JP5556905B2

JP5556905B2 - コネクタ

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Publication number: JP5556905B2
Application number: JP2012552638A
Authority: JP
Inventors: 裕史浅井; 力浦谷; 統久玉澤; 厚史小西
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: TW201243409A; CN103221860A; WO2012096062A1; TWI476464B; JPWO2012096062A1

Description

本発明は、コネクタに関し、特に、光ファイバにより信号を伝送する際に用いられるコネクタに関する。

従来のコネクタとしては、例えば、特許文献１に記載のコネクタが知られている。図１１は、特許文献１に記載のコネクタ５００の外観斜視図である。

コネクタ５００は、図１１に示すように、プラグ側コネクタ５２０、レセプタクル側コネクタ５４０、電気配線５５０及びＩＣドライバ５６０によって構成されている。プラグ側コネクタ５２０は、光ファイバ５０２の一端に設けられ、レセプタクル側コネクタ５４０に着脱可能に構成されている。プラグ側コネクタ５２０には、光電変換素子が含まれている。レセプタクル側コネクタ５４０は、基板５０３に実装されている。ＩＣドライバ５６０は、光ファイバ５０２を伝送される信号を処理する回路である。電気配線５５０は、レセプタクル側コネクタ５４０とＩＣドライバ５６０とを電気的に接続している。

ところで、特許文献１に記載のコネクタ５００は、高いＳＮ比を得ることが困難であるという問題を有している。より詳細には、コネクタ５００では、レセプタクル側コネクタ５４０外にＩＣドライバ５６０が設けられている。そのため、レセプタクル側コネクタ５４０とＩＣドライバ５６０とを接続するための電気配線５５０が設けられている。ここで、フォトダイオードなどの光電変換素子は、非常に微弱な電流値を有する電気信号しか出力できない。そのため、電気配線５５０を流れる電気信号の電流値も微弱である。このような微弱な電流値しか有していない電気信号にノイズが混入すると、ＳＮ比が大きく低下してしまう。以上のように、特許文献１に記載のコネクタ５００では、レセプタクル側コネクタ５４０とＩＣドライバ５６０とが離れているため、高いＳＮ比を得ることが困難であった。

特開２００６−３０８６８号公報

そこで、本発明の目的は、高いＳＮ比を得ることができるコネクタを提供することである。

本発明の第１の形態に係るコネクタは、光ファイバの一端に設けられるプラグと、前記プラグが上方から装着されるレセプタクルと、電気回路部と、前記電気回路部及び前記レセプタクルが実装される回路基板と、を備えており、前記プラグは、プラグ本体と、前記プラグ本体に設けられ、前記光ファイバから出力されてきた光信号を電気信号に変換する受光素子と、前記プラグ本体の側面に設けられ、前記受光素子と電気的に接続されている第１の外部電極と、を含んでおり、前記レセプタクルは、前記プラグが上方から装着される開口が設けられているレセプタクル本体と、前記プラグが前記開口内に装着された際に、前記第１の外部電極と接触する第２の外部電極と、を含んでおり、前記電気回路部は、前記第２の外部電極と電気的に接続されており、かつ、前記受光素子から出力されてくる電気信号を増幅する増幅回路を、含んでおり、前記第１の外部電極又は前記第２の外部電極のいずれか一方は、該第１の外部電極又は該第２の外部電極のいずれか他方に対して圧接するばね端子であり、前記開口は、長方形状をなしており、前記第２の外部電極は、上方から見たときに、Ｕ字状をなしている前記ばね端子であり、前記開口の第１の辺に沿って延在している第１のばね部材及び第２のばね部材と、前記第１のばね部材の一端と前記第２のばね部材の一端とを接続する折り返し部と、前記第２のばね部材の他端に接続され、前記回路基板に接続される固定部と、前記第１のばね部材の他端に接続され、前記第１の外部電極に接触する接触部と、によって構成されており、前記折り返し部の先端は、上方から見たときに、前記第１の辺に直交する第２の辺よりも前記開口に対して外側に位置していること、を特徴とする。
本発明の第２の形態に係るコネクタは、光ファイバの一端に設けられるプラグと、前記プラグが上方から装着されるレセプタクルと、電気回路部と、前記電気回路部及び前記レセプタクルが実装される回路基板と、を備えており、前記プラグは、プラグ本体と、前記プラグ本体に設けられ、前記電気回路部から出力されてきた電気信号を光信号に変換し、前記光ファイバに出力する発光素子と、前記プラグ本体の側面に設けられ、前記発光素子と電気的に接続されている第１の外部電極と、を含んでおり、前記レセプタクルは、前記プラグが上方から装着される開口が設けられているレセプタクル本体と、前記プラグが前記開口内に装着された際に、前記第１の外部電極と接触する第２の外部電極と、を含んでおり、前記電気回路部は、前記第２の外部電極と電気的に接続されており、かつ、前記発光素子へ出力する電気信号を生成する駆動回路を、含んでおり、前記第１の外部電極又は前記第２の外部電極のいずれか一方は、該第１の外部電極又は該第２の外部電極のいずれか他方に対して圧接するばね端子であり、前記開口は、長方形状をなしており、前記第２の外部電極は、上方から見たときに、Ｕ字状をなしている前記ばね端子であり、前記開口の第１の辺に沿って延在している第１のばね部材及び第２のばね部材と、前記第１のばね部材の一端と前記第２のばね部材の一端とを接続する折り返し部と、前記第２のばね部材の他端に接続され、前記回路基板に接続される固定部と、前記第１のばね部材の他端に接続され、前記第１の外部電極に接触する接触部と、によって構成されており、前記折り返し部の先端は、上方から見たときに、前記第１の辺に直交する第２の辺よりも前記開口に対して外側に位置していること、を特徴とする。

本発明によれば、高いＳＮ比を得ることができるコネクタを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るコネクタの外観斜視図である。コネクタからプラグを分離した外観斜視図である。プラグの分解斜視図である。レセプタクル本体及び電気回路部が回路基板に実装される様子を表した図である。レセプタクルの分解斜視図である。レセプタクルを裏面から見た図である。コネクタが用いられた送受信システムの概略構成図である。図８（ａ）は、プラグとレセプタクルとがプラグの４隅で嵌合されている場合の嵌合力の説明に用いる図である。図８（ｂ）は、プラグとレセプタクルとがプラグの４隅以外で嵌合されている場合の嵌合力の説明に用いる図である。プラグをレセプタクルから挿抜する際に用いる道具の先端部分を表した図である。その他の実施形態に係るコネクタが用いられた送受信システムの概略構成図である。特許文献１に記載のコネクタの外観斜視図である。

以下に、本発明の一実施形態に係るコネクタについて図面を参照しながら説明する。

（コネクタの概略構成）
まず、本発明の一実施形態に係るコネクタの概略構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るコネクタ１の外観斜視図である。図２は、コネクタ１からプラグ１０を分離した外観斜視図である。図３は、プラグ１０の分解斜視図である。図４は、レセプタクル本体２１及び電気回路部３０が回路基板４０に実装される様子を表した図である。

図１及び図２に示すように、コネクタ１は、プラグ１０、レセプタクル２０、電気回路部３０及び回路基板４０を備えている。プラグ１０は、光ファイバ５０の一端に設けられており、光信号を電気信号に変換、又は、電気信号を光信号に変換する。以下では、光ファイバ５０が延在している方向をｘ軸方向と定義し、上下方向をｚ軸方向と定義し、ｘ軸方向及びｚ軸方向に直交する方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向は、互いに直交している。

回路基板４０は、表面及び内部に電気回路を有しており、図１及び図２に示すように、ｘｙ平面に平行な実装面４３を有している。また、回路基板４０の実装面４３には、孔４１が設けられている。孔４１は、実装面４３において、ｙ軸方向の正方向側の辺近傍及びｙ軸方向の負方向側の辺近傍に設けられ、互いに対向している。回路基板４０には、レセプタクル２０及び電気回路部３０がｘ軸方向の正方向側から負方向側に向かってこの順に並ぶように実装されている。

光ファイバ５０は、被覆５２及び芯線５４により構成されている。芯線５４は、ガラス又は樹脂からなるコア及びクラッドにより構成されている。被覆５２は、ＵＶ、フッ素、シリコーン樹脂、ポリカーボネイト、アクリルのいずれか、もしくはこれらの混合物であり、芯線５４を被覆している。光ファイバ５０のｘ軸方向の負方向側の端部では、図３に示すように、被覆５２が除去されて芯線５４が露出している。

プラグ１０は、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たときに長方形状をなしており、図３に示すように、プラグ本体１３、フェルール１７及び金属部材１８を有している。

プラグ本体１３は、基板１１、受光素子１２、封止樹脂１５、外部電極１６ａ，１６ｂ、端子部１９ａ，１９ｂ及びビアＶ１，Ｖ２によって構成されている。

基板１１は、直方体状をなしている樹脂基板である。基板１１のｘ軸方向の正方向側の側面上には、以下に説明するように、受光素子１２が実装されている。受光素子１２は、半導体素子からなっており、光ファイバ５０から出力されてきた光信号を電気信号に変換する。

外部電極１６ａ，１６ｂは、基板１１のｘ軸方向の負方向側の側面にｙ軸方向の正方向側から負方向側に向かってこの順に並ぶように設けられている。端子部１９ａ，１９ｂは、基板１１のｘ軸方向の正方向側の側面にｙ軸方向の正方向側から負方向側に向かってこの順に並ぶように設けられている。ここで、外部電極１６ａと端子部１９ａとは、対向しており、ビアＶ１によって接続されている。外部電極１６ｂと端子部１９ｂとは、対向しており、ビアＶ２によって接続されている。また、端子部１９ａ上には、受光素子１２が実装されている。更に、端子部１９ｂと受光素子１２とは、ワイヤＸを用いて、ワイヤボンディングによって電気的に接続されている。これによって、受光素子１２と外部電極１６ａ，１６ｂとは、電気的に接続されている。

封止樹脂１５は、透明な樹脂からなり、基板１１に実装された受光素子１２を封止している。これによって、受光素子１２は、プラグ本体１３に埋め込まれている。

フェルール１７は、直方体状をなした樹脂部材である。フェルール１７は、芯線５４と受光素子１２とを対向させた状態で光ファイバ５０とプラグ本体１３とを固定している。フェルール１７には、凹部Ａ及びホールＨが設けられている。凹部Ａは、フェルール１７のｘ軸方向の負方向側の側面が窪むことによって形成されている。これにより、凹部Ａには、封止樹脂１５がはめ込まれ、プラグ本体１３がフェルール１７に固定される。ホールＨは、円柱状をなした空洞であり、フェルール１７のｘ軸方向の正方向側の側面からｘ軸方向の負方向側へと延在し、凹部Ａへと貫通するように設けられている。そのため、芯線５４がホールＨにｘ軸方向の正方向側から挿入されることで、受光素子１２と光ファイバ５０とは、対向し、光学的に接続されている。

金属部材１８は、受光素子１２をｚ軸方向の正方向側から覆うように設けられている。金属部材１８は、プラグ本体１３及びフェルール１７のｚ軸方向の正方向側の面とｙ軸方向の正方向側の側面及びｙ軸方向の負方向側の側面とを覆っている。また、金属部材１８には、図２及び図３に示すように、凹部８０，８１，８２，８３が設けられている。凹部８０及び凹部８１は、図２に示すように、金属部材１８のｙ軸方向の正方向側の側面が窪んでいることにより設けられている。凹部８０は、凹部８１よりも、ｘ軸方向の正方向側に設けられている。凹部８２及び凹部８３は、図３に示すように、金属部材１８のｙ軸方向の負方向側の側面が窪んでいることにより設けられている。凹部８２は、凹部８３よりも、ｘ軸方向の正方向側に設けられている。

電気回路部３０は、図４に示すように、レセプタクル２０のｘ軸方向の負方向側において回路基板４０の実装面４３に実装され、プラグ１０によって伝送される信号を処理する。電気回路部３０は、回路素子３１、ＩＣ３２、金属キャップ３３及び樹脂部３５を有している。回路素子３１は、回路基板４０の実装面４３に実装されているチップ型の電子部品である。ＩＣ３２は、増幅回路を含んでいる半導体集積回路である。ＩＣ３２内の増幅回路は、受光素子１２から出力されてくる電気信号を増幅させるための回路であり、後述するばね端子２３ａ，２３ｂと電気的に接続されている。図４に示すように、回路素子３１及びＩＣ３２は、樹脂部３５によって封止されている。金属キャップ３３は、樹脂部３５によって封止された回路素子３１及びＩＣ３２を覆うキャップである。金属キャップ３３は、ｚ軸方向の正方向側、ｙ軸方向の正方向側及びｙ軸方向の負方向側から樹脂部３５を覆っている。次に、レセプタクル２０の構成について説明する。

（レセプタクルの構成）
図５は、レセプタクル２０の分解斜視図である。図６は、レセプタクル２０を裏面から見た図である。レセプタクル２０は、図５に示すように、レセプタクル本体２１、ばね端子２３ａ，２３ｂ、絶縁部２５、固定部材２９及び保持部材７０〜７３を含んでおり、回路基板４０上に実装されている。レセプタクル２０には、プラグ１０がｚ軸方向の正方向側（上方）から装着される。

レセプタクル本体２１、固定部材２９及び保持部材７０〜７３は、１枚の金属板が折り曲げられることによって構成されている。より詳細には、レセプタクル本体２１、固定部材２９及び保持部材７０〜７３は、ロ字型の１枚の金属板が折り曲げられることで構成されている。より詳細には、金属板のｘ軸方向の正方向側の辺、ｙ軸方向の正方向側の辺の中央部分及びｙ軸方向の負方向側の辺の中央部分がｚ軸方向の負方向側に向かって折り曲げられることにより、レセプタクル本体２１、固定部材２９及び保持部材７０〜７３は構成されている。

レセプタクル本体２１は、プラグ１０がｚ軸方向の正方向側から装着される筐体である。レセプタクル本体２１には、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、長方形状をなし、プラグ１０がｚ軸方向の正方向側（上方）から装着される開口Ｏが設けられている。レセプタクル本体２１は、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たときに、プラグ１０の周囲を囲む形状（すなわちロ字型）をなしている。より詳細には、開口Ｏは、辺ｋ，ｌ，ｍ，ｎによって囲まれている。開口Ｏにおいて、ｙ軸方向に延在している辺のうち、ｘ軸方向の負方向側の辺が辺ｋであり、ｘ軸方向の正方向側の辺が辺ｌである。また、ｘ軸方向に延在している辺のうち、ｙ軸方向の正方向側の辺が辺ｍであり、ｙ軸方向の負方向側の辺が辺ｎである。辺ｋと辺ｌ、辺ｍと辺ｎとは、互いに平行である。

図５に示すように、レセプタクル本体２１において、辺ｍの両端には、開口Ｏからｙ軸方向の正方向側（外側）へ向かって窪むように切り欠きＡ，Ｂが設けられている。切り欠きＡは、切り欠きＢよりもｘ軸方向の正方向側に位置している。切り欠きＡ，Ｂはそれぞれ、辺ｍからｙ軸方向の正方向側へいくにつれて、ｘ軸方向の幅が狭くなる台形状をなしている。レセプタクル本体２１において、辺ｎの両端には、開口Ｏからｙ軸方向の負方向側（外側）へ向かって窪むように切り欠きＣ，Ｄが設けられている。切り欠きＣは、切り欠きＤよりもｘ軸方向の正方向側に位置している。切り欠きＣ，Ｄはそれぞれ、辺ｎからｙ軸方向の負方向側にいく（遠ざかる）につれて、ｘ軸方向の幅が狭くなる台形状をなしている。

固定部材２９は、図５に示すように、レセプタクル本体２１のｙ軸方向の正方向側の辺及びｙ軸方向の負方向側の辺においてｘ軸方向の負方向側の端部に接続されている。固定部材２９は、ｚ軸方向に延在しており、図１及び図２に示すように、回路基板４０の孔４１に圧入される。これにより、レセプタクル２０は、回路基板４０に実装されている。この際、固定部材２９は固定基板４０内のグランド導体に接続される。これによりレセプタクル本体２１は、グランド電位に保たれる。

保持部材７０，７１は、辺ｍの両端に位置し、プラグ１０を固定するばね部材である。保持部材７０は、保持部材７１よりもｘ軸方向の正方向側に位置している。ここで、保持部材７０，７１のｙ軸方向の負方向側の端部を端部７０ａ，７１ａとし、ｙ軸方向の正方向側の端部を端部７０ｂ，７１ｂとする。端部７０ａ，７１ａは、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、開口Ｏ内に位置している。また、端部７０ａは、切り欠きＡ内に位置しており、端部７１ａは、切り欠きＢ内に位置している。端部７０ｂ，７１ｂは、レセプタクル本体２１と接続されている。これによって、保持部材７０，７１は、ｘ軸方向から見たとき、Ｕ字状をなしている。端部７０ａ，７１ａにおけるｘ軸方向の幅は、端部７０ｂ、７１ｂにおけるｘ軸方向の幅よりも狭くなっている。すなわち、保持部材７０，７１は、先端にいくに従って、幅が狭くなる台形状をなしている。

保持部材７２，７３は、辺ｎの両端に位置し、プラグ１０を固定するばね部材である。保持部材７２は、保持部材７３よりもｘ軸方向の正方向側に位置している。ここで、保持部材７２，７３のｙ軸方向の正方向側の端部を端部７２ａ，７３ａとし、ｙ軸方向の負方向側の端部を端部７２ｂ，７３ｂ（図示せず）とする。端部７２ａ，７３ａは、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、開口Ｏ内に位置している。また、端部７２ａは、切り欠きＣ内に位置しており、端部７３ａは、切り欠きＤ内に位置している。端部７２ｂ，７３ｂは、レセプタクル本体２１と接続されている。これによって、保持部材７２，７３は、ｘ軸方向から見たとき、Ｕ字状をなしている。端部７２ａ，７３ａにおけるｘ軸方向の幅は、端部７２ｂ、７３ｂにおけるｘ軸方向の幅よりも狭くなっている。すなわち、保持部材７２，７３は、先端にいくに従って、幅が狭くなる台形状をなしている。

ばね端子２３ａ，２３ｂは、プラグ１０と電気的に接続される信号用の外部電極である。以下に、ばね端子２３ａ，２３ｂについてより詳細に説明する。

ばね端子２３ａは、図５及び図６に示すように、接触部９０ａ、ばね部９１ａ及び固定部９２ａによって構成されている。ばね部９１ａは、接触部９０ａと固定部９２ａとを接続し、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たときに、折り返し部を有するＵ字状の板ばねである。具体的には、ばね部９１ａは、保持部材７１よりもｘ軸方向の負方向側に位置しており、図６に示すように、ばね部材９３ａ，９４ａ及び折り返し部９５ａを有している。ばね部材９３ａ，９４ａは、辺ｋに沿って延在しており、同方向に折り曲げられている板ばねからなっている。具体的には、ばね部材９３ａ，９４ａは、ｙ軸方向の中点付近において、ｘ軸方向の負方向側に折り曲げられた「く」字状をなし、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、ｙ軸方向の正方向側にいくに従って、ｘ軸方向の負方向側へと曲がっている。ばね部材９３ａは、ばね部材９４ａよりもｘ軸方向の正方向側に位置している。これによって、ばね部材９３ａは、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たとき、保持部材７１のｘ軸方向の負方向側において、保持部材７１と対向しており、保持部材７１から遠ざかる方向に曲がっている。折り返し部９５ａは、円弧状をなしており、ばね部材９３ａのｙ軸方向の正方向側の端部とばね部材９４ａのｙ軸方向の正方向側の端部とを接続している。

ばね端子２３ｂは、図５及び図６に示すように、接触部９０ｂ、ばね部９１ｂ及び固定部９２ｂによって構成されている。ばね部９１ｂは、接触部９０ｂと固定部９２ｂとを接続し、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、折り返し部を有するＵ字状の板ばねである。具体的には、ばね部９１ｂは、保持部材７３よりもｘ軸方向の負方向側に位置しており、図６に示すように、ばね部材９３ｂ，９４ｂ及び折り返し部９５ｂを有している。ばね部材９３ｂ，９４ｂは、辺ｋに沿って延在しており、同方向に折り曲げられている板ばねからなっている。具体的には、ばね部材９３ｂ，９４ｂは、ｙ軸方向の中点付近において、ｘ軸方向の負方向側に折り曲げられた「く」字状をなし、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、ｙ軸方向の負方向側にいくに従って、ｘ軸方向の負方向側へと曲がっている。ばね部材９３ｂは、ばね部材９４ｂよりもｘ軸方向の正方向側に位置している。これによって、ばね部材９３ｂは、保持部材７３のｘ軸方向の負方向側において、保持部材７３と対向しており、保持部材７３から遠ざかる方向に曲がっている。折り返し部９５ｂは、円弧状をなしており、ばね部材９３ｂのｙ軸方向の負方向側の端部とばね部材９４ｂのｙ軸方向の負方向側の端部とを接続している。

接触部９０ａ，９０ｂは、ばね端子２３ａ，２３ｂの端部のうちｘ軸方向の正方向側に位置している（折り返し部９５が接続されていない方の）端部である。接触部９０ａは、ばね部材９３ａにおいて、ｙ軸方向の負方向側、かつ、ｚ軸方向の正方向側の端部に接続されている。接触部９０ｂは、ばね部材９３ｂにおいて、ｙ軸方向の正方向側、かつ、ｚ軸方向の正方向側の端部に接続されている。接触部９０ａ，９０ｂは、図６に示すように、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たときに、開口Ｏ内に位置している。接触部９０ａ，９０ｂは、ｙ軸方向の正方向側（水平方向であって、光ファイバ５０と直交している方向）から見たときに、逆Ｕ字状をなすように折り曲げられて、ばね部９１ａ，９１ｂのｘ軸方向の正方向側に引き出されている。接触部９０ａ，９０ｂは、プラグ１０のｘ軸方向の負方向側の側面に接触している。より具体的には、接触部９０ａ，９０ｂはそれぞれ、プラグ１０の外部電極１６ａ，１６ｂと接触している。ここで、接触部９０ａ，９０ｂはそれぞれ、ばね部９１ａ，９１ｂのｘ軸方向の正方向側の端部とのなす角度が約４５°になるように傾けられている。

固定部９２ａ，９２ｂは、ばね端子２３ａ，２３ｂの端部のうちｘ軸方向の負方向側に位置している（折り返し部９５が接続されていない方の）端部であり、ｘ軸方向の負方向側に向かって延びている。固定部９２ａ，９２ｂは、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たときに、辺ｋよりも開口Ｏの外側に位置している。固定部９２ａは、ばね部材９４ａにおいてｙ軸方向の負方向側、かつ、ｚ軸方向の負方向側の端部に接続されている。固定部９２ｂは、ばね部材９４ｂにおいてｙ軸方向の正方向側、かつ、ｚ軸方向の負方向側の端部に接続されている。固定部９２ａ，９２ｂは、レセプタクル２０の実装時に、回路基板４０のランド（図示せず）に接続され、外部端子として機能する。

以上のように構成されたばね端子２３ａ，２３ｂは、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、折り返し部９５ａ，９５ｂを有するＵ字状をなしている。ばね端子２３ａは、Ｕ字状の折り返し部９５ａがｙ軸方向の正方向側を向いており、折り返し部９５ａの先端は、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たときに、辺ｍ（辺ｋに直交する辺）よりもｙ軸方向の正方向側（開口Ｏに対して外側）に位置している。ばね端子２３ｂは、Ｕ字状の折り返し部９５ｂがｙ軸方向の負方向側を向いており、折り返し部９５ｂの先端は、辺ｎ（辺ｋに直交する辺）よりもｙ軸方向の負方向側（開口Ｏに対して外側）に位置している。これにより、ばね端子２３ａとばね端子２３ｂとは、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たときに、ｘ軸（光ファイバ５０が延在している方向）に対して線対称となっている。そして、ばね端子２３ａ，２３ｂは、接触部９０ａ，９０ｂが外部電極１６ａ，１６ｂと接触し、固定部９２ａ，９２ｂが回路基板４０のランドに接続されることにより、プラグ１０と回路基板４０との間の信号の伝送を中継する端子として機能している。

絶縁部２５は、直方体状をなし、樹脂によって構成されている。絶縁部２５は、ばね端子２３ａ，２３ｂと一体成型されている。これによって、ばね端子２３ａ，２３ｂは、レセプタクル本体２１と電気的に接続されないようレセプタクル本体２１に絶縁部２５によって、固定されている。より詳細には、絶縁部２５のｙ軸方向の正方向側の側面及びｙ軸方向の負方向側の側面から、ばね部９１ａ及びばね部９１ｂが引き出され、絶縁部２５の背面から、固定部９２ａ，９２ｂが引き出されている。そして、絶縁部２５は、絶縁部２５の上面２８において、レセプタクル本体２１に固定されている。

以上のように構成されたレセプタクル２０には、開口Ｏ内にプラグ１０がｚ軸方向の正方向側から装着される。このとき、図１及び図２に示すように、保持部材７０〜７３はそれぞれ、凹部８０〜８３に係合する。更に、ばね端子２３ａ，２３ｂと外部電極１６ａ，１６ｂとは接触し、ばね端子２３ａ，２３ｂは、外部電極１６ａ，１６ｂに対して圧接する。また、プラグ１０は、ばね端子２３ａ，２３ｂによって、ｘ軸方向の正方向側に押される。これらによって、プラグ１０は、レセプタクル２０に固定される。

図７は、コネクタ１が用いられた送受信システム１００の概略構成図である。図７に示すように、光ファイバ５０の両端に受信用コネクタ１ａ及び送信用コネクタ１ｂがそれぞれ設けられる。そして、受信用コネクタ１ａは、受信用回路基板４０ａ及びフォトダイオード１２ａを備えている。送信用コネクタ１ｂは、送信用回路基板４０ｂ及びＶＣＳＥＬ１２ｂを備えている。これによって、光ファイバ５０を通じて、送信用コネクタ１ｂから受信用コネクタ１ａへ信号が伝送される。

（効果）
以下に説明するように、コネクタ１によれば、高いＳＮ比を得ることができる。より詳細には、コネクタ１では、接触部９０ａ，９０ｂはそれぞれ、外部電極１６ａ，１６ｂに対して圧接している。そのため、接触部９０ａ，９０ｂと外部電極１６ａ，１６ｂとの接触面積は、これらが圧接していない場合における接触面積よりも大きくなるので、接触部９０ａ，９０ｂと外部電極１６ａ，１６ｂとの間の抵抗値も、これらが圧接していない場合における抵抗値よりも低くなる。これにより、プラグ１０からレセプタクル２０を介して電気回路部３０へと伝送される電気信号の電流値が大きくなる。よって、コネクタ１によれば、高いＳＮ比を得ることができる。

レセプタクル２０によると、保持部材７０〜７３によってプラグ１０がレセプタクル２０に固定されているので、プラグ１０とレセプタクル２０との嵌合力を強くすることができる。以下に図面を参照しながら説明する。図８（ａ）は、プラグ１０とレセプタクル２０とがプラグ１０の４隅で嵌合されている場合の嵌合力の説明に用いる図である。図８（ｂ）は、プラグ２１０とレセプタクル２２０とがプラグ２１０の４隅以外で嵌合されている場合の嵌合力の説明に用いる図である。

図８（ａ）に示すように、プラグ１０とレセプタクル２０とがプラグ１０の４隅で嵌合されている場合、及び、図８（ｂ）に示すように、プラグ２１０とレセプタクル２２０とがプラグ２１０のｘ軸方向の負方向側の端部の２か所及びプラグ２１０のｘ軸方向の正方向側の端部以外の２か所で嵌合されている場合について、光ファイバ５０，２５０をｚ軸方向の正方向側に引いたときのプラグ１０，２１０の外れ易さを比較する。光ファイバ５０をｚ軸方向の正方向側に引くとき、支点となるのは、プラグ１０，２１０のｘ軸方向の負方向側の端部の支点Ｓである。ここで、Ｆ１は、光ファイバ５０，２５０をｚ軸方向の正方向側に引く力、Ｆ２は、嵌合によってプラグ１０，２１０にかかる力である。Ｌ１は、光ファイバ５０，２５０において力が加えられる点から支点Ｓまでの長さ、Ｌ２は、レセプタクル２０のｘ軸方向の正方向側の端部においてプラグ１０とレセプタクル２０とが嵌合されている点から支点Ｓまでの長さである。Ｌ３は、レセプタクル２２０のｘ軸方向の負方向側の端部以外において、プラグ２１０とレセプタクル２２０とが嵌合されている点から支点Ｓまでの長さである。Ｍ１は、支点Ｓを中心に時計回りに働く力のモーメントで、Ｍ２は、支点Ｓを中心に時計回りに働く力のモーメントである。

図８（ａ）に示すように、光ファイバ５０をｚ軸方向の正方向側にＦ１の力で引いたとき、支点Ｓを中心に時計回りに働く力のモーメントは、Ｆ１Ｌ１である。このとき、プラグ１０とレセプタクル２０とが嵌合されていることによって、支点Ｓを中心に反時計回りに働く力のモーメントは、Ｆ２Ｌ２である。よって、支点Ｓを中心に時計回りに働く力のモーメントは、式（１）のようになる。
Ｍ１＝Ｆ１Ｌ１−Ｆ２Ｌ２…（１）

図８（ｂ）に示すように、光ファイバ２５０をｚ軸方向の正方向側にＦ１の力で引いたとき、支点Ｓを中心に時計回りに働く力のモーメントは、Ｆ１Ｌ１であり、図８（ａ）の場合と等しい。このとき、プラグ２１０とレセプタクル２２０とが嵌合されていることによって、支点Ｓを中心に反時計回りに働く力のモーメントは、Ｆ２Ｌ３である。よって、支点Ｓを中心に時計回りに働く力のモーメントは、式（２）のようになる。
Ｍ２＝Ｆ１Ｌ１−Ｆ２Ｌ３…（２）

ここで、図８（ａ）及び図８（ｂ）から、Ｌ２＞Ｌ３が成立しているため、式（１）と式（２）とを比較すると、Ｍ１＜Ｍ２となる。そのため、図８（ａ）に示すように、プラグ１０とレセプタクル２０とが４隅で嵌合されている場合の方が、レセプタクルからプラグが外れようとするモーメントが小さい。すなわち、プラグ１０の方がプラグ２１０よりもレセプタクルから外れにくく、プラグ１０とレセプタクル２０との嵌合力が強い。

更に、レセプタクル２０によれば、プラグ１０とレセプタクル２０とをプラグ１０の４隅において嵌合し、嵌合力を増加させた場合であっても、コネクタ１の低背化を図ることができる。より詳細には、保持部材７０〜７３は、図５及び図６に示すように、レセプタクル２０の開口Ｏの４隅に位置している。そのため、ばね端子２３ａ，２３ｂがｚ軸方向から見たときにｙ軸方向に延びるＵ字状をなすように配置されている場合は、保持部材７１，７３とばね端子２３ａ，２３ｂとは接触してしまう。これを避けるために、ばね端子２３ａ，２３ｂをｙ軸方向から見たときに逆Ｕ字状をなすよう配置することも考えられる。しかしながら、この場合には、レセプタクル２０がｚ軸方向に延在する長さが長くなってしまい、レセプタクル２０の低背化を図ることができない。

そこで、ばね端子２３ａ，２３ｂは、以下に説明する構成を有している。より詳細には、ばね部材９３ａ，９３ｂは、ｙ軸方向の中点付近において、ｘ軸方向の負方向側に折り曲げられた「く」字状をなしている。すなわち、ばね部材９３ａは、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、ｙ軸方向の正方向側にいくに従って、ｘ軸方向の負方向側へと曲がっている。同様に、ばね部材９３ｂは、ｚ軸方向の正方向側から見たときに、ｙ軸方向の負方向側にいくに従って、ｘ軸方向の負方向側へと曲がっている。これによって、ばね端子２３ａ，２３ｂのうち、ばね端子２３ａ，２３ｂから最も近い位置にある保持部材７１，７３と対向しているばね部材９３ａ，９３ｂは、該保持部材７１，７３から遠ざかる方向へと曲がっている。その結果、ばね部材９３ａ，９３ｂが保持部材７１，７３と接触することが抑制され、レセプタクル２０の低背化が図られる。

また、ばね端子２３ａ，２３ｂのＵ字状の折り返し部分の先端はそれぞれ、辺ｍまたは辺ｎよりもｙ軸方向の正方向側またはｙ軸方向の負方向側に位置している。そのため、ばね部９１ａ，９１ｂの長さを十分に長くすることができ、ばね端子２３ａ，２３ｂは、大きく変位させられても塑性変形しにくい。すなわち、ばね端子２３ａ，２３ｂにおいて、高いばね性を得ることができる。

図５に示すように、レセプタクル本体２１に切り欠きＡ〜Ｄを設けることによって、保持部材７０〜７３の端部７０ａ，７１ａ，７２ａ，７３ａとレセプタクル本体２１とが通常では接触しない構造になっている。

切り欠きＡ〜Ｄは、図５及び図６に示すように、ｚ軸方向の正方向側から見たときにそれぞれ辺ｍ，ｎから遠くなるにつれて、ｘ軸方向の幅が狭くなる台形状をなしている。これによって、レセプタクル２０では、切り欠きＡ〜Ｄが長方形状である場合と比較して、レセプタクル本体２１の面積が大きくなるので、レセプタクル本体２１の強度が高くなる。

保持部材７０〜７３の端部７０ａ，７１ａ，７２ａ，７３ａにおけるｘ軸方向の幅は、端部７０ｂ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂにおけるｘ軸方向の幅よりも短くなっている。これによって、切り欠きＡ〜Ｄの面積が小さくても、保持部材７０〜７３が切り欠きＡ〜Ｄに嵌ることが可能となる。

保持部材７０〜７３は、レセプタクル本体２１に接続されている端部７０ｂ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂを起点としたフック形状をなしている。そのため、保持部材７０〜７３は、ばねとして機能する部分の長さが長いことから、大きく変位させられても、塑性変形しにくい。すなわち、高いばね性を得ることができる。

また、図５に示すように、保持部材７０〜７３において、端部７０ａ〜７３ａは、大きく変位しようとするとレセプタクル本体２１に当たってしまう。そのため、保持部材７０〜７３は、塑性変形するほど大きく変位しない。

接触部９０ａ，９０ｂによって、プラグ１０をｘ軸方向の正方向側へ押し込むことで、レセプタクル本体２１に固定させることができる。

接触部９０ａ，９０ｂの先端はそれぞれ、ばね部材９３ａ，９３ｂとのなす角度が約４５°になるように傾けられている。そのため、接触部９０ａ，９０ｂは、機械的にプラグ１０の誘い込みを行うことができる。

接触部９０ａ，９０ｂは、ばね部材９３ａ，９３ｂが撓むことによって、ｘ軸方向に変位する。ここで、図５に示すように、接触部９０ａ，９０ｂのｘ軸方向の負方向側には、絶縁部２５が設けられている。そのため、接触部９０ａ，９０ｂは、大きく変位しようとすると絶縁部２５に当たってしまう。よって、接触部９０ａ，９０ｂは、塑性変形するほど大きく変位しない。

レセプタクル２０において、図１及び図２に示すように、固定部材２９は、孔４１に圧入されている。そのため、プラグ１０をレセプタクル２０から挿抜する際、プラグ１０をｚ軸方向の正方向側に引き上げることで、レセプタクル２０にｚ軸方向の正方向側へ応力がかかっても、レセプタクル２０は、回路基板４０に確実に実装されているため、回路基板４０から外れない。

図２に示すように、ｚ軸方向の正方向側（上方）から見たときに、レセプタクル本体２１はプラグ１０を囲む形状をなしていることから、プラグ１０がレセプタクル２０から抜けにくくなり、プラグ１０とレセプタクル２０との嵌合力を強くすることができる。

図９は、プラグ１０をレセプタクル２０から挿抜する際に用いるピンセット型の道具Ｅの先端部分を表した図である。コネクタ１においては、道具Ｅを用いて、プラグ１０をレセプタクル２０から挿抜するため、挿抜時に光ファイバ５０などに手を触れる必要がなくなる。光ファイバ５０に対する応力を緩和することができるので、光ファイバ５０に負担をかけず、断線等の故障を防止することができる。より詳細には、図９に示すＬ字型の道具Ｅを、切り欠きＭ，Ｎからプラグ１０の凹部Ｕ，Ｖ（図２及び図３参照）に嵌めこむことで、プラグ１０をレセプタクル２０から挿抜する。プラグ１０をレセプタクル２０に挿入する際は、道具Ｅでプラグ１０を挟み、レセプタクル本体２１のｚ軸方向の正方向側から嵌めこむ。

また、図１及び図２に示すように、切り欠きＭ，Ｎを介して、プラグ１０とレセプタクル２０との嵌合を、確認することができるため、嵌合作業の効率が良くなる。

更に、金属キャップ３３と金属部材１８とレセプタクル本体２１とは、グランドに接続されているため、同電位になっている。これにより、コネクタ１全体は、外部からのノイズが遮断され、コネクタ１はシールド効果を発揮することができる。シールド効果によって、回路素子３１の耐ＥＳＤ性（静電気放電）及び耐ＥＭＣ性（電磁両立性）を向上させることができる。また、外部電気インターフェイスの耐ＥＭＣ性を向上させることができる。

金属部材１８及びレセプタクル本体２１は金属によって構成されており、それぞれ回路基板４０のグランド導体（図示せず）に接続されている。そのため、静電気による大電流は、金属部材１８、レセプタクル本体２１及び回路基板４０のグランド導体を介してグランドへと導かれるようになる。

プラグ１０は、図１及び図２に示すように、金属製の保持部材７０〜７３を介してレセプタクル２０に接触している。そのため、プラグ１０と保持部材７０〜７３との間に摩耗が発生しにくく、プラグ１０及び保持部材７０〜７３の形状ばらつきによる接触性の偏りを防止できる。

プラグ１０とレセプタクル２０とは、金属部材１８とレセプタクル本体２１とが嵌合することによって固定されているため、嵌合時のクリック感が強く、嵌合できたことを音と感触で実感することができる。

（その他の実施形態）
以上のように構成されたコネクタ１は、前記実施形態に示したものに限らない。したがって、コネクタ１は、その要旨の範囲内において変更可能である。

本実施形態におけるレセプタクル本体２１の光電変換素子は、受光素子１２であるとしたが、発光素子であってもよい。発光素子は、電気回路部３０から出力されてきた電気信号を光信号に変換し、光ファイバ５０に出力する。このとき電気回路部３０のＩＣ３２は、駆動回路として機能する。ＩＣ３２は、ばね端子２３ａ，２３ｂと電気的に接続されており、かつ、発光素子へ出力する電気信号を生成する。

ここで、ＩＣ３２は、発光素子の光量に応じた電流値を出力する。そのため、発光素子の光量が少ないときは、ＩＣ３２は、微弱な電流値を有する電気信号を出力する。よって、この電気信号にノイズがのると、ＳＮ比が低くなってしまうという問題を有する。この場合においても、プラグ１０とレセプタクル２０とを圧接させることが有効である。

また、外部電極１６ａ，１６ｂがばね端子であり、レセプタクル２０に設けられているばね端子２３ａ，２３ｂが板状の外部電極に置き換えられていてもよい。この場合、外部電極１６ａ，１６ｂは、ｙ軸方向（水平方向であって前記光ファイバと直交する方向）から見たときに、Ｕ字状をなす板ばねであり、レセプタクル２０と接触している。

図１０は、その他の実施形態に係るコネクタ１が用いられた送受信システムの概略構成図１００ａである。図１０に示すように、受信用コネクタ１ａ，送信用コネクタ１ｂには、ＳＥＲＤＥＳ装置９９が設けられていてもよい。ＳＥＲＤＥＳ装置９９は、回路基板４０に実装されている。ＳＥＲＤＥＳ装置９９は、シリアル信号をパラレル信号に変換し、パラレル信号をシリアル信号に変換する。これによって、駆動回路とＳＥＲＤＥＳ回路との間隔が狭くなるため、光伝送特性が向上する。

コネクタ１において、金属キャップ３３とレセプタクル本体２１とは、一体となっていてもよい。これによって、コネクタ１全体の耐ＥＳＤ性、耐ＥＭＣ性を向上させることができる。また、部品数が少なくなることによってコスト削減を図ることができ、作製時の低工数化により作製時間が短縮される。

レセプタクル２０においては、保持部材は４つ設けられているが、保持部材は５つ以上設けられていてもよい。この場合、複数か所でプラグ１０とレセプタクル２０とが嵌合されるため、嵌合力をより強くすることができる。また、保持部材とレセプタクル本体２１とが接触しないように、レセプタクル本体２１に複数の切り欠きを設ける必要がある。

レセプタクル２０においては、ばね端子は２つ設けられているが、ばね端子は、１つだけであってもよい。１つのばね端子であっても、その両端に接触部及び固定部を有していれば、外部電極１６ａ，１６ｂや回路基板４０のランド（図示せず）と接続されることができるからである。

プラグ１０に搭載される光ファイバ５０及び受光素子１２は、複数個あってもよい。これによって、伝送容量を増やすことができる。また、光ファイバ５０及び受光素子１２は、アレイ化されていてもよい。

光ファイバ５０は、石英ファイバだけでなく、有機光導波路やＰＯＦ（ＰｌａｓｔｉｃＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒ）であってもよい。用途に合わせて、これらの光伝送路を選択することができる。

なお、金属部材１８及び金属キャップ３３は、金属によって構成されていなくてもよい。

本発明は、コネクタに有用であり、特に、高いＳＮ比を得ることができるコネクタを提供することができる点において優れている。

１コネクタ
１０プラグ
１２受光素子
１３プラグ本体
１５封止樹脂
１６ａ，１６ｂ外部電極
１７フェルール
１８金属部材
１９ａ，１９ｂ端子部
２０レセプタクル
２１レセプタクル本体
２３ａ，２３ｂばね端子
２５絶縁部
２９固定部材
３０電気回路部
３１回路素子
３２ＩＣ
３３金属キャップ
４０回路基板
４１孔
４３実装面
５０光ファイバ
５２被覆
５４芯線
７０〜７３保持部材
８０〜８３凹部
１００送受信システム

Claims

光ファイバの一端に設けられるプラグと、
前記プラグが上方から装着されるレセプタクルと、
電気回路部と、
前記電気回路部及び前記レセプタクルが実装される回路基板と、
を備えており、
前記プラグは、
プラグ本体と、
前記プラグ本体に設けられ、前記光ファイバから出力されてきた光信号を電気信号に変換する受光素子と、
前記プラグ本体の側面に設けられ、前記受光素子と電気的に接続されている第１の外部電極と、
を含んでおり、
前記レセプタクルは、
前記プラグが上方から装着される開口が設けられているレセプタクル本体と、
前記プラグが前記開口内に装着された際に、前記第１の外部電極と接触する第２の外部電極と、
を含んでおり、
前記電気回路部は、
前記第２の外部電極と電気的に接続されており、かつ、前記受光素子から出力されてくる電気信号を増幅する増幅回路を、
含んでおり、
前記第１の外部電極又は前記第２の外部電極のいずれか一方は、該第１の外部電極又は該第２の外部電極のいずれか他方に対して圧接するばね端子であり、
前記開口は、長方形状をなしており、
前記第２の外部電極は、
上方から見たときに、Ｕ字状をなしている前記ばね端子であり、
前記開口の第１の辺に沿って延在している第１のばね部材及び第２のばね部材と、
前記第１のばね部材の一端と前記第２のばね部材の一端とを接続する折り返し部と、
前記第２のばね部材の他端に接続され、前記回路基板に接続される固定部と、
前記第１のばね部材の他端に接続され、前記第１の外部電極に接触する接触部と、
によって構成されており、
前記折り返し部の先端は、上方から見たときに、前記第１の辺に直交する第２の辺よりも前記開口に対して外側に位置していること、
を特徴とするコネクタ。
光ファイバの一端に設けられるプラグと、
前記プラグが上方から装着されるレセプタクルと、
電気回路部と、
前記電気回路部及び前記レセプタクルが実装される回路基板と、
を備えており、
前記プラグは、
プラグ本体と、
前記プラグ本体に設けられ、前記電気回路部から出力されてきた電気信号を光信号に変換し、前記光ファイバに出力する発光素子と、
前記プラグ本体の側面に設けられ、前記発光素子と電気的に接続されている第１の外部電極と、
を含んでおり、
前記レセプタクルは、
前記プラグが上方から装着される開口が設けられているレセプタクル本体と、
前記プラグが前記開口内に装着された際に、前記第１の外部電極と接触する第２の外部電極と、
を含んでおり、
前記電気回路部は、
前記第２の外部電極と電気的に接続されており、かつ、前記発光素子へ出力する電気信号を生成する駆動回路を、
含んでおり、
前記第１の外部電極又は前記第２の外部電極のいずれか一方は、該第１の外部電極又は該第２の外部電極のいずれか他方に対して圧接するばね端子であり、
前記開口は、長方形状をなしており、
前記第２の外部電極は、
上方から見たときに、Ｕ字状をなしている前記ばね端子であり、
前記開口の第１の辺に沿って延在している第１のばね部材及び第２のばね部材と、
前記第１のばね部材の一端と前記第２のばね部材の一端とを接続する折り返し部と、
前記第２のばね部材の他端に接続され、前記回路基板に接続される固定部と、
前記第１のばね部材の他端に接続され、前記第１の外部電極に接触する接触部と、
によって構成されており、
前記折り返し部の先端は、上方から見たときに、前記第１の辺に直交する第２の辺よりも前記開口に対して外側に位置していること、
を特徴とするコネクタ。
前記接触部の端部は、水平方向であって前記光ファイバと直交する方向から見たときに、逆Ｕ字状をなし、前記プラグと接触していること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のコネクタ。
前記レセプタクルは、
前記第２の外部電極を前記レセプタクル本体に固定する絶縁部材を、
更に含んでいること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のコネクタ。
上方から見たときに、前記第２の外部電極と、前記光ファイバが延在している方向に対して線対称に構成されている第３の外部電極を、
更に備えていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のコネクタ。
前記レセプタクル本体は、上方から見たときに、前記プラグの周囲を囲む形状をなしていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のコネクタ。
前記電気回路部は、
前記増幅回路を覆う金属キャップを、
更に含んでいること、
を特徴とする請求項１または請求項６のいずれかに記載のコネクタ。
前記金属キャップと前記レセプタクル本体とは、一体となっていること、
を特徴とする請求項７に記載のコネクタ。
前記第１の外部電極は、前記ばね端子であり、
該第１の外部電極の端部は、水平方向であって前記光ファイバと直交する方向から見たときに、Ｕ字状をなし、前記レセプタクルと接触していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のコネクタ。