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技術 プラグコネクタ及びアダプタ

出願人 ホシデン株式会社
発明者 谷口恵一山本勝敏
出願日 2015年10月14日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2015-202574
公開日 2017年4月20日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-076487
状態 特許登録済
技術分野 雄雌嵌合接続装置細部
主要キーワード Nチャンネル 電力遮断スイッチ 接続電源 上下二列 発熱信号 プラグ挿入用 右側片 接触タイミング
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年4月20日)のものです。
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図面 (20)

課題

相手コネクタとの嵌合部での異常発熱に対し感度よく通電遮断できるプラグコネクタを提供する。

解決手段

コンタクト30と、コンタクト30を保持したボディ50と、ボディ50を覆った金属シェル60と、コンタクト30を半田接続したプリント回路基板70とを含み、ボディ50は相手コネクタとの嵌合部52を含み、基板70は熱保護回路80を含み、熱保護回路80は、温度を検出する温度スイッチIC90と、基板70の電源配線にあるFET100とを含み、温度スイッチIC90の検出温度が所定の温度を超えたときにFET100によって電源配線を遮断するプラグコネクタにおいて、基板70は、金属シェル60の熱を温度スイッチICに伝える熱伝導パターン110を含むことを特徴とするプラグコネクタ。

概要

背景

従来、2つのコネクタと、熱保護回路を含むケーブルがある(特許文献1)。特許文献1では、ケーブルの一端に接続したコネクタが雄のUSBコネクタであり、ケーブルの他端に接続したコネクタが30ピンコネクタである。このケーブルを使えば、アップル社製のiPod(登録商標)、iPhone(登録商標)、iPad(登録商標)を直接、又はLightning(登録商標)アダプタ経由でパーソナルコンピュータUSBポートにつないで充電を行える。また、USB電源アダプタにつなげば、コンセントから充電することもできる。熱保護回路は、30ピンコネクタ内にあるプリント回路基板実装されている。熱保護回路は、温度感知素子サーミスタ)と電力遮断スイッチFET)とを含み、電力遮断スイッチが電源用ケーブル導体コネクタピンとの間の基板導電路にあり、温度感知素子が所定の温度を超えたときに電力遮断スイッチによって電力供給遮断する。

概要

相手コネクタとの嵌合部での異常発熱に対し感度よく通電を遮断できるプラグコネクタを提供する。コンタクト30と、コンタクト30を保持したボディ50と、ボディ50を覆った金属シェル60と、コンタクト30を半田接続したプリント回路基板70とを含み、ボディ50は相手コネクタとの嵌合部52を含み、基板70は熱保護回路80を含み、熱保護回路80は、温度を検出する温度スイッチIC90と、基板70の電源配線にあるFET100とを含み、温度スイッチIC90の検出温度が所定の温度を超えたときにFET100によって電源配線を遮断するプラグコネクタにおいて、基板70は、金属シェル60の熱を温度スイッチICに伝える熱伝導パターン110を含むことを特徴とするプラグコネクタ。

目的

本発明の目的は、相手コネクタとの嵌合部での異常発熱に対し感度よく通電を遮断できるプラグコネクタ及びアダプタを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のコンタクトと、前記コンタクトを保持したボディと、前記ボディを覆った金属シェルと、前記コンタクトを半田接続したプリント回路基板とを含み、前記ボディは相手コネクタとの突出した嵌合部を含み、前記プリント回路基板は熱保護回路を含み、前記熱保護回路は、温度を検出する温度スイッチICと、前記プリント回路基板の電源配線にあるFETとを含み、前記温度スイッチICの検出温度が所定の温度を超えたときに前記FETによって前記電源配線を遮断するプラグコネクタにおいて、前記プリント回路基板は、前記金属シェルの熱を前記温度スイッチICに伝える熱伝導パターンを含むことを特徴とするプラグコネクタ。

請求項2

前記熱伝導パターンは、前記プリント回路基板の厚さ方向において前記温度スイッチICと重なる部分を含むことを特徴とする請求項1に記載のプラグコネクタ。

請求項3

前記プリント回路基板は多層基板であり、前記温度スイッチICは前記プリント回路基板に表面実装し、前記熱伝導パターンは、前記プリント回路基板の少なくとも一方の表層に設け、前記金属シェルを半田接続したシェル接続ランドと、前記温度スイッチICを実装した前記プリント回路基板の表層に隣接した内層に設けた内層導体パターンと、前記シェル接続ランドと前記内層導体パターンとの間を接続したビアと、前記温度スイッチICを実装した前記プリント回路基板の表層に設け、前記温度スイッチICの底面に設けたパッドを半田接続した温度スイッチIC接続ランドとを含み、前記内層導体パターンが、前記プリント回路基板の厚さ方向において前記温度スイッチIC接続ランドと重なる部分を含むことを特徴とする請求項2に記載のプラグコネクタ。

請求項4

前記熱伝導パターンは、前記プリント回路基板の厚さ方向において重なっている前記内層導体パターンと前記温度スイッチIC接続ランドとの間を接続したビアをさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のプラグコネクタ。

請求項5

前記温度スイッチICは前記プリント回路基板に表面実装し、前記熱伝導パターンは前記温度スイッチICを実装した前記プリント回路基板の表層にのみ設けており、前記金属シェルを半田接続したシェル接続ランドと、前記シェル接続ランドとつながると共に前記温度スイッチICの底面に設けたパッドを半田接続した温度スイッチIC接続ランドとを含むことを特徴とする請求項2に記載のプラグコネクタ。

請求項6

前記温度スイッチICは、前記FETを含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のプラグコネクタ。

請求項7

前記プリント回路基板に半田接続したケーブルを含むことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のプラグコネクタ。

請求項8

請求項1から請求項6のいずれかに記載のプラグコネクタを第1のコネクタとして含み、さらに前記第1のコネクタのプリント回路基板に実装した第2のコネクタと、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとをそれぞれの相手コネクタと嵌合可能な状態で前記プリント回路基板を覆ったハウジングとを含むことを特徴とするアダプタ

技術分野

0001

本発明は、異常発熱を検出して通電遮断する熱保護回路を含むプラグコネクタ及びアダプタに関する。

背景技術

0002

従来、2つのコネクタと、熱保護回路を含むケーブルがある(特許文献1)。特許文献1では、ケーブルの一端に接続したコネクタが雄のUSBコネクタであり、ケーブルの他端に接続したコネクタが30ピンコネクタである。このケーブルを使えば、アップル社製のiPod(登録商標)、iPhone(登録商標)、iPad(登録商標)を直接、又はLightning(登録商標)アダプタ経由でパーソナルコンピュータUSBポートにつないで充電を行える。また、USB電源アダプタにつなげば、コンセントから充電することもできる。熱保護回路は、30ピンコネクタ内にあるプリント回路基板実装されている。熱保護回路は、温度感知素子サーミスタ)と電力遮断スイッチFET)とを含み、電力遮断スイッチが電源用ケーブル導体コネクタピンとの間の基板導電路にあり、温度感知素子が所定の温度を超えたときに電力遮断スイッチによって電力供給を遮断する。

先行技術

0003

米国特許第8498087号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1では、熱保護回路を含む30ピンコネクタが、相手コネクタとの嵌合部の熱を温度感知素子に積極的に効率よく伝えるような構造を有しておらず、嵌合部での異常発熱に対し感度よく通電を遮断できないという問題がある。

0005

このような問題に鑑みて、本発明の目的は、相手コネクタとの嵌合部での異常発熱に対し感度よく通電を遮断できるプラグコネクタ及びアダプタを提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

1.複数のコンタクトと、前記コンタクトを保持したボディと、前記ボディを覆った金属シェルと、前記コンタクトを半田接続したプリント回路基板とを含み、前記ボディは相手コネクタとの突出した嵌合部を含み、前記プリント回路基板は熱保護回路を含み、前記熱保護回路は、温度を検出する温度スイッチICと、前記プリント回路基板の電源配線にあるFETとを含み、前記温度スイッチICの検出温度が所定の温度を超えたときに前記FETによって前記電源配線を遮断するプラグコネクタにおいて、
前記プリント回路基板は、前記金属シェルの熱を前記温度スイッチICに伝える熱伝導パターンを含むことを特徴とするプラグコネクタ。
2.前記熱伝導パターンは、前記プリント回路基板の厚さ方向において前記温度スイッチICと重なる部分を含むことを特徴とする1に記載のプラグコネクタ。
3.前記プリント回路基板は多層基板であり、前記温度スイッチICは前記プリント回路基板に表面実装し、前記熱伝導パターンは、前記プリント回路基板の少なくとも一方の表層に設け、前記金属シェルを半田接続したシェル接続ランドと、前記温度スイッチICを実装した前記プリント回路基板の表層に隣接した内層に設けた内層導体パターンと、前記シェル接続ランドと前記内層導体パターンとの間を接続したビアと、前記温度スイッチICを実装した前記プリント回路基板の表層に設け、前記温度スイッチICの底面に設けたパッドを半田接続した温度スイッチIC接続ランドとを含み、前記内層導体パターンが、前記プリント回路基板の厚さ方向において前記温度スイッチIC接続ランドと重なる部分を含むことを特徴とする2に記載のプラグコネクタ。
4.前記熱伝導パターンは、前記プリント回路基板の厚さ方向において重なっている前記内層導体パターンと前記温度スイッチIC接続ランドとの間を接続したビアをさらに含むことを特徴とする3に記載のプラグコネクタ。
5.前記温度スイッチICは前記プリント回路基板に表面実装し、前記熱伝導パターンは前記温度スイッチICを実装した前記プリント回路基板の表層にのみ設けており、前記金属シェルを半田接続したシェル接続ランドと、前記シェル接続ランドとつながると共に前記温度スイッチICの底面に設けたパッドを半田接続した温度スイッチIC接続ランドとを含むことを特徴とする2に記載のプラグコネクタ。
6.前記温度スイッチICは、前記FETを含むことを特徴とする1から5のいずれかに記載のプラグコネクタ。
7.前記プリント回路基板に半田接続したケーブルを含むことを特徴とする1から6のいずれかに記載のプラグコネクタ。
8.1から6のいずれかに記載のプラグコネクタを第1のコネクタとして含み、さらに前記第1のコネクタのプリント回路基板に実装した第2のコネクタと、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとをそれぞれの相手コネクタと嵌合可能な状態で前記プリント回路基板を覆ったハウジングとを含むことを特徴とするアダプタ。

発明の効果

0007

プリント回路基板は、金属シェルの熱を温度スイッチICに伝える熱伝導パターンを含み、相手コネクタとの嵌合部で発生した異常発熱は、金属シェルからプリント回路基板の熱伝導パターンに伝達されるので、相手コネクタとの嵌合部での異常発熱に対し感度よく通電を遮断できるプラグコネクタ及びアダプタを提供することができる。
プリント回路基板を金属シェルから温度スイッチICへの熱伝導部材として利用するので、熱伝導部材を追加する必要がない。

図面の簡単な説明

0008

本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの斜視図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの分解斜視図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの正面図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの背面図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの平面図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの底面図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの右側面図である。
図3におけるA−A線断面図である。
図3におけるB−B線断面図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの熱保護回路を示す図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの熱伝導パターンを示す図であり、図11(A)は、温度スイッチICの底面図、図11(B)はプリント回路基板の上表面の表層に含む熱伝導パターンの平面図、図11(C)はプリント回路基板の内層に含む熱導体パターンの平面図、図11(D)はプリント回路基板の下表面の表層に含む熱導体パターンの平面図である。
図11(B)におけるC−C線断面図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタのインナーモールドを示す斜視図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタのオーバーモールドを示す斜視図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの嵌合部での異常発熱の典型例を示す該嵌合部の一部断面側面図である。
本発明の実施例1にかかるプラグコネクタの嵌合部での異常発熱の典型例を示す該嵌合部の正面図である。
本発明の実施例2にかかるプラグコネクタの熱伝導パターンを示す図であり、図17(A)は、プリント回路基板の上表面の表層に含む熱伝導パターンを示す平面図、図17(B)は、プリント回路基板の内層に含む熱導体パターンを示す平面図、図17(C)は、プリント回路基板の下表面の表層に含む熱導体パターンを示す平面図である。
図17(A)におけるD−D線断面図である。
本発明の実施例3にかかるプラグコネクタの熱伝導パターンを示すプリント回路基板の平面図(プリント回路基板の上表面の表層に含む熱伝導パターンを示す平面図)である。
図19におけるE−E線断面図である。
本発明の実施例1から3にかかるプラグコネクタの相手コネクタとしてのレセプタクルコネクタの斜視図である。
本発明の実施例1から3にかかるプラグコネクタの相手コネクタとしてのレセプタクルコネクタの正面図である。
図22におけるF−F線断面図である。
本発明の実施例1から3にかかるプラグコネクタの相手コネクタとしてのレセプタクルコネクタの分解斜視図である。
本発明の実施例4にかかるアダプタを示す図であり、図25(A)はアダプタを斜め前上方から見た斜視図、図25(B)はアダプタを斜め後上方から見た斜視図である。
本発明の実施例4にかかるアダプタを示す図であり、図26(A)はアダプタの正面図、(B)はアダプタの平面図、(C)はアダプタの右側面図、(D)はアダプタの背面図である。
図26におけるF−F線断面図である。
本発明の実施例4にかかるアダプタの斜め上方から見た分解斜視図である。
本発明の実施例4にかかるアダプタの斜め下方から見た分解斜視図である。
本発明の実施例4にかかるアダプタのプリント回路基板に含む第2のコネクタ接続部を示す該プリント回路基板の部分平面図である。

0009

本発明の実施例1を、図1から図16により説明する。図1から図9に、実施例1にかかるプラグコネクタ(以下、「プラグ」という。)10を示す。プラグ10は、ケーブル20の一端に設けたケーブル側コネクタであって、マイクロ−USB(2.0)規格に基づくものである。プラグ10と嵌合(接続)する相手コネクタは、例えばスマートホンタブレット型コンピュータなどの小型携帯電子機器に設けた機器(基板)側コネクタであって、マイクロ−USB(2.0)規格に基づくレセプタクルコネクタ(以下、「レセプタクル」という。)1である。プラグ10とレセプタクル1とは、互いに向かい合う状態で、プラグ10をレセプタクル1内に挿入して嵌合するが、本明細書においては、プラグ10とレセプタクル1それぞれの互いに向かい合わせる側を「前」、反対側を「後」という。

0010

先ず、レセプタクル1について、図21から図24を参照して説明する。図21は、レセプタクル1の斜視図、図22は、レセプタクル1の正面図、図23は、図22におけるF−F線断面図、図24は、レセプタクル1の分解斜視図である。

0011

図21から図24に示すように、レセプタクル1は、プラグ10の挿入されるプラグ挿入部2が前側に開口されたハウジング3と、ハウジング3に保持されてプラグ挿入部2内に露出された5本のコンタクト4とを含む。ハウジング3は、板金製のシールド部材である筒状の金属シェル5と、コンタクト4を保持した絶縁性のボディ6とを含む。

0012

板金製の金属シェル5は、導電性金属板材を所定の形状に打ち抜き及び曲げ加工することにより形成してある。金属シェル5には、プリント回路基板に半田接続される4本の半田付け部5aと、後面カバー5bと、プラグ10のラッチ部材40の係合部43と係合する一対のラッチ孔5cとを一体に備えている。

0013

ボディ6は、絶縁性合成樹脂材を成形することにより形成してある。ボディ6は、金属シェル5の後端部に嵌め込まれる後壁部6aと、後壁部6aの前面から突出した平板状のコンタクト支持部6bとを一体に備え、コンタクト支持部6bをプラグ挿入部2内に突出した状態で支持している。コンタクト支持部6bの下面には、左右横並びの配置でそれぞれが前後方向に延びた5本のコンタクト収容溝部6cを備えている。

0014

コンタクト4は、板金製のものであり、金属シェル5よりも厚さの薄い導電性金属板材を所定の形状に打ち抜き及び曲げ加工することにより形成され、その後、インサート成形によってボディ6に一体に成形されて固定されている。コンタクト4は、プラグ10のコンタクト30との接触部4aが、その下面をコンタクト収容溝部6cに沿って露出した状態でコンタクト支持部6bの下面に埋設固定され、かつ、プリント回路基板に半田接続される半田付け部4bが、後壁部6aの下部から外部に引き出された状態になっている。

0015

コンタクト4は、図22において左から右に、1番の電源用(VBUS)、2番の差動信号用(D−)、3番の差動信号用(D+)、4番のID識別用(ID)、5番のグランド用(GND)の順で横一列に並べられている。

0016

レセプタクル1の組み立ては、コンタクト4が一体に成形されたボディ6を金属シェル5内にその後端開口から挿入し、その後、後壁部6aの後面を後面カバー部5bで覆い、ボディ6を金属シェル5内に固定して完成する。

0017

レセプタクル1は、例えばスマートホンやタブレット型コンピュータなどの小型携帯電子機器にその充電用途やデータ通信用途で搭載されている。具体的には、機器筐体二次電池とともに内蔵されたプリント回路基板のエッジ部に実装され、筐体側面部に設けられたプラグ挿入用孔にプラグ挿入部2を開放した状態で搭載されている。プリント回路基板への実装は、コンタクト4の半田付け部4b及び金属シェル5の半田付け部5aをプリント回路基板に設けられたランドスルーホール等のレセプタクル接続部にそれぞれ半田付けすることによって行われている。

0018

次に、プラグ10について、図1から図16を参照して説明する。図1は、プラグ10の斜視図、図2は、プラグ10の分解斜視図、図3は、プラグ10の正面図、図4は、プラグ10の背面図、図5は、プラグ10の平面図、図6は、プラグ10の底面図、図7は、プラグ10の右側面図、図8は、図3におけるA−A線断面図、図9は、図3におけるB−B線断面図である。図1及び図2は、プラグ10を、そのインナーモールド120及びオーバーモールド130を透明化した状態で示し、図3から図7は、プラグ10を、そのインナーモールド120及びオーバーモールド130を半透明化した状態で示してある。

0019

図1から図9に示すように、プラグ10は、ケーブル20と、5本のコンタクト30と、一対のラッチ部材40と、コンタクト30とラッチ部材40とを保持した絶縁性のボディ50と、ボディ50を収容した板金製のシールド部材である金属シェル60と、前端側にコンタクト30とラッチ部材40と金属シェル60とを半田接続すると共に、後端側にケーブル20を半田接続したプリント回路基板(以下、「基板」という。)70と、基板70に図示しない抵抗器コンデンサ等と共に実装して熱保護回路80(図10参照)を構成した温度スイッチIC90とを含む。

0020

図1図5図6に示すように、ケーブル20は、USB(2.0)規格に基づくUSBケーブルであり、4本の芯線21を含む。4本の芯線21は、1本が電源用(Vcc)、1本がグランド用(GND)、残り2本がペアの差動信号用(D−)及び(D+)である。図1図5に示すように、差動信号用の2本の芯線21は、基板70の上表面に半田接続してある。図6に示すように、電源用(Vcc)とグランド用(GND)の2本の芯線21は、基板70の下表面に半田接続してある。ケーブル20は、4本の芯線21の周りを覆うシールドと、シールドの周りを覆うシースとを含む。

0021

図2図8に示すように、コンタクト30は、板金製のものであり、金属シェル60の金属板材よりも厚さの薄い導電性金属板材を所定の形状に打ち抜き及び曲げ加工することにより形成してある。コンタクト30は、ボディ50への固定部31と、固定部31から前方に延設した上下方向に弾性変位可能なアーム部32と、アーム部32の先端に設けたコンタクト4との接触部33と、固定部31から後方に延設した基板70への上部半田付け部34a及び下部半田付け部34bのいずれか一方とを一体に備えている。図1図4図5図7図8に示すように、上部半田付け部34aは、基板70の上表面に対する半田付け部である。図4図6図7図8に示すように、下部半田付け部34bは、基板70の下表面に対する半田付け部である。

0022

図2図9に示すように、ラッチ部材40は、板金製のものであり、金属シェル60の金属板材よりも厚さの厚い導電性金属板材を所定の形状に打ち抜き加工のみにより形成してある。ラッチ部材40は、ボディ50への固定部41と、固定部41から前方に延設した上下方向に弾性変位可能なアーム部42と、アーム部42の先端に設けたレセプタクル1への係合部43と、固定部41から後方に延設した基板70への上部半田付け部44a及び下部半田付け部44bの両方とを一体に備えている。上部半田付け部44aは、図1図4図5図9に示すように、基板70の上表面に対する半田付け部である。下部半田付け部44bは、図4図6図9に示すように、基板70の下表面に対する半田付け部である。

0023

図1から図9に示すように、ボディ50は、絶縁性合成樹脂材を成形することにより形成してある。ボディ50は、直方体形状の基部51と、レセプタクル1内、具体的にはハウジング3内、つまりプラグ挿入部2に挿入する嵌合部52とを一体に備えている。

0024

嵌合部52は、基部51の前面における上下中央部からレセプタクル1への挿入方向の前方に向けて突出され、基部51よりも厚さが薄く、かつ、基部51と同じ幅の矩形板状に形成してある。

0025

図2図4図9に示すように、ボディ50の幅方向の両端部には、一対のラッチ部材保持溝53を備えている。ラッチ部材保持溝53は、基部51と嵌合部52とに跨って前後方向に延び、前部を嵌合部52の上面に開口し、後端を基部51の後面に開口してある。

0026

図2図3図8に示すように、ラッチ部材保持溝53の相互間にある嵌合部52には、嵌合部52のレセプタクル1への挿入に伴ってコンタクト支持部6bが挿入される相手コンタクト挿入部54を備えている。相手コンタクト挿入部54は、上方と前方に開口する凹形状に形成してある。

0027

図2から図4図8に示すように、ラッチ部材保持溝53の相互間には、ボディ50の幅方向に沿って所定の間隔を置いて並設した5本のコンタクト保持溝55を備えている。コンタクト保持溝55は、基部51と嵌合部52とに跨って前後方向に延び、前部を相手コンタクト挿入部54内に開口し、後端を基部51の後面に開口してある。

0028

図1図3図4から図6図9に示すように、ラッチ部材40は、基部51の後方からラッチ部材保持溝53に挿入することにより、ボディ50の幅方向の両端部に保持してある。この保持状態では、固定部41が基部51に対して圧入固定されると共に、アーム部42が嵌合部52に対して上下方向に弾性変位可能に挿入され、ラッチ部材40の前端に備えている係合部43が嵌合部52の上面に突出し、ラッチ部材40の後端に備えている上部半田付け部44a及び下部半田付け部44bが基部51の後面から後方に突出する。

0029

図1図3図4から図8に示すように、コンタクト30は、基部51の後方からコンタクト保持溝55に挿入することにより、ラッチ部材40の相互間においてボディ50の幅方向に沿って所定の間隔を置いて並設して保持してある。この保持状態では、固定部31が基部51に対して圧入固定されると共に、アーム部32が嵌合部52に対して上下方向に弾性変位可能に挿入され、コンタクト30の前端に備えている接触部33が相手コンタクト挿入部54内に突出し、コンタクト30の後端に備えている上部半田付け部34a又は下部半田付け部34bが基部51の後面から後方に突出する。

0030

コンタクト30は、図3において右から左に向かって、1番の電源用(VBUS)、2番の差動信号用(D−)、3番の差動信号用(D+)、4番のID識別用(ID)、5番のグランド用(GND)の順で横一列に並べられている。図1図2図4図5に示すように、1番の電源用(VBUS)と3番の差動信号用(D+)と5番のグランド用(GND)の3本のコンタクト30が上部半田付け部34aのみ備えている。図2図4図6に示すように、2番の差動信号用(D−)と4番のID識別用(ID)の2本のコンタクト30のみ下部半田付け部34bを備えている。

0031

図1から図9に示すように、金属シェル60は、板金製のものであり、導電性金属板材を所定の形状に打ち抜き及び曲げ加工することにより形成してある。金属シェル60は、基部51の上面及び左右側面を覆う下向きコの字状の第1シェル部61と、基部51の上面と嵌合部52の上面との傾斜した段面を覆う第2シェル部62と、嵌合部52の外周側を全周にわたって覆う筒状の第3シェル部63と、第1シェル部61において基部51の左側面を覆う左側片部61aから後方に延設して基部51の後面より後方に突設した基板70への左上部半田付け部64a及び左下部半田付け部64bと、第1シェル部61において基部51の右側面を覆う右側片部61bから後方に延設して基部51の後面より後方に突設した基板70への右上部半田付け部65a及び右下部半田付け部65bとを一体に備えている。

0032

図3図8に示すように、第3シェル部63により嵌合部52の外周側を全周にわたって覆うことにより、相手コンタクト挿入部54は前方にのみ開口された状態になっている。図1図5に示すように、第3シェル部63には、ラッチ部材40の係合部43が突出する一対のラッチ孔66を形成してある。

0033

図1図4図5図7に示すように、左右の上部半田付け部64a、65aは、基板70の上表面に対する半田付け部である。金属シェル60の左右の上部半田付け部64a、65aの相互間には、コンタクト30とラッチ部材40の基板70の上表面に対する半田付け部である上部半田付け部34a、44aが一列状に並設されている。

0034

図4図6図7に示すように、左右の下部半田付け部64b、65bは、基板70の下表面に対する半田付け部である。金属シェル60の左右の下部半田付け部64b、65bの相互間には、コンタクト30とラッチ部材40の基板70の下表面に対する半田付け部である下部半田付け部34b、44bが一列状に並設されている。

0035

図4図7に示すように、基部51の後面側には、基板70の上表面に対する一列状の上部半田付け部34a、44a、64a、65aと基板70の下表面に対する一列状の下部半田付け部34b、44b、64b、65bとが上下二列状に配列されている。

0036

図1から図9に示すように、基板70は、嵌合部52よりも幅広矩形状に形成してある。基板70の前端部を上列の上部半田付け部34a、44a、64a、65aと下列の下部半田付け部34b、44b、64b、65bとの間に挿入した状態で、基板70の前端部の上表面に上列の上部半田付け部34a、44a、64a、65aを半田接続すると共に、基板70の前端部の下表面に下列の下部半田付け部34b、44b、64b、65bを半田接続することにより、基板70は、基部51の後面における上下中央部からレセプタクル1への挿入方向の後方に向けて突出した状態で支持されている。

0037

図1図2図5に示すように、基板70の上表面には、ケーブル20の差動信号用(D−)及び(D+)の2本の芯線21の導体を半田接続する2つのケーブル接続ランド71aと、電源用(VBUS)と差動信号用(D+)とグランド用(GND)の3本のコンタクト30の上部半田付け部34aを半田接続する3つのコンタクト接続ランド72aと、一対のラッチ部材40の上部半田付け部44aを半田接続する2つのラッチ部材接続ランド73aと、金属シェル60の左右の上部半田付け部64a、65aを半田接続する左右のシェル接続ランド74a、75aと、温度スイッチIC90の相対向する2側面から底面の2辺にかけて露出して並設した複数の電極パッド91(図11(A)参照)を半田接続する温度スイッチIC接続ランド76と、温度スイッチIC90の底面に露出して設けた放熱パッド92(図11(A)参照)を半田接続する温度スイッチIC接続ランド77とを備えている。

0038

温度スイッチIC接続ランド76、77は、基板70の上表面における中央部にある。ケーブル接続ランド71aは、基板70の上表面における後部にある。コンタクト接続ランド72aとラッチ部材接続ランド73aとシェル接続ランド74a、75aは、基板70の上表面における前部にある。また、左右のシェル接続ランド74a、75aは、基板70の上表面における前端両コーナー部にあり、左右のシェル接続ランド74a、75aの内側に2つのラッチ部材接続ランド73aがあり、2つのラッチ部材接続ランド73aの相互間に3つのコンタクト接続ランド72aを基板70の幅方向に沿って所定の間隔を置いて並設してある。左のシェル接続ランド74aとその内側にある1つのラッチ部材接続ランド73a、及び、右のシェル接続ランド75aとその内側にある1つのラッチ部材接続ランド73aは、それぞれ、1つの接続ランドとして一体化して備えているが、個別の接続ランドとして離して備えてもよい。

0039

図6に示すように、基板70の下表面には、ケーブル20の電源用(Vcc)とグランド用(GND)の2本の芯線21の導体を半田接続する2つのケーブル接続ランド71bと、差動信号用(D−)とID識別用(ID)の2本のコンタクト30の下部半田付け部34bを半田接続する2つのコンタクト接続ランド72bと、一対のラッチ部材40の下部半田付け部44bを半田接続する2つのラッチ部材接続ランド73bと、金属シェル60の左右の下部半田付け部64b、65bを半田接続する左右のシェル接続ランド74b、75bとを備えている。

0040

ケーブル接続ランド71bは、基板70の下表面における後部にある。コンタクト接続ランド72bとラッチ部材接続ランド73bと左右のシェル接続ランド74b、75bは、基板70の下表面における前部にある。また、左右のシェル接続ランド74b、75bは、基板70の下表面における前端両コーナー部にあり、左右のシェル接続ランド74b、75bの内側に2つのラッチ部材接続ランド73bがあり、2つのラッチ部材接続ランド73bの相互間に2つのコンタクト接続ランド72bを基板70の幅方向に沿って所定の間隔を置いて並設してある。左のシェル接続ランド74bとその内側にある1つのラッチ部材接続ランド73b、及び、右のシェル接続ランド75bとその内側にある1つのラッチ部材接続ランド73bは、それぞれ、1つの接続ランドとして一体化して備えているが、個別の接続ランドとして離して備えてもよい。

0041

次に、プラグ10の基板70に実装する熱保護回路80を、図10により説明する。図10は、プラグ10の熱保護回路80を示す図である。

0042

基板70は、ID識別用(ID)以外の4つのコンタクト接続ランド72a、72bとそれらに対応する4つのケーブル接続ランド71a、71bとをそれぞれ接続し、ID識別用(ID)以外の4本のコンタクト30とそれらに対応する4本の芯線21とをそれぞれ電気的に接続する。ID識別用(ID)のコンタクト接続ランド72bは、どこにも接続せず、ID識別用(ID)のコンタクト30を空き端子(N/C:Not Connected)としてある。

0043

熱保護回路80は、プラグ10の異常発熱を検出し、通電を遮断するもので、温度を検出する温度スイッチIC90と、温度スイッチIC90に内蔵のNチャンネル型のFET(電界効果トランジスタ)100とを含む。温度スイッチIC90の底面に設けられた電極パッド91が、基板70の上表面に設けられた温度スイッチIC接続ランド76に、また温度スイッチIC90の底面に設けられた放熱パッド92が、基板70の上表面に設けられた温度スイッチIC接続ランド77に、それぞれ半田93を介して接続されており、これにより、温度スイッチIC90は基板70に表面実装されている(図11及び図12参照)。

0044

電源用(Vcc)のケーブル接続ランド71bは、FET100のドレイン(D)に接続してある。電源用(VBUS)のコンタクト接続ランド72aは、FET100のソース(S)に接続してある。つまりFET100は、電源用(Vcc)のケーブル接続ランド71bと電源用(VBUS)のコンタクト接続ランド72aとを接続する基板70の電源配線にある。

0045

温度スイッチIC90は、それに内蔵した温度センサによって温度を検出するもので、温度センサには、例えば、サーミスタ(抵抗体素子)や温度センサIC(トランジスタダイオード等の半導体素子)等が用いられる。温度スイッチIC90は、温度センサ部で所定の温度(検出すべき異常発熱に対応した温度:例えば100℃)を検出すると、FET100がOFFする。温度スイッチIC90の電源用の電極パッド91には、電源用(Vcc)のケーブル接続ランド71bを接続してある。温度スイッチIC90のグランド用の電極パッド91には、グランド用(GND)のケーブル接続ランド71bを接続してある。

0046

次に、プラグ10の基板70に含む熱伝導パターン110を、図11(A)から(D)、図12により説明する。図11は、プラグ10の熱伝導パターン110を示す図であり、図11(A)は、温度スイッチIC90の底面図、図11(B)は、基板70の上表面の表層70bに含む熱伝導パターン110の平面図、図11(C)は、基板70の内層70dに含む熱導体パターン110の平面図、図11(D)は、基板70の下表面の表層70cに含む熱導体パターン110の平面図である。図12は、図11(B)におけるC−C線断面図である。

0047

基板70は、例えば3層の絶縁層70a及び4層の導体層を積層した多層基板である。絶縁層70aには、ガラス織布エポキシ樹脂含浸させたものが用いられており、導体層は、銅箔などの導電性材料で構成されている。基板70の上表面の接続ランド71a、72a、73a、74a、75a、76、77は、基板70の上表面の導体層、つまり基板70の一方の表層(外層)70bの一部として備えている。基板70の上表面において接続ランド71a、72a、73a、74a、75a、76、77以外の領域はソルダレジスト78aによって被覆されている。基板70の下表面の接続ランド71b、72b、73b、74b、75bは、基板70の下表面の導体層、つまり基板70の他方の表層70c(外層)の一部として備えている。基板70の下表面において接続ランド71b、72b、73b、74b、75b以外の領域はソルダレジスト78bによって被覆されている。

0048

基板70は、熱伝導パターン110を備え、熱伝導パターン110は、金属シェル60の熱を温度スイッチIC90に伝えるものである。熱伝導パターン110は、具体的には、基板70の厚さ方向において温度スイッチIC90と重なる部分を備えている。また、熱伝導パターン110は、具体的には、金属シェル60を半田接続する部分と、基板70の厚さ方向において温度スイッチIC90と重なる部分とを備えている。さらに、熱伝導パターン110は、より具体的には、基板70の上表面の表層70bに設け、金属シェル60に設けた左右の上部半田付け部64a、65aを、半田67を介して接続した左右のシェル接続ランド74a、75a(図11(B)、図12参照)と、基板70の下表面の表層70cに設け、金属シェル60に設けた左右の下部半田付け部64b、65bを、半田67を介して接続した左右のシェル接続ランド74b、75b(図11(d)、図12参照)と、温度スイッチIC90を実装した基板70の上表面の表層70bに隣接した内層70dに設けた内層導体パターン111(図11(C)、図12参照)と、左右のシェル接続ランド74a、74b、75a、75bと内層導体パターン111との間を接続した左右のビア112,113(図11(B)から(d)、図12参照)と、温度スイッチIC90を実装した基板70の上表面の表層70bに設け、温度スイッチIC90の底面に設けた放熱パッド92を、半田93を介して接続した温度スイッチIC接続ランド77(図11(B)、図12参照)とを備え、内層導体パターン111が、基板70の厚さ方向において温度スイッチIC接続ランド77と重なる部分111cを備えている。

0049

内層導体パターン111は、図11(C)、図12に示すように、左のシェル接続ランド74a,74bと基板70の厚さ方向で重なるように、左のシェル接続ランド74a,74bの間に配置した一端部111aと、右のシェル接続ランド75a,75bと基板70の厚さ方向で重なるように、右のシェル接続ランド75a,75bの間に配置した他端部111bと、基板70の厚さ方向において温度スイッチIC接続ランド77と重なる中央部111cと、一端部111aと中央部111cとの間を略最短距離でつないだ帯状の接続部111dと、他端部111bと中央部111cとの間を略最短距離でつないだ帯状の接続部111eとを一体に備えている。

0050

左のビア112は、基板70の上表面の左のシェル接続ランド74aから、内層導体パターン111の一端部111aを貫通し、基板70の下表面の左のシェル接続ランド74bまで、基板70の全層を貫通している。左のビア112の内周面には、左のシェル接続ランド74a、74b及び内層導体パターン111の一端部111aと一体の内周導体112aが、例えば銅めっきにより形成されている。

0051

右のビア113は、基板70の上表面の右のシェル接続ランド75aから、内層導体パターン111の他端部111bを貫通し、基板70の下表面の右のシェル接続ランド75bまで、基板70の全層を貫通している。右のビア113の内周面には、右のシェル接続ランド75a、75b及び内層導体パターン111の他端部111bと一体の内周導体113aが、例えば銅めっきにより形成されている。

0052

次に、プラグ10に含むインナーモールド120及びオーバーモールド130を、図13図14により説明する。図13は、プラグ10を、そのオーバーモールド130のみ透明化してインナーモールド120を表示した状態で示す斜視図、図14は、プラグ10を、そのオーバーモールド130を表示した状態で示す斜視図である。

0053

図1に示すコネクタユニットの基部51、基板70、ケーブル20のシースの一端部の周りに、インサート成形により、図13に示すように、絶縁性合成樹脂製のインナーモールド120が形成され、その後、インナーモールド120の周りに、インサート成形により、図14に示すように、絶縁性合成樹脂製のオーバーモールド130が形成されており、これにより、プラグ10は完成されている。このプラグ10は、オーバーモールド130の前面中央部から外周側を第3シェル部63で覆った嵌合部52がレセプタクル1への挿入方向の前方に向けて突出されると共に、オーバーモールド130の後端に一体形成したストレインリリーフ131を通してケーブル20がレセプタクル1への挿入方向の後方に向けて引き出されている。

0054

このように構成されたプラグ10は、オーバーモールド130で覆われたケーブル20との接続部(ハンドリング部)を手で持ち、オーバーモールド130の前面中央部からレセプタクル1への挿入方向の前方に向けて突出された嵌合部52を、例えばスマートホンなどの小型携帯電子機器に搭載されたレセプタクル1内に挿入する。すると、相手コンタクト挿入部54内に挿入されたコンタクト4にコンタクト30が接触し、これにより、コンタクト4とケーブル20の芯線21との電気的接続を得る、つまりケーブル20を小型携帯電子機器に電気的に接続する。ラッチ部材40は、嵌合部52をレセプタクル1内に挿入して完全嵌合したとき、係合部43をラッチ孔5cに係合することにより、嵌合部52の意図しない抜けを防止し、プラグ10をレセプタクル1に固定(ハーフロック)する。ボディ50にコンタクト30と共に保持したラッチ部材40を基板70に半田接続してあるので、嵌合部52をレセプタクル1から抜き去るときにこじられたとしても、コンタクト30と基板70との半田接続部分に生じる応力を軽減できる。しかも、ラッチ部材40は、基板70の上表面に対する上部半田付け部44a及び基板70の下表面に対する下部半田付け部44bの両方を備えおり、コンタクト30と基板70との半田接続部分に生じる応力を大幅に軽減できる。

0055

ケーブル20の他端に、例えばUSB(2.0)規格に基づくUSBプラグが設けられており、PCやその周辺機器等に搭載されたUSBレセプタクルにUSBプラグが接続された場合、小型携帯電子機器とPC或いはその周辺機器との間でデータを転送できる。また、PC或いはACアダプタモバイルバッテリ等の充電器に搭載されたUSBレセプタクルにUSBプラグが接続された場合、接続電源から小型携帯電子機器に充電電流を供給できる。

0056

次に、熱保護回路80の動作を説明する。

0057

レセプタクル1が搭載された小型携帯電子機器の充電に、ケーブル20の一端に設けたプラグ10がレセプタクル1に接続され、かつ、ケーブル20の他端がUSBコネクタを介して例えばACアダプタ本体に接続され、かつ、そのACアダプタの電源プラグがコンセントに接続された状態とする。

0058

[プラグ10が定常発熱状態であるときの動作]
電源交流100V)と小型携帯電子機器に内蔵の二次電池との間の電流供給回路に異常がない場合、プラグ10には、例えば1アンペアからピークで2アンペア程度の電流が流れ、プラグ10は定常発熱状態を示し、温度スイッチIC90に内蔵のFET100はON状態となり、小型携帯電子機器に電流を供給する。

0059

[プラグ10が異常発熱したときの動作]
電流供給回路に何らかの異常が生じ電流が増えた場合、プラグ10は異常発熱し、温度スイッチIC90の検出温度が所定の温度を超えると、検出出力はHIGH電源電圧レベル)(異常発熱信号)となる。検出出力がHIGHであると、FET100はOFF状態となり、小型携帯電子機器への通電を遮断する。すると、プラグ10の異常発熱は止まる。なお、温度スイッチIC90の検出温度が、コンデンサにより決定される時間以上、所定の温度を超えると、温度スイッチIC90の検出出力がHIGHになる構成とすることが好ましい。

0060

[遮断後の動作]
一度、プラグ10の異常発熱を検出し、温度スイッチIC90に内蔵のFET100がOFFになると、フリップフロップ回路によりその状態が保持(ラッチ)される。このため、プラグ10の異常発熱が一旦止まり、温度スイッチIC90の検出温度が所定の温度より下がっても、電流供給(充電)が再開されず、再度、異常発熱することにはならない。温度スイッチIC90のラッチ状態は、ACアダプタの電源プラグをコンセントから抜き去り、温度スイッチIC90の電源電圧が所定の電圧値以下になった場合、リセットされる。このため、ユーザがプラグ10を電源に接続したままレセプタクル1に挿抜して、充電を再開しようとしても、再度、異常発熱することにはならない。

0061

熱保護回路80は、ケーブル20との接続部(ハンドリング部)内に配置されているので、ケーブル20との接続部での異常発熱に対し感度がよく、レセプタクル1との接続部である嵌合部52での異常発熱に対し感度が鈍くなる傾向がある。

0062

プラグ10は、小型で強度が小さく、嵌合部52はこじり負荷等で変形しやすく、レセプタクル1に接続(嵌合)されていない状態で、通常出力側機器に組み込みこまれている保護回路が機能せず、嵌合部52が異常発熱する場合があり、嵌合部52での異常発熱に対し感度よく通電を遮断する必要がある。

0063

次に、プラグ10の嵌合部52での異常発熱について、図15図16により説明する。図15は、プラグ10の嵌合部52での異常発熱の典型例を示す該嵌合部52の一部断面側面図、図16は、プラグ10の嵌合部52での異常発熱の典型例を示す該嵌合部52の正面図である。

0064

ここでも、小型携帯電子機器の充電に、ケーブル20の一端に設けられたプラグ10が小型携帯電子機器に搭載されたレセプタクル1に接続され、かつ、ケーブル20の他端がUSBコネクタを介して例えばACアダプタ本体に接続され、かつ、そのACアダプタの電源プラグがコンセントに接続された状態とする。

0065

a.プラグ10は、小型で強度が小さく、嵌合部52はこじり負荷等で変形しやすくなっている。また、嵌合部52の相手コンタクト挿入部54内に露出されたコンタクト30の接触部33と金属シェル60の第3シェル部63との距離が近い。このため、嵌合部52が変形された場合、この嵌合部52をレセプタクル1内から抜き去ったとき、図15図16に示すように、嵌合部52の前端部においてコンタクト30の接触部33が第3シェル部63に接近し接触することがある。
b.aの接触タイミングが完全に一致することは少なく、電源用(VBUS)とグランド用(GND)の2本のコンタクト30の接触部33の一方が完全に接触した状態で、もう一方が接近(完全に接触していない)することで、接近した方のコンタクト30の接触部33と第3シェル部63との間にアーク電弧)が発生する。
c アークの影響で、アーク発生箇所の金属表面に抵抗分が生成し、つまり金属表面が炭化し、その金属表面の抵抗値が上がる。
d 電源用(VBUS)とグランド用(GND)の2本のコンタクト30の接触部33が第3シェル部63に接触すると、両コンタクト30の間が金属シェル60を介して短絡し、プラグ10内に過電流が流れるが、通常ACアダプタに組み込まれた保護回路が機能し、そのまま電流が流れることはない。
e プラグ10の継続使用等でb、cを繰り返す間にアーク発生箇所の金属表面の炭化が進み、その金属表面の抵抗値が徐々に上がり、ある一定値を越えると、電源用(VBUS)とグランド用(GND)の2本のコンタクト30の間が金属シェル60を介して短絡し、プラグ10内に電流が流れても、アーク発生箇所の金属表面の抵抗値が高いため、ACアダプタに組み込まれた保護回路が機能せず、そのまま電流が流れ、嵌合部52の前端部が異常発熱する。

0066

次に、熱伝導パターン110の作用を説明する。

0067

嵌合部52の前端部で発生した異常発熱は、嵌合部52の覆いである第3シェル部63から第2シェル部62を経由して第1シェル部61へ、そして金属シェル60の後端部の半田付け部64a、64b、65a、65bまで伝導される。

0068

熱伝導パターン110は、金属シェル60の後端部の半田付け部64a、64b、65a、65bまで伝導された熱を、図12の矢印に示すように、半田67を経由して左右のシェル接続ランド74a、75a、74b、75bへ、そして左右のビア112,113を経由して内層導体パターン111の一端部111aと他端部111bへ、そして内層導体パターン111の中央部111cから基板70の上絶縁層70aを通じて温度スイッチIC接続ランド77に伝導させ、最終的に温度スイッチIC接続ランド77から半田93を経由して温度スイッチIC90の底面の放熱パッド92に伝導させる。

0069

作用効果
以上説明したように、本実施例のプラグ10によれば、基板70は、金属シェル60の熱を温度スイッチIC90に伝える熱伝導パターン110を含むので、具体的には、熱伝導パターン110は、基板70の厚さ方向において温度スイッチIC90と重なる部分を含むので、また、熱伝導パターン110は、金属シェル60を半田接続する部分と、基板70の厚さ方向において温度スイッチIC90と重なる部分とを含むので、より具体的には、基板70は多層基板であり、温度スイッチICは基板70に表面実装し、熱伝導パターン110は、基板70の上表面の表層70bに設け、金属シェル60に設けた左右の上部半田付け部64a、65aを、半田67を介して接続した左右のシェル接続ランド74a、75a(図11(B)、図12参照)と、基板70の下表面の表層70cに設け、金属シェル60に設けた左右の下部半田付け部64b、65bを、半田67を介して接続した左右のシェル接続ランド74b、75b(図11(d)、図12参照)と、温度スイッチIC90を実装した基板70の上表面の表層70bに隣接した内層70dに設けた内層導体パターン111(図11(C)、図12参照)と、左右のシェル接続ランド74a、74b、75a、75bと内層導体パターン111との間を接続した左右のビア112,113(図11(B)から(d)、図12参照)と、温度スイッチIC90を実装した基板70の上表面の表層70bに設け、温度スイッチIC90の底面に設けた放熱パッド92を、半田93を介して接続した温度スイッチIC接続ランド77(図11(B)、図12参照)とを含み、内層導体パターン111が、基板70の厚さ方向において温度スイッチIC接続ランド77と重なる部分111cを含むので、レセプタクル1との嵌合部52での異常発熱に対し感度よく通電を遮断できる。

0070

また、基板70を金属シェル60から温度スイッチIC90への熱伝導部材として利用するので、熱伝導部材を追加する必要がない。

0071

なお、本実施例では、金属シェル60に備える熱伝導パターン110への半田付け部として、複数の半田付け部64a、65a、64b、65bを備えると共に、熱伝導パターン110に備えるシェル接続ランドとして、複数のシェル接続ランド74a、74b、75a、75bを備えているが、これらを単一で備えて、金属シェル60の熱を熱伝導パターン110に伝えるようにしてもよい。しかし、金属シェル60の熱を効率よく熱伝導パターン110に伝えるという観点から、金属シェル60に備える熱伝導パターン110への半田付け部と熱伝導パターン110に備えるシェル接続ランドとは比較的大きな接触面を確保するように複数ずつ備えることが好ましい。また、ラッチ部材40と同じくコンタクト30と基板70との半田接続部分に生じる応力を軽減するという観点から、金属シェル60に備える熱伝導パターン110への半田付け部としては基板70の上表面に対する上部半田付け部64a、65aと基板70の下表面に対する下部半田付け部64b、65bの両方を備えると共に、熱伝導パターン110に備えるシェル接続ランドとしては基板70の上表面に設けるシェル接続ランド74a、75aと基板70の下表面に設けるシェル接続ランド74b、75bの両方を備えることが好ましく、さらに基板70の上表面に対する上部半田付け部としては左右の上部半田付け部64a、65aを、基板70の下表面に対する下部半田付け部としては左右の下部半田付け部64b、65bをそれぞれ備えると共に、基板70の上表面に設けるシェル接続ランドとしては左右のシェル接続ランド74a、75aを、基板70の下表面に設けるシェル接続ランドとしては左右のシェル接続ランド74b、75bをそれぞれ備えることがより好ましい。

0072

また、左のシェル接続ランド74a、74bと内層導体パターン111の一端部111aとを接続するビアとして、単一のビア112を備えると共に、右のシェル接続ランド75a、75bと内層導体パターン111の他端部111bとの間を接続するビアとして、単一のビア113を備えているが、これらをそれぞれ複数ずつ備えて、低い熱抵抗を実現し、シェル接続ランド74a、74b、75a、75bから内層導体パターン111へ熱を効率よく伝えるようにしてもよい。

0073

また、基板70の上絶縁層70aを、他の中間の絶縁層70a及び下絶縁層70aの厚さより薄くして、上絶縁層70aの熱抵抗を下げることにより、つまり内層導体パターン111の中央部111cと温度スイッチIC接続ランド77との間の熱抵抗を下げることにより、内層導体パターン111の中央部111cから温度スイッチIC接続ランド77へ熱を効率よく伝えるようにしてもよい。

0074

次に、本発明の実施例2を、図17及び図18により説明する。図17及び図18に、実施例2にかかるプラグコネクタ(以下、「プラグ」という。)10aの熱伝導パターン110aを示す。図17は、プラグ10aの熱伝導パターン110aを示す図であり、図17(A)は、プリント回路基板(以下、「基板」という。)170の上表面の表層70bに含む熱伝導パターン110aを示す平面図、図17(B)は、基板170の内層70dに含む熱導体パターン110aを示す平面図、図17(C)は、基板170の下表面の表層70cに含む熱導体パターン110aを示す平面図である。図18は、図17(A)におけるD−D線断面図である。

0075

本実施例は、実施例1のプラグ10において、熱伝導パターン110を備えた基板70に代えて、構成の異なる熱伝導パターン110aを備えた基板170を採用した点が、実施例1と異なる。実施例1と同一の構成部分には同一符号を付して詳しい説明を省略する。

0076

図17図18に示すように、本実施例の熱伝導パターン110aは、実施例1の熱伝導パターン110に、内層導体パターン111の中央部111cと温度スイッチIC接続ランド77との間を接続するビア114をさらに追加したものである。
その他の構成は実施例1と同一である。

0077

ビア114は、基板170の上表面70bの温度スイッチIC接続ランド77から、内層導体パターン111の中央部111cを貫通し、基板170の下表面70cのソルダレジスト78bまで、基板170の全層を貫通している。ビア114の内周面には、温度スイッチIC接続ランド77及び内層導体パターン111の中央部111cと一体の内周導体114aが、例えば銅めっきにより形成されている。

0078

次に、熱伝導パターン110aの作用を説明する。

0079

嵌合部52の前端部で発生した異常発熱は、嵌合部52の覆いである第3シェル部63から第2シェル部62を経由して第1シェル部61へ、そして金属シェル60の後端部の熱伝導パターン110aへの半田付け部64a、64b、65a、65bまで伝導される。

0080

熱伝導パターン110aは、金属シェル60の後端部の半田付け部64a、64b、65a、65bまで伝導された熱を、図18の矢印に示すように、半田67を経由して左右のシェル接続ランド74a、75a、74b、75bへ、そして左右のビア112,113を経由して内層導体パターン111の一端部111aと他端部111bへ、そして内層導体パターン111の中央部111cからビア114を通じて温度スイッチIC接続ランド77に伝導させ、最終的に温度スイッチIC接続ランド77から半田93を経由して温度スイッチIC90の底面の放熱パッド92に伝導させる。

0081

[作用効果]
以上説明したように、本実施例のプラグ10aによれば、熱伝導パターン110aは、基板170の厚さ方向において重なっている内層導体パターン111と温度スイッチIC接続ランド77との間を接続したビア114をさらに含むので、例えば銅などの導体のみで金属シェル60の熱を温度スイッチIC90に効率よく伝えることができる。

0082

なお、本実施例では、基板170の厚さ方向において重なっている内層導体パターン111の中央部111cと温度スイッチIC接続ランド77との間を接続するビアとして、単一のビア114を備えているが、複数備えて、低い熱抵抗を実現し、内層導体パターン111の中央部111cから温度スイッチIC接続ランド77へ熱をより効率よく伝えるようにしてもよい。

0083

次に、本発明の実施例3を、図19及び図20により説明する。図19及び図20に、実施例3にかかるプラグコネクタ(以下、「プラグ」という。)10bの熱伝導パターン110bを示す。図19は、プラグ10bの熱伝導パターン110bを示す図であり、プリント回路基板(以下、「基板」という。)270の平面図(基板270の上表面の表層70bに含む熱伝導パターン110bを示す平面図)である。図20は、図19におけるE−E線断面図である。

0084

本実施例は、実施例1のプラグ10において、熱伝導パターン110を備えた基板70に代えて、構成の異なる熱伝導パターン110bを備えた基板270を採用した点が、実施例1と異なる。実施例1と同一の構成部分には同一符号を付して詳しい説明を省略する。

0085

図19図20に示すように、本実施例の熱伝導パターン110bは、温度スイッチIC90を実装した基板270の上表面の表層70bのみを利用して、金属シェル60の熱を温度スイッチIC90に伝えるもので、熱伝導パターン110bは、温度スイッチIC90を実装した基板270の上表面の表層70bにのみ設けており、金属シェル60を半田接続したシェル接続ランド74a、75aと、シェル接続ランド74a、75aとつながると共に温度スイッチIC90の底面に設けた放熱パッド92を半田接続した温度スイッチIC接続ランド77とを含むものである。より具体的には、熱伝導パターン110bは、左右のシェル接続ランド74a、75aと、温度スイッチIC接続ランド77と、左のシェル接続ランド74aと温度スイッチIC接続ランド77との間を略最短距離でつないだ帯状の接続部115と、右のシェル接続ランド75aと温度スイッチIC接続ランド77との間を略最短距離でつないだ帯状の接続部116とを含むものである。
その他の構成は実施例1と同一である。

0086

次に、熱伝導パターン110bの作用を説明する。

0087

嵌合部52の前端部で発生した異常発熱は、嵌合部52の覆いである第3シェル部63から第2シェル部62を経由して第1シェル部61へ、そして金属シェル60の後端部の熱伝導パターン110aへの半田付け部64a、64b、65a、65bまで伝導される。

0088

熱伝導パターン110bは、金属シェル60の後端部の半田付け部64a、65aまで伝導された熱を、図20の矢印に示すように、半田67を経由して左右のシェル接続ランド74a、75aへ、そして温度スイッチIC90を実装した基板270の上表面の表層70b内において、接続部115、116を通じて温度スイッチIC接続ランド77に伝導させ、最終的に温度スイッチIC接続ランド77から半田93を経由して温度スイッチIC90の底面の放熱パッド92に伝導させる。

0089

[作用効果]
以上説明したように、本実施例のプラグ10bによれば、熱伝導パターン110bは、温度スイッチIC90を実装した基板270の上表面の表層70bにのみ設けており、金属シェル60を半田接続したシェル接続ランド74a、75aと、シェル接続ランド74a、75aとつながると共に温度スイッチIC90の底面に設けた放熱パッド92を半田接続した温度スイッチIC接続ランド77とを含み、温度スイッチIC90を実装した基板270の上表面の表層70bのみ利用して金属シェル60の熱を温度スイッチIC90に伝えるので、基板270は多層基板でなくとも、内層を持たない片面又は両面基板であってもよい。

0090

次に、本発明の実施例4を、図25から図30により説明する。図25から図29に、実施例4にかかるアダプタ300を示す。図25は、アダプタ300の外観を示す図であり、図25(A)は、アダプタ300を斜め前上方から見た斜視図、図25(B)は、アダプタ300を斜め後上方から見た斜視図である。図26は、アダプタ300の外観を示す図であり、図26(A)は、アダプタ300の正面図、図26(B)は、アダプタ300の平面図、図26(C)は、アダプタ300の右側面図、図26(D)は、アダプタ300の背面図である。図27は、図26におけるF−F線断面図である。図28は、アダプタ300を斜め上方から見た分解斜視図である。図29は、アダプタ300を斜め上方から見た分解斜視図である。図30は、アダプタ300のプリント回路基板370に含む第2のコネクタ接続部を示す該プリント回路基板370の部分平面図である。

0091

図25から図29に示すように、本実施例のアダプタ300は、請求項1から請求項6のいずれかに記載のプラグコネクタを第1のコネクタ310として含み、さらに第1のコネクタ310のプリント回路基板(以下、「基板」という。)370に搭載した第2のコネクタ320と、第1のコネクタ310と第2のコネクタ320とをそれぞれの相手コネクタと嵌合可能な状態で基板370を覆ったハウジング330とを含む。

0092

本実施例において、第1のコネクタ310は、実施例2のプラグ10aであり、第2のコネクタ310は、第1のコネクタ310と嵌合可能な相手コネクタのレセプタクル1である。第1のコネクタ310について、プラグ10aと同一の構成部分には同一符号を付して詳しい説明を省略する。第2のコネクタ320について、レセプタクル1と同一の構成部分には同一符号を付して詳しい説明を省略する。

0093

第2のコネクタ310は、ケーブル20に代えて、第1のコネクタ310の基板370の上表面における後部に搭載してある。第2のコネクタ310は、プラグ挿入部2を後方に向けて開口している。

0094

基板370は、ケーブル接続ランド71a、71bを含むケーブル接続部に代えて、第2のコネクタ接続部を含む。第2のコネクタ接続部は、図30に示すように、コンタクト4の表面実装型の半田付け部4bを半田接続するコンタクト接続ランド371と、金属シェル5の挿入実装型の半田付け部5aを半田接続するシェル接続スルーホール372とを含む。

0095

基板370は、ID識別用(ID)以外の4つのコンタクト接続ランド72a、72bとそれらに対応する4つのコンタクト接続ランド371とをそれぞれ接続し、ID識別用(ID)以外の4本のコンタクト30とそれらに対応する4本のコンタクト4とをそれぞれ電気的に接続する。ID識別用(ID)のコンタクト接続ランド72b、371は、どこにも接続せず、ID識別用(ID)のコンタクト30、4を空き端子(N/C:Not Connected)としてある。基板370は、基板170と同様に、熱保護回路80及び熱導電パターン110を含む。

0096

ハウジング330は、インナーモールド120及びオーバーモールド130に代えて、基板370の周りを覆っている。具体的には、ハウジング330は、基板370の周りを覆う筒状の側壁部と、第1のコネクタ310の嵌合部52を突出するためのプラグ突出用孔330aを有する前壁と、第2のコネクタ320のプラグ挿入部2へのプラグ挿入用孔330bを有する後壁とを含む。

0097

ハウジング330は、係合部を備えた絶縁性合成樹脂製の上半部ハウジング331と係合部を備えた絶縁性合成樹脂製の下半部ハウジング332とを含み、これらを互いの係合部同士が係合した状態で組み合わせて組み立てられている。上半部ハウジング310は、プラグ突出用孔330aを有する前壁の全てを含んでハウジング本体をなし、下半部ハウジング320は、上半部ハウジング310の下向きの開口を覆うカバーになっている。

0098

アダプタ300の組み立ては、図28及び図29に示すように、第2のコネクタ320が基板370の第2のコネクタ接続部に半田接続(実装)された第1のコネクタ310を上ハウジング331に装着し、その後、上半部ハウジング331に下半部ハウジング332を組み合わせてハウジング330を組み立てることによって、図25(A)から図27に示すように、基板370と共に第1のコネクタ310の基部51及び第2のコネクタ320の全体をハウジング330内に収容し、かつ、第1のコネクタ310の嵌合部52をハウジング330の前壁にあるプラグ突出用孔330aから相手コネクタへの挿入方向の前方に向けて突出し、かつ、第2のコネクタ320のプラグ挿入部2をハウジング330の後壁にあるプラグ挿入用孔330bに開放した状態で完成する。

0099

そして、アダプタ300を使えば、熱保護回路80を搭載していない既存のマイクロ−USB(2.0)プラグコネクタを熱保護回路80を搭載したマイクロ−USB(2.0)プラグコネクタに変換できる。つまり、アダプタ300の第1のコネクタ310は、プラグ10aで、マイクロ−USB(2.0)プラグコネクタであり、アダプタ300の第2のコネクタ320は、プラグ10aと嵌合可能な相手コネクタのレセプタクル1で、マイクロ−USB(2.0)プラグコネクタと嵌合可能な相手コネクタのマイクロ−USB(2.0)レセプタクルコネクタであるため、熱保護回路80を搭載していない既存のマイクロ−USB(2.0)プラグコネクタをアダプタ300の第2のコネクタ320に接続すれば、熱保護回路80を搭載したマイクロ−USB(2.0)プラグコネクタに変換できる。

0100

[作用効果]
以上説明したように、本実施例のアダプタ300によれば、実施例2のプラグ10aを第1のコネクタ310として含み、さらに第1のコネクタ310の基板370に搭載した第2のコネクタ320と、第1のコネクタ310と第2のコネクタ320とをそれぞれの相手コネクタと嵌合可能な状態で基板370を覆ったハウジング330とを含むので、第1のコネクタ310の相手コネクタのレセプタクル1との嵌合部52での異常発熱に対し感度よく通電を遮断できる。

0101

なお、アダプタ300の第1のコネクタ310は、請求項1から請求項6のいずれかに記載のプラグコネクタであればよく、その請求項1から請求項7のプラグコネクタは、マイクロ−USB(2.0)プラグコネクタに限定されず、その他のプラグコネクタであってもよい。アダプタ300の第1のコネクタ310は、例えば、実施例1のプラグ1や実施例3のプラグ10b、その他USBType−Cプラグコネクタ等であってもよい。

0102

アダプタ300の第1のコネクタ310が、USBType−Cプラグコネクタの場合、第2のコネクタ320に接続する熱保護回路80を搭載していない既存のマイクロ−USB(2.0)プラグコネクタを熱保護回路80を搭載したUSBType−Cプラグコネクタに変換できる。

0103

また、アダプタ300の第2のコネクタ320は、第1のコネクタ310と嵌合可能な相手コネクタに限定されず、その他のレセプタクルコネクタ又はプラグコネクタであってもよい。アダプタ300の第2のコネクタ320は、例えば、USBレセプタクルコネクタやUSBType−Cレセプタクルコネクタ、その他HDMI(登録商標)レセプタクル等であってもよい。

実施例

0104

アダプタ300の第2のコネクタ310が、USBレセプタクルコネクタの場合、第2のコネクタ310に接続する熱保護回路80を搭載していない既存のUSBプラグコネクタを熱保護回路80を搭載したマイクロ−USB(2.0)プラグコネクタに変換できる。

0105

1レセプタクルコネクタ
10、10a、10bプラグコネクタ
20ケーブル
30コンタクト
50 ボディ
52 嵌合部
60金属シェル
64a、65a、64b、65b半田付け部
70、170、270プリント回路基板
70b表層
70c 表層
70d内層
74a、74b、75a、75bシェル接続ランド
77温度スイッチIC接続ランド
80熱保護回路
90 温度スイッチIC
92放熱パッド
100FET
110、110a、110b熱伝導パターン
111内層導体パターン
112、113、114ビア
300アダプタ
310 第1のコネクタ
320 第2のコネクタ
330ハウジング
370 プリント回路基板

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