WO2016098700A1 - コネクタ及び電線ユニット - Google Patents

Abstract

　クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が良く、ノイズ耐性が高いコネクタを提供する。　一のハウジング（３）内に設けられた１対又は複数対の第１端子（５）を有する第１コネクタ（１）と、他のハウジング（４）内に設けられ、１対又は複数対の第１端子（５）にそれぞれ接続すべき１対又は複数対の第２端子（８）を有する第２コネクタ（２）とを備えるコネクタ。一のハウジング（３）内に固定され、第１端子（５）を１対単位で囲繞し、他と絶縁された１又は複数の第１端子囲繞導体（７）と、他のハウジング（４）内に固定され、第２端子（８）を１対単位で囲繞し、他と絶縁された１又は複数の第２端子囲繞導体（１０）とを備え、第１端子（５）及び第２端子（８）がそれぞれ接続されるときは、対応する第１端子囲繞導体（７）及び第２端子囲繞導体（１０）もそれぞれ接続される構成である。

Description

コネクタ及び電線ユニット

　本発明は、１対又は複数対の第１端子を有する第１コネクタと、１対又は複数対の第２端子を有する第２コネクタとを備え、高速通信線（Ethernet（登録商標））を接続するコネクタ、及びこのコネクタに高速通信線としてツイストペア線が接続された電線ユニットに関するものである。

　車両には、多くの電気機器が搭載されており、これらの電気機器に電源を供給する為、また、電気機器間で通信する為に、多くのワイヤーハーネスが使用されている。ワイヤーハーネスの電線対が平行線であれば、外乱ノイズの影響が大きくなる。
　そこで、高速通信線を含むワイヤーハーネス間を、車載標準コネクタ（０．６４型、マルチピン）で接続する場合、高速通信線にはノイズ耐性が高いツイストペア線を使用して外乱ノイズを抑制している。

　しかし、コネクタ部分は、ツイストペア線ではないので、近接配置した他の線の影響を受け、クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が悪化し、ノイズ耐性が低下する。
　その為、従来は、完全シールドコネクタ等の高速通信専用のコネクタを使用していた。

　特許文献１には、複数の横列にて絶縁性ハウジング内に保持された差動対を有し、電子システム内のプリント回路板を相互に接続する差動電気コネクタが開示されている。

　特許文献２には、筺体と、筺体を少なくとも部分的に覆うホイルとを備え、ホイルが、隙間により離間された２つの部分により構成された通信コネクタが開示されている。

特開２００８－５２５９７２号公報 特開２０１３－９３３３５号公報

　上述したように、ワイヤーハーネスの接続に完全シールドコネクタ等の高速通信専用のコネクタを使用すると、部品コストが上昇するという問題がある。また、コネクタに空きピン（４ピン程度）を設けると、ノイズ耐性を改善できるということがあるが、無駄なピンが多数になり現実的でない。

　本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が良く、ノイズ耐性が高いコネクタを提供することを目的とする。
　また、本発明は、クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が良く、ノイズ耐性が高いコネクタにツイストペア線が接続された電線ユニットを提供することを目的とする。

　第１発明に係るコネクタは、一のハウジング内に設けられた１対又は複数対の第１端子を有する第１コネクタと、他のハウジング内に設けられ、前記１対又は複数対の第１端子にそれぞれ接続すべき１対又は複数対の第２端子を有する第２コネクタとを備えるコネクタにおいて、前記一のハウジング内に固定され、前記第１端子を１対単位で囲繞し、他と絶縁された１又は複数の第１端子囲繞導体と、前記他のハウジング内に固定され、前記第２端子を１対単位で囲繞し、他と絶縁された１又は複数の第２端子囲繞導体とを備え、前記第１端子及び第２端子がそれぞれ接続されるときは、対応する第１端子囲繞導体及び第２端子囲繞導体もそれぞれ接続されるように構成してあることを特徴とする。

　このコネクタでは、第１コネクタが、一のハウジング内に設けられた１対又は複数対の第１端子を有し、第２コネクタが、他のハウジング内に設けられ、１対又は複数対の第１端子にそれぞれ接続すべき１対又は複数対の第２端子を有する。１又は複数の第１端子囲繞導体が、一のハウジング内に固定され、第１端子を１対単位で囲繞し、他と絶縁され、１又は複数の第２端子囲繞導体が、他のハウジング内に固定され、第２端子を１対単位で囲繞し、他と絶縁されている。第１端子及び第２端子がそれぞれ接続されるときは、対応する第１端子囲繞導体及び第２端子囲繞導体もそれぞれ接続される。

　第２発明に係るコネクタは、前記第１端子及び第２端子は、前記第１端子囲繞導体及び第２端子囲繞導体によりそれぞれ断面視が各端子対の中間線を対称軸とする線対称形状に囲繞されていることを特徴とする。

　このコネクタでは、第１端子は、第１端子囲繞導体により断面視が端子対の中間線を対称軸とする線対称形状に囲繞され、第２端子は、第２端子囲繞導体により断面視が端子対の中間線を対称軸とする線対称形状に囲繞されている。

　第３発明に係るコネクタは、前記第１コネクタは、前記第１端子の間隔より小さい間隔を有する複数の他の第１端子を更に有し、前記第２コネクタは、前記第２端子の間隔より小さい間隔を有する複数の他の第２端子を更に有することを特徴とする。

　このコネクタでは、第１コネクタは、第１端子囲繞導体により囲繞された第１端子の間隔より小さい間隔を有する複数の他の第１端子を更に有し、第２コネクタは、第２端子囲繞導体により囲繞された第２端子の間隔より小さい間隔を有する複数の他の第２端子を更に有している。

　第４発明に係る電線ユニットは、本発明に係るコネクタと、該コネクタが備える第１端子対にそれぞれ接続された１又は複数のツイストペア線と、前記コネクタが備える第２端子対にそれぞれ接続された１又は複数のツイストペア線とを備えることを特徴とする。

　この電線ユニットでは、第１発明から第３発明の何れかに係るコネクタが備える１又は複数の第１端子対に１又は複数のツイストペア線がそれぞれ接続され、１又は複数の第２端子対に１又は複数のツイストペア線がそれぞれ接続されている。

　本発明に係るコネクタによれば、クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が良く、ノイズ耐性が高いコネクタを実現することができる。
　本発明に係る電線ユニットによれば、クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が良く、ノイズ耐性が高いコネクタにツイストペア線が接続された電線ユニットを実現することができる。

本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例の平断面を模式的に示す断面図である。 本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例の側断面を模式的に示す断面図である。 図１のａ－ａ′における横断面を示す断面図である。 図１のａ－ａ′における他の横断面の例を示す断面図である。 本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例の平断面を模式的に示す断面図である。 本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例の側断面を模式的に示す断面図である。 図４のｂ－ｂ′における横断面を示す断面図である。 図４のｂ－ｂ′における他の横断面の例を示す断面図である。 本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例の概略構成を部分的に透視して示す斜視図である。 本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例の外観を示す平断面である。 本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例の外観を示す正面図である。 本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例の外観を示す側面図である。

　以下に、本発明をその実施例を示す図面に基づき説明する。

　図１Ａは、本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例１の平断面を、図１Ｂは、実施例１の側断面を模式的に示す断面図であり、図２は、図１のａ－ａ′における横断面を示す断面図である。
　このコネクタ及び電線ユニットは、図１に示すように、２対のツイストペア線６，６が接続され、直方体形状のハウジング３を有するメスコネクタ１（第１コネクタ又は第２コネクタ）と、２対のツイストペア線９，９が接続され、メスコネクタ１を嵌入する為の凹部４ａが設けられた略直方体形状のハウジング４を有するオスコネクタ２（第２コネクタ又は第１コネクタ）とを備えている。

　メスコネクタ１は、ピン形状のオス端子８と嵌合して接続する筒形状の８極のメス端子５（第１端子又は第２端子）が、図２に示すように、接続面で４極×２列に配列されるように埋め込まれている（但し、ここでは１列分は空である）。ハウジング３の厚さ方向（ツイストペア線６の長さ方向）は、図１に示すように、メス端子５の長さより僅かに大きくしてある。
　メス端子５は、図２に示すように、隣接する１対毎に、格子形状のメス端子囲繞導体７（第１端子囲繞導体又は第２端子囲繞導体）により囲繞され、ツイストペア線６に接続されている。１対毎のメス端子５とそれを囲繞する部分のメス端子囲繞導体７とは、断面視が端子対の中間線を対称軸とする線対称形状をなしており、メス端子囲繞導体７は他とは絶縁された状態で、ハウジング３に埋め込まれている。

　オスコネクタ２は、ピン形状の８極のオス端子８が、接続面で４極×２列に配列されるように埋め込まれている（但し、ここでは１列分は空である）。ハウジング４の厚さ方向（ツイストペア線９の長さ方向）は、図１に示すように、オス端子８（第２端子又は第１端子）の長さより僅かに大きくしてあり、オス端子８のツイストペア線９に接続された側の約１／２は、ハウジング４に埋め込まれ、残りの１／２は、メスコネクタ１を嵌入する為の凹部４ａへ突出している。

　オス端子８は、隣接する１対毎に、ハウジング４に埋め込まれた部分が、格子形状のオス端子囲繞導体１０（第２端子囲繞導体又は第１端子囲繞導体）により囲繞され、ツイストペア線９に接続されている。１対毎のオス端子８とそれを囲繞する部分のオス端子囲繞導体１０とは、断面視が端子対の中間線を対称軸とする線対称形状をなしており、オス端子囲繞導体１０は他とは絶縁された状態で、ハウジング４に埋め込まれている。
　メス端子囲繞導体７と、それに対応するオス端子囲繞導体１０とは、断面視が同形状に形成されている。

　このような構成のコネクタ及び電線ユニットでは、メスコネクタ１が、オスコネクタ２の凹部４ａに嵌入されると、ピン形状の各オス端子８は、筒形状の各メス端子５とそれぞれ嵌合して接続する。この際、対応するメス端子囲繞導体７及びオス端子囲繞導体１０もそれぞれ接続され、メス端子５の対及びオス端子８の対は、メス端子囲繞導体７、オス端子囲繞導体１０により囲繞される。
　これにより、電線ユニットのコネクタ部分において、特性インピーダンスが大きく変化せず、クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が悪化せず、外乱ノイズに対する耐性が高くなる。

　尚、メス端子囲繞導体７及びオス端子囲繞導体１０は、格子形状又は筒形状のように、各端子対を透き間無く完全に囲繞しておく必要はなく、図３に示すように、断面視において、例えば、方形の四隅に透き間を設けたメス端子囲繞導体７ａ及びオス端子囲繞導体であっても、同様の作用、効果を得ることは可能である。

　図４Ａは、本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例２の平断面、図４Ｂは、実施例２の側断面を模式的に示す断面図であり、図５は、図４のｂ－ｂ′における横断面を示す断面図である。
　このコネクタ及び電線ユニットは、図４に示すように、ツイストペア線１６及び２本の一般電線２２，２２が接続され、直方体形状のハウジング１３を有するメスコネクタ１１と、ツイストペア線１９及び２本の一般電線２４，２４が接続され、メスコネクタ１１を嵌入する為の凹部１４ａが設けられた略直方体形状のハウジング１４を有するオスコネクタ１２とを備えている。

　メスコネクタ１１は、ピン形状のオス端子１８及びオス端子２３と嵌合して接続する筒形状の２極のメス端子１５及び３極のメス端子２１が、図５に示すように、接続面で（２＋３）個×２列に配列されるように埋め込まれている（但し、ここでは１列分のメス端子１５，２１と１個のメス端子２１は空である）。ハウジング１３の厚さ方向（ツイストペア線１６の長さ方向）は、図４に示すように、メス端子１５の長さより僅かに大きくしてある。

　メス端子１５は、図５に示すように、隣接する１対が、格子形状のメス端子囲繞導体１７により囲繞され、ツイストペア線１６に接続されている。１対のメス端子１５とそれを囲繞する部分のメス端子囲繞導体１７とは、断面視が端子対の中間線を対称軸とする線対称形状をなしており、メス端子囲繞導体１７は他とは絶縁された状態で、ハウジング１３に埋め込まれている。
　メス端子２１は、メス端子囲繞導体１７により囲繞されておらず、電源線等の一般電線２２にそれぞれ接続されている。

　オスコネクタ１２は、ピン形状の２個のオス端子１８及び３極のオス端子２３が、接続面で（２＋３）極×２列に配列されるように埋め込まれている（但し、ここでは１列分のオス端子１８，２３と１極のオス端子２３は空である）。ハウジング１４の厚さ方向（ツイストペア線１９の長さ方向）は、図４に示すように、オス端子１８，２３の長さより僅かに大きくしてある。
　オス端子１８のツイストペア線１９に接続された側の約１／２、及びオス端子２３の被覆電線２４に接続された側の約１／２は、ハウジング１４に埋め込まれ、残りのそれぞれ１／２は、メスコネクタ１１を嵌入する為の凹部１４ａへ突出している。

　オス端子１８の隣接する１対は、ハウジング１４に埋め込まれた部分が、格子形状のオス端子囲繞導体２０により囲繞され、ツイストペア線１９に接続されている。１対のオス端子１８とそれを囲繞する部分のオス端子囲繞導体２０とは、断面視が端子対の中間線を対称軸とする線対称形状をなしており、オス端子囲繞導体２０は他とは絶縁された状態で、ハウジング１４に埋め込まれている。
　メス端子囲繞導体１７と、それに対応するオス端子囲繞導体２０とは、断面視が同形状に形成されている。

　メス端子囲繞導体１７により囲繞されたメス端子１５，１５は、その間隔ｃが、メス端子囲繞導体１７により囲繞されていないメス端子２１，２１の間隔ｄより大きくなるように配置して、特性インピーダンスが長さ方向で大きく変化しないようにしている。例えば、特性インピ―ダンスが１００Ωである場合、メス端子１５，１５の間隔ｃは、メス端子２１，２１の間隔ｄより１００μｍ程度大きくしてある。

　このような構成のコネクタ及び電線ユニットでは、メスコネクタ１１が、オスコネクタ１２の凹部１４ａに嵌入されると、ピン形状の各オス端子１８，２１は、筒形状の各メス端子１５，２１とそれぞれ嵌合して接続する。この際、対応するメス端子囲繞導体１７及びオス端子囲繞導体２０もそれぞれ接続され、メス端子１５の対及びオス端子１８の対は、メス端子囲繞導体１７、オス端子囲繞導体２０により囲繞される。
　これにより、電線ユニットのコネクタ部分において、特性インピーダンスが大きく変化せず、クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が悪化せず、外乱ノイズに対する耐性が高くなる。

　尚、メス端子囲繞導体１７及びオス端子囲繞導体２０は、その断面視を格子形状のように方形に限定する必要はなく、例えば、図６に示すように、断面視において、楕円形状のメス端子囲繞導体１７ａ及びオス端子囲繞導体により端子対の中間線を対称軸とする線対称形状に各端子を囲繞するようにしても、同様の作用、効果を得ることができる。

　図７は、本発明に係るコネクタ及び電線ユニットの実施例３の概略構成を部分的に透視して示す斜視図であり、図８Ａは、実施例３の外観を示す平断面であり、図８Ｂは、実施例３の外観を示す正面図であり，図９は、実施例３の外観を示す側面図である。
　このコネクタ及び電線ユニットは、１対のツイストペア線３６が接続され、直方体形状のハウジング３３を有するメスコネクタ３１と、１対のツイストペア線３９が接続され、略直方体形状のハウジング３４を有するオスコネクタ３２とを備えている。

　メスコネクタ３１は、筒形状の２極のメス端子３５が、ハウジング３３の断面長尺方向に配列されるように、ハウジング３３に埋め込まれている。２極のメス端子３５は、筒形状のメス端子囲繞導体３７により囲繞され、ツイストペア線３６に接続されている。２極のメス端子３５とそれを囲繞するメス端子囲繞導体３７とは、断面視が、２極のメス端子３５の中間線を対称軸とする線対称形状をなしており、メス端子囲繞導体３７は、他とは絶縁された状態で、ハウジング３３に埋め込まれている。
　ハウジング３３のメス端子囲繞導体３７以外のスペースには、筒形状のメス端子２１がハウジング３３の断面長尺方向に６極配列されたものが２列埋め込まれている。ここでは、メス端子２１には配線していない。

　オスコネクタ２は、先端部がピン形状の２極のオス端子３８が、２極のメス端子３５にそれぞれ対応するように、ハウジング３４の断面長尺方向に配列され、ハウジング３４に埋め込まれている。２極のオス端子３８は、筒形状のオス端子囲繞導体４０により囲繞され、ツイストペア線３９に接続されている。２極のオス端子３８とそれを囲繞するオス端子囲繞導体４０とは、断面視が、２極のオス端子３８の中間線を対称軸とする線対称形状をなしており、オス端子囲繞導体４０は、他とは絶縁された状態で、ハウジング３４に埋め込まれている。

　ハウジング３４のオス端子囲繞導体４０外のスペースには、先端がピン形状のオス端子２３がハウジング３４の断面長尺方向に６極配列されたものが２列埋め込まれている。ここでは、オス端子２３には配線していない。
　メス端子囲繞導体３７と、それに対応するオス端子囲繞導体４０とは、断面視が同形状に形成されている。

　このような構成のコネクタ及び電線ユニットでは、先端部がピン形状の各オス端子３８は、筒形状の各メス端子３５とそれぞれ嵌合して接続する。この際、対応するメス端子囲繞導体３７及びオス端子囲繞導体４０もそれぞれ接続され、メス端子３５の対及びオス端子３８の対は、メス端子囲繞導体３７、オス端子囲繞導体４０により囲繞される。
　これにより、電線ユニットのコネクタ部分において、特性インピーダンスが大きく変化せず、クロストーク特性およびノーマル・コモン変換特性が悪化せず、外乱ノイズに対する耐性が高くなる。

　今回開示された実施例は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

　本発明は、車両のワイヤーハーネス等、電気機器間を接続する通信線及び電力線に使用されるコネクタ及び電線ユニットに利用することが可能である。

　１，１１，３１　メスコネクタ（第１コネクタ又は第２コネクタ）
　２，１２，３２　オスコネクタ（第２コネクタ又は第１コネクタ）
　３，４，１３，１４，３３，３４　ハウジング
　４ａ，１４ａ　凹部
　５，１５，２１，３５　メス端子（第１端子又は第２端子）
　６，９，１６，１９，３６，３９　ツイストペア線
　７，７ａ，１７，１７ａ，３７　メス端子囲繞導体（第１端子囲繞導体又は第２端子囲繞導体）
　８，１８，２３，３８　オス端子（第２端子又は第１端子）
　１０，２０，４０　オス端子囲繞導体（第２端子囲繞導体又は第１端子囲繞導体）
　２２，２４　一般電線
　ｃ，ｄ　間隔
 

Claims (4)

1. 　一のハウジング内に設けられた１対又は複数対の第１端子を有する第１コネクタと、他のハウジング内に設けられ、前記１対又は複数対の第１端子にそれぞれ接続すべき１対又は複数対の第２端子を有する第２コネクタとを備えるコネクタにおいて、
   　前記一のハウジング内に固定され、前記第１端子を１対単位で囲繞し、他と絶縁された１又は複数の第１端子囲繞導体と、前記他のハウジング内に固定され、前記第２端子を１対単位で囲繞し、他と絶縁された１又は複数の第２端子囲繞導体とを備え、前記第１端子及び第２端子がそれぞれ接続されるときは、対応する第１端子囲繞導体及び第２端子囲繞導体もそれぞれ接続されるように構成してあることを特徴とするコネクタ。
2. 　前記第１端子及び第２端子は、前記第１端子囲繞導体及び第２端子囲繞導体によりそれぞれ断面視が各端子対の中間線を対称軸とする線対称形状に囲繞されている請求項１記載のコネクタ。
3. 　前記第１コネクタは、前記第１端子の間隔より小さい間隔を有する複数の他の第１端子を更に有し、前記第２コネクタは、前記第２端子の間隔より小さい間隔を有する複数の他の第２端子を更に有する請求項１又は２記載のコネクタ。
4. 　請求項１から３の何れか１項に記載されたコネクタと、該コネクタが備える第１端子対にそれぞれ接続された１又は複数のツイストペア線と、前記コネクタが備える第２端子対にそれぞれ接続された１又は複数のツイストペア線とを備えることを特徴とする電線ユニット。

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