JP5459049B2 - 信号伝送用ケーブルコネクタ及びこれを用いたコネクタ付き信号伝送用ケーブル並びに信号伝送用ケーブルの電気接続部 - Google Patents

Description

本発明は、通信用途の信号線及び遮蔽層を有する信号伝送用ケーブルの端末同士を接続するための信号伝送用ケーブルコネクタ及びそれを用いたコネクタ付き信号伝送用ケーブル並びに信号伝送用ケーブルの電気接続部に関するものである。

図５（ａ）、（ｂ）は、後述するが別々の信号伝送用ケーブルコネクタであり、信号線及び遮蔽層を有する信号伝送用ケーブル（コネクタ付き信号伝送用ケーブル）の端末同士を接続するための信号伝送用ケーブルコネクタ５０を端末側から見た正面図である。

当該信号伝送用ケーブルコネクタ５０は、一端側に複数の貫通孔が形成される端面部材５３が備えられると共に、他端側に信号伝送用ケーブルが接続されるコネクタホルダ５４を有する。

端面部材５３は、ゴム、プラスチック等の絶縁材料からなるため、端面部材５３の複数の貫通孔の各々に、銅等の金属材料からなる複数の信号線用端子５１及び複数の遮蔽層用端子５２を挿通することにより、各々の信号線用端子５１及び遮蔽層用端子５２は、互いに絶縁される。

信号伝送用ケーブルの信号線は、その端末部において信号線用端子５１が電気的に接続されると共に、その遮蔽層も、その端末部において遮蔽層用端子５２が電気的に接続される。

そして、信号伝送用ケーブルの端末同士を接続する場合、即ち、信号伝送用ケーブルコネクタ５０同士を接続（嵌合）する場合、一方の信号伝送用ケーブルコネクタ５０に係るコネクタホルダ５４には、信号線用端子である信号線用ピン状端子（凸部）と遮蔽層用端子である遮蔽層用ピン状端子を有し、他方の信号伝送用ケーブルコネクタ５０に係るコネクタホルダ５４には、割りスリーブ等の信号線用端子である信号線用ソケット状端子（凹部）と遮蔽層用端子である遮蔽層用ソケット状端子を有している。そして、信号伝送用ケーブルコネクタ５０同士が接続されると、ピン状端子と該ピン状端子に対応するソケット状端子も接続されるので、これにより、所定の信号線同士や遮蔽層同士が電気的に接続されるようになる。

ここで、端面部材５３の形状（最外郭寸法及び貫通孔の配置間隔）は、信号線用端子５１や遮蔽層用端子５２間において所望の心線間耐電圧（信号線用端子５１、５１間の耐電圧）や対地間電圧（信号線用端子５１と遮蔽層用端子５２間の耐電圧）が得られるように設計されている。

実開平４−２３０８３号公報 実開平４−４９４８４号公報

しかしながら、従来の信号伝送用ケーブルコネクタ５０の構成では、信号線用端子５１及び遮蔽層用端子５２は、端面部材５３に一括して固定されているため、心線間耐電圧や対地間電圧は、両端子５１、５２間の距離や端面部材５３の材質の抵抗率に依存する。

例えば、屋内で使用可能なコネクタ付き信号伝送用ケーブルとして、信号伝送用ケーブルコネクタ５０の端面部材５３の絶縁材料として合成ゴムを用いて、心線間耐電圧及び対地間電圧の仕様値が２０００Ｖになる場合を考える。

この場合、信号線用端子５１、５１間の距離である距離ｄと信号線用端子５１と遮蔽層用端子５２間の距離である距離Ｄを３．２ｍｍ程度確保すれば良い。

従って、図５（ａ）に示すように、全端子５１、５２の外径を５．０ｍｍとし、８３本の信号線用端子５１と、２本の遮蔽層用端子５２を一括して固定する端面部材５３の外径を９０ｍｍとすることができる。なお、この端面部材５３の外周面に形成されたコネクタホルダ５４の外径は、１１０ｍｍとなる。

次に、雷などの影響を受ける屋外でも使用可能なコネクタ付き信号伝送用ケーブルとして、信号伝送用ケーブルコネクタ５０の端面部材５３の絶縁材料として合成ゴムを用いて、心線間耐電圧の仕様値が２０００Ｖ、対地間電圧の仕様値が１００００Ｖになる場合を考える。

この場合では、信号線用端子５１、５１間の距離である距離ｄは、３．２ｍｍ程度確保すれば良いが、信号線用端子５１と遮蔽層用端子５２間の距離Ｄを３０ｍｍ程度確保しなければならない。

従って、図５（ｂ）に示すように、全端子５１、５２の外径を５．０ｍｍとし、８３本の信号線用端子５１と、２本の遮蔽層用端子５２を一括して固定する端面部材５３の外径を１６０ｍｍとすることができる。なお、この端面部材５３の外周面に形成されたコネクタホルダ５４の外径は、１８０ｍｍとなる。

このように、対地間電圧の要求仕様値が大きくなるにつれて、信号線用端子５１と遮蔽層用端子５２間の距離Ｄを大きくしなければならず、それに伴い、信号伝送用ケーブルコネクタ５０のコネクタホルダ５４の外径も、大きくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、たとえ対地間電圧を大きくしても、小型化が可能な信号伝送用ケーブルコネクタ及びこれを用いたコネクタ付き信号伝送用ケーブル並びに信号伝送用ケーブルの電気接続部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、信号線と該信号線の外周に形成された遮蔽層とを有する信号伝送用ケーブルに接続される信号伝送用ケーブルコネクタにおいて、上記信号伝送用ケーブルコネクタは、少なくとも、第１貫通孔が形成される第１端面部材と、上記第１貫通孔に挿通され、上記信号線と電気的に接続される信号線用端子と、第２貫通孔が形成される第２端面部材と、上記第２貫通孔に挿通され、上記遮蔽層と電気的に接続される遮蔽層用端子と、を有するコネクタホルダを備えており、上記第１端面部材と上記第２端面部材とが互いに交わる平面上に別々に配置されること特徴とする信号伝送用ケーブルコネクタである。

また、上記コネクタホルダは、上記第１端面部材と、上記信号線用端子と、を有する第１コネクタホルダと、上記第２端面部材と、上記遮蔽層用端子と、を有する第２コネクタホルダとからなり、上記第１コネクタホルダに上記信号伝送用ケーブルが接続されると共に、その外周面に上記第２コネクタホルダが配置されることで、上記第１端面部材と上記第２端面部材とが互いに交わる平面上に別々に配置されることを特徴とする。

また、上記信号線用端子と上記遮蔽層用端子との間の対地間電圧が所定の値となるように、上記第２端面部材と上記第１端面部材とが離間して配置されることを特徴とする。

また、上記第１端面部材と上記第２端面部材とは、互いに直交する平面上に別々に配置されることを特徴とする。

また、上記信号線用端子は、上記信号線の端部に接着剤により接着固定されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記信号伝送用ケーブルコネクタを備えることを特徴とするコネクタ付き信号伝送用ケーブルでもある。

また、本発明は、上記コネクタ付き信号伝送用ケーブルを２個用い、上記信号伝送用ケーブルコネクタに係る上記コネクタホルダ同士を接続することにより、上記信号線用端子同士を電気的に接続し、上記遮蔽層用端子同士を電気的に接続するための電線を用いて、上記遮蔽層用端子同士を電気的に接続することを特徴とする信号伝送用ケーブルの電気接続部でもある。

本発明によれば、たとえ対地間電圧を大きくしても、小型化が可能な信号伝送用ケーブルコネクタ及びこれを用いたコネクタ付き信号伝送用ケーブル並びに信号伝送用ケーブルの電気接続部を提供することができる。

信号伝送用ケーブルの構成を示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る信号伝送用ケーブルコネクタの内部構造図である。 本発明の一実施の形態に係る信号伝送用ケーブルコネクタを用いて、コネクタ付き信号伝送用ケーブルの端末同士を接続したときの側面図である。 本発明の一実施の形態に係る信号伝送用ケーブルの電気接続部の他の実施態様を示す側面図である。 従来の信号伝送用ケーブルコネクタの端末側から見た正面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付の図１〜３を用いて説明する。

まず、信号伝送用ケーブルコネクタ３１の一端側に接続される信号伝送用ケーブル１０について、図１を用いて説明を行う。

１．２５ｍｍ²の銅製の撚り線導体からなる信号線１１の外周にポリエチレンからなる被覆層で被覆してなる外径３．０ｍｍの信号伝送用心線１２を８３本用意し、これらをポリエチレンからなる心線押え巻きテープ１３によって一体化する。

そして、この心線押え巻きテープ１３の外側を屈曲性の向上のためにコルゲート管形状（最外径５１ｍｍ、肉厚０．９ｍｍ）に形成されたアルミ製の第１外部導体（遮蔽層）１４で覆う。

この第１外部導体１４の外側をポリエチレンからなる内部シース１５で覆ってから、電磁遮蔽性を高めるための第２外部導体（遮蔽層）１６で覆う。この第２外部導体１６は、２本の鋼帯を用いて互いに逆方向に螺旋状に巻いたものである。

そして、最後に、第２外部導体１６の外側を、ポリエチレンからなる外径６３ｍｍの外部シース１７で覆って、信号伝送用ケーブル１０となる。

次に、この信号伝送用ケーブル１０を、信号伝送用ケーブルコネクタ３１に接続した様子を図２に示す。

図２は、コネクタ付き信号伝送用ケーブル２０の信号伝送用ケーブルコネクタ３１の内部構造図である。

まず、信号伝送用ケーブル１０を段剥きして、先端側から順次、信号線１１、信号伝送用心線１２、第１外部導体１４、第２外部導体１６を露出させる。

信号伝送用心線１２と第１外部導体１４は、硬化後の弾性率が約５０〜１００ＭＰａとなるエポキシ系の第１接着剤２５で接着固定されている。

ここでは、第１外部導体１４の端面付近から信号線１１の端末方向に約５０ｍｍの位置まで第１接着剤２５で接着固定を行っている。

信号伝送用ケーブル１０は、温度環境が変化したり、外力が作用したりすると、信号伝送用ケーブル１０に伸縮が発生する。信号伝送用ケーブル１０が縮んだ場合、露出させた信号線１１が外部シース１７内に引き込まれる方向に引っ張られ、反対に、信号伝送用ケーブル１０が伸びた場合、外部シース１７内に収納された信号伝送用心線１２が押し出され、露出させた信号線１１も信号線用端子２１側に押される。どちらの場合も、信号線１１と信号線用端子２１との電気接続部に負荷が掛かり、断線やショートなどの恐れがある。

そこで、後述のようにケーブル固定具（ケーブルクランプ３０）によって、第１外部導体１４を信号伝送用ケーブルコネクタ３１に対して固定する。そして、この固定された第１外部導体１４に対して、信号伝送用心線１２を第１接着剤２５で接着固定する。これにより、温度環境の変化等により、たとえ信号伝送用ケーブル１０が伸縮したとしても、露出させた信号線１１が引っ張られたり、押されたりすることを防止することができるので、信号線１１と信号線用端子２１との接続に対する信頼性を高めることができるようになる。

次に、信号伝送用ケーブルコネクタ３１について説明を行う。

信号伝送用ケーブルコネクタ３１は、一端側に第１貫通孔が形成される第１端面部材２２と他端側に信号伝送用ケーブル１０の第１外部導体１４を信号伝送用ケーブルコネクタ３１に対して固定するためのケーブルクランプ３０とを有する第１コネクタホルダ２４と、この第１コネクタホルダ２４の外周面に形成された第２コネクタホルダ２６とを有している。即ち、信号伝送用ケーブルコネクタ３１は、第１貫通孔が形成される第１端面部材２２と、第１貫通孔に挿通され、信号線１１と電気的に接続される信号線用端子２１と、を有する第１コネクタホルダ２４と、第２貫通孔が形成される第２端面部材２８と、第２貫通孔に挿通され、第１外部導体１４（遮蔽層）と電気的に接続される遮蔽層用端子２７と、を有する第２コネクタホルダ２６とからなる。

そして、第１端面部材２２と第２端面部材２８とは、互いに交わる平面上に別々に配置されており、より詳しくは、互いに直交する平面上に別々に配置されている。

このように構成することにより、第１コネクタホルダ２４の外郭寸法（外径）を一定としたままで、第１端面部材２２と第２端面部材２８との距離（信号線用端子２１と遮蔽層用端子２７との距離）を大きく設定することができるので、対地間電圧も大きく設定することができるようになる。即ち、たとえ対地間電圧を大きくしても、小型化が可能な信号伝送用ケーブルコネクタ３１を実現することができる。

なお、本実施形態においては、第１端面部材２２には、８３本の信号線用端子２１が所定の心線間耐電圧を有するように、これらの信号線用端子２１が挿通される８３個の第１貫通孔が形成され、その第１貫通孔に信号線用端子２１は挿通されている。そして、各々の信号線１１と信号線用端子２１とが半田やカシメ等の方法を用いて直接、かつ、電気的に接続されてから、それぞれの電気接続部を保護するように端子保護用の第２接着剤２３で接着固定されている。

本実施形態においては、絶縁材料である合成ゴムを用いて第１端面部材２２を形成し、信号線用端子２１の外径を５．０ｍｍとし、２０００Ｖの心線間耐電圧が得られるように信号線用端子２１、２１間の距離を３．２ｍｍにした。

この第２接着剤２３により、第一に、信号線１１と信号線用端子２１との電気接続部において錆が発生することを防止することできる。これにより、錆が発生して心線間耐電圧が低下したり、さらには、信号線１１間で短絡が発生したりすることを効果的に防止することができる。

第二に、信号線１１と信号線用端子２１との電気接続部へ応力が集中することを防止することができる。この電気接続部は、外力に対して弱い部分であるが、信号伝送用ケーブルコネク３１に信号伝送用ケーブル１０を接続するといった組立作業中や使用時において、信号線１１に捻りや引張りなどの外力が作用した場合でも、この外力が電気接続部へ集中して作用することを防止できるので、信号線１１と信号線用端子２１の接続に対する信頼性を高めることができる。

第２コネクタホルダ２６は、２本の遮蔽層用端子２７と、これらの２本の遮蔽層用端子２７を囲い、ゴム・プラスチックなどの絶縁材料からなる第２端面部材２８を囲うよう形成されており、後述の両端コネクタ付連結線３２の両端に備えられるコネクタ３３に接続するためのものである。なお、２本の遮蔽層用端子２７は、互いに絶縁された状態で第２端面部材２８の第２貫通孔内に挿通されている。

そして、第２コネクタホルダ２６は、所定の対地間電圧が得られるように、第１端面部材２２から所定の距離だけ離間して配置される（所定の対地間電圧が得られるのに必要な信号線用端子２１と遮蔽層用端子２７との距離となる位置）。

この２本の遮蔽層用端子２７は、導体をポリエチレンなどの絶縁体で被覆した絶縁心線からなる遮蔽層連結線２９を介して、遮蔽層である信号伝送用ケーブル１０の第１外部導体１４と、第２外部導体１６とにそれぞれ電気的に接続されている。

ケーブルクランプ３０は、ネジの保持力によって信号伝送用ケーブル１０の外部シース１７を固定するためのケーブル固定具である。なお、外部シース１７の固定は、信号線１１、第１外部導体１４及び第２外部導体１６の電気接続が終了してから行う方が、作業が容易である。

両端コネクタ付連結線３２について説明を行う。

この両端コネクタ付連結線３２は、１．２５ｍｍ²の銅製の撚り線導体を２本用意し、これらの外周にポリエチレンからなる被覆層で被覆してなる外径３．０ｍｍの２芯の絶縁心線からなる電線３４の両端部に、コネクタ付き信号伝送用ケーブル２０の第２コネクタホルダ２６に接続するためのコネクタ３３を有するものである。

両端コネクタ付連結線３２内の２本の導体は、それぞれ遮蔽層用端子２７に電気的に接続される。

最後に、図３を用いて、コネクタ付き信号伝送用ケーブル２０の電気接続部３５について説明を行う。

信号伝送用ケーブルコネクタ３１を２個用意し、図３の左右の第１コネクタホルダ２４の内部には、その一方に信号線用端子として信号線用ピン状端子を有し、他方に信号線用端子として信号線用ソケット状端子を有している。そして、左右の第１コネクタホルダ２４をそれぞれホルダ連結部材４３の左右方向から挿入することで、左右の第１コネクタホルダ２４同士を接続するようにしている。即ち、左右の第１コネクタホルダ２４同士をホルダ連結部材４３を介して連結しているのである。

そして、左右の第１コネクタホルダ２４同士における連結が完了すると、その内部に有する信号線用ピン状端子とそれに対応する信号線用ソケット状端子も電気的に接続が完了する（図３（ａ）に示す状態）。その後、両端コネクタ付連結線３２の両端にあるコネクタ３３をそれぞれ第２コネクタホルダ２６、２６に接続することで、第１外部導体１４同士及び第２外部導体１６同士を電気的に接続する（３（ｂ）に示す状態（使用形態））。この様にして、信号伝送用ケーブル１０の電気接続部３５を形成した。

なお、これらコネクタ付き信号伝送用ケーブル２０同士を接続する際に要する時間は、５分以内と短時間であった。

このように作製した信号伝送用ケーブルコネクタ３１を用いたコネクタ付き信号伝送用ケーブル２０は、心線間電圧２０００Ｖ、対地間電圧１００００Ｖの仕様を満足し、第１端面部材２２の外径は、９０ｍｍ、第１コネクタホルダ２４の外径は、１１０ｍｍであった。これは、従来品（図５（ｂ））と比較して、同等の電気特性を有しつつも、大幅に小型化ができていることが分かる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。

本実施形態は、図４（ａ）に示すように、両端コネクタ付連結線３２の電線３４をＳＵＳなどで編み上げた金属製の保護チューブ４１で覆ったものである。

両端コネクタ付連結線３２は、信号伝送用ケーブル１０と比較して、細径であり、金属からなる外部導体（遮蔽層）も有しておらず、外力に対して弱い。

そこで、保護チューブ４１によって両端コネクタ付連結線３２を覆うことにより、外力を受ける可能性があるような環境にケーブルを敷設したとしても、両端コネクタ付連結線３２の断線などを防止して、コネクタ付き信号伝送用ケーブル２０同士の接続に対する信頼性を高めることができる。

さらに、本発明の他の実施形態について説明する。

本実施形態は、図４（ｂ）に示すようにコネクタ付き信号伝送用ケーブル２０同士の接続作業後に、金属、プラスチック、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などからなる保護筐体４２で電気接続部３５を覆ったものである。

この方法によっても、外力を受ける可能性があるような環境にケーブルを敷設したとしても、両端コネクタ付連結線３２の断線などを防止して、コネクタ付き信号伝送用ケーブル２０同士の接続に対する信頼性を高めることができる。

このように、本発明は、上述した実施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が可能である。

例えば、本実施形態では、第１コネクタホルダ２４と第２コネクタホルダ２６とは別体で形成し、組み合わせることで構成したが、一体形成としても良い。

また、第２コネクタホルダ２６を形成しないで、直接、第２端面部材２８を第１コネクタホルダ２４の外周面に形成された貫通孔に嵌合させる構成であっても良い。その際、第２端面部材２８を第１コネクタホルダ２４と一体形成としても良い。ただ、第２端面部材２８を第１コネクタホルダ２４と一体形成とした場合、第２端面部材２８の第２貫通孔に遮蔽層用端子が挿入し難い問題がある。そうした問題に対しては、詳述はしないが、第１コネクタホルダ２４を図２で言えば上下方向に分割構成とすると良い。

１０ 信号伝送用ケーブル
１１ 信号線
１４ 第１外部導体（遮蔽層）
１６ 第２外部導体（遮蔽層）
２０ コネクタ付き信号伝送用ケーブル
２１，５１ 信号線用端子
２７，５２ 遮蔽層用端子
２２ 第１端面部材
２８ 第２端面部材
２４ 第１コネクタホルダ
２６ 第２コネクタホルダ
２９ 遮蔽層連結線
３１ 信号伝送用ケーブルコネクタ
３２ 両端コネクタ付連結線
３５ 信号伝送用ケーブルの電気接続部

Claims (7)

1. 信号線と該信号線の外周に形成された遮蔽層とを有する信号伝送用ケーブルに接続される信号伝送用ケーブルコネクタにおいて、
   上記信号伝送用ケーブルコネクタは、少なくとも、
   第１貫通孔が形成される第１端面部材と、
   上記第１貫通孔に挿通され、上記信号線と電気的に接続される信号線用端子と、
   第２貫通孔が形成される第２端面部材と、
   上記第２貫通孔に挿通され、上記遮蔽層と電気的に接続される遮蔽層用端子と、
   を有するコネクタホルダを備えており、
   上記第１端面部材と上記第２端面部材とが互いに交わる平面上に別々に配置されること特徴とする信号伝送用ケーブルコネクタ。
2. 上記コネクタホルダは、
   上記第１端面部材と、上記信号線用端子と、を有する第１コネクタホルダと、
   上記第２端面部材と、上記遮蔽層用端子と、を有する第２コネクタホルダと
   からなり、
   上記第１コネクタホルダに上記信号伝送用ケーブルが接続されると共に、その外周面に上記第２コネクタホルダが配置することで、上記第１端面部材と上記第２端面部材とが互いに交わる平面上に別々に配置されることを特徴とする請求項１に記載の信号伝送用ケーブルコネクタ。
3. 上記信号線用端子と上記遮蔽層用端子との間の対地間電圧が所定の値となるように、上記第２端面部材と上記第１端面部材とが離間して配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の信号伝送用ケーブルコネクタ。
4. 上記第１端面部材と上記第２端面部材とは、互いに直交する平面上に別々に配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の信号伝送用ケーブルコネクタ。
5. 上記信号線用端子は、上記信号線の端部に接着剤により接着固定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の信号伝送用ケーブルコネクタ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の信号伝送用ケーブルコネクタを備えることを特徴とするコネクタ付き信号伝送用ケーブル。
7. 請求項６に記載のコネクタ付き信号伝送用ケーブルを２個用い、
   上記信号伝送用ケーブルコネクタに係る上記コネクタホルダ同士を接続することにより、上記信号線用端子同士を電気的に接続し、
   上記遮蔽層用端子同士を電気的に接続するための電線を用いて、上記遮蔽層用端子同士を電気的に接続することを特徴とする信号伝送用ケーブルの電気接続部。