(57)【要約】【課題】従来から使用されているＢＮＣコネクタやＤＩＮコネクタ等の低価格性や取付けの容易性を維持しつつ、次世代インターフェース標準規格に適合するケーブル及びコネクタの接続構造を提供すること。【解決手段】ケーブル及びコネクタの接続構造について、ケーブルは、少なくとも内部導体、誘電体、外部導体から構成される同軸ケーブルであり、コネクタは、少なくとも中心コンタクト、インサートスリーブ、コネクタ本体から構成されるコネクタであり、ケーブルの外部導体、及び、コネクタのインサートスリーブ間は、導電部材で充填されていることを特徴とする。【選択図】図１
2019033004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル及びコネクタの接続構造について、
該ケーブルは、少なくとも内部導体、誘電体、外部導体から構成される同軸ケーブルであり、
該コネクタは、少なくとも中心コンタクト、インサートスリーブ、コネクタ本体から構成されるコネクタであり、
該ケーブルの外部導体、及び、該コネクタのインサートスリーブ間は、導電部材で充填されていることを特徴とする、請求項１に記載のケーブル及びコネクタの接続構造。
【請求項２】
該コネクタはＢＮＣコネクタ及び／又はＤＩＮコネクタであることを特徴とする、請求項１に記載のケーブル及びコネクタの接続構造。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれか１項に記載の接続構造を有するコネクタ付きケーブル。
【請求項４】
ケーブル及びコネクタの接続部における特性インピーダンスが５０±４Ω又は７５±４Ωであることを特徴とする、請求項３に記載のコネクタ付きケーブル。
【請求項５】
ケーブル及びコネクタの接続部における反射損失が、周波数０〜５００ＭＨｚにおいて２０ｄＢ以上、周波数５００ＭＨｚ〜３．２ＧＨｚにおいて１５ｄＢ以上、周波数３．２ＧＨｚ〜６．２ＧＨｚにおいて１２ｄＢ以上であることを特徴とする、請求項３に記載のコネクタ付きケーブル。
【請求項６】
ケーブル及びコネクタの接続部における引張強度が２００Ｎ以上であることを特徴とする、請求項３に記載のコネクタ付きケーブル。
【請求項７】
ケーブルを構成する誘電体の材料が、ふっ素樹脂であることを特徴とする、請求項３に記載のコネクタ付きケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速通信用ケーブル、特に、マシンビジョン用デジタルカメラインターフェースケーブルに使用されるケーブル及びコネクタの接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マシンビジョン用デジタルカメラインターフェースケーブルとしては、例えば画像検査装置等の画像処理システムにおいて、機器本体、表示モニター、カメラ、操作部、モデムや計測機器の通信機器等の、電子機器間接続に使用されている。
【０００３】
これらのデジタルカメラインターフェースケーブルは、Ｃａｍｅｒａ  Ｌｉｎｋ（ＨＳ）、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ、ＧｉｇＥ  Ｖｉｓｉｏｎ、ＵＳＢ３  Ｖｉｓｉｏｎ等のインターフェース標準規格に基づき設計されている。
【０００４】
デジタルカメラインターフェースケーブル用コネクタとしては、例えばＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格（ＣＸＰ６、伝送速度６．２５Ｇｂｐｓ）では、ＢＮＣコネクタやＤＩＮコネクタが一般的に使用されている。
【０００５】
ＢＮＣコネクタやＤＩＮコネクタは、比較的簡易な構造のため安価であり、ケーブルへの取付け作業も容易なことから、従来から多用されている。
【０００６】
特許文献１では、同軸ケーブルとＢＮＣコネクタとの接続箇所において、同軸ケーブルの網状導電層を一部捲り折り返して積層し、その周回りにスリーブ継手を配置し絞り加工し、締付け挟持する構造が示されている。
【０００７】
しかしながら、近年、画像の高画質化、及び、高速通信化が進み、インターフェース標準規格の規格値、すなわち、高周波における伝送速度等が益々厳しくなる中、従来のＢＮＣコネクタやＤＩＮコネクタ等の構造では、高周波における電気特性の悪化が深刻であり、次世代インターフェース規格に適合できないという問題が生じている。
【０００８】
すなわち、ＢＮＣコネクタやＤＩＮコネクタにおいて、ケーブルの外部導体及びコネクタ部品の接続方法はカシメ固定が一般的であるが、高周波で使用する場合は特に、接続部で生じる特性インピーダンスの乱れが、電気特性の悪化の原因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−６５９１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、従来から使用されているＢＮＣコネクタやＤＩＮコネクタ等の低価格性や取付けの容易性を維持しつつ、次世代インターフェース標準規格に適合するケーブル及びコネクタの接続構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
【００１２】
（１）ケーブル及びコネクタの接続構造について、ケーブルは、少なくとも内部導体、誘電体、外部導体から構成される同軸ケーブルであり、コネクタは、少なくとも中心コンタクト、インサートスリーブ、コネクタ本体から構成されるコネクタであり、ケーブルの外部導体、及び、コネクタのインサートスリーブ間は、導電部材で充填されていることを特徴とする。
（２）好ましくは、コネクタはＢＮＣコネクタ又はＤＩＮコネクタであることを特徴とする。
（３）好ましくは、ＴＤＲインピーダンスが５０±４Ω又は７５±４Ωであることを特徴とする。
（４）好ましくは、ケーブル及びコネクタの接続部における反射損失が、周波数０〜５００ＭＨｚにおいて２０ｄＢ以上、周波数５００ＭＨｚ〜３．２ＧＨｚにおいて１５ｄＢ以上、周波数３．２ＧＨｚ〜６．２ＧＨｚにおいて１２ｄＢ以上であることを特徴とする。
（５）好ましくは、ケーブル及びコネクタの接続部における引張強度が２００Ｎ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のケーブル及びコネクタの接続構造は、以下に示す優れた効果を有する。
（１）ケーブルの外部導体及びコネクタのインサートスリーブ間が導電部材で充填されているため、従来のカシメ固定と比べ、高周波での使用において、接続部での電気的乱れ、特に特性インピーダンスの乱れを格段に抑えられる。
（２）特性インピーダンスが安定することで、接続部における減衰特性、反射損失等の安定化に寄与する。
（３）電気特性に優れるため、長尺化に伴う減衰特性悪化の影響を抑えられるため、結果としてケーブルの長尺化が可能となる。
（４）引張強度についても、従来技術（カシメ固定）と比べて大きいため、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のＢＮＣコネクタの一例を示す。
【図２】本発明のＤＩＮコネクタの一例を示す。
【図３】本発明と従来技術のコネクタ付きケーブルの電気特性（特性インピーダンス）を示す。
【図４】本発明と従来技術のコネクタ付きケーブルの電気特性（減衰特性）を示す。
【図５】本発明と従来技術のコネクタ付きケーブルの電気特性（反射損失）を示す。
【図６】本発明と従来技術のコネクタ付きケーブルの電気特性（導体抵抗）、及び、引張強度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のケーブル及びコネクタの接続構造について図１を参照しながら述べる。
図１は本発明のＢＮＣコネクタ、図２は本発明のＤＩＮコネクタである。
１はコネクタ、２はコネクタ本体、３は中心コンタクト、４はスペーサー、５はインサートスリーブである。
【００１６】
コネクタに接続されるケーブルの構成としては、少なくとも、内部導体、誘電体、外部導体からなり、さらにケーブルの保護目的でジャケットが施されてもよく、その構造や材質等は特に限定されない。
【００１７】
ケーブルの誘電体の材質について、デジタルカメラインターフェースケーブルとしては、従来からポリエチレンやポリ塩化ビニル等が多用されており、特に限定されないが、高周波での使用を鑑み、電気特性に優れるふっ素樹脂がより好ましい。
【００１８】
さらに、ふっ素樹脂は、耐熱性においても優れるため、コネクタ付け作業の中で、はんだ等の導電部材の利用が可能となる。すなわち、カシメ固定に限定されることなく、高温加熱を有する種々の導電部材の利用が可能となる。
【００１９】
ケーブルの外部導体について、材質は特に限定されないが、例えば金属素線、導電性テープ等が挙げられる。
構成についても特に限定されないが、例えば金属素線の編組構造、螺旋巻き構造、あるいは導電性テープの縦添え構造、螺旋巻き構造等であり、用途に応じて適宜選択される。
【００２０】
コネクタ１は少なくとも、コネクタ本体２、中心コンタクト３、インサートスリーブ５から構成されるが、その構造は特に限定されない。図１では、スペーサー４が、中心コンタクト３及びインサートスリーブ５間に使用される。スペーサー４はふっ素樹脂等の高分子材料（インシュレータとも呼ばれる）の他、同様の目的でエアギャップ（数ｍｍの隙間）を設けてもよい。
【００２１】
中心コンタクト３とは、ケーブルの内部導体を挿入し、一体化される部品である。一体化の方法としては、かしめ、圧入の他、中心コンタクト３内にはんだ等の導電部材を充填し、隙間のないように接合する方法があり、耐久性の観点で導電部材による接合が好ましい。
【００２２】
インサートスリーブ５とは、ケーブルの外部導体の周回りを覆うように設置され、コネクタ本体２への取付けを可能とする部品である。本発明の特徴として、ケーブルの外部導体とインサートスリーブ間に導電部材を充填して固定することが挙げられる。
【００２３】
ケーブル及びコネクタの接続部を保護する目的において、熱収縮チューブ、あるいは、インサート成型により保護部材を施すなどしてもよい。これにより、使用時の耐屈曲性の改善に寄与する。
【００２４】
防水及び防塵の目的においては、ケーブル及びコネクタの接続部にインサート成型により保護部材を施す、あるいは、コネクタ内にゴム製のＯリングを施すなど、適宜選択される。
【００２５】
コネクタの材質は特に限定しないが、黄銅、鉄、ＳＵＳ等挙げられ、これらの主材料にニッケルや金等のメッキが施される。特に、中心コンタクト３及びインサートスリーブ５は、はんだ性の観点より、黄銅に金メッキを施すコネクタが好ましい。耐腐食性の観点で、さらに好ましくは、金メッキの厚さは０．１μｍ以上である。
【００２６】
コネクタの種類は特に限定しないが、コスト、取付け容易性の点で、ＢＮＣコネクタ、ＤＩＮコネクタが好ましい。例えばＢＮＣコネクタは、さらに小型化されたＨＤ−ＢＮＣを含み、特に限定されない。
【００２７】
ここで、ＢＮＣコネクタ及びＤＩＮコネクタについて、詳細を述べる。
ＢＮＣコネクタ及びＤＩＮコネクタの使用周波数帯域は、一般的に５０Ω系では〜４ＧＨｚ程度、７５Ω系では〜１ＧＨｚ程度である。
従来、ＢＮＣコネクタ及びＤＩＮコネクタの使用周波数帯域については、より高周波での使用が想定されておらず、コネクタにおける電気特性損失への配慮は不要であった。
【００２８】
従来のデジタルカメラインターフェース標準規格下でのＢＮＣコネクタ及びＤＩＮコネクタの使用については、測定周波数は３．１２５ＧＨｚ（ＣｏａＸＰｒｅｓｓ規格：ＣＸＰ６）であるが、従来技術のコネクタでも大きな問題なく使用可能であった。
【００２９】
しかし、次世代インターフェース標準規格においては、より高周波での使用が想定されており、デジタルカメラインターフェース用ケーブルとしても、より高周波帯域において、高画質（大容量）かつ高速のデジタル通信が可能なものが切望されるようになった。
【００３０】
本発明は、ＢＮＣコネクタ及びＤＩＮコネクタであっても、特に、次世代インターフェース標準規格で想定される少なくとも３ＧＨｚ以上での使用に適合するものである。
【００３１】
すなわち、本発明の特徴は、ケーブルの外部導体、及び、コネクタのインサートスリーブ５間は、導電部材にて充填されることであり、その結果、ケーブル及びコネクタ間の接続構造の電気特性の悪化を防止するものである。
【００３２】
導電部材は例えばはんだであるが、特に限定されない。
はんだの材質については特に限定されないが、鉛及び錫の共晶はんだ、錫、銀及び銅からなる鉛フリーはんだ、その他、亜鉛、ビスマス、インジウムを含むはんだ等が挙げられる。環境に配慮し鉛フリーはんだが好ましいが、融点が高い問題がある。本発明において、誘電体にふっ素樹脂を用いる場合、鉛フリーはんだを用いることが可能となり、さらに好ましい。
導電部材の量については特に限定されず、ケーブルの外部導体、及び、コネクタ部品が接合されれば良いが、隙間が少なくなるよう充填されることが好ましい。
ケーブルの外部導体、及び、コネクタ部品間の接合部に隙間があると、その部分の特性インピーダンスは局所的に低くなる。そのような電気的な不整合部分では、伝送信号の反射損失が増大し、減衰特性も悪化することとなる。
本発明の場合、ケーブルの外部導体、及び、コネクタ部品の接合部の隙間は最小限に抑えられるため、接合部であっても特性インピーダンスの変化が小さく、電気特性の安定化に寄与する。そのため、導電部材は隙間なく密に充填されることがより好ましい。
【００３３】
以下、ケーブル及びコネクタの接続方法の一例について、順を追って説明する。
【００３４】
（１）ケーブルは、内部導体、誘電体、外部導体を所定の長さにストリップする。ストリップ後、必要に応じて、外部導体は予めはんだを施す（予備はんだ）。
（２）コネクタの中心コンタクト３に、ケーブルの内部導体を差込み固定する。固定方法はカシメでも良いが、接合部の隙間を最小にし、電気的不整合を防止、高周波における電気特性を確保する目的で、はんだ付けが好ましい。必要に応じて、中心コンタクト３とインサートスリーブ５の間にスペーサー４を施してもよい。
（３）コネクタのインサートスリーブ５に、ケーブルを差込み、ケーブルの外部導体の周囲、すなわち、ケーブルとインサートスリーブ５間に、導電部材を充填して固定する。
（４）コネクタ本体２を装着、固定する。固定方法は、特に限定されず、ねじ込み、かしめ、はんだによる接合等挙げられるが、細線化及び生産性の観点で、ねじ込みやかしめがより好ましい。
【００３５】
本発明の接続構造を有するコネクタ付きケーブルの特性について、以下に示す。
【００３６】
ケーブル及びコネクタ接合部の特性インピーダンスについて、特に限定しないが、好ましくは５０±４Ω又は７５±４Ωである。減衰特性や反射損失等の電気特性の安定化の観点で、より好ましくは５０±３Ω又は７５±３Ω、最も好ましくは５０±２Ω又は７５±２Ωである。
本発明の接続構造では、ケーブル及びコネクタ接合部における隙間を最小にし、電気的不整合を防止するため、特性インピーダンスのばらつきを抑えられる。
なお、本特性の評価方法は、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ認定規格ｖｅｒ．１．１に基づく。
【００３７】
ケーブル及びコネクタ接合部の反射損失について特に限定しないが、本発明の接続構造では、ケーブル及びコネクタ接合部における特性インピーダンスのばらつきを抑えられため、反射損失も格段に改善される。
例えば、周波数０〜５００ＭＨｚにおいて２０ｄＢ以上、周波数５００ＭＨｚ〜３．２ＧＨｚにおいて１５ｄＢ以上、周波数３．２ＧＨｚ〜６．２ＧＨｚにおいて１２ｄＢ以上が好ましい。
さらに好ましくは、周波数３．２ＧＨｚ〜６．２ＧＨｚにおいて１５ｄＢ以上である。
本特性の評価方法は、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ認定規格ｖｅｒ．１．１に基づく。
【００３８】
減衰特性については、ケーブル及びコネクタ接合部に比べ、ケーブル本体の電気特性及びケーブル長の方がより大きく影響するため限定されないが、ケーブル及びコネクタ接合部の特性改善により、ケーブル長を長くできるなどのメリットが生じる。
本特性の評価方法は、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ認定規格ｖｅｒ．１．１に基づく。
【００３９】
導体抵抗については、特に限定しないが、２Ω／ｋｍ以下であることが好ましい。
本特性の評価方法は、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ認定規格ｖｅｒ．１．１に基づく。
【００４０】
ケーブル及びコネクタの接続部における引張強度について、特に限定しないが、好ましくは２００Ｎ以上であり、さらに好ましく２２０Ｎ以上であることを特徴とする。
【００４１】
本特性の評価方法を以下に示す。
測定サンプルは、本発明のコネクタ付ケーブルである。測定用の穴開き治具にケーブルを通し、コネクタが治具で引っかかるようにセットする。測定用治具及びケーブルをそれぞれ、市販の引張試験機のチャック部に固定し、引張速度５０ｍｍ／秒にて引張り、ケーブル及びコネクタ接続部が破断した際の最大値［Ｎ］を測定する。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明のケーブル及びコネクタの接続構造について、実施例を挙げ、さらに具体的に説明するが、本発明の範囲及び製造方法について、これらに限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１、比較例１）
実施例１は、本発明のＢＮＣコネクタを適用したコネクタ付きケーブルである。
ケーブルは、内部導体（１９本／素線径０．０８ｍｍ、外径０．４０ｍｍ、銀メッキ軟銅線）、誘電体（外径２．１ｍｍ、ＦＥＰ）、外部導体（編組構成１６打／６本／素線径０．０８ｍｍ、外径２．５ｍｍ、錫メッキ錫入り銅合金線）、ジャケット（外径３．７ｍｍ、ＰＶＣ）から構成される同軸ケーブルである。
ＢＮＣコネクタの構造は図１に示す。ケーブルの内部導体は、中心コンタクト３に挿入され、中心コンタクト３内は、はんだにより充填され、隙間のないよう接合される。また、インサートスリーブ５にケーブルを差込み、ケーブルの外部導体とインサートスリーブ５間に、導電部材としてはんだを隙間なく充填して固定する。
【００４４】
比較例１は、従来技術であり、ケーブルの外部導体とコネクタ本体はかしめ固定されたＢＮＣコネクタを適用したコネクタ付きケーブルである他、実施例１と同じ態様である。
【００４５】
実施例１、比較例１の電気的評価結果について、図３に示す。
【００４６】
図３特性インピーダンスにおいて、実施例１は比較例１と比べ、接続部の電気特性の乱れ（リップル）が小さいことが確認できる。
図４減衰特性において、実施例１は比較例１と比べ、特に６ＧＨzより高周波における改善が著しい。
図５反射損失において、実施例１は比較例１と比べ、特に３ＧＨzより高周波において非常に小さく抑えられている。
図６導体抵抗、及び、引張強度においても、本発明品の優位性が確認できる。
【００４７】
以上より、本発明のケーブル及びコネクタの接続構造について、高周波における電気特性の優位性を確認した。
すなわち、ケーブルの外部導体及びコネクタのインサートスリーブ間を導電部材で充填する接続構造により、高周波における特性の劣化を抑えられることが明らかとなった。さらに、ケーブルの誘電体がふっ素樹脂である場合、耐熱性に優れることから、導電部材を高温下で使用してもケーブルの特性劣化を抑えられ、また、ふっ素樹脂は高周波特性に優れる点においても、より好ましいと言える。
本発明は、ケーブル及びコネクタの接続構造に加え、ふっ素樹脂をケーブルの誘電体とすることの相乗効果により、高周波特性改善の効果を最大限に発揮することができる。
【００４８】
以上の実施例は、本発明の一例に過ぎず、本発明の思想の範囲内であれば、種々の変更及び応用が可能であり、適宜変更されても供されることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のケーブル及びコネクタの接続方法は、マシンビジョン用デジタルカメラインターフェースケーブルでの使用の他、高周波において優れる電気特性が必要な場面であれば、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１    本発明のコネクタ
２    コネクタ本体
３    中心コンタクト
４    スペーサー
５    インサートスリーブ
【図１】
2019033004.tif 000003
【図２】
2019033004.tif 000004
【図３】
2019033004.tif 000005
【図４】
2019033004.tif 000006
【図５】
2019033004.tif 000007
【図６】
2019033004.tif 000008