JP4673382B2 - 遊動型電子コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ、特に、ケーブル又は電子デバイスを互いに接続するのに使用される遊動型コネクタに関する。

コネクタは、ケーブル又は電子デバイスを互いに接続するのに頻繁に使用されるデバイスである。これらコネクタ、ケーブル及び電子デバイスは、しばしば非常に小さく、又は、相互嵌合させる必要のある非常に小さい構成要素を有する。結果として、すべてのパーツが首尾よく相互嵌合するのを確保するために狭小な公差が要求される。公差から外れたピン又は他の接続ピース又は嵌合ピースによって、構成要素が損傷され又は故障するおそれがある。具体的には、相互嵌合されるべきコネクタ及び電子デバイスが正しく整列されていないと、例えば電子デバイスのピンがコネクタの望ましくない部分と接触してピン自体が破損し又はコネクタ又は電子デバイスを損傷するおそれがある。したがって、相互嵌合を確保するためには極めて狭小な公差が要求される。

この状況を軽減すると共により大きい公差を許容しようとする努力の中で、遊動型コネクタが開発された。図１を参照すると、従来公知の遊動型コネクタ１００は、電子デバイス１１０，１２０（これら電子デバイスはあらゆる電子デバイス又はケーブル等であってもよい）に接続するために開発された。図１に示されるように、従来公知の遊動型コネクタ１００は、シーソーのようにその軸線に沿いつつその中心点周りを遊動するのに適している。コネクタ１００の各端がわずかに上下に遊動できるようにすることにより、嵌合領域にいくらかの遊びができるので、より大きい公差を使用することができる。すなわち、コネクタ１００の各端はわずかに上下に動くのに適しており、それにより、電子デバイス１１０，１２０が一体化されかつコネクタ１００を介し嵌合されるので、電子デバイス１１０，１２０がコネクタ１００の軸線と完全に整列されていなくても、非破壊的な嵌合を達成することができる。

遊動型コネクタ１００のような従来公知のコネクタの欠点は、コネクタ１００の各端の動きが他端に依存することにある。すなわち、図１に示されるように、公差を外れた電子デバイス１２０との嵌合に順応するためにコネクタ１００の右側がわずかに上方に偏向されると、この動きはコネクタ１００の左側に影響を及ぼし、コネクタ１００の左側は電子デバイス１１０と嵌合するときに、コレクタの右側の動きに対応して下方に動く。これは、遊動型コネクタ１００のシーソー作用の結果であり、これにより、各端は半径方向に動くことができるが、この動きはコネクタ１００の他端の動きに依存し、影響を及ぼす。したがって、この形式のデバイスは公差を幾らか緩和するけれども、許容度がより大きいコネクタが望ましい。これによって、公差をより大きく緩和することが可能となり、それにより、製造効率が大いに高められることになる。

本発明は、電気通信状態にある第１及び第２の嵌合部分を具備し、これら第１及び第２の嵌合部分の各々が内導体及び外導体を有し、これら第１及び第２の嵌合部分が電気通信を維持しつつ互いに独立して半径方向に変位可能であるコネクタを提供する。好ましくは、第１及び第２の嵌合部分は約±０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）だけ変位可能である。第１及び第２の嵌合部分は各々、雌コネクタでもよいし雄コネクタでもよい。

好ましくは、コネクタは約４０ギガヘルツまで動作可能である。また、好ましくは、コネクタは、ブラインドメイト型及びプッシュオン型の一方又は両方の、Ｇｏｒｅ−１００、ＳＭＰ、ＳＭＰＭなどのコネクタである。また、好ましくは、第１及び第２の嵌合部分の内導体及び外導体は互いに同軸である。

好ましい一実施例では、コネクタは、
ａ．第１の外導体及び第１の内導体を有する第１の嵌合部分と、
ｂ．第２の外導体及び第２の内導体を有する第２の嵌合部分と、
ｃ．第１の側及び第２の側を有すると共に内空部を画定する中央本体と、
ｄ．第１の外導体を中央本体と電気通信状態に保持するための第１の保持手段により中央本体の第１の側に嵌合された第１の嵌合部分と、
ｅ．第２の外導体を中央本体と電気通信状態に保持するための第２の保持手段により中央本体の第２の側に嵌合された第２の嵌合部分と、
ｆ．内空部内に配置され第１の内導体及び第２の内導体を電気的に結合させるための中心導体と、を具備し、
ｇ．第１及び第２の嵌合部分が電気通信状態を維持しつつ互いに独立して半径方向に変位可能である。

変更可能な実施例では、第１及び第２の保持手段の少なくとも一方が斜角付き座金を具備し、第１及び第２の外導体の少なくとも一方が溝付き導体を具備し、第１及び第２の嵌合部分の少なくとも一方が絶縁体を更に具備し、第１及び第２の保持手段の少なくとも一方がスナップリングを具備し、第１及び第２の保持手段の少なくとも一方がバネを具備し、中心導体がピンを具備し、中心導体がバネを具備し、保持手段の少なくとも一方が導電性である。

本発明の作用は、添付図面と共に検討すれば、以下の記載から明らかになるだろう。

本発明は、互いに独立して半径方向に変位可能な２つの嵌合部分を各端に有するコネクタを提供する。具体的には、図２及び３を参照すると、本発明は、電子デバイス１１０，１２０を互いに取り付けるのに有用なコネクタ１０を提供する。電子デバイス１１０，１２０は、当該技術分野において公知のあらゆる電子デバイス又はケーブル等であってもよい。コネクタ１０は、第１の嵌合部分１１及び第２の嵌合部分１４を具備する。第１の嵌合部分１１及び第２の嵌合部分１４は、中央本体１７を介し互いに電気通信状態にある。

コネクタ１０は、図３において全体が「Ａ」で示された軸線を有する。図２及び３に示されるように、第１の嵌合部分１１及び第２の嵌合部分１４は軸線Ａに沿いつつ互いに独立して半径方向に変位可能である。すなわち、軸線Ａに対して垂直に延びる半径に関し、このような半径に沿った第２の嵌合部分１４のあらゆる動き（すなわち、半径方向の移動又は変位）は、第１の嵌合部分１１の動きに影響を及ぼすことなく生じ、第１の嵌合部分は、第２の嵌合部分１４のいかなる変位とも無関係に、それ自体半径方向に自由に動く。

第１の嵌合部分１１及び第２の嵌合部分１４は互いに独立して半径方向に変位するのに適しているけれども、第１の嵌合部分１１又は第２の嵌合部分１４があらゆる方向に最大限まで変位すると、コネクタ１０に幾らかのシーソー遊動運動が生じる。すなわち、このように第１の嵌合部分１１又は第２の嵌合部分１４が最大限まで変位すると、コネクタ１０に幾らかのシーソー式の遊動が生じ得る。これは、コネクタ１０の２つの端の、互いに独立した追加の半径方向変位であって、本発明の特徴を与えるものであり、電子デバイス１１０，１２０に対しかつコネクタ１０自体に対し追加の整列公差を許容する。

具体的には、図４及び５を参照しながら、本願発明者はここで、本発明のコネクタがどのように製作され使用されるかについて、より詳細に説明する。第１の嵌合部分１１は、第１の外導体１２及び第１の内導体１３を有する。第１の嵌合部分１１は、中央本体１７の第１の側１８で中央本体１７と接触する。第１の外導体１２と中央本体１７の第１の面１８との接触を常時維持してコネクタ１０内における正しい電気通信が確保されるようにすることが重要である。

中央本体１７は、中央本体１７の内空部２０内に配置された中心導体２３を有する。第１の内導体１３は中心導体２３に接触して中心導体２３との電気通信を確保している。中心導体２３は、好ましくはピン、バネ又は当該技術分野において公知の他のデバイスである。中心導体２３と第１の内導体１３との間の接触は、当該技術分野において公知の手段により達成される。好ましくは、この電気通信は、第１の内導体１３の一部としてのテーパ状フィンガ５０により達成される。したがって、図面に示されるように、第１の外導体１２は中央本体１７の第１の側１８と電気通信状態にあり、第１の内導体１３は中心導体２３と電気通信状態にある。

第２の嵌合部分１４は、中央本体１７の、第１の嵌合部分１１と反対側にある。第２の嵌合部分１４は、第２の外導体１５及び第２の内導体１６を含む。第２の外導体１５は、中央本体１７の第２の側１９と嵌合する。したがって、第２の外導体１５と中央本体１７との間の電気通信が達成される。この通信が最も重要である。

第２の嵌合部分１４は、中心導体２３と電気通信状態にある第２の内導体１６をも有する。この通信は、第１の内導体１３と中心導体２３との間で達成されるのと同じか又は任意には異なる仕方で達成することができる。好ましくは、中央本体１７の両側のすべてのパーツが互いに鏡像的に形成される。

したがって、本発明に係るコネクタ１０により、第１の外導体１２から中央本体１７を介し第２の嵌合部分１４に到る電気経路が維持される。第１の内導体１３から中心導体２３を介し第２の内導体１６に到る電気経路も維持される。このようにして、第１の嵌合部分１１が電子デバイス１１０と嵌合され、第２の嵌合部分１４が第２の電子デバイス１２０と嵌合されると、電子デバイス１１０と電子デバイス１２０との間の電気通信が確保される。

第１の嵌合部分１１は、第１の保持手段２１により中央本体１７内に保持される。第１の保持手段２１はスナップリング、バネ又は斜角付き座金にすることができる。同様に、第２の嵌合部分１４は、第１の保持手段２１と同じ構造にすることができる第２の保持手段２２により、中央本体１７内に保持される。当業者に認識されるように、他の保持手段を使用してもよい。示された実施例では、保持手段２１，２２と相互作用するために、中央本体１７の両端に設けられたリップ６０を用いることができる。

第１の嵌合部分１１及び第２の嵌合部分１４は各々、互いに独立して半径方向に変位するのに適している。すなわち、第１の嵌合部分１１に関し、第１の外導体１２のうち中央本体１７の第１の側１８と接触する部分が上下に（すなわち半径方向に）動くのに適しており、第１の保持手段２１又は中央本体１７自体の縁に当接したときにその最大限度によって制限されるだけである。同様に、第２の嵌合部分１４に関し、これも軸線方向に自由に移動でき、第２の保持手段２２又は中央本体１７の縁との極限の接触によって制限されるだけである。

第１の嵌合部分１１及び第２の嵌合部分１４が互いに独立して半径方向に動くと、中心導体２３はシーソー式に遊動してこの動きに順応する。したがって、第１の嵌合部分１１のみが軸線方向に変位しうるけれども、中心導体２３はそれに連動して動く。このことは、図示された実施例では第２の内導体１６の位置にわずかに影響を及ぼすかもしれないが、第２の嵌合部分１４全体の半径方向の動きに大きく影響することはない。

第１の嵌合部分１１と第２の嵌合部分１４は各々、雄コネクタ又は雌コネクタでありうる。好ましくは、第１の保持手段２１及び第２の保持手段２２は導電性である。

好ましくは、絶縁体３０が第１の内導体１３及び第２の内導体１６の周囲に配置される。絶縁体３０は、当該技術分野において公知のどのような材料でもよいが、ＰＴＦＥが好ましい。

本発明を用いて、本願発明者は、電子デバイス及び本発明によるコネクタ自体という互いに嵌合する構成要素の公差が緩和されるのを許容しつつ適切な電気通信が達成されることを見出している。本発明によるコネクタ１０の軸線Ａの両側に約０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）ほどの遊びが本発明を用いて可能である。したがって、第１及び第２の嵌合部分１１，１４は各々、約±０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）だけ変位可能である。本コネクタは、４０ギガヘルツ、６５ギガヘルツ又は１１０ギガヘルツのような高周波で動作可能である。好ましくは、本発明によるコネクタはプッシュオン型コネクタ又はブラインドメイト型コネクタである。また、好ましくは、第１及び第２の嵌合部分１１，１４の内導体及び外導体は互いに同軸である。加えて、本発明の概念は、嵌合パーツを相互嵌合させることを要求するあらゆるインタフェースにも適用されるほど十分に広い。

これまで本発明の特別な実施例が図解され説明されてきたが、本発明はこのような図解及び説明に限定されるべきではない。複数の変更及び改良が特許請求の範囲内において本発明の一部として組み入れられ実施され得ることは明白であろう。

従来技術のコネクタの側面図である。 本発明の一実施例に係るコネクタの側面図である。 本発明の一実施例に係るコネクタの斜視図である。 本発明の一実施例に係るコネクタの側部横断面図である。 本発明の一実施例に係るコネクタの分解斜視図である。

Claims (17)

1. ａ．第１の外導体及び第１の内導体を有する第１の嵌合部分と、
   ｂ．第２の外導体及び第２の内導体を有する第２の嵌合部分と、
   ｃ．第１の側及び第２の側を有すると共に内空部を画定する中央本体と、
   ｄ．前記第１の外導体を前記中央本体と電気通信状態に保持するための第１の保持手段により前記中央本体の第１の側に嵌合された前記第１の嵌合部分と、
   ｅ．前記第２の外導体を前記中央本体と電気通信状態に保持するための第２の保持手段により前記中央本体の第２の側に嵌合された前記第２の嵌合部分と、
   ｆ．前記内空部内に配置されて前記第１の内導体及び前記第２の内導体を電気的に結合させるための中心導体と、を具備し、
   ｇ．前記第１及び第２の嵌合部分が前記電気通信状態を維持しつつ、互いに他に対し及び前記中央本体に対し、互いに独立して半径方向に変位可能である、
   コネクタ。
2. 前記第１及び第２の嵌合部分が約±０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）だけ変位可能である請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記第１の嵌合部分が雌コネクタである請求項１に記載のコネクタ。
4. 前記第１の嵌合部分が雄コネクタである請求項１に記載のコネクタ。
5. 前記第２の嵌合部分が雌コネクタである請求項１に記載のコネクタ。
6. 前記第２の嵌合部分が雄コネクタである請求項１に記載のコネクタ。
7. 前記第１及び第２の保持手段の少なくとも一方が斜角付き座金を具備した請求項１に記載のコネクタ。
8. 前記第１及び第２の外導体の少なくとも一方が溝付き導体を具備した請求項１に記載のコネクタ。
9. 前記第１及び第２の嵌合部分の少なくとも一方が絶縁体を更に具備した請求項１に記載のコネクタ。
10. 前記コネクタが約４０ギガヘルツにおいて動作可能である請求項１に記載のコネクタ。
11. 前記コネクタがＳＭＰＭコネクタである請求項１に記載のコネクタ。
12. 前記第１及び第２の嵌合部分の前記内導体及び外導体が互いに同軸である請求項１に記載のコネクタ。
13. 前記第１及び第２の保持手段の少なくとも一方がスナップリングを具備した請求項１に記載のコネクタ。
14. 前記第１及び第２の保持手段の少なくとも一方がバネを具備した請求項１に記載のコネクタ。
15. 前記中心導体がピンを具備した請求項１に記載のコネクタ。
16. 前記中心導体がバネを具備した請求項１に記載のコネクタ。
17. 前記保持手段の少なくとも一方が導電性である請求項１に記載のコネクタ。

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