JP2007258178A - 環状波形同軸ケーブルのための軸方向圧縮電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来技術の欠点を克服する電気コネクタと取付け方法とを提供すること。
【解決手段】 環状波形硬質外部導体を有する同軸ケーブルのための、インタフェースおよびケーブル端を持つ長手方向軸を有する電気コネクタ。コネクタの長手方向軸に沿って締り嵌めで接合された本体とインタフェースとを有するコネクタ。本体のボア内のスプリングフィンガーリングは、本体に硬く接続される。コネクタ端に向かって延びていて、コネクタ端において内側に突き出たビードを有する複数のスプリングフィンガーを有するスプリングフィンガーリング。ケーブル端に開いていてインタフェースのケーブル端に近い外部導体溝の反対側に配置されるスプリングフィンガー。
【選択図】 図３

Description

（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００６年３月２２日に提出されたＪａｍｅｓ Ｗｌｏｓ，Ｊｏｈｎ ＤｙｋｓｔｒａおよびＪｅｆｆ Ｐａｙｎｔｅｒによる「環状波形同軸ケーブルのための軸方向圧縮電気コネクタ（Ａｘｉａｌ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｆｏｒ Ａｎｎｕｌａｒ Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ Ｃｏａｘｉａｌ Ｃａｂｌｅ）」と題する米国実用特許出願第１１／２７７，１６４号の利益を主張する。

本発明は、電気コネクタに関する。特に本発明は、コネクタの分解なしでの軸方向圧縮の適用による環状波形外部導体を有し、電気ケーブルに取付け可能な電気コネクタに関する。

波形外部導体ケーブル用のコネクタは、半柔軟（ｓｅｍｉ−ｆｌｅｘｉｂｌｅ）な波形同軸ケーブル業界のいたるところで使用されている。

従来からコネクタは、本体と、外部導体の先端を締め付けられるインタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）との間のねじ込み接続を介した機械的圧縮を用いて環状波形外部導体同軸ケーブルに取り付けられるように設計されている。典型的には、この締付けは、外部導体の広がった先端の角度に適合するように面取りされたインタフェースの締付け面に対して行われる。締付け面に対する外部導体の先端を締め付けは、スラストワッシャなどによって行なわれ、このスラストワッシャ（ｔｈｒｕｓｔ ｗａｓｈｅｒ）は、本体とインタフェースが互いに回転するときに外部導体の先端またはスプリングフィンガーの捩れまたは引裂きを防止するために通常、本体から分離されている。

スラストワッシャとしては、各スプリングフィンガーの端部に内側に突き出たビードを先端に付けた複数のスプリングフィンガーを有するスプリングフィンガーリングが使用されてきた。スプリングフィンガーは、外部導体の先端上で反り返って、内側に突き出たビードが外部導体先端の最初の波形に収まり、外部導体先端の裏側に締付け固定することができる。スプリングフィンガーリングが回転の際に本体から分離されることを可能にするために、一連の保持用の溝、段およびまたはショルダー（ｓｈｏｕｌｄｅｒ）が従来から使用されており、その結果、コネクタは、製造時に広汎の機械加工ステップを必要とし、かなり大きな本体直径と全体重量とを有するものになっている。

ケーブル・コネクタ業界内の競争においては、取付け時間と必要な取付け工具とコネクタ製造／材料コストとを最小化することの重要性が増加している。競争においては、使い易さと電気的相互接続品質とコネクタ信頼性とにも注意を集中している。

したがって、このような従来技術の欠点を克服する電気コネクタと取付け方法とを提供することが本発明の目的である。

本発明者は、従来のねじ込み式スプリングフィンガーコネクタによれば、本体内でスラストワッシャまたはスプリングフィンガーリングを回転可能に保持するために相互接続ねじ、および／または多数のガイド溝／段および／またはショルダーを生成するため、製造時に本体、インタフェース、およびスラストワッシャまたはスプリングフィンガーリングに広汎な機械加工作業が必要となることを認めている。

また本発明者は、従来のコネクタが典型的には硬質の金属棒材から機械加工され、その結果、かなりの材料コストを招いていることも認めている。ねじ込み相互接続面に適当な締付け加工面と強度とを与えるために、またスラストワッシャ、スプリングフィンガーリングなどを回転可能に備えるために大きなコネクタ本体寸法が必要となり、更に材料要件と取付けの困難さとを大きくしていることも認識している。

本発明は、環状波形硬質外部導体同軸ケーブルでの使用のための標準的Ｎ型コネクタインタフェースにおける図１〜７に関して詳細に説明される。当業者には、本発明が下記に論じられるように、他の標準のまたは専用のコネクタインタフェースにも同様に適用可能であることが理解されるであろう。

本明細書に組み込まれ、またこれを構成する付属図面は、本発明の実施形態を例示しており、また上記の本発明の一般的説明および以下に示す実施形態の詳細説明と共に、本発明の原理を説明するために有用である。

コネクタ１は、本体７と結合するインタフェース５を取り囲む連結ナット３を備える。金属材料要件を減らしてコネクタ１の全体重量を削減するために、本体７は、本体内側部分９と本体外側成形物（ｏｖｅｒｍｏｌｄｉｎｇ）１１とで形成されていてもよい。同様に連結ナット３は、連結ナット内側部分１３と連結ナット外側成形物１４とで形成されていてもよい。本体および連結ナットの外側成形物１１、１４は、対応する内側部分の周りに射出成形されたポリカーボネートその他のプラスチックといったポリマー材料でもよい。外側成形物との接着を改善するために金属内側本体部分９と連結ナット部分１３には織り目加工（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）表面処理１６が施されていてもよい。

図３に示すように、本発明によるコネクタ１は、如何なる組立て／分解要件もなしに、ケーブル１５に直ぐに取り付けられるようになっている。本体内側部分９とインタフェース５は、本体内側部分９のコネクタ端１７側のボアとインタフェース５の対応するケーブル端１９側の外径とに沿って締り嵌めで互いに連結される。コネクタ１の内部には、本体７の内部で、インタフェース５のケーブル端１９側の近隣における初期締り嵌めによってフレアリング２１が保持される。フレアリング２１は、コネクタ１のケーブル端１９の方に開いて外部導体溝２７を形成する面取りされたフレアシート２３と保持リップ２５とを有する。あるいは、外部導体溝２７を形成する面取りされたフレアシート２３と保持リップ２５とがインタフェース５のケーブル端に形成されてもよく、これによりフレアリング２１は省かれる。

例えば図４、５に示すように、本体内側部分９のケーブル端１９に連結された本体７のボア内にスプリングフィンガーリング２９が配置される。スプリングフィンガーリング２９は、コネクタ端１７に向かって延びる複数のスプリングフィンガー３１を有する。スプリングフィンガー３１の各々は、その先端に内側に突き出たビード３３を有する。ケーブル端１９における本体外側成形物１１は、本体内側部分９のボアの内部でスプリングフィンガーリング２９の保持を助けるように、スプリングフィンガーリング２９の内側半径方向に、内側に延びるように形成されてもよい。またケーブル端１９において本体外側成形物１１に形成された傾斜面には、コネクタ１内へケーブル１５を挿入するためのガイド面３５が備えられていてもよい。

インタフェース５は、所望の接続インタフェースの型にしたがって適応させられる。必要であれば、インタフェース５の内部に同軸的にセンターピン３９を保持するために絶縁体３７が使用され得る。センターピン３９のケーブル端１９におけるスプリングバスケット（ｓｐｒｉｎｇ ｂａｓｋｅｔ）４１は、挿入時にケーブル１５の内部導体４３に電気的に接触してこれを保持するために内向きに付勢される。

連結ナット３は、コネクタ端１７における外向きに突き出た保持ショルダー４５とケーブル端１９における本体７との間でインタフェース５の外径の周りに回転可能に保持される。第１の実施形態では連結ナット内側部分１３は、Ｎ型インタフェースの仕様にしたがってねじ山が作られている。

本発明によるコネクタ１は、下記の手順にしたがって取り付けられる。同軸ケーブル１５は、外部導体４７から内部導体４３の所望の長さを露出させるために、剥ぎ取られ、外部被覆４９がもしあれば、外部導体４７の所望の長さから除去される。その後ケーブル１５は、コネクタ１のケーブル端１９に挿入される。フレアリング２１は内側本体部分９との初期締り嵌めによってインタフェース５のケーブル端１９に隣接して保持されているので、外部導体４７の先端５１がスプリングフィンガー３１の内側に突き出たビード３３に接触するとき、スプリングフィンガー３１は、フレアリング２１の保持リップ２５から離れて、外部導体４７の先端５１が通過するのを可能にするためにスプリングフィンガーが外向きに反り返ることを可能にする。図６に示すように、外部導体４７の先端５１がスプリングフィンガー３１の内側に突き出たビード３３を通り過ぎると、スプリングフィンガー３１は準備状態に戻り、外部導体４７の先端５１の背後の最初の波形内に静止する。同時に図６に示すように、内部導体４３は、もしあればセンターピン３９のスプリングバスケット４１への入口の直ぐ近くの位置まで進められる。

最後にコネクタ１とケーブル１５とを互いに固定するために軸方向圧縮力が加えられる。本体７のケーブル端１９に当接して軸方向圧縮工具が取り付けられる。軸方向圧縮工具は、コネクタ１のケーブル１５の長手方向軸に沿ってコネクタ１のケーブル端１９とインタフェース５との間に軸方向圧縮力を印加するために使用される。軸方向圧縮力が印加されると、インタフェース５と本体７との間の予備締り嵌めは、インタフェース５とインタフェース５に隣接するフレアリング２１とをケーブル端１９に向けて動かすようにシフトし、最終締り嵌めとなる。本体とインタフェースが互いに相対的に動くと、フレアリング２１の保持リップ２５はスプリングフィンガー３１のコネクタ端１７に向かって動いてこれに重なり、先端５１およびまたはフレアシート２３から反り返って離れるのを防止する。こうして、ケーブル１５は、スプリングフィンガーによってボアに保持される。フレアリング２１がケーブル端１９に向かって動くと外部導体４７の先端５１はフレアシート２３に係合し、フレアシート２３に沿って内部導体４３から離れるように広げられる。ケーブル１５の内部導体４３と外部導体４７との間の絶縁物５３は、下方に外部導体４７から離れるように変形して、フレアシート２３と外部導体４７の先端５１との間で３６０度円周の金属対金属接触がなされる。同時に内部導体４３は、センターピン３９のスプリングバスケット４１内に進まされて、内部導体４３とセンターピン３９との間は確実に接続される。

図７に示すように、軸方向圧縮が完了したとき、本体７とインタフェース５との間の締り嵌めは、フレアリング２１とスプリングフィンガー３１とが外部導体４７の広がった先端５１の前側と後側に対して確実に締め付けられるように、また内部導体４３が、もし在ればセンターピン３９のスプリングバスケット内に確実に保持されるように、移動させられている（シフトされている）。本体７は、連結ナット３の更に近くに動いているが、所望の接続インタフェースとの相互接続のために連結ナット３が回転可能であるために十分な余地をまだ残している。

接続面を環境的にシールするためにコネクタ１の周りおよび内部には、複数の圧縮可能な、およびまたは変形可能なシーリングガスケット、例えばゴムまたはシリコンのＯリングが配置されてもよい。コネクタインタフェース・ガスケット５５は、コネクタ１と結合相手のコネクタとの間の相互接続をシールするためにインタフェース５上に位置するように配置されてもよい。インタフェース５と本体７との間の締り嵌めをシールするためのガスケット（図示せず）を位置させるために、例えば本体７のボアに沿ってインタフェースガスケット溝５７が形成されてもよい。また本体外側成形物１１と外部導体４７との間の外部導体４７に対応する環状波形には、ケーブルガスケット（図示せず）が固定され得る。

本明細書を再検討すれば、当業者は、ここに説明された種々の締り嵌め面が代替の重なり面構成（本体７の表面とインタフェース５の表面が互いに重なって締まり嵌めされる構成）に向けられ得ることを理解するであろう。更にコネクタインタフェースは、専用の構成または、例えばＦ、ＳＭＡ、ＤＩＮ型、ＮまたはＢＮＣ型のような標準インタフェースであってもよい。また例えば、特定の軸方向圧縮装置のための配置面を備えるなどの更なる特徴が含まれてもよい。

本発明は、改善された取付け特性を有し、環境的にシールされたコネクタ１を提供する。使用される特定のケーブル１５の材料特性と寸法とに依存して、コネクタ１は、コンパクトな手持ち工具を使用して迅速に確実に取り付けられ得る。軸方向圧縮を介して取り付けるための構成によって本体７とインタフェース５との間のねじ山作りが取り除かれるので、本体７とインタフェース５は、インタフェース５と本体７との間の外部レンチフラット(ｗｒｅｎｃｈ ｆｌａｔ)およびまたはねじ山を作ることができる（サポートする）ようにサイズ決めされる必要がない。したがってより大きな直径のケーブル（単数または複数）１５に対しても、本体７の最大直径を、容易に連結ナット３の最大直径より小さくなるように構成することができ（図２に示す如く、ナット３の最大外径（ナットの直径上で、一方の平面部のエッジから他方の平面部のエッジまでの長さ）は、本体７の最大外径より大きい。換言すれば、本体７の最大外径は、連結ナット３の最大外径より小さい）、これにより、本発明によるコネクタとケーブルの取付けを小さな空間で、およびまたは互いにより近くに並べて行うことが可能となる。工場で予め組み立てられたコネクタ１は、ケーブルに取り付ける前の如何なる分解その他の準備も必要としないので、コネクタ１の基本部分を紛失または損傷する機会は取り除かれている。壁厚要件の低減に加えて、外側成形されたポリマーの外面および本体７の延長部の適用により、コネクタ１の重量が大幅に減少している。

本発明は、また、大きな製造および材料の費用効率を提供する。外面用の、ポリマーの外側成形物の適用は、本体７と連結ナット３との内側部分が適当なレベルの強度を有する完全に接触した金属の電気的エンクロージャを維持しながら、コネクタ１の金属含有量を大幅に減らしている。本発明はコネクタ１をケーブルに取り付けるために軸方向圧縮を適用するので、外部導体の締付け固定に関してねじ山作りは取り除かれている。これにより、スプリングフィンガーリング２９は回転できないように本体７内に永続的に取り付けられてもよく、製造時に必要とされるねじ山、ショルダー、段、およびまたは溝の機械加工ステップの数を大幅に減らしている。更に本発明によって本体７、インタフェース５およびまたはスプリングフィンガーリング２９の表面は大幅に単純化され、費用効率の高い金属射出成形技術を使用してコネクタ１の部品を製造し得る。

前述の説明において既知の同等物を有する比率、整数または構成要素に参照が行われている場合には、このような同等物は個別に述べられているかのようにここに組み込まれている。

本発明は、その実施形態の説明によって例示されているが、またこれらの実施形態はかなり詳細に説明されているが、付属の特許請求の範囲をこのような細部に制限すること、または如何なる仕方においても限定することは、本出願人の意図ではない。当業者には、更なる利点と修正が直ちに思い浮かぶであろう。したがって本発明は、その最も広い態様において特定の細部、代表的装置、方法、および図示され説明された説明的例に限定されない。したがって出願人の概略的発明概念の趣旨または範囲から逸脱せずに、このような細部からの逸脱が行われ得る。更に請求項に記載の本発明の範囲または精神から逸脱せずに本発明に対して改良および／または修正が行われ得ることが理解されるべきである。

図１は本発明の第１の実施形態によるコネクタの外観等角投影図である。 図２は図１のケーブル端の図である。 図３は図１の外観側面図および線Ａ−Ａに沿った部分断面図を組み合わせた図である。 図４はスプリングフィンガーリングのケーブル端の等角投影図である。 図５は図４の断面側面図である。 図６は同軸ケーブル挿入後で軸方向圧縮前の、図１の外観側面図および線Ａ−Ａに沿った部分断面図を組み合わせた図である。 図７は同軸ケーブル挿入後で軸方向圧縮後の、図１の外観側面図および線Ａ−Ａに沿った部分断面図を組み合わせた図である。

符号の説明

１ コネクタ
３ 連結ナット
５ インタフェース
７ 本体
９ 本体内側部分
１１ 本体外側成形物
１３ 連結ナット内側部分
１４ 連結ナット外側成形物
１５ ケーブル
１６ 表面処理
１７ コネクタ端
１９ ケーブル端
２１ フレアリング
２３ フレアシート
２５ 保持リップ
２７ 外部導体溝
２９ スプリングフィンガーリング
３１ スプリングフィンガー
３３ 内側に突き出たビード
３５ ガイド面
３７ 絶縁体
３９ センターピン
４１ スプリングバスケット
４３ 内部導体
４５ 保持ショルダー
４７ 外部導体
４９ 被覆
５１ 先端
５３ 絶縁物
５５ コネクタインタフェース・ガスケット
５７ インタフェースガスケット溝

Claims (20)

1. 環状波形硬質外部導体同軸ケーブルのための、コネクタ端とケーブル端とを持つ長手方向軸を有する電気コネクタであって、
   前記コネクタの長手方向軸に沿って締り嵌めで接合された本体およびインタフェースと、
   前記本体に硬く接続された、前記本体のボア内のスプリングフィンガーリングであって、前記コネクタ端側において内側に突き出たビードを有し、前記コネクタ端に向かって延びている複数のスプリングフィンガーを有するスプリングフィンガーリングと、
   保持リップと、前記ケーブル端のほうに開いて外部導体溝を形成するフレアシートとを有する前記ボア内のフレアリングであって、前記インタフェースのケーブル端側に当接したフレアリングと、を備える電気コネクタ。
2. 前記コネクタ端における保持ショルダーによって、また前記ケーブル端における前記本体によって前記インタフェースの外径上に回転可能に保持された連結ナットを更に含む、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記連結ナットは、金属の連結ナット内側部分と、外径、前記ケーブル端、および前記コネクタ端とをカバーするポリマーの連結ナット外側成形物（ｏｖｅｒｍｏｌｄｉｎｇ）とから形成される、請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記本体は、金属の本体内側部分と、外径、前記ケーブル端、および前記コネクタ端とをカバーするポリマーの本体外側成形物と、から形成される、請求項１に記載のコネクタ。
5. 前記本体外側成形物は、前記長手方向軸に沿って前記本体のケーブル端から延びており、前記外側成形物を通って延びる前記ボアは、前記ケーブル端に向かって内径が増加するガイド面を有する、請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記フレアリングは、前記本体の前記ボアに対する予備締り嵌めによって、前記インタフェースのケーブル端に当接して保持されている、請求項１に記載のコネクタ。
7. 絶縁体によって前記インタフェースのボア内に同軸的に支持され、前記ケーブル端側においてスプリングバスケットを有するセンターピンを更に含む、請求項１に記載のコネクタ。
8. 前記本体の前記ボア内に、前記本体と前記インタフェースとの前記締り嵌めの間の、インタフェースガスケット溝を更に含む、請求項１に記載のコネクタ。
9. 環状波形硬質外部導体同軸ケーブルのための、コネクタ端とケーブル端とを持つ長手方向軸を有する電気コネクタであって、
   前記コネクタの長手方向軸に沿って締り嵌めで接合された本体およびインタフェースと、
   前記本体に硬く接続された、前記本体のボア内のスプリングフィンガーリングであって、前記コネクタ端側において内側に突き出たビードを有し、前記コネクタ端に向かって延びている複数のスプリングフィンガーを有するスプリングフィンガーリングと、
   前記ケーブル端に開いた外部導体溝を形成する保持リップおよびフレアシートと、
   前記インタフェースの前記ケーブル端に近い外部導体溝と、を備える電気コネクタ。
10. 前記長手方向軸に沿った前記ケーブル端と前記コネクタ端との間の軸方向圧縮力の印加によって、前記本体と前記インタフェースは、前記スプリングフィンガーと前記外部導体溝との間の前記硬質外部導体の先端を締付け固定するために前記締り嵌めに沿って移動可能である、請求項９に記載のコネクタ。
11. 前記本体は、ボアを有する金属の本体内側部分と、前記本体内側部分の外径をカバーするポリマーの本体外側成形物とを持っており、
    前記本体外側成形物は、前記長手方向軸に沿って前記本体のケーブル端から延びており、前記ボアは前記本体外側成形物を通って前記本体から延びていて、前記ケーブル端に向かって内径が増加するガイド面を有する、請求項９に記載のコネクタ。
12. 前記外部導体溝は、前記インタフェースの前記ケーブル端に隣接するフレアリング内に形成される、請求項９に記載のコネクタ。
13. 前記外部導体溝は、前記インタフェースの前記ケーブル端に隣接するフレアリング内に形成され、また前記フレアリングは前記ボアに対して予備締り嵌めされる、請求項９に記載のコネクタ。
14. 前記ケーブルは前記ケーブル端から前記ボア内に挿入可能であり、
    前記スプリングフィンガーは、前記硬質外部導体の先端が内側に突き出たビードを通り過ぎることを可能にするために反り返ることができる、請求項９に記載のコネクタ。
15. 絶縁体によって前記インタフェースのボア内に同軸的に支持され、前記ケーブル端側にスプリングバスケットを有するセンターピンを更に含む、請求項９に記載のコネクタ。
16. 前記コネクタ端と前記本体のコネクタ端において保持ショルダーによって前記インタフェースの外径上に回転可能に保持された連結ナットを更に含む、請求項９に記載のコネクタ。
17. 前記本体の最大外径は、前記連結ナットの最大外径より小さい、請求項１６に記載のコネクタ。
18. 前記スプリングフィンガーリングと前記本体との間の硬い接続は、締り嵌めによるものである、請求項９に記載のコネクタ。
19. 前記締り嵌めされる前記ケーブル端と前記コネクタ端との間の、前記本体の前記ボアに形成されたインタフェースガスケット溝を更に含む、請求項９に記載のコネクタ。
20. 環状波形硬質外部導体同軸ケーブルのための、コネクタ端とケーブル端とを持つ長手方向軸を有する電気コネクタであって、
    ボアとともに金属の本体内側部分を有する本体と、前記本体内側部分の外径、前記ケーブル端および前記コネクタ端をカバーするポリマーの本体外側成形物とを備え、前記外側成形物は前記本体のケーブル端から前記長手方向軸に沿って延び、前記ボアは本体外側成形物を通って本体から伸び、前記ボアは前記ケーブル端に向かって内径が増加するガイド面を有し、
    前記コネクタの長手方向軸に沿って前記本体に締り嵌めで接合されたインタフェースと、
    前記コネクタ端側における保持ショルダーによって、また前記ケーブル端側における前記本体によって前記インタフェースの外径上に回転可能に保持された連結ナットであって、
    金属の連結ナット内側部分と、前記連結ナット内側部分の外径と前記連結ナット内側部分の前記ケーブル端と前記コネクタ端とをカバーするポリマーの連結ナット外側成形物と、を有する連結ナットと、
    前記本体に硬く接続された、前記本体のボア内のスプリングフィンガーリングであって、前記コネクタ端側において内側に突き出たビードを有し、コネクタ端に向かって延びている複数のスプリングフィンガーを有するスプリングフィンガーリングと、
    前記ケーブル端側に開いた外部導体溝を形成する保持リップとフレアシートとを有する、前記ボア内のフレアリングであって、前記インタフェースのケーブル端側に当接していて前記本体の前記ボアに対する予備締り嵌めによって保持されたフレアリングと、を備える電気コネクタ。

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