(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手側コンタクトプローブが挿入される開口部を設けた外部端子と、
回転摺動自在に前記外部端子内に配置され、相手側コンタクトプローブの中心コンタクトが接触する中心電極パターン及び該中心電極パターンに電気的に接続された信号切換用電極パターンを設け、かつ、相手側コンタクトプローブの先端部に設けた回転用部材が嵌合する凹部を設け、該凹部に前記中心電極パターンを配設した可動接点部材と、
前記外部端子内に固定された状態で配置され、前記信号切換用電極パターンに摺接する共通電極パターン及び接離用電極パターンを設けた固定接点部材とを備え、
前記相手側コンタクトプローブの装着と共に、前記回転用部材が前記凹部に嵌合し、該回転用部材の回転に伴って前記可動接点部材が回転摺動して前記信号切換用電極パターンが前記接離用電極パターンから解離するように構成されていること、
を特徴とする同軸コネクタ。
【請求項２】
前記可動接点部材が前記回転用部材によって回転されたとき、弾性部材と係合する位置決め穴を有していることを特徴とする請求項１に記載の同軸コネクタ。
【請求項３】
前記中心電極パターン、前記信号切換用電極パターン、前記共通電極パターン及び前記接離用電極パターンのそれぞれの表面が、Ｎｉを下地に、Ａｕ及びＡｇのいずれか一つで表面処理されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の同軸コネクタ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の少なくともいずれか一つに記載の同軸コネクタを備えたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸コネクタ及びこれを用いた通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の移動通信装置の中には、信号経路を切換える機構を有する表面実装タイプの同軸コネクタを使ったものがある。従来、この種の同軸コネクタとしては、例えば、樹脂製絶縁性ケースと固定接点部材及びばね部分を有する可動接点部材とをインサートモールドにより一体成形したものが知られている。
【０００３】
この従来の同軸コネクタは、ばね部分の弾性力で可動接点部材を固定接点部材に接触させて電気的に接続しており、相手側コンタクトプローブ等で可動接点部材のばね部分を変位させて固定接点部材から電気的に解離させることによって信号経路の切換えを行っている。つまり、ばね部分を変位させることにより、可動接点部材が固定接点部材に接離して信号経路を切換えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、携帯電話等の移動用通信装置の小型化に伴い、それに使用されている同軸コネクタの小型低背化も求められている。しかし、従来の同軸コネクタは、微小ばね等の使用によりばね部分はすでに小型化されているため、さらなるばね部分の小型化は、設計の難度が高くなる。また、ばね部分に使用する材料が特殊となるので、コストの問題が発生する。また、ばね部分の小型化に伴って、ばね部分に作用する繰り返し応力が相対的に大きくなるので、ばね部分の寿命の劣化防止対策が必要となる。
【０００５】
また、ばね部分を小型化にすると、ばね部分の変位量がわずかになり、同軸コネクタに可動接点部材と固定接点部材を組み込む際の位置ずれによって、接点不良が発生し易い。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、小型で優れた信号経路を切換える機構を有した同軸コネクタ及びこれを用いた通信装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る同軸コネクタは、
（ａ）相手側コンタクトプローブが挿入される開口部を設けた外部端子と、
（ｂ）回転摺動自在に前記外部端子内に配置され、相手側コンタクトプローブの中心コンタクトが接触する中心電極パターン及び該中心電極パターンに電気的に接続された信号切換用電極パターンを設け、かつ、相手側コンタクトプローブの先端部に設けた回転用部材が嵌合する凹部を設け、該凹部に前記中心電極パターンを配設した可動接点部材と、
（ｃ）前記外部端子内に固定された状態で配置され、前記信号切換用電極パターンに摺接する共通電極パターン及び接離用電極パターンを設けた固定接点部材とを備え、
（ｄ）前記相手側コンタクトプローブの装着と共に、前記回転用部材が前記凹部に嵌合し、該回転用部材の回転に伴って前記可動接点部材が回転摺動して前記信号切換用電極パターンが前記接離用電極パターンから解離するように構成されていること、
を特徴とする。
【０００８】
以上の構成により、相手側コンタクトプローブの非装着時には、可動接点部材の信号切換用電極パターンと固定接点部材の共通電極パターン及び接離用電極パターンとが摺接しており、電気的に接続されている。一方、相手側コンタクトプローブの装着時には、中心コンタクトが中心電極パターンに接触すると共に、可動接点部材が回転摺動して信号切換用電極パターンが接離用電極パターンから解離し、信号経路が切り換わる。
【０００９】
ここに、相手側コンタクトプローブの先端部に回転用部材を取り付けると共に、可動接点部材に回転用部材を嵌合させるための凹部を設け、この凹部に中心電極パターンを配設し、回転用部材の回転と共に可動接点部材が回転摺動するように構成されている。可動接点部材が一定の回転角度で係止できる回転係止手段を有していること、より具体的には、可動接点部材が回転用部材によって回転されたとき、弾性部材と係合する位置決め穴を有していることが好ましい。これにより、相手側コンタクトプローブへの信号経路の切換えがより確実に行われる。
【００１０】
また、中心電極パターン、信号切換用電極パターン、共通電極パターン及び接離用電極パターンのそれぞれの表面が、Ｎｉを下地に、Ａｕ及びＡｇのいずれか一つで表面処理されていることが好ましい。これにより、可動接点部材が回転摺動しても、これら電極パターンの摩耗が抑えられる。
【００１１】
また、本発明に係る通信装置は、前述の特徴を有する同軸コネクタを備えることにより、小型化及び低コスト化を図るとともに、信頼性を高くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る同軸コネクタ及びこれを用いた通信装置の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、同一部品及び同一部分には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１３】
［第１実施形態、図１〜図８］
本発明に係る同軸コネクタの一実施形態の分解斜視図を図１に示す。同軸コネクタ１は外部端子５と可動接点部材２０と固定接点部材３０から構成されている。図２は図１に示した可動接点部材２０の底面図、図３は図１に示した同軸コネクタ１の組立完成後の外観斜視図、図４は図３に示した同軸コネクタ１の底面図、図５は図３に示した同軸コネクタ１の上面図、図６は図３に示した同軸コネクタ１のＶＩ−ＶＩ断面図をそれぞれ示す。
【００１４】
図１に示すように、固定接点部材３０は、略円板形状を有し、その表面には、共通電極パターン３３と接離用電極パターン３４が形成されている。共通電極パターン３３は、上面３１の円周縁部から固定接点部材３０の中心に向かって、中心から距離Ｌ３３の位置まで延在している。同様に、接離用電極パターン３４は、共通電極パターン３３と対向する側の円周縁部から中心に向かって、中心から距離Ｌ３４の位置まで延在している。本第１実施形態では、距離Ｌ３３より距離Ｌ３４が長くなるように設定した。さらに、電極パターン３３，３４は、それぞれ外周面３８を通って下面３２まで延在している。
【００１５】
固定接点部材３０の下面３２の円周縁部には、二つの矩形状の溝３５が対向して形成されている。それぞれの溝３５は、その中央に窪み３５ａが形成され、外部端子５の固定接点部材支持部１８と嵌合する。本第１実施形態では、共通電極パターン３３と接離用電極パターン３４と溝３５はそれぞれ互いに略９０度の角度の位置に、共通電極パターン３３、溝３５、接離用電極パターン３４、溝３５の順に配置されている。
【００１６】
可動接点部材２０は、固定接点部材３０と略同じ大きさの略円板形状を有し、上面２１の円周縁部に位置決め穴２９が同一円上に八つ、つまり４５度間隔に形成されている。上面２１の略中央には、相手側コンタクトプローブ６０（図３参照）の先端部と嵌合することができる凹部２４が形成されている。本第１実施形態では、凹部２４の横断面形状と相手側コンタクトプローブ６０の先端部の中心コンタクト６４の外周に取り付けられた回転用部材６２（図３参照）の横断面形状とを十字形状に設定した。これにより、凹部２４は、回転用部材６２を回転させることにより発生する回転力を可動接点部材２０に伝授できる。凹部２４の底部の中央には略円形状の中心電極パターン２５が形成されている。
【００１７】
図２に示すように、可動接点部材２０の底面２２には米字形状の信号切換用電極パターン２６が形成されている。そして、上面２１の中心電極パターン２５と底面２２の信号切換用電極パターン２６は可動接点部材２０の中央で電気的に接続されている（図６参照）。信号切換用電極パターン２６は、略４５度の角度で中心から放射状に、短尺電極部２７と長尺電極部２８が交互にそれぞれ四つ延在している。短尺電極部２７は、可動接点部材２０の中心から端部までの長さＬ２７を有し、長尺電極部２８は、可動接点部材２０の中心から端部までの長さＬ２８を有している。短尺電極部２７の長さＬ２７は、固定接点部材３０の中心からの距離Ｌ３３より長く、かつ、距離Ｌ３４より短くした。長尺電極部２８の長さＬ２８は距離Ｌ３４より長くした。つまり、信号切換用電極パターン２６の長尺電極部２８は、共通電極パターン３３及び接離用電極パターン３４のいずれにも接触するだけの長さに設定されている。一方、短尺電極部２７は、共通電極パターン３３には接触するが、接離用電極パターン３４には接触しない長さに設定されている。
【００１８】
可動接点部材２０及び固定接点部材３０は、絶縁性を有するセラミック又は樹脂を用いて形成される。また、電極パターン２５，２６，３３，３４はＣｕ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｐｄ等からなり、その表面は、Ｎｉを下地に、Ａｕ及びＡｇのいずれか一つで表面処理されていることが好ましい。電極パターン２５，２６，３３，３４の材料より硬度が高く耐摩耗性に優れているＮｉを下地に使うことにより、可動接点部材２０の回転摺動の際に信号切換用電極パターン２６と共通電極パターン３３及び接離用電極パターン３４が摺れ合って生じる摩耗や相手側コンタクトプローブ６０の先端部と中心電極パターン２５が摺れ合って生じる摩耗を抑えることができる（図８参照）。また、Ｎｉ層の上にＡｕ層やＡｇ層を形成するのは、導電性を考慮したものである。この結果、信号経路の切り換えを繰り返し行ったときの接触信頼性を向上させることができる。これら、ＮｉやＡｕ等の表面処理は、めっきや焼成や蒸着等で行う。なお、必要に応じて、Ｎｉの表面処理を省略することもある。
【００１９】
図１に示すように、導電性金属からなる外部端子５は、円筒形状の上部中央に相手側コンタクトプローブ６０の先端部を挿入するための開口部１２が形成されている。その開口部１２の周内側から二つの荷重負荷端子１３が、それぞれ開口部１２の円周方向に沿うように延在されている。この荷重負荷端子１３は片持ち梁構造をしており、可動接点部材２０を固定接点部材３０に圧接するためのばね性を有する。荷重負荷端子１３の先端には、可動接点部材２０の垂直断面が円弧状の位置決め穴２９に係止するための凸部１４が形成されている（図６参照）。
【００２０】
外部端子５の内径は、可動接点部材２０の外径より若干大きく設定されている。外部端子５の下部には、固定脚部１９と固定接点部材支持部１８と電極引出用切り欠き部１７が形成されている。固定脚部１９は外部端子５から略９０度間隔で外側に向かって四つ延在している。電極引出用切り欠き部１７は、外部端子５の周縁部に対向して二つ形成されている。電極引出用切り欠き部１７の大きさは、同軸コネクタ１を組み立てたときに、電極パターン３３，３４と電気的に接触しない形状が好ましい。外部端子５と電極パターン３３，３４が短絡するのを防止するためである。
【００２１】
この外部端子５の中に、可動接点部材２０及び固定接点部材３０を順に収容する。このとき、可動接点部材２０の底面２２と固定接点部材３０の上面３１を重ね合わせて、可動接点部材２０の信号切換用電極パターン２６と固定接点部材３０の電極パターン３３，３４を電気的に接触させる。
【００２２】
次に、固定接点部材支持部１８を外部端子５の内側に折り曲げて、固定接点部材３０を固定する（図４参照）。このとき、固定接点部材支持部１８の先端に形成されている凸部１８ａと溝３５の中央に形成されている窪み３５ａが係合するので（図１０参照）、固定接点部材３０を確実に支持し、電極パターン３３，３４を位置決めすることができる。
【００２３】
一方、可動接点部材２０は、荷重負荷端子１３のばね力により固定接点部材３０に圧接された状態で、外部端子５内において回転摺動が可能である。外部端子５の内周面１１は、可動接点部材２０をガイドしている。
【００２４】
可動接点部材２０は非導体材料から形成されているので、可動接点部材２０に形成された電極パターン２５，２６はそれぞれ外部端子５に対して電気的に絶縁状態である。こうして、図３及び図４に示すような同軸コネクタ１が得られる。
【００２５】
次に、図５〜図８を参照して、この同軸コネクタ１の信号経路を切換える機構の説明をする。
【００２６】
図５及び図６に示すように、同軸コネクタ１は、印刷配線板８０上に実装される。同軸コネクタ１の固定脚部１９は印刷配線板８０に設けたグランドパターンＧにはんだ付けされ、共通電極パターン３３は信号パターン８１にはんだ付けされ、接離用電極パターン３４は信号パターン８２にはんだ付けされる。つまり、共通電極パターン３３及び接離用電極パターン３４は、それぞれ同軸コネクタ１の入出力端子として機能している。
【００２７】
相手側コンタクトプローブ６０が装着されていないとき、図５に示すように、同軸コネクタ１は、通常、長尺電極部２８と共通電極パターン３３及び接離用電極パターン３４が一直線上になるように、可動接点部材２０が配置される。従って、図６に示すように、信号パターン８１−共通電極パターン３３−信号切換用電極パターン２６−接離用電極パターン３４−信号パターン８２の信号経路を形成している。このとき、電極パターン３３，３４と長尺電極部２８の電気的接触は、外部端子５に形成された荷重負荷端子１３のばね力によって確実に維持される。
【００２８】
次に、相手側コンタクトプローブ６０を装着する場合には、図７及び図８に示すように、相手側コンタクトプローブ６０の先端部に取り付けた回転用部材６２を、外部端子５の開口部１２から挿入して可動接点部材２０の凹部２４に差し込む。このとき、相手側コンタクトプローブ６０の中心コンタクト６４は中心電極パターン２５に電気的に接触する。そして、回転用部材６２を凹部２４内に差し込んだ状態で相手側コンタクトプローブ６０を４５度回転させると、これに伴って、可動接点部材２０が回転摺動する。荷重負荷端子１３の凸部１４は、位置決め穴２９との係合が一時的に解かれ、隣の位置決め穴２９に再び係合する。図７に示すように、信号切換用電極パターン２６が４５度回転し、共通電極パターン３３と接離用電極パターン３４の間には短尺電極部２７が配置される。つまり、可動接点部材２０の中心から接離用電極パターン３４までの距離Ｌ３４は、短尺電極部２７の長さＬ２７より長いので、接離用電極パターン３４と短尺電極部２７は解離（切断）状態になる。他方、可動接点部材２０の中心から共通電極パターン３３までの距離Ｌ３３は、短尺電極部２７の長さＬ２７より短いので、共通電極パターン３３と短尺電極部２７は接続状態になる。
【００２９】
従って、図８に示すように、信号経路は、信号パターン８１−共通電極パターン３３−信号切換用電極パターン２６−中心電極パターン２５−中心コンタクト６４に切り換えられる。このとき、二つの荷重負荷端子１３の凸部１４は可動接点部材２０の位置決め穴２９と係合するので、外部端子５に対して可動接点部材２０の正確な位置決めができる。そして、作業者は、荷重負荷端子１３の凸部１４と位置決め穴２９が係合するロック感を得ることができるので、確実に信号経路切換え作業をすることができる。また、可動接点部材２０が回転摺動しても、荷重負荷端子１３の変位がわずかであることから、繰り返し変位による疲れは殆ど発生しにくく、ばね性の劣化が起こりにくい。
【００３０】
相手側コンタクトプローブ６０を同軸コネクタ１から外す場合には、回転用部材６２を４５度回転させた後、相手側コンタクトプローブ６０を外す。これにより、可動接点部材２０が再び回転摺動し、信号パターン８１−共通電極パターン３３−信号切換用電極パターン２６−接離用電極パターン３４−信号パターン８２の信号経路に復帰する。このように、相手側コンタクトプローブ６０を用いて可動接点部材２０を回転摺動させることで、信号経路を簡単に、かつ、信頼性高く切り換えることができる。
【００３１】
以上の同軸コネクタ１は、可動接点部材２０及び固定接点部材３０を重ね合わせ、可動接点部材２０を外部端子５の内周面１１によってガイドさせながら回転摺動させて、互いの電極パターン２６，３３，３４を接触させたり離させたりしているので、同軸コネクタ１内部の信号経路を簡単に構成することができる。また、可動接点部材２０や固定接点部材３０の表面に直接に電極パターン２６，３３，３４を形成するので、電極パターン２６，３３，３４の配置位置が安定し、同軸コネクタ１を組み立てた際に生じる仕上がり精度のばらつきが小さくなる。また、相手側コンタクトプローブ６０の回転用部材６２の回転を利用して可動接点部材２０を回転させるので、同軸コネクタ１内に回転力を与える機構を備える必要がなく、簡素なものになる。
【００３２】
さらに、電極パターン２６，３３，３４同士は摺動接触するため、電極パターン２６，３３，３４の表面に汚れや異物の付着があっても、摺動動作により、これらの汚れや異物が除去されるので、電極パターン２６，３３，３４同士の電気的接続信頼性が向上する。
【００３３】
［第２実施形態、図９］
第２実施形態は、本発明に係る通信装置を携帯電話に適用した例について説明する。
【００３４】
図９は、携帯電話１２０の高周波回路部の電気回路ブロック図である。図９において、１２２はアンテナ素子、１２３はデュプレクサ、１２５は切換スイッチ、１３１は送信側アイソレータ、１３２は送信側増幅器、１３３は送信側段間用バンドパスフィルタ、１３４は送信側ミキサ、１３５は受信側増幅器、１３６は受信側段間用バンドパスフィルタ、１３７は受信側ミキサ、１３８は電圧制御発振器（ＶＣＯ），１３９はローカル用バンドパスフィルタである。
【００３５】
ここに、切換スイッチ１２５として、前記第１実施形態の同軸コネクタ１を使用することができる。これにより、例えば、セットメーカが携帯電話１２０の製造工程において、高周波回路部の電気特性をチェックする場合、測定器に接続された測定用プローブ（相手側コンタクトプローブ）６０を同軸コネクタ１に嵌合の後に回転させれば、高周波回路部からアンテナ素子１２２への信号経路を、高周波回路部から測定器への信号経路に切換えることができる。測定用プローブ６０を再び回転させた後に同軸コネクタ１から外すと、再び高周波回路部からアンテナ素子１２２への信号経路に戻る。そして、この同軸コネクタ１を実装することにより、小型で信頼性が高く、かつ、低コストな携帯電話１２０を実現することができる。
【００３６】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の構成に変更することができる。例えば、信号切換用電極パターン２６や可動接点部材２０の位置決め穴２９の数を変えて、信号経路を切り換える際の可動接点部材２０の回転角度を変更してもよい。
【００３７】
また、前記第１実施形態の相手側コンタクトプローブ６０の先端部に取り付けられた回転用部材６２は、自身に回転機能がなく、外部から回転力を与える必要があるが、例えば、回転用部材６２の先端部が同軸コネクタ１の凹部２４に差し込まれて、先端部に圧力がかかると、回転用部材６２が自動的に所定の角度だけ回転するような機構にしてもよい。
【００３８】
また、相手側コンタクトプローブは、図１０に示すように、プローブ本体の外側にシールド用外部導体６５を有したものであってもよい。この相手側コンタクトプローブ６１が、図１１に示すように、同軸コネクタ１に装着されると、中心コンタクト６４と中心電極パターン２５が電気的に接続されると同時に、シールド用外部導体６５が外部端子５に嵌合して、シールド用外部導体６５も外部端子５と電気的に接続される。これにより、同軸コネクタ１を実装した装置の電気的特性を、外界からの電磁界の影響を受けないで測定することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、可動接点部材及び固定接点部材を重ね合わせ、可動接点部材を外部端子の内周面によってガイドさせながら回転摺動させて互いの信号切換用電極パターン、共通電極パターン及び接離用電極パターンを接触させたり解離させたりしているので、同軸コネクタ内部の信号経路を簡単に構成することができる。また、可動接点部材や固定接点部材の表面に直接に信号切換用電極パターン、共通電極パターン及び接離用電極パターンを形成するので、信号切換用電極パターン、共通電極パターン及び接離用電極パターンの配置位置が安定し、同軸コネクタを組み立てた際に生じる仕上がり精度のばらつきが小さくなる。また、相手側コンタクトプローブの回転用部材の回転を利用して可動接点部材を回転させるので、同軸コネクタ内に回転力を与える機構を備える必要がなく、簡素なものにすることができる。
【００４０】
また、相手側コンタクトプローブの中心コンタクトと中心電極パターンを電気的に接続ができ、相手側コンタクトプローブを回転すると可動接点部材が回転摺動し、可動接点部材を一定の回転角度で係止できる手段を有しているので、相手側コンタクトプローブへの信号経路の切換えを確実にすることができる。
【００４１】
また、本発明に係る通信装置は、前述の特徴を有する同軸コネクタを備えることにより、小型化及び低コスト化を図ることができるとともに、信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る同軸コネクタの一実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示した可動接点部材の底面図。
【図３】図１に示した同軸コネクタの組立完成後の外観斜視図。
【図４】図３に示した同軸コネクタの底面図。
【図５】図３に示した同軸コネクタの上面図。
【図６】図３に示した同軸コネクタのＶＩ−ＶＩ断面図。
【図７】図３に示した同軸コネクタの信号経路切換え後の状態を説明をするための上面図。
【図８】図７に示した同軸コネクタのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図。
【図９】本発明に係る通信装置の一実施形態を示す電気回路ブロック図。
【図１０】相手側コンタクトプローブの変形例を示す垂直断面図。
【図１１】図１０に示した相手側コンタクトプローブを同軸コネクタに装着した状態を示す垂直断面図。
【符号の説明】
１…同軸コネクタ
５…外部端子
１２…開口部
１３…荷重負荷端子
１４…凸部
２０…可動接点部材
２４…凹部
２５…中心電極パターン
２６…信号切換用電極パターン
２７…短尺電極部
２８…長尺電極部
２９…位置決め穴（回転係止手段）
３０…固定接点部材
３３…共通電極パターン
３４…接離用電極パターン
１２０…携帯電話（通信装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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