JP5209027B2 - 同軸コネクタ - Google Patents

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Description

この発明は、同軸コネクタに係り、特に、同軸コネクタの低背化に関する。
従来から、回路基板上に実装された端子に同軸ケーブルを直角等の所定の角度をなして接続するための、いわゆるアングル型の同軸コネクタは通信機器等において広く使用されている。このような同軸コネクタを用いれば、回路基板を内蔵する電子機器の肉薄化を図ることができる。
この種の同軸コネクタは、互いに嵌合するレセプタクルとプラグとから構成されているが、通常、レセプタクルが嵌合方向にピン状に突出する中心コンタクトを有すると共に、プラグが2枚の板バネ部を含む中心コンタクトを有し、プラグの中心コンタクトの板バネ部でレセプタクルのピン状の中心コンタクトを挟み込むことにより電気的接続を得る構造を有している。
ところが、このような中心コンタクトの接触構造では、プラグの中心コンタクトの板バネ部にレセプタクルの中心コンタクトとの間で信頼性の高い接続を行うに十分なバネ特性を具備させるために、このプラグの中心コンタクトの板バネ部に嵌合方向に沿った所定以上のバネ長を確保する必要がある。このため、嵌合方向における同軸コネクタの高さを小さくすることができなかった。
そこで、例えば特許文献1には、図10に示されるように、レセプタクル1が嵌合方向に直交する平板形状のレセプタクル中心コンタクト2を有し、このレセプタクル中心コンタクト2にプラグ3のバネ状のプラグ中心コンタクト4を接触させるようにした同軸コネクタが開示されている。
実開平6−5158号公報
しかしながら、プラグ中心コンタクト4が、平板形状のレセプタクル中心コンタクト2との接触部から嵌合方向へ引き回される形状を有しているので、嵌合方向における同軸コネクタの高さを大幅に縮小することは困難である。
また、特許文献1の同軸コネクタでは、プラグ外部コンタクト5が環状のレセプタクル外部コンタクト6の外周部に嵌合して接触するので、ぶれ等を生じることなくプラグ外部コンタクト5とレセプタクル外部コンタクト6とを確実に嵌合させるために、これらの間に所定以上の嵌合長を確保する必要があり、結果的に同軸コネクタの高さが大きくなってしまう。
さらに、非嵌合時に、レセプタクル外部コンタクト6がレセプタクル1の外周部に露出しているので、異物が付着しやすい、外力がレセプタクル外部コンタクト6に直接加わりやすい等の問題があり、同軸コネクタとして信頼性に欠けるおそれがあった。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、低背化と信頼性の向上を図ることができる同軸コネクタを提供することを目的とする。
この発明に係る同軸コネクタは、嵌合軸に沿ってレセプタクルにプラグが嵌合される同軸コネクタにおいて、レセプタクルは、内部に嵌合孔が形成されると共に内周面が嵌合孔内に露出する環状のレセプタクル外部コンタクトと、レセプタクル中心コンタクト接触部が嵌合孔の内部で嵌合軸に対して垂直方向に露出するように配置されたレセプタクル中心コンタクトとを有し、プラグは、レセプタクルの嵌合孔の内部に嵌合されて環状のレセプタクル外部コンタクトの内周面に接触するプラグ外部コンタクトと、嵌合軸に対して垂直方向に延びると共にプラグ中心コンタクト接触部が嵌合孔の内部でレセプタクル中心コンタクト接触部に接触するように配置された片持ち梁形状のプラグ中心コンタクトとを有し、プラグ中心コンタクト接触部とレセプタクル中心コンタクト接触部との接触面は、プラグ中心コンタクトの伸張部分とほぼ同一面に形成され、プラグ外部コンタクトは、プラグ中心コンタクトが伸張する方向を除いて嵌合軸の回りに形成されたプラグ外部コンタクト接触部を有するものである。
セプタクルは、環状のレセプタクル外部コンタクトの外周部を覆うと共にレセプタクル中心コンタクトを保持するレセプタクルインシュレータを有することが好ましい。レセプタクル外部コンタクトとレセプタクルインシュレータとレセプタクル中心コンタクトは、一体成型により形成することができる。
また、環状のレセプタクル外部コンタクトの内周面に、プラグ外部コンタクトに接触し且つプラグ外部コンタクトを係止するための環状のレセプタクル外部コンタクト接触部が形成されていることが好ましい。このレセプタクル外部コンタクト接触部は、板厚のつぶし加工により形成することができる。
プラグ外部コンタクトは、プラグ中心コンタクトが伸張する方向を除いて嵌合軸の回りに円弧状に形成されたプラグ外部コンタクト接触部を有することもできる。
さらに、プラグを嵌合するための複数のレセプタクルが配列形成されたレセプタクル部材を備えるように構成してもよい。
この発明によれば、環状のレセプタクル外部コンタクトの内周面が嵌合孔内に露出すると共にレセプタクル中心コンタクト接触部が嵌合孔の内部で嵌合軸に対して垂直方向に露出し、プラグ外部コンタクトが嵌合孔の内部に嵌合されて環状のレセプタクル外部コンタクトの内周面に接触すると共に片持ち梁形状のプラグ中心コンタクトが嵌合軸に対して垂直方向に伸張し、プラグ中心コンタクト接触部が嵌合孔の内部でレセプタクル中心コンタクト接触部に接触するので、低背化を図りながらも信頼性の向上を図ることが可能となる。
この発明の実施の形態1に係る同軸コネクタに用いられるレセプタクルを示す斜視図である。 実施の形態1に係る同軸コネクタに用いられるレセプタクルを示し、(A)は平面図、(B)は側面図、(C)は正面図である。 図2(A)のA−A線断面図である。 実施の形態1に係る同軸コネクタに用いられるプラグを示す斜視図である。 実施の形態1に係る同軸コネクタに用いられるプラグを示し、(A)は平面図、(B)は側面図、(C)は底面図、(D)は正面図である。 実施の形態1に係る同軸コネクタの構成を示す断面図である。 実施の形態1におけるレセプタクル外部コンタクト接触部の製造方法を工程順に示す図である。 実施の形態2に係る同軸コネクタに用いられるレセプタクル部材を示す斜視図である。 実施の形態2に係る同軸コネクタに用いられるレセプタクル部材を示し、(A)は平面図、(B)は側面図、(C)は正面図である。 従来の同軸コネクタの構成を示す断面図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1および図2に、この発明の実施の形態1に係る同軸コネクタに用いられるレセプタクル11の構成を示す。このレセプタクル11は、レセプタクル外部コンタクト12と、レセプタクルインシュレータ13を介してレセプタクル外部コンタクト12に一体に形成されたレセプタクル中心コンタクト14を有している。
レセプタクル外部コンタクト12は、概ね環状の全体形状を有し、その内部に後述するプラグと嵌合するための嵌合孔15が形成されており、レセプタクル外部コンタクト12の内周面16が嵌合孔15内に露出している。この嵌合孔15の中心軸が、レセプタクル11とプラグとの嵌合軸Cとなる。また、レセプタクル外部コンタクト12の両側部は、一体化されたレセプタクルインシュレータ13を抱え込むようにそれぞれレセプタクル11の裏面側へ折り返されている。
レセプタクル中心コンタクト14は、段差状に屈曲した細板形状を有し、一端部がレセプタクル11の裏面側においてレセプタクル11の正面に突出している。このレセプタクル中心コンタクト14の他端部は、嵌合孔15の内部においてレセプタクル11の表面近傍にまで導かれ、レセプタクル中心コンタクト接触部17として、レセプタクル11とプラグとの嵌合軸Cとなる嵌合孔15の中心軸に対して垂直方向に平面状に露出している。
図3に示されるように、レセプタクルインシュレータ13は、環状のレセプタクル外部コンタクト12の外周部を覆うと共に、レセプタクル外部コンタクト12の内周面16に接触することなくレセプタクル11の裏面側から嵌合孔15の内部に突出形成されており、このレセプタクルインシュレータ13によってレセプタクル中心コンタクト14が保持されている。
また、レセプタクル外部コンタクト12の内周面16には、環状のレセプタクル外部コンタクト接触部18が形成されている。このレセプタクル外部コンタクト接触部18は、レセプタクル外部コンタクト12の内周面16に凹状に形成されており、嵌合孔15の内部に嵌合されたプラグの外部コンタクトに接触し且つ係止するためのものである。
図4および図5に、実施の形態1に係る同軸コネクタに用いられるプラグ21の構成を示す。プラグ21は、プラグ外部コンタクト22と、プラグインシュレータ23を介してプラグ外部コンタクト22に一体に形成されたプラグ中心コンタクト24を有している。
プラグ外部コンタクト22には、レセプタクル11との嵌合軸Cを中心とした円弧状のプラグ外部コンタクト接触部25が形成されている。このプラグ外部コンタクト接触部25は、プラグ21がレセプタクル11に嵌合されたときに、レセプタクル11の嵌合孔15の内部において環状のレセプタクル外部コンタクト接触部18に接触するものであり、凹状のレセプタクル外部コンタクト接触部18に係止されるように外方に向かって凸状に突出した断面形状を有している。
プラグ外部コンタクト22は、レセプタクル11との嵌合軸Cから嵌合軸Cと直交する方向に伸張した伸張部26を有し、この伸張部26の先端近傍に同軸ケーブルの外部導体に接続されるケーブル接続部27が形成されている。
図5(C)に示されるように、プラグ中心コンタクト24は、プラグ外部コンタクト22の伸張部26の中間部においてプラグインシュレータ23を介してプラグ外部コンタクト22に固定され、ここからプラグ外部コンタクト22の伸張部26とほぼ平行にレセプタクル11との嵌合軸C付近にまで伸張した、いわゆる片持ち梁形状を有している。プラグ中心コンタクト24には、レセプタクル11との嵌合軸C付近に位置する片持ち梁の自由端にプラグ中心コンタクト接触部28が形成されている。このプラグ中心コンタクト接触部28は、プラグ21とレセプタクル11との嵌合時にレセプタクル外部コンタクト接触部18に接触して電気的接続を行うものである。
このように、プラグ中心コンタクト24がプラグ外部コンタクト22の伸張部26とほぼ平行に延びる片持ち梁形状を有しているので、十分なバネ長が確保され、プラグ21とレセプタクル11との嵌合時にプラグ中心コンタクト接触部28とレセプタクル外部コンタクト接触部18との間で信頼性の高い接続を行うに十分なバネ特性がプラグ中心コンタクト24に具備されている。
なお、図5(C)に示されるように、プラグ外部コンタクト接触部25は、プラグ中心コンタクト24が伸張する方向を除いた円弧形状に形成されている。すなわち、プラグ中心コンタクト接触部28は円弧状のプラグ外部コンタクト接触部25の内側に位置しているが、プラグ中心コンタクト24は、プラグ外部コンタクト接触部25が存在しない部分を通って伸張している。
また、プラグ中心コンタクト24には、プラグ外部コンタクト22への固定部の近傍に同軸ケーブルの中心導体に接続されるケーブル接続部29が形成されている。
プラグインシュレータ23は、プラグ外部コンタクト22の伸張部26の中間部においてプラグ中心コンタクト24をプラグ外部コンタクト22に固定すると共に、プラグ外部コンタクト22の伸張部26に沿ってこの伸張部26の裏面上に配置されることにより、プラグ外部コンタクト22とプラグ中心コンタクト24との電気的短絡を防止している。
次に、実施の形態1に係る同軸コネクタの作用について説明する。
図6に示されるように、予め、プラグ21のプラグ外部コンタクト22のケーブル接続部27に同軸ケーブル31の外部導体が接続されると共にプラグ中心コンタクト24のケーブル接続部29に同軸ケーブル31の中心導体が接続されているものとする。また、レセプタクル11は、図示しない電子機器の回路基板上に実装されているものとする。
プラグ21のプラグ外部コンタクト22のプラグ外部コンタクト接触部25を嵌合軸Cに沿ってレセプタクル11の嵌合孔15内に押圧し嵌合させると、外方に向かって凸状に突出した円弧状のプラグ外部コンタクト接触部25が凹状のレセプタクル外部コンタクト接触部18に接触し、これらプラグ外部コンタクト接触部25とレセプタクル外部コンタクト接触部18とが互いに電気的に接続されると共に、プラグ外部コンタクト接触部25がレセプタクル外部コンタクト接触部18に係止される。
このようにして、プラグ外部コンタクト接触部25がレセプタクル外部コンタクト接触部18に係止されると、プラグ中心コンタクト24のプラグ中心コンタクト接触部28は、レセプタクル11の嵌合孔15の内部で嵌合軸Cに対して垂直方向に平面状に露出しているレセプタクル中心コンタクト接触部17に接触する。このとき、片持ち梁形状のプラグ中心コンタクト24には、十分に確保されたバネ長に起因して所定のバネ特性が具備されているため、プラグ中心コンタクト接触部28とレセプタクル中心コンタクト接触部17との間で信頼性の高い電気的接続が行われる。
これにより、同軸ケーブル31の外部導体が、プラグ外部コンタクト22、プラグ外部コンタクト接触部25およびレセプタクル外部コンタクト接触部18を順次介してレセプタクル外部コンタクト12に電気的に接続され、同軸ケーブル31の中心導体が、プラグ中心コンタクト24、プラグ中心コンタクト接触部28およびレセプタクル中心コンタクト接触部17を順次介してレセプタクル中心コンタクト14に電気的に接続される。
ここで、プラグ中心コンタクト24は、嵌合軸Cに対して垂直方向に伸張する片持ち梁形状を有しているので、嵌合軸C方向の高さに関わらずに十分なバネ長を確保することができ、また、レセプタクル中心コンタクト接触部17が嵌合軸Cに対して垂直方向に平面状に露出しているため、信頼性の高い電気的接続を可能としながらも、同軸コネクタの低背化を図ることができる。
特に、レセプタクル11とプラグ21の嵌合時には、図6に示されるように、プラグ中心コンタクト24は、嵌合軸Cに対して垂直方向に伸張するほぼ平板形状を有し、プラグ中心コンタクト24の先端部に形成されたプラグ中心コンタクト接触部28とレセプタクル中心コンタクト接触部17との接触面は、プラグ中心コンタクト24の伸張部分とほぼ同一面と言えるほど、プラグ中心コンタクト24の伸張部分に近い高さに形成される。このため、同軸コネクタの低背化がさらに促進されている。
また、レセプタクル外部コンタクト接触部18が嵌合孔15の内周面に形成され、レセプタクル中心コンタクト接触部17が嵌合孔15の内部に配置されているため、これらレセプタクル外部コンタクト接触部18およびレセプタクル中心コンタクト接触部17に異物等が付着しにくく、不測の外力が加わるおそれも少なく、同軸コネクタとしての信頼性が向上する。
さらに、環状のレセプタクル外部コンタクト12の外周部がレセプタクルインシュレータ13で覆われているため、レセプタクル外部コンタクト12の変位がレセプタクルインシュレータ13によって抑制され、嵌合長が短くても、また、嵌合/取り外しを多数回行っても、嵌合部が緩んで不安定になるおそれが少なく、信頼性の高い同軸コネクタが実現される。
なお、レセプタクル11は、レセプタクル外部コンタクト12とレセプタクルインシュレータ13とレセプタクル中心コンタクト14を射出成型法等により一体成型することができる。これにより、レセプタクル外部コンタクト12およびレセプタクル中心コンタクト14とレセプタクルインシュレータ13との密着性が高まり、レセプタクル11の強度が向上する。
同様に、プラグ21は、プラグ外部コンタクト22とプラグインシュレータ23とプラグ中心コンタクト24を射出成型法等により一体成型することができる。これにより、プラグ外部コンタクト22およびプラグ中心コンタクト24とプラグインシュレータ23との密着性が高まり、プラグ21の強度が向上する。
また、レセプタクル外部コンタクト12の環状のレセプタクル外部コンタクト接触部18は、曲げ加工により形成することもできるが、板厚のつぶし加工を利用することで、より容易に製造することができる。例えば、図7に示されるように、レセプタクル外部コンタクト12の形成材料となる平板状の金属板32に板厚のつぶし加工により環状の凹部33を形成し、その後、バーリング加工を施して環状の凹部33の中心に開口部34を形成すると同時に開口部34の周辺に立ち上がり部35を形成する。このとき、環状の凹部33が内周部に位置するように、立ち上がり部35が形成される。このようにして形成された立ち上がり部35の凹部33がレセプタクル外部コンタクト接触部18となり、開口部34が嵌合孔15となる。
実施の形態2
図8および図9に、実施の形態2に係る同軸コネクタに用いられるレセプタクル部材41の構成を示す。このレセプタクル部材41は、図1および図2に示した実施の形態1におけるレセプタクル11と同様の構成を有する第1のレセプタクル42および第2のレセプタクル43を互いに隣接させて一体に形成したものである。
レセプタクル部材41は、レセプタクル外部コンタクト44と、レセプタクルインシュレータ45を介してレセプタクル外部コンタクト44に一体に形成された2つのレセプタクル中心コンタクト46および47を有している。
レセプタクル外部コンタクト44とレセプタクルインシュレータ45とレセプタクル中心コンタクト46により第1のレセプタクル42が、レセプタクル外部コンタクト44とレセプタクルインシュレータ45とレセプタクル中心コンタクト47により第2のレセプタクル43が、それぞれ構成されている。すなわち、第1のレセプタクル42および第2のレセプタクル43は、レセプタクル外部コンタクト44とレセプタクルインシュレータ45を互いに共通して用いると共に、それぞれ専用のレセプタクル中心コンタクト46および47を有している。
このようにレセプタクル外部コンタクト44とレセプタクルインシュレータ45を互いに共通して用いる点を除いて、第1のレセプタクル42および第2のレセプタクル43の内部構造は、実施の形態1におけるレセプタクル11と同様である。
第1のレセプタクル42は、嵌合孔48と、嵌合孔48の内周面に形成された環状のレセプタクル外部コンタクト接触部49と、嵌合孔48の内部において嵌合軸C1に対して垂直方向に平面状に露出するレセプタクル中心コンタクト接触部50を備えている。
同様に、第2のレセプタクル43は、嵌合孔51と、嵌合孔51の内周面に形成された環状のレセプタクル外部コンタクト接触部52と、嵌合孔51の内部において嵌合軸C2に対して垂直方向に平面状に露出するレセプタクル中心コンタクト接触部53を備えている。
このレセプタクル部材41は、レセプタクル外部コンタクト44とレセプタクルインシュレータ45と2つのレセプタクル中心コンタクト46および47を射出成型法等により一体成型することができ、これにより、レセプタクル外部コンタクト44およびレセプタクル中心コンタクト46,47とレセプタクルインシュレータ45との密着性が高まり、レセプタクル部材41の強度が向上する。
そして、これら第1のレセプタクル42および第2のレセプタクル43に、図4および図5に示したようなプラグ21がそれぞれ嵌合される。すなわち、嵌合軸C1に沿ってプラグ21が第1のレセプタクル42に嵌合されると共に、嵌合軸C2に沿ってプラグ21が第2のレセプタクル43に嵌合される。
これにより、2芯構造の同軸コネクタが実現される。
ここで、第1のレセプタクル42における環状のレセプタクル外部コンタクト接触部49の外周部および第2のレセプタクル43における環状のレセプタクル外部コンタクト接触部52の外周部はそれぞれレセプタクルインシュレータ45により覆われており、第1のレセプタクル42の嵌合孔48と第2のレセプタクル43の嵌合孔51の内部にそれぞれプラグ21が嵌合されるため、第1のレセプタクル42と第2のレセプタクル43の配置の自由度が高く、用途に応じた自由な設計が可能となる。
同様にして、3芯以上の多芯構造の同軸コネクタを構成することもできる。
この発明によれば、図6のように、レセプタクルにプラグを嵌合させた状態で、嵌合軸Cに沿ったレセプタクルの下面からプラグの上面までの高さを1mm程度にまで低背化した同軸コネクタを実現することができる。
このため、この発明に係る同軸コネクタは、薄型化が要求される電子機器、例えば、携帯電話等に適用されることで、大きな効果を奏するものである。さらに、同軸型のコネクタであるので、携帯電話等において、高画質画像の画像信号の伝送、広帯域の送受信信号の伝送等に特に適している。
1 レセプタクル、2 レセプタクル中心コンタクト、3 プラグ、4 プラグ中心コンタクト、5 プラグ外部コンタクト、6 レセプタクル外部コンタクト、11 レセプタクル、12 レセプタクル外部コンタクト、13 レセプタクルインシュレータ、14 レセプタクル中心コンタクト、15 嵌合孔、16 内周面、17 レセプタクル中心コンタクト接触部、18 レセプタクル外部コンタクト接触部、21 プラグ、22 プラグ外部コンタクト、23 プラグインシュレータ、24 プラグ中心コンタクト、25 プラグ外部コンタクト接触部、26 伸張部、27,29 ケーブル接続部、28 プラグ中心コンタクト接触部、31 同軸ケーブル、32 金属板、33 凹部、34 開口部、35 立ち上がり部、41 レセプタクル部材、42 第1のレセプタクル、43 第2のレセプタクル、44 レセプタクル外部コンタクト、45 レセプタクルインシュレータ、46,47 レセプタクル中心コンタクト、48,51 嵌合孔、49,52 レセプタクル外部コンタクト接触部、50,53 レセプタクル中心コンタクト接触部、C,C1,C2 嵌合軸。

Claims (7)

  1. 嵌合軸に沿ってレセプタクルにプラグが嵌合される同軸コネクタにおいて、
    前記レセプタクルは、内部に嵌合孔が形成されると共に内周面が前記嵌合孔内に露出する環状のレセプタクル外部コンタクトと、レセプタクル中心コンタクト接触部が前記嵌合孔の内部で前記嵌合軸に対して垂直方向に露出するように配置されたレセプタクル中心コンタクトとを有し、
    前記プラグは、前記レセプタクルの前記嵌合孔の内部に嵌合されて前記環状のレセプタクル外部コンタクトの前記内周面に接触するプラグ外部コンタクトと、前記嵌合軸に対して垂直方向に伸張すると共にプラグ中心コンタクト接触部が前記嵌合孔の内部で前記レセプタクル中心コンタクト接触部に接触するように配置された片持ち梁形状のプラグ中心コンタクトとを有し、
    前記プラグ中心コンタクト接触部と前記レセプタクル中心コンタクト接触部との接触面は、前記プラグ中心コンタクトの伸張部分とほぼ同一面に形成され、
    前記プラグ外部コンタクトは、前記プラグ中心コンタクトが伸張する方向を除いて前記嵌合軸の回りに形成されたプラグ外部コンタクト接触部を有することを特徴とする同軸コネクタ。
  2. 前記レセプタクルは、前記環状のレセプタクル外部コンタクトの外周部を覆うと共に前記レセプタクル中心コンタクトを保持するレセプタクルインシュレータを有する請求項に記載の同軸コネクタ。
  3. 前記レセプタクル外部コンタクトと前記レセプタクルインシュレータと前記レセプタクル中心コンタクトは、一体成型により形成されている請求項に記載の同軸コネクタ。
  4. 前記環状のレセプタクル外部コンタクトの前記内周面に、前記プラグ外部コンタクトに接触し且つ前記プラグ外部コンタクトを係止するための環状のレセプタクル外部コンタクト接触部が形成されている請求項1〜のいずれか一項に記載の同軸コネクタ。
  5. 前記レセプタクル外部コンタクト接触部は、板厚のつぶし加工により形成されている請求項に記載の同軸コネクタ。
  6. 前記プラグ外部コンタクトは、前記プラグ中心コンタクトが伸張する方向を除いて前記嵌合軸の回りに円弧状に形成されたプラグ外部コンタクト接触部を有する請求項1〜のいずれか一項に記載の同軸コネクタ。
  7. 前記プラグを嵌合するための複数の前記レセプタクルが配列形成されたレセプタクル部材を備える請求項1〜のいずれか一項に記載の同軸コネクタ。
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