JP2005317260A - 同軸コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 同軸コネクタにおいて、インピーダンスの制御を容易に行うことができ、且つインピーダンスのばらつきが極めて小さいものとする。
【解決手段】 同軸ケーブル１の内部導体２に圧着接続される圧着接続部１７を有する内部コンタクト１０と、同軸ケーブル１の外部導体６に圧着接続される外部コンタクト１８と、前記内部コンタクト１０および外部コンタクト１８間に配置される絶縁体（誘電体）２０とを有する同軸コネクタ２２において、内部コンタクト１０の圧着接続部１７に対応する誘電体２０の外面３６ａ、３６ｃに凹部４２、５４を設け、凹部４２、５４により特性インピーダンスを制御するよう構成した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器のアンテナに使用される同軸コネクタに関し、特に同軸コネクタの内部コンタクトが同軸ケーブルの中心導体に圧着により接続された小型の同軸コネクタに関するものである。

従来、この種の同軸コネクタとして、例えば、同軸ケーブルの内部導体にはんだ接続される内部コンタクトと、同軸ケーブルの外部導体に圧着接続される外部コンタクトとを有する小型の同軸コネクタが知られている（特許文献１）。

また、他の従来技術として、同軸ケーブルの内部導体に圧着接続（クラッシュクリンプ）される内部コンタクトと、同軸ケーブルの外部導体に圧着接続される外部コンタクトとを有する小型の同軸コネクタが知られている（特許文献２）。この同軸ケーブルと内部コンタクトの接続部は、略均一な厚みを有する円筒形の絶縁ハウジングにより覆われている。

さらに別の従来技術として、同軸ケーブルの内部導体にはんだ付けされる、内部コンタクトの中心接触部の周囲を囲む略円筒形の絶縁体を有する同軸コネクタが知られている（特許文献３）。この絶縁体の内面には、絶縁体の長手方向に延びるリブが円周方向に離散的に配置され、絶縁体と内部コンタクトとの間に間隙を設けて特性インピーダンスを増加させるよう構成されている。
特開平９−１２０８７０号公報（図１（ｃ）） 実開平５−４５９６２号公報（図２） 特開２０００−１５６２６６号公報（図２、図４）

前述の特許文献１に開示された同軸コネクタにおいては、同軸ケーブルの内部導体と内部コンタクトの接続は、はんだ付けによって行われている。はんだ付けの場合、はんだの使用量は、作業者によって差が生じるので、はんだ接続部の外形寸法にばらつきが出てしまう。信号伝送周波数が高い場合、このばらつきによって特性インピーダンスが所望の値からずれる場合がある。また、はんだは、鉛を使用するため、廃棄時等における環境的観点から同軸ケーブルとの接続は、はんだ付けでないほうが好ましい。

また、特許文献２に開示された同軸コネクタは、同軸ケーブルと内部コンタクトおよび外部コンタクトと圧着により接続されており、鉛を使用しないので環境的な観点では好ましいものである。しかし、同軸ケーブルと内部コンタクトの圧着部近傍のインピーダンス整合については考慮されていない。

また、特許文献３に開示された同軸コネクタは、はんだを使用している点で環境的に問題があり、また、絶縁体の円周に沿ってインピーダンスが不均一であるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、同軸ケーブルと内部コンタクトとの接続部の形状に応じてインピーダンスの制御を容易に行うことができ、同軸ケーブルとコンタクトとの接続にはんだを使用しないことと相俟って、インピーダンスのばらつきが極めて小さい同軸コネクタを提供することを目的とするものである。

本発明の同軸コネクタは、同軸ケーブルの内部導体に圧着接続される圧着接続部を有する内部コンタクトと、同軸ケーブルの外部導体に圧着接続される外部コンタクトと、内部コンタクトおよび外部コンタクト間に配置される誘電体とを有する同軸コネクタにおいて、内部コンタクトの圧着接続部に対応する誘電体の外面に凹部を設け、この凹部により特性インピーダンスを制御するよう構成されてなることを特徴とするものである。

また、誘電体の凹部に対応する外部コンタクトの領域に、誘電体の凹部との間隙を減少させる凹陥部を設けるよう構成することができる。

或いは、誘電体の凹部に対応する外部コンタクトの領域に、誘電体の凹部との間隙を増大させる膨出部を設けてもよい。

さらに、誘電体の凹部に対応する外部コンタクトの領域に、内部導体に圧着接続された内部コンタクトの電気経路に沿う内部コンタクトの外形寸法に対応させて誘電体の凹部との間隙を増減させる凹凸部を設けてもよい。

本発明の同軸コネクタは、同軸ケーブルの内部導体に圧着接続される内部コンタクトの圧着接続部に対応する誘電体の外面に凹部を設け、この凹部により特性インピーダンスを制御するよう構成されているので、次の効果を奏する。

即ち、同軸ケーブルとコンタクトとの接続部の形状に応じて、誘電体の外部に設けた凹部によりインピーダンスの制御即ち増減を容易に行うことができ、同軸ケーブルとコンタクトの接続にはんだを使用しないことと相俟って、インピーダンスのばらつきが極めて小さい低背の同軸コネクタが得られる。

また、誘電体の凹部に対応する外部コンタクトの領域に、誘電体の凹部との間隙を減少させる凹陥部を設けるよう構成されている場合は、凹部の空気層を少なくして、そのぶん空気より誘電率の高い絶縁体が位置することによりキャパシタンスが大きくなり、インピーダンスが低下する。従って、インピーダンスを下げる方向へさらに微調整して所望の値のインピーダンスを得たい場合に有効である。

また、誘電体の凹部に対応する外部コンタクトの領域に、誘電体の凹部との間隙を増大させる膨出部を設けた場合は、逆に空気層の増大により、その領域の合成誘電率が減少しキャパシタンスが減少するので、インピーダンスは増加する。従って、さらにインピーダンスを増加させる方向へ微調整して所望の値のインピーダンスを得たい場合に有効である。

さらに、誘電体の凹部に対応する外部コンタクトの領域に、内部導体に圧着接続された内部コンタクトの電気経路に沿う内部コンタクトの質量の大きさに対応させて誘電体の凹部との間隙を増減させる凹凸部を設けた場合は、さらに効果的に所望のインピーダンスを得ることができる。

以下、本発明の同軸コネクタの好ましい実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の同軸コネクタの中心導体（内部導体）に内部コンタクトが接続された状態を示し、図１（ａ）は、正面図、図１（ｂ）は平面図をそれぞれ示す。

図１に示すように、同軸ケーブル１は、中心導体２、中心導体２を収容した誘電体４、この誘電体４の外周を覆う金属製の編組線（外部導体）６および編組線６の外周を覆う絶縁性の外被８からなっている。誘電体４の先端に露出された中心導体２には、内部コンタクト１０が圧着されている。

内部コンタクト１０は、弾性を有する１枚の金属板から打抜き折曲げにより形成される。内部コンタクト１０は、同軸ケーブル１の長手方向に延びる基部１２と、この基部１２の一端側に相手方コネクタの内部コンタクト（図示せず）に電気的に接続される接触部１４を有し、他端側に圧着バレル１６を有する。接触部１４は、基部１２と直角に１対の略平行に突出した接触片１４ａ、１４ａからなる。圧着バレル１６は、基部１２の両側縁から突出した１対の圧着片１６ａ、１６ａを有し、この圧着片１６ａ、１６ａ内に中心導体２を収容してその上に圧着（クラッシュクリンプ）されて圧着接続部１７となる。クラッシュクリンプの場合、中心導体２は、同軸ケーブル１の軸線方向から見て、圧着されて潰れた圧着バレル１６の略中央に位置する（図３（ｂ））。従って、中心導体２が細い場合は特に好ましい。このようにして内部コンタクト１０は、同軸ケーブル１に取り付けられる。なお、基部１２の接触部１４と圧着部１６との間の基部１２の両側縁に、基部１２と略同じ板厚内に突出する突起１２ａ、１２ａを有する。

次に図２を参照して、この同軸ケーブル１の端部に絶縁体（誘電体）２０を介して外部コンタクト２２が取り付けられて構成された同軸コネクタ２２について説明する。図２は同軸ケーブル１の端部に取り付けられた同軸コネクタ２２を示し、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は平面図をそれぞれ示す。同軸コネクタ２２の外部コンタクト１８は、１枚の金属板を打抜き、折り曲げて形成されたものであり、同軸ケーブル１の軸線方向に沿った長い本体部２６を有する。この本体部２６の一端側に相手方のコネクタと嵌合する略円筒形の嵌合部２４を有し、他端側に同軸ケーブル１の外被８に圧着される１対の圧着片２８ａ、２８ａからなる絶縁体バレル２８を有する。圧着片２８ａは、外被８へ圧着される前には本体部２６の両側縁から上方に延出して外被８を受容できるようになっている。

圧着バレル２８に隣接して同軸ケーブル１の先端側に編組線６に圧着される導体バレル３０を有する。この導体バレル３０も、圧着バレル２８と同様に１対の圧着片３０ａ、３０ａから構成されている。そして、導体バレル３０と嵌合部２４との間には、後述する絶縁体２０の周りに圧着される保持バレル３２が配置されている。この保持バレル３２も１対の圧着片３２ａ、３２ａを有し、圧着されたときの断面が矩形形状となっており後述する絶縁体２０を保持する機能を有する。この保持バレル３２は、内部コンタクト１０の圧着バレル１６の外側に位置する。嵌合部２４は、円筒形であり、周囲の３箇所に、嵌合部２４の先端部２４ａに弾性を付与するための上下方向に延びる切欠３４を有している。嵌合部２４内には、絶縁体２０と、この絶縁体２０の矩形の嵌合孔４４内に内部コンタクト１０の接触片１４ａ、１４ａが配置されているのが示されている。

次に図３及び図４を参照して、絶縁体２０について説明する。図３は、同軸コネクタ２２の断面図を示し、図３（ａ）は、図２（ｂ）の３ａ―３ａ線に沿う断面図、図３（ｂ）は、図２（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿う断面図をそれぞれ示す。図４は、絶縁体２０を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は底面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の４ｃ−４ｃ線に沿う断面図をそれぞれ示す。絶縁体２０は、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂から一体に成形され、略平板状のカバー部３６と，このカバー部３６にヒンジ３８で一体に連結された基体４０を有する。カバー部３６は、嵌合部２４の円形の外形形状に合わせて両側縁の一部が弧状に膨出した形状であり、カバー部３６の外面３６ａに矩形の凹部４２を有する。また内面３６ｂには、内部コンタクト１０の基部１２を受容する凹溝５６がカバー部３６の長手方向に沿って形成されている。

他方、基体４０には、嵌合孔４４が上下方向に形成された嵌合部２４が突設されている。この嵌合孔４４には前述の如く、内部コンタクト１０の接触部１４が配置される。嵌合部２４の下部からヒンジ３８と反対側に水平部４６が延び、この水平部４６の下面に内部コンタクト１０の基部１２を受容する溝４８および突起１２ａを受容する凹所４８ａが形成されている。内部コンタクト１０がこの溝４８と凹所４８ａに配置されることにより、内部コンタクト１０の長手方向の位置決めおよび長手方向と直交する方向へのセンタリングがなされる。

水平部４６からさらに圧着バレル収容部５０が形成されている。圧着バレル収容部５０の壁５２の外面３６ｃには、矩形の凹部５４が形成されている。同軸ケーブル１に圧着された内部コンタクト１０をカバー部３６と基体４０の間に収容するようにして、基体４０とカバー部３６を互いの方に折り曲げると、内部コンタクト１０は絶縁体２０の中に保持される。そしてさらに、前述の外部コンタクト１８が同軸ケーブル１と絶縁体２０に圧着されると、図３（ｂ）に示す断面形状となる。この同軸コネクタ２２は、高周波、例えば６ＧＨｚ程度までの信号伝送に適したものである。

ここで重要なことは、中心導体２に圧着された圧着バレル１６の部分即ち圧着接続部１７の上下に、前述の絶縁体２０の凹部５４及び凹部４２がそれぞれ位置していることである。これにより圧着接続部１７に隣接する絶縁体２０の壁５２、５８の厚さが薄くなり、また、凹部５４、４２内の空気層によって、圧着接続部１７の周りの誘電率が減少しキャパシタンスが減少するのでインピーダンスを増大させることができる。即ち、この凹部４２、５４の深さを変えることによって所望のインピーダンスを得ることができる。本実施形態では凹部５４、４２の深さはそれぞれ０．３ｍｍ、０．２ｍｍに設定されている。

なお図３における実施形態では、凹部４２に対応する外部コンタクト１８の本体部２６は平坦な形状であるが、この本体部２６の形状を変えることにより、インピーダンスをさらに微調整することができる。この他の実施形態について、図５を参照して説明する。図５は他の実施形態の同軸コネクタ２２ａを示し、図５（ａ）は、同軸コネクタ２２ａの平面図、図５（ｂ）は、同軸コネクタ２２ａに使用される外部コンタクト１８ａの圧着前の部分断面図である。この実施形態では、外部コンタクト１８ａの保持バレル３３に、凹陥部６０を形成し、さらに本体部２６ａに凹陥部７０を設けてある。凹陥部６０は絶縁体２０の凹部５４に対応する部分に形成され、凹陥部７０は絶縁体２０の凹部４２に相当する位置に形成されている。これにより、絶縁体の凹部４２、５４により形成された空間が、減少乃至は無くなって合成誘電率が上昇し、インピーダンスが低下する。従って、この実施形態はインピーダンスを低下させる方向で微調整するのに適している。

次に、別の実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の別の実施形態の同軸コネクタに使用される外部コンタクト１８ｂの本体部２６ｂの部分断面図を示す。図６に示す実施形態では、外部コンタクト１８ｂの本体部２６ｂを外面側に平坦に突出させた膨出部７２が形成されて凹部４２内の空間をさらに増大させている。これにより、合成誘電率は低下し、インピーダンスをさらに増大させることができる。絶縁体２０の凹部４２のみでは対応できなかった場合にこの方法を採用しても勿論よい。

また、図７にさらに別の実施形態を示す。図７は、本発明のさらに別の実施形態の同軸コネクタに使用される外部コンタクト１８ｃの本体部の部分断面図を示す。図７の実施形態では、外部コンタクト１８ｃの前述の圧着接続部１７に対応する部分を突出させて膨出部７４ａとし、圧着接続部１７より幅、高さ等の外形寸法の小さい内部コンタクト１０の基部に対応する領域を内側に突出させて凹陥部７４ｂとし、これらにより凹凸部７４が形成される。膨出部７４ａの部分ではインピーダンスは増大し、凹陥部７４ｂの部分ではインピーダンスは減少する。このように内部コンタクト１０の電気経路に沿う形状に応じて外部コンタクト１８ｃの形状を変えることにより、電気経路に沿うインピーダンスが整合されて一層適切なインピーダンスの調整が可能となる。

本発明の同軸コネクタの内部導体に内部コンタクトが接続された状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図をそれぞれ示す。 図１の同軸ケーブルの端部に取り付けられた同軸コネクタを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図をそれぞれ示す。 同軸コネクタの断面を示し、（ａ）は図２（ｂ）の３ａ―３ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図２（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿う断面図をそれぞれ示す。 本発明の同軸コネクタに使用される絶縁体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は図４（ａ）の４ｃ−４ｃ線に沿う断面図をそれぞれ示す。 本発明による他の実施形態の同軸コネクタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は図（ａ）の同軸コネクタに使用される外部コンタクトの圧着前の部分断面図である。 本発明の別の実施形態による同軸コネクタに使用される外部コンタクトの本体部の部分断面図を示す。 本発明のさらに別の実施形態による同軸コネクタに使用される外部コンタクトの本体部の部分断面図を示す。

符号の説明

１ 同軸ケーブル
２ 中心導体（内部導体）
６ 編組線（外部導体）
１０ 内部コンタクト
１７ 圧着接続部
１８ 外部コンタクト
２０ 絶縁体（誘電体）
２２ 同軸コネクタ
３６ａ、３６ｃ 外面
４２、５４ 凹部
６０、７０ 凹陥部
７２ 膨出部
７４ 凹凸部

Claims (4)

1. 同軸ケーブルの内部導体に圧着接続される圧着接続部を有する内部コンタクトと、同軸ケーブルの外部導体に圧着接続される外部コンタクトと、前記内部コンタクトおよび外部コンタクト間に配置される誘電体とを有する同軸コネクタにおいて、
   前記内部コンタクトの前記圧着接続部に対応する前記誘電体の外面に凹部を設け、該凹部により特性インピーダンスを制御するよう構成されてなることを特徴とする同軸コネクタ。
2. 前記誘電体の凹部に対応する前記外部コンタクトの領域に、前記誘電体の凹部との間隙を減少させる凹陥部を設けてなることを特徴とする請求項１記載の同軸コネクタ。
3. 前記誘電体の凹部に対応する前記外部コンタクトの領域に、前記誘電体の凹部との間隙を増大させる膨出部を設けてなることを特徴とする請求項１記載の同軸コネクタ。
4. 前記誘電体の凹部に対応する前記外部コンタクトの領域に、前記内部導体に圧着接続された前記内部コンタクトの電気経路に沿う前記内部コンタクトの外形寸法に対応させて前記誘電体の凹部との間隙を増減させる凹凸部を設けてなることを特徴とする請求項１記載の同軸コネクタ。

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