JP3072308B2

JP3072308B2 - 高周波コネクター

Info

Publication number: JP3072308B2
Application number: JP7035968A
Authority: JP
Inventors: 裕一郎小西; 始谷所; 裕二甲嶋
Original assignee: Zeon Corp
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JPH08213113A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波特性に優れたコネ
クターに関し、さらに詳しくは接続部位での反射波の少
ないコネクターに関する。

【０００２】

【従来の技術】衛星放送、衛星通信、ハイビジョン・テ
レビ放送、携帯電話などの普及により、電波による高密
度の情報の送受信が広く行われるようになり、また、使
用周波数の高周波数化が進んでいる。高周波の定義にし
ても、従来は、短波であるＨＦ帯域の３ＭＨｚ以上のも
のであったが、超短波であるＶＨＦ帯域の３０ＭＨｚ以
上のもの、極超短波であるＵＨＦ帯域の３００ＭＨｚ以
上のもの、さらには準マイクロ波帯域である１〜３ＧＨ
ｚ以上のものというように、徐々により高周波数のもの
へと変化しており、単に高周波といっても、どのような
波長のものを意味しているのかがわからなくなってい
る。

【０００３】いづれの高周波の分野でも、伝送ロスを軽
減するために、使用する材料としては、誘電率と誘電正
接、特に誘電正接の小さなものが好ましい。これらが大
きいと高周波として与えられたエネルギーの一部が物質
内部で分子内摩擦をおこし、熱として損失することにな
る。誘電率と誘電正接の小さな樹脂としては、ポリ四フ
ッ化エチレン、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合樹脂、ポリメチルペンテンなど
高周波帯用に用いられており、また、近時、熱可塑性ノ
ルボルネン系樹脂を用いることが提案されている。

【０００４】しかし、同じ高周波の分野であっても、そ
の使用目的、使用周波数などによって問題が生じること
がある。特に、１ＧＨｚ以上の高周波においては、従来
使用されていた高周波帯用樹脂製インシュレーターを用
いたコネクターによって接続した場合、接続部位で入力
するエネルギーの反射が大きくなるため、出力が小さく
なるという問題があった。

【０００５】得られるインシュレーターの反射の大きさ
を示す指標として、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）やリター
ン・ロス値（ｄＢ）などがある。電圧定在波比が小さい
ほど、またリターン・ロス値が大きいほど、反射エネル
ギーが小さく、良いインシュレーターとなる。例えば、
１ＧＨｚ以上の周波数では、実際に使用できるとされる
ものは、電圧定在波比の値が１．２０以下といわれてい
る。

【０００６】コネクターのインシュレーターとしては、
従来、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合樹脂、ポリメチルペンテンが実際に使用
されている。これらは射出成形が可能であり、１ＭＨｚ
〜１０ＧＨｚの範囲で誘電正接が０．０００３以下と小
さく、また、誘電率も２．２０以下と小さい。しかし、
１ＧＨｚ以上の周波数では、電圧定在波比の値を１．４
０以下にすることは困難である。１ＧＨｚ以上の周波数
で使用できるとされているものは、電圧定在波比の値が
１．２０以下と言われる。

【０００７】同様に、実際に使用されているポリ四フッ
化エチレンは１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲で誘電正接が
０．０００４以下と小さく、また、誘電率も２．１０以
下と小さい。さらに、この周波数における電圧定在波比
が１．２０以下のインシュレーターを得ることができ
る。しかし、射出成形することができず、切削により成
形するため、量産が困難であるという問題があった。

【０００８】また、同じ材料を用いたインシュレーター
であっても、その構造によって使用可能な周波数の上限
が異なる。小型であるほど高い周波数で使用できる。ま
た、インシュレーター内に誘電率が１である空気を介在
させるように空隙を設け、その空隙を大きくすることに
より、より高い周波数で使用できる。しかし、特に小型
のものに空隙を設けると強度の問題を生じる。

【０００９】一方、熱可塑性ノルボルネン系樹脂は射出
成形が可能であり、１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚでの誘電正接
が０．０００４以下と小さく、また、誘電率も２．２５
以下と小さい。しかし、実際にコネクターのインシュレ
ーターとして使用されたことはなく、いずれの波長で
も、電圧定在波比の値が測定された例は知られておら
ず、高周波帯用のインシュレーターとして、電圧定在波
比がどの程度のものを得ることができるかは全く予測で
きなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、射出成
形によって製造でき、１．４ＧＨｚ以上の高周波帯にお
いて、誘電正接、誘電率が小さく、さらに電圧定在波比
の値が１．２０以下であるコネクターのインシュレータ
ーの開発を目的として、鋭意研究の結果、熱可塑性ノル
ボルネン系樹脂を材料として用いることにより、目的の
コネクターのインシュレーターが得られることを見い出
し、本発明を完成させるに到った。

【００１１】

【課題を解決する手段】かくして、本発明によれば、
１．４ＧＨｚ以上の高周波の伝達に用いるコネクターで
あって、該コネクターのインシュレーターが熱可塑性ノ
ルボルネン系樹脂から成り、２〜３ＧＨｚの範囲におい
て電圧定在波比の値が１．２０以下であることを特徴と
する高周波コネクターが提供される。

【００１２】（熱可塑性ノルボルネン系樹脂）熱可塑性
ノルボルネン系樹脂は、特開平１−１６８７２５号公
報、特開平１−１９０７２６号公報、特開平３−１４８
８２号公報、特開平３−１２２１３７号公報、特開平４
−６３８０７号公報などで公知の樹脂であり、具体的に
は、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素添加物、ノ
ルボルネン系単量体の付加型重合体、ノルボルネン系単
量体とオレフィンの付加型重合体などが挙げられる。

【００１３】ノルボルネン系単量体も、上記公報や特開
平２−２２７４２４号公報、特開平２−２７６８４２号
公報などで公知の単量体であって、例えば、ノルボルネ
ン、そのアルキル、アルキリデン、芳香族置換誘導体お
よびこれら置換または非置換のオレフィンのハロゲン、
水酸基、エステル基、アルコキシ基、シアノ基、アミド
基、イミド基、シリル基等の極性基置換体、例えば、２
−ノルボルネン、５−メチル−２−ノルボルネン、５，
５−ジメチル−２−ノルボルネン、５−エチル−２−ノ
ルボルネン、５−ブチル−２−ノルボルネン、５−エチ
リデン−２−ノルボルネン、５−メトキシカルボニル−
２−ノルボルネン、５−シアノ−２−ノルボルネン、５
−メチル−５−メトキシカルボニル−２−ノルボルネ
ン、５−フェニル−２−ノルボルネン、５−フェニル−
５−メチル−２−ノルボルネン、５−ヘキシル−２−ノ
ルボエルネン、５−オクチル−２−ノルボルネン、５−
オクタデシル−２−ノルボルネン等；ノルボルネンに
一つ以上のシクロペンタジエンが付加した単量体、その
上記と同様の誘導体や置換体、例えば、１，４：５，８
−ジメタノ−２，３−シクロペンタジエノ−１，２，
３，４，４ａ，５，８，８ａ−オクタヒドロナフタレ
ン、６−メチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，
４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレ
ン、１，４：５，１０：６，９−トリメタノ−２，３−
シクロペンタジエノ−１，２，３，４，４ａ，５，５
ａ，６，９，９ａ，１０，１０ａ−ドデカヒドロアント
ラセン等；シクロペンタジエンがディールス・アルダ
ー反応によって多量化した多環構造の単量体、その上記
と同様の誘導体や置換体、例えば、ジシクロペンタジエ
ン、２，３−ジヒドロジシクロペンタジエン等；シク
ロペンタジエンとテトラヒドロインデン等との付加物、
その上記と同様の誘導体や置換体、例えば、１，４−メ
タノ−１，４，４ａ，４ｂ，５，８，８ａ，９ａ−オク
タヒドロフルオレン、５，８−メタノ−２，３−シクロ
ペンタジエノ−１，２，３，４，４ａ，５，８，８ａ−
オクタヒドロナフタレン等；等が挙げられる。

【００１４】本発明においては、熱可塑性ノルボルネン
系樹脂の数平均分子量は、トルエン溶媒によるＧＰＣ
（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ）法で測
定したポリスチレン換算値で、１０，０００以上、好ま
しくは１５，０００以上、より好ましくは２０，０００
以上、２００，０００以下、好ましくは１００，０００
以下、より好ましくは５０，０００以下のものである。
分子量が小さすぎると機械的強度が低く、大きすぎると
成形が困難になる。

【００１５】ノルボルネン系単量体の開環重合体のよう
に主鎖構造に不飽和結合を有する場合は、水素添加する
ことにより、主鎖構造を飽和させることが好ましい。水
素添加する場合は、主鎖構造の水素添加率が、９０％以
上にすることが好ましく、９５％以上にすることがより
好ましく、９９％以上にすることが特に好ましい。水素
添加率が低く、主鎖構造中の不飽和結合が多いと、耐熱
劣化性等に劣り、長期間の安定した使用が困難となる場
合があるほか、電気特性上、誘電率や誘電正接が大きく
なるという問題を生じる。

【００１６】また、熱可塑性ノルボルネン系樹脂は、極
性基を有しているモノマーの使用割合が７０モル％以下
のものが好ましく、３０モル％以下のものがより好まし
く、全く使用しないものが特に好ましい。極性基を多く
有しているものは、分極をおこしやすいため、また、吸
水しやすく吸水により誘電正接を大きく変動させる、さ
らに誘電率を高くするなどの点で電気特性上の問題を有
し、高周波帯での絶縁材料に適していない。

【００１７】さらに、熱可塑性ノルボルネン系樹脂のガ
ラス転移温度（以下、Ｔｇという）は、１１０℃以上の
ものが好ましく、１２０℃以上のものがより好ましく、
１３０℃以上のものが特に好ましい。Ｔｇが低すぎると
耐熱性が低下する。

【００１８】（配合剤）さらに、用途に応じて熱可塑性
ノルボルネン系樹脂の特性を失わない範囲で、各種添加
剤を添加してもよい。例えば、熱可塑性ノルボルネン系
樹脂の場合、フェノール系やリン系等の老化防止剤；
フェノール系等の熱劣化防止剤；ベンゾフェノン系等
の紫外線安定剤；アミン系等の帯電防止剤；脂肪族
アルコールのエステル、多価アルコールの部分エステル
及び部分エーテル等の滑剤；等の各種添加剤を添加し
てもよい。また、用途に応じて本発明の組成物の特性を
失わない範囲で、エチレン系重合体などの樹脂やオレフ
ィン系熱可塑性エラストマーなどを添加してもよく、グ
ラファイト、フッ素系樹脂粉末などの摺動性剤を添加し
てもよい。充填剤が必要な場合は、誘電率、誘電正接の
低いガラス繊維などを用いることもできる。

【００１９】（成形）本願においては、熱可塑性ノルボ
ルネン系樹脂またはそれと配合剤から成る組成物を成形
してコネクターのインシュレーターとする。成形方法は
特に限定されず、用いるインシュレーターの形状などに
応じて適した方法を用いればよい。熱可塑性ノルボルネ
ン系樹脂は溶融成形でき、一般的には射出成形によって
成形される。

【００２０】（コネクター用インシュレーター）インシ
ュレーターの形状はコネクターの形状、目的性能に合わ
せて選択される。同軸ケーブル用コネクターは、同軸ケ
ーブルの導線にそれぞれ接続された外部導体および中心
導体と、その中心導体の固定し、中心導体と外部導体を
絶縁するインシュレーター、さらに接続部位以外を外部
から絶縁する外周絶縁体から成るものが最も一般的であ
る。

【００２１】最も好ましい同軸ケーブル用コネクターの
場合、インシュレーターは通常、円柱、または径の異な
る円柱を中心軸を揃えて組み合わせた形状であり、その
中心部に中心導体を固定するための貫通孔が開いてい
る。同軸ケーブル用コネクターの場合は、インシュレー
ターの外周は、直径が好ましくは２ｍｍ以上、より好ま
しくは３ｍｍ以上、特に好ましくは５ｍｍ以上、３５ｍ
ｍ以下、好ましくは３０ｍｍ以下、より好ましくは２５
ｍｍ以下である。また、高周波数での特性をよくするた
めに、空隙を設けてもよい。空隙は一般に中心の貫通孔
と平行な貫通孔であり、断面が円であることが好まし
い。また、貫通孔の外周同士の間、貫通孔とインシュレ
ーターの外周の間に、好ましくは１ｍｍ以上、好ましく
は２ｍｍ以上の間隔を開ける。

【００２２】インシュレーターは、通常、断面積が大き
いほど電圧定在波比が大きくなる。そのため、同軸ケー
ブル用コネクターにおいては、直径が小さいものが好ま
しいが、小さすぎると機械的強度が劣り、また、持ちに
くいなど使用しにくい原因となる。また、空隙を除くと
同じ大きさ、同じ形状のインシュレーターでは、一般
に、インシュレーターの空隙を含む体積に対して空隙の
割合が大きいほど高周波での電圧定在波比が小さくな
り、より高周波数の帯域でも使用できるようになる。し
かし、空隙を開けすぎるとインシュレーターの強度が低
下し、ケーブルの接続などの際に破損しやすくなる。そ
のため、空隙と空隙の間には十分な厚さを設ける必要が
あり、また、空隙の形状、配置についても、強度を保ち
やすいように決める必要がある。

【００２３】同軸ケーブル用コネクターには、オスとメ
ス、またはプラグとジャックの２種類があり、それぞれ
形状が異なり、一般に、オス側の中心導体はインシュレ
ーターから突出しており、メス側の中心導体はインシュ
レーター中央の貫通孔の奥にあり、メス側の貫通孔にオ
ス側の中心導体を挿入することにより、中心導体同士が
接触し、また、オス側中心導体がメス側のインシュレー
ターによって固定され、オスとメスが固定される。この
時に、外部導体同士も接触する。外部導体同士の接触
は、メス側のインシュレーターの側面を覆う外部導体の
外周をオス側外部導体が覆うようにして接触させてもよ
い。同軸ケーブル用コネクターの具体例としては、ＪＩ
ＳＣ５４１０、Ｃ５４１１、Ｃ５４１２などに
記載されているものが例示され、例えば、Ｃ０１形コネ
クター、Ｃ０２形コネクターなどが挙げられる。また、
中心導体や外部導体の材質についても特に限定されない
が、上記のＪＩＳに記載されているものが例示され、例
えば、銀メッキした黄銅、ニッケルメッキした黄銅、銀
メッキしたリン青銅、銀メッキしたペリリウム銅、金メ
ッキしたペリリウム銅などが挙げられる。

【００２４】コネクターとしては、そのほかにも、例え
ば、多数の導体を一括して接続するためのコネクターと
して、パーソナル・コンピューターのＲＣ２３２Ｃコネ
クターのような形状のものや、画像情報の入出力に用い
られるＳ端子のような形状のものも用途によっては使用
される。これらは、前記のコネクターの外部導体の内側
に、中心導体にあたる導体端子を複数有しているもので
ある。また、導線は必ずしもケーブルの導体に接続され
ているとは限らず、配線板の回路に接続されることがあ
り、コネクター自体が配線板上に固定されている場合も
ある。

【００２５】（用途）本発明のコネクターは、主に高周
波の電波の処理装置の受発信用のアンテナなどと受発信
貧号の処理回路を接続する部分に用いられ、そのような
処理装置としては、携帯電話、無線ＬＡＮ通信機器、ト
ランシーバ、無線マイクなどの放送通信機器が、また電
波以外の高周波を使用する高周波測定装置、コンピュー
タ、有線ＬＡＮ通信機器などにも用いられる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のコネクターは、インシュレータ
ーが成形性に優れるため、製造が容易であり、高周波帯
域においても電気特性に優れ、特に電圧定在波比が小さ
いため伝送ロスが少なく、高周波帯でも十分に使用でき
る。

【００２７】

【実施例】以下に、実施例、比較例を挙げて、本発明を
具体的に説明する。なお、電圧定在波比はＪＩＳＣ
５４０２の５．６に従って測定した。

【００２８】実施例１熱可塑性ノルボルネン系樹脂（ＺＥＯＮＥＸ４８０、
日本ゼオン株式会社製、ノルボルネン系開環重合体水素
添加物、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィに
よるポリスチレン換算の数平均分子量約２８，０００、
ガラス転移温度約１４０℃）を射出成形して得たインシ
ュレーター、ニッケルメッキした黄銅から成る外部導
体、金メッキしたベリリウム銅から成る中心導体を用い
る以外は、ＪＩＳＣ５４１２に規定されたＣＮＣ
０２ＳＰＭ２．５と同形、同寸のコネクターを製造し
た。

【００２９】このコネクターの電圧定在波比は１．０Ｇ
Ｈｚで１．０６９、２．０ＧＨｚで１．１３０、３．０
ＧＨｚで１．１５０であり、高周波帯で良好に使用でき
るコネクターであり、またインシュレーターの製造は容
易であった。

【００３０】比較例１インシュレーターとしてポリ四フッ化エチレンを切削し
て製造したものを用いる以外は実施例１と同様にして製
造したコネクターの電圧定在波比は１．０ＧＨｚで１．
０３３、２．０ＧＨｚで１．１４２、３．０ＧＨｚで
１．１８０であった。高周波帯で良好に使用できるコネ
クターであったが、インシュレーターの製造は切削によ
るため困難であった。

【００３１】比較例２インシュレーターとしてポリアセタール樹脂（ジュラコ
ン、ポリプラスチックス株式会社）を射出成形して製造
したものを用いる以外は実施例１と同様にして製造した
コネクターの電圧定在波比は１．０ＧＨｚで１．３６
３、２．０ＧＨｚで１．５８８、３．０ＧＨｚで１．７
８６であった。インシュレーターの製造は容易であった
が、高周波帯での使用には問題があった。

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−168725（ＪＰ，Ａ) 特開平４−300917（ＪＰ，Ａ) 特開平６−136035（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−392（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−6691（ＪＰ，Ｕ) 実開平５−79883（ＪＰ，Ｕ) 特公平５−88558（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01R 17/00 - 17/18 C08F 232/00 - 232/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１．４ＧＨｚ以上の高周波の伝達に用い
るコネクターであって、該コネクターのインシュレータ
ーが熱可塑性ノルボルネン系樹脂から成り、２〜３ＧＨ
ｚの範囲において電圧定在波比の値が１．２０以下であ
ることを特徴とする高周波コネクター。