JP2011034773A - インナー端子、およびそのインナー端子を備えたシールドコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】別部品を用いることなく、簡単な接続作業で特性インピーダンス整合を図ることができるシールドケーブルの接続構造を提供する。
【解決手段】電気接続部２１と、芯線通過部２２と、圧着バレル部２４と、繋ぎ部２３と、を備えるインナー端子２０であって、芯線通過部２２は、圧着バレル部２４および繋ぎ部２３を横断し、且つその先端が該芯線通過部２２に位置するよう載置されたシールドケーブルＷの芯線Ｗ１を覆うように、切欠き２２Ａの縁部が該芯線Ｗ１に向けて折曲げられて若しくは加締められて該芯線Ｗ１に接触している。
【選択図】図１

Description

本発明は、半田付けを行うことなく加締め加工による圧着接続によって容易にシールドケーブルとインナー端子との接続を行うことができ、同時にインピーダンス整合を図ることもできるインナー端子、およびそのインナー端子を備えたシールドコネクタに関するものである。

従来、自動車に搭載される例えばカーナビゲーションシステム、テレビ、ラジオ等のような、電気機器に内蔵される制御用のプリント基板へ高周波の電気信号などを伝送させるために、高周波対応のシールドケーブル（或いは、同軸ケーブル）が用いられている。一般に、このシールドケーブルは、電気信号等の伝送路として金属製の複数の素線を撚り合わせた中心部側の芯線と複数の素線を編んだ編組線よりなるシールド層との間に絶縁体が介在され、さらにその外周を絶縁性のシースで覆った同軸構造となっており、シールド層が心線を覆うことで高周波信号の伝送に適した構造となっている。

また、シールドケーブルを制御用のプリント基板や他のシールドケーブルと電気的に接続させるためにシールドコネクタ（或いは、同軸コネクタ）が用いられており、この種のシールドコネクタとして、例えば特許文献１に記載のものなどが知られている。

即ち、このシールドコネクタは、シールドケーブルの芯線と接続されるインナー端子と、シールド層と接続されると共にインナー端子の外周を覆って電磁的にシールドするアウター端子と、これらインナー端子とアウター端子の間に介在され所要の比誘電率を有する誘電体とからなり、シールドケーブル端末の絶縁体とシースを皮剥ぎして露出した芯線とシールド層に上記の各端子、即ちインナー端子とアウター端子とが個別にそれぞれ接続されている。

ところで、高周波の信号を伝送するシールドケーブルと、このシールドケーブルの端末に接続されるシールドコネクタとの特性インピーダンスとが一致しないと、信号の反射などが起こる。このため、従来、例えば特性インピーダンスが５０Ωのシールドケーブルには特性インピーダンスが５０Ωのシールドコネクタを接続し、特性インピーダンスが７５Ωのシールドケーブルには特性インピーダンスが７５Ωのシールドコネクタを接続するなどして、特性インピーダンスの整合を図っていた。

しかしながら、上記のように、シールドケーブルの特性インピーダンスに適した特性インピーダンスを有するシールドコネクタをそれぞれ接続する構成にすると、異なる特性インピーダンスのシールドケーブルごとにシールドコネクタを設けなければならず、部品点数が増加すると共に、シールドコネクタごとに設計および評価が必要となり、多大な労力・コスト・時間がかかることとなる。

そこで、特性インピーダンスの異なるシールドコネクタにシールドケーブルを接続しても大きな信号の反射を生じさせないようにするとともに、同一種類のシールドコネクタを共用できるようにした、シールドケーブルの接続構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

即ち、これは、図６及び図７に示すように、シールドケーブル１００の端末がシールドコネクタ２００と接続され、シールドケーブル１００の芯線１１０がシールドコネクタ２００のインナー端子２１０と接続されると共にシールドケーブル１００の芯線１１０に絶縁体１２０を介して被覆したシールド層１３０がシールドコネクタ２００のアウター端子２２０と接続された接続構造であって、シールドコネクタ２００の特性インピーダンスがシールドケーブル１００の特性インピーダンスより低いもので構成され、かつ、シールドケーブル１００のコネクタ接続側のシールド層１３０に高インピーダンス形成部１３０Ａが設けられており、シールドコネクタ２００の低インピーダンスと平均化してコネクタ接続部における特性インピーダンスを高め、シールドケーブル１００の特性インピーダンスに近づけているものである。

なお、図中、符号１４０はシース、１５０は絶縁体スリーブ、２１０Ａ及び２１０Ｂはインナー端子２１０における円筒状の電気接続部及び圧着バレル部、２３０は誘電体、をそれぞれ示す。

これにより、特性インピーダンスの異なるシールドケーブル１００とシールドコネクタ２００を接続しても、大きな信号の反射が生じないようにして、コネクタの汎用性を高めることができるようになっている。

特開２００３−２９７４９３号公報 特開２００８−１５９３１２号公報

ところで、通常、このようなシールドコネクタ２００におけるシールドケーブル１００との接続にあっては、先端に設けた筒状の電気接続部２１０Ａ及び基端に設けた圧着バレル部２１０Ｂを備えた、上述のインナー端子２１０を用いて接続される構成となっている。

また、このようなインナー端子２１０では、図８に示すように、通常、例えば所要の長さ（Ｌ３）に露出する芯線１１０の先端部分を圧着バレル２１０Ｂに圧着させる構造となっている。従って、圧着後の電気接続部２１０Ａと圧着バレル部２１０Ｂとの境界であるつなぎ部２１０Ｃでは、図９に示すように、通常、芯線１１０が存在しない断面略円弧形状の導体部分（斜線部分）だけで構成されている。

即ち、インナー端子２１０の電気接続部２１０Ａでの端子径（外径）としてはＨ０の大きさを有するものであるが、つなぎ部２１０Ｃでは、導体部分としての高さがＨ２だけしか存在しない。従って、このつなぎ部２１０Ｃでは、これに隣接する電気接続部２１０Ａや圧着バレル部２１０Ｂに比べて、導体として、高さＳ２だけ大きな段差を生じた（欠損した）状態となっている。その結果、つなぎ部分２１０Ｃと、これに隣接する電気接続部２０１Ａおよび圧着バレル部２１０Ｂと、では、インナー端子２１０の周囲に位置するアウター端子までの距離に差が生じることになる。このアウター端子までの距離の差がシールドコネクタ２００における特性インピーダンスに不整合を起こし、信号の反射などの不都合をもたらす虞があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、別部品を用いることなく、簡単な接続作業でシールドコネクタの特性インピーダンス整合を図ることができるインナー端子、およびそのインナー端子を備えたシールドコネクタを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るインナー端子、およびそのインナー端子を備えたシールドコネクタは、下記（１）、（２）を特徴としている。
（１） 導電性を有し、シールドケーブルの芯線の先端部分との接続に用いるインナー端子であって、
先端部が接続すべき相手側コネクタと対向し、基端側が筒状である電気接続部と、
前記電気接続部の基端に連設された、上方に切欠きを有することによってその上方が開口した芯線通過部と、
前記シールドケーブルの芯線に圧着する圧着片が設けられた圧着バレル部と、
前記圧着バレル部と前記芯線通過部に連設された、上端が該圧着バレル部および該芯線通過部の上端よりも下方に位置する繋ぎ部と、
を備え、
前記芯線通過部は、前記圧着バレル部および前記繋ぎ部を横断し、且つその先端が該芯線通過部に位置するよう載置された前記シールドケーブルの芯線を覆うように、前記切欠きの縁部が該芯線に向けて折曲げられて若しくは加締められて該芯線に接触している、
こと。
（２） 上記（１）に記載のインナー端子と、
前記インナー端子に外挿される誘電体と、
導電性を有し前記誘電体を圧着するとともに前記シールドケーブルの編組線に接続されるアウター端子と、
を備えたこと。

上記（１）の構成のインナー端子、および上記（２）の構成のシールドコネクタによれば、別部品を用いることなく、簡単な接続作業で、インナー端子の先後方向の全体に亘って略均一な導体断面積が得られるので、特性インピーダンス整合を図ることができる。
補足すると、本発明では、繋ぎ部にも芯線を挿通させるとともに、その繋ぎ部の先に切欠きを形成した芯線通過部を設け、少なくともその芯線通過部まで心線を配置させている。そして、芯線通過部の切欠き部分を芯線へ向けて折り曲げることによって、芯線通過部と芯線との導通を図るようにしてある。従って、繋ぎ部とその先後部分での導体部分の断面積に、従来のような段差が生じないように構成でき、若しくは繋ぎ部とその先後部分での導体電面積の変化量をできるだけ抑えるように構成できる。その結果、繋ぎ部と、これに隣接する芯線通過部および圧着バレル部と、では、インナー端子の周囲に位置するアウター端子までの距離に差が生じない、若しくはその差を小さくすることになる。このため、シールドコネクタにおける特性インピーダンスの整合を図ることができる。

本発明のインナー端子、およびそのインナー端子を備えたシールドコネクタによれば、別部品を用いることなく、簡単な接続作業でシールドコネクタの特性インピーダンス整合を図ることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

（Ａ）は本発明の実施形態に係るシールドコネクタの分解斜視図、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るインナー端子の斜視図、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）は、本発明の実施形態に係るインナー端子に電線を載置する状態を説明する斜視図、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）は、本発明の実施形態に係るインナー端子に電線を載置した状態を説明する斜視図、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）は、本発明の実施形態に係るインナー端子の芯線通過部を折曲げた状態を説明する斜視図、（Ｂ）はその芯線通過部における断面図である。 従来の外導体端子を備えたシールドコネクタの断面図である。 （Ａ）から（Ｃ）はシールドコネクタの接続手順を示す工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、図７の圧着工程を示す図である。 （Ａ）は図７での圧着直後の状態を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩＸＢ−ＩＸＢ線矢視断面図である。

以下、本発明に係る好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、それぞれ、本発明の実施形態に係るシールドコネクタの分解斜視図（Ａ）及びその側面図（Ｂ）である。

本実施形態のシールド電線Ｗは、この図１に示すように、内部導体である芯線Ｗ１と、芯線Ｗ１の外周面を包囲しながら該芯線Ｗ１の長手方向に延長される絶縁体（誘電体又は内部被覆）Ｗ２と、絶縁体Ｗ２の外周面を包囲しながら長手方向に延長されるシールド導体（編組等）Ｗ３と、シールド導体Ｗ３の外周面を包囲しながら長手方向に延長されるシースＷ４（外部被覆）と、を備えている。

また、本実施形態のシールドコネクタ１０にあっては、使用するコネクタとして上述のシールド電線Ｗ用のコネクタを用いたものであって、導電性を有し芯線Ｗ１に接続されるインナー端子２０と、芯線Ｗ１に電気的に接続されたインナー端子２０の先端部分に外挿される、別言すればインナー端子２０を収容する誘電体を構成する絶縁部材３０と、導電性を有し絶縁部材３０を圧着すると共にシールド導体Ｗ３が接続される、圧着端子の一態様であるアウター端子（以下、「シールド端子」とよぶことがある。）４０と、を備える。

インナー端子２０は、後述する電気接続部２１に外挿される誘電体を構成する絶縁部材３０、及び、導電性を有し誘電体を構成する絶縁部材３０に圧着するとともシールドケーブルＷの編組線Ｗ３に電気的に接続されるアウター端子を構成するシールド端子４０と共に協働して、シールドコネクタ１０を構成している。

本実施形態のインナー端子２０は、絶縁部材３０への挿通方向順側に、接続すべき相手側コネクタのインナー端子に接続させるためのに円筒状の電気接続部２１と、電気接続部２１の基端に連設された、高さ方向（上下方向）については浅く（ｄ１；図２（Ｂ）参照）奥行き方向（軸線方向）についてはある程度の長さで切欠いた切欠き２２Ａが上方に形成されることによって上方が開口した芯線通過部２２と、高さ方向については深く（ｄ２；但し、ｄ２＞ｄ１；図２（Ｂ）参照）切欠いた略Ｕ字形の溝２３Ａ（図２（Ａ）参照）を有する繋ぎ部２３と、上部外方へ向けて開設させた一対の圧着片２４Ａを有し、この圧着片２４Ａを加締めてシールドケーブルＷの芯線Ｗ１と圧着させる、基端部に設けた圧着バレル部２４と、を有する。

また、このインナー端子２０では、図４（Ｂ）に示すように、圧着バレル部２４及び繋ぎ部２３の内部を通過して少なくとも芯線通過部２２まで、芯線Ｗ１の先端部側が長く挿入されている。これは、芯線通過部２２の上方が切欠き２２Ａによって開口しているためである。さらに、芯線通過部２２は、シールドケーブルＷの芯線Ｗ１を覆うように切欠き２２Ａの縁部が芯線Ｗ１に向けて折曲げられて芯線Ｗ１と電気的に導通されており、これによってインナー端子２０での特性インピーダンス整合が図られている。つまり、切欠き２２Ａの縁部が芯線Ｗ１に接触することによって、芯線Ｗ１の上端までの高さが芯線通過部２２の高さＨ１とみなすことができる（詳細は図５を参照して後述する。）。

特に、本実施形態の芯線通過部２２では、図１（Ｂ）及び図２に示すように、切欠き２２Ａの縁部側を芯線Ｗ１に向けて折曲げ易くするために、縦方向の段部２２Ｂと、横（水平方向）の段部２２Ｃとで区画された領域αを薄肉状に形成させてある。

一方、アウター端子を構成するシールド端子４０は、導電性金属板によって形成される。このシールド端子４０は、シールド電線Ｗの軸線方向に沿って長尺な底板部４１において、一端部（先端部）に、誘電体を構成する絶縁部材３０（但し、この絶縁部材３０はインナー端子２０の先端を包囲しながらインナー端子２０を支持している）を外側から嵌合する、つまり外挿させる円筒部４２が設けられているとともに、他端部（基端部）に、シールド電線Ｗのシールド部材Ｗ３とに電気的に接続させるシールド部材接続部４３が設けられている。シールド端子４０のシールド部材接続部４３は、シールド電線Ｗの一端部でシールド部材Ｗ３を加締めることによって、シールド部材Ｗ３と電気的に接続させる。

さらに、このシールド端子４０には、円筒部４２とシールド部材接続部４３との中間部に、圧着バレル部４４が形成されている。この圧着バレル部４４は、絶縁体（誘電体又は内部被覆）Ｗ２（又は導体でもよい）をシールド端子４０に固定させるために、絶縁体Ｗ２を包み込む。

次に、本発明の実施形態のシールドコネクタにおける、インナー端子２０とシールド電線Ｗとの接続手順について、図３乃至図５を参照しながら説明する。
（１）図３のように、シースＷ４（外部被覆）及び絶縁体（誘電体又は内部被覆）Ｗ２を所要長さ皮剥ぎさせて、芯線Ｗ１及びシールド導体Ｗ３の端末を露出させる。なお、この皮剥ぎされた芯線Ｗ１及びシールド導体Ｗ３のうち、特に、芯線Ｗ１の露出長さＬ１は、従来の場合に比較してある程度長さを長く確保しておく（Ｌ１＞Ｌ３；Ｌ３については、図８参照）。

また、本実施形態の芯線Ｗ１の露出長さＬ１は、インナー端子２０の基端部に設けた圧着バレル部２４から先端部に向けて、順に、繋ぎ部２３、及び芯線通過部２２に達するまでの長さＬ２よりも若干長めの長さ（Ｌ２＜Ｌ１）を有する。

（２）次に、図２に示す前述したインナー端子２０を用意し、図３に示すように、それぞれ情報が開口した芯線通過部２２、繋ぎ部２３及び圧着バレル部２４の内部に、その開口ら芯線Ｗ１を載置する（図４参照）。

（３）そして、図４に示すように、インナー端子２０の芯線通過部２２よりやや先の部分まで芯線Ｗ１を挿入した後、つまり、芯線Ｗ１の先端を電気接続部２１の内部に突き刺すように挿入したのち、適宜の治具（工具）で圧着及び折曲加工を行う。
即ち、芯線Ｗ１の先端部近傍が挿入された芯線通過部２２については、切欠き２２Ａの縁部がシールドケーブルＷの芯線Ｗ１を覆うように芯線Ｗ１に向けて折曲げられる。これにより、芯線Ｗ１と芯線通過部２２とが電気的に導通されている。

一方、圧着バレル部２４については、外方上部へ開設させた一対の圧着片２４Ａを有しており、この圧着片２４Ａを加締めてシールドケーブルＷの芯線Ｗ１と圧着させることで電気的な導通がなされている。

このようにして、インナー端子２０とシールド電線Ｗとの接続作業が完了する。このような接続作業を完了すると、図５に示すように、圧着バレル部２４から繋ぎ部２３の内部を横断して、その先端が芯線通過部２２の内部または電気接続部２１まで、芯線Ｗ１が挿入されてこれらが電気的に導通されることになる。その結果、芯線通過部２２に隣接する略Ｕ字形の溝２３Ａを有する繋ぎ部２３での導体部分（電線）の高さが嵩上げされたとみなすことができる。

Ｕ字形の溝である段差部を形成している繋ぎ部２３には、図５（Ｂ）に示すように、シールドケーブルＷの芯線Ｗ１が繋ぎ部２３の溝さの高さを大きく上回る高さＨ１まで挿入されており、両隣の芯線通過部２２や圧着バレル部２４との段差Ｓ１が従来の段差Ｓ２（図９（Ｂ）参照）に比べて少なくなる。芯線通過部２２の切欠き２２Ａの縁部が芯線Ｗ１に接触し且つ芯線通過部２２が芯線Ｗ１の変位を抑えていることによって、芯線通過部２２と芯線Ｗ１を常に導通させた状態を維持することができため、繋ぎ部２３での導体部分（電線）の高さはＨ１とみなすことができる。

別言すれば、繋ぎ部２３では、両隣の芯線通過部２２や圧着バレル部２４の導体断面積と比べて、導体断面積の大きさの差（変化量）も小さく抑えられている。つまり、インナー端子２０での全長に亘り、各部分での両隣に対する断面積変化量が最小限に抑えられた構造を有しているので、繋ぎ部２３では、両隣の芯線通過部２２や圧着バレル部２４に対して、特性インピーダンスの整合が図られている。

以上、本発明の実施の形態のシールドコネクタによれば、繋ぎ部２３とその先後部分での導体部分の断面積に、従来のような段差が生じないように構成でき、若しくは繋ぎ部２３とその先後部分での導体電面積の変化量をできるだけ抑えるように構成できる。その結果、繋ぎ部２３と、これに隣接する芯線通過部２２および圧着バレル部２４と、では、インナー端子２０の周囲に位置するシールド端子４０までの距離に差が生じない、若しくはその差を小さくすることになる。このため、インナー端子２０の、繋ぎ部２３での特性インピーダンスに関して、整合を図ることができるようになる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、本実施形態では、芯線通過部２２が、電気接続部２１の基端側の開口部の一部を切欠いた切欠き２２Ａを有し、シールドケーブルＷの芯線Ｗ１を覆うように、切欠き２２Ａに臨む部分が芯線Ｗ１に向けて折曲げられて芯線Ｗ１と導通されているが、本発明では、この折曲加工の代わりに、加締め加工によって心線Ｗ１と圧着させる構成などであってもよい。

１０ シールドコネクタ
２０ インナー端子
２１ 電気接続部
２２ 芯線通過部
２２Ａ 切欠き
２３ 繋ぎ部
２３Ａ 溝
２４ 圧着バレル部
２４Ａ 圧着片
３０ 絶縁部材（誘電体）
４０ シールド端子（アウター端子；圧着端子）
４１ 底板部
４２ 円筒部
４３ シールド部材接続部
４４ 圧着バレル部
α （薄肉）領域
Ｗ１ 芯線
Ｗ２ 絶縁体
Ｗ３ シールド導体（編組線）
Ｗ４ シース（外部被覆）

Claims (2)

1. 導電性を有し、シールドケーブルの芯線の先端部分との接続に用いるインナー端子であって、
   先端部が接続すべき相手側コネクタと対向し、基端側が筒状である電気接続部と、
   前記電気接続部の基端に連設された、上方に切欠きを有することによってその上方が開口した芯線通過部と、
   前記シールドケーブルの芯線に圧着する圧着片が設けられた圧着バレル部と、
   前記圧着バレル部と前記芯線通過部に連設された、上端が該圧着バレル部および該芯線通過部の上端よりも下方に位置する繋ぎ部と、
   を備え、
   前記芯線通過部は、前記圧着バレル部および前記繋ぎ部を横断し、且つその先端が該芯線通過部に位置するよう載置された前記シールドケーブルの芯線を覆うように、前記切欠きの縁部が該芯線に向けて折曲げられて若しくは加締められて該芯線に接触している、
   ことを特徴とするインナー端子。
2. 請求項１に記載のインナー端子と、
   前記インナー端子に外挿される誘電体と、
   導電性を有し前記誘電体を圧着するとともに前記シールドケーブルの編組線に接続されるアウター端子と、
   を備えたシールドコネクタ。

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