JP7076411B2 - コネクタ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、光信号と電気信号とを一方から他方に変換可能なプラグコネクタと、該プラグコネクタが嵌合されるレセプタクルコネクタとを有するコネクタ組立体に関する。

かかるコネクタ組立体は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１では、プラグコネクタ（特許文献１では「コネクタ１」）は、回路基板の実装面に対して平行な前後方向に延びる光信号の伝送のための光ファイバケーブルが該プラグコネクタから後方へ向けて延出するように接続されており、上記光ファイバケーブルにより伝送される光信号を、上記プラグコネクタに内蔵された光電気変換素子である受光素子によって電気信号に変換するようになっている。該プラグコネクタには上記光電気変換素子に加え、該光電気変換素子を駆動するための駆動デバイスが内蔵されており、該駆動デバイスは、ワイヤで複数の端子（プラグ端子）のそれぞれに接続（結線）されている。該プラグ端子は、前後方向に延びる一対の側縁部に配列されている。

プラグコネクタは、回路基板の実装面に対して直角な上下方向に見たときに、上下方向と前後方向の両方向に対して直角なコネクタ幅方向の寸法が、前半部で大きく後半部で小さくなっている。このコネクタ幅方向の寸法は、前半部と後半部との境界位置に形成された段部を設けることで差をなしている。前半部の側縁部に端子が配列され、後半部に光ファイバケーブルの配置用の溝が形成されている。

一方、レセプタクルコネクタ（特許文献１では「相手コネクタ２」）は、回路基板の実装面上に実装されるとともに、上下方向を嵌合方向として上記プラグコネクタの全体を、上方に向け開口した受入凹部へ上方から受け入れるようになっている。

上記受入凹部は、上記プラグコネクタの前半部と後半部を上方から受け入れるのに適合した空間が周壁内部に形成されており、該周壁の後部の一部は、プラグコネクタから後方へ延出する光ファイバケーブルを保持する部分を収めるための開口が形成されている。かかる受入凹部には、前後方向でプラグコネクタの段部に対応する段状内面が形成されている。かかるレセプタクルコネクタは、前後方向に延びる一対の側縁部に配列された端子（レセプタクル端子）を有しており、該レセプタクル端子で上記プラグ端子と接触することにより上記プラグコネクタと電気的に接続される。該プラグコネクタは、レセプタクルコネクタとの嵌合状態で、光ファイバケーブルが後方へ向けた引張力を受けることがあり、この引張力によりプラグコネクタが引張方向すなわち、後方にクリアランスの分だけ移動しようとするが、プラグコネクタの段部とレセプタクルコネクタの段状内面とが当接し、プラグコネクタが上記クリアランスの分以上は移動することはない。

特開２０１２－１７７７３２

特許文献１では、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとは、前半部と後半部との境界位置に、プラグコネクタの後方への移動を規制する段部がプラグコネクタにそして段状内面がレセプタクルコネクタに形成されているので、プラグコネクタはレセプタクルコネクタとの間のクリアランス以上は、後方へ移動することはない。しかし、プラグコネクタとレセプタクルコネクタの端子同士は接圧をもって接触しているので、光ファイバケーブルに後方へ向けた引張力そして前方へ向けた押込力が繰り返し作用すると、プラグコネクタは上記クリアランス範囲内で、レセプタクルコネクタに対し前後移動し、プラグコネクタとレセプタクルコネクタの端子同士が摺接を繰り返し、その度に端子同士間に摩擦力を伴うこととなる。

本発明は、かかる事情に鑑み、光ファイバケーブルに引張力が作用しても、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとの相対位置が安定していて、両コネクタの端子同士間に生ずる摩擦力を極力抑制できる電気コネクタ組立体を提供することを課題とする。

本発明に係るコネクタ組立体は、光信号と電気信号とを一方から他方に変換可能な光電気変換素子および該光電気変換素子を駆動するための駆動デバイスを内蔵するプラグコネクタと、該プラグコネクタが嵌合されるレセプタクルコネクタとを有し、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとが互いの端子の接触により電気的に接続される。

かかるコネクタ組立体において、本発明では、プラグコネクタは、光信号の伝送のための光ファイバケーブルの前端側が該プラグコネクタの後端側に接続されて後方に延出し、前後方向に延びる一対の側縁部のそれぞれに側部端子が配列されており、プラグコネクタとレセプタクルコネクタの少なくとも一方は、前後方向で、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとの間に付勢力を生ずる弾性部材が設けられているとともに、上記付勢力のもとでのプラグコネクタのレセプタクルコネクタに対する付勢力方向における相対移動距離に限界値をもたらす規制部がレセプタクルコネクタにそして被規制部がプラグコネクタに形成されていることを特徴としている。

このような構成の本発明では、レセプタクルコネクタに規制部、プラグコネクタに被規制部が設けられているとともに、プラグコネクタとレセプタクルコネクタの少なくとも一方に、プラグコネクタを後方へ圧する弾性部材がプラグコネクタとレセプタクルコネクタとの間に付勢力を生じるように設けられており、プラグコネクタはこの弾性部材により常時後方へ付勢されている。したがって、プラグコネクタとレセプタクルコネクタの端子は安定した位置で接触し、プラグコネクタとレセプタクルコネクタ間にクリアランスが存在していても、両コネクタの端子同士は上記安定した位置に維持され、上記クリアランスに起因する摩擦を生ずることがない。

本発明において、上記弾性部材は、前端側に位置し該前後方向に対して直角な方向に延びるプラグコネクタもしくはレセプタクルコネクタの前端縁部に配列されている弾性端部端子とすることができる。弾性部材を弾性を有する端部端子とすることで、コネクタ寸法を変えることなく、端子総数が、側部端子に加え、端部端子の分だけ増加するとともに、端部端子でも自ずとその弾性により接圧を得る。

本発明において、上記プラグコネクタと上記レセプタクルコネクタは、上記プラグコネクタの上記側部端子の配列方向と上記弾性端部端子の配列方向を含む面に対し直角な方向を嵌合方向とすることができる。コネクタ嵌合方向を側部端子配列方向と弾性端部端子の配列方向を含む面に対し直角方向とすることで、嵌合容易とし、規制部と被規制部の形成が容易となる。

本発明では、以上のように、プラグコネクタとレセプタクルコネクタの少なくとも一方は、前後方向で、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとの間に付勢力を生ずる弾性部材が設けられているとともに、上記付勢力のもとでの、プラグコネクタのレセプタクルコネクタに対する付勢力方向における相対移動距離に限界値をもたらす規制部がレセプタクルコネクタにそして被規制部がプラグコネクタに形成されていることとしたので、プラグコネクタは、弾性部材の付勢力により、常時後方へ付勢されることとなり、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとの間にクリアランスがあっても、プラグコネクタとレセプタクルコネクタの端子同士は安定した位置で接触する。

本発明の一実施形態としてのコネクタ組立体が、電子機器に収められた信号処理部および該電子機器から延出する計測部のそれぞれに設けられた状態を示す斜視図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。 図１における１個のコネクタ組立体を示す斜視図であり、（Ａ）はレセプタクルコネクタへのプラグコネクタの嵌合前、（Ｂ）は嵌合後を示す。 図２（Ａ）におけるプラグコネクタを上下反転した向きの姿勢で示す斜視図である。 図３のプラグコネクタについて縦断面図であり、（Ａ）はプラグコネクタ全体について示し、（Ｂ）はその一部の拡大図である。 プラグコネクタの支持部材と、該支持部材上で支持されている光電気変換素子、駆動デバイス、さらには側部端子、端部端子の位置関係を示す平面図である。 プラグコネクタのレセプタクルコネクタへの嵌合の要領を示し、（Ａ）は嵌合前でプラグコネクタが傾いた姿勢をなしている状態にあるとき、プラグコネクタのみについてプラグコネクタの側縁近傍位置での縦断面で、レセプタクルコネクタについて側面図で示し、（Ｂ）はプラグコネクタの前端部のみが嵌入した嵌入開始時におけるプラグコネクタの側縁近傍位置での縦断面図である。 プラグコネクタがレセプタクルコネクタに嵌合した状態にあるときの、側部端子位置におけるコネクタ幅方向に延びる面での縦断面図である。 プラグコネクタがレセプタクルコネクタに嵌合した状態で、前後方向に延びる面で前端部についての縦断面図であり、（Ａ）はコネクタ幅方向でプラグコネクタの側縁近傍位置における縦断面図、（Ｂ）はコネクタ幅方向で端部端子位置における縦断面図である。 回路基板に対してコネクタ組立体を複数配置したときの例を示す斜視図である。 図９におけるコネクタ組立体の配置を示す正面図である。 本発明の変形例としてのプラグコネクタと、レセプタクルコネクタとの嵌合前での斜視図である。 （Ａ）はプラグコネクタの前端部のみがレセプタクルコネクタへ嵌入した嵌合開始時における断面図であり、（Ｂ）は嵌合した状態の断面図である。

図１（Ａ）は、本発明の一実施形態としてのコネクタ組立体が、電子機器（図示せず）に収められた信号処理部および該電子機器から延出する計測部のそれぞれに設けられた状態を示す斜視図であり、図１（Ｂ）はその側面図である。

図１（Ａ），（Ｂ）には、電子機器内に収められた信号処理部Iと、該電子機器から延出する計測部IIとが示されている。該電子機器と計測部IIとによって、例えば内視鏡システムが構成されており、その場合、電子機器が内視鏡システムの本体部をなし、計測部IIが内視鏡をなす。

信号処理部Iは、計測部IIから光ファイバケーブルＦを経て受信する光信号を電子信号に変換し、これを処理するよう構成されており、回路基板Ｐ上に、光信号の受信そして電気信号への変換のための複数のコネクタ組立体１と、コネクタ組立体１からの電気信号を処理する信号処理装置としてのプロセッサ２が配置されている。

図１（Ａ）に図示の例では、回路基板Ｐの上面に２個、下面に２個配置されている（図１（Ａ）では下面側のコネクタ組立体は回路基板Ｐに隠れていて示されておらず、図１（Ｂ）にて示されている）。上記コネクタ組立体１は光ファイバケーブルＦが接続されているプラグコネクタ３と、該プラグコネクタ３が嵌合接続されるレセプタクルコネクタ４とを有している。プラグコネク３とレセプタクルコネクタ４については、後に詳述する。

プラグコネクタ３の後端側に前端側が接続された光ファイバケーブルＦは、単芯の単一光ファイバケーブルをなしている。また、この単一光ファイバケーブルが接続されたプラグコネクタ３と、該プラグコネクタ３が嵌合接続されるレセプタクルコネクタ４とによって、単一のコネクタ組立体１が形成される。本実施形態では、コネクタ組立体１を回路基板Ｐの両面に配置することにより、単一のコネクタ組立体１の数の変更と配置位置選定が自由であることを確保した上で、回路基板の両面を有効に使用可能となっている。

信号処理部Iから延びる計測部IIは、図１（Ａ），（Ｂ）に見られるように、可撓保護体１１の内部で、計測素子としてのカメラ１２、上述のコネクタ組立体１と全く同じコネクタ組立体が中継素子として回路基板Ｑに配されている（したがって、図１（Ａ），（Ｂ）では回路基板Ｑ上のコネクタ組立体もコネクタ組立体１として示されている）。本実施形態では、計測部IIは、図１（Ａ）に示されているように２つ設けられているが、そのうちの一方では可撓保護体１１の図示を省略し、内部のカメラ１２、コネクタ組立体１、回路基板Ｑが表われるように示されている（図１（Ｂ）でも可撓保護体１１の図示は省略されている）。

図１（Ａ），（Ｂ）において、計測部IIにおける各可撓保護体１１内には、回路基板Ｑの上下面のそれぞれに、カメラ１２が配されていて、１つの可撓保護体１１の先端を被計測部位に向けることで、２つのカメラ１２での撮像が可能となっている。上下のカメラ１２は上下のコネクタ組立体１にそれぞれ接続されており、上下のコネクタ組立体１から延びる光ファイバケーブルＦが信号処理部Iにおける回路基板Ｐの上下のコネクタ組立体１に対応して接続されている。

カメラ１２で撮像されて得られた光信号は、カメラ１２内で電気信号に変えられ、該電気信号が回路基板Ｑ上のコネクタ組立体１のレセプタクルコネクタ４を介してプラグコネクタ３に送られる。上記電気信号はプラグコネクタ３内の光電気変換素子により光信号に変換され、この光信号が光ファイバケーブルＦを経て、信号処理部Iの回路基板Ｐ上のコネクタ組立体１へ送られる。

次に、信号処理部Iと計測部IIで用いられる前出のコネクタ組立体１について説明する。信号処理部Iと計測部IIの両者では、全く同じ構成のコネクタ組立体１が用いられており、両者における差は、信号の変換方向が相違していて、前者では光信号から電気信号へ、後者では電気信号から光信号へ変換されているだけであるので、両者の構成には何ら相違があるわけではなく、ここでは、信号処理部Iでのコネクタ組立体１について説明する。

コネクタ組立体１を構成するプラグコネクタ３とレセプタクルコネクタ４とは、図２（Ａ），（Ｂ）に見られるごとく、回路基板Ｐの面に対し直角な方向を嵌合方向Ｚとして嵌合接続されるようになっている。図２（Ａ），（Ｂ）においては、レセプタクルコネクタ４に対しプラグコネクタ３は、上方から嵌合し上方へ向け抜出される。図２（Ａ）は嵌合前、図２（Ｂ）は嵌合後の状態を示している。

プラグコネクタ３は、図２（Ａ）に見られるように、光ファイバケーブルＦが回路基板Ｐの面に平行で上記嵌合方向Ｚに対して直角な前後方向Ｘで該プラグコネクタ３の後端側から延出するように接続されている。プラグコネクタ３は、前半部３１が後半部３２よりもコネクタ幅方向Ｙ（前後方向Ｘおよび嵌合方向Ｚの両方向に対して直角な方向）での寸法が大きく形成されている。

前半部３１には、端子５が前半部３１の外周面から露呈して配列されている。つまり、コネクタ幅方向Ｙで対向して位置し前後方向Ｘに延びる一対の側縁部３３のそれぞれには該側縁部３３の外側面から側部端子５１が露呈して配列されており、コネクタ幅方向Ｙに延びる前端縁部３４には該前端縁部３４の外側面から端部端子５２が露呈して配列されている。側縁部３３と前端縁部３４が交わる隅部には、傾突部３５が形成されている。この傾突部３５は、側縁部３３の外側面からも前端縁部３４の前端面からも突出していて、後方から前方へ向け下方へ傾斜する傾上面３５Ａ、傾下面３５Ｂを有している。傾上面３５Ａと傾下面３５Ｂはほぼ平行な面をなしている。傾上面３５Ａの下端より下方部分には、回路基板Ｐの実装面に対し直角、すなわち嵌合方向Ｚに短く延びる被規制部３５Ａ－１が形成され、傾下面３５Ｂの上端より上方部分には嵌合方向Ｚに短く延びる被規制部３５Ｂ－１が形成されており、該被規制部３５Ｂ－１が後述のレセプタクルコネクタ４の規制部に当接して前後方向Ｘでの後方への移動が規制される。プラグコネクタ３は前半部３１の前端上部には、コネクタ幅方向Ｙに延び前方に突出する前突片３６が設けられている。

プラグコネクタ３の後半部３２は、コネクタ幅方向Ｙにて、前半部３１よりも幅寸法を小さくする凹部３２Ａが形成され、この凹部３２Ａの後方に幅寸法を前半部３１と同じくする突出部３２Ｂが設けられている。凹部３２Ａには、浅い係止溝３２Ａ－１が上端まで達し、下端近傍にまで達して形成されている。

かかるプラグコネクタ３の内部については、次のレセプタクルコネクタ４の説明をした後にさらに後述する。

次に、上記プラグコネクタ３が上方から嵌合されるレセプタクルコネクタ４は、プラグコネクタ３の受入れのための受入凹部４Ａを周壁６１と底壁６０により形成しており、周壁６１は一対の側壁６２、前端壁６３、後端壁６４を有している。受入凹部４Ａを形成する周壁６１の内面はプラグコネクタ３の前半部３１を上方から受け入れるのに好適な形状および寸法で形成されている。

側壁６２には、端子溝６２Ａが形成されていて、プラグコネクタ３の側部端子５１に接触する弾性側部端子６５（以下、単に「側部端子６５」という）が取り付けられている。該側部端子６５は、側壁４２の内面側に突出し弾性変形可能な接触部６５Ａが側壁６２の内面から突出して設けられ、側壁６２の外面側では、側壁６２の下端位置で回路基板Ｐの面に接するようＬ字状に屈曲された接続部６５Ｂが設けられている。

側壁６２は、前端壁６３と側部端子６５の範囲域との間（すなわち前端壁６３と最前位置の側部端子６５との間）の内面に、導入凹部６２Ｂが形成されている。該導入凹部６２Ｂは側壁６２の内面で上方に開口された凹部として形成されており、プラグコネクタ３の傾突部３５が上方から導入される空間として機能する。該導入凹部６２Ｂの後壁面は、傾突部３５の被規制部３５Ｂ－１と当接して、後述の端部端子６６の接触部６６Ａから付勢力を受けるプラグコネクタ３の後方への移動を規制する規制部６２Ｂ－１を形成している。つまり、該規制部６２Ｂ－１は、上記付勢力のもとでのプラグコネクタ３のレセプタクルコネクタ４に対する付勢力方向（後方）における相対移動距離に限界値をもたらすようになっている。

前端壁６３には、側壁６２における端子溝６２Ａと同様な端子溝６３Ａが形成されていて、該端子溝６３Ａには、側部端子６５と同様な弾性端部端子６６（以下、単に「端部端子６６」という）が取り付けられている。この端部端子６６も、側部端子６５の場合と同様に、前端壁６３の内面側に弾性を有する接触部６６Ａが設けられ（ただし図２（Ａ）では該接触部６６Ａが前端壁６３の内面側に位置していて見えない）、前端壁６３の外面側には接続部６６Ｂが設けられている。プラグコネクタ３がレセプタクルコネクタ４に嵌合した際には、該端部端子６６は、その接触部６６Ａがプラグコネクタ３の端部端子５２に弾性接触する弾性部材として機能し、該接触部６６Ａがプラグコネクタ３に後方に向けた付勢力を付与する。端部端子６６が不要の場合、弾性部材は弾性を有する接触部をもつ端部端子ではなく、他の形式の弾性部材とすることもできる。

本実施形態では、既述したように、プラグコネクタ３において、側縁部で側部端子５１が配列されているとともに前端縁部で端部端子５２が配列されており、また、レセプタクルコネクタ４において、側壁６２で側部端子６５が配列されているとともに前端壁６３で端部端子６６が配列されている。したがって、従来、側部端子しか設けられていなかったコネクタ組立体に比し、コネクタ寸法を大きくすることなく、端部端子の分だけ端子数を多くすることが可能となる。

また、レセプタクルコネクタ４の前端壁６３に端部端子６６が配列されているので、回路基板Ｐの実装面においては、該端部端子６６とプロセッサ２とを電気的に接続するための回路部Ｓを、前後方向Ｘでプロセッサ２側へ向けて形成すればよく（図９参照）、該回路部Ｓの短くかつ直線的に形成して簡単な形状とすることができる。

前端壁６３は、コネクタ幅方向Ｙにて、端部端子６６の配列範囲にわたり、壁厚が厚くなっていてその上端部内縁は、内方に向け下り傾斜する斜面部６３Ｂが形成されている。該斜面部６３Ｂは、レセプタクルコネクタ４に嵌合した後のプラグコネクタ３が前端側を支点として後端側（光ファイバケーブルＦの延出側）をもち上げるように傾けて抜出される場合に、上記プラグコネクタ３の前突片３６の前端が当接して、上記支点の機能を果たす。

後端壁６４は、側壁６２、前端壁６３に比し壁厚（前後方向Ｘでの寸法）が大きく形成されており、コネクタ幅方向Ｙでの中間域が切り取られていて前後方向Ｘに貫通するとともに嵌合方向Ｚで上方に開口する貫通溝６７を形成している。この貫通溝６７は、プラグコネクタ３の後半部３２に凹部３２Ａが形成されている部分が上方から嵌入することを許容する空間をなす。したがって、プラグコネクタ３の凹部３２Ａより後方に位置する突出部３２Ｂは、プラグコネクタ３の嵌合状態では、レセプタクルコネクタ４の外方に位置することとなる。

後端壁６４は、壁厚方向（図２（Ａ）にて前後方向Ｘ）に貫通する貫通溝６７が形成されることにより、コネクタ幅方向Ｙで貫通溝６７の両側に離間して残存することとなる。この両側の後端壁６４のそれぞれには、後端壁６４の外面（内側面、外側面及び上面）が没した固定具収容溝６８が形成されており、この固定具収容溝６８に固定具６９が取り付けられている。

固定具６９は、前後方向Ｘに対して直角な面（Ｙ－Ｚ面）での断面が略横Ｓ字状をなし、コネクタ幅方向Ｙで固定具収容溝６８の外側面に位置する固定片部６９Ａと固定具収容溝６８の内側面に位置する係止片部６９Ｂとを有している。固定片部６９Ａは後端壁６４の外側面に上方から嵌着され、その下端には回路基板Ｐに半田固定される固定部６９Ａ－１を有し、係止片部６９Ｂはコネクタ幅方向Ｙで弾性を有し同方向に突出して屈曲された係止突部６９Ｂ－１を有している。該係止突部６９Ｂ－１はプラグコネクタ３の係止溝３２Ａ－１に係止して、プラグコネクタ３の上方への抜けを阻止する。

かくして、プラグコネクタ３は、図２（Ｂ）のごとくレセプタクルコネクタ４の受入凹部４Ａに収まる。

図２（Ａ）にもとづくプラグコネクタ３の説明は、該プラグコネクタ３の上面側と側面側についてなされたが、次に該プラグコネクタ３の下面側そしてその内部について説明する。

図３は図２（Ａ）のプラグコネクタ３を上下反転した姿勢で示す下面側外観を示す斜視図であり、図４（Ａ）は光ファイバケーブルＦの軸線を含む面（Ｘ－Ｚ面）での縦断面図、図４（Ｂ）はその一部拡大図である。

図３そして図４（Ａ）に見られるようにプラグコネクタ３には、光ファイバケーブルＦが接続されている。このプラグコネクタ３に接続される光ファイバケーブルＦ自体は、公知であり、図３そして図４（Ａ）に見られるように、ガラス製のコアをガラス製のクラッドで覆って作られた光ファイバ素線Ｆ１（以下、「素線Ｆ１」という）と、該素線Ｆ１を覆う樹脂等から成る被覆Ｆ２とを有している。本実施形態では、図３そして図４（Ａ）に見られるように、上記光ファイバケーブルＦは、前端部にて被覆Ｆ２が除去されており、素線Ｆ１が露呈している。

図４（Ａ），（Ｂ）に見られるように、プラグコネクタ３は、光信号と電気信号とを一方から他方に変換するための光半導体素子としての光電気変換素子２０と、光電気変換素子２０を駆動する駆動デバイス２１と、該光電気変換素子２０および駆動デバイス２１を支持する支持部材２２と、相手方としてのレセプタクルコネクタ４の側部端子６５、端部端子６６とそれぞれ接触する接点部材としての複数の側部端子５１、端部端子５２（図１参照）の諸要素を有している。これらの諸要素は、次に述べる第一樹脂部材Ｒ１と第二樹脂部材Ｒ２による一体成形により保持されている。第一樹脂部材Ｒ１の成形後にその上に第二樹脂部材Ｒ２が成形され、全体としてプラグコネクタ３のハウジングの形態が形成され、その結果、前半部３１と後半部３２が形成される。図４（Ａ）にも見られるように、第一樹脂部材Ｒ１はほぼ前半部３１の範囲に位置し、第二樹脂部材Ｒ２は、該第一樹脂部材Ｒ１を包囲するとともに、後半部３２にも位置している。

光電気変換素子２０、駆動デバイス２１、上方から見たときの支持部材２２そして側部端子５１と端部端子５２の位置関係を示す図５に見られるように、光電気変換素子２０と駆動デバイス２１との間、そして駆動デバイス２１と側部端子５１および端部端子５２の間は、導電材としてのワイヤ２３により接続されている。光電気変換素子２０、駆動デバイス２１、支持部材２２、側部端子５１、端部端子５２そしてワイヤ２３は図４（Ａ）で透明樹脂の第一樹脂部材Ｒ１により一体成形保持されており、該第一樹脂部材Ｒ１の外面に非透光性樹脂の第二樹脂部材Ｒ２が一体成形されている。本実施形態では、該第一樹脂部材Ｒ１および第二樹脂部材Ｒ２は、既述のごとく、プラグコネクタ３のハウジングを形成している。

光電気変換素子２０は、図１において回路基板Ｐ上に配されたコネクタ組立体１では、光信号を電気信号に変換する面受光型の受光素子（例えば、フォトダイオード（ＰＤ））である。図４（Ａ），（Ｂ）に見られるように、該光電気変換素子２０は、受光面が上方を向いた姿勢で、後述する支持部材２２上に実装されている。駆動デバイス２１は、光電気変換素子２０を駆動するデバイス（例えば、トランスインピーダンスアンプ／リミッティングアンプ（ＴＩＡ／ＬＡ））である。該駆動デバイス２１は、後述する支持部材２２上に実装され、光電気変換素子２０の前方に位置しており、該光電気変換素子２０とワイヤ２３で接続されている（図５参照）。

図１における回路基板Ｐ上のコネクタ組立体１では、プラグコネクタ３は、既述のように、光信号を電気信号に変換するコネクタであり、光電気変換素子２０として受光素子を有していることとした。一方、図１における回路基板Ｑ上のコネクタ組立体１では、プラグコネクタ３は、電気信号を光信号に変換するコネクタである。このような電気信号を光信号に変換するプラグコネクタ３には、光電気変換素子２０として、例えば、光半導体素子としての面発光型の発光素子（例えば、垂直共振器面発光（ＶＣＳＥＬ）レーザ型の発光素子）が設けられる。この場合、駆動デバイス２１としては、上記発光素子を駆動するための駆動デバイス（例えば、ＶＣＳＥＬドライバ）が設けられる。

支持部材２２は、側部端子５１、端部端子５２とともに、金属板を打抜き加工して作られている。図５に見られるように、支持部材２２の前半部（図５にて左半部）の三方周縁の側縁と端縁のそれぞれに沿って、側部端子５１と端部端子５２が配列されている。側部端子５１は、支持部材２２の図５における上下の両側縁２２Ａ側に位置する端子同士で対をなすようにして、支持部材２２の側縁２２Ａに沿って位置する９対の信号側部端子５１Ｓと１対のグランド側部端子５１Ｇとを有している。信号側部端子５１Ｓは支持部材２２の側縁２２Ａから離間し、グランド側部端子５１Ｇは支持部材７２の側縁２２Ａに連結されている。端部端子５２は、支持部材２２の前端縁２２Ｂ（図５にて左端縁）に沿って位置して配列されており、隣接する１対の信号端部端子５２Ｓとその両側に位置するグランド端部端子５２Ｇとを有している。信号端部端子５２Ｓは支持部材２２の前端縁２２Ｂから離間し、グランド端部端子５２Ｇは支持部材２２の前端縁２２Ｂに連結されている。支持部材２２の後半部（図５にて右半部）は、後述する第二樹脂部材Ｒ２により支持される被支持部２６となる。

本実施形態において、端子５を高速信号に対応させる場合には、信号側部端子５１Ｓも信号端部端子５２Ｓも差動端子として用いることができる。信号側部端子５１Ｓに関しては、コネクタ幅方向Ｙで対向した１対の信号側部端子５１Ｓが１対の信号用差動端子として用いられ、図示の場合、９対の信号用差動端子が得られる。各対では信号側部端子５１Ｓ同士は、コネクタ幅方向Ｙで対称に位置しているので、ワイヤ２３による駆動デバイス２１との結線長が等しくなり、同じ条件の信号伝送経路を形成することができ、差動信号に好適となる。また、信号端部端子５２Ｓに関しては、隣接する２つの信号端部端子５２Ｓの対を差動端子として用いることができ、この場合、駆動デバイス２１との結線は互いに平行なので結線長は等しくなり、同じ条件の信号伝送経路を形成することができ、差動信号に好適になる。つまり、差動端子を流れる差動信号同士の結合強度を十分に大きくして、良好な信号伝送特性を確保することができる。

支持部材２２と、側部端子５１そして端部端子５２とは、製造過程において、１枚の金属板を打抜き加工して作られるが、打抜き加工時には、支持部材２２と側部端子５１そして端部端子５２とはキャリア部分（図示せず）を介して連結されている状態の半加工支持部材（図示せず）として得られる。すなわち、この半加工支持部材は、図５における支持部材２２、側部端子５１、端部端子５２を囲うキャリア部分（図示せず）を有し、該キャリア部分と側部端子５１そして端部端子５２が連結されている状態にある。

側部端子５１と端部端子５２が半加工支持部材上の駆動デバイス２１に対してワイヤ２３により接続され、駆動デバイス２１が光電気変換素子２０に対してワイヤ２３により接続された状態で、支持部材２２の前半部の範囲で、支持部材２２上の駆動デバイス２１、光電気変換素子２０、支持部材２２の周囲の側部端子５１、端部端子５２が支持部材２２の前半部とともに第一樹脂部材Ｒ１により一体成形される。しかる後、該第一樹脂部材Ｒ１が支持部材２２の被支持部２６とともに第二樹脂部材Ｒ２により一体成形により保持される。該第二樹脂部材Ｒ２は、被支持部２６の範囲そしてその後方範囲に、図３にて上方（図１では下方に開口しており図には示されない）に開口したＶ字状の保持溝Ｒ２Ａが形成されて、光ファイバケーブルＦがその被覆Ｆ２でこの保持溝Ｒ２Ａ内に保持される。

図４（Ａ），（Ｂ）に示されているように、第一樹脂部材Ｒ１には上方に開口した溝部Ｒ１Ａが形成されていて、該溝部Ｒ１Ａ内には、上方へ隆起した隆起部Ｒ１Ｂが形成されている。該隆起部Ｒ１Ｂの後方面は、前後方向Ｘに対して直角な面となっていて、光ファイバケーブルＦの素線Ｆ１の前端面が接面している。

また、該隆起部Ｒ１Ｂの前方面は、前方かつ上方にわたる範囲で凸湾曲した外面をもつように形成されていて、この凸湾曲の内面、すなわち凹湾曲する内面が、光ファイバケーブルＦからの光信号を反射して光路を変向するための反射面Ｒ１Ｃとして機能する。図４（Ａ），（Ｂ）に見られるように、該反射面Ｒ１Ｃは、光電気変換素子２０の上方に位置していて、図４（Ｂ）にて破線で光路が示されるように、光ファイバケーブルＦの素線Ｆ１の前端面から隆起部Ｒ１Ｂ内を前方へ進行した光信号は、反射面Ｒ１Ｃで反射されて光路が下方へ変向し、光電気変換素子２０の受光面（上面）に集光される。

非透光性樹脂の第二樹脂部材Ｒ２は、略直方体外形をなしていて、図３等に見られるように、第一樹脂部材Ｒ１よりも後方の後半部３２にまで及んでいる。該第二樹脂部材Ｒ２の略前部では、前後方向Ｘに延びる外側面（側縁部３３の外側面）から側部端子５１の信号側部端子５１Ｓおよびグランド側部端子５１Ｇのそれぞれの接触部が露呈している。また、コネクタ幅方向Ｙに延びる前端面（前端縁部３４の前端面）から端部端子５２の信号端部端子５２Ｓおよびグランド端部端子５２Ｇのそれぞれの接触部が露呈している。

次に、かかる構成のプラグコネクタ３をレセプタクルコネクタ４へ嵌合して接続させる要領について説明する。

プラグコネクタ３は、レセプタクルコネクタ４に対し平行な姿勢で上方からレセプタクルコネクタ４に嵌合されるが、多くの場合、かかる平行な姿勢ではなく、図６（Ａ），（Ｂ）に見られるように、プラグコネクタ３の前端側（図６（Ａ），（Ｂ）にて左端側）を下に傾けた姿勢でこの前端側を最初にレセプタクルコネクタ４に嵌入させ、しかる後、後端側を下げて、最終的に上記平行な姿勢で嵌合を終了させるということがある。このような要領で嵌合させる場合、局部的に前端側を最初嵌入させるので、その位置決めがしやすいという点で有利である。

先ず、図６（Ａ）に見られるように、プラグコネクタ３をレセプタクルコネクタ４の上方位置にもたらし、前端部を下方に傾ける姿勢とする。すなわち、光ファイバケーブルＦが延出している後端側が上方に傾いた姿勢とする。

次に、プラグコネクタ３を、その前端部が下方に傾いた姿勢のまま降下させ、前端を最初にレセプタクルコネクタ４に嵌入させる。この前端部には、傾突部３５が形成されており、該傾突部３５は、既述のごとく、プラグコネクタ３の外側面３３からも前端面３４からも突出している（図２（Ａ）参照）。傾突部３５は、図６（Ａ）のごとく、プラグコネクタ３の前端部が下方に傾いた姿勢（傾斜姿勢）のもとでは、プラグコネクタ３に接続された光ファイバケーブルＦが水平に延びた姿勢（図２（Ａ）に示されるような傾斜していない姿勢）と比較して、コネクタ幅方向Ｙに見て傾突部３５の傾上面３５Ａと傾下面３５Ｂの両面が上下方向（嵌合方向Ｚ）に近づくような姿勢をとることになり、レセプタクルコネクタ４への嵌入に好適となる。したがって、プラグコネクタ３が降下すると、図６（Ｂ）のごとく、傾突部３５がレセプタクルコネクタ４の導入凹部６２Ｂに導入案内され、その結果、プラグコネクタ３は、レセプタクルコネクタ４に対し、前後方向Ｘでもコネクタ幅方向Ｙでも嵌合位置にもたらされる。

かかる状態で、プラグコネクタ３の後端側、すなわち光ファイバケーブルＦが延出している側を降下させ、プラグコネクタ３の前端部を中心に時計まわりに回転するようにして、レセプタクルコネクタ４に対する嵌合を深め、プラグコネクタ３の全長にわたる所定深さで嵌合が完了する。

導入凹部６２Ｂへの傾突部３５の嵌入開始時から、レセプタクルコネクタ４へのプラグコネクタ３の嵌合完了時までのプラグコネクタ３の前端部を中心とする回転移動の過程において、プラグコネクタ３の側部端子５１は、レセプタクルコネクタ４の側部端子６５の弾性を有する接触部６５Ａとの間で接圧を伴いながら該接触部６５Ａと摺接する。このとき、側部端子５１は側部端子６５に対してほぼ嵌合方向Ｚで摺接し、前後方向Ｘではほとんど摺接しない。したがって、プラグコネクタ３の側部端子５１とレセプタクルコネクタ４の側部端子６５の側縁による引掻きはないのでコネクタ同士は円滑かつ容易に嵌合し、端子同士は図７に示されるように接触状態となる。また、上記回転移動の過程にて、プラグコネクタ３の端部端子５２とレセプタクルコネクタ４の端部端子６６は、面同士が近接しながら接触状態となるため、摺接は伴わない。

プラグコネクタ３の所定深さまでの嵌合が完了すると、プラグコネクタ３の傾突部３５は、図８（Ａ）に見られるように、レセプタクルコネクタ４の導入凹部６２Ｂ内で傾斜した姿勢をとなる。この結果、傾突部３５は、前方の被規制部３５Ａ－１が導入凹部６２Ｂの前方内面と面し、後方の被規制部３５Ｂ－１が導入凹部６２Ｂの後方内面で形成された規制部６２Ｂ－１と面するようになり、プラグコネクタ３の前後方向Ｘでの位置が規制される。

図８（Ａ）に見られるように、傾突部３５の前後方向Ｘでの最大寸法（被規制部３５Ａ－１と被規制部３５Ｂ－１との間の距離）は、導入凹部６２Ｂの前後方向Ｘでの寸法よりも若干小さい。つまり、被規制部３５Ａ－１，３５Ｂ－１は導入凹部６２Ｂとの間で前後方向Ｘで多少のクリアランス（間隙）がある。本実施形態では、図８（Ｂ）に見られるように、レセプタクルコネクタ４の端部端子６６の弾性を有する接触部６６Ａがレセプタクルコネクタ４の端部端子５２に前方から当接するので、プラグコネクタ３は該接触部６６Ａから後方へ向けた付勢力を常時受ける。この結果、図８（Ａ）に見られるように、傾突部３５の後方の被規制部３５Ｂ－１が導入凹部６２Ｂの後方内面で形成された規制部６２Ｂ－１に当接した状態が維持される。したがって、コネクタ嵌合状態において、光ファイバケーブルＦに後方へ向けた不用意な引っ張り力が作用したとしても、プラグコネクタ３の側部端子５１とレセプタクルコネクタ４の側部端子６５とは、安定した相対位置で接触した状態が維持されることとなり、上記クリアランスに起因する前後方向での摩擦力の発生が良好に抑制される。

次に、プラグコネクタ３をレセプタクルコネクタ４から抜出する要領を説明する。プラグコネクタ３をレセプタクルコネクタ４から抜出するには、プラグコネクタ３の後端側、すなわち光ファイバケーブルＦの延出側をもち上げ、プラグコネクタ３を傾ける。このとき、プラグコネクタ３の前端側における前突片３６がレセプタクルコネクタ４の前端壁６３の内側上面に形成された斜面部６３Ｂに当接し、プラグコネクタ３は、前突片３６と斜面部６３Ｂとの当接点を支点として、該プラグコネクタ３の傾きを容易に大きくするように回転し、図６（Ｂ）のごとく、抜出が可能な状態となる。このプラグコネクタ３の回転の過程にて、プラグコネクタ３の傾突部３５はレセプタクルコネクタ４の導入凹部６２Ｂ内に留まっているので、前突片３６が斜面部６３Ｂから後方へ外れてしまうことなく、プラグコネクタ３を確実に回転させることができる。

かかる本実施形態のプラグコネクタ３とレセプタクルコネクタ４とを有するコネクタ組立体１は、図９，図１０に見られるように、回路基板Ｐ（さらには、回路基板Ｑ）の上面のみならず下面の両面にて、複数配置することができる。本実施形態では、図１０に見られるように、コネクタ組立体１は、回路基板Ｐの上面側と下面側とでコネクタ幅方向Ｙで互いにずれた位置に配置されており、前後方向Ｘに見たときに、千鳥状に配置されている。このように配置することで、回路基板Ｐの両面を有効に利用して、各コネクタ組立体１をプロセッサ２との配線等に好都合な適宜位置に配置できるとともに、任意の数のコネクタ組立体１をコンパクトに複数配置できる。

また、コネクタ組立体１を上述のように千鳥状に配置することにより、例えば、回路基板Ｐの下面に配置されたコネクタ組立体１とプロセッサ２との接続のためのビア（図示せず）を、回路基板Ｐの下面から上面に向けて延びるように形成することができる。その結果、回路基板Ｐに配置された全てのコネクタ組立体１について、プロセッサ２との接続のための回路部を回路基板Ｐの上面だけに形成すれば済み、該回路部の設計が容易となる。

本実施形態では、回路基板Ｐの上面および下面のそれぞれの面に２つのコネクタ組立体１が配置されていることとしたが、これに代えて、上面および下面のうちの一方の面に複数のコネクタ組立体が配置されるとともに、他方の面に少なくとも１つのコネクタ組立体が配置され、上面および下面のコネクタ組立体が、前後方向Ｘに見たときに、千鳥状に配置されていれば、上述したような回路部の設計を容易とする効果が得られる。

本実施形態では、プラグコネクタ３に単一の光ファイバケーブルＦが接続されて、レセプタクルコネクタ４との嵌合状態で単一のコネクタ組立体１が形成されているので、電子機器内の回路基板Ｐの上面および下面のそれぞれに複数の単一のコネクタ組立体１が配置されても該単一のコネクタ組立体１の数の変更、配置位置の選定は自由であり、各種電子機器に対応して最適な設計が可能となる。

プラグコネクタ３の端部端子５２とレセプタクルコネクタ４の端部端子６６のうち、レセプタクルコネクタ４の端部端子６６のみに、弾性を有する弾性部材としての機能をもたせることにより、後方へ向けた付勢力をプラグコネクタ３に作用させることとした。しかし、該付勢力を作用させる形態は、これに限られず、プラグコネクタの端部端子のみに、あるいは、プラグコネクタおよびレセプタクルコネクタの両方のコネクタの端部端子に、弾性部材としての機能をもたせることにより、後方へ向けた付勢力をプラグコネクタに作用させてもよい。

本実施形態では、回路基板Ｐおよび回路基板Ｑのそれぞれにおいて、上面および下面にコネクタ組立体１が配置されることとしたが、回路基板の両面にコネクタ組立体を配置することは必須ではなく、例えば、上面および下面の一方の面のみにコネクタ組立体が配置されることとしてもよい。

本発明は、図１ないし図１０にもとづき説明された形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、プラグコネクタ３の前半部３１に形成されている傾突部３５は、図６（Ａ），（Ｂ）に見られるように傾上面３５Ａと傾下面３５Ｂが略平行面でともに前後方向Ｘそして、嵌合方向Ｚに対して傾斜面をなしている必要はなく、図１１（Ａ）、図１２（Ａ），（Ｂ）に見られる傾突部３５’のように、傾下面３５’Ｂのみが傾斜面をなしていれば十分である。図１１（Ａ）、図１２（Ａ），（Ｂ）における形態では、傾下面３５’Ｂのみが図６における場合と同様な傾斜面をなし、これに対向する面は、傾上面ではなく、前後方向Ｘに対して直角な前端面３５’Ａをなしている。上記傾下面３５’Ｂの上方部分は、図６における場合と同様な被規制部３５’Ｂ－１が形成されている。プラグコネクタ３がレセプタクルコネクタ４に嵌合される際には、図１２（Ａ）に見られるように、図６（Ｂ）の場合と同様、プラグコネクタ３の前端部が下方に傾いて、傾突部３５’の傾下面３５’Ｂがレセプタクルコネクタ４の導入凹部６２Ｂの後方内面をなす規制部６２Ｂ－１と平行に近い姿勢で対面するようになり、該導入凹部６２Ｂ内に容易に進入する。プラグコネクタ３のレセプタクルコネクタ４への嵌合後は、被規制部３５’Ｂ－１が上記導入凹部６２Ｂの規制部６２Ｂ－１と面するようになり、プラグコネクタ３の前後方向Ｘでの位置が規制される。

かかる形態では、前後方向Ｘにおける上記傾突部３５’の前端面３５’Ａと傾下面３５’Ｂとの間の厚みが、図６における傾突部３５の場合よりも大きくなり、該傾突部３５’の強度が向上するという利点がある。

１ コネクタ組立体
３ プラグコネクタ
４ レセプタクルコネクタ
２０ 光電気変換素子
２１ 駆動デバイス
３３ 側縁部
３４ 前端縁部
３５Ｂ－１、３５’Ｂ－１ 被規制部
５１ 側部端子
５２ 端部端子
６２Ｂ－１ 規制部
６５ 側部端子
６６ 端部端子（弾性部材）
Ｆ 光ファイバグケーブル
Ｘ 前後方向

Claims (2)

1. 光信号と電気信号とを一方から他方に変換可能な光電気変換素子および該光電気変換素子を駆動するための駆動デバイスを内蔵するプラグコネクタと、該プラグコネクタが嵌合されるレセプタクルコネクタとを有し、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとが互いの端子の接触により電気的に接続されるコネクタ組立体において、
   プラグコネクタは、光信号の伝送のための光ファイバケーブルの前端側が該プラグコネクタの後端側に接続されて後方に延出し、前後方向に延びる一対の側縁部のそれぞれに側部端子が配列されており、
   プラグコネクタとレセプタクルコネクタの少なくとも一方は、前後方向で、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとの間に付勢力を生ずる弾性部材が、前後方向に対して直角なコネクタ幅方向に延びるプラグコネクタもしくはレセプタクルコネクタの前端縁部に設けられているとともに、上記付勢力のもとでのプラグコネクタのレセプタクルコネクタに対する付勢力方向における相対移動距離に限界値をもたらす規制部がレセプタクルコネクタにそして被規制部がプラグコネクタに形成されており、
   上記プラグコネクタと上記レセプタクルコネクタは、前後方向およびコネクタ幅方向の両方向に対して直角な方向を嵌合方向としており、
   上記規制部および上記被規制部は、上記側部端子の配列範囲よりも前方に設けられていることを特徴とするコネクタ組立体。
2. 上記弾性部材は、上記前端縁部に配列されている弾性端部端子であることとする請求項１に記載の特徴とするコネクタ組立体。

Images