JP7379085B2 - 圧着部構造 - Google Patents

Description

本発明は、シールドケーブル（同軸ケーブルを含む）の、シールドとして用いられる外部導体に接地コンタクトが圧着接続された圧着部の構造に関する。

シールドケーブルは、芯線と、その芯線を取り巻く絶縁層と、その絶縁層を取り巻く外部導体とを有する。このため、このシールドケーブルの端部が接続されるコネクタも、芯線と接続される信号コンタクトと、その信号コンタクトから離間してその信号コンタクトを取り巻く接地コンタクトとを有する。

特許文献１には、同軸ケーブルの端部に取り付けられる誘電体、誘電体の前半部をカバーする導電性のソケットハウジング、誘電体およびソケットハウジングの外周に配置された、同軸ケーブルの外部導体、および外部導体を圧着するフェルールからなる圧着部を備えたコネクタが開示されている。

特開昭５６－６１７７４号公報

伝送すべき信号がますます高速化（高周波数化）されてきている。この高速（高周波）の信号を効率よく伝送するには、シールドケーブルと、そのシールドケーブルの端部に接続されたコネクタとの間のインピーダンスが整合している必要がある。これらの間のインピーダンスが不整合だと信号の反射が生じ、信号の伝送効率が低下する。これらの間のインピーダンスを整合させるには、シールドケーブルの芯線と外部導体との間の半径方向の 距離を維持したまま、コネクタの信号コンタクトと接地コンタクトに接続する必要がある。

ここで、仮に、シールドケーブルの外部導体と接地コンタクトとを特に対策をとらずに圧着する。すると、シールドケーブルの誘電体が縮径してしまい、芯線と外部導体あるいは接地コンタクトとの間の半径方向の距離が縮んでインピーダンスの不整合が生じることになる。

上掲の特許文献１のコネクタの場合、外部導体の内側に誘電体物質やソケットハウジングを配置して縮径を防いでいる。しかし、この特許文献１のコネクタの場合、導電性のソケットハウジングが途中位置まで入り込んでいる。このため、芯線（特許文献１にいう内部導中心軸と、外部導体あるいはソケットハウジングとの間の半径方向の距離が一定ではなく、インピーダンスの不整合が生じるおそれが高い。

本発明は、インピーダンスを整合させた圧着部を有する圧着部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の圧着部構造は、
芯線と芯線を取り巻いて円筒形に延びる絶縁層と絶縁層を取り巻いて円筒形に延びる外部導体と外部導体を覆って円筒形に延びる外皮とを有するシールドケーブルの先端部の、外皮が取り除かれて剥き出しになった外部導体の先端部分の内側に絶縁性フェルールが配置され、外部導体の先端部分と、その先端部分の外周に配置された接地コンタクトとが、外部導体の先端部分が外部導体の外皮に覆われた部分と同一径となるように圧着された圧着部を有することを特徴とする。

ここで、本発明にいうシールドケーブルは、同軸ケーブルを含む広義の概念である。

本発明の圧着部構造の場合、外部導体の内側に絶縁性フェルールが配置されている。これにより、芯線と、外部導体あるいは接地コンタクトとの間の距離が確保され、インピーダンスが整合する。

上記の絶縁性フェルールは、シールドケーブルの先端部の絶縁層を取り巻いて、外部導体の先端部分が外部導体の外皮の覆われた部分と同一径となるように絶縁層の径を縮めていてもよい。あるいは、先端部における絶縁層が取り除かれ、絶縁性フェルールが、先端部の芯線を取り巻いていてもよい。

これらのいずれの場合も、芯線と、外部導体あるいは接地コンタクトとの間の距離を確保してインピーダンスを整合させることができる。

上記絶縁性フェルールは、具体的には、略円筒形を有し、略円筒形の周回方向１箇所において、略円筒形の中心軸と平行に延びて略円筒形の内周と外周との間を切断した切断部を有していてもよい。

あるいは、絶縁性フェルールは、双方合わせて略円筒形となるように中心軸と平行に２分割されていてもよい。

さらには、絶縁性フェルールは、双方合わせて略円筒形となるように中心軸と平行に２分割されて周回方向２箇所に分割部が形成されるとともに一方の分割部がヒンジで接続された形状を有していてもよい。

圧着部における、シールドケーブルの芯線を取り巻く絶縁層を残す場合、その絶縁層を接地コンタクトの内側に配置するために接地コンタクトを一旦広げる必要がある。接地コンタクトを広げるにあたり、上記の切断部を形成してもよく、２分割されていてもよく、あるいは、上記のヒンジで接続された構造の接地コンタクトとしてもよい。

あるいは、絶縁性フェルールは、コイル状に卷回された形状を有していてもよい。

コイル状に卷回された形状の場合、シールドケーブルの絶縁層の周囲を取り巻いたのでは圧着により縮径することが考えられる。ただし、その絶縁層を取り除き芯線のみを取り巻く場合は、コイル状に卷回された形状の絶縁性フェルールであってもよい。圧着前におけるコイルの内径寸法を芯線の外径寸法よりも大きくしておいて、芯線をコイルに挿し込みやすくすることで、作業性が向上する。

あるいは、絶縁層を取り除き芯線のみを取り巻く場合は、単純な円筒形の絶縁性フェルールであってもよい。

この場合、コイル状に卷回された形状の絶縁性フェルールと比べると作業性が低下するが、低コストの絶縁性フェルールとすることができる。

以上の本発明によれば、インピーダンスを整合させた圧着部を有する圧着部構造が実現する。

発明の一実施形態としての、圧着前の圧着部構造を示した分解斜視図（Ａ）および圧着後の形状を示した斜視図（Ｂ）である。 図１（Ｂ）の矢印Ｘ－Ｘに沿う断面斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。 図１（Ｂ）の矢印Ｙ１－Ｙ１の沿う断面図（Ａ）と、図１（Ｂ）の矢印Ｙ２－Ｙ２に沿う断面図（Ｂ）である。 第２例のフェルールの断面図（Ａ）と、この第２例のフェルールを採用したときの圧着部の断面図（Ｂ）である。 第３例のフェルールの断面図（Ａ）と、第４例のフェルールの断面図（Ｂ）である。 それぞれ第５例（Ａ）および第６例（Ｂ）のフェルールを含む、圧着前の圧着部構造を示した分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての、圧着前の圧着部構造を示した分解斜視図（Ａ）および圧着後の形状を示した斜視図（Ｂ）である。

また、図２は、図１（Ｂ）の矢印Ｘ－Ｘに沿う断面斜視図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。

さらに、図３は、図１（Ｂ）の矢印Ｙ１－Ｙ１の沿う断面図（Ａ）と、図１（Ｂ）の矢印Ｙ２－Ｙ２に沿う断面図（Ｂ）である。

図１（Ａ）には、シールドケーブル１０と、第１例としてのフェルール２０Ａと、接地コンタクト３０が示されている。

シールドケーブル１０は、図３（Ａ）にその断面が示されている通り、芯線１１と、その芯線１１を取り巻く絶縁層１２と、その絶縁層１２を取り巻く外部導体１３と、その外部導体１３を覆う外皮１４とで構成されている。芯線１１と外部導体１３は導電性を有し、絶縁層１２と外皮１４は絶縁性を有する。絶縁層１２は、比誘電率が１．０～２．０程度の発泡ポリエチレン、架橋ポリエチレン、架橋発泡ポリエチレン、架橋発泡ポリオレフィン、あるいはポリプロピレン製である。この図１（Ａ）では、芯線１１の先端部１１ａが剥き出しにされている。この芯線１１には信号コンタクトに圧着されるが、信号コンタクトは本実施形態の特徴ではなく、ここでは図示を省略している。この図１（Ａ）ではさらに、外部導体１３の先端部１３ａが円錐状に広げられて、絶縁層１２の先端部１２ａが露出している。

また、フェルール２０Ａは、絶縁性を有する。この図１（Ａ）に示すフェルール２０Ａには、円筒形の周回方向１箇所に切断部２１が形成されている。この切断部２１は、中心軸と平行全長に延びていて、略円筒形の内周と外周との間を切断している。このフェルール２０Ａは、その切断部２１で、その円筒形が広げられた形状を有する。

また、接地コンタクト３０は、フェルール２０Ａを覆う後部３１が広げられている。

図１（Ａ）のように広げられたフェルール２０Ａがシールドケーブル１０の絶縁層１２に被せられ、その周囲に外部導体１３が置かれ、さらにその外部導体１３を取り巻くように接地コンタクト３０が配置される。そして、圧着されて、図１（Ｂ）に示す形状となる。

この圧着により形成された圧着部４０は、図３（Ｂ）に示すように、内側から順に、芯線１１、絶縁層１２、フェルール２０Ａ、外部導体１３、および接地コンタクト３０が配置されている。そして、図２に示すように、あるいは、図３（Ａ）と図３（Ｂ）を比較すると分かるように、圧着により絶縁層１２が縮径しており、その縮径した厚み部分を補うようにフェルール２０Ａが配置されている。

本実施形態では、フェルール２０Ａをこのように配置して、シールドケーブル１０と圧着部４０との間のインピーダンスを整合させている。これにより、圧着部４０での信号の反射が抑えられ、高速信号伝送に適した構造となっている。

以下、フェルールの各種の例について説明する。

図４は、第２例のフェルールの断面図（Ａ）と、この第２例のフェルールを採用したときの圧着部の断面図（Ｂ）である。

この第２例のフェルール２０Ｂは、双方合わせて略円筒形となるように中心軸と平行に２分割されて、周回方向２箇所に分割部２１ａ，２１ｂが形成されている。

２分割されたフェルール２０Ｂを採用すると、圧着の際の作業性が向上する。

図５は、第３例のフェルールの断面図（Ａ）と、第４例のフェルールの断面図（Ｂ）である。

図５（Ａ）に示した第３例のフェルール２０Ｃは、図４（Ａ）の第２例のフェルール２０Ｂと同様、双方合わせて略円筒形となるように中心軸と平行に２分割されて周回方向２箇所に分割部２１ａ，２１ｂが形成されている。ただし、この第３例のフェルール２０Ｃの場合、さらに、一方の分割部２１ｂがヒンジ２２で接続された形状を有する。

このように、２分割された双方をヒンジ２２で繋いでおくと、単に２分割されたフェルールよりも圧着の際の作業性がさらに向上する。

また、図５（Ｂ）に示した第４例のフェルール２０Ｄは、これも図４（Ａ）の第２例のフェルール２０Ｂと同様、双方合わせて略円筒形となるように中心軸方向に２分割されて周回方向２箇所に分割部２１ａ，２１ｂが形成されている。この第４例のフェルール２０Ｄにはさらに、各分割部２１ａ，２１ｂに、互いに嵌め合わされる突起２３と穴２４とからなる凹凸構造が形成されている。このような凹凸構造を形成しておくと各分割部を仮固定でき、単に２分割されたフェルールよりも圧着の際の作業性がさらに向上する。

図６は、それぞれ第５例（Ａ）および第６例（Ｂ）のフェルールを含む、圧着前の圧着部構造を示した分解斜視図である。ここでは、図１（Ａ）に示した圧着部構造との相違点について説明する。

図６（Ａ）に示すシールドケーブル１０は、絶縁層１２の先端部１２ａ（図１（Ａ）参照）が取り除かれ、外部導体１３の広げられた先端部１３ａと、芯線１１とが直接に対面している。

この図６（Ａ）に示す第５例のフェルール２０Ｅは、単純な円筒形を有する。そして、このフェルール２０Ｅの円筒の内径は、シールドケーブル１０の芯線１１がちょうど挿し込まれるだけの径となっている。フェルール２０Ｅの外径は、図２（Ｂ）あるいは図３（Ｂ）に示した、圧着後の第１例のフェルール２０Ａの外径と略同一である。この図６（Ａ）における接地コンタクト３０は、図１（Ａ）と同様である。

すなわち、この第５例のフェルール２０Ｅの場合、圧着部４０には、絶縁層１２は存在せず、図２（Ｂ）あるいは図３（Ｂ）に示した圧着部４０の絶縁層１２とフェルール２０Ａの双方が、このフェルール２０Ｅに置き換えられる。このように、圧着部４０における、シールドケーブル１０の芯線１１を取り巻く絶縁層１２が取り除かれ、フェルール２０Ｅが、シールドケーブル１０の芯線１１を直接に取り巻いていてもよい。

また、図６（Ｂ）に示す第６例のフェルール２０Ｆは、コイル状に卷回された形状を有する。このコイルの内径は芯線１１よりも大きめの径となっている。図６（Ｂ）におけるシールドケーブル１０および接地コンタクト３０は、図６（Ａ）と同様である。

この図６（Ｂ）の第６例のフェルール２０Ｆは、圧着により、その内面が芯線１１と接するまで縮径する。この第６例のフェルール２０Ｆは、圧着前の内径が芯線１１の外径よりも大きく、したがってこのフェルール２０Ｆ内に芯線１１を挿し込みやすく、圧着の際の作業性が向上する。

以上の各例に示すように、本実施形態では、絶縁性のフェルールを配置することにより、インピーダンスの整合させている。

１０ シールドケーブル
１１ 芯線
１２ 絶縁層
１３ 外部導体
２０Ａ，２０Ｂ,２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ フェルール
２１ 切断部
２１ａ，２１ｂ 分割部（切断部）
２２ ヒンジ
２３ 突起（凹凸構造）
２４ 穴（凹凸構造）
３０ 接地コンタクト
４０ 圧着部

Claims (8)

1. 芯線と該芯線を取り巻いて円筒形に延びる絶縁層と該絶縁層を取り巻いて円筒形に延びる外部導体と該外部導体を覆って円筒形に延びる外皮とを有するシールドケーブルの先端部の、該外皮が取り除かれて剥き出しになった該外部導体の先端部分の内側に絶縁性フェルールが配置され、該外部導体の先端部分と、該先端部分の外周に配置された接地コンタクトとが、該先端部分が該外部導体の該外皮に覆われた部分と同一径となるように圧着された圧着部を有することを特徴とする圧着部構造。
2. 前記絶縁性フェルールが、前記先端部の絶縁層を取り巻いて、前記外部導体の先端部分が該外部導体の該外皮の覆われた部分と同一径となるように該絶縁層の径を縮めていることを特徴とする請求項１に記載の圧着部構造。
3. 前記先端部における前記絶縁層が取り除かれ、前記絶縁性フェルールが、前記先端部の芯線を取り巻いていることを特徴とする請求項１に記載の圧着部構造。
4. 前記絶縁性フェルールが、略円筒形を有し、該略円筒形の周回方向１箇所において、該略円筒形の中心軸と平行に延びて該略円筒形の内周と外周との間を切断した切断部を有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の圧着部構造。
5. 前記絶縁性フェルールが、双方合わせて略円筒形となるように中心軸と平行に２分割されていることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の圧着部構造。
6. 前記絶縁性フェルールが、双方合わせて略円筒形となるように中心軸方向に２分割されて周回方向２箇所に分割部が形成されるとともに一方の分割部がヒンジで接続された形状を有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の圧着部構造。
7. 前記絶縁性フェルールが、双方合わせて略円筒形となるように中心軸と平行に２分割されて周回方向２箇所に分割部が形成されるとともに、各分割部に互いに嵌め合わされる凹凸構造を有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の圧着部構造。
8. 前記絶縁性フェルールが、コイル状に卷回された形状を有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の圧着部構造。

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