JP4496663B2 - 同軸コネクタ及び通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、同軸コネクタ及び通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話等の移動用の通信装置の中には、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の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も小型低背化が求められている。しかし、従来の同軸コネクタでは、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)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た可動接点部材と、
(c)前記外部端子に組み付けられ、前記信号切換用電極パターンに摺接する共通用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、
(d)前記相手側コンタクトプローブが挿入される開口部を設け、前記外部端子と前記可動接点部材の間に配置され、前記可動接点部材を前記固定接点部材に圧接する弾性部材とを備え、
(e)前記相手側コンタクトプローブの装着と共に、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、弾性部材の弾性力によって確実に、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用電極パターン及び接離用電極パターンとが摺接し、かつ、電気的に接続している。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ことが好ましい。さらに、可動接点部材を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、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。
【0011】
【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。
【0012】
[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10と弾性部材30と可動接点部材50と固定接点部材70から構成されている。図2は図1に示した弾性部材30の下面図、図3は図1に示した可動接点部材50の下面図、図4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5は図4に示した同軸コネクタ1の上面図、図6は図4に示した同軸コネクタ1のVI−VI断面図をそれぞれ示す。
【0013】
図1に示すように、導電性金属からなる外部端子10は、円筒形状の上面中央に相手側コンタクトプローブ90の先端部を挿入するための開口部12が形成されている。外部端子10の内径は、弾性部材30の外径より若干大きく設定されている。外部端子10の下部には、固定接点部材支持部18と弾性体固定用支持部17が形成されている。弾性体固定用支持部17は、外部端子10の周縁部に対向して二つ形成されている。固定接点部材支持部18は、弾性体固定用支持部17の間に二つ形成されている。固定接点部材支持部18の先端内側には、固定接点部材70の窪み76と係止するための凸部19が形成されている。本第1実施形態では、固定接点部材支持部18と弾性体固定用支持部17は、略90度間隔で交互に配置されている。
【0014】
弾性部材30は略円板形状を有し、上面31の略中央に相手側コンタクトプローブ90の先端部を挿入するための開口部35が形成されている。外周面33の対向する位置には、二つの切り欠き部34が形成されている。弾性部材30の下面32には、図2に示すように、可動接点部材位置決め用凹部37が形成されている。位置決め用凹部37は六つの側面36を有しており、それぞれの側面36の中央部が、弾性部材30の中心に向かって凸状に張り出している。位置決め用凹部37の深さは寸法は、可動接点部材50の位置決めが確実にできるだけの寸法があればよい。弾性部材30の材料としては、弾性体、例えば、ゴム等が用いられる。
【0015】
図1に示すように、セラミックや樹脂材料からなる可動接点部材50は、略正六角形状を有し、上面51の略中央には、相手側コンタクトプローブ90の先端部と嵌合することができる凹部54が形成されている。本第1実施形態では、凹部54の横断面形状と相手側コンタクトプローブ90の先端部の中心コンタクト94の外周に取り付けられた回転用部材92の横断面形状とを十字形状に設定した(図4参照)。これにより、凹部54は、回転用部材92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50に伝授できる。凹部54の底部の中央には略円形状の中心電極パターン61が形成されている(図5参照)。可動接点部材50は抜き加工やダイシングカット加工等の方法により形成される。特に、ダイシングカット加工の場合は、可動接点部材50の外形が正六角形状であるので、母基板から可動接点部材50をハニカム状(蜂の巣状)に切り出すことができ、材料取りを有効に行うことができる。
【0016】
図3に示すように、可動接点部材50の下面52には信号切換用電極パターン66が形成されている。そして、上面51の中心電極パターン61と下面52の信号切換用電極パターン66とは、可動接点部材50の中央で電気的に接続されている。信号切換用電極パターン66は、短尺電極部67と長尺電極部68とが交互に、かつ、略60度の角度で中心から放射状にそれぞれ三つ延在した形状を有している。短尺電極部67は、可動接点部材50の中心から端部まで長さL1を有し、長尺電極部68は、可動接点部材50の中心から端部まで長さL2を有している。短尺電極部67の長さL1は、固定接点部材70の中心からの距離L3より長く、かつ、距離L4より短くした。長尺電極部68の長さL2は距離L4より長くした。つまり、信号切換用電極パターン66の長尺電極部68は、共通用電極パターン84及び接離用電極パターン85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67は、共通用電極パターン84には接触するが、接離用電極パターン85には接触しない長さに設定されている。
【0017】
セラミックや樹脂材料からなる固定接点部材70は、略矩形状を有し、その上面71には、共通用電極パターン84と接離用電極パターン85が形成されている。共通用電極パターン84は、外周縁部近傍から固定接点部材70の中心に向かって、中心から距離L3の位置まで延在している。同様に、接離用電極パターン85は、共通用電極パターン84と対向する側の外周縁部近傍から中心に向かって、中心から距離L4の位置まで延在している。本第1実施形態では、距離L3より距離L4が長くなるように設定した。さらに、電極パターン84,85は、それぞれ固定接点部材70に形成されたスルーホール86を介して、下面72に形成されている共通用外部電極パターン87及び接離用外部電極パターン88とそれぞれ電気的に接続している。
【0018】
固定接点部材70の下面72の外周縁部には、二つの溝75が対向して形成されている。それぞれの溝75の中央には、窪み76が形成されている。本第1実施形態では、電極パターン84,85と溝75は、それぞれ互いに略90度間隔で配置されている。信号切換用電極パターン66との摺動動作による電極の摩耗を抑えるために、固定接点部材70に形成されている電極パターン84,85等の表面にNiめっきを施し、さらに耐腐食を考慮してその表面にAuめっき又はAgめっきを施すことが好ましい。
【0019】
以上の構成部品を以下のように組み立てる。外部端子10内に弾性部材30及び可動接点部材50を順に収容する。このとき、弾性部材30の切り欠き部34に外部端子10の弾性体固定用支持部17が係合し、外部端子10と弾性部材30との相対的な回転を防止する。
【0020】
可動接点部材50の上面51を弾性部材30側に向けて、可動接点部材50を位置決め用凹部37に収容する。このとき、弾性部材30の下面32から可動接点部材50の下面52が若干突出する。可動接点部材50の側面53は、位置決め用凹部37の側面36の凸部に接している。
【0021】
次に、固定接点部材70と外部端子10を組み合わせる。このとき、弾性部材30の下面32から可動接点部材50の下面52が突出しているので、可動接点部材50の下面52に形成されている信号切換用電極パターン66の短尺電極部67が共通用電極パターン84に、長尺電極部68が接離用電極パターン85に、それぞれ確実に接触する。そして、固定接点部材支持部18を固定接点部材70の溝75内に収まるように折り曲げて外部端子10を固定する。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19と溝75の中央に形成されている窪み76とが係合するので、固定接点部材70を確実に支持する。一方、可動接点部材50は、弾性部材30の弾性力によって固定接点部材70に圧接された状態で、外部端子10内において回転摺動が可能である。
【0022】
可動接点部材50は非導体材料から形成されているので、可動接点部材50に形成された電極パターン61,66はそれぞれ外部端子10に対して電気的に絶縁状態である。こうして、図4及び図5に示すような同軸コネクタ1が得られる。
【0023】
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。
【0024】
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95上に実装される。同軸コネクタ1の固定接点部材支持部18は印刷配線板95に設けたグランドパターン(図示せず)にはんだ付けされ、共通用外部電極パターン87は信号パターン97にはんだ付けされ、接離用外部電極パターン88は信号パターン98にはんだ付けされる。つまり、外部電極パターン87,88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。
【0025】
相手側コンタクトプローブ90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68と接離用電極パターン85及び短尺電極部67と共通用電極パターン84が接続するように、可動接点部材50が配置される。従って、図6に示すように、信号パターン97−共通用外部電極パターン87−スルーホール86−共通用電極パターン84−信号切換用電極パターン66−接離用電極パターン85−スルーホール86−接離用外部電極パターン88−信号パターン98の信号経路を形成している。このとき、電極パターン84,85と電極部67,68の電気的接続状態は、弾性部材30の弾性力によって確実に維持される。
【0026】
次に、相手側コンタクトプローブ90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90の先端部に取り付けた回転用部材92を、外部端子10の開口部12から挿入して可動接点部材50の凹部54に差し込む。このとき、相手側コンタクトプローブ90の中心コンタクト94は中心電極パターン61に電気的に接続する。そして、回転用部材92を凹部54内に差し込んだ状態で相手側コンタクトプローブ90を60度回転させると、これに伴って、可動接点部材50が回転摺動する。つまり、可動接点部材50の側面53は、位置決め用凹部37の側面36を一時的に押し広げ、隣の側面36に再び接する。
【0027】
図7に示すように、信号切換用電極パターン66は60度回転し、長尺電極部68と共通用電極パターン84が接続し、短尺電極部67と接離用電極パターン85が解離(切断)する。つまり、可動接点部材50の中心から接離用電極パターン85までの距離L4は、短尺電極部67の長さL1より長いので、接離用電極パターン85と短尺電極部67は解離(切断)状態になる。他方、可動接点部材50の中心から共通用電極パターン84までの距離L3は、長尺電極部68の長さL2より短いので、共通用電極パターン84と長尺電極部68は接続状態になる。
【0028】
従って、図8に示すように、信号経路は、信号パターン97−共通用外部電極パターン87−スルーホール86−共通用電極パターン84−信号切換用電極パターン66−中心電極パターン61−中心コンタクト94に切り換えられる。このとき、可動接点部材50の側面53は、弾性部材30の位置決め用凹部37の側面36によってガイドされ、可動接点部材50は一定の回転角度(本第1実施形態では可動接点部材50の外形が正六角形状であるので略60度)で係止される。この結果、外部端子10に対して可動接点部材50の正確な位置決めができる。そして、作業者は、可動接点部材50と位置決め用凹部37が係合するロック感を得ることができるので、確実に信号経路切り換え作業をすることができる。また、可動接点部材50を固定接点部材70に圧接させる力として、可動接点部材50を覆うように配置されている弾性部材30の弾性力を利用しているため、従来の微小ばねを利用した場合と比較して、接触安定性を高くすることができる。
【0029】
相手側コンタクトプローブ90を同軸コネクタ1から外す場合には、相手側コンタクトプローブ90を凹部54に差し込んだ状態で、回転用部材92を60度回転させた後、相手側コンタクトプローブ90を外す。これにより、可動接点部材50が再び回転摺動し、信号パターン97−共通用外部電極パターン87−スルーホール86−共通用電極パターン84−信号切換用電極パターン66−接離用電極パターン85−スルーホール86−接離用外部電極パターン88−信号パターン98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90を用いて可動接点部材50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。
【0030】
以上の同軸コネクタ1は、可動接点部材50及び固定接点部材70を重ね合わせ、可動接点部材50を弾性部材30の位置決め用凹部37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66,84,85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50や固定接点部材70の表面に直接に電極パターン66,84,85を形成するので、電極パターン66,84,85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90の回転用部材92の回転を利用して可動接点部材50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。
【0031】
さらに、電極パターン66,84,85同士は摺動接触するため、電極パターン66,84,85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66,84,85同士の電気的接続状態の信頼性が向上する。
【0032】
[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。
【0033】
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。
【0034】
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)90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90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。
【0035】
[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、同軸コネクタの構成部品であるケース、外部端子、可動端子及び固定端子の細部の構造は任意である。特に、可動接点部材50の信号切換用電極パターン66の角度は任意であり、直交状態であってもよい。また、同軸コネクタは携帯電話以外にも種々の通信装置に組み込むことができる。
【0036】
また、前記第1実施形態の相手側コンタクトプローブ90の先端部に取り付けられた回転用部材92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92の先端部が同軸コネクタ1の凹部54に差し込まれて、先端部に圧力がかかると、回転用部材92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。
【0037】
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93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91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94と中心電極パターン61が電気的に接続されると同時に、シールド用外部導体93が外部端子10に嵌合して、シールド用外部導体93も外部端子10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。
【0038】
【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、同軸コネクタは、可動接点部材及び固定接点部材を重ね合わせ、可動接点部材を弾性部材の弾性力によって固定接点部材に圧接させた状態で回転摺動させて、互いの信号切換用電極パターン、共通用電極パターン及び接離用電極パターンを接触させたり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、共通用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、共通用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を小さくすることができる。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。
【0039】
さらに、信号切換用電極パターン、共通用電極パターン及び接離用電極パターン同士は摺動接触するため、信号切換用電極パターン、共通用電極パターン及び接離用電極パターン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、信号切換用電極パターン、共通用電極パターン及び接離用電極パターン同士の電気的接続状態の信頼性を向上させることができる。
【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に示した弾性部材の底面図。
【図3】図1に示した可動接点部材の底面図。
【図4】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5】図4に示した同軸コネクタの上面図。
【図6】図4に示した同軸コネクタのVI−VI断面図。
【図7】図4に示した同軸コネクタの信号経路の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
10…外部端子
12…開口部
30…弾性部材
35…開口部
37…可動接点部材位置決め用凹部(回転係止手段)
50…可動接点部材
54…凹部
61…中心電極パターン
66…信号切換用電極パターン
67…短尺電極部
68…長尺電極部
70…固定接点部材
84…共通用電極パターン
85…接離用電極パターン
120…携帯電話(通信装置)
Claims (4)
- 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、
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た可動接点部材と、
前記外部端子に組み付けられ、前記信号切換用電極パターンに摺接する共通用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、
前記相手側コンタクトプローブが挿入される開口部を設け、前記外部端子と前記可動接点部材の間に配置され、前記可動接点部材を前記固定接点部材に圧接する弾性部材とを備え、
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。 - 前記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、前記可動接点部材に前記回転用部材を嵌合させるための凹部を設け、該凹部に前記中心電極パターンを配設し、前記回転用部材の回転と共に前記可動接点部材が回転摺動することを特徴とする請求項1記載の同軸コネクタ。
- 前記可動接点部材を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を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか一つに記載の同軸コネクタ。
- 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。
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JPH09198174A (ja) * | 1996-01-23 | 1997-07-31 | Nec Eng Ltd | 終端機能付きコネクタ回路 |
JPH11232965A (ja) * | 1998-02-19 | 1999-08-27 | Alps Electric Co Ltd | 回転型コネクタ付スイッチ |
JP2002208460A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Murata Mfg Co Ltd | 同軸コネクタ及びこれを用いた通信装置 |
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