(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インシュレータと、
レセプタクルコネクタの高周波信号コンタクトに接点部を押し付けるばね部と前記インシュレータに圧入された板状の圧入部とを有する高周波信号コンタクトと、
この高周波信号コンタクトを挟むように配置され、前記レセプタクルコネクタのグランドコンタクトに接点部を押し付けるばね部と前記インシュレータに圧入された板状の圧入部とを有するグランドコンタクトとを備え、
前記高周波信号コンタクトは、前記圧入部に連なり、同軸ケーブルの中心導体が接続される接続胴と、この接続胴に連なり、前記中心導体の一部を包囲する信号コンタクト接続片とを有し、
前記グランドコンタクトは、前記圧入部に連なり、前記同軸ケーブルの外部導体が接続されるとともに、前記信号コンタクト接続片の一部を包囲するグランドコンタクト接続片を有し、
前記高周波信号コンタクトの圧入部と前記グランドコンタクトの圧入部との対向面積を、前記高周波信号コンタクトのばね部と前記グランドコンタクトのばね部との対向面積よりも十分大きくしたことを特徴とするバット接続式プラグコネクタ。
【請求項２】
請求項１記載のバット接続式プラグコネクタと、このバット接続式プラグコネクタに接続されるバット接続式レセプタクルコネクタとで構成されるコネクタ装置であって、
前記バット接続式レセプタクルコネクタは、
インシュレータと、
このインシュレータの長手方向に並べて設けられた複数の低周波信号コンタクトと、
前記インシュレータに設けられ、前記複数の低周波信号コンタクトの配列方向両端に位置する高周波信号コンタクトと、
前記バット接続式プラグコネクタの高周波信号用コンタクトを前記インシュレータに挿入したときに前記バット接続式レセプタクルコネクタの高周波信号コンタクトの接点部から離れるスイッチコンタクトと、
前記インシュレータに設けられ、前記バット接続式レセプタクルコネクタの高周波信号コンタクトを挟むように位置するグランドコンタクトと
を備えていることを特徴とするコネクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はバット接続式コネクタに関し、特に携帯通信機等に使用される高周波信号の伝送に適したバット接続式コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バット接続式コネクタに使用されるコンタクトとして、インシュレータへの圧入部、ばね部、相手側コンタクトとの接点部、及び基板への半田付け用の端子部を備え、圧入部がインシュレータによって支持される片持ちばね形式のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記コンタクトと相手側コンタクトとの接触を確実にするためには、上記コンタクトの接点部の変位量を大きくする必要がある。また、接点部の変位によってインシュレータへの圧入部に生じる応力を小さくするためには、コンタクトの板厚を小さくしたり、コンタクトのばね長を長くしたりすることが必要である。
【０００４】
しかし、機械的な設計の観点からコンタクトの板厚を小さくしたり、コンタクトのばね長を長くしたりすると、インダクタンスとキャパシタンスとによって定まる特性インピーダンスが高周波信号や高速信号の伝送系に適用される特性インピーダンスより高くなって、インピーダンス不整合が生じてしまう。特に、コンタクトのばね長を長くした場合には、特性インピーダンスの不整合による損失が増加し、高周波信号や高速信号の伝送特性が劣化してしまうという問題がある。
【０００５】
また、複数のコンタクトを並列に配置した場合、隣接するコンタクト間に存在するキャパシタンスを介して高周波信号や高速信号が伝搬し、相互干渉によるクロストークが大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は特性インピーダンスを調節することができ、しかも信号コンタクト間のクロストークを防止できるバット接続式レセプタクルコネクタ及びプラグコネクタを提供することである。
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、インシュレータと、レセプタクルコネクタの高周波信号コンタクトに接点部を押し付けるばね部と前記インシュレータに圧入された板状の圧入部とを有する高周波信号コンタクトと、この高周波信号コンタクトを挟むように配置され、前記レセプタクルコネクタのグランドコンタクトに接点部を押し付けるばね部と前記インシュレータに圧入された板状の圧入部とを有するグランドコンタクトとを備え、前記高周波信号コンタクトは、前記圧入部に連なり、同軸ケーブルの中心導体が接続される接続胴と、この接続胴に連なり、前記中心導体の一部を包囲する信号コンタクト接続片とを有し、前記グランドコンタクトは、前記圧入部に連なり、前記同軸ケーブルの外部導体が接続されるとともに、前記信号コンタクト接続片の一部を包囲するグランドコンタクト接続片を有し、前記高周波信号コンタクトの圧入部と前記グランドコンタクトの圧入部との対向面積を、前記高周波信号コンタクトのばね部と前記グランドコンタクトのばね部との対向面積よりも十分大きくしたことを特徴とする。
【０００８】
高周波信号又は高速信号については、インダクタンスとキャパシタンスとで特性インピーダンスが定まるので、高周波信号コンタクトとグランドコンタクトとの間隔及びグランドコンタクトとの対向面積を調整することによって特性インピーダンスを変えることができる。また、グランドコンタクトによってシールドが形成され、隣接する高周波信号コンタクト間に存在するキャパシタンスを小さくすることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のバット接続式プラグコネクタと、このバット接続式プラグコネクタに接続されるバット接続式レセプタクルコネクタとで構成されるコネクタ装置であって、前記バット接続式レセプタクルコネクタは、インシュレータと、このインシュレータの長手方向に並べて設けられた複数の低周波信号コンタクトと、前記インシュレータに設けられ、前記複数の低周波信号コンタクトの配列方向両端に位置する高周波信号コンタクトと、前記バット接続式プラグコネクタの高周波信号用コンタクトを前記インシュレータに挿入したときに前記バット接続式レセプタクルコネクタの高周波信号コンタクトの接点部から離れるスイッチコンタクトと、前記インシュレータに設けられ、前記バット接続式レセプタクルコネクタの高周波信号コンタクトを挟むように位置するグランドコンタクトとを備えていることを特徴とする。
【００１０】
対向する高周波信号コンタクトの圧入部とグランドコンタクトの圧入部との対向面積が、高周波信号コンタクトのばね部とグランドコンタクトのばね部との対向面積よりも十分大きくなるので、両コンタクト間の静電容量が増加し、特性インピーダンスの低い区間を設けることができる。
【００１２】
同軸ケーブルの中心導体が接続される接続胴に接続片を連ねたので、接続胴に接続片を有しないときに比し接続胴とグランドコンタクトの接続片の対向面積が増加し、接続胴とグランドコンタクトの接続片との間の静電容量が増加し、特性インピーダンスの低い区間を設けることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１はこの発明の一実施形態に係るコネクタ装置のバット接続式レセプタクルコネクタの斜視図である。
【００１５】
このバット接続式レセプタクルコネクタは、ハウジング（インシュレータ）１０と、低周波信号コンタクト２０と、高周波信号コンタクト３０と、スイッチコンタクト４０（図２参照）と、グランドコンタクト５０とを備えている。
【００１６】
ハウジング１０には、相手側コネクタ（図６のプラグコネクタ）の接触片１３１，１５１を挿通するスリット１１が長手方向に所定間隔をおいて形成されている。グランドコンタクト５０に対応するスリット１１はハウジング１０を上下方向へ貫通して形成されている。
【００１７】
図２は低周波信号コンタクト、高周波信号コンタクト、スイッチコンタクト及びグランドコンタクトの配置を説明する斜視図である。
【００１８】
低周波信号コンタクト２０はクランク形に折れ曲がり、基板接続部２１と、接点部２２と、基板接続部２１と接点部２２との間に形成された圧入部２３とを備えている。圧入部２３は接点部２２より幅広に形成され、圧入部２３から接点部２２に向かって次第に幅が狭くなっている。
【００１９】
高周波信号コンタクト３０はクランク形に折れ曲がり、基板接続部３１と、接点部３２と、基板接続部３１と接点部３２との間に形成された圧入部３３とを備えている。圧入部３３は接点部３２より幅広に形成され、圧入部３３から接点部３２に向かって次第に幅が狭くなている。
【００２０】
スイッチコンタクト４０はＵ形に折れ曲がり、基板接続部４１と、圧入部４２と、駆動片４３と、圧入部４２と駆動片４３との間に形成されたばね部４４とを備えている。駆動片４３には高周波信号コンタクト３０の接点部３２と接触する突部４３ａ（図４及び図５参照）が形成されている。
【００２１】
グランドコンタクト５０は高周波信号コンタクト３０及びスイッチコンタクト４０を挟んで配置されるほぼ矩形の平板であり、グランドコンタクト胴５１と、基板接続部５２と、接点部５３とを備えている。グランドコンタクト胴５１の基板接続部５２と接点部５３との間には圧入部５４が形成されている。
【００２２】
図３（ａ）はハウジングの正面図、図３（ｂ）はハウジングの背面図である。
【００２３】
ハウジング１０は合成樹脂により一体成形されている。このハウジング１０の正面には、低周波信号コンタクト２０の圧入部２３を圧入するための矩形の挿入孔１２と、係合片２４と係合可能な溝１３とが長手方向に所定間隔をおいて形成されている。
【００２４】
また、ハウジング１０の正面の挿入孔１２及び溝１３の長手方向の両端には、高周波信号コンタクト３０の圧入部３３を挿入するための矩形の挿入孔１４と、係合片３４と係合可能な溝１５とが形成されている。
【００２５】
更に、挿入孔１４と溝１５とを挟んでグランドコンタクト５０の圧入部５４を挿入するための挿入孔１６と、基板接続部５２と係合可能な溝１７ａとが形成されている。
【００２６】
ハウジング１０の背面には、スイッチコンタクト４０の駆動片４３とばね部４４とを挿入するための逆Ｔ形の挿入孔１８が形成されている。この挿入孔１８の下端の幅広部分１８ａに圧入部４２が圧入される。駆動片４３の上方には相手側コネクタを嵌合したとき、駆動片４３を付勢するためのアクチュエータ１１２が挿入される半円形断面の切欠１９が形成されている。
【００２７】
また、ハウジング１０の背面にはグランドコンタクトの基板接続部５２と係合する溝１７ｂが形成されている。
【００２８】
図４は高周波信号コンタクト、スイッチコンタクト及びグランドコンタクトのハウジングへの組付けを説明する斜視図である。
【００２９】
高周波信号コンタクト３０をハウジング正面の挿入孔１４からスリット１１に挿入する。挿入後は圧入部３３の働きによって高周波信号コンタクト３０はハウジング１０に保持される。
【００３０】
スイッチコンタクト４０を、正面の挿入孔１４と対向する背面の挿入孔１８からスリット１１（高周波信号コンタクト３０が挿入されるスリット）に挿入する。挿入後は圧入部４２の働きによってスイッチコンタクト４０がハウジング１０に保持される。
【００３１】
スイッチコンタクト４０を挿入孔１８に挿入したとき、スイッチコンタクト４０の駆動片４３（突起４３ａ）が高周波信号コンタクト３０の接点部３２に接触する。
【００３２】
次に、グランドコンタクト５０をハウジング１０の下方から、高周波信号コンタクト３０及びスイッチコンタクト４０が挿入されたスリット１１の両隣りのスリット１１にそれぞれ挿入する。圧入部５４は挿入孔１６に圧入され、グランドコンタクト５０はハウジング１０に保持される。
【００３３】
その結果、高周波信号コンタクト３０とスイッチコンタクト４０とが２つのグランドコンタクト５０によって挟まれる。
【００３４】
なお、図示はしないが、低周波信号コンタクト２０も高周波信号コンタクト３０と同様にハウジング１０正面の挿入孔１２からスリット１１に挿入され、圧入部４３の働きによってハウジング１０に保持される。
【００３５】
図５は高周波信号コンタクトとスイッチコンタクトとのハウジングへの組付けを説明する断面図である。
【００３６】
高周波信号コンタクト３０とスイッチコンタクト４０とをハウジング１０に組み付けたとき、スイッチコンタクト４０のばね部４４の弾性力によって駆動片４３が上方（矢印ａに示す方向）へ付勢され、駆動片４３に形成された突部４３ａが高周波信号コンタクト３０の接点部３２の下面３２ｂに押し付けられる。
【００３７】
このとき、高周波信号コンタクト３０の接点部３２の上面３２ａはスリット１１を介してハウジング１０の上方へ臨んでいる。
【００３８】
この実施形態に係るコネクタ装置のバット接続式レセプタクルコネクタによれば、グランドコンタクト５０と高周波信号コンタクト３０との間隔を変え、グランドコンタクト５０と高周波信号コンタクトとの対向面積を変えることによって容易に高周波信号コンタクト３０の特性インピーダンスを所望の値（例えば５０Ω）に調節することができる。そのため、高周波信号や高速信号の伝送系と特性インピーダンスの整合をとることができ、コネクタを回路基板に接続して高周波信号を伝送したとき、伝送損失の発生を抑えることができる。
【００３９】
また、グランドコンタクト胴５１（グランドコンタクト５０）によってシールドが形成され、隣接する低周波信号コンタクト２０間に存在するキャパシタンスが小さくなるので、キャパシタンス等を介して高周波信号が伝搬して相互干渉するクロストークを低減することができる。
【００４０】
図６はこの発明の一実施形態に係るバット接続式プラグコネクタの斜視図、図７は図６のＡ矢視図である。
【００４１】
このバット接続式プラグコネクタは、ハウジング（インシュレータ）１１０と、低周波信号コンタクト１２０と、高周波信号コンタクト１３０と、グランドコンタクト１５０とを備えている。
【００４２】
ハウジング１１０には、相手側コネクタ（図１のレセプタクルコネクタ）のハウジング１０のスリット１１に対向する複数のスリット１１１が長手方向に所定間隔をおいて形成されている。これらのスリット１１１から低周波信号コンタクト１２０の接触片１２１、高周波信号コンタクト１３０の接触片１３１及びグランドコンタクト１５０の接触片１５１がそれぞれ突出している。
【００４３】
また、ハウジング１１０には、レセプタクルコネクタのハウジング１０の切欠１３に係合して駆動片４３を付勢するための円柱形のアクチュエータ１１２が設けられている。アクチュエータ１１２は所定高さを有する。
【００４４】
図８は同軸ケーブル、高周波信号コンタクト及びグランドコンタクトの分解斜視図である。
【００４５】
同軸ケーブル１００は、中心導体１０１と、インシュレータ１０２と、外部導体１０３と、ケーブル外皮１０４とで構成され、中心導体１０１と外部導体１０３とが同軸に配置されている。
【００４６】
高周波信号コンタクト１３０は、接続胴１３５と、信号コンタクト接続片１３２と、信号コンタクト胴（圧入部）１３３と、ばね部１３４と、接触片１３１とを備え、１枚の平板で一体に形成されている。
【００４７】
信号コンタクト接続片１３２は接続胴１３５に連なり、Ｕ形断面であり、中心導体１０１の一部を包囲している。
【００４８】
信号コンタクト胴１３３は連結部１３３ａを介して接続胴１３５に連なっている。この信号コンタクト胴１３３はばね部１３４より十分大きい面積を有する矩形の板である。信号コンタクト胴１３３にはハウジング１１０へ圧入するための圧入突起１３３ｂが形成されている。
【００４９】
接触片１３１はばね部１３４を介して信号コンタクト胴１３３に接続されている。
【００５０】
グランドコンタクト１５０は、グランドコンタクト接続片１５５と、グランドコンタクト胴（圧入部）１５３と、ばね部１５４と、接触片１５１とを備え、１枚の平板で形成されている。グランドコンタクト接続片１５５はＵ形断面である。
【００５１】
対向するグランドコンタクト胴１５３は連結部１５３ａを介してグランドコンタクト接続片１５５に接続されている。このグランドコンタクト胴１５３はばね部１５４より十分大きい面積を有する矩形の板である。グランドコンタクト胴１５３にはハウジング１１０へ圧入するための圧入突起１５３ｂが形成されている。
【００５２】
対向する接触片１５１はばね部１５４を介してグランドコンタクト胴１５３に接続されている。
【００５３】
図９は同軸ケーブル、高周波信号コンタクト及びグランドコンタクトの組付状態を示す斜視図である。
【００５４】
グランドコンタクト１５０の接触片１５１、ばね部１５４、グランドコンタクト胴１５３及びグランドコンタクト接続片１５５は、高周波信号コンタクト１３０の接触片１３１、ばね部１３４、信号コンタクト胴１３３、信号コンタクト接続片１３２及び接続胴１３５を挟むように配置されている。
【００５５】
接続胴１３５は中心導体１０１に半田付けによって固着される。また、グランドコンタクト接続片１５５は外部導体１０３に半田付けや圧着によって固着される。
【００５６】
組付状態のとき、コンタクト胴１３３，１５３の対向面積はばね部１３４，１５４の対向面積より十分大きくなる。
【００５７】
また、接続胴１３５とグランドコンタクト接続片１５５との対向面積も、信号コンタクト接続片１３２を有しないときに比し大きくなる。
【００５８】
図１０は高周波信号コンタクト、グランドコンタクト及び低周波信号コンタクトのハウジングへの組付状態の一部を説明する図６のＢ矢視図である。なお、図１０において、同軸ケーブル１００の図示を省略している。
【００５９】
高周波信号コンタクト１３０と低周波信号コンタクト１２０とはハウジング１１０の長手方向に設けられている。
【００６０】
低周波信号コンタクト１２０はグランドコンタクト１５０を介して高周波信号コンタクト１３０に隣接している。
【００６１】
図１１はプラグコネクタをレセプタクルコネクタに嵌合させた状態を示す図である。
【００６２】
プラグコネクタとレセプタクルコネクタとを用いて、例えば携帯電話等の出荷時における送受信回路の検査が行われる。
【００６３】
レセプタクルコネクタを回路基板とともに携帯電話に予め組み込んでおく。
【００６４】
レセプタクルコネクタの基板接続部３１は回路基板の送受信回路側に、基板接続部４１は回路基板の機器アンテナ回路側にそれぞれ接続されている。
【００６５】
このプラグコネクタがレセプタクルコネクタに嵌合していないときには、送受信回路はスイッチコンタクト４０を介して機器アンテナ回路に接続され、検査が行われる。
【００６６】
その後、プラグコネクタをレセプタクルコネクタに嵌合させる。
【００６７】
プラグコネクタの信号コンタクト胴１３３は同軸ケーブル１００（図９参照）を介して外部アンテナに接続されている。
【００６８】
プラグコネクタの高周波信号コンタクト１３０の接触片１３１及びグランドコンタクト１５０の接触片１５１をレセプタクルコネクタのスリット１１に挿通させるようにプラグコネクタをレセプタクルコネクタに挿入し、接触片１３１を高周波信号コンタクト３０の接点部３３に、接触片１５１をグランドコンタクト５０の接点部５３にそれぞれ押し付ける。
【００６９】
その後、プラグコネクタをばね部１３４，１５４の弾性力に抗してレセプタクルコネクタに更に挿入し、プラグコネクタをレセプタクルコネクタに嵌合させる。このとき、ばね部１３４，１５４が撓み、接触片１３１，１５１が接点部３３，５３に圧接される。
【００７０】
同時に、プラグコネクタのアクチュエータ１１２がレセプタクルコネクタの切欠１３に挿入される。アクチュエータ１１２によってスイッチコンタクト４０が付勢され、スイッチコンタクト４０の駆動片４３が高周波信号コネクタ３０の接点部３３から離れる。
【００７１】
そのため、送受信回路が外部アンテナに接続され、基板接続部３１から入力した高周波信号は、プラグコネクタ、同軸ケーブル１００を介して外部アンテナへ流れるようになる。
【００７２】
この実施形態に係るバット接続式プラグコネクタによれば、コンタクト胴１３３，１５３の対向面積がばね部１３４，１５４の対向面積より十分大きくなるので、コンタクト胴１３３，１５３間の静電容量が大きくなり、特性インピーダンスの低い区間を設けることができる。その結果、特性インピーダンスが不整合となるばね部１３４，１５４の特性インピーダンスを低くし、コンタクト全体としての特性インピーダンスを所望の値（例えば５０Ω）に調整して、高周波特性を向上させることができる。
【００７３】
また、接続胴１３５と信号コンタクト接続片１３２との対向面積も、接続胴１３５に信号コンタクト接続片１３２を有しないときに比し大きくなるので、接続胴１３５とグランドコンタクト接続片１５５との間の静電容量が大きくなり、特性インピーダンスの低い区間を設けることができる。その結果、特性インピーダンスが不整合となる中心導体が接続される接続胴の特性インピーダンスを低くし、コンタクト全体としての特性インピーダンスを所望の値（例えば５０Ω）に調整して、高周波特性を向上させることができる。
【００７４】
なお、上記実施形態はばね部のインピーダンスが所望の値より高い場合で説明したが、ばね部のインピーダンスが所望の値より低い場合でも同様に適用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１に記載の発明のバット接続式プラグコネクタによれば、特性インピーダンスが不整合となるばね部における特性インピーダンスを補償し、コンタクト全体としての特性インピーダンスを所望の値に調整して、高周波特性を向上させることができる。
【００７６】
また、請求項１に記載の発明のバット接続式プラグコネクタによれば、特性インピーダンスが不整合となる中心導体が接続される接続胴における特性インピーダンスを補償し、コンタクト全体としての特性インピーダンスを所望の値に調整して、高周波特性を向上させることができる。
【００７７】
請求項２の発明のコネクタ装置によれば、高周波信号コンタクトとグランドコンタクトとの間隔及びグランドコンタクトとの対向面積を調整することによって高周波信号コンタクトの特性インピーダンスを所望の値にして高周波信号や高速信号の伝送系と特性インピーダンスの整合をとることができ、高周波信号を伝送したとき、伝送損失の発生を抑えることができる。また、キャパシタンス等を介して高周波信号が伝搬し、相互干渉するクロストークを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はこの発明の一実施形態に係るコネクタ装置のバット接続式レセプタクルコネクタの斜視図である。
【図２】  図２は低周波信号コンタクト、高周波信号コンタクト、スイッチコンタクト及びグランドコンタクトの配置を説明する斜視図である。
【図３】  図３（ａ）はハウジングの正面図、図３（ｂ）はハウジングの背面図である。
【図４】  図４は高周波信号コンタクト、スイッチコンタクト及びグランドコンタクトのハウジングへの組付けを説明する斜視図である。
【図５】  図５は高周波信号コンタクトとスイッチコンタクトとのハウジングへの組付けを説明する断面図である。
【図６】  図６はこの発明の一実施形態に係るバット接続式プラグコネクタの斜視図である。
【図７】  図７は図６のＡ矢視図である。
【図８】  図８は同軸ケーブル、高周波信号コンタクト及びグランドコンタクトの分解斜視図である。
【図９】  図９は同軸ケーブル、高周波信号コンタクト及びグランドコンタクトの組付状態を示す斜視図である。
【図１０】  図１０は高周波信号コンタクト、グランドコンタクト及び低周波信号コンタクトのハウジングへの組付状態の一部を説明する図６のＢ矢視図である。
【図１１】  図１１はプラグコネクタをレセプタクルコネクタに嵌合させた状態を示す図である。
【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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