JP5450156B2

JP5450156B2 - 差動コネクタの接触部特性測定器

Info

Publication number: JP5450156B2
Application number: JP2010038315A
Authority: JP
Inventors: 喜久男森
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: JP2011174781A

Description

本発明は、差動コネクタの接触部特性測定器に係り、互いにコネクタ接続される一対の差動コネクタを構成する端子同士の接触部の電気特性を測定するための差動コネクタの接触部特性測定器に関するものである。

従来、自動車などの分野においては、互いにコネクタ接続される一対の差動コネクタ１０１、１０２として図８〜図１０に示したものが知られている。上記差動コネクタ１０１は、雄型のコネクタであり、ツイストペアケーブルの端末に接続されている。また、上記差動コネクタ１０２は、雌型のコネクタであり、基板に取り付けられ、基板上の配線に接続されている。

図８に示すように、雄型の差動コネクタ１０１は、筒状の金属製の雄型ハウジング１０１ａと、雄型ハウジング１０１ａ内に挿入される端子１０１ｂと、この端子１０１ｂを雄型ハウジング１０１ａ内に保持する樹脂製の保持部１０１ｃと、を備えている。上記端子１０１ｂは、例えば図中水平方向に複数並べられた端子列が上下に２列配置されるように保持部１０１ｃによって保持されている。そして、この端子１０１ｂの差動コネクタ１０２側とは反対側の端部には、図示しないツイストペアケーブルが半田などで接続されている。

上記保持部１０１ｃは、ハウジング１０１ａ内に挿入され、その内部に端子１０１ｂが挿入される。上記保持部１０１ｃの差動コネクタ１０２側の端部中央には、凹部１０１ｄが設けられていて、この凹部１０１ｄの図面上側の内側面上に上列の端子１０１ｂが配置されると共に、凹部１０１ｄの図面下側の内側面上に下列の端子１０１ｂが配置される。

これに対して、図９に示すように、雌型の差動コネクタ１０２は、筒状の金属製の雌型ハウジング１０２ａと、雌型ハウジング１０２ａ内に挿入される端子１０２ｂと、この端子１０２ｂを雌型ハウジング１０２ａ内に保持する樹脂製の保持部１０２ｃと、を備えている。上記端子１０２ｂは、その差動コネクタ１０１側の端部に図中上下方向に撓むバネ片１０２ｅが設けられている。

また、上記端子１０２ｂは、上述した端子１０１ｂと同様に例えば図中水平方向に複数並べた端子列が上下に２列配置されるように保持部１０２ｃによって保持されている。そして、この端子１０２ｂの差動コネクタ１０１とは反対側の端部には、図示しない基板上に形成された配線が半田などで接続されている。

上記保持部１０２ｃは、雌型ハウジング１０２ａ内に挿入され、その内部には端子１０２ｂが挿入される。上記保持部１０２ｃの差動コネクタ１０１側の端部中央には、平板状の凸部１０２ｄが設けられていて、この凸部１０２ｄの上面上に上列の端子１０２ｂが配置され、凸部１０２ｄの下面上に下列の端子１０２ｂが配置されている。

そして、図１０に示すように、差動コネクタ１０２の雌型ハウジング１０２ａ内に差動コネクタ１０１の雄型ハウジング１０１ａを嵌め込むと、差動コネクタ１０１の凹部１０１ｄ内に差動コネクタ１０２の凸部１０２ｄが挿入され、差動コネクタ１０２の上列の端子１０２ｂのバネ片１０２ｅが差動コネクタ１０１の上列の端子１０２ｂにバネ接触すると共に差動コネクタ１０２の下列の端子１０２ｂのバネ片１０２ｅが差動コネクタ１０１の下列の端子１０２ｂにバネ接触する。これにより、差動コネクタ１０１の端子１０１ｂと差動コネクタ１０２の端子１０２ｂとが接続される。

上述した構成の差動コネクタ１０１、１０２において、性能向上のために互いにコネクタ接続される一対の差動コネクタ１０１、１０２を構成する端子１０１ｂ、１０２ｂ同士の接触部の接触抵抗、表面酸化膜生成などによる高周波特性への影響を把握することが求められている。このため、従来は製品となる一対の差動コネクタ１０１、１０２同士をコネクタ接続して、スペクトルアナライザなどを用いて高周波電気特性の測定を行っていた。

しかしながら、上述した製品となる差動コネクタ１０１には、ツイストペアケーブルが接続されている。このツイストペアケーブルは、互いに撚られた一対の電線から成り、差動コネクタ１０１の端子１０１ｂに接続するために、互いに撚られた一対の電線の端部を撚り戻して差動コネクタ１０１の端子１０１ｂに接続する必要がある。この撚り戻し量などにより高周波特性が大きく変動してしまうため、端子１０１ｂ、１０２ｂ同士の接触部のみによる高周波特性への影響を把握することが困難であった。

また、上述した高周波電気特性の測定の一例としては、例えば端子１０１ｂ、１０２ｂの接触抵抗に対する高周波電気特性を測定することが挙げられる。この端子１０１ｂ、１０２ｂ同士の接触抵抗は端子１０１ｂ、１０２ｂ同士の接触荷重によって決まる。このため、端子１０１ｂ、１０２ｂの接触荷重、即ち接触抵抗を正確に把握しておく必要がある。

従来のような製品となる一対の差動コネクタ１０１、１０２同士をコネクタ接続して高周波特性を測定する方法では、接触荷重を直接測定することができないため、雌型の差動コネクタ１０２内への雄型の差動コネクタ１０１の挿入力を接触荷重として測定していた。しかしながら、上述した挿入力には、端子１０１ｂ、１０２ｂ同士の接触荷重の他に端子１０１ｂ、１０２ｂ同士の摺動力も加わっているため正確な接触荷重を把握することができず、正確に接触抵抗と高周波との関係を測定することができなかった。また、差動コネクタ１０１、１０２の高周波特性を測定する測定器としては、例えば特許文献１〜３に記載されたものが挙げられる。

特開２００８−２０３２７３号公報特開２００１−８５１１８号公報特開平６−２２４６５９号公報

そこで、本発明は、一対の差動コネクタを構成する端子同士の接触部のみの電気特性を精度良く測定できる差動コネクタの接触部測定器を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、互いにコネクタ接続される一対の差動コネクタを構成する端子同士の接触部の電気特性を測定するための差動コネクタの接触部特性測定器であって、表面に一対の第１差動伝送路が設けられた第１基板と、表面に一対の第２差動伝送路が設けられた第２基板と、前記第１基板に取り付けられると共に前記一対の第１差動伝送路の一端に各々接続される一対の第１同軸コネクタと、前記第２基板に取り付けられると共に前記一対の第２差動伝送路の一端に各々接続される一対の第２同軸コネクタと、前記一対の第２差動伝送路の他端に各々設けられた一対のバネ片と、を備え、前記一対のバネ片が前記第１基板上に設けられた前記一対の第１差動伝送路の他端に各々接触するように、前記第１基板と前記第２基板とを重ねたことを特徴とする差動コネクタの接触部特性測定器に存する。

請求項２記載の発明は、前記一対のバネ片が各々、前記第２基板の縁部に設けられると共に当該設けられた縁部側の端面と直交する方向に撓むように設けられ、前記第１基板と前記第２基板とを互いに直交するように重ねたことを特徴とする請求項１に記載の差動コネクタの接触部特性測定器に存する。

請求項３記載の発明は、前記第１基板の前記一対のバネ片の並び方向の両端側に各々配置されると共に前記第１基板の表面よりも前記第２基板側に配置された前記第１基板に取り付けられる一対の第１ガイド部と、前記一対の第１ガイド部に挟まれる前記第２基板に取り付けられる第２ガイド部と、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の一方には、前記第１基板と平行方向かつ前記第２基板と直交する方向に延在するスライド溝が設けられ、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の他方には、前記スライド溝にその延在方向にスライド可能に嵌合するスライド凸部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の差動コネクタの接触部特性測定器に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、第１差動伝送路及び第２差動伝送路の他端（接触部側の端部）を製品で用いられる端子の接触部側の端部とほぼ同一形状にして、第１同軸コネクタ及び第２同軸コネクタに同軸ケーブルの一端に設けたコネクタを接続して、その同軸ケーブルの他端に設けたコネクタをスペクトルアナライザなどの電気特性を測定するための機器に接続すれば、ツイストリペアを撚り戻して第１差動伝送路及び第２差動伝送路の一端に接続しなくてもよくなり、ツイストリペアの撚り戻しの影響がない差動コネクタの端子同士の接触部のみの電気特性を精度良く測定できる。また、第１差動伝送路及び第２差動伝送路の形状を変更すれば様々な種類の差動コネクタの端子の接触部の電気特性を測定できる。

請求項２記載の発明によれば、第１基板と第２基板とを互いに直交するように重ねることにより、第１基板の表面に第２基板の端面を突き当ててバネ片と第１差動伝送路との位置を固定させた状態でバネ片と第１差動伝送路とを接触させるので、正確な接触荷重を把握して、正確に接触抵抗と高周波との関係を測定することができる。

請求項３記載の発明によれば、第１ガイド部及び第２ガイド部の一方に設けたスライド溝に第１ガイド部及び第２ガイド部の他方に設けたスライド凸部を挿入してスライドさせることにより、簡単に第１基板と第２基板とを互いに直交するように重ねて、その状態を保持することができる。

本発明の差動コネクタの接触部特性測定器の一実施形態を示す斜視図である。図１に示す差動コネクタの接触部特性測定器の分解斜視図である。図２のＰ２矢視図である。図１のＰ１矢視図である。図１に示すバネ片付近の部分拡大図である。図５のＩ−Ｉ線断面図である。図１に示す差動コネクタの接触部特性測定器を用いた高周波電気特性の測定について説明するための説明図である。（Ａ）は雄型の差動コネクタの一例を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。（Ａ）は雌型の差動コネクタの一例を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図８に示す差動コネクタと図９に示す差動コネクタとをコネクタ接続したときの断面図である。

以下、本発明の差動コネクタの接触部特性測定器を図１〜図６に基づいて説明する。本発明の差動コネクタの接触部特性測定器１（以下単に接触部特性測定器１と略記する。）は、互いにコネクタ接続された図１０に示すような一対の差動コネクタ１０１、１０２を構成する一対の端子１０１ｂ、１０２ｂ同士の接触部の高周波電気特性を測定するための測定器である。

同図に示すように、接触部特性測定器１は、表面に一対の第１差動伝送路２ａ、２ｂが設けられた第１基板Ｂ₁と、表面に一対の第２差動伝送路３ａ、３ｂが設けられた第２基板Ｂ₂と、第１基板Ｂ₁に取り付けられると共に一対の第１差動伝送路２ａ、２ｂの一端に各々接続される一対の第１同軸コネクタ４ａ、４ｂと、第２基板Ｂ₂に取り付けられると共に一対の第２差動伝送路３ａ、３ｂの一端に各々接続される一対の第２同軸コネクタ５ａ、５ｂと、一対の第２差動伝送路３ａ、３ｂの他端に各々設けられた一対のバネ片６ａ、６ｂと、を備えている。

上記第１基板Ｂ₁は、平面視が線対称のホームベース型に設けられている。この第１基板Ｂ₁の表面に設けられた上記一対の第１差動伝送路２ａ、２ｂは各々、線状に設けられていて、その一端が第１基板Ｂ₁表面においてホームベース型の対称軸上に位置する頂点を成す一対の縁部に各々設けられ、その他端が第１基板Ｂ₁の表面中央に設けられている。この第１差動伝送路２ａ、２ｂの他端は、差動コネクタ１０１を構成する端子１０１ｂの接触部と同じ材料で同形状（即ち同じ幅、同じ厚さ）に設けられている。

上記第２基板Ｂ₂は、第１基板Ｂ₁と同様に線対称のホームベース型に設けられている。この第２基板Ｂ₂の表面に設けられた上記一対の第２差動伝送路３ａ、３ｂは各々、線状に設けられていて、その一端が第２基板Ｂ₂表面においてホームベース型の対称軸上に位置する頂点を成す一対の縁部に各々設けられ、その他端が第２基板Ｂ₂表面において対称軸と直交する縁部に設けられている。この第２差動伝送路３ａ、３ｂの他端は、差動コネクタ１０２を構成する端子１０２ｂの接触部側と同じ材料で同じ幅、同じ厚さに設けられている。即ち、第２差動伝送路３ａ、３ｂの他端は、差動コネクタ１０２を構成する端子１０２ｂの接触部とほぼ同形状に設けられている。

上記第１同軸コネクタ４ａ、４ｂ、第２同軸コネクタ５ａ、５ｂは、内導体と、内導体を覆う筒状の誘電体と、この誘電体を覆う外導体と、から成る同軸構造に設けられている。上記第１同軸コネクタ４ａ、４ｂは、一対の第１差動伝送路２ａ、２ｂの一端が設けられた縁部側の端面に各々取り付けられていて、その内導体が第１差動伝送路２ａ、２ｂの一端上に重ねられて接続されている。上記第２同軸コネクタ５ａ、５ｂは、一対の第２差動伝送路３ａ、３ｂの一端が設けられた縁部側の端面に各々取り付けられていて、その内導体が第２差動伝送路３ａ、３ｂの一端上に重ねられて接続されている。

上記バネ片６ａは、図５に示すように、その一端が第２差動伝送路３ａの他端上に重ねて設けられ、その他端が第２基板Ｂ₂の表面から離れる方向に向かって９０度に折り曲げて設けられている。これにより、バネ片６ａが設けられている第２基板Ｂ₂の縁部側の端面と直交する方向にバネ片６ａの他端が撓む。また、上記バネ片６ｂは、その一端が第２差動伝送路３ｂの他端上に重ねて設けられ、その他端が第２基板Ｂ₂の表面から離れる方向に向かって９０度折り曲げられた後にさらに１８０度折り返されて設けられている。これにより、バネ片６ｂが設けられている第２基板Ｂ₂の縁部側の端面と直交する方向にバネ片６ｂの他端が撓む。

上述した第１基板Ｂ₁と第２基板Ｂ₂とは、上記一対のバネ片６ａ、６ｂが第１基板Ｂ₁上に設けられた第１差動伝送路２ａ、２ｂの他端に各々接触するように、互いに直交して重ねられている。詳しくは、第１基板Ｂ₁は、水平方向に平行に配置され、第２基板Ｂ₂は、鉛直方向に平行に配置される。

また、接触部特性測定器１にはさらに、第１基板Ｂ₁の一対のバネ片６ａ、６ｂの並び方向両端側に各々配置されると共に第１基板Ｂ₁の表面よりも第２基板Ｂ₂側に配置された第１基板Ｂ₁に取り付けられる樹脂製の一対の第１ガイド部７ａ、７ｂと、一対の第１ガイド部７ａ、７ｂに挟まれた第２基板Ｂ₂に取り付けられる一対の第２ガイド部８ａ、８ｂと、を備えている。上記一対の第１ガイド部７ａ、７ｂは、第１基板Ｂ₁に取り付けられる取付部９に固定されていて、これにより第１基板Ｂ₁に取り付けられる。

取付部９は、第１基板Ｂ₁の裏面側に設けられた底壁部９ａと、この底壁部９ａから立設された第１基板Ｂ₁バネ片６ａ、６ｂの並び方向の両端面を挟む一対の立壁部９ｂと、一対の立壁部９ｂに突設された底壁部９ａとの間に第１基板Ｂ₁を挟む一対の凸部９ｃと、を備えている。上記一対のガイド部７ａ、７ｂは、上記一対の立壁部９ｂに突出して設けられている。この一対のガイド部７ａ、７ｂには各々、第１基板Ｂ₁と平行方向かつ第２基板Ｂ₂と直交する方向に延在するスライド溝１０が設けられている。

また、上記一対の第２ガイド部８ａ、８ｂは、バネ片６ａ、６ｂの並び方向に互いに離間して配置され、第２基板Ｂ₂の背面に接着された平板部１１の背面に固定されている。これにより平板部１１が第２基板Ｂ₂に接着されると第２ガイド部８ａ、８ｂが第２基板Ｂ₂に取り付けられる。一対の第２ガイド部８ａ、８ｂには、上記スライド溝１０にその延在方向にスライド可能に嵌合するスライド凸部１２が設けられている。また、上記一対の第２ガイド部８ａ、８ｂの端部は、連結部１３により連結されている。

次に、上述した構成の接触部特性測定器１の第１基板Ｂ₁に対する第２基板Ｂ₂の組み付け手順について説明する。上述した構成によれば、スライド溝１０の第２基板Ｂ₂側の開口からスライド凸部１２を挿入して嵌め込む。嵌め込むと第２基板Ｂ₂のバネ片６ａ、６ｂが設けられた側の端面が第１基板Ｂ₁の表面に重ねられて、第１基板Ｂ₁と第２基板Ｂ₂とが互いに直交するように重ねられる。その後、第１基板Ｂ₁の表面に第２基板Ｂ₂の端面を重ねた状態でスライド溝１０内に沿ってバネ片６ａ、６ｂが第１差動伝送路２ａ、２ｂの他端と接触する位置まで第２基板Ｂ₂をスライドさせて第１基板Ｂ₁と第２基板Ｂ₂とを組み付けることができる。

次に、上述した接触部特性測定器１を用いた高周波特性の測定の一例について図７を参照して説明する。同図に示すように、接触部特性測定器１とスペクトルアナライザ１４とを接続する。具体的には、一対の同軸ケーブルである測定ケーブル１５ａ、１５ｂの一端に取り付けられたコネクタをそれぞれ、接触部特性測定器１の一対の第１同軸コネクタ４ａ、４ｂにコネクタ接続すると共に、一対の測定ケーブル１５ａ、１５ｂの他端に取り付けられたコネクタをスペクトルアナライザ１４に接続する。また、一対の測定ケーブル１６ａ、１６ｂの一端に取り付けられたコネクタをそれぞれ、接触部特性測定器１の一対の第２同軸コネクタ５ａ、５ｂにコネクタ接続すると共に、一対の同軸ケーブルである測定ケーブル１６ａ、１６ｂの他端に取り付けられたコネクタをスペクトルアナライザ１４に接続する。このスペクトルアナライザ１４により周波数解析した結果をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１７を用いて高周波特性を測定する。

上述した接触部特性測定器１によれば、第１差動伝送路２ａ、２ｂ及び第２差動伝送路３ａ、３ｂの他端（接触部側の端部）を製品で用いられる端子の接触部側の端部とほぼ同一形状にして、第１同軸コネクタ４ａ、４ｂ及び第２同軸コネクタ５ａ、５ｂに同軸ケーブルの一端に設けたコネクタを接続して、その同軸ケーブルの他端に設けたコネクタをスペクトルアナライザなどの電気特性を測定するための機器に接続すれば、ツイストリペアを撚り戻して第１差動伝送路２ａ、２ｂ及び第２差動伝送路３ａ、３ｂの一端に接続しなくてもよくなり、ツイストリペアの撚り戻しの影響がない差動コネクタの端子同士の接触部のみの電気特性を精度良く測定できる。また、第１差動伝送路２ａ、２ｂ及び第２差動伝送路３ａ、３ｂの形状を変更すれば様々な種類の差動コネクタの端子の接触部の電気特性を測定できる。

また、上述した接触部特性測定器１によれば、第１基板Ｂ₁と第２基板Ｂ₂とを互いに直交するように重ねることにより、第１基板Ｂ₁の表面に第２基板Ｂ₂の端面を突き当ててバネ片６ａ、６ｂと第１差動伝送路２ａ、２ｂとの位置を固定させた状態でバネ片６ａ、６ｂと第１差動伝送路２ａ、２ｂとを接触させるので、正確な接触荷重を把握して、正確に接触抵抗と高周波との関係を測定することができる。

また、上述した接触部特性測定器１によれば、第１ガイド部７ａ、７ｂに設けたスライド溝１０に第２ガイド部８ａ、８ｂに設けたスライド凸部１２を挿入してスライドさせることにより、簡単に第１基板Ｂ₁と第２基板Ｂ₂とを互いに直交するように重ねて、その状態を保持することができる。

なお、上述した実施形態によれば、接触荷重を正確に把握するために第１基板Ｂ₁、第２基板Ｂ₂とを互いに直交して重ねていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、接触荷重を正確に把握する必要がなければ、例えば、第１基板Ｂ₁と第２基板Ｂ₂とを互いに平行に重ねるようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、スライド溝１０を第１ガイド部７ａ、７ｂに設け、スライド溝１０を第２ガイド部８ａ、８ｂに設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、スライド溝１０を第２ガイド部８ａ、８ｂに設け、スライド凸部１２を第１ガイド部７ａ、７ｂに設けるようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、第２ガイド部８ａ、８ｂは離間して一対設けられていたが本発明はこれに限ったものではない。第２ガイド部８ａ、８ｂは、第１ガイド部７ａ、７ｂに挟まれていればよく、一つであってもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１接触部特性測定器
２ａ、２ｂ第１差動伝送路
３ａ、３ｂ第２差動伝送路
４ａ、４ｂ第１同軸コネクタ
５ａ、５ｂ第２同軸コネクタ
６ａ、６ｂバネ片
７ａ、７ｂ第１ガイド部
８ａ、８ｂ第２ガイド部
１０スライド溝
１２スライド凸部
Ｂ₁ 第１基板
Ｂ₂ 第２基板

Claims

互いにコネクタ接続される一対の差動コネクタを構成する端子同士の接触部の電気特性を測定するための差動コネクタの接触部特性測定器であって、
表面に一対の第１差動伝送路が設けられた第１基板と、
表面に一対の第２差動伝送路が設けられた第２基板と、
前記第１基板に取り付けられると共に前記一対の第１差動伝送路の一端に各々接続される一対の第１同軸コネクタと、
前記第２基板に取り付けられると共に前記一対の第２差動伝送路の一端に各々接続される一対の第２同軸コネクタと、
前記一対の第２差動伝送路の他端に各々設けられた一対のバネ片と、を備え、
前記一対のバネ片が前記第１基板上に設けられた前記一対の第１差動伝送路の他端に各々接触するように、前記第１基板と前記第２基板とを重ねた
ことを特徴とする差動コネクタの接触部特性測定器。
前記一対のバネ片が各々、前記第２基板の縁部に設けられると共に当該設けられた縁部側の端面と直交する方向に撓むように設けられ、
前記第１基板と前記第２基板とを互いに直交するように重ねた
ことを特徴とする請求項１に記載の差動コネクタの接触部特性測定器。
前記第１基板の前記一対のバネ片の並び方向の両端側に各々配置されると共に前記第１基板の表面よりも前記第２基板側に配置された前記第１基板に取り付けられる一対の第１ガイド部と、
前記一対の第１ガイド部に挟まれる前記第２基板に取り付けられる第２ガイド部と、
前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の一方には、前記第１基板と平行方向かつ前記第２基板と直交する方向に延在するスライド溝が設けられ、
前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部の他方には、前記スライド溝にその延在方向にスライド可能に嵌合するスライド凸部が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の差動コネクタの接触部特性測定器。