JP2001160465A - プラグコネクタ、レセプタクルコネクタ及び同軸コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 嵌合深さが変動しても良好な高周波特性を確
保できるプラグコネクタ、レセプタクルコネクタ及び同
軸コネクタを提供する。 【解決手段】 第１の中心コンタクト２０と、この第１
の中心コンタクト２０の外周面に装着される第１のイン
シュレータ２１と、第１の外部コンタクト２２とを備え
たプラグコネクタ１０と、第１の中心コンタクト２０に
接触可能な第２の中心コンタクト４０と、この第２の中
心コンタクト４０の外周面に装着される第２のインシュ
レータ４１と、第２の外部コンタクト４２とを備えたレ
セプタクルコネクタ３０とで構成される同軸コネクタ１
において、第１のインシュレータ２１に、第２の中心コ
ンタクト４０を挿入可能な凹部２４を形成し、第２のイ
ンシュレータ４１に、第１の外部コンタクト２２に挿入
可能な凸部４３を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板と基板との接
続に用いられるプラグコネクタ、レセプタクルコネクタ
及び同軸コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の同軸コネクタの断面図であ
る。

【０００３】この同軸コネクタはプラグコネクタ１１０
とレセプタクルコネクタ１３０とで構成される。

【０００４】プラグコネクタ１１０は、ピン状の第１の
中心コンタクト１２０と、この第１の中心コンタクト１
２０の外周面に装着される第１のインシュレータ１２１
と、この第１のインシュレータ１２１の外周面に装着さ
れる円筒状の第１の外部コンタクト１２２とを備えてい
る。第１の外部コンタクト１２２はフレーム１１１によ
って保持されている。

【０００５】レセプタクルコネクタ１３０は、第１の中
心コンタクト１２０に接触可能な円筒状の第２の中心コ
ンタクト１４０と、この第２の中心コンタクト１４０の
外周面に装着される第２のインシュレータ１４１と、こ
の第２のインシュレータ１４１の外周面に装着され、第
１の外部コンタクト１２２を保持可能な筒状の第２の外
部コンタクト１４２とを備えている。

【０００６】図６は同軸線路の断面を示す図である。

【０００７】同軸線路は内部導体２１０と、絶縁体２２
０と、外部導体２３０とで構成される。内部導体２１０
は例えば第１の中心コンタクト１２０及び第２の中心コ
ンタクト１４０に、絶縁体２２０は例えば第１のインシ
ュレータ１２１及び第２のインシュレータ１４１に、外
部導体２３０は例えば第１の外部コンタクト１２２及び
第２の外部コンタクト１４２にそれぞれ対応する。

【０００８】同軸線路の構造が図６に示すものであると
き、特性インピーダンスＺ0 を次式から求めることが
できる。

【０００９】

【数１】 （１）式において、Ｄは外部導体２３０の内径を、ｄは
内部導体２１０の外径を、μは透磁率を、εは絶縁体２
２０の誘電率をそれぞれ示す。

【００１０】高周波信号については、同軸線路の信号伝
達の媒質としての特性は特性インピーダンスＺ0によっ
て定まる。この特性インピーダンスＺ0は内外導体２１
０，２３０の直径の比（Ｄ／ｄ）でほぼ決まるため、同
軸線路の直径の比（Ｄ／ｄ）は一定にされる。

【００１１】なお、外部導体２３０と内部導体２１０と
の間に誘電率の異なる２つの材料を入れた場合には誘電
率εを次式から求めることができる。

【００１２】

【数２】

【００１３】図７は外部導体と内部導体との間に誘電率
の異なる２つの材料を入れた場合の同軸線路の断面図で
ある。

【００１４】（２）式において、ε1は第１の絶縁体２
２１の誘電率を、ε2は第２の絶縁体２２２の誘電率
を、Ｄ1は第１の絶縁体２２１の外径を、Ｄ2は第２の絶
縁体２２２の外径（外部導体２３０の内径）を、ｄは内
部導体２１０の外径をそれぞれ示す。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板対基板
の接続の場合、同軸コネクタの嵌合深さは基板間距離の
変化により一定範囲内で変動する。特に、複数の同軸コ
ネクタが実装されている場合や基板を着脱するためのレ
バー等を用いる場合では、嵌合深さの変動を無くすこと
は不可能である。

【００１６】そのため、基板対基板の接続の場合、嵌合
深さの変動にしたがって内外導体の直径の比が変化し、
同軸コネクタの高周波特性が悪化してしまう。

【００１７】以下、嵌合深さと高周波特性との関係を具
体例を用いて説明する。

【００１８】図８はプラグコネクタとレセプタクルコネ
クタとの嵌合深さに対応する特性インピーダンス分布を
示す図であり、ここでは嵌合深さが０〜２ｓの範囲で変
動する。

【００１９】図８（ａ）は最大の嵌合深さにあるとき
を、図８（ｃ）は最小の嵌合深さにあるときを、図８
（ｂ）は中間の嵌合深さにあるときをそれぞれ示す。

【００２０】図８（ａ）〜図８（ｃ）において、Ｚ0は
特性インピーダンス（例えば５０Ω）を示し、特性イン
ピーダンス分布はこの特性インピーダンスＺ0の変化を
示している。

【００２１】嵌合深さが最大のとき、内外導体の直径の
比が一定であるので、特性インピーダンスが変化せず、
最良の高周波特性が得られる（図８（ａ）参照）。

【００２２】嵌合深さが距離ｓだけ浅くなったとき、２
箇所で距離ｓの範囲において内外導体の直径の比が変化
する。このとき、距離ｓの範囲において特性インピーダ
ンスが変化する（特性インピーダンスＺ0が高くなる）
（図８（ｂ）参照）。

【００２３】嵌合深さが距離２ｓだけ浅くなったとき、
２箇所で距離２ｓの範囲において内外導体の直径の比が
変化する。このとき、距離２ｓの範囲において特性イン
ピーダンスが変化する（特性インピーダンスＺ0が高く
なる）（図８（ｃ）参照）。

【００２４】すなわち、嵌合深さが浅くなる程、同軸線
路の特性インピーダンスが等しくない部分が長くなるの
で、高周波信号の反射が起こり易く、同軸線路上の信号
波形が複雑に歪んで高周波特性を著しく劣化させてしま
う。

【００２５】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は嵌合深さが変動しても良好な高周
波特性を確保できるプラグコネクタ、レセプタクルコネ
クタ及び同軸コネクタを提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明は、レセプタクルコネクタの中心コ
ンタクトに接触可能な中心コンタクトと、この中心コン
タクトの外周面に装着されるインシュレータと、このイ
ンシュレータの外周面に装着され、前記レセプタクルコ
ネクタの筒状の外部コンタクトに挿入可能な外部コンタ
クトとを備えたプラグコネクタにおいて、前記インシュ
レータに、前記レセプタクルコネクタの中心コンタクト
の先端部を挿入可能な凹部が形成されていることを特徴
とする。

【００２７】レセプタクルコネクタの中心コンタクトの
先端部が凹部の開口部にある場合を嵌合深さが中間の位
置であるとしたとき、凹部を所定の大きさにすることに
よって同軸線路の特性インピーダンスが変化しなくな
る。

【００２８】請求項２記載に発明は、プラグコネクタの
中心コンタクトに接触可能な中心コンタクトと、この中
心コンタクトの外周面に装着されるインシュレータと、
このインシュレータの外周面に装着され、前記プラグコ
ネクタの外部コンタクトを保持可能な筒状の外部コンタ
クトとを備えたレセプタクルコネクタにおいて、前記イ
ンシュレータに、前記プラグコネクタの外部コンタクト
に挿入可能な凸部が形成されていることを特徴とする。

【００２９】プラグコネクタの外部コンタクトの先端部
を凸部の先端に位置する場合を嵌合深さが中間である位
置としたとき、凸部を所定の大きさにすることによって
同軸線路の特性インピーダンスが変化しなくなる。

【００３０】請求項３記載に発明は、第１の中心コンタ
クトと、この第１の中心コンタクトの外周面に装着され
る第１のインシュレータと、この第１のインシュレータ
の外周面に装着される第１の外部コンタクトとを備えた
プラグコネクタと、前記第１の中心コンタクトに接触可
能な第２の中心コンタクトと、この第２の中心コンタク
トの外周面に装着される第２のインシュレータと、この
第２のインシュレータの外周面に装着され、前記第１の
外部コンタクトを保持する筒状の第２の外部コンタクト
とを備えたレセプタクルコネクタとで構成される同軸コ
ネクタにおいて、前記第１のインシュレータに、前記第
２の中心コンタクトを挿入可能な凹部が形成され、前記
第２のインシュレータに、前記第１の外部コンタクトに
挿入可能な凸部が形成されていることを特徴とする。

【００３１】レセプタクルコネクタの中心コンタクトの
先端部が凹部の開口部にある場合及びプラグコネクタの
外部コンタクトの先端部を凸部の先端に位置する場合を
嵌合深さが中間である位置としたとき、凹部及び凸部を
所定の大きさにすることによって同軸線路の特性インピ
ーダンスが変化しなくなる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００３３】図１はこの発明の一実施形態に係るプラグ
コネクタとレセプタクルコネクタとを基板に実装した状
態を示す断面図である。

【００３４】プラグコネクタ１０は円筒状のフレーム１
１を介して同軸ケーブル１２に接続されている。

【００３５】また、プラグコネクタ１０はフレーム１１
を介してハウジング１３に装着されている。

【００３６】ハウジング１３はパッケージボード（基
板）１４に固定されている。なお、パッケージボード１
４はハウジング１３に設けられた突起１５によって位置
決めされている。

【００３７】レセプタクルコネクタ３０はフレーム３１
を介して同軸ケーブル３２に接続されている。

【００３８】また、レセプタクルコネクタ３０はフレー
ム３１を介してハウジング３３に装着され、ハウジング
３３はバックパネル（基板）３４に固定されている。

【００３９】図２は図１の部分拡大図である。

【００４０】プラグコネクタ１０は、ピン状の第１の中
心コンタクト２０と、この第１の中心コンタクト２０の
外周面に装着される第１のインシュレータ２１と、この
第１のインシュレータ２１の外周面に装着される円筒状
の第１の外部コンタクト２２とを備えている。

【００４１】フレーム１１のガイド２３によって保持さ
れている第１の外部インシュレータ２２には、第２の中
心コンタクト４０の先端部を挿入可能な凹部２４が形成
されている。

【００４２】第１の外部コンタクト２２には周方向に等
間隔に４つのすり割り２２ａが形成されている。

【００４３】レセプタクルコネクタ３０は、第１の中心
コンタクト２０に接触可能な円筒状の第２の中心コンタ
クト４０と、この第２の中心コンタクト４０の外周面に
装着される第２のインシュレータ４１と、この第２のイ
ンシュレータ４１の外周面に装着され、第１の外部コン
タクト２２を保持可能な円筒状の第２の外部コンタクト
４２とを備えている。

【００４４】第２のインシュレータ４１には、第１の外
部コンタクト２２に挿入可能な凸部４３が形成されてい
る。

【００４５】第２の中心コンタクト４０には周方向に等
間隔に２つのすり割り４０ａが形成されている。

【００４６】図３はこの発明の一実施形態に係る同軸コ
ネクタの使用状態を示す断面図であり、図３（ａ）は最
大の嵌合深さにあるときを、図３（ｃ）は最小の嵌合深
さにあるときを、図３（ｂ）は中間の嵌合深さにあると
きをそれぞれ示す。

【００４７】同軸コネクタ１はプラグコネクタ１０とレ
セプタクルコネクタ３０とで構成される。

【００４８】嵌合深さが最大の場合（図３（ａ）参照）
のバックパネル３４とパッケージボード１４との間の距
離をＡとしたとき、バックパネル３４とパッケージボー
ド１４との間の距離はＡとＡ＋２ｓとの範囲で変動す
る。

【００４９】次に、嵌合深さと高周波特性との関係を具
体例を用いて説明する。

【００５０】図４はプラグコネクタとレセプタクルコネ
クタとの嵌合深さに対応する特性インピーダンス分布を
示す図であり、ここでは嵌合深さが０〜２ｓの範囲で変
動する。

【００５１】図４（ａ）は図３（ａ）に、図４（ｂ）は
図３（ｂ）に、図４（ｃ）は図３（ｃ）にそれぞれ対応
する。

【００５２】図４（ａ）〜図４（ｃ）において、Ｚ0は
特性インピーダンス（例えば５０Ω）を示し、特性イン
ピーダンス分布はこの特性インピーダンスＺ0の変化を
示している。

【００５３】なお、第１の中心コンタクト２０及び第２
の中心コンタクト４０は内部導体２１０に、第１のイン
シュレータ２１及び第２のインシュレータ４１は絶縁体
２２０に、第１の外部コンタクト２２及び第２の外部コ
ンタクト４２は外部導体２３０にそれぞれ対応する（図
６参照）。

【００５４】この実施形態では、嵌合深さが距離ｓだけ
浅くなったとき（バックパネル３４とパッケージボード
１４との間の距離がＡ＋ｓのとき）、距離ｓと距離ｔと
の範囲の特性インピーダンスＺ0が等しくなるように凹
部２４と凸部４３の大きさとが決められている。そのた
め、内外導体の直径の比が一定でないにもかかわらず、
同軸線路の特性インピーダンスが変化せず、最良の高周
波特性が得られる（図４（ｂ）参照）。

【００５５】嵌合深さが最大のとき（バックパネル３４
とパッケージボード１４との間の距離がＡのとき）、２
箇所で距離ｓの範囲において内外導体の直径の比が変化
する。このとき、距離ｓの範囲において特性インピーダ
ンスが変化する（特性インピーダンスＺ0が低くなる）
（図４（ａ）参照）。

【００５６】嵌合深さが距離２ｓだけ浅くなったとき
（バックパネル３４とパッケージボード１４との間の距
離がＡ＋２ｓのとき）、２箇所で距離ｓの範囲において
内外導体の直径の比が変化する。このとき、距離ｓの範
囲においてだけ特性インピーダンスが変化する（特性イ
ンピーダンスＺ0が高くなる）（図４（ｃ）参照）。

【００５７】この実施形態によれば、嵌合深さが距離２
ｓの範囲で変動したとき、特性インピーダンスが変化す
る距離はｓ（従来例は２ｓ）であるので、従来例に比し
高周波信号の反射が起き難く、良好な高周波特性を得る
ことができる。

【００５８】そのため、複数のコネクタが実装されてい
る場合やレバー等を用いて操作される場合においても、
良好な高周波特性を得ることが可能になる。

【００５９】

【発明の効果】以上に説明したように本願発明のプラグ
コネクタ、レセプタクルコネクタ及び同軸コネクタによ
れば、嵌合深さが変動したときであっても、従来例に比
し伝送線路の不連続容量が低減され、良好な高周波特性
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施形態に係るプラグコネ
クタとレセプタクルコネクタとを基板に実装した状態を
示す断面図である。

【図２】図２は図１の部分拡大図である。

【図３】図３はこの発明の一実施形態に係る同軸コネク
タの使用状態を示す断面図であり、図３（ａ）は最大の
嵌合深さにあるときを、図３（ｃ）は最小の嵌合深さに
あるときを、図３（ｂ）は中間の嵌合深さにあるときを
それぞれ示す図である。

【図４】図４はプラグコネクタとレセプタクルコネクタ
との嵌合深さに対応する特性インピーダンス分布を示す
図である。

【図５】図５は従来の同軸コネクタの断面図である。

【図６】図６は同軸線路の断面を示す図である。

【図７】図７は絶縁物を誘電率の異なる材料で構成した
場合の同軸線路の断面図である。

【図８】図８はプラグコネクタとレセプタクルコネクタ
との嵌合深さに対応する特性インピーダンス分布を示す
図であり、図８（ａ）は最大の嵌合深さにあるときを、
図８（ｃ）は最小の嵌合深さにあるときを、図８（ｂ）
は中間の嵌合深さにあるときをそれぞれ示す図である。

【符号の説明】

１ 同軸コネクタ １０ プラグコネクタ ２０ 第１の中心コンタクト ２１ 第１のインシュレータ ２２ 第１の外部コンタクト ２４ 凹部 ３０ レセプタクルコネクタ ４０ 第２の中心コンタクト ４１ 第２のインシュレータ ４２ 第２の外部コンタクト ４３ 凸部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レセプタクルコネクタの中心コンタクト
   に接触可能な中心コンタクトと、この中心コンタクトの
   外周面に装着されるインシュレータと、このインシュレ
   ータの外周面に装着され、前記レセプタクルコネクタの
   筒状の外部コンタクトに挿入可能な外部コンタクトとを
   備えたプラグコネクタにおいて、 前記インシュレータに、前記レセプタクルコネクタの中
   心コンタクトの先端部を挿入可能な凹部が形成されてい
   ることを特徴とするプラグコネクタ。
2. 【請求項２】 プラグコネクタの中心コンタクトに接触
   可能な中心コンタクトと、この中心コンタクトの外周面
   に装着されるインシュレータと、このインシュレータの
   外周面に装着され、前記プラグコネクタの外部コンタク
   トを保持可能な筒状の外部コンタクトとを備えたレセプ
   タクルコネクタにおいて、 前記インシュレータに、前記プラグコネクタの外部コン
   タクトに挿入可能な凸部が形成されていることを特徴と
   するレセプタクルコネクタ。
3. 【請求項３】 第１の中心コンタクトと、この第１の中
   心コンタクトの外周面に装着される第１のインシュレー
   タと、この第１のインシュレータの外周面に装着される
   第１の外部コンタクトとを備えたプラグコネクタと、 前記第１の中心コンタクトに接触可能な第２の中心コン
   タクトと、この第２の中心コンタクトの外周面に装着さ
   れる第２のインシュレータと、この第２のインシュレー
   タの外周面に装着され、前記第１の外部コンタクトを保
   持する筒状の第２の外部コンタクトとを備えたレセプタ
   クルコネクタとで構成される同軸コネクタにおいて、 前記第１のインシュレータに、前記第２の中心コンタク
   トを挿入可能な凹部が形成され、 前記第２のインシュレータに、前記第１の外部コンタク
   トに挿入可能な凸部が形成されていることを特徴とする
   同軸コネクタ。