JP2005197059A - 同軸コネクタ及びその接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本目的は同軸ケーブル１０の使用状態によっても、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄB]が変動することがない同軸コネクタ１及びその接続構造を提供する。
【解決手段】本目的は中心導体１２と中心導体１２を覆う絶縁体１４と絶縁体１４を覆う外部導体としてのマイラーテープ１６と編組１８と外部導体を覆う外皮１９とを有する同軸ケーブル１０と、同軸ケーブル１０が挿入される挿入部２２を有するとともに一方端側に相手物との接続手段とを有するボディ２０と、ボディ２０との間で同軸ケーブル１０の編組１８とマイラーテープ１６を挟持するとともに同軸ケーブル１０を固定するためカシメられるフェルール３０とを備えた同軸コネクタ１により達成できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信設備等に使用される同軸コネクタに関するものであり、特に高周波の特性改善を図った接続構造に関するものである。

特に挙げるべき特許文献はありません。
従来の同軸ケーブルとしては、中心導体の周囲を電気絶縁性の絶縁体が覆い、該絶縁体の周囲を外部導体としての編組が覆い、該編組の周囲を電気絶縁性の塩化ビニール等の材料の外皮で覆われたものが一般的によく知られている。前記同軸ケーブルは、両端に同軸コネクタが接続（結線）され、機器間の信号（情報）のやり取りに使用されている。前記同軸ケーブルは、所定の長さの先端部分の前記外皮が削除され、露出した編組は所定の結線処理（例えば、圧着や半田付け）が施され、電気的、機械的接続をすることでシールドや同軸コネクタのボディ等とのアース（グランド）を図っている。前記同軸ケーブルの中心導体は所定の長さだけ露出させ、同軸コネクタのコンタクトと圧着や半田付け等によって接続される。

近年、低損失化や低雑音化の要求により、前記編組と前記絶縁体との間に外部導体としてのマイラーテープが介在する同軸ケーブルが使用されるようになってきている。
しかしながら、前記マイラーテープを前記絶縁体に巻きつけたままの状態で、上述のように編組だけを結線処理したのでは、ケーブルの使用状態によって周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄＢ]に変動（バラツキ）が生じてしまい、この変動は高周波になればなるほど大きくなると言った課題があった。例えば、グラフ１のように、ケーブルを通常使用した場合と屈曲させた場合とで、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄＢ]が通常使用時に比べ屈曲時の方が挿入損失が大きくなってしまう。（また、通常使用時と屈曲時の挿入損失がグラフ１と逆になることもある。）

グラフ１

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、同軸ケーブルの使用状態によっても、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄB]が変動することがない同軸コネクタ及びその接続構造を提供するものである。

上記目的は、中心導体１２と該中心導体１２を覆う絶縁体１４と該絶縁体１４を覆う外部導体としてのマイラーテープ１６と編組１８と該外部導体を覆う外皮１９とを有する同軸ケーブル１０と、該同軸ケーブル１０が挿入される挿入部２２を有するとともに一方端側に相手物との接続手段とを有するボディ２０と、該ボディ２０との間で前記同軸ケーブル１０の編組１８とマイラーテープ１６を挟持するとともに前記同軸ケーブル１０を固定するためカシメられるフェルール３０とを備えた同軸コネクタ１により達成できる。

前記同軸コネクタ１には、前記同軸ケーブル１０の中心導体１２と接続するコンタクト４０と、該コンタクト４０が保持される挿入孔５２を有するインシュレータ５０とを更に備える。前記ボディ２０には前記挿入部２２と連通した前記インシュレータ５０を保持する装着部２４を有しており、該装着部２４側に相手物との接続手段と有している。
また、前記同軸コネクタ１には、相手物との接続手段として、前記ボディ２０の外周に回動するように装着されるとともに内側に相手物と螺着するネジ部６８を有するカップリング６０を更に備える。

上記目的は、前記編組１８と前記マイラーテープ１８とを前記フェルール３０と前記ボディ２０とで挟持し前記フェルール３０をカシメる接続構造にすることで達成できる。
また、同軸コネクタ１の接続構造としては、前記同軸ケーブル１０の先端の外皮１９を除去し、前記編組１８は前記フェルール３０の先端までにし、前記マイラーテープ１６は前記フェルール３０のほぼ中央までにし、前記編組１８と前記マイラーテープ１６とを前記フェルール３０と前記ボディ２０とで挟持し前記フェルール３０をカシメるようにする。

以上の説明から明らかなように、本発明の同軸コネクタ１及びその接続構造によると、次のような優れた効果が得られる。
（１）中心導体１２と該中心導体１２を覆う絶縁体１４と該絶縁体１４を覆う外部導体としてのマイラーテープ１６と編組１８と該外部導体を覆う外皮１９とを有する同軸ケーブル１０と、該同軸ケーブル１０が挿入される挿入部２２を有するとともに一方端側に相手物との接続手段とを有するボディ２０と、該ボディ２０との間で前記同軸ケーブル１０の編組１８とマイラーテープ１６を挟持するとともに前記同軸ケーブル１０を固定するためカシメられるフェルール３０とを備えた同軸コネクタ１を用いているので、同軸ケーブル１０の使用状態によっても、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄB]が変動することがない。
（２）前記同軸コネクタ１には、前記同軸ケーブル１０の中心導体１２と接続するコンタクト４０と、該コンタクト４０が保持される挿入孔５２を有するインシュレータ５０とを更に備え、前記ボディ２０には前記挿入部２２と連通した前記インシュレータ５０を保持する装着部２４を有し、該装着部２４側に相手物との接続手段と有することでも、同軸ケーブル１０の使用状態によっても、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄB]が変動することがない。
（３）前記同軸コネクタ１には、相手物との接続手段として、前記ボディ２０の外周に回動するように装着されるとともに内側に相手物と螺着するネジ部６８を有するカップリング６０を更に備えることでも、同軸ケーブル１０の使用状態によっても、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄB]が変動することがない。
（４）前記編組１８と前記マイラーテープ１６とを前記フェルール３０と前記ボディ２０とで挟持し前記フェルール３０をカシメる接続構造にしているので、同軸ケーブル１０の使用状態によって、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄB]が変動することがない。
（５）同軸コネクタ１の接続構造としては、前記同軸ケーブル１０の先端の外皮１９を除去し、前記編組１８は前記フェルール３０の先端までにし、前記マイラーテープ１６は前記フェルール３０のほぼ中央までにし、前記編組１８と前記マイラーテープ１６とを前記フェルール３０と前記ボディ２０とで挟持し前記フェルール３０をカシメるようにすることでも、同軸ケーブル１０の使用状態によっても、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄB]が変動することがない。
（６）上述のような各同軸コネクタ１及び各接続構造にすると、例えば、グラフ２のように、同軸ケーブル１０の使用状態によっても、周波数[ＧＨｚ]における挿入損失[ｄB]が変動することがない。

グラフ２

図に基づいて、本発明の同軸コネクタ１について説明する前に、同軸ケーブル１０の構造について説明する。該同軸ケーブル１０は両端に同軸コネクタ１が接続（結線）され、機器間の信号（情報）のやり取りに使用されるものであり、中心導体１２と絶縁体１４と外部導体としてのマイラーテープ１６と編組１８と外皮１９とを備えている。前記中心導体１２は金属製であり、基板やコンタクト４０等と接続するものであり、その周囲は電気絶縁性の前記絶縁体１４に覆われている。前記絶縁体１４は中心導体１２と外部導体との絶縁を図るものであり、前記絶縁体１４の外周には外部導体の１つであるマイラーテープ１６が巻かれている。該マイラーテープ１６は低損失化や低雑音化を図るためのものであり、その周囲はもう１つの外部導体である編組１８で覆われている。該編組１８は基板やコンタクト４０と接続し、伝送路のアースを取るためのものであり、その周囲は電気絶縁性の塩化ビニール等の材料で製作された外皮１９で覆われている。

まず、本発明のポイントである同軸ケーブル１０の接続構造について説明する。前記同軸ケーブル１０は上述のような構造をしており、一方若しくは両端の外皮１９が所定の長さだけ除去され、かつ、前記絶縁体１４も所定の長さだけ除去され、前記中心導体１２及び外部導体としてのマイラーテープ１６と編組１８とが所定の長さだけ露出される。ここでいう所定の長さとは、接続や結線するために必要な長さを意味する。前記中心導体１２は下述するようにコンタクト４０や基板等に接続される。本接続構造のポイントは、外部導体としてのマイラーテープ１６と編組１８の両方を前記ボディ２０と前記フェルール３０とで挟持し、その状態で前記フェルール３０をカシメた点にある。具体例としては下述する。

図示はしないが、請求項１記載の同軸コネクタ１について説明する。該同軸コネクタ１は少なくとも上述したような同軸ケーブル１０とボディ２０とフェルール３０とを備えている。前記ボディ２０は金属製であり、公知技術のプレス加工や切削加工によって作成され、その材質としては寸法安定性や加工性や強度などが要求されるので、ステンレス鋼や銅合金（例えば、黄銅、リン青銅、ベリリウム銅等）などを挙げることができる。前記ボディ２０は一方端側に相手物（例えば、基板等）との接続手段を有しており、他方端側には前記同軸ケーブル１０が挿入される挿入部２２を有している。
該挿入部２２の大きさは、前記同軸ケーブル１０が入るように適宜設計されおり、同軸ケーブル１０より０．１〜０．２ｍｍ程度大きくしている。例えば、前記ボディ２０の一方端側には基板の挿入される端子部分を設け、該端子部分を基板に挿入するとともに前記ボディ２０に挿入された前記同軸ケーブル１０の中心導体１２を直に基板に挿入し、前記中心導体１２と前記端子部分を半田付け等で固定する接続手段もある。
また、前記フェルール３０も金属製であり、公知技術のプレス加工や切削加工によって作成され、その材質としては寸法安定性や加工性や耐食性などが要求されるので、銅合金（例えば、黄銅、リン青銅、ベリリウム銅等）やアルミニューム合金などを挙げることができる。前記フェルール３０は前記ボディ２０と前記同軸ケーブル１０とを固定するためのものであり、前記ボディ２０と間で前記同軸ケーブル１０の編組１８とマイラーテープ１６を挟持し、前記フェルール３０をカシメることで固定している。前記フェルール３０の形状はこのようにケーブルを固定する意味から略円柱状をしており、その大きさはこのような役割を考慮して適宜設計するが、役割から前記ボディ２０の挿入部２２より１〜３ｍｍ程度大きくしている。

図示はしないが、請求項２記載の同軸コネクタ１について説明する。該同軸コネクタ１は上述した請求項１記載の同軸コネクタ１にさらにコンタクト４０とインシュレータ５０とを備えている。前記コンタクト４０は前記同軸ケーブル１０の中心導体１２に半田付けや圧着や溶着等により接続するもので、金属製であり、公知技術のプレス加工や切削加工により製作され、その材質としては寸法安定性や加工性や強度などが要求されるので、ステンレス鋼や銅合金（例えば、黄銅、リン青銅、ベリリウム銅等）などを挙げることができる。前記コンタクト４０は、主に相手物と接触する接触部４２と前記インシュレータ５０に固定される固定部４４と前記同軸ケーブル１０の中心導体１２と接続される接続部４６とを備えている。前記接続部４６には、前記同軸ケーブル１０の中心導体１２が挿入される孔４８や切欠け等が設けられ、その大きさは前記中心導体１２より０．１〜０．３ｍｍ程度大きくしている。
前記インシュレータ５０は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の成形加工によって製作され、その材質としては寸法安定性や高周波特性や加工性やコスト等を考慮して適宜選択するが、ポリエチレンや４フッ化エチレンなどを挙げることができる。前記インシュレータ５０は略円柱状をしており、前記インシュレータ５０には前記コンタクト４０が保持される挿入孔５２が設けられており、前記コンタクト４０は圧入や引っ掛け等によって前記インシュレータ５０に保持されている。前記挿入孔５２の大きさは前記コンタクト４０より０．０５ｍｍ程度大きくしている。
請求項２記載の同軸コネクタ１のボディ２０には、請求項１記載の同軸コネクタ１の前記ボディ２０に更に前記同軸ケーブル１０の前記挿入部２２に連通した前記インシュレータ５０を保持する装着部２４を有しており、該装着部２４側には請求項１記載の同軸コネクタ１同様に相手物との接続手段を有している。前記装着部２４に、前記インシュレータ５０は圧入や引っ掛けやカシメによって保持されている。前記装着部２４の形状は前記インシュレータ５０の形状に沿って適宜設計されており、その大きさは前記インシュレータ５０より０．０５ｍｍ程度大きくしている。請求項２記載の同軸コネクタ１の場合の相手物との接続手段としては、例えば、前記装着部２４側の外周にネジ部を設けることや引っ掛け部を設けることなどが考えられる。

以下、図に基づいて、請求項３に記載した同軸コネクタ１の一実施例について説明する。図１（A）は同軸ケーブルが挿入されたない状態の請求項３記載の同軸コネクタの断面図であり、（B）は同軸ケーブルを挿入した状態の同軸コネクタの断面図である。請求項３記載の同軸コネクタ１は、請求項１記載の同軸コネクタ１と請求項２記載の同軸コネクタ１に相手物との接続手段として、ボディ２０の外周に回動するように装着されるとともに内側に相手物と螺着するネジ部６８を有するカップリング６０をさらに備えている。即ち、請求項３記載の同軸コネクタ１は、同軸ケーブル１０とボディ２０とフェルール３０とコンタクト４０とインシュレータ５０とカップリング６０とを備えたものである。以下で、それぞれの部位について説明する。

まず、前記ボディ２０について説明する。前記ボディ２０は金属製であり、公知技術のプレス加工や切削加工によって作成され、その材質については上述と同様である。前記ボディ２０には、他方端側に前記同軸ケーブル１０が挿入される挿入部２２を有しており、一方端側に前記挿入部２２に連通した前記インシュレータ５０を保持する装着部２４を有しており、該装着部２４側には相手物との接続手段である下述するカップリング６０が装着されている。前記該挿入部２２や前記装着部２４の大きさは上述と同様であり、前記同軸ケーブル１０が入り、前記インシュレータ５０が保持されるように適宜設計されている。一方端側の前記装着部２４の外周には、前記カップリング６０を回動自在に装着するためのリング７０が入る溝２６が設けられ、かつ、相手物との嵌合口６４方向側に防水性を高めるためのガスケット８０が取り付けられている。前記溝２６の大きさは、前記リング７０が入り、かつ、前記カップリング６０が回動できるように適宜設計する。

前記リング７０は金属製であり、該リング７０には前記カップンリング６０を前記ボディ２０に回動自在に固定するために弾性が要求され、その材質としてはリン青銅やベリリウム銅やバネ用ステンレス鋼を挙げることができる。
前記ガスケット８０は電気絶縁性の弾性体であり、前記ボディ２０の嵌合口６４側（一方端側）に、防水性を高めるように例えば圧入等により取り付けられ、その材質としてはシリコンゴムやニトリルゴムを挙げることができる。

次に、前記フェルール３０について説明する。前記フェルール３０も金属製であり、公知技術のプレス加工や切削加工によって作成され、その材質については上述と同様である。前記フェルール３０は前記ボディ２０と前記同軸ケーブル１０とを固定するためのものであり、前記ボディ２０と間で前記同軸ケーブル１０の編組１８とマイラーテープ１６を挟持し、前記フェルール３０をカシメることで固定している。この場合に、前記編組１８は前記フェルール３０の先端までにし、前記マイラーテープ１６は前記フェルール３０のほぼ中央までにし、前記編組１８と前記マイラーテープ１６とを前記フェルール３０と前記ボディ２０とで挟持している。

次に、前記コンタクト４０について説明する。前記コンタクト４０は前記同軸ケーブル１０の中心導体１２に半田付けや圧着や溶着等により接続するもので、金属製であり、公知技術のプレス加工や切削加工により製作され、その材質については上述と同様である。前記コンタクト４０は、主に相手物と接触する接触部４２と前記インシュレータ５０に固定される固定部４４と前記同軸ケーブル１０の中心導体１２と接続される接続部４６とを備えている。前記接続部４６には、前記同軸ケーブル１０の中心導体１２が挿入される孔４８や切欠け等が設けられいる。

次に、前記インシュレータ５０について説明する。前記インシュレータ５０は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の成形加工によって製作され、その材質については上述と同様である。前記インシュレータ５０は略円柱状をしており、前記インシュレータ５０には前記コンタクト４０が保持される挿入孔５２が設けられており、前記コンタクト４０は圧入や引っ掛け等によって前記インシュレータ５０に保持されている。

次に、前記カップリング６０について説明する。前記カップリング６０は略六角柱をしており、金属製であり、公知技術の切削加工により製作され、その材質は寸法安定性や加工性や強度などが要求されるので、ステンレス鋼や銅合金（例えば、黄銅、リン青銅、ベリリウム銅等）等を挙げることができる。前記カップリング６０には前記ボディ２０が入る嵌入部６２と相手物が入る嵌合口６４とを有しており、前記嵌入部６２と前記嵌合口６４とは連通しており、前記嵌入部６２の内周面には前記ボディ２０に前記リング７０によって回動自在に取り付けるための前記ボディ２０の溝２６に対応した位置に凹部溝６６が設けられ、前記嵌合口６４の内周面には相手物と接続するためのネジ部６８が設けられている。前記凹部溝６６の大きさは、前記ボディ２０の溝２６と同様に、前記リング７０が入り、かつ、前記カップリング６０が回動できるように適宜設計する。前記カップリング６０の嵌入部６２側の外周は、相手物との接続の際に接続し易いように六角ナットの形状に加工している。

最後に、接続構造について説明する。
同軸コネクタ１の接続構造としては、次のような順序で行う。
第１に、前記同軸ケーブル１０の先端の外皮１９と絶縁体１４を除去し、中心導体１２と外部導体としての編組１８とマイラーテープ１６を露出させる。
第２に、前記中心導体１２を前記コンタクト４０の孔４８に挿入し、半田付けや圧着によって接続する。
第３に、前記編組１８は前記フェルール３０の先端までにし、前記マイラーテープ１６は前記フェルール３０のほぼ中央までにした前記編組１８と前記マイラーテープ１６とを前記ボディ２０上に載せる。
最後に、第３の状態の前記編組１８と前記マイラーテープ１６の上に前記フェルール３０を被せ、前記フェルール３０と前記ボディ２０とで挟持した状態で、前記フェルール３０をカシメる。

本発明の活用例としては、無線通信設備等に使用される同軸コネクタ１にとして活用され、特に高周波の特性改善を図った接続構造に関するものである。

（A） 同軸ケーブルが挿入されたない状態の請求項３記載の同軸コネクタの断面図である。（B） 同軸ケーブルを挿入した状態の同軸コネクタの断面図である。

符号の説明

１ 同軸コネクタ
１０ 同軸ケーブル
１２ 中心導体
１４ 絶縁体
１６ マイラーテープ
１８ 編組
１９ 外皮
２０ ボディ
２２ 挿入部
２４ 装着部
２６ 溝
３０ フェルール
４０ コンタクト
４２ 接触部
４４ 固定部
４６ 接続部
４８ 孔
５０ インシュレータ
５２ 挿入孔
６０ カップリング
６２ 嵌入部
６４ 嵌合口
６６ 凹部溝
６８ ネジ部
７０ リング
８０ ガスケット

Claims (5)

1. 中心導体と該中心導体を覆う絶縁体と該絶縁体を覆う外部導体としてのマイラーテープと編組と該外部導体を覆う外皮とを有する同軸ケーブルと、該同軸ケーブルが挿入される挿入部を有するとともに一方端側に相手物との接続手段とを有するボディと、該ボディとの間で前記同軸ケーブルの編組とマイラーテープを挟持するとともに前記同軸ケーブルを固定するためカシメられるフェルールとを備えた同軸コネクタ。
2. 前記同軸コネクタは、前記同軸ケーブルの中心導体と接続するコンタクトと、該コンタクトが保持される挿入孔を有するインシュレータとを更に備えた請求項１記載の同軸コネクタ。
3. 前記同軸コネクタは、前記ボディの外周に回動するように装着されるとともに内側に相手物と螺着するネジ部を有するカップリングを更に備えた請求項１又は２記載の同軸コネクタ。
4. 前記編組と前記マイラーテープとを前記フェルールと前記ボディとで挟持し前記フェルールをカシメることを特徴とする請求項１、２又は３項記載の同軸コネクタの接続構造。
5. 前記同軸ケーブルの先端の外皮を除去し、前記編組は前記フェルールの先端までにし、前記マイラーテープは前記フェルールのほぼ中央までにし、前記編組と前記マイラーテープとを前記フェルールと前記ボディとで挟持し前記フェルールをカシメることを特徴とする請求項４記載の同軸コネクタの接続構造。

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