JP2009140634A

JP2009140634A - シェル付同軸ケーブル及びその接続構造

Info

Publication number: JP2009140634A
Application number: JP2007313256A
Authority: JP
Inventors: Kei Kono; 圭河野
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-06-25

Abstract

【課題】伝送損失が小さく、外力による接触不良を低減することができるシェル付同軸ケーブルを提供する。
【解決手段】中心導体４と絶縁体５と外部導体６とシース７とを順次同軸円状に形成してなる同軸ケーブル２と、その同軸ケーブル２のシース７の一部を除去することによって露出された外部導体６に電気的に接続されるシェル３とを有するシェル付同軸ケーブルにおいて、シェル３には露出された外部導体６が挿入される挿入穴８が設けられ、その挿入穴８に挿入された露出された外部導体６とシェル３とが電気的に接続され、シェル３の一方の端面と露出された外部導体６の一方の端面とが一致するように、露出された外部導体６が挿入穴８に挿入されると共に、シース７と外部導体６と絶縁体５とを除去することによって露出された中心導体４がシェル３の一方の端面から突出しているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、同軸ケーブルの端末より軸方向にその同軸ケーブルの中心導体を突出させ、同軸ケーブルの外部導体端末にシェルを接合させるシェル付同軸ケーブル及びその接続構造に係り、特に、伝送損失が小さく、外力による接触不良を低減することができるシェル付同軸ケーブル及びその接続構造に関する。

回路基板や回路部材に対し、あるいは機器等の筐体に収納されている回路基板や回路部材に対し、空間的に距離を隔てたところに設置された電源や機器などから給電・信号送受信を行うために同軸ケーブルが用いられることがある。このような同軸ケーブルは、その両端に機器接続用のコネクタが設けられる。

従来のコネクタ付同軸ケーブルとして、図９〜１１に示すコネクタ付同軸ケーブル９０がある（例えば、特許文献１参照）。

コネクタ付同軸ケーブル９０では、同軸ケーブル９１の端末より軸方向に中心ピン９２が延出されている。中心ピン９２は、同軸ケーブル９１の被覆９３、外部導体９４、内部絶縁体９５を除去して中心導体９６を露出させるか、或いは中心導体９６に別体の中心ピンを電気的に接続して構成されている。その中心ピン９２の基端部を囲むように絶縁体９７が設けられ、その絶縁体９７の外周を覆う導電性のシェル９８が設けられている。中心ピン９２とシェル９８とは絶縁体９７の介在により絶縁されている。

シェル９８は中心ピン９２の基端部を覆う円筒状の前端部分９８ａと同軸ケーブル９１の端末を覆う円筒状の後端部分９８ｂとを有し、この後端部分９８ｂが同軸ケーブル９１の外部導体９４に接続されている。このシェル９８の中間部分には、径方向外側に突き出された正面視で長円状の長円状フランジ９９が設けられている。長円状フランジ９９は、同軸ケーブル９１の軸方向に垂直な平面を有する。長円状フランジ９９はシェル９８の一側面とその反対側の側面とからそれぞれ同じ幅、同じ長さで突き出され、突き出した頂部に丸みが形成されている。また、長円状フランジ９９の軸方向に臨む平面にはネジ穴（貫通穴）１００が形成されている。この長円状フランジ９９はシェル９８と一体的に形成されている。

また、このようなコネクタ付同軸ケーブル９０は、図１２に示すように回路基板１２１に対して接続される。

回路基板１２１は筐体１２２の中に収容されており、回路基板１２１は筐体１２２の内側より所定の距離に配置される。コネクタ付同軸ケーブル９０は、長円状フランジ９９の平面が筐体１２２の外壁に接するように配置され、長円状フランジ９９及びシェル９８の後端部分９８ｂは筐体１２２の外側に配置される。図示しないネジがネジ穴１００を通して筐体１２２に締め込まれ、シェル９８が筐体１２２に固定される。図示しないが、筐体１２２には中心ピン９２及びシェル９８の前端部分９８ａを挿通させるための穴が設けられている。

シェル９８の前端部分９８ａの端面は回路基板１２１の端面に接している。このため、長円状フランジ９９の平面（筐体１２２と長円状フランジ９９の界面）からシェル９８の前端部分９８ａの端面までの距離を考慮して、予め回路基板１２１の配置が決定されている。中心ピン９２は、シェル９８の前端部分９８ａよりも延出されているので、回路基板１２１上の導電パターンからなる電極に中心ピン９２を半田等により固定し、電気的に接続することができる。

特開平１１−２５０９９９号公報

しかしながら、従来技術では図１２に示すように、コネクタ付同軸ケーブル９０の外部導体９４とシェル９８の後端部分９８ｂが接続箇所となる。この接続箇所の強度を保つためには、同軸ケーブル９１への接触面積を大きくする必要があり、シェル９８の後端部分９８ｂの長さＸを、前端部分９８ａおよび長円状フランジ９９の長さＹよりも大きくする必要がある。そのため、接続箇所において、インピーダンスのマッチングが取りにくく伝送損失が発生する。

また、図１２に示すように、回路基板１２１の表面に対して水平方向からコネクタ付同軸ケーブル９０が接続されている場合、同軸ケーブル９１に外力が加わって同軸ケーブル９１にねじれ、よじれなどが発生すると、回路基板１２１と中心ピン９２との接続箇所はハンダ付けなどで固定されているため強度が弱く、接続箇所に歪みが生じ、電気的接触が損なわれて安定した給電や電気信号の送受信が行われなくなる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、伝送損失が小さく、外力による接触不良を低減することができるシェル付同軸ケーブル及びその接続構造を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、中心導体と絶縁体と外部導体とシースとを順次同軸円状に形成してなる同軸ケーブルと、その同軸ケーブルの上記シースの一部を除去することによって露出された上記外部導体に電気的に接続されるシェルとを有するシェル付同軸ケーブルにおいて、上記シェルには上記露出された外部導体が挿入される挿入穴が設けられ、その挿入穴に挿入された上記露出された外部導体と上記シェルとが電気的に接続され、上記シェルの一方の端面と上記露出された外部導体の一方の端面とが一致するように、上記露出された外部導体が上記挿入穴に挿入されると共に、上記シースと上記外部導体と上記絶縁体とを除去することによって露出された上記中心導体が上記シェルの一方の端面から突出しているシェル付同軸ケーブルである。

請求項２の発明は、上記シェルの他方の端部と上記露出された外部導体の他方の端部とが半田付けされると共に、上記シースが上記シェルの他方の端部を被覆している請求項１記載のシェル付同軸ケーブルである。

請求項３の発明は、接触穴とその接触穴よりも内径が大きい接続穴とからなる略凸状の上記挿入穴を有し、上記接触穴の内径は上記外部導体の外径と略等しく形成され、上記接続穴の内径は上記外部導体の外径より大きく形成されると共に、上記接触穴が上記シェルの一方の端部側に位置し、上記接続穴とその接続穴に挿入された上記露出された外部導体との間は電気的に接続されている請求項１または２記載のシェル付同軸ケーブルである。

請求項４の発明は、請求項１〜３いずれかに記載のシェル付同軸ケーブルと接続対象物とを電気的に接続する接続構造であって、上記シェルの一方の端部から突出する上記中心導体が上記接続対象物に形成された挿通穴に挿通されると共に、上記接続対象物に上記シェルの一方の端面を接触させて接続され、上記接続対象物の裏面と挿通された上記中心導体とが電気的に接続され、上記シェルと上記接続対象物の表面とが電気的に接続されたシェル付同軸ケーブルの接続構造である。

本発明によれば、同軸ケーブルとシェルとのインピーダンスマッチングが容易となり、伝送損失を小さくすることができる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。

第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルは、例えば、ノートパソコンや、携帯電話、アンテナの配線などに用いられるものである。

まず、第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルに用いる同軸ケーブルを説明する。

図４に示すように、同軸ケーブル２は、中心導体４と、中心導体４の外周に設けられた絶縁体５と、絶縁体５の外周に設けられた外部導体６と、外部導体６の外周に設けられたシース（被覆）７とからなり、全てが同心円状に配置されている。中心導体４は、単線の銅線からなり、外部導体６は、細径の錫めっき銅線を横巻きにしたものである。

さて、図１は、第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの斜視図であり、図２はその正面図、図３はその軸方向の縦断面図である。

図１〜３に示すように、第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブル１は、同軸ケーブル２と、その同軸ケーブル２の端末に設けられた導電性のシェル３とを主に備える。

シェル３と同軸ケーブル２との接合に先立ち、同軸ケーブル２の端末には端末処理がなされる。

同軸ケーブル２の端末処理では、同軸ケーブル２の端末のシース７，外部導体６，絶縁体５を除去して中心導体４を突出させ、さらに同軸ケーブル２の端末のシース７をシェル３の長さ分除去して、外部導体６を露出させる。

シェル３は、フランジ部３ａと、フランジ部３ａよりも外径の小さい筒部３ｂとからなり、フランジ部３ａと筒部３ｂとは一体に形成される。シェル３には、筒部３ｂからフランジ部３ａにかけて、同軸ケーブル２の外部導体６を挿入するための挿入穴８が形成される。挿入穴８とフランジ部３ａ、および挿入穴８と筒部３ｂは同心円状に形成される。

挿入穴８の径は、同軸ケーブル２の外部導体６の径よりも大きく形成され、筒部３ｂからフランジ部３ａにかけて一定の径で形成される。

フランジ部３ａは、シェル付同軸ケーブル１を回路基板（図示しない）と接続する際に回路基板との接触面となる先端面Ｆを有し、先端面Ｆは同軸ケーブル２の軸方向に対して垂直な平面となるよう形成される。

シェル付同軸ケーブル１は、シェル３の挿入穴８に、外部導体６を露出させた同軸ケーブル２を挿入し、外部導体６とシェル３の挿入穴８の内周面とを半田により電気的に接続して構成される。

同軸ケーブル２とシェル３とは、シェル３のフランジ部３ａの先端面Ｆと、同軸ケーブル２の外部導体６の先端面とが一致するように接合される。

また、シェル３の内周面全体と外部導体６の外周面全体との間は半田が満たされ、シェル３と外部導体６とが電気的に接続される。

さらに、シェル３の筒部３ｂの後端面とシェル３の後方の外部導体６とが半田付けされ、同軸ケーブル２のシース７の端部がシェル３の筒部３ｂの後端に被せられる。

このシェル付同軸ケーブル１は、例えば、図５に示すように、シェル付同軸ケーブル１を回路基板５１の表面に対して垂直に直接接続するシェル付同軸ケーブルの接続構造５０として用いる。

第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの接続構造５０は、シェル付同軸ケーブル１と、回路基板５１とからなる。

回路基板５１には、シェル付同軸ケーブル１の中心導体４を挿通する挿通穴５２が形成され、その挿通穴５２の周囲には、回路基板５１の表面・裏面ともに導電パターンが形成される。

シェル付同軸ケーブルの接続構造５０は、シェル付同軸ケーブル１の中心導体４を回路基板５１の挿通穴５２に挿通すると共に、シェル３のフランジ部３ａの先端面Ｆを回路基板５１の表面に接触させ、後述のようにシェル付同軸ケーブル１と回路基板５１とを電気的に接続させて構成される。

挿通した中心導体４と回路基板５１の裏面の導電パターンとは半田付けがなされ、シェル３と回路基板５１の表面の導電パターンとは、シェル３のフランジ部３ａを覆うように半田付けされる。

これにより、中心導体４と回路基板５１裏面の導電パターンとが電気的に接続され、シェル３と回路基板５１表面の導電パターンとが電気的に接続される。

第１の実施形態の作用を説明する。

第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブル１では、シェル３をフランジ部３ａと筒部３ｂとで一体に形成し、同軸ケーブル２の露出させた外部導体６とシェル３とを電気的に接続している。

同軸ケーブル２の端末にシェル３を接続することにより、回路基板などの接続対象物に垂直に直接固定し、電気的に接続することができる。

また、シェル３の先端面Ｆを接続対象物に接触させて直接半田付けするため、接続対象物との接合面積が大きくなり、半田付けなどで固定できる部分の面積が大きくなるため、同軸ケーブル２のねじれやよじれなどの外力に対する強度が強くなる。よって、外力による接触不良を低減することができるので、安定した通信や給電を行うことができる。

また、シェル付同軸ケーブル１は、上述のように外力に対して十分な強度を確保できるため、図１２の従来のコネクタ付同軸ケーブル９０のように、強度を保つために外部導体９４とシェル後端部分９８ｂとの接合面積（後端部分９８ｂの長さＸ）を大きくする必要がなくなるため、同軸ケーブル２の外部導体６とシェル３との接合面積を小さくすることができる。よって、インピーダンスマッチングがしやすくなり、伝送損失を少なくできる。

第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの接続構造５０では、シェル付同軸ケーブル１の中心導体４を回路基板５１の挿通穴５２に挿通すると共に、シェル３のフランジ部３ａの先端面Ｆと回路基板５１の表面とを接触させ、中心導体４と回路基板５１の裏面とを半田付けして電気的に接続し、かつシェル３のフランジ部３ａを覆うようにシェル３と回路基板５１の表面とを半田付けして電気的に接続している。

シェル３の先端面Ｆを回路基板５１に接触させて直接半田付けするため、半田付けなどで固定できる部分の面積が大きくなり、同軸ケーブル２のねじれやよじれなどの外力に対する強度を強くすることができる。

また、図１２の従来のコネクタ付同軸ケーブルの接続構造１２０では、コネクタ付同軸ケーブル９０を回路基板１２１の表面に対して水平方向から接続するため、回路基板１２１の端部のみにしか接合できなかったが、シェル付同軸ケーブルの接続構造５０では、回路基板５１の表面にシェル付同軸ケーブル１を垂直接続するため、回路基板５１の中央付近など、任意の場所に接続することができる。

さらに、シェル付同軸ケーブルの接続構造５０では、シェル３を回路基板５１に直接接合するため、フランジ部３ａを固定する筐体のような受座を不要とすることができる。

次に、第２の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルを説明する。

図６および図７に示すように、第２の実施形態に係るシェル付同軸ケーブル６０は、シェル３の筒部３ｂに形成された接続穴６２の内径を外部導体６の外径より十分大きく形成すると共に、フランジ部３ａに外部導体６を嵌合する内径の小さい接触穴６１を形成した点でシェル付同軸ケーブル１の構成と異なる。

接触穴６１の径は、同軸ケーブル２の外部導体６の外径よりも若干大きく形成され、接触穴６１におけるシェル３と外部導体６との距離ΔＢが略０となるように形成される。

同軸ケーブル２の外部導体６はその接触穴６１に嵌合され、その後方の外部導体６と接続穴６２間に半田付けがなされる。これにより、シェル３と外部導体６とが電気的に接続される。

また、シェル付同軸ケーブル６０では、シェル３の先端部に接続穴６２よりも径の小さい接触穴６１を形成しているので、回路基板との接触面となるフランジ部３ａの先端面Ｆの面積を大きくすることができ、回路基板に安定して接合することができる。

上記のようにシェル３に同軸ケーブル２を挿入するための挿入穴８を接触穴６１と接続穴６２とからなる略凸状に形成することにより、下記効果が得られる。

図８に示すように、接続穴６２の径（シェル３の内径）ｄが、同軸ケーブル２の外部導体６の外径Ｄと比較して大きい（ｄ＞Ｄ）と、シェル３と外部導体６の距離ΔＧを大きくすることができ、シェル３と外部導体６の半田固定が容易となり、良好な電気接続が得られる。さらに、図７に示すように、接触穴６１におけるシェル３と外部導体６との距離ΔＢを略０になるように形成しているため、シェル３と中心導体４との中心軸をより精度よく一致させることができる。そのため、接続対象物である回路基板にシェル付同軸ケーブル６０を接続する際に、シェル３と回路基板に設けられた導電パターンとの位置合わせを精度よくできる。

また、シェル付同軸ケーブル６０では、接触穴６１と外部導体６とを半田付けする必要がないため、半田付けする面積が小さくなり、作業効率の向上を図ることができ、コストも削減できる。

上記実施形態では、同軸ケーブル２の中心導体４として、単線の銅線を用いたが、撚り線を用いてもよいし、錫めっきや銀めっきを施したものを用いてもよい。

また、上記実施形態では、同軸ケーブル２の外部導体６として、細径の錫めっき銅線を横巻きにしたものを用いたが、例えば、錫めっきを施さない銅線を横巻にしたものを用いてもよいし、細径の銅線を網組したものを用いてもよい。

また、同軸ケーブル２とシェル３とを導電性接着剤により電気的に接続してもよい。

本発明の好適な第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの斜視図である。第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの正面図である。第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの縦断面図である。第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルに用いる同軸ケーブルの概略構造図である。第１の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの接続構造の概略図である。第２の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの縦断面図である。第２の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの要部拡大断面図である。第２の実施形態に係るシェル付同軸ケーブルの要部拡大断面図である。従来のコネクタ付同軸ケーブルの斜視図である。従来のコネクタ付同軸ケーブルの正面図である。従来のコネクタ付同軸ケーブルの縦断面図である。従来のコネクタ付同軸ケーブルの接続構造の概略図である。

符号の説明

１シェル付同軸ケーブル
２同軸ケーブル
３シェル
３ａフランジ部
３ｂ筒部
４中心導体
５絶縁体
６外部導体
７シース
８挿入穴

Claims

中心導体と絶縁体と外部導体とシースとを順次同軸円状に形成してなる同軸ケーブルと、その同軸ケーブルの上記シースの一部を除去することによって露出された上記外部導体に電気的に接続されるシェルとを有するシェル付同軸ケーブルにおいて、
上記シェルには上記露出された外部導体が挿入される挿入穴が設けられ、その挿入穴に挿入された上記露出された外部導体と上記シェルとが電気的に接続され、上記シェルの一方の端面と上記露出された外部導体の一方の端面とが一致するように、上記露出された外部導体が上記挿入穴に挿入されると共に、上記シースと上記外部導体と上記絶縁体とを除去することによって露出された上記中心導体が上記シェルの一方の端面から突出していることを特徴とするシェル付同軸ケーブル。
上記シェルの他方の端部と上記露出された外部導体の他方の端部とが半田付けされると共に、上記シースが上記シェルの他方の端部を被覆している請求項１記載のシェル付同軸ケーブル。
接触穴とその接触穴よりも内径が大きい接続穴とからなる略凸状の上記挿入穴を有し、上記接触穴の内径は上記外部導体の外径と略等しく形成され、上記接続穴の内径は上記外部導体の外径より大きく形成されると共に、上記接触穴が上記シェルの一方の端部側に位置し、上記接続穴とその接続穴に挿入された上記露出された外部導体との間は電気的に接続されている請求項１または２記載のシェル付同軸ケーブル。
請求項１〜３いずれかに記載のシェル付同軸ケーブルと接続対象物とを電気的に接続する接続構造であって、上記シェルの一方の端部から突出する上記中心導体が上記接続対象物に形成された挿通穴に挿通されると共に、上記接続対象物に上記シェルの一方の端面を接触させて接続され、上記接続対象物の裏面と挿通された上記中心導体とが電気的に接続され、上記シェルと上記接続対象物の表面とが電気的に接続されたことを特徴とするシェル付同軸ケーブルの接続構造。