(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
相手方中心コンタクトと互いに接続する中心コンタクトと、該中心コンタクトの外側に配置された外部コンタクトと、前記中心コンタクト及び外部コンタクトを互いに絶縁させた状態に保持するハウジングとを備えている同軸コネクタであって、
前記ハウジングには、支持体に固定されるハウジング基部と、該ハウジング基部の相手方コネクタ側に配置され、前記ハウジング基部に対し前記中心コンタクトとともに移動可能なハウジング可動部と、一端が前記ハウジング基部に固定され、他端が前記ハウジング可動部に固定されたフローティング用バネ体とを備え、
前記フローティング用バネ体には、前記ハウジング基部に固定される支持固定部と、前記ハウジング基部の相手方コネクタ側端面より突出し、前記ハウジング可動部に固定されるフローティング固定部と、前記支持固定部と前記フローティング固定部とを連結する弾性変形可能な揺動バネ部とを備え、
前記フローティング固定部にその両側縁より折り曲げた一対の弾性挟持片からなる接続部が一体に支持され、
前記ハウジング可動部及び接続部が前記フローティング用バネ体を介して前記ハウジング基部に移動可能に支持されていることを特徴とするフローティング機構付き同軸コネクタ。
揺動バネ部には、支持固定部フローティング固定部間方向で伸縮可能な弾性伸縮部と、前記支持固定部フローティング固定部間方向軸回りにねじれ可能な弾性捩れ部とを一体に備えている請求項1に記載のフローティング機構付き同軸コネクタ。
前記フローティング用バネ体は、前記揺動バネ部に板幅を変更可能なインピーダンス調節部を備え、前記中心コンタクトが適切なインピーダンスとなるように前記インピーダンス調節部の幅を適宜変更するようにした請求項1に記載のフローティング機構付き同軸コネクタ。
【背景技術】
【0002】
この種の同軸コネクタには、中央に配置された中心コンタクトと、中心コンタクトの外側に配置された外部コンタクトとを備え、相手方同軸コネクタとの相互嵌合時には、中心コンタクト及び外部コンタクトの両方が相手方の中心コンタクト及び外部コンタクトと適切に接続されることが必要とされる。
【0003】
従って、電子機器に内蔵された基板やシャーシ等の支持体に対する同軸コネクタの取付け位置などによって、相互に接続される両同軸コネクタに軸方向または径方向に位置ズレが生じたとしても両同軸コネクタの接続時には、位置ズレが修正されなければならない。
【0004】
そこで、従来では、支持体に固定されるコネクタ基部に対し軸径方向に移動可能なコネクタ本体を備え、コネクタ本体を相手方同軸コネクタと接続させるようにしたフローティング機構付き同軸コネクタが用いられている(例えば、特許文献1を参照)。
【0005】
フローティング機構付き同軸コネクタにおいて、コネクタ本体は、中央に配置された中心コンタクトと、中心コンタクトの外側に配置された外部コンタクトと、中心コンタクトと外部コンタクトとの間に介在させたインシュレータとを備え、中心コンタクト及び外部コンタクトがそれぞれ相手方同軸コネクタの中心コンタクト、外部コンタクトと接続する
ようになっている。
【0006】
一方、コネクタ基部には、コネクタ本体を移動可能に保持する筒状の外部シェルと、外部シェル内の中央部に配置される中心導体部と、中心導体部と外部シェルとを絶縁する絶縁部材と、外部シェルに保持されたコネクタ本体を軸方向又は径方向に向けて付勢するコイルスプリングや皿バネ等の付勢手段とを備え、軸ズレが生じてもコネクタ本体が相手方同軸コネクタと相互接続できるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上述の如き従来の技術では、相手方同軸コネクタと相互接続するコネクタ本体と、コネクタ本体を移動可能に保持するコネクタ基部とを別個に備えているため、その分同軸コネクタ全体の外形が大きくなり、小型化が阻害されているという問題があった。
【0009】
また、従来のフローティング機構付き同軸コネクタでは、コネクタ本体を軸方向又は径方向に付勢するコイルスプリングや皿バネを必要とし、その分、部品点数が増加し、製品コストや製造工程が増加するという問題があった。
【0010】
更に、この種の従来のフローティング機構付き同軸コネクでは、コネクタ本体の中心コンタクトとコネクタ基部の中心導体とを別個に形成し、コネクタ基部に対しコネクタ本体を軸方向及び径方向で移動可能としたことにより、中心コンタクトと中心導体とを互いに移動可能且つ電気的に接続する構造を必要とし、構造が複雑化するという問題があった。
【0011】
更にまた、この種の同軸コネクタでは、高周波性能が重要であるところ、コネクタ本体とともに中心コンタクトが移動し、中心コンタクトとコネクタ基部の中心導体との間に軸ズレが生じると高周波性能の低下を招く虞があった。
【0012】
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、高い高周波性能及びフローティング性能を確保しつつ、部品点数が少なく、且つ小型化が可能なフローティング機構付き同軸コネクタの提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、相手方中心コンタクトと互いに接続する中心コンタクトと、該中心コンタクトの外側に配置された外部コンタクトと、前記中心コンタクト及び外部コンタクトを互いに絶縁させた状態に保持するハウジングとを備えている同軸コネクタであって、前記ハウジングには、支持体に固定されるハウジング基部と、
該ハウジング基部の相手方コネクタ側に配置され、前記ハウジング基部に対し前記中心コンタクトとともに移動可能なハウジング可動部と、一端が前記ハウジング基部に固定され、他端が前記ハウジング可動部に固定されたフローティング用バネ体とを備え、前記フローティング用バネ体には、前記ハウジング基部に固定される支持固定部と、
前記ハウジング基部の相手方コネクタ側端面より突出し、前記ハウジング可動部に固定されるフローティング固定部と、前記支持固定部と前記フローティング固定部とを連結する弾性変形可能な揺動バネ部とを備え、
前記フローティング固定部にその両側縁より折り曲げた一対の弾性挟持片からなる接続部が一体に支持され、前記ハウジング可動部
及び接続部が前記フローティング用バネ体を介して前記ハウジング基部に移動可能に支持されているフローティング機構付き同軸コネクタにある。
【0014】
請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、揺動バネ部には、支持固定部フローティング固定部間方向で伸縮可能な弾性伸縮部と、前記支持固定部フローティング固定部間方向軸回りにねじれ可能な弾性捩れ部とを一体に備えていることにある。
【0015】
請求項3に記載の発明の特徴は、
請求項1又は2の構成に加え、前記フローティング用バネ体は、前記揺動バネ部に板幅を変更可能なインピーダンス調節部を備え、前記中心コンタクトが適切なインピーダンスとなるように前記インピーダンス調節部の幅を適宜変更するようにしたことにある。
【0016】
請求項4に記載の発明の特徴は、
請求項1〜3の何れか1項の構成に加え、 前記外部コンタクトは、前記支持固定部フローティング固定部間方向と交差する方向に間隔置いて対向する一対の弾性接触片を前記ハウジング可動部の外側に備えていることにある。
【0017】
請求項5に記載の発明の特徴は、
請求項1〜4の何れか1項の構成に加え、前記ハウジング基部に複数のハウジング可動部を移動可能に支持させたことにある。
【発明の効果】
【0018】
本発明に係るフリーティング機構付き同軸コネクタは、上述したように、相手方中心コンタクトと互いに接続する中心コンタクトと、該中心コンタクトの外側に配置された外部コンタクトと、前記中心コンタクト及び外部コンタクトを互いに絶縁させた状態に保持するハウジングとを備えている同軸コネクタであって、前記ハウジングには、支持体に固定されるハウジング基部と、
該ハウジング基部の相手方コネクタ側に配置され、前記ハウジング基部に対し前記中心コンタクトとともに移動可能なハウジング可動部と、一端が前記ハウジング基部に固定され、他端が前記ハウジング可動部に固定されたフローティング用バネ体とを備え、前記フローティング用バネ体には、前記ハウジング基部に固定される支持固定部と、
前記ハウジング基部の相手方コネクタ側端面より突出し、前記ハウジング可動部に固定されるフローティング固定部と、前記支持固定部と前記フローティング固定部とを連結する弾性変形可能な揺動バネ部とを備え、
前記フローティング固定部にその両側縁より折り曲げた一対の弾性挟持片からなる接続部が一体に支持され、前記ハウジング可動部
及び接続部が前記フローティング用バネ体を介して前記ハウジング基部に移動可能に支持されていることにより、相手方同軸コネクタと相互接続する部分とフローティング機構を構成する部分とを一体的に構成でき、コネクタの小型化を図れるとともに、部品点数の低減を図ることができる。
また、部品点数の低減及び組み立て作業の簡素化を図れるとともに、中心コンタクトがハウジング可動部の移動に追従するのでコネクタ内での中心軸のズレが防止でき、高周波性能の低下を抑制することができる。
【0019】
また、本発明において、揺動バネ部には、支持固定部フローティング固定部間方向で伸縮可能な弾性伸縮部と、前記支持固定部フローティング固定部間方向軸回りにねじれ可能な弾性捩れ部とを一体に備えていることにより、簡素な構造で前後左右何れの方向への移動を円滑に許容することができる。
【0020】
また、前記フローティング用バネ体は、前記揺動バネ部に板幅を変更可能なインピーダンス調節部を備え、前記中心コンタクトが適切なインピーダンスとなるように前記インピーダンス調節部の幅を適宜変更するようにしたことにより、製品サイズやプレス金型等の大幅変更を要せずに高周波性能及びインピーダンスの調整を行うことができる。
【0021】
また、本発明において、前記外部コンタクトは、前記支持固定部フローティング固定部間方向と交差する方向に間隔置いて対向する一対の弾性接触片を前記ハウジング可動部の外側に備えていることにより、ハウジング可動部及び中心コンタクトの両弾性接触片間方向の移動を許容するとともに、相手方外部コンタクトと確実に接続することができる。
【0022】
更に、本発明において、前記ハウジング基部に複数のハウジング可動部を移動可能に支持させたことにより、多連型同軸コネクタに適用することができる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
次に、本発明の実施の態様を
図1〜
図8に示した実施例に基づいて説明する。尚、本実施例では、ソケット側にフローティング機構付き同軸コネクタ1を適用した例について説明し、プラグ側を相手方同軸コネクタ2として説明する。
【0025】
また、本実施例においては、
図1(a)中の両同軸コネクタ接続方向を上下方向とし、相手方コネクタとの接続側を上、基板との実装側を下とし、上下方向と直交する2方向の内、
図1(a)中のコネクタ幅方向を左右、他方のコネクタ幅方向、即ち、
図1(b)中のコネクタ幅方向を前後方向として説明する。
【0026】
フローティング機構付き同軸コネクタ1は、中央に配置された中心コンタクト3と、中心コンタクト3の外側に配置された外部コンタクト4と、中心コンタクト3及び外部コンタクト4を互いに絶縁させた状態に保持するハウジング5とを備え、相手方同軸コネクタ2と互いに嵌合し、中心コンタクト3が相手方中心コンタクト21と、外部コンタクト4が相手方外部コンタクト22とそれぞれ接続するようになっている。
【0027】
また、このフローティング機構付き同軸コネクタ1では、基板や電子機器筐体等の支持体に固定されるハウジング基部51と、ハウジング基部51上にあってハウジング基部51に対し中心コンタクト3とともに移動可能なハウジング可動部52と、一端がハウジング基部51に固定され、他端がハウジング可動部52に固定されたフローティング用バネ体6とをハウジング5に備え、ハウジング可動部52が中心コンタクト3とともにフローティング用バネ体6を介してハウジング基部51に移動可能に支持されていることにより、フローティング機構が形成されている。
【0028】
更に、このフローティング機構付き同軸コネクタ1では、中心コンタクト3とフローティング用バネ体6とを一体化した導電性金属板材からなるコンタクト付きフローティング用バネ体(以下、一体型バネ体7という)を使用し、中心コンタクト3がハウジング可動部52の移動に追従できるようにしている。
【0029】
一体型バネ体7は、
図3に示すように、弾性を有する導電性金属板材を打ち抜き・折り曲げ加工することにより一体に形成され、フローティング用バネ体6に中心コンタクト3を一体に支持させ、中心コンタクト3の構成の一部をフローティング用バネ体6に兼用させた構造となっている。
【0030】
フローティング用バネ体6は、ハウジング基部51に固定される支持固定部61と、ハウジング可動部52に固定されるフローティング固定部62と、支持固定部61とフローティング固定部62とを連結する弾性変形可能な揺動バネ部63とを備え、支持固定部61とフローティング固定部62とが互いに前後に間隔を置いて平行配置され、揺動バネ部63の弾性変形によって支持固定部61に対しフローティング固定部62が前後移動及び左右に揺動できるようになっている。
【0031】
支持固定部61は、矩形状に形成され、その上端に揺動バネ部63の一端が一体に支持され、下端より中心コンタクト3を構成する基板接続端子片31が水平方向に延出している。
【0032】
揺動バネ部63は、支持固定部フローティング固定部間方向、即ち、前後方向で伸縮可能な弾性伸縮部631と、支持固定部フローティング固定部間方向軸回りにねじれ可能な弾性捩れ部とを一体に備え、弾性伸縮部631の伸縮により支持固定部61に対するフローティング固定部62の前後方向移動を許容し、各弾性捩れ部のねじれにより支持固定部61に対するフローティング固定部62の左右方向移動を許容し、且つ、弾性により原位置に復帰できるようになっている。
【0033】
弾性伸縮部631は、上端が支持固定部61の上縁に円弧状に湾曲した折り返し部632を介して支持された状態で斜め下方に延出し、下端に折り返し部633を介して水平方向に延出したインピーダンス調節部634が一体に支持されている。
【0034】
そして、この弾性伸縮部631は、両折り返し部632,633で湾曲することにより、支持固定部フローティング固定部間方向、即ち、前後方向で伸縮し、弾性により原位置に復帰できるようになっている。
【0035】
インピーダンス調節部634は、水平方向に延出した細板状に形成され、一端が折り返し部633を介して弾性伸縮部631に支持され、他端が折り返し部635を介してフローティング固定部62の下縁に一体に支持されている。
【0036】
このインピーダンス調節部634は、左右方向の板幅を変更することができ、インピーダンス調節部634の幅を適宜変更することにより、フローティング用バネ体6と一体化した中心コンタクト3のインピーダンスを適切な値に調節することができるようになって
いる。
【0037】
各折り返し部632、635は、それぞれ支持固定部61及びフローティング固定部62の板幅より狭く形成され、揺動バネ部63における弾性捩れ部を構成している。
【0038】
即ち、支持固定部61に対しフローティング固定部62が左右方向に相対移動した場合、各折り返し部632,635が支持固定部フローティング固定部間方向軸回りにねじれることにより、当該左右方向の移動を許容するとともに、弾性により原位置に復帰できる
ようになっている。
【0039】
フローティング固定部62は、上下方向に向けた矩形状に形成され、中央部に支持固定部61側に膨出した縦向き突条状の膨出部621を一体に備え、下端両側部に中心コンタクト3の接続部32を構成する弾性挟持片321,321が一体に支持されている。
【0040】
中心コンタクト3は、相手方中心コンタクト21と接続する接続部32と、接続基板に接続される基板接続端子片31とを備え、接続部32と基板接続端子片31とがフローティング用バネ体6を介して電気的に接続されている。
【0041】
接続部32は、互いに左右方向で対向する一対の弾性挟持片321,321を備え、ピン状の相手方中心コンタクト21を両弾性挟持片321,321で挟持することにより相手方中心コンタクト21と接続するようになっている。
【0042】
各弾性挟持片321,321は、上下に長い帯板状に形成され、その下方側縁がフローティング固定部62の下端側縁より垂直に折り曲げた支持片33に一体に支持され、支持固定部61とフローティング固定部62との間に左右方向で互いに対向するように配置されている。
【0043】
また、各弾性挟持片321,321には、上端に内側に湾曲した接点322が形成され、互いに対向する接点322,322間に相手方中心コンタクト21が挟持されるように
なっている。
【0044】
尚、各弾性挟持片321,321の下端には、水平外向きに延出した抜止めガイド片34が一体に支持され、この抜止めガイド片34がハウジング基部51の下端に前後左右方向に移動可能に当て止めされるようになっている。
【0045】
ハウジング基部51は、
図4に示すように、絶縁性合成樹脂により上下に開口した前後左右の周壁部511〜514を有する角筒状に形成され、上面側よりハウジング可動部52が組み付けられるとともに、下面側より一体型バネ体7が組み込まれ、フローティング用バネ体6を介してハウジング可動部52とハウジング基部51とが移動可能に接合される。
【0046】
前の周壁部511には、上下方向に向けた支持固定部圧入部515が形成され、この支持固定部圧入部515にフローティング用バネ体6の支持固定部61が圧入されることにより、フローティング用バネ体6の一端、即ち、支持固定部61がハウジング基部51に固定される。
【0047】
また、前の周壁部511には、支持固定部圧入部515の内側面側に開口し、且つ、支持固定部圧入部515と連通した回避溝516が形成され、周壁部511に揺動バネ部63が干渉しないようになっている。
【0048】
よって、一体型バネ体7のフローティング固定部62及び両弾性挟持片321,321は、下部が揺動バネ部63を介してハウジング5に支持されるとともに内空部517内に移動可能な状態で収容され、且つ、上部が内空部517の上端開口より突出している。
【0049】
また、ハウジング基部51の左右の周壁部513,514には、下面部に凹状のガイド溝518が形成され、一体型バネ体7の抜止めガイド片34がこのガイド溝518内に挿入され、抜止めガイド片34がこのガイド溝518に案内されるとともに、ガイド溝518の上縁に当て止めされることにより、一体型バネ体7の抜け止めがされている。
【0050】
また、ハウジング基部51には、外側に導電性金属材からなる外部コンタクト4が組み付けられ、外部コンタクト4を介して実装基板等の支持体に固定されるようになっている。
【0051】
外部コンタクト4は、
図5に示すように、弾性を有する導電性金属板材をプレス加工することにより一体に形成され、ハウジング基部51の外周を覆う角筒状の筒状部41と、筒状部41の左右側板413,414にそれぞれ一体に支持された一対の弾性接触片部42,42とを備えている。
【0052】
また、外部コンタクト4には、前後側板411,412の下縁部に外向きに張り出した基板接続部43,43を一体に備えるとともに、左右側板413,414の上縁に内向きに折り返した形状の固定係止部44を一体に備え、固定係止部44をハウジング基部51の左右周壁部511〜514と係合させ、基板接続部43,43を実装基板上のパターンに半田付けすることにより、ハウジング基部51が支持体である実装基板に固定されるとともに、外部コンタクト4が実装基板に電気的に接続されるようになっている。
【0053】
各弾性接触片部42,42は、下端が左右側板の上縁に一体に支持された一対の弾性支持片421,421と、両弾性支持片421,421間に架け渡した形状の接触片422とを備え、接触片422と両弾性支持片421,421とが側面視門型状を成している。
【0054】
各弾性支持片421,421は、左右側板部の上縁より斜め外向きに延出したバネ基部421aと、バネ基部421aの先端より斜め内向きに延出した支持バネ部421bとを備え、支持バネ部421bの先端に接触片422の端が一体に支持されている。
【0055】
接触片422は、内向きにく字状又は逆く字状に屈曲した形状に形成され、屈曲した部分の頂部が相手方外部コンタクト22の外周面に接触するようになっている。
【0056】
ハウジング可動部52は、
図6に示すように、絶縁性合成樹脂材により円柱状に形成され、下面側に開口した角穴状のコンタクト収容部521を備えている。
【0057】
このハウジング可動部52には、コンタクト収容部521より外側に下面に開口した固定部圧入孔522が形成され、ハウジング可動部52をハウジング基部51の上面側より組み付けることにより、固定部圧入孔522にハウジング基部51の上端より突出したフローティング固定部62の上端部が圧入されるとともに、コンタクト収容部521内に
接続部32、即ち、両弾性挟持片321,321の上部が収容される。
【0058】
また、ハウジング可動部52には上端外周部には、上方に向けて縮径するテーパ状の誘導面部523を備えているとともに、上端面に開口し、且つ、コンタクト収容部521と連通したコンタクト挿通孔524を備え、このコンタクト挿通孔524を通してピン状の相手方中心コンタクト21がハウジング5内に挿入されるとともに、誘導面部523に誘導されハウジング可動部52の外側に嵌り込むようになっている。
【0059】
尚、コンタクト挿通孔524は、その開口縁部が下方に向けて縮径するテーパ状に形成され、相手方中心コンタクト21が孔中心に誘導されるようになっている。
【0060】
このように構成されたフローティング機構付き同軸コネクタ1では、ハウジング可動部52がフローティング用バネ体6を介してハウジング基部51に移動可能に支持され、中心コンタクト3とともに移動するので、相互接続時に相手方同軸コネクタ2に対し前後左右何れの方向に軸ズレが生じていいても自動的に軸ズレを調整し、安定した接続状態が得られるようになっている。
【0061】
例えば、相手方同軸コネクタ2と相互接続する際、
図7(b)に示すように、前後方向に軸ズレが生じている場合、ハウジング可動部52と相手方同軸コネクタ2とは、ハウジング可動部52の誘導面部523に誘導されて相互嵌合しようとし、揺動バネ部63の弾性伸縮部631が撓んで前後に縮み、ハウジング基部51に対するハウジング可動部52及び中心コンタクト3の
接続部の前後移動を許容し、相手方中心コンタクト21と中心コンタクト3とが接続される。
【0062】
その際、相手方外部コンタクト22は、ハウジング可動部52の外側に嵌り込んだ状態で両弾性接触片部42,42間を挟持された状態で前後方向に移動するので、外部コンタクト4と安定した接続状態にある。
【0063】
そして、相手方同軸コネクタ2が離脱した際には、撓んだ弾性伸縮部631が弾性復帰することにより、揺動バネ部63の変形に連動してハウジング可動部52がハウジング基部51上の中心位置に復帰する。
【0064】
また、相手方同軸コネクタ2と相互接続する際、
図8に示すように、左右方向に軸ズレが生じている場合、ハウジング可動部52と相手方同軸コネクタ2とは、ハウジング可動部52の誘導面部523に誘導されて相互嵌合しようとし、揺動バネ部63の各弾性捩れ部が前後軸回りに捩じれ、ハウジング基部51に対するハウジング可動部52及び中心コンタクト3の
接続部32の左右の移動を許容し、相手方中心コンタクト21と中心コンタクト3とが接続される。
【0065】
その際、その際、相手方外部コンタクト22は、ハウジング可動部52の外側に嵌り込んだ状態で一方の弾性接触片部42,42側に押し付けられるので、外部コンタクト4と安定した接続状態にある。
【0066】
そして、相手方同軸コネクタ2が離脱した際には、撓んだ弾性伸縮部631が弾性復帰することにより、揺動バネ部63の変形に連動してハウジング可動部52がハウジング基部51上の中心位置に復帰する。
【0067】
このように前後左右の軸ズレに対しては、前後方向の移動を弾性伸縮部631で、左右方向の移動を弾性捩れ部632,635で複合的に許容できるので、何れの方向へのフローティングも可能となっている。
【0068】
更には、一体型バネ体7を使用し、フローティング固定部62に中心コンタクト3の
接続部32を一体に支持させたことにより、中心コンタクト3の中心位置がフローティング動作とともに相手方中心コンタクト21の中心位置に追従して移動するので、コネクタ内での中心軸のズレが防止でき、高周波性能の低下を抑制することができる。
【0069】
尚、上述の実施例では、ソケット側をフローティング機構付き同軸コネクタ1とした例について説明したが、プラグ側に適用してもよい。
【0070】
また、上述の実施例では、ハウジング5が支持される支持体を電子部品に内蔵される実装基板とした例について説明したが、支持体はこれに限定されず、例えば、電子機器筐体を支持体としてもよく、同軸ケーブルに接続し、同軸ケーブルを支持体としてもよい。
【0071】
また、本発明に係るフローティング機構付き同軸コネクタ1は、ハウジング基部51上に複数のハウジング可動部52を移動可能に接合させた多連型同軸コネクタに適用してもよい。