JP2006147481A - 同軸コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な接続特性を得ることができ、使用部品を低減し部品及び組立工数を低減すること。
【解決手段】 一対の同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５同士を互いに直接接触させて導通させる同軸コネクタ１において、外部導体１９を外側から圧接して導通させかつ前記同軸ケーブル１１，１３の軸方向の位置合わせを行う導電性のスリーブ２１と、前記中心導体１５同士の接触を保持するスプリング機構３１，３３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の同軸ケーブルの中心導体同士を互いに直接接触させて導通させる同軸コネクタに関するものである。

従来の同軸コネクタとしは、同軸ケーブルの端を接続構造（リセコネクタ）に取り付ける同軸多芯コネクタが知られている。同軸ケーブルの端をリセコネクタに取り付ける場合には、同軸ケーブルの端の外部導体及び誘電体を剥ぎ取り中心導体を露出して行っている。

また、中心導体にリセコネクタ内の中心導体接続用内面導体と導通をとるための部品を取り付け、さらに同軸ケーブルの外部導体をリセコネクタの外部シールドと接続している。リセコネクタは外部シールド、内面導体を有するインシュレータなどよって構成されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、従来の同軸コネクタとしは、中心導体上に被覆した絶縁部材上に被覆した外部導体とを有する一対の同軸ケーブルを有する同軸コネクタが知られている。

中心導体及び絶縁部材の先端面は突状にかつ球面状に研磨加工を施して形成されている球面接触部なっており、球面接触部を互いに接続する同軸コネクタが知られている（例えば、特許文献２を参照）。

さらに、従来の同軸コネクタとしは、プラグとジャック内に配設されて同軸ケーブルの絶縁外皮回りに挿通するスプリングによって一端が押圧されるとともに、絶縁外皮が剥がされて露出する外部導体回りに挿通するシールドカバーを有する同軸コネクタが知られている（例えば、特許文献３を参照）。

特開２０００−１７３７２７号公報 特許第３３０９２４０号公報 特許第３１６４８０１号公報

特許文献１のコネクタは、同軸ケーブルの端を接続構造（リセコネクタ）に取り付ける場合、同軸ケーブルの端の外部導体及び誘電体を剥ぎ取り中心導体を露出させる必要がある。

また、中心導体にリセコネクタ内の中心導体接続用内面導体と導通をとるための部品を取り付け、さらに同軸ケーブルの外部導体をリセコネクタの外部シールドと接続する必要がある。

また、リセコネクタ内の中心導体接続用内面導体がパイプ上であり、構造上、同軸ケーブルの中心導体よりも太くならざるをえず、リセコネクタ内で特性インピーダンスを同軸ケーブルと等しくするためには、外部シールドの直径を拡大するか、同軸ケーブルの誘電体よりも小さい誘電率を持つ誘電体を使用する必要がある。

また、リセコネクタが外部シールド、内面導体を有するインシュレータなどによって構成されているので、構造が複雑であり部品点数や組立工数が多くなるという問題がある。さらに、パイプ状の内面導体を用いることから各芯間距離を小さくすることが困難である。

特許文献２では、同軸ケーブルの中心導体同士を導通接続する構成や中心導体の先端部を凸面に加工する構成が開示されており、特許文献３ではスプリングに一端を押圧されるとともに絶縁外皮が剥がされて露出する外部導体回りに挿通するシールドカバーが開示されているが、中心導体の軸あわせや、外部導体同士を導通接続するような構成は示唆されていない。

それ故に、本発明の課題は、コンタクトなどの余分な部品が不要で部品点数や組立工数を削減でき、スリーブへ挿入される同軸ケーブルの中心導体を確実に接触させることができる同軸コネクタを提供することにある。

また、本発明の他の課題は、同軸ケーブルを多数本、一括接続する場合に全体の構造寸法が小さくできる同軸コネクタを提供することにある。

また、本発明の他の課題は、接続構造部分における特性インピーダンスの整合を良好に保とことができる同軸コネクタを提供することにある。

本発明は、一対の同軸ケーブルの中心導体同士を互いに直接接触させて導通させる同軸コネクタにおいて、前記中心導体を被覆している誘電体の外周面に設けた外部導体を外側から圧接して導通させかつ前記同軸ケーブルの軸方向の位置合わせを行う導電性のスリーブと、前記中心導体同士の接触を保持するスプリング機構とを有することを特徴とする同軸コネクタであることを最も主要な特徴とする。

本発明の同軸コネクタによれば、同軸ケーブルの外径と略同じ内径の金属スリーブを使用するため、特性インピーダンスが同軸ケーブルと等しくすることができる。

また、一対の同軸ケーブルの中心導体は、互いに直接接触させているため、コンタクトなどの余分な部品が不要で部品点数や組立工数を削減できる。

また、本発明の同軸コネクタによれば、スリーブは外部導体の導通機能の他に、接続される一対の同軸ケーブルの中心軸線方向における位置合わせを行う機能をも有することから、スリーブへ挿入される同軸ケーブルの中心導体を確実に接触させることができる。

また、本発明の同軸コネクタによれば、接続構造の大きさ、特に、ケーブルの外形径方向の寸法を小さくすることが可能であるため、同軸ケーブルを多数本一括接続する場合に、全体の構造寸法が小さくなる利点を有する。

さらに、本発明によれば、中心導体及び誘電体として接続される一対の同軸ケーブルそのものを用いて、一対の同軸ケーブルに略等しい内径をもつスリーブを使用する構造であるため、接続構造部分の特性インピーダンスが同軸ケーブルと略等しくなることよって接続構造部分での特性インピーダンス整合を良好に保とことができる。

本発明に係る同軸コネクタは、一対の同軸ケーブルの中心導体同士を互いに直接接触させて導通させる同軸コネクタにおいて、前記中心導体を被覆している誘電体の外周面に設けた外部導体を外側から圧接して導通させかつ前記同軸ケーブルの軸方向の位置合わせを行う導電性のスリーブと、前記中心導体同士の接触を保持するスプリング機構とを有することによりに実現した。

図１乃至図３は本発明に係る同軸コネクタの実施例１を示している。図４は、一方の同軸ケーブルと、同軸ケーブルに保持している固定リングを示している。図５は図４の左側面図である。

図１乃至図５を参照して、一対の同軸ケーブル１１，１３のそれぞれは、中心導体１５と、中心導体１５を被覆している誘電体１７の外周面に設けた外部導体１９とを有する。

同軸ケーブル１１，１３の端部は，図４に拡大して示したように、凸面状に加工されている。なお、図４には、一方の同軸ケーブル１３の端部のみを示したが、もう一方の同軸ケーブル１１の端部も一方の同軸ケーブル１３と同様に凸面状に加工されている。

同軸コネクタ１は、導電性のスリーブ２１と、一対の同軸ケーブル１１，１３における中心導体１５同士の接触を保持するスプリング機構と、中央部にスリーブ２１を置くためのＶ字型の中央溝２２が形成されているスリーブ受台２３と、スリーブ受台２３と一体となっている固定台２５とを有している。

スリーブ２１は、金属などの良導体材料で作られており、固定台２５上に一対の同軸ケーブル１１，１３の外部導体１９を外側から圧接して導通させ、同軸ケーブル１１，１３の中心軸線Ｘ方向における位置合わせを行い、一対の同軸ケーブル１１，１３の中心軸線Ｘを相対して位置合わせを行う。

スプリング機構は、一対の同軸ケーブル１１，１３を挿通した状態で一対の同軸ケーブル１１，１３のそれぞれに設けられている押圧用のスプリング３１と、スプリング３１によって一対の同軸ケーブル１１，１３をスリーブ２１方向へ押圧して付勢するように一対の同軸ケーブル１１，１３のそれぞれに保持されている固定リング３３とを有している。

スプリング３１及び固定リング３３は、同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５同士の接触状態を保持する。固定台２５には、スプリング３１を止めるための一対の突起３５が設けられている。固定リング３３は、加締め又は半田付けなどにより同軸ケーブル１１，１３に固定されている。

スリーブ受台２３には、スリーブ２１がスリーブ受台２３に形成されている中央溝２２上に配置されて、図６に示すように、同軸ケーブル１１，１３の中心軸線Ｘと同じ軸線であるスリーブ２１の軸線方向の両端における開口から同軸ケーブル１１，１３が挿入される。このとき、スリーブ２１は、スプリング３１のそれぞれにより両側より押される。

図７に示すように、スリーブ２１内の概ね中央部分で一対の同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５が接触し相対することにより、一対の同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５同士を互いに直接接触させて導通させている。同軸ケーブル１１，１３は、これらの同軸ケーブル１１，１３の端部が円弧上にかつ凸面状に加工されており、相対する同軸ケーブル１１，１３が同軸ケーブル１１，１３の中心軸線Ｘ方向の両側から一対のスプリング３１により押圧されているため、同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５がスリーブ２１内で接触し、外部導体１９の導通も得られる。

同軸ケーブル１１，１３においては、外部導体１９が同軸ケーブル１１，１３の外周面に配置され、外部導体１９が密な構造、例えば、銅管状の外部導体１９をもつセミリジッドケーブルなどの場合に用いることができる。

なお、実施例１ではスプリング３１により押圧力を得ている構成を示したが、スプリング３１の代わりにゴムなどの弾性体を用いることもできる。また、スリーブ２１は、確実な接触および挿抜が容易に行えるように、図８及び図９に示す筒状のスリーブ２１の周面における一部にかつスリーブ２１の中心軸線Ｘ方向に隙間２１ａを形成するようにしてもよい。隙間２１ａは、中心軸線Ｘ方向を直交する断面で見ると略Ｃ字状となっている。

図１０乃至図１５は、本発明に係る同軸コネクタの実施例２を示している。なお、実施例１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。

図１０乃至図１５を参照して、同軸コネクタ１０１は、実施例１によって説明した同軸コネクタ１の構成部品に加えて、一対の同軸ケーブル１１，１３における外部導体１９のそれぞれに接続して導通する一対の外部導体接続スリーブ１０３を有する。

一対の同軸ケーブル１１，１３の外部導体１９は、外部導体接続スリーブ１０３と接続導通させ、外部導体接続スリーブ１０３がスリーブ２１に接触し導通をとる役目を果たす。スリーブ２１に挿入される同軸ケーブル１１，１３の端部の外周面は、外部導体１９を剥ぎ取り誘電体１７が露出している。

また、外部導体１９は、編組線で構成されており、外部導体１９の外周面に誘電体１７の外被をもつ同軸ケーブル１１，１３に使用することができる。固定リング３３及び外部導体接続スリーブ１０３は、加締め又は半田付けなどにより同軸ケーブル１１，１３に固定している。

なお、実施例１及び実施例２における同軸コネクタ１１，１３では、同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５が細いか、もしくは中心導体１５の偏芯が大きい場合に、スリーブ２１内で同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５の接触が困難となることが想定できる。この場合は、図１６及び図１７に示すように、先端が凸状の金属材料で作られる中心コンタクト１０５を同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５の先端に、誘電体１７と中心導体１５との間に圧入して固定することで同軸ケーブル１１，１３の先端の中心導体１５における径を大きくし、同軸ケーブル１１，１３の中心導体１５の接続が容易に得られる構造とすることもできる。

さらに、一般に、同軸ケーブル１１，１３は、中心導体１５と外部導体１９との間の静電容量Ｃと中心導体１５の自己インダクタンスＬにより特性インピーダンスＺｃをもっている。

特性インピーダンスＺｃは、静電容量Ｃ、自己インダクタンスＬ、中心導体及び外部導体間との距離（径）により一意的に決定することができる。よって接続部分の径、及び中心導体１５と外部導体１９との間の集電率と透磁率とを同軸ケーブル１１，１３と同様に保つ構造とすることにより接続部分の特性インピーダンスＺｃが一対の同軸ケーブル１１，１３と略等しい値となり、インピーダンス不整合がない良好な伝送（接続）特性をもつ同軸ケーブル１１，１３の接続構造となる。

ここで、同軸ケーブル１１，１３の特性インピーダンスは、図１８に示すすように、中心導体１５の半径をａとし、外部導体１９の内面半径をｂとし、誘電率ε及び透磁率μの誘電体１７が充填された構造とすると、その特性インピーダンスＺｃは以下の式で表せる。

Ｚｃ＝１／２π・（μ／ε）^１／２・Ｌｏｇｅ（ｂ／ａ） ［Ω］
スリーブ２１は外部導体１９の内面半径と略同じ内面半径を有し、その他の特性（材質、厚さ）は特性インピーダンスに影響を与えない。したがって、スリーブ２１の使用による特性インピーダンスの変化はない。

本発明は、ノイズを嫌う伝送路用として多用される同軸ケーブルに接続する高周波伝送用の同軸コネクタの用途に適用できる。

本発明に係る同軸コネクタを示す正面図である（実施例１）。 図１に示した同軸コネクタのII-II線断面図である。 図１に示した同軸コネクタの右側面図である。 図１に示した同軸コネクタ及び固定リングを示す正面図である。 図４の左側面図である。 図１に示した同軸コネクタの一対の同軸ケーブル及びスリーブを分解した状態で拡大して示した正面図である。 図４に示した同軸コネクタの一対の同軸ケーブルをスリーブにより接続した状態を示す正面図である。 図６に示したスリーブに変形例を示す正面図である。 図８の右側面図である。 本発明に係る同軸コネクタを示す正面図である（実施例２）。 図１０に示した同軸コネクタのXI-XI線断面図である。 図１０に示した同軸コネクタの右側面図である。 図１０に示した同軸コネクタのXIII-XIII線断面図である。 図１０に示した同軸コネクタ、固定リング及び外部導体接続スリーブを示す正面図である。 図１４の左側面図である。 図１に示した同軸コネクタの変形例を示しており、中心コンタクトを備えた同軸コネクタの正面図である。 図１６の左側面図である。 本発明に係る同軸ケーブルの特性インピーダンスを説明するための説明図である。

符号の説明

１，１０１ 同軸コネクタ
１１，１３ 同軸ケーブル
１５ 中心導体
１７ 誘電体
１９ 外部導体
２１ スリーブ
２１ａ 隙間
２２ 中央溝
２３ スリーブ受台
２５ 固定台
３１ スプリング
３３ 固定リング
１０３ 外部導体接続スリーブ

Claims (2)

1. 一対の同軸ケーブルの中心導体同士を互いに直接接触させて導通させる同軸コネクタにおいて、前記中心導体を被覆している誘電体の外周面に設けた外部導体を外側から圧接して導通させかつ前記同軸ケーブルの軸方向の位置合わせを行う導電性のスリーブと、前記中心導体同士の接触を保持するスプリング機構とを有することを特徴とする同軸コネクタ。
2. 請求項１記載の同軸コネクタにおいて、前記スリーブは前記同軸ケーブルと略同じ内径であり、前記スリーブの周面の一部にかつ前記スリーブの軸方向に形成した隙間を有していることを特徴とする同軸コネクタ。
   
   

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