JPH11233200A

JPH11233200A - コネクター

Info

Publication number: JPH11233200A
Application number: JP3586098A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Mase; 武間瀬; Masayuki Mizoshita; 雅之溝下; Soichi Ishibashi; 壮一石橋
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量であり、かつ信頼性と耐久性に優れた電
磁波遮蔽性を有するコネクターを提供する。【解決手段】金属端子２を保持するハウジング１を電
気絶縁性樹脂層１ａとその外周を囲む導電性樹脂層１ｂ
との少なくとも２層の複合層から構成し、導電性樹脂層
１ｂが重量平均繊維長０．１５〜２ｍｍの導電性繊維を
マトリックス樹脂中に１〜５０重量％含有し、０．０１
〜１０Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は通信機器や電子・電
気機器に使用されるコネクターに関し、さらに詳しくは
軽量で耐久性に富む電磁波遮蔽性に優れたコネクターに
関する。

【０００２】

【従来の技術】通信機器や電子・電気機器にはリード線
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ーが使用
され。このコネクターは、電気絶縁性樹脂のハウジング
に金属端子を保持させた構造になったものが一般的であ
る。しかし、このコネクターからは電磁波信号が外部へ
漏洩したり、また外部に存在する電磁波ノイズがコネク
ターを介して侵入したりするため、近年これら電磁波信
号の漏洩防止性や電磁波ノイズの侵入防止性などを備え
させることが要求され、いくつかの対策が提案されてい
る。

【０００３】例えば、コネクターの外側又は中間部に金
属板製のカバーを設ける提案がある。しかし、この金属
板を使用する対策は、電磁波遮蔽性能は有するものの、
構造が複雑になるため生産コストが大きくなり、かつ金
属板を使用するため重量が大きくなるという欠点があっ
た。上記欠点の対策として、コネクターの外部表面に導
電塗料を塗布する方法、金属メッキ、金属蒸着、金属ス
ッパッターリングを施す方法などの提案がある。しかし
ながら、これらの方法は、いずれも生産準備工程が複雑
なこと、また生産工程を厳重に管理しないと、塗料又は
金属が金属端子に付着して端子間ショートを発生し、コ
ネクター特性を低下させる等の欠点を有していた。ま
た、使用中の摩擦などにより塗膜や金属膜が剥離するた
め、電磁波遮蔽性が劣化したり、剥離片が端子間をショ
ートさせるという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来技術の欠点を解消し、軽量であり、かつ信頼性
と耐久性に優れた電磁波遮蔽性を有するコネクターを提
供することにある。

【０００５】

【問題を解決するための手段】かかる課題を解決する本
発明のコネクターは、金属端子を保持するハウジングを
電気絶縁性樹脂層とその外周を囲む導電性樹脂層との少
なくとも２層を含む複合層から構成し、前記導電性樹脂
層が重量平均繊維長０．１５〜２ｍｍの導電性繊維をマ
トリックス樹脂中に１〜５０重量％含有し、体積固有抵
抗値が０．０１〜１０Ω・ｃｍであることを特徴とする
ものである。

【０００６】本発明は、このようにハウジングを電気絶
縁性樹脂層と導電性樹脂層との少なくとも２層の複合層
から構成し、その導電性樹脂層の体積固有抵抗値を特定
範囲に設定したことにより、軽量にしながら必要な電磁
波遮蔽特性を具備させることができる。また、複数の樹
脂層の組合せであるため射出成形によって簡単に成形す
ることができ、その成形中に導電性樹脂を金属端子に付
着させてショートさせたり、また使用中に導電性樹脂層
が剥離して電磁波遮蔽特性を劣化させたりすることがな
い。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の
コネクターの一例を示し、端子圧入タイプと呼ばれるオ
ス型コネクターである。図１において、１は前面を開口
するように形成された函型のハウジング、２はそのハウ
ジング１の中に複数本保持されたオス型の金属端子であ
る。ハウジング１は複数の積層樹脂層から構成され、そ
の最内層に電気絶縁性樹脂層１ａを配置し、その外側を
導電性樹脂層１ｂが囲むように構成されている。

【０００８】ハウジング１は最内側の電気絶縁性樹脂層
１ａとその外側を囲む導電性樹脂層１ｂとの少なくとも
２層から構成されているが、必要に応じて更に外周側に
別の電気絶縁性樹脂層及び／又は導電性樹脂層を積層す
るようにしても差し支えない。金属端子２は、このよう
なハウジング１の最内側の電気絶縁性樹脂層１ａに圧入
保持されている。

【０００９】上記導電性樹脂層１ｂは、詳細を後述する
ように０．０１〜１０Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を有
し、この体積固有抵抗値を具備させるために、重量平均
繊維長が０．１５〜２ｍｍの導電性繊維がマトリックス
樹脂中に１〜５０重量％含有する構成になっている。図
２（Ａ），（Ｂ）は、本発明の他の実施形態を示し、仮
係止タイプと呼ばれるコネクターのうちオス型のコネク
ターである。

【００１０】図１と同様に、１は函型のハウジングであ
り、２はハウジング１の中に保持されたオス型の金属端
子である。ハウジング１の最内層は電気絶縁性樹脂層１
ａで構成され、その外側に導電性樹脂層１ｂが囲むよう
に積層されている。導電性樹脂層１ｂは、図１と同様の
体積固有抵抗値を有すると共に、同様の導電性繊維を含
有している。

【００１１】金属端子２は、電気絶縁性樹脂層１ａに形
成された仮係止部３或いはランスと呼ばれる端子保持機
能を有する部分に保持されている。また、金属端子２に
はワイヤー４が接続されている。図３（Ａ），（Ｂ）
は、本発明の更に他の実施形態を示し、仮係止タイプと
呼ばれるコネクターのうちメス型のコネクターである。

【００１２】図１と同様に函型のハウジング１は、複数
に積層された樹脂層から構成され、その最内層が電気絶
縁性樹脂層１ａで、外側に導電性樹脂層１ｂが囲むよう
に積層されている。導電性樹脂層１ｂは、図１と同様の
体積固有抵抗値を有すると共に、同様に導電性繊維を含
有している。金属端子２’はメス型であり、電気絶縁性
樹脂層１ａの中心部に形成された仮係止部３或いはラン
スと呼ばれる端子保持機能を有する部分に保持されてい
る。また、金属端子２’にはワイヤー４が接続されてい
る。

【００１３】本発明において、金属端子は金属単独で構
成されていてもよく、或いは有機又は無機の成形材料の
表面に、スズ、ニッケル、金等の金属メッキ加工を施し
たものであってもよい。この金属端子にはオス型とメス
型とがある。金属端子はハウジングの中に保持される
が、その最内層に配置した電気絶縁性樹脂層に保持され
るようになっている。

【００１４】電気絶縁性樹脂層に形成される金属端子の
保持構造は特に限定されるものではなく、従来から公知
の構造をいずれも使用することができる。例えば、電気
絶縁性樹脂層の一部に金属端子の太さよりも若干細い穴
を形成することによって圧入するようにしてもよく、仮
係止保持部を形成して保持させるようにしてもよく、或
いは両方の構造を使用するようにしてもよい。また、必
要により金属端子の押さえ手段を設けることによって、
端子の引き抜き強さを増大させるようにしてもよい。

【００１５】電気絶縁樹脂層の樹脂材料は特に限定され
ず、一般的な樹脂が使用可能である。例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネー
ト、変性ＰＰＯ樹脂、ポリアセタール樹脂、ナイロン
６、ナイロン６・６、ナイロン１１、ナイロン１２、芳
香族系ナイロン、及びこれらナイロンの混合又は共重合
樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＣＴ樹脂、及びこれ
らの混合又は共重合樹脂、ＰＰＳ樹脂、及びＰＰＳとオ
レフィン又はポリアミドとの混合樹脂、全芳香族ポリエ
ステル樹脂（液晶樹脂）、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ポリサル
フォン、ポリアミドイミド樹脂などを挙げることができ
る。また、これら樹脂は単独で使用しても、或いはガラ
ス繊維、ウィスカー、フイラーなどの無機又は有機の充
填材を単独或いは組み合わせて充填して補強、増量、改
質するようにしてもよい。

【００１６】ハウジングを構成する積層された樹脂層の
うち、導電性樹脂層はその導電効果により金属端子部分
から漏洩する高周波電磁波を遮蔽すると共に、外部に存
在する高周波電磁波による金属端子への誘導を防止する
作用を有する。また、コネクターの静電気帯電防止作用
も有している。導電性樹脂層はマトリックス樹脂に導電
性繊維を含有させた構成からなる。

【００１７】マトリックス樹脂としては、例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネー
ト、変性ＰＰＯ樹脂、ポリアセタール樹脂、ナイロン
６、ナイロン６・６、ナイロン１１、ナイロン１２、芳
香族系ナイロン、及びこれらナイロンの混合又は共重合
樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＣＴ樹脂、及びこれ
らの混合又は共重合樹脂、ＰＰＳ樹脂、及びＰＰＳとオ
レフィン又はポリアミドとの混合樹脂、全芳香族ポリエ
ステル樹脂（液晶樹脂）、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ポリサル
フォン、ポリアミドイミド樹脂を挙げることができる。

【００１８】一方、導電性樹脂層に含有される導電性繊
維としては、炭素繊維、金属繊維および金属被覆された
繊維などを使用するのがよい。これら繊維のいずれかを
単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用す
るようにしてもよい。特に炭素繊維又は金属被覆された
炭素繊維が好ましく、かつ直径が３〜１５ミクロンのも
のがよい。

【００１９】導電性繊維に使用する金属繊維としては、
ステンレススチール繊維、スチール繊維、黄銅繊維、銅
繊維などを使用するとよい。また、金属被覆された繊維
は、被覆前の構成繊維が有機繊維であっても、無機繊維
であってもよい。例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、
ナイロン繊維、アクリル繊維などを例示することができ
る。これら構成繊維の直径は、３〜３０ミクロン、さら
に好ましくは５〜２０ミクロンのものがよい。

【００２０】本発明において、ハウジングを構成する導
電性樹脂層は、体積固有抵抗値が０．０１〜１０Ω・ｃ
ｍ、さらに好ましくは０．０４〜０．３Ω・ｃｍの範囲
に設定されるものとする。体積固有抵抗値が０．０１Ω
・ｃｍよりも低い場合には、電磁波遮蔽効果は有効であ
るものの、これを実現するための導電材料の制約が大き
く、かつ電磁波遮蔽効果もほぼ飽和状態になるため、コ
スト上からのデメリットが大きくなる。逆に、体積固有
抵抗値が１０Ω・ｃｍよりも高くなると、目的の電磁波
遮蔽効果が難しくなる。

【００２１】導電性樹脂層の体積固有抵抗値を上記範囲
にするためには、導電性繊維として重量平均繊維長が
０．１５〜２ｍｍ、より好ましくは０．２ｍｍ〜１ｍｍ
の範囲のものを使用し、しかもマトリックス樹脂に１〜
５０重量％混合することが必要である。導電性繊維の重
量平均繊維長が０．１５ｍｍよりも短くては、導電性樹
脂層に有効な電気伝導性を付与することが困難になり、
目的とする電磁波遮蔽性を得ることができない。また、
重量平均繊維長が２ｍｍよりも長い場合は加工性が悪化
し、ハウジングの射出成形が難しくなる。

【００２２】本発明において、重量平均繊維長の測定方
法は、以下のような方法によって行う。まず、導電性樹
脂層からマトリックス樹脂部分を除去し、導電性繊維だ
けを取り出すようにする。この樹脂の除去方法は、導電
性繊維にダメージを与えない程度に高温で樹脂を焼きと
ばすようにする方法や、樹脂を溶かす酸や溶剤を用いる
方法などがある。

【００２３】取り出した導電性繊維は、顕微鏡により拡
大して、少なくとも３００本、望ましくは５００本以上
を採取してその長さを単位ｍｍで測定する。次いで、測
定した繊維長の有限数の離散値から、重量平均繊維長を
求めるようにする。（この重量平均繊維長の測定方法に
ついては、例えばＤ．ハル著書「複合材料入門」（培風
館発行）の第６５頁にも詳細が記載されている。この文
献では重量平均繊維長が「重量的平均値１ｗ」と記載さ
れている。）ハウジングを射出成形したとき、その導電
性樹脂層中の導電性繊維の重量平均繊維長を０．１５〜
２ｍｍに維持するためには、繊維がペレットの長手方向
に一方向に配列し、ペレットと同じ長さで含まれている
いわゆる長繊維ペレットを使用するとか、連続した繊維
束の周りに熱可塑性樹脂を被覆して所定長さに切断した
コーディドペレットを使用するとか、或いは特開平７−
８０８３４公報に示されるような繊維分布の繊維が分散
したペレットを用いる等して実施することができる。

【００２４】射出成形法において、繊維長を前述の範囲
に制御するためには、ペレットに含まれる繊維長、成形
機のスクリュー形状、および成形条件、成形金型の形状
などを考慮して設計する必要がある。射出成形機のスク
リュー形状としては、フライト深さ、スクリューの長さ
（Ｌ）／径（Ｄ）の比、スクリューの圧縮比などが繊維
長と関係が深く、フライト深さは深い方が、圧縮比は小
さい方が繊維長を長く残存させやすくする。

【００２５】成形条件としては、スクリューの回転数、
背圧、射出速度（スクリュー前進速度）などが繊維長に
関係する。特に背圧は計量不良が生じない程度に低くす
る方が繊維長を長くするように残存させやすい。これら
のパラメーターを組み合わせることにより所望の繊維長
を得ることができる。本発明において、導電性樹脂層に
混合させる導電性繊維の含有量は、前述した通り１〜５
０重量％である。この含有量が１重量％よりも少ない
と、体積固有抵抗値を上記範囲にして必要な電気伝導性
を得ることが難しく、そのため目的の電磁波遮蔽性を得
ることができなくなる。また、導電性繊維の含有量が５
０重量％よりも多いと、ハウジングの成形加工が難しく
なる。

【００２６】より高い電磁波遮蔽効果を得るためには、
導電性樹脂層に混合する導電性繊維として炭素繊維を使
用することが好ましく、特に金属被覆した炭素繊維を使
用するのがよい。いずれの炭素繊維の場合にも、直径が
３ミクロンから１５ミクロンの範囲にある炭素繊維を使
用するのがよい。炭素繊維を金属被覆する場合の被覆部
は、繊維表面の一部だけであっても、全部であってもよ
い。

【００２７】金属被覆の手段は金属メッキ、金属蒸着な
どで行うのがよい。被覆金属の種類としては、良好な電
気抵抗が得られ、かつ酸化しにくい耐腐蝕性の点からニ
ッケルが好ましく、特に銅／ニッケル（銅を内層、ニッ
ケルを外層）の２層被覆構造にすることが好ましい。前
述したように、本発明に使用する導電性繊維として、炭
素繊維、金属被覆した炭素繊維、これら２種類の併用は
特に好ましい態様である。炭素繊維は、射出成形などの
成形時に繊維折損が起こらないように抑制するため、高
強度・高伸度タイプのものが好ましい。強度が低い炭素
繊維は脆く、成形時の繊維折損で繊維長が著しく短くな
ってしまう傾向があり、その結果として電磁波遮蔽のた
めに必要な導電性を得ることが難しくなる。

【００２８】引張弾性率が３００ＧＰａを越える炭素繊
維は、強度が格別高い特殊なものを除くと、破断伸びが
小さいため折損しやすい性質がある。従って、導電性繊
維に使用する炭素繊維としては、引張強度が３５００Ｍ
Ｐａ以上、引張弾性率が３００ＧＰａ以下、破断伸度が
１．４％以上の少なくとも一つ、好ましくは全ての特性
を満たす炭素繊維がよい。特に、ＰＡＮ系炭素繊維が好
ましい。

【００２９】なお、本発明に使用される導電性樹脂層に
は、前述したマトリックス樹脂および導電性繊維のほ
か、材料の燃焼特性を改善させる難燃剤、耐熱性、耐候
性等を改善させる添加剤、導電性樹脂層の補強、増量、
改質を図るようにするガラス繊維、ウィスカー、フィラ
ー等の無機又は有機の充填材を単独或いは組合せて添加
するようにしてもよい。

【００３０】上述した本発明のコネクターは、通信機器
や電子・電気機器用のコネクターとして広く使用するこ
とができる。例えば、自動車用ワイヤーハーネス、ドラ
イブコンピューター、自動車、航空機、船舶に搭載され
る電子機器に用いられるコネクター、自動車メーターパ
ネル周辺に使用されるコネクター、パーソナルコンピュ
ーター、プリンター、記録用ディスク、ＦＡＸ、コピー
機、或いはビデオカメラ、電子写真機、携帯電話機、Ｃ
Ｄ、ＤＶＤなどの電子映像機器等の内部接続、機器相互
の接続等に有効に用いることができる。

【００３１】

【実施例】実施例電気絶縁性樹脂層として厚さ２ｍｍのナイロン６樹脂層
を、導電性樹脂層として、重量平均繊維長０．４２ｍｍ
の炭素繊維を３０重量％含有し、体積固有抵抗値が０．
２Ω・ｃｍとなる厚さ１．４ｍｍのナイロン６樹脂層を
形成するように射出成形してハウジングを成形したの
ち、そのハウジングに金属端子を圧入して、図１
（Ａ），（Ｂ）の構成からなるコネクターを製作した。

【００３２】このコネクターの端子に１００ＭＨｚおよ
び３００Ｈｚの信号を導入し、コネクター外側近くに設
けた受信アンテナで信号電磁波の強度を測定した結果、
漏洩電磁波の信号電磁波との強度比は５０ｄｂであり、
電磁波遮蔽効果として十分なレベルであった。さらに上
記コネクターの表面に＃１００番のサンドペーパを当
て、１００回往復運動の摩擦を与えたのち、上記と同じ
電磁波遮蔽効果を測定した。しかし、コネクターの電磁
波遮蔽性能は摩擦を与える前とほとんど変わらない高性
能を示した。

【００３３】比較例上記実施例のコネクターにおいて、導電性樹脂層以外は
全く同一構造で電気絶縁性樹脂層だけを有し、導電性樹
脂層の代わりにニッケルの金属メッキを施したコネクタ
ーを製作した。このコネクターを使用し、上記実施例と
同じ電磁波遮蔽効果を測定したが、金属端子がメッキ金
属でショートしていたため測定不能であった。

【００３４】次に、上記ショート障害を取り除いたの
ち、ハウジングの金属メッキ表面に＃１００番のサンド
ペーパを当て、１００回往復運動の摩擦を与えたのち、
上記と同じ電磁波遮蔽効果を測定した。その結果、漏洩
電磁波の信号電磁波との強度比は２０ｄｂであり、上記
実施例のコネクターに比べて電磁波遮蔽効果が劣ってい
た。

【００３５】

【発明の効果】上述したように本発明のコネクターによ
れば、ハウジングを電気絶縁性樹脂層と導電性樹脂層と
の少なくとも２層の複合層から構成し、その導電性樹脂
層の体積固有抵抗値を特定範囲に設定したことにより、
軽量にしながら必要な電磁波遮蔽特性を具備させること
ができる。また、複数の樹脂層の組合せであるため射出
成形によって簡単に成形することができ、その成形中に
導電性樹脂を金属端子に付着させてショートさせたり、
また使用中に導電性樹脂層が剥離して電磁波遮蔽特性を
劣化させたりすることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコネクターの一例を示し、（Ａ）は縦
断面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図２】本発明のコネクターの他の実施の形態を示し、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面
図である。

【図３】本発明のコネクターの更に他の実施形態を示
し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＣ−Ｃ矢視
断面図である。

【符号の説明】

１ハウジング１ａ電気絶縁性樹脂層１ｂ導電性樹脂層２，２’金属端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属端子を保持するハウジングを電気絶
縁性樹脂層とその外周を囲む導電性樹脂層との少なくと
も２層を含む複合層から構成し、前記導電性樹脂層が重
量平均繊維長０．１５〜２ｍｍの導電性繊維をマトリッ
クス樹脂中に１〜５０重量％含有し、体積固有抵抗値が
０．０１〜１０Ω・ｃｍであるコネクター。
【請求項２】前記導電性繊維が炭素繊維、金属繊維お
よび金属被覆された繊維のいずれか１種又は２種以上の
混合からなる請求項１に記載のコネクター。
【請求項３】前記炭素繊維の直径が３〜１５ミクロン
である請求項２に記載のコネクター。
【請求項４】前記金属被覆された繊維の構成繊維が、
炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維お
よびアクリル繊維のいずれかである請求項２に記載のコ
ネクター。
【請求項５】前記金属被覆された繊維の直径が３〜３
０ミクロンである請求項２又は４に記載のコネクター。
【請求項６】前記金属被覆が金属メッキ又は金属蒸着
である請求項２、４又は５に記載のコネクター。