JP2007294238A - 端子取付方法及び端子付き同軸ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】外部導体と端子との確実な接続を図りながらも局所的な特性インピーダンスの低下を抑制できる端子取付方法及び端子付き同軸ケーブルを提供する。
【解決手段】端子付き同軸ケーブル３は同軸ケーブル１の端末に端子２が取り付けられて得られる。同軸ケーブル１の端末の編組導体６は折り返されて絶縁シース７に被されている。絶縁シース７に被された編組導体６にはスリーブ２０が被されている。スリーブ２０が全周に亘って均一な力で加圧される。スリーブ２０に端子２が取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、同軸ケーブルの外部導体に端子を取り付ける端子取付方法及び外部導体に端子が取り付けられた端子付き同軸ケーブルに関する。

移動体としての自動車には、一般に、ヘッドランプ及びテールランプなどのランプ類、スタータモータ及びエアコンディショナ用のモータ等のモータ類、などの多種多様な電子機器が搭載されている。

前述した多種多様な電子機器に電力を供給するために、前記自動車は、ワイヤハーネスを配索している。ワイヤハーネスには、周知の同軸ケーブルが用いられることがある。該同軸ケーブルは、その外部導体としての編組導体にアースなどと接続される端子が取り付けられることがある。前述した端子は、かしめ片を備え、該かしめ片で編組導体を加締めることで、前述した編組導体に取り付けられてきた。

しかしながら、前述した同軸ケーブルの外部導体としての編組導体への端子の取り付け方法では、該端子と編組導体とを確実に電気的に接続するために、加締め片に過大な力を加えて、該加締め片で編組導体に加締めていた。このため、編組導体即ち同軸ケーブルの加締め片を加締めた箇所が扁平に変形してしまう。同軸ケーブルの加締め片を加締めた箇所などの一部分が他の部分よりも扁平に変形すると、該扁平な一部分が他の部分よりも特性インピーダンスが低下してしまう。

もちろん、同軸ケーブルの一部分が他の部分よりも特性インピーダンスが低下すると、信号の伝達方向に特性インピーダンスの極端な変動が生じてしまい特に１００ＭＨｚを超える高周波の信号の通過特性が悪化（損失が大きくなること）してしまい望ましくない。

また、加締め片を加締める力を弱めると、外部導体としての編組導体と端子とを確実に電気的に接続することが困難になって望ましくない。

したがって、本発明の目的は、外部導体と端子との確実な接続を図りながらも局所的な特性インピーダンスの低下を抑制できる端子取付方法及び端子付き同軸ケーブルを提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の端子取付方法は、同軸ケーブルの外部導体に端子を取り付ける端子取付方法において、前記同軸ケーブルの露出した外部導体を導電性で管状のスリーブ内に通し、該スリーブを全周に亘って均一な力で加圧することで該外部導体と該スリーブとを密着させた後、該スリーブに前記端子を取り付けることを特徴としている。

請求項２に記載の本発明の端子取付方法は、請求項１記載の端子取付方法において、前記同軸ケーブルの端末から前記外部導体を露出させて、該露出した外部導体を前記同軸ケーブルの外皮上に被せた後に前記スリーブ内に通すことを特徴としている。

請求項３に記載の本発明の端子付き同軸ケーブルは、外部導体に端子が取り付けた端子付き同軸ケーブルにおいて、前記外部導体が導電性で管状のスリーブ内に通されて、該スリーブが全周に亘って均一な力で加圧させることで該外部導体と該スリーブとが密着しているとともに、該スリーブに前記端子が取り付けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の本発明の端子付き同軸ケーブルは、請求項３記載の端子付き同軸ケーブルにおいて、前記スリーブ内に通された部分の外部導体が、前記同軸ケーブルの外皮上に被せられていることを特徴としている。

請求項５に記載の本発明の端子付き同軸ケーブルは、請求項３又は請求項４記載の端子付き同軸ケーブルにおいて、前記端子が前記スリーブを加締めた加締め片を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載した本発明の端子取付方法によれば、内側に外部導体を通したスリーブを全周に亘って均一に加圧して、同軸ケーブルの外部導体とスリーブとを密着させるので、スリーブが外部導体と密着した状態であっても、該同軸ケーブルのスリーブ即ち端子が取り付けられた箇所が扁平に変形することを防止できる。

即ち、本発明は、端子を取り付けた同軸ケーブル１（図６に示す）を極力断面円形に保つことで、該同軸ケーブル１の部分的な特性インピーダンスの低下を抑制することができることに着目してなされた発明である。

同軸ケーブル１（図６に示す）の特性インピーダンスＺは、同軸ケーブル１のインダクタンスをＬとし、同軸ケーブル１の静電容量をＣとすると、一般的に、以下の式１で示すことができる。

特性インピーダンスＺ＝（Ｌ／Ｃ）^1/2・・・・・・式１

同軸ケーブル１のインダクタンスＬは、透磁率をμとし、同軸ケーブル１の中心導体４の外径をｄ１とし、同軸ケーブル１の内部被覆５の外径のうちの最小の外径即ち同軸ケーブル１の外部導体としての編組導体６の内径のうち最小の内径をｄ２とすると、一般的に、以下の式２で示すことができる。

インダクタンスＬ＝（μ／２π）×ｌｎ（ｄ２／ｄ１）・・・・・・式２

同軸ケーブル１の静電容量Ｃは、同軸ケーブル１の内部被覆５の誘電率をεとし、同軸ケーブル１の中心導体４の外径をｄ１とし、同軸ケーブル１の内部被覆５の外径のうち最小の外径即ち同軸ケーブル１の外部導体としての編組導体６の内径のうち最小の内径をｄ２とすると、一般的に、以下の式３で示すことができる。

静電容量Ｃ＝２πε／（ｌｎ（ｄ２／ｄ１））・・・・・・式３

ここで、中心導体４の断面形が変化せずに、かつ、内部被覆５の断面積が一定となるように、同軸ケーブル１をより扁平に変形させると、前述した同軸ケーブル１の内部被覆５の外径のうち最小の外径即ち同軸ケーブル１の外部導体としての編組導体６の内径のうち最小の内径ｄ２が徐々に変化して、図７に示すように、該同軸ケーブル１の静電容量ＣとインダクタンスＬが変化する。

なお、図７中の横軸は、同軸ケーブル１が真円である状態を０％とした前記内径ｄ２の減少率を示している。即ち、図７中の横軸は、該図７の右側に向かうにしたがってより同軸ケーブル１が扁平になっていることを示している。また、図７中の実線は静電容量Ｃを示し、図７中の一点鎖線はインダクタンスＬを示している。図７中の縦軸は、該図７中の上側に向かうにしたがってより静電容量ＣとインダクタンスＬが増加することを示している。

図７に示すように、同軸ケーブル１がより扁平になると、該同軸ケーブル１の静電容量Ｃが増加し、インダクタンスＬが減少する。このため、同軸ケーブル１がより扁平になると、特性インピーダンスＺがより低下する。即ち、扁平な同軸ケーブル１ほど、特性インピーダンスＺが低くなる。このように、同軸ケーブル１をより断面円形に保った状態で端子を取り付けるようにすることで、該同軸ケーブル１の一部分（端子の取り付け箇所）の極端な特性インピーダンスＺの低下を防止できることが明らかとなった。即ち、極力断面円形に保つこと（即ち、中心導体４と外皮としての絶縁シース７との距離を全周に亘って極力一定に保つこと）で、同軸ケーブル１の特性インピーダンスの低下を抑制できることが明らかとなった。

請求項２に記載した本発明の端子取付方法によれば、外皮に被された外部導体をスリーブ内に通して、該スリーブに端子を取り付けているので、同軸ケーブルのスリーブ内に通された外部導体が外皮、外部導体、中心導体、内部被覆で支えられて、該同軸ケーブルのスリーブ内に通された外部導体の剛性を高くすることができる。

請求項３に記載した本発明の端子付き同軸ケーブルによれば、内側に外部導体を通したスリーブを全周に亘って均一に加圧して、同軸ケーブルの外部導体とスリーブとを密着させるので、スリーブが外部導体と密着した状態であっても、該同軸ケーブルのスリーブ即ち端子が取り付けられた箇所が扁平に変形することを防止できる。

請求項４に記載した本発明の端子付き同軸ケーブルによれば、外皮に被された外部導体をスリーブ内に通して、該スリーブに端子を取り付けているので、同軸ケーブルのスリーブ内に通された外部導体が外皮、外部導体、中心導体、内部被覆で支えられて、該同軸ケーブルのスリーブ内に通された外部導体の剛性を高くすることができる。

請求項５に記載した本発明の端子付き同軸ケーブルによれば、端子がスリーブを加締める加締め片を備えているので、簡便な工程で、該端子をスリーブに取り付けることができる。

以上説明したように請求項１に記載の本発明は、同軸ケーブルのスリーブを取り付けた箇所を極力円形に保つことができるので、該同軸ケーブルのスリーブを取り付けた箇所の特性インピーダンスが低下することを防止できる。

このため、同軸ケーブルの特性インピーダンスの信号の伝達方向の極端な変動が生じることを防止でき、特に１００ＭＨｚを超える高周波の信号の通過特性が悪化（損失が大きくなること）することを防止できる。

また、スリーブを周方向に均一に加圧するので、スリーブと外部導体とが確実に密着して、外部導体と端子とを確実に電気的に接続することができる。

したがって、外部導体と端子との確実な接続を図りながらも局所的な特性インピーダンスの低下を抑制することができる。

請求項２に記載の本発明は、同軸ケーブルのスリーブ内に通された外部導体の剛性を高くすることができるので、同軸ケーブルのスリーブを取り付けた箇所をより確実に断面円形に保つことができる。

請求項３に記載の本発明は、同軸ケーブルのスリーブを取り付けた箇所を極力円形に保つことができるので、該同軸ケーブルのスリーブを取り付けた箇所の特性インピーダンスが低下することを防止できる。

このため、同軸ケーブルの特性インピーダンスの信号の伝達方向の極端な変動が生じることを防止でき、特に１００ＭＨｚを超える高周波の信号の通過特性が悪化（損失が大きくなること）することを防止できる。

また、スリーブを周方向に均一に加圧するので、スリーブと外部導体とが確実に密着して、外部導体と端子とを確実に電気的に接続することができる。

したがって、外部導体と端子との確実な接続を図りながらも局所的な特性インピーダンスの低下を抑制することができる。

請求項４に記載の本発明は、同軸ケーブルのスリーブ内に通された外部導体の剛性を高くすることができるので、同軸ケーブルのスリーブを取り付けた箇所をより確実に断面円形に保つことができる。

請求項５に記載の本発明は、端子がスリーブを加締める加締め片を備えているので、簡便な工程で、該端子をスリーブに取り付けることができる。したがって、簡便な工程で、該端子を同軸ケーブルの外部導体に取り付けることができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる端子取付方法及び端子付き同軸ケーブルを、図１乃至図５に基づいて説明する。本実施形態にかかる端子取付方法は、図１に示す同軸ケーブル１の端末に端子２を取り付けて、端子付き同軸ケーブル３を組み立てる方法である。

同軸ケーブル１は、図１に示すように、中心導体４と、該中心導体４を被覆した内部被覆５と、該内部被覆５を被覆した外部導体としての編組導体６と、該編組導体６を被覆した外皮としての絶縁シース７と、を備えている。

中心導体４は、導電性の金属で構成されて、断面円形の線状に形成されている。中心導体４は、一本又は複数本の素線で構成されている。内部被覆５は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。編組導体６は、導電性の金属で構成された複数の素線が互いに編まれて、網状に形成されている。絶縁シース７は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。前述した構成の同軸ケーブル１は、その端末において、絶縁シース７と内部被覆５の各々の一部が除去されて、前述した中心導体４と内部被覆５と編組導体６とが露出している。さらに、同軸ケーブル１は、その端末において、編組導体６が折り返されて絶縁シース７に被されている。

端子２は、図１に示すように、導電性の金属で構成されたインナ端子８と、絶縁チューブ９と、導電性の金属で構成されたシールド端子１０とを備えている。

インナ端子８は、板金を曲げるなどして形成されている。インナ端子８は、同軸ケーブル１の中心導体４に加締められて、同軸ケーブル１に取り付けられる。インナ端子８は、各種の電子機器に接続して、該電子機器に電力などを供給する。

絶縁チューブ９は、絶縁性でかつ熱収縮性（加熱されると収縮する）の合成樹脂で構成されて、円筒状に形成されている。絶縁チューブ９は、内側にインナ端子８を収容して、加熱されることを収縮して、該インナ端子８と密着する。絶縁チューブ９は、インナ端子８と、シールド端子１０とを電気的に絶縁する。

シールド端子１０は、板金を曲げるなどして形成されている。シールド端子１０は、本体部１１と、先端キャップ１２とを備えている。本体部１１は、円筒状のキャップ固定部１３と、電線接続部１４と、を備えている。

キャップ固定部１３は、絶縁チューブ９の外周に嵌合するなどして、該絶縁チューブ９に取り付けられる。電線接続部１４は、キャップ固定部１３に連なった底板１５と、スリーブ加締め部１６と、シース加締め部１７とを備えている。底板１５は、平面形状が矩形状に形成されており、一端がキャップ固定部１３に連なっている。

スリーブ加締め部１６は、底板１５の外縁から立設した一対のスリーブ加締め片１８を備えている。一対のスリーブ加締め片１８は、底板１５の幅方向の外縁から立設している。スリーブ加締め部１６は、底板１５に同軸ケーブル１の端末に取り付けられた後述するスリーブ２０が重ねられて、該加締め片１８が底板１５に近づく方向に曲げられる。スリーブ加締め部１６は、該加締め片１８と底板１５との間に同軸ケーブル１の端末に取り付けられたスリーブ２０を挟んで、該スリーブ２０を加締めて、同軸ケーブル１の端末に取り付けられた編組導体６と電気的に接続する。スリーブ加締め片１８は、特許請求の範囲に記載された加締め片をなしている。

シース加締め部１７は、一対のシース加締め片１９を備えている。シース加締め片１９は、底板１５の幅方向の外縁から立設しているとともに、スリーブ加締め片１８よりもキャップ固定部１３から離れた位置に配置されている。

シース加締め部１７は、シース加締め片１９が底板１５に近づく方向に曲げられる。シース加締め部１７は、底板１５に重ねられた同軸ケーブル１の絶縁シース７をシース加締め片１９と底板１５との間に挟んで、同軸ケーブル１の絶縁シース７を加締める。

先端キャップ１２は、導電性の板金などで構成されて、一端が塞がれた円筒状に形成されている。先端キャップ１２は、本体部１１のキャップ固定部１３に取り付けられる。

前述した構成のシールド端子１０は、本体部１１のキャップ固定部１３が絶縁チューブ９の外周に取り付けられて、スリーブ加締め部１６がスリーブ２０をかしめて、シース加締め部１７が絶縁シース７をかしめて、同軸ケーブル１と絶縁チューブ９との双方に固定される。そして、シールド端子１０は、スリーブ２０を介して、同軸ケーブル１の編組導体６と電気的に接続する。そして、シールド端子１０は、前述した電子機器のアース回路などと電気的に接続する。

前述した端子２は、同軸ケーブル１の中心導体４に取り付けられたインナ端子８の外周に絶縁チューブ９が嵌合し、該絶縁チューブ９の外周にシールド端子１０の本体部１１のキャップ固定部１３が嵌合するとともに、本体部１１のキャップ固定部１３に先端キャップ１２が取り付けられて、組み立てられる。そして、端子２は、底板１５上に同軸ケーブル１及び該同軸ケーブル１に取り付けられたスリーブ２０が重ねられて、前述した加締め片１８，１９が底板１５に向かって曲げられてスリーブ２０及び絶縁シース７を加締める。こうして、端子２は、同軸ケーブル１の端末に取り付けられて、前述した電子機器などと接続される。

以下のように、前述した同軸ケーブル１の端末に端子２を取り付ける。まず、同軸ケーブル１の端末の内部被覆５と絶縁シース７などの一部を除去して、図３に示すように、中心導体４及び編組導体６を露出させる。そして、露出した編組導体６を折り返して、図４に示すように、絶縁シース７上に被せる。その後、同軸ケーブル１の端末を、導電性の金属で構成されかつ円管状（管状）に形成されたスリーブ２０内に通して、図５に示すように、該スリーブ２０を絶縁シース７上の編組導体６上に被せる。なお、スリーブ２０の内径は、絶縁シース７上に被された編組導体６の外径よりも若干大きい。

そして、図２に示す加工装置としてのロータリスウェージング加工装置２１を用いて、スリーブ２０を全周に亘って均一に該スリーブ２０が縮径する方向に加圧する。ロータリスウェージング加工装置２１は、図２に示すように、リング２２と、複数のローラ２３と、スピンドル２４と、バッカ（ハンマ）２５と、ダイス２６とを備えている。

リング２２は、円環状に形成されている。ローラ２３は、円柱状に形成されかつリング２２内に該リングの内周面上を転動自在に設けられている。スピンドル２４は、リング２２内に配置されかつ該リング２２と同軸に配置されている。スピンドル２４は、図示しないモータにより回転される。

バッカ２５とダイス２６とは、リング２２の径方向に沿って併設されている。バッカ２５よりもダイス２６がリング２２の内側に配置されている。ダイス２６とバッカ２５とは、それぞれ、四つ設けられている。これら四つのダイス２６とバッカ２５とは、リング２２の周方向に等間隔に配置されている。即ち、四つのダイス２６とバッカ２５とは、９０度等配に配置されている。ダイス２６間に前述したスリーブ２０が配置される。このため、ダイス２６は、四つのダイス２６で小刻みに効率良く叩かれて加締められる。これにより、加締が一層均一に行われ、ダイス２６に対して同軸ケーブル１の内向きの内部応力が一層均一に作用する。

前述したロータリスウェージング加工装置２１は、図示しないモータの駆動でスピンドル２４を回転させて、ダイス２６とバッカ２５が矢印Ｃ方向に一体に回転し、バッカ２５の山型のカム面２５ａの頂部がローラ２３に接した時にダイス２６が矢印Ｄの如く内向きに閉じてスリーブ２０を径方向に叩き（圧縮し）、カム面２５ａの裾部がローラ２３に接しつつダイス２６が遠心力で矢印Ｅの如く外側に開く。前述したロータリスウェージング加工装置２１は、この動作を短いピッチで繰り返すことで、スリーブ２０を全周に亘って均一な力で加圧する。

こうして、スリーブ２０が全周に亘って均一に加圧されて、該スリーブ２０と編組導体６とが密着して、該スリーブ２０が同軸ケーブル１の端末に取り付けられる。そして、中心導体４にインナ端子８を取り付けて、該インナ端子８の外周に絶縁チューブ９を被せて、該絶縁チューブ９を加熱する。そして、インナ端子８と絶縁チューブ９とを密着させる。

そして、絶縁チューブ９の外周にシールド端子１０の本体部１１のキャップ固定部１３を嵌合するとともに、本体部１１のキャップ固定部１３に先端キャップ１２を取り付けて、端子２を組み立てる。そして、底板１５上に同軸ケーブル１及び該同軸ケーブル１に取り付けられたスリーブ２０が重ねられて、前述した加締め片１８，１９を底板１５に向かって曲げてスリーブ２０及び絶縁シース７を加締める。こうして、端子２を、同軸ケーブル１の端末に取り付けて、端子付き同軸ケーブル３を得ることができる。

本実施形態によれば、内側に編組導体６を通したスリーブ２０を全周に亘って均一に加圧して、同軸ケーブル１の編組導体６とスリーブ２０とを密着させるので、スリーブ２０が編組導体６と密着した状態であっても、該同軸ケーブル１のスリーブ２０即ち端子２が取り付けられた箇所が扁平に変形することを防止できる。

このように、同軸ケーブル１のスリーブ２０を取り付けた箇所を極力円形に保つことができるので、該同軸ケーブル１のスリーブ２０を取り付けた箇所の特性インピーダンスが低下することを防止できる。このため、同軸ケーブル１の特性インピーダンスの信号の伝達方向の極端な変動が生じることを防止でき、特に１００ＭＨｚを超える高周波の信号の通過特性が悪化（損失が大きくなること）することを防止できる。

また、スリーブ２０を周方向に均一に加圧するので、スリーブ２０と編組導体６とが確実に密着して、編組導体６と端子２とを確実に電気的に接続することができる。したがって、編組導体６と端子２との確実な接続を図りながらも局所的な特性インピーダンスの低下を抑制することができる。

絶縁シース７に被された編組導体６をスリーブ２０内に通して、該スリーブ２０に端子２を取り付けているので、同軸ケーブル１のスリーブ２０内に通された編組導体６が絶縁シース７、編組導体６、中心導体４、内部被覆５で支えられて、該同軸ケーブル１のスリーブ２０内に通された編組導体６の剛性を高くすることができる。したがって、同軸ケーブル１のスリーブ２０を取り付けた箇所をより確実に断面円形に保つことができる。

端子２がスリーブ２０を加締めるスリーブ加締め片１８を備えているので、簡便な工程で、該端子２をスリーブ２０に取り付けることができる。したがって、簡便な工程で、該端子２を同軸ケーブル１の編組導体６に取り付けることができる。

前述した実施形態では、端子２が中心導体４と接続するインナ端子８を備えている。しかしながら、本発明では、端子２は、インナ端子８を備えることなく、スリーブ２０を加締めるスリーブ加締め片１８のみ備えていても良い。前述した実施形態では、編組導体６を絶縁シース７上に被せているが、本発明では、図６に示すように、編組導体６を絶縁シース７上に被せずにスリーブ２０を取り付けても良い。また、本発明では、図２に示されたロータリスウェージング加工装置２１以外の一般的なアンビルとクリンパとを備えた圧着装置を用いてスリーブを全周に亘って均一な力で加圧しても良い。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態に係る端子付き同軸ケーブルを分解して示す斜視図である。 図２に示された端子付き同軸ケーブルのスリーブを加締めるロータリスウェージング加工装置の構成を示す説明図である。 図１に示された同軸ケーブルの端末の外皮と内部被覆などを除去した状態を示す斜視図である。 図３に示された同軸ケーブルの編組導体を絶縁シース上に被せた状態を示す斜視図である。 図４に示された同軸ケーブルの編組導体上にスリーブを被せた状態を示す斜視図である。 図４に示された同軸ケーブルの変形例を示す斜視図である。 同軸ケーブルの潰れ率と静電容量とインダクタンスの変化を示す説明図である。

符号の説明

１ 同軸ケーブル
２ 端子
３ 端子付き同軸ケーブル
６ 編組導体（外部導体）
７ 絶縁シース（外皮）
１８ スリーブ加締め片（加締め片）
２０ スリーブ

Claims (5)

1. 同軸ケーブルの外部導体に端子を取り付ける端子取付方法において、
   前記同軸ケーブルの露出した外部導体を導電性で管状のスリーブ内に通し、該スリーブを全周に亘って均一な力で加圧することで該外部導体と該スリーブとを密着させた後、該スリーブに前記端子を取り付けることを特徴とする端子取付方法。
2. 前記同軸ケーブルの端末から前記外部導体を露出させて、該露出した外部導体を前記同軸ケーブルの外皮上に被せた後に前記スリーブ内に通すことを特徴とする請求項１記載の端子取付方法。
3. 外部導体に端子が取り付けた端子付き同軸ケーブルにおいて、
   前記外部導体が導電性で管状のスリーブ内に通されて、該スリーブが全周に亘って均一な力で加圧させることで該外部導体と該スリーブとが密着しているとともに、該スリーブに前記端子が取り付けられていることを特徴とする端子付き同軸ケーブル。
4. 前記スリーブ内に通された部分の外部導体が、前記同軸ケーブルの外皮上に被せられていることを特徴とする請求項３記載の端子付き同軸ケーブル。
5. 前記端子が前記スリーブを加締めた加締め片を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の端子付き同軸ケーブル。

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