JP2010531527A - 同軸コネクタ - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の差込側端部および第１の差込側端部と軸方向に対向する第２の差込側端部を有する外側導体と、第１の差込側端部および第１の差込側端部と軸方向に対向する第２の差込側端部を有する内側導体（１２）とを備える同軸コネクタ（１０，１００）に関する。本発明は、上記外側導体が、外側導体の第１の差込側端部を形成する第１の外側導体部品（１４）と、外側導体の第２の差込側端部を形成する第２の外側導体部品（１６）との別個の２つの外側導体部品（１４，１６）を有する、ことを特徴とする。外側導体の２つの外側導体部品（１４，１６）は、互いに対して軸方向に移動できるように配置、構成され、外側導体は、２つの外側導体部品（１４，１６）の間の外側導体蛇腹（１８）として構成される。第１の弾力性のあるばね要素（２２）は、外側導体に設けられ、外側導体の２つの外側導体部品（１４，１６）を互いに押し離すように、これら外側導体部品の軸方向に作用する。外側導体蛇腹（１８）は、上記外側導体蛇腹（１８）の長さが変化すると、変動する上記外側導体蛇腹（１８）のキャパシタンスが、それに対応して逆向きに変動する蛇腹自体のインダクタンスによって補償され、上記外側導体蛇腹（１８）の長さが変化しても、上記同軸コネクタ（１０，１００）の特性インピーダンスがほぼ一定のままになるように構成される。

Description

本発明は、第１の挿入用端部および第１の挿入用端部と軸方向に対向する位置にある第２の挿入用端部を有する外側導体と、第１の挿入用端部および第１の挿入用端部と軸方向に対向する位置にある第２の挿入用端部を有する中心導体とを備える、請求項１のプリアンブルで定義される同軸コネクタに関する。

特許文献１により、外側導体スリーブおよび中心導体を有し、同軸ソケットを回路基板に連結するための同軸連結部品が知られている。ソケット入口に生じる軸方向と径方向の力が回路基板に加わらないように、弾性的に変形する導電材料製の蛇腹が、中心導体内に配置される。この弾性蛇腹は例えば、ニッケルの薄層を電気めっきでアルミニウム製のブランク材に付着させることによって製造される。弾性蛇腹があっても、この連結部品は反射が小さくなるように作ることができる。蛇腹の輪郭形状は、その蛇腹のところでも、例えば５０Ωという予め決められた標準抵抗が同軸外側導体スリーブ内に形成されるように選択される。これは、高周波電磁場解析用の３Ｄシミュレータを利用して計算し、適用することができる。

特許文献２により、蛇腹構造の形をした置き換え可能な減衰スリーブが外側導体に配置された同軸インターフェースが知られている。上記減衰スリーブは、連結手段を引き抜いたときに、外側導体と蛇腹構造によって、導波管による例えば２０ＧＨｚという下限周波数の減衰が生じるように設計されている。したがって、その機械的に開放されたＲＦ接続部は、電気的に遮蔽、終端されているとみなすことが可能になる。しかし同軸インターフェースを挿入して接続しているときは、電気的および機械的特性に変化は生じない。一方で、挿入状態で機械的かつ電気的に接触する外側導体スリーブが設けられる。したがって、この外側導体スリーブが挿入されていると、蛇腹構造体が電気的に無効になる。

ドイツ国特許第１０２００４０４４９７５Ａ１号 ドイツ国特許第１９９２６４８３Ａ１号

本発明の基本的な目的は、上述した種類の同軸コネクタを、その周波数動作と操作上の安全性および信頼性の点について改良することである。

この目的は、本発明に従って、請求項１の特徴部分で与えられる特徴を有する上述した種類の同軸コネクタによって達成される。本発明の有利な実施形態については、その他の請求項に記載されている。

上述した種類の同軸コネクタにおいて、本発明によると、第１の挿入用端部を形成する第１の外側導体部品と、第２の挿入用端部を形成する第２の外側導体部品との２つの別部品からなる外側導体を備え、外側導体の２つの部品は、外側導体が２つの外側導体部品の間で弾性外側導体蛇腹の形を有することで、互いに対して軸方向に移動できるように配置、設計され、外側導体の２つの部品を互いに軸方向に引き離す第１の弾力性のある弾性部材が外側導体に設けられ、弾性外側導体蛇腹が、その長さが変化しても同軸コネクタの特性インピーダンスがほぼ一定のままであるように、その蛇腹の変動したキャパシタンスが、それに対応して逆向きに変動する蛇腹自体のインダクタンスによって補償されるように設計される。

この利点とは、外側導体の長さを補償する手段を有する、２０ＧＨｚを超える周波数のＲＦ用の同軸コネクタを利用することが可能であるということ、外側導体の長さが変化しても同軸コネクタの電気的および機械的特性は不利な影響を受けず、逆に、広い周波数範囲にわたって改善されるということである。

外側導体の上記２つの部品が、上記中心導体に対して軸方向に移動できるように配置、設計されると有用である。

第１の弾力性のある弾性部材は、例えばコイルばねである。

互いに軸方向に離れる２つの外側導体部品の移動を制限する第１のストッパが設けられると有用である。

１つの好ましい実施形態では、外側導体スリーブは、２つの外側導体部品の周りに嵌合されるとともに、互いに離れる２つの外側導体部品の軸方向の移動を制限する第２のストッパを有する。

中心導体で使用可能な長さまたは公差を補償する手段、したがって、同軸コネクタの電気的特性をさらに改善する手段も設けるには、中心導体は、中心導体の第１の挿入用端部を形成する第１の中心導体部品と、中心導体の第２の挿入用端部を形成する第２の中心導体部品との２つの別部品を備え、中心導体の２つの部品は、中心導体が２つの中心導体部品の間で弾性中心導体蛇腹の形を有することで、互いに対して軸方向に移動できるように配置、設計され、弾性中心導体蛇腹が、その長さが変化しても同軸コネクタの特性インピーダンスがほぼ一定のままであるように、その蛇腹の変動したキャパシタンスが、それに対応して逆向きに変動する蛇腹自体のインダクタンスによって補償されるように設計される。

第１の中心導体部品は、第１の外側導体部品に対して軸方向に移動可能であり、第２の中心導体部品は、第２の外側導体部品に対して軸方向に移動可能であり、中心導体の２つの部品を互いに軸方向に引き離す第２の弾力性のある弾性部材が中心導体に設けられることによって、外側導体部品とは独立した接触力が、中心導体の対向する両挿入用端部で得られる。

１つの好ましい実施形態では、第２の弾力性のある弾性部材は、コイルばねである。

互いに軸方向に離れる２つの中心導体部品の移動を制限するストッパが設けられると有用である。

１つの例示的実施形態では、第１の中心導体部品が第１の外側導体部品に固定式に連結され、第２の中心導体部品が第２の外側導体部品に固定式に連結される。

本発明による同軸コネクタの第１の好ましい実施形態の断面図である。 挿入された状態の本発明による同軸コネクタを示す図である。 本発明による同軸コネクタの第２の好ましい実施形態の断面図である。

下記に、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

図１および２に示されている、本発明による同軸コネクタ１０の第１の好ましい実施形態は、中心導体１２と、第１の挿入用端部を形成する第１の外側導体部品１４と、第２の挿入用端部を形成する第２の外側導体部品１６とからなる外側導体とで構成される。２つの外側導体部品１４，１６の間で、外側導体は、弾性外側導体蛇腹１８の形を有している。このようにして、この２つの外側導体部品１４，１６は、互いに対して軸方向に移動することができる。中心導体１２は、剛性を有する形のものであり、中心導体１２は、中心導体１２に対して２つの外側導体部品１４，１６が軸方向に移動することができるように、その２つの外側導体部品１４，１６の内部に絶縁ディスク２０によって保持される。２つの外側導体部品１４，１６を互いに軸方向に押し離すように配置、設計されたコイルばね２２もまた設けられる。

２つの外側導体部品１４、１６は、２つの外側導体部品１４，１６を軸方向に案内し、互いに離れる２つの外側導体部品１４，１６の軸方向の移動を制限するストッパ２６を形成する外側導体スリーブ２４によって取り囲まれる。コイルばね２２は、予荷重をかけて外側導体スリーブ２４内に嵌められるので、コイルばね２２は、図１に示されているように、同軸コネクタが挿入されていない状態にあるときに、２つの外側導体部品１４，１６をストッパ２６に押しつける。

また、図１および２に同軸コネクタの第１および第２の挿入用端部とそれぞれ対合するように設計された、相手側同軸コネクタ２８が示されている。

図２に示されているように、挿入された状態では、コイルばね２２が外側導体の２つの部品１４，１６を相手側同軸コネクタ２８の接点面に押し付け、それによって、本発明による同軸コネクタ１０と相手側同軸コネクタ２８との間に機械的かつ電気的に良好な接触が生じる。

弾性外側導体蛇腹１８は、長さおよび公差を対応する長さの変化だけ補償する手段を形成する場合、その長さが変化しても同軸コネクタ１０の特性インピーダンスがほぼ一定のままであるように、その蛇腹の変動したキャパシタンスが、それに対応して逆向きに変動する蛇腹自体のインダクタンスによって補償されるように設計される。

外側導体部品のコイルばね２２は、機械的な挿入力を吸収する。ただし、電流は、弾性外側導体蛇腹１８を通って流れるが、コイルばねを通らないので、電気伝導は、特に有利な形で機械的応力から切り離される。

図３に、本発明による同軸コネクタ１００の第２の好ましい実施形態を示し、図１および２と同じ機能の部品は、図１および２と同じ参照番号で識別される。つまり、そういった部品の説明については、図１および２の上記の説明を参照されたい。図１および２に示されている第１の実施形態と異なり、中心導体もまた２つの部品、第１の中心導体部品３０と第２の中心導体部品３２で構成され、この２つの中心導体部品３０，３２の間で、弾性中心導体蛇腹３４の形を有している。２つの中心導体部品３０，３２は、２つの外側導体部品１４，１６に対して固定式または可動式に、絶縁ディスク２０によって保持される。すなわち第１の中心導体部品３０は、絶縁ディスク２０によって第１の外側導体部品１４に固定式または可動式に連結され、第２の中心導体部品３２は、絶縁ディスク２０によって第２の外側導体部品１６に固定式または可動式に連結される。以上から、中心導体でも、同軸コネクタ１００が挿入されたときの長さおよび公差を補償する手段を利用することができる。外側導体部品１４，１６と中心導体部品３０，３２が互いに移動可能である場合、第２のコイルばね（図示せず）をさらに、そのばねが２つの中心導体部品３０，３２を互いに押し離すように、中心導体に配置すると有利である。それによって、外側導体とは独立した、長さおよび公差を補償する手段が形成される。

弾性外側導体蛇腹１８と同様に、弾性中心導体蛇腹３４もまた、長さおよび公差を、それと対応する長さの変化量だけ補償する手段を形成するように設計される。弾性中心導体蛇腹３４の、長さが変化した場合に変動するキャパシタンスは、その長さが変化しても同軸コネクタ１００の特性インピーダンスがほぼ一定のままであるように、その変動に対応して逆向きに変動する蛇腹自体のインダクタンスによって補償される。

Claims (10)

1. 第１の挿入用端部および該第１の挿入用端部と軸方向に対向する位置にある第２の挿入用端部を有する外側導体と、第１の挿入用端部および該第１の挿入用端部と軸方向に対向する位置にある第２の挿入用端部を有する中心導体（１２）とを備える同軸コネクタ（１０，１００）であって、
   前記外側導体は、前記外側導体の第１の挿入用端部を形成する第１の外側導体部品（１４）と、前記外側導体の第２の挿入用端部を形成する第２の外側導体部品（１６）との２つの別部品（１４，１６）を有するとともに、前記外側導体の前記２つの部品（１４，１６）は、前記外側導体が２つの外側導体部品（１４，１６）の間で弾性外側導体蛇腹（１８）の形を有することで、互いに対して軸方向に移動できるように配置、設計され、
   前記外側導体の前記２つの部品（１４，１６）を互いに軸方向に引き離す第１の弾力性のある弾性部材（２２）が前記外側導体に設けられ、
   前記弾性外側導体蛇腹（１８）は、その長さが変化しても同軸コネクタ（１０，１００）の特性インピーダンスがほぼ一定のままであるように、その蛇腹の変動したキャパシタンスが、それに対応して逆向きに変動する蛇腹自体のインダクタンスによって補償されるように設計されることを特徴とする、同軸コネクタ（１０，１００）。
2. 前記外側導体の前記２つの部品（１４，１６）が、それぞれが前記中心導体（１２）に対して軸方向に移動できるように配置、設計されることを特徴とする請求項１に記載の同軸コネクタ（１０）。
3. 前記第１の弾力性のある弾性部材は、コイルばね（２２）であることを特徴とする前記各請求項の少なくとも一項に記載の同軸コネクタ（１０，１００）。
4. 互いに軸方向に離れる前記２つの外側導体部品（１４，１６）の移動を制限する第１のストッパが設けられることを特徴とする先行する請求項の少なくとも一項に記載の同軸コネクタ。
5. 前記２つの外側導体部品（１４，１６）の周りに嵌合されるとともに、互いに離れる前記２つの外側導体部品（１４，１６）の軸方向の移動を制限する第２のストッパ（２６）を有する外側導体スリーブ（２４）を備えたことを特徴とする先行する請求項の少なくとも一項に記載の同軸コネクタ（１０，１００）。
6. 前記中心導体は、前記中心導体の第１の挿入用端部を形成する第１の中心導体部品（３０）と、前記中心導体の第２の挿入用端部を形成する第２の中心導体部品（３２）との２つの中心導体部品（３０，３２）を有するとともに、前記中心導体が、２つの中心導体部品（３０，３２）の間で弾性中心導体蛇腹（３４）の形を有することで、前記中心導体の前記２つの中心導体部品（３０，３２）が、互いに対して軸方向に移動できるように配置、設計され、
   前記弾性中心導体蛇腹（３４）は、その長さが変化しても同軸コネクタ（１００）の特性インピーダンスがほぼ一定のままであるように、その蛇腹の変動したキャパシタンスが、それに対応して逆向きに変動する蛇腹自体のインダクタンスによって補償されるように設計されることを特徴とする先行する請求項の少なくとも一項に記載の同軸コネクタ（１００）。
7. 前記第１の中心導体部品（３０）は、前記第１の外側導体部品（１４）に対して軸方向に移動可能であり、
   前記第２の中心導体部品（３２）は、前記第２の外側導体部品（１６）に対して軸方向に移動可能であり、
   前記中心導体の前記２つの部品（３０，３２）を互いに軸方向に引き離す第２の弾力性のある弾性部材が前記中心導体に設けられることを特徴とする請求項６に記載の同軸コネクタ。
8. 前記第２の弾力性のある弾性部材は、コイルばねであることを特徴とする請求項７に記載の同軸コネクタ。
9. 互いに軸方向に離れる前記２つの中心導体部品（３０，３２）の移動を制限するストッパが設けられることを特徴とする請求項６ないし請求項８の少なくとも一項に記載の同軸コネクタ。
10. 前記第１の中心導体部品（３０）は、前記第１の外側導体部品（１４）に固定式に連結され、前記第２の中心導体部品（３２）は、前記第２の外側導体部品（１６）に固定式に連結されることを特徴とする請求項６に記載の同軸コネクタ（１００）。

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