(57)【要約】【課題】  製造、材料、及び取り付けコストを低減し、強力な環境シール相互接続を実現した同軸ケーブルの電気コネクタを提供する。【解決手段】  硬質外部導体を有する同軸ケーブルの電気コネクタ、ケーブルと組み合わされたコネクタ、及び製造方法。電気コネクタはコネクタ・ボデーを有し、コネクタ・ボデーはコネクタ端とケーブル端との間に口径を有する。口径は、ケーブル端に内径ショルダを有する。口径の中に配置された円筒形スリーブは内径ショルダに当接する。円筒形スリーブとコネクタ・ボデーのケーブル端との間で、環状溝がケーブル端へ開放される。環状溝は、硬質外部導体の端を受けるような寸法である。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質外部導体を有する同軸ケーブルの電気コネクタであって、
コネクタ端とケーブル端との間に口径を有し、前記口径がケーブル端に内径ショルダを有するコネクタ・ボデーと、
前記口径の中に配置され、内径ショルダに当接する円筒形スリーブと、
前記円筒形スリーブと前記コネクタ・ボデーの前記ケーブル端との間で、前記ケーブル端へ開放された環状溝であって、前記硬質外部導体の端を受けるように寸法づけられた環状溝と
を備えるコネクタ。
【請求項２】
前記円筒形スリーブが、前記外部導体の波形の最小直径にほぼ等しいスリーブ内径を有する、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記円筒形スリーブが、前記硬質外部導体の端の渦巻き波形の先端を受けるように寸法づけられたノッチを有する、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記コネクタ・ボデーが、前記硬質外部導体の厚さの２倍よりも大きく前記円筒形スリーブよりも遠く前記ケーブル端の方へ延びる、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記口径の中で絶縁体によって同軸に支持された中央コンタクトを更に含む、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項６】
前記円筒形スリーブが、前記内径ショルダの中へプレスばめされる、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項７】
前記環状溝が、前記円筒形スリーブの前記ケーブル端で外径段差によって形成される、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項８】
前記環状溝が、前記コネクタ・ボデーの前記ケーブル端で内径段差によって形成される、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項９】
前記円筒形スリーブが、前記コネクタ・ボデーの第２の材料よりも大きな剛性特性を有する第１の材料から形成される、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項１０】
前記第２の材料がマグネシウム合金である、請求項９に記載のコネクタ。
【請求項１１】
前記コネクタ端にコネクタ・インタフェースを更に含む、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項１２】
硬質外部導体を有する同軸ケーブルと組み合わせるコネクタであって、
コネクタ端とケーブル端との間に口径を有し、口径がケーブル端に内径ショルダを有するコネクタ・ボデーと、
前記口径の中に配置され、内径環状ショルダに当接する円筒形スリーブと、
前記ケーブル・ボデーと前記円筒形スリーブとの間で、前記ケーブル端へ開放された環状溝であって、前記硬質外部導体の端を受けるよう寸法づけられた環状溝とを備え、
前記硬質外部導体の端が、前記コネクタ・ボデーの前記ケーブル端の内方変形によって前記環状溝の中に保持される、
装置。
【請求項１３】
前記コネクタ・ボデーの前記ケーブル端の前記内方変形が、前記環状溝の内径よりも小さい直径を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
硬質外部導体を有する同軸ケーブルの電気コネクタを製造する方法であって、
コネクタ端とケーブル端との間で口径を有するコネクタ・ボデーを形成するステップであって、前記口径がケーブル端で内径ショルダを有するステップと、
前記内径ショルダの中に円筒形スリーブを配置するステップであって、前記円筒形スリーブ及び前記コネクタ・ボデーが一緒になって、前記ケーブル端へ開放された環状溝を形成し、かつ、前記環状溝が前記硬質外部導体の端を受けるよう寸法づけられているステップと
を備える方法。
【請求項１５】
前記コネクタ・ボデーがチキソトロピー金属射出成形によって形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記チキソトロピー金属射出成形がマグネシウム合金で行われる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記コネクタ・ボデーが第１の材料から形成され、前記円筒形スリーブが第２の材料から形成され、前記第１の材料が前記第２の材料よりも大きな剛性特性を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記口径の中に中央コンタクトを配置し、前記口径内で前記中央コンタクトと前記コネクタ・ボデーとの間に、前記コネクタ・ボデーの少なくとも１つの開口を介したプラスチック射出成形によって、絶縁体を形成するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記円筒形スリーブが前記内径ショルダの中へ締まりばめされる、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
この出願は、Ｆ．  Ｈａｒｗａｔｈによって２００５年１０月１９日に提出された「Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ  Ｗｉｔｈ  Ｏｕｔｅｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ａｘｉａｌ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」と題する米国実用特許出願第１１／１６３，４４１号の利益を主張している。
【０００２】
本発明は、同軸ケーブルのコネクタに関する。更に具体的には、本発明は、軸方向の圧縮によって環状波形同軸ケーブルと相互接続するように構成された費用効果的コネクタに関する。
【背景技術】
【０００３】
（関連技術の説明）
硬質外部導体を使用する伝送線ケーブルは、他のタイプの外部導体、例えば、金属編組、フォイルなどを有するケーブルと比較して、改善されたパフォーマンスを有する。硬質外部導体同軸ケーブルは、様々な形態、例えば、平らな壁、環状波形、及び渦巻き波形のものが入手可能である。様々な形態の各々は、典型的には、硬質外部導体の特定タイプに専用のコネクタを必要とする。
【０００４】
環状波形ケーブルは可撓性であって、水の浸透に対して改善された抵抗性を有する。環状波形同軸ケーブルは、典型的には、コネクタを使用して終端され、コネクタと外部導体のリップとの間には機械的クランプが組み込まれる。機械的クランプ・アセンブリは、多くの場合、複雑な製造作業、精密なネジ結合面、及び／又は複数のシーリングガスケットを必要とし、比較的高価である。
【０００５】
機械的クランプ・コネクタの安価な代替はハンダ付けコネクタである。従来技術のハンダ付けコネクタによる相互接続は、一定の品質に調製するのが困難であり、最適に調製されたときでも、相互接続の機械的強度は限定される。更に、ハンダ付けプロセスによる熱は、ケーブルの誘電体及び／又は被覆材料を損傷する可能性がある。
【０００６】
他の安価な代替は、圧縮による相互接続である。「クリンピング」は、コネクタ技術では、圧縮力が径方向に加えられる圧縮の１つの形態であると理解されている。ワイヤがコネクタ・ボデーの中へ挿入され、クリンプ・ダイ、例えば手動圧着工具が径方向圧縮力を加える。クリンプ・ダイは、高い圧力で硬質コアの周りのコネクタ・ボデーを圧縮する。コネクタ・ボデーは永久的に変形され、ワイヤの硬質コアへ整合し、強力な機械的及び電気的接着を生じる。コネクタ・ボデーの材料中の高い残留圧力は、接触抵抗を低く、安定に維持する。接着の引張り強度は、ワイヤの最大抗張力へ近づく。しかし、クリンピングの適用前と適用後では直径が異なるため、径方向作用圧縮面が３６０度のクリンプ面へ同時に接触するようにすることができず、したがってクリンプ力の非一様な適用及びコネクタ・ボデーの非均一な変形を生じ、コネクタ及びケーブルのインタフェースに環境シールの問題が起こる。
【０００７】
クリンピング編組外部導体は、より多くの問題を有する。中央導体に対する外部導体の変形を防止するため、いずれかの形態のサポート・スリーブが使用されてよい。通常、編組は管状外部フェルールとコネクタ・ボデーとの間の層の中に捕捉される。このクリンプは、高度の信頼性を有するとは考えられない。典型的には、インタフェースの中に大きな空隙が存在し、コンタクト面の腐食性劣化を生じ得る。継手の機械的引張り強度は、ワイヤの強度に近づかない。最後に、全ての３つのコンポーネント間で接続の相対移動が可能であり、これにより、電気的接続は非常に質が悪く、ノイズを生じるものとなる。
【０００８】
硬質外部導体ケーブルで使用される波形パターンに起因して、管状サポート・スリーブは、ケーブルの内部寸法を著しく変化させるスリーブを必要とし、これによりＲＦインピーダンスが不連続となる。内部スリーブを使用することなく硬質外部導体の変形を防止するため、波形パターンへ嵌めるように構成された外部結合スリーブがクリンプ構成で使用されてきた。しかし、外部導体が変形する前に適用できるクリンプ力のレベルには限界があり、したがって結果として得られる相互接続の強度は限定される。
【０００９】
コネクタ・ボデーは、典型的には、ストック材料及び／又は鋳物から機械加工され、次に、更に機械加工される。コネクタ・ボデーと、コネクタ・アセンブリを構成する関連コンポーネントとを製造するために必要な多くのミリング及び／又はターニング作業は、全体的製造コストを著しく高くする。
【００１０】
同軸ケーブル及びコネクタ産業における競争は、製造、材料、及び取り付けコストの低減に注意を集中してきた。また、多くの用途において、強力な環境シール相互接続が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、そのような従来技術の非効率性を克服する方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本明細書に組み込まれ、その一部分を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例証し、上記の本発明の概説及び下記の実施形態の詳細な説明と一緒になって本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１３】
本発明は、本発明に係るコネクタ・ボデーのケーブル端で環状の内方変形を生じさせるために径方向ではなく軸方向に機械的圧縮力を加える。内方変形は、コネクタと同軸ケーブルの外部導体とを相互接続するように働く。著しく低減された製造コストでコネクタ・ボデーを形成するために、チキソトロピー金属成形手法を適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１及び第２の例示的実施形態は、図１〜図８を参照して説明される。図１に示されるように、コネクタ・ボデー１は、コネクタ端５とケーブル端７との間に口径３を有する。ケーブル端７において、内径ショルダ９は円筒形スリーブ１１を受けるように寸法付けられる。ケーブル端７へ開放された環状溝１３は、円筒形スリーブ１１とコネクタ・ボデー１との間に形成される。環状溝１３は、例えば、円筒形スリーブ１１のケーブル端７に形成された外径ショルダ１５によって形成されることができる。あるいは、円筒形スリーブ１１の製造を単純化するために内径段差を、コネクタ・ボデー１のケーブル端７の内径に形成してもよい。
【００１５】
環状溝１３は、もし波形があればその最大直径で硬質外部導体１５の端を受けるように寸法づけられてもよい。内部導体１７と外部導体１５との間の間隔の均一性から生じる電気特性の低下を最小にするため、円筒形スリーブ１１は、もし外部導体１５の波形があればその最小直径よりも大きいかほぼ等しい内径を有するよう寸法づけられてもよい。
【００１６】
例えば、Ｆ型のように、ケーブルの内部導体１７が、コネクタ・インタフェースの一部分として口径を通るコネクタ・インタフェース構成もある。他の構成では、中央コンタクト１９が絶縁体２１によって口径３の中で同軸に配置されてよい。絶縁体２１は、プラスチック射出成形を使用してインサイチューで形成されてよい。その場合、絶縁体２１の材料は開口２３を介してコネクタ・ボデー１に射出され、口径３の中で中央コンタクト１９とコネクタ・ボデー１との間の空間を充填し、中央コンタクト１９を支持し、コネクタ端５とケーブル端７との間に環境シールを形成する。在庫、貯蔵、及び配送を容易にするため、円筒形スリーブ１１は内径ショルダ１５の中へプレスばめされ、所望のケーブルへの接続できる状態の一体構成を生成してもよい。コネクタ・ボデー１のコネクタ端５は、本明細書では標準のＮ型コネクタ・インタフェース構成で使用されるように例示され、明瞭化のため結合ナットは省略される。当業者は、任意の所望の標準又は専用コネクタ・インタフェース構成が、このコネクタ端へ適用されることができることを認識するであろう。
【００１７】
本発明に係るコネクタと一緒に使用されるのに適した環状波形同軸伝送線ケーブルの例は、本発明の譲受人であるＡｎｄｒｅｗ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｒｌａｎｄ  Ｐａｒｋ，  Ｉｌｌｉｎｏｉｓによって製造されるＬＤＦ４である。このケーブルは、環状波形を有する外部導体１５と、誘電体によって取り囲まれた内部導体１７とを有する。ケーブルをコネクタへ永久的に接続するため、波形最大部がケーブル端に現れ、同軸ケーブルの外部保護被覆が後方へはがされ、内部導体１７が外部導体１５の端から所定の距離だけ延びるように、ケーブル端が準備される。図２に示されるように、外部導体１５のケーブル端は、環状溝１３の中へ挿入される。外部導体１５が環状溝１３の中へ挿入されるにつれて、内部導体１７も、例えば、中央コンタクト１９のスプリング・フィンガ又は他のコンタクト機構に配置される。
【００１８】
例えば、図３に示されるように、コネクタ・ボデー１及びケーブルを相互接続するため、コネクタ・ボデー１のコネクタ端５は、コネクタ端のネスト２７に対して配置され、ネスト２７に対して、軸方向圧縮力が、コネクタ・ボデー１及びケーブルの長手方向軸に沿って、コネクタ・ボデー１のコネクタ端５とケーブル端７との間で加えられる。コネクタ・ボデー１のケーブル端７は、２つ以上のセグメント・ダイ２９の傾斜面２８と接触する。セグメント・ダイ２９のセットアップ、及び軸方向圧縮力を加えた後の除去を簡単にするため、セグメント・ダイ２９はダイのネスト３１によって保持されるように構成されてよい。コネクタ・ボデー１及びケーブルがコネクタ端のネスト２７に対して配置され、セグメント・ダイ２９がコネクタ・ボデー１及びケーブルの周りに置かれた後、コネクタ端のネスト２７及びセグメント・ダイ２９は相互に対して軸方向に移動され、それによって傾斜面２８はコネクタ・ボデー１のケーブル端７に作用し、図４及び図５に示されるような均一の環状内方変形を生じさせ、コネクタ・ボデー１を外部導体１５へ固定する。これによってケーブルをコネクタ・ボデー１へ固定する。
【００１９】
軸方向圧縮を適用した結果として、コネクタ・ボデー１のケーブル端７が環状溝１３よりも小さい直径へ均一に変形され、外部導体１５が環状溝１３から分離してコネクタ・ボデー１から離れないようにする機械的妨害物となることが好ましい。軸方向圧縮のもとでコネクタ・ボデー１のケーブル端７が内方へ延びて機械的妨害物となることができるように、コネクタ・ボデー１のケーブル端７は、外部導体１５の厚さの少なくとも２倍だけ、円筒形スリーブ１３よりも遠くケーブル端７の方へ延びるような寸法にされてよい。
【００２０】
図６及び図７に示されるように、同じコネクタ・ボデー１が直線壁外部導体１５のケーブルと一緒に使用されてよい。この場合も、外部導体１５に関して環状変形が生じる。
【００２１】
第２の実施形態では、図８に示されるように、円筒形スリーブ１１には、渦巻き波形外部導体１５のケーブルの波形の先端を受けるような寸法のノッチ３３が形成されてよい。それによって、本発明に係る単一のコネクタ・ボデー１は、同様な直径の直線、環状波形、又は渦巻き波形の硬質外部導体１５の同軸ケーブルへ結合されることができる。当業者は、本発明に係るコネクタは、コネクタ・ボデー１及び円筒形スリーブ１１が、所望の外部導体１５の端の外形と一致する環状溝１３を形成するように構成されている任意の外部導体の波形へ適用されることができることを認識するであろう。
【００２２】
軸方向圧縮力を加えられている間のダイ及び／又はネストの軸方向移動は、コネクタ・ボデー１のケーブル端７の上に、連続した３６０度の径方向接触を同時に可能にする。したがって、コネクタ・ボデー１のケーブル端７の内方変形は均一である。これは、高強度の無空隙相互接続、すなわち、非常に低くて安定した接触抵抗、低い相互変調ひずみ、及び高レベルの機械的相互接続信頼性を生じる。
【００２３】
コネクタ・ボデー１の第１の材料は、変形に適した剛性特性を有するものが選択される。同様に、円筒形スリーブ１１の第２の材料は、コネクタ・ボデー１よりも大きな剛性特性を有するものが選択される。これは、コネクタ・ボデーのケーブル端が軸方向圧縮のもとでコネクタ・ボデーの下の外部導体１５及び円筒形スリーブ１１と緊密に固定接触するよう変形する際に、円筒形スリーブ１１は変形せず、コネクタ・ボデー１及び／又は外部導体１５がケーブルの誘電体空間の中へ崩壊するのを防止するためである。コネクタ・ボデー１の残部に関して適切な材料厚差を選択することによって、コネクタ・ボデー１のケーブル端７がコネクタ・ボデー１の最も弱い領域となるように構成される。それによって、コネクタ・ボデー１が軸方向圧縮へさらされるとき、コネクタ・ボデー１のケーブル端７は、コネクタ・ボデー１の残部を許容できないほど変形することなく、弾性限度を超える圧力を経験して永久的に変形する。
【００２４】
出願人は、適切な第１の材料はマグネシウム金属合金であり、コネクタ・ボデー１を形成する非常に有利な方法はチキソトロピー・マグネシウム合金金属射出成形技術であることを認識している。この方法によって、マグネシウム合金はチキソトロピー状態へ達するまで加熱され、次に、プラスチック射出成形手法と類似した方法で射出成形される。それによって、本発明に係るコネクタ・ボデー１は、高レベルの製造公差で大量に、また費用効果的に製造されることができる。チキソトロピー金属成形に使用されるマグネシウム合金は、適切な剛性特性を有し、また軽量であるという利点を有する。
【００２５】
本発明は、任意の所望の外部導体波形を有するケーブルと使用可能であり、コンポーネントの数、材料コスト、及び必要製造作業が最小である費用効果的なコネクタ及びケーブルの相互接続を提供する。更に、本発明に係るコネクタ及びケーブルの相互接続は、改善された電気的及び機械的特性を有する。ケーブルへのコネクタの取り付けは、最小の時間及び必要組立作業で信頼性をもって達成可能である。
【００２６】
上記の説明で、公知の同等物を有する比率、整数、又はコンポーネントが参照されたが、そのような同等物は、本明細書で、あたかも個別に記載されたかのように組み込まれる。
【００２７】
本発明は、実施形態の説明によって例証され、実施形態はかなり詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細へ制限又は限定することは出願人の意図ではない。追加の利点及び修正は、当業者によって容易に明らかであろう。したがって、本発明は、その最も広い態様において、具体的な詳細、代表的装置、方法、及び図示及び説明された例へ限定されない。したがって、出願人の概略的発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、そのような詳細からの逸脱することができる。更に、下記のクレイムによって定義される本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、改善及び／又は修正が行われることができることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明に係るコネクタの第１の実施形態の概略部分断面側面図である。
【図２】図２は軸方向圧縮によって接続されるように配置され、環状波形外部導体を有するケーブルを含む図１の概略部分断面側面図である。
【図３】図３は軸方向圧縮を適用してケーブル及びコネクタを相互接続する前にネスト及びセグメント・ダイに配置された図２の概略部分断面側面図である。
【図４】図４は軸方向圧縮を適用してケーブル及びコネクタを相互接続した後の図３の概略部分断面側面図である。
【図５】図５は軸方向圧縮を適用してケーブル及びコネクタを相互接続した後の図２の概略部分断面側面図である。
【図６】図６は軸方向圧縮によって接続されるように配置され、直線壁外部導体を有するケーブルを含む図１の概略部分断面側面図である。
【図７】図７は軸方向圧縮を適用してケーブル及びコネクタを相互接続した後の図６の概略部分断面側面図である。
【図８】図８は本発明のコネクタの第２の実施形態を、軸方向圧縮によって接続されるように配置された渦巻き波形外部導体を有するケーブルと共に示す概略部分断面側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  コネクタ・ボデー
３  口径
５  コネクタ端
７  ケーブル端
９  内径ショルダ
１１  円筒形スリーブ
１３  環状溝
１５  外部導体
１７  内部導体
１９  中央コンタクト
２１  絶縁体
２３  開口
２５  誘電体
２７  コネクタ端のネスト
２８  傾斜面
２９  セグメント・ダイ
３１  ダイのネスト
３３  ノッチ
【図１】
2007115690.tif 000003
【図２】
2007115690.tif 000004
【図３】
2007115690.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007115690.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007115690.tif 000009
【図８】
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