JP2015018697A - 同軸ケーブルコネクタおよびアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防水性が高く、小型で部品点数が少なく、電気特性が良好な同軸ケーブルコネクタおよびアンテナ装置を提供する。
【解決手段】２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂの端部にそれぞれ設けられ、外部導体５ａ，５ｂと電気的に接続される２つのガイド７ａ，７ｂと、中空筒状に形成され、その両端の開口を塞ぐように２つのガイド７ａ，７ｂがそれぞれ取り付けられ、２つのガイド７ａ，７ｂと電気的に接続されるシェル８と、シェル８の中空部内に設けられ、２つのガイド７ａ，７ｂをシェル８に取り付けた際に２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂの中心導体３ａ，３ｂそれぞれに接触し、電気的に接続される中心コンタクト９と、中心コンタクト９をシェル８の内周面から離間させて支持する固定用絶縁体１０と、を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、同軸ケーブルコネクタおよびアンテナ装置に関するものである。

アンテナ装置などで同軸ケーブル同士、特に径の異なる同軸ケーブル同士を接続する方法として、Ｎ型をはじめとする標準の同軸ケーブルコネクタを用いて接続する方法がある。

標準の同軸ケーブルコネクタとしては、接続する２本の同軸ケーブルの端部にそれぞれコネクタ部を取り付け、コネクタ部同士を接続する構成が一般的である。コネクタ部は、同軸ケーブルの先端部に設けられはんだ付け等により外部導体が電気的に接続されるガイドを有し、そのガイドを本体部分であるシェルに取り付けて構成されるのが一般的である。

また、コネクタ部同士を接続する構成としては、一方のコネクタ部の外周にねじ山を形成すると共に、他方のコネクタ部の先端部に回転可能に袋ナットと呼ばれるナットを設け、このナットをねじ山に螺合させることでコネクタ部同士を接続する構成が一般的である。

ガイドとシェルとの接続部分での防水には、Ｏリングを用いるのが一般的である。コネクタ部同士を接続する部分での防水には、接続に袋ナットを用いるという構造上、防水シートを用いるのが一般的である。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１，２がある。

特開平７−２８２９０９号公報 特開平８−１６２２２３号公報

しかしながら、上述の従来の同軸ケーブルコネクタでは、コネクタ部同士を接続する部分での防水を防水シートにより行っているが、特に屋外に配置される場合には防水シートの防水能力では十分でない場合が多く、コネクタ部同士の接続部分に防水テープを巻き付けるなどして別途防水処理を行う必要があった。防水テープによる処理では経年劣化による浸水も考えられるため、このような防水処理を行わすとも、十分な防水性が得られる同軸ケーブルコネクタが望まれる。

また、上述の従来の同軸ケーブルコネクタでは、接続する同軸ケーブルの両方にそれぞれコネクタ部を設ける必要があるため、全体として大型になり易く、また部品点数も多くなってしまう。部品点数が多くなると信頼性が低下し、コストも高くなるので、改善が望まれる。

また、上述の従来の同軸ケーブルコネクタでは、両同軸ケーブルの外部導体同士が、ガイド、シェル、シェル、ガイドを介して電気的に接続されることとなり、多くの接触点を介して電気的に接続されることになる。そのため、接触点の抵抗等に起因するノイズにより、ＰＩＭ（パッシブインターモジュレーション）やＶＳＷＲ（電圧定在波比）などの電気特性が劣化するおそれがあるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、防水性が高く、小型で部品点数が少なく、電気特性が良好な同軸ケーブルコネクタおよびアンテナ装置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に創案されたものであり、中心導体の外周に、絶縁体、外部導体を順次設けた２本の同軸ケーブルを接続する同軸ケーブルコネクタであって、前記２本の同軸ケーブルの端部にそれぞれ設けられ、前記外部導体と電気的に接続される２つのガイドと、中空筒状に形成され、その両端の開口を塞ぐように前記２つのガイドがそれぞれ取り付けられ、前記２つのガイドと電気的に接続されるシェルと、前記シェルの中空部内に設けられ、前記２つのガイドを前記シェルに取り付けた際に前記２本の同軸ケーブルの前記中心導体それぞれに接触し、電気的に接続される中心コンタクトと、前記中心コンタクトを前記シェルの内周面から離間させて支持する固定用絶縁体と、を備えた同軸ケーブルコネクタである。

前記中心コンタクトは、前記固定用絶縁体により１箇所で支持されていてもよい。

前記２本の同軸ケーブルは、ケーブル外径が互いに異なってもよい。

前記ガイドは、前記シェルに螺合することにより取り付けられ、前記ガイドと前記シェルとの間には、防水用のＯリングが設けられてもよい。

前記外部導体を前記ガイドにはんだ付けすることにより、前記外部導体と前記ガイドとが電気的に接続されていてもよい。

前記外部導体を前記ガイドと前記シェルとの間に挟み込むことにより、前記外部導体と前記ガイド、および前記外部導体と前記シェルとが電気的に接続されていてもよい。

前記シェルは、前記中空部に前記同軸ケーブルを挿入する際に、前記外部導体と前記絶縁体との間に挿入され、前記外部導体をテーパ状に拡げるフレアリング部を有してもよい。

前記シェルは、内径の異なる小径部と大径部とからなり、前記小径部と前記大径部間の内壁に形成される階段状の段差に、前記固定用絶縁体が係止されるように構成されていてもよい。

また、本発明は、表面に放射素子が形成された基板と、該基板を収容するレドームと、を備えたアンテナ装置であって、前記レドーム内の配線に用いられる同軸ケーブルと、前記レドーム外の配線に用いられる同軸ケーブルとを接続する同軸ケーブルコネクタを備え、前記同軸ケーブルコネクタは、前記２本の同軸ケーブルの端部にそれぞれ設けられ、外部導体と電気的に接続される２つのガイドと、中空筒状に形成され、その両端の開口を塞ぐように前記２つのガイドがそれぞれ取り付けられ、前記２つのガイドと電気的に接続されるシェルと、前記シェルの中空部内に設けられ、前記２つのガイドを前記シェルに取り付けた際に前記２本の同軸ケーブルの中心導体それぞれに接触し、電気的に接続される中心コンタクトと、前記中心コンタクトを前記シェルの内周面から離間させて支持する固定用絶縁体と、を備えているアンテナ装置である。

前記同軸ケーブルコネクタの一端部を覆うように前記レドームを設けてもよい。

前記同軸ケーブルコネクタの前記レドームから露出している部分に、装置全体を構造物に取り付けるための取付金具を設けてもよい。

本発明によれば、防水性が高く、小型で部品点数が少なく、電気特性が良好な同軸ケーブルコネクタおよびアンテナ装置を提供できる。

本発明の一実施の形態に係る同軸ケーブルコネクタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 図１の同軸ケーブルコネクタにおける中心コンタクトと固定用絶縁体を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置を示す図であり、（ａ）はレドームを透視した平面図、（ｂ）は取付金具を設けたときの平面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係る同軸ケーブルコネクタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、同軸ケーブルコネクタ１は、２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂを接続するものである。ここでは、ケーブル外径が互いに異なる２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂを接続する場合を説明する。

同軸ケーブル２ａ，２ｂは、中心導体３ａ，３ｂの外周に、絶縁体４ａ，４ｂ、外部導体５ａ，５ｂ、シース６ａ，６ｂを順次設けて構成される。ここでは、細径のセミフレキシブルケーブルからなる同軸ケーブル２ａと、同軸ケーブル２ａよりも外径が大きく、外部導体５ｂが波付銅管からなる波付銅管型の同軸ケーブル２ｂとを接続するよう構成する場合を説明する。なお、同軸ケーブル２ａ，２ｂの構造はこれに限定されるものではない。

同軸ケーブルコネクタ１は、２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂの端部にそれぞれ設けられた２つのガイド７ａ，７ｂと、中空筒状に形成され、その両端の開口を塞ぐように２つのガイド７ａ，７ｂがそれぞれ取り付けられ、２つのガイド７ａ，７ｂと電気的に接続されるシェル８と、シェル８の中空部８ａ内に設けられ、２つのガイド７ａ，７ｂをシェル８に取り付けた際に２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂの中心導体３ａ，３ｂそれぞれに接触し、電気的に接続される中心コンタクト９と、中心コンタクト９をシェル８の内周面から離間させて支持する固定用絶縁体１０と、を備えている。

ガイド７ａ，７ｂは、中空円筒状に形成され、その中空部に外部導体５ａ，５ｂを露出させた同軸ケーブル２ａ，２ｂの先端部が挿入され、外部導体５ａ，５ｂと電気的に接続されるように構成されている。ガイド７ａ，７ｂの同軸ケーブル２ａ，２ｂ挿入側と反対側の端部における外周には、ねじ山が形成されており、このねじ山をシェル８の内周面に形成されたねじ山に螺合させることで、ガイド７ａ，７ｂがシェル８に取り付けられるように構成されている。

ガイド７ａ，７ｂの同軸ケーブル２ａ，２ｂ挿入側の端部には、フランジ１１ａ，１１ｂが形成されており、このフランジ１１ａ，１１ｂとシェル８の端面との間に、防水用のＯリング（パッキン）１２ａ，１２ｂが設けられている。

本実施の形態では、セミフレキシブルケーブルからなる同軸ケーブル２ａについては、外部導体５ａをガイド７ａの内周面にはんだ付けすることにより、外部導体５ａとガイド７ａとを電気的に接続するように構成した。

また、波付銅管型の同軸ケーブル２ｂについては、外部導体５ｂをガイド７ｂとシェル８との間に挟み込むことにより、外部導体５ｂとガイド７ｂ、および外部導体５ｂとシェル８とを電気的に接続するように構成した。

波付銅管型の同軸ケーブル２ｂを接続する側のシェル８の端部には、シェル８にガイド７ｂを螺合して中空部８ａに同軸ケーブル２ｂを挿入する際に、外部導体５ｂと絶縁体４ｂとの間に挿入され、外部導体５ｂをテーパ状に拡げるフレアリング部８ｅが形成されている。フレアリング部８ｅは、同軸ケーブル２ｂを接続する側のシェル８の端部を、先端ほど外径が小さくなるテーパ状に成形して構成される。ガイド７ｂの先端部における内周面は、フレアリング部８ｅの形状に合わせてテーパ状に形成されている。

同軸ケーブル２ａ，２ｂを伝ってシェル８の内部に水分が侵入することを防止するために、同軸ケーブル２ａ，２ｂのガイド７ａ，７ｂへの挿入部分を覆うように熱により収縮するチューブを設け、このチューブを加熱し収縮させて同軸ケーブル２ａ，２ｂの挿入部分の周辺を覆うようにしてもよい。

シェル８は、中空円筒状に形成される。本実施の形態では、同軸ケーブル２ａ，２ｂとして中心導体３ａ，３ｂや絶縁体４ａ，４ｂ、外部導体５ａ，５ｂの径が異なるものを用いているため、両同軸ケーブル２ａ，２ｂを挿入した部分の特性インピーダンスを調整するために、シェル８の内径を変化させている。ここでは、シェル８は、同軸ケーブル２ａ側に形成された小径部８ｂと、同軸ケーブル２ｂに形成された小径部８ｂよりも内径の大きい大径部８ｃとからなる。

小径部８ｂと大径部８ｃ間の内壁には、階段状の段差８ｄが形成されている。本実施の形態では、この段差８ｄに固定用絶縁体１０が係止される（段差８ｄに干渉して同軸ケーブル２ａ側への動きが規制される）ように構成されている。

図１および図２に示すように、中心コンタクト９は、金属からなり、側面に中心導体３ａ，３ｂの挿入を容易とするためのスリット（すり割り）９ａが形成された円筒状に形成されている。ここでは、同軸ケーブル２ａ，２ｂの中心導体３ａ，３ｂの外径が異なるため、中心導体３ａ，３ｂの外径とほぼ等しい内径の２つ筒状体を連結して中心コンタクト９を構成している。中心コンタクト９は、中心導体３ａの外径とほぼ等しい内径の小径部９ｂと、中心導体３ｂの外径とほぼ等しい内径の大径部９ｃとからなる。

固定用絶縁体１０は、シェル８の大径部８ｃの内径とほぼ等しい外径の円柱状に形成され、その中心部に形成された挿通穴１０ａに中心コンタクト９が挿入され、固定されている。中心コンタクト９は、固定用絶縁体１０により１箇所で支持されている。

同軸ケーブルコネクタ１では、中心導体３ａと中心導体３ｂとは、中心コンタクト９を介して電気的に接続されている。また、外部導体５ａと外部導体５ｂとは、ガイド７ａ、シェル８（およびガイド７ｂ）を介して、電気的に接続される。

次に、同軸ケーブルコネクタ１を用いたアンテナ装置について説明する。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、アンテナ装置３１は、表面に放射素子３２が形成された基板３３と、基板３３を収容するレドーム３４と、を備えている。アンテナ装置３１は、例えば、移動体通信の基地局用アンテナ等として用いられる無指向性のアレイアンテナであり、複数の周波数を共用したものであってもよい。

レドーム３４は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなり、円筒状に形成されている。アンテナ装置３１は、レドーム３４の中空部に、その軸方向に沿って複数の基板３３を整列配置して構成されている。ここでは、放射素子３２としてダイポールアンテナ素子を用いた場合を示しているが、放射素子３２はこれに限定されるものではない。

このアンテナ装置３１では、同軸ケーブルコネクタ１は、レドーム３４内の配線に用いられる細径のセミフレキシブルケーブルからなる同軸ケーブル２ａと、レドーム３４外の配線に用いられる波付銅管型の同軸ケーブル２ｂとを接続するように構成されている。

また、アンテナ装置３１では、同軸ケーブルコネクタ１の一端部を覆うようにレドーム３４が設けられている。同軸ケーブルコネクタ１は、レドーム３４の下方の開口を塞ぐように設けられ、レドーム３４に固定される。図示していないが、同軸ケーブルコネクタ１には、レドーム３４に係止する係止機構と、レドーム３４との間で防水をとる防水機構とが備えられている。

レドーム３４から露出している部分の同軸ケーブルコネクタ１には、アンテナ装置３１全体をアームなどの構造物に取り付けるための取付金具３５が設けられている。なお、ここでは、２枚の金属板３６で同軸ケーブルコネクタ１を挟み込み、これら金属板３６をボルト３７で固定した構造の取付金具３５を用いたが、取付金具３５の形状はこれに限定されるものではない。

本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態に係る同軸ケーブルコネクタ１では、２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂの端部にそれぞれ設けられ、外部導体５ａ，５ｂと電気的に接続される２つのガイド７ａ，７ｂと、中空筒状に形成され、その両端の開口を塞ぐように２つのガイド７ａ，７ｂがそれぞれ取り付けられ、２つのガイド７ａ，７ｂと電気的に接続されるシェル８と、シェル８の中空部内に設けられ、２つのガイド７ａ，７ｂをシェル８に取り付けた際に２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂの中心導体３ａ，３ｂそれぞれに接触し、電気的に接続される中心コンタクト９と、中心コンタクト９をシェル８の内周面から離間させて支持する固定用絶縁体１０と、を備えている。

つまり、同軸ケーブルコネクタ１では、従来、接続対象となる２本の同軸ケーブル２ａ，２ｂそれぞれに設けられていたシェルを一体化し、その一体化したシェル８に、同軸ケーブル２ａ，２ｂの端部に設けられたガイド７ａ，７ｂを接続することで、同軸ケーブル２ａ，２ｂを接続するように構成されている。

シェルを別体としていた従来技術では、シェル同士の接続部分の防水が十分に得られないおそれがあったが、本発明では、一体型のシェル８を用いているため、高い防水性を実現できる。

また、一体型のシェル８を用いることで、シェル同士を接続する構造を省略できるため、小型化が可能になる。また、一体型のシェル８を用いることで、部品点数を少なくすることが可能になり、信頼性を向上させ、低コスト化も可能になる。

さらに、一体型のシェル８を用いることで、部材同士の接触点を減少させることができ、接触点の抵抗等に起因するノイズにより、ＰＩＭ（パッシブインターモジュレーション）やＶＳＷＲ（電圧定在波比）などの電気特性が劣化してしまうことを抑制できる。

つまり、本発明によれば、防水性が高く、小型で部品点数が少なく、電気特性が良好な同軸ケーブルコネクタ１を実現できる。

また、同軸ケーブルコネクタ１では、中心コンタクト９を固定用絶縁体１０により１箇所で支持するように構成している。シェルを別体としていた従来技術では、各シェルに固定用絶縁体１０に相当する部材を設ける必要があったが、一体型のシェル８を用いた同軸ケーブルコネクタ１では、固定用絶縁体１０により１箇所で中心コンタクト９を支持することが可能になる。固定用絶縁体１０は、誘電体からなるために特に高い周波数における電気特性に影響を与えるが、同軸ケーブルコネクタ１では、この影響を最低限に抑え、高い周波数まで良好な電気特性を得ることが可能になる。

さらに、同軸ケーブルコネクタ１をレドーム３４を支持する部材として用いたり、取付金具３５を固定する部材として用いることで、部品点数を減らして、シンプルな構造でより信頼性が高く低コストなアンテナ装置３１を実現することができる。

また、アンテナ装置３１では、同軸ケーブルコネクタ１を用いることにより、同軸ケーブル２ａ，２ｂを嵌合する部分を小型化できるため、同軸ケーブル２ｂの引き出しを容易かつ省スペースに実現できる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態では、同軸ケーブルコネクタ１をアンテナ装置３１に用いる場合を説明したが、同軸ケーブルコネクタ１の用途はこれに限定されるものではない。例えば、電気機器の機器内配線等にも同軸ケーブルコネクタ１は使用可能である。

また、上記実施の形態では、接続対象の同軸ケーブル２ａ，２ｂとしてセミフレキシブルケーブルや波付銅管型のものを用いる場合を説明したが、同軸ケーブル２ａ，２ｂはこれに限定されるものではなく、例えばセミリジットケーブルを用いることもできる。セミリジットケーブルを用いる場合、セミフレキシブルケーブルを用いる場合と同様に、その外部導体をガイドの内周面にはんだ付けすることで、外部導体とガイドとを電気的に接続するとよい。

さらに、上記実施の形態では言及しなかったが、同軸ケーブルコネクタ１は、自身を固定するためのフランジ構造や固定用のねじ穴などを備えていてもよい。

１ 同軸ケーブルコネクタ
２ａ，２ｂ 同軸ケーブル
３ａ，３ｂ 中心導体
４ａ，４ｂ 絶縁体
５ａ，５ｂ 外部導体
６ａ，６ｂ シース
７ａ，７ｂ ガイド
８ シェル
９ 中心コンタクト
１０ 固定用絶縁体

Claims (11)

1. 中心導体の外周に、絶縁体、外部導体を順次設けた２本の同軸ケーブルを接続する同軸ケーブルコネクタであって、
   前記２本の同軸ケーブルの端部にそれぞれ設けられ、前記外部導体と電気的に接続される２つのガイドと、
   中空筒状に形成され、その両端の開口を塞ぐように前記２つのガイドがそれぞれ取り付けられ、前記２つのガイドと電気的に接続されるシェルと、
   前記シェルの中空部内に設けられ、前記２つのガイドを前記シェルに取り付けた際に前記２本の同軸ケーブルの前記中心導体それぞれに接触し、電気的に接続される中心コンタクトと、
   前記中心コンタクトを前記シェルの内周面から離間させて支持する固定用絶縁体と、を備えた
   ことを特徴とする同軸ケーブルコネクタ。
2. 前記中心コンタクトは、前記固定用絶縁体により１箇所で支持されている
   請求項１記載の同軸ケーブルコネクタ。
3. 前記２本の同軸ケーブルは、ケーブル外径が互いに異なる
   請求項１または２記載の同軸ケーブルコネクタ。
4. 前記ガイドは、前記シェルに螺合することにより取り付けられ、
   前記ガイドと前記シェルとの間には、防水用のＯリングが設けられる
   請求項１〜３いずれかに記載の同軸ケーブルコネクタ。
5. 前記外部導体を前記ガイドにはんだ付けすることにより、前記外部導体と前記ガイドとが電気的に接続されている
   請求項１〜４いずれかに記載の同軸ケーブルコネクタ。
6. 前記外部導体を前記ガイドと前記シェルとの間に挟み込むことにより、前記外部導体と前記ガイド、および前記外部導体と前記シェルとが電気的に接続されている
   請求項１〜５いずれかに記載の同軸ケーブルコネクタ。
7. 前記シェルは、前記中空部に前記同軸ケーブルを挿入する際に、前記外部導体と前記絶縁体との間に挿入され、前記外部導体をテーパ状に拡げるフレアリング部を有する
   請求項１〜６いずれかに記載の同軸ケーブルコネクタ。
8. 前記シェルは、内径の異なる小径部と大径部とからなり、前記小径部と前記大径部間の内壁に形成される階段状の段差に、前記固定用絶縁体が係止されるように構成されている
   請求項１〜７いずれかに記載の同軸ケーブルコネクタ。
9. 表面に放射素子が形成された基板と、
   該基板を収容するレドームと、を備えたアンテナ装置であって、
   前記レドーム内の配線に用いられる同軸ケーブルと、前記レドーム外の配線に用いられる同軸ケーブルとを接続する同軸ケーブルコネクタを備え、
   前記同軸ケーブルコネクタは、
   前記２本の同軸ケーブルの端部にそれぞれ設けられ、外部導体と電気的に接続される２つのガイドと、
   中空筒状に形成され、その両端の開口を塞ぐように前記２つのガイドがそれぞれ取り付けられ、前記２つのガイドと電気的に接続されるシェルと、
   前記シェルの中空部内に設けられ、前記２つのガイドを前記シェルに取り付けた際に前記２本の同軸ケーブルの中心導体それぞれに接触し、電気的に接続される中心コンタクトと、
   前記中心コンタクトを前記シェルの内周面から離間させて支持する固定用絶縁体と、を備えている
   ことを特徴とするアンテナ装置。
10. 前記同軸ケーブルコネクタの一端部を覆うように前記レドームを設けた
    請求項９記載のアンテナ装置。
11. 前記レドームから露出している部分の前記同軸ケーブルコネクタに、装置全体を構造物に取り付けるための取付金具を設けた
    請求項９または１０記載のアンテナ装置。

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