CN110829127B - 同轴连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种同轴连接器，其能使外形小型化并且能抑制流过同轴连接器的高频信号的损耗。在进行小型化而使直径变小的筒状壳体的内侧同轴配置的中心接触件的筒状的连结部形成有开口。由于形成开口的部位处的电容降低，特性阻抗接近同轴线路的特性阻抗，因此，即使将同轴连接器小型化，也能抑制高频信号的损耗。

Description

同轴连接器

技术领域

本发明涉及连接于同轴线路的末端并与对方侧同轴连接器嵌合连接的同轴连接器，更详细而言，涉及使与对方侧同轴连接器连接的连接部的特性阻抗接近同轴线路的特性阻抗的同轴连接器。

背景技术

以往，使用作为同轴线路的同轴电缆来作为在电子设备间传输高频信号的传输线路，在经由同轴电缆进行的电子设备间的布线中，预先将同轴连接器连接于同轴电缆的末端，而作为使该同轴连接器与电子设备侧的对方侧同轴连接器嵌合连接的构造，将同轴电缆装卸自如地布线至电子设备。

一般而言，同轴电缆在中心导体的周围从内侧向外侧同轴状地层叠形成有介电层、包括编织线的外部导体、以及作为外部包覆的外皮。将介电层的相对介电常数设为ε，将外部导体的内径设为D，将中心导体的外径设为d，则该同轴电缆的特性阻抗Z₀由

来表示，构成同轴电缆的各部分形成为同一厚度、同一形状，使得沿着同轴电缆的任意位置具有同样的特性阻抗Z₀。

连接于该同轴电缆的末端的同轴连接器具备：中心接触件，连接于中心导体；筒状壳体，连接于外部导体；以及绝缘体，绕中心接触件的中心轴对筒状壳体进行同轴支承，在中心接触件与对方侧同轴连接器的对方侧中心接触件接触的插入位置，使筒状壳体与对方侧同轴连接器的外部接触件嵌合，从而嵌合连接于对方侧同轴连接器。

虽然以使同轴连接器的特性阻抗Z_c与同轴电缆的上述特性阻抗Z₀匹配的方式设计了各构成部件，使得同轴连接器即使连接了同轴电缆的末端也不会产生高频信号的传输损耗，但是，近年来正谋求同轴连接器、对方侧同轴连接器的小型化，同轴连接器的筒状壳体的内径小，由此，同轴连接器的特性阻抗Z_c降低，与同轴电缆的特性阻抗Z₀不匹配。

即，将传输路径的每单位长度的电感设为L₀，并将每单位长度的电容设为C₀，则同轴连接器的传输路径上的特性阻抗Z_c由

来表示，因此，当筒状壳体的直径小时，与中心接触件的距离接近而每单位长度的电容C₀上升，特性阻抗Z_c降低，与同轴电缆的特性阻抗Z₀不匹配。

因此，如图10所示，在专利文献1所述的同轴连接器100中，在筒状壳体101的顶端的弹性接触片101a贯穿设置开口部102，提高同轴连接器的特性阻抗Z_c而使其接近同轴电缆110的特性阻抗Z₀。

以下，使用图10和图11对该现有的同轴连接器100进行说明。同轴连接器100由如下部件构成：筒状壳体101，连接于同轴电缆110的外部导体111，并在相连地设置于顶端的弹性接触片101a的基端侧贯穿设置有开口部102；中心接触件104，连接于同轴电缆110的未图示的中心导体；以及绝缘体103，配设于中心接触件104与筒状壳体101之间，绕中心接触件104的中心轴对筒状壳体101进行同轴支承。筒状壳体101的外径与对方侧同轴连接器的外部接触件122的内径大致相等，在对方侧同轴连接器的对方侧中心接触件121插入圆筒形的中心接触件104内而相互接触的位置，筒状壳体101的顶端的弹性接触片101a与外部接触件122的内壁弹性接触，对方侧同轴连接器与同轴连接器100嵌合连接。

如图11所示，若在同轴连接器100与对方侧同轴连接器嵌合连接的连接位置未贯穿设置有开口部102，则隔着作为介电体的绝缘体103形成于中心接触件104与弹性接触片101a(筒状壳体101)之间的电容C₀’通过贯穿设置有开口部102而达到比隔着作为介电体的绝缘体103和空气层而形成于中心接触件104与更加远离弹性接触片101a的外部接触件122之间的电容C₀’更大的电容C₀。因此，根据该同轴连接器100，在形成有开口部102的位置，同轴连接器100的特性阻抗Z_c提高而接近同轴电缆110的特性阻抗Z₀，能防止传输损耗。

然而，在上述现有的同轴连接器100中，在筒状壳体101的开口部102未被对方侧同轴连接器的外部接触件122覆盖的状态下，中心接触件104穿过开口部102而向外部露出，因此，流过中心接触件104的高频信号会发出无用辐射、噪声，或者外部噪声会流过中心接触件104，恐怕会发生故障。

此外，由于在与对方侧同轴连接器的外部接触件122嵌合连接的筒状壳体101的弹性接触片101a上形成开口部102，因此，会产生外部接触件122与弹性接触片101a的连接的可靠性受损、或者外部接触件122与筒状壳体101之间的接触电阻不稳定等问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-318788号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是考虑到了这样的现有的问题而完成的发明，其目的在于提供一种能使外形小型化并且能抑制流过同轴连接器的高频信号的损耗的同轴连接器。

此外，本发明的目的在于提供一种能完全屏蔽中心接触件的周围并且能调整传输路径的特性阻抗的同轴连接器。

用于解决问题的方案

为了实现上述的目的，方案一的同轴连接器具备：中心接触件，连接于同轴线路的中心导体；筒状壳体，连接于同轴线路的外部导体；以及绝缘体，配设于中心接触件与筒状壳体之间，绕中心接触件的中心轴对筒状壳体进行同轴支承，所述同轴连接器使筒状壳体和中心接触件分别与要嵌合连接的对方侧同轴连接器的外部接触件和对方侧中心接触件接触，其特征在于，中心接触件具有：中心导体连接部，在沿着中心轴的一侧与同轴线路的中心导体连接；中心接触部，在另一侧与对方侧中心接触件接触；以及筒状的连结部，连结中心导体连接部和中心接触部，中心接触件的连结部的周围隔着绝缘体被所述筒状壳体覆盖，在将导电金属板绕中心轴折弯而形成为筒状的连结部的接缝处，形成有使连结部的部位的特性阻抗上升而使其接近同轴线路的特性阻抗的开口。

通过在连结部形成有开口，在形成有开口的连结部的部位对置的筒状壳体与中心接触件的连结部的距离变长，在两者之间形成的每单位长度的电容C₀降低，因此，特性阻抗上升。

由于开口形成于周围被筒状壳体覆盖的中心接触件，因此即使形成有开口，中心接触件也会被筒状壳体无泄漏地屏蔽。

此外，由于开口形成于不会被对方侧中心接触件接触的中心接触件的连结部，因此不影响与对方侧同轴连接器的连接。

在折弯成筒状而成为连结部的接缝的导电金属板的两侧边形成对称形状的凹部，由此在连结部的接缝处形成开口。

方案二的同轴连接器的特征在于，在与以最短距离连接与同轴线路的中心导体的连接位置和与对方侧中心接触件的接触位置的中心接触件的信号传输路径不重叠的连结部的部位，形成开口。

由于流过中心接触件的高频信号会流过连结部的最短的信号传输路径，因此，不会产生由于使开口迂回而导致的新的电感。

方案三的同轴连接器的特征在于，包括中心接触件、筒状壳体和绝缘体的多个同轴连接单元彼此绝缘地并列装配于绝缘座体。

即使在同轴连接单元的中心接触件形成有开口，其周围也完全被筒状壳体包围，从其他的同轴连接单元屏蔽开来。

发明效果

根据方案一的发明，即使将整体小型化，将连接于同轴线路的外部导体的筒状壳体的直径设置得小，也能通过在中心接触件形成开口的简单的加工使特性阻抗上升而使其接近同轴线路的特性阻抗从而抑制信号损耗。

由于开口形成于周围被筒状壳体覆盖的中心接触件，因此，中心接触件与外部被屏蔽开来，能防止无用幅射、噪声的进入。

此外，即使在中心接触件形成开口，也不影响与对方侧同轴连接器的连接。

不是对连结部进行冲孔而形成开口，而是通过对作为筒状的连结部的导电金属板进行冲孔并将金属板绕中心轴折弯成筒状的工序，在连结部自然地形成开口。

根据方案二的发明，通过形成开口，不会产生新的电感，仅通过电容的变化就能调整特性阻抗。

根据方案三的发明，由于各同轴连接单元的中心接触件通过包围其周围的筒状壳体与其他的同轴连接单元屏蔽开来，因此不会在多极的中心接触件之间发生串扰。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的同轴连接器1和与同轴连接器1嵌合连接的对方侧同轴连接器70的立体图。

图2是表示构成同轴连接器1的同轴连接单元10的各部分的分解立体图。

图3的(a)是连接于同轴电缆50的中心导体51的中心接触件3的从背面斜上方观察的立体图，图3的(b)是连接于同轴电缆50的中心导体51的中心接触件3的从正面斜上方观察的立体图。

图4的(a)是中心接触件3的主视图，图4的(b)是中心接触件3的俯视图，图4(c)是中心接触件3的后视图。

图5是同轴连接单元10的局部剖切分解立体图。

图6是同轴连接单元10的纵剖面图。

图7是与对方侧同轴连接单元71连接的同轴连接单元10的纵剖面图。

图8是在连结部5的开口6处将同轴连接单元10剖开的剖面图。

图9是按照中心接触件3的开口6的有无来进行比较的TDR测量图。

图10是现有的同轴连接器100的立体图。

图11是在与对方侧同轴连接器连接的同轴连接器100的在开口部102处剖开的纵剖面图。

附图标记说明

1：同轴连接器；2：绝缘座体；3：中心接触件；4：中心导体连接部；5：连结部；5a：接缝；6：开口；7：中心接触部；11：筒状壳体；15：绝缘体；50：同轴电缆(同轴线路)；51：中心导体；54：外部导体；70：对方侧同轴连接器；72：对方侧中心接触件(中心插针)；73：外部接触件。

具体实施方式

以下，使用图1至图9对本发明的一实施方式的同轴连接器1进行说明。需要说明的是，在本说明书中，将图4的(a)所图示的面作为正面，将图4的(c)所图示的面作为背面，将图4的(a)所图示的上下方向作为竖直方向的上下方向，将左方作为水平方向的前方，并将右方作为后方，对各部分的构成进行说明。

如图1和图2所示，本实施方式的同轴连接器是使分别连接于四根作为同轴线路的同轴电缆50的末端的四根同轴连接单元10彼此绝缘地平行装配于长方体状的绝缘座体2的四极同轴连接器1，该同轴连接器1与安装于未图示的电路基板上的对方侧同轴连接器70嵌合连接，并将四根同轴连接单元10与对方侧同轴连接器70的四根对方侧同轴连接单元71连接，将各同轴电缆50与电路基板的高频信号图案连接。

连接于同轴连接器1的各同轴电缆50在沿着圆筒形的线缆的中心轴布线的中心导体51的周围从内侧开始依次同轴地层叠形成有中间介电体52、包括铝箔的屏蔽层53、包括编织线的外部导体54以及覆盖外周的外皮55，隔着中间介电体52和中心导体51接地连接的屏蔽层53与外部导体54隔开一定的距离进行配置，由此，此处的同轴电缆50的特性阻抗Z₀达到了50Ω。

如图2所示，各同轴连接单元10具备：中心接触件3，连接于同轴电缆50的中心导体51，并与对方侧同轴连接器70的连接单元71的中心插针72接触；筒状壳体11，连接于同轴电缆50的屏蔽层53和外部导体54，并与连接单元71的外部接触件73的外侧嵌合接触；绝缘体15，绕中心接触件3的同轴对筒状壳体11进行绝缘支承；以及套筒16。

中心接触件3通过对由磷青铜等构成的带状的导电金属板进行冲压加工来冲孔并按图3、图4所示的形状折曲而形成，其由以下部分构成：中心导体连接部4，在后方压接于同轴电缆50的中心导体51从而连接于中心导体51；圆筒状的连结部5，一体地相连设置于中心导体连接部4的前方；以及中心接触部7，从连结部5的前端的上下的位置朝向前方突出设置有一对板簧片。

其中，连结部5与中心导体连接部4同样地以冲完孔的导电金属板的中央作为正面并将其两侧朝向背面折弯成半圆筒形，并在背面的接缝5a处使两侧的端面对接，使得连结部5形成为在中心导体51的延长线上围绕中心导体51的中心轴的圆筒状。由此，连结部5在中心导体51的前方的延长方向上与围绕中心导体51的中心轴的同轴的圆筒状的中心导体连接部4连接，与围绕中心接触件3的同轴配置的筒状壳体11在同轴上隔开一定距离地配置，因此，特性阻抗不会在这些部位发生剧烈变化。

在对导电金属板进行冲孔时，沿着对称形状的矩形凹部的轮郭对导电金属板的构成接缝5a的两边进行冲孔，从而在折弯成半圆筒形而形成的连结部5的接缝5a处形成长方形的开口6。即，不是对导电金属板进行冲孔而形成开口6，而是在对导电金属板进行冲孔并通过折弯加工而形成连结部5的工序中自然地形成开口6。

构成中心接触部7的一对板簧片的前方的接触部之间的间隔比对方侧同轴连接器70的中心插针72的外径短，与从前方插入上述接触部之间的中心插针72弹性接触。因此，圆筒状的连结部5在后方的正面侧与中心导体连接部4连接，并在前方的上下的位置与中心接触部7接触，高频信号流过其间的爬电距离最小的信号传输路径，开口6不形成于会阻挡该连结部5的信号传输路径的位置，因此，不会产生因形成开口6而导致的新的电感。

绝缘体15通过绝缘树脂一体地形成为包围并保持整个中心接触件3的圆筒状，并在前表面开口有插入孔15a，该插入孔15a供对方侧同轴连接器70的中心插针72插入并与中心接触部7接触。

如图2所示，筒状壳体11通过导电性金属形成为包围整个绝缘体15的圆筒形，为了实现同轴连接器1整体的小型化，其外径小到仅比所连接的同轴电缆5的外径稍长的程度。筒状壳体11的前方的外部接触部12的内径比外部接触件73的外径稍短，使得从前方插入的对方侧同轴连接器70的外部接触件73与内壁面弹性接触，其后方的外壳主体14通过绝缘体15的外侧面以同一内径延续，使得该外壳主体14围绕中心接触件3的中心轴与中心接触件3形成一定的间隔。

通过将筒状壳体11的内径设置得小，筒状壳体11与中心接触件3的距离接近，同轴线路的特性阻抗会在筒状壳体11的位置处降低，但如图8所示，由于在背面对置的筒状壳体11的内壁面与筒状的中心接触件3之间的距离会通过开口6变长，因此，在形成有开口6的部位处的形成于两者之间的每单位长度的电容C₀会降低，特性阻抗会上升。

图9是将以实线表示的由未形成开口6的中心接触件3构成的同轴连接单元10的时域反射的测量结果、和以虚线表示由形成有开口6的中心接触件3构成的同轴连接单元10的时域反射的测量结果进行比较的图，示出了通过形成开口6，该部位处的特性阻抗上升，接近同轴电缆5的特性阻抗即50Ω。

如后文所述，在外壳主体14的外侧面，绕圆筒的轴凹设有将同轴连接单元10沿前后方向定位于绝缘座体2的凹环部17。此外，筒状壳体11的后方的外部导体连接部13的轮廓锥形收缩，以便插入从后方连接的同轴电缆50的屏蔽层53与外部导体54之间。在将外部导体连接部13插入屏蔽层53与外部导体54之间后，通过由绝缘弹性体形成的圆筒状的套筒16来从周围紧固外部导体54，由此，筒状壳体11与同轴电缆50的屏蔽层53和外部导体54电连接。

如上所述，连接于同轴电缆50的中心导体51的中心接触件3和连接于外部导体54的筒状壳体11通过配置于其间的绝缘体15而绕中心接触件3的中心轴在同轴上配置，并且在前后方向上相互定位，组装成一体的同轴连接单元10。

如图2所示，分别连接于四根同轴电缆50的末端的四组同轴连接单元10分别从后方插入沿前后方向贯通绝缘座体2而形成的接触件容纳孔8来进行安装。在同轴连接器1的绝缘座体2贯穿设置有分别从正面和背面插通四根接触件容纳孔8的未图示的插通孔，在分别装配于正面和背面的定位板9突出设置有插通该插通孔的未图示的定位杆9a。

在将四组同轴连接单元10从后方插入对应的接触件容纳孔8后，当将定位杆从正面和背面插入插通孔内时，定位杆9a会在接触件容纳孔8内卡合于外壳主体14的外侧面的凹环部17，各同轴连接单元10沿前后方向被定位于绝缘座体2，组装出四极同轴连接器1。

如图1所示，与同轴连接器1嵌合连接的对方侧同轴连接器70具备绝缘座体74，该绝缘座体74凹设有与绝缘座体2嵌合的嵌合凹部74a，在嵌合凹部74a内的与各接触件容纳孔8对应的部位，分别朝向后方突出设置有包括中心插针72和外部接触件73的四组对方侧同轴连接单元71。

由此，当将同轴连接器1和对方侧同轴连接器70嵌合连接时，如图7所示，对方侧同轴连接单元71的外部接触件73与同轴连接单元10的筒状壳体11的内壁面接触，并且中心插针72插通绝缘体15的插入孔15a而与中心接触件3的中心接触部7弹性接触。

由于对方侧同轴连接器70的中心插针72所弹性接触的是形成有开口6的中心接触件3的连结部5的前方的中心接触部7，因此，不会因形成开口6而损害与对方侧同轴连接器70的连接的可靠性。此外，即使在中心接触件3形成有开口6，由于围绕其中心轴的周围被筒状壳体11的外壳主体14覆盖，因此，能完全地屏蔽。因此，即使像本实施方式这样在绝缘座体2上平行地设置多个同轴连接单元10，流过中心接触件3的高频信号也不会泄漏至其他同轴连接单元10的信号传输路径而发生串扰。

上述的实施方式是在单个绝缘座体2中配置了多组同轴连接单元10的多极同轴连接器1，但也可以是仅配置有一组同轴连接单元10的同轴连接器。

此外，形成于中心接触件3的开口6的轮郭形状并不限于上述的矩形，可以设为各种形状，此外，形成开口6的位置除了前方的中心接触部7和中心导体连接部4以外，还可以形成于其间的连结部5的任意位置。

此外，只要连结部5围绕连接于同轴电缆50的中心轴的中心接触件3的中心轴形成为筒状，则不限于圆筒状而可以是方筒状等其他形状。

产业上的可利用性

本发明应用于连接于同轴线路的末端并进行了小型化的同轴连接器。

Claims (3)

1.一种同轴连接器，具备：

中心接触件，连接于同轴线路的中心导体；

筒状壳体，连接于所述同轴线路的外部导体；以及

绝缘体，配设于所述中心接触件与所述筒状壳体之间，绕所述中心接触件的中心轴对所述筒状壳体进行同轴支承，

所述同轴连接器使所述筒状壳体和所述中心接触件分别与要嵌合连接的对方侧同轴连接器的外部接触件和对方侧中心接触件接触，

所述同轴连接器的特征在于，

所述中心接触件具有：中心导体连接部，在沿着所述中心轴的一侧与所述同轴线路的中心导体连接；中心接触部，在另一侧与对方侧中心接触件接触；以及筒状的连结部，连结所述中心导体连接部和所述中心接触部，

所述中心接触部从所述连结部的端部朝向所述另一侧突出设置有板簧片，在比所述连结部靠所述另一侧处与所述对方侧中心接触件弹性接触，

所述中心接触件的所述连结部的周围隔着所述绝缘体被所述筒状壳体覆盖，

在将导电金属板绕所述中心轴折弯而形成为筒状的所述连结部的接缝处，形成有使所述连结部的部位的特性阻抗上升而使其接近所述同轴线路的特性阻抗的开口。

2.根据权利要求1所述的同轴连接器，其特征在于，

在与以最短距离连接与所述同轴线路的中心导体的连接位置、和与所述对方侧中心接触件的接触位置的所述中心接触件的信号传输路径不重叠的所述连结部的部位，形成所述开口。

3.根据权利要求1或2所述的同轴连接器，其特征在于，

包括所述中心接触件、所述筒状壳体和所述绝缘体的多个同轴连接单元彼此绝缘地并列装配于绝缘座体。

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