JP2015216078A

JP2015216078A - ケーブルアセンブリ

Info

Publication number: JP2015216078A
Application number: JP2014099721A
Authority: JP
Inventors: 純五月女; Jun Saotome; 慶洋明星; Yoshihiro Akeboshi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: JP6257441B2

Abstract

【課題】コネクタピンに過度な力を加えることなく様々なコネクタ寸法に対応でき、かつ、伝送効率の向上を図ることのできるケーブルアセンブリを得る。【解決手段】一対のケーブル１００ａ，１００ｂ間に絶縁体３を設けると共に、一対のケーブル１００ａ，１００ｂの外側に、接地した導体４ａ，４ｂを設ける。また、これら一対のケーブル１００ａ，１００ｂと絶縁体３と導体４ａ，４ｂとをテープ５で囲み、一体に固定する。【選択図】図１

Description

本発明は、差動伝送を行うツイストペアケーブルをコネクタに接続する際の特性インピーダンスの整合を行うケーブルアセンブリに関するものである。

産業分野におけるケーブル伝送において、システムの高速化と高拡張性を目的として、高速かつ長距離の伝送技術が必要とされている。長距離伝送ではケーブルを使った差動信号による伝送が用いられる。

図５に、従来の伝送ケーブルとコネクタとを示す。差動伝送ケーブルでは、ツイストペア信号線１００によって特性インピーダンスの平坦化を図っている。また、コネクタ２００との接続箇所は、ツイスト（ツイスト部１０１参照）をほぐすことによってコネクタ２００との接続作業効率を向上させるが、このほぐした部分（アセンブリ部１０２参照）で信号線間の距離が離れるため、特性インピーダンスが上昇し、信号の反射等がおき、通過性能が劣化するという問題があった。図６に図５に対応する従来の特性インピーダンスの例を示す。急激に上がっている部分（アセンブリ部１０２に対応した部分）が問題の箇所となる。

このほぐした部分のインピーダンス不整合を改善するために、電線保持部材により、信号線間の距離を近接させて、インピーダンス整合を図る方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−７１４０４号公報

しかしながら、従来のアセンブリ構造ではツイストペアケーブルをほぐすことによって、信号線−ＧＮＤ間の距離が大きくなり、寄生容量が小さくなるため、特性インピーダンスが上がることになる。特性インピーダンスが上がると、反射が起こるため、伝送特性の劣化が起きるという問題点があった。

また、特許文献１に記載されているように、撚り戻し部の信号線の間隔を近接保持させることで、特性インピーダンスをある程度下げることができるが、この場合は、コネクタピンに過度の力がかかり、コネクタピンが曲がってしまうといった問題や、様々なコネクタ寸法に対応できないという問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、コネクタピンに過度な力を加えることなく様々なコネクタ寸法に対応でき、かつ、伝送効率の向上を図ることのできるケーブルアセンブリを得ることを目的とする。

この発明に係るケーブルアセンブリは、ツイストペアケーブルをコネクタに接続するケーブルアセンブリにおいて、ツイストペアケーブルを構成する一対のケーブル間に絶縁体を設け、かつ、一対のケーブルの絶縁体を設けた側とは反対側に、それぞれ接地した導体を設けたものである。

この発明のケーブルアセンブリは、一対のケーブル間に絶縁体を設け、かつ、一対のケーブルの絶縁体を設けた側とは反対側に、接地した導体を設けたので、コネクタピンに過度な力を加えることなく様々なコネクタ寸法に対応でき、また、伝送効率の向上を図ることができる。

この発明の実施の形態１によるケーブルアセンブリを示す断面図である。この発明の実施の形態１によるケーブルアセンブリとコネクタとの接続状態を示す構成図である。この発明の実施の形態２によるケーブルアセンブリを示す断面図である。この発明の実施の形態３によるケーブルアセンブリを示す断面図である。従来のケーブルとコネクタとの接続状態を示す構成図である。従来のケーブルの特性インピーダンスを示す説明図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるケーブルアセンブリを示す断面図である。また、図２は、ツイストペア信号線１００とコネクタ２００との接続状態を示す構成図である。
ツイストペア信号線１００は、図２に示すように、信号線１ａ，１ｂに誘電体２ａ，２ｂが被覆された一対のケーブル１００ａ，１００ｂがツイスト構造となった差動伝送用のケーブルであり、その端部に、コネクタ２００に接続するためのケーブルアセンブリが形成されている。ケーブルアセンブリは、一対のケーブル１００ａ，１００ｂ間に絶縁体３を設け、かつ、これら一対のケーブル１００ａ，１００ｂの絶縁体３を設けた側とは反対側（ケーブル外側）にそれぞれ接地した導体４ａ，４ｂを設けている。また、テープ５を周囲に巻くことによってこれら一対のケーブル１００ａ，１００ｂ、絶縁体３、導体４ａ，４ｂを一体に固定している。さらに、信号線１ａ，１ｂの先端部がコネクタ２００に設けられたコネクタピン２０１に挿入されることで、ツイストペア信号線１００とコネクタ２００とが接続されるよう構成されている。

ツイストペア信号線１００は、ツイスト部においては、信号間の距離が近く特性インピーダンスが安定しているが、コネクタ２００と接続する際には、工作性向上のためツイストをほぐして接続するため、何も対策しない状況では、信号線間の距離が離れて、容量結合が小さくなり、特性インピーダンスが上がってしまう。そこで、本実施の形態では、導体４ａ，４ｂと絶縁体３でカプラを構成して、アセンブリ部に装着する。

容量結合が小さくなるほど特性インピーダンスは大きくなるが、容量結合の大きさは信号線１ａ，１ｂとＧＮＤ間の距離や、信号線１ａ，１ｂ間の物質の誘電率などが影響する。また、仮想ＧＮＤは差動信号では２つの信号線１ａ，１ｂの中間地点に位置するように見える。

図１のように一対のケーブル１００ａ，１００ｂ間に絶縁体３を設置し、一対のケーブル１００ａ，１００ｂの外側に接地した導体４ａ，４ｂを設けることにより、特性インピーダンスを所望の値に調整することができる。また、絶縁体３は、取り換え可能としてもよく、そのサイズを変化させることで、様々なコネクタ２００（のコネクタピン２０１間隔）に対応し、また、絶縁体３の誘電率も多数の種類を用意しておくことで、状況に合わせて特性インピーダンスを所望の値に調整して装着することが可能となる。さらに、導体４ａ，４ｂと絶縁体３の周囲はテープ５で覆い、これら部材の保持を行う。

以上説明したように、実施の形態１のケーブルアセンブリによれば、ツイストペアケーブルをコネクタに接続するケーブルアセンブリにおいて、ツイストペアケーブルを構成する一対のケーブル間に絶縁体を設け、かつ、一対のケーブルの絶縁体を設けた側とは反対側に、それぞれ接地した導体を設けたので、コネクタピンに過度な力を加えることなく様々なコネクタ寸法に対応でき、また、伝送効率の向上を図ることができる。

また、実施の形態１のケーブルアセンブリによれば、絶縁体は、大きさと誘電率のうち少なくともいずれかを選択可能であるようにしたので、特性インピーダンスを所望の値に調整することができる。

実施の形態２．
実施の形態２は、絶縁体３の位置する部分にスペーサ６を設けて一対のケーブル１００ａ，１００ｂ間の距離を調節するようにしたものである。
図３は、実施の形態２のケーブルアセンブリを示す断面図である。図示のように、実施の形態２では、分割した絶縁体３ａ，３ｂ間に絶縁体からなるスペーサ６を設けている。その他の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

このように構成された実施の形態２のケーブルアセンブリでは、種々のスペーサ６を用意することで、絶縁体３ａ，３ｂのサイズを一定とした場合でも信号線１ａ，１ｂ間の距離を任意に選択することが可能であり、様々なコネクタ２００に対応することが可能となり、また、誘電率の異なるスペーサ６を用意することで、スペーサ６の誘電率変更による特性インピーダンス調整も可能となる。

なお、上記例では、絶縁体を２分割し、その間にスペーサ６を設置したが、絶縁体とスペーサ６との関係はこれに限定されるものではなく、更に絶縁体の分割数を増やす構成や、絶縁体３を分割せず、絶縁体３とケーブル１００ａ（またはケーブル１００ｂ）との間にスペーサ６を設ける構成であってもよい。

以上説明したように、実施の形態２のケーブルアセンブリによれば、絶縁体が位置する部分にスペーサを設けたので、スペーサの大きさを選択することで様々なコネクタに対応可能となり、また、スペーサの誘電率を選択することで特性インピーダンスの調整も容易に行うことができる。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１におけるテープ５を導体テープ７としたものである。
図４は、実施の形態３のケーブルアセンブリを示す断面図である。実施の形態３では、導電性を有する導体テープ７によって、導体４ａ，４ｂ、絶縁体３、一対のケーブル１００ａ，１００ｂを囲むことでこれら部材を一体に保持するよう構成されている。また、導体テープ７は接地されているものとする。これ以外の構成は図１に示した実施の形態１と同様である。

このように構成されたケーブルアセンブリでは、導体テープ７が導電性を有するため、この導体テープ７による特性インピーダンス調整も可能となる。

なお、上記例では、導体テープ７を実施の形態１の構成に適用したが、実施の形態２の構成に適用してもよい。すなわち、本実施の形態においてスペーサ６を備えた構成であってもよい。このような構成とすることにより、種々のコネクタ２００に対応可能となると共に、さらに特性インピーダンス調整も容易となる。

以上説明したように、実施の形態３のケーブルアセンブリによれば、一対のケーブルと絶縁体と導体とを導体テープで一体に囲み、かつ、導体テープを接地したので、更に特性インピーダンスの調整を容易に行うことができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ａ，１ｂ信号線、２ａ，２ｂ誘電体、３絶縁体、４ａ，４ｂ導体、５テープ、６スペーサ、７導体テープ、１００ツイストペア信号線、１００ａ，１００ｂ一対のケーブル、２００コネクタ、２０１コネクタピン。

Claims

ツイストペアケーブルをコネクタに接続するケーブルアセンブリにおいて、
前記ツイストペアケーブルを構成する一対のケーブル間に絶縁体を設け、
かつ、
前記一対のケーブルの前記絶縁体を設けた側とは反対側に、それぞれ接地した導体を設けたことを特徴とするケーブルアセンブリ。
前記絶縁体が位置する部分にスペーサを設けたことを特徴とする請求項１記載のケーブルアセンブリ。
前記絶縁体は、大きさと誘電率のうち少なくともいずれかを選択可能であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のケーブルアセンブリ。
前記一対のケーブルと前記絶縁体と前記導体とを導体テープで一体に囲み、かつ、当該導体テープを接地したことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のケーブルアセンブリ。