JP2010034065A - 同軸コネクタの内部接点構造 - Google Patents

Abstract

【課題】同軸ケーブルコネクタの内部接点構造を提供する。
【解決手段】本発明は同軸ケーブルコネクタの内部接点構造に関する。内部接点は支持絶縁体によりコネクタの開口内で同軸方向に保持される。複数の分岐体が内部接点の中心部分から突き出ており、分岐体は内部接点の長手方向軸から外側に傾斜する、および／または肩部を備えていてもよい。傾斜開口を有する付勢絶縁体は、コネクタ開口内に保持され、分岐体のケーブル端に接触する。
【選択図】 図７

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、Ｊｅｆｆｒｅｙ ＰａｙｎｔｅｒおよびＪａｍｅｓ Ｗｌｏｓによる２００８年７月２８日に出願された、現在係属中の、米国特許出願第１２／１８１，０２２号「Ｃｏａｘｉａｌ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ Ｉｎｎｅｒ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ（同軸コネクタの内部接点構造）」の利益を主張し、上記出願の全開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は同軸ケーブル用のコネクタに関する。より詳細には、本発明は改善された内部導体寸法変化許容能力、アセンブリ特性および電気性能を備えた、内部導体接点構造に関する。

同軸コネクタの内部導体接点は同軸ケーブルの内部導体と連結する。コネクタ本体および／またはコネクタ本体と同軸ケーブルの外部導体との間の機械的連結部により囲まれることにより、内部導体接点は典型的には、内側方向に付勢された複数のバネフィンガを用いて形成され、コネクタとケーブルとの相互接続中に内部導体が複数のバネフィンガ間に挿入されると、内部導体の外径を強固に把持する。

バネフィンガは寸法的に大きくない限り（これは結果として得られるコネクタにインピーダンスの不連続性を発生させる）、バネフィンガは限定された強度特性を有する内部導体との相互接続を単独で提供する。さらに、バネフィンガの内側方向への付勢力を増加し、これに応じて内部導体との強力な相互接続を達成するに伴い、組立はますます困難になる。また、バネフィンガを強く付勢することにより、バネフィンガが挿入中に内部導体を削る可能性が増加し、この結果、受動的相互変調（ＰＩＭ）ひずみの発生する機会が増加する。

本願と同様に、ノースカロライナ州のＣｏｍｍｓｃｏｐｅ社により所有され、Ｖａｃｃａｒｏに２００８年２月２６日に発行された特許文献１は、コネクタの長手方向軸に沿って移動できる絶縁体を組み込んだコネクタを開示している。このコネクタは、外部導体を押し広げるのを助けるように形成された外径とウェッジ面として形成された内径とを有し、これにより、内部接点のバネフィンガをケーブル端に漸進的に係合し、コネクタの組立の間に内部導体がバネフィンガ間に挿入される時バネフィンガを内側方向に内部導体に対して漸進的に付勢する。組み立てられると、絶縁体はバネフィンガを内側方向に付勢し、内部接点を強固に支持して内部導体の相互接続を提供する。

同軸ケーブルおよびコネクタ産業における競合では、電気性能の改善だけでなく、製造、材料および設置コストの低減に注目してきた。

米国特許第７３３５０５９号「Ｃｏａｘｉａｌ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｃｌａｍｐｉｎｇ Ｒａｍｐｓ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄ（固定傾斜部を含む同軸コネクタおよび関連する方法）」

したがって、本発明の目的はこのような従来技術における欠点を克服する方法および装置を提供することである。

請求項１の発明は、同軸ケーブルコネクタ５の内部接点構造であって、支持絶縁体１３により前記コネクタ５のコネクタ開口１１内に同軸方向に支持された内部接点７と、前記内部接点７の中心部分から突き出る複数の分岐体２１であって、前記分岐体２１は前記内部接点７の長手方向軸から外側に傾斜している複数の分岐体２１と、傾斜開口２５を備える付勢絶縁体９であって、前記コネクタ開口１１内に保持されている付勢絶縁体９と、前記傾斜開口２５に接触する前記分岐体２１のケーブル端３と、を備えるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記分岐体２１の内面上に肩部３１をさらに含み、前記肩部３１はガイド面３３により前記分岐体２１の前記ケーブル端３から間隔を介しているようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において更に、前記傾斜開口２５は、ケーブル端３の側面からコネクタ端１の側面に向かう方向に増加する直径を有するようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１の発明において更に、前記分岐体２１の前記外側への傾斜は前記分岐体２１のコネクタ端１から間隔を介した位置から始まるようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項１の発明において更に、前記分岐体２１はスロット２３により相互に分離されており、前記スロット２３は前記分岐体２１の長手方向の長さを画定するようにしたものである。

請求項６の発明は、請求項１の発明において更に、前記付勢絶縁体９は外径上に環状突出部２７を有し、前記環状突出部２７は前記コネクタ開口１１の環状溝２９内に保持されているようにしたものである。

請求項７の発明は、請求項１の発明において更に、前記付勢絶縁体９は前記コネクタ開口１１内に静止して保持されているようにしたものである。

請求項８の発明は、請求項１の発明において更に、前記分岐体２１の前記外側への傾斜は前記分岐体２１の前記コネクタ端１から間隔を介している移行部１６から始まり、さらに、前記分岐体２１の内面上に肩部３１を備え、前記肩部３１は前記分岐体２１の長手方向に沿った前記移行部１６に位置するようにしたものである。

請求項９の発明は、請求項１の発明において更に、前記分岐体２１の長さは、前記分岐体２１の半径方向の厚みの３倍から８倍であるようにしたものである。

請求項１０の発明は、請求項１の発明において更に、前記分岐体２１の前記ケーブル端３と前記傾斜開口２５間の前記接点７は、前記分岐体２１を内側方向にスエージング結合するようにしたものである。

請求項１１の発明は、同軸ケーブルコネクタ５の内部接点構造であって、支持絶縁体１３により前記コネクタ５のコネクタ開口１１内に同軸方向に支持された内部接点７と、前記内部接点７の中心部分１７から突き出る複数の分岐体２１と、前記分岐体２１の内面上の肩部３１であって、ガイド面３３により前記分岐体２１のケーブル端３から間隔を介している肩部３１と、傾斜開口２５を備える付勢絶縁体９であって、前記コネクタ開口１１内に保持されている付勢絶縁体９と、前記傾斜開口２５に接触する前記分岐体２１のケーブル端３と、を備えるようにしたものである。

請求項１２の発明は、請求項１１の発明において更に、前記肩部３１は前記分岐体２１の長手方向の長さの中部３分の１内に位置するようにしたものである。

請求項１３の発明は、請求項１１の発明において更に、前記分岐体２１は前記肩部３１と前記分岐体２１のケーブル端３との間で外側に傾斜しているようにしたものである。

請求項１４の発明は、請求項１１の発明において更に、前記分岐体２１の厚みは前記肩部３１と前記分岐体２１のケーブル端３との間で減少しているようにしたものである。

請求項１５の発明は、請求項１１の発明において更に、前記分岐体２１は前記傾斜開口２５により内側にスエージング結合されているようにしたものである。

請求項１６の発明は、請求項１１の発明において更に、前記付勢絶縁体９はケーブル端３の側面とコネクタ端１の側面との間のはんだ防壁であるようにしたものである。

請求項１７の発明は、同軸ケーブルコネクタ５の内部接点構造であって、支持絶縁体１３により前記コネクタ５のコネクタ開口１１内に同軸方向に保持されている内部接点７と、前記内部接点７の中心部分から突き出る複数の分岐体２１と、前記分岐体２１の内面上の肩部３１であって、前記分岐体２１の長手方向の中部３分の１内に位置する肩部３１と、を備え、前記分岐体２１は前記肩部３１と前記分岐体２１のケーブル端３間で外側に傾斜しており、さらに、傾斜開口２５を有する付勢絶縁体９であって、前記コネクタ開口１１内に静止して保持される付勢絶縁体９と、前記傾斜開口２５により内側にスエージング結合される前記分岐体２１のケーブル端３と、を備えるようにしたものである。

請求項１８の発明は、請求項１７の発明において更に、前記分岐体２１の長さは、前記分岐体２１の半径方向の厚みの３倍から８倍であるようにしたものである。

請求項１９の発明は、請求項１７の発明において更に、前記分岐体２１の半径方向の厚みは前記ケーブル端３と前記肩部３１との間で減少しているようにしたものである。

本明細書に組み込まれて明細書の一部を構成する添付図面は、上記本発明の概要説明および実施形態の以下の詳細な説明と共に本発明の実施形態を示し、本発明の原理を説明することに役立つ。図面の同様の参照符号は同一の特徴および要素を指すが、それら符号が表示されるすべての図面について詳細に記載されないこともある。

直角コネクタ構成で示された角度付きコネクタの第１の例示的な実施形態のケーブル端面図である。 図１の線Ｌ−Ｌに沿った概略的な切断側面図である。 図２の内部接点の概略的な等角図である。 図３の概略的なケーブル端面図である。 図４の線Ｅ−Ｅに沿った概略的な切断側面図である。 図５の範囲Ｆの拡大図である。 図２の範囲Ｍの拡大図である。 同軸ケーブルがコネクタに取り付けられている図２の概略図である。 図８の範囲Ｈの拡大図である。 図９の範囲Ｊの拡大図である。 同軸ケーブルが取り付けられているコネクタの代替の実施形態の概略的な切断側面図である。 図１１の範囲Ｃの拡大図である。

本明細書では、コネクタ端１およびケーブル端３がそれぞれ、ケーブル接続部とコネクタの境界面との間でコネクタ５を通る経路に沿ってコネクタ５の個々の要素に対する側面確定部として利用され、記載されている要素の形状および要素間の接触面の明確化に対する位置基準を提供する。

従来の内部接点７の構成を分析することにより、本発明者は内部接点に対する付勢機構としての移動可能な絶縁体のいくつかの欠点を認識した。各種材料の外部導体の寸法変化、生産工程および／または製造者は重要である。また、外部導体に適用されるフレア形状は、使用される特定の押し広げツールおよび加えられる押し広げ力に依存する。広範なこれらの変化のため、移動可能な絶縁体の最終的な長手方向の位置は、コネクタが組み立てられる時大幅に変化し、結果として、バネフィンガによって内部導体に様々な程度の内側方向への付勢をもたらす。様々な程度の内側方向への付勢は、バネフィンガと内部導体間の相互接続の特性に容認できない変化をもたらす可能性がある。

本発明による内部接点７の構造は、好ましくは長手方向に静止するが、段階的な挿入力特性を提供し、また変化する内部導体寸法を補整する、ケーブル端の付勢絶縁体９を有する。

図１および２に示されるように、内部接点７は、支持絶縁体１３によりコネクタ５のコネクタ開口１１内に同軸方向に支持されている。図３〜６に示されるように、内部接点７の中心部分１７からケーブル端３の方向に突き出る内部接点７のバネバスケット１５は、内部導体１９を受け入れるためにケーブル端３に対して開いている。バネバスケット１５は、内部接点７の外径周りに配列された複数のバネフィンガまたは分岐体２１により形成され、スロット２３により相互に画定され分離されている。図７に詳細に示されるように、ほぼ円錐形の傾斜開口２５を備えて形成される付勢絶縁体９は、例えばケーブル端３からコネクタ開口１１に挿入可能であり、これによりバネバスケット１５を係合し、分岐体２１のケーブル端３が傾斜開口２５に漸次的に係合すると、バスケット１５を内側方向に付勢する。付勢絶縁体９はコネクタ開口１１内に収容され、例えば圧入によって、所定位置に保持される。代替として、所定位置へのはめ込み保持機構（ｓｎａｐ−ｉｎｔｏ−ｐｌａｃｅ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、例えばソケット内へのタブおよび／または、コネクタ開口１１の側壁３１に形成される環状溝２９と結合しこの溝内に保持される、付勢絶縁体９の外径の環状突出部２７が採用されてもよい。

図３〜６に詳細に示されるように、内側に突出した段差または肩部３１は、中心部分１７から突き出る各分岐体２１の間の移行部１６においてバネバスケット１５の内径側壁上に形成されてもよく、ガイド面３３は好ましくは分岐体２１のそれぞれのケーブル端３の内側に間隔を空けている。肩部３１および／または移行部１６の長手方向の位置は、例えば、分岐体２１の長手方向の中部３分の１内（ｗｉｔｈｉｎ ａ ｍｉｄｄｌｅ ｔｈｉｒｄ）にあってもよい。移行部１６および存在する場合は肩部３１のケーブル端３の側面における分岐体２１の部分は、内部接点７の長手方向軸から外側に傾斜して（ａｎｇｌｅｄ ｏｕｔｗａｒｄ）配置されてもよい。コネクタ開口１１内に収容されると、付勢絶縁体９は、図７に詳細に示されるように、バネバスケット１５の分岐体２１を内側にスエージング結合する。

付勢絶縁体９を装着する操作の間に分岐体２１はコネクタ開口１１内にスエージング結合されるため、分岐体２１に関して従来のスエージ加工製造工程を実行する時間および経費は削除された。

好ましくは、分岐体２１のスエージング結合部分は、肩部３１の内径より大きい、ケーブル端３と肩部３１との間の内径を有する、バネバスケット空洞を形成し、この内径は肩部３１の方向に向かって減少する。減少する内径は、内部導体１９がバネバスケット１５内に挿入される時、内部導体１９のガイド面３３を形成する。肩部３１が存在しない場合、内径は、ガイド面３３の端部において移行部に到達するまで減少する。

図８〜１０に示されるように、内部導体１９をバネバスケット１５内に挿入する間において、内部導体１９はガイド面３３により案内され中心合わせされる。第１接触点を通過して移動するために完全な挿入力を必要とする、バネバスケット１５の端部に当接するのでなく、内部導体がガイド面３３に沿って移動して肩部３１に近付くに伴い、挿入抵抗は徐々に増加する。また、ガイド面３３のなだらかな傾斜の特性（ｇｒａｄｕａｌ ｎａｔｕｒｅ）により、面取りされていない内部導体１９の低減した拘束力での挿入が可能になり、ケーブルの準備要件を単純化する。必要な挿入力が徐々に増加するため、完全な挿入長さに沿って分岐体２１により内部導体１９を削ることは低減され、これにより、ＰＩＭひずみに関連する金属の削りくずを発生する可能性が減少する。

肩部３１の下に据えつけるために、分岐体２１は、さらに外側にたわみ、内部接点の中心部分１７への分岐体２１の接続部と、傾斜開口２５によりスエージング結合される分岐体２１のケーブル端３との間で曲がる。分岐体２１は両端間でたわむことにより、従来の単一ピボット点からのそり（歪曲）ではなく、二点間で分岐体２１の曲がりを生成する。肩部３１の位置が分岐体２１のケーブル端３から内側に間隔をおいて配置されることにより、この曲がりは、単に、分岐体２１のケーブル端に直接作用するのではなく、二点効果で発生するようになる。

この曲がりにより、そり（歪曲）が単に単一点から発生する従来の構成と比較すると、分岐体２１が増大した断面を備えることを要求されることなく、内部導体１９に対して大幅に増加した付勢力を生成する。

組み立てられたバネバスケット１５、肩部３１および内部導体１９の直径間の好ましい寸法は、図８〜１０に示されている。分岐体２１の曲がりは分岐体２１のケーブル端３の、そり（歪曲）をもたらし、これが肩部３１以外での内部導体１９との接触部を短くする。これが結果として、長手方向の単一の接触点を有する、極めて強力な相互接続をもたらし、例えば伸長または熱膨張および収縮においてコネクタ５の本体に対して内部導体１９が移動する場合のＰＩＭひずみ発生を低減させることになる。

肩部３１が加えられる場合、ガイド面３３の長さおよび肩部３１の分岐体２１に沿った位置は、完全なかみ合い（ｆｕｌｌ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）という点と、内部導体１９の最小および最大の直径を収容するに必要な柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）との間の妥協案として選択されてもよい。この長さは、各分岐体２１を画定するスロット２３の長さ、分岐体２１の厚み、使用材料および分岐体２１の円弧幅により決定される、分岐体２１の剛性に直接関係する。本明細書に記載した例示的な実施形態では、リン青銅などの通常の導電性バネ金属が、約８３度（４つのスロット２３）の分岐体の間の円弧の角度で利用されている。各分岐体２１の好ましい長さは分岐体２１の厚みの約３から８倍である。

当業者であれば、付勢絶縁体９が最初に分岐体２１を内側にスエージング結合する時（図７参照）、ケーブル端３におけるガイド面３３の内径と肩部３１における内径とが、本発明による内部接点７構造が相互接続できる内部導体１９の直径の増加範囲を画定することを理解する。大きな曲がりが発生し、分岐体２１が長手方向の長さに対して短くなることを考慮すると、分岐体２１のケーブル端３は傾斜開口２５に沿って移動でき、内部接点７を受け入れる内部導体１９の直径の範囲が更に増大する。

別の実施形態では、付勢絶縁体９が移動可能であることを要求されないことから、内部導体１９は、例えばコネクタ５の本体に結合ナットをねじ込むことにより、外部導体３５の前縁に適用される着脱可能な機械的クランプの代わりに、外部導体３５への圧入および／またははんだ接続などの永続的な相互接続を利用する、コネクタに同様に適用されてもよい。

図１１および１２は、はんだ接続の実施形態を示す。ここでは、付勢絶縁体９は、スロットを低減する絶縁体材料なしに形成され、はんだ防壁（ｓｏｌｄｅｒ ｂａｒｒｉｅｒ）としても機能するものであって、はんだ付け工程中におけるはんだ流れを防止する。さもなければ、外部導体３５と内部導体１９との間の、内側方向のはんだ突出インピーダンスの不連続性又は短絡を生成するはんだ流れを可能にしてしまう。

本発明は、直角構成のコネクタを用いて示されている。当業者であれば、内部接点７および付勢絶縁体９は、例えば内部接点７のコネクタ端１が、望ましい標準によるピンまたは専有のコネクタインターフェースとして形成される、あるいはそれらに更に連結される、直列型コネクタ構成に、同様に適用されてもよいことを認識するであろう。

本発明は、電気性能を改善し、ケーブル寸法変化への適合性を増加した、費用対効果が大きい内部接点を提供する。さらに、本発明の内部接点は、従来の内部接点では一般的である製造中のスエージ加工作業を必要としないため、製造コストを低減できる。

前述の説明において、比、整数または公知の均等物を有する構成要素が参照される場合、本明細書では、このような均等物は個々に記載されるものとして組み込まれている。

本発明を本発明の実施形態の記述により説明し、また各実施形態をかなり詳細に説明してきたが、出願人はこのような詳細については添付の特許請求の範囲を制限するかまたは多少なりとも限定することを意図していない。追加の利点および変形例は当業者には容易に明らかであろう。したがって、本発明は、より広い態様において、特定の詳細、代表的な装置、方法および図示され説明されている具体例に限定されない。したがって、このような詳細からの逸脱は、出願人の全体的な発明概念の精神または範囲から逸脱することはない。さらに、以下の請求項により定義される本発明の範囲または精神から逸脱することなく本発明の改良および／または変形例を実行できることは理解されるべきである。

１ コネクタ端
３ ケーブル端
５ コネクタ
７ 内部接点
９ 付勢絶縁体
１１ コネクタ開口
１３ 支持絶縁体
１５ バネバスケット
１６ 移行部
１７ 中心部分
１９ 内部導体
２１ 分岐体
２３ スロット
２５ 傾斜開口
２７ 環状突出部
２９ 環状溝
３１ 肩部
３３ ガイド面
３５ 外部導体

Claims (19)

1. 同軸ケーブルコネクタの内部接点構造であって、
   支持絶縁体により前記コネクタのコネクタ開口内に同軸方向に支持された内部接点と、
   前記内部接点の中心部分から突き出る複数の分岐体であって、前記分岐体は前記内部接点の長手方向軸から外側に傾斜している複数の分岐体と、
   傾斜開口を備える付勢絶縁体であって、前記コネクタ開口内に保持されている付勢絶縁体と、
   前記傾斜開口に接触する前記分岐体のケーブル端と、
   を備えた、同軸ケーブルコネクタの内部接点構造。
2. 前記分岐体の内面上に肩部をさらに含み、前記肩部はガイド面により前記分岐体の前記ケーブル端から間隔を介している、請求項１に記載の内部接点構造。
3. 前記傾斜開口は、ケーブル端の側面からコネクタ端の側面に向かう方向に増加する直径を有する、請求項１に記載の内部接点構造。
4. 前記分岐体の前記外側への傾斜は前記分岐体のコネクタ端から間隔を介した位置から始まる、請求項１に記載の内部接点構造。
5. 前記分岐体はスロットにより相互に分離されており、前記スロットは前記分岐体の長手方向の長さを画定する、請求項１に記載の内部接点構造。
6. 前記付勢絶縁体は外径上に環状突出部を有し、前記環状突出部は前記コネクタ開口の環状溝内に保持されている、請求項１に記載の内部接点構造。
7. 前記付勢絶縁体は前記コネクタ開口内に静止して保持されている、請求項１に記載の内部接点構造。
8. 前記分岐体の前記外側への傾斜は前記分岐体の前記コネクタ端から間隔を介している移行部から始まり、
   さらに、前記分岐体の内面上に肩部を備え、前記肩部は前記分岐体の長手方向に沿った前記移行部に位置する、請求項１に記載の内部接点構造。
9. 前記分岐体の長さは、前記分岐体の半径方向の厚みの３倍から８倍である、請求項１に記載の内部接点構造。
10. 前記分岐体の前記ケーブル端と前記傾斜開口間の前記接点は、前記分岐体を内側方向にスエージング結合する、請求項１に記載の内部接点構造。
11. 同軸ケーブルコネクタの内部接点構造であって、
    支持絶縁体により前記コネクタのコネクタ開口内に同軸方向に支持された内部接点と、
    前記内部接点の中心部分から突き出る複数の分岐体と、
    前記分岐体の内面上の肩部であって、ガイド面により前記分岐体のケーブル端から間隔を介している肩部と、
    傾斜開口を備える付勢絶縁体であって、前記コネクタ開口内に保持されている付勢絶縁体と、
    前記傾斜開口に接触する前記分岐体のケーブル端と、
    を備えた、同軸ケーブルコネクタの内部接点構造。
12. 前記肩部は前記分岐体の長手方向の長さの中部３分の１内に位置する、請求項１１に記載の内部接点構造。
13. 前記分岐体は前記肩部と前記分岐体のケーブル端との間で外側に傾斜している、請求項１１に記載の内部接点構造。
14. 前記分岐体の厚みは前記肩部と前記分岐体のケーブル端との間で減少している、請求項１１に記載の内部接点構造。
15. 前記分岐体は前記傾斜開口により内側にスエージング結合されている、請求項１１に記載の内部接点構造。
16. 前記付勢絶縁体はケーブル端の側面とコネクタ端の側面との間のはんだ防壁である、請求項１１に記載の内部接点構造。
17. 同軸ケーブルコネクタの内部接点構造であって、
    支持絶縁体により前記コネクタのコネクタ開口内に同軸方向に保持されている内部接点と、
    前記内部接点の中心部分から突き出る複数の分岐体と、
    前記分岐体の内面上の肩部であって、前記分岐体の長手方向の中部３分の１内に位置する肩部と、
    を備え、
    前記分岐体は前記肩部と前記分岐体のケーブル端間で外側に傾斜しており、
    さらに、
    傾斜開口を有する付勢絶縁体であって、前記コネクタ開口内に静止して保持される付勢絶縁体と、
    前記傾斜開口により内側にスエージング結合される前記分岐体のケーブル端と、
    を備えた、同軸ケーブルコネクタの内部接点構造。
18. 前記分岐体の長さは、前記分岐体の半径方向の厚みの３倍から８倍である、請求項１７に記載の内部接点構造。
19. 前記分岐体の半径方向の厚みは前記ケーブル端と前記肩部との間で減少している、請求項１７に記載の内部接点構造。

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