JP3529698B2 - 基板接続用同軸ケーブル - Google Patents
基板接続用同軸ケーブルInfo
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Description
スルーホールに接続される基板接続用同軸ケーブルに関
し、特に、プリント配線基板との接続側端末の特性イン
ピーダンスの変動を抑制して、プリント配線基板との特
性インピーダンスの整合を図れるようにした基板接続用
同軸ケーブルに関する。
ンターフェースとなるプリント配線基板(以下、PCB
という)のように、複数のスルーホールが高密度に設け
られたPCBに複数の信号を伝送する場合、複数のスル
ーホールに複数の同軸ケーブルを接続することが行われ
ている。
続する方法として、例えば、同軸コネクタをPCBのス
ルーホールに接続して行う方法があるが、この方法では
細い同軸ケーブルと同軸コネクタとの接続が困難である
と共に、接続部のスペースが大になって高密度実装を妨
げるという問題があった。
部導体がPCBとの接続側端末において所定の間隔(例
えば、2.54mm)を有する2線平行の一対のプラグ
端子に変換された基板接続用同軸ケーブルを用いて接続
する方法が一般的に採用されている。
定の間隔(例えば、2.54mm)で形成された信号用
およびグランド用の一対のスルーホールを所定の間隔
(例えば、2.54mm)で複数チャンネル有してお
り、各チャンネルの信号用およびグランド用の一対のス
ルーホールに基板接続用同軸ケーブルの一対のプラグ端
子を接続している。
す。基板接続用同軸ケーブルは、内部導体11の外周に
内部絶縁体12を、更にその外周に外部導体13を、更
にその外周に外被14をそれぞれ施してなる所定の外径
(例えば、2.0mm)の同軸ケーブル10と、同軸ケ
ーブル10のPCB15との接続側端末に設けられたボ
ードインプラグ16より構成されている。
側端末において、外被14が所定の長さ剥離されること
により内部絶縁体12および外部導体13が露出させら
れていると共に、内部絶縁体12の端部が所定の長さ剥
離されることにより内部導体11が露出させられ、露出
した内部導体11および外部導体12がそれぞれ捩られ
ていると共に、先端に所定の間隔(例えば、2.54m
m)が形成されるように所定の角度で折り曲げられた構
成を有している。
えば、0.4mm)の銅板をプレスした後、表面処理さ
れることによって形成され、内部導体11と外部導体1
3がそれぞれスポット溶接等で接続される接続部17a
を基端部に有すると共に、PCB15に所定の間隔(例
えば、2.54mm)で形成された信号用およびグラン
ド用のスルーホール15A,15Bに挿入される挿入部
17bを先端部に有する信号端子17Aおよびグランド
端子17Bと、信号端子17Aおよびグランド端子17
Bの後端から同軸ケーブル10の外被14にかけてプラ
スチック樹脂でモールド成形してなるプラグ本体18よ
り構成されている。
ーブル10を準備し、そのPCB15との接続側端末の
外被14を所定の長さ剥離して、内部絶縁体12および
外部導体13を露出させると共に、内部絶縁体12の端
部を所定の長さ剥離して、内部導体11を露出させる。
次に、内部導体11と外部導体13をそれぞれ捩り、後
述する帯状部に連結された信号端子17Aおよびグラン
ド端子17Bの接続部17aにスポット溶接等で接続す
る。この後、信号端子17Aおよびグランド端子17B
の後端から同軸ケーブル10の外被14にかけてプラス
チック樹脂のモールド成形によるプラグ本体18を形成
する。最後に、信号端子17Aおよびグランド端子17
Bを連結した帯状部(後述)を切断して製品化する。
18が形成された後に一対のピン端子17A,17Bの
先端の帯状部19が図面上の破線部の切断によって除去
される。
は、PCBとの接続側端末において同軸形状から2線平
行のピン端子に変化するに伴い、この部分での特性イン
ピーダンスの変化が生じる。一般的な同軸ケーブルの特
性インピーダンスは、例えば、50Ωと一定であり、ま
たPCBの配線パターンも基板接続用同軸ケーブルのイ
ンピーダンスに合わせて50Ωとして設計製作されてい
る。しかし、一対のプラグ端子間の特性インピーダンス
は、スルーホール間の特性インピーダンスよりも、ボー
ドインプラグの形状、材質等により高くなり、同軸ケー
ブルとPCBの特性インピーダンスが不整合となる。こ
のため、特性インピーダンスの不整合となったところで
反射が発生し、その反射により伝送信号が影響を受け、
忠実に伝送されないという問題が発生する。
続用同軸ケーブルとして、例えば、特開平11−399
59号公報に開示されるものがある。この基板接続用同
軸ケーブルは、ボードインプラグのプラグ本体内の一対
のプラグ端子間のギャップをスルーホールに挿入する一
対のプラグ端子間のギャップよりも小さくして、プラグ
本体部の特性インピーダンスをPCBの特性インピーダ
ンスに整合させるようにしている。
続用同軸ケーブルによると、プラグ本体内でのプラグ端
子の後端と同軸ケーブルの接続部、すなわち、同軸ケー
ブルの内部導体と外部導体のプラグ端子後端への接続構
造、同軸ケーブルの配置形状、寸法等について配慮して
いないため、プラグ本体内で特性インピーダンスが基板
接続用同軸ケーブル毎にばらついたり、その値が一定化
しないという問題を有している。
る。同軸ケーブル10をプラグ本体18の中央部に配置
して外部導体13、内部導体11を所定角度で折り曲げ
て、所定の間隔を有する信号端子17Aおよびグランド
端子17Bに接続しており、また、信号端子17Aと内
部導体11、およびグランド端子17Bと外部導体13
の接続位置がプラグ本体18の略中央部に位置して、同
軸ケーブル10の外被14の剥離端から各接続部17
a、信号端子17Aおよびグランド端子17Bまでの寸
法が大きいため、外部導体13と内部導体11の露出寸
法と折り曲げ寸法は各々異なり(それぞれの寸法を、作
業上、全ての製品において同一に設定することが困
難)、外部導体13と内部絶縁体12の露出寸法、形状
と折り曲げ寸法、形状が加工上ばらつくために特性イン
ピーダンスの変動要因となっている。また、信号端子1
7Aおよびグランド端子17Bと内部導体11および外
部導体13の接続位置がプラグ本体18の略中央部に位
置しているため、接続部17aから信号端子17Aおよ
びグランド端子17Bのプラグ本体18から露出する位
置までプラグ本体18の成形材料の比誘電率が大きく影
響して特性インピーダンスを大きく変動させている。
との接続側端末の特性インピーダンスの変動を抑制し
て、プリント配線基板との特性インピーダンスの整合を
図ることができる基板接続用同軸ケーブルを提供するこ
とである。
成するため、同軸ケーブルの外被、外部導体および内部
絶縁体を剥離して外部導体、内部絶縁体および内部導体
をそれぞれ所定の長さをもって露出させ、前記外部導体
にプラグ端子を接続すると共に前記プラグ端子と同軸ケ
ーブル間にプラグ本体を設けてなる基板接続用同軸ケー
ブルにおいて、前記内部導体は、前記同軸ケーブルと同
方向に直線状に配置されて前記プラグの信号用端子を構
成し、前記外部導体は、前記内部導体と直交する方向に
分離されると共に収束されて前記信号用端子と同方向に
配置された前記プラグ端子に接続され、前記プラグ端子
は、前記同軸ケーブルの前記内部絶縁体を挿通する絶縁
ベースに固定され、前記絶縁ベースは、前記プラグ本体
の先端部に配置されて固定されて前記内部絶縁体を所定
の長さ突出させて構成される基板接続用同軸ケーブルを
提供するものである。
添付図面を参照しながら詳細に説明する。
板接続用同軸ケーブルを示す。この基板接続用同軸ケー
ブルは、PCBとの接続側端末において、外被14が所
定の長さ剥離されることにより内部絶縁体12、および
後述する外部導体が露出させられていると共に、内部絶
縁体12の端部が所定の長さ剥離されることにより内部
導体11が露出させられ、内部導体11の先端に半田被
覆11Aが施された同軸ケーブル10と、同軸ケーブル
10のPCBとの接続側端末に設けられたボードインプ
ラグ20より構成されている。
はフッ素樹脂等により形成され、同軸ケーブル10の内
部導体11および内部絶縁体12を挿通させる挿通孔2
2A、および挿通孔22Aからの内部絶縁体12の突出
長と同一の高さだけ突出した突起22Bを有すると共
に、挿通孔22Aを挿通した内部導体11および内部絶
縁体12と所定の距離隔ててこれらと平行にグランド端
子21が設けられた絶縁ベース22と、絶縁ベース22
の後端から同軸ケーブル10の外被14の所定の位置に
かけて、例えば、PBT樹脂等のモールド成形により形
成されたプラグ本体23より構成されている。
面構造を示し、同軸ケーブル10のPCB15との接続
側端末において、露出させられた内部導体11および外
部導体13がそれぞれ捩られている。露出させられた内
部導体11および内部絶縁体12は、同軸ケーブル10
と同方向に直線状に延びて絶縁ベース22の挿通孔22
Aを挿通しており、露出させられた内部導体11が信号
端子を構成している。露出させられた外部導体13は、
同軸ケーブル10の外被14の剥離端において、同軸ケ
ーブル10と直交する方向に分離され、グランド端子2
1の後端に接続されている。信号端子を構成する内部導
体11およびグランド端子21は、PCB15の信号用
およびグランド用のスルーホール15A,15Bにそれ
ぞれ挿入され、半田接続される。
し、外被14が所定の長さ剥離されることにより内部絶
縁体12および外部導体13が露出させられており、露
出させられた内部絶縁体12が絶縁ベース22の挿通孔
22Aを挿通している。露出させられた外部導体13
は、同軸ケーブル10の外被14の剥離端において、同
軸ケーブル10と直交する方向に分離され、捩られた状
態でグランド端子21の後端に接続されている。このよ
うな状態が得られると、絶縁ベース22の後端から同軸
ケーブル10の外被14の所定の位置にかけてプラグ本
体23が形成され、更に、絶縁ベース22の挿通孔22
Aから導出された内部絶縁体12が所定の長さ剥離され
て内部導体11が露出させられる。同軸ケーブル10か
ら外部導体13を分離する位置は、プラグ本体23の先
端位置からプラグ本体23をモールド成形する際に必要
な最低厚さである0.30mm後方になる。
方法を説明する。まず、挿通孔22A、突起22B、お
よびグランド端子21を有した絶縁ベース22を準備す
ると共に、外被14が所定の長さ剥離されることにより
内部絶縁体12および外部導体13が露出させられた同
軸ケーブル10を準備する。次に、同軸ケーブル10の
露出させられた内部絶縁体12を絶縁ベース22の挿通
孔22Aに挿通させると共に、露出させられた外部導体
13を同軸ケーブル10の外被14の剥離端で同軸ケー
ブル10と直交する方向に分離させ、捩った後グランド
端子21の後端に接続する。続いて、絶縁ベース22の
後端から同軸ケーブル10の外被14の所定の位置にか
けてプラグ本体23を形成し、更に、絶縁ベース22の
挿通孔22Aを挿通した内部絶縁体12を所定の長さ剥
離して内部導体11を露出させる。このとき、絶縁ベー
ス22の先端から突出した内部絶縁体12の長さと絶縁
ベース22の突起22Bの高さが同一になる。この後、
露出した内部導体11を捩った後、先端部に半田被覆1
1Aを施してボードインプラグ20を形成することによ
り基板接続用同軸ケーブルとする。
仕様の一例を説明する。
又は撚り線等の銀めっき導線等を適用し、内部絶縁体1
2は、多孔質PTFE又はそれらのテープ体等により構
成され、外部導体13は、銀めっき軟導線の横巻き又は
編組体等により構成されている。外被14は、フッ素樹
脂等により構成され、1.2〜1.4mmの外径に設定
される。内部導体11と外部導体13間の特性インピー
ダンスは、50±2Ωとして設計されている。グランド
端子21は、リン青銅により構成され、外表面に半田等
のめっきが施されている。
ーブルによると、以下の効果を奏することができる。 (1)内部導体および内部絶縁体を同軸ケーブルと同方
向に直線状に配置してプラグ本体を貫通させることによ
り内部導体を信号用端子とし、外部導体をプラグ本体の
先端で同軸ケーブルと直交する方向に分離すると共に収
束して信号用端子と同方向に配置されたプラグ端子に接
続したため、PCBとの接続側端末における内部導体、
内部絶縁体、および外部導体等の配置形状および寸法の
基板接続用同軸ケーブル毎のばらつきが抑制され、PC
Bとの接続側端末の特性インピーダンスのばらつきをな
くすことができる。このため、PCBとの特性インピー
ダンスの整合を確実に図ることができる。 (2)プラグ本体の先端側で内部絶縁体をプラグ本体か
ら所定の長さ突出させているため、同軸ケーブルをでき
るだけ原型のままPCBに接近させて接続でき、同軸ケ
ーブルの特性インピーダンスとPCBの特性インピーダ
ンスとの不整合を回避することができる。 (3)同軸ケーブルの内部絶縁体を挿通する絶縁ベース
にグランド端子の一端を固定し、これをプラグ本体の先
端部に配置して固定したため、内部導体、内部絶縁体、
および外部導体等の配置形状および寸法のばらつきが更
に抑制され、(1)項の効果を更に高めることができ
る。
の形態の基板接続用同軸ケーブルと図9に示す従来の基
板接続用同軸ケーブルの特性インピーダンスを測定し
た。
ドインプラグを、入力側と反対側の端面が開放されたP
CBに実装し、この状態で基板接続用同軸ケーブルの端
末より35PSの高速パルス信号を流し、その反射信号
を広帯域のオシロスコープでモニタする、所謂、TDR
(Time Domain Reflectry)法によって伝送経路全体の特
性インピーダンスを求めた。
(a)は第1の実施の形態の基板接続用同軸ケーブルを
使用したときの伝送経路全体の特性インピーダンスを、
(b)は従来の基板接続用同軸ケーブルを使用したとき
の伝送経路全体の特性インピーダンスをそれぞれ示す。
図4(a),(b)において、Aで示される部分はボー
ドインプラグの端子部とPCBとの接続部であり、従来
の基板接続用同軸ケーブルを使用した場合には、この部
分で大きくインピーダンスが乱れている、つまり反射が
大きくなっていることが解る。これに対し、第1の実施
の形態の基板接続用同軸ケーブルを使用した場合には、
この部分でのインピーダンスの乱れが改善されている、
つまり反射が少なくなっている。
板接続用同軸ケーブルを示し、この図において図1と同
一の部分には同一の引用数字、符号を付したので、重複
する説明は省略する。
が所定の長さ剥離されることにより露出させられた内部
絶縁体12の所定の外周上にリング状の固定具24が固
定され、固定具24から外被14の所定の位置にかけて
突起23Aを有するプラグ本体23を形成したものであ
る。突起23Aの高さは、プラグ本体23から突出した
内部絶縁体12の突出長に対応している。
し、外被14が所定の長さ剥離されることにより内部絶
縁体12および外部導体13が露出させられており、同
軸ケーブル10の外被14の剥離端において、同軸ケー
ブル10と直交する方向に分離され、捩られた状態で同
軸ケーブル10と同方向に配置されたグランド端子21
の後端に接続され、露出させられた内部絶縁体12の外
部導体13の分離位置の外周上に固定具24が固定され
ている。固定具24は、外部導体13の分離位置を明ら
かにしてグランド端子21との接続寸法を明らかにする
ものであり、内部絶縁体12を挿通する内径を有すると
共に、例えば、2.2mmの外径、0.4〜0.5mm
の厚さを有してポリエチレン又はフッ素樹脂等の材質で
形成されている。図6のように接続が完了すると、固定
具24から外被14の所定の位置にかけて突起23Aを
有するプラグ本体23が形成され、更に、プラグ本体2
3から導出された内部絶縁体12が所定の長さ剥離され
て内部導体11が露出させられ、最後に内部導体11の
先端部に半田被覆11Aが施される。
用同軸ケーブルによると、第1の実施の形態と同様の効
果が得られる他、第1の実施の形態で説明した絶縁ベー
スを省略することにより構造の簡略化およびコストダウ
ンを図ることができる。
板接続用同軸ケーブルを示し、この図において図1と同
一の部分には同一の引用数字、符号を付したので、重複
する説明は省略する。
ブル10のPCBとの接続側端末において、外被14が
所定の長さ剥離されることにより内部絶縁体12および
外部導体13が露出させられていると共に、内部絶縁体
12の端部が所定の長さ剥離されることにより内部導体
11が露出させられ、露出させられた外部導体13が外
被14上に折り返され、露出させられた内部絶縁体12
と折り返された外部導体13の外周上にグランド端子2
9を有した端子付筒状圧着具30が設けられ、更にグラ
ンド端子29の所定の位置および内部絶縁体12の先端
から端子付筒状圧着具30の基部にかけてプラグ本体2
3が形成されている。
0.2mmのリン青銅等よりなり、外被14上に折り返
された外部導体13の外周上に配置され、外部導体13
にかしめ圧着される圧着部26と、圧着部26と連通
し、内部絶縁体12の外周上に配置される内部絶縁体挿
通部27と、内部絶縁体挿通部27から同軸ケーブル1
0と直交する方向に突出した突出部28と、突出部28
の先端から同軸ケーブル10と同方向に伸びたグランド
端子29より構成されている。内部絶縁体挿通部27の
長さは、ボードインプラグ20内で内部絶縁体12を被
覆する長さであれば良く、その内径は内部絶縁体12の
外径に適応させている。
し、外被14が所定の長さ剥離されることにより内部絶
縁体12および外部導体13が露出させられており、露
出させられた外部導体13が外被14上に折り返されて
いる。この状態から図中矢印で示すように、露出させら
れた内部絶縁体12が端子付筒状圧着具30の内部絶縁
体挿通部27に挿通されると共に、外被14上に折り返
された外部導体13が端子付筒状圧着具30の圧着部2
6に挿入され、圧着部26が外部導体13にかしめ圧着
される。同軸ケーブル10の端末に端子付筒状圧着具3
0が圧着されると、図7に示すように、PBT樹脂等で
プラグ本体23が形成され、しかる後、同軸ケーブル1
0の内部絶縁体12が所定の長さ剥離されて内部導体1
1が露出させられ、その先端部に半田被覆11Aが施さ
れる。
用同軸ケーブルによると、同軸ケーブルのPCBとの接
続側端末に、決まった形状、および寸法の端子付筒状圧
着具を設けてボードインプラグを形成するため、内部導
体、内部絶縁体、および外部導体等の配置形状および寸
法のばらつきが抑制され、PCBとの接続側端末の特性
インピーダンスのばらつきをなくすことができる。この
ため、PCBとの特性インピーダンスの整合を確実に図
ることができる。また、外部導体を外被上に折り返すだ
けでよいため、外部導体の加工を容易にすることができ
る。
同軸ケーブルによると、内部導体を同軸ケーブルと同方
向に直線状に配置してプラグ端子の信号用端子とし、外
部導体を内部導体と直交する方向に分離すると共に収束
して信号用端子と同方向に配置されたプラグ端子のグラ
ンド端子に接続し、内部絶縁体をプラグ本体の先端側で
プラグ本体から所定の長さ突出させたため、プリント配
線基板との接続側端末の特性インピーダンスの変動を抑
制して、プリント配線基板との特性インピーダンスの整
合を図ることができる。また、内部導体を同軸ケーブル
と同方向に直線状に配置してプラグの信号用端子とし、
外部導体を外被部に折り返しして内部絶縁体と共に信号
用端子と同方向に突出するプラグ端子の筒状コンタクト
に被嵌されるようにすると、内部導体、内部絶縁体、お
よび外部導体等の配置形状および寸法のばらつきを抑制
することができ、プリント基板との特性インピーダンス
の整合を確実に図ることができる。
軸ケーブルを示す斜視図。
ルを示す断面図。
態を示す斜視図。
ブルの特性インピーダンスの測定結果を表すグラフ。
軸ケーブルを示す斜視図。
態を示す斜視図。
軸ケーブルを示す斜視図。
態を示す斜視図。
ける最終工程を示す断面図。
Claims (3)
- 【請求項1】同軸ケーブルの外被、外部導体および内部
絶縁体を剥離して外部導体、内部絶縁体および内部導体
をそれぞれ所定の長さをもって露出させ、前記外部導体
にプラグ端子を接続すると共に前記プラグ端子と同軸ケ
ーブル間にプラグ本体を設けてなる基板接続用同軸ケー
ブルにおいて、 前記内部導体は、前記同軸ケーブルと同方向に直線状に
配置されて前記プラグの信号用端子を構成し、前記外部
導体は、前記内部導体と直交する方向に分離されると共
に収束されて前記信号用端子と同方向に配置された前記
プラグ端子に接続され、前記プラグ端子は、前記同軸ケーブルの前記内部絶縁体
を挿通する絶縁ベースに固定され、 前記絶縁ベースは、前記プラグ本体の先端部に配置され
て固定されて前記内部絶縁体を所定の長さ突出させて構
成される ことを特徴とする基板接続用同軸ケーブル。 - 【請求項2】同軸ケーブルの外被、外部導体および内部
絶縁体を剥離して外部導体、内部絶縁体および内部導体
をそれぞれ所定の長さをもって露出させ、前記外部導体
にプラグ端子を接続すると共に前記プラグ端子と同軸ケ
ーブル間にプラグ本体を設けてなる基板接続用同軸ケー
ブルにおいて、 前記内部導体は、前記同軸ケーブルと同方向に直線状に
配置されて前記プラグの信号用端子を構成し、前記外部
導体は、前記内部導体と直交する方向に分離されると共
に収束されて前記信号用端子と同方向に配置された前記
プラグ端子に接続され、 前記内部絶縁体は、前記プラグ本体内の所定の位置に位
置決めするための円筒体の固定具が被嵌され、前記プラ
グ本体の先端側で前記プラグ本体から所定の長さ突出さ
れて構成されることを特徴とする基板接続用同軸ケーブ
ル。 - 【請求項3】同軸ケーブルの外被、外部導体および内部
絶縁体を剥離して外部導体、内部絶縁体および内部導体
をそれぞれ所定の長さをもって露出させ、前記外部導体
にプラグ端子を接続すると共に前記プラグ端子と同軸ケ
ーブル間にプラグ本体を設けてなる基板接続用同軸ケー
ブルにおいて、 前記内部導体は、前記同軸ケーブルと同方向に直線状に
配置されて前記プラグの信号用端子を構成し、 前記外部導体は、前記外被部に折り返しされて前記内部
絶縁体と共に前記信号用端子と同方向に突出する前記プ
ラグ端子の筒状コンタクトを被嵌され、 前記内部絶縁体は、前記プラグ本体の先端側で前記プラ
グ本体から所定の長さ突出されて構成されることを特徴
とする基板接続用同軸ケーブル。
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