JP2011009010A - 同軸コネクタを備えた高周波装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同軸コネクタを備えた高周波回路装置において、筐体の小型化が困難であった。小型化しようとすると面倒な組立て作業を必要とするという問題点があった。
【解決手段】 同軸コネクタの中心導体部と電気的に接続された接合部を有する同軸ケーブルと、上記接合部を囲うように同軸コネクタの外部導体部に連結する第１の連結部材と、同軸ケーブルの少なくとも一部が貫通する貫通孔を有する底面部を備えて上記第１の連結部材に連結する第２の連結部材とを有する。さらに、上記底面部と第１の連結部材との間で同軸ケーブルのシールド部材を介在して挟持される接地用板部材を有する。接地用板部材はその主面が同軸ケーブルの延在方向を横切る方向に配置されるとともに、上記シールド部材が上記主面に押し付けられて同軸コネクタの外部導体部と電気的に導通している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、同軸コネクタを備えた高周波装置に関し、特にＳＭＡ型同軸コネクタ等の高周波同軸コネクタを備えた高周波回路装置の電磁シールド構造に関する。

ＳＭＡ（SUB-MINITURE Type A）型同軸コネクタは高周波帯域の同軸ケーブル用同軸コネクタとして広く使用されており、ＭＩＬ規格（米軍規格）により材質、表面仕上げ、電気的・機械的性能および環境的性能等が規定されている。

関連技術として、ＳＭＡ型同軸コネクタ等の同軸コネクタを筐体に備えた高周波装置においては、同軸コネクタ芯線への電磁ノイズの影響を防止する一つの方法として、図３に示すような構造がある。この筐体実装の場合、筐体２の内部に電磁シールド用のシールド板またはリブ４等を設け、ＳＭＡ型同軸コネクタ芯線１６と同軸ケーブル８との接続部を物理的に金属で囲うことで高周波回路基板３の電磁ノイズ源から隔離する構造である。

他の構造としては、図４に示すように、ノイズ源、例えば高周波回路基板３上のノイズ源に金属ケース４１等を被せ、電磁ノイズがＳＭＡ型同軸コネクタ芯線１６に届かないようにシールドする構造である。この構造により、ＳＭＡ型同軸コネクタと電磁ノイズを電気的に隔離するものである。

また、図３および図４では、同軸コネクタ１は筐体２の内側に配置された固定用ナット２４により筐体２に固定されている。図示するように、同軸コネクタ１の外部導体部１４および内部導体部１６が固定用ナット２４より外へ露出し、同軸ケーブル８の芯線が同軸コネクタ１の内部導体部１６に半田付けで接続されるとともに、同軸ケーブル８のシールド線８４が同軸コネクタ１の外部導体部１４に電気的に接続されている。

なお、同軸コネクタを筐体へ固定用ナットで固定し、同軸ケーブルのシールド線（外部導体）を、ナットと筐体の間に挟まれた接地用（アース）金具に接続する技術が知られている（特許文献１）。同文献では、ナットとリヤパネルの間に挟まれた接地用金具に多数の折曲片を設けて、その折曲片を同軸ケーブルのシールド線（外部導体）に接続している。さらに、多数の折曲片を同軸コネクタと同軸ケーブルとの接続部を囲むように配置して電磁シールドすることを試みている。

実公平７−３５３０６号公報（第２図）

関連技術におけるＳＭＡ型同軸コネクタを使用した電磁シールド構造の場合、図３および図４に示すように、筐体内部における電磁シールドに不可欠な構造物の容積が大きくなるため、筐体の小型化が困難であるという問題点があった。

特許文献１では、多数の折曲片を規則的に整列して同軸ケーブルの外部導体と重ねて、フェルールで挟んで圧着して構成するものであるため、面倒な組立て作業を必要とするという問題点があった。

本発明の目的は、上述した課題である筐体の小型化が困難であるという問題を解決し、組立て容易な同軸コネクタを備えた省スペース電磁シールド構造の高周波装置を提供することにある。

本発明の同軸コネクタを備えた高周波回路装置は、同軸コネクタの中心導体部と電気的に接続された接合部を有する同軸ケーブルと、上記接合部を囲うように同軸コネクタの外部導体部に機械的かつ電気的に連結する第１の連結部材と、同軸ケーブルの少なくとも一部が貫通する貫通孔を有する底面部を備えて上記第１の連結部材に機械的かつ電気的に連結する第２の連結部材とを有する。さらに、上記底面部と第１の連結部材との間で同軸ケーブルのシールド部材を介在して挟持される接地用板部材とを有する。接地用板部材はその主面が同軸ケーブルの延在方向を横切る方向に配置されるとともに、同軸ケーブルのシールド部材が上記主面に押し付けられて同軸コネクタの外部導体部と電気的に導通している。

本発明によれば、組立て容易で筐体内の電磁シールド構造が小型化でき、筐体の小型化が実現される。

本発明の一実施形態による省スペース電磁シールド構造を高周波回路装置の筐体に取付けた例を示す斜視図である。 （ａ） 図１に示す省スペース電磁シールド構造の組立て前の配置を示す分解説明図である。

（ｂ） 図２（ａ）に示した省スペース電磁シールド構造部分の組立て後を拡大して示す一部拡大断面図である。
関連技術における同軸コネクタを備えた高周波装置の電磁シールド構造の一例を示す斜視図である。 関連技術における同軸コネクタを備えた高周波装置の電磁シールド構造の他の例を示す斜視図である。

本発明の同軸コネクタを備えた高周波回路装置は、同軸コネクタの中心導体部と電気的に接続された接合部を有する同軸ケーブルと、接合部を囲うように同軸コネクタの外部導体部に機械的かつ電気的に連結する第１の連結部材と、同軸ケーブルの少なくとも一部が貫通する貫通孔を有する底面部を備えて第１の連結部材に機械的かつ電気的に連結する第２の連結部材と、第２の連結部材の底面内部と第１の連結部材の端面との間で同軸ケーブルのシールド部材を介在して挟持される接地用板部材とを有し、接地用板部材はその主面が同軸ケーブルの延在方向を横切る方向に配置されるとともに、シールド部材が接地用板部材の主面に押し付けられて同軸コネクタの外部導体部と電気的に導通していることを特徴とする。

以下、図面を参照して、本発明のＳＭＡ型同軸コネクタ電磁シールド構造の具体的な構成について説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は本発明の一実施形態によるＳＭＡ型同軸コネクタ１の省スペースシールド構造４６を、高周波回路基板３を有する高周波回路装置の筐体２に取付けた例を示す斜視図である。

この省スペースシールド構造４６の組立て前の配置を示す分解説明図である図２（ａ）と、組立て後を拡大して示す一部拡大断面図である図２（ｂ）を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。

図２（ａ）に示すように、ＳＭＡ型同軸コネクタ等の同軸コネクタ１を備えた筐体２の内側には、同軸コネクタ１を筐体２に固定するための第１の連結部材としての特殊ナット４３が配置されている。ここでの特殊ナットとは、ナットの外周に雄ネジが設けられているような特殊なナットのことである。同軸コネクタ１に接続される同軸ケーブル８の一端側は、同軸ケーブル芯線８６が内部絶縁被覆層８７から露出されており、穴開き金属円板等からなる接地用板部材４４の貫通孔４４８を貫通している。内部絶縁被覆層８７の周囲を覆う同軸ケーブル８の編組シールド線などのシールド部材としてのシールド線８４は、接地用板部材４４により、同軸ケーブル８の芯線８６を横切る方向に放射状に押し広げられている。同軸ケーブル８の他端側には、特殊ナット４３に機械的かつ電気的に連結される第２の連結部材としての、蓋部を一端に有するいわゆる蓋ナット４５が配置されている。

図２（ｂ）に示すように、同軸コネクタ１はフランジ部１２と外部導体部１４とその中心導体部１６とを有する。筐体２の貫通孔２１に挿入されている同軸コネクタ１の中心導体部１６は同軸ケーブル８の芯線８６と半田付け等で電気的に接続されている。同軸コネクタ１の外部導体部１４の外周には雄ネジが設けられ、特殊ナット４３と螺合している。これにより、同軸コネクタ１のフランジ部１２と特殊ナット４３との間に筐体２を挟みつける構成となり、同軸コネクタ１が筐体２に固定される構造となっている。同軸コネクタ１の中心導体部１６と同軸ケーブル８の芯線８６との接続部は特殊ナット４３の外へはみ出さないように配置されている。

特殊ナット４３の外周には雄ネジが設けられ、蓋ナット４５を螺合させて取付けることにより、接地用板部材４４を特殊ナット４３の一端へ押し付けるとともに、接地用板部材４４と蓋ナット４５の蓋部内面との間にシールド線８４を挟み込む構成となっている。この構成により、シールド線８４と筐体２とが電気的に導通し、電磁シールド構造を確保できることとなる。言うまでもないことであるが、特殊ナット４３および蓋ナット４５は金属等の導電体で構成されている。

接地用板部材４４の中心部には貫通穴４４８が設けられており、同軸ケーブルの内部絶縁体８７の周囲に位置するように配置することで、同軸ケーブルの芯線８６と接地用板部材４４とが短絡することを防止できる。

このような構成によれば、シールド線８４を同軸ケーブルの延在方向と交差する方向、例えば、図示のように直交する方向に放射状に配置され、接地用板部材４４の主面も同軸ケーブルの延在方向と交差する方向に配置されるので、同軸ケーブルの延在方向の構成部品寸法を最短とすることができ、省スペース電磁シールド構造を実現できる。

上記構成を実現するためには、接地用板部材４４の外径は特殊ナット４３の内径より大きく特殊ナット４３の外径以下であることが望ましい。また、蓋ナット４５の同軸ケーブル８が貫通する貫通孔４８の内径は特殊ナット４３の内径より小さいことが、シールド線８４と接地用板部材４４との接触面積を増加させ電気的導通をより向上させる上で望ましい。

接地用板部材４４の中心部には同軸ケーブル８の少なくとも芯線８６が貫通する貫通孔４４８が設けられていればよいが、望ましくは、同軸ケーブル８の内部絶縁体８７が貫通する大きさ以上が望ましい。しかし、電磁シールド効果を確実にするためと、位置決め容易のためには、内部絶縁体８７の外径とほぼ同じであることがより好ましい。同様の理由で、蓋ナット４５の同軸ケーブル８が貫通する貫通孔４８の内径の寸法も同軸ケーブル８の外部絶縁体８８の外径とほぼ同程度がシールド効果上望ましい。

接地用板部材４４は、同軸ケーブル８のシールド線８４を挟み込むためのプレートであって、シールド線と面接触する良導体であれば、その形状はとくに限定されない。

本発明は、関連技術における筐体内部のリブ等や高周波回路基板の金属ケース等を必要とせず、ＳＭＡ型同軸コネクタに直接電磁シールド構造を備えさせることにより内部ノイズの影響を防止でき、筐体内部の構造物容積を小さくすることが可能になる。

電磁シールド構造が２種類のナットの容積のみで構成されているため、図３に示す関連技術と図２（ｂ）の容積比によって比較してみると、約６５％の筐体内構造物の減少を実現できた。

特許文献１では、多数の折曲片を規則的に整列して同軸ケーブルの外部導体と重ねて、フェルールで挟んで圧着して構成するものであるため、面倒な組立て作業や工具を必要とし、さらに、同軸ケーブルと同軸コネクタの芯線の接続は多数の折曲片を用いて囲まれているにすぎないため、同軸コネクタ芯線への内部ノイズの影響を防止するには不十分であるという問題点があった。

これに対し、本発明では、接地用板部材を介在させることにより、シールド線が放射状に広がりやすくなり、組立作業が容易となり、かつ電気的接触も確保され、信頼性の高い電磁シールド効果を発揮できる。

なお、本発明は実際に試作を行い、ＳＭＡ型同軸コネクタが内部ノイズの影響を受けていないことを実証している。

以上述べたとおり、本発明によれば、同軸コネクタの芯線がノイズの影響を受けることを防止する電磁シールド構造において、同軸コネクタを筐体に固定する特殊ナットの外側に螺合する蓋ナットを有し、同軸ケーブルが貫通する接地用板部材と同軸ケーブルのシールド部材とが特殊ナットと蓋ナットとにより共締めされ電気接続されるので、同軸コネクタ芯線への内部ノイズの影響を防止する電磁シールド効果を組立て容易な省スペース構造で実現することができる。

本実施形態では、ＳＭＡ型同軸コネクタを用いたが、これに限らず、他の同軸コネクタも採用できることはいうまでもない。また、特殊ナットや蓋ナットなどの連結部材としては、上述した螺合によるナット類の代わりに、嵌合や嵌着によるものや、スナップ結合による連結部材も採用することも考えられる。

また、本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

１ ＳＭＡ型同軸コネクタ
１２ 同軸コネクタのフランジ部
１４ 同軸コネクタの外部導体部
１６ 同軸コネクタの中心導体部
２ 高周波回路装置の筐体
２１ 筐体の貫通孔
２４ 固定用ナット
３ 高周波回路基板
４ リブ
４１ 金属ケース
４３ 特殊ナット
４４ 接地用板部材
４４８ 接地用板部材の貫通孔
４５ 蓋ナット
４６ 省スペースシールド構造
４８ 蓋ナットの貫通孔
８ 同軸ケーブル
８４ 同軸ケーブルのシールド線
８６ 同軸ケーブルの芯線
８７ 同軸ケーブルの内部絶縁体
８８ 同軸ケーブルの外部絶縁体

Claims (8)

1. 同軸コネクタを備えた高周波回路装置において、前記同軸コネクタの中心導体部と電気的に接続された接合部を有する同軸ケーブルと、前記接合部を囲うように前記同軸コネクタの外部導体部に機械的かつ電気的に連結する第１の連結部材と、前記同軸ケーブルの少なくとも一部が貫通する貫通孔を有する底面部を備えて前記第１の連結部材に機械的かつ電気的に連結する第２の連結部材と、前記底面部と前記第１の連結部材との間で前記同軸ケーブルのシールド部材を介在して挟持される接地用板部材とを有し、前記接地用板部材はその主面が前記同軸ケーブルの延在方向を横切る方向に配置されるとともに、前記シールド部材が前記主面に押し付けられて前記同軸コネクタの外部導体部と電気的に導通していることを特徴とする同軸コネクタを備えた高周波回路装置。
2. 前記第１の連結部材は前記同軸コネクタの外部導体部の外周に螺合され、前記第２の連結部材は前記第１の連結部材の外周に螺合されていることを特徴とする請求項１に記載の同軸コネクタを備えた高周波回路装置。
3. 前記接地用板部材の外径は前記第１の連結部材の内径より大きく前記第１の連結部材の外径以下であることを特徴とする請求項１に記載の同軸コネクタを備えた高周波回路装置。
4. 前記接地用板部材の中心部には前記同軸ケーブルの少なくとも芯線が貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の同軸コネクタを備えた高周波回路装置。
5. 前記シールド部材は、前記同軸ケーブルの芯線を横切る方向に放射状に押し広げられていることを特徴とする請求項２に記載の同軸コネクタを備えた高周波回路装置。
6. 前記第２の連結部材の前記貫通孔の内径は前記第１の連結部材の内径より小さいことを特徴とする請求項２に記載の同軸コネクタを備えた高周波回路装置。
7. 前記同軸コネクタはフランジ部を有し、前記第１の連結部材と前記フランジ部の間に前記高周波回路装置の筐体を介在させて前記同軸コネクタを前記筐体に固定し、前記接地用板部材と前記筐体との電気的導通を形成していることを特徴とする請求項２に記載の同軸コネクタを備えた高周波回路装置。
8. 前記同軸コネクタはＳＭＡ型同軸コネクタであり、前記第１の連結部材は特殊ナットであり、前記第２の連結部材は蓋ナットであることを特徴とする請求項２に記載の同軸コネクタを備えた高周波回路装置。

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