(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-173979(P2020-173979A)
(43)【公開日】2020年10月22日
(54)【発明の名称】差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造
(51)【国際特許分類】
H01R 24/42 20110101AFI20200925BHJP
H01R 13/6463 20110101ALI20200925BHJP
【FI】
H01R24/42
H01R13/6463
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2019-75368(P2019-75368)
(22)【出願日】2019年4月11日
(71)【出願人】
【識別番号】390033318
【氏名又は名称】日本圧着端子製造株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000039
【氏名又は名称】特許業務法人アイ・ピー・ウィン
(72)【発明者】
【氏名】西本 憲一
(72)【発明者】
【氏名】和田 光司
【テーマコード(参考)】
5E021
5E223
【Fターム(参考)】
5E021FA05
5E021FA08
5E021FB10
5E021FC19
5E021LA09
5E021LA15
5E021LA21
5E223AB59
5E223AB60
5E223AB65
5E223BA06
5E223BB17
5E223CC07
5E223CC12
5E223EB04
5E223EB12
5E223EB17
5E223GA26
5E223GA57
(57)【要約】
【課題】差動信号伝送ケーブル用のコネクタにおいて、コネクタのインナーハウジング、内部電線、および外部導体との間に生じ得る空洞を、特別な追加部品を用いることなくふさぐことのできる、差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造を提供すること。
【解決手段】シェル構造100は、所定長さを有する金属製かつ筒状の本体部120と、前記本体部120の一端に形成された切り欠き131を有するカシメ部130と、を備える。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定長さを有する金属製かつ筒状の本体部と、
前記本体部の一端に形成された切り欠きを有するカシメ部と、
を備える差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造。
【請求項2】
前記シェル構造に対して前記差動信号伝送ケーブルが挿入された場合に、前記カシメ部の径方向内側に差動信号伝送ケーブルの編組線が介在した状態でカシメ処理が行われている、請求項1記載のシェル構造。
【請求項3】
前記シェル構造に対して前記差動信号伝送ケーブルが挿入された場合に、前記カシメ部において、前記編組線の径方向内側にさらにフェルールが介在した状態でカシメ処理が行われている、請求項2記載のシェル構造。
【請求項4】
前記カシメ部には、前記切り欠きが形成された部位とは異なる位置に、前記差動信号伝送ケーブルを圧着する圧着バレルが接続されている、請求項1から3のいずれかに記載のシェル構造。
【請求項5】
前記本体部は金属平板から形成されており、前記本体部の継ぎ目と前記切り欠きとが連続している、請求項1から4のいずれかに記載のシェル構造。
【請求項6】
請求項1から5のいずれかに記載のシェル構造を有する差動信号伝送ケーブル用コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造、特に、高周波数の差動信号を伝送するためのコネクタのシェル構造に関する。
【背景技術】
【0002】
図7は、従来の差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造700の一例を示す図であり、
図7(A)は従来例のシェル構造700の平面図、
図7(B)は、
図7(A)のシェル構造700をB−B線で切断した断面図である。
図7(A)、
図7(B)に示すように、従来のシェル構造700は、シェル本体部710、コネクタインナーハウジング720、差動信号伝送ケーブル730を含む。
【0003】
シェル本体部710は、所定長さを有する金属製かつ円筒状の部材であり、インナーハウジング収容部711とケーブル収容部712より構成される。インナーハウジング収容部711の内部にはコネクタインナーハウジング720が配置されている。差動信号伝送ケーブル730は一対以上の内部電線731を有しており、内部電線731の周囲は銅箔732により包囲されている。銅箔732の周囲は編組線733により包囲される。さらに編組線733の周囲には金属製のフェルール734が被せられ、フェルール734の周囲に編組線733が折り返されている。この状態で、差動信号伝送ケーブル730はシェル本体部710のケーブル収容部712に挿入され、内部電線731はコネクタインナーハウジング720内に導入されている。
【0004】
このとき、シェル本体部710のインナーハウジング収容部711とケーブル収容部712との中間部分と、コネクタインナーハウジング720、内部電線731、編組線733およびフェルール734との間に空洞部740が生じる。この空洞部740があることにより、差動信号伝送ケーブル730に高周波信号を流した際に、特性インピーダンスやリターンロスが低下するという問題が生じる。
【0005】
従来、上記空洞部740をなくすことや、空洞部740がもたらす悪影響を低減させることを目的として、内部電線731の外側に導体や絶縁体を挿入することによって内部電線731間の距離、あるいは内部電線731と外部導体(つまりシェル本体部710および編組線733)との距離を調整することが行われてきた。
【0006】
例えば、下記特許文献1には、差動信号伝送のための少なくとも一対のワイヤが、拡幅セクションにおいてワイヤ間の距離が外装付きケーブルセクションよりも大きく離間しており、この部位に、ワイヤペア間の距離を縮小するために圧力を加えるスリーブが設けられる、プラグコネクタ構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特表2018−508946号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記特許文献1に開示されているようなプラグコネクタ構造においては、内部の電線の距離を補正したり調整したりするために、内部の電線の外側に追加部品を挿入する必要があった。
【0009】
そこで、本発明は、差動信号伝送ケーブル用のコネクタにおいて、コネクタのインナーハウジング、内部電線、および外部導体との間に生じ得る空洞を、特別な追加部品を用いることなくふさぐことのできる、差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、所定長さを有する金属製かつ筒状の本体部と、前記本体部の一端に形成された切り欠きを有するカシメ部と、を備える差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造である。
【0011】
また、本発明の一態様は、前記シェル構造に対して前記差動信号伝送ケーブルが挿入された場合に、前記カシメ部の径方向内側に差動信号伝送ケーブルの編組線が介在した状態でカシメ処理が行われていることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の一態様は、前記シェル構造に対して前記差動信号伝送ケーブルが挿入された場合に、前記カシメ部において、前記編組線の径方向内側にさらにフェルールが介在した状態でカシメ処理が行われていることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の一態様は、前記カシメ部には、前記切り欠きが形成された部位とは異なる位置に、前記差動信号伝送ケーブルを圧着する圧着バレルが接続されていることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の一態様は、前記本体部は金属平板から形成されており、前記本体部の継ぎ目と前記切り欠きとが連続していることを特徴とする。
【0015】
また、本発明は、上記いずれかの態様のシェル構造を有する差動信号伝送ケーブル用コネクタである。
【発明の効果】
【0016】
本発明の差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造によれば、本シェル構造が差動信号伝送ケーブル用のコネクタに使用された場合に、コネクタのインナーハウジング、内部電線、および外部導体との間に生じ得る空洞を、特別な追加部品を用いることなくふさぐことが可能となる。
【0017】
上記発明の一態様によれば、シェルのカシメ部の径方向内側に生じ得る空洞に差動信号伝送ケーブルの編組線が介在するため、カシメ部における高周波性能を安定させることが可能となる。
【0018】
上記発明の一態様によれば、カシメ処理時の機械的圧力、および本シェル構造の使用時の温度変化から差動信号伝送ケーブルの内部電線を機械的に保護するとともに、外部導体、つまり編組線と本シェル構造の本体部との導通性能を安定させることが可能となる。
【0019】
上記本発明の一態様によれば、差動信号伝送ケーブルを、容易に本シェル構造の本体部に挿入することが可能になるとともに、本シェル構造と堅固に接続することが可能となる。
【0020】
本発明の一態様によれば、本シェル構造の製造が容易になり、製造費用を低減することが可能となる。
【0021】
上記差動信号伝送ケーブル用コネクタの発明によれば、コネクタのインナーハウジング、内部電線、および外部導体との間に生じ得る空洞を、特別な追加部品を用いることなくふさぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【
図1】本実施形態の差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造に含まれるシェル110の外観斜視図である。
【
図2】
図1のシェル110を含む本実施形態のシェル構造100を分解した外観斜視図である。
【
図3】本実施形態のシェル構造100の組み立て工程を示す図であり、
図3(A)は、作動信号伝送ケーブル300から部分的にケーブル外皮340を剥離しつつある状態、
図3(B)は、編組線330をケーブル外皮340上に折り返した状態、
図3(C)は、内部電線310の被覆を除去した状態、
図3(D)は、導体311に対してコンタクト400を接続した状態、
図3(E)はフェルール500を取り付けた状態、
図3(F)はコンタクト400および内部電線310をインナーハウジング200に挿入した状態、
図3(G)は編組線330をフェルール500周囲に再度折り返した状態を示す図である。
【
図4】
図4(A)は、シェル110に対して差動信号伝送ケーブル300を挿入した、カシメ処理前の斜視図であり、
図4(B)は、
図4(A)のシェル構造100の組立体の上面図、
図4(C)は
図4(A)のシェル構造100の組立体の側面図、
図4(D)は、
図4(B)のD−D線断面図である。
【
図5】
図5(A)は、シェル110に対して差動信号伝送ケーブル300を挿入して、カシメ処理を行った後の斜視図であり、
図5(B)は、
図5(A)のカシメ処理後のシェル構造100の組立体の上面図、
図5(C)は
図5(A)のカシメ処理後のシェル構造100の組立体の側面図、
図5(D)は、
図5(B)のD−D線断面図である。
【
図6】本実施形態の差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造100を採用したコネクタを用いた場合と、従来の差動信号伝送ケーブル用のコネクタのシェル構造を採用した場合の性能を比較して表した図であり、
図6(A)は特性インピーダンスの変化を示し、
図6(B)はリターンロスの変化を示す図である。
【
図7】従来の差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造700の一例を示す図であり、
図7(A)は平面図、
図7(B)は、
図7(A)のB−B線で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態の差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造を、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態の差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル構造に含まれるシェル110の外観斜視図である。なお、以下の説明において、シェル110が延在する方向を長さ方向と呼び、長さ方向に直交する方向を径方向と呼ぶこととする。また、
図1において、シェル110が差動信号伝送ケーブル用のコネクタに取り付けられる側、つまり紙面左側を長さ方向前方と呼び、反対に、差動信号伝送ケーブルが接続される側、つまり紙面右側を長さ方向後方と呼ぶこととする。
【0024】
図1に示すように、シェル110は、筒状の本体部120、本体部120の長さ方向後方側に形成されるカシメ部130、カシメ部130の長さ方向後方側にさらに形成される圧着バレル部140より構成される。本体部120は長さ方向に所定長さ、径方向に所定太さを有する中空の部材であり、カシメ部130が設けられるのと長さ方向反対側、つまり長さ方向前方側はインナーハウジング収容部121が設けられ、差動信号伝送ケーブル用コネクタ(図示せず)のインナーハウジングが収容可能となっている。なお、後述するが、インナーハウジングはカシメ部130側から挿入する。この本体部120は、金属平板を円筒形に丸め、長さ方向に略平行な継ぎ目123において金属平板の両端同士がつなぎ合わされることによって形成されている。
【0025】
カシメ部130は、本体部120の、長さ方向後方側の一端に形成され、ケーブル収容口132を構成している。カシメ部130は、切り欠き131を有する。この切り欠き131は、上述の本体部120の継ぎ目123に連続しており、継ぎ目123との接続点を頂点として2つの対向辺133がV字状に開いた形状となっている。カシメ部130が後述するカシメ処理によりカシメられた際に、これら2つの対向辺133は互いに平行な位置関係となり、互いにつなぎ合わされる。
【0026】
圧着バレル部140は、カシメ部130の、切り欠き131が形成された部位とは異なる位置、例えば、切り欠き131に対して径方向に対向する位置から長さ方向後方に向かって延設されており、カシメ部130の長さ方向後方側の端部から延設した幅狭な第1接続部141(
図4(D)を参照)、第1接続部141に接続された編組バレル142、被覆バレル143、および編組バレル142と被覆バレル143を接続する幅狭な第2接続部144(
図4(D)を参照)より構成される。
【0027】
第1接続部141は、カシメ部130の長さ方向後方側の端部の、切り欠き131が形成された部分に対して径方向に対向する部位から長さ方向後方に向けて延設されており、第1接続部141にはさらに編組バレル142が接続される。編組バレル142は、長さ方向前方側が第1接続部141に接続された編組バレル底部142Aと、編組バレル底部142Aから長さ方向に対して直交方向に対称に延びる1対の編組把持片142B、142Bとを含み、これら編組把持片142B、142Bの間には差動信号伝送ケーブルのケーブル外皮を取り除いた編組線部分が収容可能となっている。なお、一対の編組把持片142B、142Bの、長さ方向に対して直交方向に延びる長さは、作動信号伝送ケーブルの編組線部分を把持することができれば、互いに等しい長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。
【0028】
編組バレル142の編組バレル底部142Aには長さ方向後方側に第2接続部144が延設されており、第2接続部144の長さ方向後方側には、被覆バレル143が接続されている。被覆バレル143は、長さ方向前方側が第2接続部144に接続された被覆バレル底部143Aと、被覆バレル底部143Aから長さ方向に対して直交方向に対称に延びる1対の被覆把持片143B、143Bとを含み、これら被覆把持片143B、143Bの間には差動信号伝送ケーブルのケーブル外皮を除去していない部分が収容可能となっている。なお、一対の被覆把持片143B、143Bの、長さ方向に対して直交方向に延びる長さは、上述の編組把持片142B、142Bと同様に、作動信号伝送ケーブルのケーブル外皮を把持することができれば、互いに等しい長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。
【0029】
図2は、
図1のシェル110を含む本実施形態のシェル構造100を分解した外観斜視図である。
図2に示すように、シェル構造100は、上述のシェル110に加えて、インナーハウジング200、差動信号伝送ケーブル300、コンタクト400、フェルール500を含む。
【0030】
インナーハウジング200は、シェル110の本体部120に挿入可能な、長さ方向に所定長、径方向の大きさを有する円柱状の絶縁体に、長さ方向に平行な4つの通路210を形成したものである。それぞれの通路210は、内部電線収容通路211とコンタクト収容通路212より構成されており、それぞれの通路210は径方向外側が外部に連通しており、後述するコンタクトとそれに接続された内部電線を径方向外側から、あるいは長さ方向後方から当該通路210に挿入することができるようになっている。なお、通路210は、径方向外側が外部に連通していなくてもよく、その場合には、コンタクトとそれに接続された内部電線はインナーハウジング200の長さ方向後方側から通路210内に挿入される。なお、通路210の数は、このシェル構造100に接続する差動信号伝送ケーブル300の内部電線の数に応じて2つ、あるいは8つなどであってもよい。
【0031】
差動信号伝送ケーブル300は、本実施形態においては2対、合計4本の内部電線310を含む。内部電線310はケーブル内部において互いに撚り合わされており、内部電線310全体の周囲は銅箔320によって包囲され(
図3(B)を参照)、撚り合わされた内部電線310が解けないように保護している。銅箔320の外周囲は金属製の編組線330が包囲しており、内部電線310に対する外部導体を構成している。金属製の編組線330の周囲は樹脂製のケーブル外皮340が包囲している。
【0032】
さらに、
図2に示すように、それぞれの内部電線310の導体にはコンタクト400が接続される。コンタクト400は、本実施形態においては、相手方コネクタの雄コンタクトを受け入れる雌コンタクトであるが、雄コンタクトであってもよい。これら内部電線310およびコンタクト400は、上述したインナーハウジング200の内部電線収容通路211とコンタクト収容通路212にそれぞれ収容される。
【0033】
フェルール500は、長さ方向に所定長さを有する、金属製で中空の円筒形の部材である。フェルール500は、本実施形態においては、差動信号伝送ケーブル300の銅箔320の周囲、編組線330の径方向内側に嵌め込まれる。なお、この組み立て工程については後述する。フェルール500は、差動信号伝送ケーブル300がシェル110に挿入され、カシメ部130がカシメられた際に、フェルール500よりも径方向内側に位置する内部電線310を機械的に保護すると同時に、編組線330とシェル110との物理的な接触状態を向上させ、電気的導通状態を向上させる。
【0034】
次に、
図3〜
図5を参照して、本実施形態のシェル構造100の組み立て工程について説明する。
図3(A)に示すように、差動信号伝送ケーブル300のケーブル外皮340の、ケーブル端から所定長の部分に切り込みを入れ、ケーブル外皮340を剥離する。
図3(A)は、ケーブル外皮340のみが差動信号伝送ケーブル300から剥離されつつあり、内部の編組線330が視認可能となった状態が示されている。
【0035】
次に、
図3(B)に示すように、露出した編組線330を、長さ方向後方に向かってケーブル外皮340の外側に折り返す。すると、編組線330よりも径方向内側の銅箔320が露出する。この銅箔320をケーブル端から所定長の部分で切断し、内部電線310が露出した状態とする。
【0036】
次いで、
図3(C)に示すように、内部電線310の被覆をケーブル端から所定長で除去し、導体311を露出させる。さらに、
図3(D)に示すように、露出させた導体311に対してコンタクト400を圧着接続する。ここでは詳細な説明は省略するが、コンタクト400は、相手方コネクタの雄コンタクトを受け入れる雌コンタクト部分と、導体311を圧着接続するための把持片からなる接続部を含んでおり、この把持片の間に導体311を挿入し、把持片をカシメて圧着接続する。
【0037】
次に、
図3(E)に示すように、銅箔320の周囲にフェルール500を取り付ける。さらに、
図3(F)に示すように、コンタクト400およびコンタクト400に接続された内部電線310を、インナーハウジング200に挿入する。具体的には、コンタクト400をインナーハウジング200のコンタクト収容通路212に挿入し、内部電線310をインナーハウジング200の内部電線収容通路211に挿入する。
【0038】
次に、
図3(G)に示すように、ケーブル外皮340上に、つまり長さ方向後方に折り返されていた編組線330を、フェルール500の周囲を覆うように再び長さ方向前方に折り返す。これにより編組線330の先端部分はインナーハウジング200の長さ方向後端部分にまで達する。
【0039】
次いで、上記の工程で組み立てられた差動信号伝送ケーブル300、インナーハウジング200、およびフェルール500の組立体を、シェル110に対して長さ方向後方から前方に向けて挿入する。なお、
図4(A)は、シェル110に対して差動信号伝送ケーブル300を挿入した、シェル構造100のカシメ処理前の斜視図であり、
図4(B)は、
図4(A)のシェル構造100の組立体の上面図、
図4(C)は
図4(A)のシェル構造100の組立体の側面図、
図4(D)は、
図4(B)のD−D線断面図である。
【0040】
このとき、シェル110の被覆バレル143、編組バレル142、および切り欠き131が設けられているカシメ部130は、それぞれカシメ処理前の開いた状態であるので、差動信号伝送ケーブル300、差動信号伝送ケーブル300の編組線330、およびインナーハウジング200を容易にシェル110に挿入することができる。この挿入工程により、差動信号伝送ケーブル300に接続されたインナーハウジング200はシェル110のインナーハウジング収容部121内に位置する。また、差動信号伝送ケーブル300のケーブル外皮340はシェル110の被覆バレル143の1対の被覆把持片143B、143Bの間に位置し、編組線330はシェル110の編組バレル142の1対の編組把持片142B、142Bの間に位置する。
【0041】
図4(D)から分かるように、編組線330は、シェル110のカシメ部130、インナーハウジング200、内部電線310、およびフェルール500の間に介在しており、この部分を埋めた状態となっている。
【0042】
次いで、
図5に示すように、シェル110のカシメ部130、編組バレル142、被覆バレル143を圧着工具によりカシメる。なお、
図5(A)は、シェル110に対して差動信号伝送ケーブル300を挿入して、カシメ処理を行った後の斜視図であり、
図5(B)は、
図5(A)のカシメ処理後のシェル構造100の組立体の上面図、
図5(C)は
図5(A)のカシメ処理後のシェル構造100の組立体の側面図、
図5(D)は、
図5(B)のD−D線断面図である。
【0043】
このとき、シェル110のカシメ部130と編組バレル142は同一工程において同時にカシメ処理される。これにより、カシメ部130の切り欠き131の2つの対向辺133は、カシメ処理前はV字状に開いていたものが、カシメ処理後は互いに接触して閉じた状態となる。また、V字状に開いていた対向辺133が互いに接触するようにカシメ処理を行ったため、カシメ部130は、カシメ処理前の円筒形状から円錐台形状へと変形する(
図4(D)と
図5(D)を比較)。なお、本実施形態においては、対向辺133が互いに平行に接し合う場合を説明しているが、互いに上下に重なりあうようにカシメられてもよい。さらに、編組バレル142は、2つの編組把持片142Bが互いに一部分が重なり合うように径が縮まり、それにより内部の編組線330が堅牢に把持される。同様に、被覆バレル143は、2つの被覆把持片143Bが互いに一部分が重なり合うように径が縮まり、内部に挿入されているケーブル外皮340が堅牢に把持される。
【0044】
このカシメ処理により、シェル110のカシメ部130が円錐台形状に縮まり、その内側に挿入されている編組線330に密着するため、シェル110のカシメ部130、インナーハウジング200、内部電線310、およびフェルール500の間が、編組線330によって占有された状態となり、空間がほとんど残らない状態となる。
【0045】
これにより、追加部品を使用したりすることなく内部電線310とシェル110や編組線330といった外部導体との距離、およびそれらの間の電気的特性を一定に保つことが可能となる。
【0046】
図6は、本実施形態の差動信号伝送ケーブル用コネクタのシェル110を採用したコネクタを用いた場合と、従来の差動信号伝送ケーブル用のコネクタのシェル構造を採用した場合の性能を比較して表した図であり、
図6(A)は特性インピーダンスの変化を示し、
図6(B)はリターンロスの変化を示す図である。
【0047】
図6(A)に示すように、本実施形態のシェル構造100を採用した差動信号伝送ケーブル用のコネクの特性インピーダンスを100Ωで設計した場合、本実施形態のシェル110を採用したコネクタのほうが従来のシェル構造を採用したコネクタよりも、特定インピーダンスが改善されている。また、
図6(B)に示すように、リターンロスは、本実施形態のシェル構造100を採用したコネクタの場合に、例えば1GHz以上の高周波で従来のものよりも改善されている。
【符号の説明】
【0048】
100 シェル構造
110 シェル
120 本体部
121 インナーハウジング収容部
123 継ぎ目
130 カシメ部
132 ケーブル収容口
133 対向辺
140 圧着バレル部
141 接続部
142 編組バレル
142A 編組バレル底部
142B 編組把持片
143 被覆バレル
143A 被覆バレル底部
143B 被覆把持片
144 接続部
200 インナーハウジング
210 通路
211 内部電線収容通路
212 コンタクト収容通路
300 差動信号伝送ケーブル
310 内部電線
311 導体
320 銅箔
330 編組線
340 ケーブル外皮
400 コンタクト
500 フェルール