JP7447829B2 - コネクタ部材 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、一方の装置と他方の装置とを電気的に接続するコネクタ部材に関する。

電子機器にはリード線同士の間、リード線と電気回路との間、電気回路と電気回路との間などを連結するため多数のコネクタ部材が使用されている。コネクタ部材は、電気絶縁性樹脂のハウジングに金属端子が保持された構造を有している。

コネクタ部から電磁波信号が外部へ漏洩したり、あるいは外部に存在する電磁波ノイズが、コネクタ部から内部に侵入したりすることを防止するため、電磁波信号の漏洩防止性や電磁波ノイズの侵入防止性を、コネクタ部およびその付近に付与させることが望ましい。

特許文献１では、導電性の筐体の開口に導電性の環状部材を設け、開口とコネクタ部との間に環状部材を挟むように配置している。そして環状部材がコネクタ部と筐体との接触面積を増やして、筐体内の漏洩電波が開口から外部に漏洩することを防いでいる。

特開２０１３－２１１４９３号公報

特許文献１に記載の技術では、環状部材という別部材を設けているので、組付け工程が増加し、また部品点数が増加するという問題がある。

そこで、開示される目的は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で漏洩する放射ノイズを抑制することができるコネクタ部材を提供することを目的とする。

本開示は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

ここに開示されたコネクタ部材は、導電性を有する長手状のターミナル（１１）を有し、ターミナルの一端部と他端部とを電気的に接続するコネクタ部材（１０）であって、両端が開放された筒状であって、ターミナルの一端部が内部に配置され、絶縁性を有する材料からなるフード（１３）と、板状の部材であって、フードの軸方向に交差しており、フード内の通路面積をインナがないときよりも狭めるように設けられ、ターミナルが挿通しており、導電性を有する材料からなるインナ（１２）と、板状の部材であって、フードの外周部からフードの軸方向に交差する方向に延びるように設けられ、導電性を有する材料からなるウォール（１４）と、を含み、インナとターミナルとは、絶縁されており、コネクタ部材は、内部に電子部品が収容された筐体（１０１）の開口（１０２）に接続され、ターミナルは、筐体の内部の電子部品と、外部の装置とを電気的に接続し、ウォールは、筐体の開口に嵌合するコネクタ部材である。
またここに開示されたコネクタ部材は、導電性を有する長手状のターミナル（１１）を有し、ターミナルの一端部と他端部とを電気的に接続するコネクタ部材（１０）であって、両端が開放された筒状であって、ターミナルの一端部が内部に配置され、絶縁性を有する材料からなるフード（１３）と、板状の部材であって、フードの軸方向に交差しており、フード内の通路面積をインナがないときよりも狭めるように設けられ、ターミナルが挿通しており、導電性を有する材料からなるインナ（１２）と、を含み、インナとターミナルとは、絶縁されており、フードとインナは、二色成型によって一体に形成されているコネクタ部材である。

このようなコネクタ部材に従えば、コネクタ部材は、ターミナル、フードおよびインナを含んで構成される。長手状のターミナルは、一端部が筒状のフードの内部に配置されている。またインナは、フードの内部を通路面積が狭まるように設けられ、ターミナルが挿通している。そしてフードは絶縁性を有する材料からなり、インナは導電性を有する材料からなる。インナはフードの内部を狭めているので、フードが絶縁性を有する材料であっても、電界シールド性能を発揮することを本件出願人が見出した。したがってコネクタ部材の一部の構成要素であるインナを、導電性を有する材料にするという簡単な構成で、電界シールド性能を高めたコネクタ部材を実現することができる。このように導電性を有するインナを設けるという簡単な構成で放射ノイズを抑制するコネクタ部材を実現することができる。

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態のコネクタ部材１０を示す斜視図 コネクタ部材１０の装着状態を示す斜視図 コネクタ部材１０の装着状態を下から見た斜視図 コネクタ部材１０の側面図 コネクタ部材１０の正面図 コネクタ部材１０の断面図 シミュレーション結果を示すグラフ 第２実施形態のシミュレーション結果を示すグラフ

以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に関して、図１～図７を用いて説明する。コネクタ部材１０は、２つの部分を電気的に接続するために用いられる。コネクタ部材１０は、導電性を有する長手状のターミナル１１を複数有する。ターミナル１１は、コネクタ部材１０の導通部分であり、一端部と他端部とを電気的に接続する。コネクタ部材１０は、ターミナル１１によって、２つの部分を電気的に接続する。

コネクタ部材１０は、本実施形態では電子装置１００と他の装置とを電気的に接続する。コネクタ部材１０は、図１～図３に示すように、電子装置１００に取り付けられている。コネクタ部材１０は、電子装置１００の信号を送受信するための経路および電力の供給経路などに用いられる。コネクタ部材１０は、図２に示すように、電子装置１００の筐体１０１に取り付けられ、ターミナル１１が外部に露出している。コネクタ部材１０は、いわゆる雌型であり、雄型の接続部分と嵌合することによって、他の装置と電気的に接続される。ターミナル１１は、筐体１０１の内部と電子部品と、外部の装置との電気的に接続する。

コネクタ部材１０は、筐体１０１の内部の電子部品が実装される基板と、ターミナル１１とがはんだで接続される。筐体１０１の内部の基板は、筐体１０１とねじなどで固定される。コネクタ部材１０は、ターミナル１１、インナ１２、フード１３、およびウォール１４を含んで構成される。

フード１３は、両端が開放された筒状であって、ターミナル１１の一端部が内部に配置される。フード１３は、ターミナル１１が外力で折れ曲がるのを防ぐために、ターミナル１１を囲うように設けられる。フード１３の軸方向Ｘの一方側に位置する一端部は、他の装置の接続部分が挿入される部分となる。フード１３の軸方向Ｘの一方側は、図４の左側となる。フード１３の軸方向Ｘの他方側は、図４の右側となる。フード１３の軸方向Ｘの他方側に位置する他端部は、ターミナル１１がフード１３から突出する部分である。フード１３は、絶縁性を有する材料、たとえば樹脂材料からなる。フード１３は、本実施形態ではポリイミドからなる。

インナ１２は、板状の部材であって、フード１３の軸方向Ｘに交差して内部を狭めるように設けられる。インナ１２は、フード１３内の通路面積をインナ１２がないときよりも狭めるように設けられる。インナ１２は、図５に示すように、フード１３の軸方向Ｘに見て、フード１３の軸方向Ｘを部分的に塞いでいる。インナ１２は、フード１３の軸方向Ｘに直交する方向に伸びて、フード１３の軸方向Ｘを分断するように設けられる。インナ１２は、いわゆる竹の節のように設けられる。インナ１２は、フード１３の軸方向Ｘの中心よりも電子装置１００側に位置している。

インナ１２には、ターミナル１１が挿通し、ターミナル１１の外周面と隙間を有する挿通孔１５が形成されている。挿通孔１５の開口１０２とターミナル１１の外周面との間が離れている。挿通孔１５は、ターミナル１１と少なくとも同数、形成されている。インナ１２は、導電性を有する材料からなる。インナ１２とターミナル１１とは、挿通孔１５の開口１０２とターミナル１１の外周面との隙間によって絶縁されている。

ウォール１４は、板状の部材であって、フード１３の外周部からフード１３の軸方向Ｘに交差する方向に延びるように設けられる。ウォール１４は、フード１３の軸方向Ｘに見て、フード１３よりも外側に延びるように位置している。ウォール１４は、フード１３の軸方向Ｘの他端部から立設するように設けられる。ウォール１４は、いわゆる鍔状にフード１３に設けられる。ウォール１４は、フード１３の軸方向Ｘに見て長方形状である。ウォール１４は、筐体１０１の開口１０２に嵌合する。ウォール１４は、導電性を有する材料からなる。図６に示すように、本実施形態では、ウォール１４とインナ１２とは一体に構成される。

ターミナル１１は、長手状であって、本実施形態では複数設けられる。ターミナル１１は、たとえば導電性を有する金属薄板をプレス成形機で打ち抜き成形を行い、この打ち抜き成形と同時または打ち抜き成形後に所定の部位で折り曲げ成形を行うことで製造される。

ターミナル１１は、所定の間隔を隔てて並列して配置されて、フード１３の内部に一体成形により構成されている。ターミナル１１は、フード１３の軸方向Ｘに延びるように配置される。ターミナル１１の一端部は、フード１３の内部に位置する。ターミナル１１の一端部は、インナ１２よりもフード１３の一端部側に位置している。ターミナル１１の他端部は、フード１３の他端部よりも外側の筐体１０１の内部に位置している。ターミナル１１の他端部は、筐体１０１の内部で、電子装置１００の回路基板などに電気的に接続されている。

フード１３は、電子装置１００から突出する部分となる。フード１３の内部に他の装置の接続部分が挿入されることで、ターミナル１１と他の装置の接続部分が接触する。インナ１２は、他の装置の接続部分が挿入をストップするストッパとしても機能する。

フード１３、インナ１２、ウォール１４およびターミナル１１は、二色成型によって一体に形成されている。インナ１２とウォール１４とは、同じ導電性を有する材料からなる。導電性を有する材料は、たとえば導電率は１０［Ｓ／ｍ］以上である。導電性を有する材料は、たとえば導電性樹脂と金属との複合材料がある。具体的には、導電性を有する材料は、たとえば導電率は１０［Ｓ／ｍ］のステンレス繊維複合樹脂である。またこの他の導電性を有する材料として、導電率は１０［Ｓ／ｍ］以上であり、炭素繊維および鉄繊維を有する導電性樹脂と、アルミニウム、銅、鉄およびマグネシウムなどの金属との組み合わせであってもよい。

次に、本実施形態の電界シールド性能に関して説明する。実施例１と比較例１～３について、３Ｄの電界シミュレーションを行い、コネクタ部の影響を評価した。電界シミュレーションでは、ウォール１４から遮蔽金属が延長するモデルに対して、フード１３の一端部側、すなわち外側からコネクタ部材１０および遮蔽金属に理想的な電波を照射したときに、遮蔽金属の裏側に伝わる電波を算出した。

実施例１では、フード１３の材質をポリイミドとし、インナ１２とウォール１４の材質をステンレス繊維複合樹脂とした。パラメータとしては、ポリイミドは、誘電率εを３．５、透磁率μを１とした。またステンレス繊維複合樹脂は、電気伝導率σを１０［Ｓ／ｍ］、透磁率μを１とした。

比較例１では、フード１３、インナ１２およびウォール１４の材質をポリイミドとした。比較例２では、インナ１２の材質をポリイミドとし、フード１３とウォール１４の材質をステンレス繊維複合樹脂とした。比較例３では、インナ１２、フード１３およびウォール１４の材質をステンレス繊維複合樹脂とした。

図７は、シミュレーションの結果を示している。図７では、縦軸が放射イミュニティ［ｄＢ］であり、横軸が周波数である。縦軸の値が大きいほど、電界シールド性能が高い、すなわち遮蔽能力が高いことを示す。図７に示すように、実施例１が比較例１～３に比べて、電界シールド性能が高いことがわかる。

以上説明したように本実施形態のコネクタ部材１０では、フード１３が絶縁性を有する材料からなり、インナ１２が導電性を有する材料からなる。インナ１２はフード１３の内部の通路面積を狭めているので、フード１３が絶縁性を有する材料であっても、電界シールド性能を発揮することを本件発明者が見出した。したがってコネクタ部材１０の一部の構成要素であるインナ１２を、導電性を有する材料にするという簡単な構成で、電界シールド性能を高めたコネクタ部材１０を実現することができる。このように導電性を有するインナ１２を設けるという簡単な構成で放射ノイズを抑制するコネクタ部材１０を実現することができる。

また本実施形態では、ウォール１４は、導電性を有する材料からなる。これによってより電界シールド性能を高めることができる。

さらに本実施形態では、インナ１２には、ターミナル１１が挿通し、ターミナル１１の外周面と間隔を有する挿通孔１５が形成されている。インナ１２は導電性を有するので、ターミナル１１と接触すると導通して不具合が発生するおそれがある。そこでターミナル１１とインナ１２との間に間隔を設けることで、インナ１２と絶縁することができるので、インナ１２と導通することによる不具合の発生を防ぐことができる。

また本実施形態では、ウォール１４は、筐体１０１の開口１０２に嵌合する。これによってウォール１４は、フード１３よりも大きいので、筐体１０１の開口１０２とフード１３の位置合わせが簡単となる。これによってコネクタ部材１０の筐体１０１に対する組付け性を向上することができる。

また本実施形態では、フード１３とインナ１２は、二色成型によって一体に形成されている。フード１３とインナ１２とは異なる材料であるが、二色成型によって一体に形成できるので、異なる材料であっても製造工程の増加を抑制することができる。またフード１３とインナ１２との接合強度を確保することができる。

（第２実施形態）
次に、本開示の第２実施形態に関して、図８を用いて説明する。本実施形態では、インナ１２とターミナル１１と間は、絶縁部材で塞がれている。絶縁部材は、たとえばフード１３と同じ樹脂材料である。これによってターミナル１１とインナ１２とは、絶縁部材によって絶縁される。

次に、本実施形態の電界シールド性能に関して説明する。前述の第１実施形態と同様に３Ｄの電界シミュレーションを行い、コネクタ部材１０の影響を評価した。実施例２は、実施例１と同じ材質であり、インナ１２とターミナル１１との隙間をポリイミドで塞いでいる。

比較例４は、比較例１と同じ材質であり、実施例２と同様に隙間をポリイミドで塞いでいる。また比較例５は、比較例２と同じ材質であり、実施例２と同様に隙間をポリイミドで塞いでいる。比較例６は、比較例３と同じ材質であり、実施例２と同様に隙間をポリイミドで塞いでいる。

シミュレーションの結果は、図８に示すように、実施例２が比較例４～６に比べて、電界シールド性能が高いことがわかる。そして実施例１と実施例２とを比較すると、共振周波数が実施例２の方が高周波側に約２８０ＭＨｚ移動している。したがって放射ノイズの周波数特性を、絶縁部材を設けるか否かで調整することができる。

また隙間を塞ぐ材質の誘電率を変えた場合、共振周波数がどのように変化するかの実験も行った。誘電率εを２．１のポリイミドとした場合は、共振周波数が実施例２の方が高周波側に約１６０ＭＨｚ移動した。したがって誘電率εが３．５のポリイミドの場合よりは、共振周波数の移動が小さかった。換言すると、誘電率を大きくすれば、共振周波数が高周波側に移動することが実験よりわった。したがって放射ノイズの周波数特性を、絶縁部材の誘電率を変えることで調整することができる。

このように本実施形態では、ターミナル１１とインナ１２とは、絶縁部材で絶縁されている。前述のように、インナ１２は導電性を有するので、ターミナル１１と接触すると導通して不具合が発生するおそれがある。そこで隙間に絶縁部材を設けることで、ターミナル１１とインナ１２とを確実に絶縁することができるので、インナ１２と導通することによる不具合の発生を防ぐことができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、ターミナル１１とインナ１２とは隙間によって絶縁されているが、このような構成に限るものではない。たとえばターミナル１１は、インナ１２と接触する部分に絶縁層を形成してもよく、絶縁樹脂で埋めてもよい。インナ１２は導電性を有するので、インナ１２がターミナル１１と接触すると導通して不具合が発生するおそれがある。そこでターミナル１１に絶縁層または絶縁樹脂を設けることで、インナ１２とターミナル１１とを確実に絶縁することができるので、インナ１２とターミナル１１とが導通することによる不具合の発生を防ぐことができる。ターミナル１１の絶縁層は、たとえば絶縁塗装によって形成される。

前述の第１実施形態では、コネクタ部材１０は、ウォール１４を含む構成であるが、ウォール１４を有しない構成であってもよい。すなわちウォール１４を有さずに、フード１３、インナ１２およびターミナル１１を有するコネクタ部材１０であってもよい。ウォール１４がないため、電界シールド性能が低下するが、フード１３およびインナ１２が絶縁材料である比較例よりは、電界シールド性能を高めることができる。

１０…コネクタ部材 １１…ターミナル １２…インナ １３…フード
１４…ウォール １５…挿通孔 １００…電子装置 １０１…筐体
１０２…開口

Claims (7)

1. 導電性を有する長手状のターミナル（１１）を有し、前記ターミナルの一端部と他端部とを電気的に接続するコネクタ部材（１０）であって、
   両端が開放された筒状であって、前記ターミナルの一端部が内部に配置され、絶縁性を有する材料からなるフード（１３）と、
   板状の部材であって、前記フードの軸方向に交差しており、前記フード内の通路面積をインナがないときよりも狭めるように設けられ、前記ターミナルが挿通しており、導電性を有する材料からなるインナ（１２）と、
   板状の部材であって、前記フードの外周部から前記フードの前記軸方向に交差する方向に延びるように設けられ、導電性を有する材料からなるウォール（１４）と、を含み、
   前記インナと前記ターミナルとは、絶縁されており、
   前記コネクタ部材は、内部に電子部品が収容された筐体（１０１）の開口（１０２）に接続され、
   前記ターミナルは、前記筐体の内部の前記電子部品と、外部の装置とを電気的に接続し、
   前記ウォールは、前記筐体の開口に嵌合するコネクタ部材。
2. 導電性を有する長手状のターミナル（１１）を有し、前記ターミナルの一端部と他端部とを電気的に接続するコネクタ部材（１０）であって、
   両端が開放された筒状であって、前記ターミナルの一端部が内部に配置され、絶縁性を有する材料からなるフード（１３）と、
   板状の部材であって、前記フードの軸方向に交差しており、前記フード内の通路面積をインナがないときよりも狭めるように設けられ、前記ターミナルが挿通しており、導電性を有する材料からなるインナ（１２）と、を含み、
   前記インナと前記ターミナルとは、絶縁されており、
   前記フードと前記インナは、二色成型によって一体に形成されているコネクタ部材。
3. 板状の部材であって、前記フードの外周部から前記フードの前記軸方向に交差する方向に延びるように設けられ、導電性を有する材料からなるウォール（１４）をさらに含む請求項２に記載のコネクタ部材。
4. 前記ターミナルは、前記インナと接触する部分に絶縁層が形成されている請求項１～３のいずれか１つに記載のコネクタ部材。
5. 前記インナには、前記ターミナルが挿通する挿通孔（１５）が形成されており、
   挿通孔（１５）の開口と前記ターミナルの外周面との間が離れている請求項１～４のいずれか１つに記載のコネクタ部材。
6. 前記インナと前記ターミナルとの間が絶縁部材で塞がれている請求項５に記載のコネクタ部材。
7. 前記コネクタ部材は、内部に電子部品が収容された筐体（１０１）の開口（１０２）に接続され、
   前記ターミナルは、前記筐体の内部の前記電子部品と、外部の装置とを電気的に接続し、
   前記ウォールは、前記筐体の開口に嵌合する請求項３に記載のコネクタ部材。

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