JP4428378B2 - 同軸スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、マイクロ波と線路をスイッチングするために用いられる同軸スイッチに関するものである。

図４（ａ）（ｂ）は従来の同軸スイッチ１を示しており、この同軸スイッチ１は、中心導体１３の上端面により固定接点を構成するＳＭＡ型の同軸コネクタ１０ａ〜１０ｃと、同軸コネクタ１０ａ〜１０ｃが螺着された金属製ベース２０と、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３と両側の同軸コネクタ１０ａ，１０ｃの中心導体１３との間をそれぞれ開閉するコンタクト３４ａ，３４ｂとを備える（例えば特許文献１参照）。

金属製ベース２０は切削加工により形成されたもので、その上面には長手方向に沿って延びる細長の凹溝２１が形成され、凹溝２１の長手方向の両端部および中央部には上面側から底面側へ貫通する３つの取付孔２２が一定間隔で穿設されている。各取付孔２２の下部には雌ねじ部２３が形成され、各雌ねじ部２３には金属製ベース２０の底面側からＳＭＡ型の同軸コネクタ１０ａ〜１０ｃを夫々螺着してある。ここで、各同軸コネクタ１０ａ〜１０ｃの中心導体１３は、取付孔２２の上端開口より凹溝２１内に突出しており、それらの上端面は同一高さにあって固定接点を構成する。

同軸コネクタ１０ａ〜１０ｃは外周に雄ねじ部を形成した金属製の筒状の外殻導体１１と、外殻導体１１の内部に挿着されたフッ素系樹脂からなる絶縁体１２と、該絶縁体１２の中心透孔内に挿着され、先部を外部へ突出させた中心導体１３と、中心導体１３の突出部位の基部付近に形成したくびれ部１３ａを中心孔に圧入し、外殻導体１１の上端開口部に圧入される環状のＰＣＴＦＥ（３フッ化エチレン）からなるサブブッシング１４とで構成される。尚、雌ねじ部２３より上方の孔部２４の内径を、雌ねじ部２３の内径よりもやや小さい寸法に設定することで、雌ねじ部２３の上端部と孔部２４との境界部を段部とし、該段部の下向き面に同軸コネタク１０ａ〜１０ｃの外殻導体１１とサブブッシング１４との境界部位付近の上面を当接させている。

コンタクト３４ａ，３４ｂは、それぞれ、駆動体３３の下端部に固着されており、駆動体３３が上下移動することによりベース２０の凹溝２１内で上下移動するようになっており、図中左側のコンタクト３４ａの両端下面は凹溝２１内に突出した同軸コネクタ１０ａ，１０ｂの中心導体１３，１３の上端面に対向し、右側のコンタクト３４ｂの両端下面は凹溝２１内に突出した同軸コネクタ１０ｂ，１０ｃの上端面に対向する。すなわち、図中左側のコンタクト３４ａは下方向への移動時に同軸コネクタ１０ａ，１０ｂの中心導体１３，１３の上端面に接触して同軸コネクタ１０ａ，１０ｂ間をオンし、右側のコンタクト３４ｂは下方向への移動時に同軸コネクタ１０ｂ，１０ｃの中心導体１３，１３の上端面に接触して同軸コネクタ１０ｂ，１０ｃ間をオンするもので、両コンタクト３４ａ，３４ｂによる上記接触は、図示しない駆動機構ブロックによって交互に切り替えられる。従って同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３が共通端子となり、この共通端子側と接続される同軸コネクタを１０ａと１０ｂとに交互に切り替えることになる。すなわち、この同軸スイッチはトランスファータイプ（ｃ接点タイプ）のスイッチとして機能する。
特開２０００−３０６４７９号公報

ところで、両側に配置された同軸コネクタ１０ａ，１０ｃの中心導体１３の上端面には、何れか１つのコンタクト３４ａ，３４ｂのみが対向しているのに対して、中央に配置された同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３の上端面には、２つのコンタクト３４ａ，３４ｂが対向しているため、コンタクト１個当たりの接触面積を大きくとることができず、接触状態が不安定になるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、中央の同軸コネクタの中心導体とコンタクトとの接触状態を安定させた同軸スイッチを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、前面に細長の凹溝を具備し該凹溝の長手方向の両端部および略中央部に前面から裏面にかけて貫通する３個の取付孔を形成したベースと、中心導体を凹溝内に突出させた状態で裏面側から取付孔にそれぞれ取り付けられた３個の同軸コネクタと、導電材料により形成され、中央の同軸コネクタの中心導体と一端側の同軸コネクタの中心導体の先端に両端がそれぞれ対向し、両端が中心導体に接触する位置と中心導体から開離する位置との間で凹溝内に移動自在に配置された第１のコンタクトと、導電材料により形成され、中央の同軸コネクタの中心導体と他端側の同軸コネクタの中心導体の先端に両端がそれぞれ対向し、両端が中心導体に接触する位置と中心導体から開離する位置との間で凹溝内に移動自在に配置された第２のコンタクトとを備え、第１及び第２のコンタクトにおける中央の同軸コネクタの中心導体と接触する側の端部の形状を、中央の同軸コネクタの中心導体に対して互いに対称で、且つ、凹溝の長手方向に対して斜めに切断したような形状とし、第１及び第２のコンタクトは、各コンタクトの両端がそれぞれ対応する中心導体の先端面に接触する位置と、中心導体の先端面から開離する位置との間で、前後方向において移動自在に配置されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第１及び第２のコンタクトにおける中央の同軸コネクタの中心導体と接触する側の端部の形状を、中央の同軸コネクタの中心導体に対して互いに対称で、且つ、凹溝の長手方向に対して斜めに切断したような形状とし、第１及び第２のコンタクトは、各コンタクトの両端がそれぞれ対応する中心導体の先端面に接触する位置と、中心導体の先端面から開離する位置との間で、前後方向において移動自在に配置されているので、第１及び第２のコンタクトと中央の同軸コネクタの中心導体とを確実に接触させることができる。

（基本構成）
本発明に係る同軸スイッチの基本構成を図２及び図３を参照して説明する。尚、同軸スイッチの基本的な構成は従来技術で説明した図４（ａ）（ｂ）に示す同軸スイッチと略同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、図示及び説明は省略する。

図３は同軸スイッチ１の基本構成を示しており、この同軸スイッチ１は、前面に細長の凹溝２１を具備し、この凹溝２１の長手方向の両端部および略中央部に上面（前面）側から下面（裏面）側にかけて貫通する３個の取付孔２２，２２’を形成した金属製ベース２０と、中心導体１３，１３’を凹溝２１内に突出させた状態で裏面側から取付孔２２，２２’にそれぞれ取り付けられた３個のＳＭＡ型の同軸コネクタ１０ａ〜１０ｃと、導電材料により細長の矩形板状に形成され、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３’と左端の同軸コネクタ１０ａの中心導体１３の先端に両端がそれぞれ対向し、両端が中心導体１３，１３’に接触する位置と中心導体１３，１３’から開離する位置との間で凹溝２１内に移動自在に配置された第１のコンタクト（以下、コンタクトと略す）３４ａと、導電材料により細長の矩形板状に形成され、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３’と右端の同軸コネクタ１０ｃの中心導体１３の先端に両端がそれぞれ対向し、両端が中心導体１３，１３’に接触する位置と中心導体１３，１３’から開離する位置との間で凹溝２１内に移動自在に配置された第２のコンタクト（以下、コンタクトと略す）３４ｂとを備える。

上述のように、同軸コネクタ１０ａ〜１０ｃの中心導体１３，１３’の上端部は、ベース２０に設けた取付孔２２の上端開口内（凹溝２１内）に突出しており、中心導体１３，１３’の外径と取付孔２２，２２’の内径とで高周波特性が決まるのであるが、両側の取付孔２２ではベース２０の長手方向における片側のみが凹溝２１によって開口しているのに対して、中央の取付孔２２’では長手方向の両側が凹溝２１によって開口しているため、従来例で説明した同軸スイッチでは、中央の取付孔２２の開口率（凹溝２１の溝幅ｔに対する取付孔２２の内径Ｄの比率Ｄ／ｔ）が両側の取付孔２２よりも大きくなり、その高周波特性が悪化するという問題があった。

そこで、この同軸スイッチでは、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３’が突出する取付孔２２’の孔部２４の内径を、両側の同軸コネクタ１０ａ，１０ｃの中心導体１３が突出する取付孔２２の孔部２４の内径よりも大きくするとともに、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３’の径を、両側の同軸コネクタ１０ａ，１０ｃの径よりも大きくしており、中心導体１３’を大径化することで中心導体１３’とコンタクト３４ａ，３４ｂとの接触面積を大きくでき、接触状態を安定化させることができる。また、凹溝２１の溝幅は同じままで、中央の取付孔２２’の孔部２４の内径を大きくすることにより、中央の取付孔２２’の開口率を小さくでき、高周波特性が良好になる。

ところで、この同軸スイッチは図２に示す同軸リレーの接点ブロックとして用いられる。この同軸リレーは、電磁ブロック４１や接極子ブロック４２をフレーム４３に組み込んだ駆動機構ブロック４０と、接極子ブロック４２の接極子４４により駆動されるコンタクトブロック３１ａ，３１ｂを設けた金属製サブベース３０及びコンタクトブロック３１ａ，３１ｂの各コンタクト３４ａ，３４ｂにより開閉される上述の同軸スイッチ１からなる接点ブロックと、駆動機構ブロック４０の励磁回路やインディケート回路を設け、駆動機構ブロック４０の上方に配設される基板ブロック５０と、下面が開口した箱状のカバー６０とで構成される。

サブベース３０は金属板を打ち抜き加工することにより形成されたもので、このサブベース３０をベース２０上の定位置に取り付けた際に、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３’と、左右両側の同軸コネクタ１０ａ，１０ｃの中心導体１３との間の中間位置に対応する部位に上下方向に貫通する貫通孔３０ａ，３０ａを穿孔してある。各貫通孔３０ａには、上端がサブベース３０の上面側に配置されたコンタクトばね３２に熱着結合して常時上方へ付勢されるＬＰＣ（全芳香族液晶ポリマー）樹脂製の駆動体３３を上下方向において移動時自在に貫挿してある。

各駆動体３３は、サブベース３０の下面側に突出せる下端にインサート（同時）成形により平板状の導電体からなるコンタクト３４ａ，３４ｂの中央部を結合固定して、コンタクトばね３２と併せてコンタクトブロック３１ａ，３１ｂを夫々構成している。これらのコンタクトブロック３１ａ，３１ｂの各コンタクト３４ａ，３４ｂは駆動体３３が上下移動することによりベース２０の凹溝２１内で上下移動するようになっており、図中左側のコンタクトブロック３１ａのコンタクト３４ａの両端下面は凹溝２１内に突出した同軸コネクタ１０ａ，１０ｂの中心導体１３，１３’の上端面に対向し、右側のコンタクトブロック３１ｂのコンタクト３４ｂの両端下面は凹溝２１内に突出した同軸コネクタ１０ｂ，１０ｃの中心導体１３’，１３の上端面に対向する。

上述のようにコンタクトブロック３１ａ，３１ｂのコンタクト３４ａ，３４ｂはコンタクトばね３２によって常時上方へ付勢されており、図２に示すように接極子４４の左端部が電磁ブロック４１の鉄心の磁極面に吸着保持されている状態では、コンタクトブロック３１ａの駆動体３３はコンタクトばね３２のばね力によって上方へ移動し、コンタクト３４ａの下面両端は同軸コネクタ１０ａ，１０ｂの中心導体１３，１３’の上端面より開離した状態にある。この時、他方のコンタクトブロック３１ｂの駆動体３３は接極子４４の右端部によってコンタクトばね３２のばね力に抗して下方へ押し下げられ、コンタクト３４ｂの下端両面が同軸コネクタ１０ｂ，１０ｃの中心導体１３’，１３の上端面に接触した状態にあるので、同軸コネクタ１０ａ，１０ｂ間がオフ、同軸コネクタ１０ｂ，１０ｃ間がオンとなっている。

一方、電磁ブロック４１のコイルへの通電に応じて接極子４４が反転回動し、接極子４４の右端部が電磁ブロック４１の鉄心の磁極面に吸着保持されると、コンタクトブロック３１ｂの駆動体３３がコンタクトばね３２のばね力によって上方へ移動し、コンタクト３４ｂの下面両端が同軸コネクタ１０ｂ，１０ｃの中心導体１３’，１３の上端面より開離した状態になる。この時、他方のコンタクトブロック３１ａの駆動体３３は接極子４４の左端部によってコンタクトばね３２のばね力に抗して下方へ押し下げられ、コンタクト３４ａの下端両面が同軸コネクタ１０ａ，１０ｂの中心導体１３，１３’の上端面に接触した状態にあるので、同軸コネクタ１０ａ，１０ｂ間がオン、同軸コネクタ１０ｂ，１０ｃ間がオフになる。

従って、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３が共通端子となり、この共通端子側と接続される同軸コネクタを２０ａと２０ｃとに交互に切り替えることになり、同軸スイッチ１はトランスファータイプのスイッチとして機能する。

（実施形態）
次に、本発明の実施形態について図１を参照して説明する。基本構成で説明した同軸スイッチでは、２個のコンタクト３４ａ，３４ｂの形状を細長の矩形板状としているが、本実施形態では、図１に示すように、２個のコンタクト３４ａ’，３４ｂ’の対向部位の平面形状を、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３に対して互いに対称で、且つ、凹溝２１の長手方向に対して斜めに切断したような形状とし、さらに、その対向部位を中心導体１３との接触面積が大きくなるよう互いに近接させて配置してある。尚、コンタクト３４ａ’，３４ｂ’以外の構成は従来技術で説明した図４（ａ）（ｂ）に示す同軸スイッチと略同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、図示及び説明は省略する。

この同軸スイッチ１では、上述したように両コンタクト３４ａ’，３４ｂ’の対向部位の平面形状を、中央の同軸コネクタ１０ｂの中心導体１３に対して互いに対称で、且つ、凹溝２１の長手方向に対して斜めに切断したような形状としており、さらに、その対向部位を接触面積が大きくなるよう近接させて配置してあるので、従来の同軸スイッチ１に比べて、コンタクト３４ａ’，３４ｂ’と中心導体１３との接触面積を大きくでき、接触の安定化が図れる。

本実施形態の同軸スイッチの上面図である。 同上を接点ブロックとして用いたリレーの断面図である。 基本構成の同軸スイッチの上面図である。 従来の同軸スイッチを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ 同軸スイッチ
１０ａ〜１０ｃ 同軸コネクタ
１３ 中心導体
２０ ベース
２１ 凹溝
２２ 取付孔
３４ａ’，３４ｂ’ コンタクト

Claims (1)

1. 前面に細長の凹溝を具備し該凹溝の長手方向の両端部および略中央部に前面から裏面にかけて貫通する３個の取付孔を形成したベースと、中心導体を凹溝内に突出させた状態で裏面側から取付孔にそれぞれ取り付けられた３個の同軸コネクタと、導電材料により形成され、中央の同軸コネクタの中心導体と一端側の同軸コネクタの中心導体の先端に両端がそれぞれ対向し、両端が中心導体に接触する位置と中心導体から開離する位置との間で凹溝内に移動自在に配置された第１のコンタクトと、導電材料により形成され、中央の同軸コネクタの中心導体と他端側の同軸コネクタの中心導体の先端に両端がそれぞれ対向し、両端が中心導体に接触する位置と中心導体から開離する位置との間で凹溝内に移動自在に配置された第２のコンタクトとを備え、第１及び第２のコンタクトにおける中央の同軸コネクタの中心導体と接触する側の端部の形状を、中央の同軸コネクタの中心導体に対して互いに対称で、且つ、凹溝の長手方向に対して斜めに切断したような形状とし、第１及び第２のコンタクトは、各コンタクトの両端がそれぞれ対応する中心導体の先端面に接触する位置と、中心導体の先端面から開離する位置との間で、前後方向において移動自在に配置されたことを特徴とする同軸スイッチ。

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