JP2021029852A - センサとケーブルとの接続構造、接続用ケーブル、及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサとケーブルとの接続作業を容易に行えることで製造コストを減少させることができ、接続精度や接続強度を向上させることができるセンサとケーブルとの接続構造、及びその接続構造に適用される接続用ケーブルを提供する。【解決手段】センサとケーブルとの接続構造は、芯線２１が被覆された被覆部２２、及び被覆部２２の端部において芯線２１が露出された芯線露出部２３を有する複数の電線２を集合したケーブル１と、各電線２のそれぞれの被覆部２２で囲まれた空間内に介在して各被覆部２２の端部を離間した状態で保持するスペーサ５と、物理量を検出するセンサ６とを備えている。ケーブル１は、各電線２がスペーサ５によって保持された状態で、各電線２のそれぞれの芯線露出部２３がセンサ６に固着手段を介して電気的に接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、センサとケーブルとの接続構造、及び接続用ケーブルに係わり、特に、物理量を検出するセンサと複数の芯線を有するケーブルとの接続構造、及びその接続構造に適用される接続用ケーブルに関する。より具体的には、本発明は、医療用微小センサと極細ケーブルとの接続構造、及び医療用微小センサに接続される極細ケーブルに関するものである。

近年、医療内視鏡やセンサ付きカテーテルに代表される、体内に挿入される医療機器には、撮像素子としてＣＣＤやＣＭＯＳを備えたＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の医療用微小センサが採用されることが多い。このようなセンサに複数の芯線を有する伝送ケーブルを電気的に接続した接続構造の一例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された撮像素子と伝送ケーブルの接続構造は、撮像素子の撮像面とは反対側の面に設けられた４つの導体接続部のそれぞれに伝送ケーブルの４本の芯線を１本ずつ半田付けすることで、電気的に接続する構成となっている。

特開２０１７−４７１６９号公報

ここで、主に医療内視鏡やセンサ付きカテーテル等に用いられる体内に挿入されるような微小のセンサとケーブルの複数の芯線との接続は、複数の芯線が接続される周辺スペースも限られており、接続作業が難しい。そのため、極めて高い技能をもつ匠作業者による手作業が一般的である。

しかし、この接続作業には多くの時間を必要とするだけでなく、高い技能をもつ人材の育成にも多大の時間を要する。そのため、大量生産や急な増産対応は困難である。さらに、手作業ゆえに、製造コストが高くなり、接続精度や接続強度のばらつきが発生することもある。

また、従来、ケーブルの複数の芯線を１本ずつ微小のセンサに接続する作業を行っているが、例えば１本目の芯線を接続した後に２本目の芯線を接続する際に、１本目の芯線に応力（負荷）が加わり、断線等を発生させることが多かった。この要因の一つとして、特に、センサに接続されるケーブルが極細であることが考えられる。

従って、本発明の目的は、センサとケーブルとの接続作業を容易に行えることで製造コストを減少させることができ、接続精度や接続強度を向上させることができる、センサとケーブルとの接続構造、及びその接続構造に適用される接続用ケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造は、芯線が被覆された被覆部、及び前記被覆部の端部において前記芯線が露出された芯線露出部を有する複数の電線を集合したケーブルと、前記各電線のそれぞれの前記被覆部で囲まれた空間内に介在して前記各被覆部の端部を離間した状態で保持するスペーサと、物理量を検出するセンサと、を備え、前記ケーブルは、前記各電線が前記スペーサによって保持された状態で、前記各電線のそれぞれの前記芯線露出部が前記センサに固着手段を介して電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記スペーサは、複数の保持用の凹部が周方向に離間して設けられた外周面を有する形状に形成されていてもよい。

本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記スペーサは、前記センサと当接する接触部が設けられた端面を有する形状に形成されてもよい。

本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記センサは、前記接触部に対する位置を決める位置決め部を有してもよい。

本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記スペーサの表面は、導電性を有してもよい。

本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記固着手段は、半田又は導電性接着剤であってもよい。

本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記センサは、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサであってもよい。本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記センサは、赤外線センサ又は超音波振動子或いは蛍光センサであってもよい。本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記センサは、半導体センサであってもよい。本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記センサは、撮像素子を備えてもよい。

本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記電線がシールド層を備えたシールド線の場合、前記シールド層は前記スペーサの導電性を有する前記表面に電気的に接続されていてもよい。

本発明に係るセンサとケーブルとの接続構造において、前記複数の電線は、ジャケットに被覆され、前記スペーサは、前記ジャケットと前記芯線露出部の間に配置されてもよい。

本発明に係る接続用ケーブルは、芯線が被覆された被覆部、及び前記被覆部の端部において前記芯線が露出された芯線露出部を有する複数の電線を集合したケーブルと、前記各電線のそれぞれの前記被覆部で囲まれた空間内に介在して前記各被覆部の端部を離間した状態で保持するスペーサと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、センサとケーブルとの接続作業を容易に行えることができるようになり、製造コストを減少させることができるとともに、接続精度や接続強度を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るセンサと多芯ケーブルとの接続構造の一例を説明する図であって、（ａ）は縦方向からみた分解斜視図、（ｂ）は横方向からみた分解斜視図である。 図１の多芯ケーブルの要部断面図である。 図１のセンサと多芯ケーブルとの接続構造であって、（ａ）は縦方向からみた斜視図、（ｂ）はセンサとスペーサと電線との位置関係を説明するための図である。 第２の実施の形態に係るセンサと多芯ケーブルとの接続構造の一例を説明する図であって、（ａ）は縦方向からみた分解斜視図、（ｂ）は横方向からみた分解斜視図である。 図４のスペーサとセンサとを説明する図であって、（ａ）はスペーサの側面図、（ｂ）はセンサの上面図である。 図４のセンサと多芯ケーブルとの接続構造であって、（ａ）は縦方向からみた斜視図、（ｂ）はセンサとスペーサとの組付け形態を説明するための要部断面図である。 第３の実施の形態に係るセンサと多芯ケーブルとの接続構造の一例を説明する図であって、（ａ）は縦方向からみた分解斜視図、（ｂ）は横方向からみた分解斜視図である。 図７のスペーサとセンサとを説明する図であり、（ａ）はスペーサの側面図、（ｂ）はセンサの上面図である。 図７のセンサと多芯ケーブルとの接続構造であって、（ａ）は縦方向からみた斜視図、（ｂ）はセンサとスペーサとの組付け形態を説明するための要部断面図である。 第４の実施の形態に係るセンサと多芯ケーブルとの接続構造の一例を説明する図であって、（ａ）は多芯ケーブルの要部断面図であり、（ｂ）は縦方向からみた斜視図であり、（ｃ）はセンサとスペーサとの組付け形態を説明するための要部断面図である。 本発明で使用されるスペーサの長手軸を含む縦断面図であって、（ａ）は第１の実施の形態におけるスペーサの断面を示す図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は第２の実施の形態におけるスペーサの断面を示す図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は第１の実施の形態の変形例における砲弾形のスペーサの断面図、（ｄ）はその他の変形例における紡錘形のスペーサの断面図である。

本発明のセンサとケーブルとの接続構造に係る実施の形態について、以下に添付図面を参照して説明する。なお、添付図面において、接続構造を説明しやすくするため、各構成部材の寸法比等を実際よりも誇張して模式的に示しており、図示例に限定されるものではない。

［第１の実施の形態］
（センサとケーブルとの接続構造）
センサ６とケーブル１との接続構造は、芯線２１が被覆された被覆部２２、及び被覆部２２の端部において芯線２１が露出された芯線露出部２３を有する複数の電線２を集合したケーブル１と、各電線２のそれぞれの被覆部２２で囲まれた空間内に介在して各被覆部２２の端部を離間した状態で保持するスペーサ５と、物理量を検出するセンサ６と、を備え、ケーブル１は、各電線２がスペーサ５によって保持された状態で、各電線２のそれぞれの芯線露出部２３がセンサ６に固着手段を介して電気的に接続されている。図１において、センサとケーブルとの接続構造は、複数（本実施の形態では４本）の電線２を１本のケーブルとして束ねた多芯のケーブル１と、複数の電線２を円周方向に離間した状態で保持するスペーサ５と、多芯のケーブル１が電気的に接続されるセンサ６とを備えている。

ここで、スペーサ５による複数の電線２の保持とは、各電線２が軸線方向、径方向や周方向へ移動しない程度に、嵌入、圧入、接着又は溶着等の方法によって、スペーサ５の外周面内に固定された状態をいう。

（多芯のケーブル１）
図１及び図２に示すように、多芯のケーブル１は、細径又は極細径の多芯ケーブルであり、例えば医療内視鏡やセンサ付きカテーテル等に用いられる。図示例による多芯ケーブル１は、複数の電線２を覆う抑え巻テープ３と、抑え巻テープ３を覆うジャケット４とを有している。

複数の電線２は、芯線２１と、芯線２１が絶縁被覆された被覆部２２と、剥ぎ取られた被覆部２２の端部において芯線２１の端部が露出された芯線露出部２３とを有する絶縁電線である。一例として、４本の電線２は、２本の信号線、１本の電力線、及び１本の制御線として用いられる。

芯線２１としては、ＡＷＧ４０以下の極めて細い径の素線が用いられる。芯線２１は、銀メッキ銅合金等の導電材料からなる複数本の素線を撚り合せた撚線又は単線である。図示例による芯線２１は、複数（本実施の形態では７本）の素線を撚り合せた撚線によって構成される。被覆部２２としては、フッ素樹脂（ＰＦＡ）の樹脂材等の絶縁材料が特に制限なく用いられる。

抑え巻テープ３の材質としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）の樹脂材料等が特に制限なく用いられる。ジャケット４の材質としては、フッ素樹脂（ＰＦＡ）の樹脂材料等を特に制限なく用いることができる。

（スペーサ５）
図１及び図３に示すように、各電線２の被覆部２２で囲まれた空間内には、スペーサ５が介在される。複数の電線２はジャケット４に被覆され、スペーサ５は、ジャケット４と芯線露出部２３の間に配置されてもよい。スペーサ５は、絶縁性や耐熱性等を有する熱可塑性樹脂により射出成形された成形体である。熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマ（ＬＣＰ）樹脂やポリアミド樹脂等が挙げられる。

スペーサ５は、複数の保持用の凹部５１が周方向に離間して設けられた外周面を有する形状に形成されている。本実施の形態において、スペーサ５は円筒形状であり、スペーサ５の外周面には、その一端から他端にわたって軸線方向に沿って形成された電線２に対応する数（本実施の形態では４つ）のＵ字状の凹部５１が同一円周上に等間隔に並設されている。より具体的には、スペーサ５の長手軸方向の断面は矩形であり、長手軸方向に直交する方向の断面は略十字状である。スペーサ５の大きさは、特に限定されるものではないが、直径約０．５ｍｍ、長さ約０．８ｍｍであり、極めて微小である。凹部５１の大きさは、電線２の被覆部２２の径よりも僅かに小さく設定されている。本実施の形態において、凹部５１の径方向中心の深さは一端から他端にわたって一定であるが、必ずしも一定でなくともよく、例えば、凹部５１の深さがケーブル側に向かって深くなるように構成してもよい。

スペーサ５の凹部５１は、センサ６に対する各電線２の芯線露出部２３の位置を最適位置に保持するものである。凹部５１には、各電線２の被覆部２２の一端部が中央よりも外側へ向かって放射状に保持されるように配置される。これによって、各電線２の芯線露出部２３の間隔を広く保持することができる。

（センサ６）
多芯ケーブル１の接続対象となるセンサ６は、例えば電圧、電流、磁気、光等の物理量を検出して電気信号に変換する各種の微小なセンサである。センサ６としては、例えば医療内視鏡やセンサ付きカテーテル等のＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサが挙げられる。また、センサ６は、赤外線センサ又は超音波振動子或いは蛍光センサ等であってもよい。センサ６は、いわゆる半導体センサであってもよい。センサ６は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ以外の撮像素子を備えてもよい。

図示例によるセンサ６は、特に限定されるものではないが、一辺が約１．０ｍｍ以下であり、厚みが約０．５ｍｍ以下の上面視正方形の微小センサである。センサ６の基板６１の複数（本実施の形態では４つ）の角隅部のそれぞれには、上面視正方形の接続端子部６２が配置されている。これによって、これらの複数（本実施の形態では４つ）の接続端子部６２を最大距離で離間させて配置させることができる。

図１（ａ）及び図３（ａ）に示すように、センサ６の４つの接続端子部６２は、２つの信号端子部、１つの電力端子部、及び１つの制御端子部として用いられる。各信号端子部には、多芯ケーブル１の信号線が電気的に接続される。電力端子部には、多芯ケーブル１の電力線が電気的に接続される。制御端子部には、多芯ケーブル１の制御線が電気的に接続される。

多芯ケーブル１の各電線２がスペーサ５によって保持された状態で、各電線２の芯線露出部２３とセンサ６の各接続端子部６２とが、電気的に接続される。例えば、図示しないが、固着手段は、半田、金属ペースト又は導電性接着剤等を用いることができる。また、レーザ溶接等の接続手段を用いてもよい。

図３（ｂ）に示すように、スペーサ５の凹部５１に各電線２の被覆部２２を保持したとき、例えば、各電線２の芯線露出部２３の中心Ｃ１がセンサ６の各接続端子部６２の中心Ｃ２よりも中央寄りに配置される。図示例では、各電線２の芯線露出部２３の中心Ｃ１は、例えば、センサ６の各接続端子部６２の中心Ｃ２よりも０．０５ｍｍ程度中央寄りに配置される。

センサ６の接続端子部６２をセンサ６の基板６１の４つの角隅部に設けることで、これらの接続端子部６２が広い範囲で配置されることから、最も広い面積を接続スペースに充てることができる。これにより、接続する部分のスペースを確保することができる。

センサ６と多芯ケーブル１との接続構造を製造するには、先ず、図１（ａ）等に示すように、電線２の各被覆部２２の先端部分を例えばＣＯ_２レーザでカットして露出部２３を形成する。これらの露出部２３は半田処理を施して熱を印加することにより半田接続可能な状態としておく。また、センサ６の各接続端子部６２にも同様に半田処理を施しておく。なお、基板６１に耐熱フラックスを設けて、接続端子部６２に予備的半田処理を行わない構成としてもよい。半田はＰｂフリーのＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田等が用いられる。なお、センサへの熱的影響を低減するために、低融点半田を使用することがより望ましい。各電線２の被覆部２２の間にスペーサ５を介在させ、各被覆部２２をスペーサ５の凹部５１の底面に当接するように配置する。次に、各電線２の芯線露出部２３とセンサ６の各接続端子部６２とを接触させた状態で熱を印加して半田接続させる。なお、各芯線露出部２３とセンサ６の各接続端子部６２との電気的、機械的接続は、前述したように、上記説明した半田接続以外に、Ａｇ等の金属ペーストあるいは導電性接着剤等の加熱を要しない固着手段によってもよい。次に、４本の電線２と、スペーサ５と、下面を除くセンサ６とをモールド樹脂７によって被覆固定する。これによって、図３（ａ）に示すセンサ６と多芯ケーブル１との接続構造が完成する。なお、モールド樹脂７は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。

（第１の実施の形態の効果）
以上のように構成されたセンサ６と多芯ケーブル１との接続構造によれば、上記効果に加えて、次の効果がある。

多芯ケーブル１の端末部をスペーサ５の凹部５１に保持することにより、多芯ケーブル１の端末部とスペーサ５とを一体化することができるため、センサ６と多芯ケーブル１の端末部との位置出しが容易となり、センサ６への接続が極めて容易となる。

多芯ケーブル１の接続時において隣接する電線２を誤って引っ掛けて負荷をかけてしまうことがないので、接続強度を向上させることが可能となる。

センサ６と多芯ケーブル１との接続が容易となるため、自動ロボットによる自動化を実現することができるとともに、生産性の向上に貢献することが可能となる。

［第２の実施の形態］
図４を参照すると、同図には、第２の実施の形態に係るセンサ６と多芯ケーブル１との接続構造が示されている。

この第２の実施の形態では、スペーサ５とセンサ６との構成を除いて、他の構成は上記第１の実施の形態と同様の構成を備えている。従って、上記第１の実施の形態で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その部材に関する詳細な説明は省略する。

この第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と異なるところは、スペーサ５とセンサ６との軸線方向（Ｚ方向）の位置を位置決めする位置決め構造を備えた点にある。より具体的には、スペーサ５は、センサ６と当接する接触部５２が設けられた端面を有する形状に形成されている。一方、センサ６は、接触部５２に対する位置を決める位置決め部としての嵌合部６３を有している。

図４及び図５において、位置決め構造は、センサ６に対向するようにスペーサ５のセンサ６側の端面に形成された凸状の接触部５２と、センサ６に形成された凹状の嵌合部６３とによって構成されている。凸状の接触部５２と凹状の嵌合部６３とは、同一軸線上に配置される。

図６に示すように、凸状の接触部５２と凹状の嵌合部６３とを嵌合することにより、スペーサ５の軸線方向位置（Ｚ方向位置）と、各電線２の芯線露出部２３及びセンサ６の各接続端子部６２の配線位置とを位置決めすることができる。

なお、位置決め構造は、図示例に限定されるものではなく、スペーサ５の端面に形成された凹状の接触部５２と、センサ６に形成された凸状の嵌合部６３とで構成されてもよく、スペーサ５又はセンサ６のいずれか一方だけに凸部を有する構成であってもよい。

（第２の実施の形態の効果）
以上のように構成された第２の実施の形態に係るセンサ６と多芯ケーブル１との接続構造によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られることに加えて、以下の効果が得られる。

センサ６と多芯ケーブル１の端末部とが理想的な位置で接続され、センサ６とスペーサ５も機械的に接続固定されることとなり、位置決め精度、接続精度や接続強度を更に向上させることが可能となる。

［第３の実施の形態］
図７を参照すると、同図には、第３の実施の形態に係るセンサ６と多芯ケーブル１との接続構造が示されている。なお、図７において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を用いている。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。

上記第２の実施の形態では、スペーサ５とセンサ６との軸線方向（Ｚ方向）の位置を位置決めする位置決め構造を備えていたものを、この第３の実施の形態にあっては、スペーサ５とセンサ６との軸線方向（Ｚ方向）の位置決めに加えて、前後左右方向（ＸＹ方向）及び回転方向（θ方向）の位置を位置決めする位置決め構造を備えた点で、上記第２の実施の形態と異なっている。

図７、図８、及び図９において、位置決め構造は、スペーサ５の端面に形成された一対の凸状の接触部５２，５２と、センサ６に形成された一対の凹状の嵌合部６３，６３とにより構成されている。一対の凸状の接触部５２と一対の凹状の嵌合部６３とのそれぞれは、同一軸線上に配置される。

一対の凸状の接触部５２と一対の凹状の嵌合部６３とを嵌合することで、スペーサ５の軸線方向位置（Ｚ方向位置）、前後左右方向位置（ＸＹ方向位置）、及び回転方向位置（θ方向位置）と、各電線２の芯線露出部２３及びセンサ６の各接続端子部６２の配線位置とが位置決めされる。

（第３の実施の形態の効果）
以上のように構成された第３の実施の形態に係るセンサ６と多芯ケーブル１との接続構造によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果に加えて、以下の効果がある。

スペーサ５の軸線方向位置と、前後左右方向位置と、回転方向位置とを位置決めすることができるため、センサ６の各接続端子部６２に対して多芯ケーブル１の端末部の配線位置を固定する精度を更に向上させることが可能となり、作業性も更に向上させることができる。

［第４の実施の形態］
図１０を参照すると、同図には、第４の実施の形態に係るセンサ６と多芯ケーブル１との接続構造を説明する説明図が示されている。

この第４の実施の形態において、上記第１の実施の形態と異なるところは、ノイズ低減のためのシールド層を備えた点にある。多芯ケーブル１の一部構成、スペーサ５の一部構成、センサ６の一部構成を除いて、残余の構成は上記第１の実施の形態と実質的に同様の構成を備えている。従って、上記第１の実施の形態で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることで、その部材に関する詳細な説明は省略する。

図１０（ａ）に示すように、多芯ケーブル１は、一対の同軸電線８，８と、一対の電線２，２と、これらの電線２，８を覆う抑え巻テープ３と、抑え巻テープ３を覆う外部シールド９と、外部シールド９を覆うジャケット４とにより構成されている。一対の同軸電線８のそれぞれは信号線である。一対の電線２のそれぞれは電力線及び制御線である。

各同軸電線８は、芯線８１と、芯線８１が絶縁被覆された被覆部８２と、被覆部８２に被覆されない芯線露出部８６と、被覆部８２を覆う内部シールド８３と、内部シールド８３を覆う外部被覆部８４とにより構成されている。内部シールド８３の一端部は、外部被覆部８４に被覆されないシールド露出部８５とされている。各同軸電線８は、電気的な干渉を防ぐためのシールドとしての役割を果たすため、シールド電線として用いられる。

芯線８１としては、例えば、ＡＷＧ４６以下の極めて細い径の素線が用いられる。芯線８１は、銀メッキ銅合金等の導電材料からなる複数本の素線を撚り合せた撚線又は単線である。被覆部８２としては、フッ素樹脂（ＰＦＡ）の樹脂材等の絶縁材料が用いられる。内部シールド８３は、銀メッキ銅合金線等の金属細線を被覆部の外周に横巻又は編組構造で巻付ける構造とされている。外部被覆部８４としては、フッ素樹脂（ＰＦＡ）の樹脂材等の絶縁材料が用いられる。

抑え巻テープ３の材質は、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）の樹脂材料等からなる。外部シールド９は、錫メッキ軟銅線等の金属細線を抑え巻テープ３の外周に横巻又は編組構造で巻付ける構造とされている。ジャケット４の材質は、フッ素樹脂（ＰＦＡ）の樹脂材料等からなる。

スペーサ５５の表面は、導電性を有することが好ましい。電線２がシールド層を備えたシールド線の場合、シールド層はスペーサ５５の導電性を有する表面に電気的に接続することができる。
図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、センサ６と多芯ケーブル１との接続構造は、導電性のスペーサ５５を備えている。導電性のスペーサ５５としては、金や銅等の金属メッキからなる導電性材料を表面に有する樹脂製スペーサ、あるいは導電性を有する材料からなる金属製スペーサが挙げられる。金属製スペーサを用いる場合であっても、スペーサ表面の導電性を高めるために、成形されたスペーサに金属メッキを施して使用してもよい。

導電性のスペーサ５５の外周面には、複数（本実施の形態では４つ）のＵ字状の凹部５６が同一円周上に等間隔に並設されている。これらの凹部５６には、各電線２の被覆部２２が保持されるとともに、各同軸電線８のシールド露出部８５が電気的に接続された状態で保持されている。また、外部シールド９の一部を導電性のスペーサ５５に電気的に接続することにより、各電線２、及び各同軸電線８を全体として外部サージ等からシールドすることができる。

一方、センサ６の基板６１には、図示しないグランド線に接続された凸部形状のグランド端子部６４が設けられている。センサ６のグランド端子部６４には、導電性のスペーサ５５の一端面が電気的に接続されている。センサ６の各接続端子部６２と各電線２の芯線露出部２３及び各同軸電線８の芯線露出部８６とは、図示しない半田、金属ペースト又は導電性接着剤等により電気的に接続されている。

導電性のスペーサ５５の導電性材料とセンサ６のグランド端子部６４とを接続することで、導電性のスペーサ５５がグランド電位あるいはコモン電位とされる。グランド端子部６４は、導電性のスペーサ５とセンサ６との軸線方向（Ｚ方向）の位置を位置決めする役目をも果たすことができる。

（第４の実施の形態の効果）
以上のように構成された第４の実施の形態に係るセンサ６と多芯ケーブル１との接続構造によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果に加えて、以下の効果が得られる。

導電性のスペーサ５５の導電材料とセンサ６のグランド端子部６４とを接続することにより、導電性のスペーサ５５をグランド電位あるいはコモン電位とすることができるため、導電性のスペーサ５５に各同軸電線８のシールド露出部８５を接続することで、ノイズが低減され、電気特性の改善に期待ができる。

（スペーサの変形例）
図１１は本発明で使用されるスペーサの長手軸を含む縦断面図を示し、（ａ）は第１の実施の形態におけるスペーサの断面を示す図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は第２の実施の形態におけるスペーサの断面を示す図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は第１の実施の形態の変形例における砲弾形のスペーサの断面図、（ｄ）はその他の変形例における紡錘形のスペーサの断面図である。

図１１（ａ）に示すように、第１の実施の形態におけるスペーサ５は、円筒状であり、長手方向の断面は矩形であり、長手方向に直交する方向の断面は略十字形である。

図１１（ｂ）に示すように、第２の実施の形態におけるスペーサ５は、第１の実施の形態のスペーサ５のセンサ６側に凸状の接触部５２が形成された構成を有する。第３、第４の実施の形態のスペーサ５も同様に、凸状の接触部５２が形成された構成を有する。

図１１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、スペーサの外径は一端から他端にわたって一定でなくともよい。たとえば、図１１（ｃ）に示すように、スペーサ１５は、ケーブル１側の端部に向かって先細となる砲弾形であってもよい。かかるスペーサ１５の長手方向断面は、ケーブル１側で側辺１５ａが弧状の台形であり、センサ６側の側辺１５ｂが矩形となる。

また、図１１（ｄ）に示すように、スペーサ１６は、中央部１６ａが最も外径が大きく、ケーブル１側の端部１６ｂとセンサ６側の端部１６ｃの両方に向かって先細となる紡錘形であってもよい。かかるスペーサ１６の長手方向断面は、ケーブル１側で両側辺が弧状の台形であり、センサ６側では長手方向に直交する幅方向の線に対して線対称の両側辺が弧状の台形となる。

これらの場合に、凹部５１はスペーサ５の一端から他端にわたって部分的に設けられてもよい。さらに、スペーサ１５、１６がケーブル１側の端部に向かって先細になる構成では、スペーサ５のケーブル１側の端部がケーブル１の内部に部分的に延在するように構成することもできる。

なお、センサ６と多芯ケーブル１の接続構造の適用対象は、医療内視鏡やセンサ付きカテーテル等の医療分野に限定されるものではない。例えば、産業機器用途の内視鏡センサ、特に微小構造を備える装置の検査機器に使用することもできる。センサ６と多芯ケーブル１の接続構造は、例えばモータ等の電子機器分野、カメラ等の光学機器分野、ロボット分野、自動車分野、セキュリティ等の情報処理分野等の各種分野で、特に、微小センサと極細ケーブルを接続する際に適用可能な構成である。

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例、及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例、及び図示例は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。従って、上記実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…ケーブル（多芯ケーブル）、２…電線、３…抑え巻テープ、４…ジャケット、５…スペーサ、６…センサ、７…モールド樹脂、８…同軸電線（シールド電線）、９…外部シールド、１５、１６…スペーサ、２１，８１…芯線、２２，８２…被覆部、２３，８６…芯線露出部、５１，５６…凹部、５２…接触部、５５…導電性のスペーサ、６１…基板、６２…接続端子部、６３…嵌合部、６４…グランド端子部、８３…内部シールド、８４…外部被覆部、８５…シールド露出部、Ｃ１，Ｃ２…中心、ＸＹ…前後左右方向、Ｚ…軸線方向、θ…回転方向

本発明は、センサとケーブルとの接続構造、接続用ケーブル、及び製造方法に係わり、特に、物理量を検出するセンサと複数の芯線を有するケーブルとの接続構造、その接続構造に適用される接続用ケーブル、及びセンサとケーブルとの接続構造の製造方法に関する。より具体的には、本発明は、医療用微小センサと極細ケーブルとの接続構造、医療用微小センサに接続される極細ケーブル、及び医療用微小センサと極細ケーブルとの接続構造の製造方法に関するものである。

従って、本発明の目的は、センサとケーブルとの接続作業を容易に行えることで製造コストを減少させることができ、接続精度や接続強度を向上させることができる、センサとケーブルとの接続構造、その接続構造に適用される接続用ケーブル、及びセンサとケーブルとの接続構造の製造方法を提供することにある。

Claims (10)

1. 芯線が被覆された被覆部、及び前記被覆部の端部において前記芯線が露出された芯線露出部を有する複数の電線を集合したケーブルと、
   前記各電線のそれぞれの前記被覆部で囲まれた空間内に介在して前記各被覆部の端部を離間した状態で保持するスペーサと、
   物理量を検出するセンサと、
   を備え、
   前記ケーブルは、前記各電線が前記スペーサによって保持された状態で、前記各電線のそれぞれの前記芯線露出部が前記センサに固着手段を介して電気的に接続されていることを特徴とするセンサとケーブルとの接続構造。
2. 前記スペーサは、複数の保持用の凹部が周方向に離間して設けられた外周面を有する形状に形成されている請求項１に記載のセンサとケーブルとの接続構造。
3. 前記スペーサは、前記センサと当接する接触部が設けられた端面を有する形状に形成されている請求項１又は２に記載のセンサとケーブルとの接続構造。
4. 前記センサは、前記接触部に対する位置を決める位置決め部を有している請求項３に記載のセンサとケーブルとの接続構造。
5. 前記スペーサの表面は、導電性を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサとケーブルとの接続構造。
6. 前記固着手段は、半田、金属ペースト、導電性接着剤又はレーザ溶接である請求項１に記載のセンサとケーブルとの接続構造。
7. 前記センサは、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサである請求項１又は４に記載のセンサとケーブルとの接続構造。
8. 前記電線がシールド層を備えたシールド線の場合、前記シールド層は前記スペーサの導電性を有する前記表面に電気的に接続されている請求項５に記載のセンサとケーブルとの接続構造。
9. 前記複数の電線は、ジャケットに被覆され、前記スペーサは、前記ジャケットと前記芯線露出部の間に配置される請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサとケーブルとの接続構造。
10. 芯線が被覆された被覆部、及び前記被覆部の端部において前記芯線が露出された芯線露出部を有する複数の電線を集合したケーブルと、
    前記各電線のそれぞれの前記被覆部で囲まれた空間内に介在して前記各被覆部の端部を離間した状態で保持するスペーサと、
    を有することを特徴とする接続用ケーブル。