JP6443274B2 - 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。

本明細書で開示された技術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。

本明細書で開示された通信用コネクタは、第１電線と前記第１電線よりも高速通信が可能な第２電線とを含んだ電線列を複数形成する複数の電線に接続される複数の端子と、前記複数の端子を収容するハウジングと、前記電線列における並び方向の一方の端部側の前記第２電線と前記電線列とは異なる電線列の並び方向における前記一方とは反対側の端部側の前記第２電線との相対的位置を保持する導電性の電線保持部材と、を備え、前記電線保持部材は、複数の分割部材からなり、前記複数の分割部材が組み合わされた状態で前記第２電線の周りを包囲するように構成されている。

本構成によれば、導電性の電線保持部材により、異なる電線列において対角となる位置に配された第２電線の相対的位置が保持されつつ、第２電線の周りが包囲されるため、電線間のインピーダンスが変化しやすい位置関係にある第２電線について、電線間の電位が安定し、第２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、電線保持部材は、複数の分割部材が組み合わされた状態で前記第２電線の周りを包囲するように構成されているため、電線保持部材に電線を挿通する作業を簡素化することができる。

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、複数の電線が複数の電線列を構成しているため、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。

本明細書で開示された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
各前記電線列は、隣り合う複数の前記第２電線を有し、各前記分割部材は、前記隣り合う複数の第２電線のうち、外側の前記第２電線を外部と仕切る第１壁部と、前記隣り合う複数の第２電線間を仕切る第２壁部とを備える。
このようにすれば、簡素な構成で、電線のインピーダンスの変化を抑制することができる。

各前記電線列は、隣り合う前記複数の第２電線を有し、前記複数の分割部材のうち、少なくとも一つの前記分割部材は、各前記電線列における前記隣り合う複数の第２電線のうち、外側の前記第２電線を外部と仕切る複数の第１壁部を有し、他の少なくとも一つの前記分割部材は、各前記電線列における前記隣り合う複数の第２電線間を仕切る複数の第２壁部を有する。
このようにすれば、複数の分割部材間に電線を配して組み付ける際の組付作業を容易にすることができる。

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

本明細書で開示された技術によれば、通信品質の低下を抑制することができる。

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断面図 シールドケースを外した状態の電線付き通信用コネクタを示す斜視図 電線保持部材を装着したケーブルを示す平面図 電線保持部材を装着したケーブルを示す側面図 分割部材を示す斜視図 分割部材を示す背面図 シールドケース及び電線保持部材を外した状態の電線付き通信用コネクタを示す斜視図 実施形態２の電線保持部材に複数の第２電線が保持された状態を示す正面図 電線保持部材を示す斜視図 一方の分割部材を示す斜視図 他方の分割部材を示す斜視図 一方の分割部材に第２電線を載置して他方の分割部材を組み付ける工程を説明する図

＜実施形態１＞
実施形態１について、図１〜図８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、Ｘ方向を右方、Ｙ方向を上方、Ｚ方向を前方として説明する。

（電線付き通信用コネクタ１０）
電線付き通信用コネクタ１０は、図１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とを備える。
（ケーブル１１）
ケーブル１１は、１ＧＨｚ以上の高速の通信が可能であって、図２に示すように、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。被覆２０の内側には、金属細線を編み込んで構成されたシールド層（図示しない）が電線１２〜１８を一括して包囲している。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充填部材２１が充填されている。

複数の電線１２〜１８は、通信用の第１電線１２，１３（通信可能な電線）と、第１電線１２，１３よりも高速通信が可能な第２電線１４，１５と、２本のドレイン線１６と、電源に接続される１本の電源線１７と、グランド電位に接続される１本のグランド線１８とからなる。第１電線１２，１３は、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ＵＳ２．０規格の電線である。第２電線１４，１５は、第１電線１２，１３とは種類が異なる２組の電線であって、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）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。

被覆２０の端部から導出されて露出した電線１２〜１８の端末部は、上下２段の電線列２２Ａ，２２Ｂとして左右に５本並べられている。電線列２２Ａは、隣り合う第２電線１４，１５が左端部（並び方向の一方側の端部）に配され、電線列２２Ｂは、隣り合う第２電線１４，１５が右端部（並び方向の一方側とは反対側の端部）に配されている。

電線１２〜１８は、種類に応じて太さ（外径）が異なっており、ツイストペア線（撚り対線）が用いられ、被覆２０が除去されて露出する部分において撚り戻されている。なお、これに限られず、電線１２〜１８にツイストペア線を用いない構成としてもよい。また、各電線１２〜１８は、図８に示すように、金属の導体部１９Ａを、絶縁性の合成樹脂からなる絶縁層１９Ｂで被覆したものであり、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２，図３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、電線保持部材４０と、シールドケース６０とを備えている。
（端子３１）
端子３１は、前方側が端子接続部３２とされ、端子接続部３２の後方側に板状の電線接続部３３が端子接続部３２と一体に形成されている。端子接続部３２は、角筒状であって、相手側のオス端子に接触する弾性接触片が設けられている。電線接続部３３には、電線１２〜１８から露出した導体部１９Ａが例えば半田Ｓによる半田付けで接続されている。なお、導体部１９Ａの電線接続部３３への接続は、半田付けに限られず、他の公知の接続方法を用いてもよい。例えば、超音波溶接やレーザ溶接等により導体部１９Ａを電線接続部３３に接続してもよい。

（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が小さい延出部３８とを備える。本体３６は、直方体状であって、端子接続部３２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の内部で係止されることにより、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、延出部３８の上面と底面のそれぞれに端子３１の数に応じて溝状の凹部が左右に並んで形成されている。この凹部に電線接続部３３が嵌め入れられる。なお、下段側の端子３１は、上段側の端子３１を裏返した向きでハウジング３５に装着されている。

（電線保持部材４０）
電線保持部材４０は、延出部３８の後方に連なるように配され、隣り合う一対の第２電線１４，１５を角筒状に包囲する左右一対の電線収容部５０と、対角に配置された一対の電線収容部５０間を連結する連結部５１とを備えている。この電線保持部材４０は、同一形状の２個（複数）の分割部材４１Ａ，４１Ｂからなる。

分割部材４１Ａ，４１Ｂは、共に、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、図６，図７に示すように、隣り合う複数の第２電線１４，１５のうち、外側の第２電線１４，１５を外部と仕切る第１壁部４２と、隣り合う複数の第２電線１４，１５間を仕切る第２壁部４５と、第１壁部４２と第２壁部４５とを連結する連結板４８とを備えている。

第１壁部４２は、底板部４３と、底板部４３から垂直方向に起立するＬ字状の外壁部４４とを備えている。第２壁部４５は、連結板４８の端部で屈曲されてＬ字状に延びる外壁部４６と、外壁部４６の先端部から垂直方向に折り返す仕切り壁４７とを有する。仕切り壁４７は、隣り合う第２電線１４，１５の中間部に配されて、隣り合う第２電線１４，１５を仕切る。

電線収容部５０は、一方の分割部材４１Ａ（４１Ｂ）の第１壁部４２と他方の分割部材４１Ｂ（４１Ａ）の第２壁部４５を組み合わせて形成され、複数の分割部材４１Ａ，４１Ｂが組み合わされた状態で第２電線１４，１５の周りの全周が電線収容部５０によって包囲される。連結部５１は、連結板４８，４８を重ねて構成される。一方の分割部材４１Ａ（４１Ｂ）の上に第２電線１４，１５配して、他方の分割部材４１Ｂ（４１Ａ）を組み付けることで電線収容部５０に第２電線１４，１５を組み付けることができる。なお、これに限られず、例えば、分割部材４１Ａ，４１Ｂの組み付け後に、電線収容部５０の開口から第２電線１４，１５を挿通するようにしてもよい。

（シールドケース６０）
シールドケース６０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を覆う角筒状の第１シールドケース６１と、第１シールドケース６１の後方に配されて複数の電線１２〜１８及び電線保持部材４０を覆う第２シールドケース６３とを備えている。第２シールドケース６３は、前方側が開口した箱形であって、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６４を備えている。シールド接続部６４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。第２シールドケース６３内に電線保持部材４０がわずかな隙間を有して挿通されるため、分割部材４１Ａ，４１Ｂは、第２シールドケース６３内で組み付けられた状態に保持され、分割部材４１Ａ，４１Ｂの離間が規制されている。

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、通信用コネクタ３０は、導電性の電線保持部材４０により、電線列２２Ａにおける並び方向の一方の端部側の第２電線１４，１５、及び、電線列２２Ａとは異なる電線列２２Ｂの並び方向における反対側の端部側の第２電線１４，１５の相対的位置を保持し、かつ、第２電線１４，１５の周りを包囲する。これにより、異なる電線列２２Ａ，２２Ｂにおいて対角となる位置に配された第２電線１４，１５の相対的位置を保持しつつ、第２電線１４，１５の周りをシールドすることができるため、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。よって、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。特に、高速信号を伝送する第２電線１４，１５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。
また、電線保持部材４０は、複数の分割部材４１Ａ，４１Ｂが組み合わされた状態で第２電線１４，１５の周りを包囲するように構成されているため、電線保持部材４０に第２電線１４，１５を組み付ける作業を簡素化することができる。

また、例えばハウジング３５に複数の端子３１を一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、本実施形態によれば、複数の電線列２２Ａ，２２Ｂが並列に配されることで、複数の端子３１を複数列に並べることができるため、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、各電線列２２Ａ，２２Ｂは、隣り合う複数の第２電線１４，１５を有し、各分割部材４１Ａ，４１Ｂは、隣り合う複数の第２電線１４，１５のうち、外側の第２電線１４，１５を外部と仕切る第１壁部４２と、隣り合う複数の第２電線１４，１５間を仕切る第２壁部４５とを備える。
このようにすれば、簡素な構成で、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。

＜実施形態２＞
実施形態を図９〜図１３を参照して説明する。
実施形態２の通信用コネクタは、電線保持部材７０における分割部材７１Ａ，７１Ｂの形状を変えたものである。他の構成は、実施形態１と同一であるため、以下では実施形態１と同一の構成は同一の符号を付して説明を省略する。

電線保持部材７０は、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、図９に示すように、一対の第２電線１４，１５を個別に包囲する左右一対の電線収容部７２Ａ，７２Ｂと、対角に配置された一対の電線収容部５０間を連結する連結部８３とを備えている。この電線保持部材７０は、図１０に示すように、一対の分割部材７１Ａ，７１Ｂからなり、一方の分割部材７１Ａは、図１１に示すように、第２電線１４，１５の外側に配される左右一対の第１壁部７３Ａ，７３Ｂと、対角に配された第１壁部７３Ａ，７３Ｂ間を連結する連結板７７とを備えている。第１壁部７３Ａ，７３Ｂは、第２電線１４，１５が載置される載置部７４と、載置部７４の端部から垂直に起立する側壁部７５と、側壁部７５の端部から垂直に載置部７４側に折り返す蓋部７６とを備えている。

他方の分割部材７１Ｂは、分割部材７１Ａの内側に嵌め入れられる形状であり、第２電線１４，１５間を仕切る一対の第２壁部７９Ａ，７９Ｂと、第２壁部７９Ａ，７９Ｂ間を連結する連結板８２とを備えている。第２壁部７９Ａ，７９Ｂは、第２電線１５を覆う蓋部８０と、第２電線１４，１５間を仕切る仕切部８１とを備えている。電線収容部７２Ａ，７２Ｂは、第１壁部７３Ａ，７３Ｂと第２壁部７９Ａ，７９Ｂを組み合わせて形成され、連結部８３は、連結板７７，８２を重ねて構成される。

図１３に示すように、分割部材７１Ａの左右両側の載置部７４に、第２電線１４，１５を載置し、分割部材７１Ｂを上方から被せると、分割部材７１Ａの内側に分割部材７１Ｂが装着されて電線保持部材７０が形成され、第２電線１４，１５間が仕切部８１で仕切られた状態となる（図９）。

実施形態２の通信用コネクタは、各電線列２２Ａ，２２Ｂは、隣り合う複数の第２電線１４，１５を有し、一方（少なくとも一つ）の分割部材７１Ａは、各電線列２２Ａ，２２Ｂにおける隣り合う複数の第２電線１４，１５のうち、外側の第２電線１４，を外部と仕切る複数の第１壁部７３Ａ，７３Ｂを有し、他方（他の少なくとも一つ）の分割部材７１Ｂは、各電線列２２Ａ，２２Ｂにおける隣り合う複数の第２電線１４，１５間を仕切る複数の第２壁部７９Ａ，７９Ｂを有する。このようにすれば、複数の分割部材７１Ａ，７１Ｂ間に電線１２〜１８を配して組み付ける際の組付作業を容易にすることができる。

＜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）電線保持部材を構成する分割部材４１Ａ，４１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂの数は、２個としたが、これに限られず、３個以上としてもよい。また、分割部材の形状は、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。

（２）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。
（３）第２電線１４，１５は、電線列２２Ａ，２２Ｂの並び方向の端部に配されたが、電線列の第２電線１４，１５が概ね対角となる位置関係であれば、電線列の並び方向の端部でなくてもよい。例えば、並び方向の中間部よりも端部側に第２電線１４，１５が配置されていてもよい。この場合、第２電線１４，１５よりも並び方向の端部側（外側）に他の電線を有してもよい。

（４）分割部材４１Ａ，４１Ｂ（７１Ａ，７１Ｂ）に、組み付けた際に他方に係止する係止部を設けて、分割部材４１Ａ，４１Ｂ（７１Ａ，７１Ｂ）間の離間が規制されるようにしてもよい。

１０： 電線付き通信用コネクタ
１１： ケーブル
１２〜１８： 電線
１２，１３： 第１電線
１４，１５： 第２電線
１５： 第２電線
２２Ａ，２２Ｂ： 電線列
３０： 通信用コネクタ
３１： 端子
３５： ハウジング
４０，７０： 電線保持部材
４１Ａ，４１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ： 分割部材
４２，７３Ａ，７３Ｂ： 第１壁部
４５，７９Ａ，７９Ｂ： 第２壁部
６０： シールドケース

Claims (4)

1. 第１電線と前記第１電線よりも高速通信が可能な第２電線とを含んだ電線列を複数形成する複数の電線に接続される複数の端子と、
   前記複数の端子を収容するハウジングと、
   前記電線列における並び方向の一方の端部側の前記第２電線と前記電線列とは異なる電線列の並び方向における前記一方とは反対側の端部側の前記第２電線との相対的位置を保持する導電性の電線保持部材と、を備え、
   前記電線保持部材は、複数の分割部材からなり、前記複数の分割部材が組み合わされた状態で前記第２電線の周りを包囲するように構成されている、通信用コネクタ。
2. 各前記電線列は、隣り合う複数の前記第２電線を有し、各前記分割部材は、前記隣り合う複数の第２電線のうち、外側の前記第２電線を外部と仕切る第１壁部と、前記隣り合う複数の第２電線間を仕切る第２壁部とを備える請求項１に記載の通信用コネクタ。
3. 各前記電線列は、隣り合う前記複数の第２電線を有し、
   前記複数の分割部材のうち、少なくとも一つの前記分割部材は、各前記電線列における前記隣り合う複数の第２電線のうち、外側の前記第２電線を外部と仕切る複数の第１壁部を有し、他の少なくとも一つの前記分割部材は、各前記電線列における前記隣り合う複数の第２電線間を仕切る複数の第２壁部を有する請求項１に記載の通信用コネクタ。
4. 請求項１から請求項３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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