JP2020017544A - シールド端子 - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体の剛性を低下させることなく、インピーダンスを高める。【解決手段】シールド端子１２は、内部に導体収容室３９が形成された合成樹脂製の誘電体２２と、導体収容室３９内に収容された内導体１５と、誘電体２２を包囲する外導体１４と、導体収容室３９を構成し、空気室４２，４３，４５，４６が形成された壁部２４，３５とを備えている。内導体１５の前端部には、相手側導体４８が導通可能に挿入される角筒状の本体部１６が形成され、本体部１６の後端に係止部１８が形成され、導体収容室３９の底壁部２４に、係止部１８を係止させることで内導体１５の後方への相対変位を規制する抜止め部２８が形成され、空気室４２，４３が、底壁部２４のうち、前後方向に関して本体部１６と対応しかつ抜止め部２８より前方の領域のみに配されている。【選択図】図２

Description

本発明は、シールド端子に関するものである。

特許文献１には、内導体端子を誘電体に収容し、その誘電体を外導体端子で包囲した形態のシールド端子が開示されている。この種のシールド端子を高速通信回路に用いようとする場合、通信性能の信頼性を高めるためにインピーダンスを整合させることが好ましい。

特開２０１２−１２９１０３号公報

シールド端子のインピーダンスが低い場合、インピーダンスを高める手段としては、誘電体の材料を誘電率の低い材料、例えばポリプロピレンとすることが考えられる。しかし、ポリプロピレンは、機械的剛性が低いため、内導体端子を安定して保持する機能を担う材料としては望ましいとはいえない。

本開示のシールド端子は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、誘電体の剛性を低下させることなく、インピーダンスを高めることを目的とする。

本開示のシールド端子は、
内部に導体収容室が形成された合成樹脂製の誘電体と、
前記導体収容室内に収容された内導体と、
前記誘電体を包囲する外導体と、
前記導体収容室を構成し、空気室が形成された壁部とを備え、
前記内導体の前端部には、相手側導体が導通可能に挿入される角筒状の本体部が形成され、
前記本体部の後端に係止部が形成され、
前記導体収容室の底壁部に、前記係止部を係止させることで前記内導体の後方への相対変位を規制する抜止め部が形成され、
前記空気室が、前記底壁部のうち、前後方向に関して前記本体部と対応しかつ前記抜止め部より前方の領域のみに配されている。

本開示によれば、誘電体の剛性を低下させることなく、インピーダンスを高めることができる。

図１は、実施例１のシールド端子をハウジングに取り付けた状態をあらわす断面図である。 図２は、シールド端子の断面図である。 図３は、端子ユニットの断面図である。 図４は、第１部品に内導体を取り付けた状態をあらわす平面図である。 図５は、第１部品の斜視図である。 図６は、第１部品の上下反転状態をあらわす斜視図である。 図７は、第２部品の上下反転状態をあらわす斜視図である。 図８は、第２部品の斜視図である。 図９は、外導体の斜視図である。 図１０は、外導体の反転状態をあらわす斜視図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
本開示のシールド端子は、
（１）内部に導体収容室が形成された合成樹脂製の誘電体と、前記導体収容室内に収容された内導体と、前記誘電体を包囲する外導体と、前記導体収容室を構成し、空気室が形成された壁部とを備え、前記内導体の前端部には、相手側導体が導通可能に挿入される角筒状の本体部が形成され、前記本体部の後端に係止部が形成され、前記導体収容室の底壁部に、前記係止部を係止させることで前記内導体の後方への相対変位を規制する抜止め部が形成され、前記空気室が、前記底壁部のうち、前後方向に関して前記本体部と対応しかつ前記抜止め部より前方の領域のみに配されている。

本開示のシールド端子は、空気は合成樹脂に比べて誘電率が低いという点に着目し、導体収容室を構成する壁部に空気室を形成した。これにより、誘電体を剛性の高い材料としても、インピーダンスを整合させることができる。したがって、誘電体の剛性を低下させることなく、インピーダンスを高めることができる。また、内導体の前端部が配されている領域では、本体部の内部に相手側導体が挿入されていて、金属の占める比率が大きいため、他の領域に比べてインピーダンスが低くなることが懸念される。これに対し、本開示のシールド端子は、空気室を本体部と対応する領域に配しているので、内導体の前端部が配される領域のインピーダンスを、他の領域と同程度に高めることができる。さらに、底壁部に、内導体を抜止めするための抜止め部を形成した上で、空気室を本体部と対応する領域に配することができる。

（２）前記抜止め部が、前記空気室の後端縁部に形成されていることが好ましい。この構成によれば、壁部の形状を複雑にすることなく、空気室を大きく確保することができる。

（３）前記誘電体は、前壁部を有する第１部品と、前記第１部品との間で前記内導体を挟むように保持する第２部品とを合体して構成され、前記前壁部の挿入口に相手側導体が挿入されるようになっているものであり、前記第１部品の材料又は材質が、前記第２部品より機械的強度の高い材料又は材質であり、前記第２部品の材料又は材質が、前記第１部品より誘電率の低い材料又は材質であることが好ましい。この構成によれば、第１部品の材料又は材質は、第２部品に比べて機械的強度の高い材料又は材質なので、相手側導体が前壁部と干渉しても、相手側導体が前壁部に突き刺さる虞はない。また、第２部品を誘電率の低い材料としたので、インピーダンスを高めることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
［実施例１］
本開示のシールド端子を具体化した実施例１を、図１〜図１０を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。本実施例１において、前後の方向については、図１〜１０における左方を前方と定義する。上下の方向については、図３，５，８にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。

本実施例１のシールドコネクタ１０は、自動車のイーサネット（登録商標）高速通信回路用のワイヤーハーネスを構成する接続部材であり、合成樹脂製のハウジング１１と、ハウジング１１内に収容されたシールド端子１２とを備えて構成されている。シールド端子１２は、端子ユニット１３と外導体１４を組み付けて構成されている。１つの端子ユニット１３は、誘電体２２に一対の内導体１５を収容して構成されている。

内導体１５は、全体として前後方向に細長い形状である。内導体１５の前端部には、角筒状の本体部１６が形成されている。本体部１６内には、内導体１５の前方から細長いタブ状の相手側導体４８が挿入されるようになっている。本体部１６に挿入された相手側導体４８が、本体部１６内に形成した弾性接触片１７に対し弾性的に接触することで、相手側導体４８と内導体１５が導通可能に接続される。本体部１６の後端部には、段差状の係止部１８が形成されている。内導体１５の後端部には、オープンバレル状の圧着部１９が形成され、圧着部１９には電線２０の前端部が導通可能に固着されている。２つの内導体１５に接続された一対の電線２０はツイストペア線２１を構成する。

誘電体２２は、半割状をなす合成樹脂製の第１部品２３と、半割状をなす合成樹脂製の第２部品３４とを、上下方向（電線２０の前端部のの軸線と交差する方向）に合体させて構成されている。第１部品２３の材料、材質は、第２部品３４よりも機械的強度の高いポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であり、第２部品３４の材料、材質は、第１部品２３よりも誘電率の低いポリプロピレン（ＰＰ）である。

第１部品２３は、前後方向に細長い底壁部２４と、底壁部２４の前端縁から上方へ立ち上がる前壁部２５とを有する。前壁部２５には、相手側導体４８の相手側導体４８を挿入させるための左右一対の挿入口２６が、貫通形態で形成されている。第１部品２３には、底壁部２４の前後方向中央部における左右方向中央位置から上方へ立ち上がる中央仕切壁２７と、底壁部２４の前後方向中央部のうち中央仕切壁２７の左右両側面に連なる領域を、上方へ突出させた形態の左右一対の抜止め部２８が形成されている。さらに、左右一対の抜止め部２８の外側面には、左右一対のロック突起２９が形成されている。

第１部品２３には、底壁部２４の左右両側縁前端部から上方へ立ち上がる左右一対の前部側壁３０と、底壁部２４の前端部における左右方向中央位置から上方へ立ち上がる前部仕切部３１とが形成されている。一対の前部側壁３０と前部仕切部３１は、前壁部２５の後面に繋がっている。第１部品２３には、底壁部２４の左右両側縁後端部から上方へ立ち上がる左右一対の後部側壁３２と、底壁部２４の後端部における左右方向中央位置から上方へ立ち上がる後部仕切壁３３とが形成されている。

第２部品３４は、前後方向に細長い上壁部３５と、上壁部３５の左右両側縁から下方へ延出した左右一対の側壁部３６と、上壁部３５の左右方向中央位置から下方へ延出した前後一対の隔壁部３７とを備えている。一対の側壁部３６の内側面には段差状のロック部３８（図７を参照）が形成されている。

第１部品２３と第２部品３４を組み付ける際には、第１部品２３の底壁部２４に一対の内導体１５を載置する。第１部品２３と第２部品３４は、電線２０の前端部と略直角に交差する方向に分割し、且つ合体する形態なので、内導体１５を載置するときの移動方向も、電線２０の前端部の軸線と略直角に交差する方向である。これにより、ツイストペア線２１を構成する２本の電線２０の前端部においては、電線２０の撚りを解く長さを極力短く抑えることができるので、電線２０の撚りを解くことに起因するノイズ低減機能の低下を回避できる。

第１部品２３に載置された一対の内導体１５は、本体部１６の係止部１８を個別に抜止め部２８に係止させることで、第１部品２３に対する前後方向への位置ずれを規制される。また、一対の内導体１５は、本体部１６の前端部を前部側壁３０と前部仕切部３１との間で挟まれることで、左右方向への位置ずれと傾きが防止されている。さらに、一対の内導体１５は、圧着部１９の後端部を後部側壁３２と後部仕切壁３３との間で挟まれることで、左右方向への位置ずれと傾きが防止されている。

第１部品２３に一対の内導体１５を取り付けた後、第１部品２３に対し第２部品３４を上方から合体させるようにして組み付ける。第１部品２３に対する部位に部品の組付け方向は、電線２０の前端部の軸線と略直角に交差する方向である。第１部品２３と第２部品３４を合体すると、誘電体２２が構成されるとともに、誘電体２２内に一対の内導体１５が収容された状態に組付けられ、端子ユニット１３の組付けが完了する。

合体した第１部品２３と第２部品３４は、ロック部３８とロック突起２９との係止によって合体状態に保持される。合体状態では、前部側壁３０と側壁部３６と後部側壁３２が前後に一連となって並ぶように配され、前部仕切部３１と前側の隔壁部３７と中央仕切壁２７と後側の隔壁部３７と後部仕切壁３３が前後に一連となって並ぶように配される。これにより、誘電体２２内には、一対の内導体１５を個別に収容する左右一対の導体収容室３９が構成される。

端子ユニット１３は、金属材料からなる角筒状の外導体１４で包囲される。外導体１４は、アッパシェルとロアシェルを上下に合体して構成される。端子ユニット１３を外導体１４で包囲することにより、シールド端子１２が構成される。外導体１４の後端部に形成したバレル部４０は、ツイストペア線２１の編組線４１に当可能に固着される。ツイストペア線２１に固着されたシールド端子１２は、ハウジング１１に対し後方から挿入されて組み付けられている。

さて、本実施例１のシールドコネクタ１０及びシールド端子１２は、高速通信回路に用いられるため、通信性能の信頼性を高めるためにはインピーダンスを整合させることが好ましい。シールド端子１２のインピーダンスが低い場合、インピーダンスを高める手段として、誘電体２２のうち第２部品３４の材料を誘電率の低いポリプロピレンとしているのであるが、ポリプロピレンは、機械的剛性が低いため、内導体１５を安定して保持する機能を担う材料としては望ましいとはいえない。

そこで、内導体１５を保持する機能の信頼性を高めるために、第１部品２３の材料を機械的強度の高いポリブチレンテレフタレートとしているのであるが、ポリブチレンテレフタレートは、誘電率が高いので、インピーダンスを低下させる原因となる。そこで、誘電体２２の剛性低下させることなく、インピーダンスを高める手段として、誘電体２２のうち導体収容室３９を構成する底壁部２４と上壁部３５には、空気室４２，４３，４５，４６が形成されている。

具体的には、底壁部２４の前端部には、左右一対の前側第１空気室４２が形成され、底壁部２４における一対の前側第１空気室４２の後方近傍位置には、左右一対の後側第１空気室４３が形成されている。これらの第１空気室４２，４３は、いずれも、導体収容室３９の内部と誘電体２２の外部（底面）とに連通している。底壁部２４のうち前側第１空気室４２と後側第１空気室４３との間の領域は、補強部４４としての機能を有する。

また、内導体１５のうち本体部１６は、角筒状をなしているため、オープンバレル状の圧着部１９に比べて金属量が多い。しかも、本体部１６の内部には、金属部品である相手側導体４８が挿入されるようなっているとともに、相手側導体４８に対し弾性的に接触する金属製の係止部１８が存在している。このように、本体部１６の形成領域は、金属の密度が高いので、本体部１６より後方の領域に比べるとインピーダンスが低い。そこで、後側第１空気室４３の後端と、係止部１８に係止する抜止め部２８の前端とを、前後に隣接する位置関係とした。即ち、前側第１空気室４２と後側第１空気室４３が、前後方向において、内導体１５の本体部１６と対応する位置に配されている。

また、第２部品３４の上壁部３５の前端部には、前側第２空気室４５が形成され、上壁部３５における一対の前側第２空気室４５の後方近傍位置には、左右一対の後側第２空気室４６が形成されている。これらの第２空気室４５，４６は、いずれも、導体収容室３９の内部と誘電体２２の外部（底面）とに連通している。前側第２空気室４５の前後方向の形成領域は、前側第１空気室４２の形成領域と概ね同じ領域である。後側第２空気室４６の前後方向の形成領域は、前側第１空気室４２の形成領域よりも後方へ長くなっている。上壁部３５のうち前側第２空気室４５と後側第２空気室４６との間の領域は、補強部４７としての機能を有する。

本実施例１のシールド端子１２は、内部に左右一対の導体収容室３９が形成された合成樹脂製の誘電体２２と、導体収容室３９内に個別に収容された左右一対の内導体１５と、誘電体２２を包囲する外導体１４とを備えて構成されている。誘電体２２は、前側第１空気室４２と後側第１空気室４３とが形成され、導体収容室３９を構成する底壁部２４を備えている。同じく、誘電体２２は、前側第２空気室４５と後側第２空気室４６とが形成され、導体収容室３９を構成する上壁部３５を備えている。

本実施例１の誘電体２２を構成する第１部品２３の材料であるポリブチレンテレフタレートは、比較的、機械的剛性が高いのであるが、その反面、誘電率が低いため、インピーダンスが低くなることが懸念される。そこで、誘電体２２（第１部品２３及び第２部品３４）の材料である合成樹脂に比べると、空気の誘電率が低いという点に着目し、誘電体２２の導体収容室３９を構成する底壁部２４と上壁部３５に、空気室４２，４３，４５，４６を形成した。誘電率の低い空気室４２，４３，４５，４６を形成したことにより、インピーダンスを高めて、通信性能の信頼性を高めることが実現されている。

また、内導体１５の前端部には、相手側導体４８が導通可能に挿入される角筒状の本体部１６が形成されている。内導体１５の前端部が配されている領域では、本体部１６の内部に相手側導体４８が挿入されていて、金属の占める比率が大きいため、他の領域に比べてインピーダンスが低くなることが懸念される。そこで、空気室４２，４３，４５，４６を、前後方向に関して本体部１６と対応する領域に配した。この構成によれば、内導体１５の前端部が配される領域のインピーダンスを、他の領域と同程度に高めることができる。

また、本体部１６の後端には係止部１８が形成されており、導体収容室３９の底壁部２４には、係止部１８を係止させることで内導体１５が第１部品２３に対して後方へ相対変位することを規制する抜止め部２８が形成されている。そして、底壁部２４の前側第１空気室４２と後側第１空気室４３を、底壁部２４のうち抜止め部２８より前方の領域のみに配した。この構成によれば、底壁部２４に、内導体１５を抜止めするための抜止め部２８を形成した上で、空気室を本体部１６と対応する領域に配することができる。また、抜止め部２８は、後側第１空気室４３の後端縁部に形成されているので、底壁部２４の形状を複雑にすることなく、前側第１空気室４２と後側第１空気室４３を大きく確保することができる。

また、誘電体２２は、前壁部２５を有する第１部品２３と、第１部品２３との間で内導体１５を挟むように保持する第２部品３４とを合体して構成されていて、前壁部２５の挿入口２６には相手側導体４８が挿入されるようになっている。そして、第１部品２３の材料又は材質を、第２部品３４より機械的強度の高い材料又は材質であるポリブチレンテレフタレートとし、第２部品３４の材料又は材質を、第１部品２３より誘電率の低い材料又は材質であるポリプロピレンとした。ってもよい。この構成によれば、第１部品２３の材料又は材質は、第２部品３４に比べて機械的強度の高い材料又は材質からなので、相手側導体４８が前壁部２５と干渉しても、相手側導体４８が前壁部２５に突き刺さる虞はない。また、第２部品３４を誘電率の低い材料としたので、インピーダンスを高めることができる。

［他の実施例］
本発明は、上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示される。本発明には、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれ、下記のような実施形態も含まれることが意図される。
（１）上記実施例１では、空気室を誘電体の底壁部と上壁部のみに形成したが、空気室は側壁部（誘電体の側面）に形成してもよい。
（２）上記実施例１では、空気室が誘電体の内面から外面へ貫通した形態であるが、空気室は、誘電体の内面から外面へ貫通せず、誘電体の内面又は外面を凹ませた形態であってもよい。
（３）上記実施例１では、１つの誘電体に２つの内導体を収容したが、１つの誘電体に収容する内導体の数は、１つ又は３つ以上であってもよい。
（４）上記実施例１では、誘電体が第１部品と第２部品との２部品で構成されているが、誘電体は単一部品であってもよい。
（５）上記実施例１では、一対の内導体に接続した２本の電線がツイストペア線を構成するものであるが、本発明は、内導体に接続する電線がツイストペア線を構成しない場合にも適用できる。
（６）上記実施例１では、第１部品の材料、材質をポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）としたが、第１部品の材料、材質はポリブチレンテレフタレート以外であってもよい。
（７）上記実施例１では、第２部品の材料、材質をポリプロピレン（ＰＰ）としたが、第２部品の材料、材質は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、発泡ポリブチレンテレフタレート等であってもよい。
（８）上記実施例１では、第１部品と第２部品の材料又は材質の組合せが、ポリブチレンテレフタレートとポリプロピレンであるが、第１部品と第２部品の材料又は材質の組合せは、ポリブチレンテレフタレートとポリエチレン（ＰＥ）としてもよく、ポリブチレンテレフタレートと発泡ポリブチレンテレフタレートとしてもよい。

１０…シールドコネクタ
１１…ハウジング
１２…シールド端子
１３…端子ユニット
１４…外導体
１５…内導体
１６…本体部
１７…弾性接触片
１８…係止部
１９…圧着部
２０…電線
２１…ツイストペア線
２２…誘電体
２３…第１部品
２４…底壁部（壁部）
２５…前壁部
２６…挿入口
２７…中央仕切壁
２８…抜止め部
２９…ロック突起
３０…前部側壁
３１…前部仕切部
３２…後部側壁
３３…後部仕切壁
３４…第２部品
３５…上壁部（壁部）
３６…側壁部
３７…隔壁部
３８…ロック部
３９…導体収容室
４０…バレル部
４１…編組線
４２…前側第１空気室（空気室）
４３…後側第１空気室（空気室）
４４…補強部
４５…前側第２空気室（空気室）
４６…後側第２空気室（空気室）
４７…補強部
４８…相手側導体

Claims (3)

1. 内部に導体収容室が形成された合成樹脂製の誘電体と、
   前記導体収容室内に収容された内導体と、
   前記誘電体を包囲する外導体と、
   前記導体収容室を構成し、空気室が形成された壁部とを備え、
   前記内導体の前端部には、相手側導体が導通可能に挿入される角筒状の本体部が形成され、
   前記本体部の後端に係止部が形成され、
   前記導体収容室の底壁部に、前記係止部を係止させることで前記内導体の後方への相対変位を規制する抜止め部が形成され、
   前記空気室が、前記底壁部のうち、前後方向に関して前記本体部と対応しかつ前記抜止め部より前方の領域のみに配されているシールド端子。
2. 前記抜止め部が、前記空気室の後端縁部に形成されている請求項１に記載のシールド端子。
3. 前記誘電体は、前壁部を有する第１部品と、前記第１部品との間で前記内導体を挟むように保持する第２部品とを合体して構成され、前記前壁部の挿入口に相手側導体が挿入されるようになっているものであり、
   前記第１部品の材料又は材質が、前記第２部品より機械的強度の高い材料又は材質であり、
   前記第２部品の材料又は材質が、前記第１部品より誘電率の低い材料又は材質である請求項１又は請求項２に記載のシールド端子。

Images