JP2020140803A

JP2020140803A - コネクタ

Info

Publication number: JP2020140803A
Application number: JP2019033731A
Authority: JP
Inventors: 勲亀山; Isao Kameyama; 朋洋今村; Tomohiro Imamura; 省吾上原; Shogo Uehara; 義浦　康夫; Yasuo Yoshiura; 康夫義浦; 修一宇留鷲; Shuichi Uruwashi; 晋也奥村; Shinya Okumura
Original assignee: SMK Corp; Yazaki Corp
Current assignee: SMK Corp; Yazaki Corp
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: DE102020201943A1; JP6982587B2; US20200274278A1; US11043769B2

Abstract

【課題】電線収容作業にあって、被覆電線の挟み込みが発生しないコネクタを提供する。【解決手段】互いに独立した複数の挿通孔１３を有し、第１誘電体又は導電体より形成された第１インナーハウジング１１と、互いに独立した複数の端子収容室２１を有し、第２誘電体より形成された第２インナーハウジング２０と、合体インナーハウジング２５の対応する挿通孔１３及び端子収容室２１に端子７及び被覆電線６の撚り解き区間がそれぞれ挿入され、端子７が端子収容室２１に、被覆電線６の撚り解き区間が挿通孔１３に収容されたツイストペア電線５と、第１インナーハウジング１１と第２インナーハウジング２０の合体によって構成される合体インナーハウジング２５と、合体インナーハウジング２５を覆うシールド部材３０と、合体インナーハウジング２５及びシールド部材３０を収容するアウターハウジングとを備えた。【選択図】図３

Description

本発明は、高速伝送用のコネクタに関する。

自動車の搭載機器間、搭載機器と車外機器間等の通信は、高速通信化が進んでいる。これに対応するワイヤーハーネスのコネクタとしては、図６〜図８に示すものが提案されている。

図６〜図８に示すように、コネクタ５０は、端子ユニット５１と端子ユニット５１を収容するハウジング６０とを備えている。端子ユニット５１は、第１部品５２と第２部品５３から構成されている。第１部品５２と第２部品５３は、誘電体から形成されている。第１部品５２と第２部品５３は、合体可能に構成されている。第１部品５２には、仕切壁５４に仕切られた２つの端子収容室５５と２つの端子収容室５５に連通する１つの電線収容室５６が設けられている。２つの端子収容室５５と１つの電線収容室５６は、上面が全て開口されている。第１部品５２に第２部品５３を合体することで第１部品５２の上面の開口が閉塞される。

２つの端子収容室５５には、ツイスト電線７０の２本の被覆電線７１に接続された端子７２がそれぞれ収容されている。電線収容室５６には、２本の被覆電線７１の撚りが解かれた区間が収容されている。

端子ユニット５１の組付けは、第１部品５２の２つの端子収容室５５の上面の開口より２つの端子７２を挿入し、電線収容室５６の上面の開口より撚りが解かれた２本の被覆電線７１を挿入する。次に、第１部品５２に第２部品５３を組付けて合体することによって行われる（図８参照）。

特開２０１８−１５２２１５号公報

しかしながら、前記従来例では、第１部品５２と第２部品５３の組み付けは、第１部品５２の端子収容室５５及び電線収容室５６の上面が開口し、この上面の開口を塞ぐように第２部品５３を組付ける。

この際に、撚りが解かれた２本の被覆電線７１には撚りぐせがあることも相俟って、被覆電線７１が第１部品５２と第２部品５３の当接面の間に挟まる（噛み込む）虞がある。被覆電線７１が第１部品５２と第２部品５３の当接面の間に挟まった（噛み込んだ）状態で無理やり、第１部品５２と第２部品５３を組み付けようとすると、被覆電線７１の芯線（素線）が破断する虞がある。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、電線収容作業にあって、被覆電線の挟み込み（噛み込み）が発生しないコネクタを提供することを目的とする。

本発明は、ツイストペア電線の撚りを解いた複数の被覆電線の端末に端子がそれぞれ接続され、複数の前記端子及び前記被覆電線の撚りを解いた撚り解き区間が収容されるコネクタにおいて、互いに独立した複数の挿通孔を有し、第１誘電体又は導電体より形成された第１インナーハウジングと、互いに独立した複数の端子収容室を有し、第２誘電体より形成された第２インナーハウジングと、前記第１インナーハウジングと前記第２インナーハウジングの合体によって構成され、複数の前記挿通孔と複数の前記端子収容室の対応するもの同士がそれぞれ連通状態とされる合体インナーハウジングと、前記合体インナーハウジングの対応する前記挿通孔及び前記端子収容室に前記端子及び前記被覆電線の撚り解き区間がそれぞれ挿入され、前記端子が前記端子収容室に収容され、且つ、前記被覆電線の撚り解き区間が前記挿通孔に収容された前記ツイストぺア電線と、前記合体インナーハウジングを覆うシールド部材と、前記合体インナーハウジング及び前記シールド部材を収容するアウターハウジングとを備えたことを特徴とするコネクタである。

本発明によれば、電線収容作業は、合体インナーハウジングの互いに独立した各挿通孔に端子が接続された各被覆電線をそれぞれ挿入する作業で良いため、電線収容作業にあって、被覆電線の挟み込み（噛み込み）が発生しない。

本発明の一実施形態を示し、コネクタの側面図である。本発明の一実施形態を示し、コネクタの断面図である。本発明の一実施形態を示し、シールド部材、第１インナーハウジング、第２インナーハウジング及びツイスト電線の斜視図である。本発明の一実施形態を示し、合体インナーハウジングにツイスト電線のツイストペア電線の端部を挿入する過程を示す斜視図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）は端子の収容状態を示す断面図、（ｂ）は被覆電線の収容状態を示す断面図である。従来例を示し、ハウジングに端子ユニットを収容する状態を示す斜視図である。従来例を示し、端子ユニットの断面図である。従来例を示し、第１部品と第２部品の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は、本発明の一実施形態を示す。ワイヤーハーネスは、自動車の高速伝送回路を構成する。例えば伝送周波数帯は、５ＧＨｚ（１０Ｇｂｐｓ）である。ワイヤーハーネスは、ツイスト電線１とツイスト電線１に接続されたコネクタ１０とを有する。

ツイスト電線１は、筒状の絶縁外皮２と、絶縁外皮２内に配置された筒状のシールド編組線３及び金属箔（図示せず）と、シールド編組線３及び金属箔（図示せず）内に配置された２組のツイストペア電線５を有する。金属箔（図示せず）は、端末箇所がカットされている。シールド編組線３は、端末箇所がカットされず、端末箇所が絶縁外皮２の外周面に配置されたリング８上に折り返されている。

２組のツイストペア電線５は、端末部が外部に露出されている。１組のツイストペア電線５は、２本の被覆電線６より構成されている。各被覆電線６は、芯線６ａと芯線６ａの外周側を被覆する絶縁外皮６ｂより構成されている。

２組のツイストペア電線５は、シールド編組線３の内部に配置された区間では、２本の被覆電線６が互いに撚られているが、外部に露出された区間では、２本の被覆電線６の撚りがそれぞれ解かれている。撚りが解かれた４本の被覆電線６の端末では、絶縁外皮６ｂが剥ぎ取られて芯線６ａがそれぞれ露出されている。この露出された各芯線６ａ（図３参照）に、端子７がそれぞれ接続されている。４本の端子７と４本の被覆電線６の撚りが解かれた撚り解き区間が少なくともコネクタ１０に収容されている。

コネクタ１０は、第１インナーハウジング１１と、第２インナーハウジング２０と、シールド部材３０と、アウターハウジング４０とを備えている。

第１インナーハウジング１１は、第１誘電体（例えばガラス繊維入りポリブチレンテレフタート）又は導電体（導電性樹脂等（例えばカーボン入りポリブチレンテレフタート））より形成されている。

第１インナーハウジング１１は、互いに連通することなく独立した４つの挿通孔１３を有する。４つの挿通孔１３は、上下左右方向で共に２列に配置されている。各挿通孔１３の間は、第１誘電体より形成された仕切壁１４ａ，１４ｂが介在されている。仕切壁１４ａが左右方向の挿通孔１３の間を仕切り、仕切壁１４ｂが上下方向の挿通孔１３の間を仕切る（図５（ｂ）参照）。

第１インナーハウジング１１は、ほぼ四角形のブロック形状である。第１インナーハウジング１１には、両方の外側面に一対の係止突起１５が設けられている。

第２インナーハウジング２０は、第２誘電体（例えばポリブチレンテレフタート）より形成されている。

第２インナーハウジング２０は、互いに連通することなく独立した４つの端子収容室２１を有する。４つの端子収容室２１は、挿通孔１３と同様に、上下左右方向で共に２列に配置されている。隣接する端子収容室２１の間は、第２誘電体より形成された仕切壁２４ａ，２４ｂが介在されている。仕切壁２４ａが左右方向の端子収容室２１の間を仕切り、仕切壁２４ｂが上下方向の端子収容室２１の間を仕切る（図５（ａ）参照）
第２インナーハウジング２０には、各端子収容室２１に突出するランス２３（図２参照）がそれぞれ設けられている。

第２インナーハウジング２０は、その後部側が第１インナーハウジング１１と同寸法のほぼ四角形のブロック形状であり、前部側が円柱形のブロック形状である。第２インナーハウジング２０の後部側には、両方の外側面に一対のロックアーム２２が設けられている。一対のロックアーム２２は、後方に向かって突出している。

第１インナーハウジング１１と第２インナーハウジング２０は、第１インナーハウジング１１の前面を第２インナーハウジング２０の後面に当接するよう近づけ、一対のロックアーム２２を一対の係止突起１５に係止することによって合体される。合体によって合体インナーハウジング２５が構成される（図４参照）。

合体インナーハウジング２５は、４つの挿通孔１３と４つの端子収容室２１の互いに対応するもの同士がハウジング前方側若しくはハウジング後方側から見てそれぞれ連通している。

合体インナーハウジング２５の対応する挿通孔１３及び端子収容室２１に、その後方開口より各端子７及び被覆電線６の撚り解き区間がそれぞれ挿入されている。各端子７は、その係止突起９が各端子収容室２１のランス２３に係止することにより抜け止めされた状態で収容され、且つ、各被覆電線６の撚り解き区間が各挿通孔１３に収容されている。

各組のツイストペア電線５の被覆電線６及び端子７が左右の隣接する挿通孔１３及び左右の隣接する端子収容室２１に収容されている。

シールド部材３０は、合体インナーハウジング２５の外形とほぼ相似形の枠体形状を有する。シールド部材３０の後端側には、円筒形の加締め部３０ａが突設されている。シールド部材３０は、合体インナーハウジング２５及びシールド編組線３の折り返し部分を収容している。シールド部材３０の加締め部３０ａが加締め加工でシールド編組線３に圧着されている。シールド編組線３とシールド部材３０によって電磁シールド回路が構成されている。内部の各被覆電線６は、電磁シールド回路によってツイスト電線１外部に対して電磁シールドされている。

アウターハウジング４０は、部品収容室４１を有する。この部品収容室４１に合体インナーハウジング２５を内蔵したシールド部材３０が収容されている。アウターハウジング４０の後端部には、部品収容室４１の内周面に開口するゴム栓収容溝４２が設けられている。ゴム栓収容溝４２には、リング状のゴム栓４７が収容されている。ゴム栓４７は、圧縮変形されてツイスト電線１の全外周に密着している。これにより、ツイスト電線１を伝ってアウターハウジング４０内に入る水等の浸入をゴム栓４７によって防止している。ゴム栓４７は、アウターハウジング４０の後端部に装着されたカバー４８によって位置保持されている。

アウターハウジング４０の前端側には、相手コネクタ嵌合部４３が設けられている。相手コネクタ嵌合部４３の外周には、コネクタ嵌合空間４４を挟んでリング状のフード部４５が設けられている。相手コネクタ嵌合部４３の外周面には、パッキン４６が設けられている。アウターハウジング４０に相手コネクタ４９（図２に仮想線で示す）が嵌合された状態では、パッキン４６によって合体インナーハウジング２５内への水等の浸入防止している。

次に、第１インナーハウジング１１が第１誘電体で形成された場合にあって、ツイストペア電線５に接続された２つの端子７０間と、撚り解き区間の２本の被覆電線６間のインピーダンスについて説明する。誘電体が介在された導体間のインピーダンスＺ_Oは、導体の幅をｄ、隣接する導体間のピッチをＰ、誘電体の誘電率をεとすると、Ｚ_O＝（２７６/√ε）・｛ｌｎ（２Ｐ/ｄ）｝で算出できる。

本実施形態では、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、端子７の幅ｄ１は、被覆電線６の芯線６ａの幅ｄ２より大きい寸法（ｄ１>ｄ２）である。隣接する端子７間のピッチＰ１は、隣接する被覆電線６の芯線６ａのピッチＰ２と同じ寸法（Ｐ１=Ｐ２）である。上記式より、２つの端子７０間のインピーダンスと、撚り解き区間の２本の被覆電線６間のインピーダンスは、ほぼ同じ値になるように、第２インナーハウジング２０と第１インナーハウジング１１が誘電率の異なる誘電体より形成されている。具体的には、第１インナーハウジング１１の第１誘電体は、誘電率の大きな材料で、第２インナーハウジング２０の第２誘電体は、誘電率が小さな材料でそれぞれ形成されている。

つまり、隣接する端子７間のピッチＰ１は、第２誘電体である第２インナーハウジング２０によってインピーダンスが整合され、隣接する被覆電線６間のピッチＰ２は、第１誘電体である第１インナーハウジング１１によってインピーダンスが整合されている。

以上説明したように、コネクタ１０は、ツイストペア電線５の撚りを解いた複数の被覆電線６の端末に端子７がそれぞれ接続され、複数の端子７及び被覆電線６の撚りを解いた撚り解き区間が収容されるコネクタ１０において、互いに独立した複数の挿通孔１３を有し、第１誘電体又は導電体より形成された第１インナーハウジング１１と、互いに独立した複数の端子収容室２１を有し、第２誘電体より形成された第２インナーハウジング２０と、第１インナーハウジング１１と第２インナーハウジング２０の合体によって構成され、複数の挿通孔１３と複数の端子収容室２１の対応するもの同士がそれぞれ連通状態とされる合体インナーハウジング２５と、合体インナーハウジング２５の対応する挿通孔１３及び端子収容室２１に端子７及び被覆電線６の撚り解き区間がそれぞれ挿入され、端子７が端子収容室２１に収容され、且つ、被覆電線６の撚り解き区間が挿通孔１３に収容されたツイストペア電線（５）と、合体インナーハウジング２５を覆うシールド部材３０と、合体インナーハウジング２５及びシールド部材３０を収容するアウターハウジング４０とを備えている。

従って、電線収容作業は、合体インナーハウジング２５の互いに独立した各挿通孔１３に端子７が接続された各被覆電線６をそれぞれ挿入する作業で良いため、電線収容作業にあって、被覆電線６の挟み込み（噛み込み）が発生しない。

隣接する端子７間と撚り解き区間の隣接する被覆電線６間は、第１インナーハウジング１１が第１誘電体で形成された場合にあって、第２インナーハウジング２０と第１インナーハウジング１１の各誘電率を可変することによりそれぞれインピーダンスが整合されている。従って、伝送路において反射波に伴う波形歪みの少ない、信号波形のより忠実な伝送が可能である。

尚、この実施形態では、ツイスト電線１は、２組のツイストペア電線５を有するが、１組でも、３組以上のツイストペア電線を有するものでも本発明は適用可能である。

１ツイスト電線
５ツイストペア電線
６被覆電線
７端子
１０コネクタ
１１第１インナーハウジング
１３挿通孔
２０第２インナーハウジング
２１端子収容室
２５合体インナーハウジング
３０シールド部材
４０アウターハウジング

Claims

ツイストペア電線の撚りを解いた複数の被覆電線の端末に端子がそれぞれ接続され、複数の前記端子及び前記被覆電線の撚りを解いた撚り解き区間が収容されるコネクタにおいて、
互いに独立した複数の挿通孔を有し、第１誘電体又は導電体より形成された第１インナーハウジングと、
互いに独立した複数の端子収容室を有し、第２誘電体より形成された第２インナーハウジングと、
前記第１インナーハウジングと前記第２インナーハウジングの合体によって構成され、複数の前記挿通孔と複数の前記端子収容室の対応するもの同士がそれぞれ連通状態とされる合体インナーハウジングと、
前記合体インナーハウジングの対応する前記挿通孔及び前記端子収容室に前記端子及び前記被覆電線の撚り解き区間がそれぞれ挿入され、前記端子が前記端子収容室に収容され、且つ、前記被覆電線の撚り解き区間が前記挿通孔に収容された前記ツイストペア電線と、
前記合体インナーハウジングを覆うシールド部材と、
前記合体インナーハウジング及び前記シールド部材を収容するアウターハウジングとを備えたことを特徴とするコネクタ。
請求項１記載のコネクタであって、
前記第１インナーハウジングの第１誘電体は、誘電率の大きな材料で、前記第２インナーハウジングの第２誘電体は、誘電率が小さな材料でそれぞれ形成されており、
隣接する前記端子間のピッチは、第２誘電体である前記第２インナーハウジングによってインピーダンスが整合され、隣接する前記被覆電線間のピッチは、第１誘電体である前記第１インナーハウジングによってインピーダンスが整合されていることを特徴とするコネクタ。