JP4287107B2 - プリント回路板を相互接続する同軸コネクタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、2つ以上のプリント回路板を接続するための同軸コネクタに関するものである。特に、本発明は、第1プリント回路板が、第1プリント回路板に設けられたただ1つのコネクタによって、複数のコンタクトパッドを有する第2プリント回路板に接続することができる、2つのプリント回路板を接続する同軸コネクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電気システムを組み立てるときに、一つのプリント回路板から他のプリント回路板に高周波信号を伝送するために、2つ以上のプリント回路板を接続することが必要になることがよくある。同軸コネクタは、特に高周波信号を伝送するときに、関連する回路板間で信頼のできる信号の接続を行うために従来使用されている。同軸コネクタは、必要に応じて嵌合し或いは嵌合解除することができ、また高周波信号を低信号損失且つ低ノイズで伝送することを可能にする遮蔽(シールド)を提供する。
【0003】
2つのプリント回路板を接続する一つの方法が、米国特許第5,466,160号明細書に開示されている。基板、例えば、プリント回路板に取り付けることができる同軸コネクタの表面実装型リセプタクルが開示されている。リセプタクルは、内部接続手段および誘電体ケースによって固定された外部接続手段を有する。内部接続手段および外部接続手段は、基板に、例えば、はんだ接合により永久的に取り付けられている。内部および外部接続手段は、リセプタクルが、従来の同軸コネクタプラグと嵌合できるように誘電体ケースに取り付けられている。コネクタプラグは、リセプタクルの内部接続手段に受容される接続ワイヤを有する。コネクタプラグは、また、リセプタクルの外部接続手段と弾性的に接触する複数の片持梁状のばねアームに形成されたスロットを有する。
【0004】
2つのプリント回路板を接続する他の方法は、米国特許第5,718、592号明細書に開示されている。取付面近傍のキャビティ底部に延びる同軸副組立体受容キャビティ付の絶縁ハウジングを有する表面実装可能な電気コネクタが開示されている。同軸副組立体は、第1および第2コンタクトを介して、プリント回路板に電気的に結合することができる中心導体および外部導体を有する。第1コンタクトは、キャビティ底部近傍に位置する弾性内端部を有する。この弾性内端部は、キャビティ内に完全に挿入されると、同軸副組立体の挿入端部で中心導体および外部導体の部分と接触する。第1および第2コンタクトは、回路板に表面実装されるよう適合した外部コンタクトを有する。表面実装可能な電気コネクタは、雄型或いは雌型とすることができ、また、対応する同軸電気コネクタと嵌合することができる。
【0005】
国際公開第98/43323号パンフレットには、2つのプリント回路板を接続する他の方法が開示されている。第1コネクタおよび第2コネクタを有する同軸接続組立体が開示されている。第1コネクタは、軸方向に移動して、嵌合する基板の導電回路トレースに直接当接する弾性的に移動可能な内部コンタクトを有する。第2コネクタは、第1コネクタ外部導体と挿入接続するための、基板に表面実装された単一導電部品を有する。第2コネクタは、弾性的に接触する複数の片持梁状ばねアームを形成する外部接続手段内にスロットを有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述の方法は、2つのプリント回路板を電気的に接続するために、2つの同軸コネクタを必要とするという欠点を有する。コネクタの少なくとも一つには、対応するコネクタの外部導体と弾性的に接触する複数の片持梁状ばねアームを形成する、外部導体にスロットが設けられている。片持梁状アームは、自然に露出しているので、簡単に破損し或いは折れ曲がり、外部導体が整合していないと、片持梁アームは、対応するコネクタの嵌合時に干渉することがある。さらに、コネクタが距離の変化に適応することができないので、プリント回路板間の間隔は小さい範囲に限定される。
【0007】
従って、第1プリント回路板が第2プリント回路板に、第1プリント回路板に設けられたただ一つのコネクタによって接続することができる、2つのプリント回路板を接続する同軸コネクタを提供することが好ましい。さらに、片持梁状弾性アームを有する外部導体が、必ずしも対応する導体間で電気的接触のための保持力を提供する必要はなく、第1および第2回路板の間の距離の許容誤差に対応することができる同軸コネクタを提供することが好ましい。
【0008】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、離隔するプリント回路板間の距離に誤差があっても、確実にプリント回路板を電気的に接続することができる信頼性の高い同軸コネクタを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の同軸コネクタは、外部導体と、内部導体を含む誘電体ハウジングとを備え、第1接触手段および第2接触手段を接続する同軸コネクタにおいて、外部導体が、誘電体ハウジングに略隣接して位置し、且つ他方の外部導体と電気的に連結されている一方の外部導体を有し、他方の外部導体が第1嵌合位置と第1非嵌合位置との間で、外部ばねにより一方の外部導体に関して弾性的に移動可能であり、外部ばねは、外部に露出した状態で一方の外部導体および他方の外部導体間に配置され、一方の外部導体および他方の外部導体は、外部ばねを損傷させるような力が加えられると、互いに係合して外部ばねが過負荷になるのを防止する停止部および肩をそれぞれ有することを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、第1接触手段および第2接触手段を接続する同軸コネクタに関する。同軸コネクタは、誘電体ケース、内部導体および外部導体を有する。誘電体ケースは、内部導体を収容する。外部導体は、誘電体ケースに略隣接して位置し、第1嵌合位置と第1非嵌合位置との間で、一方の外部導体に関して弾性的に移動可能な、他方の外部導体と電気的に連結された一方の外部導体を有する。
【0011】
【発明の効果】
本発明の同軸コネクタの外部ばねは、外部に露出した状態で一方の外部導体および他方の外部導体間に配置され、一方の外部導体および他方の外部導体は、外部ばねを損傷させるような力が加えられると、互いに係合して外部ばねが過負荷になるのを防止する停止部および肩をそれぞれ有するので次の効果を奏する。
【0012】
即ち、外部ばねが外部から容易に視認でき、外部ばね12が損傷を受けた場合、その不具合を簡単に発見して、外部ばねを速やかに交換することができ、また、停止部と肩との係合により、外部ばねを損傷させるような力が加えられた場合でも、外部ばねの過負荷(過応力)を防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の同軸コネクタの実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1から図5は、夫々同軸コネクタ1、30の第1および第2の実施形態を示す。図1および図5に示すように、第1の実施形態の同軸コネクタ1および第2の実施形態の同軸コネクタ30は、第1プリント回路板4に取り付けられて第2プリント回路板15と接触している。第2プリント回路板15は、図6に示す第1コンタクトパッド60および第2コンタクトパッド61を有する。第1コンタクトパッド60は、略円筒形形状であり、第2コンタクトパッド61は、略円形形状であり、且つ第1コンタクトパッド60によって囲まれている。第1および第2コンタクトパッド60、61は、第1および第2実施形態の同軸コネクタ1、30に、信頼でき且つ十分に遮蔽されたコンタクトを提供するように配置されている。
【0015】
図1から図4は、同軸コネクタ1の第1の実施形態を示す。同軸コネクタ1は、誘電体ケース(誘電体ハウジング)6、外部導体8、9および内部導体2、3を有する。誘電体ケース6は、円筒形部分7を有し、好ましくは、樹脂の如き、非導電性材料から製造される。外部導体は、第1外部導体(一方の外部導体)8および第2外部導体(他方の外部導体)9を有する。第1外部導体8は、概ねスリーブ形状であり、誘電体ケース6の円筒形部分7に隣接して位置している。第2外部導体9は、概ねスリーブ形状であり、第2外部導体8に隣接して位置している。第2外部導体9は、第1外部導体8と係合し、第1プリント回路板4の表面に略垂直な方向に延びている。第2外部導体9が第1外部導体8から外れることを防止するために、第1外部導体8は、第1外部停止肩(停止手段)10を有し、第2外部導体9は第2外部停止肩(停止手段)11を有する。第2外部導体9は、第2プリント回路板15に接触する外部接触部24を有する。第1外部導体8および第2外部導体9は、1枚のシートから打ち抜きおよび成形されてもよい。
【0016】
図1から図3に示すように、円筒形の外部ばね12が第1外部導体8を囲んでいる。外部ばね12を位置決めするために、第1外部導体8は、第1ばね支持手段13を有し、第2外部導体9は第2ばね支持手段14を有する。外部ばね12は、第1外部導体8および第2外部導体9の間で弾性可能に配置されている。外部ばね12は、覆われておらず、他の接触力が必要なとき、或いは外部ばね12が損傷を受けたとき簡単に交換することができる。
【0017】
図2は、非嵌合位置にある同軸コネクタ1を示す。嵌合力が付与されていないので、外部ばね12は、第1外部導体8の第1外部停止肩10および第2外部導体9の第2外部停止肩11によって確定される最終位置に第2外部導体9を押圧している。この位置では、外部ばね12は、十分な張力を受けて、第1および第2外部導体8、9間に電気的な結合を維持するために十分な力が付与され、第2プリント回路板15のコンタクトパッドの信頼できる接触が維持される。
【0018】
図1および図2に示すように、同軸コネクタ1は、第1内部導体2および第2内部導体3を有する内部導体を備えている。第1内部導体2は、第1プリント回路板4の面に略垂直な弾性力を付与する弾性片持梁アーム5を有する。第2内部導体3は、形状が略円筒形であり、誘電体ケース6のキャビティ16に摺動可能に取り付けられている。第2内部導体3は、第2プリント回路板15の第2コンタクトパッド61に接触し、且つ誘電体ケース6の端部18を越えて延びる内部接触部17を有する。第2内部導体3は、図1から図4の点線によって示される軸方向に延びている。
【0019】
第2内部導体3の端部は、誘電体ケース6の肩(停止手段)21に当接する保持肩(停止手段)20を形成する拡大部19を有する。保持肩20および肩21によって、内部接触部17が誘電体ケース6の端部18を越えて外方に突出するのが規制されている。第2内部導体3の当接面22は、第1内部導体2の弾性片持梁アーム5に当接する。弾性片持梁アーム5は、第2プリント回路板15のコンタクトパッドに向けて、第2内部導体3を付勢する。この実施形態においては、弾性片持梁アーム5は、弾性シートから打ち抜き形成される。誘電体ケース6を固定するためおよび第1内部導体2を支持して弾性片持梁アーム5の弾性力を確定するために保持部23が設けられている。
【0020】
第1内部導体2は、例えば、表面実装はんだ接続によって、第1プリント回路板4に取り付けられる。表面実装はんだ接続によって、プリント回路板4の回路トレースへの内部導体2、3の電気的接続がなされる。
【0021】
図2は、非嵌合状態の同軸コネクタ1を示す。非嵌合状態では、第2内部導体3は、伸張状態にあり、誘電体ケース6から最も遠くまで突出している。第2内部導体3の保持肩20は、誘電体ケース6の肩21により支持されている。第2内部導体3および第2外部導体9は、非嵌合状態において、誘電体ケース6から略同じ距離だけ軸方向に突出していることが好ましい。
【0022】
図1および図2に示すように、スイッチコンタクト25は、第1プリント回路板4に電気的に結合される。スイッチコンタクト25は、非嵌合状態で、第1内部導体2の弾性片持梁アーム5と接触する接触部26を有する。弾性片持梁アーム5の接触部27は、スイッチコンタクト25の接触部26と接触する。このように、スイッチコンタクト25は、同軸コネクタ1が図2の非嵌合状態にあるときには閉じており、同軸コネクタ1が図1の嵌合状態にあるときには開いている。スイッチコンタクト25は、第2プリント回路板15が同軸コネクタ1に接続されたか否かのインジケータとして用いることができる。
【0023】
図5は、同軸コネクタ30の第2の実施形態を示す。同軸コネクタ30は、第2誘電体(誘電体ハウジング)42、外部導体31、32および内部導体46を有する。外部導体は、第3外部導体(一方の外部導体)31および第4外部導体(他方の外部導体)32を有する。第3外部導体31および第4外部導体32は、略円筒形状である。第4外部導体32は、第3外部導体31の内側に摺動可能に取り付けられている。
【0024】
第3外部導体31は、第2外部ばね35を支持するばね支持肩34を有する。第4外部導体32は、第2外部ばね35を支持するばね支持肩36を有する。第3外部導体31および第4外部導体32は、夫々停止肩(停止手段)37、38を有する。停止肩37、38は、互いに略平行に位置しているので、第4外部導体32が、第3外部導体31と完全に係合が外れるように移動したとき停止肩37と停止肩38が当接する。
【0025】
第3外部導体31は、第1プリント回路板4の回路に電気的に接触するために使用することができる接触部39を有する。第4外部導体32は、接触領域40を有する。接触領域40は、第2外部ばね35により第2プリント回路板15上の対応するコンタクトパッド60に押圧される。
【0026】
同軸コネクタ30は、キャビティ43を設けた第2誘電体ケース42を備える。キャビティ43は、好ましくはシート材料の如き導電性材料から製造されたスリーブ44を有する。スリーブ44により、内部ばね45および第3内部導体46の案内がなされる。第3内部導体46は、略円筒形状を有し、第2プリント回路板15のコンタクトパッド61に接触する接触部41を有する。第3内部導体46は、半径方向に傾斜した端部47を有する。スリーブ44中では、内部ばね45の第1端部がコンタクトパッド48に隣接して位置する。コンタクトパッド48およびスリーブ44の両方或いはそのいずれか一方は、第1プリント回路板4に電気的に取り付けられている。
【0027】
内部ばね45の第2端部はボール(導電ボール)63に接触している。このボール63は、導電性であり、第3内部導体46と導電性スリーブ44および/または導電性内部ばね45の間に信頼できる電気的接続を付与している。第3内部導体46の端部47は、第3肩(停止手段)49を有する。この第3肩49は、第3内部導体46が非嵌合位置で完全に突出したとき、スリーブ44の第4肩(停止手段)50に当接する。第4肩50および第3肩49により、第3内部導体46がスリーブ44から外れることが防止される。
【0028】
第4外部導体32は第5肩52を有する。第5肩52は、第3外部導体31の端部で停止部51と係合する。第2外部ばね35に、この第2外部ばね35を損傷させるか破損させるような力が加えられると、第5肩52が停止部51と係合して、第2外部ばね35が過負荷になるのが防止される。
【0029】
第1および第2の実施形態の同軸コネクタ1、30は、第1プリント回路板4を、第1プリント回路板4に設けられたただ1つの同軸コネクタ1、30によって、第2プリント回路板15に接続することができる。第2プリント回路板15は、同軸コネクタ1、30の内部導体および外部導体の形状のコンタクトパッド60、61を有する。
【0030】
さらに、対応する導体間に電気的な接触の十分な保持力を付与するために弾性片持梁アームを有する外部導体を設けることは必ずしも必要ではない。外部導体、特に、第2外部導体は、破損や曲がりに曝される部分なしに幾分堅固な部分として形成することができる。
【0031】
内部導体および外部導体は延長して弾性的に適応でき、例えば、第1接触手段および第2接触手段の間、例えばプリント回路板の間の距離の長さ、許容誤差に適応することができる。従って、同軸コネクタ1、30の内部導体および外部導体が第2接触手段と嵌合している間、同軸コネクタ1、30の横方向位置を必ずしも正確に合致させる必要はない。第2接触手段に関する同軸コネクタ1、30の半径方向の不整合は、それ故、同軸コネクタ1、30の内部導体および外部導体が意図した態様で第2接触手段に接触する限り許容される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態による、2つのプリント回路板に接触している嵌合状態にある同軸コネクタの断面図
【図2】図1に示す同軸コネクタの非嵌合状態の断面図
【図3】図2の同軸コネクタの平面図
【図4】図2の同軸コネクタの底面図
【図5】第2実施形態の同軸コネクタの断面図
【図6】本発明の第1および第2実施形態による同軸コネクタに接触するプリント回路板のレイアウト
【符号の説明】
1、30 同軸コネクタ
2 第1内部導体
3、46 内部導体
4 第1接触手段(第1プリント回路板)
5 片持ち梁アーム
6、42 誘電体ハウジング
8、31 第1外部導体
9、32 第2外部導体
10、11、37、38 停止手段
15 第2接触手段(第2プリント回路板)
20、21、49、50 停止手段
25 スイッチコンタクト
43 キャビティ
45 ばね(内部ばね)
60 第1コンタクトパッド
61 第2コンタクトパッド
63 導電ボール
Claims (10)
- 外部導体と、内部導体(3、46)を含む誘電体ハウジング(6、42)とを備え、第1接触手段(4)および第2接触手段(15)を接続する同軸コネクタ(1、30)において、
前記外部導体が、前記誘電体ハウジング(6)に略隣接して位置し、且つ他方の外部導体(9、32)と電気的に連結されている一方の外部導体(8,31)を有し、前記他方の外部導体が第1嵌合位置と第1非嵌合位置との間で、外部ばね(12、35)により前記一方の外部導体(8、31)に関して弾性的に移動可能であり、前記外部ばね(12、35)は、外部に露出した状態で前記一方の外部導体および前記他方の外部導体間に配置され、
前記一方の外部導体および他方の外部導体は、前記外部ばねを損傷させるような力が加えられると、互いに係合して前記外部ばねが過負荷になるのを防止する停止部および肩をそれぞれ有することを特徴とする同軸コネクタ(1、30)。 - 前記内部導体(3、46)が、前記第1接触手段(4)に電気的に接続されており、第2嵌合位置と第2非嵌合位置との間で弾性的に偏倚されていることを特徴とする請求項1記載の同軸コネクタ(1、30)。
- 前記第2接触手段(15)は、前記他方の外部導体(9、32)が嵌合位置にあるときに、前記他方の外部導体(9、32)と接触する第1コンタクトパッド(60)を有するとともに、前記内部導体(3、46)が嵌合位置にあるときに前記内部導体(3、46)に接触する第2コンタクトパッド(61)を有することを特徴とする請求項2記載の同軸コネクタ(1、30)。
- 前記内部導体が、第2内部導体(3)に電気的に連結された第1内部導体(2)を有し、前記第2内部導体(3)が前記第1内部導体(2)に関して弾性的に偏倚されていることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の同軸コネクタ(1)。
- スイッチコンタクト(25)が、前記第1接触手段(4)に取り付けられ、前記第2内部導体(3)が前記第2非嵌合位置にあるとき、前記第1内部導体(2)に接触することを特徴とする請求項4記載の同軸コネクタ(1)。
- 前記第1内部導体(2)が片持ち梁アームであることを特徴とする請求項4または5記載の同軸コネクタ(1)。
- 前記誘電体ハウジング(42)が、ばね(45)を収容するキャビティ(43)を有し、前記ばね(45)が、前記内部導体(46)に電気的に接続されているとともに、該内部導体(46)に略隣接して位置し、前記第2嵌合位置と前記第2非嵌合位置との間で前記内部導体(46)を弾性的に偏倚することを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の同軸コネクタ(30)。
- 前記ばね(45)が、導電ボール(63)によって前記内部導体(46)に電気的に接続されていることを特徴とする請求項7記載の同軸コネクタ。
- 停止手段(20、21、49、50)が、前記第2嵌合位置と前記第2非嵌合位置との間で前記内部導体の移動を制限することを特徴とする請求項1から8いずれか1項記載の同軸コネクタ。
- 前記外部導体が、前記第1非嵌合位置から前記第1嵌合位置への前記他方の外部導体の前記移動を制限する停止手段(10、11、37、38)を有することを特徴とする請求項1から9いずれか1項記載の同軸コネクタ。
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