JP2008071514A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】通信ネットワークを介して接続されるＥＣＵ等の端末器の近傍に配置する少ない部品点数で、伝送波形の歪みを十分に改善し、製造コストの増大を抑えることができるコネクタを提供する。
【解決手段】コネクタハウジング内に、差動伝送線路を構成するツイストペア電線の第１通信線、第２通信線にそれぞれ圧接接続される一対の圧接端子と、前記一対の圧接端子の間に配置して、これら圧接端子と導通させている抵抗器、コンデンサ等からなる電子部品とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、コネクタに関し、特に、車載ＬＡＮ等の通信ネットワークの端末機器と電線との接続部に発生する伝送波形歪みを緩和するものである。

車載ネットワーク等の通信ネットワークにおいて、１つの通信機器から別の通信機器へ信号を伝送する際に、電気的または磁気的ノイズによって伝送波形に歪みが発生して通信が正常に行われないという問題がある。この波形歪みは主としてインピーダンスの不整合に起因する信号の反射によっても発生し、通信線とＥＣＵ等の終端機器との接続部ではインピーダンス不整合が発生することは避けられなかった。

前記終端側での波形歪みを改善するための種々の技術が提案されている。
例えば、通信線と接続させるＥＣＵの基板回路上に抵抗およびコイルを実装してフィルタ回路を形成する技術、通信線と接続されるコネクタの分岐部に抵抗体とコイルを有する基板を収容している技術が提案されている。

特表平７−５００４６３号公報（特許文献１）には、図６に示すように、スター接続された分岐路の分岐点間、つまり、ＣＡＮバスを構成する一対の通信線（ＣＡＮ＿ＨとＣＡＮ＿Ｌ）１、２の分岐点間に、負荷インピーダンス３を設けることにより、各通信線側から見て分岐部において近似的に通信線の特性インピーダンスをもって終端されていることが記載されている。つまり、分岐部を通信線の終端とすることにより、分岐部におけるインピーダンスの不整合によって生じる反射波の発生を抑えることが記載されている。

特表平７−５００４６３号公報

電気的特性を最適なものとした抵抗とコイルを基板上に並設し、前記分岐路を基板上に形成すると共に抵抗とコイルの並列接続回路からなるフィルタ回路を形成すると、波形歪み改善特性を十分に行うことが可能となる。
しかしながら、分岐部に前記抵抗とコイルの並列接続回路からなるフィルタ回路を設けた基板をコネクタに収容すると、コネクタが大型化すると共に、基板などの部品点数が増加し、分岐コネクタの製造コストを安価にできなくなる問題が生じる。
また、通信線が接続されるＥＣＵ内の基板の回路に抵抗とコイルとを実装した場合にも、通信ネットワークで接続するＥＣＵの基板毎にフィルタ回路の有無を選択する必要があり、製造コストや管理コストが増大する問題がある。

さらに、通信線としてツイストペア電線やシールドツイストペア電線等の一対の通信線（ＣＡＮ−ＨとＣＡＮ−Ｌ）を用いてＥＣＵ等の端末器と接続した場合において、該接続部において電位差を減少して反射波の発生を抑える簡単且つ効果的な技術は提案されていない。

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、通信ネットワークを構成するペア電線とＥＣＵ等の端末器の回路との接続部で発生する反射波の発生を抑制し、伝送波形の歪みを十分に改善できる、簡単な構成のコネクタを提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、コネクタハウジング内に、
異なる電線にそれぞれ圧接接続される一対の圧接端子と、
前記一対の圧接端子の間に配置して、これら圧接端子と導通させている電子部品と、
を備えていることを特徴とするコネクタを提供している

本発明のコネクタでは、コネクタハウジング内に電子部品を実装したプリント基板を収容して電線を接続しているのではなく、圧接端子間に電子部品を介在させて、電線を圧接端子に圧接することで、ペア電線等の異なる電線間を接続している。
このように、異なる電線間に電子部品を介在させているため、電子部品を基板に実装する煩雑な工程が不要となると共に、抵抗を実装した基板が不要となり部品点数を削減することができる。よって、コネクタを小型化できると共に低コスト化を図ることができる。また、電子部品を実装した基板を用いないため、電子部品を基板に実装する場合に発生する高温化による電子部品への悪影響もない。
さらに、電線とコネクタとの接続は、電線を圧接端子に圧接接続させるだけであるため、任意の箇所に簡単に配置でき、該電線端末と接続するＥＣＵ等端末器の近傍に配置することができる。

前記各圧接端子は連結部の両端に圧接スロットを設けた端子部を突設した形状とされ、間隔をあけて配置される前記圧接端子の間に、抵抗器、コンデンサ、ダイオードから選択される前記電子部品が配置され、該電子部品の両端に接続されたリード線の両側が前記圧接端子の連結部に半田付け又は溶接で接続されているのが好ましい。

前記電子部品として抵抗器やコンデンサを用いてフィルタ回路を形成する場合、該抵抗器の抵抗値を、使用する通信回路のバスのインピーダンス（Ｚ_０）の６％〜５０％、好ましくは１０％〜２２％とすることが好ましい。
前記６％以上であれば、抵抗器をフィルタ回路として機能させて、通信回路の分岐部における信号の反射を減衰させることができる。一方、５０％を越えると受信側の電圧低下を招き通信エラーとなる。

前記電線は差動伝送線路を構成するツイストペア電線あるいはシールドツイストペア電線等の通信回路用のペア電線からなり、該ペア電線の第１通信線と第２通信線とに前記一対の圧接端子がそれぞれ圧接接続され、
前記一対の圧接端子の間に、抵抗器とコンデンサを介設しフィルタ回路を形成しているのが好ましい。
前記構成によれば、例えば、一対の通信線（ＣＡＮ−ＨとＣＡＮ−Ｌ）をＥＣＵ等の端末器と接続した場合において、ＣＡＮ−ＨとＣＡＮ−Ｌの電位差を前記抵抗器とコンデンサからなるフィルタ回路で減少して、反射波の発生を抑えることができる。

前記電線は通信回路の幹線から分岐して電子制御ユニットに接続される支線であり、該支線の電子制御ユニットと接続される終端側に取り付けられるのが好ましい。
前記構成とすると、電線の端に本発明の抵抗器を備えるコネクタを接続することで通信線を終端させ、通信線の端のインピーダンスの不整合によって生じる反射波の発生を抑えることができる。また、電子制御ユニットと電子制御ユニットに接続される支線との間で生じる信号の反射を減衰させることができる。従って、本発明のコネクタは終端抵抗の機能を果たすと共に、インピーダンスの不整合によって生じる反射波の発生を防止する機能を果たすため、通信回路用のペア電線の伝送波形の歪みを十分に改善することができる。

また、通信回路あるいは電子制御ユニットの配置条件によって、フィルタ回路の有無を選択する必要があるが、フィルタ回路を必要とする箇所にだけ該機能を付加することができる。そのため、電子制御ユニットにカスタム品を生じさせることなく、フィルタ回路の機能を通信回路に付加することができる。

前述したように、本発明によれば、一対の圧接端子をそれぞれ異なる電線に圧接接続すると共に圧接端子間に電子部品を介在させて、異なる電線間に電子部品を介在させているため、電子部品を基板に実装する煩雑な工程が不要となると共に、抵抗を実装した基板が不要となり部品点数を削減することができる。よって、コネクタを小型化できると共に低コスト化を図ることができる。

また、本発明のコネクタは電子部品として抵抗やコンデンサを用い、通信回路の電子制御ユニットと接続される終端側に前記コネクタを取り付けると、終端抵抗の機能を果たすと共に、インピーダンスの不整合によって生じる反射波の発生を防止する機能を果たすため、通信回路用のペア電線の伝送波形の歪みを十分に改善することができる。
さらに、通信回路あるいは電子制御ユニットの配置条件によって、フィルタ回路の有無を選択する必要があるが、フィルタ回路を必要とする箇所にだけ該機能を付加することができる。そのため、電子制御ユニットにカスタム品を生じさせることなく、フィルタ回路の機能を通信回路に付加することができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５は、本発明の実施形態を示し、コネクタ１０は、ＣＡＮ通信（差動伝送方式）を行う車載ＬＡＮ１００において、通信回路の幹線１０１から分岐して電子制御ユニット２０に接続される支線１０２の終端側（電子制御ユニット２０から約１０ｃｍ離れた位置）に取り付けているものである。

前記コネクタ１０は、コネクタハウジング１１と、コネクタハウジング１１に収容する一対の圧接端子１２Ａ、１２Ｂと、該圧接端子１２Ａ、１２Ｂ間に介設している抵抗器１３とコンデンサ１４とを備えており、Ｘ方向にペア電線３０を貫通させている。

前記ペア電線３０は差動伝送線路を構成するツイストペア電線からなり、該ペア電線３０の第１通信線（ＣＡＮ＿Ｈ）３１と第２通信線（ＣＡＮ＿Ｌ）３２とに一対の圧接端子１２Ａ、１２Ｂをそれぞれ圧接接続している。

前記コネクタハウジング１１は、図２に示すように、アッパーケース１５とロアケース１６とを備え、ロアケース１６にペア電線３０を圧接接続している圧接端子１２Ａ、１２Ｂおよび抵抗器１３Ａ、１３Ｂとコンデンサ１４とを収容し、アッパーケース１５を被せてロック結合している。

図３に示すように、ロアケース１６の上面中央に収容部１６ａを設け、該収容部１６ａのＸ方向の両側に圧接端子１２Ａ、１２Ｂを配置する端子設置部１６ｂを設けている。
収容部１６ａのＹ方向両側には収容部１６ａよりも一段高さを高くした電線設置部１６ｃを設け、該電線設置部１６ｃに断面半円状の凹部１６ｄを設けている。
また、ロアケース１６のＹ方向の両側壁には後述するアッパーケース１５の被係止部とロック結合する係止部１６ｅを設けている。

アッパーケース１５は、図２に示すように、上壁の所要箇所に矩形状の貫通孔１５ａを設け、アッパーケース１５とロアケース１６に収容した圧接端子１２の端子部１２ｂの先端を貫通孔１５ａに挿入し、端子部１２ｂの両端を貫通孔１５ａの内面に当接させて圧接スロット１２ｃの開きを防止している。
上壁の下面にはロアケース１６の凹部１６ｄと対向する位置に半円状に切り欠いた凹部１５ｂを設け、アッパーケース１５とロアケース１６を組み付けると、ロアケース１６の凹部１６ｄとアッパーケース１５の凹部１５ｂが上下に対向し、ペア電線３０を挿通できる挿通孔を形成している。
アッパーケース１５のＹ方向の両側壁にはロアケース１６の係止部１６ｅとロック結合する矩形枠状の被係止部１５ｃを設けている。

前記一対の圧接端子１２Ａ、１２Ｂは、図４に示すように、平板状の連結部１２ａの両端から一対の端子部１２ｂを突設した形状とし、該端子部１２ｂには音叉状の圧接スロット１２ｃを上端から切り欠いて設けている。該圧接スロット１２ｃに第１通信線３１と第２通信線３２を圧接接続している。

前記一対の圧接端子１２Ａ、１２Ｂ間には、２個の抵抗器１３Ａ（２００Ω）、１３Ｂ（２００Ω）とコンデンサ１４（５０ｐＦ）を介設している。
詳細には、図３及び図４に示すように、抵抗器１３Ａの一方の電極に接続されたリード線１７ａを一方の圧接端子１２Ａの連結部１２ａに半田付けで接続する一方、抵抗器１３Ａの他方の電極はコンデンサ１４の一方の電極とリード線１７ｂを介して接続している。また、コンデンサ１４の他方の電極は抵抗器１３Ｂの一方の電極とリード線１７ｃを介して接続しており、抵抗器１３Ｂの他方の電極に接続されたリード線１７ｄを他方の圧接端子１２Ｂの連結部１２ａに半田付けで接続している。
即ち、一対の圧接端子１２Ａと１２Ｂ間に直列接続した抵抗器１３Ａ、コンデンサ１４、抵抗器１３Ｂを介設して、フィルタ回路を形成している。
また、抵抗器１３Ａとコンデンサ１４、コンデンサ１４と抵抗器１３Ｂをそれぞれ接続しているリード線１７ｂ、１７ｃは絶縁樹脂材で被覆し、これらリード線１７ｂ、１７ｃを圧接端子１２の連結部１２ａ上でＵ字状に折り返して、抵抗器１３Ａ、コンデンサ１４、抵抗器１３Ｂの順でＸ方向に並列配置している。
なお、本実施形態では、リード線１７ｂ、１７ｃを圧接端子１２に半田付けしているが、溶接により接続してもよい。

次に、本実施形態のコネクタ１０の製造方法および該コネクタ１０のツイストペア電線への取付方法について説明する。
まず、一対の圧接端子１２Ａ、１２Ｂの連結部１２ａに直列接続した抵抗器１３Ａ、コンデンサ１４、抵抗器１３Ｂの両端のリード線１７ａ、１７ｄをそれぞれ半田付けで接続する。
次いで、前記圧接端子１２Ａ、１２Ｂおよび抵抗器１３Ａ、１３Ｂ、コンデンサ１４をロアケース１６に収容する。
最後に、圧接端子１２Ａ、１２Ｂを第１通信線３１、第２通信線３２にそれぞれ圧接接続し、ロアケース１６にアッパーケース１５を被せてロック結合する。

前記構成によれば、電線に取り付けたコネクタ内の電子部品が終端抵抗の機能を果たすと共に、インピーダンスの不整合によって生じる反射波の発生を防止する機能を果たすため、通信回路用のペア電線の伝送波形の歪みを十分に改善することができる。
また、通信回路あるいは電子制御ユニットの配置条件によって、フィルタ回路の有無を選択する必要があるが、本実施形態のコネクタは電線に直接圧接接続して取り付けているため、フィルタ回路を必要とする箇所にだけ該機能を付加することができる。そのため、電子制御ユニットにカスタム品を生じさせることなく、フィルタ回路の機能を通信回路に付加することができる。

さらに、一対の圧接端子１２Ａ、１２Ｂをそれぞれ第１通信線（ＣＡＮ＿Ｈ）３１と第２通信線（ＣＡＮ＿Ｌ）３２に圧接接続すると共に，圧接端子１２Ａ、１２Ｂ間に抵抗１３とコンデンサ１４を介在させているため、第１、第２通信線３１、３２を接続する電子部品を実装した基板が不要となり、部品点数を削減することができる。よって、コネクタ１０を小型化できると共に低コスト化を図ることができる。
特に、一対の圧接端子１２Ａ、１２Ｂをそれぞれ連結部を介して２個の圧接スロットを設けた端子部を設けているため各電線との電気接続信頼性を高めることができると共に、連結部に抵抗１３、コンデンサ１４と接続したリード線を簡単に溶接することができ、組付性能を高めることができる。
なお、コネクタ１０に接続するペア電線はツイストペア電線に限らず、シールドツイストペア電線等であってもよい。

なお、本発明は前記実施形態に限定されず、前記第１、第２通信線３１、３２と圧接接続する一対の圧接端子１２Ａ、１２Ｂの間に１つの抵抗器を介在させて、該抵抗器の両側に接続したリード線を圧接端子１２Ａ、１２Ｂに溶接してもよい。さらに、１つの抵抗器と１つのコンデンサあるいはコイルを両側の圧接端子１２Ａ、１２Ｂに並列接続してもよい。

本発明の実施形態のコネクタの取付位置を示す概略図である。 ツイストペア電線に取り付けたコネクタの分解斜視図である。 コネクタを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。 ツイストペア電線の第１電線と第２電線との間に電子部品を介在させた状態を示す図面である。 ツイストペア電線にコネクタを取り付けた状態を示す図面である。 従来例を示す図面である。

符号の説明

１０ コネクタ
１１ コネクタハウジング
１２Ａ、１２Ｂ 圧接端子
１２ａ 連結部
１２ｂ 端子部
１２ｃ 圧接スロット
１３Ａ、１３Ｂ 抵抗器
１４ コンデンサ
１７ リード線
２０ 電子制御ユニット
３１ ツイストペア電線の第１通信線
３２ ツイストペア電線の第２通信線
１００ 車載ＬＡＮ
１０１ 幹線
１０２ 支線

Claims (4)

1. コネクタハウジング内に、
   異なる電線にそれぞれ圧接接続される一対の圧接端子と、
   前記一対の圧接端子の間に配置して、これら圧接端子と導通させている電子部品と、
   を備えていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記各圧接端子は連結部の両端に圧接スロットを設けた端子部を突設した形状とされ、間隔をあけて配置される前記圧接端子の間に、抵抗器、コンデンサ、ダイオードから選択される前記電子部品が配置され、該電子部品の両端に接続されたリード線の両側が前記圧接端子の連結部に半田付け又は溶接で接続されている請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記電線は差動伝送線路を構成するツイストペア電線あるいはシールドツイストペア電線等の通信回路用のペア電線からなり、該ペア電線の第１通信線と第２通信線とに前記一対の圧接端子がそれぞれ圧接接続され、
   前記一対の圧接端子の間に、抵抗器とコンデンサを介設しフィルタ回路を形成している請求項１または請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記電線は通信回路の幹線から分岐して電子制御ユニットに接続される支線であり、該支線の電子制御ユニットと接続される終端側に取り付けられる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコネクタ。

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