JP6673267B2 - シールド端子 - Google Patents

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

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、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。

本発明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。

本発明のシールド端子は、
本体部から前方へタブを突出させた内導体と、
内部に導体収容室が形成され、前記導体収容室内に前記本体部を収容した状態で前記内導体を保持する誘電体と、
前記誘電体と前記タブ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ているところに特徴を有する。

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、インピーダンスを高めることができる。

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 シールド端子の断面図 図２のＸ−Ｘ線断面図 図２のＹ−Ｙ線断面図 図２のＺ−Ｚ線断面図 シールド端子の平面図 第１部品に内導体を取り付けた状態をあらわす平面図 第１部品の斜視図 第１部品の上下反転した状態の斜視図 第２部品の斜視図 第２部品の上下反転した状態の斜視図 外導体を構成する第１シェルの斜視図 外導体を構成する第２シェルの斜視図

本発明は、前記誘電体は、前記導体収容室を構成する溝部が形成された第１部品と、前記溝部に取り付けられた前記内導体を前記第１部品との間で挟むように保持する第２部品とを合体して構成され、前記第１部品の側面と前記第２部品の側面に形成したロック部同士を係止させることで合体状態に保持されるものであり、前記空気室が、前記第１部品の底壁部と前記第２部品の上壁部のうち少なくとも一方の前記壁部に形成されていてもよい。底壁部と上壁部は、ロック部が形成されていない領域なので、空気室の形成位置を設定する際の設計自由度が高い。

本発明は、前記誘電体は、底壁部から隔壁部を立ち上げることで前記導体収容室を構成する溝部が形成された第１部品と、前記溝部を覆う上壁部を有する第２部品とを合体して構成され、前記第１部品の材料又は材質が、前記第２部品より誘電率の低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部品より機械的強度の高い材料又は材質であってもよい。この構成によれば、第１部品は、第２部品より機械的強度が低い材料又は材質からなるが、隔壁部を有している分だけ体積が大きいので全体として強度アップが実現されている。また、体積の大きい第１部品は誘電率が低いので、インピーダンスを効果的に高めることができる。

本発明は、前記第２部品には、前記第１部品の側壁部の外面に係止することで合体状態を保つ側板部が形成され、前記側板部に前記空気室が形成されていてもよい。第２部品は、第１部品よりも機械的強度の高い材料又は材質からなるので、側板部は空気室を形成しても強度は保たれる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図１３を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図１，２，６，７，８，１０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８，１０にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義し、図１〜５における上下反転した向きを、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３７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２１に一対の内導体１４を取り付けて構成されている。

内導体１４は、全体として前後方向に細長い形状である。内導体１４は、角筒状の本体部１５と、本体部１５から前方へ細長く突出したタブ１６と、本体部１５の後端に連なるオープンバレル状の圧着部１７とを有している。本体部１５の後端部には、段差状の係止部１８が形成されている。圧着部１７には電線１９の前端部が導通可能に固着されている。２つの内導体１４に接続された一対の電線１９はツイストペア線２０を構成する。

誘電体２１は、半割状をなす合成樹脂製の第１部品２２と、半割状をなす合成樹脂製の第２部品３０とを、上下方向（電線１９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２２の材料、材質は、第２部品３０よりも誘電率の低いポリプロピレン（ＰＰ）であり、第２部品３０の材料、材質は、第１部品２２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）である。

第１部品２２は、前後方向に細長い底壁部２３（請求項に記載の壁部）と、底壁部２３の左右両側縁から上方へ立ち上がる左右一対の側壁部２４と、底壁部２３の左右方向中央から立ち上がる隔壁部２５とを有する。底壁部２３と側壁部２４と隔壁部２５とで区画された領域は、前後方向に細長い溝部２６となっている。底壁部２３には、左右両溝部２６に臨む左右一対の突起状の抜止め部２７が形成されている。左右両側壁部２４の上端縁のうち前端に近い位置には、摺動突起２８が形成されている。左右両側壁部２４の外側面には、前後方向に延びたロック溝２９（請求項に記載のロック部）が形成されている。

第２部品３０は、前後方向に細長い上壁部３１（請求項に記載の壁部）と、上壁部３１の左右両側縁から下方へ延出した左右一対の側板部３２（請求項に記載の壁部）とを備えている。上壁部３１の左右両側縁部には、前後方向に細長い一対のガイド溝３３が形成されている。ガイド溝３３は、上壁部３１の外面から内面へ連通している。

一対の側板部３２には、その内面の延出端縁から突出した前後方向に延びるロックリブ３４（請求項に記載のロック部）が形成されている。また、左右両側板部３２には、側板部３２のうち前後両端縁と延出端縁を除いた領域を切欠した形態の切欠部３５が形成されている。切欠部３５は側板部３２の外導体３７員から内面に連通している。

第１部品２２と第２部品３０を組み付ける際には、第１部品２２の一対の溝部２６に、一対の内導体１４のうち本体部１５と圧着部１７を個別に載置する。第１部品２２と第２部品３０は、電線１９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１４を載置するときの移動方向も、電線１９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２０を構成する２本の電線１９の前端部においては、電線１９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１９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２２に載置された一対の内導体１４は、本体部１５の係止部１８を個別に抜止め部２７に係止させることで、第１部品２２に対する前後方向への位置ずれを規制される。第１部品２２に一対の内導体１４を取り付けた後、第１部品２２に対し第２部品３０を上方から合体させるようにして組み付ける。第１部品２２に対する第２部品３０の組付け方向は、電線１９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２２と第２部品３０を合体すると、誘電体２１が構成されるとともに、合体した第１部品２２と第２部品３０は、ロック溝２９とロックリブ３４との係止によって合体状態に保持される。合体状態では、誘電体２１内に、一対の内導体１４の本体部１５と圧着部１７を収容する左右一対の導体収容室３６が構成される。以上により。端子ユニット１３の組付けが完了する。

また、第２部品３０は、ガイド溝３３とガイドリブを摺接させることにより、タブ１６を覆い隠して保護する保護位置（図示省略）と、タブ１６を露出させる露出位置（図１，２，６を参照）との間で前後方向にスライドし得るようになっている。また、摺動突起２８がガイド溝３３の後端部にセミロック状態で係止すことにより、第２部品３０が保護位置に保持される。また、摺動突起２８がガイド溝３３の前端部にセミロック状態で係止すことにより、第２部品３０が露出位置に保持される。

端子ユニット１３は、金属材料からなる角筒状の外導体３７で包囲される。外導体３７は、第１シェル３８（図１２参照）と第２シェル３９（図１３参照）を合体して構成される。端子ユニット１３を外導体３７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３７の後端部に形成したバレル部４０は、ツイストペア線２０の編組線４１に導通可能に固着される。ツイストペア線２０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ることによっ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。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２１のうち第１部品２２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１４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。

そこで、内導体１４を保持する機能の信頼性を高めるために、第２部品３０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２１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２１のうち導体収容室３６を構成する底壁部２３と上壁部３１には、空気室４３〜４８が形成されている。

具体的には、底壁部２３の前端部には、左右一対の前側第１空気室４３（請求項に記載の空気室）が形成され、底壁部２３における一対の前側第１空気室４３の後方近傍位置には、左右一対の中央第１空気室４４（請求項に記載の空気室）が形成され、底壁部２３における一対の中央第１空気室４４の後方近傍位置には、左右一対の後側第１空気室４５（請求項に記載の空気室）が形成されている。これらの第１空気室４３，４４，４５は、いずれも、導体収容室３６の内部と誘電体２１の外部（底面）とに連通している。

底壁部２３のうち前側第１空気室４３と後側第１空気室４５との間の領域は、補強部としての機能を有する。左右一対の前側第１空気室４３は、底壁部２３の外面において互いに連通して１つの空間を構成している。左右一対の中央第１空気室４４は、底壁部２３の外面において互いに連通して１つの空間を構成している。左右一対の後側第１空気室４５は、底壁部２３の外面において互いに連通して１つの空間を構成している。

また、第２部品３０の上壁部３１の前端部には、前側第２空気室４６（請求項に記載の空気室）が形成され、上壁部３１における一対の前側第２空気室４６の後方近傍位置には、左右一対の中央第２空気室４７（請求項に記載の空気室）が形成され、上壁部３１における一対の中央第２空気室４７の後方近傍位置には、左右一対の後側第２空気室４８（請求項に記載の空気室）が形成されている。これらの第２空気室４６，４７，４８は、いずれも、導体収容室３６の内部と誘電体２１の外部（底面）とに連通している。

前側第２空気室４６の前後方向の形成領域は、前側第１空気室４３の形成領域と概ね同じ領域である。中央第２空気室４７の前後方向の形成領域は、中央第１空気室４４の形成領域と概ね同じ領域である。後側第２空気室４８の前後方向の形成領域は、後側第１空気室４５の形成領域と概ね同じ領域である。上壁部３１のうち前側第２空気室４６と後側第２空気室４８との間の領域は、補強部としての機能を有する。さらに、上壁部３１に形成した左右一対のガイド溝３３は、側部空気室４９（請求項に記載の空気室）として機能する。左右両側板部３２に形成した一対の切欠部３５は、側面空気室５０（請求項に記載の空気室）として機能する。

本実施例１のシールド端子１２は、本体部１５から前方へタブ１６を突出させた一対の内導体１４と、内部に導体収容室３６が形成され、導体収容室３６内に本体部１５を収容した状態で内導体１４を保持する誘電体２１と、誘電体２１とタブ１６を包囲する外導体３７と、導体収容室３６を構成し、空気室４３〜４５が形成された底壁部２３と、空気室４６〜４９が形成された上壁部３１と、空気室５０が形成された側板部３２とを備えている。

本実施例１の誘電体２１を構成する第２部品３０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２１（第１部品２２及び第２部品３０）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２１の導体収容室３６を構成する底壁部２３と上壁部３１と側板部３２に、空気室４３〜５０を形成した。誘電率の低い空気室４３〜５０を形成したので、誘電体２１に剛性の高い材料を用いても、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、誘電体２１は、導体収容室３６を構成する溝部２６が形成された第１部品２２と、溝部２６に取り付けられた内導体１４を第１部品２２との間で挟むように保持する第２部品３０とを合体して構成されている。そして、第１部品２２の外側面に形成したロック溝２９と第２部品３０の内側面に形成したロックリブ３４を係止させることで、第１部品２２と第２部品３０が合体状態に保持されている。空気室４３〜４８は、第１部品２２の底壁部２３と第２部品３０の上壁部３１とに形成されているのであるが、底壁部２３と上壁部３１は、ロック溝２９やロックリブ３４が形成されていない領域なので、空気室４３〜４８の形成位置を設定する際の設計自由度が高い。

また、誘電体２１は、底壁部２３から隔壁部２５を立ち上げることで導体収容室３６を構成する溝部２６が形成された第１部品２２と、溝部２６を覆う上壁部３１を有する第２部品３０とを合体して構成されている。そして、第１部品２２の材料又は材質が、第２部品３０より誘電率の低いポリプロピレンであり、第２部品３０の材料又は材質は、第１部品２２より機械的強度の高いポリブチレンテレフタレートである。この構成によれば、第１部品２２は、第２部品３０より機械的強度が低い材料又は材質からなるが、隔壁部２５を有している分だけ体積が大きいので全体として強度アップが実現されている。また、体積の大きい第１部品２２は誘電率が低いので、インピーダンスを効果的に高めることができる。

また、第２部品３０には、第１部品２２の側壁部２４の外面に係止することで合体状態を保つ側板部３２が形成され、側板部３２に側面空気室５０（切欠部３５）が形成されている。第２部品３０は、第１部品２２よりも機械的強度の高い材料又は材質からなるので、側板部３２は、側面空気室５０を形成しても強度は保たれる。

また、内導体１４は誘電体２１から前方へ突出するタブ１６を有しており、誘電体２１は、底壁部２３から隔壁部２５を立ち上げることで導体収容室３６を構成する溝部２６が形成された第１部品２２と、溝部２６に取り付けられた内導体１４を第１部品２２との間で挟むように保持する第２部品３０とを合体して構成されている。

第１部品２２には摺動突起２８が形成され、第２部品３０には、側部空気室４９として機能するガイド溝３３が形成され、第２部品３０は、ガイド溝３３に摺動突起２８を摺接させることで、タブ１６を覆う保護位置とタブ１６を露出させる正規組付位置との間で前後にスライド可能とされている。この構成によれば、ガイド溝３３が、側部空気室４９としてインピーダンスを高める機能も兼ね備えている。また、比較的強度の低い第１部品２２には、ガイド溝３３を形成せずに済んでいる。

＜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、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１では、第１部品の空気室を底壁部のみに形成したが、空気室は第１部品の側面に形成してもよい。
（２）上記実施例１では、第２部品の空気室を上壁部と側面に形成したが、第２部品の空気室は、上壁部のみに形成してもよい。
（３）上記実施例１では、空気室を誘電体の底壁部と上壁部と側板部に形成したが、空気室は底壁部と上壁部と側板部のいずれか１つのみ、又はいずれか２つのみに形成してもよい。
（４）上記実施例１では、抜止め部を空気室の後端縁部に形成したが、抜止め部は空気室の後端よりも後方の位置に配されていてもよい。
（５）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。
（６）上記実施例１では、１つの誘電体に２つの内導体を取り付けたが、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。
（７）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。
（８）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。
（９）上記実施例１では、第２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２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。
（１０）上記実施例１では、第１部品の材料、材質をポリプロピレン（ＰＰ）としたが、第１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。
（１１）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、ポリプロピレンとポリブチレンテレフタレートであるが、第１部品と第２部品の材料又は材質の組合せは、ポリエチレン（ＰＥ）とポリブチレンテレフタレートとしてもよく、発泡ポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートとしてもよい。

１２…シールド端子
１４…内導体
１５…本体部
１６…タブ
２１…誘電体
２２…第１部品
２３…底壁部（壁部）
２４…側壁部
２６…溝部
２９…ロック溝（ロック部）
３０…第２部品
３１…上壁部（壁部）
３２…側板部（壁部）
３４…ロックリブ（ロック部）
３６…導体収容室
３７…外導体
４３…前側第１空気室（空気室）
４４…中央第１空気室（空気室）
４５…後側第１空気室（空気室）
４６…前側第２空気室（空気室）
４７…中央第２空気室（空気室）
４８…後側第２空気室（空気室）
４９…側部空気室（空気室）
５０…側面空気室（空気室）

Claims (3)

1. 本体部から前方へタブを突出させた内導体と、
   内部に導体収容室が形成され、前記導体収容室内に前記本体部を収容した状態で前記内導体を保持する誘電体と、
   前記誘電体と前記タブ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、
   前記誘電体は、底壁部から隔壁部を立ち上げることで前記導体収容室を構成する溝部が形成された第１部品と、前記溝部を覆う上壁部を有する第２部品とを合体して構成され、
   前記第１部品の材料又は材質が、前記第２部品より誘電率の低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部品より機械的強度の高い材料又は材質であるシールド端子。
2. 前記第２部品は、前記溝部に取り付けられた前記内導体を前記第１部品との間で挟むように保持し、
   前記誘電体は、前記第１部品の側面と前記第２部品の側面に形成したロック部同士を係止させることで合体状態に保持され、
   前記空気室が、前記第１部品の底壁部と前記第２部品の上壁部のうち少なくとも一方の前記壁部に形成されている請求項１に記載のシールド端子。
3. 前記第２部品には、前記第１部品の側壁部の外面に係止することで合体状態を保つ側板部が形成され、
   前記側板部に前記空気室が形成されている請求項１又は請求項２に記載のシールド端子。

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