JP2001135423A - コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発生ノイズの放射が少なく、且つ外来ノイズの
影響が少ないコネクタを提供する。 【解決手段】電源線１や信号線3a及び3bを、それぞれ個
別に基準電位線２や2a及び2bと対にして撚ったツイスト
ペア構造に構成する。更に、ツイストペア線をモールド
している樹脂を光硬化性樹脂とし、その樹脂中に炭素繊
維等の導電性物質を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器の電源
線や信号線等の接続や分岐のために使用されるコネクタ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来技術によるコネクタの１例
を示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部配線の状態
を示す説明図である。このコネクタはプリント基板を接
続するために用いられる。このコネクタは、片方が基準
電位線を兼ねている電源線１及び２（図６では基準電位
線２）と２つの信号線3a及び3bとが接続される場合に用
いられるものであり、基準電位線２を共通に使用してい
る。電源線１及び２は接近して平行に配置されている
が、信号線3a及び3bは基準電位線２から少し離れて基準
電位線２に平行に配置されている。これらの線は、位置
決めされて樹脂モールドされている。この大きさの一例
を上げると、幅23mm、高さ19mm、厚さ7.5mm である。

【０００３】近年、電子機器の高感度化や高精度化に伴
って信号レベルが小さくなってきたことや電子機器の電
磁ノイズ対策が進歩してきたこと等により、コネクタ部
の電磁ノイズ対策が必要となってきた。すなわち、コネ
クタ部から放射される電磁ノイズ（以下では発生ノイズ
という）の影響がコネクタ付近の別の伝送線路上の信号
に重なって、その伝送路に接続されている電子回路や機
器に誤動作を引き起こさせることがあり、また、外部か
ら入ってくる電磁ノイズ（以下では外来ノイズという）
をコネクタで拾うことによって、コネクタに接続されて
いる電子回路や機器に誤動作を引き起こすこともある。

【０００４】前述したように小さなコネクタであって
も、各線が平行あるいはそれに近い状態に配置されてい
るものであれば、それなりに発生ノイズを放射し、外来
ノイズの影響を受ける。すなわち、電気信号が信号線3a
あるいは3bを通過するときに、発生ノイズが放射され、
また、対象となる線、例えば信号線3bと基準電位線２と
の間の面積に対応して外来ノイズの影響を受ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、上
記の問題点を解決して、発生ノイズの放射が少なく、且
つ外来ノイズの影響を受け難いコネクタを提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、電
子機器の電源線や信号線等の接続や分岐のために使用さ
れるコネクタにおいて、電源線や信号線等の個々の線
が、それぞれに基準電位線とツイストペア線を構成して
いる。ツイストペア線では、１回のツイスト（撚り）毎
にループが形成され、隣り合うループ間で、放射ノイズ
の発生及び外来ノイズの影響を互いに相殺し合う。この
ため、基準電位線とツイストペア線を構成している電源
線や信号線では、平行あるいはそれに近い状態で配置さ
れている線に比べて、発生ノイズの放射及び外来ノイズ
の影響が大幅に低減する。

【０００７】請求項２の発明では、電子機器の電源線や
信号線等の接続や分岐のために使用される樹脂モールド
型のコネクタにおいて、電源線や信号線等の個々の線
が、それぞれに基準電位線とツイストペア線を構成し、
モールド樹脂には、導電性物質が含有されている。モー
ルド樹脂に含有されている導電性物質が発生ノイズ及び
外来ノイズを遮蔽して発生ノイズの放射及び外来ノイズ
の影響を低減させる。

【０００８】請求項３の発明では、前記導電性物質が導
電性繊維である。導電性繊維は、モールド樹脂中の含有
率が少なくても、導電性のメッシュ構造を形成すること
ができ、モールド樹脂中の含有率が少なくてもノイズを
遮蔽する効果が大きい。請求項４の発明は、請求項２に
記載のコネクタの製造方法であって、モールド用の樹脂
として光硬化性樹脂を使用し、樹脂をモールドするため
のモールド用型には透明な型を使用し、光硬化性樹脂に
導電性物質を混合して導電性樹脂を調合し、モールド用
型にツイストペア線をセットして、前記導電性樹脂をモ
ールド用型に注入し、モールド用型の外側から紫外線を
照射して導電性樹脂を硬化させる。紫外線の照射による
光硬化性樹脂の硬化は短時間で完了するので、モールド
樹脂を短時間で硬化させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明によるコネクタの実施の
形態について実施例を用いて説明する。なお、従来技術
と同じ機能の部分には同じ符号を付した。 〔第１の実施例〕図１は、この発明によるコネクタの第
１の実施例を示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部
配線の状態を示す説明図、（ｃ）は、参考のための、従
来例の内部配線の状態を示す説明図であり、図２は、請
求項１の発明の効果を示し、（ａ）は外来ノイズの影響
を示す説明図、（ｂ）は信号電流による発生磁界を示す
説明図である。

【００１０】この実施例は、従来技術の項で説明したの
と同様に、１つの電源線と２つの信号線とを備えたコネ
クタである。この実施例においては、電源線１は基準電
位線２と、２つの信号線3a及び3bは、それぞれに基準電
位線2a及び2bと、図１（ｂ）に示すようなツイストペア
構造を構成している。すなわち、電源は電源線１及び基
準電位線２のツイストペア線により供給され、第１の信
号回路は信号線3a及び基準電位線2aのツイストペア線に
よって接続され、第２の信号回路は信号線3b及び基準電
位線2bのツイストペア線によって接続される。図１
（ｂ）には、第１の信号回路のための信号線3aの場合が
示されている。

【００１１】この実施例のコネクタは、これらのツイス
トペア線が樹脂製のケースの所定位置に形成された孔に
通されて位置決めされ、ケース内が樹脂モールドされて
製作される。このようなツイストペア線を採用する効果
を、図２を用いて説明する。（ａ）は外来ノイズ４の影
響を示す説明図であり、（ｂ）は発生ノイズの放射を示
す説明図である。図２には、信号線３と基準電位線２と
が撚られることによって形成されるループの内の、隣り
合う２つのループだけが示されている。

【００１２】まず、図２（ａ）によって、外来ノイズ４
の影響を説明する。外来ノイズ４が、隣り合う２つのル
ープを貫通すると、その外来ノイズ４によって各ループ
毎に誘導電流5a及び5bが発生する。ループ毎で見ると誘
導電流5a及び5bの方向は同じであるが、基準電位線２あ
るいは信号線３でみると、ループ毎にその方向が逆にな
っており、互いの誘導電流を打ち消す方向となってい
る。したがって、隣り合うループ間で誘導電流が相殺さ
れて、外来ノイズ４の影響は大幅に低減する。

【００１３】次に、図２（ｂ）によって、発生ノイズの
放射を説明する。基準電位線２を流れる電流62と信号線
３を流れる電流61とは、大きさが同じで方向が逆である
から、ループ毎に見ると交互に回り方が逆となる。した
がって、発生する磁界７の向きはループ毎に逆となり、
互いに相殺し合うので、全体としてみると発生ノイズの
放射は大幅に低減する。

【００１４】以上の説明から明らかなように、ツイスト
ペア構造にすることによって、隣り合うループ同志が、
外来ノイズの影響や発生ノイズの放射を相殺する。した
がって、ループの数が偶数になることがより効果的であ
ることは自明であろう。一方、形成されるループの数
は、ツイストペア構造を形成している２本の線の端子部
の中心線を含む平面に垂直な方向（以下ではこの方向を
垂直方向という）から見ると、撚り回数＋１であるが、
ツイストペア構造を形成している２本の線の端子部の中
心線を含む平面に平行に端子部を側面から見ると（以下
ではこの方向を側面方向という）、撚り回数と同数であ
る。そのため、希望するノイズの方向性に合わせて撚り
回数を偶数にするか奇数にするかを選択する必要があ
る。また、撚り回数を偶数にすれば、入力側の端子位置
と出力側の端子位置とが同じになるが、撚り回数を奇数
にすると、入力側の端子位置と出力側の端子位置とが逆
になる。このような状況を配慮して、希望するノイズの
方向性と端子位置とに合わせて撚り回数を選択すればよ
い。

【００１５】上記の実施例において撚り回数を７回にし
たコネクタの垂直方向のノイズレベルの実測結果は、従
来例のノイズレベルに比べて約10dB低減した。 〔第２の実施例〕図３は、この発明によるコネクタの第
２の実施例を示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は断面
図である。図４は、請求項２の発明の効果を示し、
（ａ）は外来ノイズの影響を示す説明図、（ｂ）は発生
ノイズの放射を示す説明図、（ｃ）及び（ｄ）は比較の
ための従来技術の場合の説明図である。図５は、この実
施例の製造方法例を示し、（ａ）は導電性樹脂の調合工
程を示す斜視説明図、（ｂ）は樹脂モールドの準備工程
を示す斜視説明図、（ｃ）は樹脂モールド工程を示す断
面図、（ｄ）は樹脂硬化工程を示す斜視説明図である。

【００１６】この実施例も、樹脂モールド型のコネクタ
であるが、ツイストペア線８をモールドしているモール
ド部9aには、15重量％の炭素繊維（図３では導電性繊
維）91が含有されている。炭素繊維の太さはφ７μm で
あり、長さはmm台のものである。なお、ツイストペア線
８は、撚り線状態を安定させるために、熱収縮チューブ
等による固定用被覆81で覆われている。樹脂中に混ぜ込
まれる導電性繊維91はその長さを保った状態でできるだ
け均一に分散され且つ互いに接触し合っていることが肝
要である。樹脂としては、ポリカーボネート系の光硬化
性樹脂を使用している。光硬化性樹脂を使用するのは、
樹脂を硬化するための所要時間を短くできるからであ
る。

【００１７】このような構成を製造する方法を、図５に
よって説明する。まず、攪拌器11を用いて、光硬化性樹
脂92中に導電性繊維91を均一に混ぜ込んで導電性樹脂93
を調合する〔図５（ａ）〕。この際に導電性繊維91をで
きるだけ切断しないで混ぜ合わせることが重要である。
したがって、通常使用される混練機は使用できず、より
穏やかに混ぜ合わせる方法を採用している。次いで、透
明な樹脂またはガラスからなる上下２分割式のモールド
用型10にツイストペア線８をセットし、モールド用型10
の上下を位置合わせピン102 と位置合わせ穴103 とで位
置合わせして重ね合わせ、粘着テープ12で一体化する
〔図５（ｂ）〕。一体化した状態は図５（ｄ）の状態と
同じである。この状態で、モールド用型10の樹脂注入口
101 から調合した導電性樹脂93を注入してモールド用型
10の内部を満たす〔図５（ｃ）〕。この際にも、導電性
繊維91をできるだけ切断させないように導電性樹脂93を
注入することが重要である。導電性樹脂93の注入が完了
すると、モールド用型10の外側から紫外線源13で紫外線
を導電性樹脂93に照射して導電性樹脂93を硬化させる
〔図５（ｄ）〕。紫外線照射による光硬化性樹脂92の硬
化は、熱硬化性樹脂の硬化に比べて遙に短い時間で完了
する。導電性樹脂93の硬化後に、モールド用型10を外し
て成形品を取り出すとコネクタが完成する。

【００１８】このような構成のコネクタでは、ツイスト
ペア線８をモールドしているモールド部9aの中に含まれ
ている導電性繊維91が、図４に示すように、外来ノイズ
４を反射して外来ノイズ４がツイストペア線８に到達す
ることを阻止し、且つツイストペア線８から放射される
発生ノイズを閉じ込めて発生ノイズが外部に放射される
ことを防止する。一方、導電性繊維91が含まれない従来
のモールド部９の場合には、図４（ｃ）及び（ｄ）に示
すように、外来ノイズ及び発生ノイズを反射・阻止する
機能を備えていない。

【００１９】このように、樹脂モールド型のコネクタの
場合には、モールド樹脂中に導電性物質を含有させるこ
とによって、外来ノイズを反射して内部への侵入を阻止
し、且つ発生ノイズの外部への放射を阻止することがで
きる。特に、導電物質が導電性繊維の場合には、含有す
る割合が少なくてもノイズを低減させる効果が大きく、
導電性粒子に比べて優れたノイズ低減効果を発揮する。
上記実施例の場合には、ノイズレベルが第１の実施例の
場合に比べて５〜10dB低減した。

【００２０】上記実施例においては、光硬化性樹脂に15
重量％の炭素繊維を混ぜ込んでいるが、25重量％まで増
量しても紫外線照射で光硬化性樹脂を硬化させることが
できる。また、炭素繊維を銅やアルミ等の金属の細線に
置き換えることも可能である。この場合には、材料の密
度によって体積比率が同じになるように混合重量比率を
調整すればよい。

【００２１】この製造方法では樹脂として光硬化性樹脂
を採用しているので、製造工程における樹脂硬化工程の
所要時間が熱硬化性樹脂に比べて桁違いに短かくなる。
樹脂硬化時間の短縮は、コネクタの製造コストを低減す
るために有効である。なお、光硬化性樹脂を採用できる
ためには、導電性樹脂がある程度の透明性を確保してい
ることが必要である。そのため、導電性物質の含有率を
あまり高くすることはできない。この点から、導電性物
質として導電性繊維を使用することが最も有効である。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、電源線や信号
線等の個々の線が、それぞれに基準電位線とツイストペ
ア線を構成している。ツイストペア線では、１回のツイ
スト毎にループが形成され、隣り合うループ間で、発生
ノイズの放射及び外来ノイズの影響を互いに相殺し合う
ので、基準電位線とツイストペア線を構成している電源
線や信号線では、平行あるいはそれに近い状態で配置さ
れている線に比べて、発生ノイズの放射及び外来ノイズ
の影響が大幅に低減する。したがって、発生ノイズの放
射が少なく、且つ外来ノイズの影響を受けにくいコネク
タを提供することができる。

【００２３】請求項２の発明によれば、樹脂モールド型
のコネクタにおいて、電源線や信号線等の個々の線が、
それぞれに基準電位線とツイストペア線を構成し、モー
ルド樹脂には、導電性物質が含有されているので、ツイ
ストペア線の効果と導電性物質を含有するモールド樹脂
のノイズ遮蔽効果とによって、発生ノイズの放射及び外
来ノイズの影響が更に低減する。

【００２４】請求項３の発明によれば、前記導電性物質
が導電性繊維である。導電性繊維は、モールド樹脂中の
含有率が少なくても、導電性のメッシュ構造を形成する
ことができるので、ノイズを遮蔽する効果を発揮し易
く、光硬化性樹脂を紫外線で十分に硬化させられる程度
の含有率でノイズを有効に遮蔽する。したがって、導電
性繊維がこの発明の目的に最も適した導電性物質であ
る。

【００２５】請求項４の発明によれば、光硬化性樹脂と
透明なモールド用型を使用し、モールド用型の外側から
紫外線を照射することによって、樹脂を短時間で硬化さ
せることができるので、製造コストが安くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるコネクタの第１の実施例を示
し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は内部配線の状態を示
す説明図、（ｃ）は、参考のための、従来例の内部配線
の状態を示す説明図

【図２】請求項１の発明の効果を示し、（ａ）は外来電
磁ノイズの影響を示す説明図、（ｂ）は発生ノイズの放
射を示す説明図

【図３】第２の実施例を示し、（ａ）は外観斜視図、
（ｂ）は断面図

【図４】請求項２の発明の効果を示し、（ａ）は外来ノ
イズの影響を示す説明図、（ｂ）は発生ノイズの放射を
示す説明図、（ｃ）及び（ｄ）は比較のための従来技術
の説明図

【図５】請求項２の発明によるコネクタの製造方法例を
示し、（ａ）は導電性樹脂の調合工程を示す斜視説明
図、（ｂ）は樹脂モールドの準備工程を示す斜視説明
図、（ｃ）は樹脂モールド工程を示す断面図、（ｄ）は
樹脂硬化工程を示す斜視説明図

【図６】従来技術によるコネクタの１例を示し、（ａ）
は外観斜視図、（ｂ）は内部配線の状態を示す説明図

【符号の説明】

１ 電源線 ２, 2a, 2b 基準電位線 ３，3a, 3b 信号線 ４ 外来ノイズ 5a, 5b 誘導電流 61, 62 電流 ７ 磁界 ８ ツイストペア線 81 固定用被覆 ９, 9a モールド部 91 導電性繊維 92 光硬化性樹脂 93 導電性樹脂 10 モールド用型 101 樹脂注入口 102 位置合わせ用ピン 103 位置合わせ用穴 11 攪拌器 12 粘着テープ 13 紫外線源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子機器の電源線や信号線等の接続や分岐
   のために使用されるコネクタにおいて、 電源線や信号線等の個々の線が、それぞれに基準電位線
   とツイストペア線を構成していることを特徴とするコネ
   クタ。
2. 【請求項２】電子機器の電源線や信号線等の接続や分岐
   のために使用される樹脂モールド型のコネクタにおい
   て、 電源線や信号線等の個々の線が、それぞれに基準電位線
   とツイストペア線を構成し、 モールド樹脂には、導電性物質が含有されていることを
   特徴とするコネクタ。
3. 【請求項３】前記導電性物質が導電性繊維であることを
   特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
4. 【請求項４】請求項２に記載のコネクタの製造方法であ
   って、 モールド用の樹脂として光硬化性樹脂を使用し、 樹脂をモールドするためのモールド用型には、透明な型
   を使用し、 光硬化性樹脂に導電性物質を混合して導電性樹脂を調合
   し、モールド用型にツイストペア線をセットして、前記
   導電性樹脂をモールド用型に注入し、モールド用型の外
   側から紫外線を照射して導電性樹脂を硬化させることを
   特徴とするコネクタの製造方法。