JP2016526761A - プラグインコネクタ - Google Patents

Abstract

本発明は、内部導体と内部導体を包囲する絶縁体とを備えるプラグインコネクタであって、絶縁体が、絶縁体ジョイントによって相対的に回転しうるように相互接続される第１の絶縁体部分（６）と第２の絶縁体部分（７）と有するプラグインコネクタに関する。

Description

本発明は、プラグインコネクタに関する。本発明はさらに、相手側プラグインコネクタとの相互作用で、２つの回路基板間の無線周波数信号の伝送を特に目的とする多重プラグインコネクタに関する。

このようなプラグインコネクタまたは多重プラグインコネクタは、２つの回路基板間で平行度に関して規定の公差範囲内であることならびに距離を保証することを含めて、可能な限り最大限に損失のない無線周波数信号の伝送を保証するべきである。また、プラグインコネクタは、製造において経済的で、組立ラインでの組み込みのために一般に十分に堅牢であるべきである。

２つの回路基板間の単一接続（すなわち単一の無線周波数信号経路を形成する接続）が、２つの回路基板に確実に接続された２つの同軸プラグインコネクタならびに２つの同軸プラグインコネクタを接続するアダプタ、所謂「バレット」によって確立されることが知られている。このアダプタは、軸方向および径方向の公差の均等化を可能にするとともに平行度の公差の均等化を可能にする。この目的で使用される典型的な同軸プラグインコネクタは、ＳＭＰ、Ｍｉｎｉ−ＳＭＰまたはＦＭＣである。２つの回路基板間に複数の無線周波数信号経路が提供される場合、複数のそのような単一プラグ接続が使用されなければならず、それは特に組み立てにかなりの複雑性を呈する。

２つの回路基板の接続に関する組み立ての複雑性は、単一プラグインコネクタの使用と比較して、ハウジング内の規定の構成に複数の接触要素を一体化する多重プラグインコネクタによってかなり低減されうる。しかし、多重プラグインコネクタに公差均等化機能性を組み込むことは課題を呈する。

２つの回路基板の電気的接続用の２つの多重プラグインコネクタを備えるプラグ接続が、特許文献１から知られている。該文献において、多重プラグインコネクタは、２つの多重プラグインコネクタが互いに差し込まれる差込方向が回路基板に対して平行に整列するように、直角プラグインコネクタとして設計される。全ての接触要素は、打ち抜き加工され曲げ加工されたシートメタル部品として設計される。したがって、一方のプラグインコネクタの個々の内部導体は、トング状の構成になった他方のプラグインコネクタの対応する内部導体のスプリング接触タブによって両側で接触される平坦な接触ラグとして設計される。両プラグインコネクタにおいて、それぞれの内部導体を包囲する外部導体はケージ形状の設計であり、それにより一方のプラグインコネクタの外部導体が他方のプラグインコネクタの外部導体に押し込まれて、各外部導体の３つの側面に大きな表面積での接触をもたらす。特許文献１から知られる多重プラグインコネクタにおいて、公差均等化機能性は、平坦な面の接触要素の弾性変形性および相対変位性によって達成される。

独国実用新案第２０２０１２００８９６９号明細書

この先行技術から出発して、本発明は、公差均等化機能性を有しながらも堅牢な設計に優れたプラグインコネクタを提供するという課題に基づくものであった。

この課題は、請求項１に係るプラグインコネクタによって解決される。本発明に係るいくつかのプラグインコネクタを一体化する多重プラグインコネクタは、請求項１２の主題である。本発明に係るプラグインコネクタの有利な態様および本発明に係る多重プラグインコネクタの有利な態様は、それぞれの従属請求項の主題であり、本発明の以下の説明で解説される。

本発明によれば、（細長い、特に管状またはピン形状の）内部導体と内部導体を包囲する絶縁体とを備える本発明に係るプラグインコネクタは、絶縁体が、絶縁体ジョイントによって相対的に回転するように接続される、第１の絶縁体部分と、第１の絶縁体部分から構造的に分離した第２の絶縁体部分とを有することを特徴とする。

「ジョイント」とは、２つの構造的に別個の（すなわち単一体に形成されない）部分が、両者の相対的回転の少なくとも１つの回転軸を形成し、それにより２つの部分が直接または間接に接触し、特に両者の相対的回転中に互いに滑動するように相互作用することを意味すると理解される。

本発明に係るプラグインコネクタは、直角プラグインコネクタとして設計されてもよく、それにより内部導体は、第１の内部導体部分と第２の内部導体部分とを有し、それらの長軸が互いに一定角度を成して整列する。

本発明に係るプラグインコネクタの設計は、内部導体を実質的に不動に絶縁体に一体化することを可能にし、絶縁体は好ましくは剛性の材料で形成され、その結果内部導体は十分に保護される。特にこれは、繊細な金属部品の形態であることの多い内部導体が、プラグインコネクタが取り扱われているとき、特にプラグインコネクタを相手側プラグインコネクタと相互に差し込むときに曲がることを防止しうる。絶縁体にジョイントを組み込むことは、内部導体のプラグ側端部（絶縁体の対応する区分とともに）が一定限度内で移動しうるように、望まれる公差均等化機能性を保証する。

本発明に係るプラグインコネクタの好適な態様において、特に直角プラグインコネクタとしての好適な態様において、絶縁体ジョイントが、少なくとも、２つの絶縁体部分のうち一方の（好ましくはプラグ側絶縁体部分でない方の）長軸周りの相対的回転ならびに絶縁体部分の２つの長軸に対して垂直な軸周りの相対的回転を可能にしてもよい。さらに好ましくは、絶縁体ジョイントの対応する設計によって、他方の絶縁体部分の長軸周りの相対的回転、特にプラグ側絶縁体部分の自身の長軸周りの回転が可能でなくてもよい。

絶縁体ジョイントの有利で可能な設計において、絶縁体部分のうち一方が、プラグインコネクタのハウジングの部分球状内面に配置される部分球状外面を有してもよい。これは、絶縁体部分の相対的回転が回転方向に拘わらず確実に案内されることを可能にする。

さらに好ましくは、絶縁体部分のうち一方が、断面が円形である、特に円筒形である他方の絶縁体部分の区分が配置される溝を含んでもよい。これは、単純な手段によって、円形の断面を持つ区分の長軸周り、ならびに、溝を横断してわたる軸周りの絶縁体部分の相対的回転を可能にする。同時に、これら２つの軸に対して垂直な第３の軸、例えばプラグ側絶縁体部分の長軸周りの望ましくない相対的回転が有効に防止されうる。したがって、特に好ましくは、溝が、部分球状外面を形成する絶縁体部分の区分に配置されてもよく、また好ましくは、この絶縁体部分の長軸方向に延在してもよい。

本発明に係るプラグインコネクタの好適な態様において、絶縁体部分が、スプリング装置によって、無負荷状態で自動的にこれらがとる相対的ニュートラル位置に付勢されてもよい。これらの手段によって、プラグ側絶縁体部分ならびにその中に配置される内部導体部分が、相手側プラグインコネクタと互いに差し込まれるときに規定の配向にあることが確実にされうる。

このようなスプリング装置は例えば、一方の外部導体部分の部分球状外面上の平坦な面または平坦な面を画定する縁を備えてもよく、それは、ニュートラル位置において弾性的に撓み可能なスプリング要素の平坦な接触面に平らに載る。この場合、この外部導体部分の回転は、（縁によって画定される）平坦な面の接触面に対する傾斜を引き起こしうるが、その結果、これ、またはスプリング要素が弾性的に撓む。

特に、内部導体部分が絶縁体部分内に実質的に不動に配置されるときに、絶縁体部分の相対的回転は内部導体部分の相対的回転にもつながりうる。内部導体が単一体に形成される場合、これは、特に内部導体の曲がった区分における変形によって可能となりうる。しかし、第１の内部導体部分と、第１の内部導体部分から構造的に分離した第２の内部導体部分とが、相対的に回転するように内部導体ジョイントによって接続されるように、ジョイントも内部導体に一体化されると有利でありうる。したがって、特に好ましくは、内部導体ジョイントが、少なくとも絶縁体ジョイントと同じ軸周りの相対的回転を可能にしてもよい。

このような内部導体ジョイントの構造的に単純な設計において、内部導体部分のうち一方が、他方の内部導体部分の、円形の断面の、特に円筒形の区分を収容するフォークを形成してもよい。

無線周波数信号の良好な伝送性能を達成するために、内部導体のシールドとして作用する、内部導体と絶縁体とを包囲する外部導体が配設されてもよい。したがって、プラグインコネクタのハウジングが外部導体またはその一部を形成してもよい。

本発明に係る多重プラグインコネクタは、本発明に係る少なくともいくつかのプラグインコネクタ、ならびにプラグインコネクタを一体化するハウジングを備える。したがって、ハウジングが全プラグインコネクタの外部導体の一部を形成してもよく、その結果、多重プラグインコネクタの構造的に単純な設計が達成されうる。

本発明は、図面に示される例示的実施形態を参照して以下でより詳細に説明される。

本発明に係る多重プラグインコネクタならびに相手側プラグインコネクタでの、差し込まれていない状態のプラグ接続の斜視図である。 プラグ接続の正面図である。 プラグ接続の背面図である。 プラグ接続の側面図である。 プラグインコネクタがニュートラル位置にある、部分的に差し込まれた状態のプラグ接続の長手方向断面図である。 プラグインコネクタが偏位した位置にある、部分的に差し込まれた状態のプラグ接続の長手方向断面図である。 多重プラグインコネクタの第１の絶縁体部分の斜視図である。 多重プラグインコネクタの内部導体の斜視図である。 本発明に係る多重プラグインコネクタの別の第１の絶縁体部分の斜視図である。 関連する第２の絶縁体部分を伴う図９に係る絶縁体部分の斜視図である。

図１乃至８は、２つのプラグインコネクタ、本発明に係る多重プラグインコネクタ１および適合する相手側プラグインコネクタ２でのプラグ接続を示す。プラグ接続は、実質的に互いに平行に配向した２つの回路基板（の区分）（図示せず）を無線周波数信号の伝送向けに導電方式で接続するように働く。このために、両プラグインコネクタは（多重）直角プラグインコネクタとして設計される。したがって、プラグインコネクタが互いに差し込まれうる差込方向は、プラグインコネクタが載ることになる回路基板の支持面に対して実質的に平行にわたる。

プラグインコネクタ各々は、それぞれ絶縁体および外部導体によって少なくとも部分的に包囲される複数の内部導体を備える。これは、信号搬送内部導体のための良好なシールド効果を持つ同軸導体構成をもたらす。

カプラーとして働く本発明に係る多重プラグインコネクタ１の内部導体は、２つの部分に設計され、プラグ側に配置される管形状の第１の内部導体部分３と、回路基板側に配置されるピン形状の第２の内部導体部分４とを備える。両内部導体部分３、４は、約９０°の角度で交差する長軸を有する。内部導体ジョイントは、２つの内部導体部分３、４の接触領域に形成されて、内部導体部分３、４が相対的に回転することを可能にする。この目的のために、第２の内部導体部分４に対向する第１の内部導体部分３の端部はフォーク形状である。２つのラグ５の間に長尺のスロットが形成され、前記スロットは一点において両側に広くなる。第２の内部導体部分４の円筒形の区分がこの点において、スロットの若干の広がり、すなわち２つのラグ５の弾性撓みで保持される。内部導体ジョイントのこの設計は、第２の内部導体部分４の長軸周りならびに両内部導体部分３、４の長軸に対して垂直な軸周りでの、第１の内部導体部分３の概ね反力のない旋回を可能にする。

内部導体はそれぞれ、絶縁体の受容開口にほぼ不動に保持される。多重プラグインコネクタ１の絶縁体も、２つの部分に設計される。これらはそれぞれ、第１の内部導体部分３の全体と内部導体ジョイントを形成する第２の内部導体部分４の区分とを収容する第１の絶縁体部分６を備える。多重プラグインコネクタ１の絶縁体はさらにそれぞれ、第２の絶縁体部分７を備え、それを通って第２の内部導体部分４が延在する。絶縁体部分６、７の長軸は、内部導体部分３、４の長軸に対して同軸または平行に配向し、したがって互いに略直角に延在することにもなる。絶縁体は２つのそれぞれの絶縁体部分６、７間の絶縁体ジョイントを形成し、それにより、絶縁体部分６、７の相対的旋回が可能となる。内部導体ジョイントと同様に、絶縁体ジョイントは、第２の絶縁体部分７の長軸周りならびに両絶縁体部分６、７の長軸に対して垂直な軸周りの相対的回転（または第１の絶縁体部分６の旋回）を可能にする。対照的に、第１の絶縁体部分６の長軸周りの相対的回転は実質的に不可能である。

絶縁体ジョイントを形成するために、第１の絶縁体部分６それぞれは、後端（すなわちプラグ側端部ではない）に部分球状外面を有し、その区分は、多重プラグインコネクタ１のハウジング８の部分球状内面に載る。加えて、第１の絶縁体部分６の後端は、第２の絶縁体部分７に隣接する側（第１の絶縁体部分６の長軸方向にわたる）に長手方向溝９を形成し、その中に第２の絶縁体部分７の部分的に円筒形の旋回ピン１１が突出する。基本形態が円筒形である旋回ピン１１は、第１の絶縁体部分６の長軸方向に延在するリブ１２を形成し、それは、第２の絶縁体部分７の長軸周りでの第１の絶縁体部分６の旋回の制限止めとして働く。

絶縁体はそれぞれスプリング装置を形成し、それによって２つの絶縁体部分６、７は図５に示されるニュートラル位置に付勢される。スプリング装置はそれぞれ、第１の絶縁体部分６の球形状の端部の縁を形成する部分的な周縁突起１３、ならびに、第２の絶縁体部分７の弓形状の弾性的に撓み可能な区分１４を有する。ニュートラル位置において、第１の絶縁体部分６の周縁突起１３は、実質的にその全長にわたり、撓み可能な区分１４の平坦な接触面に載る。

図５に示される以外で、２つのプラグインコネクタが内部導体または絶縁体のプラグ側部分の長軸に対して実質的に正確に同軸に互いに差し込まれない場合、相手側プラグインコネクタ２の外部導体と、それぞれ円錐形の周縁突起１９を有する第１の絶縁体部分６のプラグ側端部との接触は、両絶縁体部分６、７の長軸に対して垂直に配置される軸周りでの旋回の例として図６に示されるように、第１の絶縁体部分６の側方の撓みまたは旋回を招く。それにより、第１の絶縁体部分６の球状端部の周縁突起１３によって画定される平面は、第２の絶縁体部分７の撓み可能な区分１４の接触面に対して傾斜する。第１の絶縁体部分６の部分球状端部がハウジング８の部分球状内面に載ることにより、第１の絶縁体部分６の旋回の回転中心は概ね部分球状端部の中心にある。その結果、周縁突起１３との接触により、第２の絶縁体部分７の撓み可能な区分１４は弾性的に撓む。このようにもたらされる撓み可能な区分１４の予備張力は、絶縁体部分６、７のニュートラル位置への弾性的な付勢を引き起こす。

図９および１０は、図１乃至８に示される本発明に係る多重プラグインコネクタにおいて、そこで使用されている絶縁体の代わりに使用されうる別の２部分絶縁体の設計を示す。この絶縁体において、絶縁体部分６、７のニュートラル位置への弾性的な付勢は、第１の絶縁体部分６の平坦な端面が第２の絶縁体部分７の弾性的に撓み可能な区分１４の（閉じた）平坦な接触面に載ることによって達成される。図１乃至８に示される絶縁体と同様に、第１の絶縁体部分６がニュートラル位置から外れて旋回することは、第２の絶縁体部分７の撓み可能な区分１４の弾性撓みを引き起こす。

両プラグインコネクタは、少なくとも部分的に、関連する内部導体を同軸に包囲する外部導体を有する。さらに両プラグインコネクタにおいて、導電材料で形成されるハウジング８、１５は、それぞれの外部導体の少なくとも一部を構成する。多重プラグインコネクタ１には、ハウジング８に接続される、弾性の導電材料で製造される環形状のスプリングタブケージ１６が各内部導体向けに配設される。ハウジング１５の一体部分を形成する相手側プラグインコネクタ２の管形状の外部導体部分１７は、スプリングタブケージ１６それぞれに差し込まれる。それによりスプリングタブケージ１６は、それらが圧力下で外部導体部分１７の外側に載るように、径方向に広がる。これが、プラグインコネクタが正確に同軸に整列して互いに差し込まれない場合でも、両プラグインコネクタの外部導体間の良好な接触を保証し、こうして外部導体の公差均等化機能性を実現する。

相手側プラグインコネクタ２の単一体内部導体２１は、ピン形状の設計で約９０°曲がっている。ハウジング１５内の内部導体２１各々の位置は、誘電材料製の絶縁体１８によって固定され、それはまた、内部導体２１を、外部導体として働くハウジング１５から電気的に絶縁する。

Claims (13)

1. 内部導体と前記内部導体を包囲する絶縁体とを備えるプラグインコネクタであって、前記絶縁体が、絶縁体ジョイントによって相対的に回転しうるように相互接続される第１の絶縁体部分（６）と第２の絶縁体部分（７）とを有することを特徴とするプラグインコネクタ。
2. 前記絶縁体ジョイントが、前記２つの絶縁体部分のうち一方（７）の長軸周りの相対的回転ならびに両絶縁体部分（６、７）の長軸に対して垂直な軸周りの相対的回転を可能にすることを特徴とする請求項１に記載のプラグインコネクタ。
3. 前記絶縁体部分のうち一方（６）が、ハウジング（８）の部分球状内面に載る部分球状外面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のプラグインコネクタ。
4. 前記絶縁体部分のうち一方（６）が、断面が円形である他方の絶縁体部分（７）の区分が配置される溝を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプラグインコネクタ。
5. 前記溝が、前記部分球状外面を形成する前記絶縁体部分（６）の区分に配置されることを特徴とする請求項３および４に記載のプラグインコネクタ。
6. 前記絶縁体部分（６、７）がスプリング装置によって相対的ニュートラル位置に付勢されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラグインコネクタ。
7. 前記スプリング装置が、ニュートラル位置において弾性的に撓み可能なスプリング要素の平坦な接触面に平らに載る、前記部分球状外面上の平坦な面または平坦な面を画定する縁を備えることを特徴とする請求項３、または請求項４または５のいずれか一項、および請求項６に記載のプラグインコネクタ。
8. 前記内部導体の第１の内部導体部分（３）と第２の内部導体部分（４）とが、内部導体ジョイントによって枢動可能に接続されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプラグインコネクタ。
9. 前記内部導体部分のうち一方（３）が、断面が円形である他方の内部導体部分（４）の区分を収容するフォークを形成することを特徴とする請求項８に記載のプラグインコネクタ。
10. 前記内部導体と前記絶縁体とを包囲する外部導体を特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプラグインコネクタ。
11. 前記外部導体の一部を形成するハウジング（８）を特徴とする請求項１０に記載の直角プラグインコネクタ。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のいくつかのプラグインコネクタと、前記プラグインコネクタを一体化するハウジング（８）とを備える多重プラグインコネクタ。
13. 前記ハウジング（８）が全プラグインコネクタの前記外部導体の一部を形成することを特徴とする請求項１１に記載のいくつかのプラグインコネクタを備える請求項１２に記載の多重プラグインコネクタ。

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