(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の相手側コネクタとそれぞれ嵌合するための複数のコネクタ嵌合部が形成されたコネクタハウジングと、
前記コネクタ嵌合部内に突出するように前記コネクタハウジングに配置され、かつ前記相手方コネクタが前記コネクタ嵌合部に嵌合された際に該相手方コネクタの相手方端子に接触して電気的に接続される複数対の端子と、
前記各端子によって貫通されるように前記コネクタハウジング内に配置されたインピーダンス特性が異なる複数のフェライトプレートと
を備え、
所望の周波数特性を持つローパスフィルタとして必要とされる所定のインピーダンス特性を満たすように前記複数のフェライトプレートのインピーダンス特性が加算された
ことを特徴とする多重通信用ジョイントコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の相手方コネクタと嵌合可能な多重通信用ジョイントコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などにおいては、ＣＡＮ（Control Area Network）通信によって複数の電装品を制御するため、多重通信用ジョイントコネクタを用いた接続が行われている。このような信号伝達用のコネクタには、ノイズの輻射やノイズの信号伝送に及ぼす悪影響を軽減するため、信号に重畳されるノイズを除去する機能が要求される。従来、ノイズ除去機能を有するコネクタとしては、フェライト磁心とチップコンデンサによって構成されるローパスフィルタ回路をコネクタに内蔵させたローパスフィルタ内蔵コネクタが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、コネクタハウジングと、金属板によって一体成形されたジョイント回路としての連鎖バスバーと、第１および第２の抵抗およびコンデンサを有する終端抵抗回路と、から構成された多重通信用ジョイントコネクタも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
図３に示す従来の多重通信用ジョイントコネクタ１０は、複数のコネクタ嵌合部２を有する合成樹脂製のコネクタハウジング１と、複数の貫通孔４が設けられて長方形板状に形成されたフェライトプレート３と、バスバー６とピン状の端子７とが金属板によって一体成形された接続部５と、を備える。ローパスフィルタとして機能するフェライトプレート３は、コネクタハウジング１と一体にインサート成形されており、このフェライトプレート３の貫通孔４に接続部５の端子７が挿通されてコネクタ嵌合部２に配置されている。この構成により、上下左右に隣り合う端子７の間にはフェライトプレート３の一部が位置することになる。
【０００５】
このように、コネクタハウジング１内に設置されたフェライトプレート３は端子７付近に発生する磁界、つまり上下方向に隣接する端子７間を伝播する高周波磁界を吸収して熱に変え、この端子間におけるインピーダンスの不整合を回避できる。従って、このインピーダンスの不整合に基づく高周波ノイズの発生を抑制または除去する。一方、低周波域の伝送信号は損失なく通過可能にする。このため、その端子接続部を通過する所定の（必要な）周波数帯域の伝送信号波形の歪を抑えることができる。
【０００６】
ところで、フェライトプレート３の材料であるフェライトコアによるノイズ損失、つまり前記磁界によりフェライトコア自体に発生する渦電流損（鉄損）の周波数特性は、このフェライトコアのインピーダンス特性（インピーダンス／周波数特性）により決まる。このフェライトコアのインピーダンスは、次式（１）により算出可能である。なお、式（１）において、Ｚはインピーダンス、Ｎはコイルの巻数（Ｎ＝１）、μ０は真空における透磁率（μ０＝４π・１０−７）、ωは２πｆ、ｆは周波数、Ｋは形状係数（形状により決定）、ｊは虚数単位である。
【０００７】
【数１】
0005539034.tif 000002
【０００８】
この式（１）によれば、このフェライトコアのインピーダンス（絶対値）は、式（１）から、フェライトコア（材料）の複素透磁率（μ”、μ’）およびフェライトコア形状による形状係数Ｋに依存する。ここで複素透磁率μ’は透磁率の実数項であり、μ”は透磁率の虚数項であって、いずれも周波数に依存し、実数項μ’はある周波数以上になると磁気共鳴によって低下し、一方、虚数項μ”が増加する傾向を示す。例えば、図４に示すように実数項μ’は１．０ＭＨｚ付近の周波数で大きく立ち下がり、虚数項μ”はこの１．０ＭＨｚ付近から徐々に立ち上がった後、２〜３ＭＨｚ以降で立ち下がる。また、高周波ノイズ（１０．０ＭＨｚ以上）を吸収するエネルギー量を大きくするには、磁気損失項の虚数部μを大きくする必要がある。このため、目的の周波数１０．０ＭＨｚ以上において高いインピーダンスを得るとともに、１０．０ＭＨｚ以下の伝送信号の通過帯域では十分に低いインピーダンスとする必要がある。図５は、図３に示すようなフェライトプレート３に要求されるインピーダンス特性を示す。このインピーダンス特性は、前述のようにフェライトコア（材料）の複素透磁率（μ”、μ’）およびフェライトコア形状による形状係数Ｋに依存する。図５において、実数部のインピーダンス（抵抗）Ｒおよび虚数部のインピーダンス（リアクタンス）Ｘは周波数に依存性し、１．０ＭＨｚ以上で実数部のインピーダンス成分が立ち上がり、１０．０ＭＨｚ以上の高周波域ではフェライトコアは抵抗のように働きノイズを熱に変換して吸収する。従って、必要とされる１０．０ＭＨｚ以上の高周波ノイズをカットし、１０．０ＭＨｚ以下の低周波域ではインピーダンスを十分に低くして伝送信号を通過可能にする。このように、フェライトコアを用いたローパスフィルタの設計に当たって、前記必要とされるインピーダンスの周波数が得られる形状設計が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−７８６５８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２３９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の多重通信用ジョイントコネクタ１０は、解決すべき以下の問題を有している。
即ち、必要とされる例えば１０．０ＭＨｚ以上の高周波ノイズをカットし、１０．０ＭＨｚ以下の伝送信号を通過させる特定のインピーダンス特性を持ったローパスフィルタ用のフェライトコアが汎用品として生産されていない場合、必要とされるインピーダンスＺに近い汎用品を選んで使用しなければならない。この結果、必要とされる低周波域の伝送信号の通過と不要な高周波ノイズの除去は不十分となる。なお、図６は、ローパスフィルタとして必要とされるインピーダンス特性（Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ）、汎用品１のフェライトコアのインピーダンス特性（Ｚ１＝Ｒ１＋ｊＸ１）、汎用品２のフェライトコアのインピーダンス特性（Ｚ２＝Ｒ２＋ｊＸ２）及び汎用品３のフェライトコアのインピーダンス特性（Ｚ３＝Ｒ３＋ｊＸ３）を示す図である。同図中、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＸ、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３はそれぞれインピーダンスＺ、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の実数項および虚数項を示す。
【００１１】
また、１０．０ＭＨｚ以上の高周波ノイズをカットし、１０．０ＭＨｚ以下の伝送信号を通過させるインピーダンス特性を持ったローパスフィルタ用のフェライトコアが専用品として製作することも考えられるが、この場合大幅なコストアップが避けられない。さらに、フェライト磁心とチップコンデンサによって構成されるローパスフィルタ回路を用いることも考えられるが、この場合も、コストアップが避けられない。
【００１２】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、必要とされるインピーダンス特性を汎用品のフェライトコアを用いて実現することができる多重通信用ジョイントコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明に係る多重通信用ジョイントコネクタは、下記（１）を特徴としている。
（１）  複数の相手側コネクタとそれぞれ嵌合するための複数のコネクタ嵌合部が形成されたコネクタハウジングと、
前記コネクタ嵌合部内に突出するように前記コネクタハウジングに配置され、かつ前記相手方コネクタが前記コネクタ嵌合部に嵌合された際に該相手方コネクタの相手方端子に接触して電気的に接続される複数対の端子と、
前記各端子によって貫通されるように前記コネクタハウジング内に配置されたインピーダンス特性が異なる複数のフェライトプレートと
を備え、
所望の周波数特性を持つローパスフィルタとして必要とされる所定のインピーダンス特性を満たすように前記複数のフェライトプレートのインピーダンス特性が加算された
こと。
【００１４】
上記（１）の構成の多重通信用ジョイントコネクタによれば、複数のフェライトプレートはそれぞれのインピーダンスについて異なった周波数特性を持つため、このインピーダンス特性の異なった複数枚のフェライトプレートを重ね合わせるなどして、これらに前記端子を同時に貫通させるようにコネクタハウジング内に配置することで、その端子間に必要となるインピーダンスを持つフェライトプレートの設置が可能になる。このため、フェライトプレートは、各コネクタ嵌合部内に配置される前記端子を信号が伝播した際に、前記端子の各対間に生じる高周波ノイズ（電磁波）を吸収し、各端子を流れる伝送信号へのノイズの重畳を回避し、各端子間のインピーダンスの不整合を回避する。また、インピーダンスの不整合に基づく高周波ノイズの発生を抑制または除去しながら、必要とされる低周波域の伝送信号の通過を許容するローパスフィルタ機能を果たす。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の多重通信用ジョイントコネクタによれば、必要とされるインピーダンス特性を汎用品のフェライトコアを用いて実現することができる。
【００１６】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る多重通信用ジョイントコネクタの分解斜視図である。
【図２】フェライトプレートのインピーダンス特性を示すインピーダンス特性図である。
【図３】従来の多重通信用ジョイントコネクタを示す分解斜視図である。
【図４】従来のフェライトプレートの複素透磁率を示す説明図である。
【図５】図４に示す複素透磁率を持つインピーダンスのインピーダンス特性図である。
【図６】ローパスフィルタとして必要とされるインピーダンス特性および汎用品のフェライトコアのインピーダンス特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態にかかる多重通信用ジョイントコネクタを、図１乃至図２を参照して説明する。
【００１９】
図１に示す本実施の形態にかかる多重通信用ジョイントコネクタ２０は、コネクタハウジング２１と、３枚のフェライトプレート２２〜２４と、２枚の接続部２５、２６とを備える。これらのうち、コネクタハウジング２１は合成樹脂の成形品からなり、上下方向に複数のコネクタ嵌合部２７を並置している。これらのコネクタ嵌合部２７は、相手側コネクタを嵌合するために、コネクタハウジング２１の一端側から他端側に通じる断面矩形状の横孔をなし、その他端側の一部がフェライトプレート２２〜２４および接続部２５、２６の収納部（図示しない）となっている。なお、これらのフェライトプレート２２〜２４はコネクタハウジング内に収納される。
【００２０】
また、前記収納部に収納されるフェライトプレート２２〜２４は全体としてサイズがそれぞれ略等しく、図１に示すように長方形状で、略等しい厚みを有する。これらのフェライトプレート２２〜２４はその厚み方向に貫通する複数の貫通孔Ｈを有する。これらの貫通孔Ｈは、それぞれのフェライトプレート２２〜２４において水平方向の２個を一組として垂直方向に複数組、ここでは８組ずつ設けられている。また、接続部２５、２６の端子２８、２９は各コネクタ嵌合部２７内に突出するようにコネクタハウジング２１に配置され、相手側コネクタがこのコネクタ嵌合部２７に嵌合されたときに、その相手側コネクタの相手側端子に接触して電気的に接続される。
【００２１】
より具体的には、これらの接続部２５、２６は、ピン状に形成された複数の端子２８、２９（図１では各列につき８本）と、この複数の端子２８、２９を一端において接続するバスバー３０、３１（図１では２本）とを有している。左右方向に隣り合う一対の端子２８、２９は、一つのコネクタ嵌合部２７内に配置される。各コネクタ嵌合部２７内に配置される一対の端子２８、２９には、多重通信を実現する伝送方式に則った信号が伝送される。
【００２２】
より具体的な事例を以ってフェライトプレート２２〜２４の機能を説明する。多重通信用ジョイントコネクタがＣＡＮに利用される場合であって、一対の端子２８、２９に差動信号が入力される伝送路では、一方の一対の端子２８、２９に接続されるＨ側信号ラインと他方の一対の端子２８、２９に接続されるＬ側信号ラインとの間の、インピーダンスのバランスを保つこと（Ｈ側信号ラインのインピーダンス特性≒Ｌ側信号ラインのインピーダンス特性）が必須である。このため、Ｈ側信号ラインとＬ側信号ラインの間に位置するフェライトプレート２２〜２４が、Ｈ側信号ラインとＬ側信号ラインの間の、インピーダンスのバランスを保つこともまた必須である。Ｈ側信号ラインとＬ側信号ラインとの間の、インピーダンスのバランスが保たれていない場合、Ｈ側信号ラインとＬ側信号ラインに誘導される同相モード（コモンモード）のノイズ成分が、差動成分として働き、その結果、このような差動成分がｂｉｔエラーの要因となってしまう。
【００２３】
なお、本発明においては、フェライトプレート２２〜２４がコネクタハウジング２１にインサート成形される構成に限定されるものではなく、フェライトプレート２２〜２４がコネクタハウジング２１内に配置される構成であればよい。接続部２５、２６の複数対の端子２８、２９は、フェライトプレート２２〜２４の貫通孔Ｈに挿通されてコネクタ嵌合部２７内に突出するようにそれぞれ配置されている。なお、フェライトプレート２２〜２４の形態は、上述のものに限るものではない。
【００２４】
また、本実施の形態では、最適のローパスフィルタとしての特性が、端子２８、２９が設けられる部位において得られるように、必要となるインピーダンス特性が算出される。一方、この必要とされるインピーダンス特性は、インピーダンス特性が異なる複数枚のフェライトプレート２２〜２４を組み合わせることによって実現される。
【００２５】
前述のように、計算上で必要となるインピーダンス特性が得られても、その必要となるインピーダンス特性を持つフェライトプレートを専用品として実際に開発、作成することは、困難を伴うほかコストアップが避けられない。一方、ＬＲ素子を用いたローパスフィルタ回路で代替してもよいが、前記同様に組み付けの作業性およびコストの点で不利であり、コネクタハウジングの大型化を招いてしまう。本実施の形態では、前述のようにインピーダンス特性が異なる汎用の複数枚のフェライトプレート２２〜２４を組み合わせることによって、必要とされるインピーダンス特性を容易に得ることができる。これにより所望の高周波ノイズカット用のローパスフィルタがコネクタハウジングに設置されることとなる。
【００２６】
インピーダンスが異なる汎用の３枚のフェライトプレート２２〜２４を用いて、３つのインピーダンス特性に基づき必要とされる１つのインピ−ダンス特性を得るための方法を説明する。これらのフェライトプレート２２〜２４のインピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３は、フェライトプレート２２〜２４ごとに形状係数および透磁率が異なるためにそれぞれ異なった値を持つ。そして形状係数（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）および複素透磁率（μ”１、μ”２、μ”３及びμ’１、μ’２、μ’３、）が異なることによって、式（２）〜（４）に示すようなインピーダンス特性を持つインピーダンスＺ１、Ｚ２、Ｚ３を組み合わせた（加算した）場合に、前記の必要とされるインピーダンスＺ（Ｚ＝Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３）が得られる。
【００２７】
【数２】
0005539034.tif 000003
【数３】
0005539034.tif 000004
【数４】
0005539034.tif 000005
【００２８】
図２は、このように汎用の３枚のフェライトプレート２２〜２４を組み合わせることによって、得られたインピーダンスＺの実数項Ｒａおよび虚数項Ｘａの周波数特性を示す。これらの実数項Ｒａおよび虚数項Ｘａの周波数特性は、必要とされるインピーダンスＺの実数項Ｒおよび虚数項Ｘに近似した特性とすることができる。この必要とされるインピーダンスＺに近いインピーダンスＺａの近似特性を得ることによって、例えば１０．０ＭＨｚを中心に低周波側の伝送信号の通過を促進し、一方、１０．０ＭＨｚを超える高周波信号や高周波ノイズのエネルギを鉄損に変換して除去することができる。これにより汎用品の１つのフェライトプレートでは得られない特定のインピーダンス特性を、汎用品の複数のフェライトプレートを組み合わせることで得ることができる。これにより所望の周波数特性を持つローパスフィルタを容易に作成し、高周波ノイズの除去を簡単かつローコストに実現できる。従って、このローパスフィルタを構成する複数フェライトプレート２２〜２４をコネクタハウジング２１に前述のように収納することで、前記各対の端子２８、２９での高周波ノイズの輻射や信号伝送に及ぼす悪影響を回避または軽減することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態の多重通信用ジョイントコネクタによれば、複数対の端子２８、２９および相手側コネクタとの電気的な接続部分に、必要となるインピーダンス特性を持つフェライトプレート２２〜２４を設置することで、フェライトプレート２２〜２４は各対の端子２８、２９どうしのインピーダンスの不整合により発生する高周波磁界を吸収し、各対の端子２８．２９どうし間におけるインピーダンスの不整合を回避できる。また、インピーダンスの不整合に基づく高周波ノイズの発生を抑制または除去しながら、低周波域の伝送信号の通過を許容するローパスフィルタ機能を果たすことができる。このようにインピーダンス特性が異なる複数のフェライトプレート２２〜２４を組み合わせて用いることにより、ローパスフィルタとして必要とされるインピーダンス特性を有する多重通信用ジョイントコネクタ２０を容易かつ安価に提供できることとなる。
【符号の説明】
【００３０】
１  コネクタハウジング
２  コネクタ嵌合部
３  フェライトプレート
４  貫通孔
５  接続部
６  バスバー
７  端子
１０  多重通信用ジョイントコネクタ
２０  多重通信用ジョイントコネクタ
２１  コネクタハウジング
２２〜２４  フェライトプレート
２５、２６  接続部
２７  コネクタ嵌合部
２８、２９  端子
３０、３１  バスバー
【図１】
0005539034.tif 000006
【図２】
0005539034.tif 000007
【図３】
0005539034.tif 000008
【図４】
0005539034.tif 000009
【図５】
0005539034.tif 000010
【図６】
0005539034.tif 000011