(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子に取り付けられた磁性体と、
前記磁性体に取り付けられ、前記接続端子の周囲に磁界を形成する磁界形成部材と、
前記磁性体の温度に応じて前記磁界形成部材への電流を変化させる制御部と、
を備えた通信コネクタ。
【請求項２】
前記磁界形成部材がコイルである請求項１記載の通信コネクタ。
【請求項３】
前記磁性体をプリント基板上に備え、
前記コイルが前記プリント基板上の配線パターンにより形成されている請求項２記載の通信コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載ＬＡＮ等の通信ネットワークの機器をつなぐコネクタにおいては、伝送信号の高周波成分のノイズを除去するため、バスバー（バス端子）周辺にフィルタとしてフェライトを収容したコネクタが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５９３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、フィルタとして用いられる磁性体であるフェライトは、透磁率やインピーダンスが温度によって変化する性質がある。そのため、温度変化によりフェライトによる高周波成分の除去効果が低下し、通信コネクタにおけるノイズ除去を良好にできない場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、温度変化に対する磁性体の高周波成分除去効果の低下を抑制することができる通信コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る通信コネクタは、接続端子に取り付けられた磁性体と、磁性体に取り付けられ、接続端子の周囲に磁界を形成する磁界形成部材と、磁性体の温度に応じて磁界形成部材への電流を変化させる制御部と、を備えて構成される。
【０００７】
この発明によれば、制御部が磁性体の温度に応じて磁界形成部材への電流を変化させることにより、磁界形成部材が接続端子の周囲に磁界を形成する。これにより、磁性体の透磁率やインピーダンスの特性変化を補正し、温度変化に対する磁性体の高周波成分除去効果の低下を抑制できる。
【０００８】
本発明に係る通信コネクタにおいては、磁界形成部材がコイルであることが好ましい。磁界形成部材がコイルであることにより、電流による磁界の形成が制御しやすくなる。
【０００９】
また、本発明に係る通信コネクタにおいては、磁性体がプリント基板上に備えられ、コイルがプリント基板上の配線パターンにより形成されていることが好ましい。コイルがプリント基板上の配線パターンにより形成されていることにより、コイルを磁性体にあらためて取り付けることなく、温度変化に対する磁性体の高周波成分除去効果の低下を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、温度変化に対する磁性体の高周波成分除去効果の低下を抑制することができる通信コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る通信コネクタの概略構成図である。
【図２】フェライトコアの温度とインピーダンスの関係を示す図である。
【図３】フェライトコアの正規化インピーダンスと磁束密度の関係を示す図である。
【図４】サーミスタの正規化抵抗値と周囲温度の関係を示す図である。
【図５】サーミスタとコイルを直列に接続した図である。
【図６】サーミスタとコイルを直列接続した場合の電流と温度の関係を示す図である。
【図７】磁界形成部材であるコイルを磁性体に巻き付けた場合に形成される磁界を示す図である。
【図８】磁界形成部材であるコイルを磁性体に巻き付けた場合に形成される磁界を示す図である。
【図９】コイルによって発生する磁界（外部磁界）と磁性体（フェライトコア）のインピーダンスの関係を示す図である。
【図１０】磁界形成部材であるコイルを磁性体に巻き付けた場合の正規化インピーダンス（補正係数）と温度との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第一実施形態に係る磁性体（フェライトコア）に磁界形成部材（コイル）を取り付けたものと、従来例（フェライトコアのみ）の温度とインピーダンスの関係を比較して示す図である。
【図１２】基本波形及びフェライトコアの有無による波形を示す図である。
【図１３】基本波形及びフェライトコアの有無による波形を示す図である。
【図１４】本発明の第一実施形態に係る磁性体（フェライトコア）に磁界形成部材（コイル）を取り付けた場合の温度による波形差異を示す図である。
【図１５】−３０℃におけるフェライトコアの周波数と透磁率の関係を示す図である。
【図１６】２５℃におけるフェライトコアの周波数と透磁率の関係を示す図である。
【図１７】８０℃におけるフェライトコアの周波数と透磁率の関係を示す図である。
【図１８】コイルを磁性体の中央部分に巻きつけた図である。
【図１９】中央部分にコイルを巻き付けた磁性体の磁界の形成状況を示す図である。
【図２０】本発明の第二実施形態に係る通信コネクタにおける制御基板を示す図である。
【図２１】配線パターンに流れる電流を示す図である。
【図２２】制御基板において形成される外部磁界とフェライトコアのインピーダンスとの関係を示す図である。
【図２３】配線パターンに電流が流れたときにフェライトコアの周囲に形成される磁界を上面から示す図である。
【図２４】配線パターンに電流が流れたときにフェライトコアの周囲に形成される磁界を側面から示す図である。
【図２５】通信コネクタの組み立てにおける第一工程を示す図である。
【図２６】通信コネクタの組み立てにおける第二工程を示す図である。
【図２７】通信コネクタの組み立てにおける第三工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る通信コネクタ３０を示す概略構成図である。通信コネクタ３０は、磁性体１、磁界形成部材２、接続端子３，４及び制御部５を備える。
【００１４】
磁性体１は、高周波におけるノイズ成分を除去できる性質を有する。例えば、透磁率が高いことによって、信号電流などにおいて発生する磁界による磁束を収束させ、熱エネルギーなどとして消費するものであればよい。これにより、電流エネルギーの一部が磁界から電波として放出されることによって発生するノイズを除去することが可能となる。
【００１５】
また、磁性体１は、図１に示すように２つの貫通孔７が形成されており、貫通孔７に接続端子３，４が挿入されることによって、接続端子３，４に取り付けられて用いられる。これにより、接続端子における信号電流の高周波成分を除去することができる。
【００１６】
磁性体１としては、透磁率が高い特性を示すフェライトコアを用いることが好ましい。フェライトコアは、その透磁率によって、信号電流等において発生する磁界による磁束を収束させ、熱エネルギーとして消費することによりノイズを除去することができる。フェライトコアは、例えば、信号として使われている周波数に応じて、ニッケル・亜鉛系や、マンガン・亜鉛系などのフェライトコアを用いることができる。
【００１７】
磁界形成部材２は、電流により磁界を形成することができる性質を有する部材である。磁界形成部材２は、例えば、磁性体１の温度が上昇することによって磁性体１の透磁率が低下し、信号電流等において発生する磁界による磁束を全て収束させることができない場合に、電流により磁界を形成することによって、信号電流等による磁界の磁束を打ち消し、ノイズを低減する。
【００１８】
また、磁界形成部材２は、例えば、磁性体１の温度が上昇することによって磁性体１のインピーダンスが変化し、高周波抑制効果が低下する場合に、磁界を形成することによって、磁性体１に磁界を印加し、インピーダンスの制御を行うことによってノイズを低減する。
【００１９】
制御部５は、磁性体１の温度に応じて、磁界形成部材２に流す電流を変化させる機能を有しており、例えば単独の素子であるサーミスタであってもよく、センサと制御回路の組み合わせであってもよい。制御部５により調整された電流が磁界形成部材２を流れることによって、接続端子３，４の周囲にフェライトコアの特性低下を補正できる磁界が形成される。
【００２０】
磁界形成部材２としては、コイルが好ましい。コイルは電流による磁界の形成が制御しやすく、制御部５による電流の変化に対応することができる。
【００２１】
図２は、磁性体１として用いられるフェライトコアの温度とインピーダンスの関係を示す図である。まず、フェライトコアは、温度が低いときには透磁率（μ）が高く、温度が高くなると透磁率が低くなるという特性を有している。この透磁率とインピーダンスは下記式（１）の関係にある。
Ｚ＝ｋ・μ０・μ”・ω＋ｊｋ・μ０・μ’・ω  ・・・（１）
（Ｚ：インピーダンス、μ０：真空の透磁率（＝４・１０−７）、ω：２πｆ（ｆ：周波数）、ｋ：フェライト形状による係数、ｊ：虚数単位）
【００２２】
フェライトコアにおける透磁率の特性及び上記式（１）から、図２に示すフェライトコアの温度とインピーダンスの関係が導かれる。図２のように、フェライトコアの温度が約５０〜６０℃を超えるとフェライトコアのインピーダンスは低下する。フェライトコアは、図２に示すように、温度に対するインピーダンスの差が大きいことから、このバラツキを考慮して設計する必要があるため、通信コネクタの設計自由度が小さくなる。
【００２３】
図３は、フェライトコアの正規化インピーダンスと磁束密度の関係を示す。図３に示すように、フェライトコアに外部から平行磁界を加え、磁束密度が高くなると、インピーダンスは下がる傾向を示す。
【００２４】
図４のサーミスタの正規化抵抗値と周囲温度の関係を示す図である。図４のとおり、周囲温度が高くなるとサーミスタは抵抗値が低くなる特性を有する。サーミスタのこの特性を用い、サーミスタ５とコイル２を直列に接続した例を図５に示す。
【００２５】
図５のとおり、サーミスタ５とコイル２を直列に接続して電源６により電圧を印加すると、図６に示す電流と温度の関係のように、温度が高くなるに従って電流値が高くなる。つまり、サーミスタを制御部５として用いることにより、周囲温度が高くなるに従って、制御電流を大きくすることができ、磁性体１の温度上昇に伴う特性低下を補正する磁界を形成することが可能となる。
【００２６】
図７及び図８は、磁界形成部材であるコイル２を磁性体１の周囲に巻き付けた場合に形成される磁界を示す図である。図７に示すように、磁性体１は接続端子３に取り付けられている。この接続端子３に信号電流９が矢印方向に流れると、信号電流による磁界１０が接続端子３の両側に発生する。
【００２７】
上記磁界１０に対し、図８に示すように、磁性体１の側面周囲に巻かれたコイル２に制御電流１１が矢印方向に流れると、接続端子３，４の周囲に磁界１２が形成される。この磁界１２が信号電流９に沿って形成される磁界１０の磁束を打ち消し、ノイズ成分を低減する。このときのコイル２から発生する外部磁界と磁性体１（フェライト）のインピーダンスは図９のとおり、コイル２から発生する外部磁界が大きくなるにしたがって、インピーダンスは低くなる傾向を示す。
【００２８】
図１０は、磁界形成部材であるコイル２を磁性体１に巻き付けた場合の正規化インピーダンス（補正係数）と温度との関係を示す図であり、図３及び図６から導き出したものである。図１０のとおり、温度が高くなるにしたがって、インピーダンスは低くなるが、コイル２が磁性体１に巻かれ、温度上昇に伴い磁界を形成することによって、フェライトコアの特性低下を補正できるため、５０℃近辺以降ではインピーダンスの変化が抑制されている。
【００２９】
また、図１１は第一実施形態に係る磁性体１（フェライトコア）に磁界形成部材２（コイル）を取り付けたものと、従来例（フェライトコアのみ）の、温度とインピーダンスの関係を比較して示す図である。図１１は、図２に示す温度とインピーダンスの関係と、図１０に示す正規化インピーダンス（補正係数）と温度との関係の積から得られるものであり、第一実施形態に係るコイルが取り付けられたフェライトコア（ａ）は、フェライトコアのみの従来例（ｂ）よりも温度によるインピーダンスの変動が小さくなる。このように、コイル２が取り付けられた磁性体１は温度に対するインピーダンスの差が小さいことから、バラツキを考慮して設計する必要がなくなり、通信コネクタの設計自由度が大きくなる。
【００３０】
図１２及び図１３は、基本波形及びフェライトコアの有無による波形を示す図である。図１２は、フェライトコアの効果が最も効かない例であり、このような場合はフェライトコアの特性が最大であっても高周波抑制効果は小さくなる。図１３は、フェライトコアの効果が最も効く例であり、このような場合にフェライトコアの特性が最大になると通信波形がなまってしまう。また、温度変化による高周波成分の除去効果の低下分を考慮して設計すると通常時（及び温度により強める時）は、波形がなまってしまい通信できない場合がある。
【００３１】
図１４は、本発明の第一実施形態に係る磁性体（フェライトコア）に磁界形成部材（コイル）を取り付けた場合の温度による波形差異を示す図である。図１４に示すように、フェライトコアがない場合と比較して高周波を抑制することができるとともに、−３０〜８５℃の温度においても波形の差異が小さく、温度ばらつきによる特性変化が小さいことを示している。
【００３２】
図１５〜１７は、フェライトコアの温度による周波数と透磁率の関係を示す図である。図１５は−３０℃、図１６は２５℃、図１７は８０℃におけるフェライトコアの周波数と透磁率の関係を示し、図１７に示すように、温度が８０℃と高温になると高周波領域での透磁率が低下する傾向を示す。このため、磁性体１にコイル２を取り付け、制御部で電流を変化させることによって、磁性体１（例えば、フェライトコア）の特性低下の補正を行う。
【００３３】
図１８は、コイル２を磁性体１の中央部分に巻きつけた図である。図１８に示すように、磁性体１の胴回りである中央部分に数回コイル２を巻き付けることによって、図８のような磁性体１の側面周囲にコイル２を巻くのとは異なる取り付け方法によっても、磁性体１に磁界形成部材２を取り付けることができる。
【００３４】
図１９は、中央部分にコイル２を巻き付けた磁性体１の磁界の形成状況を示す図である。図１９に示すように、コイル２を磁性体１の胴回りである中央部分に巻き付けた場合には、信号電流による磁界１０に対し、制御電流１２による磁界１１は複雑に形成され、図８のように磁性体１の側面周囲にコイル２を巻き付けた場合とは異なった磁界の形成を示す。このように、磁性体１に対する磁界形成部材（コイル）２の取り付け方により、磁界の形成を調整することが可能となる。
【００３５】
以上述べたように、本発明の第一実施形態に係る通信コネクタは、磁性体１、磁界形成部材２、接続端子３，４、制御部５を備えることによって、温度が変化した場合に制御部５が電流を変化させることによって、磁界形成部材２が磁界を形成し、信号電流等による磁界の磁束を打ち消す。また、磁性体１に磁界を印加し、インピーダンスの制御を行う。これにより、温度変化に対する磁性体１の高周波成分除去効果の低下を抑制することが可能となる。
【００３６】
（第２実施形態）
以下に、本発明の第二実施形態に係る通信コネクタについて説明する。本発明の第二実施形態に係る通信コネクタは、磁性体１、磁界形成部材２及び制御部５を備える点においては、上記の第一実施形態に係る通信コネクタと同様であるが、磁性体１がプリント基板２０上に備えられ、磁界形成部材であるコイルがプリント基板２０上の配線パターン２３により形成されている点で相違する。
【００３７】
図２０は、本発明の第二実施形態に係る通信コネクタにおける制御基板２４を示す図である。図２０に示すように、制御基板２４は、プリント基板２０上に電源端子２１，２２が取り付けられており、また、後工程で設置される複数の磁性体１を囲む形状で配線パターン２３がプリント基板２０上に形成されている。また、制御部５もプリント基板２０上に形成されている。
【００３８】
上記のように、第二実施形態に係る通信コネクタにおいては、配線パターン２３によりコイルを形成するため、磁性体１に磁界形成部材２を取り付ける必要がなくなる。また、コイルをはんだや溶接でプリント基板２０や接続端子３，４に取り付ける必要がなくなる。さらに一つのプリント基板２０に複数の磁性体１やコイルを形成でき、制御部５としてのサーミスタ等の電子部品や電源端子２１、２２も実装することが可能となる。
【００３９】
図２１は、配線パターン２３に流れる制御電流を示す図である。プリント基板２０上の配線パターン２３は、例えば図２１に示すように、上部側と下部側で対向するように配線され、磁性体が設置される部分には磁性体の形状を沿うように配線されている。この配線パターン２３において制御電流が矢印方向に流れ、磁界が形成される。
【００４０】
図２２は、制御基板２４において形成される外部磁界と磁性体であるフェライトコアのインピーダンスとの関係を示す。図２２のように、制御基板２４において形成される外部磁界が大きくなるにしたがって、磁性体であるフェライトコアのインピーダンスは低下する。
【００４１】
図２３及び２４は、配線パターンに電流が流れたときにフェライトコアの周囲に形成される磁界を上面及び側面から示す図である。図２３及び２４に示すように、信号電流によって形成される磁界１０に対し、配線パターン２３を流れる制御電流によって磁性体１の周囲には磁界１１が形成される。
【００４２】
図２５は、通信コネクタ３０の組み立てにおける第一工程を示す図である。図２５に示すように、第一工程においては、磁性体１と、配線パターン２３、制御部５及び電源端子２１，２２を搭載したプリント基板２０と、接続端子３，４を準備する。
【００４３】
図２６は、通信コネクタ３０の組み立てにおける第二工程を示す図である。図２６に示すように、第二工程においては、プリント基板２０上の所定の位置（例えば、プリント基板２０上の貫通孔と磁性体１の貫通孔が一致する位置）に磁性体１を取り付け、さらに接続端子３，４をプリント基板２０上の貫通孔及び磁性体１の貫通孔に挿入させることによって、磁性体１と、配線パターン２３、制御部５及び電源端子２１，２２を搭載したプリント基板２０と、接続端子３，４を組み合わせて一体化することができる。
【００４４】
図２７は、通信コネクタ３０の組み立てにおける第三工程を示す図である。図２７に示すように、第三工程においては、第二工程で組み合わされた磁性体１、プリント基板２０及び接続端子３，４を、ハウジング２５内に取り付けることによって、通信コネクタ３０とすることができる。
【００４５】
以上述べたように、本発明の第二実施形態に係る通信コネクタにおいては、磁性体１と、配線パターン２３、制御部５及び電源端子２１，２２を搭載したプリント基板２０と、接続端子３，４を備えることによって、温度変化に対する磁性体１の高周波成分除去効果の低下を抑制することが可能となる。
【００４６】
なお、以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。例えば、図１においては磁性体１の側面周囲に磁界形成部材２であるコイルを巻き付けており、図１８においては磁性体１の中央部分に磁界形成部材２であるコイルを巻き付けているが、磁界形成部材２の磁性体１への取り付け方は磁性体１の特性を補正でき、磁性体１の機能を阻害しない範囲であればどのような取り付け方であってもよい。
【００４７】
制御部５は、磁性体１の温度に基づいて、磁界形成２に流す電流を変化させるが、磁性体１自体の温度を直接検知してもよく、磁性体１の周辺温度を磁性体１の温度として検知してもよい。
【００４８】
また、制御部５は、例えば磁性体１の温度が低く、磁性体１が充分に高周波成分を除去している場合には、磁界形成部材２（例えばコイル）に電流を流さなくてもよい。
【００４９】
また、図２６に示す通信コネクタ３０の組み立てにおける第二工程においては、プリント基板２０上の貫通孔に接続端子３，４を挿入させてから、磁性体１をプリント基板２０上に取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・磁性体（フェライトコア）、２・・・磁界形成部材（コイル）、３，４・・・接続端子、５・・・制御部（サーミスタ）、６・・・電源、７・・・貫通孔、９・・・信号電流、１０・・・信号電流による磁界、１１・・・制御電流、１２・・・制御電流による磁界、２０・・・プリント基板、２１，２２・・・電源端子、２３・・・配線パターン、２４・・・制御基板、２５・・・ハウジング、３０・・・通信コネクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図１４】
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