JP2024059187A - 同軸電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】広帯域まで良好な信号伝送特性を確保しやすい同軸電気コネクタを提供する。【解決手段】誘電体３０は、第一誘電体３１と、上下方向で第一誘電体３１と離間した位置で第一誘電体３１との間に空間４３Ｂ－１を形成するように設けられた第二誘電体３２とを有し、中心導体２０は、第二誘電体３２に対して下方から当接する当接部２３Ｃ－２を有し、第一誘電体３１は、中心導体２０を径方向で保持しており、第二誘電体３２は、当接部２３Ｃ－２によって下方から押圧されたときに、第二誘電体３２の直上に形成された空間４３Ｃへ向けて弾性変形可能となっている。【選択図】図３

Description

本発明は、回路基板に接続される同軸電気コネクタに関する。

この種の同軸電気コネクタとして、外部導体の内部空間内に誘電体（絶縁部材）、中心導体および環状金具が設けられた同軸電気コネクタが、例えば特許文献１に開示されている。外部導体の内部空間は、回路基板の実装面に対して直角な上下方向で外部導体を貫通して形成されている。該内部空間内では、下端寄りの位置に筒状をなす樹脂製の誘電体が配置されており、上下方向に延びる中心導体が誘電体の保持孔に挿通された状態で該誘電体に保持され、さらに、環状金具が下方から取り付けられることにより誘電体および中心導体の抜けが防止されている。

中心導体は、誘電体の保持孔に挿通されて保持される部分に、該中心導体の径方向外方へ突出する傾斜突部を有しており、保持孔の内周面に形成された段部（窪み）に傾斜突部が下方から当接した状態で段部によって上方から支持されている。中心導体は、その下端部が外部導体の下面から若干突出しており、同軸電気コネクタが回路基板に実装されたときに、回路基板の実装面上の回路部に上方から接圧をもって接触するようになっている。このとき、中心導体は回路基板の実装面から上方へ向けた反力を常に受けているが、誘電体の段部が中心導体の傾斜突部を上方から支持して上記反力に対抗することで、中心導体と回路基板の回路部との接圧を生じさせている。

特開２０１５－１４９１８４号

特許文献１では、誘電体は、一部材として構成されており、上述のような中心導体を保持する機能および中心導体と回路基板の回路部との接圧を生じさせる機能の両方を有している。この誘電体は上下方向に長く延びる筒状をなしており、その径方向で外部導体の内周面と中心導体の外周面との間を埋めるようにして設けられている。したがって、上下方向での誘電体の範囲では、上記径方向で外部導体の内周面と中心導体の外周面と間に空気層が存在していない分、使用可能な周波数帯域が狭く、その結果、広帯域における同軸電気コネクタにおける信号伝送特性が低くなってしまう。

本発明は、かかる事情に鑑み、広帯域まで良好な信号伝送特性を確保しやすい同軸電気コネクタを提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る同軸電気コネクタは、回路基板に接続される同軸電気コネクタであって、前記回路基板の実装面に対して直角な上下方向に延びる軸線をもつ内部空間が上下方向に貫通して形成された金属製の外部導体と、前記内部空間内で前記外部導体に直接的または間接的に保持される誘電体と、前記内部空間内で上下方向に延び前記誘電体に保持され、下端部で前記実装面に接触する金属製の中心導体とを有する。

かかる同軸電気コネクタにおいて、本発明では、前記誘電体は、第一誘電体と、上下方向で前記第一誘電体と離間した位置で前記第一誘電体との間に空間を形成するように設けられた第二誘電体とを有し、前記中心導体は、前記第二誘電体に対して下方から当接する当接部を有し、前記第一誘電体は、前記中心導体を径方向で保持しており、前記第二誘電体は、前記当接部によって下方から押圧されたときに、前記第二誘電体の直上に形成された空間へ向けて弾性変形可能となっていることを特徴としている。

（１）の発明では、誘電体は第一誘電体と第二誘電体とを有しており、第一誘電体が中心導体を径方向で保持する機能を有し、第二誘電体が中心導体の当接部を上方から支持する機能を有している。同軸電気コネクタが回路基板上に実装されると、中心導体の下端部が回路基板から上方へ向けた力（反力）を受ける。このとき、第二誘電体は、中心導体の当接部によって押圧されて上方へ弾性変形し、第二誘電体に生じる弾性力によって上記反力に対抗する。その結果、中心導体の接触部と回路基板との適切な接圧をもった接触状態を維持される。

（１）の発明では、第一誘電体と第二誘電体とは上下方向で互いに離間して設けられており、第一誘電体と第二誘電体との間には空間が形成されている。つまり、上下方向でこの空間が形成されている範囲では、径方向で外部導体の内周面と中心導体の外周面との間に空気層が存在することとなる。したがって、従来のような、上下方向に長く延びる１つの誘電体が外部導体と中心導体との間に設けられる場合と比べて、上記空気層が存在している分、使用可能な周波数帯域が広くなり、その結果、広帯域まで良好な信号伝送特性を確保することができる。

（２） （１）の発明において、前記第一誘電体は、前記第二誘電体よりも下方に設けられていることとしてもよい。

（３） （１）または（２）の発明において、前記第二誘電体は、前記第一誘電体よりも荷重たわみ温度が高くなっていることとしてもよい。第二誘電体の荷重たわみ温度が第一誘電体の荷重たわみ温度よりも高くなっていると、同軸電気コネクタの使用環境が高温となっても塑性変形しにくくなる。したがって、当接部が第二誘電体によって上方から支持された状態において中心導体が正規位置よりも上方へ移動しにくく、第二誘電体の弾性力によって上記反力に十分に対抗できる。その結果、中心導体の接触部と回路基板との適切な接圧をもった接触状態を維持しやすくなる。

（４） （１）ないし（３）の発明において、前記第一誘電体は、前記第二誘電体の誘電率よりも低い誘電率を有していてもよい。誘電体において、第一誘電体の誘電率が第二誘電体の誘電率よりも低くすることにより、誘電体が第二誘電体のみで構成される場合と比べて、同軸コネクタの使用可能な周波数帯域が広くなり、その結果、広帯域まで良好な信号伝送特性を確保することができる。

（５） （４）の発明において、前記第一誘電体は、ポリテトラフルオロエチレン製であり、前記第二誘電体は、ポリエーテルイミド製であることとしてもよい。

本発明では、広帯域まで良好な信号伝送特性を確保しやすい同軸電気コネクタを提供できる。

本発明の実施形態の同軸電気コネクタを回路基板とともに示した斜視図であり、斜め上方から見た状態を示している。 図１の同軸電気コネクタを斜め下方から見た状態で示した斜視図である。 （Ａ）は図１の同軸電気コネクタの断面図であり、同軸電気コネクタの軸線を含む面での断面を示しており、（Ｂ）は（Ａ）の一部を拡大して示した断面図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態の同軸電気コネクタ１（以下、「同軸コネクタ１」という）を回路基板Ｐとともに示した斜視図であり、斜め上方から見た状態を示している。図１では、回路基板Ｐは、その一部のみが図示されており、実際には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方向でさらに広がって形成されている。図２は、同軸コネクタ１を斜め下方から見た状態で示した斜視図である。図３（Ａ）は、同軸コネクタ１の断面図であり、同軸コネクタ１の軸線を含む面での断面を示している。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の一部を拡大して示した断面図である。

同軸コネクタ１が実装される回路基板Ｐは、ＩＣチップ等の電子部品（図示せず）の性能試験に使用される、いわゆるテストボードである。また、同軸コネクタ１は、回路基板Ｐに実装され、電子部品の電気的特性を測定するための測定機器（図示せず）に相手同軸コネクタ（図示せず）および同軸ケーブル（図示せず）を介して接続される、いわゆるテストコネクタである。回路基板Ｐの実装面には、図１に示されているように、実装面上でＹ軸方向に延びる信号パターンＰ１と、信号パターンＰ１を囲むようにして広がるグランドパターンＰ２が形成されている。信号パターンＰ１のＹ２側の端部近傍には、性能試験の対象である電子部品（図示せず）が実装され、信号パターンＰ１のＹ１側の端部近傍（コネクタパターン部）には、同軸コネクタ１が実装される。同軸コネクタ１には、同軸ケーブル（図示せず）に接続された相手同軸コネクタ（図示せず）が上方から嵌合接続される。

同軸コネクタ１は、回路基板Ｐの実装面に対して直角な上下方向（Ｚ軸方向）に延びる軸線を有しており、Ｙ軸方向において対称な形状をなしている。同軸コネクタ１は、図３に示されているように、金属製の外部導体１０と、外部導体１０の後述の内部空間１６と同心をなすように該内部空間１６内に配置される金属製の中心導体２０、樹脂製の誘電体３０および金属製の支持体４０とを有している。また、誘電体３０は、互いに異なる材料で成形された第一誘電体３１と第二誘電体３２とを有している。

外部導体１０は、回路基板Ｐに対して平行に広がる板状の基部１１と、基部１１の上面から上方へ延びる円筒状の円筒部１２とを有している。基部１１は、図１に示されるように、信号パターンＰ１が延びるＹ軸方向に対して直角なコネクタ幅方向（Ｘ軸方向）を長手方向とする板状をなしている。コネクタ幅方向で円筒部１２を挟んだ両端側には、基部１１を上下方向に貫通するねじ孔である取付孔部１３が１つずつ設けられている。本実施形態では、取付孔部１３および該取付孔部１３に対応して回路基板Ｐに設けられたねじ孔（図示せず）にねじ部材（図示せず）が下方から螺合されることにより、同軸コネクタ１が回路基板Ｐに取り付けられる。

図２に示されるように、基部１１の底面には、コネクタ幅方向（Ｘ軸方向）における中央部で基部１１の短手方向（Ｙ軸方向）に延びる底溝部１４が形成されている。底溝部１４は、図３（Ａ）に示されるように、Ｙ軸方向に見て基部１１の底面から四角形状に没しているとともに、図２に示されるように、Ｙ軸方向で基部１１のＹ２側の端部から中央部までにわたる範囲に延びている。底溝部１４の溝幅寸法（Ｘ軸方向での寸法）は、信号パターンＰ１（図１参照）の幅寸法（Ｘ軸方向での寸法）および中心導体２０の外径よりも大きくなっている（図１および図３（Ａ）参照）。また、底溝部１４の両側の側縁（Ｙ軸方向に延びる縁部）は、図２に示されているように、基部１１の中央部に位置する範囲では中心導体２０および後述の内部空間１６と同心をなす円弧状となっており、その他の範囲ではＹ軸方向に延びる直状となっている。したがって、底溝部１４は、側縁が円弧状をなす範囲での溝幅寸法が、側縁が直状をなす範囲での溝幅寸法よりも大きくなっている。

また、基部１１の底面で中央に広がる領域には、図２に示されるように、他の領域よりも若干突出した突部１５が形成されている（図３（Ａ）も参照）。突部１５は、下方から見て一部を底溝部１４によって切り欠かれた円形状をなして形成されている。この突部１５は、下方から見て中心導体２０と同心をなしている。本実施形態では、同軸コネクタ１が回路基板Ｐにねじ止めされて取り付けられると、突部１５の底面が回路基板ＰのグランドパターンＰ２の上面に押し付けられる。したがって、このように基部１１の底面に突部１５が設けられていることにより、外部導体１０とグランドパターンＰ２とを中心導体近傍で確実に接面させて良好な電気的な導通状態を確保しやすくなる。

円筒部１２は、上下方向に延びる中心軸線をもち、基部１１の上面から上方へ向けて起立した円筒状をなしている。円筒部１２は、上下方向での中間部が他部よりも大径となっている。

外部導体１０には、上下方向に延びる中心軸線をもち、図３（Ａ）に示されるように、基部１１および円筒部１２を上下方向に貫通する内部空間１６が形成されている。内部空間１６は、大径空間１６Ａと、大径空間１６Ａよりも下方に形成された小径空間１６Ｂとを有している。

大径空間１６Ａは、円筒部１２の上端位置から下端寄りの位置にわたる上下方向での範囲に形成された円筒状の空間である。大径空間１６Ａは、図３（Ａ）に示されるように、上部の空間が下部の空間よりも若干大径となっている。該下部の空間には、図３（Ａ）に示されるように、支持体４０の後述の大径部４１が収容されている。また、上部の空間は、同軸コネクタ１に相手同軸コネクタ（図示せず）が上方から嵌合接続される際に相手同軸コネクタを受け入れるための空間となっている。相手同軸コネクタが嵌合接続されたとき、外部導体１０に支持される支持体４０の上面が、相手同軸コネクタの相手外部導体（図示せず）の下面に接触して電気的に導通可能となる。

小径空間１６Ｂは、大径空間１６Ａよりも小径となっており、大径空間１６Ａの下端位置から基部１１の底溝部１４の上端位置にわたる上下方向での範囲に形成されている。小径空間１６Ｂは、図３（Ａ）に示されるように、上部の空間が下部の空間よりも大径となっている。また、上部の空間は、上端側部分を除き円筒状をなしているが、上端側部分は上方へ向かうにつれて内径寸法が徐々に大きくなるテーパ状をなしている。小径空間１６Ｂの内周面は、上下方向での上部の空間と下部の空間との境界位置で段状の面をなしている。図３（Ａ）に示されるように、この段状の面を有する段部１７は、支持体４０の下面に接面して、支持体４０を下方から支持している。なお、段部１７が、支持体４０だけでなく、後述の第一誘電体３１も下方から支持するようになっていてもよい。

中心導体２０は、上下方向に延びるピン状をなしており、上下方向に見て内部空間１６と同心をなす位置に設けられている。中心導体２０は、図３（Ａ）に示されているように、上部に設けられ相手同軸コネクタの相手中心導体（図示せず）が接続される接続部２１と、下部に設けられ回路基板Ｐの信号パターンＰ１（図１参照）に接触可能な接触部２２と、接続部２１と接触部２２との間に設けられ両者を連結する連結部２３とを有している。

接続部２１は、図３（Ａ）に示されるように、外部導体１０の大径空間１６Ａ内、より詳細には、大径空間１６Ａ内に配置された支持体４０の後述の上方空間４３Ａ内に収容されている。接続部２１の上部は、円筒状をなし、周方向での複数位置にスリット２１Ａが形成されており、隣接するスリット２１Ａの間には接続片２１Ｂが形成されている。複数の接続片２１Ｂで囲まれた空間には、相手同軸コネクタの相手中心導体（図示せず）が上方から挿入されるようになっている。このとき、複数の接続片２１Ｂは、相手中心導体によって接続部２１の径方向外方へ押し広げられて弾性変形した状態となり、相手中心導体の外周面に接圧をもって接触することにより、相手中心導体と電気的に導通可能となる。

接触部２２は、接続部２１よりも小径の円柱状をなしており、図３（Ａ）に示されているように、その下端側部分が底溝部１４内に突出しており、その他の部分は小径空間１６Ｂ内に収容されている。また、接触部２２の下端側部分の先端部（下端部）は、その先端面（下端面）が突部１５の下面よりも若干下方に位置している。このように接触部２２の下端部が突部１５の下面よりも若干突出していることにより、同軸コネクタ１が回路基板Ｐに実装された状態で、この下端部で信号パターンＰ１に確実に接触するようになっている。

連結部２３は、図３（Ａ）に示されるように、支持体４０の後述の下方空間４３Ｂおよび中間空間４３Ｃに収容されており、径寸法が異なる３つの円柱状部分を有している。具体的には、連結部２３は、連結部２３の下端側に位置する第一取付部２３Ａと、連結部２３の上端側に位置する第二取付部２３Ｂと、上下方向で第一取付部２３Ａと第二取付部２３Ｂとの間に位置する中間部２３Ｃとを有している。これらの円柱状部分は、中間部２３Ｃ、第一取付部２３Ａ、第二取付部２３Ｂの順に径寸法が大きくなっている。また、第一取付部２３Ａは接触部２２と同径となっており、第二取付部２３Ｂは接触部２２より小径となっている。中間部２３Ｃは、接触部２２よりも若干大径であり、かつ、接続部２１よりも小径となっている。第一取付部２３Ａは、その外周面に第一誘電体３１が取り付けられている。第二取付部２３Ｂは、その外周面に第二誘電体３２が取り付けられている。

図３（Ｂ）に示されるように、中間部２３Ｃの下端部には、第一取付部２３Ａとの境界位置で段状をなす第一当接部２３Ｃ－１が形成されている。第一当接部２３Ｃ－１は、第一誘電体３１の上面に対して上方から接面することで当接している。換言すると、第一誘電体３１が第一当接部２３Ｃ－１を下方から支持している。また、図３（Ｂ）に示されるように、中間部２３Ｃの上端部には、第二取付部２３Ｂとの境界位置で段状をなす第二当接部２３Ｃ－２が形成されている。第二当接部２３Ｃ－２は、同軸コネクタ１が回路基板Ｐに実装された状態において、第二誘電体３２の下面に対して下方から接面することで当接する。換言すると、第二誘電体３２が第二当接部２３Ｃ－２を上方から支持する。

第一誘電体３１は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製であり、円環板状に成形されて作られている。本実施形態では、第一誘電体３１の材料であるポリテトラフルオロエチレンは、誘電率が約２．１、荷重たわみ温度が約５５℃となっている。第一誘電体３１は、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、上下方向で第二誘電体３２よりも若干小さく、すなわち薄く形成されている。

第一誘電体３１は、支持体４０の後述の下方空間４３Ｂの内径よりも若干大きい外径で形成されており、この下方空間４３Ｂ内に圧入されて収容されている。図３（Ｂ）に示されているように、第一誘電体３１には、第一誘電体３１を上下方向に貫通する第一貫通孔部３１Ａが形成されている。第一貫通孔部３１Ａは、中心導体２０の第一取付部２３Ａの外径とほぼ同じ内径で形成されている。

本実施形態では、第一誘電体３１は、周方向全域にわたって連続した円環板状をなしているが、これに替えて、例えば、周方向での１箇所に切込部が形成されていてもよい。この場合、上記切込部は、第一誘電体３１を周方向で完全に切り離すように形成されていてもよく、また、一部のみを切り離すように部分的に形成されていてもよい。

第二誘電体３２は、例えば、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）製であり、円環板状に成形されて作られている。本実施形態では、第二誘電体３２の材料であるポリエーテルイミドは、誘電率が第一誘電体３１の誘電率よりも高く（約３．１）、荷重たわみ温度が第一誘電体３１の荷重たわみ温度よりも高い（約１９７～２００℃）。第二誘電体３２は、第一誘電体３１とは別体をなし、第一誘電体３１よりも上方で第一誘電体３１と離間した位置に設けられている。第二誘電体３２は、第一誘電体３１の外径より若干小さい外径で形成されている。また、この第二誘電体３２は、支持体４０の後述の下方空間４３Ｂの内径より若干小さくなっており、第二誘電体３２の外周面と下方空間４３Ｂとの内周面との間には径方向で若干の隙間が形成されている。なお、第二誘電体３２の外径は下方空間４３Ｂの内径と同じであってもよい。第二誘電体３２には、該第二誘電体３２を上下方向に貫通する第二貫通孔部３２Ａが形成されている。第二貫通孔部３２Ａは、中心導体２０の第二取付部２３Ｂの外径とほぼ同じ内径で形成されている。

また、第二誘電体３２には、周方向での１箇所に切込部（図示せず）が形成されている。したがって、第二誘電体３２は、周方向における上記切込部の位置で不連続となっている。なお、上記切込部は、第二誘電体３２を周方向で完全に切り離すように形成されていてもよく、また、一部のみを切り離すように部分的に形成されていてもよい。

支持体４０は、略円筒状をなしており、外部導体１０の内部空間１６に収容されている。支持体４０は、図３（Ａ）に示されるように、上部に大径部４１を有しているとともに、下部に大径部４１よりも小径の小径部４２を有している。大径部４１は、その外径が大径空間１６Ａの下部の空間より若干小径となっており、外部導体１０の大径空間１６Ａに収容されている。本実施形態では、大径部４１は、上端側部分に他部よりも若干大径となっている部分を有しており、この部分で大径空間１６Ａに圧入され、外部導体１０に保持されている。小径部４２は、小径空間１６Ｂの上部の空間に適合した形状をなしている。つまり、小径部４２の下部は円筒状をなし、小径部４２の上部、すなわち大径部４１に連結される部分は、上方へ向かうにつれて外径寸法が徐々に大きくなるテーパ状をなしている。小径部４２は、その外径が小径空間１６Ｂの上部の空間と若干小径となっており、該空間内に収容されている。

支持体４０には、外部導体１０の内部空間１６と共通の軸線をもち支持体４０を貫通する内部空間４３が形成されている。図３（Ｂ）に示されるように、内部空間４３は、上下方向で支持体４０の大径部４１とほぼ同じ範囲に形成された上方空間４３Ａと、上下方向で支持体４０の小径部４２とほぼ同じ範囲に形成された下方空間４３Ｂと、上下方向で支持体４０の大径部４１の小径部４２との境界位置近傍に形成された中間空間４３Ｃとを有している。上方空間４３Ａは、内部空間４３の上部に形成され、中心導体２０の接続部２１を収容している。下方空間４３Ｂは、内部空間４３の下部で上方空間４３Ａよりも若干小径をなして形成され、中心導体２０の連結部２３、第一誘電体３１および第二誘電体３２を収容している。

上下方向で上方空間４３Ａと下方空間４３Ｂとの間の位置には、内部空間４３の内周面から径方向内方へ張り出す支持部４４が設けられている。支持部４４は、内部空間４３の周方向全域にわたり形成されており、この支持部４４によって囲まれた空間が中間空間４３Ｃをなしている。中間空間４３Ｃは、上方空間４３Ａおよび下方空間４３Ｂよりも小径となっており、中心導体２０の連結部２３の上端部を収容している。また、中間空間４３Ｃは、後述するように、上方へ弾性変形した第二誘電体３２の一部を下方から受け入れることにより、第二誘電体３２の弾性変形を許容するようになっている。図３（Ｂ）に示されるように、支持部４４は、その下面で第二誘電体３２の上面に接面して第二誘電体３２を支持している。

同軸コネクタ１は次の要領で製造される。まず、第二誘電体３２の第二貫通孔部３２Ａに中心導体２０を下端側、すなわち接触部２２側から挿通させることにより、第二誘電体３２を第二取付部２３Ｂに取り付ける。本実施形態では、第二貫通孔部３２Ａは、連結部２３の中間部２３Ｃよりも小径となっているが、第二誘電体３２には切込部が形成されており、中間部２３Ｃが第二貫通孔部３２Ａに挿通される際、第二誘電体３２が切込部の位置で周方向に開くように変形することにより、中間部２３Ｃの挿通が許容される。そして、第二誘電体３２が中間部２３Ｃの範囲を通過して第二取付部２３Ｂの範囲に達すると、第二誘電体３２は、切込部の位置で閉じるように変形する。この結果、第二誘電体３２の内周面が第二取付部２３Ｂの外周面に接面し、第二誘電体３２が第二取付部２３Ｂを保持した状態となる。この状態において、第二誘電体３２が切込部は完全に閉じていてもよいし、若干開いていてもよい。

第二誘電体３２が第二取付部２３Ｂに取り付けられた状態において、中心導体２０の第二当接部２３Ｃ－２の上面は第二誘電体３２の下面に接面して当接している。なお、この時点において、第二当接部２３Ｃ－２が第二誘電体３２に当接していることは必須ではなく、同軸コネクタ１が回路基板Ｐに実装されたときに、初めて第二当接部２３Ｃ－２が第二誘電体３２に当接して該第二誘電体３２を下方から支持するようになっていてもよい。

次に、第二誘電体３２を取り付けた中心導体２０を支持体４０の内部空間４３へ下方から挿入する。このとき、中心導体２０は、第二誘電体３２が内部空間４３の下方空間４３Ｂの上部に達するまで挿入される。その結果、中心導体２０の連結部２３が下方空間４３Ｂおよび中間空間４３Ｃに収容される。

次に、第一誘電体３１を第一取付部２３Ａに下方から取り付ける。このとき、中心導体２０を下端側から、すなわち接触部側から第一誘電体３１の第一貫通孔部３１Ａに挿通させる。第一誘電体３１は、第一取付部２３Ａに取り付けられた状態において、第一当接部２３Ｃ－１に下方から接面して当接している。また、本実施形態では、第一誘電体３１は、その外径が中間空間４３Ｃの内径よりも若干大きくなっており、内部空間４３の下方空間４３Ｂへ下方から圧入されることとなる。したがって、第一誘電体３１は、下方空間４３Ｂの内周面によって径方向内方へ向けた押圧力を受けて圧縮され、第一貫通孔部３１Ａの内周面で第一取付部２３Ａの外周面を強固に保持する。

一方、第二誘電体３２の外径は、本実施形態では、中間空間４３Ｃの内径よりも若干小さくなっている。したがって、第二誘電体３２は、下方空間４３Ｂの内周面からの押圧力を受けていない。なお、第二誘電体３２は、その外径が中間空間４３Ｃの内径よりも若干大きくなるように形成されていてもよく、その場合には、第二誘電体３２は、下方空間４３Ｂの内周面によって径方向内方へ向けた押圧力を受けて圧縮され、第二貫通孔部３２Ａの内周面で第二取付部２３Ｂの外周面を強固に保持する。また、第二誘電体３２は、支持体４０の支持部４４によって上方から支持される。

中心導体２０および誘電体３０が内部空間４３に収容された状態において、第二誘電体３２は、径方向での内側部分が第二当接部２３Ｃ－２によって下方から支持されるとともに、径方向での外側部分が支持体４０の支持部４４によって上方から支持される（図３（Ｂ）参照）。なお、この時点で第二誘電体３２が支持部４４によって上方から支持されることは必須ではなく、同軸コネクタ１が回路基板Ｐに実装されたときに、初めて第二誘電体３２が支持部４４に支持されるようになっていてもよい。

次に、支持体４０を外部導体１０の内部空間１６へ上方から圧入して収容する。支持体４０は、その下面が外部導体１０の段部１７の上面に当接するまで圧入される。その結果、図３（Ｂ）に示されるように、段部１７が第一誘電体３１および支持体４０のそれぞれの下面に接面して、第一誘電体３１および支持体４０を下方から支持した状態となる。また、中心導体２０の接触部２２は、下端側部分を除き、小径空間１６Ｂに収容され、下端側部分は、小径空間１６Ｂから下方へ突出して外部導体１０の底溝部１４内に位置する。このようにして支持体４０を外部導体１０に取り付けることにより、同軸コネクタ１が完成する。

次に、同軸コネクタ１の使用要領について説明する。本実施形態では、同軸コネクタ１は、性能試験の対象となる電子部品（ＩＣチップ等）が実装された回路基板Ｐ（テストボード）のコネクタパターン部に実装されて使用される。まず、同軸コネクタ１は、外部導体１０の取付孔部１３が回路基板Ｐのねじ孔（図示せず）に位置合わせされて回路基板Ｐに配置される。このようにして回路基板Ｐに配置された同軸コネクタ１は、ねじ部材（図示せず）を取付孔部１３および回路基板Ｐのねじ孔に下方から螺合することにより、回路基板Ｐに取り付けられる。

同軸コネクタ１が回路基板Ｐに取り付けられると、中心導体２０の接触部２２の下端面が回路基板Ｐの信号パターンＰ１に上方から押し付けられるともに、外部導体１０の突部１５の下端面が回路基板ＰのグランドパターンＰ２に上方から押し付けられる。この結果、中心導体２０と信号パターンＰ１、外部導体１０とグランドパターンＰ２が、それぞれ接圧をもって接触して電気的に導通可能な状態となる。

既述したように、中心導体２０の接触部２２の下端面は外部導体１０の突部１５の下面よりも若干下方に位置しているので、接触部２２の下端面が回路基板Ｐの信号パターンＰ１に上方から押し付けられると、接触部２２の下端部が信号パターンＰ１から上方へ向けた力（反力）を受け、中心導体２０が上方へ移動する。中心導体２０が上方へ移動する際、第一誘電体３１は、第一取付部２３Ａの外周面との摩擦により、径方向での内側部分が上方へ向けて変位するように弾性変形する。

また、中心導体２０が上方へ移動すると、中心導体２０の第二当接部２３Ｃ－２が第二誘電体３２の径方向での内側部分を下方から押圧する。押圧された第二誘電体３２の内側部分は、上方へ変位するように弾性変形し、該内側部分の一部が支持体４０の中間空間４３Ｃ内へ下方から進入する。つまり、中間空間４３Ｃによって第二誘電体３２の弾性変形が許容される。この第二誘電体３２の弾性変形により、中心導体２０の上方への移動が可能となっている。本実施形態では、第二誘電体３２は円環板状をなしており、板厚方向、すなわち上下方向で比較的薄いので、上下方向での弾性変形が容易となっている。第二誘電体３２は、上方へ向けて弾性変形すると、第二誘電体３２に生じる弾性力によって上記反力に対抗する。第二誘電体３２に生じる弾性力で上記反力に対抗する結果、接触部２２と信号パターンＰ１との適切な接圧をもった接触状態を維持される。

本実施形態では、第一誘電体３１と第二誘電体３２とは上下方向で互いに離間して設けられており、第一誘電体３１と第二誘電体３２との間には、図３（Ｂ）に示されるように、下方空間４３Ｂの一部としての空間４３Ｂ－１が形成されている。つまり、上下方向でこの空間４３Ｂ－１が形成されている範囲、すなわち中心導体２０の連結部２３の中間部２３Ｃの範囲では、径方向で支持体４０の内周面と中間部２３Ｃの外周面との間に空気層が存在することとなる。したがって、従来のような、上下方向に長く延びる１つの誘電体が外部導体と中心導体との間に設けられる場合と比べて、上記空気層が存在している分、使用可能な周波数帯域が広くなり、その結果、広帯域まで良好な信号伝送特性を確保することができる。

また、同軸コネクタ１には、同軸ケーブル（図示せず）の一端に取り付けられた相手同軸コネクタ（図示せず）が上方から嵌合接続される。この結果、同軸コネクタ１の中心導体２０の接続部２１に相手同軸コネクタの相手中心導体（図示せず）が接続され、同軸コネクタ１の外部導体１０の円筒部１２に相手同軸コネクタの相手外部導体（図示せず）が接続される。また、同軸ケーブルの他端は、電気的特性を測定するための測定機器（図示せず）に接続される。電子部品の性能試験では、テストボードに実装された電子部品に電圧が印加されて、測定機器で電気的特性が測定される。

上述の電子部品（ＩＣチップ等）の性能試験は、広い温度範囲（例えば－５５℃～１０５℃）の使用環境を想定して実施される。したがって、性能試験に用いられる同軸コネクタ１において、回路基板Ｐとの接触状態が上記温度範囲での温度変化による影響を極力受けないことが好ましい。本実施形態では、誘電体３０は、材質が異なる２つの部材、すなわち第一誘電体３１と第二誘電体３２とを有している。中心導体２０の第二当接部２３Ｃ－２を上方から支持している第二誘電体３２は、ポリエーテルイミド製であり、ポリテトラフルオロエチレン製の第一誘電体３１と比べて、荷重たわみ温度が高い。したがって、第二誘電体３２は温度環境が高温となっても塑性変形しにくいので、回路基板Ｐからの反力を受けている中心導体２０が正規位置よりも上方へ移動しにくく、第二誘電体３２の支持力により上記反力に十分に対抗できる。その結果、中心導体２０の接触部２２と回路基板Ｐの信号パターンＰ１との適切な接圧をもった接触状態を維持しやすくなる。

本実施形態では、中心導体２０の第一取付部２３Ａの外周面を保持している第一誘電体３１は、ポリテトラフルオロエチレン製であり、ポリエーテルイミド製の第二誘電体３２と比べて弾性が高いので、第一取付部２３Ａの外周面に高い接圧をもって接触することができ、したがって、誘電体３０が第二誘電体３２のみで構成される場合と比べて、より強固に中心導体２０を保持できる。

また、本実施形態では、誘電体３０において、第一誘電体３１は第二誘電体３２よりも誘電率が低いので、誘電体３０が第二誘電体３２のみで構成される場合と比べて、同軸コネクタ１の使用可能な周波数帯域が広くなり、その結果、広帯域まで良好な信号伝送特性を確保することができる。

本実施形態では、誘電体３０が支持体４０によって直接的に保持される、換言すると、誘電体３０が支持体４０を介して外部導体１０によって間接的に保持されることとしたが、支持体を設けることは必須ではなく、例えば、支持体を設けずに、誘電体が外部導体によって直接的に保持されるようになっていてもよい。

本実施形態では、同軸コネクタ１が、回路基板Ｐ上に実装された電子部品の性能試験を目的として使用されることとしたが、試験対象はこれに限られず、例えば、回路基板自体の性能試験を目的として使用されてもよい。このとき、回路基板上に電子部品を実装することは必須ではない。

本実施形態では、第二誘電体３２は第一誘電体３１よりも上方に設けられることとしたが、これに替えて、第二誘電体が第一誘電体よりも下方に設けられていてもよい。このとき、中心導体において、第二誘電体に下方から当接可能な位置に第二当接部が設けられる。また、上下方向で第一誘電体と第二誘電体との間、すなわち第一誘電体の下方かつ第二誘電体の上方に形成された空間（空気層）によって、第二誘電体の上方への弾性変形が許容されることとなる。

本実施形態では、同軸コネクタ１は、いわゆるテストコネクタとして使用される例を説明したが、使用用途はこれに限られず、例えば、電気製品に設けられる回路基板に実装されてもよい。

本実施形態では、信号パターンＰ１全体およびグランドパターンＰ２全体が、回路基板Ｐの実装面（上面）上に設けられていることとしたが、これに替えて、例えば、信号パターンおよびグランドパターンの少なくとも一部が回路基板の裏面（下面）や内層で回路基板の面に沿って延びるように設けられていてもよい。このとき、回路基板の板厚方向で異なって位置するパターン同士はビア等によって接続される。

１ 同軸コネクタ
１０ 外部導体
１６ 内部空間
２０ 中心導体
２３Ｃ－２ 第二当接部（当接部）
３０ 誘電体
３１ 第一誘電体
３２ 第二誘電体
４３Ｂ－１ 空間
４３Ｃ 中間空間（空間）
Ｐ 回路基板

Claims (5)

1. 回路基板に接続される同軸電気コネクタであって、
   前記回路基板の実装面に対して直角な上下方向に延びる軸線をもつ内部空間が上下方向に貫通して形成された金属製の外部導体と、
   前記内部空間内で前記外部導体に直接的または間接的に保持される誘電体と、
   前記内部空間内で上下方向に延び前記誘電体に保持され、下端部で前記実装面に接触する金属製の中心導体とを有する同軸電気コネクタにおいて、
   前記誘電体は、第一誘電体と、上下方向で前記第一誘電体と離間した位置で前記第一誘電体との間に空間を形成するように設けられた第二誘電体とを有し、
   前記中心導体は、前記第二誘電体に対して下方から当接する当接部を有し、
   前記第一誘電体は、前記中心導体を径方向で保持しており、
   前記第二誘電体は、前記当接部によって下方から押圧されたときに、前記第二誘電体の直上に形成された空間へ向けて弾性変形可能となっていることを特徴とする同軸電気コネクタ。
2. 前記第一誘電体は、前記第二誘電体よりも下方に設けられていることとする請求項１に記載の同軸電気コネクタ。
3. 前記第二誘電体は、前記第一誘電体よりも荷重たわみ温度が高くなっていることとする請求項１または請求項２に記載の同軸電気コネクタ。
4. 前記第一誘電体は、前記第二誘電体の誘電率よりも低い誘電率を有していることとする請求項１または請求項２に記載の同軸電気コネクタ。
5. 前記第一誘電体は、ポリテトラフルオロエチレン製であり、前記第二誘電体は、ポリエーテルイミド製であることとする請求項４に記載の同軸電気コネクタ。