JP2008235052A - グランドバーおよびそれを用いた極細同軸ケーブルアッセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】曲げに対する強度に優れ、低背化コネクタにも対応可能なグランドバーおよびそれを用いた極細同軸ケーブルアッセンブリの提供。
【解決手段】表面がめっきされたステンレス板をグランドバー１６とする。ステンレス板の厚みは０．０３〜０．０５ｍｍが好ましい。このようなグランドバー１６は、外被１４の除去により外部導体１３が露出された極細同軸ケーブル１５が複数本並列され、露出された外部導体１３の上下に互いに対向してグランドバー１６，１６が配置され、外部導体１３がグランドバー１６に半田付けにより固定されてなる極細同軸ケーブルアッセンブリ１０に用いることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、小型化に対応した極細同軸ケーブルアッセンブリの端末処理等に適用可能なグランドバーおよびそれを用いた極細同軸ケーブルアッセンブリに関する。

近年、携帯電話に代表される電子機器の小型化・軽量化、多機能化は急速に進展しており、技術傾向として、配線材や端末コネクタの小型化は必要不可欠となってきている。

従来、この種の配線材や端末コネクタに用いられている極細同軸ケーブルアッセンブリの一例を図１に示す。極細同軸ケーブル５は、例えば複数本の導体素線が撚られてなる中心導体１の外周に、樹脂等からなる絶縁層２が設けられ、この絶縁層２の外周に、複数本の導体素線の編組や螺旋巻き等により構成された外部導体（シールド線）３が設けられ、さらに外部導体３の外周が樹脂等からなる外被（シース）４で被覆されたものである。極細同軸ケーブルアッセンブリは、外被４の除去により露出したシールド線３の端末処理として、平角錫鍍金軟銅線や平角リン青銅錫鍍金線で上下から挟み、半田付けで固定している。この平角導体をグランドバー（ＧＮＤバー）６と呼ぶ。端末コネクタの小型化に伴い、グランドバーで固定した箇所の厚みも、低背化の傾向にある。例えば特許文献１（住友電気工業株式会社）には、錫メッキリン青銅のグランドバーを用いて厚さ０．５ｍｍとすることが記載されている。
特開平１０−１４４１４５号公報

従来、グランドバー半田付け加工後の厚みは０．５ｍｍ程度であったが、端末コネクタの低背化・小型化に伴い、厚み０．３８ｍｍに対応する必要が出てきた。しかし、従来一般的に使用されてきた板厚０．１ｍｍのグランドバーを用いてグランドバー半田付け部の厚みを０．３８ｍｍにしようとすると、図２に示すようにグランドバー６の位置（二点鎖線で示す。）がケーブルと重なってしまう。すなわちケーブルのつぶれが生じることになる。これでは絶縁層２が破壊されて中心導体１と外部導体３の短絡が発生する。

従来の延長として、低背化コネクタに対応するため、図３に示すように、同じ材料で厚さを薄くしたグランドバー７を用いることが考えられる。しかし、コネクタの幅方向に対する強度が劣化する。また、グランドバー７が曲がりやすいため、加工時に不良が発生しやすくなるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、曲げに対する強度に優れ、低背化コネクタにも対応可能なグランドバーおよびそれを用いた極細同軸ケーブルアッセンブリを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、表面がめっきされたステンレス板からなることを特徴とするグランドバーを提供する。
本発明のグランドバーにおいては、前記ステンレス板の板厚が０．０３〜０．０５ｍｍであることが好ましい。
また、本発明は、外被の除去により外部導体が露出された極細同軸ケーブルが複数本並列され、前記露出された外部導体の上下に互いに対向してグランドバーが配置され、前記外部導体が前記グランドバーに半田付けにより固定されてなる極細同軸ケーブルアッセンブリであって、前記グランドバーが、上述のグランドバーからなることを特徴とする極細同軸ケーブルアッセンブリを提供する。

本発明のグランドバーによれば、ステンレス板を用いることにより、コネクタの強度を上げることができ、従来と同等の電気特性を保持することができる。また、低背化コネクタに対応することが可能となる。

鍍金処理を施すことにより、半田付けが可能となる。また、半田付け時に加圧式の半田付け装置を使用した場合、厚いグランドバーを用いながら無理にグランドバー半田付け部の厚みを小さくしようとすると、ケーブルがつぶれて絶縁層にダメージを与え、耐電圧が下がってしまう。本発明においては、薄型のグランドバーを採用することにより、薄型のコネクタでも耐電圧特性を維持することができる。

以下、最良の形態に基づき、本発明を説明する。
本発明のグランドバーは、表面がめっきされたステンレス板からなる。硬度の高いステンレス板を用いることにより、コネクタの強度を上げることができ、従来と同等の電気特性を保持することができる。ステンレスとしては、ＳＵＳ３０１等のステンレス鋼が挙げられる。

ステンレス板の表面には、半田付けを可能とするため、鍍金処理が施される。鍍金処理としては、例えば下地ニッケル鍍金処理後、錫鍍金等を行う処理が挙げられる。

ステンレス板の板厚としては、低背化コネクタに対応可能とするため、従来のグランドバーの厚さ（０．１ｍｍ程度）より薄くする。好ましい例としては０．０３〜０．０５ｍｍが挙げられる。本発明においてステンレス板の板厚が０．１ｍｍ以上であると、低背化コネクタに対応できないため、好ましくない。

次に、本発明のグランドバーを用いた本形態例の極細同軸ケーブルアッセンブリについて説明する。図４および図５に、本発明の極細同軸ケーブルアッセンブリの一例を示す。

これらの極細同軸ケーブルアッセンブリ１０，１０Ａは、外被１４の除去により外部導体１３が露出された極細同軸ケーブル１５が複数本並列され、露出された外部導体１３の上下に互いに対向してグランドバー１６，１６Ａが配置され、前記露出された外部導体１３がグランドバー１６，１６Ａに半田付けにより固定されてなり、グランドバー１６，１６Ａが、表面がめっきされたステンレス板からなるものである。グランドバー１６，１６Ａのステンレス板の板厚は０．０３〜０．０５ｍｍであることが好ましい。

ここで、極細同軸ケーブル１５は、従来の極細同軸ケーブルアッセンブリ等に使われるものと同様の構造を有するものであり、例えば複数本の導体素線が撚られてなる中心導体１１の外周に、樹脂等からなる絶縁層１２が設けられ、この絶縁層１２の外周に、複数本の導体素線の編組や螺旋巻き等により構成された外部導体（シールド線）１３が設けられ、さらに外部導体１３の外周が樹脂等からなる外被（シース）１４で被覆されたものである。

本発明の極細同軸ケーブルアッセンブリ１０，１０Ａにおいて、低背化コネクタに対応するため、グランドバー半田付け部の厚みを０．５ｍｍ以下、例えば０．３８ｍｍ程度とすることが好ましい。そのためには、外部導体１３の外径は、０．３ｍｍ以下とすることが望ましい。例えばシールド外径が０．２２５ｍｍの極細同軸ケーブル１５が挙げられる。

図４、図５に図示する極細同軸ケーブルアッセンブリ１０，１０Ａにおいては、極細同軸ケーブル１５の中心導体１１は７本の導体素線が撚られてなり、外部導体（シールド線）３は２０〜３０本の導体素線により構成されている。これらの導体素線としては、例えば錫メッキ銅合金線を用いることができるが、本発明において、導体素線の材質や本数は、特に限定されるものではない。また、１組の極細同軸ケーブルアッセンブリ１０，１０Ａにおいて極細同軸ケーブル１５の本数についても、図４、図５には７本の例を挙げているが、本発明において特に限定されるものではない。

以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。

（１）グランドバーの材質および厚み
ステンレス（厚さ０．０５ｍｍ）：ＳＵＳ３０１−ＥＨ、厚み０．０５ｍｍ×幅０．５ｍｍ、硬度（ヴィッカース硬度）４９０ Ｈｖ。
ステンレス（厚さ０．０３ｍｍ）：ＳＵＳ３０１−Ｈ、厚み０．０３ｍｍ×幅０．５ｍｍ、硬度（ヴィッカース硬度）４９０ Ｈｖ。

（２）グランドバー材料の引張強度
ステンレス板（厚み０．０５ｍｍおよび０．０３ｍｍ）とリン青銅板（厚み０．１ｍｍおよび０．０５ｍｍ）の引張強度を測定した。その結果を図６に示す。このグラフから分かるように、厚み０．０５ｍｍのステンレスは、厚み０．１ｍｍのリン青銅と同程度の引張強度を用いている。また、厚み０．０３ｍｍのステンレスは、厚み０．０５ｍｍのリン青銅と同程度の引張強度を用いている。

（３）グランドの導体抵抗
極細同軸ケーブルアッセンブリのグランドバーとしてステンレス板を用いることでグランドの抵抗に変化があるか調査するため、図７に示すように、中心導体が太さＡＷＧ（アメリカン・ワイヤ・ゲージ）＃４２の素線７本からなり、シールド外径が０．２２５ｍｍの極細同軸ケーブル２１を３０本並列させ、両端部の外被を除去して露出した外部導体２２にグランドバー２３を半田付けすることで極細同軸ケーブルアッセンブリのサンプル２４を作製した。一端側のグランドバー２３と他端側のグランドバー２３との距離を１００ｍｍとし、その間の極細同軸ケーブル部分の外部導体２２における導体抵抗（シールド導体抵抗）を測定した。

ここでは、グランドバー２３として厚み０．０５ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０１−ＥＨ）を使用したもの、厚み０．０３ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０１−ＥＨ）を使用したもの、厚み０．１ｍｍのリン青銅板を使用したものをそれぞれ５個作製した。ステンレス板をグランドバーとして用いるときは、半田付け可能となるように、下地ニッケル鍍金処理後、錫鍍金処理を施したものを用いた。

それぞれの材質および厚みのグランドバーを用いて作製した極細同軸ケーブルアッセンブリのシールド導体抵抗の測定結果を図８に示す。図８に示すように、シールド導体抵抗はいずれのサンプルについても０．０１５Ω程度であり、大きな差は認められなかった。

（４）グランドバー半田付け部の厚みと耐圧特性
グランドバー半田付け部は、加圧式半田接続機等にて半田付けされており、加圧の際に絶縁層が破壊されると、中心導体と外部導体との間に短絡が発生する可能性がある。そこで、材質および厚みの異なるグランドバーを用いて極細同軸ケーブルアッセンブリを作製し、中心導体と外部導体との間の耐圧特性を評価した。

図９に示すように、中心導体が太さＡＷＧ（アメリカン・ワイヤ・ゲージ）＃４２の素線７本からなり、シールド外径が０．２２５ｍｍの極細同軸ケーブル３１を３０本並列させ、両端部の外被を除去して露出した外部導体３２にグランドバー３３を半田付けし、さらにその先端側の絶縁層を除去して露出した中心導体３４にグランドバー３５を半田付けすることで極細同軸ケーブルアッセンブリのサンプル３６を作製した。外部導体３２に接続したグランドバー３３と中心導体３４に接続したグランドバー３５との間の耐圧を測定した。また、グランドバー半田付け部の厚みを、図９に示すように、左端部、中央部、右端部について測定した。

ここでは、グランドバー３３，３５として厚み０．０５ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０１−ＥＨ）を使用したもの、厚み０．０３ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０１−ＥＨ）を使用したもの、厚み０．１ｍｍのリン青銅板を使用したものをそれぞれ１０個作製した。ステンレス板をグランドバーとして用いるときは、半田付け可能となるように、下地ニッケル鍍金処理後、錫鍍金処理を施したものを用いた。

それぞれの材質および厚みのグランドバーを用いて作製した極細同軸ケーブルアッセンブリのグランドバー半田付け部の厚みを、左端部、中央部、右端部について測定した。また各１０個のサンプルのうち３個ずつについて耐圧を測定した。これらの測定結果を図１０に示す。結果として、厚さ０．０５ｍｍのステンレスを用いたサンプル（グランドバー半田付け部の厚み０．３８ｍｍ）の耐圧は、従来のリン青銅（厚さ０．１ｍｍ）を用いたサンプル（グランドバー半田付け部の厚み０．５ｍｍ）の耐圧に比べて低くなるが、耐圧３００Ｖを保持しており、一般に求められる耐圧特性１００Ｖ以上を有していることが分かった。また、厚さ０．０３ｍｍのステンレスを用いたサンプル（グランドバー半田付け部の厚み０．３８ｍｍ）では耐圧が５００Ｖ以上であった。

（５）幅方向への強度
極細同軸ケーブルアッセンブリの幅方向への強度を確認するため、図１１に示すように、極細同軸ケーブル４５の端部の外被４４を除去して露出した外部導体４３にグランドバー４６を半田付けすることで極細同軸ケーブルアッセンブリのサンプル４０を作製し、そのグランドバー半田付け部の片側を一対のクランプ治具４７でクランプした状態にて、その反対側を矢印で示すように同図の上向きに曲げたときのピーク強度を測定した。その結果を図１２に示す。

従来のリン青銅（厚さ０．１ｍｍ）を用いたサンプル（グランドバー半田付け部の厚み０．５ｍｍ）で１．５Ｎ程度の強度を保持しているが、厚さ０．０５ｍｍのステンレスを用いたサンプル（グランドバー半田付け部の厚み０．３８ｍｍ）で１．０Ｎ程度、厚さ０．０３ｍｍのステンレスを用いたサンプル（グランドバー半田付け部の厚み０．３８ｍｍ）でも０．８Ｎ程度の強度を有しており、低背化された薄型コネクタの強度を向上させる効果があることを確認することができた。

本発明は、例えば携帯電話に代表される各種電子機器の配線材や端末コネクタに用いられる極細同軸ケーブルアッセンブリに利用することができる。

従来の極細同軸ケーブルアッセンブリのグランドバー半田付け部を示す図面であり、（ａ）はケーブルの長手方向に沿う断面図、（ｂ）はケーブルの長手方向に垂直な面内を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の極細同軸ケーブルアッセンブリにおいて、グランドバー半田付け部の厚みを小さくするときのグランドバーの位置を二点鎖線にて示す図面である。 （ａ），（ｂ）は、グランドバー半田付け部の厚みを小さくするため、グランドバーの厚みを小さくした極細同軸ケーブルアッセンブリの一例を示す図面である。 本発明の極細同軸ケーブルアッセンブリのグランドバー半田付け部の一例を示す図面であり、（ａ）はケーブルの長手方向に沿う断面図、（ｂ）はケーブルの長手方向に垂直な面内を示す断面図である。 本発明の極細同軸ケーブルアッセンブリのグランドバー半田付け部の他の例を示す図面であり、（ａ）はケーブルの長手方向に沿う断面図、（ｂ）はケーブルの長手方向に垂直な面内を示す断面図である。 グランドバー材料の引張強度の測定結果の一例を示すグラフである。 グランドの導体抵抗を測定する方法の一例を示す説明図である。 シールド導体抵抗の測定結果の一例を示すグラフである。 耐圧の測定方法の一例ならびに左端部、中央部および右端部の位置を示す説明図である。 耐圧およびグランドバー半田付け部の厚みの測定結果の一例を示すグラフである。 幅方向への強度を測定する方法の一例を示す説明図である。 幅方向への強度の測定結果の一例を示すグラフである。

符号の説明

１０，１０Ａ…極細同軸ケーブルアッセンブリ、１１…中心導体、１２…絶縁層、１３…外部導体（シールド線）、１４…外被（シース）、１５…極細同軸ケーブル、１６，１６Ａ…グランドバー。

Claims (3)

1. 表面がめっきされたステンレス板からなることを特徴とするグランドバー。
2. 前記ステンレス板の板厚が０．０３〜０．０５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のグランドバー。
3. 外被の除去により外部導体が露出された極細同軸ケーブルが複数本並列され、前記露出された外部導体の上下に互いに対向してグランドバーが配置され、前記外部導体が前記グランドバーに半田付けにより固定されてなる極細同軸ケーブルアッセンブリであって、
   前記グランドバーが、請求項１または２に記載のグランドバーからなることを特徴とする極細同軸ケーブルアッセンブリ。

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