JP2012129103A - 同軸コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンス特性が良い同軸コネクタを提供する。
【解決手段】メスハウジング１０Ｈと、メスハウジング１０Ｈ内に設けられたメスアウター端子１０Ｔｏと、メスアウター端子１０Ｔｏ内に設けられたメスインナー端子１０Ｔｉと、メスアウター端子１０Ｔｏとメスインナー端子１０Ｔｉとの間に設けられた誘電体１０Ｄと、を備えたメスコネクタ１０と、オスハウジング２０Ｈと、オスハウジング２０Ｈ内に設けられたオスアウター端子２０Ｔｏと、オスアウター端子２０Ｔｏ内に設けられたオスインナー端子２０Ｔｉとを備えたオスコネクタ２０と、を備えた同軸コネクタであって、メスハウジング１０Ｈと誘電体１０Ｄとを一体成形し、メスインナー端子１０Ｔｉとオスインナー端子２０Ｔｉとの接触部位の全周のシールドを、オスアウター端子２０Ｔｏの半円筒部とメスアウター端子１０Ｔｏの半円筒部で構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車に搭載される電気部品間の高周波信号の伝送などに用いられ、高周波特性が優れていることが要求される同軸コネクタに関するもので、特に、部品点数を削減できて、かつ部品間のガタがなくなり同軸度が合った高周波特性が優れた同軸コネクタに関する。

シールド性が高く高周波特性が優れた同軸コネクタとしては、例えば、特許文献１記載のコネクタが公知である。特許文献１記載の同軸コネクタは、以下に述べるシールド端子をコネクタハウジングに収容して同軸コネクタとしたもので、そのシールド端子は、外導体端子本体に内導体端子と誘電体とを収容し、後方から蓋体を嵌合して成るものであり、外導体端子本体の一部を成す誘電体収容部は、その誘電体挿入口側端部から突設された突片がその誘電体収容部側の誘電体挿入方向に折り曲げられてばね片を形成している。
このような構成によって、シールド性が高く高周波特性が優れたシールドコネクタが得られた。

特開２００８−１９２４７４号公報

〈従来装置の問題点〉
しかしながら、特許文献１記載の同軸コネクタは、部品点数が多くガタが大きくなるため、各部品の軸が合いにくく高周波性能が悪くなるといった問題点や、部品点数が多くガタが大きくなるため、コネクタ嵌合時のどつきの原因になり、したがって端子どつきによる端子曲がりが発生し、コネクタ挿入力が高くなるといった問題点、部品点数が多いため、部品組み立て時の組み付け性が悪くなるといった問題点があった。

〈本発明の目的〉
本発明は上記欠点を解決するためになされたもので、部品点数を少なくして各部品の軸を合い易くして高周波特性の良い、コネクタ嵌合時のどつきをなくし、コネクタ挿入力が小さい、部品組み立て時の組み付け性が良い同軸コネクタを提供することを目的としている。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本願の第１発明は、メスハウジングと、前記メスハウジング内に設けられたメスアウター端子と、前記メスアウター端子内に設けられたメスインナー端子と、前記メスアウター端子と前記メスインナー端子との間に設けられた誘電体と、を備えたメスコネクタと、
オスハウジングと、前記オスハウジング内に設けられたオスアウター端子と、前記オスアウター端子内に設けられたオスインナー端子とを備えたオスコネクタと、
を備えた同軸コネクタであって、
前記メスハウジングと前記誘電体とを一体成形し、
前記メスアウター端子の嵌合方向先端近傍を半円筒部に形成し、かつ前記オスアウター端子の嵌合方向先端近傍を半円筒部に形成することで、前記メスインナー端子と前記オスインナー端子との接触部位の全周のシールドを、前記オスアウター端子の半円筒部と前記メスアウター端子の半円筒部で構成したことを特徴としている。

また、第２発明は、第１発明の同軸コネクタにおいて、前記オスハウジングがプリント配線基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）であり、前記オスアウター端子が９０度に曲がった形状でかつその外側にペグを設けたことを特徴としている。

第１発明によれば、部品点数が少なくなったので、各部品の軸が合い易くなり、高周波性能が改善される。また、部品点数が少なくなったので、コネクタ嵌合時のどつきの原因が解消し、したがって端子どつきによる端子曲がりが発生しなく、コネクタ挿入力が小さい、部品組み立て時の組み付け性が良い同軸コネクタが得られる。

第２発明によれば、オスアウター端子の外側にペグを設けることで、ＳＭＤ（表面実装型）コネクタが簡単に得られるようになる。

図１は本発明に係る同軸コネクタの斜視図（Ａ）と、オスハウジング側から見た正面図（Ｂ）である。 図２は図１（Ｂ）のＡ−Ａ矢視図である。 図３は本発明に係る同軸コネクタを構成するオスコネクタを説明する図で、（Ａ）はオスコネクタ全体の斜視図、（Ｂ）はオスコネクタの正面図、（Ｃ）は図３（Ｂ）のＢ−Ｂ矢視図である。 図４は図３のオスコネクタの斜視図（Ａ）と、図３（Ｃ）のアウター端子の斜視図である。 図５はアウター端子を説明する図で、（Ａ）は、図１（Ａ）の同軸コネクタの斜視図からハウジングを除去して描いた斜視図、（Ｂ）は、図５（Ａ）の斜視図から同軸線と誘電体とオスメスインナー端子とを除去してアウター端子（メスアウター端子とオスアウター端子同士が嵌合した図）のみを描いた斜視図、（Ｃ）は、図５（Ｂ）のメスアウター端子とオスアウター端子の嵌合状態の側面図である。 図６は本発明に係る同軸コネクタであるオスメスコネクタの嵌合までを説明する縦断面図で、（１）はハウジング同士の嵌合中、（２）は端子同士の嵌合中、（３）は完全嵌合状態のそれぞれの縦断面図である。

次に、部品点数を少なくして各部品の軸を合い易くした高周波性能の良い、コネクタ嵌合時のどつきをなくしてコネクタ挿入力を小さくした、かつ部品組み立て時の組み付け性が良い本発明に係る同軸コネクタについて、図１〜図６を用いて説明する。

〈本発明に係る同軸コネクタの構成〉
本発明に係る同軸コネクタは、メスコネクタ１０と、オスコネクタ２０と、誘電体１０Ｄと、ペグＰとから成っている。
メスコネクタ１０とオスコネクタ２０は、メスコネクタ１０とオスコネクタ２０の嵌合前の状態を描いている図６（１）から分かるように、それぞれが次のようにハウジングとインナー端子とアウター端子を備えている。すなわち、メスコネクタ１０はメスハウジング１０Ｈとメスインナー端子１０Ｔｉとメスアウター端子１０Ｔｏとを備え、オスコネクタ２０はオスハウジング２０Ｈとオスインナー端子２０Ｔｉとオスアウター端子２０Ｔｏとを備えている。以下で、それぞれについて説明する。

〈メスコネクタ１０の構成〉
メスコネクタ１０は、以下に説明するメスハウジング１０Ｈとメスインナー端子１０Ｔｉとメスアウター端子１０Ｔｏとを備えて成る。

《メスハウジング１０Ｈ》
メスハウジング１０Ｈは、図１（Ａ）のように、同軸ケーブル端部を内側に収納するための空間を有する四角筒状をした樹脂から成り、四角筒状のメスインナー端子１０Ｔｉとメスアウター端子１０Ｔｏを収容する嵌合側は、オスハウジング２０Ｈの内側空間に嵌（はま）り込むようになっている（図２）。メスハウジング１０Ｈの内部空間の中心にメスインナー端子１０Ｔｉが配置され、メスインナー端子１０Ｔｉを同軸状に囲って誘電体１０Ｄが配置されている。さらに、この誘電体１０Ｄを囲うようにメスアウター端子１０Ｔｏが配置されている。
従来製品では誘電体１０Ｄはメスハウジング１０Ｈとは別部品となっていた。そのため、メスハウジング１０Ｈの中心を通るメスインナー端子１０Ｔｉと誘電体１０Ｄ間の位置合わせが難く、インピーダンス特性が低下する原因となっていたが、本発明では、図２において誘電体１０Ｄとメスハウジング１０Ｈとを同じハッチングで示したように、誘電体１０Ｄをメスハウジング１０Ｈと一体成形したのが特徴である。これによって、誘電体１０Ｄの位置合わせの必要がなくなり、したがってインピーダンス特性が低下する原因が除去されることとなった。

《メスインナー端子１０Ｔｉ》
メスインナー端子１０Ｔｉは、図５（Ａ）のように、同軸ケーブルＷの芯線と電気的接続されるもので、メスハウジング１０Ｈの内部空間の中心に配置され、これを誘電体１０Ｄが同軸状に囲って、メスアウター端子１０Ｔｏとの電気絶縁をしている。

《メスアウター端子１０Ｔｏ》
メスアウター端子１０Ｔｏは、図５（Ａ）および（Ｂ）のように、同軸ケーブルＷの端部を固定するもので、カシメ端子Ｔｗで同軸ケーブルＷの外皮を固定し、カシメ端子Ｔｎで同軸ケーブルＷのシールド編み線を固定し、端子Ｔｄで誘電体１０Ｄを固定し、さらに半円筒端子１０ｈでオス端子２０Ｔとの電気的接触部位の下半分をシールドしている（なお、オス端子２０Ｔとの電気的接触部位の上半分のシールドは、オス端子側が受け持っている（後述）。）。

《誘電体１０Ｄ》
誘電体１０Ｄは、メスインナー端子１０Ｔｉを同軸状に覆ってメスインナー端子１０Ｔｉの外側に同軸的に位置するメスアウター端子１０Ｔｏとの間を絶縁状態に保持する誘電体材料である。従来製品では誘電体１０Ｄはメスハウジング１０Ｈとは別部品となっていた。そのため、メスハウジング１０Ｈの中心を通るメスインナー端子１０Ｔｉと誘電体１０Ｄ間の位置合わせが難く、インピーダンス特性が低下する原因となっていた。

《誘電体とメスハウジングとの本発明による一体成形》
本発明では、従来別部品であった誘電体１０Ｄとメスハウジング１０Ｈとを一体成形することを特徴としている。
このようにしたことで、誘電体１０Ｄの位置合わせの必要がなくなり、したがってインピーダンス特性が改善されることとなった。

〈オスコネクタ２０の構成〉
オスコネクタ２０は、以下に説明するオスハウジング２０Ｈとオスインナー端子２０Ｔｉとオスアウター端子２０Ｔｏとを備えて成る。

《オスハウジング２０Ｈ》
オスハウジング２０Ｈは、図３（Ａ）のような内部空間を備えた四角筒状の樹脂から成り、内部空間に嵌合側からメスハウジング１０Ｈが嵌り込み、反嵌合側からオスインナー端子２０Ｔｉとオスアウター端子２０Ｔｏが導入されている。この空間内でメスハウジング１０Ｈのメスインナー端子１０Ｔｉがオスインナー端子２０Ｔｉ（図３（Ｃ））と接触するようになる（図２）。

《オスインナー端子２０Ｔｉ》
オスインナー端子２０Ｔｉは、図３（Ｂ）および（Ｃ）のように、オスハウジング２０Ｈの反嵌合側から導入され、その先端部はオスハウジング２０Ｈの内部空間の中心に配置され、先端が折り返された形状によって弾性を備えている。そこで、オスインナー端子２０Ｔｉの弾性先端はメスハウジング１０Ｈのメスインナー端子１０Ｔｉの内部空間に潜り込んで接触して、電気的接続がなされるようになる。
オスインナー端子２０Ｔｉの周囲はオスアウター端子２０Ｔｏが囲い、その間をオスハウジング２０Ｈの樹脂で埋めて電気絶縁している。

《オスアウター端子２０Ｔｏ》
オスアウター端子２０ＴｏはＳＭＤ（Surface Mount Device：表面実装型）コネクタタイプのため、９０度に曲がって形成され、オスハウジング２０Ｈの背面（反嵌合側）から圧入可能となっている（図３（Ｃ））。その先端側は、図４（Ｂ）のように、本発明により半円筒部Ｃに形成されている。

《本発明による半円筒部Ｃ》
本発明による半円筒部Ｃによって、メスコネクタとオスコネクタを嵌合した状態で、半円筒部Ｃの内側にメスインナー端子１０Ｔｉとオスインナー端子２０Ｔｏとの電気的接触部位が位置するようになり、電気的接触部位の上半分のシールドを受け持つようになる。 そして、電気的接触部位の下半分のシールドは前述したメスアウター端子１０Ｔｏが行っている。このように簡単な分業構成により、従来製品の全周３６０度に亘って囲う円筒部の効果と同じ効果、すなわち電気的接触部位の全周シールドがなされることとなる。

《ペグＰ》
さらに、ペグＰをオスアウター端子２０Ｔｏの外側に設けて、高周波信号を伝送する基板用ＳＭＤコネクタ化している。

〈オス・メスコネクタの嵌合過程〉
図６は本発明に係る同軸コネクタであるオスメスコネクタの嵌合までを説明する縦断面図である。
（１）はハウジング同士の嵌合中を示す図で、メスハウジング１０Ｈの先端部がオスハウジング２０Ｈの内側に入り込んでいる。このとき誘電体１０Ｄはメスハウジング１０Ｈと一体でオスハウジング２０Ｈの内側に進んでいる。端子同士はまだ接触していない。
（２）は端子同士の嵌合中を示す図で、メスインナー端子１０Ｔｉの入口にオスインナー端子２０Ｔｉの先端部が入っている。このとき誘電体１０Ｄはメスハウジング１０Ｈと一体なので、格別位置合わせの労なくオスアウター端子２０Ｔｏの内側に入り込むことができる。
（３）は完全嵌合状態を示す図で、メスインナー端子１０Ｔｉとオスインナー端子２０Ｔｉが接触し、誘電体１０Ｄもオスアウター端子２０Ｔｏの内側に入り込んでいる。このように、本発明によれば、誘電体の軸合わせが不要となり、インピーダンス特性を向上させることができる。

〈まとめ〉
以上のように、従来製品は、アウター端子が全周の円筒形や四角筒形状をしていて、その中へ誘電体が組み付けられていた。すなわち、ハウジングと誘電体が別部品となっていた。そのため、部品構成間のガタが大きくなり、各構成部品の軸が合わせ難く、インピーダンス特性が低下する原因となっていた。しかしながら、本発明により、アウター端子の先端部を半円筒形状にし、かつハウジングと誘電体を１つの部品とした。性能的には、嵌合時にＸ寸法（図５（Ｃ））の部位がアウター端子でシールドされていれば高周波性能を満足するということが確認できたため、アウター端子の成形性や歩留まりといった観点や、ハウジングの一体成形といった観点からオス側のアウター端子を半円筒形状にすることで、従来技術の代替技術とした。このことにより誘電体の軸合わせが不要となり、したがって、インナー端子とアウター端子の軸合わせが簡単となり、インピーダンス特性を向上させることができた。
また、ハウジングと誘電体が一体成形になったことで、コネクタの部品点数を削減することができた。さらに、ハウジングと誘電体が一体成形になったことで、部品間のガタがなくなり、同軸度が合い、インピーダンス特性（高周波信号の伝送測定）を向上させることができた。オス側アウター端子の先端を半円筒形状にすることで、ハウジングと誘電体の樹脂一体成形が可能となり、したがって、ＳＭＤタイプのため９０度に曲がったアウター端子がコネクタ背面から圧入可能となる。しかも、アウター端子の先端が半円筒形状であるため、嵌合相手側の相手端子と接触点が少なくなり、挿入力を低くすることができた。

１０ メスコネクタ
１０Ｈ メスハウジング
１０Ｔｏ メスアウター端子
１０Ｔｉ メスインナー端子
１０Ｄ 誘電体
１０ｈ 半円筒端子
２０ オスコネクタ
２０Ｈ オスハウジング
２０Ｔｏ オスアウター端子
２０Ｔｉ オスインナー端子
Ｃ 半円筒部
Ｔｄ 誘電体固定端子
Ｔｎ シールド編み線カシメ端子
Ｔｗ ケーブル外皮カシメ端子
Ｗ 同軸ケーブル

Claims (2)

1. メスハウジングと、前記メスハウジング内に設けられたメスアウター端子と、前記メスアウター端子内に設けられたメスインナー端子と、前記メスアウター端子と前記メスインナー端子との間に設けられた誘電体と、を備えたメスコネクタと、
   オスハウジングと、前記オスハウジング内に設けられたオスアウター端子と、前記オスアウター端子内に設けられたオスインナー端子とを備えたオスコネクタと、
   を備えた同軸コネクタであって、
   前記メスハウジングと前記誘電体とを一体成形し、
   前記メスアウター端子の嵌合方向先端近傍を半円筒部に形成し、かつ前記オスアウター端子の嵌合方向先端近傍を半円筒部に形成することで、前記メスインナー端子と前記オスインナー端子との接触部位の全周のシールドを、前記オスアウター端子の半円筒部と前記メスアウター端子の半円筒部で構成したことを特徴とする同軸コネクタ。
2. 前記オスハウジングがプリント配線基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）であり、前記オスアウター端子が９０度に曲がった形状でかつその外側にペグを設けた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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