係るレセプタクル側コネクタの他の実施形態に係るレセプタクル側コネクタ4の内部構造の概略を示す断面図である。
本発明に係るレセプタクル側コネクタは、図10の(a)に示すように、樹脂部48におけるシェル部23の開口部23a側の端部48aの、ミッドプレート32の表面32cに垂直な方向の厚みが、樹脂部48におけるミッドプレート32の表面32cを覆っている部分の、上記垂直な方向の厚みよりも厚くなっているレセプタクル側コネクタ4を実施形態として含む。樹脂部48は、樹脂部38と同様に、絶縁性の樹脂で形成されている。この場合、スマートフォン600は、レセプタクル側コネクタ4を備えることとなる。
樹脂部48の形状を上述のようにすることによって、端部48a付近が多少削れても、ミッドプレート32におけるシェル部23の開口部23a側の先端部が露出することがなくなる。それゆえ、ミッドプレート32とVbus端子25とが導通状態になるのをより確実に防ぐことができる。
〔実施形態3〕
以下、本発明に係るレセプタクル側コネクタの他の実施形態に係るレセプタクル側コネクタについて、図10の(b)を参照しながら、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記各実施形態および参考形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図10の(b)は、本発明に係るレセプタクル側コネクタの他の実施形態に係るレセプタクル側コネクタ5の内部構造の概略を示す断面図である。
本発明に係るレセプタクル側コネクタは、図10の(b)に示すように、樹脂部58におけるシェル部23の開口部23a側の端部58aに、例えば絶縁性を有するDLC(Diamond-Like Carbon)コーティング等の耐摩耗性のコーティング58bが施されているレセプタクル側コネクタ5を実施形態として含む。樹脂部58も、樹脂部38および48と同様に、絶縁性の樹脂で形成されている。この場合、スマートフォン600は、レセプタクル側コネクタ5を備えることとなる。
樹脂部58の端部58aに上述のような処理を施すことによって、レセプタクル側コネクタ5と、当該レセプタクル側コネクタ5と嵌合するプラグ側コネクタとの抜き差しを多少繰り返しても、ミッドプレート32におけるシェル部23の開口部23a側の先端部が露出することはない。それゆえ、ミッドプレート32とVbus端子25とが導通状態になるのをより確実に防ぐことができる。
なお、図示しないものの、樹脂部48の端部48aに耐摩耗性のコーティング58bを施してもよい。このような構成を採用することにより、ミッドプレート32におけるシェル部23の開口部23a側の先端部が露出することを、より確実に低減することができる。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係るレセプタクル側コネクタ(3、4、5)は、電子機器(スマートフォン600)に設けられているとともに、ケーブル(15)を介して上記電子機器と外部装置(ACアダプタ500)とを電気的に接続するためのプラグ側コネクタ(1)と嵌合することにより、上記電子機器と上記外部装置とを電気的に接続するレセプタクル側コネクタであって、電源端子(Vbus端子25)、グランド端子(21b)および信号端子(36)を含む端子群(37)を少なくとも備えるとともに、グランドプレーンとなる金属板(ミッドプレート32)と、上記レセプタクル側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部(23)と、を備え、上記シェル部の内部において、上記金属板の上記シェル部の開口部(23a)側の端面における、上記電源端子の配置位置に対応する端面(端面部分32a)が、上記シェル部の開口部の反対側へ奥まった形状になっている。
上記構成によれば、本発明に係るレセプタクル側コネクタは、金属板のシェル部の開口部側の端面における、電源端子の配置位置に対応する端面が、シェル部の開口部の反対側へ奥まった形状になっている。したがって、例えば、プラグ側コネクタの抜き差しを繰り返して絶縁部材におけるシェル部の開口部側の先端部が多少削れて後退しても、金属板における電源端子の配置位置に対応する端面は絶縁部材内に存在しており絶縁部材から露出することが無い。それゆえ、シェル部の内部に異物が混入したり水滴が付着したりした場合でも、当該異物等を介して金属板と電源端子とが導通状態になるのを防ぐことができる。
以上より、金属板を介して電源端子とグランド電極とが短絡することを効果的に防止できるレセプタクル側コネクタを実現することができる。
本発明の態様2に係るレセプタクル側コネクタは、電子機器に設けられているとともに、ケーブルを介して上記電子機器と外部装置とを電気的に接続するためのプラグ側コネクタと嵌合することにより、上記電子機器と上記外部装置とを電気的に接続するレセプタクル側コネクタであって、電源端子、グランド端子および信号端子を含む端子群を少なくとも備えるとともに、グランドプレーンとなる金属板と、上記レセプタクル側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部と、を備え、上記電源端子が延在する方向と上記金属板の表面(32c)に垂直な方向とで規定される切断視において、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面(端面部分32a)が、上記シェル部の開口部の反対側へ奥まった形状になっている。
上記構成によれば、例えば、プラグ側コネクタの抜き差しを繰り返して絶縁部材におけるシェル部の開口部側の先端部が多少削れて後退しても、金属板における電源端子の配置位置に対応する端面が絶縁部材から露出することが無い。それゆえ、シェル部の内部に異物が混入したり水滴が付着したりした場合でも、当該異物等を介して金属板と電源端子とが導通状態になるのを防ぐことができる。
本発明の態様3に係るレセプタクル側コネクタは、上記態様1または2において、上記信号端子が延在する方向と上記金属板の表面(32c)に垂直な方向とで規定される切断視における、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面(端面部分32b)が、上記電源端子が延在する方向と上記金属板の表面に垂直な方向とで規定される切断視における、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面よりも、上記シェル部の開口部側に配置されていることが好ましい。
上記構成によれば、本発明に係るレセプタクル側コネクタは、信号端子が延在する方向と金属板の表面に垂直な方向とで規定される切断視における、金属板におけるシェル部の開口部側の端面が、電源端子が延在する方向と金属板の表面に垂直な方向とで規定される切断視における、金属板におけるシェル部の開口部側の端面よりも、シェル部の開口部側に配置されている。したがって、金属板においては、電源端子と対向する領域よりも信号端子と対向する領域の方が面積が広くなる。それゆえ、例えば、高速伝送におけるインピーダンスマッチングを効果的に行うとともに不要輻射も抑えることができる。また、金属板におけるシェル部の開口部側の先端部が露出した状態において、外部から信号端子と接続している信号線に向けてノイズが飛来した場合に、金属板によって当該ノイズを効果的にカットすることができる。
以上より、電源端子とグランド電極との短絡防止を図りつつ、不要輻射と外部のノイズの影響を受けにくいレセプタクル側コネクタを実現することができる。
本発明の態様4に係るレセプタクル側コネクタ(4)は、上記態様1から3のいずれかにおいて、上記金属板における、上記表面および上記シェル部の開口部側の端面は、絶縁部材(樹脂部48)で覆われており、上記絶縁部材における上記シェル部の開口部側の端部(48a)の、上記金属板の表面に垂直な方向の厚みが、上記絶縁部材における上記金属板の表面を覆っている部分の、上記金属板の表面に垂直な方向の厚みよりも厚くなっていることが好ましい。
上記構成によれば、絶縁部材におけるシェル部の開口部側の端部の、金属板の表面に垂直な方向の厚みが、絶縁部材における金属板の表面を覆っている部分の、金属板の表面に垂直な方向の厚みよりも厚くなっている。したがって、絶縁部材におけるシェル部の開口部側の端部付近が多少削れても、金属板におけるシェル部の開口部側の先端部が露出することはない。
それゆえ、金属板と電源端子とが導通状態になるのをより確実に防ぐことができることから、金属板を介して電源端子とグランド電極とが短絡することをより効果的に防止することができる。
本発明の態様5に係るレセプタクル側コネクタ(5)は、上記態様1から4のいずれかにおいて、上記金属板における、上記表面および上記シェル部の開口部側の端面は、絶縁部材(樹脂部58)で覆われており、上記絶縁部材における上記シェル部の開口部側の端部(58a)には、耐摩耗性のコーティング(58b)が施されていることが好ましい。
上記構成によれば、絶縁部材におけるシェル部の開口部側の端部の耐摩耗性が向上する。したがって、本発明に係るレセプタクル側コネクタと、当該レセプタクル側コネクタと嵌合するプラグ側コネクタとの抜き差しを多少繰り返しても、絶縁部材が削れにくくなるため、金属板におけるシェル部の開口部側の先端部が露出することはない。
それゆえ、金属板と電源端子とが導通状態になるのをより確実に防ぐことができることから、金属板を介して電源端子とグランド電極とが短絡することをより効果的に防止することができる。
本発明の態様6に係る電子機器は、上記態様1から5のいずれかに係るレセプタクル側コネクタを備えていることが好ましい。
上記構成によれば、電源端子とグランド電極とが短絡することを効果的に防止できるレセプタクル側コネクタを備えた電子機器を実現することができる。
〔補足事項〕
参考形態の態様1に係るプラグ側コネクタ(1)は、電子機器(スマートフォン600)に設けられたレセプタブル側コネクタ(2、3、4、5)と嵌合することにより、上記電子機器と外部装置(ACアダプタ500)とをケーブル(15)により電気的に接続するためのプラグ側コネクタであって、上記プラグ側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部(13)を備えるとともに、上記シェル部の内部には、少なくとも電源端子(Vbus端子17)と、グランドプレーンとなる金属板(センタープレート12)と、が配置されており、上記金属板とグランド電極(11a)との間に、交流電流に対してはインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する第1保護素子(第1のコンデンサ16a)が設けられており、上記ケーブルの外皮部(15b)と上記グランド電極との間に、交流電流に対してはインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する第2保護素子(第2のコンデンサ16b)が設けられていることを特徴としている。
これにより、金属板とグランド電極との間およびケ−ブルの外皮部とグランド電極との間は、直流電流については高インピーダンス状態になる。それゆえ、例えば、シェル部の内部に異物が混入したり水滴が付着したりした場合に、電源端子と、金属板およびケーブルの外皮部とが導通状態になっても、当該金属板等を介して電源端子とグランド電極とが短絡することを効果的に防止することができる。
参考形態の態様2に係るプラグ側コネクタは、上記態様1において、上記第1保護素子および上記第2保護素子は、コンデンサであることが好ましい。
これにより、金属板とグランド電極との間およびケ−ブルの外皮部とグランド電極との間において、直流電流に対する高インピーダンス状態をつくりつつ、高周波のノイズ成分等をグランド電極へ抜けさせることができる。それゆえ、電源端子とグランド電極との短絡防止を図りつつ、外部のノイズ等による影響を受けにくい、かつ高速伝送を可能にするプラグ側コネクタを実現することができる。
参考形態の態様3に係るプラグ側コネクタは、電子機器に設けられたレセプタブル側コネクタと嵌合することにより、上記電子機器と外部装置とをケーブルにより電気的に接続するためのプラグ側コネクタであって、上記プラグ側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部を備えるとともに、上記シェル部の内部には、少なくとも電源端子と、グランドプレーンとなる金属板と、が配置されており、上記金属板とグランド電極との間に、交流電流に対してはインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する第1保護素子が設けられており、上記シェル部と上記グランド電極との間に、交流電流に対してはインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する第3保護素子(第3のコンデンサ16c)が設けられていることを特徴としている。
これにより、金属板とグランド電極との間のみならず、シェル部とグランド電極との間においても直流電流に対して高インピーダンス状態となる。それゆえ、例えば、シェル部の内部に異物が混入したり水滴が付着したりした場合に、電源端子とシェル部とが導通状態になっても、当該シェル部を介して電源端子とグランド電極とが短絡することを効果的に防止することができる。
参考形態の態様に係るプラグ側コネクタは、上記態様3において、上記第1保護素子および上記第3保護素子は、コンデンサであることが好ましい。
これにより、金属板とグランド電極との間およびシェル部とグランド電極との間において、直流電流に対する高インピーダンス状態をつくりつつ、高周波のノイズ成分等をグランド電極へ抜けさせることができる。
参考形態の態様5に係るレセプタクル側コネクタ(2)は、電子機器に設けられているとともに、ケーブルを介して上記電子機器と外部装置とを電気的に接続するためのプラグ側コネクタと嵌合することにより、上記電子機器と上記外部装置とを電気的に接続するレセプタクル側コネクタであって、上記レセプタクル側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部(23)を備えるとともに、上記シェル部の内部には、少なくとも電源端子(Vbus端子25)と、グランドプレーンとなる金属板(ミッドプレート22)と、が配置されており、上記金属板とグランド電極(21b)との間に、交流電流に対してはインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する第1保護素子(第1のコンデンサ24a)が設けられており、上記シェル部と上記グランド電極との間に、交流電流に対してはインピーダンスが低くなる一方、直流電流に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する第2保護素子(第2のコンデンサ24b)が設けられていることを特徴としている。
これにより、金属板とグランド電極との間およびシェル部とグランド電極との間では、直流電流については高インピーダンス状態になる。それゆえ、例えば、シェル部の内部に異物が混入したり水滴が付着したりした場合に、電源端子と、金属板およびシェル部とが導通状態になっても、当該金属板等を介して電源端子とグランド電極とが短絡することを効果的に防止することができる。
参考形態の態様6に係るレセプタクル側コネクタは、上記態様5において、上記第1保護素子および上記第2保護素子は、コンデンサであることが好ましい。
これにより、電源端子とグランド電極との短絡防止を図りつつ、外部のノイズ等による影響を受けにくい、かつ高速伝送を可能にするレセプタクル側コネクタを実現することができる。
参考形態の態様7に係る電子機器は、上記態様5または6に係るレセプタクル側コネクタを備えていることが好ましい。
これにより、電源端子とグランド電極とが短絡することを効果的に防止できるレセプタクル側コネクタを備えた電子機器を実現することができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
1 プラグ側コネクタ
2、3、4、5 レセプタクル側コネクタ
11a、21a グランド電極
11b、21b グランド端子
12 センタープレート(金属板)
13、23 シェル部
15 ケーブル
15b 外皮部(ケーブルの外皮部)
16a、24a 第1のコンデンサ(第1保護素子)
16b、24b 第2のコンデンサ(第2保護素子)
16c 第3のコンデンサ(第3保護素子)
17、25 Vbus端子(電源端子)
22、32 ミッドプレート(金属板)
23a 開口部(シェル部の開口部)
25a 先端面
32a 端面部分(電源端子の配置位置に対応する端面、金属板のシェル部の開口部側の端面)
32b 端面部分(金属板のシェル部の開口部側の端面)
32c 表面(金属板の表面)
36 信号端子
37 端子群
38、48、58 樹脂部(絶縁部材)
48a、58a 端部(絶縁部材におけるシェル部の開口部側の端部)
58b コーティング(耐摩耗性のコーティング)
500 ACアダプタ(外部装置)
600 スマートフォン(電子機器)

Claims (6)

  1. 電子機器に設けられているとともに、ケーブルを介して上記電子機器と外部装置とを電気的に接続するためのプラグ側コネクタと嵌合することにより、上記電子機器と上記外部装置とを電気的に接続するレセプタクル側コネクタであって、
    電源端子、グランド端子および信号端子を含む端子群を少なくとも備えるとともに、グランドプレーンとなる金属板と、上記レセプタクル側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部と、を備え、
    上記シェル部の内部において、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面における、上記電源端子の配置位置に対応する端面が、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面における、上記信号端子の配置位置に対応する端面よりも、上記シェル部の開口部の反対側へ奥まった形状になっていることを特徴とするレセプタクル側コネクタ。
  2. 電子機器に設けられているとともに、ケーブルを介して上記電子機器と外部装置とを電気的に接続するためのプラグ側コネクタと嵌合することにより、上記電子機器と上記外部装置とを電気的に接続するレセプタクル側コネクタであって、
    電源端子、グランド端子および信号端子を含む端子群を少なくとも備えるとともに、グランドプレーンとなる金属板と、上記レセプタクル側コネクタの外郭を形成する導電性のシェル部と、を備え、
    上記電源端子が延在する方向と上記金属板の表面に垂直な方向とで規定される切断視における、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面が、上記信号端子が延在する方向と上記金属板の表面に垂直な方向とで規定される切断視における、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面よりも、上記シェル部の開口部の反対側へ奥まった形状になっていることを特徴とするレセプタクル側コネクタ。
  3. 上記信号端子が延在する方向と上記金属板の表面に垂直な方向とで規定される切断視における、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面が、上記電源端子が延在する方向と上記金属板の表面に垂直な方向とで規定される切断視における、上記金属板の上記シェル部の開口部側の端面よりも、上記シェル部の開口部側に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のレセプタクル側コネクタ。
  4. 上記金属板表面および上記金属板における上記シェル部の開口部の端面は、絶縁部材で覆われており、
    上記絶縁部材における上記シェル部の開口部側の端部の、上記金属板の表面に垂直な方向の厚みが、上記絶縁部材における上記金属板の表面を覆っている部分の、上記金属板の表面に垂直な方向の厚みよりも厚くなっていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のレセプタクル側コネクタ。
  5. 上記金属板表面および上記金属板における上記シェル部の開口部の端面は、絶縁部材で覆われており、
    上記絶縁部材における上記シェル部の開口部側の端部には、耐摩耗性のコーティングが施されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のレセプタクル側コネクタ。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載のレセプタクル側コネクタを備えていることを特徴とする電子機器。
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