JP2010177107A - ケーブルコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】同軸ケーブルを構成する材料にクリープが発生しやすい材料を用いた場合であっても、同軸ケーブルとケーブルコネクタとの電気的な接続を確保できるケーブルコネクタを提供する。
【解決手段】本発明に係るケーブルコネクタ１は、内部導体２０と、内部導体２０の外周に設けられる絶縁体と、絶縁体の外周に凹凸を含んで設けられる外部導体２４とを有する同軸ケーブル２を保持するガイド１０と、ガイド１０と嵌合し、同軸ケーブル２の外部導体２４に電気的に接触するカラー７を有するシェル３０とを備え、外部導体２４は、アルミニウムを含んで形成され、カラー７は、外部導体２４に電気的に接触すると共に、ガイド１０側の表面に突起を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケーブルコネクタに関する。特に、本発明は、クリープ変形しやすい材料からなる導体を有するケーブルコネクタに関する。

従来、内部導体と、同心円状リングの凹凸が長手方向に同一ピッチで形成される銅管からなる外部導体とを有する同軸ケーブルと、同軸ケーブルを保持するケーブルガイドと、ケーブルガイドにねじ込みされて連結される変換部とを備え、ケーブルガイドは、同軸ケーブルの端部を外周から固定して同軸ケーブルの軸方向に移動可能な外部コンタクトを有しており、変換部は、同軸ケーブルの外部導体の端部に接続するテーパー部を含むブッシングを有しており、同軸ケーブルの外皮とケーブルガイドの内面との間にＯリングを有する同軸ケーブル用コネクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の同軸ケーブル用コネクタは、ケーブルガイド部と、変換部と、Ｏリングとを備えた３点構成であるのでコネクタ取付け時の工程を簡易化して組立てミス・部品欠損を防ぐことができ、更にＯリングにより防水機能を発揮できると共に、同軸ケーブルの外部導体端部をテーパー加工する特殊工具を不要とすることができる。

特開２００３−８６３０９号公報

しかし、特許文献１に記載の同軸ケーブル用コネクタは、外部導体の端部とブッシングのテーパー部とを接続させるために外部導体を外部コンタクトで押しつけているので、外部導体にクリープが発生すると、その形状が変化する場合がある。

したがって、本発明の目的は、同軸ケーブルを構成する材料にクリープが発生しやすい材料を用いた場合であっても、同軸ケーブルとケーブルコネクタとの電気的な接続を確保できるケーブルコネクタ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、内部導体と、内部導体の外周に設けられる絶縁体と、絶縁体の外周に凹凸を含んで設けられる外部導体とを有する同軸ケーブルを保持するガイドと、ガイドと嵌合し、同軸ケーブルの外部導体に電気的に接触するカラーを有するシェルとを備え、外部導体は、アルミニウムを含んで形成され、カラーは、外部導体に電気的に接触すると共に、ガイド側の表面に突起を含むケーブルコネクタが提供される。

また、上記ケーブルコネクタは、外部導体は、ガイドのシェルへの挿抜方向に対して傾斜する外部導体傾斜面を有し、カラーは、ガイドのシェルへの挿抜方向に対して傾斜し、外部導体の傾斜面と電気的に接触すると共に、ガイド側の表面に突起を含むカラー傾斜面を含んでもよい。

また、上記ケーブルコネクタは、外部導体傾斜面及びカラー傾斜面は、挿抜方向に対して垂直方向に傾斜していてもよい。

また、上記ケーブルコネクタは、ガイドと同軸ケーブルとの間に設けられ、外部導体傾斜面をカラー傾斜面側に押さえつける弾性部材を更に備えてもよい。

また、上記ケーブルコネクタは、カラー傾斜面は、突起を覆い、外部導体を構成する材料とは異なる材料から形成される被覆層を有することもできる。

また、上記ケーブルコネクタは、ガイドとシェルとの間、及びガイドと同軸ケーブルとの間に設けられるパッキングを更に備えてもよい。

本発明に係るケーブルコネクタによれば、同軸ケーブルを構成する材料にクリープが発生しやすい材料を用いた場合であっても、同軸ケーブルとケーブルコネクタとの電気的な接続を確保できるケーブルコネクタを提供できる。

本発明の第１の実施の形態に係るケーブルコネクタに用いられる同軸ケーブルの構造図である。 本発明の第１の実施の形態に係るケーブルコネクタの概要図である。 本発明の第１の実施の形態に係るケーブルコネクタにおいて、外部導体傾斜面とカラー傾斜面とが接触している状態の概要図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーの斜視図であり、（ｂ）は、カラー傾斜面の部分拡大断面の概要図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る補償リングの一例を示す図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る補償リングの他の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るケーブルコネクタの概要図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るカラーの斜視図であり、（ｂ）は、カラー傾斜面の部分拡大断面の概要図である。 本発明の第２の実施の形態に係る補償リングの一例を示す図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るケーブルコネクタに用いられる同軸ケーブルの構造を示し、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るケーブルコネクタの概要を示す。

（同軸ケーブル２の構成の概要）
第１の実施の形態に係る同軸ケーブル２は、銅等の金属材料からなる内部導体２０と、絶縁材料からなり、内部導体２０の外周に設けられる絶縁体としての内部絶縁体２２と、内部絶縁体２２の外周に凹凸を含んで設けられる外部導体２４とを有して形成される。

（内部導体２０及び内部絶縁体２２）
内部導体２０は、同軸ケーブル２の横断面において当該断面の略中心に位置する。内部導体２０は、シェル３０が有する中心導体（図示しない）を介して信号を伝搬する。内部導体２０は、単数又は複数本の軟銅等からなる線材又は銅管から形成される。なお、内部導体２０を構成する線材の表面には、酸化防止用のめっき層を施すこともできる。内部絶縁体２２は、内部導体２０の外周を被覆して設けられる。そして、内部絶縁体２２は、電気的に絶縁性を有する材料、例えば、絶縁性を有する樹脂材料から形成される。

（外部導体２４）
外部導体２４は、凸部２４ａと凹部２４ｂとを外部表面に有して形成される。すなわち、外部導体２４は、その外部表面に波形状が形成された波付菅から形成される。また、凸部２４ａ及び凹部２４ｂはそれぞれ、同軸ケーブル２の長手方向に間隔をおいて形成される。例えば、凸部２４ａ及び凹部２４ｂはそれぞれ、同軸ケーブル２の長手方向に略等間隔に形成される。また、外部導体２４は、銅等の金属材料よりも軽量で、可撓性に優れると共にクリープが発生しやすい金属材料から形成される。例えば、外部導体２４は、クリープ変形しやすいアルミニウムから形成される。

また、外部導体２４は、その端部に、ガイド１０のシェル３０への挿抜方向に対して傾斜する外部導体傾斜面２４ｃを有する。例えば、外部導体２４は、当該挿抜方向に対して４５°の角度で傾斜する外部導体傾斜面２４ｃを有する。この場合、外部導体２４の横断面の法線方向から外部導体傾斜面２４ｃを見ると、外部導体傾斜面２４ｃはフレアー面を形成することとなる。なお、外部導体傾斜面２４ｃの傾斜角度は、同軸ケーブル２の軸方向に対して平行ではない角度（例えば、軸方向に平行な方向を０°とした場合、０°を超え１８０°未満の角度）で設定できる。

（ケーブルコネクタ１の構成の概要）
ケーブルコネクタ１は、同軸ケーブル２と、同軸ケーブル２を保持するガイド１０と、ガイド１０がねじ込まれることにより保持されるシェル３０とを備える。シェル３０は、接続ナット３を介して外部の電気機器等に接続される。

（ガイド１０）
ガイド１０は、シェル３０に対してねじ作用で嵌め合わされることにより、シェル３０に保持される。また、ガイド１０は、同軸ケーブル２が挿入される孔を有しており、当該孔に同軸ケーブル２が挿入される。そして、同軸ケーブル２が挿入された状態のガイド１０がシェル３０に嵌め合わされることにより、同軸ケーブル２を保持したガイド１０がシェル３０に保持される。更に、同軸ケーブル２を保持するガイド１０をシェル３０にねじ作用で嵌め合わせ、締め付けると、外部導体２４の外部導体傾斜面２４ｃにカラー７のカラー傾斜面７ａが接触する。

具体的に、ガイド１０は、ガイド１０の内面に組み込まれ、ガイド１０のシェル３０に対する挿抜方向に沿って移動可能に設けられる補償リング５と、補償リング５に接して設けられるワッシャ６と、補償リング５により押圧され、同軸ケーブル２の外部導体２４をカラー７側に押圧するクランプ８と、同軸ケーブル２とガイド１０の内面との間に設けられるＯリング９とを有する。なお、Ｏリング９は、ガイド１０の外面とシェル３０の内面との間にも設けられる。

（補償リング５、クランプ８）
弾性部材としての補償リング５は、略円筒形状を有して金属材料から形成される。補償リング５は、例えば、リン青銅、ベリリウム銅等の弾性を有する金属材料から形成される。そして、補償リング５は、ガイド１０と同軸ケーブル２との間、具体的には、ガイド１０と外部導体２４との間に設けられ、外部導体傾斜面２４ｃをカラー傾斜面７ａ側に押さえつける。すなわち、補償リング５は、外部導体２４側にクランプ８を押圧する機能を有する。クランプ８は、同軸ケーブル２の外部導体２４の凹部２４ｂの形状に対応する形状に形成される。少なくとも、クランプ８は、外部導体傾斜面２４ｃの傾斜に対応する傾斜を有する斜面を有して形成される。そして、クランプ８の外部導体２４と接している側の反対側に、補償リング５が配置される。

補償リング５は、ガイド１０がシェル３０に挿入され、ガイド１０がシェル３０側に移動すると共にその径が拡大される（以下、径が拡大することを「拡径」ということがある。）。これにより、補償リング５には拡径する前の径に戻ろうとする力（以下、「縮径力」ということがある。）が発生する。この縮径力により外部導体２４が内部絶縁体２２側に押圧され、この押圧に伴い、外部導体傾斜面２４ｃがカラー７のカラー傾斜面７ａに押圧される。

なお、第１の実施の形態に係る補償リング５は、ガイド１０がシェル３０に挿入されると、拡径されるが、第１の実施の形態の変形例においては、予め径を縮めた状態（以下、「縮径」ということがある。）の補償リング５を用いることもできる。この場合、縮径した補償リング５を補償リング５の内側から外側に向けて拡径させることにより発生する縮径力を利用して、外部導体傾斜面２４ｃをカラー傾斜面７ａに押圧させることもできる。

（ワッシャ６、Ｏリング９）
ワッシャ６は、補償リング５に接触して設けられ、補償リング５がガイド１０のシェル３０に対する挿抜方向を軸として回転することを低減する。これにより、補償リング５は、ガイド１０のシェル３０に対する挿抜に応じて実質的に回転せずに当該挿抜方向に沿って移動する。また、Ｏリング９は、同軸ケーブル２のシース２６とガイド１０の内表面に設けられるくぼみ部との間、凹部２４ｂとガイド１０との間、及びガイド１０の外表面に設けられるくぼみ部とシェル３０との間のそれぞれに設けられる。Ｏリング９は、外部からケーブルコネクタ１の内部に水等の異物が侵入することを防止する。

（シェル３０）
シェル３０は、真鍮等の金属材料から形成され、同軸ケーブル２の内部導体２０に電気的に接続する中心導体（図示しない）と、中心導体をシェル３０内に保持するスペーサ４と、ガイド１０が挿入される側にカラー傾斜面７ａを向けてシェル３０内に配置されるカラー７とを有する。同軸ケーブル２を保持するガイド１０がシェル３０にねじ作用で固定されると、同軸ケーブル２の内部導体２０とシェル３０が有する中心導体とが電気的に接続する。これにより、中心導体と同軸ケーブル２との間で電気信号の伝搬が可能になる。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係るケーブルコネクタにおいて、外部導体傾斜面とカラー傾斜面とが接触している状態の概要を示す。また、図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るカラーの斜視図であり、図４（ｂ）は、カラー傾斜面の部分拡大断面の概要を示す。

図４（ａ）に示すように、カラー７は、金属材料から形成されると共に、同軸ケーブル２の内部導体２０及び内部絶縁体２２を挿入できる直径の開口を有して略円形状、すなわち、リング形状に形成される。第１の実施の形態においてカラー７は、開口の周囲にカラー傾斜面７ａを有する。カラー傾斜面７ａは、カラー７の外周側から開口の中心軸側に向かって傾斜している。カラー傾斜面７ａは、カラー７の開口から離れる方向、又はカラー７の開口内に向かう方向のいずれかの傾斜を有して形成される。なお、外部導体傾斜面２４ｃの傾斜角度を、同軸ケーブル２の軸方向に対して平行ではない角度（例えば、軸方向に平行な方向を０°とした場合、０°を超え１８０°未満の角度）で設定した場合、カラー傾斜面７ａは、当該角度に応じて外部導体傾斜面２４ｃとカラー傾斜面７ａとが接触する角度の傾斜を有して形成される。

図４（ｂ）に示すように、カラー傾斜面７ａの表面には、突起としての複数の突起部７ｂ及び複数の凹部７ｃが形成されている。突起部７ｂは、例えば、５μｍ以上２０μｍ以下の平均高さを有して形成される。そして、同軸ケーブル２を保持するガイド１０がシェル３０にねじ作用で固定されると、図３に示すように外部導体傾斜面２４ｃはカラー傾斜面７ａに接触する。また、図示しないが、カラー傾斜面７ａは、表面に形成されている突起を覆うと共に、外部導体２４を構成する材料とは異なる材料から形成される被覆層を更に有することもできる。被覆層は、例えば、スズめっき層を用いることができる。

また、図３を参照すると、第１の実施の形態に係る外部導体２４の外部導体傾斜面２４ｃは、同軸ケーブル２の軸方向からみた場合に、フレアー状に形成されている。また、カラー７は円形に形成されている。したがって、外部導体傾斜面２４ｃとカラー７のカラー傾斜面７ａとの接触部分は、略円形状となる。

図５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る補償リングの一例を示し、図５（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る補償リングの他の例を示す。

図５（ａ）を参照すると、第１の実施の形態に係る補償リング５の一例としての補償リング５ａは、例えば、金属材料から略円筒形状に形成される。そして、補償リング５ａは、長手方向に沿って切り欠き５２を有する。補償リング５ａが有する切り欠き５２は、補償リング５ａの一方の端から他方の端まで切り込みを入れて形成される。この切り欠き５２により、補償リング５ａは、弾性を発揮する。

なお、補償リング５を構成する金属材料の材質、金属材料の厚さ、補償リング５の長さ、及び切り欠き５２の幅、長さ等を調整することにより、補償リング５の縮径力をガイド１０がシェル３０にねじ作用で固定される場合における締付力と同等の大きさにすることができる。また、外部導体２４にクリープが発生して外部導体２４の形状が変形した場合、ガイド１０がシェル３０にねじ作用で固定される場合における締付力は低下する。したがって、補償リング５の縮径力は、少なくともクランプ８を外部導体２４側に押圧させる程度の大きさであればよい。

また、図５（ｂ）を参照すると、第１の実施の形態に係る補償リング５の他の例としての補償リング５ｂは、補償リング５ａと同様の材料から略同様の形状を有して形成される。ただし、補償リング５ｂは、複数の切り欠き５２を有する。そして、補償リング５ｂが有する複数の切り欠き５２はそれぞれ、補償リング５ｂの一方の端又は他方の端から他方の端又は一方の端に向けて途中まで切り込みを入れることにより形成される。

（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１は、カラー傾斜面７ａに突起部を設けたので、カラー傾斜面７ａと外部導体傾斜面２４ｃとの接触面積を増加させることができ、カラー傾斜面７ａと外部導体傾斜面２４ｃとの接触によって発生する応力を低減できるので、外部導体２４におけるクリープを低減できる。また、カラー傾斜面７ａに設けられた突起部は、外部導体２４の表面に生じた酸化被膜（例えば、外部導体２４がアルミニウムから形成されている場合、酸化被膜は酸化アルミニウムである）を突き破るので、カラー傾斜面７ａと外部導体傾斜面２４ｃとの電気的な接続を良好にすることができる。

また、第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１は、弾性力を有する補償リング５によって外部導体２４をカラー７側に押圧するので、外部導体２４にクリープが発生して外部導体２４の形状が変化した場合であっても、当該変化に追従して外部導体２４をカラー７側に押圧できる。これにより、第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１は、外部導体２４におけるクリープの発生により外部導体２４のカラー７に対する接触圧力が低下した場合であっても、外部導体２４とカラー傾斜面７ａとの電気的な接続に要する接触圧力を適切に補償することができる。

また、第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１は、カラー傾斜面７ａの突起部を覆う被覆層がカラー傾斜面７ａに形成されており、被覆層を構成する材料と外部導体２４を構成する材料とが異なる金属であるので、カラー傾斜面７ａと外部導体傾斜面２４ｃとの接触部分における電食を低減させることができる。

更に、第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１は、互いに傾斜面であるカラー傾斜面７ａと外部導体傾斜面２４ｃとを接触させている。これにより、補償リング５の縮径力又は拡径力が適切にカラー傾斜面７ａと外部導体傾斜面２４ｃとの接触面に伝達するので、カラー傾斜面７ａと外部導体傾斜面２４ｃとの接続を適切に維持できる。

そして、第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１は、クリープが発生しやすいアルミニウムを用いた同軸ケーブル２であっても、外部導体傾斜面２４ｃとカラー傾斜面７ａとの電気的接続を適切に維持できると共に、外部導体２４がクリープにより変形した場合であっても補償リング５によって変形を保証して外部導体傾斜面２４ｃとカラー傾斜面７ａとの電気的接続を適切に維持できるので、軽量、かつ、可撓性に優れた同軸ケーブル２を用いることができる。これにより、従来銅を用いて形成されていた同軸ケーブルを用いることを要さないので、安価な同軸ケーブル２を用いることができる。

例えば、第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１は、携帯電話の基地局用途に用いることができ、外部導体２４に発生したクリープに基づく外部導体２４の変形に伴う相互変調（Ｉｎｔｅｒ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＩＭ）の発生を抑制できる。これにより、ＩＭ発生による電波の受信障害、電圧定在波比（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：ＶＳＷＲ）の劣化、外部導体２４とカラー７との接触不良に基づく接触抵抗の増加によって電圧破壊が発生することを抑制でき、当該基地局のエリア内における電波障害を抑制できる。

［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るケーブルコネクタの概要図を示す。また、図７（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るカラーの斜視図を示し、図７（ｂ）は、カラー傾斜面の部分拡大断面の概要を示す。更に、図８は、本発明の第２の実施の形態に係る補償リングの一例を示す。

第２の実施の形態に係るケーブルコネクタ２は、第１の実施の形態とは異なる形状のカラー１１及び補償リング１２を備える点を除き、第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き、詳細な説明は省略する。

第２の実施の形態に係るケーブルコネクタ２においては、図２に示す第１の実施の形態に係るケーブルコネクタ１と異なり、外部導体２４の外部導体傾斜面２４ｃの法線、及びカラー１１のカラー傾斜面１１ａの法線のそれぞれが、同軸ケーブル２の軸方向に対して垂直方向となるように外部導体傾斜面２４ｃ及びカラー傾斜面１１ａのそれぞれが形成される。

すなわち、図７（ａ）を参照すると、カラー１１は所定の幅を有する輪状に形成される。そして、カラー１１は、少なくとも同軸ケーブル２側に露出する表面であるカラー傾斜面１１ａの法線が、同軸ケーブル２の軸方向、すなわち、ガイド１０のシェル３０への挿抜方向に対して垂直な方向となるカラー傾斜面１１ａを有して形成される。また、図７（ｂ）を参照すると、カラー傾斜面１１ａの表面には、複数の突起部１１ｂ及び複数の凹部１１ｃが形成されている。突起部１１ｂは、第１の実施の形態と同様に、例えば、５μｍ以上２０μｍ以下の平均高さを有して形成される。

また、図８を参照すると、第２の実施の形態に係る補償リング１２は、金属材料から輪状に形成され、輪の外周に間隔をおいて設けられる複数の突起部１２ａを有する。複数の突起部１２ａはそれぞれ、例えば、同軸ケーブル２側に傾けて形成される。補償リング１２が有する複数の突起部１２ａにより、補償リング１２は弾性を発揮する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１、１ａ ケーブルコネクタ
２ 同軸ケーブル
３ 接続ナット
４ スペーサ
５、５ａ、５ｂ、１２ 補償リング
６ ワッシャ
７、１１ カラー
７ａ、１１ａ カラー傾斜面
７ｂ、１１ｂ 突起部
７ｃ、１１ｃ 凹部
８ クランプ
９ Ｏリング
１０ ガイド
１２ａ 突起部
２０ 内部導体
２２ 内部絶縁体
２４ 外部導体
２４ａ 凸部
２４ｂ 凹部
２４ｃ 外部導体傾斜面
２６ シース
３０ シェル
５２ 切り欠き

Claims (6)

1. 内部導体と、前記内部導体の外周に設けられる絶縁体と、前記絶縁体の外周に凹凸を含んで設けられる外部導体とを有する同軸ケーブルを保持するガイドと、
   前記ガイドと嵌合し、前記同軸ケーブルの前記外部導体に電気的に接触するカラーを有するシェルと
   を備え、
   前記外部導体は、アルミニウムを含んで形成され、
   前記カラーは、前記外部導体に電気的に接触すると共に、前記ガイド側の表面に突起を含むケーブルコネクタ。
2. 前記外部導体は、前記ガイドの前記シェルへの挿抜方向に対して傾斜する外部導体傾斜面を有し、
   前記カラーは、前記ガイドの前記シェルへの挿抜方向に対して傾斜し、前記外部導体の前記傾斜面と電気的に接触すると共に、前記ガイド側の表面に突起を含むカラー傾斜面を含む請求項１に記載のケーブルコネクタ。
3. 前記外部導体傾斜面及び前記カラー傾斜面は、前記挿抜方向に対して垂直方向に傾斜する請求項２に記載のケーブルコネクタ。
4. 前記ガイドと前記同軸ケーブルとの間に設けられ、前記外部導体傾斜面を前記カラー傾斜面側に押さえつける弾性部材を更に備える請求項２に記載のケーブルコネクタ。
5. 前記カラー傾斜面は、前記突起を覆い、前記外部導体を構成する材料とは異なる材料から形成される被覆層を有する請求項２に記載のケーブルコネクタ。
6. 前記ガイドと前記シェルとの間、及び前記ガイドと前記同軸ケーブルとの間に設けられるパッキングを更に備える請求項４に記載のケーブルコネクタ。

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