JP2009301735A - 同軸ケーブル用コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】空隙絶縁型の同軸ケーブルのようなコネクタ内部の気密性を確保する必要のある同軸ケーブル用に適したコネクタを提供する。
【解決手段】同軸ケーブル用コネクタを、同軸ケーブルの内部導体と導通接続する中心コンタクトと、同軸ケーブルを挿着され、外部導体と導通接続するコネクタ本体と、前記コネクタ本体に螺合されることにより、前記コネクタ本体を同軸ケーブルに圧接する締付具と、外部被覆層と前記締付具との間に介在する環状の2つ以上のシール部材と、を備える構成とする。そして、前記シール部材の少なくとも一つを前記同軸ケーブルの先端側に向けてリップ状の断面形状を有するリップパッキンで構成し、少なくとも一つを前記外部被覆層と前記締付具の間で圧縮されることによりコネクタ内部を密封するスクイーズパッキンで構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、同軸ケーブル用コネクタに関し、特に、空隙絶縁型の同軸ケーブルのようなコネクタ内部の気密性を確保する必要のある同軸ケーブル用に好適なコネクタに関する。
従来、同軸ケーブル用コネクタとして、同軸ケーブルの内部導体と導通接続する中心コンタクトと、同軸ケーブルの外部導体と導通接続するコネクタ本体と、このコネクタ本体に螺合されることにより、コネクタ本体を同軸ケーブルに圧接する締付具と、を備える構造が知られている(例えば、特許文献1、2)。
同軸ケーブル用コネクタは基本的に上述した構造を有するが、装着される同軸ケーブルの種類に応じて細部構造を工夫した専用のものが提供されている。
例えば、同軸ケーブルの内部導体と外部導体の間に乾燥空気や窒素等のガスを封入される空隙絶縁型の同軸ケーブル用のコネクタにおいては、コネクタ(コネクタ本体或いは締付具)と同軸ケーブルとの間に樹脂製のOリング等のシール部材を介在させることにより、コネクタ内部の気密性を確保するようにしている。
図6は、従来の空隙絶縁型の同軸ケーブル用コネクタの一例を示す半断面図である。
図6に示すように、同軸ケーブル用コネクタ20は、中心コンタクト200と、コネクタ本体210と、締付具220と、を備えている。
コネクタ本体210は、同軸ケーブル50に挿入されるクランプブッシュ211と、クランプブッシュ211の外周面に係合されクランプブッシュ211を圧接することにより同軸ケーブル50を保持する第1シェル212と、第1シェル212にボルト233で締着される第2シェル213と、を備えている。
同軸ケーブル用コネクタ20では、クランプブッシュ211を同軸ケーブル50の外部導体53と外部被覆層54との間に挿入することにより同軸ケーブル50にコネクタ本体210を取り付ける。そして、コネクタ本体210に第1締付具221を螺合させることによりOリング231を介してコネクタ本体210を同軸ケーブル50に圧接させ、同軸ケーブル50が脱着しないように保持する。このとき、Oリング231は圧縮変形され、第1シェル212と第1締付具221との隙間を密閉する。
第1締付具221と同軸ケーブル50の間にはOリング232が配設されている。このOリング232は、第1締付具221に第2締付具222を螺合させることにより軸方向に圧縮変形され、同軸ケーブル50の外部被覆層54と締付具221との隙間を密閉する。
上述したように、従来の同軸ケーブル用コネクタ20においては、同軸ケーブル50(外部被覆層54)とコネクタ(締付具220)との隙間は1つのシール部材(Oリング232)により密閉されている。
特開2003−151698号公報 特開平11−345656号公報
ところで、従来の同軸ケーブル用コネクタ20においては、同軸ケーブル50がOリング232を介して締め付けられるため、外部被覆層54に局所的に持続応力が作用することとなり、時間の経過とともに外部被覆層54にリング痕が形成されることがある(クリープ現象)。
このとき、同軸ケーブル50とコネクタ20(締付具220)との隙間を密閉するOリング232では、リング痕の変形に追従して密着状態を確保することは困難で、外部被覆層54との密着状態が崩れてしまい、コネクタ内部の気密性が低下する虞がある。さらには、Oリング232と外部被覆層54との間に隙間が生じ、雨水の浸入等の種々の弊害が生じる虞がある。
このように、従来の同軸ケーブル用コネクタ20の構造では、経時的にコネクタ内部の気密性が損なわれる可能性が高くなる。
本発明は、同軸ケーブル用コネクタであって、空隙絶縁型の同軸ケーブルのようなコネクタ内部の気密性を確保する必要のある同軸ケーブル用に適したコネクタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、内部導体と、前記内部導体の外周に形成された絶縁体層と、前記絶縁体層の外周に形成された外部導体と、前記外部導体の外周に形成された外部被覆層と、が同軸構造をなす同軸ケーブルの先端に装着される同軸ケーブル用コネクタであって、
前記内部導体と導通接続する中心コンタクトと、
前記同軸ケーブルを挿着され、前記外部導体と導通接続するコネクタ本体と、
前記コネクタ本体に螺合されることにより、前記コネクタ本体を前記同軸ケーブルに圧接する締付具と、
前記外部被覆層と前記締付具との間に介在する環状の2つ以上のシール部材と、を備え、
前記シール部材の少なくとも一つは、前記同軸ケーブルの先端側に向けてリップ状の断面形状を有するリップパッキンで構成され、
且つ、少なくとも一つは、前記外部被覆層と前記締付具の間で圧縮されることによりコネクタ内部を密封するスクイーズパッキンで構成されていることを特徴とする。
好ましくは、前記シール部材が2つであることを特徴とする。
好ましくは、前記同軸ケーブルの先端側から、前記リップパッキン、前記スクイーズパッキンの順に配置していることを特徴とする。
好ましくは、前記絶縁体層は、ガスを封入可能な中空部を有し、
前記コネクタ本体は、前記中空部にガスを導入可能なガス導入部を有することを特徴とする。
本発明によれば、同軸ケーブルとコネクタ間の隙間をシール部材により二重に密閉するので、コネクタ内部の気密性を効果的に確保することができる。また、1つのシール部材をリップパッキンで構成することにより、同軸ケーブルに機械的な負荷が加えられなどして外部被覆層の外形が変形した場合にも柔軟に追従することができるので、コネクタ内部の気密性を確保しうる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る同軸ケーブル用コネクタの一例を示す半断面図で、図2は図1に示す同軸ケーブル用コネクタが装着される同軸ケーブルの一例を示す断面図である。
図2に示すように、同軸ケーブル50は、内部導体51と、内部導体51の外周に形成された絶縁体層52と、絶縁体層の外周に形成された外部導体53と、外部導体53の外周に形成された外部被覆層54とを備え、それぞれが同軸構造をなしている。
内部導体51は、導体抵抗が小さく、伝送損失特性が良好な銅またはアルミニウムなどからなる中空のパイプあるいは充実線で、その外径は約8mmである。
絶縁体層52は、絶縁性が良好な中空のポリエチレンパイプ521と、内部導体51に螺旋状に巻回されポリエチレンパイプ521を内周側から支持するポリエチレン紐522とで構成され、その外径は約20mm、肉厚は約2mmである。ポリエチレンパイプ521と内部導体51とで形成される中空部523には、乾燥空気や窒素等のガスが封入される。
外部導体53は、銅またはアルミニウムのテープをポリエチレンパイプ521の外周に沿って縦巻きにしたもので、その外径は約22mmである。
外部被覆層54は、カーボンを含有した黒色ポリエチレンからなり、屋外での使用に耐えうる耐水性と耐候性を有する。外部被覆層54の外径は約30mmで、肉厚は約4mmである。
図1に示す同軸ケーブル用コネクタ10は、図2に示す空隙絶縁型の漏洩同軸ケーブル50のようなケーブル内部の気密性を確保する必要がある同軸ケーブル用のコネクタとして使用される。
図1には、同軸ケーブル50を装着した状態について示している。なお、図1においては、同軸ケーブル50の内部導体51はパイプ型の中空部を含むものとして、絶縁体53は中空部523を含むものとして記載している。
図1に示すように、同軸ケーブル用コネクタ10は、同軸ケーブル50の内部導体51と導通接続する中心コンタクト100と、外部導体53と導通接続するコネクタ本体110と、コネクタ本体110に螺合されることによりコネクタ本体110を同軸ケーブル50に圧接する締付具120と、を備えて構成される。
中心コンタクト100は、一端側(図1では右側)の外周面に内部導体51と螺合する雄ねじ101aを形成された第1中心コンタクト101と、第1中心コンタクト101の他端側(図1では左側)に接続される第2中心コンタクト102と、を備えている。
内部導体51の内周面に雌ねじを形成し、これに第1中心コンタクト101の雄ねじ101aを螺合させると、第1中心コンタクト101は内部導体51と密着し、導通接続される。
コネクタ本体110は、同軸ケーブル50の外部導体53と外部被覆層54の間に挿入されるクランプブッシュ111と、クランプブッシュ111の外周面に係合されクランプブッシュ111を圧接することにより同軸ケーブル50を保持する第1シェル112と、第1シェル112にボルト140で締着される第2シェル113と、を備えている。
クランプブッシュ111は、同軸ケーブル50の外部導体53の外径とほぼ同程度の内径を有する略円筒状の部材であり、外周面が先細に縮径するテーパ部111aを有している。このテーパ部111aが同軸ケーブル50の外部導体53と外部被覆層54との間に挿入される。
第1シェル112は、略円筒状の部材であり、その内径は、第1中心コンタクト101との位置関係で同軸ケーブル50の特性インピーダンスと整合すべく設計されている。第1シェル112の軸方向略中央には、銅管継手141を介して乾燥空気や窒素等のガスを導入するためのガス導入口112dが形成されている。
ガス導入口112dを挟んで一端側(図1では右側)の外周面には、Oリング133を配設するための溝112aと、第1締付具121と螺合するための雄ねじ112bが形成されている。雄ねじ112bが形成されている部位に対応する内周面において、クランプブッシュ111と当接することとなる。
また、ガス導入口112dを挟んで他端側(図1では左側)の内周面には、中心コンタクト100を第1シェル112と所定長だけ離間して保持する絶縁体131を保持するための保持部112cが形成されている。また、第1シェル112の他端側の端面には、ボルト140と螺合する雌ねじ112eが形成されている。
第2シェル113の内周面は、先端に向けて内径が段々に縮径される形状を有し、軸方向略中央には、第2中心コンタクト102を第2シェル113と所定長だけ離間して保持する絶縁体132を保持するための保持部113aが形成されている。また、第2シェル113の後端部は、ボルト140を挿通する挿通孔113cが形成された鍔部113bとなっている。
締付具120は、第1締付具121と、第2締付具122とで構成されている。
第1締付具121は、一端側(図では左側)の内周面に第1シェル112と螺合するための雌ねじ121aが形成されている。また、他端側(図では右側)の内周面には、リップパッキン134を保持する保持部121bと、ブッシング135、スクイーズパッキン136、座金137を保持するための保持部121cを有している。この保持部121cに対応する外周面には、第2締付具122と螺合するための雄ねじ121dが形成されている。
ここで、リップパッキン134は、リップ状(唇状)の断面形状を有するシール部材であり、例えば、断面がU字型でニトリルゴム製のUパッキンで構成される。Uパッキン134は、リップ部134aを先端側(図では左側)に向けて配設され、ガス封入によりこのリップ部134aに圧力が印加されると、同軸ケーブル50の外部被覆層54と圧着し、セルフシール作用によってガス漏れを防止する。なお、Uパッキン134の背面にはブッシング(バックアップリング)135が配設されており、高圧によりUパッキン134のヒール部がはみ出すのを防止する。
スクイーズパッキン136は、同軸ケーブル50の外部被覆層54と締付具120の間で圧縮されることによりコネクタ内部を密閉するシール部材であり、例えば、ニトリルゴム製のOリングで構成される。第2締付具122を第1締付具121に螺合させると、Oリング136は座金137を介して圧縮変形され、第1締付具121と外部被覆層54との隙間を密閉する。
また、第1締付具121の内周面略中央には、外部被覆層54と当接するクランプリング130の後端を係止する段部121dが形成されている。クランプリング130は、クランプブッシュ111のテーパ部111aと対向するテーパ状の内周面を有している。同軸ケーブル50の外部被覆層54は、クランプブッシュ111とクランプリング130により狭持されることとなる。
上述した構成を有する同軸ケーブル用コネクタ10は、以下のようにして同軸ケーブル50に装着される。
図3、図4は、同軸ケーブル用コネクタ10の取付工程の一例を示す外観図である。
図3に示すように、先端の外部被覆層54が除去された同軸ケーブル50には、予め、第2締付具122、座金137、Oリング136、ブッシング135、Uパッキン134、第1締付具121、クランプリング130(図3では省略)が順に挿通される。
そして、図4に示すように、同軸ケーブル50の先端にはクランプブッシュ111が取り付けられる。具体的には、外部被覆層54の先端部を所定長だけ加熱し、ドライバー等の治具により外部被覆層54の先端部の内径を拡張する。そして、クランプブッシュ111に同軸ケーブル50の先端(外部被覆層54の除去された部分)を挿通するとともに、外部被覆層54と外部導体53の間にクランプブッシュ111のテーパ部111aを挿入し、外部被覆層54をテーパ部111aに圧接し、冷却する。
なお、外部被覆層54と外部導体53の間にクランプブッシュ111のテーパ部111aを挿入する方法は上記方法に限らず、別の方法を用いてもよい。
クランプブッシュ111に挿通された外部導体53は、クランプブッシュ111に沿って折り返される。そして、クランプブッシュ111に第1シェル112を係合させて第1シェル112とクランプブッシュ111で外部導体53を狭持することにより、コネクタ本体110は外部導体53と導通接続される。
クランプブッシュ111に第1シェル112を係合させた状態で、第1締付具121を第1シェル112に螺合させると、Oリング133が圧縮変形され第1シェル112がクランプブッシュ111に圧接される。これにより、同軸ケーブル50はコネクタ本体110から脱着不能に保持される。
また、第1締付具121を第1シェル112に螺合させると、クランプリング130が段部121dに押されて、外部被覆層54に沿ってケーブル先端方向に移動される。そして、外部被覆層54がクランプリング130により圧縮変形され、クランプリング130とクランプブッシュ111により狭持されることとなる。
第1締付具121に第2締付具122を螺合させると、Uパッキン134、ブッシング135、Oリング136、座金137が第1締付具121内に収容される。
このとき、Oリング136は、圧縮変形され、第1締付具121と外部被覆層54との隙間を密閉することとなる。また、Uパッキン134は、径方向に圧縮されることで第1締付具121と外部被覆層54との隙間を閉塞する。Uパッキン134は、ガスが封入されたときにセルフシール作用を発揮する。
また、第1中心コンタクト101と第2中心コンタクト102は、絶縁体131の中央部に形成された貫通孔に両側から挿通され、絶縁体131の内部において接続されるとともに、所定部位において絶縁体131を狭持する。なお、第2中心コンタクト102と絶縁体131の接触部にはOリング139が配設されている。
そして、第1中心コンタクト101の先端部が同軸ケーブル50の内部導体(銅パイプ)51に螺合され、導通接続される。このとき、絶縁体131は、第1シェル112に設けられた保持部112cに嵌着される。なお、第1シェル112の端面内周部にはOリング138が配設されている。
第2シェル113は、第2中心コンタクト102が挿通された絶縁体132を挿嵌されるとともに、第1シェル112の端面にボルト140により締着される。第2中心コンタクト102の先端は、第2シェル113の開口から外部に臨むこととなる。
上述したようにして、同軸ケーブル用コネクタ10は同軸ケーブル50に装着される。
すなわち、本実施形態に係る同軸ケーブル用コネクタ10は、内部導体51と導通接続する中心コンタクト100と、同軸ケーブル50を挿着され、外部導体53と導通接続するコネクタ本体110と、コネクタ本体110に螺合されることにより、コネクタ本体110を同軸ケーブル50に圧接する締付具120と、外部被覆層54と締付具120との間に介在する環状の2つのシール部材134、136と、を備えている。
そして、シール部材の一方はリップパッキン(Uパッキン)134で構成され、シール部材の他方は、外部被覆層54と締付具120の間で圧縮されることによりコネクタ内部を密封するスクイーズパッキン(Oリング)136で構成されている。
このように、本実施形態に係る同軸ケーブル用コネクタ10によれば、同軸ケーブル50とコネクタ10間の隙間をUパッキン134とOリング136により二重に密閉するので、コネクタ10の内部の気密性を効果的に確保することができる。
また、1つのシール部材134をUパッキンで構成することで、両者をOリングで構成する場合に比較して、良好な気密性を確保しうる。それは、Oリングのみで構成させた場合には、同軸ケーブル50の外部被覆層に局所的に持続応力が作用して時間の経過とともに外部被覆層にリング痕が形成されることがあるが(クリープ現象)、Oリングではこのリング痕の変形に充分に追従して密着状態を確保することが困難なため、外部被覆層との密着状態が崩れてコネクタ内部の気密性が低下する虞があるからである。それに対して、1つのシール部材134をUパッキンで構成した場合、同軸ケーブル50の外部被覆層に対する締め付け応力が小さいのでクリープ変形が生じ難いこと、及び、仮に生じた場合でもあってもUパッキンは変形に対する柔軟性、追随性がよいことから、コネクタ内部の気密性が低下する恐れが少ない。
また、同軸ケーブル用コネクタ10において、Uパッキン134と、Oリング136は、同軸ケーブル50の先端側から順に配置されている。Uパッキン134は、ガス封入時のセルフシール作用により密着性を発揮するものであるため、一般にはOリング136に比較して同軸ケーブル50に対する締め付け力は小さい。したがって、両者をUパッキンで構成させた場合、ケーブルに曲げ、捻り、振動などの外力の発生、すなわちコネクタとケーブルの中心軸をずらすような力の発生に対して、軸ずれを防止して気密性を維持する能力が低下する恐れがある。それに対して、一つのシール部材136をOリングで構成することにより、同軸ケーブル50に対する締め付け力が向上するので、同軸ケーブル50に曲げ、捻り、振動などの外力の発生した場合においても、コネクタとケーブルの中心軸を一定に保つことができ、良好な気密特性を維持できる。
図5は、同軸ケーブル50に同軸ケーブル用コネクタ10を装着させ、60℃静止環境下においてガス封入圧力を測定したときの、ガス封入圧力の経時変化を示す説明図である。
図5において、○印は本実施形態に係る同軸ケーブル用コネクタ(ダブルパッキン構造)10を用いたときのガス封入圧力で、▲印は従来の同軸ケーブル用コネクタ(図6参照、シングルパッキン構造)20を用いたときのガス封入圧力である。なお、同軸ケーブル用コネクタ10、20には、初期のガス封入圧力が60kPaとなるようにガスが導入されている。
図6に示すように、従来の同軸ケーブル用コネクタ20では、同軸ケーブル50の外部被覆層54と締付具220の間をOリング232だけで密閉している点で、本実施形態に係る同軸ケーブル用コネクタ10と相違する。つまり、図5では、同軸ケーブル50と締付具120(220)の間のシール構造の違いによりガス封入圧力がどのように変化するかを比較している。
図5に示すように、従来の同軸ケーブル用コネクタ20では経時的にガス封入圧力が低下している(約70日経過時で10%の低下)のに対して、本実施形態に係る同軸ケーブル用コネクタ10ではガス封入圧力の低下はほとんどない(約70日経過時で3%の低下)。なお、図5には約70日経過時までしか示していないが、同軸ケーブル用コネクタ10と20におけるガス封入圧力の低下の程度は時間の経過に伴いさらに顕著に現れるものと考えられる。このように、本実施形態に係る同軸ケーブル用コネクタ10では、高い気密性が長期間維持されることが確認されている。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記実施形態では、リップパッキン(Uパッキン)134の後方にスクイーズパッキン(Oリング)136を配設した構造としているが、2つのシール部材134,136の一方をリップパッキンで構成すればよい。すなわち、同軸ケーブル50の先端から順にOリング、Uパッキンを配設するようにしてもよい。
また、リップパッキン134の種類はUパッキンに限定されず、例えば、VパッキンやLパッキン等を採用でき、また、リップ形状は対称/非対称を問わない。
また、スクイーズパッキン136の種類はOリングに限定されず、例えば、Xリング、Dリング、Tリング等を採用できる。
尚、同軸ケーブル50については、通常の同軸ケーブルのみならず、外部導体にスロット、あるいはスリット等の電波輻射機構を設けることにより周囲に電波を輻射、あるいは漏洩させる漏洩形の同軸ケーブルに対して適用してもよい。
また、同軸ケーブル用コネクタ10における細部構造は、上記実施形態で示したものに限定されず、同軸ケーブルの種類、用途に応じて適宜変更可能である。すなわち、同軸ケーブル用コネクタ10と同軸ケーブルとの隙間をシールする部材として、タイプの異なるパッキン、すなわち、リップパッキンとスクイーズパッキンによる密閉構造を有していればよく、それらを足し合わせたパッキンの合計数量としては、2つを超えて3つ以上であってもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明に係る同軸ケーブル用コネクタの一例を示す半断面図である。 図1に示す同軸ケーブル用コネクタが装着される同軸ケーブルの一例を示す断面図である。 同軸ケーブル用コネクタの取付工程の一例を示す外観図である。 同軸ケーブル用コネクタの取付工程の一例を示す外観図である。 ガス封入圧力の経時変化を示す説明図である。 従来の同軸ケーブル用コネクタの一例を示す半断面図である。
符号の説明
10 同軸ケーブル用コネクタ
100 中心コンタクト
101 第1中心コンタクト
102 第2中心コンタクト
110 コネクタ本体
111 クランプブッシュ
112 第1シェル
113 第2シェル
120 締付具
121 第1締付具
122 第2締付具
130 クランプリング
131 第1絶縁体
132 第2絶縁体
133 Oリング
134 リップパッキン(Uパッキン)
135 ブッシング
136 スクイーズパッキン(Oリング)
137 座金
138 Oリング
139 Oリング
140 ボルト
141 銅管継手

Claims (4)

  1. 内部導体と、前記内部導体の外周に形成された絶縁体層と、前記絶縁体層の外周に形成された外部導体と、前記外部導体の外周に形成された外部被覆層と、が同軸構造をなす同軸ケーブルの先端に装着される同軸ケーブル用コネクタであって、
    前記内部導体と導通接続する中心コンタクトと、
    前記同軸ケーブルを挿着され、前記外部導体と導通接続するコネクタ本体と、
    前記コネクタ本体に螺合されることにより、前記コネクタ本体を前記同軸ケーブルに圧接する締付具と、
    前記外部被覆層と前記締付具との間に介在する環状の2つ以上のシール部材と、を備え、
    前記シール部材の少なくとも一つは、前記同軸ケーブルの先端側に向けてリップ状の断面形状を有するリップパッキンで構成され、
    且つ、少なくとも一つは、前記外部被覆層と前記締付具の間で圧縮されることによりコネクタ内部を密封するスクイーズパッキンで構成されていることを特徴とする同軸ケーブル用コネクタ。
  2. 前記シール部材が2つであることを特徴とする請求項1に記載の同軸ケーブル用コネクタ。
  3. 前記同軸ケーブルの先端側から、前記リップパッキン、前記スクイーズパッキンの順に配置していることを特徴とする請求項1または2に記載の同軸ケーブル用コネクタ。
  4. 前記絶縁体層は、ガスを封入可能な中空部を有し、
    前記コネクタ本体は、前記中空部にガスを導入可能なガス導入部を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の同軸ケーブル用コネクタ。
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