JP2009224332A - 同軸ケーブル圧着コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術の不足を克服する同軸コネクタを提供する。
【解決手段】セミリジッド外部導体同軸ケーブル用の圧着コネクタであり、本体を有し、本体は、コネクタ端部にある接続インターフェース、本体ボアおよび本体の外表面周囲にある圧着領域を有する。本体ボアの寸法は、外部導体をスリーブ上に後ろ向きに折り畳むときに、外部導体および柱状スリーブを、本体ボアに沿って、圧着領域に対応する位置に受け入れ可能に設計され、その柱状スリーブの寸法は、外部導体の通過を受け入れ可能に設計されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、同軸ケーブル用の電気コネクタに関する。特に、本発明は経済的効果を有する低損失のコネクタに関し、このコネクタは、通常の手動工具を使用したフレキシブルおよび／またはセミリジッド（半剛性）外部導体同軸ケーブル上への現場での装着に適している。

従来の低コスト圧着コネクタは、コネクタ本体上に半径方向内向きの圧着力を印加する方法を介して、同軸ケーブル端部に固着し、これらのコネクタは、従来、本体に結合した一体型内スリーブに依存して、圧着力による同軸ケーブルの破損を防止してきた。この同軸ケーブルは、本体のケーブル端部に挿入されてスリーブに当接し、このスリーブは、外部導体とケーブル誘電体との間で駆動される。使用する同軸ケーブルによっては、外部導体とケーブル誘電体とを分離し、内スリーブを外部導体とケーブル誘電体との間に挿入できるようにすることが難しくなり、コネクタの装着が妨害される。その後、外部導体を支持する内スリーブに本体が圧着され、外部導体とコネクタ本体との間にしっかりとした機械および電気的接続が形成される。

本体と内スリーブとの間に、コネクタ本体のケーブル端部側に開口した狭い環状溝が適切な寸法で設けられ、ケーブルの外部導体を受けやすくしているが、本体に破損をもたらすため、圧着時に本体を変形させる必要のある距離ほど大きくてはならない。こうした寸法の矛盾によって、ケーブルとコネクタ本体との間で、信頼性が高く、および／または経済的効果がある環境シールを運用し、湿気が相互接続の隙間に入り込むことによって接続の電気特性が下がることを防止することが難しくなっている。

ケーブルおよびコネクタ産業における競争は、相互接続の電気特性を改善すると同時に、装着時間を短縮し、必要な装着工具を少なくし、および／またはコネクタの製造コストおよび／または材料コストを節約することを、さらに重要なものとしている。

本発明の目的は、従来の技術の不足を克服する同軸コネクタを提供することである。

本発明は、コネクタ端部にある接続インターフェース、本体ボアおよび本体の外表面周囲にある圧着領域が設けてある本体と、寸法が外部導体の通過を受け入れ可能に設計されたスリーブボアを有する柱状スリーブとを含む、セミリジッド外部導体同軸ケーブル用のコネクタを提供し、本体ボアの寸法は、外部導体を、外部導体上に装着されたスリーブおよびスリーブ上に後ろ向きに折り畳まれた外部導体と一緒に、本体ボアに沿って、圧着領域に対応する位置に受け入れ可能に設計されている。

本発明はまた、同軸ケーブルの外部被覆の一部を取り外すステップと、同軸ケーブルの外部導体上に柱状スリーブを置くステップと、外部導体をスリーブ上に折り畳むステップと、スリーブが本体の圧着領域下になるまで同軸ケーブルを本体の本体ボア内に挿入するステップと、圧着力を印加して圧着領域を変形させることにより、外部導体をスリーブと本体との間にしっかりと挟むステップとを含む同軸ケーブルとコネクタを相互接続する方法を提供する。

本発明はさらに、コネクタ端部にある接続インターフェース、本体ボアに内向きに突き出たケーブルショルダーを有する本体ボアおよび本体の外表面周囲にある圧着領域を有する本体と、本体のケーブル端部に近い、本体ボアのシール溝中に位置する環境シールと、寸法が外部導体の通過を受け入れ可能に設計されたスリーブボアを有する柱状スリーブとを含む、セミリジッド外部導体同軸ケーブル用のコネクタを提供する。本体ボアの寸法は、外部導体を、外部導体上に装着されたスリーブおよびスリーブ上に後ろ向きに折り畳まれた外部導体の一部と一緒に、本体ボアに沿って、圧着領域に対応する位置に受け入れ可能に設計されている。

ここにおける図面は、本明細書に援用され、本明細書の一部を構成し、本発明の実施例を示す。前記の本発明の概要および以下の実施例の具体的な説明とともに、本発明の原理を説明する。
本発明の実施例の外側および局所の断面図である。 図１で示した本発明の実施例の本体の外部等角図である。 図２で示した本発明の実施例の本体の側面および局所の断面図である。 図１で示した本発明の実施例の本体の外部ケーブルの端面図である。 図１で示した本発明の実施例のスリーブの外部等角図である。 本発明の実施例の外側および局所の、スリーブがケーブル上に装着された断面図である。 本発明の実施例の外側および局所の、スリーブがケーブル上に装着され、かつ外部導体がスリーブ上に折り畳まれた断面図である。 本発明の実施例の外側および局所の、ケーブルおよびスリーブを本体ボアに挿入した断面図である。 本発明の実施例の外側および局所の、ケーブルおよびスリーブに圧着力を印加した後の、本体ボアに挿入した断面図である。 本発明のＦ型接続インターフェースを有する選択可能な実施例の外側および局所の断面図である。 本発明のＦ型接続インターフェースを有する選択可能な実施例の外側および局所の、ケーブルおよびスリーブを本体ボア内に挿入した断面図である。

ここでは、コネクタ端部１０およびケーブル端部２０を、コネクタ１の縦軸に沿った圧着コネクタ独立素子（要素、ｅｌｅｍｅｎｔｓ）の側面識別（ｓｉｄｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）として用い、説明する素子の特徴および素子間の接触表面について、明晰な位置の参照を提供する。

図１は、圧着コネクタ１の例示的実施形態である。圧着コネクタ本体５は、ケーブル端部１０において、接続インターフェース１５を有する。コネクタ端部１０に用いる特定の形式の接続インターフェース１５は、意図する同軸ケーブルの直径／型番および／または意図する圧着コネクタへの応用に基づき、例えば、標準Ｎ型、ＢＮＣ、ＳＭＡ、ＤＩＮ、ＵＨＦ、ＥＩＡ、ＣＡＴＶ（Ｆ型）、または専用コネクタまたはケーブルの相互接続構造を選択することができる。標準コネクタインターフェースの直径および／または構造は、本分野において公知のものである。そのため、コネクタ端部１０の詳細および例えば接続ナット、ねじ山、シールまたは類似するものに必要なあらゆる付加素子（要素）について、ここではさらに説明しない。Ｎ型コネクタインターフェース構造を有するコネクタ端部１０を、本実施例において示す。

最も好ましいものとして、図２〜図４に示すように、本体５は、縦向軸と同軸線の貫通本体ボア２５を有する。本体ボア２５に突き出る絶縁ショルダー３０は、絶縁体３５用のストッパとして形成することができ、絶縁体３５は、本体ボア２５と同軸線の内部接触子４０を支持するために用いられる。内部接触子４０は、ケーブル端部２０に設けることが好ましく、かつ複数のスプリングフィンガ４２または類似するものを有する。内部接触子４０のスプリングフィンガ４２を内向きに傾けさせて置くことにより、同軸ケーブル６５を挿入すると、同軸ケーブル６５の内部導体４４をしっかりと挟む（図８参照）。または、内部接触子４０は、溶接および／または導電接着剤を介して、内部導体４４と相互接続することができる。ケーブルショルダー４５は、階段またはその他の内向きの突出物を形成し、本体ボア２５に突き出て、同軸ケーブル６５を本体５のケーブル端部２０から本体ボア２５に挿入するとき、前記ショルダーを同軸ケーブル６５のストッパとして用いることができる。本体ボア２５においてケーブル端部２０に近い内向きの環状シール溝５０を形成し、弾性Ｏリングまたはその他の形式のガスケットなどの環境シール５５に用いるシール表面を提供することができる。本体５は、例えば真鍮またはその他の金属合金により形成することができる。腐食を最低限にする、および／または異なる金属とコネクタ端部１０および／または同軸ケーブル６５の外部導体６０の反応を最低限にするため、本体５は、例えば、スズめっき層またはクロムめっき層などの耐食めっき層を設けることができる。

本体５の外表面は、通常、ケーブルショルダー４５とシール溝５０（シール溝がある場合）またはケーブル端部２０との間に隙間をあけて位置し、圧着領域７０に設けられており、前記圧着領域７０は、意図する圧着工具に適した寸法を有する。圧着領域７０の外径は、圧着領域７０における本体５の直径を調節することを介し、例えば、工業標準の六角手動圧着工具に合うように調節することができる。複数のリッジ７５を圧着領域７０に形成することができる。リッジ７５の間の溝の深さと幅は、下記に説明する圧着操作において本体５の圧着領域７０を圧着／変形し、スリーブ８０の当接に必要な圧縮力を調節し、例えば、手動工具が生成する力の範囲内になるようにし、圧着時に、圧縮材料に応じた保持力を生成するよう選択することができる。

最も好ましいものとして、図５に示すように、独立した柱状スリーブ８０は、スリーブボア８５を有し、その直径は、意図した同軸ケーブル６５の外部導体６０上を滑動可能なように設計されており（図６参照）、かつ、外径寸法は、本体ボア２５の直径と合わせ、スリーブ８０を同軸ケーブル６５の外部導体６０の末端上に挿入し、かつスリーブ８０上で外部導体６０をさらに折り畳み、および／または後ろに巻くときに、本体ボア２５と圧着領域７０とが対応する本体ボア２５の空間内にスリーブ８０を挿入可能なものとし、通常、外部導体６０の厚さを倍にしてスリーブ８０を封じ、スリーブ８０と外部導体６０を組み合わせた有効直径を増加させる。

スリーブ８０は、リッジ、こぶまたは別途に織り目加工された（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）、またはざらつきを有する挟持外表面８２を形成し、相互接続後のケーブル／コネクタの分離力を高めることができる。スリーブ８０は、コネクタ端部１０で傾斜した、または面取りした前縁９０を形成し、外部導体６０をスリーブ８０周囲に巻き付けるときに、スリーブ８０と外部導体６０とを組み合わせた前縁９０が角を有するようにし、同軸ケーブル６５の末端の最初の部分を本体ボア２５に挿入しやすくすることもできる。同様に、スリーブ８０のケーブル端部２０は、ケーブル端部２０において、逆向きに傾斜した、または面取りした末端表面９５を形成し、外部導体６０の最初の部分をスリーブボア８５に挿入しやすくすることができる。

スリーブ８０は、例えば、真鍮、アルミニウムまたはその他の金属合金によって形成することができる。本体５に用いるものと同様の材料を使用することもできるが、スリーブ８０に用いる材料は、本体５の材料よりも高い剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）特性を有するものを選択することができ、これによって、圧着動作力を印加し、本体５の圧着領域７０を変形させるとき、スリーブ８０は同様の力の下でも変形せず、および／またはスリーブ８０の側壁の厚さを減らすことができる。スリーブ８０は、変形が発生した周囲で支持面を提供し、外部導体６０を本体５と外表面８２との間に挟み、外部導体６０と本体５との間に確実な電気機械的な相互接続をもたらす。腐食を最低限にする、および／または異なる金属と同軸ケーブル６５の外部導体６０との相互の反応を最低限にするため、スリーブ８０は、例えば、スズめっき層またはクロムめっき層などの耐食めっき層を設けることもできる。

いかなる形式のフレキシブルおよび／またはセミリジッド外部導体６０（例えば、編組および／または箔製の外部導体６０）を有する同軸ケーブル６５も、外部被覆９７の一部を外部導体６０末端から取り外すことにより、圧着コネクタ１との相互接続を準備することができる。その後、スリーブ８０は、図６に示すように、裸の外部導体６０上を滑り、かつ外部導体６０はスリーブ８０の外表面８２上に折り畳まれる。その後、外部導体６０がスリーブ８０上で折り畳まれることにより露出した誘電体９９が取り外され、図７に示すように、内部導体４４の対応する長さが露出される（図１１に示すように、選択した導体インターフェース１５が、誘電体９９を、内部導体４４間隔空け／支持要素（ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ４４ ｓｐａｃｉｎｇ／ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）として用いる場合を除く）。内部導体４４の末端は、研削され、存在する可能性のある鋭角を取り除く。その後、外部導体６０がケーブルショルダー４５に接触するまで、同軸ケーブル６５を本体ボア２５のケーブル端部２０に挿入する。同軸ケーブル６５を本体ボア２５に挿入するとき、内部導体４４は内部接触子４０のスプリングフィンガ４２に結合し、かつ外部被覆９７は、そこに位置する環状シール溝５０および環境シール５５を通過して挿入され、図８に示すように、同軸ケーブル６５のケーブル端部２０と圧着コネクタ１の相互接続を密封する。または、内部接触子４０は、挿入前および／または挿入時に、内部導体４４に溶接または導電接着することができる。

同軸ケーブルと圧着コネクタ１の相互接続は、例えば、標準六角手動圧着工具を用いて、圧着領域７０に径方向の圧着力を印加し、圧着領域７０を内向きに変形させることを介し、圧着領域７０をスリーブ８０に当接させる。外部導体６０の折り畳まれた部分は、スリーブ８０の外表面８２と本体５の圧着領域７０との間にしっかりと挟まれ、強固で持続性のある電気機械的な相互接続を形成する。

ケーブル端部の事前接続の準備のため、同軸ケーブル６５の背部素子（要素）（ｂａｃｋ ｅｌｅｍｅｎｔ）の、使用可能な同軸ケーブル６５と圧着コネクタ１の寸法を介して確定した所定の距離を剥がし、外部導体６０がケーブルショルダー４５に接触したときに、内部導体４４と内部接触子４０をしっかりと組み合わせ、かつ、存在する場合は、環境シール５５を外部被覆９７に接触させる。

当業者は、選択した接続インターフェース１５の場所に内部接触子４０および／または絶縁体３５を必要とせず、コネクタインターフェースがＦ型である図１０および図１１に示すように、これらの素子を省略することができることを理解することができる。また、関連する同軸ケーブルの寸法および／または意図する保持力レベルが圧着領域７０の本体５の側壁の厚さによって満たされる場合、同様に、リッジ７５も圧着コネクタ１の必要素子ではない。

前記のとおり、圧着コネクタ１は以下の優れた点を有する。圧着コネクタは、構成要素の数が少なく、これらの構成要素の生産技術要求は簡単で、かつわずか少量の製造操作を介して、高い対費用効果で組み立てることができる。圧着コネクタ１は、工業標準の手動工具のみを使用して迅速に現場で装着可能であり、溶接または導電接着剤を必要としない。同様に、一体型内スリーブをなくすことによって、環境シールを著しく改善し、追加の製造コストおよび／または材料コストを最低限にした圧着コネクタの構造が可能となる。

前記の説明において、公知の均等物を有する割合、完全体または構成要素が参照されており、これらの公知の均等物は、本明細書に個別に記載されるかのように援用されている。

本発明は、実施例の説明によって示されており、実施例は非常に詳細に説明がなされているが、特許請求の範囲をこれらによって制限することは、出願人の意図するものではない。当業者にとって、その他の優れた点および改善がさらに現れることは自明のことである。そのため、本発明は、比較的広範な面のものであり、特定の詳細、代表的な装置、方法および示され説明された実施例に限られるものではない。よって、これらの詳細から逸脱しているが、出願人の全体的な発明の考え方の主旨または範囲からは逸脱していない可能性がある。また、本発明の特許請求の主旨または範囲を逸脱しない改善および／または修正がある可能性があることを理解することができる。

１ 圧着コネクタ
５ 本体
１０ コネクタ端部
１５ 接続インターフェース
２０ ケーブル端部
２５ 本体ボア
３０ 絶縁体ショルダー
３５ 絶縁体
４０ 内部接触子
４２ スプリングフィンガ
４４ 内部導体
４５ ケーブルショルダー
５０ シール溝
５５ 環境シール
６０ 外部導体
６５ 同軸ケーブル
７０ 圧着領域
７５ リッジ
８０ スリーブ
８２ 外表面
８５ スリーブボア
９０ 前縁
９５ 末端表面
９７ 外部被覆
９９ 誘電体

Claims (20)

1. コネクタ端部にある接続インターフェース、本体ボアおよび本体の外表面周囲にある圧着領域が設けてある本体と、
   寸法が外部導体の通過を受け入れ可能に設計されたスリーブボアを有する柱状スリーブと、
   を含み、本体ボアの寸法は、外部導体と、外部導体上に装着されたスリーブおよびスリーブ上に後ろ向きに折り畳まれた外部導体と一緒に、本体ボアに沿って、圧着領域に対応する位置に受け入れ可能に設計されている、セミリジッド外部導体同軸ケーブル用のコネクタ。
2. 本体ボアに内向きに突き出たケーブルショルダーをさらに含む、請求項１に記載のコネクタ。
3. ケーブルショルダーが本体の長手方向の軸線に沿って位置し、これによって、外部導体が該ケーブルショルダーに接触するときに、スリーブが圧着領域下に位置する、請求項２に記載のコネクタ。
4. 本体のケーブル端部に近い、本体ボアのシール溝中に位置する環境シールをさらに含む、請求項１に記載のコネクタ。
5. 環境シールは弾性Ｏリングである、請求項４に記載のコネクタ。
6. 圧着領域のケーブル端部に近い、本体ボアのシール溝中に位置する環境シールをさらに含む、請求項３に記載のコネクタ。
7. 圧着領域中の複数の環状リッジをさらに含む、請求項１に記載のコネクタ。
8. 絶縁体により本体ボア中に同軸線的に支持される内部接触子をさらに含む、請求項１に記載のコネクタ。
9. スリーブが織り目加工された外表面を有する、請求項１に記載のコネクタ。
10. スリーブがコネクタ端部で傾斜した、請求項１に記載のコネクタ。
11. スリーブが本体の圧着領域よりも高い剛性特性を有する、請求項１に記載のコネクタ。
12. 同軸ケーブルの外部被覆の一部を取り外すステップと、
    同軸ケーブルの外部導体上に柱状スリーブを置くステップと、
    外部導体をスリーブ上に折り畳むステップと、
    スリーブが本体の圧着領域下になるまで同軸ケーブルを本体の本体ボア内に挿入するステップと、
    圧着力を印加して圧着領域を変形させることにより、外部導体をスリーブと本体との間にしっかりと挟むステップと、
    を含む同軸ケーブルとコネクタを相互接続する方法。
13. 外部導体がスリーブ上で折り畳まれることにより露出した誘電体の一部を取り除き、かつ、同軸ケーブルを本体ボアに挿入するときに、同軸ケーブルの内部導体がコネクタの内部接触子に挿入されるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 本体ボアのシール溝中に位置する環境シールは、スリーブが圧着領域下にあるときに、外部被覆を密封する、請求項１２に記載の方法。
15. 本体ボアに内向きに突き出たケーブルショルダーに外部導体が接触するまで同軸ケーブルを本体ボアに挿入する、請求項１２に記載の方法。
16. コネクタ端部にある接続インターフェース、本体ボアに内向きに突き出たケーブルショルダーを有する本体ボアおよび本体の外表面周囲にある圧着領域を有する本体と、
    本体のケーブル端部に近い、本体ボアのシール溝中に位置する環境シールと、
    寸法が外部導体の通過を受け入れ可能に設計されたスリーブボアを有する柱状スリーブと
    を含み、本体ボアの寸法が、外部導体を、外部導体上に装着されたスリーブおよびスリーブ上に後ろ向きに折り畳まれた外部導体の一部と、本体ボアに沿って、圧着領域に対応する位置に受け入れ可能に設計されている
    を含む、セミリジッド外部導体同軸ケーブル用のコネクタ。
17. スリーブ上に織り目加工された外表面をさらに含む、請求項１６に記載のコネクタ。
18. スリーブがコネクタ端部で傾斜した、請求項１６に記載のコネクタ。
19. 圧着領域が、ケーブルショルダーとシール溝との間に位置する、請求項１６に記載のコネクタ。
20. スリーブが本体の圧着領域よりも高い剛性特性を有する、請求項１６に記載のコネクタ。

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