説明

同軸ケーブルコネクタ

【課題】低コスト且つ簡易な構造で中心ピンを固定でき、寒冷地で使用する際に中心ピンの同軸ケーブル側への引き込みを防ぎ、安定した電気的特性を維持することができる同軸ケーブルコネクタを提供する。
【解決手段】同軸ケーブル30の内部導体31が取り付けられると共に内部導体31と電気的に接続される中心ピン11と、中心ピン11を収容すると共に同軸ケーブル30の外部導体32と電気的に接続される筒状のシェル12と、中心ピン11に固定されると共に中心ピン11とシェル12とを電気的に絶縁するスペーサ13と、を備え、シェル12は、その内周面にスペーサ13に対して延出する突起部14を有し、突起部14は、スペーサ13を同軸ケーブル30と共にシェル12内に挿入するとスペーサ13と係合するものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、同軸ケーブルを機器に接続するための同軸ケーブルコネクタに係り、特に、寒冷地での使用に好適な同軸ケーブルコネクタに関するものである。
【背景技術】
【0002】
図5に示すように、従来、同軸ケーブルコネクタ50は、内部導体51の先端に中心ピン(コネクタ側内部導体)52が取り付けられた同軸ケーブル53をガイド54で保持し、これらをシェル(コネクタ側外部導体)55に嵌合させた構造となっている(特許文献1参照)。
【0003】
中心ピン52はスペーサ(絶縁体)56に保持されており、このスペーサ56によって中心ピン52とシェル55との間の電気的な絶縁を維持するようになっている。
【0004】
このような構造の同軸ケーブルコネクタ50は様々な環境下で使用されているが、最近では南極等の寒冷地で使用したいという要望がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−177107号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
同軸ケーブルコネクタ50を寒冷地で使用する場合、同軸ケーブルコネクタ50を構成する部材が熱収縮する。ここで特に問題となるのが、同軸ケーブル53の熱収縮である。
【0007】
同軸ケーブルコネクタ50の全長は50mm程度であるが、同軸ケーブル53の全長は数十メートルにも及ぶ場合がある。この場合、同軸ケーブルコネクタ50の熱収縮による長さの変化が同軸ケーブル53の長さの変化に比べて大きいため、同軸ケーブルコネクタ50と同軸ケーブル53との間で寸法がズレてしまう。
【0008】
同軸ケーブル53の外部導体57は、ガイド54に螺合して固定されているため熱収縮による寸法変動の影響を受けにくいが、内部導体51は、シェル55に収容されているだけであるのでその影響を大きく受けてしまう。
【0009】
つまり、従来の同軸ケーブルコネクタ50を寒冷地で使用する場合、同軸ケーブル53の内部導体51が熱収縮してしまうことによって、内部導体51に半田付けされた中心ピン52が同軸ケーブル53側に引き込まれてしまい、VSWR等の電気的特性を劣化させる問題がある。
【0010】
そのため、同軸ケーブルコネクタ50を寒冷地で使用するためには、中心ピン52が同軸ケーブル53側に引き込まれないようにしっかりと固定する必要がある。また、この中心ピン52の固定をできる限り低コスト且つ簡易な構造で実現することが望ましい。
【0011】
そこで、本発明の目的は、低コスト且つ簡易な構造で中心ピンを固定でき、寒冷地で使用する際に中心ピンの同軸ケーブル側への引き込みを防ぎ、安定した電気的特性を維持することができる同軸ケーブルコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この目的を達成するために創案された本発明は、同軸ケーブルの内部導体が取り付けられると共に前記内部導体と電気的に接続される中心ピンと、前記中心ピンを収容すると共に前記同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続される筒状のシェルと、前記中心ピンに固定されると共に前記中心ピンと前記シェルとを電気的に絶縁するスペーサと、を備え、前記シェルは、その内周面に前記スペーサに対して延出する突起部を有し、前記突起部は、前記スペーサを前記同軸ケーブルと共に前記シェル内に挿入すると前記スペーサと係合する同軸ケーブルコネクタである。
【0013】
前記スペーサは、その外周面に前記突起部に係合する溝部を有すると良い。
【0014】
前記突起部は、前記同軸ケーブルの先端側に位置すると共に前記シェルの内周側に起立する垂直面と、前記同軸ケーブルの中央側に位置すると共に前記シェルの内周面から前記垂直面の先端までを接続する斜面と、からなる直角三角形状の断面を有し、前記中心ピンの前記同軸ケーブル側への引き込みを防止すると良い。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、低コスト且つ簡易な構造で中心ピンを固定でき、寒冷地で使用する際に中心ピンの同軸ケーブル側への引き込みを防ぎ、安定した電気的特性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施の形態に係る同軸ケーブルコネクタを示す断面図である。
【図2】図1の同軸ケーブルコネクタに同軸ケーブルを接続した状態を示す断面図である。
【図3】図1の同軸ケーブルコネクタに接続される同軸ケーブルを示す側面図である。
【図4】図1の部分Aの拡大図である。
【図5】従来の同軸ケーブルコネクタを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【0018】
図1は本発明の好適な実施の形態に係る同軸ケーブルコネクタを示す断面図であり、図2は同軸ケーブルを接続した状態を示す断面図である。
【0019】
図1,2に示すように、本実施の形態に係る同軸ケーブルコネクタ10は、同軸ケーブル30の内部導体31が取り付けられると共に内部導体31と電気的に接続される中心ピン11と、中心ピン11を収容すると共に同軸ケーブル30の外部導体32と電気的に接続される筒状のシェル12と、中心ピン11に固定されると共に中心ピン11とシェル12とを電気的に絶縁するスペーサ13と、を備え、シェル12は、その内周面にスペーサ13に対して延出する突起部14を有し、突起部14は、スペーサ13を同軸ケーブル30と共にシェル12内に挿入するとスペーサ13と係合することを特徴とする。
【0020】
同軸ケーブル30は、図3に示すように、内部導体31と、内部導体31の外周に形成された絶縁層(発泡絶縁層)33と、絶縁層33の外周に設けられた外部導体32と、外部導体32の外周に形成されたシース34と、を有する。
【0021】
内部導体31は銅線からなり、例えば、−40℃の低温環境下において21mあたり6mm程度熱収縮する。この内部導体31を収容する中心ピン11は、その一部が筒状に形成され、その筒状の内部に内部導体31が収容される。中心ピン11に収容された内部導体31は、半田付け等によって固定され、これら中心ピン11と内部導体31とが電気的に接続される。
【0022】
中心ピン11は、フッ素樹脂やポリエチレンで形成されたスペーサ13で保持され、このスペーサ13によって中心ピン11とシェル12との間の間隔が維持されると共に電気的な絶縁が維持される。
【0023】
スペーサ13は、図4に示すように、その外周面に突起部14に係合する溝部15を有する。この溝部15は、スペーサ13の外周面に1周に亘って形成される。
【0024】
再び図1,2を参照し、外部導体32は、その表面に螺旋状の凹凸部を有し、この凹凸部が同軸ケーブル30を保持するための筒状のガイド16の内周面に形成された第1雌ネジ部17に螺合する雄ネジ部35となる。
【0025】
ガイド16は真鍮で形成され、その内部に弾性部材(例えば、ショア硬度50のシリコンゴム)で形成されたガスケット18を有する。
【0026】
ガスケット18には、その内周面に第1雌ネジ部17と連続形状をなすように第2雌ネジ部19が形成される。これにより、外部導体32の雄ネジ部35がガスケット18の第2雌ネジ部19からガイド16の第1雌ネジ部17にかけて連続的に螺合するようにされる。
【0027】
第1雌ネジ部17が形成されたガイド16の端部には、その内径を拡径する拡径部20が形成される。また、ガイド16の外周には、シリコンゴムで形成されたOリング21が設けられ、ガイド16とシェル12との間の気密を保つようにされる。
【0028】
なお、シェル12の内周面には図示しない雌ネジ部が形成されると共にガイド16の外周面には図示しない雄ネジ部が形成されており、これら雌ネジ部と雄ネジ部が螺合することで、シェル12にガイド16が嵌合するようになっている。
【0029】
シェル12は、その内部にガイド16が嵌合されるように構成される。また、シェル12の内周面には、ガイド16の拡径部20に向けて突出する突出部22が形成される。この突出部22と拡径部20との間に同軸ケーブル30の外部導体32が挟み込まれて固定されると共に、シェル12と外部導体32が電気的に接続されて同電位とされる。
【0030】
シェル12の外周には、機器側のコネクタに接続するための接続ナット23が設けられる。接続ナット23の内周にはストップリング溝24が形成され、このストップリング溝24に弾性力のあるC字形状のストップリング25が係合される。
【0031】
ストップリング溝24は、ストップリング25が係合されたときに、ストップリング25の内周側の一部が接続ナット23の内周面から突出するような深さに形成される。
【0032】
ストップリング25をシェル12の外周面に形成されたストップリング収容溝26の側面に引っかけるようにしてシェル12の外周に接続ナット23が配置される。これにより、接続ナット23が同軸ケーブル30の長手方向に対して固定されると共に回転自在にされる。
【0033】
ストップリング収容溝26は、その深さがストップリング25を押し込んだときにストップリング25が完全に収容されるような深さに形成される。
【0034】
接続ナット23の内周側に面するシェル12の端面には、機器側のコネクタに接続したときに両コネクタ間の気密を保つ弾性部材(例えば、ショア硬度40〜45のシリコンゴム)で形成されたガスケット27が設けられる。
【0035】
さて、本実施の形態に係る同軸ケーブルコネクタ10においては、シェル12の内周面にスペーサ13に対して延出する突起部14が形成される。
【0036】
この突起部14は、図4に示すように、同軸ケーブル30の先端側に位置すると共にシェル12の内周側に起立する垂直面41と、同軸ケーブル30の中央側に位置すると共にシェル12の内周面から垂直面41の先端までを接続する斜面42と、からなる直角三角形状の断面を有し、中心ピン11の同軸ケーブル30側への引き込みを防止するためのものである。なお、突起部14の形状は一例であり、本実施の形態で説明した形状に限定されるものではない。
【0037】
突起部14は、シェル12の内周面に1周に亘って形成されており、スペーサ13の外周面に形成された溝部15に係合される。なお、突起部14と溝部15は2周以上に亘って形成されていても良いし、部分的に形成されていても良い。
【0038】
また、本実施の形態では、シェル12の内周面に段差部43が形成されると共にスペーサ13の外周面に係止部44が形成され、スペーサ13を同軸ケーブル30と共にシェル12内に挿入していくと、スペーサ13の係止部44がシェル12の段差部43で係止され、同軸ケーブル30がそれ以上シェル12内に挿入されないようになっている。
【0039】
この同軸ケーブルコネクタ10を組み立てる際には、先ず、同軸ケーブル30を端末処理し、内部導体31と外部導体32とを順次露出させ、その内部導体31の先端部を中心ピン11に収容すると共に半田付け等により固定する。
【0040】
次いで、中心ピン11を取り付けた同軸ケーブル30を、ガスケット18が収容されると共にOリング21が取り付けられたガイド16に挿入する。そして、同軸ケーブル30の外部導体32で形成された雄ネジ部35を、ガスケット18の第2雌ネジ部19からガイド16の第1雌ネジ部17にかけて螺合し、同軸ケーブル30をガイド16に保持させ、さらに、中心ピン11の外周にスペーサ13を嵌め込んで固定する。
【0041】
その後、同軸ケーブル30が保持されたガイド16をガスケット27が設けられたシェル12に嵌合する。このとき、同軸ケーブル30の外部導体32の端部をラッパ状(テーパ状)に広げておき、この広げた端部をガイド16の拡径部20とシェル12の突出部22との間に挟み込むようにして嵌合する。この嵌合により、シェル12の突起部14がスペーサ13の溝部15に係合すると共に、スペーサ13の係止部44がシェル12の段差部43で係止され、同軸ケーブル30がその長手方向に動かないように固定される。
【0042】
最後に、ストップリング25を用いてシェル12の外周に接続ナット23を固定する。このとき、ストップリング25をシェル12のストップリング収容溝26に押し込んで収容し、この状態で接続ナット23にシェル12を嵌合する。シェル12と接続ナット23との嵌合が進むと、ストップリング溝24とストップリング収容溝26の位置が一致し、ストップリング収容溝26に収容されたストップリング25がその弾性力によって拡径し、ストップリング溝24に係合する。これにより、シェル12と接続ナット23との位置関係が固定され、同軸ケーブルコネクタ10が組み立てられる。
【0043】
なお、同軸ケーブルコネクタ10の組立手順は一例であり、本実施の形態で説明した組立手順に限定されるものではない。
【0044】
以上説明したような同軸ケーブルコネクタ10によれば、同軸ケーブル30の内部導体31が熱収縮しても、シェル12の内周面にスペーサ13に対して延出する突起部14が形成されているため、スペーサ13を介して中心ピン11をシェル12に対して固定することができる。即ち、シェル12の内周面にスペーサ13に対して延出する突起部14を形成するという低コスト且つ簡易な構造で中心ピン11を固定でき、中心ピン11の同軸ケーブル30側への引き込みを防ぎ、安定した電気的特性を維持することができる。
【0045】
なお、本実施の形態においては、突起部14を溝部15に係合させることで、中心ピン11の同軸ケーブル30側への引き込みを防止するものとしたが、突起部14をスペーサ13の挿入方向後端側の側面(同軸ケーブル30の中央側に位置する端面)に当接させることで突起部14とスペーサ13を係合させ、これによって同軸ケーブル30側へのスペーサ13の動きを規制するようにしても良い。
【実施例】
【0046】
前述した同軸ケーブルコネクタ10において、シェル12の内周面に形成された突起部14の高さをパラメータとし、中心ピン11に接続ナット23側から力を加え、シェル12から中心ピン11(スペーサ13)が抜けたときの荷重の大きさを測定した。その結果を表1に示す。
【0047】
【表1】

【0048】
表1より、突起部14の高さを高くするにつれて中心ピン11が抜けにくくなり、機械的特性が向上していることが分かる。
【0049】
ところが、突起部14の高さを高くするにつれてインピーダンス整合のズレが大きくなるため、電気的特性が若干悪くなる。
【0050】
従って、機械的特性と電気的特性とはトレードオフの関係になっており、同軸ケーブルコネクタ10の使用環境によってその関係を適宜最適化することが好ましい。
【0051】
例えば、−40℃の寒冷地において、中心ピン11が内部導体31の熱収縮により受ける力は130Nになるため、表1を参照すると突起部14の高さは0.10mm以上とすることが好ましく、少しでも電気的特性が良いものを採用するとなると0.10mmのものを選択することが好ましい。
【0052】
このように、突起部14の高さの最適条件は、同軸ケーブルコネクタ10の使用環境、ケーブル条長により、内部導体31の熱収縮による引張荷重が異なってくるため、顧客仕様に合うように、臨機応変に適用していくことになる。
【符号の説明】
【0053】
10 同軸ケーブルコネクタ
11 中心ピン
12 シェル
13 スペーサ
14 突起部
30 同軸ケーブル
31 内部導体
32 外部導体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
同軸ケーブルの内部導体が取り付けられると共に前記内部導体と電気的に接続される中心ピンと、
前記中心ピンを収容すると共に前記同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続される筒状のシェルと、
前記中心ピンに固定されると共に前記中心ピンと前記シェルとを電気的に絶縁するスペーサと、
を備え、
前記シェルは、その内周面に前記スペーサに対して延出する突起部を有し、
前記突起部は、前記スペーサを前記同軸ケーブルと共に前記シェル内に挿入すると前記スペーサと係合することを特徴とする同軸ケーブルコネクタ。
【請求項2】
前記スペーサは、その外周面に前記突起部に係合する溝部を有する請求項1に記載の同軸ケーブルコネクタ。
【請求項3】
前記突起部は、前記同軸ケーブルの先端側に位置すると共に前記シェルの内周側に起立する垂直面と、前記同軸ケーブルの中央側に位置すると共に前記シェルの内周面から前記垂直面の先端までを接続する斜面と、からなる直角三角形状の断面を有し、前記中心ピンの前記同軸ケーブル側への引き込みを防止する請求項1又は2に記載の同軸ケーブルコネクタ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−226859(P2012−226859A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−90957(P2011−90957)
【出願日】平成23年4月15日(2011.4.15)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】