JP6455361B2 - 通信用コネクタ及び電線付き通信用コネクタ - Google Patents

Description

本明細書では、通信用コネクタに関する技術を開示する。

従来、通信用コネクタが知られている。特許文献１には、４つのＵＳＢプラグコネクタを受けることができる電気コネクタが記載されている。この電気コネクタは、ハウジングと、Ｌ字に屈曲された金属からなる電気接点と、外部シールドと、内部シールドとを備えている。電気接点は、各ＵＳＢプラグコネクタごとに左右に複数並んで固定されている。

特表２００８−５０７１１０号公報

ところで、導電体として金属の棒ではなく、複数の電線が一括して被覆されたケーブルを用いた場合、ケーブルの端末部における被覆を除去した部分は、複数の電線が露出することになる。この電線が露出した部分は、複数の電線間の間隔が変わりやすいため、電線のインピーダンスの変化点が生じて信号が反射し、通信品質が低下することが懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、通信品質の低下を抑制することを目的とする。

本発明の通信用コネクタは、通信用の信号が伝送される複数の電線が一括して被覆で包囲されてなるケーブルの前記被覆が除去されて露出した前記複数の電線に接続される複数の端子と、前記複数の端子を並列に、複数段に並べて保持するハウジングと、前記被覆が除去されて露出した前記複数の電線を反対方向から挿通可能な複数の挿通溝部を有し、互いに対向配置される複数の整列部材と、を備え、前記挿通溝部は、溝底と、前記溝底から起立し、前記被覆が除去されて露出した前記複数の電線間に配される金属製の仕切り壁と、を備える。

本構成によれば、ケーブルの被覆を除去して電線が露出することにより電線間のインピーダンスが変化しやすい部分について、電線間に金属製の仕切り壁が配されるため、電線間の電位が安定し、電線のインピーダンスの変化を抑制することができる。これにより、インピーダンスの変化点における信号の反射を抑制できるため、通信品質の低下を抑制することができる。
また、例えばハウジングに複数の端子を１段の並列に並べる構成とすると、端子の並び方向について通信用コネクタが長くなりやすいため、配置スペースに制約が生じやすいという問題がある。一方、本構成によれば、複数の端子はハウジングに並列に、複数段に並べて保持されるため、通信用コネクタが全体として纏まった形状となって、配置スペースの制約が生じにくくなる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
一の前記整列部材は、他の前記整列部材に係止する係止部を備えている。
このようにすれば、一の整列部材の係止部が他の整列部材に係止することで、複数の整列部材の相対的位置を保持することができる。これにより、整列部材が相対的に位置ずれすることにより生じる整列部材からの電線の浮きを抑制することが可能になる。

前記整列部材の外面側に前記複数の電線が配された状態で前記複数の電線の外側からテープで巻かれている。
このようにすれば、簡素な構成で複数の電線の位置を保持することができる。

前記テープは、金属層を有する金属テープである。
このようにすれば、金属テープのシールド機能により、通信品質の低下を抑制することができる。

前記複数の電線は、低速線と、前記低速線よりも高速伝送が可能な一対の高速線と、を備え、前記仕切り壁は、前記一対の高速線の間を仕切る。
高速信号を伝送する電線は、信号が反射や放射されることによって信号が劣化しやすいが、本構成によれば、このような場合に信号の反射や放射による劣化を抑制することができる。

前記通信用コネクタと、前記端子に接続される電線と、を備える電線付きコネクタとする。

本発明によれば、通信品質の低下を抑制することが可能になる。

実施形態１の電線付き通信用コネクタを示す斜視図 電線付き通信用コネクタを示す平面図 図２のＡ−Ａ断面図 第２シールドケースを外した状態の通信用コネクタを示す斜視図 第２シールドケースを外した状態の通信用コネクタを示す正面図 第２シールドケースを外した状態の通信用コネクタを示す背面図 整列部材を示す斜視図 整列部材を示す平面図 電線に整列部材が装着された状態を示す斜視図 電線に整列部材が装着された状態を示す平面図 図１０のＢ−Ｂ断面図 実施形態２の電線付き通信用コネクタを示す断面図 整列部材を示す斜視図 整列部材が装着された電線にテープを巻き付けた状態を示す斜視図 整列部材が装着された電線にテープを巻き付けた状態を示す平面図 図１５のＣ−Ｃ断面図 実施形態３の電線付き通信用コネクタを示す断面図 整列部材を示す斜視図 整列部材を示す平面図 整列部材を示す背面図 実施形態４の電線付き通信用コネクタを示す断面図 他の実施形態の電線付き通信用コネクタを示す断面図 他の実施形態の電線付き通信用コネクタを示す断面図

＜実施形態１＞
実施形態１について、図１〜図１１を参照して説明する。
電線付き通信用コネクタ１０は、例えば電気自動車やハイブリット自動車等の車両に搭載され、車両内における車載電装品（ナビ、ＥＴＣ、モニタ等）と外部機器（カメラ等）との間や車載電装品間等の有線の通信経路に配される。以下では、前後方向については、図２の左方（Ｚ方向）を前方、右方を後方とし、上下方向及び左右方向については、図３の方向を基準（Ｘ方向を右方、Ｙ方向を上方）として説明する。

（電線付き通信用コネクタ１０）
本実施形態の電線付き通信用コネクタ１０は、図２，図３に示すように、ケーブル１１と、ケーブル１１の端末部に備えられた通信用コネクタ３０とを有する。ケーブル１１は、１ＧＨｚ以上の高速の通信が可能であって、通信用の信号が伝送される複数（本実施形態では１０本）の電線１２〜１８と、電線１２〜１８を一括して包囲する絶縁性の被覆２０と、を備えている。なお、ケーブル１１の被覆２０の内側には、図示しない金属細線を編み込んで構成されたシールド層が電線１２〜１８を一括して包囲しており、このシールド層の内側には、絶縁性の糸や紙テープ等を詰め込んで隙間を埋める図示しない充填部材が充填されている。

図３に示される２組の電線１２，１３（「高速線」の一例）は、共に電線１７，１８（「低速線」の一例）よりもデータの最大転送速度が速い高速線対（シールドとドレイン線付の差動ペア）の電線であり、本実施形態ではＵＳＢ(Universal Serial Bus)３．０規格で、例えば５Ｇｂｐｓの伝送が可能とされている。電線１２，１３は本実施形態ではツイストペア線（撚り対線）とされ、被覆２０が除去された露出する部分で撚り戻されているが、電線１２，１３にツイストペア線を用いない構成としてもよい。電線１７，１８は、電線１２，１３とは種類が異なる１組の対（シールドなしのツイスト・ペア）の電線であり、本実施形態ではＵＳＢ２．０規格の電線である。電線１４は、ドレイン線である。電線１６は、電源に接続される１本の電源線であり、電線１５は、グランドに接続される１本のグランド線である。

各電線１２〜１８は、金属の導体部１９Ａを、絶縁性の合成樹脂からなる絶縁層１９Ｂで被覆されたものであり、電線１２〜１８の種類に応じて太さ（外径）が異なっている。電線１２〜１８は、左右に並列に並んだ５本の電線列が上下２段に配されている。ケーブル１１の被覆２０が除去されて露出する電線１２〜１８の端末部（先端部）は、絶縁層１９Ｂが剥ぎ取られ、端子３１と接続される導体部１９Ａが露出している。

（通信用コネクタ３０）
通信用コネクタ３０は、図３，図４に示すように、複数（本実施形態では１０個）の端子３１と、ハウジング３５と、一対の整列部材４０Ａ，４０Ｂと、シールドケース５０とを備えている。

（端子３１）
端子３１は、前方側が角筒状の端子接続部３２とされ、端子接続部３２の後方側に電線１２〜１８から露出した導体部１９Ａに接続される板状の電線接続部３３が一体に形成されている。電線１２〜１８の導体部１９Ａは、電線接続部３３に例えば半田付けや溶接等により接続されている。端子接続部３２には、相手側のオス端子に接続される弾性接触片が設けられている。

（ハウジング３５）
ハウジング３５は、絶縁性の合成樹脂製であって、各端子３１の端子接続部３２が収容される本体３６と、本体３６の後方に延出され、本体３６よりも上下方向の厚み寸法を小さい延出部３８と、を備える。本体３６は、直方体状であって、端子３１が収容されるキャビティ３７が上下２段、左右に５個、間隔を空けて並んで配置されている。各キャビティ３７は、端子接続部３２の外周形状に応じた矩形状の断面を有し、端子接続部３２の長さに応じて前後方向に延びている。端子接続部３２は、キャビティ３７の内部で前後方向の移動が規制されている。

延出部３８は、本体３６の後端における上下方向の中間部から板状に後方に延びており、各端子３１の電線接続部３３を載置可能に並んだ複数の溝状の載置部３９を有する。載置部３９は、延出部３８の上面と底面のそれぞれに端子３１の数に応じて左右に並んで形成されている。

（整列部材４０Ａ，４０Ｂ）
一対の整列部材４０Ａ，４０Ｂは、同一形状であって、延出部３８の後方に連なるように配され、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属板材に打ち抜き加工及び曲げ加工を施して形成され、左右方向に延びる板状の平板部４１と、電線１２，１３が挿通される挿通溝部４２Ａ，４２Ｂと、他方の整列部材４０Ａ，４０Ｂに係止する係止部４８と、を備えている。挿通溝部４２Ａと挿通溝部４２Ｂは、共通の仕切り壁４５を介して反対向きに配されており、上下方向の反対方向から電線１２，１３が挿通されるようになっている。

挿通溝部４２Ａ，４２Ｂは、溝底４３と、溝底４３から垂直に起立する仕切り壁４４〜４６と、を備えている。仕切り壁４４の端部からは、折返し部４７が折り返して反対側に延びており、折返し部４７の先端部はＬ字状に屈曲された係止部４８が形成されている。折返し部４７及び係止部４８は、仕切り壁４４の後方側に形成されている。

一対の整列部材４０Ａ，４０Ｂが互いに背き合う姿勢で対向配置されると、図１１に示すように、溝底４３と係止部４８の間に、平板部４１の縁部が挿通され、挿通溝部４２Ｂの開口が平板部４１で覆われる。このとき上下の電線列は、電線１２，１３が互いに対角の位置（遠い側の位置）に配置される。そして、整列部材４０Ａ，４０Ｂが互いに離間する方向に位置ずれすると、係止部４８が平板部４１に係止されて、整列部材４０Ａ，４０Ｂ間の相対的移動が規制される。

（シールドケース５０）
シールドケース５０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属製であって、図１に示すように、ハウジング３５の本体３６を覆う第１シールドケース５１と、第１シールドケース５１の後方に配されて複数の電線１２〜１８を覆う第２シールドケース５４とを備えている。第１シールドケース５１は、角筒状であって、図４に示すように、延出部３８の側面に沿う板状部５１Ａが後方に延びている。第１シールドケース５１の側面には、本体３６に係止する撓み変形可能な係止片５２が設けられている。ハウジング３５の後方側から第１シールドケース５１をハウジング３５に嵌め入れると、ハウジング３５の前端部に前止まりするとともに、ハウジング３５の側面の凹部に係止片５２が係止して第１シールドケース５１とハウジング３５が位置決めされる。

第２シールドケース５４は、前方側が開口した箱形であって、図１に示すように、後端部にケーブル１１に外嵌する円筒形状のシールド接続部５５を備えている。シールド接続部５５は、例えばケーブル１１の端末部において被覆２０の外側に折り返したシールド層に例えば溶接や圧着等により接続される。

本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
本実施形態によれば、通信用の信号が伝送される複数の電線１２〜１８が一括して被覆２０で包囲されてなるケーブル１１の被覆２０が除去されて露出した複数の電線１２〜１８間に、整列部材４０Ａ，４０Ｂの金属製の仕切り壁４４〜４６が配されるため、電線１２〜１８間のインピーダンスが変化しやすい部分について、電線１２〜１８間の電位が安定し、電線１２〜１８のインピーダンスの変化を抑制することができる。これにより、インピーダンスの変化点における信号の反射を抑制できるため、通信品質の低下を抑制することができる。

また、例えばハウジング３５に複数の端子３１を１段の並列に並べる構成とすると、端子３１の並び方向について通信用コネクタ３０が長くなるため、車両の限られたスペースに搭載する際に、配置スペースに制約が生じやすいという問題がある。一方、本実施形態によれば、複数の端子３１はハウジング３５に並列に、複数段に並べて保持されるため、通信用コネクタ３０が全体として纏まった形状となって、配置スペースの制約が生じにくくなる。

また、整列部材４０Ａ，４０Ｂは、複数であって、一の整列部材４０Ａ（４０Ｂ）は、他の整列部材４０Ｂ（４０Ａ）に係止する係止部４８を備えている。
このようにすれば、一の整列部材４０Ａ（４０Ｂ）の係止部４８が他の整列部材４０Ｂ（４０Ｂ）に係止することで、複数の整列部材４０Ａ，４０Ｂの相対的位置を保持することができる。これにより、整列部材４０Ａ，４０Ｂが相対的に位置ずれすることにより生じる電線１２〜１８の整列部材４０Ａ，４０Ｂからの浮きを抑制することができる。

また、複数の電線１２〜１８は、低速線（電線１７，１８）と、低速線よりも高速伝送が可能な一対の高速線（電線１２，１３）と、を備え、仕切り壁４４〜４６は、一対の高速線の間を仕切る。
高速信号（例えば、５Ｇｂｐｓ）を伝送する電線は、信号が反射や放射されることによって信号が劣化しやすいが、本実施形態によれば、このような場合に信号の反射や放射による劣化を抑制することができる。

＜実施形態２＞
実施形態２を図１２〜図１６を参照して説明する。実施形態２は、整列部材６１Ａ，６１Ｂに実施形態１の係止部４８を設けず、整列部材６１Ａ，６１Ｂ及び電線１２〜１８を纏めてテープ巻きする構成である。以下では、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

通信用コネクタ６０は、複数の端子３１と、ハウジング３５と、一対の整列部材６１Ａ，６１Ｂと、シールドケース５０と、を備えている。整列部材６１Ａ，６１Ｂは、実施形態１の整列部材４０Ａ，４０Ｂの係止部４８をなくしたものである。

テープ６２は、薄い金属層が全面に形成されたものであり、金属層に接着剤からなる接着層が積層されていてもよい。また、強度を高めるために樹脂層が重ねられていてもよく、共に可撓性を有する金属層と樹脂層の間に接着層が形成されていてもよい。金属層としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等を用いることができる。

実施形態２によれば、整列部材４０Ａ，４０Ｂの外面側に複数の電線１２〜１８が配された状態で複数の電線１２〜１８の外側からテープ６２巻きされている。
このようにすれば、簡素な構成で複数の電線１２〜１８の位置を保持することができる。

また、テープ６２は、金属層を有する金属テープである。
このようにすれば、金属テープのシールド機能により、通信品質の低下を抑制することができる。

＜実施形態３＞
実施形態３を図１７〜図２０を参照して説明する。
実施形態３の通信用コネクタ７０は、各整列部材７１Ａ，７１Ｂについて、３つの挿通溝部７３Ａ〜７３Ｃが設けられたものである。以下では、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

各整列部材７１Ａ，７１Ｂは、同一形状であって、延出部３８の後方に連なるように配され、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属板材に打ち抜き加工及び曲げ加工を施して形成され、左右方向に延びる板状の平板部７２と、電線１２〜１４が挿通される挿通溝部７３Ａ〜７３Ｃと、他方の整列部材７１Ａ，７１Ｂに係止する係止部７９と、を備えている。

挿通溝部７３Ａ〜７３Ｃは、共通の仕切り壁７６，７７を介して反対向きに配されており、上下反対側から電線１２〜１４を挿通できるようになっている。挿通溝部７３Ａ〜７３Ｃ、溝底７４Ａ，７４Ｂと、溝底７４Ａ，７４Ｂから垂直に起立する仕切り壁７５〜７８と、を備えている。

平板部７２及び挿通溝部７３Ａ〜７３Ｃの幅寸法（整列部材７１Ａ，７１Ｂの幅寸法）は、後方側に向けて傾斜状に小さくなっている。仕切り壁７５の端部からは、直交する側方に延びてＵ字状に折り返す係止部７９が形成されている。係止部７９は、仕切り壁７８の後方側に形成されている。

一対の整列部材７１Ａ，７１Ｂが互いに背き合う姿勢で対向配置されると、係止部７９の間の隙間に、平板部７２の縁部が挿通され、整列部材７１Ａ，７１Ｂが離間する方向に移動しようとすると、係止部７９が平板部７２に係止して、整列部材７１Ａ，７１Ｂの離間が規制される。

＜実施形態４＞
実施形態４を図２１を参照して説明する。
実施形態４の通信用コネクタ８０は、実施形態３の挿通溝部７３Ａ〜７３Ｃの開口側を狭くするように仕切り壁８５〜８８が傾斜した挿通溝部８３Ａ〜８３Ｃを設けたものである。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態４によれば、挿通溝部８３Ａ〜８３Ｃの開口側の幅が小さくなっているため、電線１２〜１４を挿通溝部８３Ａ〜８３Ｃ内に保持することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）整列部材の形状は、上記実施形態の形状に限られず、種々の形状に変更することができる。例えば、図２２に示すように、通信用コネクタ９０の一対の整列部材９１Ａ，９１Ｂに、外方側が開口する３つの挿通溝部９３Ａ〜９３Ｃと、平板部９２とを設け、電線１２〜１５間の仕切り壁９４がＵ字状に折り返して２重に重なるようにしてもよい。また、図２３に示すように、通信用コネクタ１００の一対の整列部材１０１Ａ，１０１Ｂに、外方側が開口する３つの挿通溝部１０３Ａ〜１０３Ｃと、平板部９２とを設け、電線１２〜１４間のＵ字状に折り返して２重に重なる仕切り壁１０４が、挿通溝部１０３Ａ〜１０３Ｃの開口側を狭くするように傾斜するようにして、挿通溝部１０３Ａ〜１０３Ｃ内に電線１２〜１８を保持するようにしてもよい。

（２）整列部材は一対設けられることとしたが、１個又は３個以上の整列部材が通信用コネクタに設けられるようにしてもよい。
（３）整列部材４０Ａ，４０Ｂが係止部４８を備える構成について、整列部材４０Ａ，４０Ｂ及び電線１２〜１８をテープ６２で巻き付けるようにしてもよい。

（４）異なる電線列の２組の電線１２，１３は、対角に配置されたが、対角でなくてもよい。
（５）電線１２〜１８の本数は、上記した本数に限られず、異なる本数としてもよい。

１０： 電線付き通信用コネクタ
１１： ケーブル
１２〜１８： 電線
２０：被覆
３０，６０，７０、８０： 通信用コネクタ
３１： 端子
３５： ハウジング
４０Ａ，４０Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ，８１Ａ，８１Ｂ，９１Ａ，９１Ｂ，１０１Ａ，１０１Ｂ： 整列部材
４２Ａ，４２Ｂ，７３Ａ〜７３Ｃ，８３Ａ〜８３Ｃ，９３Ａ〜９３Ｃ，１０３Ａ〜１０３Ｃ： 挿通溝部
４４〜４６，７５〜７８，８５〜８８，９４，１０４： 仕切り壁
４８，７９： 係止部
５０： シールドケース
６２： テープ

Claims (6)

1. 通信用の信号が伝送される複数の電線が一括して被覆で包囲されてなるケーブルの前記被覆が除去されて露出した前記複数の電線に接続される複数の端子と、
   前記複数の端子を並列に、複数段に並べて保持するハウジングと、
   前記被覆が除去されて露出した前記複数の電線を反対方向から挿通可能な複数の挿通溝部を有し、互いに対向配置される複数の整列部材と、を備え、
   前記挿通溝部は、溝底と、前記溝底から起立し、前記被覆が除去されて露出した前記複数の電線間に配される金属製の仕切り壁と、を備える通信用コネクタ。
2. 一の前記整列部材は、他の前記整列部材に係止する係止部を備えている請求項１に記載の通信用コネクタ。
3. 前記整列部材の外面側に前記複数の電線が配された状態で前記複数の電線の外側からテープで巻かれている請求項１又は請求項２に記載の通信用コネクタ。
4. 前記テープは、金属層を有する金属テープである請求項３に記載の通信用コネクタ。
5. 前記複数の電線は、低速線と、前記低速線よりも高速伝送が可能な一対の高速線と、を備え、前記仕切り壁は、前記一対の高速線の間を仕切る請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の通信用コネクタ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の通信用コネクタと、
   前記端子に接続される電線と、を備える電線付き通信用コネクタ。

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