JPH1174037A - 多芯電気コネクタケーブル組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波帯において使用が可能で、かつ、ＥＭ
Ｉ対策の十分取れた多芯電気コネクタケーブル組立体を
提供する。 【解決手段】 複数の同軸ケーブル１０にそれぞれ接続
された複数の箱型のＳＣＩコネクタ１２を金属製シェル
１８に収容し、同軸ケーブル１０の外導体及びＳＣＩコ
ネクタの金属製外側ハウジングと金属製シェル１８との
間に導電性弾性部材２０，２２，２４，２６を挟み込
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多芯電気コネクタ
及び複数の同軸ケーブルからなる多芯電気コネクタケー
ブル組立体、特に、所定の特性インピーダンス（５０
Ω，７５Ω）にマッチングした使用が可能でかつコネク
タ及びケーブルからの電磁波の放射を基準値以下に抑制
できる多芯電気コネクタケーブル組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、著しい技術の進歩により高周波の
電子機器が多く使用されるようになるとともに、これら
の電子機器間の電磁波妨害が社会問題になってきた。こ
のような電磁波妨害を避けるため、各国内或いは国際的
に規制が設けられ、電子機器が放射する妨害波を抑制す
るよう要請されている（ＥＭＩ：Electro-Magnetic Int
erference 対策）。当然ながら、このような要請は電子
機器に使用される部品、特に、電子機器の表面並びに機
器間を結合する部品（信号伝送路に入る部品）にも要請
される。電子機器が上記の諸規制を満足しても機器間結
合部から放射していたのでは何にもならない。

【０００３】一般に、電子機器間を高周波の信号伝送路
を結合する部品としては、高周波用の同軸ケーブルとそ
れに接続されるコネクタがあり、精密で規模が大きく高
価なものを使用すればほぼ所望の不要電磁波発生の抑制
及び遮蔽の効果は得られた。しかし、信号処理技術が高
度化してデジタル化するにつれ取り扱う周波数成分が高
周波化する一方で、小型化、多機能化、多極化（効率
化）を求められるようになり、部品についても同様な要
求が求められている。

【０００４】従来、小型化、多機能化、多極化をも求め
た技術として、例えば、実開昭６２−３１８７６号公報
には、コネクタの保護及びグリップとして更にはコネク
タ部分からの電磁波の放射を防止するためのシェルで、
多芯のソケットコネクタを覆った多芯電気コネクタケー
ブル組立体が開示されている。しかしながら、この種の
ケーブル組立体は、ケーブル部及びその端部に配された
コネクタ部におけるインピーダンスが所定範囲には十分
には制御され得たものでないという問題があり、電磁波
の放射の防止の点でも不充分である。

【０００５】一方、通常の同軸ケーブル用コネクタ（例
えばＢＮＣコネクタ、ＳＮＣコネクタ）は軸対称な構造
を有しているので小型化及び多芯化に適さない。実開平
５−８８８４号公報には、同軸ケーブルの外部導体に接
続されるグランドコンタクトと中心導体に接続される信
号コンタクトとを箱型のハウジングに収容することによ
って小型化、多芯化及び自動組立を可能にした同軸ケー
ブル用コネクタが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】実開平５−８８８４号
公報に開示された同軸ケーブル用コネクタを複数個使用
した多芯電気コネクタケーブル組立体は、高周波の伝送
特性においては一定の満足される結果が得られるものの
この従来の同軸ケーブル用コネクタだけでは電磁波の放
射が充分に抑制されずに外へリークするという問題があ
った。

【０００７】高周波の電子機器、例えばデジタル伝送用
の測定器などでは、このような多芯電気コネクタケーブ
ルを７，８個使用することもあるので、多芯電気コネク
タケーブルからの不要電磁波のリークは大きな問題とな
る。そこで、その不要電磁波のリーク対策を考察してみ
る。先ず、従来の多芯電気コネクタケーブルは、同軸ケ
ーブル、その同軸を成す芯線及び外部導体に接続され相
手方のコネクタと結合する信号コンタクト及び接地コン
タクト、並びにそれらを収容するための導電性シェルで
構成されている。

【０００８】一方、同軸ケーブルコネクタとして、特性
インピーダンスが、例えば５０Ω，７５Ωである場合、
その伝送特性を維持する為には、当該同軸ケーブル内の
インシュレータとして高発泡体を用いている。その為、
リジッドな部材をケーブルと導電性シェルの間に入れて
ケーブルを押さえるとそのインシュレータが圧迫されイ
ンピーダンスが変わるばかりか、最悪、外部シールド線
が芯線に短絡する事故を生ずることがあった。

【０００９】その為、リジットな導電性シェルを用いて
コネクタ部を覆い、導電性シェルとケーブルシールド線
との電気の導通を直接に取る方法は余り用いられていな
かったので、不要な電磁波のリークを防止し切れなかっ
た。一方、通常の軸対称な構造を有する同軸ケーブル用
コネクタを用い、高度な精密加工技術に適用すれば端部
に設けたコネクタ部の電磁界密閉性を高めることでＥＭ
Ｉ（Electro-Magnetic Interference ）対策の十分取れ
た組立体を作製することは可能であるが、いかんせん同
軸ケーブル１本ごとの組立体では最終製品における使用
勝手が悪い。すなわち各同軸ケーブルごとに装置等の端
末への取り付け作業をする必要があり、その手間の面か
ら問題視され、コネクタの多芯化が望まれていた。

【００１０】したがって本発明の目的は、特性インピー
ダンスを所定レベルとした（具体的には５０Ωもしくは
７５Ω）同軸ケーブルを複数本含み、かつ、ＥＭＩ対策
の十分取れた多芯電気コネクタケーブル組立体を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】目的を達成するため、技
術的にはａ．同軸ケーブルのインシュレータを圧迫する
ことによる伝送特性の悪化を防止して同軸ケーブルの外
部導体と導電性シェル間の電気接続の改良を図ること
と、ｂ．接地の全体的な強化を図る構成として、具体的
には次のようにした。

【００１２】本発明によれば、複数の同軸ケーブルと、
前記複数の同軸ケーブルの中心導体及び外部導体にそれ
ぞれ接続された信号コンタクト及び接地コンタクトとか
らなる一対のコンタクトを、それぞれが有する複数の同
軸ケーブル用コネクタと、接続相手のコネクタに嵌合す
るための嵌合口及び前記各コンタクトに接続された前記
複数の同軸ケーブルを通す挿入口を有し、並列に配列さ
れた前記複数の同軸ケーブル用コネクタを覆うように収
容する導電性シェルと、配列された前記複数の同軸ケー
ブルの外部導体及び前記複数の同軸用ケーブルコネクタ
の接地コンタクトの少なくとも一方と前記導電性シェル
との間に挟まれて配置されて電気的に直接または間接的
に接続されるようにされた導電性弾性部材とを備えた多
芯電気コネクタケーブル組立体が提供される。

【００１３】前記導電性弾性部材は、弾性棒状部材と、
該弾性棒状部材を包む金属線による編組を含むことが好
適である。前記導電性弾性部材は、弾性を有する金属線
を含み所定の厚さを有する編組を備えることもまた好適
である。本発明の多芯電気コネクタケーブル組立体で
は、シェル内の複数の同軸ケーブルの外部導体及び複数
の同軸ケーブル用コネクタの少なくとも一方と導電性シ
ェルとの間に導電性弾性部材を挟むことにより導電性シ
ェルとの接触が点接触からマクロ的に見れば面接触にな
り、部材の寸法公差を考慮しても複数の同軸ケーブルと
の同時接触が同軸ケーブル内の高発泡のインシュレータ
を過度につぶすことなく実現されることにより、導電性
シェルと同軸ケーブルの外部導体との電気的導通が実現
される。

【００１４】また、導電性弾性部材の弾性によるマクロ
的な面接触に加えて、導電性弾性部材として金属線によ
る編組を使用することにより、ミクロ的には複数個所に
おける多点接触となり、良好な導通状態が得られる。さ
らに、本発明によれば、同軸ケーブル間の外部導体同士
も相互に接続して接地されることとなるから、外部導体
が互いに同電位であること、個々の外部導体は共用の接
地線となることが、より高周波信号のシールド効果を生
みだしている。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例に係る多
芯電気コネクタケーブル組立体の平面図、図２はその断
面図である。図１及び図２において、複数の同軸ケーブ
ル１０のそれぞれの一端が実開平５−８８８４号公報に
記載の複数のＳＣＩ（Shielded Controlled Inpeadanc
e）コネクタ１２に接続される。図３はＳＣＩコネクタ
１２の詳細を示す分解斜視図である。同軸ケーブル１０
のシールド（外部導体）２８は接地コンタクト３０の一
部であるＵ字形部３２に係合され、同軸ケーブル１０の
コア（中心導体）３４は信号コンタクト３６の一部であ
る接続部３８にはんだ付けされる。同軸ケーブル１０が
接続された接地コンタクト３０及び信号コンタクト３６
は絶縁体のハウジング部材４０に係合され、絶縁体のハ
ウジング部材４２が予め取り付けられた金属製外側ハウ
ジング４４に挿入される。

【００１６】接地コンタクト３０の前縁部及び後縁部に
は柔軟な耳４６及び４８がそれぞれ設けられており、こ
れらによって接地コンタクト３０は金属製外側ハウジン
グ４４に電気的に接続され、ＳＣＩコネクタ全体が電気
的に遮蔽される。上記の様にそれぞれに同軸ケーブル１
０の一端が接続された複数のＳＣＩコネクタ１２は図２
に示すように上蓋１４及び下蓋１６からなる金属製シェ
ル１８に収容される。シェルの材質は例えばＡｌ，Ｚｎ
またはＭｇである。ＳＣＩコネクタ１２と上蓋１４との
間には導電性弾性部材２０がそれら双方に直接に接触す
るように挟み込まれ、下蓋１６との間には導電性弾性部
材２２が同様に双方に接触するように挟み込まれる。同
軸ケーブル１０の絶縁シースの一部が除去され、外部導
体２８が露出した一部位６３と上蓋１４との間にも導電
性弾性部材２４が双方に直接に接触するように挟み込ま
れ、下蓋１６との間にも導電性弾性部材２６が同様に接
触するように挟み込まれる。

【００１７】図３からも分かるように、ＳＣＩコネクタ
においては、金属製外側ハウジング４４の後縁部はコン
タクト３０，３６の挿入を可能にするため完全に覆うこ
とができない。そこで本発明では、図１，２を参照して
説明したように同軸ケーブル１０がそれぞれ接続された
複数のＳＣＩコネクタを金属製シェル１８に収容し、導
電性弾性部材２０，２２，２４及び２６をケーブル及び
コンタクトと金属製シェルとの間に挟み込むことによっ
て効果的な遮蔽を達成する。

【００１８】図４は金属製シェル１８の下蓋１６の斜視
図である。図４に示すように下蓋１６には２つの導電性
弾性部材２２，２６を受け入れるための溝５０，５２が
設けられている。上蓋１４もほぼ同様な形状を有し、導
電性弾性部材２０，２４を受け入れるための２つの溝を
有している。上蓋と下蓋とは充分な電気的導通がとられ
て固着されて一体的に使用される。相手方コネクタに嵌
合した場合は、嵌合時に相手方金属性シェルと導通にな
る寸法構造を有する。

【００１９】図５に本発明で使用する導電性弾性部材２
０，２２，２４，２６の一例を示す。図５において、筒
状に形成したすずメッキ銅、すずメッキモネル（Ｎｉ
６６％，Ｃｕ ３１．５％の合金）等の金属線の編組５
４に弾性を付与するため、ネオプレンゴム、シリコンゴ
ム等の棒状弾性体５６が挿入される。挟み込まれたとき
の棒状弾性体の圧縮率は５０−８０％が適当である。し
たがって、導電性弾性部材としては、一定の厚さが必要
である。編組は例えばメリアス編又は格子状網で形成さ
れる。ベリリウム銅等のそれのみで充分な弾性を有する
金属線の編組を使用すれば、棒状弾性体は不要である。
また、導電性弾性部材として、シリコンゴムに導電性フ
ィラーを混入した導電性エラストマを使用しても良い。
導電性弾性部材は必ずしも同軸ケーブルの絶縁シースを
除去した部位及びＳＣＩコネクタの金属製外側ハウジン
グの双方に用いる必要はなく、いずれか一方でも良い。

【００２０】上記のような本発明の構造における接地状
態及びシールドの電気的作用について説明する。図１及
び図２において、金属製シェル１８は、ＳＣＩコネクタ
及び同軸ケーブル１０の一部を覆うように、それらを収
容している。ただし、挿入口６１は、同軸ケーブルの引
き出し用に設けられており、同軸ケーブルを通した後で
は、密閉される。嵌合口６０は、相手方コネクタとの嵌
合のために設けられており、相手方コネクタに嵌合した
実際の使用状態において、実質上密閉される。

【００２１】本発明は、このような密閉状態（シールド
状態）において、金属製シェル１８内の接地に関与する
部品の全てを次のようにして同電位で接地するととも
に、その接地インピーダンスを下げるように工夫してい
る。つまり、図２において、導電性弾性部材２４，２６
は、絶縁シースが除かれて露出した同軸ケーブル１０の
外部導体の一部位６３と金属製シェル１８間とに直接接
触して導通状態を良くし同電位にしている。一方、導電
性弾性部材２０，２２は、ＳＣＩコネクタ１２の金属製
外側ハウジング４４を通して接地コンタクト３０と金属
シェル間の導通状態を良くして同電位化している。しか
も、導電性弾性部材２０，２２，２４，２６は図２及び
図４からも理解できるように、同軸ケーブルの全ての外
部導体及び金属製外側ハウジングの全て（つまりは、全
接地コンタクト）に対して導通を図るようにしている。
これらのことから、接地に関与する導体（金属シェル、
同軸ケーブルの外部導体、金属製外側ハウジング、接地
コンタクト、導電性弾性部材）の全ては、同電位になる
ように導通が図られ、同時にこれらの接地に関与する導
体は共通の接地導体となるので、高周波的なインピーダ
ンスも低減化して、不要電磁放射の防止を図っている。
なお、一般に接地導体は理想的にはインピーダンスがゼ
ロであるが、実際は、高周波になればなるほど、かつ接
地導体、例えば、同軸ケーブルの外部導体が長くなれば
なるほどインピーダンスが高くなる傾向があり、電磁放
射に影響してくる。

【００２２】さらに、導電性部材２０，２２，２４，２
６は、金属線を網状に編んだものを使用しているため、
高周波信号でも（表皮効果を避けて）低インピーダンス
で伝送できること、及び弾性を有しているため図２のよ
うに金属製シェル１８と同軸ケーブル１０で挟まれても
適切な寸法形状であれば、同軸ケーブルのインシュレー
タまで食い込むことがないので、同軸ケーブルの伝送特
性（或いはインピーダンス）を悪化させない。

【００２３】上記説明では、導電性弾性部材２０，２
２，２４，２６の４個を実施例としているが、使用する
周波数、要求性能によっては、これらの内の１個又は複
数の組み合わせで使用することができる。図６は本発明
における金属製シェル及び導電性弾性部材を使用するこ
となく、絶縁体のシェルに同軸ケーブルを接続した複数
のＳＣＩコネクタを収容した多芯電気コネクタケーブル
組立体における放射電磁界強度の測定結果を示す。長さ
５０cmの３２本の同軸ケーブルの束の両端にコネクタを
取り付けた多芯電気コネクタケーブル組立体を、送信機
及び受信機を備えるディジタル回線用測定器の送信端及
び受信端に接続し、１６チャネルの２００MHz クロック
信号と１６チャネルの２００MbpsのＰＲＢＳ（疑似ラン
ダム信号）を流し、送信端及び受信端から３ｍの位置に
設けたアンテナを用いて電磁界強度を測定した。図６の
結果によれば、２００MHz 及びその高調波の周波数にお
いて、基準値レベルを超える放射電磁界強度が観測され
ている。これに対して、図７は本発明の多芯電気コネク
タケーブル組立体における同じ条件下での測定結果を示
す。図７に明らかなように、ＣＩＳＰＲ１１のヨーロッ
パ規格であるＥＮ５５０１１のＧｒｏｕｐ１の規格にお
いて規定される周波数範囲（３０MHz 〜１GHz ）のすべ
てにわたって放射電磁界強度が基準値レベル以下に抑制
されている。

【００２４】なお、導電性弾性部材としては、上記の
他、種々のものが考えられる。例えば、図８（ａ）及び
（ｂ）に示すように、プラスチック材を用いたスポンジ
状部材の表面に電気的導通がとれるようにメッキ加工処
理したものがある。図８（ａ）は単純に矩形構造のもの
であるが、図８（ｂ）のように、配列された同軸ケーブ
ル１０の外部導体２８（或いは、金属製ハウジング４
４）の１本毎に接地が確実にとれるように溝７０を設け
た方が、より接地効果がでやすい。溝の幅ｄは、同軸ケ
ーブル１０の外部導体２８（或いは、金属製ハウジング
４４）の間隔にあわせる。奥行きｌ及び幅ｗは、導電性
シェルに格納可能で、かつ配列された同軸ケーブル１０
の外部導体２８（或いは、金属製ハウジング４４）の全
てに接触可能な寸法であれば足りる。高さｈは、実際に
装着されたときに、金属製シェル１８と配列された同軸
ケーブル１０の外部導体２８（或いは、金属製ハウジン
グ４４）との間に挟まれて、それぞれから押圧されたと
きの圧力を受けた場合に、同軸ケーブル１０（或いは、
金属製シェル４４）の特性を悪化させないようその圧力
の一部を適切に吸収できる寸法であれば十分である。

【００２５】さらには、図９及び図１０で示されるよう
にもともと弾性のある金属製板を材料とするバネ部材で
もよい。図９は、配列された同軸ケーブルの外部導体２
８（或いは、金属製ハウジング４４）に接触する側に盛
り上がったカーブを持たせた小片７２からなり、その小
片７２の幅ｄは同軸ケーブル１０（或いは金属製ハウジ
ング４４）の間隔に合わせている。図１０は、金属製板
をスパイラル状に巻いたもので、その１巻きの間隔ｄ
は、やはり同軸ケーブル１０（或いは金属製ハウジング
４４）の間隔に合わせている。図９及び図１０とも中は
中空で、図８（ａ）及び（ｂ）同様に挟まれて取り付け
られたときに、適切に圧力を吸収できるだけの寸法及び
バネ性を有する。

【００２６】

【発明の効果】上記説明してきたように、本発明は、導
電性弾性部材により、金属製シェルと同軸ケーブルの外
部導体（或いは、金属製ハウジング）の全てを接地でき
る構成としたことから、高周波領域における電磁シール
ド効果を良くし、不要電磁波の放射の低減が図られた。
一方、信号の伝送特性は維持されたまま、言い換えれば
本発明により同軸ケーブルの伝送特性を悪化させること
なく、上記効果を産み出した。

【００２７】一方、単なる多芯同軸ケーブルであっても
その大きさに限界がなければ、一個一個の同軸ケーブル
が従来から優れたものがあるのでそれを寄せ集めれば足
りるが、本発明によれば、小型化のままで、高周波にお
いてもＥＭＩ対策された多芯同軸ケーブルを提供でき
た。なお、本発明は、今すぐには数百MHz の高周波領域
の実用に供されるが、当然のことながらGHz 帯以上の周
波数領域においても応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る多芯電気コネクタケー
ブル組立体の平面図である。

【図２】図１の多芯電気コネクタケーブル組立体の断面
図である。

【図３】ＳＣＩコネクタ１２の分解斜視図である。

【図４】下蓋１６の斜視図である。

【図５】導電性弾性部材の説明図である。

【図６】従来の多芯電気コネクタケーブル組立体におけ
る放射電磁界強度の測定結果のグラフである。

【図７】本発明の多芯電気コネクタケーブル組立体にお
ける放射電磁界強度の測定結果のグラフである。

【図８】導電性弾性部材の他の例の斜視図である。

【図９】導電性弾性部材のさらに他の例の斜視図であ
る。

【図１０】導電性弾性部材のさらに他の例の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０…同軸ケーブル １２…ＳＣＩコネクタ １４…上蓋 １６…下蓋 １８…金属製シェル ２０，２２，２４，２６…導電性弾性部材 ２８…シールド ３０…接地コンタクト ３４…コア ３６…信号コンタクト ４０，４２…ハウジング部材 ４４…金属製外部ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 正志 神奈川県相模原市南橋本３−８−８ 住友 スリーエム株式会社内 (72)発明者 本田 豊 神奈川県厚木市恩名1800 アンリツ株式会 社内 (72)発明者 原田 光雄 神奈川県厚木市恩名1800 アンリツ株式会 社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の同軸ケーブル（１０）と、 前記複数の同軸ケーブルの中心導体（３４）及び外部導
   体（２８）にそれぞれ接続された信号コンタクト（３
   ６）及び接地コンタクト（３０）とからなる一対のコン
   タクトを、それぞれが有する複数の同軸ケーブル用コネ
   クタ（１２）と、 接続相手のコネクタに嵌合するための嵌合口（６０）及
   び前記各コンタクトに接続された前記複数の同軸ケーブ
   ルを通す挿入口（６１）を有し、並列に配列された前記
   複数の同軸ケーブル用コネクタを覆うように収容する導
   電性シェル（１８）と、 配列された前記複数の同軸ケーブルの外部導体及び前記
   複数の同軸用ケーブルコネクタの接地コンタクトの少な
   くとも一方と前記導電性シェルとの間に挟まれて配置さ
   れて電気的に直接または間接的に接続されるようにされ
   た導電性弾性部材（２０，２２，２４，２６）とを備え
   た多芯電気コネクタケーブル組立体。
2. 【請求項２】 前記導電性弾性部材は、 弾性棒状部材と、 前記弾性棒状部材を包む金属線による編組とを含む請求
   項１記載の多芯電気コネクタケーブル組立体。
3. 【請求項３】 前記導電性弾性部材は、弾性を有する金
   属線を含み所定の厚さを有する編組を備えた請求項１記
   載の多芯電気コネクタケーブル組立体。
4. 【請求項４】 前記複数の同軸ケーブルは前記外部導体
   の外側に絶縁シース（１１）を有し、 前記導電性シェルは上蓋（１４）及び下蓋（１６）から
   なり、 前記同軸ケーブル用コネクタは、前記一対のコンタクト
   を収容するとともに前記接地コンタクトに電気的に接続
   された導電性ハウジング（４４）を有し、 前記導電性部材は、前記複数の同軸ケーブルの絶縁シー
   スの一部が除去されて露見した外部導体の一部位（６
   ３）及び前記複数の同軸用ケーブルコネクタの導電性ハ
   ウジングの少なくとも一方と前記上蓋及び下蓋の少なく
   とも一方との間に、挟まれて配置され電気的に接続する
   ように構成された請求項１．２．又は３記載の多芯電気
   コネクタケーブル組立体。