JP2005203217A - シールドコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁的遮蔽性に優れ、ノイズの放射を抑制するシールドコネクタを提供すること。
【解決手段】 信号線２１を内導体端子５に圧着するためのシールドシェル３の開口部３３を覆うシールドカバー４の一端には、一対の係合片４２が形成され、他端には舌片状の弾性接触片４１が形成され、前記係合片４２を、シールドケーブル２の編組２６に圧着されるシールドシェル３のケーブルバレル３２に弾性的に係合し、前記弾性接触片を、シールドシェル３の開口部３３から内部に挿入して、シールドシェルの内壁面に弾性的に接触させ、開口部３３を覆うと共に、シールドカバー４を両端でシールドシェル３に電気的に導通させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シールドケーブルの端部に装着して、シールドケーブル同士あるいは電子機器等と接続するために用いられるシールドコネクタに関し、更に詳しくは、シールドケーブルとの装着部分の電磁的遮蔽性を高めたシールドコネクタに関する。

近年、自動車用の信号伝送システムの高速ＬＡＮ化が進み、伝送する信号が高周波化してきている。このため、例えば自動車内でＩＥＥＥ１３９４に規格されるような高周波信号ケーブルを用いたいという要求がある。高周波信号の伝送において良好な伝送特性を得るには、ケーブルやコネクタなどの物理層のインピーダンスマッチング、クロストークの軽減、あるいはＥＭＩ対策などが重要となる。そして伝送する信号の周波数が高まるにつれ、その重要度も高くなってくる。

ところで、自動車に配設されるラジオ受信アンテナは、ＡＭ帯域の感度を高く設定してある。このため車内で高周波信号の伝送を行う際にノイズの放射があると、放射ノイズをラジオ受信アンテナが拾い、ラジオ音声に可聴帯域のノイズとして現れやすい。したがってこのノイズを低減するためには、特に放射ノイズ対策が必要となる。

一般的な車載システム用のシールドコネクタは、内導体端子をシールドシェルで覆う構成を有している。このシールドシェルには開口部が形成され、この開口部から内導体端子などの部品、あるいは工具や治具などを挿入できるように構成されたものが多く見受けられる。また、シールドケーブルとシールドコネクタとの接合部分には、シールドケーブルのシールド層が軸線方向に一部途切れた部分が存在する。ＥＭＩ特性は、これら開口部などからのノイズの漏れが大きく影響すると考えられることから、この開口部などからのノイズの放射を抑制することが課題となっている。

このため、例えばシールドシェルに形成される開口部から保持ブロックを挿入し、内導体端子と同軸ケーブルの信号線とを圧着させたのち、この開口部にシールドカバーを装着するという構成が提案されている（特許文献１参照）。このような構成によれば、シールドカバーによって放射ノイズを抑制することができるものと考えられる。

特開平１１−２２４７２３号公報

しかしながら、従来の構成は、シールドシェルに形成される開口部を覆うものではあるものの、シールドシェルの装着箇所に形成されるシールド層が途切れた部分をシールドするものではなかった。このため、このシールド層が一部途切れた部分からノイズの放射が生じ、シールドカバーのノイズ抑制の効果が減殺されるものと考えられる。

上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、シールドケーブルの信号線やシールドコネクタの内導体端子のシールド層が、シールドケーブルとシールドコネクタとの接合部で断絶せず、ノイズの放射を抑制することができるシールドコネクタを提供することである。

このような課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、信号を伝送する信号線を導電性の編組線と絶縁性のシースとにより被覆してなるシールドケーブルの端末に装着されるシールドコネクタであって、前記信号線に圧着して接続される内導体端子と、この内導体端子を収容して前記編組線に接続されるシールドシェルを備えると共に、前記シールドシェルに形成される開口部を覆うシールドカバーをさらに備え、このシールドカバーの一端を前記シールドケーブルの編組線に重畳的に接触させて装着し、他端を前記シールドシェルに重畳的に接触させて装着してなることを要旨とするものである。

ここで、請求項２に記載の発明ように、前記シールドカバーの一端には、前記シールドシェルの編組線を挟持して圧着する接続部に係合する一対の相対する係合片が弾性的に開拡可能に形成され、他端にはシールドシェルの内壁面に接触する接触片が可撓性の舌片状に延設されることが望ましい。

請求項１に記載の発明によれば、シールドカバーの一端がシールドケーブルの編組に、他端がシールドシェルの本体に、それぞれ重畳的に接触して装着され、両端でシールドシェルに電気的に導通した状態で開口部を覆うことができる。このため、シールドコネクタの装着部分においてシールド層がシールドケーブルの軸線方向に断絶することがなく、放射ノイズを抑制することができる。

ここで、請求項２に記載の発明にように、シールドカバーの一端に形成される係合片によりシールドシェルに弾性的に装着し、シールドカバーの他端に形成される接触片で弾性的にシールドシェルに接触させるものであれば、シールドシェルへの装着が容易で組み付け作業工数が増加することもない。

以下に、本発明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、本実施の形態に係るシールドコネクタの分解斜視図である。本実施の形態では、雌側のシールドコネクタに適用される構成を用いて説明する。また、以下、本実施の形態に係るシールドコネクタを、「本コネクタ」と略して記すことがある。

本コネクタ１が装着されるシールドケーブル２は、導体を絶縁内被で被覆して構成される２本の信号線２１と、複数の素線を撚って構成されるドレイン線２３を有する。そして、これら信号線２１及びドレイン線２３が、内側から順に、ペット樹脂にアルミ箔を接着して構成したシート（図略）、絶縁性のシース２５、編組２６及び絶縁性の外被２７により、同軸状に覆われる構造を有する。これにより、信号線２１が電磁気的にシールドされ、ノイズの外部への放射を防止する。なお、シールドケーブル２の端部は、本コネクタ１を装着するため、図１に示すように、信号線及２１びドレイン線２３を、シース２５や編組２６の端末から所定の長さだけ突出させるとともに、編組２６を所定の長さだけ露出させる。

本コネクタ１は、シールドケーブル２の編組２６に接続するシールドシェル３と、このシールドシェル３に装着するシールドカバー４とを備える。また、シールドシェル３の内部には、信号線２１の端末に接続する内導体端子５と、ドレイン線２３の端末に接続するドレイン端子６と、これら各端子５、６を収容して保持する誘電体ハウジング７が配設される。これにより、内導体端子５、ドレイン端子６、誘電体ハウジング７及びシールドケーブル２の端末部が、シールドシェル３及びシールドカバー４によりシールドされる構造となる。

シールドシェル３は、内導体端子５や誘電体ハウジング７をシールドするための部材であり、金属製の板状部材を折り曲げて、前後端が開口した角筒状に形成される。角筒状に形成される部分３１（以下、「角筒部３１」と記す。）の一端からは、シールドケーブル２の編組２６を挟圧保持する一対のケーブルバレル３２が設けられる（以下、ケーブルバレル３２が設けられる側を、シールドシェル３の後端側という。）。また、角筒部３１の各側面のうち、ケーブルバレル３２が設けられる面と対向する面には、開口部３３が形成される。この開口部３３は、シールドシェル３の角筒部３１の前記一面が、後端側から所定の長さ切り欠かれて一側が開放する構成を有する。この開口部３３の相対する壁面には、後述するシールドカバー４の係止爪４４が係止する係止孔３５が形成される。

このほか、シールドシェル３の内壁面には、誘電体ハウジング７に収容されるドレイン端子６と接触するための接触片３４と、誘電体ハウジング７を係止するための係止片（図示せず）とが、それぞれ角筒部３１の内側に向かって切り起こして成形される。

シールドカバー４は、シールドシェル３に装着することにより、シールドシェル３から露出する内導体端子５、ドレイン端子６、誘電体ハウジング７及びシールドケーブル２の端末部をシールドする部材である。例えば金属製の板状部材を折り曲げて一体的に形成される。このシールドカバー４は、一端には、シールドシェル３のケーブルバレル３２に装着する一対の係合片４２が形成され、他端には、シールドシェルの角筒部３１の内壁面と弾性的に接触する弾性接触片４１が形成される。一対の係合片４２は両係合片が相対するように曲げ起こされた形態を有する。これらの係合片４２は可撓性を有し、相対する係合片４２同士の間隔が弾性的に開拡可能に構成される。また、弾性接触片４１は、シールドカバー４の一端から舌片状に延設され、所定の角度だけ曲げ起こされた形態を有する。この他、シールドシェルに係合する一対の係合片４３が相対するように形成される。両係合片４３には、シールドシェル３の係止孔３５に係止する係止爪４４が、切り起こされて形成される。

内導体端子５は、金属製の板状部材を折り曲げて形成されるものであり、雄側の内導体端子（図示せず）を挿入する嵌合部５１と、信号線２１を接続する信号線接続部５２を備える。嵌合部５１は略筒状に形成され、この嵌合部５１の内部には弾性接触片（図示せず）が形成される。この弾性接触片は、嵌合部の壁面を内側に向かって切り起こした形態を有する。そして雄側内導体端子が嵌合部５１の内部に挿入されると、この弾性接触片が雄側内導体端子に接触して内導体端子同士の電気的な接続が構成される。また、嵌合部５１の外側面には、誘電体ハウジング７に収容した際に誘電体ハウジング７から抜脱不可能に係止する係止片５３が設けられる。この係止片５３は可撓性を有するものであり、嵌合部５１の外周面を外側に向かって切り起こした形態を有する。

信号線接続部５２は嵌合部５１から延設される部位であり、筒の一側が開口した略「コ」の字の断面形状を有する。この信号線接続部５２の相対する両壁面には、対峙する一対の圧接刃５４が２組形成される。そして信号線接続部５２の開口する一側から、矢印ａの向きに信号線２１の端末を圧入すると、信号線２１の絶縁内被が、圧接刃５４により切り裂かれて圧接刃５４と導体とが接触し、信号線２１と内導体端子５との電気的な接続が構成される。また信号線接続部５２の端部には、圧接接続した信号線２１を挟圧保持するための信号線バレル５５が形成される。

ドレイン端子６は、雄側のドレイン端子（図示せず）を挿入する嵌合部６１と、ドレイン線２３と接続するドレイン線接続部６２とを備える。なお、ドレイン端子６の嵌合部６１は前記内導体端子５の嵌合部５１と略同一の構造を有する。また、ドレイン線接続部６２も、内導体端子５の信号線接続部５２と略同一の構造を有する。

誘電体ハウジング７は、内導体端子５とシールドシェル３との間の絶縁を保つためのものであり、所定の誘電率を有する合成樹脂等から一体的に形成される。誘電体ハウジング７の内部には、内導体端子収容室及７１びドレイン端子収容室７２が形成される。内導体端子収容室７１及びドレイン端子収容室７２は、貫通孔状に形成される部位７１ａ、７２ａと、一側が開放した溝状に形成される部位７１ｂ、７２ｂとからなる。この貫通孔状に形成される部位７１ａ、７２ａには、内導体端子５あるいはドレイン端子６の嵌合部５１、６１が収容される。また、溝状に形成される部位７１ｂ、７２ｂには、内導体端子５の信号線接続部５２、あるいはドレイン端子６のドレイン線接続部６２が収容される。なお、ドレイン端子収容室７２の貫通孔状に形成される部位７２ａには、シールドシェル３の接触片３４を挿通可能な開口部（図示せず）が形成される。

このほか、内導体端子収容室７１及びドレイン端子収容室７２の貫通孔状に形成される部位７１ａ、７２ａ側の端面には、シールドシェル３の角筒部３１の端面に係止するフランジ７３が形成され、側面にはシールドシェル３の係止片（図示せず）が係止する係止凹部（図示せず）が形成される。

このような構成を有する本コネクタ１の組み付け操作は、以下の通りである。まず、内導体端子５及びドレイン端子６を、それぞれ誘電体ハウジング７の内導体端子収容室７１、あるいはドレイン端子収容室７２に収容する。内導体端子５が収容されると、内導体端子５の嵌合部５１に形成される係止片５３が内導体端子収容室７１の内壁面に係止する。このため、内導体端子５は内導体端子収容室７１から抜脱不可能に係止される。

次いで、誘電体ハウジング７をシールドシェル３の角筒部３１に挿入する。これにより、シールドシェル３の係止片が誘電体ハウジング７の係止凹部に係止するとともに、フランジ７３がシールドシェル３の角筒部３１の端面に係止する。このため、誘電体ハウジング７はシールドシェル３の角筒部３１からから抜脱不可能に係止される。このとき、シールドシェル３の内壁面に設けられる接触片３４と、ドレイン端子６とが接触し、シールドシェル３とドレイン端子６とが、電気的に導通する状態となる。

このようにして組み付けられた本コネクタ１を、シールドケーブル２の端末に装着する。図２（ａ）は本コネクタ１をシールドケーブル２の端末に装着した状態を示した一部分解斜視図である。各信号線２１を内導体端子５の信号線接続部５２に圧入して接続し、ドレイン線２３をドレイン端子６のドレイン線接続部６２に溶接、ロウづけあるいは圧接等して接合し、電気的な導通を構成する。そして、内導体端子５の信号線バレル５５と、ドレイン線端子６のドレイン線バレル６５をかしめて圧着する。この信号線２１あるいはドレイン線２３の接続作業は、シールドシェル３に形成される開口部３３から治具や工具などを挿入して行うものである。

そして、シールドシェル３のケーブルバレル３２によって、露出する編組２６の外周面をかしめ、シールドシェル３と編組２６とを電気的に導通させると共に、本コネクタ１が、シールドケーブル２の端末から抜脱しないように挟圧保持する。

その後、図２（ｂ）に示すように、シールドカバー４をシールドシェル３に装着する。すなわち、まず、シールドカバー４に設けられる弾性接触片４１と係合片４３をシールドシェル３の開口部３３から挿入する。そして、係合片４３の係止爪４４を係止孔３５に係止させると共に、係合片４２をシールドシェル３のケーブルバレル３２に弾性的に係合させる。弾性接触片４１は、所定の角度に曲げ起こされていることから、シールドカバー４をシールドシェル３に装着すると、弾性接触片４１がシールドシェル３の内壁面に弾性的に接触する。このため、シールドカバー４は、一端の弾性接触片４１と、他端の弾性係合片４２との両端でシールドシェル３に電気的に導通する。

シールドカバー４とシールドシェル３との電気的な接続を強化するため、シールドカバー４の弾性接触片４１や係合片４３とシールドシェル３の内壁面との接触面、係合片４２とケーブルバレル３２との接触面を、ハンダ付けなどすることが望ましい。

このような構成によれば、シールドケーブル２の端末の信号線２１は、シールドカバー４によって軸線方向に途切れることなくシールドされることになる。このため、従来の構造が有するシールド層の断絶状態が解消され、放射ノイズを低減することができる。特に、シールドケーブル２の円周方向にスリット状の隙間がなくなることから、放射ノイズを低減できるものと考えられる。

次いで、本コネクタの放射ノイズ低減の効果を検証した実験と、その結果について記す。検証実験はＣＩＳＰＲ２５に準拠して行った。図３は実験に用いた装置や器具の構成を模式的に示したものである。検証実験は小型の電波暗室８１内で行った。測定台８２として、床からの高さＨ＝９００ｍｍの位置に、アース接続した銅板８３を設置し、この銅板８３上に縁に沿って長さＬ_Ｗ＝１５００ｍｍ、厚さＣ＝５０ｍｍの発泡スチロール８４を載置したものを用いた。

被測定物であるシールドコネクタ１００が装着されたシールドケーブル２００を、前記発泡スチロール８４上に銅板８３の縁からＬ_Ｂ＝１００ｍｍの位置に、銅板８４の縁に平行になるように載置した。シールドケーブル２００の一端にはパルス・ジェネレータ８５を接続し、他端には５０Ωの終端抵抗８６を接続した。そして、パルス・ジェネレータ８５で発生させた信号を、バラン９１を介してシールドケーブル２００に伝送する構成とした。矢印Ａは信号の伝送を模式的に示したものである。実験では、伝送する信号として周波数が２５０ＭＨｚ、振幅が４００ｍＶのパルス信号を用いた。なお、シールドケーブル２００の両端末は編組線８７で全周を覆っている。

そしてシールドケーブル２００の側方Ｌ_Ａ＝１０００ｍｍの位置にバイログアンテナ８８を設置してシールドコネクタ１００及びシールドケーブル２００から放射されるノイズを受信し、プリアンプ８９を介して接続されるスペクトラム・アナライザ９０により周波数分析を行った。矢印Ｂは受信したノイズの伝送を模式的に示したものである。

図４（ａ）は本コネクタの放射ノイズの測定結果を示す。また、図４（ｂ）は比較例として、同条件で測定した従来のシールドコネクタの測定結果を示す。この従来のシールドコネクタは、シールドカバーによりシールドシェルの開口部のみを覆い、シールドケーブルの編組とシールドシェルとの間に隙間がある構造を有するものである。

図に示すように従来のコネクタでは、基本波は３２．８ｄＢ、３次の高調波は４０．５ｄＢ測定され、ＣＩＳＰＲ２５のクラス１をクリアすることができなかった。これに対し、本コネクタにおいては基本波は２３．３ｄＢ、３次の高調波は３１．４ｄＢで、ＣＩＳＰＲ２５のクラス１クリアすることができた。このように、本コネクタによれば従来のコネクタに比較して放射ノイズを大幅に低減できることが確認された。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明は前記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能であることはいうまでもない。例えば、適用できるシールドケーブルは、前記実施の形態に示した構造を有するものに限られるものではなく、各種構造のシールドケーブルに適用することができる。そして、内導体端子の数や構造なども適用するシールドケーブルに適合させて適宜変更することができる。また、シールドコネクタは雌側に限られず、雄側であっても適用可能である。

本実施の形態に係るシールドコネクタの分解状態を示した分解斜視図である。 本実施の形態に係るシールドコネクタを組み付けた状態を示した外観斜視図であり、（ａ）はシールドカバーを装着する前の状態を、（ｂ）はシールドカバーを装着した状態を示す。 本実施の形態に係るシールドコネクタの放射ノイズの遮蔽の効果を検証した実験の装置・器具の構成を模式的に示した図である。 （ａ）は本実施の形態に係るシールドコネクタの放射ノイズの遮蔽効果を検証した実験の結果であり、（ｂ）は比較例として従来のシールドコネクタの放射ノイズを測定した結果を示す。

符号の説明

１ シールドコネクタ
２ シールドケーブル
３ シールドシェル
４ シールドカバー
５ 内導体端子
７ 誘電体ハウジング
２１ 信号線
２６ 編組
３２ ケーブルバレル
３３ 開口部
３５ 係止孔
４１ 弾性接触片
４２ ケーブルバレルに係合する係合片
４３ シールドシェルに係合する係合片
４４ 係止爪

Claims (2)

1. 信号を伝送する信号線を導電性の編組線と絶縁性のシースとにより被覆してなるシールドケーブルの端末に装着されるシールドコネクタであって、前記信号線に圧着して接続される内導体端子と、この内導体端子を収容して前記編組線に接続されるシールドシェルを備えると共に、前記シールドシェルに形成される開口部を覆うシールドカバーをさらに備え、このシールドカバーの一端を前記シールドケーブルの編組線に重畳的に接触させて装着し、他端を前記シールドシェルに重畳的に接触させて装着してなることを特徴とするシールドコネクタ。
2. 前記シールドカバーの一端には、前記シールドシェルの編組線を挟持して圧着する接続部に係合する一対の相対する係合片が弾性的に開拡可能に形成され、他端にはシールドシェルの内壁面に接触する接触片が可撓性の舌片状に延設されることを特徴とする請求項１に記載のシールドコネクタ。

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