JP5857892B2 - 多極コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、高周波通信に好適に用いられる複数の端子収容空間が形成された多極コネクタに関する。

高周波通信に用いられる電線やコネクタ等の各種機器においては、機器同士の接続部分における信号の反射等による伝送効率の低下を抑制するため、インピーダンスの整合を図る必要があることが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

このような高周波通信において、複数の配線を一度に接続することができる多極コネクタ（例えば、下記特許文献２（コネクタ３３）を参照）を用いることがある。このような多極コネクタは、ハウジングに形成された端子収容空間の数分、汎用性をもたせることができる。例えば、二つの配線同士を接続する際に、二つ以上の端子収容空間が形成された多極コネクタを利用することができる。このようにすれば、一種の多極コネクタの適用範囲が広がる（接続すべき配線の数以上の端子収容空間が形成されたコネクタを用いればよい）ため、コストダウンに資する。

しかし、接続すべき配線の数以上の端子収容空間が形成された多極コネクタを用いると、端子が収容されない端子収容空間（以下、「未使用の端子収容空間」と称することもある）が存在することになる。そのため、当該未使用の端子収容空間内の空気（誘電率約１）の影響で、インピーダンスが高くなり、伝送効率が低下してしまうという問題がある。

特開２０１１−１２４１３６号公報 特開２００４−１０３３９６号公報

上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、未使用の端子収容空間の端子収容空間が存在する場合であっても、インピーダンスの増加を抑制することができる多極コネクタを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明にかかる多極コネクタは、区画された複数の端子収容空間がハウジングに形成された多極コネクタであって、前記端子収容空間のうち、配線と電気的に接続された接続端子が収容されていない箇所の一部に、空気よりも誘電率の高い材料で形成された高誘電率体が挿入されていることを要旨とする。

また、前記高誘電率体は、ハウジングを形成する材料よりも誘電率の高い材料で形成されていればよい。

また、前記高誘電率体は、前記接続端子が収容された端子収容空間の上下および左右に隣接する前記接続端子が収容されていない端子収容空間に挿入されていればよい。

また、前記高誘電率体は、前記接続端子が収容された端子収容空間の斜に隣接する前記接続端子が収容されていない端子収容空間に挿入されていればよい。

本発明によれば、未使用の端子収容空間には、空気よりも誘電率の高い材料（すなわち絶縁体）で形成された高誘電率体が挿入されているため、当該未使用の端子収容空間に何も挿入されていない場合、すなわち誘電率が低い空気が存在している場合と比較して、インピーダンスの増加を抑制することができる。具体的には、使用用途等に応じて個別にコネクタを作成せず、汎用性のある多極コネクタを用いたために未使用の端子収容空間が生ずる場合であっても、インピーダンスの増加を抑制することができる。

また、高誘電率体がハウジングを構成する材料よりも誘電率の高い材料で形成されていれば、さらにインピーダンスの増加を抑制することができる。

また、インピーダンスの増加を抑制するためには、接続端子により近い位置に高誘電率体が存在することが好ましいため、コストの都合上使用する高誘電率体の数を少なくしたい等の要求がある場合には、高誘電率体を挿入する箇所の優先順位としては、第一が、端子が収容された端子収容空間の上下および左右に隣接する未使用の端子収容空間、第二が、端子が収容された端子収容空間の斜に隣接する未使用の端子収容空間となる。

図１（ａ）は本発明の実施形態にかかる多極コネクタの正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示したＡ−Ａ線断面図である。 高誘電率体を挿入すべき端子収容空間の優先順位を説明するための図である（極数＝１２）。 高誘電率体を挿入すべき端子収容空間の優先順位を説明するための図である（極数＝１８）。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において単に上下方向（高さ方向）、左右方向（幅方向）とは図１（ａ）における上下左右方向をいうものとする。また、上下方向および左右方向に直交する方向を（コネクタの）嵌合方向というものとする。

本発明の実施形態にかかる多極コネクタ１は、例えばＧＰＳのような車両における高周波通信に用いられる車載コネクタである。図１に示すように、多極コネクタ１は、仕切り壁１３により区画された複数の端子収容空間１１が形成されたハウジング１０を有する。端子収容空間１１の数は特定の数に限定されない。各端子収容空間１１は、嵌合方向から見て碁盤目状に上下左右方向に並ぶように形成される。ハウジング１０には、図示されない相手方コネクタとの嵌合状態を維持するためのロック部１２が形成されている。このロック部１２の構成（相手方コネクタの嵌合機構）については、周知のコネクタの構成がそのまま適用できるから説明は省略する。

ハウジング１０に形成された端子収容空間１１は、配線（電線２１）の端末（芯線）に結合される接続端子２０が収容可能な空間である。つまり、最大、端子収容空間１１の数分の配線を一度に接続することが可能である（以下、多極コネクタ１が接続可能な配線数を最大接続可能数と称することもある）。換言すれば、接続すべき配線数ｘが多極コネクタ１の最大接続可能数Ｘ以下である場合（ｘ≦Ｘである場合）には、当該配線の接続にその多極コネクタ１を適用することができるということである。なお、図１〜図３には、二本の電線が組になったツイストペアケーブルの接続に用いられるコネクタの例を示しているため、接続端子２０が隣接する端子収容空間１１に並んで収容されている。

接続すべき配線数ｘよりも多極コネクタ１の最大接続可能数Ｘが多い場合、すなわちｘ＜Ｘの関係が成り立つ場合、端子収容空間１１の一部が配線の接続に使用されないということになる。本実施形態にかかる多極コネクタ１は、このような接続に使用されない未使用の端子収容空間１１に、空気よりも誘電率が高い材料（すなわち絶縁体）で形成された高誘電率体３０が挿入されている。高誘電率体３０は、端子収容空間１１に挿入可能であって、挿入された状態においてできる限りハウジング１０との間の隙間（ハウジング１０における端子収容空間１１に面する壁面と高誘電率体３０の外面との間の隙間）が小さくなるように形成されていればよい。使用されたコネクタの再利用や、組立時の修正等を考慮すると、一旦端子収容空間１１に挿入された高誘電率体３０が容易に取り外すことができるように設定すればよい。このように設定しても、多極コネクタ１に相手方コネクタが嵌合されると、当該相手方コネクタによって高誘電率体３０の脱落が防止されるため問題はない。

このように、本実施形態にかかる多極コネクタ１は、未使用の端子収容空間１１に空気よりも誘電率が高い高誘電率体３０が挿入されているから、当該未使用の端子収容空間１１に何も挿入されていない場合、すなわち誘電率が低い空気が存在している場合と比較して、インピーダンスの増加を抑制することができる。つまり、本実施形態にかかる多極コネクタ１は、「接続すべき配線数ｘ≦多極コネクタ１の最大接続可能数Ｘ」の関係が成り立てば適用することができるという多極コネクタ１の汎用性を活かしつつ、ｘ＜Ｘの場合に未使用の端子収容空間１１が存在することによるインピーダンスの増加という問題を解消する点で優れるものである。

さらにインピーダンスの増加を抑制するためには、高誘電率体３０の誘電率をさらに高めればよい。具体的には、ハウジング１０を構成する材料よりも高い誘電率を有する材料で高誘電率体３０を形成すればよい。例えば、ハウジング１０をＰＢＴ（誘電率約３．４）、ＳＰＳ（誘電率約３．４）、ＡＢＳ（誘電率約３．０）で構成し、高誘電率体３０をガラスファイバを含むＳＰＳ（誘電率約３．８）、出光興産株式会社製ザレック（「ザレック」は出光興産株式会社の登録商標）（誘電率約５〜１５）や大塚化学株式会社製フレテックス（誘電率約５〜１５）で構成すればよい。なお、信号の反射等による損失を低減するためには、相手方コネクタ（の接続端子）とのインピーダンスの整合をとることが重要になるため、相手方コネクタのインピーダンスに合わせて高誘電率体３０の材質を選定することが望ましい。

インピーダンスの増加を抑制するという観点から言えば、図１（ａ）に示した構成のように、未使用の端子収容空間１１の全てに高誘電率体３０が挿入されていることが望ましい。ただし、未使用の端子収容空間１１の全てに高誘電率体３０を挿入することによるコストの増加（高誘電率体３０の材料費や組立作業の煩雑化によるコストの増加）を抑制するため、高誘電率体３０を挿入する箇所を限定する場合には、挿入する位置を以下の優先順位に基づき決定するとよい。

インピーダンスの増加を抑制するためには、接続端子２０のできるだけ近くに高誘電率体３０が存在していることが望ましい。そのため、高誘電率体３０を挿入すべき未使用の端子収容空間１１として最も優先順位が高いのは、ある接続端子２０が収容された端子収容空間１１の上下および左右に隣接する未使用の端子収容空間１１となる（図２および図３において番号「１」で示した箇所）。同様の観点から、次に優先順位が高いのは、ある接続端子２０が収容された端子収容空間１１の斜に隣接する未使用の端子収容空間１１となる（図２および図３において番号「２」で示した箇所）。なお、この「斜に隣接する」とは、ある接続端子２０が収容された端子収容空間１１に対し、左または右に一つ、上または下に一つ移動した位置の端子収容空間１１をいう。

加えて、接続端子２０は、できるだけハウジング１０の外壁１４に沿う端子収容空間１１に配置するとよい。さらに好ましくは、図２および図３に示すように、（碁盤目の）隅に位置する端子収容空間１１のいずれかに配置するとよい。一般的に、ハウジング１０の外壁１４は、各端子収容空間１１を区画する仕切り壁１３よりも肉厚に形成される。そのため、接続端子２０をハウジング１０の外壁１４に沿う端子収容空間１１に配置すれば、当該外壁１４がインピーダンスの増加を抑制する絶縁体として機能するため、効率的である。

このように、ある接続端子２０と、それとは別の接続端子２０が離れてハウジング１０に固定されている場合、両接続端子２０の間に存在する未使用の端子収容空間１１に高誘電率体３０を挿入することが望ましい。例えば、二つの接続端子２０が同じ高さ位置に設置されている場合には、両接続端子２０の間に位置する同じ高さの未使用の端子収容空間１１に高誘電率体３０を挿入することが望ましい。

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。

例えば、上記実施形態における多極コネクタ１の極数、すなわちハウジング１０に形成される端子収容空間１１の数は適宜設定できる。また、ハウジング１０の大きさ、接続端子２０の形状等も適宜設定できる。

１ 多極コネクタ
１０ ハウジング
１１ 端子収容空間
２０ 接続端子
３０ 高誘電率体

Claims (4)

1. 区画された複数の端子収容空間がハウジングに形成された多極コネクタであって、
   前記端子収容空間のうち、配線と電気的に接続された接続端子が収容されていない箇所の一部に、空気よりも誘電率の高い材料で形成された高誘電率体が挿入されていることを特徴とする多極コネクタ。
2. 前記高誘電率体が、前記ハウジングを形成する材料よりも誘電率の高い材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多極コネクタ。
3. 前記高誘電率体が、前記接続端子が収容された端子収容空間の上下および左右に隣接する前記接続端子が収容されていない端子収容空間に挿入されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多極コネクタ。
4. 前記高誘電率体が、前記接続端子が収容された端子収容空間の斜に隣接する前記接続端子が収容されていない端子収容空間に挿入されていることを特徴とする請求項３に記載の多極コネクタ。

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