JP2013045616A - 多芯ケーブルアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】複数本の２芯ケーブルを基板に接続するに際し、手間がかかることなく、各ドレイン線を一括して共通グランドすることが可能な多芯ケーブルアセンブリを提供する。
【解決手段】各２芯ケーブル１０は、中心導体１１ａ，１１ｂを絶縁被覆した絶縁コア１２ａ，１２ｂと共に、絶縁コア１２ａ，１２ｂを少なくとも含むように覆うシールド部材と、シールド部材に接触するドレイン線１３と、全体を覆う外被１５とを有する。そして、本発明の多芯ケーブルアセンブリは、２芯ケーブル１０が端末部分で並列され、基板１上の信号導体接続領域１６ａ，１６ｂにそれぞれ中心導体１１ａ，１１ｂが電気的に接続されていると共に、基板１上の共通グランド領域１７にドレイン線１３が電気的に接続されており、共通グランド領域１７は、ドレイン線１３が２芯ケーブル１０の軸方向に沿って信号導体接続領域１６ａ，１６ｂを乗り越えて接続されるような位置に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数本の２芯ケーブルからなる多芯ケーブルを基板に接続した多芯ケーブルアセンブリに関する。

従来から、サーバコンピュータ間や医療器具間に使用する伝送ケーブルとして、大容量の信号を送信可能な集合ケーブルが提案されている。この集合ケーブルは、多数の信号線又は信号線対を内周側から外周側へ複数層状に配置して構成される。なお、信号線は、外周に絶縁被覆部材を被覆して構成されており、信号線対は、一対の信号線を平行に保持した２芯同軸ケーブル（ツイナックス）である。

２芯同軸ケーブルには、一対の信号線に縦添えされてその端部で接地接続されるドレイン線を有するものがある。そのような２芯同軸ケーブルを複数本、コネクタとしての基板に接続して多芯ケーブルアセンブリを構成する場合、各ドレイン線を電気的に導通させる必要がある。特許文献１に記載のように各ドレイン線を基板上で導通させないように構成することもできる。

図３は、特許文献１に記載の２芯同軸ケーブルの端部の様子を示す図である。図３（Ａ）は、２芯同軸ケーブルの端部に導電性部材としての金属パイプを被せた斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の２芯同軸ケーブルをコネクタに複数本並べて接続せしめた状態の平面図である。

図３（Ａ）で示す２芯同軸ケーブル５０は、ほぼ平行な導体からなる信号線５１ａ，５１ｂとドレイン線５３を備え、信号線５１ａ，５１ｂの外周には樹脂からなる被覆部材５２ａ，５２ｂで被覆されている。そして、信号線５１ａ，５１ｂとドレイン線５３を長手方向に外周をＡｌ−ＰＥＴテープからなるシールド部材５４で被っている。そして、２芯同軸ケーブル５０の端は、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、被覆部材５２ａ，５２ｂ及びシールド部材５４が例えばレーザやカッターなどで切り裂かれて信号線５１ａ，５１ｂ、ドレイン線５３の端部が露出すべく口出しが行われる。そして、信号線５１ａ，５１ｂ、ドレイン線５３の端部がそれぞれコネクタ５６の信号線接続用タブ５７ａ，５７ｂ、グランド用タブ５８に半田付けや溶接で接続されている。

さらに、２芯同軸ケーブル５０の端部、すなわち、被覆部材５２ａ，５２ｂ及びシールド部材５４の端部に導電性部材としての例えば材質が銅からなる金属パイプ５５を被せることで、シールド部材５４、ドレイン線５３と金属パイプ５５とを電気的に導通状態にしている。つまり、金属パイプ５５を利用して各２芯同軸ケーブル５０の共通グランドをとっている。金属パイプ５５は、軸方向へスライドさせてコネクタ５６の端面にほぼ密着させる。別の複数の２芯同軸ケーブル５０を並列に配置して、同様に接続させると共に金属パイプ５５をスライドさせてコネクタ５６の端面に密着させることで、全ての信号線対に関してシールド部材５４の端面を同じ位置に保つことで、シールド部材５４の層がない部分を減らし、耐クロストーク性の向上を図っている。

特開２００４−７１３８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、各ドレイン線を一括して共通グランドするために、導電性部材を個々の２芯ケーブルに取り付ける必要があり、接続に手間がかかる。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、複数本の２芯ケーブルを基板に接続するに際し、手間がかかることなく、各ドレイン線を一括して共通グランドすることが可能な多芯ケーブルアセンブリを提供することを、その目的とする。

本発明の多芯ケーブルアセンブリは、複数本の２芯ケーブルからなる多芯ケーブルを基板に接続したアセンブリであり、各２芯ケーブルは、中心導体を絶縁被覆した絶縁コアの２本をシールド部材で覆い、そのシールド部材に接触するように配したドレイン線を有し、全体を外被で覆ってなる。
そして、この多芯ケーブルアセンブリは、上記２芯ケーブルが端末部分で並列され、基板上に設けられた信号導体接続領域に中心導体が電気的に接続されていると共に、基板上に設けられた共通グランド領域にドレイン線が電気的に接続されており、共通グランド領域は、ドレイン線が２芯ケーブルの軸方向に沿って信号導体接続領域を乗り越えて接続されるような位置に設けられていることを特徴とする。

また、上記の中心導体は、信号導体接続領域に接続された後で絶縁樹脂により被覆が施されていることが好ましい。

本発明の多芯ケーブルアセンブリによれば、ドレイン線が２芯ケーブルの軸方向に沿って信号導体接続領域を乗り越えて接続されるような位置に、共通グランド領域が設けられているため、複数本の２芯ケーブルを基板に接続するに際し、手間がかかることなく、各ドレイン線を一括して共通グランドすることが可能になる。

本発明に適用可能な２芯ケーブルの例を示す断面図である。 本発明に係る多芯ケーブルアセンブリの一構成例を示す図である。 従来の２芯同軸ケーブルの端部の様子を示す図である。

本発明の多芯ケーブルアセンブリは、複数本の２芯ケーブルからなる多芯ケーブルを基板に接続したアセンブリである。
まず、図１を参照しながら、本発明に適用可能な２芯ケーブルの例について説明する。
２芯ケーブル１０は、中心導体１１ａ，１１ｂを絶縁被覆した絶縁コア１２ａ，１２ｂと共に、ドレイン線１３と、シールド部材１４と、外被１５とを有する。

中心導体１１ａ，１１ｂとしては、銅やアルミ等の導体又はこれらの導体に銀や錫のメッキを施した単線又は撚り線を用いることができる。また、高周波領域での使用では、表皮効果により電流が導体表面に偏り、これによる抵抗損失が避けられないことから、表面側を低抵抗とし導体中心側を高抵抗とした２層構造の導体を用いるようにしてもよい。

絶縁コア１２ａ，１２ｂの被覆層の部分は、できるだけ誘電率が小さいものが望ましく、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロエチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、ポリエチレン、ポリプロピレン等が用いられる。２本の絶縁コア１２ａ，１２ｂは撚り合わせてもよいし、撚らずに並行に揃えてもよい。前者によって２芯ケーブル１０としてツイストペアケーブルを形成し、後者によって２芯ケーブル１０として２芯平行ケーブルを形成する。

ドレイン線１３は、シールド部材１４に接触するように設けられた、例えば軟銅、錫メッキ軟銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等などの導線である。ドレイン線１３は、絶縁コア１２ａ，１２ｂに縦添えされた状態になる。

シールド部材１４は、２本の絶縁コア１２ａ，１２ｂを少なくとも含むように覆う部材であり、例えばＡｌ−ＰＥＴ等のシールドテープを螺旋状に巻くことで設ける。アルミ以外の金属にＰＥＴ以外の樹脂が貼り合わせてなるシールドテープを用いてもよい。また、金属は、絶縁コア１２ａ，１２ｂ側に向けても外被１５側に向けてもよいが、ドレイン線１３はシールド部材１４の金属に接触するように設けておく。絶縁コア１２ａ，１２ｂ側に向ける場合、シールド部材１４は、図１（Ａ）に示すようにドレイン線１３を絶縁コア１２ａ，１２ｂを並べた谷の部分に縦添えして覆うように設ける。このとき、絶縁コア１２ａ，１２ｂを撚り合わせる場合にはドレイン線１３を絶縁コア１２ａ，１２ｂと一緒に（３本まとめて）撚ることで、撚りが安定してよい。シールド部材１４の金属を外被１５側に向ける場合、図１（Ｂ）に示すようにシールド部材１４で絶縁コア１２ａ，１２ｂを覆いドレイン線１３はシールド部材１４の外側に添わせる。

外被１５は、上記の２本の絶縁コア１２ａ，１２ｂ、シールド部材１４、及びドレイン線１３を一括して覆うもので、例えばＰＥＴテープを巻き付けたものや押出被覆されたフッ素樹脂などが挙げられる。

次に、図２を参照しながら、本発明に係る多芯ケーブルアセンブリの構成例について説明する。図２（Ａ）はそのアセンブリの斜視図を示し、図２（Ｂ）はそのアセンブリの垂直方向の断面図を示している。
図２に示す構成例の多芯ケーブルアセンブリは、４本の２芯ケーブル１０からなる多芯ケーブルを並列して、ポリイミドやガラスエポキシ等の基板１に接続したアセンブリである。

なお、図２では、便宜上、シールド部材１４を省略して図示しているが、図１（Ａ），（Ｂ）で例示したように外被１５の内側に存在し、且つ基本的にその端部は外被１５と同じ位置か、それより若干長く（外被１５から少し露出した状態で）切断されているものとする。また、図２では、４本の２芯ケーブル１０を基板１に接続した例を挙げているが、２芯ケーブル１０の数は４本に限らず、複数本あればよい。

この多芯ケーブルアセンブリは、４本の２芯ケーブル１０を基板１に接続することで形成されるが、その際にはまず、外被１５が除去され、ドレイン線１３、絶縁コア１２ａ，１２ｂ、中心導体１１ａ，１１ｂが露出され、端末部分（端部）が並列される。シールド部材１４は、その端部が外被１５と同じ位置にあるか若干露出するように切断される。
そして、基板１上に設けられた信号導体接続領域１６ａ，１６ｂに、それぞれ絶縁コア１２ａ，１２ｂの中心導体１１ａ，１１ｂが電気的に接続される。信号導体接続領域１６ａ，１６ｂは、図２では誇張して図示しているが、基板１上の信号線接続用の導電パターンそのものとして設けられる。代わりに、その導電パターンに接続された導体として信号導体接続領域を設けてもよい。

さらに、基板１上に設けられた共通グランド領域１７にドレイン線１３が電気的に接続される。共通グランド領域１７は、４本の２芯ケーブル１０のドレイン線１３に共通のグランド接点となる領域で、図２では誇張して図示しているが基板１上のグランド用の導電パターンそのものとして設けられる。代わりに、その導電パターンに接続された導体として共通グランド領域を設けてもよい。ここで、ドレイン線１３は、低温半田や一般の半田でも接続可能であるが、共通グランド領域１７に導電性接着剤で接着されていてもよい。

そして、本発明の主たる特徴として、共通グランド領域１７は、ドレイン線１３が２芯ケーブルの軸方向に沿って信号導体接続領域１６ａ，１６ｂを乗り越えて接続されるような位置に設けられている。つまり、ドレイン線１３は、中心導体１１ａ，１１ｂが基板１に接続される箇所を乗り越えてさらにケーブル先端の位置で基板１の共通グランド領域１７に電気的に接続される。

そのため、接続の前段階において、ドレイン線１３が絶縁コア１２ａ，１２ｂより長く露出されていて、中心導体１１ａ，１１ｂの先端ではなくドレイン線１３の先端が２芯ケーブル１０の先端となるように端末処理しておく。その後、信号導体接続領域１６ａ，１６ｂを乗り越えさせるようにドレイン線１３を導出して、ドレイン線１３が同じピッチＰで並列するような状態で、半田や導電性接着材により共通グランド領域１７に接着すればよい。共通グランド領域１７は、２芯ケーブル１０の並列方向に長い一個の部材である。各ドレイン線１３が共通グランド領域１７に接続されるとき、並列方向の間隔は厳密でなくてよい。さらに、各ドレイン線１３は半田付けなどで同時に一括に接続されてもよい。

また、上記の中心導体１１ａ，１１ｂは、図２で図示したように、信号導体接続領域１６ａ，１６ｂに接続された後で絶縁樹脂１８ａ，１８ｂにより被覆（ポッティング）が施されていることが好ましい。この被覆は、信号導体接続領域１６ａ，１６ｂの全体に行うことが好ましい。これにより、ドレイン線１３と中心導体１１ａ，１１ｂとの短絡を防止することができる。

また、このような被覆を行う場合には、図２（Ｂ）で図示したように中心導体１１ａ，１１ｂの先端が信号導体接続領域１６ａ，１６ｂからはみ出ないで絶縁樹脂１８ａ，１８ｂで被覆されるように、中心導体１１ａ，１１ｂの露出長さを合わせることが好ましい。

また、図２の構成例では、（Ｉ）中心導体１１ａ，１１ｂの信号導体接続領域１６ａ，１６ｂへの接続と、（ＩＩ）ドレイン線１３の共通グランド領域１７への接続との順序は問わない。しかし、先に（ＩＩ）の接続により接地してから（Ｉ）の接続を行う方が接続作業時の静電気等による故障が少なくなることから好ましいと言え、一方で先に（Ｉ）の接続を行って絶縁樹脂１８ａ，１８ｂの被覆を行ってから（ＩＩ）の接続を行う方が接続作業が行い易いことから好ましいと言える。（ＩＩ）の接続を先に行う場合には、その接続の際にドレイン線１３と中心導体１１ａ，１１ｂとが短絡しないように、中心導体１１ａ，１１ｂの部分を覆う治具を用いることが好ましい。

また、２芯ケーブル１０は、外被１５を除去していない箇所でテープなどで固定され、隣り合う２芯ケーブル１０間の間隔が維持されて並列されていることが好ましい。

以上のように、本発明の多芯ケーブルアセンブリによれば、ドレイン線が２芯ケーブルの軸方向に沿って信号導体接続領域を乗り越えて接続されるような位置に、共通グランド領域が設けられているため、複数本の２芯ケーブルを基板に接続するに際し、特許文献１に記載の技術のように導電性部材を２芯ケーブル側に必要とせず、接続に手間がかかることがない。さらに、特許文献１に記載の技術では、ドレイン線の接点と中心導体の接点が並列されているため、各ドレイン線を一括して共通グランドすることができないが、本発明の多芯ケーブルアセンブリによれば、それらが並列されていないため各ドレイン線を一括して共通グランドすることが可能になる。
また、絶縁樹脂の被覆を施すことでドレイン線と中心導体とが短絡しなくて済む。

１…基板、１０…２芯ケーブル、１１ａ，１１ｂ…中心導体、１２ａ，１２ｂ…絶縁コア、１３…ドレイン線、１４…シールド部材、１５…外被、１６ａ，１６ｂ…信号導体接続領域、１７…共通グランド領域、１８ａ，１８ｂ…絶縁樹脂。

Claims (2)

1. 複数本の２芯ケーブルからなる多芯ケーブルを基板に接続した多芯ケーブルアセンブリであって、
   前記２芯ケーブルは、中心導体を絶縁被覆した絶縁コアの２本をシールド部材で覆い、前記シールド部材に接触するように配したドレイン線を有し、全体を外被で覆ってなり、
   前記２芯ケーブルが端末部分で並列され、前記基板上に設けられた信号導体接続領域に前記中心導体が電気的に接続されていると共に、前記基板上に設けられた共通グランド領域に前記ドレイン線が電気的に接続されており、
   前記共通グランド領域は、前記ドレイン線が前記２芯ケーブルの軸方向に沿って前記信号導体接続領域を乗り越えて接続されるような位置に設けられていることを特徴とする多芯ケーブルアセンブリ。
2. 前記中心導体は、前記信号導体接続領域に接続された後で絶縁樹脂により被覆が施されていることを特徴とする請求項１に記載の多芯ケーブルアセンブリ。

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