JP2023068262A - 端子及びコネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】高周波特性の悪化を抑制することができる端子及びコネクタを提供する。【解決手段】端子10は、外部導体20と、スリーブ30とを備える。外部導体20は、第1加締め部21が形成されている。スリーブ30は、+Y寄りの端部が外部導体20に挿入されていると共に、-Y寄りの端部が同軸ケーブルWの同軸ケーブル用外部導体W3の内側に挿入されて、同軸ケーブル用外部導体W3と共に加締め部21に加締められる。スリーブ30は、同軸ケーブル用外部導体W3の内側に挿入される第1部分31と、外部導体20に挿入される第2部分32とを有していてもよい。【選択図】図9

Description

本発明は、端子及びコネクタに関する。
特許文献1には、外部導体と、同軸ケーブルの編組に圧着される編組加締め部と、同軸ケーブルの編組の内側に挿入されて、編組加締め部とで編組を挟持するスリーブと、同軸ケーブルのシースに圧着されるシース加締め部とを備える同軸ケーブル用シールド端子が開示されている。特許文献1に記載の同軸ケーブル用シールド端子においては、各パーツは同一の部材により一体に形成されている。
特開2006-004820号公報
特許文献1に記載の同軸ケーブル用シールド端子においては、各パーツの一体化を実現するために、パーツ同士を繋ぐ部分が存在するため、同軸ケーブル用シールド端子と同軸ケーブルとの組立後において、パーツ同士に隙間が生じるおそれがある。このため、特許文献1に記載のものにおいては、この隙間に起因して信号の共振等が生じることから、高周波特性が悪化するという問題があった。
本発明は、上述の事情の下になされたもので、高周波特性の悪化を抑制することができる端子及びコネクタを提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る端子は、
加締め部が形成されている外部導体と、
一端が前記外部導体に挿入されていると共に、他端が同軸ケーブルの同軸ケーブル用外部導体の内側に挿入されて、前記同軸ケーブル用外部導体と共に前記加締め部に加締められるスリーブと、
を備える。
前記スリーブは、前記同軸ケーブル用外部導体の内側に挿入される第1部分と、前記外部導体に挿入される第2部分とを有していてもよい。
前記第1部分及び前記第2部分は、円筒形状に形成され、
前記第1部分の外径は、前記第2部分の外径よりも小さくてもよい。
前記外部導体は、前記第2部分が嵌め込まれたときに前記第2部分の外周面に対向する内面を有する形状に形成され、
前記スリーブの前記第2部分が前記外部導体に挿入されている状態において、前記第2部分の前記外周面の少なくとも一部は、前記外部導体の前記内面に接触していてもよい。
前記外部導体及び前記スリーブは、板材が折り曲げられて形成され、
前記スリーブの板厚は、前記外部導体の板厚と異なっていてもよい。
前記スリーブは、前記外部導体に対して別体の部材として形成されていてもよい。
前記同軸ケーブル用外部導体は、金属線が組み合わされた編組状に形成されていてもよい。
本発明の第2の観点に係るコネクタは、
本発明の第1の観点に係る端子と、
前記端子を収容するハウジングと、
を備える。
本発明に係る端子及びコネクタにおいては、スリーブの一端は外部導体に挿入されている。そして、スリーブの他端は、同軸ケーブル用外部導体の内側に挿入されて、同軸ケーブル用外部導体と共に加締め部に加締められる。これにより、高周波特性の悪化を抑制することができる端子及びコネクタを提供することができる。
本発明の実施の形態に係るコネクタ及びコネクタユニットの斜視図である。 コネクタユニットの分解斜視図(その1)である。 相手コネクタの斜視図である。 コネクタユニットの分解斜視図(その2)である。 図4のV-V断面図である。 図5の一部を簡略して示した断面図である。 端子及び相手端子の斜視図である。 ハウジング及び端子の分解斜視図(その1)である。 (A)は、端子の構造を説明するための斜視図(その1)である。(B)は、端子の構造を説明するための斜視図(その2)である。 ハウジング及び端子の分解斜視図(その2)である。 (A)は、端子と同軸ケーブルとの接続方法を説明するための斜視図(その1)である。(B)は、端子と同軸ケーブルとの接続方法を説明するための斜視図(その2)である。(C)は、端子と同軸ケーブルとの接続方法を説明するための斜視図(その3)である。 (A)は、端子と同軸ケーブルとの接続方法を説明するための斜視図(その4)である。(B)は、端子と同軸ケーブルとの接続方法を説明するための斜視図(その5)である。(C)は、端子と同軸ケーブルとの接続方法を説明するための斜視図(その6)である。 端子と同軸ケーブルとの接続方法を説明するための斜視図(その7)である。
以下、本発明の実施の形態に係る端子10及びそれを備えるコネクタ100について、図を用いて説明する。なお、理解を容易にするために、相互に直交するXYZ座標を設定し、適宜参照する。XYZ座標の+Y方向は、図1に示すように、コネクタ100の嵌合対象である相手コネクタ200に対して、コネクタ100が嵌合するために移動する嵌合方向D1と同一の方向である。X軸方向は、コネクタ100の幅方向と同一の方向である。Z軸方向は、コネクタ100の高さ方向と同一の方向であると共に、X軸方向及びY軸方向の双方向に直交する方向である。
コネクタユニット1は、例えば、自動車部品として用いられる車載用コネクタユニットである。コネクタユニット1は、図1及び図2に示すように、コネクタ100と、その嵌合対象である相手コネクタ200とを備える。コネクタユニット1は、自動車に装備される電子部品から引き出されている同軸ケーブルWと、自動車に装備される部品の一部である実装対象Sとの接続に用いられる。本実施の形態において、実装対象Sは、回路基板である。しかしながら、これに限らず、実装対象Sは、回路基板以外のものであってもよい。
相手コネクタ200は、スルーホールリフローによって実装対象Sに実装されると共に、コネクタ100が嵌合するコネクタである。この相手コネクタ200は、図3及び図4に示すように、相手ハウジング201と、ホールドダウン部202R、202Lと、相手端子203とを備える。
相手ハウジング201は、-Y方向に開口すると共に、コネクタ100が嵌め込まれる嵌合穴201aが形成された略箱形状の部材である。相手ハウジング201は、例えば、樹脂等の絶縁性の素材からなる。また、相手ハウジング201には、相手ハウジング201の後端面(+Y寄りの端面)から相手端子203の一部が圧入されて固定される。この相手ハウジング201には、被係止孔201bが形成されている。
被係止孔201bは、相手ハウジング201の外部から嵌合穴201aの内部にZ軸方向に貫通して形成されている。なお、本実施の形態においては、被係止孔201bは、Z軸方向に貫通する孔である。しかしながら、これに限られない。被係止孔201bは、非貫通孔であってもよい。
ホールドダウン部202R、202Lは、相手ハウジング201に固定されると共に、実装対象Sに固定される部材である。ホールドダウン部202R、202Lは、例えば、比較的、剛性の高い金属からなる。このホールドダウン部202R、202Lにより、相手ハウジング201は、実装対象Sに対して強固に固定される。
相手端子203は、内部導体203-1と、誘電体203-2と、外部導体203-3とを有し、それらが組み合わされて形成されている。
内部導体203-1は、例えば、導電性の素材からなる。導電性の素材としては、例えば、銅、銅合金等が用いられる。内部導体203-1は、棒状の部材がL字形状に折り曲げられるような形状に形成されている。
誘電体203-2は、内部導体203-1を覆う部材である。本実施の形態では、誘電体203-2は、インサート成形により、内部導体203-1と一体的に形成されている。誘電体203-2は、例えば、絶縁性の素材からなる。誘電体203-2は、略L字形状となるように形成されている。
外部導体203-3は、誘電体203-2を覆う部材である。外部導体203-3は、導電性の素材からなる板材が折り曲げられて形成されている。導電性の板材としては、例えば、銅、銅合金等が用いられる。外部導体203-3は、本体部203-3aと蓋部203-3bとの2つの部品が組み合わされて形成されている。
本体部203-3aは、誘電体203-2を内部導体203-1と共に収容するためのものである。本体部203-3aは、Y軸方向を筒軸方向とする略円筒形状に形成されている。
蓋部203-3bは、本実施の形態においては、本体部203-3aとは別体の部品であり、本体部203-3aに収容された誘電体203-2の一部を覆うためのものである。また、蓋部203-3bには、一対の係止部203-3cが形成されている
係止部203-3cは、相手ハウジング201の内部に係止することで、相手ハウジング201に対して相手端子203を固定するために用いられる。
コネクタ100は、図5及び図6に示すように、端子10と、ハウジング90とを備える。
端子10は、図7に示すように、同軸ケーブルWが加締められて接続される部材である。
同軸ケーブルWは、本実施の形態においては、図8に示すように、中心導体W1と、絶縁体W2と、同軸ケーブル用外部導体W3と、被覆部W4とを有する。
中心導体W1は、導電性の素材から形成されている。中心導体W1は、高周波信号を伝搬する。
絶縁体W2は、絶縁性の素材から形成されている。この絶縁体W2は、中心導体W1を覆うように、中心導体W1と同軸ケーブル用外部導体W3との間に配置されている。
同軸ケーブル用外部導体W3は、導電性の素材から形成されている。同軸ケーブル用外部導体W3は、例えば、金属線が組み合わされた編組状に形成されている編組部分として形成されている。
被覆部W4は、絶縁性の素材から形成され、中心導体W1、絶縁体W2、及び同軸ケーブル用外部導体W3を覆うことで、これら各部材を保護する。
端子10は、図8に示すように、外部導体20と、スリーブ30と、誘電体40と、中心端子50とを有する。
外部導体20は、同軸ケーブルWの同軸ケーブル用外部導体W3に電気的に接続される。外部導体20は、中心端子50における高周波信号を効率的に伝搬するためのグランド端子として機能する。外部導体20は、同軸ケーブルW及び端子10の外部への高周波信号の漏洩を防ぐと共に、外部からの電波を遮断する。外部導体20は、例えば、導電性の素材からなる板材が折り曲げられて形成されている。導電性の板材としては、例えば、銅、銅合金等が用いられる。この外部導体20は、図8及び図9に示すように、本体部20aを有する。また、外部導体20には、第1加締め部21と、第2加締め部22とが形成されている。
本体部20aは、Y軸方向を筒軸方向とする円筒形状に形成されている。本体部20aの+Y寄りの円筒状先端部20cは、径方向(Y軸方向に直交する方向)に撓み可能な撓み部分を有するように形成されている。円筒状先端部20cに相手端子203の外部導体203-3が挿入されると、円筒状先端部20cは、その撓みの作用に基づいて、外部導体203-3の外周面に接触する。この接触により、端子10の外部導体20は、相手端子203の外部導体203-3に電気的に接続される。また、本体部20aには、ハウジング90に対して外部導体20の挿入の向きを決めるための挿入方向規定用突起20dと、径方向に貫通する孔である被係止部20eとが形成されている。
第1加締め部21(加締め部)は、同軸ケーブル用外部導体W3に加締められる部位である。第1加締め部21が、同軸ケーブル用外部導体W3に加締められることで、外部導体20は、同軸ケーブル用外部導体W3に電気的に接続される。第1加締め部21は、本体部20aの-Y寄りの端部から延設されている。さらに、第1加締め部21の-Y寄りの端部からは、第2加締め部22が延設されている。
第2加締め部22は、被覆部W4に加締められる部位である。第2加締め部22が、被覆部W4に加締められることで、端子10は、同軸ケーブルWに強固に接続される。
スリーブ30は、外径が異なる二つの円筒部分を有する形状の部材である。また、スリーブ30は、外部導体20に対して別体の部材として形成されている。スリーブ30は、例えば、導電性の素材からなる板材が折り曲げられて形成されている。導電性の板材としては、例えば、銅、銅合金等が用いられる。本実施の形態においては、スリーブ30は、その板厚が、外部導体20の板厚と異なるように形成されている。このスリーブ30は、+Y寄りの端部が外部導体20の本体部20aに挿入されると共に、-Y寄りの端部が同軸ケーブル用外部導体W3の内側に挿入される。そして、スリーブ30の-Y寄りの端部は、同軸ケーブル用外部導体W3の内側に挿入された上で、同軸ケーブル用外部導体W3と共に第1加締め部21に加締められる。スリーブ30は、-Y寄りの端部である第1部分31と、+Y寄りの端部である第2部分32とを有する。なお、スリーブ30の+Y寄りの端部である第2部分32は、端子10の組み立ての際には、外部導体20に予め挿入されている。これにより、端子10の組み立て効率を向上させている。
第1部分31は、同軸ケーブル用外部導体W3の内側、詳しくは、絶縁体W2と同軸ケーブル用外部導体W3との間に挿入される部分である。第1部分31は、円筒形状に形成されている。
第2部分32は、外部導体20の本体部20aに挿入される部分である。第2部分32は、円筒形状に形成されている。第2部分32は、その外径A2が、第1部分31の外径A1よりも大きくなるように形成されている(A2>A1)。また、第2部分32は、それが外部導体20に挿入されている状態において、第2部分32の外周面32aの少なくとも一部が、外部導体20の内面20bに接触するように構成されている。第2部分32の外周面32aには、ストッパー32bと、係止部32cと、係止部32dとが形成されている。
ストッパー32bは、第2部分32の外周面32aから突出して形成されている。ストッパー32bは、スリーブ30を外部導体20に挿入する際に、外部導体20の一部に当接することで、外部導体20に対してY軸方向における外部導体20の位置を決めるために用いられる。
係止部32cは、第2部分32の外周面32aから突出して形成されている。係止部32cは、外部導体20の本体部20aの被係止部20eに係止する。
係止部32dは、誘電体40をスリーブ30に係止させるために形成されている。係止部32dは、先端が自由端として構成されると共に、Y軸方向に延設されている。また、係止部32dは、その先端が誘電体40に引っ掛かるように、スリーブ30の中心軸寄りに傾斜して形成されている。
誘電体40は、伝送路の特性インピーダンスを整合させ、中心端子50における高周波信号を効率的に伝搬するために用いられる。誘電体40は、外径が異なる二つの円筒部分を有する形状に形成されている。この誘電体40には、中心端子50が嵌め込まれる。
中心端子50は、図8及び図10に示すように、同軸ケーブルWの中心導体W1に加締められて固定されることで、中心導体W1に電気的に接続され、中心導体W1と共に高周波信号を伝搬する。中心端子50は、図6に示すように、誘電体40と共に、スリーブ30の内部に配置される。また、中心端子50の+Y寄りの先端には、内部導体203-1を挟み込むことで電気的に接続される一対の弾性接触片が形成されている。
ハウジング90は、図2に示すように、相手コネクタ200の相手ハウジング201の嵌合穴201aに嵌合可能な形状に形成されている。ハウジング90は、例えば、樹脂等の絶縁性の素材からなる。このハウジング90には、係止部91と、支持アーム92と、操作部93と、貫通孔94とが形成されている。
係止部91は、相手コネクタ200の相手ハウジング201の被係止孔201bに係止することで、ハウジング90を相手コネクタ200に係止させる。係止部91は、支持アーム92から+Z方向に突出して設けられている。
支持アーム92は、ハウジング90の+Y寄りの先端部分から後端方向(-Y方向)に延びている。支持アーム92は、コネクタ100と相手コネクタ200との嵌合の進行に伴って撓むように設けられている。
操作部93は、支持アーム92に設けられている。操作部93は、作業者が、相手コネクタ200からコネクタ100を取り外す際に操作するために用いられる。この操作部93は、支持アーム92が撓むことにより、Z軸方向に移動可能に設けられている。操作部93を-Z方向に移動させることにより、係止部91と被係止孔201bとの係止は解除される。
貫通孔94は、図8及び図10に示すように、端子10が同軸ケーブルWと共に挿入される孔である。貫通孔94は、Y軸方向に貫通して形成されている。
次に、上述のように構成された端子10と同軸ケーブルWとの接続方法(圧着方法)について図11~図13を用いて説明する。なお、端子10と同軸ケーブルWとの接続方法においては、作業者が自ら作業するだけではなく、スリーブ30及び誘電体40を外部導体20に組み付けるための装置である自動機を適宜用いる。
先ず、作業者は、図11(A)及び図11(B)に示すように、同軸ケーブルWを準備する。そして、同軸ケーブルWの+Y寄りの端部の被覆部W4、同軸ケーブル用外部導体W3、及び絶縁体W2を剥がしたり、除去したりすることにより、同軸ケーブル用外部導体W3、絶縁体W2、及び中心導体W1を外部に露出させる。続いて、作業者は、図11(C)に示すように、中心導体W1に中心端子50を加締めて接続する。これにより、中心端子50は、同軸ケーブルWの中心導体W1に電気的に接続される。
続いて、図12(A)に示すように準備された外部導体20と、スリーブ30と、誘電体40とを用いて、例えば、自動機が、図12(B)に示すように、スリーブ30に対して、誘電体40を挿入して嵌め込む。さらに、例えば、自動機が、図12(C)に示すように、外部導体20に、誘電体40が嵌め込まれたスリーブ30の一端を外部導体20に挿入する。これにより、作業者は、誘電体40が組み込まれていると共に、スリーブ30の一端が予め挿入されている外部導体20(図12(C)で示す部材)を入手できる。
続いて、作業者は、図13に示すように、スリーブ30の一端が予め挿入されている外部導体20に、中心端子50が加締められている同軸ケーブルWを挿入する。そして、作業者が、第1加締め部21及び第2加締め部22を加締めることにより、端子10と同軸ケーブルWとの接続が完了する。なお、上記の端子10と同軸ケーブルWとの接続作業は、作業者自身が行う作業と、自動機が行う作業とを含むが、例示であり、これに限られるものではない。例えば、図12(B)に示す、外部導体20に対してスリーブ30を挿入する作業は、自動機が行っているが、これに限られず、作業者自身が行ってもよい。さらに、上記の端子10と同軸ケーブルWとの接続作業の全てを作業者が行ってもよいし、接続作業の全てを自動機が行ってもよい。端子10と同軸ケーブルWとの接続作業においては、作業者は、自身が行う作業と、自動機を用いて行う作業とを適宜使い分けることができる。
以上、説明したように、本実施の形態に係る端子10においては、図9に示すように、スリーブ30の+Y寄りの端部は外部導体20に予め挿入されている。そして、スリーブ30の-Y寄りの端部は、同軸ケーブル用外部導体W3の内側に挿入されて、同軸ケーブル用外部導体W3と共に第1加締め部21に加締められる。このため、端子10のスリーブ30と同軸ケーブルWの同軸ケーブル用外部導体W3との間に隙間が生じにくくなる。これにより、端子10及び同軸ケーブルWのパーツ同士の隙間に起因して、端子10及び同軸ケーブルWを伝送する信号が共振してしまうことを抑制することができる。この結果、高周波特性の悪化を抑制することができる端子10を提供することができる。
また、本実施の形態においては、スリーブ30の+Y寄りの端部は、外部導体20に予め挿入されている。そして、スリーブ30の+Y寄りの端部が予め挿入されている外部導体20に対して、中心端子50が加締められている同軸ケーブルWを挿入する。これにより、端子10と同軸ケーブルWとの接続作業の効率を向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態においては、スリーブ30は、図9に示すように、同軸ケーブル用外部導体W3の内側に挿入される第1部分31と、外部導体20の本体部20aに挿入される第2部分32とを有する。しかしながら、スリーブ30の形状等は、これに限られるものではない。スリーブ30は、第1部分31及び第2部分32に加えて、第1部分31及び第2部分32とは別の部材をさらに有していてもよい。例えば、スリーブ30は、第1部分31及び第2部分32との間に、第1部分31の外径A1及び第2部分32の外径A2とは異なる外径を有する円筒形状の第3部材を有していてもよい。
また、上記実施の形態においては、第1部分31及び第2部分32は、円筒形状に形成されている。しかしながら、第1部分31及び第2部分32の形状等は、これに限られるものではない。例えば、第1部分31及び第2部分32の一方もしくは両方は、Y軸方向に傾斜する円錐台筒形状に形成されていてもよい。または、第1部分31及び第2部分32は、円筒形状及び円錐台筒形状以外の形状に形成されていてもよい。
また、上記実施の形態においては、第1部分31の外径A1は、第2部分32の外径A2よりも小さい。しかしながら、これに限られない。第1部分31の外径A1は、第2部分32の外径A2と同一でもよいし(A1=A2)、第2部分32の外径A2よりも大きくてもよい(A1>A2)。
また、上記実施の形態においては、スリーブ30の第2部分32が外部導体20に挿入されている状態において、第2部分32の外周面32aの一部は、外部導体20の内面20bに接触する。しかしながら、これに限られない。スリーブ30の第2部分32が外部導体20に挿入されている状態において、第2部分32の外周面32aの全面が、外部導体20の内面20bに接触していてもよい。
また、上記実施の形態においては、スリーブ30の板厚は、外部導体20の板厚と異なる。しかしながら、これに限られない。スリーブ30の板厚は、外部導体20の板厚と同一であってもよい。
また、上記実施の形態においては、同軸ケーブル用外部導体W3は、金属線が組み合わされた編組状に形成されている。しかしながら、これに限られない。同軸ケーブル用外部導体W3は、導電性のものであれば、他の形状のものであってもよい。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
1:コネクタユニット、10:端子、20:外部導体、20a:本体部、20b:内面、20c:円筒状先端部、20d:挿入方向規定用突起、20e:被係止部、21:第1加締め部(加締め部)、22:第2加締め部、30:スリーブ、31:第1部分、32:第2部分、32a:外周面、32b:ストッパー、32c,32d:係止部、40:誘電体、50:中心端子、90:ハウジング、91:係止部、92:支持アーム、93:操作部、94:貫通孔、100:コネクタ、200:相手コネクタ、201:相手ハウジング、201a:嵌合穴、201b:被係止孔、202R,202L:ホールドダウン部、203:相手端子、203-1:内部導体、203-2:誘電体、203-3:外部導体、203-3a:本体部、203-3b:蓋部、203-3c:係止部、W:同軸ケーブル、W1:中心導体、W2:絶縁体、W3:同軸ケーブル用外部導体、W4:被覆部、S:実装対象、D1:嵌合方向、A1,A2:外径。

Claims (8)

  1. 加締め部が形成されている外部導体と、
    一端が前記外部導体に挿入されていると共に、他端が同軸ケーブルの同軸ケーブル用外部導体の内側に挿入されて、前記同軸ケーブル用外部導体と共に前記加締め部に加締められるスリーブと、
    を備える、端子。
  2. 前記スリーブは、前記同軸ケーブル用外部導体の内側に挿入される第1部分と、前記外部導体に挿入される第2部分とを有する、請求項1に記載の端子。
  3. 前記第1部分及び前記第2部分は、円筒形状に形成され、
    前記第1部分の外径は、前記第2部分の外径よりも小さい、請求項2に記載の端子。
  4. 前記外部導体は、前記第2部分が嵌め込まれたときに前記第2部分の外周面に対向する内面を有する形状に形成され、
    前記スリーブの前記第2部分が前記外部導体に挿入されている状態において、前記第2部分の前記外周面の少なくとも一部は、前記外部導体の前記内面に接触する、請求項2又は3に記載の端子。
  5. 前記外部導体及び前記スリーブは、板材が折り曲げられて形成され、
    前記スリーブの板厚は、前記外部導体の板厚と異なる、請求項1から4のいずれか一項に記載の端子。
  6. 前記スリーブは、前記外部導体に対して別体の部材として形成されている、請求項1から5のいずれか一項に記載の端子。
  7. 前記同軸ケーブル用外部導体は、金属線が組み合わされた編組状に形成されている、請求項1から6のいずれか一項に記載の端子。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載の端子と、
    前記端子を収容するハウジングと、
    を備える、コネクタ。
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