JP5286190B2 - 同軸コネクタ、及びコネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は同軸プラグが接続される同軸コネクタに係り、特に基板に実装される同軸コネクタに関する。

従来、コンピュータや基板間で信号や電力を伝送するための同軸コネクタが広く用いられている。同軸コネクタは、基板に実装されることが多いが、基板のなす平面に対して直交する方向からプラグを接続するものと、基板のなす平面と略同じ方向又は角度の浅い方向からプラグを接続するものが存在する。これらのうち、基板のなす平面と略同じ方向又は角度の浅い方向からプラグを接続するものを、ライトアングル接続と称する。ライトアングル接続が可能な同軸コネクタは、実際の設計場面において利便性が高いことが多く、研究が進められている。

ライトアングル接続を実現した高周波無線用コネクタユニットについての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このコネクタユニットは、可動コンタクトと固定コンタクトを有し、プラグの信号コンタクトが挿入された状態では、可動コンタクトのみがプラグと導通して外部アンテナを用いるようになり、プラグの信号コンタクトが挿入されていない状態では、可動コンタクトと固定コンタクトが導通して内部アンテナを用いるようになる。

特開２００４−３０４３１３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のコネクタユニットは、コンタクト部がはんだ等で固定されるため、修理や点検が困難な場合がある。また、グランドコンタクトがシグナルコンタクトを十分に囲繞していないため、信号伝送における特性インピーダンスが高くなり、インピーダンス整合をとるのが困難な場合がある。更に、グランドコンタクトの信号伝送経路を十分に広くする工夫がなされていないため、高速（高周波）な信号伝送に対応することが困難な場合がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、基板からの取り外しやインピーダンス整合を容易にし、高速伝送に対応可能な同軸コネクタを提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
実装される基板と略平行な向きで同軸構造のプラグが装着される同軸コネクタであって、
プラグピンに一端が接続されると共に、他端において前記基板側に向かって折れ曲がり又は湾曲するように形成されたシグナルコンタクトと、
前記シグナルコンタクトの一部を囲繞する略円筒状の本体部を有し、前記本体部の一方の側に形成された第１の接続部によりプラグ側グランド部材に接続されると共に、前記本体部の他方の側に形成された第２の接続部により前記基板に接続されるグランドコンタクトと、を備え、
前記第２の接続部は、
前記シグナルコンタクトを二面以上で囲繞する中央部材であって、前記シグナルコンタクトの折れ曲がり又は湾曲するように形成された部位を通す孔部が形成された、断面が略コ字形状の中央部材と、
前記中央部材の側部から延出し、端部が前記中央部材の先端部と対向離間するように形成されたアーム部と、を有し、
ハウジングが前記基板に固定されることにより前記アーム部の端部が前記中央部材の先端部と接触し、前記アーム部に発生する弾性力によって前記アーム部の一部が前記基板の有する電極に圧接される、
同軸コネクタである。

この本発明の一態様によれば、基板からの取り外しやインピーダンス整合を容易にし、高速伝送に対応することができる。

本発明の第１の態様において、
前記アーム部を前記中央部材の両側部に二本備えるものとしてもよい。

また、本発明の第１の態様において、
前記シグナルコンタクトと前記グランドコンタクトの組を複数組備えるものとしてもよい。

また、本発明の第１の態様において、
前記第１の接続部は、前記プラグ側グランド部材と根本側及び先端側の少なくとも二箇所で接続されるものとしてもよい。

本発明の第２の態様は、
第１の接続部がプラグ側グランド部材と根本側及び先端側の少なくとも二箇所で接続される態様の本発明の第１の態様の同軸コネクタと、
弾性復元力によって前記グランドコンタクトに接続される前記プラグ側グランド部材を有するプラグと、
を備える同軸コネクタ装置である。

本発明によれば、基板からの取り外しやインピーダンス整合を容易にし、高速伝送に対応可能な同軸コネクタを提供することができる。

本発明の一実施例に係るコネクタ装置１の外観構成を示す斜視図である。 セットとして用いられる各同軸コネクタ１０の外観構成を示す斜視図である。 コネクタ装置１が基板１００に実装された状態を異なる方向から見た斜視図である。 プラグ７０の一部を示す斜視図である。 プラグ７０が同軸コネクタ１０に挿入される様子を示す図である。 シグナルコンタクト４０の全体構造を示す斜視図である。 シグナルコンタクト４０とグランドコンタクト５０が組み合わされた状態を示す斜視図である。 グランドコンタクト５０の第２の接続部５３を異なる方向から見た斜視図である。 グランドコンタクト５０の第２の接続部５３を先端方向から見た斜視図である。 同軸コネクタ１０のコンタクト３０が基板１００に接続された状態を示す図である。 同軸コネクタ１０のコンタクト３０が基板１００に接続された状態を拡大して示す図である。 同軸コネクタ１０のコンタクト３０が基板１００に接続された状態を別の角度から見た拡大図である。 ハウジング２０が基板１００に取り付けられ、アーム部５３Ｂ、５３Ｃの端部５３Ｂｂ、５３Ｃｂが基板１００から外力を印加された状態を示す図である。 基板１００に取り付けられた状態におけるコンタクト３０の状態を底側（基板１００が取り付けられる側）から見た図である。 本発明の他の実施例に係るグランドコンタクト５０の第２の接続部５３を異なる方向から見た斜視図である。 本発明の他の実施例に係る、基板１００に取り付けられた状態におけるコンタクト３０の状態を底側（基板１００が取り付けられる側）から見た図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、図面を参照し、本発明の一実施例に係るコネクタ装置１について説明する。図１は、本発明の一実施例に係るコネクタ装置１の外観構成を示す斜視図である。コネクタ装置１は、同軸コネクタ１０と、プラグ７０と、を有する。

同軸コネクタ１０は、例えば一対のものがセットとして用いられ、後述する基板１００を間に挟むようにして基板１００に実装される。図２（Ａ）、（Ｂ）は、セットとして用いられる各同軸コネクタ１０の外観構成を示す斜視図である。同軸コネクタ１０は、プラグ７０が挿入されることにより、プラグ７０と基板１００とを電気的に接続させるものである。なお、同軸コネクタ１０は、単独で基板１００に実装されても構わない。

同軸コネクタ１０は、ハウジング２０と、これに取り付けられた複数のコンタクト３０と、を有する。

ハウジング２０は、ＬＣＰ等の熱可塑性樹脂を成型したものであり、基板１００に実装される際に用いられるボルト２２を挿入するための挿入孔２４や、コンタクト３０を取り付けるための複数の貫通孔が形成されている。一つの貫通孔には一組のコンタクト３０が取り付けられる。また、ハウジング２０には、位置決め用の段差２６、孔部２８等が形成されている。

各コンタクト３０は、接続される同軸プラグに対応し、シグナルコンタクト４０と、グランドコンタクト５０と、を有する（共に後述する）。

図３（Ａ）、（Ｂ）は、コネクタ装置１が基板１００に実装された状態を異なる方向から見た斜視図である。図示するように、コネクタ装置１は、実装される基板１００と略平行な向きで同軸構造のプラグ７０が装着されることを特徴の一つとする（ライトアングル接続）。

まず、プラグ７０について説明する。プラグ７０は、同軸ケーブルが接続される同軸プラグであり、プラグピン７１、グランド部材７２、及び絶縁体７３等により構成されている。具体的には、絶縁体７３に貫通形成された小孔にプラグピン７１を圧入し、この絶縁体７３を筒状のグランド部材７２に圧入した構造を有している。

同軸ケーブルは、中心位置から信号線となる銅製の芯線、樹脂製の絶縁体、編組線からなるシールド線、樹脂製の保護膜が順次積層された構成とされている。同軸ケーブルの芯線はプラグピン７１に接続され、シールド線はグランド部材７２に接続される。

図４は、プラグ７０の一部を示す斜視図である。グランド部材７２は、図示するように、先端から根本にかけて複数のスリット７２Ａが形成されており、これによって先端が複数（例えば３本）に分かれた形状となっている。係る形状によって、グランド部材７２は、外側からプラグピン７１側に押圧されて、プラグピン７１側に弾性変形可能となっている。

図５は、プラグ７０が同軸コネクタ１０に挿入される様子を示す図である。図示するように、プラグ７０のグランド部材７２は、グランドコンタクト５０の第１の接続部５１の内側に入るように挿入される。

グランドコンタクト５０は、りん青銅等のコンタクト材料によって形成される。グランドコンタクト５０は、略円筒状の本体部５２の一方の側に、グランド部材７２と接続するための第１の接続部５１が、他方の側に、基板１００に接続するための第２の接続部５３が形成されている。

グランドコンタクト５０の第１の接続部５１は、例えば本体部５２から４本に分かれて延出した構造となっており、先端を外側に折り曲げ形成することによって、プラグ７０のグランド部材７２が入り易くするためのガイド部５１Ａが形成されている。また、グランドコンタクト５０第１の接続部５１は、内側からプラグ７０のグランド部材７２に押圧されて、外側に弾性変形可能となっている。

このような構造によって、プラグ７０が同軸コネクタ１０に挿入された際には、プラグ７０のグランド部材７２が内側に弾性変形すると共に、グランドコンタクト５０の第１の接続部５１が外側に弾性変形し、それぞれの復元力によって安定的に固定される。

この際に、グランドコンタクト５０の第１の接続部５１は、先端側と根本側の２箇所でプラグ７０のグランド部材７２に接触し、電気的に接続される。これによって、グランド信号伝送路にスタブが生じることを回避することができ、高周波伝送においてノイズの混入を抑制することができる。

次に、シグナルコンタクト４０について説明する。図６は、シグナルコンタクト４０の全体構造を示す斜視図である。なお、本図はシグナルコンタクト４０の一部を囲繞するグランドコンタクト５０を取り除いた状態を示している。

シグナルコンタクト４０は、本体部４２の一方の端部に、プラグ７０のプラグピン７１を両側から挟み込んでこれと導通する第１の接続部４１が形成され、他方の端部に、基板１００側に向かって折れ曲げられた第２の接続部４３が形成されている。シグナルコンタクト４０の素材についてはグランドコンタクト５０と同様であってよい。

なお、シグナルコンタクト４０の第１の接続部４１は、図示するようなナイフ・フォーク形状でなく、ベローズ形状を有するものであってよい。また、シグナルコンタクト４０第２の接続部４３は、基板１００側に向かって湾曲する形状であってもよい。

そして、図７は、シグナルコンタクト４０とグランドコンタクト５０が組み合わされた状態を示す斜視図である。シグナルコンタクト４０は、第１の接続部４１がグランドコンタクト５０の第１の接続部に囲繞され、本体部４２がグランドコンタクトの略円筒状の本体部５２に収納される。

また、シグナルコンタクト４０の第２の接続部４３は、図示するような構造のグランドコンタクトの第２の接続部５３に左右両側と底側（基板１００が取り付けられる側）の三方を囲繞されており、グランドコンタクトの第２の接続部５３に形成された孔部５３Ａａを通って、基板１００が取り付けられる側に突出している。

ここで、シグナルコンタクト４０の第２の接続部４３を三方から囲繞するグランドコンタクト５０の第２の接続部５３の構造について説明する。図８（Ａ）、（Ｂ）は、グランドコンタクト５０の第２の接続部５３を異なる方向から見た斜視図である。図８（Ａ）は、グランドコンタクト５０の第２の接続部５３の表側（基板１００に接続される側と反対の側）を示しており、図８（Ｂ）は、グランドコンタクト５０の第２の接続部５３の裏側（基板１００に接続される側）を示している。

図示するように、グランドコンタクト５０の第２の接続部５３は、断面が略コ字形状の中央部材５３Ａと、その側部から延出するアーム部５３Ｂ、５３Ｃが一体に形成されている。

中央部材５３Ａは、グランドコンタクト５０の本体部５２から延出してグランドコンタクト５０の第２の接続部５３に対向する底板部５３Ａｂと、底板部５３Ａｂの両側から折れ曲がって延出する側壁部５３Ａｃ、５３Ａｄと、側壁部５３Ａｃ、５３Ａｄを先端付近で連結させる先端接続部５３Ａｇと、が一体に形成されている。先端接続部５３Ａｇには、シグナルコンタクト４０の第２の接続部４３を通すための凹部５３Ａｈが形成されている。

アーム部５３Ｂ、５３Ｃは、中央部材５３Ａの側壁部５３Ａｃ、５３Ａｄから折れ曲がって延出すると共に、中央部材５３Ａに沿って先端方向に延在し、途中でシグナルコンタクト４０の第２の接続部４３と同じ方向に折れ曲がって（又は湾曲して）突出し、基板１００に接続されるための基板接続箇所５３Ｂａ、５３Ｃａが形成される。

なお、こうしたグランドコンタクト５０の第２の接続部５３の形状は、基材となる板材をプレス成形により打ち抜き形成した後に、所定形状に折り曲げ形成することによって形成される。

図９は、グランドコンタクト５０の第２の接続部５３を先端方向から見た斜視図である。図示するように、アーム部５３Ｂ、５３Ｃの端部５３Ｂｂ、５３Ｃｂは、外力印加がされていない状態において、それぞれ中央部材５３Ａの側壁部５３Ａｃ、５３Ａｄの先端部と対向離間するように形成されている（後述するように、同軸コネクタ１０が基板１００に押しつけられると、これらは接触することになる）。

このような構成を有する同軸コネクタ１０のコンタクト３０は、図１０及び図１１に示すような状態で基板１００に接続される。図１０は、同軸コネクタ１０のコンタクト３０が基板１００に接続された状態を示す図であり、図１１は、同軸コネクタ１０のコンタクト３０が基板１００に接続された状態を拡大して示す図である。また、図１２は、同軸コネクタ１０のコンタクト３０が基板１００に接続された状態を別の角度から見た拡大図である。

図示するように、同軸コネクタ１０は、ライトアングル接続が可能となるように、基板１００に対して寝かされた状態で基板１００に接続される。シグナルコンタクト４０の第２の接続部４３は基板１００のシグナル端子１０１に、グランドコンタクト５０のアーム部５３Ｂ、５３Ｃにおける基板接続箇所５３Ｂａ、５３Ｃａは基板１００のグランド端子１０２Ａ、１０２Ｂに、それぞれ一列に並んで接続されることになる。これによって、基板の高密度化を実現することができる。

この際に、まず、シグナルコンタクト４０の第２の接続部４３やグランドコンタクト５０のアーム部５３Ｂ、５３Ｃは、ハウジング２０が基板１００に押しつけられることによって、基板１００に押圧される。そして、ボルト２２等によってハウジング２０が基板１００に固定されると、弾性復元力によって基板１００のシグナル端子１０１やグランド端子１０２Ａ、１０２Ｂに圧接され、これらに安定的に接続される。

これによって、ケーブルの信号線（芯線）はシグナルコンタクト４０を介して基板１００のシグナル端子と電気的に接続され、信号伝送が行なわれる。また、ケーブルのシールド線はグランドコンタクト５０を介して基板１００のグランド端子１０２Ａ、１０２Ｂと接続され、グランド信号の伝送が行なわれる。本実施例の同軸コネクタ１０は、基板１００との接続においてはんだ付け等を行なう必要がないため、基板１００からの取り外しが容易であり、修理や点検を簡易に行なうことができる。

以下、グランドコンタクト５０の第２の接続部５３の構造について更に説明する。図９に示したように、アーム部５３Ｂ、５３Ｃの端部５３Ｂｂ、５３Ｃｂは、外力印加がされていない状態（ハウジング２０が基板１００に取り付けられていない状態）において、それぞれ中央部材５３Ａの側壁部５３Ａｃ、５３Ａｄの先端部と対向離間している。

図１３は、ハウジング２０が基板１００に取り付けられ、アーム部５３Ｂ、５３Ｃの端部５３Ｂｂ、５３Ｃｂが基板１００から外力を印加された状態を示す図である。図示するように、アーム部５３Ｂ、５３Ｃの端部５３Ｂｂ、５３Ｃｂは、中央部材５３Ａの側壁部５３Ａｃ、５３Ａｄの先端部に接触して導通することになる。

図１４は、基板１００に取り付けられた状態におけるコンタクト３０の状態を底側（基板１００が取り付けられる側）から見た図である。

本実施例の同軸コネクタ１０では、まず、シグナルコンタクト４０の第１の接続部４１及び本体部４２を、グランドコンタクト５０の第１の接続部５１及び本体部５２で囲繞しているため、プラグピン７１及びシグナルコンタクト３０に外乱が侵入することを防止することができる。

そして、シグナルコンタクト４０の第２の接続部４３については、グランドコンタクト５０の側壁部５３Ａｃが形成する面（図中、第１の面）、及び側壁部５３Ａｄが形成する面（図中、第２の面）の二面で（底板部５３Ａｂを含めると三面で）囲繞しているため、シグナルコンタクトにおける基板側に延出する部材をグランド部材で囲繞していないものに比して、プラグピン７１及びシグナルコンタクト３０への外乱の侵入を、より効果的に防止することができる。

また、シグナルコンタクト４０の全体に亘ってグランドコンタクト５０が近接しているため、シグナルコンタクト４０のインピーダンス整合が容易であり、この結果、同軸コネクタ１０のインピーダンス整合が容易となる。

更に、図１４に示すように、本実施例の同軸コネクタ１０では、グランド伝送路を複数設けている。すなわち、底板部５３Ａｂから側壁部５３Ａｃを介してアーム部５３Ｂを通り基板接続箇所５３Ｂａに至る第１の経路と、底板部５３Ａｂから側壁部５３Ａｃ、先端接続部５３Ａｇを通り基板接続箇所５３Ｂａに至る第２の経路と、底板部５３Ａｂから側壁部５３Ａｄを介してアーム部５３Ｃを通り基板接続箇所５３Ｃａに至る第３の経路と、底板部５３Ａｂから側壁部５３Ａｄ、先端接続部５３Ａｇを通り基板接続箇所５３Ｃａに至る第４の経路と、が少なくとも設けられている。これによって、グランドコンタクト５０のインピーダンス整合が容易となり、この結果、同軸コネクタ１０のインピーダンス整合が容易となる。また高速伝送を行なう際のノイズの混入を防止することができる。

以上説明した本実施例の同軸コネクタ１０では、はんだ付けがされることなく安定的にコンタクト部材が基板に接続されるため、修理や点検が容易な構成となっている。

また、シグナルコンタクト４０及びグランドコンタクト５０をハウジング２０に装着する際に装着誤差が発生していたとしても、またハウジング２０、シグナルコンタクト４０、グランドコンタクト５０等に製造誤差が発生していたとしても、これらの誤差は、シグナルコンタクトの第２の接続部４３やグランドコンタクト５０のアーム部５３Ｂ、５３Ｃの弾性変形により吸収される。

また、各接触点は圧接されるため、確実に電気的な接続を図ることができる。これにより、同軸コネクタ１０と基板１００との接続信頼性を高めることができる。

また、シグナルコンタクト４０の第２の接続部４３を二面以上で囲繞しているため、プラグピン７１及びシグナルコンタクト３０への外乱の侵入を、より効果的に防止することができ、同軸コネクタ１０のインピーダンス整合をとるのも容易となる。

また、グランド伝送路を複数設けているため、グランドコンタクト５０のインピーダンス整合が容易となり、また高速伝送を行なう際のノイズの混入を防止することができる。

以上より、基板からの取り外しやインピーダンス整合を容易にし、高速伝送に対応可能な構成となっている。

また、本実施例のコネクタ装置１では、グランドコンタクト５０の第１の接続部５１が先端側と根本側の２箇所でプラグ７０のグランド部材７２に接触し、電気的に接続されるため、グランド信号伝送路にスタブが生じることを回避することができ、高周波伝送においてノイズの混入を抑制することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、図１５に示すように、中央部材５３Ａは、側壁部５３Ａｃ、５３Ａｄから折れ曲がって延出すると共に底板部５３Ａｂと略同じ方向からグランドコンタクト５０の第２の接続部５３に対向するガード部５３Ａｅ、５３Ａｆを更に備えるものとしてもよい。

図１５は、本発明の他の実施例に係るグランドコンタクト５０の第２の接続部５３を異なる方向から見た斜視図であり、図１６は、本発明の他の実施例に係る、基板１００に取り付けられた状態におけるコンタクト３０の状態を底側（基板１００が取り付けられる側）から見た図である。

こうすれば、図１６に示すように、グランドコンタクト５０の側壁部５３Ａｃが形成する面（図中、第１の面）、側壁部５３Ａｄが形成する面（図中、第２の面）、及び底板部５３Ａｂとガード部５３Ａｅ、５３Ａｆが形成する面（図中、第３の面）の三面でシグナルコンタクト４０の第２の接続部４３を囲繞しているため、シグナルコンタクトにおける基板側に延出する部材をグランド部材で囲繞していないものに比して、プラグピン７１及びシグナルコンタクト３０への外乱の侵入を、更に効果的に防止することができる。

本発明は、コンピュータ、及びその周辺機器の製造業等に利用可能である。

１ コネクタ装置
１０ 同軸コネクタ
２０ ハウジング
２２ ボルト
２４ 挿入孔
２６ 段差
２８ 孔部
３０ コンタクト
４０ シグナルコンタクト
４１ 第１の接続部
４２ 本体部
４３ 第２の接続部
５０ グランドコンタクト
５１ 第１の接続部
５１Ａ ガイド部
５２ 本体部
５３ 第２の接続部
５３Ａ 中央部材
５３Ａａ 孔部
５３Ａｂ 底板部
５３Ａｃ、５３Ａｄ 側壁部
５３Ａｅ、５３Ａｆ ガード部
５３Ａｇ 先端接続部
５３Ａｈ 凹部
５３Ｂ、５３Ｃ アーム部
５３Ｂａ、５３Ｃａ 基板接続箇所
７０ プラグ
７１ プラグピン
７２ グランド部材
７３ 絶縁体

Claims (5)

1. 実装される基板と略平行な向きで同軸構造のプラグが装着される同軸コネクタであって、
   プラグピンに一端が接続されると共に、他端において前記基板側に向かって折れ曲がり又は湾曲するように形成されたシグナルコンタクトと、
   前記シグナルコンタクトの一部を囲繞する略円筒状の本体部を有し、前記本体部の一方の側に形成された第１の接続部によりプラグ側グランド部材に接続されると共に、前記本体部の他方の側に形成された第２の接続部により前記基板に接続されるグランドコンタクトと、を備え、
   前記第２の接続部は、
   前記シグナルコンタクトを二面以上で囲繞する中央部材であって、前記シグナルコンタクトの折れ曲がり又は湾曲するように形成された部位を通す孔部が形成された、断面が略コ字形状の中央部材と、
   前記中央部材の側部から延出し、端部が前記中央部材の先端部と対向離間するように形成されたアーム部と、を有し、
   ハウジングが前記基板に固定されることにより前記アーム部の端部が前記中央部材の先端部と接触し、前記アーム部に発生する弾性力によって前記アーム部の一部が前記基板の有する電極に圧接される、
   同軸コネクタ。
2. 前記アーム部を前記中央部材の両側部に二本備える、請求項１に記載の同軸コネクタ。
3. 前記シグナルコンタクトと前記グランドコンタクトの組を複数組備える、請求項１又は２に記載の同軸コネクタ。
4. 前記第１の接続部は、前記プラグ側グランド部材と根本側及び先端側の少なくとも二箇所で接続される、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の同軸コネクタ。
5. 請求項４に記載の同軸コネクタと、
   弾性復元力によって前記グランドコンタクトに接続される前記プラグ側グランド部材を有するプラグと、
   を備えるコネクタ装置。