JP5561970B2 - 同軸ケーブル用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、自動車等に設置される電子機器の配線の接続に用いる同軸ケーブル用コネクタに関する。

高周波の電気信号を伝送するために高周波対応のシールド電線が用いられる。また、伝送される電気信号の高周波化に伴って、このシールド電線を通じて伝送される電気信号を中継するように、シールド電線どうしを接続するシールド電線付きコネクタ（同軸コネクタ）にも、高周波対応の要求が高まっている。

このシールド電線の構造として、例えばいわゆる同軸ケーブルと呼ばれるものがある。この同軸ケーブルは、電気信号等の伝送路として複数本の金属素線を束ねた中心導体（芯線）と、同じく複数の素線を編んだ編組線よりなるシールド導体（外部導体）との間に絶縁体（内部被覆）を介在したものからなる。また、そのシールド導体の外周を絶縁性のシース（外部被覆）で覆った構造になっており、シールド導体が前記絶縁体の外周を覆うことで中心導体の電磁遮蔽を行っている。

一方、同軸ケーブルを通して高周波信号を中継接続する前記同軸コネクタでは、接続される同軸ケーブルおよび嵌合される相手側同軸コネクタと同軸コネクタとの間でインピーダンスにずれが生じていると、伝送される電気信号に影響する。特に、数ＧＨｚの高周波数の電気信号においては、その影響が大きい。このため、同軸コネクタでは、接続される同軸ケーブルおよび嵌合される相手側同軸コネクタとのインピーダンス整合が図られている。

ところで、同軸コネクタの中心導体端子は、同軸ケーブルの中心導体に圧着接続される圧着部の外径と相手側同軸コネクタの中心導体導通端子に接続される接続部の外径とが異なることがあり、同軸コネクタ内で、中心導体導通端子の外径とシールド端子の内径との比が異なる領域が生じることがある。

このような場合に、例えば、中心導体導通端子の外径の変化に合わせてシールド端子の内径を調整し、中心導体導通端子の外径とシールド端子の内径との比が一定になるようにして、同軸コネクタ内でインピーダンスを整合させることが考えられる。

しかしながら、同軸コネクタの小型化が求められる場合などでは、中心導体導通端子およびシールド端子の大きさや形状が制限されることがあり、従来の同軸コネクタでは、このような場合に生じる同軸コネクタ内でのインピーダンスのずれに対応できないことがある。

これに対して、同軸ケーブルの信号導体（中心導体）と接続される内導体端子（中心導体導通端子）と、同軸ケーブルのシールド導体と接続される外導体端子（シールド端子）と、内導体端子と外導体端子との間に介在される誘電体とを備えた同軸コネクタであって、前記内導体端子の外径と前記外導体端子の内径との比で規定される内外径比が異なる複数の領域を有しており、前記誘電体は、当該同軸コネクタ全体でのインピーダンスが整合するように、内外径比の異なる複数の領域にある部分どうしが、互いに誘電率の異なる材料で形成されている同軸コネクタが、開示されている（例えば、特許文献1参照）。

この同軸ケーブルによれば、内導体端子の外径と外導体端子の内径との比が異なる複数の領域があるときに、誘電体の一部を他の部分とは誘電率の異なる材料で形成することで、各領域でのインピーダンス調整をして、同軸コネクタ全体でのインピーダンスを整合させることができるとしている。

特開２００８‐１４６８８２号公報

上述した従来の同軸ケーブル用コネクタは、解決すべき以下の課題を有している。
即ち、外導体端子は導電性の金属板を所定形状、サイズにプレス成形して得られるものであり、同軸コネクタの組立てや成形上の理由によって断面積が大きくなる部分や小さくなる部分が生じることがある。断面積が異なる部分で内導体端子の外径と外導体端子の内径との比の違いが生じる場合には、前述のように誘電率が異なる誘電材料を用いて同軸コネクタ全体でのインピーダンス整合をとることができても、外導体端子（シールド端子）の断面積が小さくなる部分では電流の通り道が狭くなり、結果としてこの部分でのシールド性能が低下してしまうという不都合がある。

また、前記シールド性能向上のために、導体材料からなる特殊形状の蓋部材を外導体端子の開放部など断面積が小さくなる部位に連設する方法等が考えられるが、この方法を実施するための構成は複雑化し、材料コストや組立てコストが高くつくという不都合があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、同軸コネクタ全体でのインピーダンス整合を行う場合において充分なシールド性能を得ることができる同軸ケーブル用コネクタを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る同軸ケーブル用コネクタは、下記（１）〜（２）を特徴としている。
（１） シールド電線の中心導体に接続される中心導体導通端子と、前記シールド電線のシールド導体と接続されるシールド端子と、前記中心導体導通端子とシールド端子との間に介在される絶縁部材とを備えた同軸ケーブル用コネクタであって、
前記シールド端子は、底板部と、前記絶縁部材を加締めることにより該絶縁部材を保持する、前記底板部の幅方向の端部から立設された第１の圧着バレル部と、前記シールド導体を加締めることにより該シールド導体に接続される、前記底板部の幅方向の端部から立設された第２の圧着バレル部と、前記第１の圧着バレル部の端部と前記第２の圧着バレル部の端部を架橋する繋ぎ片と、を有し、
前記繋ぎ片は、前記第１の圧着バレル部および前記第２の圧着バレル部が加締められた際に、前記中心導体と前記中心導体導通端子との接続部の略鉛直上に連設され、前記第１の圧着バレル部と前記第２の圧着バレル部の間において露出する前記中心導体導通端子および前記シールド電線の中心導体を覆う、
こと。
（２） 上記（１）の構成の同軸ケーブル用コネクタであって、
前記シールド端子には、前記底板部、前記第１の圧着バレル部、前記第２の圧着バレル部、および前記繋ぎ片によって囲まれた開放部が形成されている、
こと。

上記（１）の構成の同軸ケーブル用コネクタによれば、第１の圧着バレル部と第２の圧着バレル部の間において露出する中心導体導通端子およびシールド電線の中心導体を繋ぎ片が覆うことにより、該繋ぎ片がシールド機能を果たすことができる。この結果、かかるシールド改善効果を安価かつ簡単な構成にて実現できる。
上記（２）の構成の同軸ケーブル用コネクタによれば、繋ぎ片によって覆われた中心導体導通端子およびシールド電線の芯線との接続状態を、開放部を通して視認することができる。

本発明の同軸ケーブル用コネクタによれば、同軸コネクタ全体でのインピーダンス整合を行う場合において充分なシールド性能を得ることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の実施形態の同軸ケーブル用コネクタを示す分解斜視図である。 図１における同軸ケーブル用コネクタを示す斜視図である。 図１におけるシールド端子の成形前の形状を示す平面図である。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、同軸ケーブル用コネクタの分解斜視図、図２は、この同軸ケーブル用コネクタの完成状態を示す斜視図、図３は、図１に示したシールド端子の成形前の平面図である。

図１に示すように、本実施形態の同軸ケーブル用コネクタに接続される同軸ケーブル（シールド電線）Ｗは、内部導体である芯線Ｗ１と、芯線Ｗ１の外周面を包囲しながら該芯線Ｗ１の長手方向に延長される絶縁体（誘電体又は内部被覆）Ｗ２と、絶縁体Ｗ２の外周面を包囲しながら長手方向に延長されるシールド導体（シールド部材）Ｗ３と、シールド導体Ｗ３の外周面を包囲しながら長手方向に延長されるシースＷ４（外部被覆）と、を備えている。

また、本実施形態の同軸ケーブル用コネクタ１０は、シールド電線Ｗ用のコネクタであって、芯線Ｗ１に接続される中心導体導通端子２０と、芯線Ｗ１に電気的に接続された中心導体導通端子２０を収容孔３１に収容する絶縁部材３０と、絶縁部材３０を圧着すると共にシールド導体Ｗ３が接続されるシールド端子４０とを備える。

中心導体導通端子２０は、絶縁部材３０への挿通方向順側に、接続相手側のシールド電線の芯線に電気的に接続される電気接続部２１を有し、他方、絶縁部材３０への挿通方向逆側に、シールド電線Ｗの芯線Ｗ１に電気的に接続される図示外の芯線接続部を有する。

シールド端子４０は、導電性金属板をプレス成形することによって形成される。このシールド端子４０は、図１に示すように、シールド電線Ｗの軸線方向に沿って長尺な底板部４１において、一端部に、絶縁部材３０（但し、この絶縁部材３０は中心導体導通端子２０を包囲しながら中心導体導通端子２０を支持している）の先端側を嵌合させる、円筒部４２が設けられているとともに、他端部に、シールド電線Ｗのシールド導体Ｗ３に電気的に接続させるシールド導体接続部４３が第２の圧着バレル部として設けられている。

図１に示すように、シールド端子４０のシールド導体接続部４３は、シールド電線Ｗの一端部でシールド導体Ｗ３を加締めることによって、シールド導体Ｗ３と電気的に接続させる。このシールド導体接続部４３は、底板部４１の左右両端（幅方向の両端）に位置する側壁部４３Ａ、４３Ｂを上方に向ってＵ字状に立ち上げたような形状をなす。

前記シールド端子４０には、円筒部４２とシールド導体接続部４３との間に、圧着バレル部（第１の圧着バレル部）４４が形成されている。この圧着バレル部４４は、底板部４１の左右両端に位置する側壁部４４Ａ、４４Ｃ、これら側壁部４４Ａ、４４Ｃそれぞれから延設された天井壁部４４Ｂ、４４Ｄ、によって構成される。絶縁体である絶縁部材３０をシールド端子４０に固定するために、該絶縁部材３０を包み込むように側壁部４４Ａ、４４Ｃおよび天井壁部４４Ｂ、４４Ｄを内側に曲げることで、絶縁部材３０を密着状態に加締めて圧着させるものである。

また、前記圧着バレル部（第１の圧着バレル部）４４とシールド導体接続部（第２の圧着バレル部）４３との間には、圧着バレル部４４の後端（挿通方向順側の端部）とシールド導体接続部４３の前端（シールド導体接続部逆側の端部）を架橋するように設けられた繋ぎ片４５が、前記圧着バレル部４４およびシールド導体接続部４３に一体に連設されている。さらに詳しく説明すると、この繋ぎ片４５は、圧着バレル部４４を構成する天井壁部４４Ｂに一端が連接され、シールド導体接続部４３を構成する側壁部４３Ａに他端が連設されている。この繋ぎ片４５が圧着バレル部４４およびシールド導体接続部４３に対し連設される位置は、図２に示すように、圧着バレル部４４を絶縁部材３０に対し、また、各シールド導体接続部４３をシールド導体Ｗ３に対しそれぞれ加締めた状態において、前記底板部４１中央部の略鉛直上、つまり芯線Ｗ１と中心導体導通端子２０との接続部の略鉛直上にすることが望ましい。この位置関係にあるとき、繋ぎ片４５は、圧着バレル部４４とシールド導体接続部４３の間において露出する中心導体導通端子２０およびシールド電線Ｗの芯線Ｗ１を覆うことになる。なお、繋ぎ片４５は、底板部４１とは芯線Ｗ１を挟んで反対側の位置に有りさえすれば、シールド性能の向上を図ることができる。

また、シールド端子４０には、繋ぎ片４５が形成されることにより、底板部４１、圧着バレル部４４、シールド導体接続部４３、および繋ぎ片４５によって周囲を囲まれた孔である開放部４７が形成されている。本発明では、この開放部４７は必須ではない、つまり、開放部４７を埋めるように金属板を設けてもよい（言い換えれば、繋ぎ片４５の幅方向の端部が底板部４１まで延び、一体となってもよい）。しかし、開放部４７を埋めた状態で繋ぎ片４５を設けると、圧着バレル部４４およびシールド導体接続部４３を加締めた後、その内部の中心導体導通端子２０およびシールド電線Ｗの芯線Ｗ１との接続状態を視認することができない。このため、同軸ケーブル用コネクタ１０とシールド電線Ｗの組み付け後にその接続状態を視認するために開放部４７が設けられている。また、底板部４１には、このほかに作業スペースとして開口孔４９が設けられている。この開口孔４９もまた、同軸ケーブル用コネクタ１０とシールド電線Ｗの組み付け後にその接続状態を視認するために利用される。

なお、この繋ぎ片４５は、圧着バレル部４４とシールド導体接続部４３の間において露出する芯線Ｗ１および中心導体導通端子２０に対するシールド効果が最適となる幅寸法や形態（例えば、折り曲げ部）に形成される。また、繋ぎ片４５は複数本設けることもできる。

シールド端子４０は、導電性金属板４０Ａを、図３に示すようにプレス機で打ち抜いて成形したものからなる。導電性金属板４０Ａには、図３左側に平面部４２Ａが形成されており、平面部４２Ａを左右方向に（幅方向に）筒状に丸めることで、円筒部４２が形成される。その平面部４２Ａの幅方向の両端部には互いに嵌合する凹部４２Ｂおよび凸部４２Ｃが形成されている。また、導電性金属板４０Ａには、図３右側に底板部４１が形成されており、底板部４１の幅方向の両端部には圧着バレル部４４およびシールド導体接続部４３が形成されている。さらに、圧着バレル部４４とシールド導体接続部４３との間には、圧着バレル部４４の後端（挿通方向順側の端部）とシールド導体接続部４３の前端（シールド導体接続部逆側の端部）を架橋するように繋ぎ片４５が設けられている。さらに、シールド端子４０には、底板部４１、圧着バレル部４４、シールド導体接続部４３、および繋ぎ片４５によって周囲を囲まれた孔である開放部４７が形成されている。さらに、底板部４１には、その中央に開口孔４９が穿たれている。

本実施形態のシールド端子４０の圧着バレル部４４は、相補的な形状に形成された互いに点対称な関係を有する一対の圧着バレル部片に所定の折曲げ加工を施すことによって、絶縁部材３０に対する圧着前には図１に示すように互いに上方に向けて拡開した断面略Ｃ字形の形状を呈しているとともに、圧着後には図２に示すように、先端側の天井壁部４４Ｂ、４４Ｄが側壁部４４Ａ、４４Ｃに対して直角となるところまで、互いに折曲させて閉合させることで、天井壁部４４Ｂ、４４Ｄどうしが互いに干渉し合うことなく水平に連なった状態となる。

ここで、圧着直前までの圧着バレル部４４の圧着バレル部片について、さらに説明すると、図１に示すように、それぞれ、底板部４１から立ち上がる一対の側壁部４４Ａ、４４Ｃと、これらの側壁部４４Ａ、４４Ｃの上端から内側方向に傾斜する一対の天井壁部４４Ｂ、４４Ｄとを備えているとともに、側壁部４４Ａと天井壁部４４Ｂとの境界部分には、後述する本発明の圧着方法を確実に実行させて所望の作用を発揮させようにするために、凹状の溝４４Ｅを設けている。

側壁部４４Ａ、４４Ｃは、底板部４１の両側から上方に所定の第１角度（底板部４１に平行な水平方向に対して内方へ所定角度）だけ内側方向に立ち上がっており、その後の圧着作業の際に底板部４１に対して直角となる状態に折曲加工される。

天井壁部４４Ｂ、４４Ｄは、底板部４１と側壁部４４Ａ、４４Ｃとのそれぞれの境界部分から、一定長さだけ側壁部４４Ａ、４４Ｃの先端方向に向けて離れた部分に形成した前記溝を中心にして、互いに相手側の側壁部４４Ａ、４４Ｃに向けて所定の角度だけ傾斜させた状態に、折曲させて形成されている。天井壁部４４Ｂ、４４Ｄを形成するためのこの折曲加工については、予め、圧着加工を施す直前までの間に行うものであるが、その後の圧着加工の際には、図２に示すように底板部４１に対して平行な水平状態となるような、さらなる折曲加工が追加的に施される。

一方、第２の圧着バレル部としてのシールド導体接続部４３は、前述のように底板部４１の左右両端に側壁部４３Ａ、４３Ｂを上方に向ってＵ字状に立ち上げるように湾曲加工される。そして、この湾曲加工において側壁部４３Ａ、４３Ｂを上部で互いに重ね合わせるようにして、シールド導体Ｗ３の上に圧着される。

次に、シールド端子４０を絶縁部材３０および同軸ケーブルＷに装着する手順を説明する。
まず、シールド端子４０の底板部４１の左右方向（幅方向）の両側から上方に所定の角度だけ起立させるように側壁部４４Ａ、４４Ｃを折曲加工する。さらにその側壁部４４Ａ、４４Ｃの先端から一定長さ（例えば、底板部４１の幅方向の長さの半分よりも若干長い）だけ基端方向に戻った部位の前記凹溝（又は窪みでもよい）を中心にして、互いに相手側の側壁部４４Ａ、４４Ｃに向けて所定の角度だけ閉じる方向に折曲させる。また、側壁部４４Ａ、４４Ｃの先端側に予め天井壁部４４Ｂ、４４Ｄを形成する。これにより図１のような状態のシールド端子４０を形成される。

その後、図１に示す中心導体導通端子２０及び絶縁部材３０を取付けてあるシールド電線Ｗを、シールド端子４０の所定位置にセットする。特に、絶縁部材３０の先端部分は円筒部４２の所定位置に挿入させておく。次に、用意した各一のアンビル（図示しない）の上面に圧着バレル部４４およびシールド導体接続部４３をそれぞれ載置するとともに、この圧着バレル部４４およびシールド導体接続部４３を搭載したアンビルの上に圧着工具としてのクリンパを降下させる。

これにより、側壁部４４Ａ、４４Ｃが折り曲げられ、側壁部４３Ａ、４３Ｂが湾曲加工される。このとき、側壁部４４Ａ、４４Ｃは、底板部４１に対してこれに平行な水平方向よりも略９０度折曲された略直角となる状態まで、折曲加工される。一方、側壁部４３Ａ、４３Ｂは底板部４１とともに略Ｕ字状に湾曲加工される。

次に、クリンパにより圧着すべき絶縁部材３０に接触されるところまで、天井壁部４４Ｂ、４４Ｄを押圧しながら折曲していく。これにより、両天井壁部４４Ｂ、４４Ｄは、絶縁部材３０に接触し、側壁部４４Ａ、４４Ｃに対して略直角の角度まで折曲加工される。一方、別のクリンパによってシールド導体接続部４３の側壁部４３Ａ、４３Ｂの各先端を湾曲させていくと、各先端部が互いに上下に重なるように湾曲加工される。

さらに、絶縁部材３０およびシールド導体Ｗ３にそれぞれ接触する箇所を圧着させる方向へ折り曲げおよび湾曲させる。これによって、これまでの一連の加締め圧着作業を終了する。つまり、両天井壁部４４Ｂ、４４Ｄの先端部が、僅かであるがさらに下方へ折曲されるところで、これまでの一連の加締め圧着作業を終了する。

このように同軸ケーブルＷとシールド端子４０とは、図２に示すように組みつけられて、同軸ケーブル用コネクタが完成する。なお、かかる組付け作業においては、圧着バレル部４４およびシールド導体接続部４３が繋ぎ片４５に繋がれているため、側壁部４４Ａ、４４Ｃと天井壁部４４Ｂ、４４Ｄと、側壁部４３Ａ、４３Ｂとがこれらに対応する各アンビルおよびクリンパによって、互いに同時に押圧加工および湾曲加工されることとなる。

以上、本発明によれば、絶縁部材（誘電体）３０およびシールド導体Ｗ３を圧着する２つの圧着バレル部４４、４３間に連設された繋ぎ片４５は、圧着バレル部４４とシールド導体接続部４３の間において露出する中心導体導通端子２０およびシールド電線Ｗの芯線Ｗ１を覆うことにより、シールド機能を果たすことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１０ 同軸ケーブル用コネクタ
２０ 中心導体導通端子
２１ 電気接続部
３０ 絶縁部材
４０ シールド端子
４１ 底板部
４２ 円筒部
４３ シールド導体接続部（第２の圧着バレル部）
４４ 圧着バレル部（第１の圧着バレル部）
４４Ａ、４４Ｃ 側壁部
４４Ｂ、４４Ｄ 天井壁部
４４Ｅ 溝（又は窪み）
４５ 繋ぎ片
Ｗ 同軸ケーブル（シールド電線）
Ｗ１ 芯線（中心導体）
Ｗ２ 絶縁体
Ｗ３ シールド導体

Claims (2)

1. シールド電線の中心導体に接続される中心導体導通端子と、前記シールド電線のシールド導体と接続されるシールド端子と、前記中心導体導通端子とシールド端子との間に介在される絶縁部材とを備えた同軸ケーブル用コネクタであって、
   前記シールド端子は、底板部と、前記絶縁部材を加締めることにより該絶縁部材を保持する、前記底板部の幅方向の端部から立設された第１の圧着バレル部と、前記シールド導体を加締めることにより該シールド導体に接続される、前記底板部の幅方向の端部から立設された第２の圧着バレル部と、前記第１の圧着バレル部の端部と前記第２の圧着バレル部の端部を架橋する繋ぎ片と、を有し、
   前記繋ぎ片は、前記第１の圧着バレル部および前記第２の圧着バレル部が加締められた際に、前記中心導体と前記中心導体導通端子との接続部の略鉛直上に連設され、前記第１の圧着バレル部と前記第２の圧着バレル部の間において露出する前記中心導体導通端子および前記シールド電線の中心導体を覆う、
   ことを特徴とする同軸ケーブル用コネクタ。
2. 前記シールド端子には、前記底板部、前記第１の圧着バレル部、前記第２の圧着バレル部、および前記繋ぎ片によって囲まれた開放部が形成されている、
   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。

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