JP2012252929A - ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】芯線とコネクタの端子との接続部分にかかる負荷を低減できるケーブルを提供する。
【解決手段】ケーブル本体２０はアウターチューブ２１よりも伸縮性の小さい補助線２３，２４を含んでいる。コネクタ１０Ａ，１０Ｂは、アウターチューブ２１の伸長方向への当該アウターチューブ２１の端部の移動を抑えるように、補助線２３，２４の端部をアウターチューブ２１の端部に固定している。
【選択図】図３

Description

本発明は電子機器間の電気的接続に利用されるケーブルに関する。

従来、２つの電子機器を電気的に接続するケーブルが利用されている。例えば、下記特許文献１に開示される携帯型電子機器はＵＳＢ端子を備えており、ＵＳＢケーブルを通して別の電子機器と接続される。

この種のケーブルは、複数の芯線と芯線を覆うアウターチューブと備えるケーブル本体と、ケーブル本体の端部に設けられるコネクタとを備えている。コネクタは金属製のケースを備え、そのケースの内側にケーブル本体の端部が挿入されている。芯線の端部はアウターチューブの端部からさらに伸びており、ケースに収容される端子に半田付けされている。

米国特許出願公開２００７／０２０２９５６号明細書

アウターチューブは可撓性及び伸縮性を有する樹脂によって形成されている。そのため、アウターチューブは、ケーブル本体が曲げられたり、その長さ方向に引っ張られた時に、伸長する場合がある。ところが、銅などの導体からなる芯線は伸びないため、アウターチューブが伸長したときに、芯線と端子との接続部分に負荷がかかる。

本発明は、芯線と端子との接続部分にかかる負荷を低減できるケーブルを提供することを目的とする。

本発明に係るケーブルは、ケーブル本体と前記ケーブル本体の両端部に設けられたコネクタと、を備える。前記ケーブル本体は、長さ方向での伸縮性を有するアウターチューブと、前記アウターチューブの内側に通される芯線であって、その両端部が前記コネクタが備える端子にそれぞれ接続された芯線と、前記アウターチューブの内側に通される、前記アウターチューブよりも伸縮性の小さい補助線と、を含む。前記コネクタは、前記アウターチューブの伸長方向への当該アウターチューブの両端部の移動を抑えるように、前記補助線の前記両端部を前記アウターチューブの前記両端部にそれぞれ固定している。

本発明によれば、ケーブル本体が曲げられたり、その長さ方向に引っ張られた時においても、アウターチューブの伸長を抑えることができるので、芯線の端部と端子との接続部分にかかる負荷を低減できる。

本発明の実施形態に係るケーブルの平面図である。 上記ケーブルのコネクタが備えるシールドケースの斜視図である。 上記コネクタの水平断面図である。 上記ケーブルが備えるブッシングの側面図である。 上記ブッシングの断面図である。 上記ケーブルが曲げられたときのブッシングの様子を示す側面図である。 上記コネクタが備えるシールドケースの変形例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係るケーブル１の平面図である。図２はケーブル１の端部に設けられるコネクタ１０Ａが備えるシールドケース１１Ａの斜視図である。図３はコネクタ１０Ａの水平断面図である。

ケーブル１は、例えばＵＳＢケーブルやＨＤＭＩケーブル、ＤＶＩケーブル、セントロニクスケーブルなど、２つの電子機器を電気的に接続するケーブルである。図１に示すように、ケーブル１はケーブル本体２０と、その両端部に設けられたコネクタ１０Ａ，１０Ｂとを備えている。コネクタ１０Ａ，１０Ｂは、ケーブル１の使用時に、電子機器に設けられたリセプタクルコネクタに差し込まれるプラグコネクタである。この例のコネクタ１０Ａ，１０Ｂは異なるサイズを有しているが、これらは同一のコネクタでもよい。コネクタ１０Ａ，１０Ｂは、後において説明するように、当該コネクタ１０Ａ，１０Ｂが備える端子１２とケーブル本体２０の芯線２２との接続部分にかかる負荷を低減する機能を有している。この機能のための構造など以下に説明する構造に関してコネクタ１０Ａ，１０Ｂは互いに共通している。

図２及び図３に示すように、コネクタ１０Ａは金属製のシールドケース１１Ａを有している。シールドケース１１Ａには複数の端子１２が収容されている。端子１２は、コネクタ１０Ａがリセプタクルコネクタに差し込まれた時に当該リセプタクルコネクタの端子と接触する。この例では、シールドケース１１Ａには板状のベース１３が収容されており、端子１２はベース１３上に実装されている。図１に示すように、コネクタ１０Ｂも金属製のシールドケース１１Ｂを有している。シールドケース１１Ｂにも複数の端子１２やベース１３が収容されている。

図１に示すように、コネクタ１０Ａ，１０Ｂはシールドケース１１Ａ，１１Ｂの後部（ケーブル１の中心側の部分）の外面を覆う樹脂ケース１４Ａを有している。樹脂ケース１４Ａ，１４Ｂの内側に後述する保持部１１ａやケーブル本体２０の端部が配置されている。図３に示す例では、樹脂ケース１４Ａの内側にはスペースが形成されており、このスペースに保持部１１ａやケーブル本体２０の端部が配置されている。なお、樹脂ケース１４Ａの内側にはこのようなスペースは形成されなくてもよい。すなわち、樹脂ケース１４Ａの内側は、当該ケース１４Ａを形成する樹脂で埋められていてもよい。

ケーブル本体２０は、樹脂ケース１４Ａ，１４Ｂの後部に形成された開口１４ａから当該ケース１４Ａ，１４Ｂの内側に向かって伸びている（図３参照）。また、コネクタ１０Ａ，１０Ｂはブッシング３０を有している。ブッシング３０はケース１４Ａ，１４Ｂから後方に、すなわちケーブル１の中心に向かって伸びている。なお、図３の例では、ブッシング３０と樹脂ケース１４Ａは別体であるが、これらは一体的に成形されてもよい。

ケーブル本体２０は、図３に示すように、アウターチューブ２１を備えている。アウターチューブ２１は長さ方向での伸縮性を有する材料で形成されている。アウターチューブ２１は、例えばフッ素樹脂や、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンなどの樹脂や、エラストマーによって形成され、可撓性と、その長さ方向での伸縮性とを有している。

また、ケーブル本体２０は、アウターチューブ２１の内側に通される、導体からなる複数の芯線２２を有している。図３では３つの芯線２２が示されているが、芯線２２の数はケーブル１の規格に応じて適宜変更されてよい。芯線２２は、銅などの導体からなる導体線２２ａと、導体線２２ａを被覆する絶縁チューブ２２ｂとを有している。芯線２２は、その両端部に、アウターチューブ２１の端部からさらに伸びる芯線端部２２ｃを有している。芯線端部２２ｃは、図３に示されるように、シールドケース１１Ａ，１１Ｂの後面に形成された開口からシールドケース１１Ａ，１１Ｂ内に伸び、端子１２に接続されている。すなわち、導体線２２ａの端部は端子１２に半田付けされている。

ケーブル本体２０は、図３に示すように、アウターチューブ２１の内側に通される補助線を有している。この例のケーブル本体２０は２つの補助線２３，２４を有している。補助線２３，２４はアウターチューブ２１の内側で芯線２２に巻き付けられたり、ツイストされておらず、アウターチューブ２１の内側で当該アウターチューブ２１に沿って真っ直ぐに伸びている。すなわち、アウターチューブ２１が直線的に配置された時には、補助線２３，２４はアウターチューブ２１の内側で直線的に伸びる。また、補助線２３，２４はアウターチューブ２１よりも伸縮性の小さい材料で形成されている。コネクタ１０Ａ，１０Ｂは、アウターチューブ２１の伸長方向への当該アウターチューブ２１の両端部の移動を抑えるように、補助線２３，２４の両端部をアウターチューブ２１の両端部２１ｂにそれぞれ固定している。

この例では、補助線２３，２４の両端部のそれぞれは、図３に示すように、アウターチューブ２１の伸長方向への当該アウターチューブ２１の端部２１ｂの移動を抑えるように、アウターチューブ２１の端部２１ｂに引っ掛かっている。具体的には、補助線２３，２４は、その両端部に、アウターチューブ２１からさらに突出し、アウターチューブ２１の外面に向けて折り返された折り返し部２３ａ，２４ａを有している。折り返し部２３ａ，２４ａの基部に位置する屈曲部分２３ｂ，２４ｂはアウターチューブ２１の端面２１ａに引っ掛かっている。コネクタ１０Ａ，１０Ｂは折り返し部２３ａ，２４ａとアウターチューブ２１とを挟持する保持部１１ａを有している（図２参照）。この保持部１１ａにより、補助線２３，２４の端部、すなわち折り返し部２３ａ，２４ａがアウターチューブ２１の両端部２１ｂに固定され、それらに引っ掛かりが維持される。

このような構造のケーブル１によれば、アウターチューブ２１の伸長は補助線２３，２４によって抑えられる。その結果、ケーブル本体２０が曲げられたり、長さ方向に引っ張られた時においても、芯線２２と端子１２との接続部分、すなわち導体線２２ａの端部と端子１２の半田付け部に負荷が掛ることを抑えることができる。つまり、端子１２が実装されたベース１３は、シールドケース１１Ａ，１１Ｂと樹脂ケース１４Ａ，１４Ｂとブッシング３０とを介してアウターチューブ２１の外面に繋がっている。そのため、補助線２３，２４を備えない構造において、アウターチューブ２１が伸長すると、端子１２の位置が導体線２２ａの端部に対してずれ、その結果、導体線２２ａの端部と端子１２との接続部分に負荷が掛る。補助線２３，２４を備えるケーブル１によれば、そのような負荷の発生を抑えることができる。

補助線２３，２４は互いに異なる材料で形成されており、異なる温度特性、電気的性質、及び曲げ強度を有している。そのため、ケーブル１が使用される環境に依存することなく、アウターチューブ２１の伸長を確実に抑えることができる。この例では、補助線２４は金属（例えば銅）の線である。補助線２３は樹脂の糸であり、補助線２３の外面は金属の線よりも柔らかい。そのため、補助線２３の折り返し部２３ａが保持部１１ａに対して滑ることを防ぐことができる。特にこの例では補助線２３はナイロンやケブラー（登録商標））などの糸であり、高い引っ張り強度を有している。そのため、補助線２３が途中で切れることを防ぐことができる。なお、補助線２３は木綿でもよい。

ケーブル本体２０はアウターチューブ２１の内側に複数のシールド線２５を有している。シールド線２５はアウターチューブ２１の内側では編み組みされ、芯線２２及び補助線２３，２４を覆っている。図３に示すように、シールド線２５の端部はアウターチューブ２１から突出し、アウターチューブ２１の外面に向けて折り返されている。シールド線２５の端部は、補助線２３，２４とともに保持部１１ａによって挟持されている。なお、補助線２４はシールド線２５よりも太い導体線である。

上述したように、コネクタ１０Ａ，１０Ｂは金属製のシールドケース１１Ａ，１１Ｂを有している。保持部１１ａはシールドケース１１Ａ，１１Ｂと一体的に形成されている。図２及び図３を参照して説明すると、シールドケース１１Ａは、下方に開いた箱形状を有するアッパーケース１１ｃと、上方に開いた箱形状を有するロアケース１１ｄとを有し、これら２つのケース１１ｃ，１１ｄが上下方向に組み合わされて構成されている。ケース１１ｃ，１１ｄはプレス加工等により１枚の金属プレートから構成された部材である。保持部１１ａはロアケース１１ｄと一体的に形成されている。すなわち、保持部１１ａはケース１１ｄを形成するための加工においてケース１１ｄと一緒に形成される。なお、シールドケース１１Ｂにおいても、シールドケース１１Ａと同様に、保持部１１ａはシールドケース１１Ｂと一体的に形成されている。

保持部１１ａは略Ｕ字状に形成されている。すなわち、保持部１１ａは、図２に示すように、底部が互いに連結された一対のプレート部１１ｅ，１１ｆを含んでいる。ケーブル本体２０の端部はプレート部１１ｅ，１１ｆの間に配置されている。そして、プレート部１１ｅ，１１ｆはアウターチューブ２１の外面に密着するように、内側に曲げられている。すなわち、プレート部１１ｅ，１１ｆは、かしめられている。なお、図２においては、内側に曲げられる前のプレート部１１ｅ，１１ｆが示されている。２つのプレート部１１ｅ，１１ｆの底部はロアケース１１ｄの後縁１１ｇに接続されている。

図３に示すように、プレート部１１ｅの端部とプレート部１１ｆの端部は、ケーブル本体２０の延伸方向において重なるように、形成されている。この例では、プレート部１１ｅは、その端部に、凹状のクロス部１１ｈを有し、プレート部１１ｆは、その端部に、凸状のクロス部１１ｉを有している。図３に示すように、プレート部１１ｅ，１１ｆが内側に折り曲げられた状態では、クロス部１１ｉがクロス部１１ｈの内側に嵌る。一方、補助線２３，２４の折り返し部２３ａ，２４ａは概ねケーブル本体２０の延伸方向に伸びるよう配置される。そのため、折り返し部２３ａ，２４ａの全体がプレート部１１ｅとプレート部１１ｆとの隙間に位置することを防ぐことができる。

上述したように、補助線２４は導体線である。補助線２４の折り返し部２４ａとシールド線２５の端部は保持部１１ａとアウターチューブ２１の外面との間に挟まれている。これにより、補助線２４とシールド線２５とがシールドケース１１Ａ，１１Ｂに電気的に接続する。この構造によれば、補助線２４をグランド線としても利用できる。

上述したように、ケーブル１はブッシング３０を備えている。図４はブッシング３０の側面図である。図５はブッシング３０の断面図であり、同図（ａ）は図４に示すａ−ａ線での断面図であり、同図（ｂ）は図４に示すｂ−ｂ線での断面図である。図６はケーブル本体２０をコネクタ１０Ａ，１０Ｂに対して曲げたときのブッシング３０の様子を示す側面図である。

ブッシング３０は上述したようにコネクタ１０Ａ，１０Ｂの樹脂ケース１４Ａ，１４Ｂから後方に伸び、その内側にケーブル本体２０が通されている。ブッシング３０は可撓性及び伸縮性を有する樹脂（例えばゴム）で形成され、ケーブル本体２０がコネクタ１０Ａ，１０Ｂに対して曲げられたときに、ケーブル本体２０のコネクタ１０Ａ，１０Ｂへの接続部分に過大な負荷が掛るのを抑える。

図４に示すように、ブッシング３０はケーブル本体２０の延伸方向に並ぶ複数の環部３１を有している。また、ブッシング３０は隣接する２つの環部３１の間に形成される複数の中間部３２−１〜３２−７を有している。中間部３２−１〜３２−７と環部３１は交互に形成され、これらは全体として後方に向かって徐々に細くなっている。ケーブル本体２０の長さ方向における中間部３２−１〜３２−７の幅Ｌは概ね均等となっている。

図５に示すように、各中間部３２−１〜３２−７はケーブル本体２０の周方向に間隔を空けて並ぶ複数の凸部３２ａを有している。この例では、各中間部３２−１〜３２−７は４つの凸部３２ａを有している。周方向に隣接する２つの凸部３２ａの間には凹部が形成されている。図６に示すように、ケーブル本体２０がコネクタ１０Ａ，１０Ｂに対して曲げられたときには、外側に位置する凸部３２ａが曲げ方向に伸び、内側に位置する凸部３２ａが曲げ方向において縮み、その結果、ブッシング３０は弧状となる。曲げ角度によっては、隣接する２つの環部３１の内側部分が互いに当る。

この例のブッシング３０では、ケーブル本体２０が曲げられたときに伸びる凸部３２ａの伸び量が複数の中間部３２−１〜３２−７において均等となるように、各中間部３２−１〜３２−７が形成されている。具体的には、ケーブル本体２０の半径方向における凸部３２ａの高さＨ（図５参照）と、ケーブル本体２０の周方向における凸部３２ａの幅Ｗ（図４参照）とが、凸部３２ａの伸び量が複数の中間部３２−１〜３２−７において均等となるように、設定されている。また、この例では、コネクタ１０Ａ，１０Ｂに近い複数（この例では２つ）の中間部３２−１，３２−２には、環状の底部３２ｂが設けられている。中間部３２−１，３２−２においては、凸部３２ａは底部３２ｂから半径方向に突出している。ケーブル本体２０の半径方向における底部３２ｂの厚さも、凸部３２ａの伸び量が複数の中間部３２−１〜３２−７において均等となるように、設定されている。このようなブッシング３０によれば、ケーブル本体２０を曲げたときに、ブッシング３０が緩やかな円弧を描くようになる。なお、その他の中間部３２−３〜３２−７には、そのような底部３２ｂは設けられておらず、周方向において隣接する２つの凸部３２ａの間からはアウターチューブ２１の外面が露出している。

以上説明したように、ケーブル本体２０はアウターチューブ２１よりも伸縮性の小さい補助線２３，２４を含んでいる。コネクタ１０Ａ，１０Ｂはアウターチューブ２１の伸長方向への当該アウターチューブ２１の端部２１ｂの移動を抑えるように補助線２３，２４の端部をアウターチューブ２１の端部２１ｂに固定している。このようなケーブル１によれば、ケーブル本体２０が曲げられたり、その長さ方向に引っ張られた時においても、アウターチューブ２１の伸長を抑えることができ、芯線２２の端部と端子１２との接続部分にかかる負荷を低減できる。

補助線２３，２４の折り返し部２３ａ，２４ａはアウターチューブ２１の両端部から突出し、アウターチューブ２１の外面に向けて折り返されており、保持部１１ａはアウターチューブ２１と補助線２３，２４の折り返し部２３ａ，２４ａとを挟持している。この構造によれば、補助線２３，２４の端部とアウターチューブ２１の端部との引っ掛かりの解消を、より確実に規制できる。

また、コネクタ１０Ａ，１０Ｂは端子１２を収容するシールドケース１１Ａ，１１Ｂを有し、保持部１１ａはシールドケース１１Ａ，１１Ｂと一体的に形成されている。この構造によれば、コネクタ１０Ａ，１０Ｂの部品数を低減できる。

また、補助線２３は樹脂によって形成されている。これによれば、補助線２３の折り返し部２３ａが保持部１１ａに対して滑ることを抑えることができる。

また、ケーブル本体２０は互いに異なる材料で形成された補助線２３と補助線２４とを含んでいる。この構造によれば、ケーブル１が使用される環境に依存することなく、アウターチューブ２１の伸長を確実に抑えることができる。

補助線２３は樹脂によって形成され、補助線２４は金属によって形成されている。このため、補助線２３と補助線２４の温度特性や電気的性質を異ならせることが容易となる。

また、コネクタ１０Ａ，１０Ｂは端子１２を収容する、金属製のシールドケース１１Ａ，１１Ｂを有している。シールドケース１１Ａ，１１Ｂの保持部１１ａは、導体からなる補助線２４とアウターチューブ２１とを挟持している。電気的に接続している。この構造によれば、補助線２４をグランド線として機能させることができる。

なお、本発明は以上説明したケーブル１に限られず、種々の変更が可能である。

例えば、以上の説明では、ケーブル１は２つの補助線２３，２４を有していた。しかしながら、ケーブル１にはいずれか一方の補助線のみが設けられてもよい。また、ケーブル１にはさらに多くの補助線が設けられてもよい。

また、保持部１１ａの形状は以上説明したものに限られない。例えば、ケーブル１の保持部は、図７に示す形状を有してもよい。すなわち、同図に示すシールドケース１１１が備える保持部１１１ａは略Ｕ字形状を有し、底部が繋がった一対のプレート部１１１ｅ，１１１ｆを有している。プレート部１１１ｅ，１１１ｆは、それらの端部に、クロス部１１１ｈ，１１１ｉを有している。クロス部１１１ｈ，１１１ｉは略三角形であり、それらの幅が先端に向かって徐々に小さくなるように形成されている。特に、この例では、クロス部１１１ｈ，１１１ｉはプレート部１１１ｅ，１１１ｆが内側に曲げられたときにそれらの境がケーブル本体２０の延伸方向に対して斜めになるように形成されている。そのため、プレート部１１１ｅ，１１１ｆが内側に曲げられたときに、クロス部１１１ｈ，１１１ｉはケーブル本体２０の延伸方向に対して重なる。その結果、補助線２３，２４の折り返し部２３ａ，２４ａの全体がクロス部１１１ｈ，１１１ｉの境に位置することを、防ぐことができる。

また、図７に示すシールドケース１１１のアッパーケース１１１ｃは補助プレート部１１１ｊを有している。補助プレート部１１１ｊはアッパーケース１１１ｃの後縁から後方に伸びるよう形成されている。プレート部１１１ｅ，１１１ｆは、それらの内側に補助プレート部１１１ｊが位置するように、内側に折り曲げられる。そして、上述した補助線２３，２４の折り返し部２３ａ，２４ａは、補助プレート部１１１ｊとアウターチューブ２１の外面との間に挟まれる。このような構造によれば、折り返し部２３ａ，２４ａとアウターチューブ２１とを挟持するために力が、プレート部１１１ｅ，１１１ｆからだけでなく、補助プレート部１１１ｊからも付与されるので、折り返し部２３ａ，２４ａの保持強度を増すことができる。また、その結果、アッパーケース１１１ｃとロアケース１１１ｄと上述した補助線２４との電気的接続の強度を増すことができる。

１ ケーブル、１０Ａ，１０Ｂ コネクタ、１１Ａ，１１Ｂ シールドケース、１１ａ 保持部、１１ｅ，１１ｆ プレート部、１２ 端子、１４Ａ，１４Ｂ 樹脂ケース、２０ ケーブル本体、２１ アウターチューブ、２１ｂ 端部、２２ 芯線、２２ａ 導体線、２３，２４ 補助線、１１１ シールドケース、１１１ａ 保持部、１１１ｅ，１１１ｆ プレート部。

Claims (7)

1. ケーブル本体と前記ケーブル本体の両端部に設けられたコネクタと、を備えるケーブルにおいて、
   前記ケーブル本体は、
   長さ方向での伸縮性を有するアウターチューブと、
   前記アウターチューブの内側に通される芯線であって、その両端部が前記コネクタが備える端子にそれぞれ接続された芯線と、
   前記アウターチューブの内側に通される、前記アウターチューブよりも伸縮性の小さい補助線と、を含み、
   前記コネクタは、前記アウターチューブの伸長方向への当該アウターチューブの両端部の移動を抑えるように、前記補助線の前記両端部を前記アウターチューブの両端部にそれぞれ固定している、
   ことを特徴とするケーブル。
2. 請求項１に記載のケーブルにおいて、
   前記補助線の前記両端部は前記アウターチューブの前記両端部から突出し、前記アウターチューブの外面に向けて折り返されており、
   前記コネクタのそれぞれは、前記アウターチューブと前記補助線の前記端部とを挟持する保持部を有している、
   ことを特徴とするケーブル。
3. 請求項２に記載のケーブルにおいて、
   前記コネクタは前記端子を収容するケースを有し、
   前記保持部は前記ケースと一体的に形成されている、
   ことを特徴とするケーブル。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のケーブルにおいて、
   前記補助線は樹脂によって形成されている、
   ことを特徴とするケーブル。
5. 請求項１に記載のケーブルにおいて、
   それぞれ前記補助線として機能し、互いに異なる材料で形成された第１の補助線と第２の補助線とを含む、
   ことを特徴とするケーブル。
6. 請求項５に記載のケーブルにおいて、
   前記第１の補助線は樹脂によって形成され、
   前記第２の補助線は金属によって形成されている、
   ことを特徴とするケーブル。
7. 請求項１に記載のケーブルにおいて、
   前記コネクタのそれぞれは前記端子を収容する、金属製のケースを有し、
   前記補助線は導体によって形成され、
   前記ケースは、前記アウターチューブと前記補助線の端部とを挟持する保持部を有している、
   ことを特徴とするケーブル。

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