JP2011082042A

JP2011082042A - 同軸ケーブルハーネス

Info

Publication number: JP2011082042A
Application number: JP2009234063A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Senba; 弘之仙波
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-04-21

Abstract

【課題】端末部の幅を狭くすると共に、長さも短くした同軸ケーブルハーネスを提供する。
【解決手段】複数本の細径の同軸ケーブル１２を束ねたケーブルの少なくとも一方の端部に、端末基板２０が接続された同軸ケーブルハーネスで、複数本の同軸ケーブル１２は、複数の同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄに分けられ、群ごとで同軸ケーブルの外部導体１５をグランドバー１７で接続一体化してフラット状にされる。各同軸ケーブル群のグランドバー１７は、端末基板のグランド導体部１８に順次積層して接続固定され、同軸ケーブル群のグランドバー１７から中心導体１３の先端までの長さは、基板上方に積層される同軸ケーブル群となるにしたがって順に長くされ、端末基板に設けられた前記の同軸ケーブル群ごとに対応する接点導体群１１ａ〜１１ｄに接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数本の極細同軸ケーブルを束ね、端部に回路基板等の端末基板を接続した同軸ケーブルハーネスに関する。

医療用機器や各種の小型情報機器の配線に、極細の同軸ケーブルを複数本束ねたケ−ブルが用いられている。このケーブルは、制御機器等と電気接続するための端末基板等が予め接続された端末部を有するケーブルハーネスとされる。端末部の形成には回路基板が用いられ、細幅の回路基板の幅方向に接点パッドを並べると共に、長さ方向にも多段に配列し、また、フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）を用いて、折り重ねることにより高密度の配列の端子列を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２８７５４１号公報

図４は、上述した特許文献１に開示の技術をもとに、医療用カテーテルを模擬した同軸ケーブルハーネスの一例を示す図である。図４（Ａ）に示すように、同軸ケーブルハーネス１は、複数本の同軸ケーブル２を複数の同軸ケーブル群１ａ〜１ｄに分け、同軸ケーブル群ごとに一列に並べてフラット状にされる。同軸ケーブル２は、中心導体３、絶縁体４、外部導体５、外被６の順で同軸状に形成されていて、各同軸ケーブル群１ａ〜１ｄの端部先端までの長さを、群ごとに異ならせている。

各同軸ケーブル群１ａ〜１ｄの端部は、中心導体３、絶縁体４、外部導体５がそれぞれ所定長さで露出され、外部導体５にはグランドバー７を片面または両面に半田付して、各群の同軸ケーブルをフラット状に一体化している。図４（Ｂ）は、ケーブル端末部を形成する端末基板１０を示し、例えば、フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）で細長に形成され、中央に切り込み１０ａを入れて折りたためる形状となっている。端末基板１０は、長手方向に各ケーブル群のグランドバー７が半田付けされる接地パッド８ａ〜８ｄ、各ケーブル群の中心導体３が接続される接点パッド群９ａ〜９ｂが形成され、配線回路導体（図示省略）に接続されている。

図４（Ｃ）は、ケーブル端末構造を示し、同軸ケーブル群の端部までの長さが短い順に、グランドバー７と中心導体３が端末基板と接続される。先ず、端部までの距離が１番短いケーブル群１ａのグランドバー７が接地パッド８ａに、その中央導体３が接点パッド群９ａに接続される。次いで、ケーブル群１ａの上から覆い被さるようにして２番目に短いケーブル群１ｂのグランドバー７と中央導体３が接続され、以下、同様にケーブル群１ｃ、１ｄが順に接続される。

上述のケーブル端末構造は、グランドバー７が接続される接地パッド８ａ〜８ｄと中央導体３が接続される接点パッド群９ａ〜９ｂとが、対になって端末基板１０の長手方向に沿って形成されるため、端末基板の長さが長くなってしまう。このため、上記のケーブル端末構造では、長さ方向に端末基板を短くすることは難しかった。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、端末部の幅を狭くすると共に、長さも短くした同軸ケーブルハーネスの提供を目的とする。

本発明による同軸ケーブルハーネスは、複数本の細径の同軸ケーブルを束ねたケーブルの少なくとも一方の端部に、端末基板が接続された同軸ケーブルハーネスで、複数本の同軸ケーブルは、複数の同軸ケーブル群に分けられ、群ごとで同軸ケーブルの外部導体をグランドバーで接続一体化してフラット状にされる。各同軸ケーブル群のグランドバーは、端末基板のグランド導体部に順次積層して接続固定され、同軸ケーブル群のグランドバーから中心導体の先端までの長さは、基板上方に積層される同軸ケーブル群となるにしたがって順に長くされ、端末基板に設けられた前記の同軸ケーブル群ごとに対応する接点導体群に接続されている。

前記の接点導体群は、端末基板の長手方向に段階的に間隔をあけて形成され、各接点導体群の接点パッドは所定のピッチで幅方向に一列に並ぶように設けられ、隣接する接点導体群間で前記接点パッドが幅方向にずれるように形成される。また、同軸ケーブル群は、端末基板の両面に積層された形状とすることができる。

上記の本発明によれば、各同軸ケーブル群のグランドバーは、端末基板上の接地導体部に積層して接続され、端末基板の長手方向には接点導体群のみが配列されているので、端末基板の幅は従来と同じ狭い幅で形成することができ、医療用カテーテル等の細いパイプ内に挿入できると共に、端末基板の長手方向の長さを短くすることができる。

本発明で用いる同軸ケーブル束の一例を示す図である。本発明の同軸ケーブルハーネスの実施形態を説明する図である。本発明の同軸ケーブルハーネスの他の実施形態を説明する図である。従来技術を説明する図である。

図１により本発明の同軸ケーブルハーネスに用いる同軸ケーブル束の一例を説明する。図１（Ａ）は同時ケーブル群の概略を示し、図１（Ｂ）は同軸ケーブルを示し、図１（Ｃ）はケーブル群をグランドバーで一体化する例を示した図である。図中、１１は同軸ケーブル束、１１ａ〜１１ｄは同軸ケーブル群、１２は同軸ケーブル、１３は中心導体、１４は絶縁体、１５は外部導体、１６は外被、１７はグランドバーを示す。

図１（Ａ）に示すように、本発明における同軸ケーブル群は、複数本の極細の同軸ケーブル１２を束ねた同軸ケーブル束１１を小分けして、所定の本数からなる同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄとしたものである。同軸ケーブル１２は、図１（Ｂ）に示すように、内側から中心導体１３、絶縁体１４、外部導体１５、外被１６の順で同軸状に配して構成され。なお、中心導体１３にＡＷＧ４６（外径０.０４８ｍｍ）を用いると、外被１６の外径（同軸ケーブル外径）は、０.２２ｍｍ程度となる。各同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄの端部先端までの長さは、図４の例で説明したのと同様に、同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄごとに長さが異ならせてある。なお、使用する同軸ケーブルは、ＡＷＧ４４，４２等でもよく、また、絶縁体に空気層が含まれる低静電容量のものでもよい。

各同軸ケーブル１２は、その端末部を形成するに際して、外部導体１５を接地接続するために外被１６を除去して露出され、また、中心導体１３は端末基板の接点導体に接続するために絶縁体１４を除去して露出される。中心導体１３と外部導体１５とは、電気的に短絡しないように絶縁体１４の表面が所定の長さ以上で露出するように、外部導体１５が絶縁体１４上から除去される。本発明においては、図１（Ａ）に示すように、各同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄで、外部導体１５の露出位置とその露出長さを同じにしている。また、中心導体１３も接続に要する露出長さは各同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄで同じであるため、絶縁体１４の露出長さが、各同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄで異なる形態となる。

同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄの外部導体１５は、図１（Ｃ）に示すように、グランドバー１７で接続され、これにより複数本の同軸ケーブル１２がフラット状に一体化される。グランドバー１７は、複数の外部導体１５を上下から挟むように配してもよいが、上下のいずれか１つを配する形態であってもよい。グランドバー１７と外部導体１５との接続は、グランドバー１７に予め設けたリフロー半田１７ａを加熱溶融して行われる。また、この他、半田に代えて導電接着剤を用いて接続してもよい。

図２は、本発明による同軸ケーブルハーネスの一例を説明する図で、図２（Ａ）は端末部の概略を示し、図２（Ｂ）は端末基板を示し、図２（Ｃ）は同軸ケーブル群を示す図である。図中、１８はグランド導体部、１９ａ〜１９ｄは接点導体群、２０は端末基板を示し、その他の符号は図１で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。

図２（Ａ）に示すように、端末基板２０に図１（Ａ）で説明した同軸ケーブル束１１の端部を接続することにより、同軸ケーブルハーネスとされる。端末基板２０には、後部（図の左側）から先端部（図の右側）に向かって順に、１つのグランド導体部１８と複数の接点導体群１９ａ〜１９ｄが形成されている。各同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄのグランドバー１７は、グランド導体部１８に積層する形態で接続される。

グランドバー１７は、図１（Ｃ）で示したように、外部導体１５を上下２本のグランドバーで挟んだ状態で積層してもよいが、上方に積層される同軸ケーブル群のグランドバー１７は、片方（例えば、上方のグランドバー）のみとして積層するようにしてもよい。これにより、グランド導体部１８の部分に積層されるグランドバー１７の全体の高さを低減させることができる。同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄの中心導体１３は、後部側から順にそれぞれ対応する位置の接点導体群１９ａ〜１９ｄに半田または溶接により接続される。

端末基板２０は、図２（Ｂ）に示すように、横幅の狭い（例えば、同軸ケーブル束の直径以下の幅）回路基板で形成される。端末基板２０の一方の端部（後部側）には、グランドバー１７が半田または導電接着剤により接続されるグランド導体部１８が設けられ、他方の端部（先端部側）に向けて、所定の間隔Ｌで接点導体群１９ａ〜１９ｄが設けられる。各接点導体群１９ａ〜１９ｄは、同軸ケーブルの中心導体１３が接続される導電パッドが、所定のピッチで幅方向に一列に並ぶように設けられる。

端末基板２０の前後で隣接する接点導体群は、その導電パッドのピッチがずれるように設けることが好ましい。この隣接する接点導体群の導電ピッチをずらすことにより、積層して配列される上層に同軸ケーブルが、下層に配列される同軸ケーブル間の凹み部分に落ち込んで俵積み状態となり、同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄの積層高さを低減することができる。例えば、導電パッドが０.３ｍｍピッチで並んでいる場合、０.１ｍｍピッチだけずれるようにする。なお、ずれが半ピッチであると、積層される同軸ケーブルが安定するので好ましい。

同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄは、図２（Ｃ）に示すように、グランドバー１７が接続固定される位置から先端までの長さＤが異なっている。各同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄの先端までの長さの差は、図２（Ｂ）の接点導体群１９ａ〜１９ｄの間隔Ｌに等しい長さ分Ｌとなる。グランドバー１７の接続位置は、上述したように各同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄで同じとしているので、中心導体１３の露出長さが各同軸ケーブルで一定とすれば、絶縁体１４の露出している長さが各同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄで異なり、上下配列の同軸ケーブル群間の電気的短絡を防止している。

上述したように、複数の同軸ケーブル群１１ａ〜１１ｄのグランドバー１７を端末基板２０の所定位置に１つだけ設けたグランド導体部１８に、積層して接続することにより、端末基板２０の長手方向で同軸ケーブル群ごとにグランド導体部を設ける必要がなくなる。このため、端末基板２０には、先端部側に向けて接点導体群１９ａ〜１９ｄを設けるだけになるので、図４の構成と比べて長手方向の長さを短くすることが可能となる。
なお、同軸ケーブル群の数が多く、グランドバーの積層高さが大きくなる場合は、複数の同軸ケーブル群をいくつかのグループに分ける。そして、端末基板に設けるグランド導体部をグループの数に応じて複数設け、積層するグランドバーの数を分散し、その積層高さがあまり高くならないようにすることができる。

図３は、端末基板の両面に複数の同軸ケーブル群を積層するようにした例を説明する図で、図３（Ａ）は端末基板にリジット基板を用いた例を示し、図３（Ｂ）はフレキシブル基板（ＦＰＣ）を２つ折りした例を示し、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）のＺ−Ｚ断面を示す図である。なお、端末基板の両面に同軸ケーブル群を積層することにより、グランドバーの積層部を円形状に近づけることができ、端末部の外形をコンパクトにすることができる。

図３（Ａ）に示すように、リジット基板２０ａの両面に、図２（Ｂ）に示したのと同様なグランド導体部１８および接点導体群１９ａ〜１９ｄを形成する。そして、図１（Ａ）で説明したような２組の同軸ケーブル束１１の端部をリジット基板２０ａの両面に接続する。この接続形態は、図２（Ａ）で説明したように、グランド導体部１８に複数の同軸ケーブル群のグランドバー１７を積層して接続し、接点導体群１９ａ〜１９ｄに同軸ケーブルの各中心導体１３を接続して同軸ケーブルハーネスとされる。

図３（Ｂ）に示すＦＰＣからなる端末基板２０ｂは、図４（Ｂ）で説明したのと同様な２つ折可能な形状で、その一方の面に図２（Ｂ）に示したのと同様なグランド導体部１８および接点導体群１９ａ〜１９ｄを２組並べて形成する。そして、図１（Ａ）で説明したような２組の同軸ケーブル束１１の端部を端末基板２０ｂに並べて接続する。この接続形態は、図２（Ａ）で説明したように、グランド導体部１８に複数の同軸ケーブル群のグランドバー１７を積層して接続し、接点導体群１９ａ〜１９ｄに同軸ケーブルの各中心導体１３を接続する。この後、図３（Ｃ）に示すように、端末基板２０ｂの背面を互いに折り重ねることにより、図３（Ａ）と同様な同軸ケーブルハーネスとされる。

上述した同軸ケーブルハーネスを、例えば、医療用カテーテルに適用する場合、中心導体にＡＷＧ４６（導体径０.０４８ｍｍ）で、ケーブル外径（０.２２ｍｍ）の同軸ケーブルを４６心用い、円形状に束ねて形成される。この場合のケーブルハーネスの外径は、２.２ｍｍφ程度で、端末基板の幅は、このハーネス外径以下の２.１ｍｍ程度とされる。なお、図２における接点導体群の間隔Ｌは、１.２ｍｍとすると、図４の従来構造では接点導体群の間にグランド導体を設ける必要があるため、上記の間隔Ｌは２.４ｍｍとなる。

１１…同軸ケーブル束、１１ａ〜１１ｄ…同軸ケーブル群、１２…同軸ケーブル、１３…中心導体、１４…絶縁体、１５…外部導体、１６…外被、１７…グランドバー、１７ａ…リフロー半田、１８…グランド導体部、１９ａ〜１９ｄ…接点導体群、２０，２０ａ，２０ｂ…端末基板。

Claims

複数本の細径の同軸ケーブルを束ねたケーブルの少なくとも一方の端部に、端末基板が接続された同軸ケーブルハーネスであって、
前記複数本の同軸ケーブルは、複数の同軸ケーブル群に分けられ、群ごとで前記同軸ケーブルの外部導体をグランドバーで接続一体化してフラット状にされ、前記各同軸ケーブル群の前記グランドバーは、前記端末基板のグランド導体部に順次積層して接続固定され、
前記同軸ケーブル群の前記グランドバーから中心導体の先端までの長さは、基板上方に積層される同軸ケーブル群となるにしたがって順に長くされ、前記端末基板に設けられた前記同軸ケーブル群ごとに対応する接点導体群に接続されていることを特徴とする同軸ケーブルハーネス。
前記接点導体群は、前記端末基板の長手方向に間隔をあけて形成され、前記各接点導体群の導電パッドは所定のピッチで幅方向に一列に並ぶように設けられ、隣接する接点導体群間で前記導電パッドが幅方向にずれていることを特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブルハーネス。
前記同軸ケーブル群は、前記端末基板の両面に積層されていることを特徴とする請求項１または２に記載の同軸ケーブルハーネス。