JP5191568B2

JP5191568B2 - 同軸コネクタ

Info

Publication number: JP5191568B2
Application number: JP2011524828A
Authority: JP
Inventors: 宏行田口
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: CN102474056A; JPWO2011013747A1; CN102474056B; US20120122339A1; WO2011013747A1; US8419463B2

Description

本発明は、回路配線板に実装される表面実装型（ＳＭＴ：Surface Mount Technology）の同軸コネクタに関するものである。

表面実装型の同軸コネクタとして、Ｕ字状の信号接続用接触導体と、この信号接続用接触導体が透孔内に設けられた突出部を有する絶縁基体と、絶縁基体を包囲する円筒状の接地接続用接触導体と、を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この同軸コネクタでは、信号接続用接触導体の過度な変形を防止するために、信号用接続用接触導体と接地接続用接触導体との間に絶縁基体の突出部が介在している。また、この同軸コネクタは、信号接続用接触導体及び接地接続用接触導体が絶縁基体に圧入されることで構成されている。

特開２００９−１４０６８７号公報

表面実装型の同軸コネクタには、小型化（小スペース化）に加えて低背化が要求される。これに対し、上記の圧入方式の同軸コネクタでは、圧入に耐え得る肉厚を絶縁基体に確保する必要があるため、低背化には限界がある。

一方、インサート成形方式を採用することで低背化を図ることができる。しかしながら、上記の同軸コネクタでは信号接続用接触導体がＵ字型形状であるため、同軸コネクタが小型化するほど、信号接続用接触導体と接地接続用接触導体との間に突出部を確保することが困難になるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、小型化及び低背化を図ることが可能な表面実装型の同軸コネクタを提供することである。

本発明によれば、回路配線板に実装される表面実装型の同軸コネクタであって、軸方向に沿ったスリットが形成された円筒状の信号用嵌合部を有する信号用導体と、第１の間隔を介して前記嵌合部を囲繞する環状の凸部を有する絶縁体と、第２の間隔を介して前記凸部を囲繞する環状の接地用嵌合部を有する接地用導体と、を備えており、前記信号用導体、前記絶縁体、及び前記接地用導体は、インサート成形によって一体成形されていることを特徴とする同軸コネクタが提供される。

本発明によれば、信号用嵌合部の形状を軸方向に沿ったスリットが形成された円筒状にすると共に、信号用導体、絶縁体、及び接地用導体をインサート成形によって一体成形するので、小型化及び低背化を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態における同軸コネクタを示す斜視図である。図２は、図１に示す同軸コネクタの平面図である。図３は、図１に示す同軸コネクタの底面図である。図４は、図２のIV-IV線に沿った断面図である。図５は、図２のV-V線に沿った断面図である。図６は、図２のVI-VI線に沿った断面図である。図７は、本発明の実施形態におけるコンタクトを示す斜視図である。図８は、図７に示すコンタクトを下方から見た斜視図である。図９は、本発明の実施形態におけるグランドシェルを示す斜視図である。図１０は、図９に示すグランドシェルの平面図である。図１１は、本発明の実施形態における同軸コネクタの嵌合動作を示す断面図（その１）である。図１２は、本発明の実施形態における同軸コネクタの嵌合動作を示す断面図（その２）である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本実施形態における同軸コネクタを示す図、図７及び図８は本実施形態におけるコンタクトを示す図、図９及び図１０は本実施形態におけるグランドシェルを示す図、図１１及び図１２は本実施形態における同軸コネクタの嵌合動作を示す図である。

本実施形態における同軸コネクタ１は、図１に示すように、回路配線板５０に実装される表面実装方式のコネクタであり、例えば、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ノート型パソコン等の携帯型情報処理端末装置や各種電子機器に用いられる。なお、この同軸コネクタ１が実装される回路配線板５０としては、例えば、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）やリジッドなプリント配線板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）等を例示することができる。

この同軸コネクタ１は、図２〜図６に示すように、信号用コンタクト１０と、ハウジング２０と、グランドシェル３０と、を備えており、本実施形態では、これら信号用コンタクト１０、ハウジング２０及びグランドシェル３０がインサート成形によって一体成形されている。

信号用コンタクト１０は、図７及び図８に示すように、相手側コネクタ６０の信号用嵌合部６１（図１１及び図１２参照）が嵌挿される信号用嵌合部１１と、この信号用嵌合部１１を支持する支持部１２と、回路配線板５０上の信号用パターン５１に接続される信号用端子１３と、を有している。

信号用嵌合部１１は、３本の第１のスリット１１１で分割された円筒形状を有している。この３本の第１のスリット１１１は、信号用嵌合部１１の軸方向に沿って形成されており、信号用嵌合部１１の周方向に沿って実質的に等間隔に配置されている。また、信号用嵌合部１１の先端１１２は内側に向かってテーパ状に形成されており、相手側コネクタ６０の信号用嵌合部６１を挿入しやすいようになっている。

なお、本実施形態では、第１のスリット１１１を信号用嵌合部１１の軸方向全域に亘って形成しているが、信号用嵌合部１１の軸方向の一部のみに形成してもよい。また、信号用嵌合部１１に形成される第１のスリット１１１の本数は特に限定されず、信号用嵌合部に１本又は２本のスリットを形成してもよいし、４本以上のスリットを形成してもよい。

このように、円筒形状の信号用嵌合部１１を第１のスリット１１１で分割することで、相手側コネクタ６０の信号用嵌合部６１の嵌挿時に、信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１が弾性変形可能となっている。

また、先述の通り、従来の信号接続用接触導体はＵ字型形状であるのに対し、相手側コネクタの信号接続用接触導体は円柱形状であるので、これらは点接触となっている。これに対し、本実施形態では、信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１が円筒形状であると共に、相手側コンタクト６０の信号用嵌合部６１が円柱形状であり、これらは面接触となるので、信号用嵌合部１１，６１間の接触安定性が向上する。

さらに、信号用嵌合部１１の接触力（ばね定数）は、当該嵌合部１１の幅ｗ（図７参照）に起因するが、本実施形態では、信号用嵌合部１１の形状が円筒形状となっているので、従来のＵ字型形状のものと比較して、ばね幅に対する信号用嵌合部１１の占有面積を低減することができ、小型であっても十分な接触力を確保することができる。

信号用コンタクト１０の支持部１２は、内孔１２１を持つリング形状を有しており、信号用嵌合部１１が内孔１２１から上方に向かって立ち上がっている。また、支持部１２の裏面（信号用嵌合部１１が立設された面とは反対面）の外周縁には、外側に向かって傾斜する面取部１２２が部分的に形成されている。同軸コネクタ１をインサート成形した際に、この面取部１２２にハウジング２０を構成する樹脂材料が廻り込むことで、ハウジング２０からの信号用コンタクト１０の抜け止めがなされている。なお、面取部１２２を支持部１２の裏面の外周全体に亘って形成してもよい。

また、この支持部１２の外周の一部からは、平板状の信号用端子１３が外側に向かって延在している。同軸コネクタ１がインサート成形された際に、この信号用端子１３の一端がハウジング２０から導出する。そして、同軸コネクタ１が回路配線板５０に実装される際には、この信号用端子１３が回路配線板５０の信号パターン５１（図１参照）に半田付けされる。

この信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１、支持部１２、及び信号用端子１３は、一枚の金属製板材を加工することで連続的に形成されている。この信号用コンタクト１０を構成する材料としては、例えば、燐青銅、ベリリウム銅、真鍮、ステンレス、チタン銅合金等を例示することができる。

特に、本実施形態では、信号用嵌合部１１が絞り加工によって形成されており、信号用端子１３の厚さｔ_１に対して、信号用嵌合部１１の厚さｔ_２が相対的に薄くなっている（ｔ_１＞ｔ_２、図７参照）。このため、小型であっても加工硬化によって信号用嵌合部１１の強度及びバネ性が向上している。

ハウジング２０は、図１〜図６に示すように、信号用コンタクト１０やグランドシェル３０の一部が埋設された平板状の本体部２１と、信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１の過度な変形を防止する凸部２２と、を有している。このハウジング２０は、液晶ポリマ（ＬＣＰ：Liquid Crystal Polymer）やポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ：Poly Phenylene Sulfide）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：Poly Butylene Terephthalate）等の樹脂材料から構成されており、本体部２１と凸部２２が一体的に形成されている。

本体部２１及び凸部２２の略中央部には、信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１が内部に同軸状に配置される第１の貫通孔２３が形成されている。この第１の貫通孔２３の内径は、信号用嵌合部１１の外径よりも大きくなっており、第１の貫通孔２３と信号用嵌合部１１との間には第１の間隙Ｓ_１（図５参照）が形成されている。

また、本体部２１における凸部２２の周囲には、４つの扇状の第２の貫通孔２４が形成されている。この第２の貫通孔２４は、凸部２２の周方向に沿って実質的に等間隔に配置されており、グランドシェル３０の突起３１２（後述）を凸部２２の軸方向に沿って本体部２１に投影した位置に配置されている。

このような第２の貫通孔２４を設けることで、インサート成形時に金型が突起３１２に上下両方向からアクセス可能となり、突起３１２の突出した形状を確保することができる。

グランドシェル３０は、図９及び図１０に示すように、相手側コネクタ６０のグランドシェル６２（図１１及び図１２参照）が嵌挿される接地用嵌合部３１と、回路配線板５０のグランド用パターン５２（図１参照）に接続される３つの接地用端子３２〜３４と、を備えている。

接地用嵌合部３１は、ハウジング２０の凸部２２が内部に同軸状に配置される内孔３１１を持つ環状形状を有している。この内孔３１１の内径は、ハウジング２０の凸部２２の外形よりも大きくなっており、内孔３１１と凸部２２との間には第２の間隙Ｓ_２（図５参照）が形成されている。

本実施形態では、信号用嵌合部１１が筒形状を有していると共に接地用嵌合部３１も環状形状を有しており、しかも信号用嵌合部１１と接地用嵌合部３１が同軸状に配置されているので、従来のＵ字型形状のものと比較して、高周波信号に対応することが可能となっている。

この接地用嵌合部３１の内周面には４つの突起３１２が形成されている。４つの突起３１２は、内孔３１１の中心に向かってそれぞれ突出しており、内孔３１１の周方向に沿って実質的に等間隔に配置されている。なお、接地用嵌合部３１に形成される突起３１２の数や配置は特に限定されない。

このように、グランドシェル３０の突起３１２を間欠的に設けることで、４点の突起３１２と相手側コネクタ６０のグランドシェル６２とがそれぞれ確実に接続され、かつ連続的な突起と比較して接触面積が減り、単位面積あたりの接触力(接触圧力)が大きくなるため、安定した接触信頼性を確保することができる。

また、上述のように、インサート成形時に突起３１２の突出した形状を確保するためには、ハウジング２０の第２の貫通孔２４が不可欠となる。このため、インサート成形方式の同軸コネクタのグランドシェルの突起を環状にすると、ハウジングの第２の貫通孔も環状に形成しなければならず、当該第２の貫通孔によってハウジングが分断されてしまう。これに対し、本実施形態では、グランドシェル３０の突起３１２を間欠的に設けているので、インサート成形による同軸コネクタ１の形成が可能となっている。

この接地用嵌合部３１には、軸方向に沿った３つの第２のスリット３１３が形成されており、この第２のスリット３１３によって、環状の接地用嵌合部３１の弾性変形が許容され、相手側コネクタ６０のグランドシェル６３と嵌合可能となっている。なお、接地用嵌合部に形成するスリットの数や配置は特に限定されない。

本実施形態では、この第２のスリット３１３の下端３１３ａがハウジング２０の本体部２１の上面２１ａよりも高くなっている（図４参照）。このような位置関係により、インサート成形によって同軸コネクタ１を形成した場合に、第１のスリット１１１への樹脂材料の浸入を防止することができ、同軸コネクタ１の嵌合時にハウジング２０にクラックが発生してしまうのを抑制することができる。

この接地用嵌合部３１の外周からは、３つの接地用端子３２〜３４が外側に向かってそれぞれ延在している。同軸コネクタ１がインサート成形された際に、これらの接地用端子３２〜３４の端部が、ハウジング２０の三方からそれぞれ導出する。そして、同軸コネクタ１が回路配線板５０に実装される際には、接地用端子３２〜３４が回路配線板５０のグランドパターン５２（図１参照）に半田付けされる。

グランドシェル３０の接地用嵌合部３１と３つの接地用端子３２〜３４は、一枚の金属製板材を加工することで連続的に形成されている。このグランドシェル３０を構成する金属材料としては、例えば、燐青銅、ベリリウム銅、真鍮、ステンレス、チタン銅合金等を例示することができる。なお、上記の金属製板材の加工に伴って環状の接地用嵌合部３１に繋ぎ目３１４が生じるが、この繋ぎ目３１４への樹脂材料の浸入を防止するために、繋ぎ目３１４の隙間を出来る限り小さくすることが好ましい。

以上に説明した同軸コネクタ１はインサート成形によって形成される。すなわち、信号用コンタクト１０とグランドシェル３０をインサート成形用の金型内にセットした後に、ハウジング２０を構成する樹脂材料を当該金型内に射出成形することで、信号用コンタクト１０、ハウジング２０、及びグランドシェル３０が一体成形される。

この際、図４〜図６に示すように、信号用コンタクト１０の支持部１２と、グランドシェル３０の接地用嵌合部３１の下部とが、ハウジング２０の本体部２１内に埋設される。また、信号用コンタクト１０の信号用端子１３及びグランドシェル３０の接地用端子３２〜３４も、それぞれの一端を除いて、ハウジング２０の本体部２１内に埋設される。

一方、信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１は、ハウジング２０の挿入孔２３内で露出しており、信号用嵌合部１１の外周面と挿入孔２３の内周面との間には第１の間隙Ｓ_１が形成されている。

また、グランドシェル３０の接地用嵌合部３１の上部も、ハウジング２０の本体部２１から露出しており、接地用嵌合部３１の内周面と凸部２２と外周面との間には第２の間隙Ｓ_２が形成されている。

図１１及び図１２に示すように、相手側コネクタ６０の信号用嵌合部６１が同軸コネクタ１の信号用嵌合部１１内に嵌挿されると共に、相手側コネクタ６０の接地用嵌合部６２が同軸コネクタ１の接地用嵌合部３１内に嵌挿されることで、同軸コネクタ１と相手側コネクタ６０とが接続される。

この際、信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１に第１のスリット１１１が形成されていると共に、信号用嵌合部１１と凸部２２との間に第１の間隙Ｓ_１が形成されているので、信号用嵌合部１１の弾性変形が許容される。

同様に、グランドシェル３０の接地用嵌合部３１にも第２のスリット３１３が形成されているので、接地用嵌合部３１の弾性変形が許容される。また、接地用嵌合部３１と凸部２２との間に第２の間隙Ｓ_２が形成されているので、相手側コネクタ６０の接地用嵌合部６３の嵌挿が許容される。

そして、同軸コネクタ１の接地用嵌合部３１の突起３１２が、相手側コネクタ６０の接地用嵌合部６２の溝６３に係合することで、同軸コネクタ１と相手側コネクタ６０との接続がロックされる。

以上のように、本実施形態では、信号用コンタクト１０、ハウジング２０、及びグランドシェル３０をインサート成形によって一体成形することで同軸コネクタ１を構成するので、同軸コネクタ１の低背化を図ることができる。

また、本実施形態では、信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１の形状を、第１のスリット１１１で分割された筒形状としたので、小型な同軸コネクタ１をインサート成形によって形成する場合でも、信号用コンタクト１０の信号用嵌合部１１とグランドシェル３０の接地用嵌合部３１との間にハウジング２０の凸部２２を確保することができる。

従って、本実施形態では、同軸コネクタ１の小型化と低背化を両立させることができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…同軸コネクタ
１０…コンタクト（信号用導体）
１１…信号用嵌合部
１１１…第１のスリット
１２…支持部
１２２…面取部
１３…信号用端子
２０…ハウジング（絶縁体）
２１…本体部
２１ａ…上面
２２…凸部
２３…第１の貫通孔
２４…第２の貫通孔
３０…グランドシェル（接地用導体）
３１…接地用嵌合部
３１２…突起
３１３…第２のスリット
３１３ａ…下端
３２〜３４…接地用端子
５０…回路配線板
Ｓ_１…第１の間隙
Ｓ_２…第２の間隙

Claims

回路配線板に実装される表面実装型の同軸コネクタであって、
軸方向に沿った第１のスリットが形成された円筒状の信号用嵌合部を有する信号用導体と、
第１の間隔を介して前記嵌合部を囲繞する環状の凸部を有する絶縁体と、
第２の間隔を介して前記凸部を囲繞する環状の接地用嵌合部を有する接地用導体と、を備えており、
前記信号用導体、前記絶縁体、及び前記接地用導体は、インサート成形によって一体成形されていることを特徴とする同軸コネクタ。
請求項１記載の同軸コネクタであって、
前記接地用嵌合部は、前記凸部に向かって突出する複数の突起を有し、
複数の前記突起は、前記接地用嵌合部の内周面に周方向に沿って配置されていることを特徴とする同軸コネクタ。
請求項２記載の同軸コネクタであって、
前記絶縁体において前記凸部の軸方向に沿って前記突起を投影した箇所に貫通孔が形成されていることを特徴とする同軸コネクタ。
請求項１〜３の何れかに記載の同軸コネクタであって、
前記信号用導体は、前記信号用嵌合部を支持する支持部を有し、
前記支持部の周縁の少なくとも一部が面取りされていることを特徴とする同軸コネクタ。
請求項１〜４の何れかに記載の同軸コネクタであって、
前記絶縁体は、前記凸部の下方に位置する本体部を有し、
前記接地用嵌合部の下部及び前記支持部が、前記本体部に埋設されていることを特徴とする同軸コネクタ。
請求項５記載の同軸コネクタであって、
前記接地用嵌合部には、前記接地用嵌合部の軸方向に沿った第２のスリットが形成されており、
前記第２のスリットの下端は、前記本体部の上面よりも上方に位置していることを特徴とする同軸コネクタ。