JPH0629128A

JPH0629128A - コネクタ

Info

Publication number: JPH0629128A
Application number: JP4181074A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 博史井上; Nobuyoshi Kondo; 信義近藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1994-02-04

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】信号送受信用の機器に適するコネクタ、特にコ
モンモードノイズ除去機能を備えたコネクタに関し、信
号源と受信端とが信号線路で接続される通信機器におい
て、小型かつ高耐圧のノイズ除去手段を簡易な装置で実
現することを目的とする。【構成】一対のコイルＡ、Ｂと、その何れか一方のコイ
ルＡ中に挿入して機械的かつ磁気的に結合された一個の
コアＣを有し、該コアＣの先端側１４が、他方のコイル
Ｂ中に相対的に出し入れ可能となっており、双方のコイ
ルＡ、Ｂによって、単一のコアＣを共用可能とした構成
とする。また、コイルＡ、Ｂの外側に磁性体のヨークＹ
ａ、Ｙｂを設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信号送受信用の機器に
適するコネクタ、特にコモンモードノイズ除去機能を備
えたコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】通信機器は通常、信号源と受信端との間
の信号のやりとりによって動作している。これは機器内
部・外部間を問わない。すなわち、図７（ａ）に示すよ
うに、送信部Ｔの信号源１と受信部Ｒの負荷抵抗２との
間が、信号線路３で接続されているものとすると、信号
源１から送られた信号電流４は、受信側の負荷抵抗２を
経由して流れる。ここでの電圧を受信回路５で検出し増
幅することによって、図７（ｂ）に示すような信号６が
受信される。

【０００３】ところで、信号線路３が長くなるほど、ノ
イズ源７に接する機会が増え、図７（ｂ）に８で示すよ
うなノイズが、信号波形６に重畳し、その結果、出力波
形９が歪んでしまい、信号の正確な伝送が不可能とな
る。このようなノイズの形態を「コモンモードノイズ」
と呼んでいる。

【０００４】コモンモードノイズは、信号伝送では常に
存在するが、機器間伝送のように伝送距離が長い場合
に、特に問題となる。この影響を除去するため、図８に
示すように、受信側において、コモンモード除去トラン
ス10を、伝送線路３に挿入するのが通常である。すなわ
ち、コモンモード除去トランス10の一次側に加わる信号
６に、ノイズ波形８が重畳していても、高周波の信号に
比べてノイズ成分は、二次側に誘起されにくいため、図
８（ｂ）に示すように、ノイズが除去された正確な出力
波形11が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コモンモー
ド除去トランス10は形状が大きく、小型の電子機器に組
み込むには不適格である。必要に迫られて、無理やり組
み込む場合もあるが、通常は差動アンプ等で済ませてし
まうことが多い。

【０００６】しかしながら、使用条件によっては、ノイ
ズ電圧が数千ボルトにも達することもあり、差動アンプ
等を用いた場合は、機器を構成している半導体素子が破
壊されるといった問題が発生する。このような高電圧の
ノイズに対する対策も可能ではあるが、装置が複雑でコ
スト高となる。そのため、小型かつ高耐圧の両方の条件
を満たす解決方法を簡易に実現することが求められてい
る。

【０００７】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、信号源と受信端とが信号線路で接続される通信
機器において、小型かつ高耐圧のノイズ除去手段を簡易
な装置で実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明によるコネ
クタの基本原理を説明する斜視図である。請求項１の発
明は、図１に示すように、一対のコイルＡ、Ｂと、その
何れか一方のコイルＡ中に挿入して機械的かつ磁気的に
結合された一個のコアＣを有している。そして、該コア
Ｃの先端側１４を、他方のコイルＢ中に相対的に出し入
れ可能とすることで、双方のコイルＡ、Ｂによって、単
一のコアＣを共用可能になっている。

【０００９】請求項２の発明は、図３に例示するよう
に、請求項１のコネクタにおいて、コイルＡ、Ｂの外側
に磁性体のヨークＹａ、Ｙｂを設けて、コアＣからの漏
れ磁束を低減可能とした構成である。

【００１０】請求項３〜５の発明は、請求項２のよう
に、それぞれのコイルＡ、Ｂの外側に磁性体のヨークＹ
ａ、Ｙｂを設けて、コアＣからの漏れ磁束を低減可能と
したコネクタを、それぞれのコアＣが平行となるように
複数組配列してなるマルチ構造のコネクタである。

【００１１】そして、請求項３の発明は、図４のよう
に、隣接するコネクタのヨークＹａ同士、ヨークＹｂ同
士を一体化して、隣接するコネクタにおいてヨークを共
用した構成である。

【００１２】請求項４の発明は、請求項３の発明とは異
なって、図５のように、マルチコネクタにおける隣接す
るコネクタのヨークＹａ・Ｙａ同士、ヨークＹｂ・Ｙｂ
同士を磁気的に分離した構成である。しかしながら、少
なくともコアＣ側の各コネクタは、ヨークＹａのコアＣ
と垂直の部分１７で一体に連結している。

【００１３】請求項５の発明は、図６のように、マルチ
コネクタにおける隣接するコネクタのヨークＹａ・Ｙａ
同士、ヨークＹｂ・Ｙｂ同士を、非磁性のスペーサ１
８、１９を挟んで一体に連結した構成である。

【００１４】

【作用】請求項１のように、一方のコイルＡ中に挿入し
て機械的かつ磁気的に結合された一個のコアＣの先端側
１４が、他方のコイルＢ中に相対的に出し入れ可能なた
め、図１に示すようにコアＣがコイルＢから脱出した状
態では、コネクタが分離した状態となる。

【００１５】これに対し、図２（ａ）のように、コイル
ＢをコイルＡ側に相対移動させて、コイルＢ中にコアＣ
の先端側１４を挿入すると、コイルＡとＢとは、共通の
コアＣを介して磁気的に結合される。そのため、いまコ
イルＡ側に信号電流が流れると、コイルＡによって発生
した磁束ｆが共通のコアＣ中に発生し、他方のコイルＢ
と鎖交するため、コイルＢに信号電流が誘起される。

【００１６】このように、信号源側のコイルＡから受信
側のコイルＢに相互誘導作用によって信号が伝達され、
しかも単一のコアＣが双方のコイルＡ、Ｂ中に挿入さ
れ、共用されるため、磁気的なロスが少なく、効率的か
つ正確に信号を伝達できる。

【００１７】また、図８におけるコモンモード除去トラ
ンス10と同じ機能を有しているため、高電圧のノイズに
対しても有効である。そして、コアＣをコイルＢ中に出
し入れできるため、コネクタ機能とコモンモード除去ト
ランスの機能を兼ねている。しかも、コモンモード除去
トランス10と違って、伝送線路３と受信部Ｒとの間に不
可欠なコネクタ15の部分に、本発明のコネクタを適用す
るだけで足りるため、小型かつ簡易な装置で高耐圧のノ
イズ除去手段を実現できる。

【００１８】なお、図２（ｂ）に示すように、図１に示
すコネクタを複数組用い、それぞれのコアＣが平行とな
るように配列することにより、マルチ構造のコネクタを
実現することもできる。

【００１９】請求項１の構成では、図２（ａ）に示すよ
うに、磁束ｆが空間を通るため、漏洩磁束が多い。これ
に対し、請求項２のように、コイルＡ、Ｂの外側に磁性
体のヨークＹａ、Ｙｂを設けることにより、コイルＡで
コアＣに誘起された磁束ｆはすべて、磁性体のヨークＹ
ａ、Ｙｂ中を通るので、漏れ磁束が低減し、磁気効率が
向上する。

【００２０】複数のコネクタを連結してマルチ構造にす
る場合、請求項３のように、隣接するコネクタのヨーク
Ｙａ同士、ヨークＹｂ同士を一体化して、隣接するコネ
クタにおいてヨークを共用する構成にした場合は、請求
項２のように漏洩磁束を低減でき、しかもヨークＹａ、
Ｙｂを共用しているため、マルチ構造でありながら、全
体的にコンパクトなコネクタとなる。

【００２１】このように、隣接するコネクタのヨークを
共用すると、小型化できるが、図４(c) のように、ヨー
クＹａ、Ｙｂを介して、隣接するコネクタのコアC1に漏
洩磁束f1が発生し、相互干渉が生じる恐れがある。これ
に対し、請求項４の発明は、ヨークＹａ、Ｙｂを共用し
ないで、図５のように、隣接するコネクタのヨークＹａ
・Ｙａ同士、ヨークＹｂ・Ｙｂ同士を磁気的に分離した
構成になっている。

【００２２】すなわち、隣接するコネクタのヨークＹａ
・Ｙａ間、ヨークＹｂ・Ｙｂ間に磁気抵抗の大きな空間
１５、１６を設けてあるため、隣接するコネクタ間で相
互干渉が起きるのを防止できる。しかも、少なくともコ
アＣ側の各コネクタは、ヨークＹａのコアＣと垂直の部
分１７で一体に連結しているので、マルチ構造となって
おり、取扱いが簡便になる。

【００２３】請求項４の発明は、前記のように、コアＣ
側の隣接ヨークＹａ、Ｙａ間が、ヨークと同じ材料で一
体に連結しているのに対し、請求項５の発明は、図６の
ように、隣接するコネクタのヨークＹａ・Ｙａ同士、ヨ
ークＹｂ・Ｙｂ同士が、非磁性のスペーサ１８、１９を
挟んで一体に連結されている。

【００２４】このように、隣接するコネクタのヨークＹ
ａ・Ｙａ間、ヨークＹｂ・Ｙｂ間が、磁気抵抗の大きな
非磁性体で磁気的に遮断されているので、隣接のコネク
タ間の相互干渉を確実に防止でき、しかも機械的に連結
されているので、マルチコネクタの特長である、取り扱
いの簡便性を発揮できる。

【００２５】

【実施例】次に本発明によるコネクタが実際上どのよう
に具体化されるかを実施例で説明する。図３は請求項２
の発明の実施例を示す図であり、（ａ）図はコネクタ分
離状態の断面図、（ｂ）図は（ａ）図におけるｂ−ｂ断
面図、（ｃ）図はコネクタ結合状態の断面図である。

【００２６】請求項２のように、コアＣからの漏れ磁束
を低減するために、コイルＡ、Ｂの外側に磁性体のヨー
クＹａ、Ｙｂを設けた構成とする場合、ヨークＹａ、Ｙ
ｂとして各種の形態がある。例えば、コアＣの左右両側
のみにヨークを配置する場合は、コ字状のヨークで足り
る。

【００２７】しかしながら、図３のように、磁性体によ
って有底円筒状に形成し、コイルＡ、Ｂの外周を囲む形
状としたものが、漏洩磁束を効率的に低減できる。すな
わち、有底円筒状のヨークＹａの底部12に、コイルＡを
巻いた共通のコアＣの基端を固定する。あるいは、有底
円筒状のヨークＹａとコアＣを、フェライトなどを用
い、同じ材料で一体成型してもよい。

【００２８】他方のコイルＢ側も、磁性材で底部13を有
する円筒状のヨークＹｂを形成し、その中にコイルＢを
内蔵した構成とする。また、（ｃ）図のように、コアＣ
の先端側14を他方のコイルＢ中に挿入し、コア先端14が
コイルＢ側のヨークＹｂの底部13に接したとき、ヨーク
Ｙａ、Ｙｂの先端同士が接するような寸法とする。

【００２９】（ｃ）図のように、コアＣの先端側14を相
手側のコイルＢ中に挿入した状態において、コイルＡに
信号電流が流れると、共通のコアＣに誘起された磁束ｆ
によって、コイルＢに信号が誘起される。このとき、磁
束ｆは、ヨークＹａ、Ｙｂを通して完全な閉磁路となる
ため、漏洩磁束が極めて少なく、マルチ構造にした場
合、隣接するコネクタ間での相互干渉が無くなり、コネ
クタの高密度実装が可能となる。なお、コアＣは、コイ
ルＡから発生した磁束ｆを効率よくコイルＢへ導くため
の磁気回路の役目だけでなく、コイルＡ、Ｂ同士の位置
決めガイドの役目も兼ねている。

【００３０】このように、コイルＡとコイルＢが共通の
コアＣで効率的に磁気結合されるので、コモンモード除
去トランスの役割を果たすとともに、伝送線路３と受信
側Ｒとの間を電気的に接続するコネクタ機能も兼ねてい
る。したがって、図８のように、コネクタ15とコモンモ
ード除去トランス10を別々に設ける必要がなくなり、装
置を小型化できる。

【００３１】ところで、単一のコネクタのみでは足り
ず、複数のコネクタを連結して一体化してなるマルチ構
造のコネクタが必要なこともある。マルチ構造にする場
合、図３のコネクタを一定の間隔をおいて、非磁性材の
ハウジングに取り付けることでも実現できるが、図４〜
６のように、ヨーク自体を利用して一体化すると、特別
のハウジングが不必要で、構成が簡素化される。

【００３２】図４は請求項３に示すマルチコネクタの実
施例であり、（ａ）図はコネクタ分離状態の断面図、
（ｂ）図は（ａ）図におけるｂ−ｂ断面図、（ｃ）図は
コネクタ結合状態の断面図である。

【００３３】この実施例は、図３に示したコネクタを複
数組連結して一体化するために、隣接ヨークＹａ同士、
ヨークＹｂ同士を一体成型したものである。もちろん、
各ヨークＹａ…の底部12の中心にコアＣも一体成型して
もよい。このように、ヨークＹａ同士、Ｙｂ同士を連結
して一体構造とすることで、同時に複数のコネクタ接続
を行うことが可能となる。しかも、前記のように、図３
のコネクタを、ハウジングを用いて連結する構造に比べ
て、小型化できる。

【００３４】しかしながら、このように、隣接するヨー
ク同士が一体化していると、図４（ｃ）のように、隣接
するコネクタのコアC1に漏洩磁束f1が発生し、その受信
側コイルB1にクロストーク信号が発生することになる。
この値は、ヨーク部を含めた全磁気回路の磁束分布より
計算可能で、最大でおよそ-7dBである。

【００３５】従って、微弱な信号を扱うには不安が残
る。そこで、この相互干渉を抑制したのが、請求項４の
構成である。図５はその実施例を示す断面図であり、コ
ネクタが分離した状態を示している。

【００３６】この実施例は、図４の実施例と違って、マ
ルチコネクタにおける隣接するコネクタのヨークＹａ・
Ｙａ同士の間に空間15を設け、またヨークＹｂ・Ｙｂ同
士の間に空間16を設けてある。空気は、磁性体に比べて
磁気抵抗が大きいため、コアＣで発生した磁束が、図４
（ｃ）のように隣接するコネクタのコアC1に廻り込む磁
束f1は格段と減少する。その結果、隣接するコネクタ同
士の相互干渉は抑制される。

【００３７】この実施例では、コアＣ側の各コネクタ
を、ヨークＹａのコアＣと垂直の部分17で一体に連結す
ることによって、複数のコネクタを一体的に取り扱える
ようになっている。図示例では、ヨークＹｂ側は連結し
ていないが、ヨークＹａ側と同様に連結部17を設けて、
一体成型してもよい。

【００３８】しかしながら、空間15、16を設けたとして
も、隣接するヨークＹａ同士が連結部17を介して一体に
なっていると、隣接するコネクタへの漏洩磁束は避けら
れない。これに対し、請求項５の思想に従って、図６の
ように、隣接するコネクタのヨークＹａ・Ｙａ間、ヨー
クＹｂ・Ｙｂ間を完全に分離し、非磁性のスペーサ18、
19を挟んで接着するなどの手法で一体化するのが有効で
ある。

【００３９】この構成によれば、隣接するヨークＹａ・
Ｙａ間、ヨークＹｂ・Ｙｂ間は非磁性のスペーサ18、19
で磁気的に分離されているので、コアＣで発生した磁束
が隣接するコネクタのコアC1に漏れるのをより確実に抑
制でき、隣接するコネクタ間の相互干渉を防止できる。
なお、この実施例は、ヨークＹａ、Ｙｂの形状が、図３
の実施例と多少異なるが、図３の円形コネクタを、非磁
性スペーサを挟んで複数個連結し一体化した場合も、図
６の実施例と基本的に同じことになる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１は、一方のコイルＡ中に挿入し
て機械的かつ磁気的に結合された一個のコアＣの先端側
14が、他方のコイルＢ中に相対的に出し入れ可能なコネ
クタ構造なため、コイルＢ中にコアＣの先端側を挿入す
ると、コイルＡとＢが、単一の共通のコアＣによって磁
気的に効率的に結合されるので、磁気的な損失が少な
く、相互誘導作用による信号伝達が正確に行われる。

【００４１】また、コネクタでありながら、コモンモー
ド除去トランス10と同じ機能を有しているため、高電圧
のノイズに対しても有効である。しかも、コモンモード
除去トランス10と違って、伝送線路３と受信側Ｒとの間
に不可欠なコネクタ15の部分に、本発明のコネクタを適
用するだけで足りるため、小型かつ簡易な装置で高耐圧
のノイズ除去手段を実現できる。

【００４２】請求項２によれば、コイルＡ、Ｂの外側に
磁性体のヨークＹａ、Ｙｂを有しているので、コイルＡ
によってコアＣに誘起された磁束はすべて、磁性体のヨ
ークＹａ、Ｙｂ中を通ることになり、漏れ磁束が低減
し、磁気効率がより向上する。

【００４３】請求項２のようなコネクタを複数組連結し
てマルチ構造にする場合、請求項３のように、隣接する
コネクタのヨークＹａ同士、ヨークＹｂ同士を一体化し
て、隣接するコネクタにおいてヨークを共用する構成に
することで、請求項２のように漏洩磁束を低減でき、し
かもヨークＹａ、Ｙｂを共用することで、全体的にコン
パクト化できる。

【００４４】請求項４の場合は、隣接するヨークを共用
しないで、図５のように、隣接するコネクタのヨークＹ
ａ・Ｙａ同士、ヨークＹｂ・Ｙｂ同士を磁気的に分離す
ることで、隣接するコネクタ間の相互干渉をより確実に
防止できる。

【００４５】請求項４の場合、マルチコネクタとするた
めに、少なくともコアＣ側の各コネクタは、ヨークＹａ
のコアＣと垂直の部分１７で一体に連結されているた
め、この連結部における漏洩磁束をも解消するために、
請求項５の発明は、ヨークと同じ材料で連結するのでな
く、隣接するコネクタのヨークＹａ・Ｙａ同士、ヨーク
Ｙｂ・Ｙｂ同士が、非磁性のスペーサ１８、１９を挟ん
で一体に連結されているため、隣接コネクタ間の相互干
渉を確実に防止でき、しかもコイルＢ側も一体に連結さ
れているので、完全なマルチ構造となり、取り扱いも簡
便となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコネクタの基本原理を説明する斜
視図である。

【図２】請求項１の発明の作用を説明する斜視図であ
る。

【図３】請求項２の発明の実施例を示す図である。

【図４】請求項３の発明の実施例を示す図である。

【図５】請求項４の発明の実施例を示す断面図である。

【図６】請求項５の発明の実施例を示す図である。

【図７】信号源と受信側との間を伝送線路で接続してな
る送受信システムを示すブロック図と波形図である。

【図８】受信側にコモンモード除去トランスを設けた送
受信システムを示すブロック図と波形図である。

【符号の説明】

Ｔ送信部Ｒ受信部１信号源３信号線路７ノイズ源８ノイズ波形９出力波形 10 コモンモード除去トランス 11 ノイズ成分が除去された出力波形ＡコイルＢコイルＣコイルＡ、Ｂに共通のコア Ya コイルＡ側のヨーク Yb コイルＢ側のヨーク 12 コイルＡ側の有底円筒状ヨークの底部 13 コイルＢ側の有底円筒状ヨークの底部 14 コアの先端側ｆコアＣおよびヨークＹａ、Ｙｂを通る磁束 f1 他のコネクタのコアへの漏洩磁束 15,16 空間 17 ヨークＹａのコアＣと垂直の部分( 連結部 ) 18,19 非磁性のスペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のコイル(A),(B) と、その何れか一方のコイル(A) 中に挿入して機械的かつ磁
気的に結合された一個のコア(C) を有し、該コア(C) の先端側(14)が、他方のコイル(B) 中に相対
的に出し入れ可能となっており、双方のコイル(A),(B) によって、単一のコア(C) を共用
可能としたこと、を特徴とするコネクタ。
【請求項２】前記コネクタにおいて、コイル(A),(B)
の外側に磁性体のヨーク(Ya)、(Yb)を設けてなることを
特徴とする請求項１記載のコネクタ。
【請求項３】一対のコイル(A),(B) と、その何れか一
方のコイル(A) 中に挿入して機械的かつ磁気的に結合さ
れた一個のコア(C) を有し、該コア(C) の先端側(14)を、他方のコイル(B) 中に相対
的に出し入れ可能とすることで、双方のコイル(A),(B)
によって、単一のコア(C) を共用可能とし、前記コイル(A),(B) の外側に磁性体のヨーク(Ya)、(Yb)
を設けてなるコネクタを、それぞれのコア(C) が平行となるように複数組配列し、
かつ隣接するコネクタのヨーク(Ya)同士、ヨーク(Yb)同
士を一体化して、隣接するコネクタにおいてヨークを共
用可能とし、かつマルチ構造としたことを特徴とするコ
ネクタ。
【請求項４】一対のコイル(A),(B) と、その何れか一
方のコイル(A) 中に挿入して機械的かつ磁気的に結合さ
れた一個のコア(C) を有し、該コア(C) の先端側(14)を、他方のコイル(B) 中に相対
的に出し入れ可能とすることで、双方のコイル(A),(B)
によって、単一のコア(C) を共用可能とし、前記コイル(A),(B) の外側に磁性体のヨーク(Ya)、(Yb)
を設けてなるコネクタを、それぞれのコア(C) が平行となるように複数組配列し、
かつ隣接するコネクタのヨーク(Ya)・(Ya)同士、ヨーク
(Yb)・(Yb)同士を磁気的に分離し、かつ少なくともコア
(C) 側の各コネクタは、ヨーク(Ya)のコア(C) と垂直の
部分(17)で一体に連結してマルチ構造としたことを特徴
とするコネクタ。
【請求項５】一対のコイル(A),(B) と、その何れか一
方のコイル(A) 中に挿入して機械的かつ磁気的に結合さ
れた一個のコア(C) を有し、該コア(C) の先端側(14)を、他方のコイル(B) 中に相対
的に出し入れ可能とすることで、双方のコイル(A),(B)
によって、単一のコア(C) を共用可能とし、前記コイル(A),(B) の外側に磁性体のヨーク(Ya)、(Yb)
を設けてなるコネクタを、それぞれのコア(C) が平行となるように複数組配列し、
かつ隣接するコネクタのヨーク(Ya)・(Ya)同士、ヨーク
(Yb)・(Yb)同士を、非磁性のスペーサ(18)、(19)を挟ん
で一体に連結し、マルチ構造としたことを特徴とするコ
ネクタ。