(57)【要約】【課題】大きさや形状などの制限なく、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可能な同軸コネクタを提供すること。【解決手段】同軸ケーブル２０の端末に取付けられ、内導体端子１２の圧着部１２ｂが接続部１２ａよりも小径に形成され、外導体端子１６の本体筒部１６ａが略同一径に形成されている場合に、内導体端子１２の圧着部１２ｂを覆っている誘電体１４のフランジ部１４ｂを、内導体端子１２の接続部１２ａを覆っている誘電体１４の前方部１４ａの材料よりも小さい誘電率の材料にして、同軸コネクタ１０全体でのインピーダンスを整合させた同軸コネクタ１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸ケーブルの信号導体と接続される内導体端子と、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同士が、互いに誘電率の異なる材料で形成されていることを特徴とする同軸コネクタ。
【請求項２】
前記内導体端子の圧着部が配置される領域と、前記内導体端子の相手側端子と接続される接続部が配置される領域とは、前記内外径比が異なっており、前記誘電体は、前記圧着部を覆う部分と、前記接続部を覆う部分とが、誘電率の異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の同軸コネクタ。
【請求項３】
前記誘電体は、誘電率の異なる複数の材料の多色成型により一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の同軸コネクタ。
【請求項４】
前記誘電体は、誘電率の異なる材料で成形された複数の部材を貼り合わせて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の同軸コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸コネクタに関し、さらに詳しくは、自動車の電気・電子機器への配線に好適に用いられる同軸コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両やＯＡ機器、家電製品などの分野において、電気・電子機器間の配線を接続するのにコネクタが用いられている。近年、伝送される電気信号の高周波化、高速度化に伴い、電気・電子機器の配線には同軸ケーブルが良く用いられており、同軸ケーブルを接続するのに同軸コネクタが用いられている。
【０００３】
このとき、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。そのため、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。
【０００４】
例えば特許文献１には、電線に接続される端子金具と、この端子金具を保持する保持部材とを備え、端子金具に接続される電線もしくは相手側コネクタとのインピーダンスが整合するように、発泡倍率の調整された発泡成形材料で保持部材が成形されたコネクタが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４９７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、同軸コネクタの内導体端子は、例えば、同軸ケーブルの信号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内導体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、内導体端子の外径と外導体端子の内径との比が異なる領域が生じることがある。
【０００７】
このような場合には、例えば、内導体端子の外径の変化に合わせて外導体端子の内径を調整し、内導体端子の外径と外導体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。
【０００８】
しかしながら、例えば、同軸コネクタの小型化が求められる場合などでは内導体端子および外導体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った。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、大きさや形状などの制限なく、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可能な同軸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】
【００１０】
本発明に係る同軸コネクタは、同軸ケーブルの信号導体と接続される内導体端子と、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同士が、互いに誘電率の異なる材料で形成されていることを要旨とするものである。
【００１１】
例えば、前記内導体端子の圧着部が配置される領域と、前記内導体端子の相手側端子と接続される接続部が配置される領域とは、前記内外径比が異なっている場合には、前記誘電体は、前記圧着部を覆う部分と、前記接続部を覆う部分とが、誘電率の異なる材料で形成されていると良い。
【００１２】
このとき、前記誘電体が、誘電率の異なる複数の材料の多色成形により一体成形されていることを好適な例として示すことができる。
【００１３】
また、前記誘電体が、誘電率の異なる材料で成形された複数の部材を貼り合わせて形成されていることを好適な例として示すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る同軸コネクタによれば、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によりインピーダンスを調整して、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。このように、内導体端子の外径や外導体端子の内径を変えないで内外径比に合わせて誘電体の誘電率を調整するので、大きさや形状などの制限なく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可能となる。
【００１５】
このとき、前記誘電体が、誘電率の異なる複数の材料の多色成形により一体成形されていれば、誘電体の製造工程が少ないので、同軸コネクタの製造が簡便になる。
【００１６】
また、前記誘電体が、誘電率の異なる材料で成形された複数の部材を貼り合わせて形成されていれば、誘電率の異なる材料間の相溶性を考慮することなく誘電体を形成することができるので、誘電体を形成する材料の適用範囲を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る同軸コネクタを表す断面図である。図２は、オス側同軸コネクタとメス側同軸コネクタとが嵌合された状態を表す断面図である。図３は、誘電体を２色成形により一体成形する方法を説明する図である。以下、相手側同軸コネクタと嵌合される方向を前側とし、その反対方向を後側として説明する。
【００１８】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る同軸コネクタ１０は、同軸ケーブル２０の端末に取付けられ、同軸ケーブル２０の信号導体２２と接続される内導体端子１２と、同軸ケーブル２０のシールド導体２６と接続される外導体端子１６と、内導体端子１２と外導体端子１６との間に介在される誘電体１４とで構成されている。同軸ケーブル２０の信号導体２２と接続される内導体端子１２には、高周波信号が伝達されるようになっており、外導体端子１６は、この内導体端子１２の周囲を覆って電磁的にシールドするためのものである。誘電体１４は、両端子間を絶縁状態にするものである。
【００１９】
同軸ケーブル２０は、電気信号が伝送される信号導体２２と、信号導体２２の外周を覆って信号導体２２を電磁的に遮蔽するシールド導体２６と、信号導体２２とシールド導体２６との間に介在されこれらを絶縁する絶縁体２４と、シールド導体２６の外周を被覆するシース２８とで構成されている。同軸ケーブル２０は、同軸構造により信号導体２２の外径とシールド導体２６の内径との比が一定に保たれている。
【００２０】
同軸ケーブル２０は、同軸コネクタ１０と接続するため、絶縁体２４とシールド導体２６とシース２８とが段階的に皮剥され、信号導体２２とシールド導体２６は、内導体端子１２および外導体端子１６と接続するために、それぞれ剥き出しにされる。
【００２１】
内導体端子１２は、導電性板材を型抜きした後、プレス等による曲げ加工によって略筒状に形成されており、後述する相手側のオス側同軸コネクタ３０の内導体端子３２と接続されて電気信号の受け渡しが行なわれる。この場合の内導体端子１２は、いわゆるメス型の端子形状を有しており、前側には、長手方向のスリットにより周方向に分割され、先端に向けて漸次縮径している接続部１２ａを有しており、この接続部１２ａの内側に、相手側となるオス側同軸コネクタ３０のオス型内導体端子３２の接続部３２ａが挿入されると、接続部３２ａの外面に弾性的に接触して接続されるようになっている。内導体端子１２の接続部１２ａの後側には圧着部１２ｂが延設形成されており、剥き出しになった同軸ケーブル２０の信号導体２２をかしめることにより信号導体２２と圧着接続される。
【００２２】
外導体端子１６は、導電性板材を型抜きした後、プレス等による曲げ加工することで、前後方向に開口した略円筒状の本体筒部１６ａが形成され、この本体筒部１６ａの内側には誘電体１４が収容可能な収容室１６ｂを備えている。略円筒状の本体筒部１６ａは、前後方向全体に略同一径で構成されている。本体筒部１６ａの後端の下部分から後方には、同軸ケーブル２０のシールド導体２６およびシース２８と圧着固定される圧着部１６ｃが延設されており、圧着部１６ｃの圧着片１６ｄでかしめることにより外導体端子１６はシールド導体２６と電気的に接続され、シース２８に圧着固定される。
【００２３】
誘電体１４は、絶縁性材料により成形されており、内導体端子１２と外導体端子１６との間に組み付けられて両端子間を絶縁状態にする。誘電体１４は、小径の前方部１４ａとこの前方部１４ａよりも大径のフランジ部１４ｂが段状に構成されており、内部には、内導体端子１２のほぼ全体を収容する挿入孔１４ｃが前後方向に開口形成されている。挿入孔１４ｃの前方部１４ａ先端側には、内部に収容されるメス型内導体端子１２の接続部１２ａに挿入される相手側のオス側同軸コネクタ３０のオス型内導体端子３２の接続部３２ａが挿入されやすいように、テーパ１４ｄが形成されている。内導体端子１２が後側から誘電体１４の挿入孔１４ｃに挿入されると、内導体端子１２は誘電体１４内に保持されるようになっている。
【００２４】
誘電体１４を形成する材料としては、所定の誘電率を有し、成形性に優れる成形材料を用いることができる。誘電体１４を形成する具体な材料としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリブチレンテレフタレート（ＴＢＴ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）などを例示することができる。
【００２５】
上記材料中には、種々の添加剤を添加しても良い。例えば、酸化防止剤、フィラー、アルミナ、セラミック、ガラスなどを例示することができる。これらの添加剤は、誘電体１４の誘電率に影響するので、添加剤の種類や添加量を調整することにより誘電体１４の誘電率を調整することが可能である。
【００２６】
誘電体１４は、図中の破線で区切られているように、内導体端子１２の接続部１２ａを覆っている前方部１４ａと内導体端子１２の圧着部１２ｂを覆っているフランジ部１４ｂとが、誘電率の異なる材料で形成されている。
【００２７】
誘電率の異なる材料とは、例えば、樹脂の種類が異なる材料や、樹脂の種類が同じで樹脂に添加される添加剤が異なる材料、樹脂の種類が異なるとともに樹脂に添加される添加剤も異なる材料などを例示することができる。すなわち、誘電体１４は、誘電率の異なる２種類の樹脂を組み合わせて形成されるものであっても良いし、異なる添加剤が添加されたことで誘電率が異なることとなった２つの同種の樹脂を組み合わせて形成されるものであっても良いし、異なる添加剤が添加された誘電率の異なる２種類の樹脂を組み合わせて形成されるものであっても良い。
【００２８】
一般的に、高周波の電気信号の伝送における同軸ケーブルの特性インピーダンスと同軸ケーブルの両端に接続する回路の入力インピーダンスが一致しないと、信号の反射が起き、この反射はノイズの発生原因となり、エネルギー伝送の無駄にもなることから、伝送回路のインピーダンスは全部同じ値になるように設計されており、これがインピーダンス・マッチング（インピーダンス整合）と呼ばれている。
【００２９】
通常、例えば５０Ωというように設定して電気装置の回路基板やケーブル等のインピーダンスの整合が図られているのだが、同軸ケーブル同士や対基板との接続に用いられる同軸コネクタにおいても当然インピーダンスが整合されていなければならない。よって、同軸コネクタの一部にでも、伝送経路とのインピーダンスが整合していない部分が存在すると、その不整合部での信号の反射による伝送効率の低下及びノイズの発生やクロストークの発生等の不具合が生じることになってしまう。
【００３０】
同軸コネクタにおける特性インピーダンスは、「内外径比」と「誘電体の誘電率」により求まる（インピーダンスＺ＝１３８／√εｒ×ｌｏｇ（Ｄ／ｄ）、εｒ：比誘電率、Ｄ：外導体端子の内径、ｄ：内導体端子の外径）。ここで、内外径比とは、内導体端子の外径と外導体端子の内径との比で規定される。そして、これらの要素を調整することにより、同軸ケーブルとのインピーダンス整合が図られるが、内導体端子１２の圧着後の圧着部１２ｂの断面口径は、同軸ケーブル２０の信号導体２２との電気的な接続信頼性を優先して、誘電体１４に収容されている接続部１２ａの断面口径よりも小径となっている。一方、この範囲では、外導体端子１６の略円筒状の本体筒部１６ａは、前後方向全体に略同一径で構成されている。
【００３１】
そのため、同軸コネクタ１０において、内導体端子１２の接続部１２ａが配置される前方領域のインピーダンスを同軸ケーブル２０のそれと等しくすると、内導体端子１２の圧着部１２ｂが配置される後方領域のインピーダンスは同軸ケーブル２０よりも高くなる。
【００３２】
これを改善するためには、例えば、圧着後の内導体端子１２の圧着部１２ｂの断面口径を大きくすることが考えられる。例えば、圧着後の内導体端子１２の圧着部１２ｂに別途金属テープを巻いたり、筒状の金属製スリーブをさらに上から圧着して太くする方法などが考えられる。しかしながら、これらの方法では、別途部品が必要となり、また、工数・装置等の追加を伴うので、コストが高くなる。
【００３３】
本実施形態に係る同軸コネクタ１０では、誘電体１４のフランジ部１４ｂを、前方部１４ａの材料よりも小さい誘電率の材料にして、内導体端子１２の圧着部１２ｂが配置される後方領域のインピーダンスを、内導体端子１２の接続部１２ａが配置される前方領域に合わせている。これにより、同軸コネクタ１０全体でのインピーダンスを整合させている。
【００３４】
より具体的には、例えば、前方部１４ａにはＳＰＳを用い、フランジ部１４ｂにはアルミナ添加ＳＰＳを用いて、誘電体１４を構成すると良い。
【００３５】
次に、オス側同軸コネクタ３０とメス側同軸コネクタ１０とが嵌合された状態を示して説明する。オス側同軸コネクタ３０は、メス側コネクタ１０と同様に、同軸ケーブル２０の端末に取付けられ、同軸ケーブル２０の信号導体２２と接続される内導体端子３２と、同軸ケーブル２０のシールド導体２６と接続される外導体端子３６と、内導体端子３２と外導体端子３６との間に介在される誘電体３４とで構成されている。
【００３６】
図２には、同軸ケーブル２０に接続されたメス側同軸コネクタ１０と同軸ケーブル２０に接続されたオス側同軸コネクタ３０とが嵌合接続された構造を示している。オス側同軸コネクタ３０のオス型内導体端子３２の接続部３２ａがメス側同軸コネクタ１０の誘電体１４の前方部１４ａ先端側に形成されたテーパ状の挿入孔１４ｃからメス型内導体端子１２の接続部１２ａ内に挿入されると同時に、オス側同軸コネクタ３０の誘電体３４の先端部分および外導体端子３６の先端部分がメス側同軸コネクタ１０の前側にある誘電体１４と外導体端子１６との間の空間に挿入されている。
【００３７】
嵌合部分においては、メス側同軸コネクタ１０の内導体端子１２の接続部１２ａよりもオス側同軸コネクタ３０の内導体端子３２の接続部３２ａが小径になっており、メス側同軸コネクタ１０の内導体端子１２の接続部１２ａ先端からオス側同軸コネクタ３０の接続部３２ａ基端まで、内導体端子３２の他の部分よりも外径が小さくなっている。また、オス側同軸コネクタ３０の外導体端子３６の先端部分がメス側同軸コネクタ１０の内側に入っているので、嵌合部分においては、オス側同軸コネクタ３０の外導体端子３６の内径が内外径比の内径となる。
【００３８】
ここで、領域Ａと領域Ｂと領域Ｃとでは、それぞれ内外径比が異なっている。嵌合部となる領域Ｂでは、メス側同軸コネクタ１０の内導体端子１２の接続部１２ａ先端からオス側同軸コネクタ３０の接続部３２ａ基端まで外径が小さくなっている点と、オス側同軸コネクタ３０の外導体端子３６の内径が内外径比の内径となる点とを考慮して、メス側同軸コネクタ１０の誘電体１４の前方部１４ａとオス側同軸コネクタ３０の誘電体３４の前方部分３４ａに、この領域Ｂでのインピーダンスが同軸ケーブル２０でのインピーダンスと等しくなる誘電率を有する材料をそれぞれ用いると良い。
【００３９】
そして、オス側の領域Ａでは、領域Ｂとは内外径比の内径が同じであるが圧着部３２ｂにおいて外径が小さくなっている点を考慮して、オス側同軸コネクタ３０の誘電体３４の後方部分３４ｂを、前方部分３４ａの材料よりも小さい誘電率の材料にして、オス側同軸コネクタ３０全体でのインピーダンスを整合させると良い。
【００４０】
また、メス側の領域Ｃでは、領域Ｂとは内外径比の内径が大きく、圧着部１２ａにおいて外径が小さくなっている点を考慮して、誘電体１４のフランジ部１４ｂを、前方部１４ａの材料よりも小さい誘電率の材料にして、同軸コネクタ１０全体でのインピーダンスを整合させると良い。
【００４１】
上記誘電体１４を形成する方法としては、例えば、誘電率の異なる２種類の材料の２色成形により一体成形する方法や、誘電率の異なる材料で成形された２つの部材を貼り合わせて形成する方法などがある。前者の方法は、誘電体１４を製造する工程を少なくすることができるという利点があり、後者の方法は、貼り合わせる部材を形成する材料間の相溶性を考慮しなくても良いので、材料の適用範囲が広いという利点がある。
【００４２】
誘電体１４の２色成形は、例えば図３に示す２色成形金型を用いて行なうと良い。２色成形金型は、下型４０と、第１上型４２と、第２上型４４とで構成されている。上型４２、４４は、昇降移動などが可能な移動型であるが、下型４０は、固定型であっても良いし、移動型であっても良い。移動型である場合には、第１上型４２の下方位置と第２上型４４の下方位置とを往復移動できる構成にすると良い。２色成形金型は、下型４０と第１上型４２とにより、一の材料を充填してフランジ部１４ｂを形成する第１キャビティ４６を形成し、下型４０と第２上型４４とにより、他の材料を充填して前方部１４ａを形成する第２キャビティ４８を形成する。
【００４３】
誘電体１４を２色成形するには、図３（ａ）に示すように、下型４０を第１上型４２の下部に配置して型締めし、下型４０と第１上型４２とで形成される第１キャビティ４６内に一の材料を充填して、フランジ部１４ｂを成形する。次いで、図３（ｂ）に示すように、下型４０と第１上型４２とを型開きする。次いで、図３（ｃ）に示すように、一の材料により成形されたフランジ部１４ｂを乗せた状態で、下型４０を第２上型４４の下部に配置して型締し、第２キャビティ４８を形成する。この第２キャビティ４８内に他の材料を充填して、前方部１４ａを成形する。次いで、図３（ｄ）に示すように、下型４０と第２上型４４とを型開きして、２色成形された誘電体１４を金型４０、４４より取り出す。なお、金型４０、４４より取り出した後、下型４０を第１上型４２の下部に移動させて配置すれば、次の誘電体１４が２色成形可能となる。
【００４４】
また、１組の上型・下型を用い、上型と下型とで形成されるキャビティ内に２つの材料を充填する方法であっても良い。この場合、２つの材料間の比重の差を利用してキャビティ内で２層にすることにより２色成形することができる。さらに、１組の上型・下型で構成され、上型の中心部分が稼働式となっているものであっても良い。この場合、一の材料を充填する際には図３（ａ）のような形状となり、その後、上型の中心部分が上昇して、図３（ｃ）のような第２キャビティ４８を形成する構成にすると良い。
【００４５】
誘電体１４を２色成形により一体成形するとき、誘電率の異なる２種類の材料として、同種の樹脂で添加剤が異なる２種類の材料を用いると、樹脂同士の相溶性が優れるので、より好ましい。
【００４６】
一方、２つの部材を貼り合わせて誘電体１４を形成する方法では、例えば、別々の金型により、前方部１４ａとフランジ部１４ｂとをそれぞれ成形した後、接着剤などで前方部１４ａとフランジ部１４ｂとを貼り合わせれば良い。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、内外径比が異なる複数の領域として、内導体端子の圧着部が配置される領域と、内導体端子の接続部が配置される領域とを示して説明しているが、特にこれらの領域に限定されるものではない。設計された内導体端子と外導体端子の大きさや形状によって種々の場合が考えられるからである。また、複数の領域としては、２つの領域に限定されるものではなく、３つ以上の領域であっても良いことは勿論である。この場合、誘電率の異なる３つ以上の材料で誘電体を構成すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る同軸コネクタは、例えば、自動車の電気・電子機器への配線などに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る同軸コネクタを表す断面図である。
【図２】オス側同軸コネクタとメス側同軸コネクタとが嵌合された状態を表す断面図である。
【図３】誘電体を２色成形により一体成形する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  同軸コネクタ
１２  内導体端子
１２ａ  接続部
１２ｂ  圧着部
１４  誘電体
１４ａ  前方部
１４ｂ  フランジ部
１６  外導体端子
２０  同軸ケーブル
【図１】
2008146882.tif 000003
【図２】
2008146882.tif 000004
【図３】
2008146882.tif 000005