JPWO2010070905A1 - ケーブルコネクタおよびアンテナ部品 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2008年12月16日に、日本国に出願された特願2008−319520号と、2008年12月16日に、日本国に出願された特願2008−319946号とに基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、同軸ケーブルの外径が大きいため、同軸ケーブルとRF用コネクタとの接続部(コネクタ接続部)の厚さ(すなわち、図12Dに示すアッセンブリー120の厚さ)を薄く(低背化)することが困難である。
さらに、RF用コネクタと同軸ケーブルとの組立工程が多いため、これらの製造コストが高くなる。
(1)本発明のケーブルコネクタは、信号伝送路を有する配線基板と;前記配線基板の一方の面に設けられ、前記信号伝送路と電気的に接続されたプラグコネクタと;を有するケーブルコネクタであって:前記配線基板は、第一導体と、絶縁材と、第二導体とが順に積層されてなり;前記第二導体に形成されたスリットに、前記第二導体の一部が切り離されてなる前記信号伝送路が、前記第二導体から所定の間隔を設けて配置され;前記第二導体と前記信号伝送路とが同一平面上に配置されている。
(2)上記(1)の場合、前記配線基板が、前記第一導体と、前記第二導体と、第三導体とが、それぞれ絶縁材を介して積層されてなるのが好ましい。
(3)上記(1)または(2)の場合、前記配線基板の一方の面に、前記信号伝送路と電気的に接続される同軸ケーブルが配設されているのが好ましい。
(4)上記(1)または(2)の場合、第一切欠部が、前記第一導体の前記信号伝送路と対向する位置に形成されているのが好ましい。
(5)上記(4)の場合、第二切欠部が、前記第一導体の前記プラグコネクタと対向する位置に形成されているのが好ましい。
(7)上記(6)の場合、前記第一配線基板が、前記第一導体と、前記第二導体と、第三導体とが、それぞれ絶縁材を介して積層されてなるのが好ましい。
(8)上記(6)または(7)の場合、第一切欠部が、前記第一導体の前記信号伝送路と対向する位置に形成されているのが好ましい。
(9)上記(8)の場合、第二切欠部が、前記第一導体の前記プラグコネクタと対向する位置に形成されているのが好ましい。
また、配線基板に対してプラグコネクタを容易に実装できるので、組立工程の簡略化が行なえる。その結果、ケーブルコネクタの製造コストの削減ができる。さらに、組立工程が簡略化されることから、製造されるケーブルコネクタの性能にばらつきが生じ難くなり、安定した製品の提供が可能となる。
さらに、信号伝送路の幅や長さ、信号伝送路と第二導体との間の間隙の大きさ、第一導体、および第二導体の厚さ等を変えることで、信号伝送路の特性インピーダンスを容易に制御できる。したがって、ケーブルコネクタに接続される機器やアンテナの高周波における通信特性(周波数帯、通信距離など)に応じて、配線基板のインピーダンスを容易に最適化できる。
また、第一配線基板に対してプラグコネクタを容易に実装できるので、組立工程の簡略化が行なえる。その結果、アンテナ部品の製造コストを削減できる。さらに、組立工程が簡略化されることから、製造されるアンテナ部品の性能にばらつきが生じ難くなり、安定した製品の提供が可能となる。
さらに、信号伝送路の幅や長さ、信号伝送路と第二導体との間の間隙の大きさ、第一導体、および第二導体の厚さを変えることで、信号伝送路の特性インピーダンスを制御できる。したがって、第二配線基板のアンテナの高周波における通信特性(周波数帯、通信距離など)に応じて、第一の配線基板のインピーダンスを容易に最適化できる。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図1A〜Eは、本発明のケーブルコネクタの第一実施形態を示す概略図である。図1Aは、本実施形態の斜視図である。図1Bは、本実施形態の平面図である。図1Cは、本実施形態の側面図である。図1Dは、図1BのA−A線に沿う断面図である。図1Eは、図1BのB−B線に沿う断面図である。
本実施形態のケーブルコネクタ1A(1)は、配線基板10A(10)と、プラグコネクタ20とから概略構成されている。
配線基板10Aは、第一導体13と、絶縁材15と、第二導体14と、を有し、これらがほぼ等間隔に順に積層されてなる。この絶縁材15としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマー(LCP)などが用いられる。
第二導体14には、その一部が切り離されてスリット11が形成され、このスリット11に第二導体14と同一の材質からなる信号伝送路16が、第二導体14から所定の間隔sを設けて配置されている(図2A参照)。この第二導体14と信号伝送路16とが、同一平面上に配されている。すなわち、信号伝送路16は、その両側と先端側(プラグコネクタ20側)が、第二導体14で囲まれるように配されている。
プラグコネクタ20は、配線基板10の一方の面10aに設けられ、信号伝送路16と電気的に接続されている。
第二導体14と信号伝送路16とは、例えば銅などの金属箔から構成されている。
信号伝送路16は、図2Aに示すように、第二導体14の中央部に設けられたスリット11に沿って、第二導体14の長手方向に沿って設けられている。この信号伝送路16は、第二導体14におけるプラグコネクタ20に対向する領域14aの端部近傍を基端とし、第二導体14の一端14bまで設けられている。この信号伝送路16は、第二導体14の一端部14bにて、例えばアンテナ等と電気的に接続されている(図示略)。
また、信号伝送路16は、第二導体14から所定の間隔sを設けて配置されている。
第一導体13は、第二導体14や信号伝送路16と同様に、例えば銅などの金属箔から構成されている。
この第一導体13には、信号伝送路16と対向する位置に、矩形状の第一切欠部13aが複数形成されている。また、第一導体13の、プラグコネクタ20に対向する位置には、第一切欠部13aよりも大きな第二切欠部13bが形成されている。第一切欠部13aおよび第二切欠部13bをこの位置に形成することで配線基板10Aのインピーダンス整合が図れ、電気信号の反射損失が低減され、信号伝送路16を流れる信号の伝送特性の向上が図れる。これらの第一切欠部13aおよび第二切欠部13bが形成されていないと、FPCのような薄型基板を用いた場合、C成分が増加してそのインピーダンスが低下し、信号が十分に伝送されなくなる虞がある。
第一切欠部13aの大きさは、例えば、0.5mm×0.5mmである。
第二切欠部13bの大きさは、例えば、2.1mm×1.05mmである。
これらのスルーホール12同士の間隔dは、ケーブルコネクタ1Aに接続されるアンテナの周波数の1/2波長以下に相当する長さである。
接触端子21は、相手コネクタ(リセプタクルコネクタ)の接触部と接触し、このリセプタクルコネクタと電気的に接続される。また、この接触端子21は、信号伝送路16と電気的に接続されている。すなわち、接触端子21を介して、信号伝送路16とリセプタクルコネクタの接触部とが電気的に接続される。
絶縁体22は、平板部22aと、この平板部22aの一面に形成された隆起部22bとからなる。この隆起部22bが、接触端子21を包囲するようにして支持する。プラグコネクタ20は、絶縁体22の平板部22aを介して配線基板10の一面10aに配置されている。この絶縁体22は、例えば液晶ポリマー(LCP)からなる。
外部導体23は、絶縁体22の隆起部22bをその外周から囲むように配置され、第一導体13および第二導体14と電気的に接続されている。
また、ケーブルコネクタ1Aに接続されるアンテナの高周波における通信特性(周波数帯、通信距離など)に応じて、配線基板10Aのインピーダンスを調整できるとともに、このインピーダンスを最適化できる。
さらに、配線基板10Aの所定の位置にプラグコネクタ20を実装すれば、本実施形態のケーブルコネクタ1Aが得られるので、従来のRF用コネクタよりも容易に組立が行なえ、組立工程を簡略化できる。すなわち、従来では、図11Aから図12Dを参照すると、同軸ケーブル141のストリップ加工、同軸ケーブル141とコンタクト端子140との接続、アッセンブリー120の作製、アッセンブリー120と同軸ケーブル141との組み込み、同軸ケーブル141の外部導体143とシェル端子121とのかしめ、および同軸ケーブル141の外被144とシェル端子121とのかしめ、の工程が必要だった。これに対し、本実施形態によれば、第一導体13と、絶縁材15と、第二導体14および信号伝送路16とを(一括で)積層して配線基板10Aを作製し、さらにこの配線基板10の所定の位置にプラグコネクタ20を実装すればよいので、従来よりもケーブルコネクタ1Aの組立が容易に行なえる。その結果、組立に要する特殊な装置や冶具が不要となり、ケーブルコネクタ1Aの製造コストを削減でき、かつ製造されるケーブルコネクタ1Aの性能にばらつきが生じ難くなり、安定した製品の提供が可能となる。
図4は、本発明のケーブルコネクタの第二実施形態を示す概略斜視図である。
図4において、図1A〜2Bに示した第一実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態のケーブルコネクタ1B(1)が、上述の第一実施形態のケーブルコネクタ1A(1)と異なる点は、第一導体13の一面(配線基板10Aの他面10b)にプラグコネクタ20が設けられている点と、配線基板10Aの一端部において、第一導体13の一面に信号伝送路16と電気的に接続される同軸ケーブル41が配設されている点である。
この同軸ケーブル41は、配線基板10Aをなす第一導体13の一面に、その中心導体42が露出して配置されている。この中心導体42が、例えば導電部材46を介して信号伝送路16と電気的に接続されている。この導電部材46は、第一導体13に形成された第一切欠部13a内に配置している。この導電部材46は、中心導体42と信号伝送路16とを電気的に接続できれば特に限定されるものではなく、金属箔やはんだ、導電性接着材等であってもよい。
また、同軸ケーブル41の外部導体44が、第一導体13と電気的に接続されている。
さらに、本実施形態のケーブルコネクタ1Bでは、配線基板10Aの他方の面10b(第一導体13の一面)に、信号伝送路16と電気的に接続された同軸ケーブル41が配設されている。そのため、電子機器の筐体内において、第一実施形態の場合よりも信号伝送路(同軸ケーブル41)を長距離に渡って複雑に引き回すことができる。したがって、高周波特性に優れた信号伝送路(同軸ケーブル41)を引き回すことで、高周波における通信特性の劣化を抑制できる。
図5A〜5Dは、本発明のケーブルコネクタの第三実施形態を示す概略図である。図5Aは、本実施形態の斜視図である。図5Bは、本実施形態の平面図である。図5Cは、図5BのA−A線に沿う断面図である。図5Dは、図5BのB−B線に沿う断面図である。
図5A〜5Dにおいて、上述の第一実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態のケーブルコネクタ1C(1)が上述の第一実施形態のケーブルコネクタ1A(1)と異なる点は、配線基板10B(10)が、第一導体13と第二導体14と第三導体17とが、それぞれ絶縁材15を介して順に積層されている点である。これら第一導体13と第二導体14と第三導体17とが、配線基板10Bの縁部に形成されたスルーホール12を介して電気的に接続されている。スルーホール12同士の間隔dは、本実施形態においても、ケーブルコネクタ1Cに接続されるアンテナの周波数の1/2波長以下に相当する長さである。
この第三導体17の一面(配線基板10Bの一面10a)には、信号伝送路16に対応する位置に、絶縁膜26を介して第一導電部24が設けられている。そして、この第一導電部24上に、プラグコネクタ20が配されている。この第一導電部24が、プラグコネクタ20の絶縁体22を貫通する導電部(図示略)を介して、プラグコネクタ20の接触端子21と電気的に接続されている。
さらに、第一導電部24は、第三導体17、絶縁膜26および絶縁材15を貫通する第二導電部25を介して、信号伝送路16と電気的に接続されている。
また、外部導体23は、第三導体17と電気的に接続されている。
この信号伝送路16のプラグコネクタ20側の先端部近傍には、スルーホール16aが設けられている。このスルーホール16aに第二導電部25が配置されることで、信号伝送路16と第一導電部24とが電気的に接続される。
図7では、絶縁性基板31としてスルーホールが設けられていない構成のものを示しているが、第一実施形態の際と同様に、この絶縁性基板31にスルーホールを設けてもよい。この際、スルーホール同士の間隔は、ケーブルコネクタ1Cに接続されるアンテナの周波数の1/2波長以下に相当する長さとなる。
さらに、図5Dに示すように、信号伝送路16がグラウンド導体(第一導体13、第二導体14、および第三導体17)で囲まれているため、第一実施形態のケーブルコネクタ1Aよりも放射ノイズが軽減でき、信号の伝送特性が向上する。したがって、第一実施形態よりも、より長く配線基板10Bの引き回しが可能となる。ゆえに、適用する電子機器の大きさや、引き回しの長さ、および求められる放射ノイズ特性に応じて、第一実施形態あるいは第三実施形態に係るケーブルコネクタ1A,1Cを適用すればよい。
図8は、本発明のケーブルコネクタの第四実施形態を示す斜視図である。
本実施形態のケーブルコネクタ1D(1)が、上述の第三の実施形態のケーブルコネクタ1C(1)と異なる点は、配線基板10Bの一端部において、第三導体17の一面に、信号伝送路16と電気的に接続される同軸ケーブル41が配設されている点である。
この同軸ケーブル41としては、第二実施形態で用いたものと同様なものを適用できる。本実施形態においても、同軸ケーブル41の中心導体42が、導電部材46を介して信号伝送路16と電気的に接続され、同軸ケーブル41の外部導体44が第三導体17と電気的に接続されている。本実施形態にあっては、第三導体17と、この第三導体17および第二導体14の間に配された絶縁材15と、を貫通する貫通孔内に、導電部材46が配されている。この導電部材46としては、第二実施形態と同様である。
さらに、信号伝送路16がグラウンド導体(第一導体13、第二導体14、および第三導体17)で囲まれているため、第二実施形態のケーブルコネクタ1Bよりも放射ノイズが軽減でき、信号の伝送特性が向上する。したがって、第二実施形態よりも、より長く信号伝送路(同軸ケーブル41)の引き回しが可能となる。ゆえに、適用する電子機器の大きさや、引き回しの長さ、および求められる放射ノイズ特性に応じて、第二実施形態あるいは第四実施形態に係るケーブルコネクタ1B,1Dを適用すればよい。
次に、本発明のアンテナ部品の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図9は、本発明のアンテナ部品の第一実施形態およびその使用方法を示す概略斜視図である。
本実施形態のアンテナ部品50A(50)は、上述の第一実施形態のケーブルコネクタ1A(配線基板10Aおよびプラグコネクタ20)と、第二配線基板60A(60)とから概略構成されている。以下、ケーブルコネクタ1Aの配線基板10Aを、第一配線基板10Aということがある。
第二配線基板60は、第一配線基板10Aに接合される。この第二配線基板60Aには、第一配線基板10Aの信号伝送路16と電気的に接続されるアンテナ65A(65)が設けられている。
導電体63は、第一配線基板10Aの信号伝送路16に電気的に接続されている。この導電体63は、信号伝送路16と一体をなしていてもよい。
グランド導電体64は、第一配線基板10Aの第一導体13と電気的に接続されている。このグランド導電体64は、図9に示すように第一導体13と一体をなしていてもよい。
導電体63、およびグランド導電体64をなす導電性ペーストとしては、例えば、銀粉末、金粉末、白金粉末、アルミニウム粉末、パラジウム粉末、ロジウム粉末、カーボン粉末(カーボンブラック、カーボンナノチューブなど)などの導電微粒子が樹脂組成物に配合されたものが挙げられる。
導電体63、およびグランド導電体64をなす導電性箔としては、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、アルミニウム箔などが挙げられる。
導電体63、およびグランド導電体64をなす金属メッキとしては、銅メッキ、銀メッキ、金メッキ、白金メッキなどが挙げられる。
また、本実施形態のアンテナ部品50Aでは、上述のケーブルコネクタ1Aを用いていることから、第二配線基板60Aのアンテナ65Aの高周波における通信特性(周波数帯、通信距離など)に応じて、上述したように、この第一配線基板10Aのインピーダンスを調整できるとともに、インピーダンスを最適化できる。したがって、効率よく電力を伝達することができ、十分な通信距離を確保できる。
さらに、第一配線基板10Aに対してプラグコネクタ20を容易に実装できるので、すなわち、アンテナ65Aが形成されたFPCにプラグコネクタ20を実装するだけで、本実施形態のアンテナ部品50Aが作製されるので、上述のケーブルコネクタ1Aと同様に、その組立工程を簡略化できる。その結果、組立に要する特殊な装置や冶具が不要となるため、製造コストを削減でき、かつ製造されるアンテナ部品50Aの性能にばらつきが生じ難くなり、安定した製品の提供が可能となる。
図10は、本発明のアンテナ部品の第二実施形態およびその使用方法を示す概略斜視図である。
本実施形態のアンテナ部品50B(50)が、上述の第一実施形態のアンテナ部品50Aと異なる点は、上述の第三実施形態に係るケーブルコネクタ1C(配線基板10Bおよびプラグコネクタ20)に第二配線基板60B(60)が接合されている点、およびアンテナ65B(65)が第一導電体66、第二導電体67、および第三導電体68からなる点である。以下、ケーブルコネクタ1Cの配線基板10Bを、第一配線基板10Bということがある。
これらの導電体のうち、第一導電体66が第一配線基板10Bの第一導体13と電気的に接続され、グラウンド導体となっている。一方、第二導電体67、および第三導電体68が、第一配線基板10Bの信号伝送路16と電気的に接続されている。アンテナを構成するこれら第一導電体66、第二導電体67、および第三導電体68の長さは、本実施形態のアンテナ部品50Bが適用される電子機器の周波数の1/4波長に相当する長さとなっている。これら第一導電体66、第二導電体67、および第三導電体68は、第一実施形態のアンテナ部品50Aに適用されている導電体63およびグランド導電体64と同様にして基板62の一面62aに形成できる。
さらに、信号伝送路16がグラウンド導体(第一導体13、第二導体14、および第三導体17)で囲まれているため、第一実施形態のアンテナ部品50Bよりも放射ノイズが軽減でき、信号の伝送特性が向上する。したがって、第一実施形態よりも、より長く信号伝送路(第一配線基板10B)の引き回しが可能となる。
したがって、適用する電子機器の大きさや、引き回しの長さ、および求められる放射ノイズ特性に応じて、第一実施形態あるいは第二実施形態に係るアンテナ部品50A,50Bを適用すればよい。
本発明のアンテナ部品によれば、プラグコネクタとリセプタクルコネクタとの接続部の厚さ、および第一配線基板と第二配線基板との接合部の厚さを、従来の同軸ケーブルを用いた場合よりも薄くできる。また、アンテナが形成されたFPCにプラグコネクタを実装するだけで、本実施形態のアンテナ部品が作製されるので、その組立工程を簡略化できる。その結果、製造コストを削減でき、かつ製造されるアンテナ部品の性能にばらつきが生じ難くなり、安定した製品の提供が可能となる。さらに、アンテナの高周波における通信特性(周波数帯、通信距離など)に応じて、第一配線基板のインピーダンスを低くできるとともに、インピーダンスを最適化できる。したがって、本発明のアンテナ部品によれば、効率よく電力を伝達することができ、十分な通信距離を確保できる。
10(10A,10B) 配線基板(第一配線基板)
11 スリット
12 スルーホール
13 第一導体
14 第二導体
15 絶縁材
16 信号伝送路
17 第三導体
20 プラグコネクタ
21 接触端子
22 絶縁体
22a 平板部
22b 隆起部
23 外部導体
31 絶縁性基板
32 スルーホール
33 リセプタクルコネクタ
34 接触端子
35 外部導体
41 同軸ケーブル
42 中心導体
43 絶縁体
44 外部導体
45 外被
46 導電部材
50(50A,50B) アンテナ部品
60(60A,60B) 第二配線基板
62 基板
63 導電体
64 グランド導電体
65(65A,65B) アンテナ
66 第一導電体
67 第二導電体
68 第三導電体
Claims (9)
- 信号伝送路を有する配線基板と;
前記配線基板の一方の面に設けられ、前記信号伝送路と電気的に接続されたプラグコネクタと;
を有するケーブルコネクタであって:
前記配線基板は、第一導体と、絶縁材と、第二導体とが順に積層されてなり;
前記第二導体に形成されたスリットに、前記第二導体の一部が切り離されてなる前記信号伝送路が、前記第二導体から所定の間隔をあけて配置され;
前記第二導体と前記信号伝送路とが同一平面上に配置されている;
ことを特徴とするケーブルコネクタ。 - 前記配線基板が、前記第一導体と、前記第二導体と、第三導体とが、それぞれ絶縁材を介して順に積層されてなることを特徴とする請求項1に記載のケーブルコネクタ。
- 前記配線基板の一方の面に、前記信号伝送路と電気的に接続される同軸ケーブルが配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載のケーブルコネクタ。
- 第一切欠部が、前記第一導体の前記信号伝送路と対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のケーブルコネクタ。
- 第二切欠部が、前記第一導体の前記プラグコネクタと対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項4に記載のケーブルコネクタ。
- 信号伝送路を有する第一配線基板と;
前記第一配線基板の一方の面に設けられ、前記信号伝送路と電気的に接続されたプラグコネクタと;
前記信号伝送路と電気的に接続されたアンテナを有し、前記第一配線基板に接合された第二配線基板と、を有するアンテナ部品であって:
前記第一配線基板は、第一導体と、絶縁材と、第二導体とが順に積層されてなり;
前記第二導体に形成されたスリットに、前記第二導体の一部が切り離されてなる前記信号伝送路が、前記第二導体から所定の間隔をあけて配置され;
前記第二導体と前記信号伝送路とが同一平面上に配置されている;ことを特徴とするアンテナ部品。 - 前記第一配線基板が、前記第一導体と、前記第二導体と、第三導体とが、それぞれ絶縁材を介して積層されてなることを特徴とする請求項6に記載のアンテナ部品。
- 第一切欠部が、前記第一導体の前記信号伝送路と対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項6または7に記載のアンテナ部品。
- 第二切欠部が、前記第一導体の前記プラグコネクタと対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項8に記載のアンテナ部品。
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