KR102406554B1 - 동축 커넥터 - Google Patents

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치카 가도노
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니혼앗짜쿠단시세이소 가부시키가이샤
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Abstract

특성 임피던스의 정합을 향상시킬 수 있는 동축 커넥터를 제공한다. 본 발명에 따른 동축 커넥터로서의 플러그(10)는, 원통 모양의 쉘(1), 유전체통(3), 및 중심 컨택트(5)를 구비한다. 쉘(1)은, 그 일단부를 리셉터클(20)에 도입할 수 있다. 쉘(1)의 타단부는, 외부 도체(Wb)에 접속된다. 유전체통(3)은, 관통된 지지 구멍(3h)을 중심부에 가진다. 유전체통(3)은, 쉘(1)의 내부에 유지되어 있다. 중심 컨택트(5)는, 지지 구멍(3h)의 내부에 지지되어 있다. 중심 컨택트(5)의 일단부측에는, 상대측의 수 단자(6t)와 접속할 수 있는 암 단자(5t)를 가지고, 타단부측에는 중심 도체(Wc)에 접속된 접속 단자(5c)를 가진다. 암 단자(5t)는, 슬릿(5s)에 의해 분할된 접촉 스프링(Eo)을 가진다. 중심 컨택트(5)는, 접속 단자(5c)를 제외하고, 암 단자(5t)를 포함하여 대략 동일한 외경(D)을 가지게 구성되어 있다.

Description

동축 커넥터{Coaxial Connector}
본 발명은, 동축(同軸) 커넥터에 관한 것이다. 특히, 동축 케이블의 단말에 구성된 동축 커넥터로서, 상대측 동축 커넥터의 수(male) 단자와 착탈 가능하게 접속되는 암(female) 단자를 가지는 중심 컨택트를 구비한 동축 커넥터의 구조에 관한 것이다.
예를 들면, 프린트 기판에 실장할 수 있는 다심(多芯) 동축 커넥터(리셉터클 커넥터)에 대해서, 복수의 동축 케이블의 단말에 구성된 다심 동축 커넥터(플러그 커넥터)가 착탈 가능한 동축 커넥터 조립체가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 의한 동축 커넥터 조립체는, 특성 임피던스를 유지하면서, 해제 가능한 완전 락(lock)을 행할 수 있다고 설명되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 공개특허 제2019-3856호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 의한 동축 커넥터 조립체는, 접촉 스프링형의 암 단자로서의 중심 단자(21)는, 그 외경이 선단부측에서 확대되어 있다. 이 때문에, 암 단자의 주위를 둘러싸는 플러그 커넥터의 외측 단자(22) 또는 상자 모양부(58)와 암 단자와의 사이에 개재하는 공기층에 변동이 생겨 버린다. 이 때문에, 특성 임피던스의 정합(整合)에 지장이 발생하는 것이 걱정된다. 또한, 종래 기술에 의한, 접촉 스프링형의 암 단자로서의 중심 단자(21)를 구성하는 중심 컨택트는, 구성 부품이 많아, 플러그 커넥터가 고비용이 되는 것이 걱정된다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 특성 임피던스의 정합을 향상시킬 수 있고, 또한 간이(簡易)한 구성의 중심 컨택트를 가지는 동축 커넥터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 접촉 스프링을 마련한 암 단자를 가지는 중심 컨택트를, 암 단자를 포함하여 대략 동일한 외경으로 형성함으로써, 특성 임피던스의 정합을 향상시킬 수 있다고 생각하고, 이것에 근거하여, 이하와 같은 새로운 동축 커넥터를 발명하기에 이르렀다.
(1) 본 발명에 의한 동축 커넥터는, 중심 도체, 상기 중심 도체를 포위하는 유전체, 상기 유전체를 덮는 외부 도체, 및 상기 외부 도체를 피복하는 절연 시스를 가지는 동축 케이블의 단말에 구성된 동축 커넥터로서, 개구된 일단부를 상대측 동축 커넥터에 도입할 수 있고, 타단부가 상기 외부 도체에 접속된 원통 모양의 쉘과, 중심부에 일단면으로부터 타단면을 향하여 관통된 지지 구멍을 가지고, 상기 쉘의 내부에 유지된 유전체통과, 상기 유전체통의 지지 구멍의 내부에 지지되고, 일단부측에 상대측의 수 단자와 접속할 수 있는 암 단자를 가지며, 타단부측에 상기 중심 도체에 접속된 접속 단자를 가지는, 통 모양의 중심 컨택트를 구비하고, 상기 암 단자는, 하나 이상의 슬릿에 의해 분할된 접촉 스프링을 가지며, 상기 중심 컨택트는, 상기 접속 단자를 제외하고, 상기 암 단자를 포함하여 상기 통 모양의 외경을 동일하게 구성되어 있고, 상기 접촉 스프링의 선단부는 상기 지지 구멍에 둘러싸이는 상태에서 상기 유전체통과 맞닿지 않고 떨어져 있다.
(2) 상기 접촉 스프링에 의한, 상기 암 단자의 삽입구의 내벽은, 팽출(膨出)된 형상을 가지는 것이 바람직하다.
(3) 상기 중심 컨택트는, 금속판을 원통 모양으로 성형한 원통 모양 컨택트로 이루어지고, 상기 슬릿은 상기 접촉 스프링의 기단부로부터 선단부를 향하여 기울어져 있으며, 상기 원통 모양 컨택트에서, 상기 접촉 스프링의 선단부의 외주가 내주측으로 되접혀져 있고, 상기 팽출된 내벽을 가지는 상기 삽입구가 형성되어 있어도 괜찮다.
(4) 본 발명에 의한 동축 커넥터는, 상기 절연 시스를 개재시켜, 압착에 의해 상기 쉘의 타단부를 상기 외부 도체에 접속하는 압착 슬리브를 더 구비하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 동축 커넥터는, 외부 도체에 접속한 쉘, 쉘의 내부에 유지된 유전체통, 및 중심 도체에 접속된 중심 컨택트를 구비한다. 접촉 스프링을 마련한 암 단자를 가지는 중심 컨택트에 관하여, 상대측의 수 단자와의 접속 상태시에, 접촉 스프링을 마련한 암 단자를 포함하여 중심 컨택트와 대략 동일한 외경을 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 중심 컨택트의 축방향의 외경의 변동을 억제할 수 있어, 특성 임피던스의 정합을 향상할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 동축 커넥터의 구성을 나타내는 사시도로서, 도 1의 (A)는 실시 형태에 의한 동축 커넥터가 상대측 동축 커넥터와 접속된 상태를 나타내고, 도 1의 (B)는 실시 형태에 의한 동축 커넥터가 상대측 동축 커넥터와 접속되기 전의 상태를 나타낸다.
도 2는, 상기 실시 형태에 의한 동축 커넥터의 구성을 나타내는 사시도로서, 도 2의 (A)는 실시 형태에 의한 동축 커넥터가 상대측 동축 커넥터와 접속된 상태를 나타내고, 도 2의 (B)는 실시 형태에 의한 동축 커넥터가 상대측 동축 커넥터와 접속되기 전의 상태도를 나타낸다.
　　도 3은, 상기 실시 형태에 의한 동축 커넥터의 구성을 나타내고, 도 3의 (A)는 실시 형태에 의한 동축 커넥터의 사시도, 도 3의 (B)는 실시 형태에 의한 동축 커넥터의 사시 분해 조립도이다.
　　도 4는, 상기 실시 형태에 의한 동축 커넥터와 상대측 동축 커넥터가 접속한 상태를 나타내고, 도 4의 (A)는 실시 형태에 의한 동축 커넥터를 동축 케이블의 단말(절단면)측으로부터 동축 방향으로 본 상태도, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 C-C 화살표 방향으로 본 단면도, 도 4의 (C)는 도 4의 (A)의 D-D 화살표 방향으로 본 단면도, 도 4의 (D)는 도 4의 (B)의 접속 부분에서의 확대도이다.
　　도 5는, 상기 실시 형태에 의한 동축 커넥터의 구성을 나타내고, 도 5의 (A)는 정면도, 도 5의 (B)는 도 5의 (A)의 G-G 화살표 방향으로 본 단면도, 도 5의 (C)는 도 5의 (A)의 H-H 화살표 방향으로 본 단면도, 도 5의 (D)는 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.
[동축 커넥터의 구성]
본 발명의 일 실시 형태에 의한 동축 커넥터의 구성을 설명한다.
(전체 구성)
도 1의 (A), 도 1의 (B) ~ 도 5의 (A) 내지 도 5의 (D)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 동축 커넥터(이하, '플러그'라고 함)(10)은, 동축 케이블(Cb)의 단말에 구성되어 있다. 동축 케이블(Cb)는, 중심 도체(Wc), 중심 도체(Wc)를 포위하는 유전체(Di), 유전체(Di)를 덮는 외부 도체(Wb), 및 외부 도체(Wb)를 피복하는 절연 시스(Wi)를 가지고 있다.
플러그(10)는, 상대측 동축 커넥터(이하, '리셉터클'이라고 함)(20)와 착탈 가능하게 접속될 수 있다. 리셉터클(20)은, 예를 들면, 도시하지 않는 프린트 기판에 실장될 수 있다.
플러그(10)는, 원통 모양의 쉘(1), 유전체통(3), 및 통 모양의 중심 컨택트(5)를 구비하고 있다. 쉘(1)의 개구된 일단부는, 리셉터클(20)에 도입될 수 있다. 또한, 쉘(1)의 타단부는, 압착 슬리브(7)의 압착을 통해서 외부 도체(Wb)에 접속되어 있다.
쉘(1)의 내부에 유전체통(3)이 유지되어 있다. 유전체통(3)은, 그 중심부에 지지 구멍(3h)을 가지고 있다. 지지 구멍(3h)은, 유전체통(3)의 일단면으로부터 타단면을 향하여 관통되어 있다. 유전체통(3)은, 쉘(1)의 일단면으로부터 삽입될 수 있다.
중심 컨택트(5)는, 유전체통(3)의 지지 구멍(3h)의 내부에 지지되어 있다. 중심 컨택트(5)에서, 일단부측은 암 단자(5t), 타단부측은 접속 단자(5c)이다(도 3의 (B) 참조). 접속 단자(5c)는 압착 단자로 구성되고, 중심 도체(Wc)에 접속되어 있다. 중심 컨택트(5)의 암 단자(5t)는, 상대측의 리셉터클(20)의 수 단자(6t)와 접속할 수 있다(도 4의 (C) 또는 도 4의 (D) 참조).
중심 컨택트(5)의 암 단자(5t)는, 슬릿(5s)에 의해 분할된 접촉 스프링(Eo)을 가지고 있다. 접촉 스프링(Eo)에 의한, 암 단자(5t)의 삽입구의 내벽은 팽출되어 있다. 여기에서는, 분할된 접촉 스프링(Eo)의 선단부의 외주가 내주측으로 되접혀져 있고, 팽출된 내벽을 가지는 삽입구가 형성되어 있다.(도 3의 (B), 도 4의 (D) 참조).
중심 컨택트(5)는, 그 축방향의 외경(D)의 변동을 억제하는 구성을 가진다. 상대측의 리셉터클(20)의 수 단자(6t)와의 접촉시 또는 접속 상태에서, 중심 컨택트(5)는, 접속 단자(5c)를 제외하고, 암 단자(5t)를 포함하여 대략 동일한 외경(D)을 가지는 구성으로 되어 있다. 암 단자(5t)의 접촉 스프링(Eo)은, 외경(D)을 가지는 통 모양의 연장 형상에 있어서 분할된 형태로 되어 있다. 암 단자(5t)는, 접촉 스프링(Eo)을 통해서 상대측의 리셉터클(20)의 수 단자(6t)와 접속 상태가 된 양태(樣態)에 있어서, 중심 컨택트(5)의 축방향의 외경(D)이 유지되도록 구성되어 있다(도 4의 (D) 참조). 중심 컨택트(5)의 축방향의 외경(D)의 변동을 억제하는 것에의해, 중심 컨택트(5)를 전송하는 신호의 반사파를 억제할 수 있어, 특성 임피던스의 정합을 향상시킬 수 있다.
(상대측 커넥터의 구성)
다음으로, 도 1의 (A), 도 1의 (B) 또는 도 2의 (A), 도 2의 (B) 및 도 4의 (A)에서 도 4의 (D)를 참조하여, 상대측 커넥터인 리셉터클(20)의 구성을 설명한다. 리셉터클(20)은, 메탈 쉘(2), 유전체통(4), 및 중심 컨택트(6)를 구비하고 있다.
메탈 쉘(2)은, 직육면체 모양의 본체(2b)와 원통부(2c)로 구성되어 있다. 메탈 쉘(2)의 중심부에는, 지지 구멍(2h)이 마련되고, 원통부(2c)의 선단면으로부터 본체(2b)의 저면을 향하여 관통되어 있다.
메탈 쉘(2)의 지지 구멍(2h)의 내부에는, 유전체통(4)이 지지되어 있다. 유전체통(4)의 중심부에는, 중심 컨택트(6)가 유지되어 있다. 중심 컨택트(6)는, 수 단자(6t)의 일단부측에는 수 단자(6t)가 구성되어 있다. 중심 컨택트(6)의 타단부측은, 예를 들면, 유전체통(4)의 중심부에 압입되어 있다. 수 단자(6t)는, 유전체통(4)의 일단면으로부터 돌출된 상태로 배치되어 있다.
도 4를 참조하면, 중심 컨택트(6)가 부착된 유전체통(4)은, 본체(2b)의 저면측으로부터 삽입될 수 있다. 그리고, 메탈 쉘(2)의 내부에 유전체통(4)이 유지된 상태에서는, 수 단자(6t)는, 원통부(2c)의 내부의 중간부에 배치되어 있다.
도 1의 (A), 도 1의 (B) 또는 도 2의 (A), 도 2의 (B) 및 도 4의 (A) 내지 도 4의 (D)를 참조하면, 플러그(10)를 리셉터클(20)을 향하여 이동시키면, 플러그(10)의 선단부측이 원통부(2c)의 내부에 도입될 수 있다. 그리고, 수 단자(6t)는, 암 단자(5t)의 내부에 접촉 스프링(Eo)을 사이에 두고 진입할 수 있고, 암 단자(5t)와 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 원통부(2c)의 내부에 쉘(1)의 일단부가 진입함으로써, 메탈 쉘(2)과 쉘(1)은 전기적으로 접속될 수 있다.
이어서, 도 1의 (A), 도 1의 (B)~도 5의 (A) 내지 도 5의 (D)를 참조하여 플러그(10)의 구성을 설명한다. 플러그(10)는, 압착 슬리브(7)를 더 구비하고 있다. 쉘(1)의 타단부는, 유전체(Di)와 외부 도체(Wb)의 사이에 삽입되어 있다. 압착 슬리브(7)가 절연 시스(Wi)를 개재시켜 동축 케이블(Cb)의 단말에 압착되면, 쉘(1)의 타단부가 외부 도체(Wb)에 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 압착 슬리브(7)가 절연 시스(Wi)를 개재시켜, 동축 케이블(Cb)의 단말에 압착되는 것에 의해, 동축 케이블(Cb)의 단말에 플러그(10)가 고정된다.
(중심 컨택트의 구성)
다음으로, 도 3의 (A), 도 3의 (B)~도 5의 (A) 내지 도 5의 (D)를 참조하여 실시 형태에 의한 중심 컨택트(5)의 구성을 설명한다. 중심 컨택트(5)는, 도전성을 가지는 금속판을 성형함으로써, 원통 모양 컨택트를 얻을 수 있다.
중심 컨택트(5)의 암 단자(5t)에서의 삽입구의 접촉 스프링(Eo)은, 외주로부터 내주측으로 되접혀져 있다. 이것에 의해, 상대측의 수 단자(6t)와 접촉시 또는 접속 상태시에, 암 단자(5t)의 외경(D)은, 중심 컨택트(5)의 외경(D)에 대략 수렴될 수 있다. 실시 형태에 의한 중심 컨택트(5)는, 금속판을 원통 모양으로 성형한 원통 모양 컨택트를 개시하였지만, 암 단자(5t)의 접촉 스프링(Eo)의 삽입구의 내주가 팽출된 스크류 머신·컨택트(금속봉으로부터 절삭 가공된 컨택트)로 구성할 수도 있다.
또한, 실시 형태에 의한 암 단자(5t)는, 절반으로 분할된 접촉 스프링(Eo)을 개시하였지만, 접촉 스프링(Eo)은, 그 외경(D)을 넘지 않는 범위에서, 절반보다 많게 분할되어도 괜찮고, 예를 들면 3 분할, 혹은 십자 모양의 슬릿을 마련하여 4 분할되어도 괜찮다.
[동축 커넥터의 작용]
다음으로, 도 1의 (A), 도 1의 (B)~도 5의 (A) 내지 도 5의 (D)를 참조하여 실시 형태에 의한 플러그(10)의 작용 및 효과를 설명한다. 실시 형태에 의한 플러그(10)는, 외부 도체(Wb)에 접속한 쉘(1), 쉘(1)의 내부에 유지된 유전체통(3), 및 중심 도체(Wc)에 접속된 중심 컨택트(5)를 구비하고, 접촉 스프링(Eo)을 마련한 암 단자(5t)를 가지는 중심 컨택트(5)가, 상대측의 수 단자(6t)와의 접촉시 또는 접속 상태시에서도, 대략 동일한 외경(D)을 유지하도록 구성되어 있다. 이 결과, 중심 컨택트(5)의 축방향의 외경의 변동을 억제할 수 있어 특성 임피던스의 정합을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 형태에 의한 플러그(10)의, 상대측의 리셉터클(20)의 수 단자(6t)와의 접촉시 또는 접속 상태시에서, 중심 컨택트(5)는, 접속 단자(5c)를 제외하고, 암 단자(5t)를 포함하여 대략 동일한 외경(D)으로 유지된다. 중심 컨택트(5)의 축방향의 외경(D)의 변동을 억제하는 것에 의해, 중심 컨택트(5)를 전송하는 신호의 반사파를 억제할 수 있어, 종래 기술에 의한 중심 컨택트와 비교하여, 전압 정재파비(VSWR:Voltage　Standing　Waｖe　Ratio)를 개선할 수 있다.
또한, 도 1의 (A), 도 1의 (B)~도 5의 (A)에서 도 5의 (D)를 참조하면, 실시 형태에 의한 플러그(10)는, 종래 기술에 의한 중심 컨택트와 비교하여, 고주파 성능 향상을 위해 구성 부품을 많이 사용하지 않는다고 하는, 메리트가 있다.
또한, 실시 형태에 의한 플러그(10)는, 수 단자(6t)에 대해서, 암 단자(5t)를 축 둘레로 90도 회전하여 감합(嵌合, 끼워 맞춤)해도, 고주파 성능에 영향을 주지 않는다고 하는 효과가 있다.
본 발명은, 프린트 기판에 실장할 수 있는 상대측 동축 커넥터에 착탈 가능한 단선의 동축 케이블용 동축 커넥터를 개시하였지만, 본 발명은, 복수의 동축 케이블의 단말에 접속한 다심 동축 커넥터에 적용할 수도 있다.
1 : 쉘 3 : 유전체통
3h : 지지 구멍 5 : 중심 컨택트
5c : 접속 단자 5s : 슬릿
5t : 암 단자 6t : 수 단자
10 : 플러그(동축 커넥터) 20 : 리셉터클(상대측 동축 커넥터)
Cb : 동축 케이블 D : 외경
Di : 유전체 Eo : 접촉 스프링
Wb : 외부 도체 Wc : 중심 도체
Wi : 절연 시스

Claims (4)

  1. 중심 도체, 상기 중심 도체를 포위하는 유전체, 상기 유전체를 덮는 외부 도체, 및 상기 외부 도체를 피복하는 절연 시스를 가지는 동축 케이블의 단말에 구성된 동축 커넥터로서,
    개구된 일단부를 상대측 동축 커넥터에 도입할 수 있고, 타단부가 상기 외부 도체에 접속된 원통 모양의 쉘과,
    중심부에 일단면으로부터 타단면을 향하여 관통된 지지 구멍을 가지고, 상기 쉘의 내부에 유지된 유전체통과,
    상기 유전체통의 지지 구멍의 내부에 지지되고, 일단부측에 상대측의 수 단자와 접속할 수 있는 암 단자를 가지며, 타단부측에 상기 중심 도체에 접속된 접속 단자를 가지는, 통 모양의 중심 컨택트를 구비하고,
    상기 암 단자는, 하나 이상의 슬릿에 의해 분할된 접촉 스프링을 가지며,
    상기 중심 컨택트는, 상기 접속 단자를 제외하고, 상기 암 단자를 포함하여 상기 통 모양의 외경을 동일하게 구성되어 있고, 상기 접촉 스프링의 선단부는 상기 지지 구멍에 둘러싸이는 상태에서 상기 유전체통과 맞닿지 않고 떨어져 있는, 동축 커넥터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접촉 스프링에 의한, 상기 암 단자의 삽입구의 내벽은, 팽출된 형상을 가지는 동축 커넥터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 중심 컨택트는, 금속판을 원통 모양으로 성형한 원통 모양 컨택트로 이루어지고,
    상기 슬릿은 상기 접촉 스프링의 기단부로부터 선단부를 향하여 기울어져 있으며,
    상기 원통 모양 컨택트에서, 상기 접촉 스프링의 선단부의 외주가 내주측으로 되접혀져 있고, 상기 팽출된 내벽을 가지는 상기 삽입구가 형성되어 있는 동축 커넥터.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 절연 시스를 개재시켜, 압착에 의해 상기 쉘의 타단부를 상기 외부 도체에 접속하는 압착 슬리브를 더 구비하고 있는 동축 커넥터.
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