JP6290513B2 - 自動整合コネクタインターフェース - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、自動整合コネクタ、特に自動整合ＲＦコネクタに関し、即ち、連結操作中、相手側コネクタに自動的に整合するコネクタに関する。

従来技術の説明
電子デバイスの検査のために、テストアダプタがしばしば使用される。これらのテストアダプタは、テストすべき被験デバイスと外部のテスト機器とを接続する。アンプやフィルタなどのＲＦデバイスをテストする場合は、しばしばこれらのデバイスはＲＦコネクタを介して接続されなければならず、ＲＦコネクタは多くの場合、同軸コネクタである。これらのコネクタは比較的厳しい機械的許容誤差を有しており、正確な接続が必要である。同じ問題は、導波管及び／又は光学コネクタを介した接続にも当てはまる。コネクタが、被験デバイスに手動で取り付けられる場合、テストアダプタのコネクタは柔軟なケーブルを有しており、被験デバイスに手動で取り付けられる。被験デバイスとテストアダプタとの間の自動接続が所望される場合には、機械的誤差は重大な問題を引き起こす可能性がある。基本的に、テストアダプタは狭い機械的誤差で構成されているだろうが、被験デバイスはしばしば比較的大量生産され、しばしば比較的大きな機械的誤差を有している。これにより、コネクタの誤整合が生じる恐れがあり、これはさらに、コネクタの損傷又は不正確なテスト結果につながる。一般的に、測定アダプタのコネクタと、被験デバイスの相手側コネクタとが、全ての平面及び方向において正確に整合されていることが好ましい。

米国特許第６３４４７３６号明細書には、自動調心コネクタが開示されている。コネクタボディは、その外面に設けられた外径方向フランジで、コネクタ筐体の内面に設けられた内径方向フランジと、軸方向ばねによって押されているワッシャとの間に保持されるので、コネクタボディは、コネクタボディに固定されたセンタリングカラー内に挿入された相手側コネクタに、少なくとも軸方向及び横方向の平面で整合することができる。横方向の平面における動きは、軸方向ばねからワッシャを介してコネクタボディの外径方向フランジに加えられる比較的大きいが正確に規定されていない力に抗して行われる。さらに、コネクタ筐体内におけるコネクタボディの半径方向中間的な位置が規定されていないので、連結工程中、場合によっては相手側コネクタの半径方向での誤整合だけではなく、コネクタボディの誤整合も調整されなければならない。接続分離後にコネクタボディの半径方向中間位置へとコネクタボディを自動的に復元することもない。

公知のコネクタデバイスのさらなる欠点は、コネクタボディの外径方向フランジとワッシャとによる傾動運動が軸方向ばねに伝達されるとき、軸方向ばねの比較的大きい力に抗してのみコネクタボディの傾動が可能である、ということにある。

発明の概要
本発明により解決すべき課題は、自動整合コネクタを提供することであり、この自動整合コネクタでは、横方向の平面におけるコネクタボディの動きは、接続分離後に、デバイスを中心合わせされた初期位置に戻すように復元させる規定された力に抗して行われ、さらに、コネクタボディのさらなる傾動は、大きな力を克服しなくても十分に実行され、さらに接続分離後に、コネクタボディは、正確な同心の位置をとるように復元され固定される。

前記課題の解決手段は、独立請求項１に記載されている。従属請求項は、本発明のさらなる改良に関する。

第１の態様によれば、自動整合コネクタインターフェースは、コネクタボディと内部コネクタとを備えた少なくとも１つの電気的なフィードスルーと、センタリングカラーと、コネクタガイドと、外側ハウジングと、を有している。このコネクタインターフェースは、外側ハウジングによってテストアダプタ内に保持することができる。コネクタボディは必要な電気的接続のための全ての構成要素を有している。同軸ＲＦコネクタの場合は、内部導体及び外部導体を有していてもよい。必ずしもロックナットのようなロック構成要素を有する必要はない。コネクタボディは、フィードスルーを形成する電気的又は同軸的ラインに接続されてもよく、又はフィードスルーの一部であってもよい。コネクタボディは長手方向軸線を定めている。この長手方向軸線は好適には、コネクタボディの形状的中心による中心軸線であり、コネクタボディが接続されるときのプラグイン方向に沿っている。コネクタボディは好適には、被験デバイスの相手側コネクタに対してこのコネクタを中心合わせするためのセンタリングカラー内に保持されている。最も好適には、コネクタボディは、センタリングカラー内に同心に配置されている。コネクタボディはさらに、長手方向軸線に対して傾動可能に、かつ長手方向軸線に沿って摺動可能に、コネクタガイド内で支持されている。コネクタガイドは、長手方向軸線に対して横方向の平面において可動に、外側ハウジング内に保持されている。このアッセンブリにより、相手側コネクタ内に精密に嵌まり込むように、コネクタボディを長手方向で（長手方向軸線に沿って）、横方向で（長手方向軸線に対して横方向で）、かつ傾斜について（長手方向軸線に対して角度付けられた）調節することができる。これら３つの自由度における動きは、好適には、弾性的なエレメント及び／又はばね（以下、一般的にばねと呼ぶ）により予荷重されている。コネクタインターフェースが相手側コネクタに接続されていない場合には、好適には、弾性的なばねにより初期位置をとるように力がかけられる。

さらに、コネクタガイドが、センタリングばねの力に抗して横方向の平面において可動であるように、外側ハウジング内に配置されているならば好適である。従って、コネクタボディは、好適には外側ハウジング内に配置されるので、傾動運動に抗して作用する力はなく、初期位置から作動位置へと軸方向でシフトされるとすぐに、コネクタボディは傾動することができる。

好適にはフィードスルーは堅固なボディを有しており、コネクタボディと内部コネクタとを機械的に接続している。選択的な態様では、フィードスルーは、コネクタを接続するケーブル又は導波管を有していてもよい。

この初期位置で、相手側コネクタと接触していない場合には、コネクタボディは、中心合わせ手段によりコネクタガイド内で機械的に中心合わせされているとさらに好適である。コネクタインターフェースがプラグイン方向で操作位置へと変位すると、コネクタボディは解放されて、コネクタガイド内で傾動できる。このようにして、その初期状態にあるコネクタインターフェースは、極めてニュートラルな位置にあるので、相手側コネクタが連結されたとき、前記自動整合コネクタの誤整合はなく、被験デバイスの相手側コネクタの場合によっては存在している誤整合のみを調整すればよい。

好適には、前記中心合わせ手段は、コネクタボディ、又は管スリーブ、又はフィードスルーの外周と前記コネクタガイドの内周とに形成された協働する環状突出部を有しており、それぞれ、コネクタボディの変位した位置で互いに向き合う前記突出部の縁部は、前記中心合わせ手段の係合を容易にするように面取りされている。

センタリングカラーが、初期位置から、プラグイン方向で、長手方向軸線に沿って、かつ第２の軸方向ばねの力に抗して移動可能に、コネクタボディ上に配置されているならばさらに好適である。好適には、第２の軸方向ばねは、第１の軸方向ばねより前に圧縮されるように構成されていて、これにより、第１の軸方向ばねが圧縮される前に相手側コネクタが連結される。従って、相手側コネクタが中心合わせされた後、これらコネクタの連結が可能となるようにセンタリングカラーは押し戻される。

さらなる発明によれば、第２の軸方向ばねはなくてもよい。この場合、センタリングカラーは、コネクタの嵌合を可能にするために十分に短くなければならない。

選択的な態様では、第２の軸方向ばねが構成されていてもよく、これにより連結工程で相手側コネクタからセンタリングカラーへと伝達される力は、最初にコネクタボディに伝えられ、これによりコネクタボディは軸方向で変位し、傾動のために解放されてから、第２の軸方向ばねが圧縮され、このときに、第１の軸方向ばねの反作用力が増大して、相手側コネクタとコネクタボディとの連結が可能となる。

好適な態様では、センタリングカラーは引き込み可能である。従って、接近時に、センタリングカラーはコネクタを相手側コネクタに対して中心合わせすることができる。最も好適には、センタリングカラーを完全に引き込むことができ、これにより、コネクタが嵌合する際に、コネクタに対しては中心合わせ力がかけられないと言える。好適には、センタリングカラーは、コネクタインターフェースが初期位置にあるとき、最長となるよう延ばされるように、ばね付勢されている。

コネクタガイドを伴うコネクタボディを横方向平面で動かすために必要な力を最小限にするために、コネクタガイドは好適には、低摩擦の滑り軸受を介して外側ハウジング内に可動に配置されている。

第１の軸方向ばね及び第２の軸方向ばねは好適には、多数のサイズと特性のものが入手可能な圧縮コイルばねとして形成されている。

好適には、第１の軸方向ばねは、第２の軸方向ばねよりも高い初期ばね力を有している。好適には、第１の軸方向ばねは、第２の軸方向ばねよりも高い剛性を有している。このようにして、連結工程では、第２の軸方向ばねは最初に収縮し、相手側コネクタがコネクタボディの接点と嵌合することを可能にした後で、コネクタボディは傾動運動のために解放される。

図面の説明
以下では、図面に関連する実施形態の複数の例に基づいて、一般的な発明の概念を制限することなく、例として発明を説明する。

初期状態にある自動整合コネクタの半側方断面図である。 図１のコネクタの全側方断面図であって、この場合、ばねは変位しており、コネクタボディは僅かに傾斜している。

図１には、本発明による好適な態様が示されている。自動整合コネクタ２はフィードスルー４を有していて、このフィードスルー４は、図面左側の第１端部でコネクタボディ５を支持している。このコネクタボディ５は、例えば被験デバイスの相手側コネクタ（図示せず）に連結することができる。フィードスルーは、内部コネクタ７へ通じている別のケーブル（図示せず）を介して、テスト測定デバイスに接続されていてもよい。コネクタボディ５は長手方向軸線２２を定めており、該軸線２２は好適には、フィードスルー４の長手方向軸線である。被験デバイスとの接続を形成するために、被験デバイスの相手側コネクタがプラグイン方向１０でコネクタボディ５に向かって、コネクタボディと相手側コネクタとが嵌合するまで動かされる。

フィードスルー４はコネクタガイド６内に配置されていて、第１の軸方向ばね８の力に抗して、図１に示した初期位置からプラグイン方向１０で軸方向に移動可能である。第１の軸方向ばね８は、コネクタガイド６の端壁１１と、コネクタボディ５に固定された管スリーブ１２との間の圧縮ばねとして形成されており、プラグイン方向１０とは反対方向へと延びている。前記管スリーブ１２の構造と機能を以下に説明する。

図１に示したように、初期位置にある管スリーブ１２内のコネクタボディ５は、コネクタボディ５又は管スリーブ１２の外周に形成された第１の環状突出部１４によって中心合わせされている。この第１の環状突出部１４はコネクタガイド６の内周面１８に当接する。別の中心合わせを、コネクタガイド６の各内周面２０に当接する、フィードスルー４における第２の環状突出部１６によってサポートすることができる。フィードスルーが金属管のような剛性材料であるか、又は少なくともそのような剛性材料によって支持されていると好適である。

連結工程でコネクタボディ５がプラグイン方向で相手側コネクタによって移動させられると、第１の環状突出部１４と第２の環状突出部１６とは、図２に示したように各内周面１８及び２０との係合から外れるので、コネクタボディ５は、被験デバイスの相手側コネクタの角度的不整合を調節するために、長手方向軸線２２に関して傾くことができる。第１の軸方向ばね８は、フィードスルー４まで間隔を置いて位置しているので、コネクタボディの傾斜運動は影響を与えられないことが指摘されるだろう。

コネクタガイドに固定された管スリーブ１２にはセンタリングカラー２４が配置されていて、このセンタリングカラー２４は、外側の管スリーブ２５と、プラグイン方向で先細りする円錐状の内面２６とを有している。このセンタリングカラー２４は、圧縮ばねとして設計された第２の軸方向ばね２８の力に抗して、図１に示した初期位置からプラグイン方向１０で軸方向に移動可能である。図１に示した初期位置は、センタリングカラーに形成され、管スリーブ１２の半径方向端壁３４に当接する内側リム３０によって規定されている。第２の軸方向ばね２８は好適には、管スリーブ１２の端壁３４と、センタリングカラー２４の開放端部に位置する挿入片３６との間に設けられている。挿入片３６は好適には、センタリングカラー２４の円錐状の入口と、プラグイン方向１０で延在する内側の管スリーブ３８とを形成する。この内側の管スリーブ３８上には第２の軸方向ばね２８が中心合わせされている。

コネクタガイド６は外側ハウジング４２内に配置されており、相手側コネクタの半径方向での誤整合を補償するために、長手方向軸線２２に対して横方向の平面で、センタリングばね４０の力に抗して可動である。コネクタガイドの横方向移動に必要な力を最小限にするために、コネクタガイド６は、低摩擦の滑り軸受４４によって外側ハウジング４２に取り付けられている。

自動整合コネクタの機能は以下の通りである。自動整合コネクタのコネクタボディに対して整合していない相手側コネクタが連結されようとする場合、相手側コネクタは最初に、コネクタの整合を補助するセンタリングカラー２４に接触する。第２の軸方向ばね２８の初期のばね力は、第１の軸方向ばね８の初期のばね力よりも小さいので、センタリングカラーは、プラグイン方向で移動させられる。相手側コネクタがさらに、自動整合コネクタのコネクタボディに接近すると、管スリーブ１２とコネクタボディ５とは、第１の軸方向ばね８の力に抗して移動させられ、これにより第１の突出部１４と第２の突出部１６とは、各内面１８，２０との係合から外れるので、コネクタボディ５は傾動することができるようになり、相手側コネクタの起こり得る向きのずれに合うように並ぶ。同時に、コネクタガイド６は横方向の平面で自由に移動でき、半径方向での誤整合を補償することができる。

相手側コネクタがプラグイン方向でさらに動くことにより、第１の軸方向ばね８は、第２の軸方向ばね２８の初期のばね力に等しい、又はそれ以上のばね力に達する、又はコネクタボディ５のさらなる動きがブロックされるので、センタリングカラー２４はプラグイン方向で移動し、コネクタボディと相手側コネクタの連結又は嵌合が可能になる。

図２には、外側ハウジング４２の軸線４６に対して半径方向でずれていて、傾いているコネクタボディ５の長手方向軸線２２が示されている。

２ 自動整合コネクタ
４ フィードスルー
５ コネクタボディ
６ コネクタガイド
７ 内側コネクタ
８ 第１の軸方向ばね
１０ プラグイン方向
１１ 端壁
１２ 管スリーブ
１４ 第１の環状突出部
１６ 第２の環状突出部
１８ 周面
２０ 周面
２２ 長手方向軸線
２４ センタリングカラー
２５ 外側の管スリーブ
２６ 円錐状の内面
２８ 第２の軸方向ばね
３０ 内側リム
３４ 端壁
３６ 挿入片
３８ 内側の管スリーブ
４０ センタリングばね
４２ 外側ハウジング
４４ 低摩擦軸受
４６ 外側ハウジングの軸線

Claims (8)

1. 相手側コネクタと接続すべきコネクタボディ（５）と、内部コネクタ（７）と、を有し、前記コネクタボディ（５）は長手方向軸線（２２）を定めている、電気的なフィードスルー（４）と、
   前記コネクタボディ（５）を中心合わせするセンタリングカラー（２４）と、
   を備える、自動整合コネクタインターフェース（２）であって、
   前記自動整合コネクタインターフェース（２）は、
   前記コネクタボディ（５）を案内するコネクタガイド（６）と、
   外側ハウジング（４２）と、をさらに備え、
   前記センタリングカラー（２４）は第２の軸方向ばね（２８）によってばね付勢されていて、前記コネクタボディ（５）に対して引き込み可能であって、該コネクタボディ（５）は第１の軸方向ばね（８）によってばね付勢されていて、前記コネクタガイド（６）に対して引き込み可能かつ傾動可能であり、前記コネクタガイド（６）は、前記外側ハウジング（４２）内に配置されていて、前記長手方向軸線に対して横方向の平面において、センタリングばね（４０）の力に抗して可動であり、
   前記コネクタボディ（５）は、前記外側ハウジング（４２）よりも前記プラグイン方向（１０）と反対方向に配置された管スリーブ（１２）を有し、
   前記センタリングカラー（２４）は、前記外側ハウジング（４２）よりも前記プラグイン方向と反対方向に配置され前記管スリーブ（１２）に沿って摺動する外側の管スリーブ（２５）と、前記外側ハウジング（４２）よりも前記プラグイン方向と反対方向に配置され且つ前記管スリーブ（１２）の半径方向内側に配置された内側の管スリーブ（３８）と、を有し、
   前記第２の軸方向ばね（２８）は、前記管スリーブ（１２）と前記内側の管スリーブ（３８）との間に配置されていることを特徴とする、自動整合コネクタインターフェース（２）。
2. 前記第１の軸方向ばね（８）は、前記第２の軸方向ばね（２８）よりも高い剛性を有している、請求項１記載の自動整合コネクタインターフェース（２）。
3. 相手側コネクタと接触していない初期位置において、前記コネクタボディ（５）は前記コネクタガイド（６）内で機械的に中心合わせされていて、前記コネクタガイド（６）に対する前記コネクタボディ（５）の傾動はブロックされている、請求項１又は２記載の自動整合コネクタインターフェース（２）。
4. 前記管スリーブ（１２）は、前記コネクタガイド（６）の内周と協働する第１の環状突出部（１４）を有し、前記第１の環状突出部（１４）の縁部は、前記コネクタガイド（６）の内周と協働して前記コネクタボディ（５）の中心合わせを容易にするように面取りされている、請求項１から３までのいずれか１項記載の自動整合コネクタインターフェース（２）。
5. 前記コネクタボディ（５）は、前記コネクタガイド（６）の内周と協働する第２の環状突出部（１６）を有し、前記第２の環状突出部（１６）の縁部は、前記コネクタガイド（６）の内周と協働して前記コネクタボディ（５）の中心合わせを容易にするように面取りされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の自動整合コネクタインターフェース（２）。
6. 前記プラグイン方向で前記外側の管スリーブ（２５）の前方の端部に、前記管スリーブ（１２）の端壁（３４）に協働するストッパ手段（３０）が、前記センタリングカラー（２４）の初期位置を定めるように形成されている、請求項５記載の自動整合コネクタインターフェース（２）。
7. 前記コネクタガイド（６）は、低摩擦の滑り軸受（４４）によって前記外側ハウジング（４２）内に可動に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の自動整合コネクタインターフェース（２）。
8. 前記第１の軸方向ばね（８）と前記第２の軸方向ばね（２８）とは、圧縮コイルばねとして形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の自動整合コネクタインターフェース（２）。

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