JP3483961B2 - 高周波用コネクタ - Google Patents

高周波用コネクタ

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JP3483961B2 JP29044294A JP29044294A JP3483961B2 JP 3483961 B2 JP3483961 B2 JP 3483961B2 JP 29044294 A JP29044294 A JP 29044294A JP 29044294 A JP29044294 A JP 29044294A JP 3483961 B2 JP3483961 B2 JP 3483961B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プリント基板の信号
ランド端子とGNDランド端子に圧接させて、電気的接
続を行う高周波特性の良いコネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】プリント基板の金ランド部に圧接させて
高周波や高速パルス信号を伝送する高周波用コネクタ
は、信号の反射や波形歪みが生じないようにするために
GND線路を設けて信号線を所定の特性インピーダンス
にする必要がある。この為、コネクタの特性インピーダ
ンスは、接続される同軸線のインピーダンスやプリント
基板のストリップラインの特性インピーダンス、例えば
50オームに合わせた特性インピーダンスになるように
形成する必要がある。
【0003】従来技術の例としては、同軸型構造のコネ
クタを使用する例がある。これについて図7を参照して
説明する。従来の同軸型構造のコネクタは、アウターリ
ング71、アウタースプリング72、アウターチューブ
75、絶縁体74、ソケットチューブ76、プローブコ
ンタクトピン73とで構成している。
【0004】コネクタの一端側は、同軸線103の中心
導体103aがソケットチューブ76に、外部導体10
3bがアウターチューブ75にそれぞれ半田付けして接
続される。プリント基板100平面に設けた信号ランド
101とGNDランド102は、金メッキ処理された電
極パターンであり、GNDランド102は、アウターリ
ング71と圧接して外部導体の接続を与えるリング状電
極パターンであり、信号ランド101は、プランジャ7
3aと圧接して中心導体の接続を与える電極パターンで
ある。
【0005】外部電極は、同軸線103の外部導体10
3bに接続して同軸構造を形成していて、アウターリン
グ71と、アウタースプリング72と、アウターチュー
ブ75とで構成している。アウターリング71は、前記
GNDランド102に電気的導通を与え、軸方向に可動
な円柱筒状電極であり、アウタースプリング72の弾性
によりプリント基板100方向に押された状態にある。
アウタースプリング72は、薄い板状の弾性板を巻いて
アウターチューブ75とアウターリング71間に収納し
ている。この一端は、アウターチューブ75のストッパ
75aで支持され、他端は、アウターリング71に支持
されていて、アウターリング71を軸方向に押す力を加
えている。アウターチューブ75は、円柱筒状のコネク
タの外形を形成していて、アウターリング71と共に外
部電極を形成して、中心電極との間で所定の特性インピ
ーダンスとした同軸構造を形成している。この一端は、
同軸線103の外部導体103bと接続されている。
【0006】絶縁体74は、外部電極と中心電極の間に
あって両者を絶縁し、かつ所定の特性インピーダンスと
なる距離を与える介在を形成している。
【0007】中心電極は、同軸線103の中心導体10
3aに接続して同軸構造を形成している。この中心電極
であるプローブコンタクトピン73は、ソケットチュー
ブ76とインナーチューブ73cとプランジャ73aと
2つのボール73bとインナースプリング73dとで構
成している。インナーチューブ73cは、ソケットチュ
ーブ76に圧入されて固定されている。この中には、可
動状態のインナースプリング73dが収容されていて、
このインナースプリング73dの両端には、インナース
プリング73dの動きをスムースにする為のボール73
bが設けてある。このインナーチューブ73cの一端側
にはプランジャ73aが設けてあり、軸方向に可動状態
に支持され、インナースプリング73dの弾性力により
押された状態にある。このプランジャ73aの先端に
は、信号ランド101と圧接する為の針状のピンが形成
されている。プランジャ73aとインナーチューブ73
cとの電気的導通は、プランジャ73aとボール73b
の接触面が斜めにカットしてあるので、プランジャ73
aは軸方向と直角の方向の力を受け、この力によりイン
ナーチューブ73c内壁面に接触して電気的導通が行わ
れる。
【0008】この構造のコネクタがプリント基板100
に押し当てられると、外部電極は、アウタースプリング
72の弾性により圧接され、中心電極は、インナースプ
リング73dの弾性により圧接されて電気的導通がおこ
なわれる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、図
7に示したコネクタは同軸型構造にし、中心電極にもス
プリングを設けている為、形状が太くなってしまい、高
密度で多数ピンを配列するのが困難であり、また、構造
が複雑で高価になり易い欠点があった。そこで、本発明
が解決しようとする課題は、同軸構造から平行線路構造
にし、かつ電極自身に弾性を与えてコネクタ構造を簡素
にして、所定の特性インピーダンスを与える高周波特性
の良いコネクタを実現することを目的とする。
【0010】
【課題を解決する為の手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成では、コネクタハウジング12に、弾
性金属片の一端で信号ランド101に圧接して電気的導
通をおこなう接触端子11aを設け、コネクタハウジン
グ12に、弾性金属片の一端でGNDランド102に圧
接して電気的導通をおこなう接触端子11bを設け、接
触端子11aと接触端子11bとの間に所定の特性イン
ピーダンスを形成する絶縁板13をはさんで設け、ケー
ブル接続ブロック15に、弾性金属片の一端で接触端子
11aと摺動圧接して電気的導通をおこなう接続端子1
4aを設け、ケーブル接続ブロック15に、弾性金属片
の一端で接触端子11bと摺動圧接して電気的導通をお
こなう接続端子14bを設け、接続端子14aの他端を
同軸線103の中心導体103a、あるいはプリント基
板120に接続し、接続端子14bの他端を同軸線10
3の外部導体103b、あるいはプリント基板120に
接続し、接続端子14aと接続端子14bとの間に所定
の特性インピーダンスを形成し、上記構成によるコネク
タピン構造を少なくとも1極設ける構成手段にする。こ
れにより、信号ランド101電極とGNDランド102
電極を有する平面上に、圧接して両ランドと電気的接続
する高周波用コネクタを実現する。
【0011】また、信号ランド101電極とGNDラン
ド102電極の構造として、円周状に湾曲させて弾性部
のバネ長を長くした接触端子11c構造を設けた高周波
用コネクタがある。更に、円周状に湾曲させて弾性部の
バネ長を長くした接触端子11c構造の始点と終点間を
導通接触する接触端子11d構造を設けた高周波用コネ
クタがある。
【0012】
【作用】接触端子は、信号用接触端子11aと、これと
対をなして所望の特性インピーダンスを形成するGND
用接触端子11b構造とすることで、マイクロストリッ
プ線路を形成して所定の特性インピーダンスが得られ、
反射のない安定した高周波信号を歪みなく伝送する作用
がある。接触端子11a、11bは、弾性を有する弾性
材の曲げ部の弾性と、コネクタハウジング12にストッ
パ12cで曲げ応力に制限を与えて過度な曲げ応力を与
えること無く、一定した間隔で止まることにより、常に
適度な接触圧による導通を実現できる。また、接点部分
は摺動しながら電気的導通をする作用が得られる。
【0013】
【実施例】本発明の実施例は、同軸線103側が着脱可
能な構造を有するプリント基板用高周波コネクタの例で
ある。これについて、図1と図2と図3と図4と図5と
図6とを参照して説明する。本装置の構成は、図1に示
す断面構造図のように、接触端子11a、11bと、コ
ネクタハウジング12と、絶縁板13と、接続端子14
a、14bと、ケーブル接続ブロック15とで構成して
いる。
【0014】接触端子11a、11bは、一端がプリン
ト基板100と接触し、他端が接続端子14a、14b
と接続する中継用端子構造であり、絶縁板13とともに
コネクタハウジング12に支持固定されている。接触端
子11aは、信号側用端子であり、接触端子11bはグ
ランド側用端子であり、両接触端子は弾性を有する板ば
ね材を使用して互いに開く方向に曲げられている。この
端子先端部の形状例をA−A’矢視図に示す。プリント
基板100の信号ランド101、GNDランド102に
垂直にコネクタハウジング12を押し当てたとき、図3
に示すように、この接触端子11a、11bの曲げ部の
弾性により接触圧が与えられ、摺動(ワイピング)して
電気的導通をする。コネクタハウジング12を押し当て
により、プリント基板100とコネクタハウジング12
間の接触間隔は、ストッパ12cで止まる為、一定した
間隔になる。この為、接触端子11a、11bには過度
のストレスが加わることがなく常に安定した接触圧を維
持できる。また、接触端子11a、11bの曲げ方向
は、互いに開く方向に曲げても良いし、図5の例に示す
ように、互いに交差する方向に曲げて、バネ部分の長さ
を長くした構造としても良い。
【0015】図1に示す接続端子14a、14bは、板
ばね材を使用し、ケーブル接続ブロック15に支持固定
されて一体構造を形成し、同軸線103と接触端子11
a、11bとを中継する構造を形成していて、コネクタ
ハウジング12との間で繰り返し着脱可能である。この
接続端子14a、14bの一端側には、接触端子11
a、11bをはさみ込んで、自身の弾性力により圧接し
摺動(ワイピング)して電気的導通をする。接続端子1
4aの他端は、同軸線103の中心導体103aと半田
付け接続され、接続端子14bの他端は、同軸線103
の外部導体103bと半田付け接続されている。これら
の接触端子11a、11bと接続端子14a、14b
は、一方が回路GND電極であり、端子の形状と距離、
絶縁材の誘電率等を考慮して、同軸線103の特性イン
ピーダンス50Ω、100Ω等に合わせるように電極間
隔、導体幅を形成する。
【0016】次に、図2に示すように、上記説明のコネ
クタ構造を有するピンを複数ピン配列して形成した複数
極数のプリント基板用高周波コネクタの例がある。この
場合では、高密度実装を可能とする為に、斜めに配列し
ている。コネクタハウジング22は、複数ピンを収容す
る一体構造としていて、両端部にコネクタハウジング2
2を固定する為の取付け穴22aが設けてあり、これに
よりプリント板に密着固定して使用する。また、このピ
ン配列を複数列配置して更に高密度実装を可能にするプ
リント基板用高周波コネクタ構造にしても良く、同様に
して適用できる。
【0017】上記実施例の説明では、接触端子11a、
11bのプリント基板に接触する接触子の形状は互いに
開く構造の場合で説明していたが、高密度実装により、
接触端子11a、11bの利用可能面積が狭くなって圧
接部分のリード長さが短くなる。そこで、図4に示す接
触端子の構造は、これを改善する一例であり、円を描く
ような接触端子11cの構造を与えて接触端子の長さを
等価的に長くしてバネ長を長くして曲げ応力の分散をは
かる。更に、この円形接触端子の電気長により高周波特
性の悪化を防止する為に先端部のリード部に信号通過接
点11eを設けてリードの始点と終点部のリードをショ
ートさせた構造例である。
【0018】また、上記実施例の説明では、接続端子1
4a、14bの一端に同軸線103を接続する場合で説
明したが、図6に示すように、プリント基板120に変
えて、プリント基板相互間を接続する高周波コネクタと
しても良く、同様にして実施できる。
【0019】また、上記実施例の説明では、プリント基
板100に形成された信号ランド101とGNDランド
102に対して接続する場合で説明したが、プリント基
板100以外で、信号ランド101とGNDランド10
2を有するものに対する電気的中継コネクタとして使用
しても良く、同様にして実施できる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。接
触端子11a、11bは、信号用接触端子11aと、こ
れと対をなして所望の特性インピーダンスを形成するG
ND用接触端子11b構造とするマイクロストリップ線
路構造のコネクタ形状を形成することにより、所定の特
性インピーダンスで高周波信号を伝送するコネクタ構造
を実現できる効果が得られる。またこの平行線路構造
は、従来に比較して、部品点数が少なく構造もシンプル
の為、より小型で安価なピンを容易に実現できる。更
に、小型にできることから、複数ピンの高密度実装のコ
ネクタ構造を容易に実現できる長所も得られる。
【0021】ケーブル接続ブロック15は、これに支持
固定されて一体構造を形成した接続端子14a、14b
を形成している為に、コネクタハウジング12との間で
繰り返し着脱可能であり個々のピンの接続変更が容易で
ある。ケーブル接続ブロック15はコネクタハウジング
12とは分離できるので同軸線103との半田付けが容
易におこなえる利点がある。
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、高周波コネクタの断面構造図であ
る。
【図2】本発明の、複数の接触端子を配列した場合のコ
ネクタ構造の上面図である。
【図3】コネクタハウジング12を押さえたときの接触
端子の圧接状態を説明する断面図である。
【図4】本発明の、円を描くような接触端子の構造例を
説明する図である。
【図5】本発明の、互いに交差する方向に曲げて形成し
た場合の接触端子の構造図である。
【図6】本発明の、プリント基板相互を接続する高周波
コネクタとした場合の構造図である。
【図7】従来の、同軸型構造の高周波コネクタの断面構
造図である。
【符号の説明】
11a、11b、11c、11d 接触端子 11e 信号通過接点 12、22 コネクタハウジング 12c、75a ストッパ 13 絶縁板 14a、14b 接続端子 15 ケーブル接続ブロック 22a 取付け穴 71 アウターリング 72 アウタースプリング 73 プローブコンタクトピン 73a プランジャ 73c インナーチューブ 73b ボール 73d インナースプリング 74 絶縁体 75 アウターチューブ 76 ソケットチューブ 100、120 プリント基板 101 信号ランド 102 GNDランド 103 同軸線 103a 中心導体 103b 外部導体
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01R 17/12 H01R 9/05 H01R 13/22 H01R 17/04 H01R 17/04 501

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号伝送用の信号ランド(101)電極
    とGNDランド(102)電極を有する平面上に、圧接
    して両ランドと電気的導通接続する高周波用コネクタに
    おいて、 コネクタハウジング(12)に、弾性金属片の一端で信
    号ランド(101)に圧接して電気的導通をおこなう接
    触端子(11a)を設け、 コネクタハウジング(12)に、弾性金属片の一端でG
    NDランド(102)に圧接して電気的導通をおこなう
    接触端子(11b)を設け、 当該接触端子(11a)と接触端子(11b)との間に
    所定の特性インピーダンスを形成する絶縁板(13)を
    はさんで設け、 ケーブル接続ブロック(15)に、弾性金属片の一端で
    接触端子(11a)と摺動圧接して電気的導通をおこな
    う接続端子(14a)を設け、 ケーブル接続ブロック(15)に、弾性金属片の一端で
    接触端子(11b)と摺動圧接して電気的導通をおこな
    う接続端子(14b)を設け、 当該接続端子(14a)の他端を、同軸線(103)の
    中心導体(103a)、あるいはプリント基板(12
    0)に接続し、 当該接続端子(14b)の他端を、同軸線(103)の
    外部導体(103b)、あるいはプリント基板(12
    0)に接続し、 当該接続端子(14a)と接続端子(14b)との間に
    所定の特性インピーダンスを形成し、 上記構成によるコネクタピン構造を少なくとも1極設
    け、 以上を具備していることを特徴とした高周波用コネク
    タ。
  2. 【請求項2】 信号ランド(101)電極、あるいはG
    NDランド(102)電極に圧接する接触端子(11
    a、11b)の電極構造を、 円周状に湾曲させて弾性部のバネ長を長くした接触端子
    (11c)構造を設けたことを特徴とする、請求項1記
    載の高周波用コネクタ。
  3. 【請求項3】 信号ランド(101)電極、あるいはG
    NDランド(102)電極に圧接する接触端子(11
    a、11b)の電極構造を、 円周状に湾曲させて弾性部のバネ長を長くした始点と終
    点間を導通接触する接触端子(11d)構造を設けたこ
    とを特徴とする、請求項2記載の高周波用コネクタ。
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