JP2005322496A - コネクタ及びコネクタ接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば同軸ケーブル等の不平衡伝送路に接続されるコネクタを、周波数特性の低下を抑止しつつ、より簡易な構成で実現できるようになるコネクタを提供すること。
【解決手段】 不平衡伝送路に接続され、絶縁体１３を含んでなるコネクタにおいて、不平衡伝送路の正極側に接続される第１端子（端子１４ａ）を絶縁体１３に設けるとともに、該第１端子の周囲に、不平衡伝送路の負極側に接続される複数の第２端子（端子１４ｄ乃至１４ｋ）を設ける。
【選択図】 図５

Description

本発明はコネクタ及びコネクタ接続方法に関し、特に不平衡伝送路に接続されるコネクタ及び不平衡伝送路とのコネクタ接続方法に関する。

不平衡伝送路に接続されるコネクタとして、例えば特許文献１に開示されるような同軸コネクタが知られている。同軸コネクタとしては同軸ケーブルと同様な同軸構造を有するコネクタが知られており、２ＧＨｚの高周波信号を伝送可能な周波数特性の高いものが知られている。
特開２００３−１２３９０２号公報

しかしながら、実用の場面ではそれ程の高い周波数特性を必要としない代わりに、コネクタの構成を簡易なものとし、その製造コストを抑えることが望まれる場合がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、例えば同軸ケーブル等の不平衡伝送路に接続されるコネクタを、周波数特性の低下を抑止しつつ、より簡易な構成で実現できるようになるコネクタ及びコネクタ接続方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るコネクタは、不平衡伝送路に接続されるコネクタにおいて、絶縁体と、前記絶縁体に備えられる第１端子と、前記絶縁体の前記第１端子の周囲に備えられる複数の第２端子と、を含み、前記第１端子は前記不平衡伝送路の正極側に接続され、前記複数の第２端子は前記不平衡伝送路の負極側に接続される。

また、本発明に係るコネクタ接続方法は、絶縁体と、前記絶縁体に備えられる第１端子と、前記絶縁体の前記第１端子の周囲に備えられる複数の第２端子と、を含むコネクタを不平衡伝送路に接続するためのコネクタ接続方法であって、前記第１端子を前記不平衡伝送路の正極側に接続し、前記複数の第２端子を前記不平衡伝送路の負極側に接続する。

本発明によれば、コネクタには絶縁体が備えられる。その絶縁体には第１端子が備えられるとともに、その第１端子の周囲には複数の第２端子が備えられる。そして、不平衡伝送路に接続される場合には、第１端子が不平衡伝送路の正極側に接続され、複数の第２端子は不平衡伝送路の負極側に接続される。このようにすることによって、ある程度の周波数特性を担保しつつ、コネクタの構成の簡易化を図ることができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記不平衡伝送路は、中心導体と、前記中心導体の外周に絶縁体を介在させて設けられた外部導体と、を含んでなる同軸ケーブルであり、前記第１端子は前記中心導体に接続され、前記複数の第２端子は前記外部導体に接続される。こうすれば、同軸ケーブルに接続される同軸コネクタについて、ある程度の周波数特性を担保しつつ、その構成の簡易化を図ることができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記絶縁体の前記第１端子の周囲であって、前記複数の第２端子よりも前記第１端子の近傍に備えられる少なくとも１つの第３端子を含み、前記第３端子は、前記不平衡伝送路によって伝送される信号よりも低い周波数の信号を伝送する低周波信号伝送路に接続される。こうすることによって、不平衡伝送路による信号と、当該信号よりも低い周波数の信号との同時伝送に対応するコネクタをより簡易な構成で実現することができるようになる。

この態様では、低周波信号伝送路は例えば電源供給線であってもよい。こうすれば、コネクタを介して不平衡伝送路による信号伝送とともに電源供給を行うことができるようになる。また、この態様では、前記第３端子は、前記不平衡伝送路によって伝送される信号に対して高いインピーダンスを有する素子（例えばインダクタ）を介して、前記低周波信号伝送路に接続されるようにしてもよい。こうすれば、クロストークの発生を抑止できるようになる。

以下、本発明の好適な実施形態の一例について図面に基づき詳細に説明する。なお、以下では、同軸ケーブル（不平衡伝送路）に接続される同軸コネクタに本発明を適用する例について説明する。

図１及び図２は本実施の形態に係る同軸コネクタを示している。本実施の形態に係る同軸コネクタは、同軸ケーブルの端部に装着されるプラグ１０と、機器側に装着され、該プラグ１０に接続されるソケット２０（レセプタクル）とを含んで構成される。

図１は本実施の形態に係る同軸コネクタのプラグ１０を示している。同図に示すように、プラグ１０はプラグ本体部１１と外被リング１７とを含んで構成される。プラグ本体部１１は、シェル１２と絶縁体１３と複数の端子１４とを含んで構成され、外被リング１７に収容される。シェル１２は金属製で略円筒形に形成され、ソケット２０に結合される結合部１５を含んで構成される。結合部１５の側面部には嵌合突起１６が形成される。

また、シェル１２には絶縁体１３が収容される。絶縁体１３には、所定数（同図の例では１１本）の端子１４が挿通及び保持される。端子１４は、図３に示すように受入孔部１８と接続部１９とを含んで構成される雌端子であり、ソケット２０に備えられる端子２４を受け入れ可能に構成される。

図２は本実施の形態に係る同軸コネクタのソケット２０を示している。同図に示すように、ソケット２０はシェル２２と絶縁体２３と複数の端子２４とを含んで構成される。シェル２２は金属製で略円筒形に形成され、その内周部には嵌合溝２６が形成される。このシェル２２には絶縁体２３が収容される。絶縁体２３には、所定数（同図の例では１１本）の端子２４が挿通及び保持される。端子２４は、図４に示すように、プラグ１０の端子１４に挿入される棒状部２７と、絶縁体２３に固定される基幹部２８と、絶縁体２３から延出されて機器側に接続される平板状部２９とを含んで構成される雄端子である。

プラグ１０とソケット２０とを結合する場合には、プラグ１０の結合部１５がソケット２０のシェル２２内に挿入される。かかる挿入は、シェル２２の嵌合溝２６に、結合部１５の嵌合突起１６が嵌合するようにしてなされる。こうして、ソケット２０の端子２４の棒状部２７がプラグ１０の端子１４の受入孔部１８に挿入され、プラグ１０とソケット２０とは結合される。

ここで、本実施の形態に係る同軸コネクタの端子の配置について説明する。図５は、本実施の形態に係る同軸コネクタのプラグ１０における端子１４の配置例を示している。

図５に示すように、絶縁体１３の中央部には端子１４ａ（第１端子）が設けられる。この例では、端子１４ａが絶縁体１３の中心に設けられている。また、端子１４ａの周囲には端子１４ｂ乃至１４ｋが設けられる。このうち、端子１４ｄ乃至１４ｋ（第２端子）は絶縁体１４の外周部に設けられている。この例では、端子１４ｄ乃至１４ｋが、端子１４ａを中心とした所定半径の円周上に所定間隔で配置されている。一方、端子１４ｂ及び１４ｃ（第３端子）は端子１４ｄ乃至１４ｋよりも端子１４ａの近傍に設けられている。すなわち、端子１４ｂ及び１４ｃは、端子１４ａと端子１４ｄ乃至１４ｋとの間に配置されている。換言すれば、端子１４ａと端子１４ｂ及び１４ｃとの間の距離が、端子１４ａと端子１４ｄ乃至１４ｋとの間の距離よりも小さくなるように、端子１４ｂ及び１４ｃは配置されている。

なお、端子１４の配置は図６のようにしてもよい。例えば、端子１４ａは必ずしも絶縁体１３の中心に設けなくてもよく、絶縁体１３の略中心の位置に設けるようにしてもよい。

また、図５及び図６の例では絶縁体１３の外周部に８本の端子（端子１４ｄ乃至１４ｋ）を設けることとしたが、かかる端子の本数や配置位置は、本同軸コネクタが接続される同軸ケーブルの特性インピーダンスに基づいて決定すると好適である。すなわち、同軸コネクタの特性インピーダンスは、かかる端子の本数と、かかる端子と端子１４ａとの間隔と、端子１４ａの直径と、絶縁体１３の絶縁率とに基づいて制御されるため、同軸コネクタの特性インピーダンスが同軸ケーブルの特性インピーダンスに適合するように、かかる端子の本数や配置位置を決定すると好適である。同様に、端子１４の直径や、絶縁体１３として用いる絶縁材料についても、同軸コネクタの特性インピーダンスが同軸ケーブルの特性インピーダンスに適合するように決定するようにしてもよい。

ソケット２０についても同様に端子２４が配置される。すなわち、プラグ１０とソケット２０とが結合される場合に、プラグ１０に備えられる各端子１４（端子１４ａ乃至１４ｋ）の受入孔部１８に、該端子１４に対応する端子２４（端子２４ａ乃至２４ｋ）の棒状部２７が挿入されるように、各端子２４は配置される。

次に、図７乃至図１０を用いて、本実施の形態に係る同軸コネクタを介した同軸ケーブルと機器との接続例について説明する。

図７に示すように、プラグ１０は同軸ケーブル３０に接続され、ソケット２０は回路部５０（機器）に接続される。そして、プラグ１０とソケット２０とが結合されることによって、同軸ケーブル３０によって伝送される信号が回路部５０に入力されるようになっている。

まず、プラグ１０と同軸ケーブル３０との接続について説明する。図８に示すように、同軸ケーブル３０はプラグ１０のプラグ本体部１１に接続される。同図に示すように、同軸ケーブル３０は高周波信号を伝送するための中心導体３１（芯線）と、絶縁体３２と、外部導体３３とを含んで構成される。中心導体３１の周囲は、絶縁体３２を介して外部導体３３（網状の導体）で覆われている。そして、その外側はビニール３４で被覆されている。

図７に示すように、端子１４ａには同軸ケーブル３０の中心導体３１（正極側）が接続される。また、端子１４ｄ乃至１４ｋには同軸ケーブル３０の外部導体３３（負極側）が接続される。本実施の形態に係るプラグ１０では、図８に示すように、端子１４ｄ乃至１４ｋが金属製リング３８を介して互いに接続されるようになっており、外部導体３３の編組線はこの金属製リング３８に接続される。

また図７に示すように、端子１４ｂ及び１４ｃには電線（金属製の線材）が接続される。本実施の形態では、かかる電線は外部電源装置４０に接続される電源供給線となっている。このため、本実施の形態では、同軸コネクタ（端子１４ｂ及び１４ｃ）を介して回路部５０に電源が供給されるようになっている。

なお、端子１４ｂ及び１４ｃはそれぞれ所定のインダクタンスを有するインダクタ４１及び４２を介して電源供給線に接続されている。こうすることによって、クロストークの発生を抑止するようになっている。本実施の形態ではインダクタを用いているが、インダクタに代えて、同軸ケーブル３０の中心導体３１によって伝送される高周波信号に対して高いインピーダンスを有する他の素子を用いるようにしてもよい。例えばフェライトビーズ等を用いるようにしてもよい。こうしても、クロストークの発生を抑止できるようになる。

次に、ソケット２０と回路部５０との接続について説明する。ソケット２０は、図９に示すようなプリント基板６０を介して回路部５０に接続される。同図に示すように、プリント基板６０は接地用パターン部６１と、電源供給用パターン部６２及び６３と、信号伝送用パターン部６４とを含んで構成される。各パターン部の所定位置にはソケット側端子挿入孔６５ａ乃至６５ｋと回路側端子挿入孔６６ａ乃至６６ｄとが形成されている。ソケット側端子挿入孔６５ａ乃至６５ｋには、ソケット２０の所定の端子２４ａ乃至２４ｋの平板状部２９が挿入され、半田付けされる。一方、回路側端子挿入孔６６ａ乃至６６ｄには、回路部５０の端子５１乃至５３（或いは、これらの端子に接続された線材）が挿入され、半田付けされる。

接地用パターン部６１は略円状（リング状）に形成される。接地用パターン部６１には、ソケット２０の端子２４ｄ乃至２４ｋを挿入するためのソケット側端子挿入孔６５ｄ乃至６５ｋが設けられる。接地用パターン部６１の回路側端子挿入孔６６ｄは接地される。また、信号伝送用パターン部６４には、ソケット２０の端子２４ａを挿入するためのソケット側端子挿入孔６５ａが設けられる。信号伝送用パターン部６４の回路側端子挿入孔６６ａは、回路部５０の信号入力端子５１に接続される。

また、電源供給用パターン部６２には、ソケット２０の端子２４ｂを挿入するためのソケット側端子挿入孔６５ｂが設けられる。電源供給用パターン部６３には、ソケット２０の端子２４ｃを挿入するためのソケット側端子挿入孔６５ｃが設けられる。電源供給用パターン部６２及び６３の回路側端子挿入孔６６ｂ及び６６ｃは、回路部５０の電源供給端子５２及び５３に接続される。このとき、電源供給用パターン部６２と電源供給端子５２とは所定インダクタンスを有するインダクタ５４を介して接続される。同様に、電源供給用パターン部６３と電源供給端子５３とも所定インダクタンスを有するインダクタ５５を介して接続される。このようにして、ソケット２０と回路部５０との接続側においてもクロストークの抑止を図るようになっている。

以上のようにして、本実施の形態に係る同軸コネクタのプラグ１０は同軸ケーブル３０や電源供給線に接続され、ソケット２０は機器（回路部５０）に接続される。そして、プラグ１０とソケット２０とが結合されることによって、同軸ケーブル３０によって伝送される信号の回路部５０への入力と、回路部５０に対する電源供給とが該同軸コネクタを介して行われる。

以上説明したように、本実施の形態に係る同軸コネクタによれば、同軸ケーブルの端部に装着される同軸コネクタを、図１及び図２に示すように比較的簡易な構成で実現できるようになる。実際に、以上に説明した同軸コネクタを用いて高周波信号の伝送実験を行ったところ、１ＧＨｚまでの信号を好適に伝送することができた。このように、本実施の形態に係る同軸コネクタによれば、ある程度の周波数特性を確保しつつ、その構成を比較的簡易なものとすることができるようになる。その結果として、同軸コネクタの構成部品の種類の低減を図ることができるようになり、製造コストの低減を図ることができるようになる。

また、本実施の形態に係る同軸コネクタによれば、同軸ケーブルとともに電源供給線を接続可能な同軸コネクタを、比較的簡易な構成で実現できるようになる。従来、このような同軸コネクタとしては、同軸ケーブルに接続される同軸構造のプラグ及びジャックが中心部に構成され、その周囲に少なくとも１つの端子（例えば、電源供給に供される端子）を備えるプラグが構成されたものが知られていた。しかしながら、本実施の形態に係る同軸コネクタによれば、同軸ケーブルに接続される端子（端子１４ａ）と、電源供給線に接続される端子（端子１４ｂ及び１４ｃ）とを一の絶縁体内に設けることができるようになり、上記の従来の同軸コネクタに比較して、小型化を図ることができるようになるとともに、構成部品の種類を低減することができるようになり、その製造コストを抑えることができるようになる。

なお、本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではない。

例えば、以上では端子１４ｂ及び１４ｃに電源供給線が接続されることとして説明したが、これらの端子に接続されるのは電源供給線に限られない。これらの端子には、同軸ケーブル３０によって伝送される信号よりも周波数の低い信号を伝送するためのケーブルが接続されるようにしてもよい。こうすれば、同軸ケーブル３０によって伝送される信号とともに、他の種類の信号を同時に接続できるようになる。

また、以上では本発明を同軸コネクタに適用する例について説明したが、本発明が適用されるのは同軸コネクタに限られない。本発明は、例えばマイクロストリップ線路等の他の不平衡伝送路に接続されるコネクタに適用できるものである。すなわち、上り下りの伝送路がアースに対して不平衡な伝送方式に用いられるコネクタに適用できるものである。

本実施の形態に係る同軸コネクタのプラグの分解斜視図である。 本実施の形態に係る同軸コネクタのソケットの斜視図である。 プラグに設けられる端子の斜視図である。 ソケットに設けられる端子の斜視図である。 プラグにおける端子の配置例を示す平面図である。 プラグにおける端子の配置例を示す平面図である。 同軸コネクタの接続について説明する図である。 プラグと同軸ケーブルとの接続について説明する斜視図である。 ソケットに装着されるプリント基板について説明する平面図である。 ソケットとプリント基板との接続を示す側面図である。

符号の説明

１０ プラグ、１１ プラグ本体部、１２，２２ シェル、１３，２３，３２ 絶縁体、１４，１４ａ乃至１４ｋ，２４，２４ａ乃至２４ｋ 端子、１５ 結合部、１６ 嵌合突起、１７ 外被リング、１８ 受入孔部、１９ 接続部、２０ ソケット、２６ 嵌合溝、２７ 棒状部、２８ 基幹部、２９ 平板状部、３０ 同軸ケーブル、３１ 中心導体、３３ 外部導体、３４ ビニール、３８ 金属製リング、４０ 外部電源装置、４１，４２，５４，５５ インダクタ、５０ 回路部、５１ 信号入力端子、５２，５３ 電源供給端子、６０ プリント基板、６１ 接地用パターン部、６２，６３ 電源供給用パターン部、６４ 信号伝送用パターン部、６５ａ乃至６５ｋ ソケット側端子挿入孔、６６ａ乃至６６ｄ 回路側端子挿入孔。

Claims (7)

1. 不平衡伝送路に接続されるコネクタにおいて、
   絶縁体と、前記絶縁体に備えられる第１端子と、前記絶縁体の前記第１端子の周囲に備えられる複数の第２端子と、を含み、
   前記第１端子は前記不平衡伝送路の正極側に接続され、前記複数の第２端子は前記不平衡伝送路の負極側に接続される、
   ことを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタにおいて、
   前記不平衡伝送路は、中心導体と、前記中心導体の外周に絶縁体を介在させて設けられた外部導体と、を含んでなる同軸ケーブルであり、
   前記第１端子は前記中心導体に接続され、前記複数の第２端子は前記外部導体に接続される、
   ことを特徴とするコネクタ。
3. 請求項１又は２に記載のコネクタにおいて、
   前記絶縁体の前記第１端子の周囲であって、前記複数の第２端子よりも前記第１端子の近傍に備えられる少なくとも１つの第３端子を含み、
   前記第３端子は、前記不平衡伝送路によって伝送される信号よりも低い周波数の信号を伝送する低周波信号伝送路に接続される、
   ことを特徴とするコネクタ。
4. 請求項３に記載のコネクタにおいて、
   前記低周波信号伝送路は電源供給線であることを特徴とするコネクタ。
5. 請求項３又は４に記載のコネクタにおいて、
   前記第３端子は、前記不平衡伝送路によって伝送される信号に対して高いインピーダンスを有する素子を介して、前記低周波信号伝送路に接続されることを特徴とするコネクタ。
6. 請求項５に記載のコネクタにおいて、
   前記素子はインダクタであることを特徴とするコネクタ。
7. 絶縁体と、前記絶縁体に備えられる第１端子と、前記絶縁体の前記第１端子の周囲に備えられる複数の第２端子と、を含むコネクタを不平衡伝送路に接続するためのコネクタ接続方法であって、
   前記第１端子を前記不平衡伝送路の正極側に接続し、前記複数の第２端子を前記不平衡伝送路の負極側に接続する、
   ことを特徴とするコネクタ接続方法。
   

Images