JP3942564B2 - 同軸ケーブル用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、同軸ケーブルの端部に繋がれるコネクタに関する。

同軸ケーブルは、一般的に、一本の電線中に２つの導電路たる芯線とシールド線（シールド層とも称する）とを配列させて構成される。具体的には、中心軸線上に芯線を配列し、軸線から半径方向順番に芯線と同心円上の絶縁体、網状のシールド線、被覆絶縁体を配列して形成されている。このような同軸ケーブルを電子機器と接続するために使用されるコネクタにおいては、芯線はコンタクトに接続され、シールド線はグランド部材（例えば、シールドカバー）に接続される。

このとき、シールド線をシールドカバー等に接続する方法としては、従来から圧着接続又は半田付けが採用されていた。ここで圧着接続とは、一対の突出した導電性を有する金属片で電線を挟み込んでかしめることにより、金属片に電気的に接続すると共にシールド線が露出した部分で同軸ケーブルを固定する方法である。このような従来技術を示す文献としては、特許文献１、特許文献２がある。
特開平２−５９５７５号公報 実開平５−５５４５４号公報

ところで、上記圧着接続又は半田付け接続には、以下の問題点があった。まず、圧着接続では、接続・固定すべき同軸ケーブル毎に金属片をかしめることによって同軸ケーブルを固定し電気的接続状態を維持することができるものであり、複数の同軸ケーブルを同時に接続することが困難である。従って、シールド線を接続するために必要とされる作業工程数が同軸ケーブルの本数に応じて増加していく。これは、製造コスト及び労力負担が大きいという問題がある。

一方、半田付けで接続する場合にも上記圧着接続と同様に各同軸ケーブル毎に接続作業を必要とするため作業工程数が増加する。半田付け接続の場合には各同軸ケーブル毎の接続状態が一定になるように各同軸ケーブルに均一に半田を溶着させる必要があり、品質管理が困難という問題も存在する。

上記問題に鑑みて本発明は、複数の同軸ケーブルを同時に接続することができ且つ接続状態のばらつきを防止するための品質管理が容易な電子機器用のコネクタを提供することを目的とする。

本発明は、中央軸上に位置する芯線の周囲を第１絶縁被覆、シールド線および第２絶縁被覆により取り囲んで形成される同軸ケーブルの端部に取り付けられるコネクタであって、絶縁材料製の保持部材と、この保持部材に取り付けられたコンタクトと、保持部材の上下両面を覆って取り付けられた金属材料製の第１及び第２カバーとからなり、同軸ケーブルの芯線がコンタクトに接続されるとともにシールド線が第１及び第２カバーの少なくとも一方に接続されるように構成される。そして、第２絶縁被覆が剥がされてシールド線が露出した状態の同軸ケーブル接地接続部を受容する凹溝が同軸ケーブルの軸線方向と直角な方向を向いて開口して第１カバーに形成され、凹溝内に側方から同軸ケーブルの軸線方向に突入して係合する係合突起部が第２カバーに形成されており、凹溝内に前記同軸ケーブル接地接続部を上記開口から同軸ケーブルの軸線方向と直角な方向に挿入して受容させた状態で係合突起部を凹溝内に側方から同軸ケーブルの軸線方向に突入係合させ、凹溝内に受容されている同軸ケーブル接地接続部を係合突起部により押さえつけて凹溝内に保持するように構成される。

このコネクタにおいて、第１カバーが保持部材と結合されて設けられ、第２カバーが保持部材に対して同軸ケーブルの軸線方向に相対滑動可能に取り付けられており、第１カバーの凹溝内に同軸ケーブル接地接続部を上記開口から同軸ケーブルの軸線方向と直角な方向に挿入して受容させた状態で、第２カバーを保持部材に対して同軸ケーブルの軸線方向に滑動させて係合突起部を凹溝内に突入係合させるように構成するのが好ましい。

上記コネクタにおいて、保持部材が、第１カバーが取り付けられた第１保持部材と第２カバーが取り付けられた第２保持部材とからなり、第１カバーが取り付けられた状態の第１保持部材と第２カバーが取り付けられた状態の第２保持部材を結合してこのコネクタが作られるようにするのが好ましい。

上記コネクタにおいて、凹溝が入口部において幅が狭くて内部の幅が広くなるように形成されており、凹溝内部に突入係合した係合突起部が入口部より幅が広くて入口部を通って外方に出ないように構成されるのが好ましい。

上記コネクタにおいて、係合突起部は突入方向先端側に向かって先細りする形状に形成されているのが好ましい。

上記コネクタにおいて、複数の同軸ケーブルが同一平面上に平行に並べてフラットケーブルが形成され、このフラットケーブルにおける同軸ケーブルの配設ピッチに対応して第１カバーに複数の凹溝が形成され、第２カバーにこれら複数の凹溝のそれぞれに突入係合可能な複数の係合突起部が形成されているように構成するのが好ましい。

上記コネクタにおいて、第１および第２カバーの少なくとも一方がグランド接続されるのが好ましい。

ところで、一般に、同軸ケーブル用コネクタにおいては、芯線をコンタクト部に電気的に接続するとともにシールド線をカバー等のグランド接続される部材に接続するのであるが、このとき網状のシールド線をカバーに固定させ方法として圧着、半田付けによることに問題があったことは上述する通りである。

本発明に係る同軸ケーブル用コネクタによれば、同軸ケーブルの芯線がコンタクトに接続されるとともにシールド線が第１及び第２カバーの少なくとも一方に接続されるのであるが、このとき、第２絶縁被覆が剥がされてシールド線が露出した状態の同軸ケーブル接地接続部を第１カバーの凹溝内に挿入した後に、第２カバーの係合突起部を凹溝内に突入して係合させれば、凹溝内に同軸ケーブル接地接続部を保持することができる。この結果、圧着、半田付けを用いることなく、凹溝内に受容された同軸ケーブル接地接続部（シールド線）を係合突起部により押圧保持し、シールド線を第１および第２カバーと確実に電気接続させた状態で同軸ケーブル接地接続部を凹溝内に堅固に固定保持することができる。

このコネクタによれば、第２カバーを滑動させるという一工程の作業を行うだけで複数のケーブルを同時に固定することができ、ケーブルをコネクタ内に接続するために必要な加工工程を大幅に削減することができる。

このように本コネクタによれば、すべて機械的接続工程のみにより同軸ケーブルのシールド線と第１および第２カバーとを接続することができるため各要素が正確に位置決めされさえすれば良く、コネクタの各要素の製造公差を管理すれば、半田付け接続の場合に要する均一な溶着のような品質管理を必要とせず、コネクタの製造精度の過度に向上させる必要を回避することができる。

なお、第２カバーを保持部材に相対滑動可能に取り付けて、第１カバーの凹溝内にシールド線が露出した同軸ケーブルを受容させた状態で、第２カバーを保持部材に対して滑動させて係合突起部を凹溝内に突入係合させるように構成すれば、コネクタの製造が簡単になる。

さらに、上記コネクタにおいて、凹溝が入口部において幅が狭くて内部の幅が広くなるように形成し、係合突起部を入口部より幅が広くすれば、凹溝内に突入した係合突起部が入口部を通って外方に出ることがなく、同軸ケーブルを凹溝内に堅固に固定保持することができる。また、これにより係合突起部が凹溝に係合して第１および第２カバーがこの部分に強固に結合し、この部分においてカバーが外方に膨らむことを防止できる。

このときに、係合突起部は突入方向先端側に向かって先細りする形状に形成されているのが好ましく、これにより係合突起部を凹溝内に突入嵌合させるのが簡単となる。

上記コネクタにおいて、複数の同軸ケーブルが同一平面上に平行に並べて形成されたフラットケーブルを用いる場合には、このフラットケーブルにおける同軸ケーブルの配設ピッチに対応して第１カバーに複数の凹溝を形成し、第２カバーにこれら複数の凹溝のそれぞれに突入係合可能な複数の係合突起部を形成すれば良く、これにより、各同軸ケーブルにおいてシールド線を露出させた状態で対応する凹溝内にシールド線の接地接続部を受容させ、第２ケーブルを滑動させるだけで、各係合突起部を対応する凹溝内に突入させることができ、製造が簡単である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る同軸ケーブル用コネクタを説明する前に、このコネクタに接続されるフラットケーブルの構造について、図２〜図４を参照して説明する。フラットケーブルＦＣは、図２（Ａ）に示すように、複数本の極細同軸ケーブル２０をホールディングテープ２７により同一平面上に平行に且つ等間隔で並べて接着保持して構成される。なお、ホールディングテープ２７は、複数の同軸ケーブル２０を両側から挟持しても良いし、片側にのみ設けても良い。

各同軸ケーブル２０の構造を図２（Ｂ）に示しており、複数本（ここでは７本）の極細電線を寄り合わせて作られた芯線２１の周囲に絶縁材料からなる内周側絶縁被覆（第１絶縁被覆）２２を設け、この内周側絶縁被覆２２の外周に複数の極細電線を横巻きに円筒状に設けてなるシールド線２３を設け、このシールド線２３の外周に絶縁材料からなる外周側絶縁被覆（第２絶縁被覆）２４を設けて同軸ケーブル２０が構成されている。この同軸ケーブル２０は非常に細い径に作られており、例えば、芯線２０の外径が約０．１ｍｍ、全体の外径（外周側絶縁被覆２４の外径）が約０．３５mm程度に作られている。

本発明に係るコネクタにこのような構成のフラットケーブルＦＣの端部をそのまま接続できるようにするために、フラットケーブルＦＣの端部を加工成形する工程を以下に説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、フラットケーブルＦＣの端部においてホールディングテープ２７を剥がして同軸ケーブル２０の端部を平行に並んだ状態のまま露出させる。そして、これら同軸ケーブル２０の端面から第１の所定距離ａの位置（図２（Ａ）においてＸ−Ｘで示す位置）においてＹＡＧレーザを照射して外周側絶縁被覆２４およびシールド線２３のみを切断する加工を行う。

そして、このように切断された位置（Ｘ−Ｘで示す位置）より外端側の部分にホールディングテープを貼り付ける等して、同軸ケーブル２０における切断位置より外端側を一緒に外方に引き出すと、外周側絶縁被覆２４およびシールド線２３のみが切断位置から離れて、除去できる。このようにして切断位置から外端側の外周側絶縁被覆２４およびシールド線２３を除去した状態を図３に示しており、この図から分かるように、先端から切断位置までの間においては内周側絶縁被覆２２が露出する。なお、このように内周側絶縁被覆２２が露出する部分を圧接部２２ａと称する。

次に、上記切断位置（すなわち、圧接部の内端位置）から第２の所定距離ｂまでの範囲において、上記切断位置から所定幅ｃの範囲を除く部分にＣＯ₂レーザを照射して外周側絶縁被覆２４を溶融除去する。この結果、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、先端側から第１の所定距離ａだけ内周側絶縁被覆２２が露出して圧接接続部２２ａが形成され、その内端端から第２の所定距離ｂの範囲内において所定幅ｃのリング状の外周側絶縁被覆２４ａが残され、残りの部分においてシールド線２３が露出した状態となる。このようにシールド線２３が露出した部分を接地接続部２３ａと称する。シールド線２３は多数の極細電線を横巻きに設けて形成されているため、シールド線２３をそのまま露出させただけでは接地接続部２３ａにおいて各極細電線がほぐれてバラバラになり易いが、このようにリング状の外周側絶縁被覆２４ａを残すことにより、各極細電線を保持してバラバラとなるのを防止する。

このように端部が加工された状態のフラットケーブルＦＣの端部に、本発明に係る同軸ケーブル用コネクタ（プラグコネクタＰＣ）が取り付けられるのであるが、このコネクタＰＣの構成およびコネクタＰＣに上記フラットケーブルＦＣを接続する工程について、図１および図５〜図７を参照して説明する。

まず、上記構成のフラットケーブルＦＣの端部に接続されるプラグコネクタＰＣの構造について説明する。プラグコネクタＰＣは、図１に示すように、圧接カバー１とコネクタ本体５とから構成されており、図５に示すように圧接カバー１に上記フラットケーブルＦＣの端部が取り付けられ、この圧接カバー１をコネクタ本体５に向かって矢印Ａの方向に押圧し、図６に示すように圧設カバー１をコネクタ本体５と結合させ、さらに、図７に示すように、シールドカバー３を矢印Ｂ方向に滑動させてフラットケーブルＦＣと繋がったプラグコネクタＰＣが製造される。

このプラグコネクタＰＣを構成する圧接カバー１を、図８および図９に詳しく示しており、絶縁材料製のケーブル保持部材２と、ケーブル保持部材２の外面を覆って取り付けられた金属製のシールドカバー３（特許請求の範囲の第２カバーに対応）とから構成される。

ケーブル保持部材２には、それぞれ上記フラットケーブルＦＣの同軸ケーブル２０の配列ピッチと同一のピッチで並んだ、Ｕ字状に形成された複数のケーブル保持溝２ａ，２ｂが前後方向に延びるとともに左右方向に整列して形成されている。ケーブル保持部材２には、さらに、圧接端子受容溝２ｃが左右方向に延びて形成されるとともに、各ケーブル保持溝２ａ，２ｂと前後に並んで位置する複数のグランド端子受容孔２ｄが図示のように形成されている。

シールドカバー３は、ケーブル保持部材２の上面を覆うようにして取り付けられており、後部にＵ字状に折り返された複数の係合突起部３ａが上記ケーブル保持溝２ａ，２ｂと同一ピッチで左右方向に整列して設けられている。シールドカバー３の左右端部には直角に折れ曲がった第１係止アーム３ｂと、第２係止アーム３ｃとが図示のように形成されており、第２係止アーム３ｃがケーブル保持部材２と係合してシールドカバー３がケーブル保持部材２に取り付けられている。このとき、第２係止アーム３ｃはケーブル保持部材２に対して前後に滑動自在に係止されており、シールドカバー３はケーブル保持部材２に対して前後相対移動が可能となっている。

一方、コネクタ本体５は、絶縁材料製のコンタクト保持部材６と、このコンタクト保持部材６の下面を覆って一体にインサートモールドされて取り付けられた金属板からなるグランド板７と、同様にインサートモールドされてコンタクト保持部材６により保持された複数のコンタクト８とから構成される。コンタクト８はフラットケーブルＦＣの同軸ケーブル２０の配列ピッチと同一のピッチで左右方向に並んで配設されており、その後端が上方に直角に曲げられて圧接端子部８ａが形成されている。圧接端子部８ａには上方に開口し、同軸ケーブル２０の芯線２１の径より若干小さな幅の芯線受容溝８ｂが形成されている。

グランド板７はコンタクト保持部材６の下面を覆うが、その後端は上方に直角に曲げられるとともに複数のグランド端子受容部７ａが同軸ケーブル２０の配列ピッチと同一のピッチで左右方向に並んで形成されている。これら複数のグランド端子受容部７ａのうちの一つの形状を図１０に示しており、それぞれ左右一対の受容アーム７ｂ，７ｂを有し、受容アーム７ｂ，７ｂの間に上方に開口した凹溝７ｄが形成されている。各受容アーム７ｂの上端はエラ状に広がった入口部７ｃが形成されており、凹溝７ｄの開口上部に位置する入口部７ｃの間隔が凹溝７ｄの内部より幅狭になっている。なお、凹溝７ｄの内部幅は同軸ケーブル２０のシールド線２３の径より若干小さな幅である。

ここで、プラグコネクタＰＣにフラットケーブルＦＣの端部を繋ぐには、上記構成の圧接カバー１とコネクタ本体５とを分離した状態で、図５に示すように、まずフラットケーブルＦＣの各同軸ケーブル２０における圧接部２２ａを上記ケーブル保持溝２ａ，２ｂ内に受容させて、フラットケーブルＦＣの先端部が圧接カバー１に取り付けられる。

そして、この状態から圧接カバー１をコネクタ本体５に向かって矢印Ａの方向に押圧する。これにより、圧接端子部８ａが圧接部２２ａの内周側絶縁被覆２２を切り裂きながら圧接部２２ａ内に食い込み、芯線２１が芯線受容溝８ｂ内に挿入されて芯線２１が対応するコンタクト８と電気接続される。このとき同時に、図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、同軸ケーブル２０の接地接続部２３ａがグランド端子受容部７ａの受容アーム７ｂ，７ｂを矢印Ｃで示すように外方に押し広げながら入口部７ｃの間を通って凹溝７ｄ内に押し込まれて受容保持される。

次に、図７において矢印Ｂで示すようにシールドカバー３を押してケーブル保持部材２に対して相対移動させる。その結果、図１０（Ｃ）に示すように、係合突起部３ａが凹溝７ｄ内に突入し、接地接続部２３ａを凹溝７ｄ内に挟持して保持し、接地接続部２３ａがシールドカバー３およびグランド板７と確実に電気接続する。このとき、入口部７ｃの幅は係合突起部３ａの幅より狭く、係合突起部３ａは凹溝７ｄ内に係止保持され、接地接続部２３ａがしっかりと凹溝７ｄ内に保持される。また、係合突起部３ａの先端が先細りする形状に形成されており、シールドカバー３を矢印Ｂ方向に移動させると、係合突起部３ａが凹溝７ｄ内にスムーズに突入する。

以上のようにして係合突起部３ａがグランド端子受容部７ａと係合されるため、この部分においてシールドカバー３とグランド板７とがしっかりと結合されることになり、シールドカバー３およびグランド板７が外方に膨らむような変形を起こすことがなくなる。

本発明に係る同軸ケーブル用コネクタの平面図、正面図、底面図、背面図および右側面図である。 上記コネクタが取り付けられるフラットケーブルの平面図およびこのフラットケーブルを構成する同軸ケーブルの構造を示す斜視図である。 上記フラットケーブルを本発明のコネクタに取り付けるためのケーブル端部の加工途中段階における構造を示す平面図である。 本発明に係るコネクタに取り付けられる加工が施された状態での、上記フラットケーブルの端部構造を示す平面図および斜視図である。 上記フラットケーブルの端部を本発明に係るコネクタに接続するときの途中段階における状態を示す断面図である。 上記フラットケーブルの端部を本発明に係るコネクタに接続するときの途中段階における状態を示す断面図である。 上記フラットケーブルの端部を本発明に係るコネクタに接続した状態を示す断面図である。 本発明に係るコネクタを構成する圧接カバーの平面図、正面図、底面図、背面図および右側面図である。 上記圧接カバーを図８（Ｄ）の矢印IX−IXに沿って示す断面図である。 本発明に係るコネクタを組み立てるときにおける同軸ケーブルをグランド端子受容部に組み付ける作動を示す説明図である。

符号の説明

ＦＣ フラットケーブル
ＰＣ プラグコネクタ
１ 圧接カバー
２ ケーブル保持部材
３ シールドカバー
３ａ 係合突起部
５ コネクタ本体
６ コンタクト保持部材
７ グランド板
７ａ グランド端子受容部
７ｄ 凹溝
８ コンタクト
２０ 同軸ケーブル

Claims (6)

1. 中央軸上に位置する芯線の周囲を第１絶縁被覆、シールド線および第２絶縁被覆により取り囲んで形成される同軸ケーブルの端部に取り付けられるコネクタであって、
   絶縁材料製の保持部材と、前記保持部材に取り付けられたコンタクトと、前記保持部材の上下両面を覆って取り付けられた金属材料製の第１及び第２カバーとからなり、前記同軸ケーブルの前記芯線が前記コンタクトに接続されるとともに前記シールド線が前記第１及び第２カバーの少なくとも一方に接続されるように構成され、
   前記第２絶縁被覆が剥がされて前記シールド線が露出した状態の前記同軸ケーブル接地接続部を受容する凹溝が前記同軸ケーブルの軸線方向と直角な方向を向いて開口して前記第１カバーに形成され、前記凹溝内に側方から前記同軸ケーブルの軸線方向に突入して係合する係合突起部が前記第２カバーに形成されており、
   前記凹溝内に前記同軸ケーブル接地接続部を前記開口から前記同軸ケーブルの軸線方向と直角な方向に挿入して受容させた状態で前記係合突起部を前記凹溝内に側方から前記同軸ケーブルの軸線方向に突入係合させ、前記凹溝内に受容されている前記同軸ケーブル接地接続部を前記係合突起部により押さえつけて前記凹溝内に保持するように構成されたことを特徴とする同軸ケーブル用コネクタ。
2. 前記第１カバーが前記保持部材と結合されて設けられ、前記第２カバーが前記保持部材に対して前記同軸ケーブルの軸線方向に相対滑動可能に取り付けられており、
   前記第１カバーの前記凹溝内に前記同軸ケーブル接地接続部を前記開口から前記同軸ケーブルの軸線方向と直角な方向に挿入して受容させた状態で、前記第２カバーを前記保持部材に対して前記同軸ケーブルの軸線方向に滑動させて前記係合突起部を前記凹溝内に突入係合させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブル用コネクタ。
3. 前記保持部材が、前記第１カバーが取り付けられた第１保持部材と前記第２カバーが取り付けられた第２保持部材とからなり、前記第１カバーが取り付けられた状態の前記第１保持部材と前記第２カバーが取り付けられた状態の前記第２保持部材を結合して作られていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の同軸ケーブル用コネクタ。
4. 前記凹溝が入口部において幅が狭くて内部の幅が広くなるように形成されており、前記凹溝内部に突入係合した前記係合突起部が前記入口部より幅が広い寸法を有し、前記入口部を通って外方に出ないように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の同軸ケーブル用コネクタ。
5. 前記係合突起部は突入方向先端側に向かって先細りする形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の同軸ケーブル用コネクタ。
6. 複数の前記同軸ケーブルが同一平面上に平行に並べてフラットケーブルが形成され、
   前記フラットケーブルにおける前記同軸ケーブルの配設ピッチに対応して前記第１カバーに複数の前記凹溝が形成され、
   前記第２カバーに前記複数の凹溝のそれぞれに突入係合可能な複数の係合突起部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の同軸ケーブル用コネクタ。
   

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