JP2006302824A - シールドコネクタ - Google Patents

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Norifumi Yoshida
典史 吉田
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Abstract

【課題】高周波対応のシールド電線に外導体端子を接続する際にシールド電線の変形が抑制され、良好な高周波特性、電線固着力及び電気的な接続を得られるスリーブと、このようなスリーブを備えたシールドコネクタを提供する。
【解決方法】
円筒状スリーブ30は、その円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁の一方の端縁34が、他方の端縁36の上に乗り上げるように径方向に傾斜したテーパ面に形成された部分と、他方の端縁36の下に滑り込むように径方向に傾斜したテーパ面に形成された部分とが混在して形成されており、且つこの一方の端縁34に対向する他方の端縁36が前記テーパ面に沿ってスライドし得る逆テーパ面に形成されてなることを特徴とするシールドコネクタ。
【選択図】 図1

Description

本発明は、シールド電線に接続されるシールドコネクタに関し、更に詳しくは、シールドコネクタの外導体端子の圧着加工による同軸線の変形を防ぐためシールド電線の絶縁体とシールド導体との間に介設されるスリーブ部材とこれを備えたシールドコネクタに関する。
近年、自動車、OA機器、家電製品等を中心に高性能、多機能化が急速に進められてきており、それに伴い伝送される電気信号は高速化(高周波化)されてきている。一般に、このような高周波の電気信号を伝送するためにはシールド電線が用いられるが、伝送される電気信号の高周波化に伴って、このシールド電線に接続されるシールドコネクタにも高周波特性の向上の要求が高まっている。
従来のシールド電線とその端末に接続されるシールドコネクタの一例を図6に示す。シールド電線10は、金属製の複数の素線を撚り束ねた信号導体12を、絶縁体14を介して、同じく複数の素線を編んだ編組線16よりなるシールド導体が被覆し、更にその外周を絶縁性のシース18が覆った同軸の構造になっており、シールド導体16が信号導体12の外周を一定の間隔を置いて隙間なく覆うことで高周波の電気信号の伝送に適した構造になっている。
この絶縁体14は、一般にポリエチレン樹脂から形成されているが、特に高周波対応の低損失シールド電線では、絶縁体の実効比誘電率を低下させるために、ポリエチレン樹脂を発泡させて形成される。また、前記絶縁体とシールド導体の間にPET樹脂でラミネート加工した金属箔を配し、シールド導体の表面を平滑化して信号導体とシールド導体間のインピーダンス変動を抑えて反射損失を低減させたシールド電線等も知られている。
このシールド電線10の両端に接続されるシールドコネクタは、シールド電線10の信号導体12と接続される内導体端子20を、所定の誘電率を有する誘電体40を介して外導体端子50の嵌合部52で覆って電磁的にシールドする構造になっている。
このシールドコネクタの外導体端子50を、シールド導体圧着部54とシース圧着部56によりシールド電線10の外導体端子16とシース18に接続する圧着加工においては、信頼性の高い電気的な接続と、強固な機械的固着力が要求される。
そのため、シールド電線10の絶縁体14とシールド導体16の間に金属性の薄板材を屈曲形成した円筒状スリーブ70を挿入することで、シールド電線10の断面形状の変形を防止しつつ、シールド導体圧着部54とシース圧着部56でシールド電線をきつく加締めてシールド電線10にシールドコネクタを確実に固定することができるシールドコネクタが知られており、例えば特開2003−317882号公報(特許文献1)や特開2003−297493号公報(特許文献2)等があげられる。
特許文献1に記載の発明に係る同軸コネクタは、シールドコネクタの外導体端子の嵌合部内に配置された誘電体に内導体端子等を予め装着し、シールド電線のシールド導体と絶縁体との間にスリーブを挿入してから内導体端子と信号導体との接続加工を行うようにし、シールド電線への端子の正確な接続を行い、更に接続工程の簡略化を図るものである。また、内導体端子と信号導体との接続部付近のインピーダンス変動を抑えるためのインピーダンス整合部がスリーブと一体に設けられている。
特許文献2に記載の発明に係る同軸コネクタは、シールド電線の信号導体と内導体端子の接続部付近で外導体端子の内口径を小径化してコネクタのインピーダンス整合を図るというものである。更に、シールド電線のシールド導体と絶縁体の間に挿入されるスリーブと外導体端子を一体に形成し、シールド電線への組付けを容易にしている。
特開2003−317882号公報 特開2003−297493号公報
しかしながら、外導体端子50のシールド導体圧着部54,シース圧着部56がシールド電線10を包み込んで加締める圧着加工の際に、スリーブ70の円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁72がずれて、スリーブ70も押しつぶされて、このスリーブ70の突き当たり端縁72の一方がシールド電線10の絶縁体14に食い込んでしまう。
図7は外導体端子50が圧着接続されたシールド電線10のシールド導体圧着部54の断面写真である。スリーブ70の突き当たり端縁72の一方が絶縁体14に食い込んで、信号導体12に約100μmの距離まで接近している。このように、スリーブが変形してしまうと、高周波特性の劣化のみならず、食い込んだスリーブと信号導体間の絶縁破壊や短絡等の問題が生じる。
そこで本発明の目的は、高周波対応のシールド電線に外導体端子を接続する際にシールド電線の変形が抑制され、良好な高周波特性、電線固着力および電気的な接続を得ることができるスリーブ部材と、このようなスリーブ部材を備えたシールドコネクタを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係るシールドコネクタは、信号導体の周りに絶縁体を介してシールド導体が被覆され、その外周をシースにより被覆されたシールド電線の前記信号導体の端末に内導体端子が接続され、シールド電線の前記シールド導体に外導体端子が接続されてなるものにおいて、前記シールド電線の前記シールド導体と前記絶縁体との間に導電性金属からなる薄板材を円筒状に屈曲形成されてなる円筒状スリーブが挿入され、該円筒状スリーブの部位において外導体端子により前記シールド導体が圧着接続された構成であって、該円筒状スリーブは、そのの円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁の一方の端縁が、他方の端縁の上に乗り上げるように径方向に傾斜したテーパ面に形成された部分と、他方の端縁の下に滑り込むように径方向に傾斜したテーパ面に形成された部分とが混在して形成されており、且つこの一方の端縁に対向する他方の端縁が前記テーパ面に沿ってスライドし得る逆テーパ面に形成されていることを要旨とするものである。
また、本発明の請求項2記載のシールドコネクタは、請求項1記載のシールドコネクタにおいて、前記円筒状スリーブの円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁の一方には一または複数の切欠部を備えており、この端縁と対向する他方の突き当たり端縁には前記切欠部に噛み合わされる複数の突出部を備えてなることを要旨とするものである。
また、請求項3記載のシールドコネクタは、前記請求項1または請求項2記載のシールドコネクタにおいて前記外導体端子の一端縁に前記円筒状スリーブが一体に延設されてなることを要旨とするものである。
請求項4記載のシールドコネクタは、前記請求項1乃至る請求項3のいずれか1項に記載のシールド電線の絶縁体が発泡樹脂で形成されてなることを要旨とするものである。
そして、請求項5記載のシールドコネクタ用スリーブ部材は、信号導体の周りに絶縁体を介してシールド導体が被覆され、その外周をシースにより被覆されたシールド電線の前記信号導体の端末に内導体端子が接続され、シールド電線の前記シールド導体に外導体端子が接続されてなるシールドコネクタの前記シールド導体と前記絶縁体との間に挿入されるものであって、導電性金属からなる薄板材を円筒状に屈曲形成され、その円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁の一方の端縁が、他方の端縁の上に乗り上げるように傾斜したテーパ面に形成された部分と、他方の端縁の下に滑り込むように傾斜したテーパ面に形成された部分とが混在して形成されており、且つこの一方の端縁に対向する他方の端縁が前記テーパ面に沿ってスライドし得る逆テーパ面に形成されていることを要旨とするものである。
上記請求項1に記載されるシールドコネクタによれば、シールド電線のシールド導体と絶縁体の間に円筒状スリーブを挿入し、外導体端子によりシールド電線をかしめる際に、前記一方の端縁が他方の端縁の上に乗り上げるように傾斜したテーパ面の部分では、一方の端縁は他方の端縁の上方へ、他方の端縁は一方の端縁の下方へ移動しようとし、これとは逆に、前記一方の端縁が前記他方の端縁の下に滑り込むように傾斜したテーパ面に形成された部分では、前記一方の端縁が前記他方の端縁の下方へ、前記他方の端縁が前記一方の端縁の上方へ移動しようとする。このように、円筒状スリーブの円周方向の継ぎ目をなす突き当たり端縁に、上方に移動しようとする部分と、下方に移動しようとする部分が混在することによって、この両方の動きが打ち消し合って、該円筒状スリーブの突き当たり端縁がシールド電線の絶縁体に食い込んでしまうことがない。これにより、シールド電線の断面の変形が抑制され、良好な高周波特性、電線固着力および電気的な接続を備えた、外導体端子のシールド電線への接続が可能となる。
また、請求項2のような構成とすれば、円筒状スリーブの突き当たり端縁でスリーブの軸方向へのずれがなく、前記突き当たり端縁の対向するテーパ面同士が互いに擦り合ってスライドし得るように噛み合いやすく、また圧着加工により締め付けられた際もずれにくいため、より効果的にスリーブの変形を防止して、スリーブの突き当たり端縁がシールド電線に食い込むのを防ぐことができる。
また請求項3に記載のように、円筒状スリーブが外導体端子の一端縁に一体に延設されたものでは、このシールドコネクタを構成する部品点数の増加を防ぐことができ、シールド電線のシールド導体と絶縁体との間へのスリーブの挿入と外導体端子の圧着が作業性良く行われ、シールドコネクタの組み立て作業を容易かつ効率的にすることが可能となる。
また、上記請求項1、請求項2または請求項3に記載のシールドコネクタによれば、シールド電線のシールド導体とシースの間に挿入される円筒状スリーブの変形が押さえられているので、前記シールド電線の絶縁体が発泡樹脂で形成されている、高周波対応のシールド電線にも好適に接続することができ、インピーダンス変動や、スリーブとシールド電線の信号導体との短絡を防ぐことができる。
そして、請求項5記載のシールドコネクタ用スリーブ部材によれば、前記請求項1記載のシールドコネクタについても説明したように、円筒状スリーブの円周方向の継ぎ目をなす突き当たり端縁に、上方に移動しようとする部分と、下方に移動しようとする部分が混在することによって、この両方の動きが打ち消し合って、該円筒状スリーブの突き当たり端縁のどちらかがシールド電線の絶縁体に食い込んでしまうことがない。このシールドコネクタ用スリーブ部材は既存の様々なタイプのシールドコネクタに好適に用いることができ、前記同軸構造のシールド電線のシールド導体と絶縁体との間に挿入するだけで、圧着加工による変形からシールド電線を保護することができ、優れた高周波性能を付与することができる。
以下に本発明の実施の形態について図1〜5を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施形態で、シールド電線10の端末に外導体端子50が接続される様子を示した分解斜視図である。
図1に示されるシールド電線10は電気信号等の伝送路として金属製の複数の素線を撚り束ねた信号導体12の周りに発泡樹脂による絶縁体14を介して同じく複数の素線を編んだ編組線よりなるシールド導体16が被覆され、その外周をシース18で覆った同軸線のシールド構造になっており、シールド導体16が信号導体12の外周を隙間なく覆うことで高周波の電気信号の伝送に適したものとなっている。そして、その先端はシース18と絶縁体14が所定長さ皮剥きされて信号導体12およびシールド導体14が露出されている。この信号導体には内導体端子20が接続されている。
外導体端子50は、前後に開口した略円筒状に形成され、内導体端子20を誘電体40を介して覆ってシールドするための嵌合筒部52と、この嵌合筒部52の後端に、シールド電線10のシールド導体16を挟着する一対の圧着片が上方に向かって突出するように形成されたシールド導体圧着部54と、その更に後端にシールド電線10のシース18を挟着する一対の圧着片が同じく上方に向かって突出するように形成されたシース圧着部56とが形成されている。
図2(a)は、図1に示したスリーブ30を拡大した斜視図である。スリーブ30は、黄銅材料等の導電性金属からなる薄板材を屈曲形成し、シールド電線の絶縁体14の外径寸法と略同一形の内径寸法を有する薄肉厚の円筒であり、この円筒状のスリーブの軸方向の端縁32は、シールド線の絶縁体14とシールド導体16との間に差し込みやすいように、内径は維持しつつも先細のテーパ状に形成されている。且つ、このスリーブ30は、円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁34,36同士が突出部35と切欠部37を複数備え、互いに噛み合うように形成されている。
このスリーブ30をシールド電線10に装着すると、先細のテーパ状に形成されたスリーブ端縁32がシールド線10の絶縁体14とシールド導体16との間にスムーズに挿入され、且つそのテーパ面によりシールド導体16が外側に押し拡げられる。
図3(a)(b)は、図2(b)のA−A矢視、B−B矢視を表した断面図である。図3(a)に示されるA−A断面では左側の突き合わせ端縁34が右側の突き合わせ端縁36の上になるように、且つこの端縁34,36が互いに擦り合ってスライドし得るようなテーパ面に形成されている。図3(b)に示されるB−B断面ではA−A断面とは逆に右側の端縁34が左側の端縁36の上になるようなテーパ面に形成されている。
図4は、スリーブ30が装着されたシールド電線10の端末に外導体端子50が圧着される前の状態を示した斜視図である。シールド電線10に接続された内導体端子20を、外導体端子50の嵌合筒部52内に配置された誘電体40に、嵌合筒部52の後端から挿入しつつ、スリーブ30が装着されたシールド電線10を外導体端子50の圧着部54,56の上に載置する。そして、このシールド導体16が露出した部分は外導体端子50のシールド導体圧着部54で、シース18は同じく外導体端子50のシース圧着部56で挟着されて、外導体端子50がシールド電線10に電気的及び機械的に接続される。
このシールド電線10に外導体端子50を圧着接続する際に、シールド電線10に装着されたスリーブ30はシールド導体16の上からシールド導体圧着部54に、更にシールド導体16を介してシース18の上からシース圧着部56に、挟み込まれて、押さえつけられることになる。
本発明に係るスリーブ30おいては、図3(a)が示すように、その突き当たり端縁34,36の一部では、左側の端縁34が右型の端縁36の上になるように、端縁34,36が面取りされてテーパ状に形成されている。従って、この部分に外部から締めつける力が加わると、右側の端縁36が左側の端縁34の下に滑り込むように、つまり左側の端縁34が右側の端縁36に乗り上げるようにスライドしようとする。
一方、このスリーブ30の突き当たり端縁34,36の別の一部では、図3(b)が示すように、前記の部分とは逆に右側の端縁36が左側の端縁34の上になるようなテーパ状に形成されている。従って、外部から締めつける力が加わると、前記の部分とは逆に、左側の端縁34が右側の端縁36の下に滑り込むように、つまり右側の端縁36が左側の端縁34に乗り上げるようにスライドしようとする。
このように、当接して対をなす突き当たり端縁34,36のそれぞれの端縁に、他方の端縁の上方に乗り上げようとする部分と、下方に滑り込もうとする部分の両方が混在した状態となるため、これらの成分が相殺し合い、スリーブ30の端縁34,36がシールド電線10の絶縁体12にめり込んでしまうことがない。
図5は本発明の第2の実施形態であり、前記シールドコネクタのスリーブと外導体端子が一体に形成されたものである。シールド電線10の信号導体12には、内導体端子20が接続されており、この信号導体12の周りを絶縁体14を介してシールド導体16が覆っており、さらにその外周をシース18が被覆する構造となっている。
外導体端子51は導電性金属より形成され、嵌合筒部52とその後端から延設された円筒状スリーブ部30を備えている。この嵌合筒部52の後端には上壁部分が開口した開口部53が形成されている。この開口部は、外導体端子51の嵌合筒部52に予め収容固定された誘電体40に、シールド電線10の信号導体12に圧着接続された内導体端子20を図示しない治具等によって後方から押込むためのスペースとして利用するためのもので、この開口部53により内導体端子20の挿入作業を機械による自動化で行うことを可能にする。したがって、誘電体40に挿入後の内導体端子20の圧着部は、この開口部53では外導体端子51の嵌合筒部52では覆われておらず、露出された状態となる。
そこで、この開口部に導電性金属で形成された遮蔽部材58を嵌着して内導体端子20をシールドする。この遮蔽部材58の後端にはシールド導体圧着部54、シース圧着部56が延設されており、前記遮蔽部材58で、嵌合筒部52の開口部53を覆ってシールドするとともに、このシールド導体圧着部54、シース圧着部56により、シールド電線10の円筒状スリーブ30が装着された位置を挟着して、シールド電線10に外導体端子51を接続する。
この円筒状スリーブ30は、前記第一の実施形態と同じものであり、導電性金属からなる薄板材を屈曲形成し、シールド電線10の絶縁体14の外径寸法と略同一形の内径寸法を有する薄肉厚の円筒に形成されてなるものである。この円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁34,36同士が突出部35と切欠部37を複数備え、互いに噛み合うように形成されている。
この円筒状スリーブ30の円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁の一方の端縁34は、他方の端縁36の上に乗り上げるように傾斜したテーパ面に形成された部分と、他方の端縁36の下に滑り込むように傾斜したテーパ面に形成された部分とが混在して形成されており、且つこの一方の端縁34に対向する他方の端縁36が前記テーパ面と擦り合って互いにスライドし得るテーパ面に形成されている。
シールド電線10のこのスリーブ30が装着された部分に、外導体端子51の遮蔽部材58の後端に延設されたシールド導体圧着部54,シース圧着部56を圧着接続する際には、このスリーブ30はシールド導体16の上からシールド導体圧着部54に、更にシールド導体16を介してシース18の上からシース圧着部56に、挟み込まれて、押さえつけられることになる。
この時、スリーブ30の突き当たり端縁34,36の一部では、コネクタの嵌合面方向から見て右側の端縁36が左側の端縁34の下に滑り込むように、つまり左側の端縁34が右側の端縁36に乗り上げるようにスライドしようとする。
一方、このスリーブ30の突き当たり端縁34,36の別の一部では、前記の部分とは逆に、左側の端縁34が右側の端縁36の下に滑り込むように、つまり右側の端縁36が左側の端縁34に乗り上げるようにスライドしようとする。
このように、当接して対をなす突き当たり端縁34,36のそれぞれの端縁に、他方の端縁の上方に乗り上げようとする部分と、下方に滑り込もうとする部分の両方が混在した状態となるため、これらの動きが相殺し合い、スリーブ30の端縁34,36がシールド電線10の絶縁体12にめり込んでしまうことがない。
また、本実施形態においては、外導体端子51の嵌合筒部52とスリーブ30を一体に形成し、別途遮蔽部材58を設け、この遮蔽部材58とシールド導体圧着部54とシース圧着部56とが一体に形成されている。これにより、外導体端子51の嵌合筒部52の後端の開口を大きくとることが可能になり、この嵌合筒部52内に配置された誘電体40に、シールド電線10に圧着接続された内導体端子20を挿入する作業を容易にする事ができる。また、小さいスリーブ30を正確に把持して、内導体端子20が接続されたシールド電線10に挿入するのは困難な作業であるが、本実施形態のようにスリーブ30を外導体端子の遮蔽部材58と一体に形成することによって、作業性が改善される。また、外導体端子51の嵌合筒部52の前記開口部53を遮蔽部材58で覆うようにしたため、シールド性も向上される。
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上記実施例においては、円筒状スリーブの突き当たり端縁が、突出部と切欠部を備えて噛み合うような形状に形成されてなるものを示したが、この他に、直線状、矩形状または曲線状の端縁であっても両端縁が当接してスリーブの円筒方向の継ぎ目を形成しており、相対する向きにスライドし得るテーパ面に形成された部分を2組以上備えたものであればよいことは言うまでもない。
また、前記実施形態の中では、シールド電線の絶縁体の材質については、前記の発泡タイプのものにも、無発泡タイプのものにも好適に用いることができる。
本発明に係るシールドコネクタは、高周波信号の伝送に適し、端子と電線の強い固着力や高い電気的接続の信頼性を有しているので、例えば、自動車用ワイヤハーネスのコネクタ部材およびその製造等に好適に利用することができる。
本発明の第1の実施形態で、シールド電線の端末に外導体端子が接続される様子を示した分解斜視図である。 (a)は図1に示したスリーブを拡大した斜視図、(b)はその断面部分を矢視する図である。 (a)は図2のA−A矢視の断面図、(b)はB−B矢視の断面図である。 スリーブが装着されたシールド電線10の端末に外導体端子50が圧着される前の状態を示した斜視図である。 本発明の第2の実施形態の分解斜視図であり、シールドコネクタのスリーブと外導体端子が一体に形成されたものである。 従来のシールド電線とその端末に接続されるシールドコネクタの一例の分解斜視図である。 従来の外導体端子が圧着接続されたシールド電線のシールド導体圧着部の断面写真である。
符号の説明
10 シールド電線
20 内導体端子
30 円筒状スリーブ
40 誘電体
50 外導体端子
51 外導体端子
52 嵌合筒部
54 シールド導体圧着部
56 シース圧着部

Claims (5)

  1. 信号導体の周りに絶縁体を介してシールド導体が被覆され、その外周をシースにより被覆されたシールド電線の前記信号導体の端末に内導体端子が接続され、シールド電線の前記シールド導体に外導体端子が接続されてなるシールドコネクタにおいて、
    前記シールド電線の前記シールド導体と前記絶縁体との間に導電性金属からなる薄板材を円筒状に屈曲形成されてなる円筒状スリーブが挿入され、該円筒状スリーブの部位において外導体端子により前記シールド導体が圧着接続された構成であって、該円筒状スリーブは、その円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁の一方の端縁が、他方の端縁の上に乗り上げるように径方向に傾斜したテーパ面に形成された部分と、他方の端縁の下に滑り込むように径方向に傾斜したテーパ面に形成された部分とが混在して形成されており、且つこの一方の端縁に対向する他方の端縁が前記テーパ面に沿ってスライドし得る逆テーパ面に形成されてなることを特徴とするシールドコネクタ。
  2. 前記円筒状スリーブの円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁の一方には一または複数の切欠部を備えており、この端縁と対向する他方の突き当たり端縁には前記切欠部に噛み合わされる複数の突出部を備えてなることを特徴とする前記請求項1記載のシールドコネクタ。
  3. 前記外導体端子の一端縁に前記円筒状スリーブが一体に延設されてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載のシールドコネクタ。
  4. 前記シールド電線の絶縁体が発泡樹脂で形成されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシールドコネクタ。
  5. 信号導体の周りに絶縁体を介してシールド導体が被覆され、その外周をシースにより被覆されたシールド電線の前記信号導体の端末に内導体端子が接続され、シールド電線の前記シールド導体に外導体端子が接続されてなるシールドコネクタの前記シールド導体と前記絶縁体との間に挿入されるシールドコネクタ用スリーブ部材であって、
    導電性金属からなる薄板材を円筒状に屈曲形成され、その円周方向の継ぎ目である突き当たり端縁の一方の端縁が、他方の端縁の上に乗り上げるように傾斜したテーパ面に形成された部分と、他方の端縁の下に滑り込むように傾斜したテーパ面に形成された部分とが混在して形成されており、且つこの一方の端縁に対向する他方の端縁が前記テーパ面に沿ってスライドし得る逆テーパ面に形成されていることを特徴とするシールドコネクタ用スリーブ部材。

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