JP4792449B2 - 同軸ケーブルコネクタ - Google Patents

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本発明は、同軸ケーブルコネクタにおける、同軸ケーブルの編組線外部導体の接続処理構造に関する技術分野に属する。

従来、フレキシブル同軸ケーブルの外部導体である編組線の接続処理構造としては大きく分けて2種類の構造が行われて来た。
その第1は、フェルールかしめによる構造である。
図6は、従来のフェルールかしめによる外部導体接続構造を示す断面図である。これは、同軸ケーブル21の先端で外部被覆22を除去した後の外部導体23と内部被覆24の間へコネクタ26のシェル27を挿入し、フェルール28でかしめるというものである。これにより、外部導体23とシェル27間の導通が確実にとれるというものである(例えば、特許文献1参照)。

第2は、通常、編組状態になっている外部導体23をほぐしてこれを同軸ケーブルに嵌め込んだクランプの傾斜面へ折り返し、その状態でねじのついたコネクタのシェルと締付金具で締め付け外部導体をシェル内壁に圧接するクランプ止めの構造である。
図7および図8はこのクランプ止めの説明図である。

図8は、コネクタ31の、ケーブル外部導体の処理に関する部分の断面図である。
中央部分にブッシング38があり、順次後方(図では左方)へクランプ36、ガスケット35、座金34、締付金具33とあり、締付金具33とシェル32とは螺合しており、締付金具33を右へ回すことにより右方へ前進し、座金34、ガスケット35、クランプ36を、シェル32前方の段差で前方(右方)へ移動しないようになっているブッシング38に押し付けるようになっている。

このようなコネクタ31へ同軸ケーブル21を接続するには、図7の(a)のように切断した同軸ケーブル21の先端部分を所定寸法だけ外部被覆22を除去し、編組状態になっている外部導体23を(b)のように解きほぐすとともに、先端から所定寸法だけ内部被覆24を除去して中心導体25を露出させる。次いで、図8のコネクタ31から締付金具33、座金34、ガスケット35を取り外して、同軸ケーブル21へ(c)に示すように嵌め込む。その後、解きほぐした外部導体23を(d)のようにクランプ36の外周へ折り返し、折り返した先端を切り揃えるとともに、中心導体25にピンコンタクト37をはんだ付けする。

この(d)の状態のものを、図8のコネクタ31のシェル32内へ挿入し、クランプ36がブッシング38に当接するようにし、ガスケット35、座金34も押し込んで最後に締付金具33をシェル32内壁の螺子に螺合させて締め付ける。
そうすると、クランプ36の前端から傾斜面後方へ折り返されている外部導体23は、クランプ36とブッシング38および、シェル32内の傾斜面との間に挟み込まれてシェル32との導通が得られることになるというものである(例えば、非特許文献1参照)。
特開2005−197059公報(段落[0015]、図1) JIS−C−5411(970頁付図1、981頁参考図1)

前記フェルールかしめによる場合(図6)には、シェル27を同軸ケーブル21の外部導体23と内部被覆24の間へ挿入する際、内部被覆24で覆われた中心導体25をシェル27の孔へ挿入しなければならないが、この挿入を円滑に行えるように、孔の径が内部被覆24の径よりも大きくなっている。
その結果、シェル27の孔の内面と同軸ケーブル21の内部被覆24との間に空隙ができてしまい、外部導体23が内部被覆24に密着している場合に較べ、空隙のある部分の特性インピーダンスが同軸ケーブル21の特性インピーダンスよりも高くなってしまう。

そして、同軸ケーブルが、通常予想される外部からの引張力で抜けてしまわないようにするためには、それなりのフェルール28によるかしめ距離が必要でありシェル27の孔も長くなるため、当然空隙の長さも長くなり、高インピーダンス部分が長くなることになる。その結果、信号の反射を生じたり、損失が大きくなり、それらがまた周波数によって変化することとなり、高周波における良好な周波数特性が維持できず信号の品質が劣化するという問題がある。

他方、クランプ止め構造のものは、上に述べたような空隙ができるのはブッシング38の厚さ分だけでフェルールかしめの場合に較べて距離が非常に短いうえ、短いことによって内部被覆24と中心導体のみとなったケーブルを通すのも容易であるため、空隙もフェルールかしめの場合に較べて小さくできる。
このように空隙も小さく距離も短いので、特性インピーダンスの変化も小さくその影響も小さい。しかしながら、同軸ケーブルの外部導体を接続固定するのに締付金具33、座金34、ガスケット35、クランプ36およびブッシング38と5点の部品が必要であるうえ、締付金具33とシェル32には締め付け用の螺子を切らなければならないので、部品製造コストがかかるうえ組み立てにも工数をより多く必要とするという問題がある。

本発明の解決課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、高周波特性を悪化させることなく少ない部品点数で同軸ケーブルの外部導体を接続することのできる同軸ケーブルコネクタを実現することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の各構成を有する。
本発明の第1の構成は、
(イ)外部被覆を除去し外部導体が現れた同軸ケーブルを貫通可能な一定内径を有する筒状体であって、その外径が先端から予め定めた区間で小径に形成された小径部を有し、前記小径部から後方に向けてその小径部より大きめの外径を有する大径部が予め定めた寸法だけ続いているスリーブと、
(ロ)記小径部の外径より大きめの一定の内径の小径孔が軸方向に予め定めた寸法だけ形成され前記小径孔から後方に向けて前記大径部よりも小さめの一定の内径の大径孔が予め定めた寸法だけ続いているコネクタ本体を有し、
前記スリーブの小径部の外径と前記コネクタ本体の前記小径孔の内径は、前記小径部の外周面と前記小径孔の内周面との間に前記外部導体を挟み込んだ状態で互いに圧入可能な寸法に形成されており、
前記スリーブの大径部の外径と前記コネクタ本体の大径孔の内径は、互いに圧入可能な寸法に形成されていることを特徴とする同軸ケーブルコネクタである。

本発明の第の構成は、前記第1の構成において、
前記スリーブの小径部の外周面に周方向の溝を有することを特徴とする同軸ケーブルコネクタである。

本発明の第の構成は、前記第1の構成において、
前記スリーブの小径部の外周面にナールを有することを特徴とする同軸ケーブルコネクタである。

本発明の第の構成は、
(イ)外部被覆を除去し外部導体が現れた同軸ケーブルを貫通可能な一定内径を有する筒状体であって、その外径が先端から予め定めた区間で小径に形成された小径部を有するスリーブと、
(ロ)本体後方端から、前記小径部の外径より大きめの一定の内径の孔が軸方向に予め定めた寸法だけ形成され、該孔の先端側奥部の正面円環状壁部に前記スリーブの前記小径部の先端円周厚味部分が挿入可能な環状の溝が形成されたコネクタ本体を有し、
前記スリーブの小径部の内径と前記コネクタ本体の環状の溝の内径は、前記小径部の内周面と溝の内周壁面との間に前記外部導体を挟み込んだ状態で互いに圧入可能な寸法に形成されていることを特徴とする同軸ケーブルコネクタである。

本発明の第の構成は、前記第の構成において、
前記スリーブは、その外径に軸方向で大小があるように、後方に向けてその小径部より大きめの外径を有する大径部が予め定めた寸法だけ続いており、
前記スリーブの大径部は前記コネクタ本体の前記孔に挿入可能であり、前記スリーブの大径部の外径と前記コネクタ本体の孔の内径は、互いに圧入可能な寸法に形成されていることを特徴とする同軸ケーブルコネクタである。

本発明の同軸ケーブルコネクタは、前述のような構成を有しているので、同軸ケーブルの先端から所定寸法だけ外部被覆を除去したものをスリーブに後方から貫通させ小径部先端から所定寸法だけ突出させ、突出した部分の外部導体の編組をほぐして小径部外周へ折り返し、他方、折り返した箇所からやや前方の先端部分の内部被覆を除去し、露出した中心導体にコンタクトをはんだ付けし、その状態で、コネクタ本体の後方から孔へ押し込んで行くと、外部導体が折り返されている小径部は、小径部より大きめの孔へ外部導体ごと押し込まれるとともに、スリーブの大径部は、この大径部より小さめの大径孔へ圧入されることになる。

この圧入により、同軸ケーブルの外部導体はスリーブの小径部外周面と、コネクタ本体の小径孔の内壁に挟まれて密着し導通するとともに、スリーブの大径部は、それより小さい径の大径孔へその孔を押し拡げるようにして圧入されることにより、抜け止め効果が得られる。
そして、外部導体の折り返し部分からコンタクトまでの間の内部被覆露出部分は、非常に短い。
従って、内部被覆と孔の内壁との間の空隙は非常に短くできる。

このように空隙部分の軸方向長さが短いので、その部分の特性インピーダンスが同軸ケーブルの特性インピーダンスより大きくなる程度やその距離が、従来のフェルールかしめの場合よりも小さくなり、良好な高周波特性が充分維持できるという効果があり、また、部品点数もコネクタ本体の他にはスリーブ1点だけであり、その構造も螺子などを用いず、単純な構造であり、従来のクランプ止めの場合に較べて部品製造コストも組立工数も大幅に低減できるという効果がある。

なお、内部被覆が通る部分の孔を、内部被覆の直径に近い細孔によると、その間の空隙部分がより小さくなるので、より良好な高周波特性が得られるという効果がある。

スリーブの小径部が嵌合するコネクタ本体側の孔の内径は、小径部の外径より大きめとするがその程度は両者の隙間にほぐした外部導体を挟んだ状態できつめになる位が外部導体とコネクタシェルとの導通を得るうえで最良の実施形態である。

また、スリーブの大径部が嵌合するコネクタ本体側の大径孔の内径は、大径部の外径より小さめにするがその程度は、圧入力をかけることにより、コネクタ本体側の内径が拡がり、或いはスリーブ側の外径が縮まることにより圧入嵌合した後、通常予測される引っ張り力が加わってもスリーブが抜けない程度とするのが最良の実施形態である。

更にスリーブの大径部より後方の内径は、外部被覆がついたままの同軸ケーブルが丁度挿入できる位にし、外部被覆を除去したその端部を覆うことが外観上最良の実施形態である。

以下、本発明の同軸ケーブルコネクタの実施例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の同軸ケーブルコネクタの実施例の構造図である。(a)はスリーブ1の半断面図であり、(b)はコネクタ本体2の半断面図である。
スリーブ1は黄銅製で、その前方寄りに外径の小さい小径部3がありその後方に小径部3の外径より大きい外径の大径部4がある。小径部3および大径部4に渡る孔5の内径は、外部被覆を除去した同軸ケーブルが通るようにその外径に合わせてある。外部被覆カバー部10の部分の孔6は外部被覆がついたままの同軸ケーブルが入るようにその径に合わせてある。
即ち、コネクタへ接続のため外部被覆を切断した場合にその切断部分を覆い隠す部分であり、本発明の本質的部分ではない。

(b)は、同軸ケーブルを装着したスリーブを嵌合させるコネクタ本体である。黄銅製である。コネクタ本体2は後方(図では右側)から大径孔7、小径孔8、細孔9が連続形成されている。スリーブ1は小径部3を前方にしてコネクタ本体2の後方(図では右側)の大径孔7から挿入する。そして、小径部3が小径孔8に、大径部4が大径孔7の位置に来るようにする。
小径孔8の内径は、小径部3の外径より大きめになっている。それは、小径部3の外周へ折り返された外部導体が小径孔8の内周と小径部3の外径の間に挟まれる形となるからである。大きめにする程度は充分強く挟まれるようにする程度である。つまり、小径孔8の内径と小径部3の外径は、小径孔8の内周面と小径部の外周面との間に外部導体を挟み込んだ状態で、互いに圧入可能な寸法に形成されている。

他方、大径孔7の内径は大径部4の外径より小さめになっている。これは、スリーブ1をコネクタ本体2に押し込もうとした場合に、大径部4が大径孔7を押し拡げ或いは大径孔7が大径部4を押し縮めることにより嵌入することによって、一旦嵌入した場合には、両者間の反力および摩擦によって、容易には抜けないようにするためである。大径孔7の内径は大径部4の外径よりもどの程度小さめにするかは、通常予測される事故的引き抜き力によって決まって来る。つまり、大径孔7の内径と大径部4の外径は、互いに圧入可能な寸法に形成されている。細孔9の内径は同軸ケーブルの内部被覆の外径よりやや大きめになっている。

このように、本発明の同軸ケーブルコネクタは従来のクランプ止め構造のような螺子による締付金具その他多数の部品を用いることなく、スリーブ1個で、同軸ケーブルの外部導体を確実にコネクタに圧接するとともに抜け止めも確実な構造となっている。
なお、コネクタ本体2内の前方位置には、コンタクトを挿着保持するインシュレータ14が設けられている。

次に、同軸ケーブルの接続工程と、本発明の同軸ケーブルコネクタが、同軸ケーブルの良好な高周波特性を維持できることについて説明する。
図2は、本発明の同軸ケーブルコネクタのケーブル接続工程の説明図である。
(a)は、同軸ケーブル21の、コネクタへ接続すべき先端(図2では左方)から所定の寸法だけ外部被覆22を除去し、外部導体23を露出させ、これにスリーブ1をその後方から同軸ケーブル21へ嵌め込むところを示している。
(b)は、スリーブ1を、スリーブ1の前方(図では左方)から同軸ケーブルが所定寸法だけ突出するとともに外部被覆カバー部10が外部被覆22の切断部分に被さる位置まで嵌め込み、突出部分の外部導体23の編組をほぐしてこれをスリーブ1の小径部3の外周へ折り返した状態を示す図である。
(c)は(b)で左方へ突出している部分の内部被覆24を、外部導体の折り返し部分から、図1の(b)の細孔9の長さに対応する分Sだけ残して剥離して中心導体25を露出した状態を示す。
この中心導体25の露出した部分にコネクタのコンタクト11を嵌め込んで(コンタクトに中心導体を差し込んで)はんだ付けする。これが(d)である。
この(d)の状態のものを、図1のコネクタ本体2の大径孔7からコンタクト11を先頭にし挿入加圧し、(d)の外部導体折り返し部15が、図1の(b)のコネクタ本体2の所定位置に達した状態が図2の(e)に示した図である。
(c)で内部被覆24を剥離する際に残したSの部分の内部被覆24は、コネクタ本体2の細孔9に入る。
コンタクト11はインシュレータ14のコンタクト挿着孔に入る。

このようにして、同軸ケーブル21の外部導体23は、コネクタ本体2の小径孔8の内周面に強く圧接し、良好な電気接続状態が得られるとともに、コネクタ本体2の大径孔7とスリーブ1の大径部4が圧入し堅固に嵌合し合って抜け止め効果をもたらしている。
また、同軸ケーブル21が外部導体23を剥がされて内部被覆24のみとなった状態で、コンタクト11に至るまでの寸法は非常に短く、この部分を挿通するコネクタ本体2の細孔9の長さも非常に短い。
その結果、細孔9の内周と内部被覆24の外周との間における空隙は、図6の空隙30よりも短くて済む。
その結果、細孔9部分における特性インピーダンスはフェルールかしめの場合程は大きくならず、空隙の長さがフェルールかしめの場合よりも大幅に短いため、同軸ケーブルの高周波特性を良好に維持できるという効果がある。

図3は、スリーブ1の小径部3に、溝12を設けたり(図3の(a))、ナール13を切ったり(図3の(b))した場合を示す。
これにより小径部3へ折り返されて、コネクタ本体2の小径孔8の内周とで挟まれている外部導体23のずれ移動を防止しようとするものである。

図4は、本発明の同軸ケーブルコネクタの第2の実施例のスリーブの外観および断面の構造図である。(a)は一部断面一部外観図、(b)は側面外観図、(c)は側断面図である。

図5は、同じく第2の実施例のコネクタ本体およびケーブル接続工程の説明図である。
図4のスリーブ48は図1のスリーブ同様、大径部39と小径部41を有するが、小径部41の内側の孔42の径は後方の孔40の径よりも大きくなっており、小径部41の断面肉厚が薄くなっている。
この肉薄部分が、図5の(a)のコネクタ本体43の溝44へ同軸ケーブル21の外部導体23を押し込み圧接することとなる。

図5の(a)はコネクタ本体43の一部断面一部外観図である。孔45の内径は、スリーブ48の小径部41の外径よりやや大きく、大径部39の外径よりやや小さい。つまり、孔45の内径とスリーブ48の小径部41の外径は、互いに圧入可能な寸法に形成されている。

また、孔45の奥部の壁部中心には、図1のコネクタ本体2の細孔9と同様の細孔49を有し、その周囲には、スリーブ48の小径部41の肉薄部分が押し込まれる環状の溝44が設けられている。溝44の外側の周壁の径はスリーブ48の小径部41の外径より大きく、その間に同軸ケーブルの外部導体を緩く挟み込む寸法に形成されている。また、溝44の内側の周壁の径は、その間に同軸ケーブルの外部導体を挟み込んだ状態で圧入可能な寸法に形成されている。

(b)から(g)はケーブルの接続工程を示す図である。
(b)は、左端から所定寸法だけ外部被覆22の除去処理をした同軸ケーブル21の外部被覆が除去されていない部分をスリーブ48の孔42、孔40に貫通させた状態を示す図である。
(c)は(b)の状態からスリーブ48を左方へ進めて、小径部41の先端を、外部被覆22の除去先端部と揃えて露出している外部導体23を小径部41の外周へ折り返した状態を示す図である。

(d)は、(c)で左方に突出している部分の内部被覆24を、(a)の細孔49の長さに対応する分Sだけ残して、同軸ケーブル21の先端から所定寸法だけ内部被覆24を除去し中心導体25を露出した状態の図である。
(e)は(d)の工程で露出した中心導体25にコンタクト11をはんだ付等で取り付けた状態を示す図である。この状態のものをコネクタ本体43の孔45から挿入する。
(f)は、挿入後、外部導体23の折り返し部分が溝縁47に当接した状態を示す図である。この時、外部導体23は溝縁47で当接するとともに、コネクタ本体43の孔45の内周壁とスリーブ48の小径部41の外周面との間に挟まれた状態になる。

(d)で内部被覆24を剥離する際に残したSの部分の内部被覆24はコネクタ本体43の細孔49に入る。また、コンタクト11は(f)の状態から更に押し込んで行くと、外部導体23は、スリーブ48の小径部41の先端により、コネクタ本体43の溝44の中へ押し込まれて行くとともに、スリーブ48の大径部39がコネクタ本体43の孔45へ圧入されて行くことになる。
(g)は大径部39が全部圧入された状態を示している。この時、外部導体23はコネクタ本体43の溝44の内側周壁面に強く圧接して電気接続状態が得られると共に、コネクタ本体43の孔45にスリーブ48の大径部39が圧入固定される。

第1の実施例の場合には、図2の(d)で示すように、スリーブ1と同軸ケーブル21の軸方向に於ける相対位置関係を固定した状態で、(e)で示すようにコネクタ本体2に挿入し、インシュレータ14へのコンタクト11の挿着とコネクタ本体2へのスリーブ1の圧入を同時に行なうので、コネクタ本体2へのスリーブ1の軸方向圧入位置のばらつきが、そのままインシュレータ14へのコンタクト11の軸方向位置におけるばらつきとなって現れる可能性があるが、第2の実施例の場合には、まず(f)の段階でインシュレータ46にコンタクト11を挿着し、(g)の段階で同軸ケーブル21上のスリーブ48を移動してコネクタ本体43に圧入固定するので、コンタクト11はスリーブ48の軸方向位置のばらつきの影響を受けることがなく、インシュレータ46に正確に位置決め挿着することができるという利点がある。特性インピーダンスに対する効果は、第1の実施例と第2の実施例とでは変わらない。
なお、スリーブ48の孔42の径は、必ずしも孔40の径よりも大きくする必要はなく、孔40の径と同一にしてもよい。

本発明の同軸ケーブルコネクタの第1の実施例の構造図である。 本発明の同軸ケーブルコネクタの第1の実施例のケーブル接続工程の説明図である。 本発明の同軸ケーブルコネクタの構成品である図1のスリーブの小径部に溝やナールを設けた図である。 本発明の同軸ケーブルコネクタの第2の実施例のスリーブの外観および断面の構造図である。 本発明の同軸ケーブルコネクタのコネクタ本体の一部断面一部外観図およびケーブル接続工程の説明図である。 従来のフェルールかしめによる外部導体接続構造を示す断面図である。 従来のクランプ止めによる場合の、同軸ケーブルに対する処理工程を示す図である。 従来のクランプ止めにより外部導体を接続するコネクタの断面図である。

符号の説明

1 スリーブ
2 コネクタ本体
3 小径部
4 大径部
5 孔
6 孔
7 大径孔
8 小径孔
9 細孔
10 外部被覆カバー部
11 コンタクト
12 溝
13 ナール
14 インシュレータ
15 外部導体折り返し部
21 同軸ケーブル
22 外部被覆
23 外部導体
24 内部被覆
25 中心導体
26 コネクタ
27 シェル
28 フェルール
29 コンタクト
30 空隙
31 コネクタ
32 シェル
33 締付金具
34 座金
35 ガスケット
36 クランプ
37 ピンコンタクト
38 ブッシング
39 大径部
40 孔
41 小径部
42 孔
43 コネクタ本体
44 溝
45 孔
46 インシュレータ
47 溝縁
48 スリーブ
49 細孔

Claims (5)

  1. (イ)外部被覆を除去し外部導体が現れた同軸ケーブルを貫通可能な一定内径を有する筒状体であって、その外径が先端から予め定めた区間で小径に形成された小径部を有し、前記小径部から後方に向けてその小径部より大きめの外径を有する大径部が予め定めた寸法だけ続いているスリーブと、
    (ロ)記小径部の外径より大きめの一定の内径の小径孔が軸方向に予め定めた寸法だけ形成され前記小径孔から後方に向けて前記大径部よりも小さめの一定の内径の大径孔が予め定めた寸法だけ続いているコネクタ本体を有し、
    前記スリーブの小径部の外径と前記コネクタ本体の前記小径孔の内径は、前記小径部の外周面と前記小径孔の内周面との間に前記外部導体を挟み込んだ状態で互いに圧入可能な寸法に形成されており、
    前記スリーブの大径部の外径と前記コネクタ本体の大径孔の内径は、互いに圧入可能な寸法に形成されていることを特徴とする同軸ケーブルコネクタ。
  2. 前記スリーブの小径部の外周面に周方向の溝を有することを特徴とする請求項1記載の同軸ケーブルコネクタ。
  3. 前記スリーブの小径部の外周面にナールを有することを特徴とする請求項1記載の同軸ケーブルコネクタ。
  4. (イ)外部被覆を除去し外部導体が現れた同軸ケーブルを貫通可能な一定内径を有する筒状体であって、その外径が先端から予め定めた区間で小径に形成された小径部を有するスリーブと、
    (ロ)本体後方端から、前記小径部の外径より大きめの一定の内径の孔が軸方向に予め定めた寸法だけ形成され、該孔の先端側奥部の正面円環状壁部に前記スリーブの前記小径部の先端円周厚味部分が挿入可能な環状の溝が形成されたコネクタ本体を有し、
    前記スリーブの小径部の内径と前記コネクタ本体の環状の溝の内径は、前記小径部の内周面と溝の内周壁面との間に前記外部導体を挟み込んだ状態で互いに圧入可能な寸法に形成されていることを特徴とする同軸ケーブルコネクタ。
  5. 前記スリーブは、その外径に軸方向で大小があるように、後方に向けてその小径部より大きめの外径を有する大径部が予め定めた寸法だけ続いており、
    前記スリーブの大径部は前記コネクタ本体の前記孔に挿入可能であり、前記スリーブの大径部の外径と前記コネクタ本体の孔の内径は、互いに圧入可能な寸法に形成されていることを特徴とする請求項4記載の同軸ケーブルコネクタ。
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