JP2024064125A - ガラス物品、及びコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】広い周波数範囲で、低いＶＳＷＲのガラスアンテナ用コネクタ及びガラス物品を提供する。【解決手段】ガラス物品であって、芯線パターンと接地パターンを有するガラス基板と、前記ガラス基板上に形成され、少なくとも前記芯線パターンに接続されるアンテナと、前記アンテナと接続されるコネクタとを備え、前記コネクタは、同軸ケーブルが接続されたプラグが嵌合する外部導体と、前記プラグの中心導体が接続される中心コンタクトと、前記芯線パターンにはんだ付けされ、前記中心コンタクトとブリッジ部を介して電気的に接続される芯線側端子と、前記外部導体と接続され、前記接地パターンとはんだ付けされる接地側端子とを有し、前記ブリッジ部の幅は３ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、前記ブリッジ部と前記接地パターンとは、容量結合する距離に近接して設けられる。【選択図】図５

Description

本開示は、ガラス物品に関し、特に、コネクタが実装されるガラス物品に関する。

ガラス基板に形成された導電パターンから信号を取り出すため、導電パターンに端子が取り付けられる。ガラス基板に取り付けられる端子には、例えば、特許文献１（特開２０１０－１４６９５９号公報）に記載されるものがある。

特許文献１には、基板上のガラスアンテナに装着するホルダ部と、前記ホルダ部に着脱自在に嵌合し、同軸ケーブルに接続するピックアップ部とを備えるコネクタであって、前記コネクタの特性インピーダンスは、前記ピックアップ部に接続する同軸ケーブルと略等しく、前記ホルダ部は、所定の幅の給電用端子と、前記給電用端子の両側を所定の間隔をもって囲むように配置した接地用端子とを備え、前記ピックアップ部は、前記同軸ケーブルの芯線と前記給電用端子とを接続する芯線固定部（かしめ部）と、前記同軸ケーブルの外周線と前記接地用端子とを接続する接地用導体とを備えることを特徴とするコネクタが記載されている。

特開２０１０－１４６９５９号公報 国際公開２０２２／１６３４４７号

ガラス基板への端子の取付精度の向上は困難であり、端子が導電パターンからはみ出さないように、導電パターンを大きくしている。このため、ガラス基板の芯線側導電パターンと接地側導電パターンを離して配置する、すなわち、コネクタの芯線側端子と接地側端子を離して配置する必要がある。この場合、芯線側端子や接地側端子への線路がアンテナとして機能して、端子単体と端子をガラス基板に取り付けたときで特性が変化することがある。このため、芯線側端子や接地側端子への線路がアンテナとして機能しない構造にすることが求められる。例えば、同軸コネクタ本体と芯線側端子が１０ｍｍ程度離れていると、同軸コネクタ本体から芯線側端子に信号を引き出す線路であるブリッジ部でインピーダンスが変化し、特に１ＧＨｚ以上の高周波帯でＶＳＷＲが高くなることがある。

本開示は、広い周波数範囲で、低いＶＳＷＲのガラスアンテナ用コネクタ及びガラス物品を提供することを目的とする。

すなわち、本開示（１）は、ガラス物品であって、芯線パターンと接地パターンを有するガラス基板と、前記ガラス基板上に形成され、少なくとも前記芯線パターンに接続されるアンテナと、前記アンテナと接続されるコネクタとを備え、前記コネクタは、同軸ケーブルが接続されたプラグが嵌合する外部導体と、前記プラグの中心導体が接続される中心コンタクトと、前記芯線パターンにはんだ付けされ、前記中心コンタクトとブリッジ部を介して電気的に接続される芯線側端子と、前記外部導体と接続され、前記接地パターンとはんだ付けされる接地側端子とを有し、前記ブリッジ部の幅は３ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、前記ブリッジ部と前記接地パターンとは、容量結合する距離に近接して設けられることを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（２）は、本開示（１）に記載のガラス物品であって、前記ガラス基板の主面側から見たときに、前記ブリッジ部と前記接地パターンとが、長さ５ｍｍ以上重なることを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（３）は、本開示（１）又は（２）に記載のガラス物品であって、前記ブリッジ部が５０オーム同軸ケーブルと整合するインピーダンスであることを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（４）は、本開示（１）から（３）のいずれか一つに記載のガラス物品であって、前記ブリッジ部は、前記芯線側端子から２ｍｍの範囲では、前記ガラス基板との距離が１ｍｍ以上であることを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（５）は、本開示（１）から（４）のいずれか一つに記載のガラス物品であって、前記ブリッジ部は、前記ガラス基板の方向に突出する溝を有することを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（６）は、本開示（５）に記載のガラス物品であって、前記ガラス基板の主面側から見たときに、前記溝は、前記芯線側端子から２ｍｍ以上離れていることを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（７）は、本開示（５）又は（６）に記載のガラス物品であって、前記溝の凹み量は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（８）は、本開示（１）から（７）のいずれか一つに記載のガラス物品であって、前記芯線側端子及び前記接地側端子の少なくとも一方は、前記ガラス基板の方向に突出する突起を有することを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（９）は、本開示（１）から（８）のいずれか一つに記載のガラス物品であって、前記接地側端子は、前記外部導体の左右に対称に設けられることを特徴とするガラス物品である。

また、本開示（１０）は、芯線パターンと接地パターンを有するガラス基板に取り付けられるコネクタであって、前記コネクタは、同軸ケーブルが接続されたプラグが嵌合する外部導体と、前記プラグの中心導体が接続される中心コンタクトと、前記芯線パターンにはんだ付けされ、前記中心コンタクトとブリッジ部を介して電気的に接続される芯線側端子と、前記外部導体と接続され、前記接地パターンとはんだ付けされる接地側端子とを有し、前記ブリッジ部の幅は３ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、前記ブリッジ部と前記接地パターンとは、容量結合する距離に近接して設けられることを特徴とするコネクタである。

本開示の一態様によれば、広い周波数範囲で、低いＶＳＷＲのガラスアンテナ用コネクタ及びガラス物品を提供できる。

実施例１のコネクタが実装されたガラス物品の斜視図である。 実施例１のコネクタの斜視図である。 実施例１のコネクタをＡＡ線で切断した斜視図である。 実施例１のコネクタをＡＡ線で切断した側面図であり、ガラス物品に実装された状態を示す。 実施例２のコネクタが実装されたガラス物品の斜視図である。 実施例２のコネクタの斜視図である。 実施例２のコネクタをＡＡ線で切断した斜視図である。

＜実施例１＞
図１は、実施例１のコネクタ１０が実装されたガラス物品の斜視図であり、図２は、実施例１のコネクタ１０の斜視図であり、図３は、実施例１のコネクタ１０をＡＡ線で切断した斜視図である。

実施例１のガラス物品は、ガラス基板２０と、ガラス基板２０上に取り付けられるコネクタ１０によって構成される。

ガラス基板２０上には、図１に示すように、有色セラミックによる不透明層２１が設けられる。不透明層２１は、低融点ガラスの粉末と顔料とをペースト状にした絶縁性のセラミックペーストを、ガラス基板２０に印刷した後、焼き付けることによって形成される有色（通常は黒色）の層である。不透明層２１上には導電性ペーストを印刷した後、焼き付けることによって形成される接地パターン２２と芯線パターン２３が設けられる。

芯線パターン２３には、アンテナ３０が接続される。アンテナ３０としては、特に限定されないが、例えば、国際公開２０２２／１６３４４７号に開示される、２辺の長さが異なるＬ字型、三角形型、四角形型の面状エレメントと、芯線側給電部とを持つアンテナ装置を使用することができる。面状エレメントは、導電性物質が中実の面状に形成されてもよいし、メッシュ状の面状に形成されてもよい。アンテナ３０は、ガラス面上に銀などの金属の粉末を含む導電性のセラミックペーストによって印刷し、乾燥後、加熱炉によって焼き付けて形成されてもよい。その場合、導電パターン２３とアンテナ３０とを一括して導電性のセラミックペーストにより形成することができる。また、樹脂フィルム上に形成された導電性パターンによってアンテナ導体を形成し、樹脂フィルムをガラス板に貼付して構成してもよい。

コネクタ１０は、中心コンタクト１、中心コンタクト１とシェル３の間に設けられる絶縁体２、外部導体を構成するシェル３、シェル３に接続される接地側端子４、及び中心コンタクト１に接続されるブリッジ部６及び芯線側端子５で構成される同軸コネクタである。コネクタ１０は、左右に設けられる二つの接地側端子４及び他の方向に設けられる一つの芯線側端子５でガラス基板２０に取り付けられる。

中心コンタクト１は、２枚の端子板１Ａと２枚の端子板１Ａを連結する接続部１Ｂを形成する金属板（例えば、バネ性に優れた金属であるリン青銅）で構成される。コネクタ１０がプラグ（図示省略）と嵌合するときに、プラグの中心コンタクトが２枚の端子板１Ａの間に挿入され、コネクタ１０の中心コンタクト１とプラグの中心コンタクトが導通する。

絶縁体２は、中心コンタクト１とシェル３の間に設けられる円筒形の絶縁体で、例えば摩擦が小さいフッ素系合成樹脂で形成するとよい。

シェル３は、中心コンタクト１及び絶縁体２を囲むように外側に円筒形に形成される外部導体である。シェル３は、円筒形ではなく、断面が角丸四角形の筒状に形成されてもよい。コネクタ１０がプラグと嵌合するときに、プラグの外部導体がシェル３の外側面に接触し、コネクタ１０のシェル３とプラグの外部導体が導通する。

シェル３の下部には、シェル３の左右の対称の位置に接地側端子４が設けられる。シェル３の左右の対称の位置に、接地側端子４を設けることによって、接地電位が左右均等となり、シェル３からの不要輻射を抑制できる。接地側端子４には、（例えば４個の）突起４Ａが設けられるとよい。突起４Ａは、下方（コネクタ１０が取り付けられるガラス基板２０の方向）に突出し、接地側端子４とガラス基板２０上の接地パターン２２の間の空間を形成し、この空間に導入されたはんだによってコネクタ１０をガラス基板２０に強固に固定する。シェル３と接地側端子４は、金属板からプレス加工で一体に形成されるとよい。

芯線側端子５は、コネクタ１０の下方から延伸したブリッジ部６の端部に設けられる。中心コンタクト１の下端はブリッジ部６に接続されており、ブリッジ部６は、接地側端子４が設けられる方向と異なる（望ましくは直交する）方向に略水平に延伸し、ブリッジ部６の他端部には芯線側端子５が設けられる。芯線側端子５には、（例えば４個の）突起５Ａが設けられるとよい。突起５Ａは、下方（コネクタ１０が取り付けられるガラス基板２０の方向）に突出し、芯線側端子５とガラス基板２０上の導電パターンの間の空間を形成し、この空間に導入されたはんだによってコネクタ１０をガラス基板２０に強固に固定する。接地側端子４の突起４Ａと、芯線側端子５の突起５Ａは、両方に設けられてもよいし、一方に設けられてもよい。

ブリッジ部６の幅ｗ１は３～６ｍｍであるとよく、望ましくは４～５ｍｍであるとよい。ブリッジ部６と接地パターン２２は近接して設けられており、ガラス基板２０の主面側から見たときに、ブリッジ部６と接地パターン２２とが、長さＬ＝５ｍｍ以上重なっているとよく、７ｍｍ以上重なっているとよい。図４に示すように、ブリッジ部６と接地パターン２２との重なり長さＬは、ブリッジ部６のコンタクト１の下端位置と接地パターン２２の芯線パターン２３側の端部との距離で定められる。なお、コネクタの大きさ次第で長さＬの上限は変化するが、通常は２０ｍｍ以下と考えられる。ブリッジ部６と接地パターン２２の間の距離は、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であってもよく、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であってもよく、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であってもよい。このため、ブリッジ部６と接地パターン２２が容量結合し、ブリッジ部６と接地パターン２２の間の距離、及びブリッジ部６と接地パターン２２の間の重なり面積によって、ブリッジ部６と接地パターン２２の間の容量を調整できる。このため、ブリッジ部６と接地パターン２２によってＬＣ回路が構成でき、コネクタ１０のインピーダンスを調整できる。ブリッジ部６のインピーダンスは、コネクタ１０に接続されるケーブルのインピーダンス（例えば、５０オーム）と整合するように、ブリッジ部６の幅と接地パターン２２との距離を設定するとよい。例えば、接地側端子４と芯線側端子５の間に所定のインピーダンスの終端抵抗を装荷して、コネクタ１０（中心コンタクト１とシェル３）側から測定したＶＳＷＲによって、ブリッジ部６のインピーダンスが接続ケーブルのインピーダンスと整合しているかを判定できる。さらに、ブリッジ部６は、芯線側端子５から２ｍｍの範囲では、ガラス基板２０との距離が１ｍｍ以上であると、芯線側端子５を芯線パターン２３に取り付ける際のはんだがブリッジ部６と接触しなくてよい。コネクタの大きさ次第で、ブリッジ部６とガラス基板２０との距離の上限は変化するが、通常は５ｍｍ以下と考えられる。

＜実施例２＞
次に、実施例２を説明する。実施例２は、ブリッジ部６に溝６Ａが設けられる点で実施例１と異なる。なお、実施例２において、主に実施例１との差異を説明し、実施例１と同じ構成及び処理には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

図５は、実施例２のコネクタ１０が実装されたガラス物品の斜視図であり、図６は、実施例２のコネクタ１０の斜視図であり、図７は、実施例２のコネクタ１０をＡＡ線で切断した斜視図である。

実施例２のコネクタ１０は、実施例１のコネクタ１０と異なり、ブリッジ部６に、下方（ガラス基板２０の方向）に突出する溝６Ａが設けられる。溝６Ａの凹み量を調整することによって、ブリッジ部６とガラス基板２０の接地パターン２２の間の距離を容易に調整でき、ブリッジ部６と接地パターン２２の間の容量を調整できる。このため、ブリッジ部６と接地パターン２２によってＬＣ回路が構成でき、コネクタ１０のインピーダンスを調整できる。また、溝６Ａによって、ブリッジ部６の強度を向上し、形状を安定することによって、ブリッジ部６の形状変化によるコネクタ１０の特性変化を抑制できる。例えば、溝６Ａの凹み量、すなわち溝６Ａの深さは０．１ｍｍ以上又は０．２ｍｍ以上であってもよく、０．５ｍｍ以下であってもよい。また、ブリッジ部６の強度を向上させるため、溝６Ａの長さは、ブリッジ部６の長さの５０％以上であることが好ましく、７５％以上であることが好ましい。また、溝６Ａの幅ｗ２は、ブリッジ部６の幅ｗ１に対して２５％以上７５％以下であることが好ましい。また、ガラス基板２０の主面側から見たときに、溝６Ａは芯線側端子５から２ｍｍ以上離れていると、芯線側端子５を芯線パターン２３に取り付ける際のはんだが溝６Ａと接触しなくてよい。コネクタの大きさ次第で溝６Ａと芯線側端子５との距離の上限は変化するが、通常は５ｍｍ以下と考えられる。

実施例１のコネクタ１０でブリッジ部６の幅ｗ１を、１～６ｍｍまで変化させた場合のコネクタ１０の０．７ＧＨｚ～５ＧＨｚの範囲内におけるＶＳＷＲの最大値を示す。
ｗ１＝１ｍｍ 8.17
ｗ１＝２ｍｍ 4.42
ｗ１＝３ｍｍ 3.18
ｗ１＝４ｍｍ 2.60
ｗ１＝５ｍｍ 2.75
ｗ１＝６ｍｍ 3.12

この周波数範囲でｗ１＝３～６ｍｍにすると同軸コネクタの好ましいＶＳＷＲ３．５以下を実現でき、ｗ１＝４～５ｍｍにすると同軸コネクタの好ましいＶＳＷＲ３以下を実現できる。

以上に説明したように、本明細書に開示した実施例によると、芯線側端子５に接続されるブリッジ部６の幅を広くして、ガラス基板２０の接地パターン２２と容量結合させ、コプレーナウェイブガイド構造を形成することで、マイクロストリップ線路を構成する。このため、ブリッジ部６が同軸ケーブルや同軸コネクタとインピーダンスマッチングするので、広い周波数範囲で、低いＶＳＷＲのガラスアンテナ用コネクタ及びガラス物品を提供できる。

以上、本開示を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本開示はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。

１ 中心コンタクト
２ 絶縁体
３ シェル
４ 接地側端子
４Ａ 突起
５ 芯線側端子
５Ａ 突起
６ ブリッジ部
６Ａ 溝
２０ ガラス基板
２１ 不透明層
２２ 接地パターン
２３ 芯線パターン

Claims (10)

1. ガラス物品であって、
   芯線パターンと接地パターンを有するガラス基板と、
   前記ガラス基板上に形成され、少なくとも前記芯線パターンに接続されるアンテナと、
   前記アンテナと接続されるコネクタとを備え、
   前記コネクタは、
   同軸ケーブルが接続されたプラグが嵌合する外部導体と、
   前記プラグの中心導体が接続される中心コンタクトと、
   前記芯線パターンにはんだ付けされ、前記中心コンタクトとブリッジ部を介して電気的に接続される芯線側端子と、
   前記外部導体と接続され、前記接地パターンとはんだ付けされる接地側端子とを有し、
   前記ブリッジ部の幅は３ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、
   前記ブリッジ部と前記接地パターンとは、容量結合する距離に近接して設けられることを特徴とするガラス物品。
2. 請求項１に記載のガラス物品であって、
   前記ガラス基板の主面側から見たときに、前記ブリッジ部と前記接地パターンとが、長さ５ｍｍ以上重なることを特徴とするガラス物品。
3. 請求項１に記載のガラス物品であって、
   前記ブリッジ部が５０オーム同軸ケーブルと整合するインピーダンスであることを特徴とするガラス物品。
4. 請求項１に記載のガラス物品であって、
   前記ブリッジ部は、前記芯線側端子から２ｍｍの範囲では、前記ガラス基板との距離が１ｍｍ以上であることを特徴とするガラス物品。
5. 請求項１に記載のガラス物品であって、
   前記ブリッジ部は、前記ガラス基板の方向に突出する溝を有することを特徴とするガラス物品。
6. 請求項５に記載のガラス物品であって、
   前記ガラス基板の主面側から見たときに、前記溝は、前記芯線側端子から２ｍｍ以上離れていることを特徴とするガラス物品。
7. 請求項５に記載のガラス物品であって、
   前記溝の凹み量は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とするガラス物品。
8. 請求項１に記載のガラス物品であって、
   前記芯線側端子及び前記接地側端子の少なくとも一方は、前記ガラス基板の方向に突出する突起を有することを特徴とするガラス物品。
9. 請求項１に記載のガラス物品であって、
   前記接地側端子は、前記外部導体の左右に対称に設けられることを特徴とするガラス物品。
10. 芯線パターンと接地パターンを有するガラス基板に取り付けられるコネクタであって、
    前記コネクタは、
    同軸ケーブルが接続されたプラグが嵌合する外部導体と、
    前記プラグの中心導体が接続される中心コンタクトと、
    前記芯線パターンにはんだ付けされ、前記中心コンタクトとブリッジ部を介して電気的に接続される芯線側端子と、
    前記外部導体と接続され、前記接地パターンとはんだ付けされる接地側端子とを有し、
    前記ブリッジ部の幅は３ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、
    前記ブリッジ部と前記接地パターンとは、容量結合する距離に近接して設けられることを特徴とするコネクタ。

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