JP2001283999A - ケーブルコネクタ及びそのインピーダンス調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端子、誘電体及び外導体を共通部品としなが
らインピーダンスを簡単に調整することができる。 【解決手段】 端子２１の外周に誘電体２２が装着さ
れ、この誘電体２２が外導体シェル２３に嵌め込まれて
構成されるコネクタにおいて、必要に応じて、導電性を
有するＵ字形のアダプタ２４を、誘電体２２の外周に取
付ける（端子２１と外導体シェル２３の断面比を変え
る）ことによってインピーダンスを調整するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシールド線または同
軸線の接続に用いられるケーブルコネクタに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】配線基板に使用される基板用コネクタを
例にとって従来の技術を説明する。

【０００３】図８〜図１０に示すように、基板用コネク
タ（ここでは断面四角形の角形コネクタを示す）Ａは、
配線基板１に接続される内導体端子（雄端子）２の外周
に誘電体３を装着するとともに、この誘電体３を外導体
シェル４に嵌め込んで構成され、雄端子２がワイヤ側コ
ネクタＢの内導体端子（雌端子）５に、外導体シェル４
が同じく外導体端子６にそれぞれ差し込まれて接続され
る。

【０００４】図９，１０中、７はワイヤ側コネクタＢの
雌端子５と外導体端子６との間に設けられた誘電体、８
はケーブルＣの内導体、９は中間絶縁体、１０は外導
体、１１は外被、図１０中の１２は両コネクタＡ，Ｂの
接続部分を覆うコネクタハウジングである。

【０００５】この種のコネクタにおいては、使用される
伝送路の周波数が比較的低い場合は問題ないが数ＧＨｚ
以上の高周波帯域で使用される場合、コネクタ自身のイ
ンピーダンスが伝送路のそれに整合していないと、図１
１に示すように信号の反射等によってＶＳＷＲ（電圧定
在波比）が高くなり、伝送ロスが生じる。このため、コ
ネクタのインピーダンスを調整して伝送路とのインピー
ダンス整合をとる必要がある。

【０００６】ここで、コネクタＡのインピーダンスは、
同じ誘電体を使う場合、図１２（イ）（ロ）に示す内導
体端子２と外導体シェル４の断面比Ｘ＝Ｄ／ｄ（ｄは端
子２の断面での外寸、Ｄは外導体シェル４の断面での内
寸）によって決まり、この断面比Ｘが小さいほどインピ
ーダンスが小さくなる。（なお、正確には、コネクタ全
体のインピーダンスは、端子２及び外導体シェル４の各
部分の断面寸法比によって決まるインピーダンスのトー
タルによって求められる。）

【０００７】従って、たとえば伝送路に合わせてインピ
ーダンスを小さくしたい場合、 Ｄ＝一定としてｄを大きくする ｄ＝一定としてＤを小さくする のいずれかの方法をとることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そして、上記の方法
を実施する手段として、図１３に示すように端子２を箱
構造にして断面を大きくし、の方法を実施する手段と
して、図１４に示すように誘電体３の断面を小さくする
一方、外導体シェル４を、誘電体３に合う小径部４ａを
備えた段付きの筒状に形成することが考えられる。

【０００９】しかし、いずれの手段によっても、端子２
または外導体シェル４の構造が複雑となり、とくに図１
４の手段によると安価な板材での製作が困難となる等の
問題があり、得策でない。

【００１０】このため、従来は、使用される周波数領域
でのインピーダンス整合を考慮してコネクタＡを設計し
ているが、それより高い周波数に対応するコネクタが必
要となった場合は新規のものを設計し直す必要があっ
た。

【００１１】そこで本発明は、端子、誘電体及び外導体
を共通部品としながらインピーダンスを簡単に調整する
ことができるケーブルコネクタ及びそのインピーダンス
調整方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明（ケーブ
ルコネクタのインピーダンス調整方法）は、端子の外周
に誘電体が装着され、この誘電体が外導体内に嵌め込ま
れるケーブルコネクタのインピーダンスを調整する方法
であって、導電性を有するアダプタを上記外導体に対し
て電気的に接続された状態で誘電体と外導体との間に取
付けることにより、上記端子と外導体の断面比を変えて
インピーダンスを調整するものである。

【００１３】請求項２の発明（ケーブルコネクタ）は、
端子の外周に誘電体が装着され、この誘電体が外導体内
に嵌め込まれるケーブルコネクタにおいて、上記端子と
外導体の断面比を変えてコネクタのインピーダンスを調
整するための導電性を有するアダプタを、上記外導体に
対して電気的に接続された状態で上記誘電体と外導体と
の間に取付け得るように構成したものである。

【００１４】請求項３の発明は、請求項２の構成におい
て、誘電体の外周に、外導体との間にアダプタを収容し
うる隙間を形成するスペーサとしての凸部を設けたもの
である。

【００１５】請求項４の発明は、請求項２または３の構
成において、Ｕ字形のアダプタを誘電体に外周側から嵌
め込んで装着し得るように構成したものである。

【００１６】請求項５の発明は、請求項４の構成におい
て、アダプタの外周に、外導体に弾性的に接触してアダ
プタと外導体とを電気的に接続する弾性接触部を設けた
ものである。

【００１７】請求項６の発明は、請求項２または３の構
成において、導電性金属箔の外周に熱収縮性のチューブ
を取付けてアダプタを構成し、このアダプタを誘電体の
外周に嵌め込んだ状態で上記チューブを熱収縮させるこ
とによってアダプタを誘電体の外周に取付けるように構
成し、かつ、このアダプタの金属箔と外導体とを電気的
に接続する電気接続手段を具備するものである。

【００１８】請求項７の発明は、請求項６の構成におい
て、電気接続手段として、バネ性を備えたクリップをア
ダプタの金属箔と外導体とに跨って装着するように構成
したものである。

【００１９】請求項８の発明は、請求項６の構成におい
て、電気接続手段として、アダプタに、金属箔をアダプ
タ外周側に一部露出させて導電部を形成する一方、外導
体に、アダプタ挿入状態で上記導電部に接触する接触片
を設けたものである。

【００２０】上記のように、必要に応じてアダプタを誘
電体と外導体との間に取付けることによってインピーダ
ンスを調整することができる。このため、周波数帯域に
応じてインピーダンスを簡単に調整することができる。

【００２１】しかも、アダプタ式で、端子、誘電体及び
外導体の構造を、得ようとするインピーダンスに応じて
変更する必要がなく、これらが共通部品ですむ。

【００２２】これらの点は、とくにインピーダンス調整
の必要性が高い雄側コネクタ（たとえば従来技術の項で
例示した基板用コネクタ）において有用となる。

【００２３】また、請求項３の構成によると、アダプタ
を装着しない状態でも凸部によって誘電体を外導体内に
適正な状態で嵌め込むことができるとともに、このとき
別のスペーサ部品を挿入する面倒がない。

【００２４】しかも、誘電体の構造の改変は、凸部を追
加するだけの最小限ですむため、これらの製作も簡単で
すむ。

【００２５】また、請求項４，５の構成によると、Ｕ字
形のアダプタを誘電体に外周側から嵌め込むため、アダ
プタをワンタッチで簡単に取付けることができる。

【００２６】一方、請求項６〜８の熱収縮チューブを用
いる構成によると、アダプタを誘電体の外周に実質的に
一体部品として強固に装着することができる。

【００２７】この場合、電気接続手段としてクリップを
用いる請求項７の構成によると、アダプタ側に電気接続
のための余分な加工が不要となる。

【００２８】これに対し、請求項８の構成によると、ア
ダプタと外導体を接触片と導電部によって自動的に接続
できるため、接続のための別部品も別操作も不要とな
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１〜図７に
よって説明する。

【００３０】以下の実施形態では従来技術の説明に合わ
せて基板用角形コネクタを適用対象として例にとってい
る。

【００３１】第１実施形態（図１〜図４参照） ２１は内導体端子（雄端子）、２２はこの端子２１が差
し込まれる誘電体、２３はこの誘電体２２が嵌め込まれ
る外導体シェルで、コネクタＤは基本的にはこれらによ
って構成され、伝送路に合わせてインピーダンスを小さ
くしたいときにアダプタ２４が付加される。

【００３２】アダプタ２４は、導電材料（金属板または
導電性樹脂）によって図示のようにＵ字形の板状に形成
され、誘電体２２の外周に、外周側（上側）から嵌め込
まれて装着される。

【００３３】誘電体２２は、図３（イ）に示すようにア
ダプタ装着状態で外導体シェル２３に嵌め込まれたとき
に、アダプタ外周面が外導体シェル２３の内周面にほぼ
密着するようにその断面形状及びサイズが設定されてい
る。

【００３４】いいかえれば、図３（ロ）に示すようにア
ダプタ２４が装着されていないときには、誘電体２２の
外周面と外導体シェル２３の内周面との間にアダプタ２
４を収容し得る隙間（空気層）αが形成されるように、
誘電体２２の断面形状とサイズが設定されている。

【００３５】また、誘電体２２の長さ方向の一端部に全
周に亘って角鍔状に突出する凸部２２ａ、他端部の四隅
角部に外周側に部分的に突出する凸部２２ｂがそれぞれ
一体に設けられ、図３（ロ）に示すアダプタ非装着状態
でこれら凸部２２ａ，２２ｂが外導体シェル２３の内面
に当接してスペーサ機能を果たすことにより、誘電体２
２がシェル２３内に隙間αを置いて保持されるように構
成されている。

【００３６】さらに、アダプタ２４の相対向する両側壁
に、バネ性を備えた弾性接触部２４ａが外向きに湾曲状
に突出して設けられ、この弾性接触部２４ａが外導体シ
ェル２３の内面に弾性的に接触することにより、アダプ
タ２４と外導体シェル２３とが電気的に接続される。

【００３７】また、誘電体２２の二側面に外向きに突出
する突起２２ｃが設けられ、図３（イ）に示すようにア
ダプタ２４を誘電体２２に装着した状態で弾性接触部２
４ａがこの突起２２ｃに係合する。これにより、アダプ
タ２４が誘電体２２に各方向に抜け止めされる。

【００３８】この抜け止め手段は他の側面に設けてもよ
いし、他の抜け止め構造に変更してもよい。また、図示
しないが、通常、外導体シェル２３に対して誘電体２２
を抜け止めする手段（たとえば誘電体２２の外周面に突
起、外導体シェル２３にこれに係止する突片）が設けら
れる。

【００３９】なお、アダプタ２４と外導体シェル２３が
相対向する周面で十分、電気的に接続される場合には弾
性接触部２４ａは必ずしも設けなくてもよい。

【００４０】このコネクタＤによると、図３（イ）に示
すように必要に応じてアダプタ２４を誘電体２２の外周
（誘電体２２と外導体シェル２３との間の隙間α）に取
付けることによってインピーダンスを調整することがで
きる。

【００４１】すなわち、アダプタ２４を取付けた状態で
は、図１２で説明した外導体シェル４（２３）と誘電体
３（２２）の断面比（Ｘ＝Ｄ／ｄ）が実質的に小さくな
ってインピーダンスが小さくなり、アダプタ非装着状態
では断面比が大きくなってインピーダンスが大きくな
る。

【００４２】従って、このコネクタＤを比較的低周波数
帯域で使用する場合（とくにインピーダンス調整の必要
がない場合）は図３（ロ）のアダプタ２４無しの状態と
し、高周波数帯域で使用するために伝送路に合わせてイ
ンピーダンスを小さくする必要がある場合はアダプタ２
４を取付ければよい。

【００４３】このアダプタ式の構成をとることにより、
端子２１、誘電体２２、外導体シェル２３の各部品を、
異なる周波数帯域を通じて共通のものとして扱うことが
できる。

【００４４】しかも、構造の改変は、主に誘電体２２に
スペーサとしての凸部２２ａ，２２ｂを追加するだけの
最小限ですむため、これらの製作も簡単ですむ。

【００４５】第２、第３実施形態（図４〜図７参照） 以下の実施形態では第１実施形態との相違点のみを説明
する。

【００４６】第２、第３両実施形態では、導電性の金属
箔２５の外周に熱収縮チューブ２６を取付けてアダプタ
２７となし、このアダプタ２７を誘電体２２の外周には
め込んだ状態で加熱し、チューブ２６を熱収縮させてア
ダプタ２７全体を誘電体２２に一体化させる構成をとっ
ている。

【００４７】ここで、金属箔２５と外導体シェル２３を
電気的に接続する電気接続手段として、図４〜図６に示
す第２実施形態ではバネ性を有する導電性のクリップ２
８を金属箔２５の内面と外導体シェル２３の外面とに跨
って取付けるようにしている。

【００４８】なお、クリップ２８と外導体シェル２３の
電気接続状態を安定させるために、外導体シェル２３に
クリップ２３の先端部が嵌まり込む係合穴２９を設けて
いる。

【００４９】一方、図７に示す第３実施形態では、アダ
プタ２７のチューブ２６を一部切り欠いて金属箔２５を
露出させることにより導電部２５ａを形成し、外導体シ
ェル２３に設けた弾性接触片３０をこの導電部２５ａに
弾性的に接触させることによって金属箔２５と外導体シ
ェル２３を電気的に接続する構成をとっている。

【００５０】なお、弾性接触片３０は、図示のように外
導体シェル２３の側壁一部を板バネ状に切り起こして形
成してもよいし、シェル側壁内面に板バネ材を取付けて
形成してもよい。また、接触片３０は、導電部２５ａに
自動的にかつ確実に接触すればよく、この機能を果たし
得るものであれば必ずしも弾性を持たせる必要はない。

【００５１】この第２及び第３両実施形態によると、ア
ダプタ２７を誘電体外周に実質的に一体部品として強固
に装着することができる。

【００５２】他の実施形態 （１）第１実施形態の変形形態として、アダプタ２４を
誘電体２２に対し上からではなく横または下から嵌め込
むようにしてもよい。

【００５３】あるいは、アダプタ２４をＵ字形でなく筒
状に形成し、誘電体２２に長さ方向から嵌め込むように
してもよい。この場合、誘電体２２のスペーサとしての
両側凸部２２ａ，２２ｂの少なくとも一方は省略する必
要があるため、アダプタ非装着時にこれに代わるスペー
サ部材を付加する必要がある。

【００５４】（２）アダプタとして、上記した嵌め込み
式限らず、複数の板状ピースを誘電体外周に装着する構
成をとってもよい。

【００５５】（３）本発明は、上記実施形態で挙げた断
面四角形の角形コネクタに限らず、断面円形の丸形コネ
クタにも適用することができる。

【００５６】（４）本発明は、とくにインピーダンス調
整の必要性の高い雄側コネクタ（基板用コネクタ）に好
適であるが、図９，１０中に示す雌側コネクタ（ワイヤ
用コネクタ）Ｃについても適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、必要
に応じてアダプタを誘電体と外導体との間に取付けるこ
とによってインピーダンスを調整するようにしたから、
周波数帯域に応じてインピーダンスを簡単に調整するこ
とができる。

【００５８】しかも、アダプタ式で、端子、誘電体及び
外導体の構造を、得ようとするインピーダンスに応じて
変更する必要がなく、これらが共通部品ですむ。

【００５９】また、請求項３の発明によると、アダプタ
を装着しない状態でも凸部によって誘電体を外導体内に
適正な状態で嵌め込むことができるとともに、このとき
別のスペーサ部品を挿入する面倒がない。

【００６０】しかも、誘電体の構造の改変は、凸部を追
加するだけの最小限ですむため、これらの製作も簡単で
すむ。

【００６１】また、請求項４，５の発明によると、Ｕ字
形のアダプタを誘電体に外周側から嵌め込むため、アダ
プタをワンタッチで簡単に取付けることができる。

【００６２】一方、請求項６〜８の発明によると、金属
箔の外周に熱収縮チューブを取付けてアダプタを構成し
たから、アダプタを誘電体の外周に実質的に一体部品と
して強固に装着することができる。

【００６３】この場合、電気接続手段としてクリップを
用いる請求項７の発明によると、アダプタ側に電気接続
のための余分な加工が不要となる。

【００６４】これに対し、請求項８の発明によると、ア
ダプタと外導体を接触片と導電部によって自動的に接続
できるため、接続のための別部品も別操作も不要とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかるコネクタの分解
斜視図である。

【図２】同コネクタの組立状態の断面図である。

【図３】（イ）は同コネクタにおいてアダプタを装着し
た状態、（ロ）はアダプタを装着しない状態の図２のＩ
ＩＩ−ＩＩＩ線に沿う拡大断面図である。

【図４】本発明の第２実施形態にかかるコネクタの端
子、誘電体、アダプタの分解斜視図である。

【図５】図４の状態からアダプタを誘電体に装着した状
態の斜視図である。

【図６】同コネクタの組立状態の斜視図である。

【図７】本発明の第３実施形態にかかるコネクタの図５
相当図である。

【図８】従来の基板用コネクタの分解斜視図である。

【図９】同コネクタの組立状態をワイヤ用コネクタとと
もに示す断面図である。

【図１０】両コネクタを結合した状態の断面図である。

【図１１】コネクタにおける周波数と電圧定在波比（Ｖ
ＳＷＲ）の関係を示す図である。

【図１２】コネクタにおける断面比とインピーダンスの
関係を説明するための図で、（イ）は断面比が小さい場
合、（ロ）は大きい場合をそれぞれ示す断面図である。

【図１３】断面比を変えてインピーダンスを調整する手
段として端子を箱形構造にした場合の分解斜視図であ
る。

【図１４】他の手段として外導体シェルを段付きの筒状
にした場合の分解斜視図である。

【符号の説明】

２１ 端子 ２２ 誘電体 ２２ａ，２２ｂ スペーサとしての凸部 ２３ 外導体シェル（外導体） ２４ アダプタ ２４ａ 弾性接触部 ２５ 金属箔 ２６ 熱収縮チューブ ２７ アダプタ ２８ 電気接続手段としてのクリップ ２５ａ 電気接続手段としての導電部 ３０ 同弾性接触片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 伸昭 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5E021 FA02 FA14 FA16 FB11 FC23 LA09 LA15 LA19

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端子の外周に誘電体が装着され、この誘
   電体が外導体内に嵌め込まれるケーブルコネクタのイン
   ピーダンスを調整する方法であって、導電性を有するア
   ダプタを上記外導体に対して電気的に接続された状態で
   誘電体と外導体との間に取付けることにより、上記端子
   と外導体の断面比を変えてインピーダンスを調整するこ
   とを特徴とするケーブルコネクタのインピーダンス調整
   方法。
2. 【請求項２】 端子の外周に誘電体が装着され、この誘
   電体が外導体内に嵌め込まれるケーブルコネクタにおい
   て、上記端子と外導体の断面比を変えてコネクタのイン
   ピーダンスを調整するための導電性を有するアダプタ
   を、上記外導体に対して電気的に接続された状態で上記
   誘電体と外導体との間に取付け得るように構成したこと
   を特徴とするケーブルコネクタ。
3. 【請求項３】 誘電体の外周に、外導体との間にアダプ
   タを収容しうる隙間を形成するスペーサとしての凸部を
   設けたことを特徴とする請求項２記載のケーブルコネク
   タ。
4. 【請求項４】 Ｕ字形のアダプタを誘電体に外周側から
   嵌め込んで装着し得るように構成したことを特徴とする
   請求項２または３記載のケーブルコネクタ。
5. 【請求項５】 アダプタの外周に、外導体に弾性的に接
   触してアダプタと外導体とを電気的に接続する弾性接触
   部を設けたことを特徴とする請求項４記載のケーブルコ
   ネクタ。
6. 【請求項６】 請求項２または３記載のケーブルコネク
   タにおいて、導電性金属箔の外周に熱収縮性のチューブ
   を取付けてアダプタを構成し、このアダプタを誘電体の
   外周に嵌め込んだ状態で上記チューブを熱収縮させるこ
   とによってアダプタを誘電体の外周に取付けるように構
   成し、かつ、このアダプタの金属箔と外導体とを電気的
   に接続する電気接続手段を具備することを特徴とするケ
   ーブルコネクタ。
7. 【請求項７】 電気接続手段として、バネ性を備えたク
   リップをアダプタの金属箔と外導体とに跨って装着する
   ように構成したことを特徴とする請求項６記載のケーブ
   ルコネクタ。
8. 【請求項８】 電気接続手段として、アダプタに、金属
   箔をアダプタ外周側に一部露出させて導電部を形成する
   一方、外導体に、アダプタ挿入状態で上記導電部に接触
   する接触片を設けたことを特徴とする請求項６記載のケ
   ーブルコネクタ。