JP2004152717A - シールドコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で小型化が容易なシールドコネクタを提供すること。
【解決手段】電線側内導体端子３と電線側外導体端子４の２つの端子を並列に配して収容する電線側誘電体５を備えた電線側コネクタ２と、電線側内導体端子３に接続される基板側内導体端子７と、電線側誘電体５を受け入れる受入室９ａを有する基板側誘電体９と、この受入室において基板側内導体端子７と共に並列に配される接触片８ｂと基板側誘電体９の外周に覆設される胴部８ａとを有する基板側外導体端子８を備えた基板側コネクタ６とで構成し、これら電線側コネクタ２と基板側コネクタ６が嵌合接続されると、電線側外導体端子４と基板側外導体端子８の接触片８ｂとが接続され、電線側内導体端子３の外周が基板側外導体端子８の胴部８ａによって覆われる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の電気装置へのワイヤーハーネス等のケーブルの接続に関し、特にプリント基板にシールド電線を接続する際に用いられるシールドコネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カーナビゲーションシステム等の自動車の電気装置に内蔵される電子部品やＩＣ（集積回路）等が実装された制御用のプリント基板へ伝送される電気信号は高速化（高周波化）され、また、そのプリント基板の回路パターンも密集し高密度化されてきている。一般的に、このような高周波の電気信号を伝送するために高周波対応のシールド電線が用いられるが、伝送される電気信号の高周波化に伴って、このプリント基板にシールド電線を接続するためのシールドコネクタにも高周波対応小型化の要求が高まっている。
【０００３】
シールド電線としては、例えばいわゆる同軸ケーブルと呼ばれるものがあり、その構造は、電気信号の伝送路として金属製の複数の素線を束ねた信号導体と、同じく複数の素線を網状にした編組線や金属箔とドレイン線よりなるシールド導体との間に絶縁性の絶縁体を介在させて、その外周を同じく絶縁性のシースで覆った同軸構造を有しており、シールド導体が信号導体の外周を覆うことで電磁的にシールドしている。
【０００４】
一般的に、このようなシールド電線のプリント基板への接続に用いられるシールドコネクタは、シールド電線の端末部分に接続される電線側コネクタと、プリント基板上に接続固定される基板側コネクタとが嵌合されて接続されるという構成となっている。通常、電線側コネクタは、シールド電線の信号導体に圧着や圧接等により接続される電線側内導体端子と、所定の誘電率を有してこの電線側内導体端子を収容保持する電線側誘電体と、シールド電線の編組線やドレイン線などのシールド導体に接続されて電線側内導体端子の外周を覆う電線側外導体端子とがほぼ同軸に配されたものを、さらに樹脂製の電線側コネクタハウジングに収容するという構成になっている。
【０００５】
基板側コネクタも同様で、プリント基板上の信号パターンに接続される基板側内導体端子と、所定の誘電率を有してこの基板側内導体端子を収容保持する基板側誘電体と、プリント基板上のグランドパターンに接続されて基板側内導体端子の外周を覆う基板側外導体端子とがほぼ同軸に配されたものを、さらに樹脂製の基板側コネクタハウジングに収容するという構成になっている。
【０００６】
【特許文献１】
実開平６−８２７７８号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的にシールドコネクタの設計において、伝送路であるシールド電線のインピーダンスとシールドコネクタのインピーダンスを一致させる必要があるが、シールドコネクタのインピーダンスは「外導体内径と内導体外径の比」と「誘電体の誘電率」によって決定されるため、コネクタ全体のサイズは内導体端子のサイズに依拠する。つまりコネクタの小型化には、内導体端子をいかに小さくするかにかかっているのであるが、嵌合接続に必要な機械的強度を確保する必要性等から内導体端子の小型化には限界がある。そこで、本発明は簡易な構造で小型化が容易なシールドコネクタを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため本発明に係るシールドコネクタは、シールド電線の端末部分に接続される電線側コネクタと、プリント基板上に接続固定される基板側コネクタとで構成され、前記電線側コネクタは、シールド電線の信号導体に接続される電線側内導体端子と、同じくシールド電線のシールド導体に接続される電線側外導体端子と、これら２つの端子を並列に配して収容する電線側誘電体を備え、前記基板側コネクタは、前記電線側コネクタの前記電線側内導体端子に接続される基板側内導体端子と、前記電線側誘電体を受け入れる受入室を有する基板側誘電体と、この基板側誘電体の前記受入室において前記基板側内導体端子と共に並列に配される接触片と前記基板側誘電体の外周に覆設される胴部とを有する基板側外導体端子を備え、これら電線側コネクタと基板側コネクタが嵌合接続されるときに、前記電線側外導体端子と前記基板側外導体端子の接触片とが接続され、前記電線側内導体端子の外周が前記基板側外導体端子の胴部によって覆われるように構成されていることを要旨とするものである。
【０００９】
上記構成を有するシールドコネクタは、電線側コネクタが、シールド電線の信号導体に接続される電線側内導体端子とシールド導体に接続される電線側外導体端子が電線側誘電体に並列に配されて収容されるという構成なので、この電線側コネクタ単体では、電線側外導体端子が電線側内導体端子の外周を覆うというシールド構造を有しないことになるが、基板側コネクタの受入室に電線側誘電体を受け入れて嵌合接続されると、基板側外導体端子の胴部が電線側内導体端子の外周を覆うことでシールド構造を有するというものである。
【００１０】
このような構成を採用することにより、従来電線側と基板側でそれぞれ４つの部品（内導体端子、誘電体、外導体端子、コネクタハウジング）が必要であったものが、コネクタハウジングを省略することで、それぞれ３部品で済むようになる上に、簡易な構造でもあるため、それぞれの内導体端子をさらに小型にしなくても、シールドコネクタ全体の小型化が容易となる。更には、コネクタ製作や部品管理に掛かるコストも削減されて、安価なシールドコネクタを提供できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るシールドコネクタの実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は電線側コネクタ２と基板側コネクタ６で構成されるシールドコネクタ１の外観斜視図、図２は電線側コネクタ２の分解斜視図、図３は電線側コネクタ２のシールド電線Ｗへの組付けの手順を示した図、図４は基板側コネクタ６の分解斜視図を示している。尚、以下の電線側コネクタ２と基板側コネクタ６の個々の説明では嵌合側を前として説明する。
【００１２】
先ず、シールドコネクタ１の電線側コネクタ２について説明する。この電線側コネクタ２は、シールド電線Ｗの信号導体Ｗａに接続される電線側内導体端子３と、シールド電線Ｗのシールド導体であるドレイン線Ｗｂに接続される電線側外導体端子４と、これら２の導体端子を幅方向に並列に収容する端子収容室５ａ，５ｂが形成された電線側誘電体５の３部品で構成されている。
【００１３】
この場合、接続されるシールド電線Ｗの構造は、信号導体Ｗａの外周を覆うシールド導体が、銅やアルミニウムなどの金属箔とポリエステルフィルムなどの絶縁フィルムをラミネートし、テープ状にしたものをその金属箔を内側にして巻回したもので、金属箔に接触された接続用のドレイン線Ｗｂが備えられている。
【００１４】
信号導体Ｗａに接続される電線側内導体端子３は、導電性板材を板金加工等により上方が開口した筒状に成形されており、基板側コネクタ６の基板側内導体端子７と嵌合接触して電気信号の受け渡しが行われるものである。この電線側内導体端子３はいわゆるメス型端子形状を有しており、中央の左右から起立した起立部３ａ，３ａから前方に延設された板バネ３ｂ，３ｂが内側に湾曲して形成されており、その間に挿入される基板側内導体端子７のタブ部７ａの外面に弾性的に接触する。また、起立部３ａ，３ａ後方には、シールド電線Ｗの信号導体Ｗａにかしめ加工により接続される圧着片３ｄ，３ｄを備えた圧着部３ｃが設けられており、この圧着部３ｃが信号導体Ｗａにかしめ固定されることで電線側内導体端子３と信号導体Ｗａは電気的に接続される。
【００１５】
ドレイン線Ｗｂに接続される電線側外導体端子４も、導電性板材を板金加工等により上方が開口した筒状に成形されており、基板側コネクタ６の基板側外導体端子８に設けられた接触片８ｂと嵌合接触して導通接続されるものである。この電線側外導体端子４もいわゆるメス型端子形状を有しており、中央の左右から起立した起立部４ａ，４ａから前方に延設された板バネ４ｂ，４ｂが内側に湾曲して形成されており、間に挿入される接触片８ｂのタブ部８ｃの外面に弾性的に接触する。また、起立部４ａ，４ａの後方には、シールド電線Ｗのドレイン線Ｗｂが圧接により接続される圧接刃４ｄ，４ｄを備えた圧接部４ｃが設けられており、圧接刃４ｄ，４ｄ間のスロット４ｅにドレイン線Ｗｂを圧入することで電線側外導体端子４とドレイン線Ｗｂは電気的に接続される。
【００１６】
これら電線側内導体端子３と電線側外導体端子４が収容保持される電線側誘電体５はコネクタハウジングとしても機能するもので、所定の誘電率を有する合成樹脂材料から成形されており、並列に配された２つの端子収容室５ａ，５ｂが前後に開口して形成されている。この場合、電線側内導体端子３は右の端子収容室５ａに、電線側外導体端子４は左の端子収容室５ｂにそれぞれ圧入されて保持される。
【００１７】
このような構成の電線コネクタ２のシールド電線Ｗの端末部分への組付けについては、図３に示されるように、先ず、（ａ）シールド電線Ｗの端末部分を所定長さ皮剥ぎして、信号導体Ｗａとドレイン線Ｗｂを露出させる。（ｂ）このうち信号導体Ｗａを電線側内導体端子３の圧着部３ｃ上に載置してかしめ治具等により圧着加工する。（ｃ）そして、この信号導体Ｗａに接続された電線側内導体端子３を、電線側外導体端子４が予め左の端子収容室５ｂに収容された電線側誘電体５の右の端子収容室５ａに収容する。（ｄ）最後に、ドレイン線Ｗｂを電線側外導体端子４の圧接部４ｃに押し込むことで、シールド電線Ｗへの電線コネクタ２の組付けは完了する。
【００１８】
次に、シールドコネクタ１の基板側コネクタ６について説明する。この基板側コネクタ６はプリント基板Ｐ上に接続固定されるもので、基板側誘電体９と、この基板側誘電体９に収容保持される基板側内導体端子７と、これらを収容する基板側外導体端子８とで構成されている。
【００１９】
基板側外導体端子８は、導電性板材の折り曲げ加工により成形されたもので、嵌合側の前面と下面が開口した箱状に形成されている。収容する基板側誘電体９の外周を覆う胴部８ａには、接触片８ｂ、脚片８ｄ、蓋部８ｅが一体的に設けられている。
【００２０】
接触片８ｂは、胴部８ａ左側壁の後端部分から内側に向かって延設されるとともに前方に向かって折り曲げ形成されたもので、先端にタブ部８ｃを有する。この接触片８ｂは、嵌合接続の際に前述の電線側外導体端子４に接続されるもので、基板側誘電体９に形成された挿通孔９ｂに後方から挿入されると、その受入室９ａ内で前方に向かって突出して配される。
【００２１】
胴部８ａの左右側壁の下縁から垂下されて設けられた脚片８ｄは、プリント基板Ｐの図示しないグランドパターン（アース）のスルーホールに挿通され、そのスルーホールの下縁にてハンダ付けされることにより電気的に接続される。この脚片８ｄの先端には係合部としての爪８ｆが形成されているので、この爪８ｆがスルーホールの下縁に係合することにより、基板側外導体端子８はプリント基板Ｐに固定される。さらに、胴部８ａの上壁の後端部分に設けられた蓋８ｅは、胴部８ａの後方の開口を塞いでノイズの侵入や流出を防ぐためのもので、下方に折り曲げられる。
【００２２】
基板側内導体端子７は、導電性板材の打ち抜き加工により成形されたもので、高周波の電気信号が伝達される。前述の基板側外導体端子８はこの基板側内導体端子７の周囲を覆いつつ電磁的にシールドする。この基板側内導体端子７は略直角に屈曲したＬ字型のいわゆるオス端子形状を有しており、一端側の脚部７ｂがプリント基板Ｐの図示しない信号パターンのスルーホールに挿通され、そのスルーホールの下縁にてハンダ付けされることにより電気的に接続される。他端側のタブ部７ａは、前述の電線側コネクタ２の電線側内導体端子３に嵌合接触される部分である。この基板側内導体端子７は、そのタブ部７ａが基板側誘電体９に形成された端子挿入孔９ｃに圧入されることで保持される。
【００２３】
基板側誘電体９は所定の誘電率を有する合成樹脂材料により成形されたもので、電線側コネクタ２の全体を受け入れることが可能な受入室９ａがフード部９ｄの内側に形成されている。この受入室９ａの奥壁には、前述の端子挿入孔９ｃが前後に開口して形成されており、この端子挿入孔９ｃ後ろに連通して形成された収容溝９ｅには、基板側内導体端子７の脚部７ｂが収容されるようになっている。収容された脚部７ｂの先端は収容溝９ｅの下縁より下方に突出される。また、端子挿入孔９ｃの横には、前述の基板側外導体端子８に設けられた接触片８ｂが挿通される挿通孔９ｂが前後に開口して形成されている。
【００２４】
このような基板側コネクタ６の組立は、先ず、基板側誘電体９を基板側外導体端子８の胴部８ａに前から収容する。そして、端子挿入孔９ｃに基板側内導体端子７を圧入して保持させ、最後に蓋８ｅを閉じることで完了する。
【００２５】
次に、このような構成のシールドコネクタ１の嵌合接続について図５と図６を用いて説明する。図５は嵌合接続前の電線側コネクタ２と基板側コネクタ６の嵌合部分の横断面斜視図、図６は嵌合後の横断面斜視図を示している。
【００２６】
図５に示されるように、電線側コネクタ２と基板側コネクタ６を対向させて、基板側誘電体５に形成された受入室９ａに電線側コネクタ２を差し込むと、図６に示すように電線側内導体端子３の板バネ３ｂ，３ｂの間に、基板側内導体端子７のタブ部７ａが挿入されて、板バネ３ｂがタブ部７ａ外面に弾性的に接触される。これにより電線側内導体端子３と基板側内導体端子７は電気的に接続される。
【００２７】
これと同時に、電線側外導体端子４の板バネ４ｂ，４ｂの間には、基板側外導体端子８に設けられた接触片８ｂのタブ部８ｃが挿入されて、板バネ４ｂがタブ部８ｃ外面に弾性的に接触される。これにより、電線側外導体端子４が接触片８ｂを介して基板側外導体端子８に電気的に接続されたことになる。
【００２８】
このとき、図示されるように電線側内導体端子３の外周は、基板側外導体端子８の胴部８ａによって覆われるため、電線側内導体端子３は基板側内導体端子７と共に、基板側外導体端子８によって電磁的にシールドされることになる。
【００２９】
次に、接続されるシールド電線のシールド導体が素線を網状にした編組線よりなる場合の電線側コネクタへの接続について説明する。この場合、図７に示すように、（ａ）所定長さで露出された編組線Ｗｄが、信号導体Ｗａの側方で一本に撚り束ねられている。（ｂ）電線側外導体端子４は、先の場合と異なり、電線側内導体端子３と同様に圧着片４ｇ，４ｇを有する圧着部４ｆが設けられたものが用いられ、これらを信号導体Ｗａと撚り束ねた編組線Ｗｄにそれぞれ圧着接続してから、（ｃ）電線側誘電体５の端子収容室５ａ、５ｂにそれぞれ収容することで組付けが完了する。
【００３０】
以上説明したように、電線側外導体端子４を電線側内導体端子３と同様のものを用いて、ハウジングとしての役割も有する電線側誘電体５に並列に収容するという電線側コネクタ２の構造に対し、基板側コネクタ６は、その基板側外導体端子８を、電線側誘電体５を受け入れ可能な受入室９ａにおいて基板側内導体端子７とともに並列に配される接触片８ｂと、基板側誘電体に覆設され嵌合接続後の電線側内導体端子３を基板側内導体端子７とともにその外周を覆う胴部８ａとを有するという構造にしたことにより、簡易な構成で部品点数も少なくため、内導体端子をさらに小型することなく、シールドコネクタ全体としてのサイズを小さくすることが可能なシールドコネクタとなった。
【００３１】
尚、本発明はこうした実施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において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば基板側誘電体９のフード部９ｄが無い構成でもよく、その分、シールドコネクタ１をさらに小型化できる。また、電線側内導体端子３と信号導体Ｗａとの接続が圧接による接続であっても勿論良い。
【００３２】
更に、電線側内導体端子３と電線側外導体端子４や、基板側内導体端子７と接触片８ｂをそれぞれ横に並べた構成を示したが、上下に縦に並べた構成でも実施可能なのは言うまでもない。また、複数極を有するシールド電線のシールドコネクタとしても適用可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係るシールドコネクタによれば、電線側コネクタの電線側内導体端子と電線側外導体端子が電線側誘電体に並列に配されて収容されるという構成なので、電線側コネクタ単体ではシールド構造を有しないが、嵌合接続により基板側外導体端子が電線側内導体端子の外周を覆うことでシールド構造を有するという構成にしたことにより、従来電線側と基板側でそれぞれ４つの部品が必要であったものが、コネクタハウジングに相当するものを省略することができ、部品数が少なくなる上に、簡易な構造であるため、シールドコネクタの小型化が容易で、コネクタ製作や部品管理に掛かるコストも削減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシールドコネクタの概略構成を示した外観斜視図である。
【図２】電線コネクタの分解斜視図である。
【図３】電線コネクタのシールド電線への組付けの手順を示した図である。
【図４】基板コネクタの分解斜視図である。
【図５】嵌合接続前の電線側コネクタと基板側コネクタの嵌合部分の横断面を示した斜視図である。
【図６】図５の嵌合後の横断面を示した斜視図である。
【図７】他の実施形態に係る電線コネクタの概略構成及び組付けの手順を示した図である。
【符号の説明】
１ シールドコネクタ
２ 電線側コネクタ
３ 電線側内導体端子
４ 電線側外導体端子
５ 電線側誘電体
５ａ，５ｂ 端子収容室
６ 基板側コネクタ
７ 基板側内導体端子
８ 基板側外導体端子
８ａ 胴部
８ｂ 接触片
９ 基板側誘電体
９ａ 受入室
Ｐ プリント基板
Ｗ シールド電線
Ｗａ 信号導体
Ｗｂ ドレイン線（シールド導体）
Ｗｄ 編組線（シールド導体）

Claims (1)

1. シールド電線の端末部分に接続される電線側コネクタと、プリント基板上に接続固定される基板側コネクタとで構成され、前記電線側コネクタは、シールド電線の信号導体に接続される電線側内導体端子と、同じくシールド電線のシールド導体に接続される電線側外導体端子と、これら２つの端子を並列に配して収容する電線側誘電体を備え、前記基板側コネクタは、前記電線側コネクタの前記電線側内導体端子に接続される基板側内導体端子と、前記電線側誘電体を受け入れる受入室を有する基板側誘電体と、この基板側誘電体の前記受入室において前記基板側内導体端子と共に並列に配される接触片と前記基板側誘電体の外周に覆設される胴部とを有する基板側外導体端子を備え、これら電線側コネクタと基板側コネクタが嵌合接続されるときに、前記電線側外導体端子と前記基板側外導体端子の接触片とが接続され、前記電線側内導体端子の外周が前記基板側外導体端子の胴部によって覆われるように構成されていることを特徴とするシールドコネクタ。

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