JP2006344595A

JP2006344595A - 回路基板用の同軸コネクタ

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Publication number: JP2006344595A
Application number: JP2006148666A
Authority: JP
Inventors: William E Clark; イークラークウィリアム; Joey D Sartin; ディーサーティンジョーイ
Original assignee: Harris Corp
Current assignee: Harris Corp
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2006-12-21
Also published as: EP1732177A1; US7018216B1; EP1732177B1; DE602006001151D1; CA2549452A1

Abstract

【課題】本発明は、ＰＣＢに対して信頼性のある信号接続を与えると同時に、同軸コネクタに対して加えられる機械的負荷からＰＣＢを隔離する、耐久性のある同軸コネクタを与えることを目的とする。
【解決手段】本発明は、上記課題の通りの耐久性のある同軸コネクタ（１００）及びそれを組み込む電気装置に係る。該コネクタは、コネクタインタフェース部材（１０６）を有するコネクタ本体（１０２）、少なくとも１つのフランジ（１０４）、及び、第１の部分（３０６）と第２の部分（３０８）を有するグラウンドインタフェース部材（３０４）を有し得る。コネクタインタフェースは、コネクタインタフェース部材の内面（４１０）上で定義付けられ得る。締結具（１２４）は、コネクタ本体を放熱板（１１２）に対して結合し得る。熱伝導性の突起（１１６）は、コネクタ本体（１０２）を取り付けるよう、及び、熱エネルギをコネクタ本体から放熱板へ移すよう与えられ得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、同軸コネクタに係り、より特には、プリント回路基板に信号接続を与える同軸コネクタに係る。

電気装置を組み立てる際、プリント回路基板（ＰＣＢ）へ又はＰＣＢからの高周波数信号を伝播するよう同軸ケーブルをＰＣＢに対して接続することが頻繁に必要となる。表面実装同軸コネクタは、同軸ケーブルとＰＣＢとの間に信頼性のある信号接続を確立するよう、従来より使用される。例えば、オス及びメスの表面実装同軸コネクタは、現在、多種の形態において入手可能である。しかしながら、従来のコネクタは、大きな機械的負荷に耐えるよう設計されていないため、理想的ではない。その結果、ＰＣＢは、同軸ケーブルの据付け及び取外し、衝撃及び振動中のケーブルの動き、及びシステム組立て中のケーブルの固定によって、しばしば損傷を受ける。したがって、耐久性のある表面実装同軸コネクタが必要とされ、該コネクタは、かかる機械的負荷に耐え得、かかる負荷が加えられる際のＰＣＢへの損傷を避ける。

本発明は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に対して信頼性のある信号接続を与えると同時に、同軸コネクタに対して加えられる機械的負荷からＰＣＢを隔離する、耐久性のある同軸コネクタ（以下、「コネクタ」）を与えることを目的とする。

該コネクタは、他のコネクタとの嵌合いに適切であるコネクタインタフェース部材を有するコネクタ本体を有し得る。コネクタはまた、フランジ、グラウンドインタフェース・レセプタクル、及びグラウンドインタフェース部材を有し得る。グラウンドインタフェース部材は、ＰＣＢからコネクタインタフェース部材への導電性のグラウンドパスを与え得、また、プリント回路基板に対して固定的に取り付けられるよう構成された第１の部分、及び、グラウンドインタフェース・レセプタクルに対して摺動的に嵌め合うよう構成された第２の部分を有し得る。より特には、グラウンドインタフェース部材は、略円筒形の放射状スプリング部材、及び、放射状スプリング部材において定義付けられた少なくとも１つのスロットを有し得る。該スロットは、グラウンドインタフェース部材のグラウンドインタフェース・レセプタクルとの嵌合いを容易にするよう弾性的なバイアス状態からの放射状スプリング部材の屈曲を容易にし得る。

コネクタは、グラウンドインタフェース部材に対して同軸に整列された、接続ピン等の導電性接点を有し得る。加えて、コネクタインタフェースは、コネクタインタフェース部材の内面上で定義付けられ得る。導電接点及びコネクタインタフェースは、コネクタ間の信号伝播を支持するよう、対応するコネクタに対して嵌め合い得る。

コネクタはまた、コネクタ本体を放熱板に対して固定する少なくとも１つの締結具を有し得る。放熱板は、平面部材、及び該平面部材から延びる少なくとも１つの突起を有し得、フランジ及び平面部材が、突起によって少なくとも部分的に定義付けられた距離によって隔てられるようにする。他の設定では、突起は、コネクタ本体のフランジから延び得る。更に他の設定では、突起は、平面部材及びフランジのいずれからも延び得る。突起は、熱伝導性で有り得、コネクタ本体から放熱板へ熱エネルギを移す。

本発明の他の実施例は、ここで説明されるコネクタを有する電気装置を有し得る。

本発明は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に対して信頼性のある信号接続を与えると同時に、同軸コネクタに対して加えられる機械的負荷からＰＣＢを隔離する、耐久性のある同軸コネクタ（以下、「コネクタ」）に係る。本発明はまた、かかるコネクタを有する電気装置に係る。望ましい熱放散を有することに加えて、コネクタは、大きな機械的負荷に耐えるよう設計される。したがって、コネクタは、同軸ケーブルの据付け及び取外し、衝撃及び震度宇宙のケーブルの動き、及びシステム組立て中のケーブルの固定にから頻繁に発生するＰＣＢへの損傷を防ぎ得る。

図１は、本発明を理解するよう有用であるコネクタ１００の側面図である。コネクタ１００の平面図は、図２中に示される。コネクタ１００は、少なくとも１つのフランジ１０４、及び嵌合コネクタ１０８を受けるコネクタインタフェース部材１０６を有する導電性のコネクタ本体１０２を有し得る。嵌合コネクタ１０８は、同軸ケーブル１１０に対して取り付けられ得るが、本発明はこの点では制限されない。あるいは、嵌合コネクタ１０８は、他の型の電気部品に対して取り付けられ得る。

放熱板１１２もまた与えられ得る。放熱板１１２は、平面部材１１４、及び前出の平面部材１１４から延びる１つ又はそれ以上の突起１１６を有し得る。突起１１６は、例えば、平面部材１１４から垂直に延び、コネクタ本体１０２のフランジ１０４と平面部材１１４との間の距離間隔を定義付ける。更には、突起１１６は、平面部材１１３とフランジ１０４を略平行に保持し得る。突起１１６は、熱伝導性であり得、コネクタ本体１０２から放熱板１１２に熱エネルギを移すようにする。

コネクタ本体１０２及び放熱板１１２は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１１８の対向する側面上に位置付けられ得る。例えば、コネクタ本体１０２は、ＰＣＢ１１８の第１の側面１２０に近接して配置され得、放熱板１１２は、ＰＣＢ１１８の第２の側面１２２に近接して配置され得る。本願で使用される「近接して」という表現は、近い、隣接、又は接触を意味する。例えば、コネクタ本体１０２は、ＰＣＢ１１８の第１の側部１２０に近い、隣接する、又は接触し得、放熱板１１２は、第２の側部１２２に近い、隣接する、又は接触し得る。

１つ又はそれ以上の締結具１２４は、コネクタ本体１０２を放熱板１１２に対して結合するよう与えられ得る。締結具１２４は、コネクタ本体１０２の放熱板１１２に対する結合に対して適切であるネジ、ボルト、又は他の締結具であり得る。突起１１６を有して、締結具はまた、コネクタ本体１０２から放熱板１１２への熱エネルギ移動を支援するよう熱伝導性であり得る。締結具１２４及び突起１１６はまた、コネクタ本体１０２に対して加えられる機械的負荷を放熱板１１２に移し得る。明白には、放熱板は、広範な領域にわたってＰＣＢ１１８に対して機械的に固定され得る。したがって、コネクタ本体１０２に対して加えられる機械的負荷は、広範な領域にわたって広がり得、故にかかる負荷が加えられる際にＰＣＢ１１８に対する損傷のリスクを低減する。他の設定では、放熱板１１２は、全体の組立体を固定する便宜上、表面構造（図示せず）に機械的に固定され得る。かかる設定はまた、コネクタ本体１０２に対して加えられる機械的負荷が放熱板１２を介して表面構造に対して移されるよう保証し得る。

材料層１２６は、放熱板１１２とＰＣＢ１１８との間に配置され得る。１つの設定においては、材料層１２６は、ＰＣＢ１１８の第２の面１２２上にプリントされ得る回路トレースを放熱板から電気的に絶縁するよう、誘電体であり得る。他の設定では、材料層１２６は、放熱板１１２とＰＣＢ１１８との間のグラウンド電流を導くよう、金属充填の接着剤又はガスケット等の導電性の材料であり得る。該２つの設定のうちいずれかでは、材料層１２６は、ＰＣＢ１１８の第２の側面１２２上にプリントされ得る回路トレースを放熱板１１２から熱的に絶縁するよう断熱材であり得るか、又は、材料層１２６は、ＰＣＢ１１８と放熱板１１２との間の熱移動を促進するよう熱導体であり得る。更に他の設定では、材料層１２６の異なる部分は、異なる熱的特性及び／又は電気的特性を有し得る。

図３は、コネクタ１００の分解図である。コネクタ本体１０２、放熱板１１２、及び締結具１２４に加えて、コネクタはまた、例えば接続ピン３０２である導電性接点を有し得る。コネクタ１００が組み立てられる際、接続ピン３０２は、コネクタインタフェース部材１０６内に同軸上に位置付けられ得、また、ＰＣＢ１１８において又はＰＣＢ１１８上で定義付けられた回路トレース等の導電体（図示せず）に接続され得る。

コネクタはまた、導電性のグラウンドインタフェース部材３０４を有し得る。グラウンドインタフェース部材３０４は、ＰＣＢ１１８に対して固定的に取り付けられるよう構成された回路接点部材３０６、及び略円筒形の放射状スプリング部材３０８を有し得る。放射状スプリング部材３０８は、放射状スプリング部材３０８の第１の部分３１２から前出の放射状スプリング部材３０８の端部３１４までに定義付けられた少なくとも１つのスロット３１０を有し得る。スロット３１０は、グラウンドインタフェース部材３０８のコネクタ本体１０２との嵌合いを容易にするよう、弾性的なバイアス状態から放射状スプリング部材３０８の屈曲を容易にし得る。放射状スプリング部材３０８はまた、コネクタ本体１０２を挿入の際にかみ合わせるよう少なくとも１つの環状突起３１６を有し得る。該環状突起は、前出の放射状スプリング部材３０８の端部３１４に、又は放射状スプリング部材３０８上の他の場所に位置決めされ得る。

コネクタ１００が組み立てられる際、グラウンドインタフェース部材３０４は、コネクタインタフェース部材１０６と、ＰＣＢにおいて又はＰＣＢ上に定義付けられた導電体（図示せず）との間に与えられ得る。例えば、放射状スプリング部材３０８は、コネクタ本体１０２をかみ合わせ得、回路接点部材３０６は、グランドトレース又はＰＣＢ１１８上のグラウンド平面に対して固定され得る。接続ピン３０２を有して、グラウンドインタフェース部材３０４はまた、コネクタインタフェース部材１０６内で同軸上に位置付けられ得る。誘電体部材３１８は、接続ピン３０２をグラウンドインタフェース部材３０４から絶縁するよう与えられ得る。更には、材料層１２６は、放熱板１１２とＰＣＢ１１８との間に配置され得る。ホール又はビア（図示せず）は、材料層１２６及びＰＣＢ１１８へと形成され得、それらを介して突起１１６が挿入され得る。

図４は、線４−４で取られたコネクタ１００の断面図である。コネクタ本体１０２は、グラウンドインタフェース・レセプタクル４０２を有し得、グラウンドインタフェース部材３０４が該レセプタクルへと摺動的に嵌め合う。グラウンドインタフェース・レセプタクル４０２は、グラウンドインタフェース部材３０４をかみ合わせる外形を有する第１の内面４０４によって定義付けられ得る。例えば、内面４０４の第１の部分４０６は、弾性的なバイアス状態において環状突起３１６の直径より僅かに小さい直径を有し得、したがって、第１の部分４０６と環状突起３１６との間に僅かにきつめの放射状の適合をなす。該きつめの放射状の適合は、グラウンドインタフェース部材３０４とグラウンドインタフェース・レセプタクル４０２との間の電気的導通を確実にする。グラウンドインタフェース部材３０４及びインタフェースレセプタクル４０２が嵌め合わされる際、第２の部分４０８は、グラウンドインタフェース部材３０４のグラウンドインタフェース・レセプタクル４０２への滑らかなエントリを容易にするよう輪郭を示され得る。明白には、グラウンドインタフェース部材３０４及びグラウンドインタフェース・レセプタクル４０２の使用は、たとえコネクタ本体がＰＣＢ１１８にぴったりと接触していない場合でも、コネクタインタフェース部材１０２に対する導電性グラウンドパスを保証する。

コネクタインタフェース部材１０６はまた、嵌合コネクタ１０８をかみ合わせるようコネクタインタフェースを定義付ける輪郭を有する第２の内面４１０を有し得る。例えば、内面４１０の第１の部分は、嵌合コネクタ１０８のシェル４１８の端部４１６で定義付けられた環状突起４１４の直径より僅かに小さい直径を有し得る。内面４１０の第２の部分４２０は、コネクタインタフェース部材１０６に対する嵌合コネクタ１０８の保持を容易にするよう環状突起４１４の直径より僅かに小さい直径を有し得る。更には、第３の部分４２２は、嵌合コネクタ１０８を収容するよう輪郭を示され得る。嵌合コネクタ１０８がコネクタインタフェース部材１０６へと挿入される際、嵌合コネクタ１０８内のメス接点４２４は、夫々の接続ビン３０２，４２４間に電気的導通を与えるよう接続ピン３０２とかみ合い得る。更には、嵌合コネクタ１０８のシェル４１８は、コネクタインタフェース部材１０６の内面４１０にかみ合い得、その間に電気的導通を与える。明白には、本発明はこの実施例に制限されない。例えば、嵌合コネクタは、誘電体、及びねじ込み結合ナット内で同軸上に配置されたメス接点部材を有し得る。コネクタインタフェース部材は、嵌合コネクタを収容するよう適切に構成され得る。

図示された実施例では、突起１１６は、ＰＣＢ１１８内及びＰＣＢ１１８の第１の面１２０を越えて定義付けられたビア４２６又はホールを介して延び得る。この設定は、ＰＣＢ１１８との剛性な接点を有するコネクタ本体なくコネクタ本体１０２の安定した固定を与えるよう使用され得る。故に、ケーブルがコネクタ１００に対して取り付けられる際等の機械的負荷がコネクタ本体１０２に対して加えられる際、ＰＣＢ１１８上の機械的応力が最小限に抑えられる。更には、この設定は、ＰＣＢの厚さにおいて変動がある一方、突起が依然としてコネクタ本体１０２のフランジ１０４と直接接触することを保証し得る。しかしながら、本発明はこの点において制限されず、突起の上面４２８がＰＣＢ１１８の第１の面１２０とぴったり接触され得ることが、留意されるべきである。

ある設定においては、各突起１１６は、中空のボディ４３０を有するよう構成され得、該ボディを介して締結具１２４が挿入され得る。この設定において、締結具１２４は、放熱板に対して例えばねじ込みホール４３２へと固定され得、あるいは、ナット等の外部締結具を有して固定される。あるいは、突起１１６のボディ４３０は、夫々のねじ込みホールを定義付けるよう構成され得、該ホールへと締結具１２４が固定され得る。それでもなお、コネクタ本体１０２を放熱板１１２に対して固定するよう使用される他の技術が多数あり、本発明はこの点において制限されない。

図５は、線４−４で取られた図１中の同軸コネクタの他の実施例の断面図である。この設定において、突起５０２は、放熱板１１２に対して取り付けられるのではなく、コネクタ本体１０２のフランジ１０４の一部分である。突起５０２は、放熱板１１２の平面部材１１４と接触するよう基材１１８においてビア４２６を介して延び得、したがって場合によっては、コネクタ本体１０２と放熱板１１２との間に導電性及び電気接点を与える。

図６は、線４−４で取られた図１中の同軸コネクタの更に他の実施例の断面図である。図中、突起６０２は放熱板１１２の平面部材１１４上に有され、突起６０４はコネクタ本体１０２のフランジ１０４上に有される。該設定において、突起６０２は、場合によってはコネクタ１０２から放熱板１１２へ熱伝導性及び電気接点を与えるよう突起６０４とかみ合い得る。

本発明を理解するよう有用である同軸コネクタの側面図である。図１中の同軸コネクタの平面図である。図１中の同軸コネクタの分解図である。線４−４で取った図１中の同軸コネクタの拡大断面図である。線４−４で取った図１中の同軸コネクタの他の実施例の拡大断面図である。線４−４で取った図１中の同軸コネクタの更に他の実施例の拡大図である。

符号の説明

１００同軸コネクタ
１０２コネクタ本体
１０４フランジ
１０６コネクタインタフェース部材
１０８嵌合コネクタ
１１０同軸ケーブル
１１２放熱板
１１４平面部材
１１６突起
１１８ＰＣＢ
１２０第１の面
１２２第２の面
１２４締結具
１２６材料層

Claims

同軸コネクタであって、
コネクタインタフェース部材と、フランジと、グラウンドインタフェース・レセプタクルと、を有するコネクタ本体と、
プリント回路基板に対して固定的に取り付けられるよう構成された第1の部分と、前記グラウンドインタフェース・レセプタクルに対して摺動可能に嵌め合うよう構成された第２の部分と、を有するグラウンドインタフェース部材と、
前記グラウンドインタフェース部材に対して同軸に整列された導電接点と、
を有する同軸コネクタ。
前記グラウンドインタフェース部材は、前記コネクタインタフェース部材に対して導電性のグラウンドパスを与える、
請求項１記載の同軸コネクタ。
前記グラウンドインタフェース部材は、
略円筒形の放射状スプリング部材と、
前記放射状スプリング部材において定義付けられた少なくとも１つのスロットと、
を有し、
前記少なくとも１つのスロットは、前記グラウンドインタフェース部材と前記グラウンドインタフェース・レセプタクルの嵌合いを容易にするよう弾性的なバイアス状態からの前記放射状スプリング部材の湾曲を容易にする、
請求項１記載の同軸コネクタ。
前記コネクタ本体を平面部材を有する放熱板に対して固定する少なくとも１つの締結具と、少なくとも１つの突起と、を更に有し、
前記突起は、前記フランジ及び前記平面部材が前記突起によって少なくとも部分的に定義付けられた距離によって隔てられるよう、前記平面部材から延びる、
請求項１記載の同軸コネクタ。
前記コネクタインタフェース部材の内面上で定義付けられたコネクタインタフェースを更に有する、
請求項１記載の同軸コネクタ。
前記フランジから延びる少なくとも1つの突起と、
平面部材を有する放熱板に対して前記コネクタ本体を固定し、前記フランジ及び前記平面部材が前記突起によって少なくとも部分的に定義付けられた距離によって隔てられるようにする少なくとも１つの締結具と、
を更に有する、
請求項1記載の同軸コネクタ。
プリント回路基板と同軸コネクタとを有する電気装置であって、
前記プリント回路基板は、
第1の面と、
前記第1の面に対して略平行である第２の面と、
前記プリント回路基板内で定義付けられた少なくとも１つのビアと、を有し、
前記同軸コネクタは、
コネクタインタフェース部材とフランジとグラウンドインタフェース・レセプタクルと、有するコネクタ本体と、
前記プリント回路基板の前記第１の面に対して固定的に取り付けられるよう構成された第1の部分と、前記グラウンドインタフェース・レセプタクルに対して摺動的に嵌め合うよう構成された第２の部分と、を有するグラウンドインタフェース部材と、
前記グラウンドインタフェース部材に対して同軸に整列された導電接点と、を有する、
電気装置。
前記グラウンドインタフェース部材は、前記コネクタインタフェース部材に対して導電性のグラウンドパスを与える、
請求項９記載の電気装置。
前記グラウンドインタフェース部材は、
略円筒形の放射状スプリング部材と、
前記放射状スプリング部材において定義付けられた少なくとも１つのスロットと、
を有し、
前記少なくとも１つのスロットは、前記グラウンドインタフェース部材と前記グラウンドインタフェース・レセプタクルの嵌合いを容易にするよう弾性的なバイアス状態からの前記放射状スプリング部材の湾曲を容易にする、
請求項９記載の電気装置。
平面部材と前記平面部材から延びる少なくとも１つの突起と、を有する放熱板と、
前記コネクタ本体を平面部材を有する前記放熱板に対して固定し、前記フランジ及び前記平面部材が前記突起によって少なくとも部分的に定義付けられた距離によって隔てられるようにする少なくとも１つの締結具と、
を更に有する、
請求項９記載の電気装置。