JP2013254701A - 同軸ケーブルおよび同軸ケーブルユニット - Google Patents

Abstract

【課題】シールド体を傷つけることなく口出し処理のできる同軸ケーブルを提供する。
【解決手段】中心導体２１と、前記中心導体２１の外周に配置された内部絶縁体２２と、前記内部絶縁体２２の外周に配置されたシールド体と、前記シールド体の外周に配置された樹脂製の外被２４と、を有するケーブル部と、外被２４の外周の一部を覆う外部導体３０とシールド体とを半田５１により接続するので、半田付け時に樹脂製の外被２４が溶融し、シールド体と外部導体３０とが半田によって接続される。これにより、シールド体を傷つけることなく口出し処理をすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、同軸ケーブルおよび同軸ケーブルユニットに関する。

近年、ノートパソコン、携帯電話機、小型ビデオカメラなどの普及により、これらの電子機器の小型化や軽量化の他に、高速化や高画質化が求められている。そのため、電子機器間の配線などに、極めて細い電線が用いられている。そして、配線の容易性から、複数本の電線を集合一体化させた同軸ケーブルが用いられている（特許文献１参照）。

国際公開第２００９１３９０４１号パンフレット

このような同軸ケーブルは、複数本の中心導体、中心導体を覆う内部絶縁体、内部絶縁体を覆うシールド体、シールド体を覆う外被とを備えている。この同軸ケーブルの端部においては、口出し処理がされており、中心導体、内部絶縁体、シールド体が外被から段階的に所定長さ露出されている。
特許文献１においては、レーザ加工機のレーザの波長や強度を調整して同軸ケーブルの外被のみを切断し、外被を引き抜いて除去することにより、シールド体を露出させている。この口出し処理においては、レーザの波長および強度の調整をするものの、レーザ光が外被のみならずシールド体を傷つけてしまうことがあった。この点において、ケーブルの歩留まりを向上させる余地があった。

そこで本発明は、シールド体を傷つけることなく口出し処理のできる同軸ケーブルとその製造方法および同軸ケーブルユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決することのできる本発明の同軸ケーブルは、中心導体と、前記中心導体の外周に配置された内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に配置されたシールド体と、前記シールド体の外周に配置された樹脂製の外被と、を有するケーブル部と、
前記ケーブル部の端部近傍に設けられ、前記外被の外周を覆う外部導体と、を備え、
前記シールド体と前記外部導体とは、半田により接続されていることを特徴とする。

本発明の同軸ケーブルにおいて、前記外部導体は前記ケーブル部に圧着可能であってもよい。

本発明の同軸ケーブルにおいて、前記外部導体と前記ケーブル部との間には隙間が形成されており、
半田は前記隙間に充填されていてもよい。

本発明の同軸ケーブルにおいて、前記外部導体は、前記ケーブル部を外部に臨ませる窓部を備え、
前記窓部に半田が充填されていてもよい。

本発明の同軸ケーブルにおいて、単一の前記外部導体が、複数本の前記ケーブル部のそれぞれの前記シールド体に接続されていてもよい。

本発明の同軸ケーブルにおいて、前記外部導体は、ケーブル受け座を有し、
前記ケーブル受け座に前記ケーブル部が配置されていてもよい。

本発明の同軸ケーブルにおいて、前記外部導体には、複数の前記ケーブル部を横切るように半田充填開口が形成されており、
前記半田充填開口に半田が充填されていてもよい。

上記課題を解決することのできる本発明の同軸ケーブルユニットは、前述したいずれかの同軸ケーブルと、
接地電極および信号電極とを備え、
前記中心導体は前記信号電極と電気的に接続され、
前記外部導体は前記接地電極と電気的に接続されていることを特徴とする。

上記課題を解決することのできる本発明の同軸ケーブルの製造方法は、前述したいずれかの同軸ケーブルの製造方法であって、
前記ケーブル部の前記外被と前記外部導体との間に半田を流し込み、前記外被の一部を溶融させながら、半田によって前記外部導体と前記シールド体とを接続することを特徴とする。

本発明の同軸ケーブルの製造方法において、
前記外部導体を塑性変形させて前記ケーブル部の端部近傍に仮止めした後に、前記外被と前記外部導体との間に半田を流し込んでもよい。

本発明の同軸ケーブルおよびその製造方法によれば、外被の外周を覆う外部導体とシールド体とを半田により接続するので、半田付け時に樹脂製の外被が溶融し、シールド体と外部導体とが半田によって接続される。これにより、シールド体を傷つけることなく口出し処理をすることができる。
また、本発明の同軸ケーブルユニットによれば、外部導体を介してシールド体と接地電極とを接続できるので、シールド体を露出させる必要がない。このため、同軸ケーブルを簡単に基板に取り付けることができる。

本発明の実施形態にかかる同軸ケーブルの正面図である。 図１中ＩＩ−ＩＩ位置における同軸ケーブルの断面図である。 図１中ＩＩＩ−ＩＩＩ位置における同軸ケーブルの断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は同軸ケーブルの製造手順を示す工程図である。 本発明の実施形態にかかる同軸ケーブルユニットの平面図である。 （Ａ）は本発明の変形例にかかる同軸ケーブルユニットの平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中Ｂ−Ｂ位置における外部導体の断面図である。

以下、本発明に係る同軸ケーブルおよび同軸ケーブルユニットの実施形態の例を、図面を参照して説明する。
（同軸ケーブル）
まず、同軸ケーブル１０について、図１から図３を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる同軸ケーブル１０の正面図である。図２は、図１中ＩＩ−ＩＩ位置における同軸ケーブル１０の断面図である。図３は、図１中ＩＩＩ−ＩＩＩ位置における同軸ケーブル１０の断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る同軸ケーブル１０は、ケーブル部２０と外部導体３０とを有する。
ケーブル部２０は信号伝送用の信号ケーブルである。例えば、ケーブル部２０として、ＡＷＧ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｉｒｅ Ｇａｕｇｅ）の規格によるＡＷＧ４４に該当するケーブルを用いることができる。

図２および図３に示すように、ケーブル部２０は、円形断面の中央の中心導体２１と、中心導体２１の外周に配置された内部絶縁体２２と、内部絶縁体２２の外周に配置されたシールド体２３と、シールド体２３の外周に配置された樹脂製の外被２４とを有し、これらが同軸状に配置されている。
また、ケーブル部２０の端部は、口出し処理されており、先端側から順に、中心導体２１、内部絶縁体２２がそれぞれ段階的に所定長さ露出されている。

中心導体２１は、例えば銀メッキ銅合金の素線２１ａを複数本（ここでは、例えば７本）撚って形成される。中心導体２１は、外部機器の信号源と接続され、電気信号を伝送する。
内部絶縁体２２は、中心導体２１の外周面を被覆する例えばポリエチレンにより形成される。内部絶縁体２２は、中心導体２１とシールド体２３とを絶縁する。

シールド体２３は、例えば錫メッキ銅合金の素線２３ａを網状に組んで内部絶縁体２２の外周面に巻き付けることで形成されている。このシールド体２３は、アースに接続され、中心導体２１を流れる電気信号に外乱の影響が及ぶことを防止している。
外被２４は、融点が２５５℃以下の樹脂（例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等のフッ素樹脂）からなり、シールド体２３の外周面を被覆する。この外被２４の厚みは薄く形成されており、例えば厚みは０．００１ｍｍ以上０．００６ｍｍ以下に設定されている。

図１に示したように、ケーブル部２０の口出し処理された端部近傍において、外被２４の外周には外部導体３０が取り付けられている。この外部導体３０は、細い銅線がメッシュ状に編まれた銅線によって形成されている。外部導体３０はリング形状の部材であり、端部近傍において外被２４の全周を覆っている。リング形状の外部導体３０の内径は、ケーブル部２０の外径と同じか僅かに大きく設定されている。

また、図２および図３に示したように、外部導体３０の長手方向端部において、外部導体３０の内周面には凹部２７が設けられている。これにより、ケーブル部２０と外部導体３０との間に隙間２６が形成されている。この隙間２６には半田５１が流し込まれており、外部導体３０をケーブル部２０に固定している。半田５１が流し込まれている箇所では、外被２４が溶融しており、半田５１は外部導体３０とシールド体２３とを電気的に接続している。なお、図２および図３では二この凹部２７を形成した例を示しているが、凹部２７の個数はこの例に限られない。

また、図１に示したように、外部導体３０の周面には、ケーブル部２０を外部に臨ませる窓部３１が設けられている。この窓部３１は、外部導体３０の周面の一部分を切り欠いて形成されている。この窓部３１にも半田５２が流し込まれており、隙間２６に流し込まれた半田５１と同様に、外部導体３０をシールド体２３に電気的に接続している。なお、図１の例では窓部３１を一つ示しているが、複数個の窓部３１を設けても良い。

（同軸ケーブルの製造方法）
次に、上述した同軸ケーブル１０の製造方法を図４を用いて説明する。図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は同軸ケーブル１０の製造方法を示す工程図である。
まず、図４（Ａ）に示すように、ケーブル部２０の端面２０ａから所定距離離れた位置において、外部導体３０を外被２４に嵌め込む。このとき、外部導体３０は銅線からなるメッシュ状の部材であるため、塑性変形が容易である。そこで、外部導体３０を塑性変形させて外被２４に圧着させる。これにより、外部導体３０を所定位置に仮止めすることができる。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、外部導体３０とケーブル部２０との間の隙間２６（図２参照）に半田５１を流し込む。また、外部導体３０に窓部３１にも半田５２を流し込む（図１参照）。

このとき、半田５１，５２を溶融させるときの熱または溶融した半田５１，５２の熱によって、外被２４が溶け出す。半田５１，５２の溶融温度は２５０〜２５５℃であり、外被２４を構成する樹脂の溶融温度より高い。このため、外被２４は半田５１，５２を隙間２６および窓部３１に流し込む際の熱によって溶融する。

例えば、半田ごてを外被２４に押し当てて外被２４を溶融させてもよいし、溶融した半田５１，５２を外被２４に接触させて外被２４を溶融させてもよい。例えば、半田ごてを５〜１０秒間、外被２４に押し当てることにより、厚み０．００４ｍｍのＰＥＴ製の外被２４を溶融させることができる。

すると、半田５１，５２は外被２４から更にケーブル部２０の内側に入り込み、シールド体２３に達する。これにより、半田５１，５２は外部導体３０とシールド体２３とを電気的に接続する。なお、図２に示した例では、半田５１はケーブル部２０の周方向の一部にのみ充填されているが、半田５１の充填量を調整し、ケーブル部２０の周方向の全周に半田５１を充填させてもよい。

この工程において、外部導体３０が外被２４に対して圧着されて仮止めされているため、半田付け作業が容易であり、半田５１，５２を隙間２６および窓部３１に流し込みやすい。

そして、図４（Ｃ）に示すように、外部導体３０よりも先端側において、ケーブル部２０の端面２０ａから所定の距離までの外被２４およびシールド体２３（図２参照）を取り除き、内部絶縁体２２を露出させる。

最後に、図４（Ｄ）に示すように、ケーブル部２０の端面２０ａから所定長さ離れた位置において、内部絶縁体２２を取り除いて、中心導体２１を露出させる。これにより、同軸ケーブル１０が作成される。

このように、本発明の実施形態に係る同軸ケーブル１０の製造方法によれば、隙間２６および窓部３１に半田５１，５２を流し込むときの熱を利用して外被２４の一部を溶融させることによって、外部導体３０とシールド体２３とを半田５１，５２で電気的に接続することができる。これにより、シールド体２３と導通する外部導体３０を介して、シールド体２３をアースと接続することができる。

また、従来は口出し処理において、外被２４とシールド体２３とを別々に露出させていたので、外被２４のみを除去するときにシールド体２３も傷つけてしまう虞があった。しかし、本実施形態に係る同軸ケーブル１０の製造方法によれば、シールド体２３を露出させる必要がないので、シールド体２３を傷つけることがない。したがって、歩留まり良く同軸ケーブル１０を作成することができる。

さらに、従来のようにシールド体２３を外部に露出させた場合には、シールド体２３を構成する網状に編まれた錫メッキ銅合金の素線２３ａがほどけてしまい、半田付けが難しかった。しかし、本実施形態によれば、シールド体２３がほどけることがないので、シールド体２３を容易にアースと接続することができる。

（同軸ケーブルユニット）
次に、上述した同軸ケーブル１０を用いた同軸ケーブルユニット１１について、図５を用いて説明する。図５は、同軸ケーブルユニット１１の平面図である。

図５に示すように、本実施形態に係る同軸ケーブルユニット１１は、複数本（ここでは３本）の上述した同軸ケーブル１０と、同軸ケーブル１０が接続される基板４０を有する。基板４０の表面４０ａには、単一の接地電極４１と複数個（ここでは３個）の信号電極４２が設けられている。

３個の信号電極４２はそれぞれ独立して設けられており、同軸ケーブル１０の中心導体２１のそれぞれと半田５３を介して導通されている。この信号電極４２は図示せぬ外部機器へと接続されて電気信号を伝達する。

単一の接地電極４１はそれぞれの同軸ケーブル１０の外部導体３０と半田５４を介して固定されている。また、この接地電極４１は、３本の同軸ケーブル１０の長手方向を横切るように設けられている。これにより、共通の接地電極４１によって３本の同軸ケーブル１０の外部導体３０がアースに接続されている。

本実施形態に係る同軸ケーブルユニット１１によれば、外部導体３０を介してシールド体２３と接地電極４２とが導通されている。つまり、同軸ケーブル１０の外部導体３０が外部に露出されているため、同軸ケーブル１０のシールド体２３を露出させなくても、シールド体２３を接地電極４２と導通させることができる。したがって、同軸ケーブル１０を基板４０に簡単に取り付けることができる。

（同軸ケーブルユニットの変形例）
次に、本発明の変形例に係る同軸ケーブルユニット１１Ａの例を、図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して説明する。図６（Ａ）は同軸ケーブルユニット１１Ａの平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中Ｂ−Ｂ位置における外部導体３０Ａの断面図である。なお、前述した実施形態に係る同軸ケーブルユニット１１と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図６（Ａ）に示すように、同軸ケーブルユニット１１Ａにおいては、複数本（ここでは４本）のケーブル部２０が単一の外部導体３０Ａで束ねられている。また、それぞれの導通ケーブル２０のシールド体２３が共通の外部導体３０Ａを介して基板４０の接地電極４２に導通されている。

図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、外部導体３０Ａは直方体状の金属部材である。この外部導体３０Ａは、基板４０の接地電極４２に半田５３により固定され、導通されている。外部導体３０Ａの内部には、複数本のケーブル部２０が挿通される内部空間３３が形成されている。

また、図６（Ａ）に示したように、外部導体３０Ａの上面３５には、挿入された４本のケーブル部２０がまとめて露出される窓部（半田充填開口）３６が設けられている。この窓部３６に半田５２Ａが流し込まれ、４本のケーブル部２０のシールド体２３をまとめて外部導体３０Ａと導通させている。なお、この半田５２Ａを窓部３６に流し込む際の熱によって、ケーブル部２０の外被２４が溶融し、半田５２Ａによってシールド体２３と外部導体３０Ａとが導通することは、上述の実施形態と同様である。

また、図６（Ｂ）に示すように、この内部空間３３を形成する内壁には、所定間隔を隔てて複数のケーブル部２０を位置決めするケーブル受け座３４が形成されている。このケーブル受け座３４は、ケーブル部２０の外径に対応する大きさのＶ溝として形成されている。

このような同軸ケーブルユニット１１Ａは、以下のようにして作成することができる。
まず、端末に口出し処理が施された４本のケーブル部２０を外部導体３０Ａの内部空間３３に挿入し、ケーブル受け座３４によりケーブル部２０を外部導体３０Ａに対して位置決めする。

このとき、ケーブル部２０を内部空間３３に挿通し位置決めした後に、外部導体３０Ａを塑性変形させて、外部導体３０Ａをケーブル部２０に仮止めする。例えば、この内部空間３３はケーブル部２０の外径よりも大きく形成しておき、外部導体３０Ａをケーブル部２０に圧着させることができる。

次に、外部導体３０Ａの窓部３６に半田５２Ａを流し込み、外被２４を溶融させて、シールド体２３と外部導体３０Ａとを導通させる。さらに、外部導体３０Ａを接地電極４１に半田付けし、中心導体２１を信号電極４２に半田付けする。以上の工程により、同軸ケーブルユニット１１Ａが作成される。

本変形例に係る同軸ケーブルユニット１１Ａによれば、複数本のケーブル部２０が単一の外部導体３０Ａで束ねられてから基板４０に接続されている。このため、複数本のケーブル部２０を備えた同軸ケーブルユニット１１Ａを容易に製造することができる。

また、外部導体３０Ａにはケーブル受け座３４が設けられているため、複数本のケーブル部２０の外部導体３０Ａへの位置決めが容易である。また、複数のケーブル部２０のそれぞれの位置を保ったまま基板４０に取り付けることができるので、ケーブル部２０の基板４０への取り付けが容易である。

さらに、外部導体３０Ａには、複数のケーブル部２０を横切るように窓部３６が形成されており、この窓部３６に半田５２Ａが充填されている。このため、半田５２Ａによって複数のケーブル部２０のシールド体２３を一括して外部導体３０Ａに導通させることができる。

また、この窓部３６が外部導体３０Ａの上面３５に設けられている。基板４０と反対側の開けた空間から窓部３６にアクセスすることができるので、半田５２Ａを窓部３６に流し込みやすい。

以上、実施形態および変形例を挙げて本発明の同軸ケーブル１０および同軸ケーブルユニット１１，１１Ａを説明したが、本発明はこれらの例に限られない。例えば、同軸ケーブルユニット１１，１１Ａに用いられる同軸ケーブル１０の本数は上述した本数に限られない。

また、ケーブル受け座３４としてＶ溝を例に挙げて説明したが、ケーブル部２０が嵌合される凹部や、複数のケーブル部２０間を隔てる突起によってケーブル受け座３４を形成してもよい。また、ケーブル受け座３４をケーブル部２０の片面側のみに設けた例を挙げて説明したが、ケーブル受け座３４をケーブル部２０を挟み込むように形成してもよい。

なお、上述の例では、メッシュ状のリング状の外部導体３０を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、金属板をＵ字状に曲げたものを外部導体３０とし、外部導体３０とケーブル部２０の隙間に半田を充填し、シールド体と外部導体とを半田で接続してもよい。
もっとも、外部導体３０をメッシュ状の部材で構成すると、半田５２が付着しやすく、接続強度を高めることができる。また、窓部３１を設けなくても、半田５２が外部導体３０の内側まで浸透しやすい。

１０：同軸ケーブル、１１：同軸ケーブルユニット、２０：ケーブル部、２１：中心導体、２２：内部絶縁体、２３：シールド体、２４：外被、２６：隙間、３０：外部導体、３１：窓部、３４：ケーブル受け座、３６：窓部（半田充填開口）、４０：基板

Claims (10)

1. 中心導体と、前記中心導体の外周に配置された内部絶縁体と、前記内部絶縁体の外周に配置されたシールド体と、前記シールド体の外周に配置された樹脂製の外被と、を有するケーブル部と、
   前記ケーブル部の端部近傍に設けられ、前記外被の外周を覆う外部導体と、を備え、
   前記シールド体と前記外部導体とは、半田により接続されている、同軸ケーブル。
2. 前記外部導体は前記ケーブル部に圧着可能である、請求項１に記載の同軸ケーブル。
3. 前記外部導体と前記ケーブル部との間には隙間が形成されており、
   半田は前記隙間に充填されている、請求項１または２に記載の同軸ケーブル。
4. 前記外部導体は、前記ケーブル部を外部に臨ませる窓部を備え、
   前記窓部に半田が充填されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の同軸ケーブル。
5. 単一の前記外部導体が、複数本の前記ケーブル部のそれぞれの前記シールド体に接続されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の同軸ケーブル。
6. 前記外部導体は、ケーブル受け座を有し、
   前記ケーブル受け座に前記ケーブル部が配置されている、請求項５に記載の同軸ケーブル。
7. 前記外部導体には、複数の前記ケーブル部を横切るように半田充填開口が形成されており、
   前記半田充填開口に半田が充填されている、請求項５または６に記載の同軸ケーブル。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の同軸ケーブルと、
   接地電極および信号電極とを備え、
   前記中心導体は前記信号電極と電気的に接続され、
   前記外部導体は前記接地電極と電気的に接続されている、同軸ケーブルユニット。
9. 請求項１から７のいずれか一項に記載の同軸ケーブルの製造方法であって、
   前記ケーブル部の前記外被と前記外部導体との間に半田を流し込み、前記外被の一部を溶融させながら、半田によって前記外部導体と前記シールド体とを接続する、同軸ケーブルの製造方法。
10. 前記外部導体を塑性変形させて前記ケーブル部の端部近傍に仮止めした後に、前記外被と前記外部導体との間に半田を流し込む、請求項９に記載の同軸ケーブルの製造方法。
    

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