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Dieser
Anmeldung liegt die japanische Patentanmeldung Nr. 2006-121056 zugrunde,
deren Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Anschlussstücks an einem
Außenleiter
eines Koaxialkabels, und ein Koaxialkabel mit einem Außenleiter,
an welchem ein Anschlussstück befestigt
ist.
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Verschiedene
elektronische Bauteile, wie zum Beispiel ein Scheinwerfer, eine
Schlussleuchte, ein Startermotor und dergleichen, sind im Allgemeinen
an einem Fahrzeug montiert.
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Zum
Zuführen
von elektrischem Strom an die verschiedenen elektronischen Bauteile
ist ein Kabelbaum in einem Fahrzeug angeordnet. Ein wohl bekanntes
Koaxialkabel kann für
den Kabelbaum verwendet werden. Ein Anschlussstück, das als Masse anzuschließen ist,
kann an einem geflochtenen Leiter des Koaxialkabels als Außenleiter
befestigt sein. Das Anschlussstück
weist ein Crimpstück
zum Crimpen des geflochtenen Leiters auf, damit es an dem geflochtenen
Leiter befestigt ist.
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Jedoch
wird bei dieser Art der Befestigung des Anschlussstücks an dem
geflochtenen Leiter zum sicheren elektrischen Verbinden des Anschlussstücks mit
dem geflochtenen Leiter eine große Kraft auf das Crimpstück ausgeübt, um den
geflochtenen Leiter mit dem Crimpstück zu crimpen. Daher wird ein gecrimpter
Teil des Koaxialkabels derart verformt, dass er flachgedrückt wird.
Die charakteristische Impedanz des flachgedrückten gecrimpten Teils ist
geringer als die des anderen Teils des Koaxialkabels.
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Natürlich ist
es nicht erwünscht,
dass die charakteristische Impedanz des Koaxialkabels teilweise
reduziert wird, da ein Übertragungsverlust
eines Hochfrequenzsignals, insbesondere über 100 MHz, erhöht wird.
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Andererseits,
wenn die Crimpkraft reduziert ist, wird der geflochtene Leiter nicht
sicher mit dem Anschlussstück
in Kontakt gebracht.
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Mit
der Erfindung werden ein Verfahren zum Befestigen eines Anschlussstücks und
ein Koaxialkabel mit einem Anschlussstück geschaffen, welche einen
sicheren Kontakt zwischen dem geflochtenen Leiter (Außenleiter)
und dem Anschlussstück
ermöglichen
und die Reduzierung der lokalen charakteristischen Impedanz verhindern.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Befestigen eines
Anschlussstücks
an einem Außenleiter
eines Koaxialkabels vorgesehen, umfassend die Schritte Einsetzen
des freigelegten Außenleiters
des Koaxialkabels in eine leitende rohrförmige Hülse, stabiles Befestigen des
Außenleiters an
der Hülse
durch Drücken
der Hülse
rundum mit einer gleichmäßigen Kraft,
und Befestigen des Anschlussstücks
an der Hülse.
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Vorzugsweise
umfasst der Schritt des Einsetzens die Schritte Freilegen des Außenleiters
von einem Ende des Koaxialkabels, Abdecken einer Außenhaut
des Koaxialkabels mit dem freigelegten Außenleiter, und Einsetzen des
Außenleiters
in die Hülse.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Koaxialkabel mit einem
Außenleiter
vorgesehen, an welchem ein Anschlussstück befestigt ist, wobei der
Außenleiter
in eine leitende rohrförmige Hülse eingesetzt
ist und durch Drücken
der Hülse rundum
mit einer gleichmäßigen Kraft
an der Hülse stabil
befestigt ist, und das Anschlussstück an der Hülse befestigt ist.
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Vorzugsweise
ist der Außenleiter
von einem Ende des Koaxialkabels freigelegt, eine Außenhaut des
Koaxialkabels ist mit dem freigelegten Außenleiter abgedeckt, und der
Außenleiter
ist in die Hülse eingesetzt.
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Bevorzugt
weist das Anschlussstück
ein Crimpstück
zum Crimpen der Hülse
auf.
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Gemäß dem Verfahren
zum Befestigen eines Anschlussstücks
wird, selbst wenn die Hülse
an dem Außenleiter
fest angebracht ist, eine Verformung der Hülse des Koaxialkabels durch
Flachdrücken
verhindert.
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Das
heißt,
das Ziel der Erfindung ist es, den Bereich des Koaxialkabels mit
dem Anschlussstück kreisförmig zu
halten, damit eine teilweise Reduzierung der charakteristischen
Impedanz des Koaxialkabels verhindert wird.
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Die
charakteristische Impedanz Z des Koaxialkabels kann im Allgemeinen
durch die folgende Gleichung (1) angegeben werden, wobei L die Induktivität des Koaxialkabels
ist und C die Kapazität
des Koaxialkabels ist. Z
= (L/C)1/2 (1)
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Die
Induktivität
L des Koaxialkabels kann im Allgemeinen durch die folgende Gleichung
(2) angegeben werden, wobei μ die
magnetische Permeabilität
ist, d1 der Außendurchmesser
eines Mittelleiters des Koaxialkabels ist, und d2 der minimale Außendurchmesser
eines Innenmantels des Koaxialkabels ist. L = (μ/2π)·ln(d2/d1) (2)
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Wenn
das Koaxialkabel durch Flachdrücken derart
verformt wird, dass die Querschnittsflächen des Mittelleiters und
des Innenmantels jeweils konstant sind, wird der minimale Außendurchmesser
d2 des Innenmantels allmählich
verändert.
Daher werden, wie in 7 gezeigt, die Kapazität C und
die Induktivität
L des Koaxialkabels verändert.
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Im Übrigen zeigt
die horizontale Achse des Diagramms in 7 eine Reduzierungsrate
des Durchmessers d2, wenn ein perfekter Kreis des Koaxialkabels
gleich 0% ist. Das heißt,
je weiter die Kurve in 7 nach rechts verläuft, desto
mehr wird das Koaxialkabel flachgedrückt. Ferner zeigt eine durchgehende
Linie in 7 die Kapazität C, und
eine Strichpunktlinie in 7 zeigt die Induktivität L. Wenn
die Kurve nach oben verläuft,
wird der Wert der Kapazität
C oder der Induktivität
L erhöht.
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Wie
in 7 gezeigt, wird, je weiter das Koaxialkabel abgeflacht
wird, die Kapazität
C des Koaxialkabels desto höher
und die Induktivität
L des Koaxialkabels desto niedriger. Daher wird, wenn das Koaxialkabel
abgeflacht wird, die charakteristische Impedanz Z reduziert. Dementsprechend
wird, wenn das Anschlussstück
an dem Koaxialkabel befestigt ist, der Querschnitt des Koaxialkabels
kreisförmig
gehalten, wodurch eine teilweise Reduzierung der charakteristischen
Impedanz Z verhindert wird.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Koaxialkabels mit einem
Anschlussstück gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Ansicht zur Erläuterung
einer Rotationsgesenkdrückmaschine
zum Crimpen einer Hülse
des Koaxialkabels aus 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Koaxialkabels aus 1 in
einem Zustand, in dem eine Außenhaut
und ein Innenmantel an seinem Endes entfernt sind;
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4 eine
perspektivische Ansicht des geflochtenen Leiters des Koaxialkabels
aus 3, der einen Isoliermantel abdeckt;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer Hülse,
die den geflochtenen Leiter des Koaxialkabels aus 4 abdeckt;
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6 eine
perspektivische Ansicht eines anderen Beispiels des Koaxialkabels
aus 4; und
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7 ein
Diagramm zur Erläuterung
einer Abflachungsrate des Koaxialkabels in Abhängigkeit von der Kapazität und Induktivität.
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Ein
Verfahren zum Befestigen eines Anschlussstücks und ein Koaxialkabel mit
einem Anschlussstück
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung werden mit Bezug auf die 1 bis 5 erläutert. Das
Verfahren gemäß dieser
Ausführungsform
ist ein Verfahren zur Montage eines Koaxialkabels 3 mit
Anschlussstück
durch Befestigen eines Anschlussstücks 2 an einem Ende
des Koaxialkabels 1.
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Wie
in 1 gezeigt, weist das Koaxialkabel 1 einen
Mittelleiter 4, einen Innenmantel 6, der den Mittelleiter 4 umhüllt, einen
geflochtenen Leiter 6, der als Außenleiter den Innenmantel 5 abdeckt,
und einen Isoliermantel 7 auf, der als Außenhaut
den geflochtenen Leiter 6 abdeckt.
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Der
Mittelleiter 4 ist aus Metall hergestellt und in einer
Linienform mit einem kreisförmigen Querschnitt
ausgebildet. Der Mittelleiter 4 ist aus einem oder einer
Mehrzahl von Drähten
hergestellt. Der Innenmantel 5 ist aus isolierendem Kunststoff hergestellt.
Der geflochtene Leiter 6 ist in einer Netzform durch Drähte ausgebildet.
Der Isoliermantel 7 ist aus isolierendem Kunststoff hergestellt.
An einem Ende des Koaxialkabels 1 sind der Isoliermantel 7 und
der Innenmantel 5 teilweise entfernt, so dass der Mittelleiter 4,
der Innenmantel 5 und der geflochtene Leiter 6 freigelegt
sind. Der Isoliermantel 7 wird von dem gefalteten geflochtenen
Leiter 6 an dem Ende des Koaxialkabels 1 abgedeckt.
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Wie
in 1 gezeigt, weist das Anschlussstück 2 ein
metallisches inneres Anschlussstück 8, ein
Isolierrohr 9 und ein metallisches Abschirmanschlussstück 10 auf.
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Das
innere Anschlussstück 8 wird
durch Falten einer Metallplatte gebildet. Das innere Anschlussstück 8 wird
mit dem Mittelleiter 4 gecrimpt, damit es an dem Koaxialkabel 1 befestigt
ist. Das innere Anschlussstück 8 wird
mit verschiedenen elektronischen Bauteilen verbunden, um diese mit
elektrischem Strom zu versorgen.
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Das
Isolierrohr 9 ist aus isolierendem und wärmeschrumpfbarem
Kunststoff hergestellt und in einer zylindrischen Form ausgebildet.
Das Isolierrohr 9 nimmt das innere Anschlussstück 8 auf
und wird durch Erwärmung
geschrumpft, damit es an dem inneren Anschlussstück 8 fest angebracht
ist. Das Isolierrohr 9 isoliert elektrisch das innere Anschlussstück 8 von
dem Abschirmanschlussstück 10.
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Das
Abschirmanschlussstück 10 wird
durch Falten einer Metallplatte gebildet und weist einen Hauptkörper 11 und
eine obere Endkappe 12 auf. Der Hauptkörper 11 weist einen
Kappenbefestigungsabschnitt 13 und einen Leitungsverbindungsabschnitt 14 auf.
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Der
Kappenbefestigungsabschnitt 13 wird durch Montieren am
Außenumfang
des Isolierrohres 9 mit dem Isolierrohr 9 verbunden.
Der Leitungsverbindungsabschnitt 14 weist eine Bodenwand 15,
die zu dem Kappenbefestigungsabschnitt 13 verläuft, einen
Hülsencrimpabschnitt 16 und
einen Mantelcrimpabschnitt 17 auf. Ein ebener Abschnitt
der Bodenwand 15 ist in einer rechteckigen Form ausgebildet,
und ein Ende der Bodenwand 15 verläuft zu dem Kappenbefestigungsabschnitt 13.
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Der
Hülsencrimpabschnitt 16 weist
ein Paar Hülsencrimpstücke 18 auf,
die sich vertikal von den Außenrändern der
Bodenwand 15 in deren Breitenrichtung erstrecken. Eine
später
beschriebene Hülse 20,
die an einem Ende des Koaxialkabels 1 angebracht ist, wird
mit der Bodenwand 15 überlappt,
und dann werden die Hülsencrimpabschnitte 18 des
Hülsencrimpabschnitts 16 in
einer Richtung zu der Bodenwand 15 gebogen. In dem Hülsencrimpabschnitt 16 wird
die an dem Ende des Koaxialkabels 1 angebrachte Hülse 20 zwischen
den Hülsencrimpstücken 18 und
der Bodenwand 15 aufgenommen und gecrimpt, damit sie mit
dem an dem Ende des Koaxialkabels 1 angebrachten geflochtenen
Leiter 6 elektrisch verbunden ist.
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Der
Mantelcrimpabschnitt 17 weist ein Paar Mantelcrimpstücke 19 auf,
die sich von den Außenrändern der
Bodenwand 15 in deren Breitenrichtung erstrecken und weiter
von dem Kappenbefestigungsabschnitt 13 als von den Hülsencrimpstücken 18 positioniert
sind.
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Die
Mantelcrimpstücke 19 des
Mantelcrimpabschnitts 17 werden in einer Richtung zu der
Bodenwand 15 gebogen. In dem Mantelcrimpabschnitt 17 wird
der mit der Bodenwand 15 überlappende Isoliermantel 7 des
Koaxialkabels 1 zwischen den Mantelcrimpstücken 19 und
der Bodenwand 15 aufgenommen und gecrimpt.
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Die
obere Endkappe 12 ist aus einer Metallplatte hergestellt
und in Form eines Zylinders ausgebildet, dessen eines Ende geschlossen
ist. Die obere Endkappe 12 ist an dem Kappenbefestigungsabschnitt 13 des
Hauptkörpers 11 angebracht.
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In
dem Abschirmanschlussstück 10 wird
der Kappenbefestigungsabschnitt 13 am Außenumfang des
Isolierrohres 9 angebracht, der Hülsencrimpabschnitt 16 wird
mit der Hülse 20 gecrimpt,
und der Mantelcrimpabschnitt 17 wird mit dem Isoliermantel 7 gecrimpt,
so dass das Abschirmanschlussstück 10 an
dem Koaxialkabel 1 und dem Isolierrohr 9 befestigt
ist. Somit ist das Abschirmanschlussstück 10 über die
Hülse 20 mit
dem geflochtenen Leiter 6 des Koaxialkabels 1 elektrisch
verbunden. Demzufolge wird das Abschirmanschlussstück 10 als
Masse der elektronischen Bauteile mit diesen elektrisch verbunden.
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Das
Isolierrohr 9 wird am Außenumfang des inneren Anschlussstücks 8 montiert,
das an dem Mittelleiter 4 des Koaxialkabels 1 angebracht
ist. Der Kappenbefestigungsabschnitt 13 des Hauptkörpers 11 des
Abschirmanschlussstücks 10 wird
an dem Außenumfang
des Isolierrohres 9 montiert. Die obere Endkappe 12 wird
an dem Kappenbefestigungsabschnitt 13 des Hauptkörpers 11 befestigt.
Somit ist das Anschlussstück 2 zusammengebaut.
Dann werden in dem Anschlussstück 2 das
Koaxialkabel 1 und die daran angebrachte Hülse 20 mit
der Bodenwand 15 überlappt,
und die Hülsencrimpstücke 18 und
die Mantelcrimpstücke 19 werden
in Richtung zu der Bodenwand 15 gebogen, um die Hülse 20 und
den Isoliermantel 7 zu crimpen. Somit ist das Anschlussstück 2 an
dem Ende des Koaxialkabels 1 befestigt und wird mit den
elektronischen Bauteilen verbunden.
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Das
Anschlussstück 2 wird
an dem Ende des Koaxialkabels 1 befestigt, wie oben beschrieben
ist. Zuerst werden der Innenmantel 5 und der Isoliermantel 7 an
dem Ende des Koaxialkabels 1 teilweise entfernt, und der
Mittelleiter 4 und der geflochtene Leiter 6 werden
freigelegt, wie in 3 gezeigt ist. Dann wird der
freigelegte geflochtene Leiter 6 derart gefaltet, dass
er den Isoliermantel 7 abdeckt, wie in 4 gezeigt
ist. Dann wird das Ende des Koaxialkabels 1 in die metallische
rohrförmige
Hülse 20 derart
eingesetzt, dass die Hülse 20 den
geflochtenen Leiter 6 an dem Isoliermantel 7 abdeckt,
wie in 5 gezeigt ist. Im Übrigen ist der Innendurchmesser
der Hülse 20 etwas
größer als
der Außendurchmesser
des geflochtenen Leiters 6, der den Isoliermantel 7 abdeckt.
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Dann
wird mit einer Rotationsgesenkdrückmaschine 21,
wie in 2 gezeigt, die Hülse 20 gleichmäßig um ihren
gesamten Umfang in einer Richtung zur Verringerung des Durchmessers
der Hülse 20 gedrückt. Wie
in 2 gezeigt, weist die Rotationsgesenkdrückmaschine 21 einen
Ring 22, eine Mehrzahl von Rollen 23, eine Spindel 24,
einen Hammer 25 und eine Pressform 26 auf.
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Der
Ring 22 ist in einer Ringform ausgebildet. Die Rolle 23 ist
in einer Säulenform
ausgebildet und am Innenumfang des Ringes 22 drehbar montiert.
Die Spindel 24 ist in dem Ring 22 koaxial zu dem Ring 22 angeordnet.
Ein nicht gezeigter Motor dreht die Spindel 24.
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Der
Hammer 25 und die Pressform 26 sind in Radialrichtung
des Ringes 22 nebeneinander angeordnet. Die Pressform 26 ist
in dem Ring 22 weiter innen als der Hammer 25 angeordnet.
Hierbei sind vier Pressformen 26 und vier Hämmer 25 in
Umfangsrichtungsrichtung des Ringes 22 im gleichen Abstand voneinander
angeordnet. Das heißt,
die vier Pressformen 26 und Hämmer 25 sind in einem
Winkel von 90° relativ
zueinander angeordnet. Die Hülse 20 wird zwischen
den Pressformen 26 angeordnet und von den vier Pressformen 26 Stück für Stück wirksam
geschlagen, damit sie gecrimpt wird. Somit wird die Hülse 20 gleichmäßig gecrimpt.
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Der
nicht gezeigte Motor dreht die Spindel 24 der Rotationsgesenkdrückmaschine 21.
Daher werden die Pressform 26 und der Hammer 25 zusammen
in der Richtung eines Pfeils C gedreht. Wenn die Spitze einer Nockenfläche 25a des
Hammers 25 die Rolle 23 berührt, werden die Pressformen 26 in
der Richtung eines Pfeils D nach innen geschlossen, um die Hülse 20 in
Radialrichtung zu schlagen. Wenn eine Schräge der Nockenfläche 25a die
Rolle 23 berührt,
werden die Pressformen durch eine Zentrifugalkraft in der Richtung
eines Pfeils E nach außen geöffnet. In
der Rotationsgesenkdrückmaschine 21 wird
dieser Vorgang in kurzen Abständen
wiederholt, um die Hülse 20 ringsherum
gleichmäßig zu drücken.
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Daher
wird die Hülse 20 um
ihren gesamten Umfang herum gleichmäßig gedrückt, so dass die Hülse 20 und
der geflochtene Leiter 6 eng aneinander befestigt sind
und die Hülse 20 an
dem Ende des Koaxialkabels 1 befestigt ist. Dann wird das
innere Anschlussstück 8 an
dem Mittelleiter 4 befestigt, das Isolierrohr 9 deckt
den Außenumfang
des inneren Anschlussstücks 8 ab,
und das Isolierrohr 9 wird erwärmt. Dann sind das innere Anschlussstück 8 und das
Isolierrohr 9 eng aneinander befestigt.
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Dann
wird der Kappenbefestigungsabschnitt 13 des Hauptkörpers 11 an
den Außenumfang
des Isolierrohres 9 montiert. Die obere Endkappe 12 wird an
dem Kappenbefestigungsabschnitt 13 des Hauptkörpers 11 befestigt.
Somit ist das Anschlussstück 2 zusammengebaut.
Dann werden das Koaxialkabel 1 und die daran angebrachte
Hülse 20 mit
der Bodenwand 15 überlappt.
Die Hülsencrimpstücke 18 und die
Mantelcrimpstücke 19 werden
in Richtung zu der Bodenwand 15 gebogen, um die Hülse 20 und
den Isoliermantel 7 zu crimpen. Somit ist das Anschlussstück 2 an
dem Ende des Koaxialkabels 1 befestigt, um das Koaxialkabel 3 mit
Anschlussstück
zu erzielen.
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Gemäß der Erfindung
wird, da die Hülse 20 mit
dem darin liegenden geflochtenen Leiter 6 ringsherum gleichmäßig gedrückt wird,
so dass der geflochtene Leiter 6 und die Hülse 20 eng
aneinander befestigt werden, selbst bei der engen Befestigung der
Hülse 20 an
dem geflochtenen Leiter 6 verhindert, dass die Hülse, d.h.
das Anschlussstück 2 durch Flachdrücken verformt
wird.
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Daher
wird das Koaxialkabel mit der Hülse 20 kreisförmig gehalten,
und eine Reduzierung der charakteristischen Impedanz des Koaxialkabels 1 mit der
Hülse 20 wird
verhindert. Daher wird eine Verschlechterung der Übertragungscharakteristik
eines Hochfrequenzsignals, insbesondere über 100 MHz verhindert.
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Der
geflochtene Leiter 6, der den Isoliermantel 7 abdeckt,
wird in die Hülse 20 eingesetzt,
das Anschlussstück 2 wird
an der Hülse 20 befestigt,
und der geflochtene Leiter 6, der in die Hülse 20 eingesetzt
ist, wird von dem Isoliermantel 7, dem geflochtenen Leiter 6,
dem Innenmantel 5 und dem Mittelleiter 4 abgestützt. Daher
wird die Festigkeit des in die Hülse 20 eingesetzten
geflochtenen Leiters 6 erhöht. Somit wird das Koaxialkabel 1 mit
der Hülse 20 zuverlässig kreisförmig gehalten.
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Da
das Anschlussstück 2 die
Hülsencrimpstücke 18 zum
Crimpen der Hülse 20 aufweist,
kann das Anschlussstück 2 durch
einen leichten Vorgang an der Hülse 20 befestigt
werden. Daher kann das Anschlussstück 2 durch einen leichten
Vorgang an dem geflochtenen Leiter 6 des Koaxialkabels 1 befestigt
werden.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform weist
das Anschlussstück 2 das
innere Anschlussstück 8 zum
Verbinden mit dem Mittelleiter 4 auf. Jedoch kann gemäß der Erfindung
das Anschlussstück 2 kein
inneres Anschlussstück 8 haben
und nur die Hülsencrimpstücke 18 zum
Crimpen der Hülse 20 aufweisen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform
deckt der geflochtene Leiter 6 den Isoliermantel 7 ab.
Jedoch kann gemäß der Erfindung,
wie in 6 gezeigt, der geflochtene Leiter 6 den
Isoliermantel 7 nicht abdecken. Ferner kann gemäß der Erfindung die
Hülse nicht
nur durch die in 2 gezeigte Rotationsgesenkdrückmaschine 21,
sondern auch durch eine allgemeine Crimpmaschine mit einem Amboss und
einem Crimper ringsherum gleichmäßig gedrückt werden.