JP4479794B2 - 同軸コネクタ及び測定用同軸プローブ - Google Patents

同軸コネクタ及び測定用同軸プローブ Download PDF

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Description

本発明は、同軸コネクタ、特に、同軸ケーブルの先端に接続され、相手方レセプタクルに着脱自在な同軸コネクタ、及び、測定用同軸プローブに関する。
従来、同軸コネクタとして、特許文献1に記載のものが知られている。この同軸コネクタは図11に示すように、外部導体部材115を外側から保持する軸方向に移動可能なスリーブ(可動部材116、カップリングナット117)を備えている。
ところが、この同軸コネクタでは、外部導体部材115の外側に設けたスリーブは、それぞれが独立して移動可能な可動部材116とカップリングナット117からなり、二つのコイルばね120,121が設けられている。そして、可動部材116はばね部116aを有し、先端部に突部115bの逃げ部となりかつ突部115bを規制する突部116bを設けるなど、部品点数が多くて構造的に複雑であり、製造コストも高く付くという問題点を有していた。また、先端部(突部115b,116b)の外形が大きくなってその強度が保てず、相手方コネクタへの脱着の繰り返しで変形、劣化しやすいものであった。
また、相手方コネクタとの装着/離脱の際に複雑な操作が必要であった。即ち、装着時には、スリーブ(可動部材116、カップリングナット117)を外部導体部材115の先端突部115bよりも相手方コネクタ側へ移動させ、スリーブの先端を相手方コネクタに押し付けて位置決めした後、反対側に移動させてスリーブで外部導体部材115の先端部を押さえつけてロックさせる必要があった。
特開平10−32042号公報
そこで、本発明の目的は、簡単な構成からなり、相手方レセプタクルへの装着/離脱が容易で、繰り返しの使用に耐え得る同軸コネクタ及び測定用同軸プローブを提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、同軸ケーブルの先端に接続され、相手方レセプタクルに着脱自在な同軸コネクタにおいて、
先端部に相手方レセプタクルの外部導体の外周部に形成された溝部に嵌合する突部が形成されたばね部を有する筒状のハウジングと、前記ハウジング内に収納された筒状のブッシングと、前記ブッシング内に収納されて前記相手方レセプタクルの内部端子と接触する中心導体プローブと、前記ハウジングの外周部に軸方向に移動可能に保持された筒状のスリーブと、を備え、
前記スリーブは、上部に前記ハウジングの外周部に弾性的に接触するロック片を有し、かつ、下部に前記ハウジングのばね部の拡がりを規制する環状部を有し、
前記ハウジングはその外周部に前記ロック片が係脱可能な第1係合部及び第2係合部を軸方向に所定の間隔で形成され、
前記ハウジングのばね部が前記相手方レセプタクルの溝部に嵌合する前には、前記スリーブのロック片が前記第1係合部に係合するとともにスリーブの環状部がハウジングのばね部に対する規制を解除した状態にあり、
前記ハウジングのばね部が前記相手方レセプタクルの溝部に嵌合した後は、前記スリーブのロック片が前記第2係合部と係合するとともにスリーブの環状部がハウジングのばね部の拡がりを規制する状態にあること、
を特徴とする。
本発明に係る同軸コネクタにおいては、ハウジングに対して弾性的に接触しつつ軸方向に移動可能なスリーブを設けるという簡単な構成からなる。そして、相手方レセプタクルに対する装着時には、作業者がスリーブを指でつまんでハウジングの先端部を相手方レセプタクルの外部導体に押し付けるのみで、ハウジングの先端ばね部を外部導体の溝部に嵌合させ、かつ、スリーブが移動してそのロック片が第2係合部に係合し、スリーブの下部に設けた環状部がハウジングの先端ばね部の拡がりを規制するロック状態が維持される。一方、相手方レセプタクルからの離脱時には、作業者がスリーブを指でつまんで引き抜くだけで、ロック片が第2係合部との係合を解除されるとともに、スリーブの環状部がハウジングの先端ばね部に対する規制を解除するので、ハウジングの先端ばね部が外部導体の溝部との嵌合を解除され、ハウジングが相手方レセプタクルから離脱する。また、ロック片は弾性的に第1係合部及び第2係合部に係脱するために、使用者はロック感を得ることができる。
本発明に係る同軸コネクタにおいて、ロック片はスリーブに設けた弾性片の先端に設けた突部からなり、前記第1係合部及び第2係合部は前記ハウジングの外周部に形成した環状の溝部であってもよい。さらに、前記弾性片はスリーブの筒状部に軸方向に形成した複数のスリットによって構成されていてもよい。簡易な構造でロック手段を形成できる。
また、ハウジングとスリーブとの間に弾性部材が介在されており、この弾性部材は第1係合部がロック片と係合する方向にスリーブを付勢する構成とすることが好ましい。同軸コネクタが相手方レセプタクルから離脱した際に、スリーブが確実に初期位置に復帰することになる。
あるいは、スリーブは、ハウジングの上部外周面に弾性的に接触するロック片とハウジングのばね部外周面に接触して該ばね部の拡がりを規制する環状部とからなる第1スリーブと、該第1スリーブの上部及びハウジングの上部を覆う第2スリーブとを接合一体化して構成することが好ましい。スリーブを二つの部材で構成することにより、それぞれの部材を適切な形状に容易に製作でき、組立ても簡単なものになる。さらに、第2スリーブは外装ケースとしても機能し、ロック片などの内部部品を保護する。
そして、第2スリーブの外径に対して第1スリーブの外径が小さいことが好ましい。下部に位置する第1スリーブが細いので、携帯電話機などのケースに大きな穴を開けることなく挿入が可能となる。上部に位置する第2スリーブが太いので、作業者が指で容易につまむことができ、装着/離脱の作業がしやすくなる。
さらに、前記同軸コネクタは測定用同軸プローブとして好適に用いることができる。
本発明によれば、構成部品が少なくて組立てが容易であり、可動部材はスリーブのみであるので、相手方レセプタクルへの装着/離脱が容易で、繰り返しの使用に耐えることができる。
以下、本発明に係る同軸コネクタ及び測定用同軸プローブの実施例について添付図面を参照して説明する。
(第1実施例、図1〜図7参照)
本発明の第1実施例である測定用同軸プローブ1Aは、図1に示すように、中心導体プローブ10と、ブッシング20と、ハウジング25と、スリーブ30と、ディスク21と、コイルばね22と、キャップ23とで構成されている。また、相手方レセプタクル2は、図7に示すように、中心孔4を有するケース3にグランド端子(外部導体)5、第1内部端子6、第2内部端子7を設けたもので、第2内部端子7は下方から第1内部端子6に弾性的に接触している。第2内部端子7は自身のばね力にて第1内部端子6に接触し、以下に説明するように測定用同軸プローブ1Aのプランジャ11に押圧されて下方に撓み、第1内部端子6から離間する。
中心導体プローブ10は、それぞれ導電性部材からなるプランジャ11、コイルばね12、バレル13にて構成され、バレル13に対してその下部からコイルばね12を介してプランジャ11の上部が挿入されている。
ハウジング25は、導電性部材からなる筒状体であり、径の大きな上部25aと径の小さな下部25bとからなり、下部25bの先端部には相手方レセプタクル2のグランド端子5の外周部に形成された環状溝部5a(図7参照)に嵌合する突部26bが形成されたばね部26aを有している。このばね部26aはハウジング25の先端部に軸方向に形成した複数のスリットによって構成され、軸方向と直交する方向に弾性的に変位可能である。また、ハウジング25の上部25aにはその外周部に第1係合部27a及び第2係合部27bが軸方向に所定の間隔で環状の溝部として形成されている。
ブッシング20は、絶縁体からなる筒状体であり、その中心孔には前記中心導体プローブ10が収納されている。また、ブッシング20は前記ハウジング25の中心孔に収納されている。
スリーブ30は、金属材料からそれぞれ筒状に形成された第1スリーブ31と第2スリーブ35とで構成されている。第1スリーブ31は鍔状部31aにハウジング25の外周部に弾性的に接触する複数のロック片32aを起立した状態で設け、このロック片32aは弾性片の先端に突部32bを形成してなり、第1スリーブ31に軸方向に形成した複数のスリットによって構成されている。また、第1スリーブ31の小径の下部は、前記ハウジング25の先端ばね部26aの外方への拡がりを規制する内径を有する環状部33とされている。
第2スリーブ35は、第1スリーブ31の上部を覆うとともに前記ハウジング25の上部25aを覆う筒状体であり、第1スリーブ31の鍔状部31aを巻き込むようにかしめることで第1スリーブ31と接合一体化されている。なお、第1スリーブ31と第2スリーブ35はかしめ以外に接着や溶接などで接合一体化してもよい。
ここで、測定用同軸プローブ1Aの組立て手順について図2〜図6を参照して説明する。まず、図2に示すように、バレル13に対してその下部からコイルばね12を介してプランジャ11の上部を挿入し、中心導体プローブ10を組み立てる。次に、図3に示すように、この中心導体プローブ10をブッシング20の中心孔に挿入し、該ブッシング20をハウジング25の中心孔に挿入する。さらに、ハウジング25を第1スリーブ31の中心孔に挿入する。第1スリーブ31に形成したロック片32aの突部32bはハウジング25の外周部に形成した第1係合部27a及び第2係合部27bに弾性的に嵌合可能であり、ハウジング25は第1スリーブ31の上端が段差部28に当接するまで挿入され、このとき、ロック片32aの突部32bが第1係合部27aに嵌合した状態となる。また、第2スリーブ35の内周面とハウジング25の上部25aの外周面との間には、ロック片32aが若干外方に撓むだけのスペース38(図1参照)が設けられている。
次に、図4に示すように、第2スリーブ35をハウジング25の上部25a及び第1スリーブ31のロック片32aを覆うように被せ、第2スリーブ35の下部を第1スリーブ31の鍔状部31aにかしめて接合一体化する。ここで、図5に示すように、同軸ケーブル40の中心導体41(図1参照)を第2スリーブ35の開口部36及びハウジング25の開口部29から挿入してバレル13の溝部13aにはんだ付けする。これにて中心導体41がバレル13及びコイルばね12を介してプランジャ11と電気的に導通状態となる。また、同軸ケーブル40のシールド導体42(図1参照)と接続されているアダプタ43をハウジング25の開口部29に嵌合させ、リング44をアダプタ43の外周部にかしめる。これにてシールド導体42がアダプタ43を介してハウジング25と電気的に導通状態となる。なお、図1に示す符号45は、図示しない測定器への接続用コネクタで、同軸ケーブル40の一端に設けられている。
さらに、ディスク21をハウジング25の上面に載置し、コイルばね22を介してキャップ23を第2スリーブ35の上部に嵌合一体化させる。コイルばね22はハウジング25を下方に弾性的に押圧し、ロック片32aの突部32bが第1係合部27aに係合した位置を保持させる。これにて、第1スリーブ31の環状部33がハウジング25の先端ばね部26aに対する規制を解除した位置A(図1参照)にセットされた状態が保持される。図6は、同軸ケーブル40を接続して最終的に組み立てられた測定用同軸プローブ1Aを示している。
次に、前記測定用同軸プローブ1Aを相手方レセプタクル2に装着する動作について図7を参照して説明する。図7(A)は装着前の状態を示し、前述の如く、第1スリーブ31の環状部33がハウジング25の先端ばね部26aに対する規制を解除した位置Aにセットされている。
ここで、ハウジング25の先端ばね部26aを相手方レセプタクル2のグランド端子5の外周部に圧入していくと、図7(B)に示すように、突部26bがグランド端子5の外周部に圧接してばね部26aが外方に若干拡径するとともに、プランジャ11の先端が相手方レセプタクル2のケース3の中心孔4に突入する。さらに、ハウジング25を押し込むと、図7(C)に示すように、突部26bが環状溝部5aに嵌合し、プランジャ11の先端が第2内部端子7を押圧して下方に変位させ、第1内部端子6との接続を解除する。これにて、第2内部端子7はプランジャ11、コイルばね12、バレル13を介して同軸ケーブル40の中心導体41と導通状態となり、この経路で信号が伝送されることになる。
さらに、スリーブ30を下方に移動させると、前記ロック片32aの突部32bが第1係合部27aとの係合を解除されて第2係合部27bと係合する。このとき、第1スリーブ31の環状部33がハウジング25の先端ばね部26aの外周部を包囲して該ばね部26aの拡がりを規制する位置B(図1参照)にセットされる。これにて、先端ばね部26aは外方への拡がりを規制され、外径方向への力が作用しても溝部5aとの嵌合が解除されることはない。また、ばね部26aの変形や破損が防止される。
また、第2スリーブ35の開口部36の寸法X(図4参照)は、第1スリーブ31及び第2スリーブ35が位置A−B間を移動する際に同軸ケーブル40と干渉しない寸法とされている。
測定用同軸プローブ1Aを相手方レセプタクル2から離脱させるには、前記とは逆の手順により、即ち、第2スリーブ35の外周部を指でつまんで上方に引き抜けばよい。まず、スリーブ30が上方に移動してロック片32aの突部32bが第2係合部27bとの係合を解除され、第1スリーブ31の上端がハウジング25の段差部28に当接するとともにロック片32aの突部32bが第1係合部27aと係合し、第1スリーブ31の環状部33がハウジング25の先端ばね部26aに対する規制を解除する。これにて、ハウジング25の先端ばね部26aの突部26bが相手方レセプタクル2のグランド端子5の溝部5aから離脱することになる。そして、相手方レセプタクル2においては、第2内部端子7が自身の弾性にて上方に変位し、第1内部端子6との接続状態に復帰する。
ところで、図7に示すように、環状部33の内径と先端ばね部26aの外径との隙間Hは、嵌合時における先端ばね部26aの変位量Yよりも小さく設定されている。変位量Yとは、先端ばね部26aの外径をDとし、最大変位外径をDmaxとすると、Y=(Dmax−D)/2で算出される値である。
第1スリーブ31のロック片32aがハウジング25の外周部に圧接する力と、ハウジング25の先端ばね部26aが相手方レセプタクル2のグランド端子5の外周部に圧接する力の関係は、先端ばね部26aを溝部5aへ嵌合させようとする力Fhiよりも、ロック片32aが第1係合部27aへ嵌合する力Fsiのほうが大きく、また、ロック片32aを第2係合部27bから引き抜くための力Fsoよりも、先端ばね部26aを溝部5aから引き抜くための力Fhoのほうが大きく設定されている。
以上説明した測定用同軸プローブ1Aは、ハウジング25に対して軸方向に移動可能に保持されたスリーブ30を設けるという簡単な構成からなる。そして、相手方レセプタクル2への装着時には、第2スリーブ35を指でつまんでハウジング25の先端ばね部26aを相手方レセプタクル2のグランド端子5に押し付けるのみで、ハウジング25の先端ばね部26aをグランド端子5の溝部5aに嵌合させることができる。しかも、ロック片32aが第2係合部27bと係合することで、第1スリーブ31の下部に設けた環状部33がハウジング25の先端ばね部26aの拡がりを規制するロック状態が維持される。
一方、離脱させる際には、第2スリーブ35を指でつまんで引き抜くだけで、ロック片32aが第2係合部27bとの係合を解除されるとともに第1スリーブ31の環状部33がハウジング25の先端ばね部26aに対する規制を解除するため、ハウジング25の先端ばね部26aがグランド端子5の溝部5aとの嵌合を容易に解除される。
また、ロック片32aは弾性的に第1係合部27a及び第2係合部27bに係脱するために、作業者は係脱時のロック感によって相手方レセプタクル2への装着及び離脱の感触を得ることができる。さらに、ばね部26aやロック片32aをハウジング25や第1スリーブ31に軸方向に形成した複数のスリットによって構成しているため、簡易な構造でばね部26aやロック片32aを形成できる。
また、ハウジング25と第2スリーブ35との間にコイルばね22を介在させているため、第1係合部27aとロック片32aとが互いに係合する方向にスリーブ30を付勢することとなり、測定用同軸プローブ1Aを相手方レセプタクル2から離脱させた際に、スリーブ30が確実に初期位置に復帰することになる。なお、コイルばね22のばね力は、装着時において、ロック片32aの第2係合部27bに対する係合を解除させるほど強いものでないことは勿論である。
また、スリーブ30を第1スリーブ31と第2スリーブ35という二つの部材で構成しているため、第1スリーブ31及び第2スリーブ35をそれぞれ適切な形状に容易に製作でき、同軸ケーブル40の接続などの組立ても簡単なものになる。さらに、第2スリーブ35は外装ケースとしても機能し、ロック片32aやハウジング25などの内部部品を保護する。
そして、第2スリーブ35の外径に対して第1スリーブ31の外径が小さいため、携帯電話機などのケースに大きな穴を開けることなく挿入が可能となる。一方、上部に位置する第2スリーブ35が太いので、指で容易につまむことができ、装着/離脱の作業がしやすくなる。
(第2実施例、図8参照)
図8に本発明の第2実施例である測定用同軸プローブ1Bを示す。この測定用同軸プローブ1Bは、前記第1実施例で用いたキャップ23を省略し、第2スリーブ35に天井部37を設けてこの天井部37とハウジング25の上端に載置したディスク21との間にコイルばね22を介在させたものである。他の構成や動作及び作用効果は前記第1実施例と同様である。なお、図8では図1と同じ部品、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
(第3実施例、図9参照)
なお、前記第1及び第2実施例に示したコイルばね22は必ずしも必要なものではない。図9にコイルばね22を省略した第3実施例である測定用同軸プローブ1Cを示す。この場合、第2スリーブ35の上端は単にキャップ24で覆われている。他の構成や動作及び作用効果は前記第1実施例と同様である。なお、図9では図1と同じ部品、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
(特性測定、図10参照)
次に、測定用同軸プローブを用いて携帯電話機の電気特性を測定する場合について説明する。図10は携帯電話機120の高周波回路部分を示し、122はアンテナ素子、123はデュプレクサ、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は送信側ミキサである。また、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、139はローカル用バンドパスフィルタである。
アンテナ素子122とデュプレクサ123との間に相手方レセプタクル2が挿入されており、同軸ケーブル40を介して図示しない測定器に接続された測定用同軸プローブ1A(1B,1C)を装着することにより、携帯電話機120の製造工程において、高周波回路部分の電気特性をチェックする。
(他の実施例)
なお、本発明に係る同軸コネクタ及び測定用同軸プローブは、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
特に、相手方レセプタクルの構成、形状は任意であり、特開2003−123910号公報、同2002−100442号公報、同2001−176612号公報などに記載の相手方レセプタクルを用いることも可能である。また、ハウジング、ブッシング、中心導体プローブ、スリーブの細部の形状なども任意である。
また、前記実施例では本発明を測定用同軸プローブに適用した例を示したが、測定用以外の同軸コネクタに適用できることは勿論である。
以上のように、本発明は、同軸ケーブルの先端に接続され、相手方レセプタクルに着脱自在な同軸コネクタ及び測定用プローブに有用であり、特に、簡単な構成からなり、相手方レセプタクルへの装着/離脱が容易で、繰り返しの使用に耐え得る点で優れている。
本発明に係る同軸コネクタ(測定用同軸プローブ)の第1実施例を示す断面図である。 前記測定用同軸プローブの第1組立工程を示す斜視図である。 前記測定用同軸プローブの第2組立工程を示す斜視図である。 前記測定用同軸プローブの第3組立工程を示す斜視図である。 前記測定用同軸プローブの第4組立工程を示す斜視図である。 組み立てられた前記測定用同軸プローブと相手方レセプタクルを示す斜視図である。 前記測定用同軸プローブが相手方レセプタクルに嵌合する動作を示す断面図である。 本発明に係る同軸コネクタ(測定用同軸プローブ)の第2実施例を示し、(A)は相手方レセプタクルから離脱時の断面図、(B)は装着時の断面図である。 本発明に係る同軸コネクタ(測定用同軸プローブ)の第3実施例を示す断面図である。 前記測定用同軸プローブを使用して測定される通信機器の回路を示すブロック図である。 従来の同軸コネクタを示す断面図である。
1A,1B,1C…測定用同軸プローブ(同軸コネクタ)
2…相手方レセプタクル
5…グランド端子(外部導体)
5a…溝部
10…中心導体プローブ
11…プランジャ
20…ブッシング
22…コイルばね
25…ハウジング
26a…先端ばね部
26b…突部
27a…第1係合部
27b…第2係合部
30…スリーブ
31…第1スリーブ
32a…ロック片
33…環状部
35…第2スリーブ
40…同軸ケーブル

Claims (8)

  1. 同軸ケーブルの先端に接続され、相手方レセプタクルに着脱自在な同軸コネクタにおいて、
    先端部に相手方レセプタクルの外部導体の外周部に形成された溝部に嵌合する突部が形成されたばね部を有する筒状のハウジングと、前記ハウジング内に収納された筒状のブッシングと、前記ブッシング内に収納されて前記相手方レセプタクルの内部端子と接触する中心導体プローブと、前記ハウジングの外周部に軸方向に移動可能に保持された筒状のスリーブと、を備え、
    前記スリーブは、上部に前記ハウジングの外周部に弾性的に接触するロック片を有し、かつ、下部に前記ハウジングのばね部の拡がりを規制する環状部を有し、
    前記ハウジングはその外周部に前記ロック片が係脱可能な第1係合部及び第2係合部を軸方向に所定の間隔で形成され、
    前記ハウジングのばね部が前記相手方レセプタクルの溝部に嵌合する前には、前記スリーブのロック片が前記第1係合部に係合するとともにスリーブの環状部がハウジングのばね部に対する規制を解除した状態にあり、
    前記ハウジングのばね部が前記相手方レセプタクルの溝部に嵌合した後は、前記スリーブのロック片が前記第2係合部と係合するとともにスリーブの環状部がハウジングのばね部の拡がりを規制する状態にあること、
    を特徴とする同軸コネクタ。
  2. 前記ロック片は前記スリーブに設けた弾性片の先端に設けた突部からなり、前記第1係合部及び第2係合部は前記ハウジングの外周部に形成した環状の溝部であること、を特徴とする請求項1に記載の同軸コネクタ。
  3. 前記弾性片は前記スリーブの筒状部に軸方向に形成した複数のスリットによって構成されていることを特徴とする請求項2に記載の同軸コネクタ。
  4. 前記ハウジングと前記スリーブとの間に弾性部材が介在されており、この弾性部材は前記第1係合部が前記ロック片と係合する方向にスリーブを付勢していることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の同軸コネクタ。
  5. 前記スリーブは、前記ハウジングの上部外周面に弾性的に接触するロック片とハウジングのばね部外周面に接触して該ばね部の拡がりを規制する環状部とからなる第1スリーブと、該第1スリーブの上部及びハウジングの上部を覆う第2スリーブとを接合一体化してなることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の同軸コネクタ。
  6. 前記第2スリーブの外径に対して前記第1スリーブの外径が小さいことを特徴とする請求項5に記載の同軸コネクタ。
  7. 内部導体とシールド導体とを有する同軸ケーブルを備え、前記内部導体が前記中心導体プローブに接続されるとともに、前記シールド導体が前記ハウジングに接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の同軸コネクタ。
  8. 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の同軸コネクタからなり、オン/オフのスイッチ機能を有する相手方レセプタクルに着脱自在であることを特徴とする測定用同軸プローブ。
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