(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電結合を利用して直流的に絶縁された相対する他の電極部との間で信号を伝送するコネクタであって、
各信号線にそれぞれ接続される同軸状に配置された内側第１導体部及び外側第１導体部と、
前記同軸の方向に直交する方向に前記内側第１導体部の断面積より大きな対向面積を有し、前記他の電極部に相対する内側電極部と、
前記内側電極部の外側に配置される外側電極部と、
前記内側第１導体部と前記内側電極部との間を電気的に接続する内側第２導体部と、
前記内側第２導体部の外側に配置され、前記外側第１導体部と前記外側電極部との間を電気的に接続する外側第２導体部と、
を備え、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比は、前記同軸の方向に沿った前記第２導体部の各位置における特性インピーダンスが、略一定となるように設定され、
前記内側第２導体部と前記外側第２導体部との間に、前記内側第２導体部に接する部分の誘電率よりも前記外側第２導体部に接する部分の誘電率が小さい誘電体を配置したことを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
静電結合を利用して直流的に絶縁された相対する他の電極部との間で信号を伝送するコネクタであって、
各信号線にそれぞれ接続される同軸状に配置された内側第１導体部及び外側第１導体部と、
前記同軸の方向に直交する方向に前記内側第１導体部の断面積より大きな対向面積を有し、前記他の電極部に相対する内側電極部と、
前記内側電極部の外側に配置される外側電極部と、
前記内側第１導体部と前記内側電極部との間を電気的に接続する内側第２導体部と、
前記内側第２導体部の外側に配置され、前記外側第１導体部と前記外側電極部との間を電気的に接続する外側第２導体部と、
を備え、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比は、前記同軸の方向に沿った前記第２導体部の各位置における特性インピーダンスが、略一定となるように設定され、
前記内側第２導体部と前記外側第２導体部との間に、前記同軸の方向に沿って前記内側電極部に向かう所定の位置で前記内側電極部側の誘電率が小さくなるように誘電体を配置すると共に、前記所定の位置よりも前記内側電極部側において、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比をより大きくしたことを特徴とするコネクタ。
【請求項３】
静電結合を利用して直流的に絶縁された相対する他の電極部との間で信号を伝送するコネクタであって、
各信号線にそれぞれ接続される同軸状に配置された内側第１導体部及び外側第１導体部と、
前記同軸の方向に直交する方向に前記内側第１導体部の断面積より大きな対向面積を有し、前記他の電極部に相対する内側電極部と、
前記内側電極部の外側に配置される外側電極部と、
前記内側第１導体部と前記内側電極部との間を電気的に接続する内側第２導体部と、
前記内側第２導体部の外側に配置され、前記外側第１導体部と前記外側電極部との間を電気的に接続する外側第２導体部と、
を備え、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比は、前記同軸の方向に沿った前記第２導体部の各位置における特性インピーダンスが、略一定となるように設定され、
前記内側第２導体部と前記外側第２導体部との間に、前記同軸の方向に沿って前記内側電極部側へ向かって誘電率が徐々に小さくなるように誘電体を配置すると共に、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比を、前記同軸の方向に沿って前記内側電極部側へ向かって徐々に大きくしたことを特徴とするコネクタ。
【請求項４】
前記内側第２導体部と前記外側第２導体部との間に、前記内側第２導体部に接する部分の誘電率よりも前記外側第２導体部に接する部分の誘電率が小さい誘電体を配置したことを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記外側第２導体部に接する部分における前記誘電体として空気を用いると共に、前記記内側第２導体部に接する部分における前記誘電体として、前記空気よりも大きな誘電率を有する誘電体が用いられることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
【請求項６】
静電結合を利用して直流的に絶縁された相対する他の電極部との間で信号を伝送するコネクタであって、
各信号線にそれぞれ接続される同軸状に配置された内側第１導体部及び外側第１導体部と、
前記同軸の方向に直交する方向に前記内側第１導体部の断面積より大きな対向面積を有し、前記他の電極部に相対する内側電極部と、
前記内側電極部の外側に配置される外側電極部と、
前記内側第１導体部と前記内側電極部との間を電気的に接続する内側第２導体部と、
前記内側第２導体部の外側に配置され、前記外側第１導体部と前記外側電極部との間を電気的に接続する外側第２導体部と、
を備え、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比は、前記同軸の方向に沿った前記第２導体部の各位置における特性インピーダンスが、略一定となるように設定され、
前記内側第２導体部の外側表面における前記内側第１導体部との接続部から前記内側電極部との接続部に至る信号伝送路長と、前記外側第２導体部の内側表面における前記外側第１導体部との接続部から前記外側電極部との接続部に至る信号伝送路長との差が所定値以下に設定されていることを特徴とするコネクタ。
【請求項７】
前記内側第２導体部の外側表面における前記内側第１導体部との接続部から前記内側電極部との接続部に至る信号伝送路長と、前記外側第２導体部の内側表面における前記外側第１導体部との接続部から前記外側電極部との接続部に至る信号伝送路長との差が所定値以下に設定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電結合を利用して信号の伝送を行うコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電気機器において、信号の伝送を行うために電気コネクタが用いられる。通常の電気コネクタにおいては、相対する電気接点を接触させて信号の伝送を行う。この場合には、電気接点が長期間の使用により劣化する。  
このため、接触する接点を必要としない接点レス（無接点）で信号の伝送を行う手段として静電結合コネクタ（或いは容量結合コネクタ）がある。  
例えば、第１の従来例としての特表２００４−５１１１９１号公報には、電磁結合と静電結合（静電誘導）とを用いて電気エネルギー或いは信号を伝送する装置が開示されている。
【０００３】
また、第２の従来例としての特開２００６−２８７０５２号公報には、一方が回転する構造の場合においても信号を伝送可能とする静電結合装置が開示されている。  
第２の従来例は、第１の円筒状電極と、この第１の円筒状電極と同軸で近接して外周位置に配置された第２の円筒状電極とで静電容量を構成し、第１の円筒状電極或いは第２の円筒状電極の一方を回転可能にして第１の円筒状電極と第２の円筒状電極間で信号の伝送を可能とする構造にしている。
【特許文献１】特表２００４−５１１１９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２８７０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、第１の従来例と第２の従来例とも、以下のような課題に対処する手段或いは方法を開示や示唆をしていない。  
静電結合により信号の伝送を行う場合には、直流（ＤＣ）に近い低域の周波数成分の減衰が大きくなる。このように減衰が大きくなることを回避するためには、伝送レートを上げる（伝送に用いる信号周波数を高くする）か、電極の面積を大きくして静電容量値を大きくすることが必要になる。  
伝送レートを上げると、信号の反射の影響がより顕著となるため、より厳密なインピーダンス整合が必要になる。また、この場合には、信号の伝送部となるコネクタ部分以外の変更（つまり、信号の送信側及び信号の受信側のクロック周波数の変更等）も必要となり、大がかりな変更が必要となってしまう。
【０００５】
一方、電極の面積を大きくすることは、コネクタ部分の変更で済むため、小規模の変更で対処できる。このために電極の面積を大きくすることにより、信号の減衰を低減することが考えられる。  
しかし、この場合においても、単に電極の面積を大きくした場合、同軸ケーブルの信号経路から急に広がった電極部分でインピーダンスの不整合が生じ、反射が発生してしまう。
【０００６】
（発明の目的）
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、インピーダンスの不整合による反射の発生を抑制すると共に、低域の周波数成分の減衰を低減して信号の伝送を行うことができるコネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様のコネクタは、静電結合を利用して直流的に絶縁された相対する他の電極部との間で信号を伝送するコネクタであって、
各信号線にそれぞれ接続される同軸状に配置された内側第１導体部及び外側第１導体部と、
前記同軸の方向に直交する方向に前記内側第１導体部の断面積より大きな対向面積を有し、前記他の電極部に相対する内側電極部と、
前記内側電極部の外側に配置される外側電極部と、
前記内側第１導体部と前記内側電極部との間を電気的に接続する内側第２導体部と、
前記内側第２導体部の外側に配置され、前記外側第１導体部と前記外側電極部との間を電気的に接続する外側第２導体部と、
を備え、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比は、前記同軸の方向に沿った前記第２導体部の各位置における特性インピーダンスが、略一定となるように設定され、
前記内側第２導体部と前記外側第２導体部との間に、前記内側第２導体部に接する部分の誘電率よりも前記外側第２導体部に接する部分の誘電率が小さい誘電体を配置したことを特徴とする。
本発明の他の態様のコネクタは、静電結合を利用して直流的に絶縁された相対する他の電極部との間で信号を伝送するコネクタであって、
各信号線にそれぞれ接続される同軸状に配置された内側第１導体部及び外側第１導体部と、
前記同軸の方向に直交する方向に前記内側第１導体部の断面積より大きな対向面積を有し、前記他の電極部に相対する内側電極部と、
前記内側電極部の外側に配置される外側電極部と、
前記内側第１導体部と前記内側電極部との間を電気的に接続する内側第２導体部と、
前記内側第２導体部の外側に配置され、前記外側第１導体部と前記外側電極部との間を電気的に接続する外側第２導体部と、
を備え、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比は、前記同軸の方向に沿った前記第２導体部の各位置における特性インピーダンスが、略一定となるように設定され、
前記内側第２導体部と前記外側第２導体部との間に、前記同軸の方向に沿って前記内側電極部に向かう所定の位置で前記内側電極部側の誘電率が小さくなるように誘電体を配置すると共に、前記所定の位置よりも前記内側電極部側において、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比をより大きくしたことを特徴とする。
本発明の他の態様のコネクタは、静電結合を利用して直流的に絶縁された相対する他の電極部との間で信号を伝送するコネクタであって、
各信号線にそれぞれ接続される同軸状に配置された内側第１導体部及び外側第１導体部と、
前記同軸の方向に直交する方向に前記内側第１導体部の断面積より大きな対向面積を有し、前記他の電極部に相対する内側電極部と、
前記内側電極部の外側に配置される外側電極部と、
前記内側第１導体部と前記内側電極部との間を電気的に接続する内側第２導体部と、
前記内側第２導体部の外側に配置され、前記外側第１導体部と前記外側電極部との間を電気的に接続する外側第２導体部と、
を備え、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比は、前記同軸の方向に沿った前記第２導体部の各位置における特性インピーダンスが、略一定となるように設定され、
前記内側第２導体部と前記外側第２導体部との間に、前記同軸の方向に沿って前記内側電極部側へ向かって誘電率が徐々に小さくなるように誘電体を配置すると共に、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比を、前記同軸の方向に沿って前記内側電極部側へ向かって徐々に大きくしたことを特徴とする。
本発明の他の態様のコネクタは、静電結合を利用して直流的に絶縁された相対する他の電極部との間で信号を伝送するコネクタであって、
各信号線にそれぞれ接続される同軸状に配置された内側第１導体部及び外側第１導体部と、
前記同軸の方向に直交する方向に前記内側第１導体部の断面積より大きな対向面積を有し、前記他の電極部に相対する内側電極部と、
前記内側電極部の外側に配置される外側電極部と、
前記内側第１導体部と前記内側電極部との間を電気的に接続する内側第２導体部と、
前記内側第２導体部の外側に配置され、前記外側第１導体部と前記外側電極部との間を電気的に接続する外側第２導体部と、
を備え、前記内側第２導体部の外径の前記外側第２導体部の内径に対する比は、前記同軸の方向に沿った前記第２導体部の各位置における特性インピーダンスが、略一定となるように設定され、
前記内側第２導体部の外側表面における前記内側第１導体部との接続部から前記内側電極部との接続部に至る信号伝送路長と、前記外側第２導体部の内側表面における前記外側第１導体部との接続部から前記外側電極部との接続部に至る信号伝送路長との差が所定値以下に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、インピーダンスの不整合による反射の発生を低減すると共に、低域の周波数成分の減衰を低減して信号の伝送を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。  
［実施例１］
図１及び図２は本発明の実施例１に係り、図１は本発明のコネクタの実施例１となる静電結合コネクタの構造を縦断面図で示し、図２は静電結合コネクタの構造を電極部側から見た正面図を示す。  
図１に示すように本発明の実施例１の静電結合コネクタ１は、その基端側に形成された第１導体部３が同軸ケーブル２の一端に接続される。同軸ケーブル２の他端からその一端に伝送された信号は、この第１導体部３に電気的に接続された第２導体部４を経て、この第２導体部４の端部に設けられた電極部５に伝送される。  
なお、第１導体部３、第２導体部４及び電極部５は、例えば真鍮等の金属を用いて一体的に形成されるが、別体のものを電気的に接続しても良い。また、これらの表面に電気抵抗が小さく導電性の良好な銀或いは金等をメッキ等で形成したしたものでも良い。
【００１０】
また、以下に説明するように第１導体部３を構成する内側第１導体部３ａ及び外側第１導体部３ｂの間と、第２導体部４を構成する内側第２導体部４ａ及び外側第２導体部４ｂの間と、及び電極部５を構成する内側電極部５ａ及び外側電極部５ｂの間の導体（電極）表面部分に導電性の良好な銀等を形成しても良い。  
電極部５は、この実施例１の静電結合コネクタ１が着脱自在に接続される他方の静電結合コネクタ６の電極部７と近接して相対する。この場合、電極部５と電極部７とは、両コネクタ１，６の装着状態においては、例えばその間に介挿される薄い絶縁板８の厚みだけ離間して近接して相対する。  
そして、同軸ケーブル２により伝送された信号は、実施例１の静電結合コネクタ１を経てその電極部５から、この電極部５に相対する電極部７に静電結合或いは静電誘導により伝送される。
【００１１】
なお、図１に示す具体例においては、絶縁板８は、両電極部５及び７全体を絶縁する構造にしているが、内側電極部５ａ及びこれに対向する内側電極部７ａ部分のみを絶縁板８で絶縁し、外側電極部５ｂと外側電極部７ｂとを電気的に接触する構造にしても良い。    また、他方の静電結合コネクタ６から静電結合コネクタ１側に信号の伝送を行うこともできるが、説明を簡単化するために信号の伝送方向は、静電結合コネクタ１から他方の静電結合コネクタ６側の向きであるとして説明する。  
この静電結合コネクタ１は、その中心軸Ｏに関して回転対称となる回転対称形状である。具体的には、第１導体部３、第２導体部４及び電極部５は、それぞれ共通の中心軸Ｏに関して同軸形状（或いは同心形状）となる内側第１導体部３ａ及び外側第１導体部３ｂ、内側第２導体部４ａ及び外側第２導体部４ｂ、内側電極部５ａ及び外側電極部５ｂとからなる。そして、この同軸の（軸）方向に沿って信号を伝送する。
【００１２】
また、内側第１導体部３ａ及び外側第１導体部３ｂの間、内側第２導体部４ａ及び外側第２導体部４ｂの間、内側電極部５ａ及び外側電極部５ｂの間には電気的に絶縁性を有すると共に、誘電体ロスの少なく、一定の誘電率を有する例えばフッ素系樹脂の誘電体９が充填されている。  
なお、電極部５に相対し、この電極部５と同じサイズの電極部７を構成する内側電極部７ａと外側電極部７ｂの間にも誘電体９が充填されている。
【００１３】
また、第２導体部４は、第１導体部３との接続部においては、その内側第２導体部４ａ及び外側第２導体部４ｂは、それぞれ内側第１導体部３ａ及び外側第１導体部３ｂと同じ外径及び内径である。
【００１４】
例えば、内側第２導体部４ａは、内側第１導体部３ａと同じ外径ｄ１ａであり、また外側第２導体部４ｂは、外側第１導体部３ｂと同じ内径Ｄ１ｂである。（ｄ１ａ、Ｄ１ｂに関しては図２参照）となる。  
また、第２導体部４は、電極部５側に拡径となるテーパ形状となり、この電極部５との接続部においては、その内側第２導体部４ａ及び外側第２導体部４ｂは、それぞれ内側電極部５ａ及び外側電極部５ｂと同じ外径ｄ２ａ及び内径Ｄ２ｂとなる（ｄ２ａ、Ｄ２ｂに関しては図２参照）。  
なお、第１導体部３（の内側第１導体部３ａ及び外側第１導体部３ｂ）と電極部５（の内側電極部５ａ及び外側電極部５ｂ）は、信号の伝送方向に関してサイズの変化は無いとして説明する。
【００１５】
そして、第２導体部４は、第１導体部３との接続部から電極部５との接続部に至る信号の伝送方向に関する任意の位置においては、その位置における内側第２導体部４ａの外径をｄ２ｘ、外側第２導体部４ｂの内径をＤ２ｘとすると、Ｄ２ｘ／ｄ２ｘの比が一定の状態で外径ｄ２ｘ、内径Ｄ２ｘの値が変化する。  
ここで、外径ｄ２ｘ、内径Ｄ２ｘにおける添え字ｘは、第１導体部３との接続部の座標位置ｘ＝ｃから信号伝送方向に沿って電極部５との接続部の座標位置ｘ＝ｄまでを表し、座標位置ｘ＝ｃの場合には外径ｄ２ｃ＝ｄ１ａ、内径Ｄ２ｃ＝Ｄ１ｂとなり、ｘ＝ｄの場合には外径ｄ２ｄ＝ｄ２ａ、内径Ｄ２ｄ＝Ｄ２ｂとなるように設定されている。また、ｄ−ｃの長さＬ（＝ｄ−ｃ）を第２導体部４の長さと定義する。  
内側第１導体部３ａ及び外側第１導体部３ｂの基端は、同軸ケーブル２の内側導体２ａと外側導体２ｂがそれぞれ接続される。この同軸ケーブル２の内側導体２ａと外側導体２ｂとの間には、誘電体１１が充填されている。
【００１６】
なお、内側第１導体部３ａ及び外側第１導体部３ｂに信号を伝送するための信号伝送部材の１例として図１では同軸ケーブル２を示しているが、これに限定されるものでなく、例えば外側導体が銅管などで形成された同軸管構造のものでも良い。  
本実施例においては同軸ケーブル２、静電結合コネクタ１、他方の静電結合コネクタ６等の内側導体と外側導体の間に誘電体が充填された同軸構造部分は、ＴＥＭモード（Transverse electromagnetic Mode）で信号伝送を行う。  
この場合、内側導体の外径をｄｏ、外側導体の内径をＤｏ，それらの間に充填される誘電体の比誘電率εｏの平方根を√εｏとした場合、その特性インピーダンスＺは一般に
Ｚ＝（１３８/√εｏ）ｌｏｇ（Ｄｏ／ｄｏ）  ［Ω］  （１）
と表される。なお、ｌｏｇは、１０を底とする常用対数を表す。
【００１７】
そして、同軸ケーブル２における内側導体２ａの外径をｄ１，外側導体２ｂの内径をＤ１，誘電体１１の比誘電率をε１とした場合にも、（１）式においてｄｏ＝ｄ１，Ｄｏ＝Ｄ１，εｏ＝ε１を代入した場合、特性インピーダンスＺが所定の特性インピーダンス値Ｚｏ（例えばＺｏ＝５０［Ω］）となるように設定されている。  
また、本実施例の静電結合コネクタ１における内側第１導体部３ａ及び外側第１導体部３ｂも、図２に示すように内側第１導体部３ａの外径をｄ１ａ及び外側第１導体部３ｂの内径をＤ１ｂとし、誘電体９の比誘電率をε１として、（１）式を適用した場合、同軸ケーブル２の特性インピーダンスＺｏと一致するように外径ｄ１ａ，内径Ｄ１ｂ、比誘電率ε１が設定されている。なお、誘電体９と１１は、例えば同じ比誘電率ε１としているが、異なる値に設定しても良い。
【００１８】
また、電極部５においても、上記のように内側電極部５ａの外径をｄ２ａ、外側電極部５ｂの内径をＤ２ｂとした場合にも、（１）式においてｄｏ＝ｄ２ａ，Ｄｏ＝Ｄ２ｂ，εｏ＝ε１を代入した場合、特性インピーダンスＺが所定の特性インピーダンス値Ｚｏ（例えばＺｏ＝５０［Ω］）となるように設定されている。  
また、他方の静電結合コネクタ６は、電極部５に相対する電極部７は、電極部５と同じサイズである。具体的には、電極部７における内側電極部７ａの外径はｄ２ａであり、外側電極部７ｂの内径はＤ２ｂである。  
また、第２導体部４も、信号の伝送方向の位置の変化と共に、その外径ｄ２ｘ及び内径Ｄ２ｘの値が変化するが、上述したようにＤ２ｘ／ｄ２ｘの比が一定であるため、その特性インピーダンスＺは所定の特性インピーダンス値Ｚｏを有する。
【００１９】
従って、この静電結合コネクタ１は、特性インピーダンスに関して、インピーダンス不整合が発生しない構造にしてある。このため、静電結合コネクタ１は、反射が発生することを防止して、信号伝送を行うことができる構造となっている。  
また、本実施例においては、第２導体部４における内側第２導体部４ａの外側表面と、外側第２導体部４ｂの内側表面との信号の伝送を担う（信号）伝送路長Ｌ′ａ、Ｌ′ｂに相当する表面導体長Ｌａ、Ｌｂ（テーパ形状の表面長）との値のずれが所定の値Ｖ（＞０）以下となるように規制している。  
つまり、
（Ｌｂ−Ｌａ）＜Ｖ    （２）
に設定している。Ｌｂ＞Ｌａであるため、絶対値を用いていない不等式で示している。なお、表面導体長Ｌａ、Ｌｂと伝送路長Ｌ′ａ、Ｌ′ｂとは、例えば
Ｌ′ａ＝√ε１＊Ｌａ、Ｌ′ｂ＝√ε１＊Ｌｂ    （３）
の関係を有する。
【００２０】
このため、（２）式を伝送路長Ｌ′ａ、Ｌ′ｂを用いて、
Ｌ′ａ−Ｌ′ｂ＜Ｖ′    （２′）
のように表すこともできる。ここで、Ｖ′＝√ε１＊Ｖ。  
本実施例の場合には、内側第２導体部４ａと外側第２導体部４ｂとの間には一定の誘電率を持つ共通の誘電体９が充填されており、表面導体長を用いて（２）式のように規制している（伝送路長を用いた（２′）式のように規制しても良い）。  
このように設定することにより、内側第２導体部４ａ側と外側第２導体部４ｂにより第１導体部３との接続部から電極部５との接続部まで信号を伝送した場合における到達時間差を抑制できる。  
従って、信号の伝送時における伝送モードの電磁界波形の乱れを抑制でき、反射や信号の歪みを抑制して、良好な信号伝送を行える。
【００２１】
なお、（２）式の場合、テーパ形状に拡径にする傾きをｆとした場合（内側第２導体部４ａの外表面の場合には、ｆ＝（ｄ２ａ−ｄ１ａ）／Ｌとなる）、この傾きｆの値を１に近い値にするほど、到達時間差に対応する（Ｌｂ−Ｌａ）の値を小さくできる。  
また、上述したように他方の静電結合コネクタ６では、電極部５に相対する電極部７が、信号伝送の際におけるインピーダンス不整合による反射を抑制でき、かつ低域の周波数の信号を減衰を小さくして伝送できるよう電極面積が大きくされている電極部５と同じサイズに設定されている。具体的には、電極部７における内側電極部７ａの外径はｄ２ａであり、外側電極部７ｂの内径はＤ２ｂである。  
また、図１で示す例の静電結合コネクタ６は、内側導体部と外側導体部の径が信号の伝送方向に変化しない構造例で示している。  
つまり、内側導体部の外径が内側電極部７ａの外径ｄ２ａに等しく、外側導体部の内径が外側電極部７ｂの内径Ｄ２ｂに等しい。
【００２２】
しかし、本実施例の静電結合コネクタ１が着脱自在となる他の静電結合コネクタ６としては、図１に示す構造例に限定されるものでなく、例えば静電結合コネクタ１と同じように信号の伝送方向にテーパ形状に変化する構造でも良い（例えば、後述する実施例２に係る図３のようなテーパ形状参照）。  
このような構成の静電結合コネクタ１においては、内側第２導体部４ａは、内側第１導体部３ａとの接続部から内側電極部５との接続部に至る同軸の軸方向に沿ってその断面積をテーパ形状（より厳密には断面積が単調増加するよう）に拡径にされ、その外側に配置される外側第２導体部４ｂは、内側第２導体部４ａの外径と一定の特性インピーダンスを満たす内径に設定されている。
【００２３】
従って、この静電結合コネクタ１によれば、例えば同軸ケーブル２側から静電結合コネクタ１に伝送された信号を、インピーダンス不整合等による反射が発生することなく第１導体部３，第２導体部４，電極部５に伝送し、さらにこの電極部５からこれに近接して対向面積のサイズが同じ電極部７に静電結合により反射が発生することを抑制して、その信号を伝送することができる。  
この場合、電極部５は、第１導体部３の断面積よりも大きく、また相対する電極部７と同じサイズに設定されているので、インピーダンス不整合による反射の発生を抑制できると共に、低域（低周波）の信号或いは信号成分も、静電結合部分での伝送時の減衰を低減（抑制）できる。また、本実施例は、簡単な構成で、実現することができる。
【００２４】
［実施例２］
図３は本発明の実施例２の静電結合コネクタ１Ｂを示す。実施例１の静電結合コネクタ１においては、内導体部と外側導体部間には１つの比誘電率（値）を持つ誘電体９が充填された構造であった。  
これに対して、本実施例の静電結合コネクタ１Ｂは、少なくとも第２導体部４における内側第２導体部４ａと外側第２導体部４ｂ間には、異なる比誘電率εａ、εｂの誘電体９ａ、９ｂが充填されている。  
この場合、内側第２導体部４ａの外側表面に接するように充填された誘電体９ａの比誘電率εａよりも、外側第２導体部４ｂの内側表面に接するように充填された誘電体９ｂの比誘電率εｂの方が小さくなるように設定されている。  
つまり、
εａ＞εｂ    （４）
に設定されている。
【００２５】
そして、この場合には、第２導体部４における内側第２導体部４ａの外側表面と外側第２導体部４ｂの内側表面とにおける信号の伝送を担う伝送路長Ｌ′ａとＬ′ｂとは（３）式の場合において、比誘電率の値が異なっている。  
そして、（４）式のように設定することにより、本実施例の場合には、外側第２導体部４ｂ側での表面導体長Ｌｂにおける信号伝送速度を内側第２導体部４ａ側での表面導体長Ｌａにおける信号伝送速度よりも大きくできるようにしている。  
このため、本実施例の場合には、第２導体部４の（表面形状としての）テーパ形状の傾きを大きくしても、（２′）式の所定値Ｖ′の値を小さな値に設定できる。また、この場合には（２′）式のＶ′の値を小さな値にすることができることは元より、その値を０になるように設定することもできる。つまり、第２導体部４の内側導体と外側導体における信号の到達時間差をより抑制できる。
【００２６】
本実施例によれば、実施例１と同様に簡単な構造でインピーダンス不整合による反射を回避することができると共に、低周波の信号の伝送に適した静電結合コネクタ１Ｂを実現することができる。  
また、本実施例の場合には、実施例１よりも第２導体部４のテーパ形状の傾きを大きくすることができる。換言すると、第２導体部４の長さＬを小さくすることができる。このため、本実施例の静電結合コネクタ１Ｂは、小型化、軽量化、低コスト化ができる。  
また、上述したようにテーパ形状の傾きを大きくできるので、第２導体部４の長さＬの短いものでも電極部５の面積を大きくすることができる。  
なお、この静電結合コネクタ１Ｂが着脱自在に接続される他方の静電結合コネクタ６Ｂとして、図１で示したように信号の伝送方向にサイズが変化しない構造でも良いが、図３の例では、静電結合コネクタ１Ｂと類似した構造の場合で示している。
【００２７】
この静電結合コネクタ６Ｂは、電極部７に隣接する第２導体部４′は第２導体部４と同じような構造になっている。また、電極部７における内側電極部７ａと外側電極部７ｂとの間には、電極部５の場合の誘電体９ａ、９ｂと同様の誘電体９ａ′、９ｂ′が充填されている。  
なお、この図３に示す静電結合コネクタ１Ｂにおいては、例えば第２導体部４と電極部５とにおいて、２つの誘電体９ａ、９ｂが充填されている。これに対して、第１導体部３においては、例えば１つの誘電体９ａのみが内部空間に充填された構造例で示している。  また、図３に示す静電結合コネクタ１Ｂにおいては、第２導体部４の特性インピーダンスは、第１導体部３との接続部と、電極部５との接続部においても連続するように設定されている。このため、信号の伝送の際における反射の発生を抑制できる構造である。
【００２８】
また、図３において誘電体９ｂとして、例えば空気（ａｉｒ）を採用しても良い。図４は、図３における誘電体９ｂとして空気を採用した誘電体９ｃの場合の第１変形例の静電結合コネクタ１Ｃ示す。また、図４では誘電体９ａとして、実施例１と同じ誘電体９を用いている。  
なお、誘電体９ｂとして、空気とした場合にも、図３と同じように誘電体９ｂ部分を単に空気としても良い（但し、誘電体９ｂとの誘電率の値の違いにより、テーパ形状が厳密には異なる）。  
しかし、空気を用いた場合には、例えば電極部５の支持が強度的に小さくなってしまう。このため、図４の例では、第２導体部４部分のみに空気の誘電体９ｃを形成し、その両端の第１導体部３及び電極部５においては、誘電体９が充填された構造となり、支持する強度を十分に確保できるようにしている。  
図４に示す構造の場合にも、第２導体部４の内側第２導体部４ａの外表面は誘電体９が密着し、外側第２導体部４ｂの内周面は空気の誘電体９ｃと接触する。
【００２９】
［実施例３］
図５は本発明の実施例３の静電結合コネクタ１Ｄを示す。本実施例の静電結合コネクタ１Ｄは、第２導体部４における第１導体部３側となる第２導体部４の途中部分までは、実施例１の静電結合コネクタ１と同じような構造である。  
そして、この途中位置（境界位置とも言う）から電極部５側となる部分においては、例えば第２導体部４における内側第２導体部４ａと外側第２導体部４ｂとの間には、第１導体部３側に用いられた誘電体９よりも小さな誘電率の誘電体９ｄが充填される。  
この場合、誘電体９ｄとして、空気にしても良い。この場合には、内側第２導体部４ａと外側第２導体部４ｂとの間には、何も充填しなくても良い。  
また、境界位置付近では、図５に示すように、内側第２導体部４ａの外表面の形状を信号の伝送方向に滑らかに屈曲する曲面部１３が形成されるように半径方向外側に突出する形状にしている。
【００３０】
つまり、境界位置においては、誘電体９，９ｄの値が段差状に変化しているので、その位置周辺での特性インピーダンスの変動量を抑制するために内側第２導体部４ａの外径を曲面部１３のように滑らかに突出させるようにしている。  
このように内側第２導体部４ａの外表面に曲面形状部分を生成することにより、この部分での信号伝送路を、（上述したテーパ形状、つまり円錐面の場合よりも）大きくすることができる。その他は、実施例１等と同様の構成である。  
このような構造の本実施例においても実施例１の効果を保持し、さらに実施例２のように第２導体部４の長さＬを短くすることが可能となる。また、実施例２で説明したように小型化や、第２導体部４の長さＬを短くしたものでも、電極部５の面積を大きくすることも可能となる。
【００３１】
［実施例４］
図６は本発明の実施例４の静電結合コネクタ１Ｅを示す。本実施例の静電結合コネクタ１Ｅは、例えば実施例１の静電結合コネクタ１において、一定の誘電率を有する誘電体９の代わりに第２導体部４における信号の伝送方向への移動と共に、誘電率が略連続的に小さく変化する誘電体９ｅが充填されている。  
この場合、誘電体９ｅの信号の伝送方向における比誘電率の特性例を図７に示す。図７に示す例では、例えばフッ素系樹脂による誘電体９ａとこれより小さな誘電率を有する例えば誘電体９ｂとの混合する割合を変化させて、信号の伝送方向における比誘電率が線形で連続的に変化している。  
図７に示すようにこの誘電体９ｅは、ｘ＝ｃとなる第１導体部３との接続部では、誘電体９ａの比誘電率εａを有し、ｘ＝ｄとなる電極部５との接続部では、誘電体９ｂの比誘電率εｂの値を有する。なお、図７に示すように線形に変化するものに限定されるものでない。
【００３２】
また、誘電体９ｂとして空気を用いても良い。この場合には、誘電体９ａに微小な空気を混合する割合を例えば連続的に変化させて、スポンジ状のフッ素系樹脂等による誘電体９ｅを形成しても良い。この場合には、ｘ＝ｄとなる電極部５との接続部では、比誘電率の値をほぼ１にすることができる。  
また、本実施例においては、このように信号の伝送方向に沿って誘電率の値が次第に小さくなるようにしているので、（１）式の特性インピーダンスＺを所定の特性インピーダンス値Ｚｏとするため、内側第２導体部４ａの外径は、誘電体９で充填した場合よりも大きく変化させることができる。  
換言すると、（誘電体９で充填した場合と比較して本実施例の誘電体９ｅの構造にすると）、インピーダンス不整合を回避するために所定のインピーダンス値Ｚｏに設定した場合には、外側第２導体部４ｂの内径に比較して、内側第２導体部４ａの外径、つまりそのテーパ形状の表面の傾きを大きくすることができる。  
また、このように内側第２導体部４ａの外径部分、つまりその表面導体部長を大きくできるので、第２導体部４の長さＬを短くしても、（２′）式を満たすようにできる。このように本実施例も、実施例２に類似した効果を有する。
【００３３】
［実施例５］
図８は本発明の実施例５の静電結合コネクタ１Ｆを示す。本実施例の静電結合コネクタ１Ｆは、実施例４の静電結合コネクタ１Ｅに類似するため、実施例４の変形例と見なすこともできる。  
本実施例の静電結合コネクタ１Ｆは、実施例４の静電結合コネクタ１Ｅと同様に、第２導体部３内における内側第２導体部４ａと外側第２導体部４ｂ間の中空部の誘電率は、信号の伝送方向への移動と共に、略連続的に小さく変化する特性を有する。  
図９は、本実施例の場合の場合における信号の伝送方向の各位置ｘにおける平均の比誘電率の特性を示す。この特性は、図７と同様である。但し、本実施例においては、半径方向には比誘電率が段差状に変化しているので、図９は半径方向で２つの比誘電率を平均化した値である。
【００３４】
実施例４の場合には、中空部での比誘電率は、半径方向には均一の値に設定されていたのに対して、本実施例においては半径方向に誘電率が段差状に変化するように２つの誘電体９ａ、９ｂが配置されている。  
本実施例の場合、少なくとも内側第２導体部４ａに接する側が誘電率が大きく、外側第２導体部４ｂに接する側が誘電率が小さくなるように設定されている。  
本実施例は、実施例４の場合とほぼ同様の効果を有する。  
なお、上述した実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例も本発明に属する。また、上述した実施例等は、静電結合により信号伝送を行う静電結合コネクタの場合で説明したが、静電結合以外の場合にも適用することができる。
【００３５】
例えば断面サイズが異なる２本の同軸ケーブルを直接接続して信号伝送を行いたいような場合、細い同軸ケーブル側に例えば実施例１の静電結合コネクタ１を、他方の同軸ケーブルには静電結合コネクタ６をそれぞれ接続して、静電結合コネクタ１、６により信号の伝送を行うようにしても良い。但し、この場合には絶縁板８を除去する。このような場合にも、断面サイズが異なる２本の同軸ケーブルを直接接続した場合よりも反射を低減して信号伝送を行うようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、静電結合を利用して、無接点で高速に信号の伝送を行う通信分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１の静電結合コネクタの構造を示す縦断面図。
【図２】実施例１の静電結合コネクタの正面図。
【図３】本発明の実施例２の静電結合コネクタの構造を示す縦断面図。
【図４】実施例２の変形例の静電結合コネクタの構造を一部を切り欠いて示す側面図。
【図５】本発明の実施例３の静電結合コネクタの構造を示す縦断面図。
【図６】本発明の実施例４の静電結合コネクタの構造を示す縦断面図。
【図７】実施例４に用いられている誘電体の信号の伝送方向における比誘電率を示す図。
【図８】本発明の実施例５の静電結合コネクタの構造を一部を切り欠いて示す側面図。
【図９】実施例５に用いられている２つの誘電体の信号の伝送方向における平均の比誘電率を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１…静電結合コネクタ、２…同軸ケーブル、３…第１導体部、３ａ…内側第１導体部、３ｂ…外側第１導体部、４…第２導体部、４ａ…内側第２導体部、４ｂ…外側第２導体部、５、７…電極部、５ａ…内側電極部、５ｂ…外側電極部、８…絶縁板、９、１１…誘電体
【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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