JP4168079B2 - 電子機器および電子機器におけるハーネスの配線方法 - Google Patents
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Description
さらに、機械構造から極細同軸ケーブルの使用が難しいとされてきた構造に対して、その使用を可能とする配線方法の提供が要求されている。
特許文献1には、複数本の電線の両端末部分を所定のピッチで配列してフラット状にし、中間部分を1つに束ねたことを特徴とする多心ケーブルが開示されている。
特許文献2には、複数本の電線に横糸を織り込んだ多心ケーブルであって、前記横糸の収縮により丸形状に近づく形状に束ねられていることを特徴とする多心ケーブルが開示されている。
特許文献3には、同軸ケーブルを数本平行に並べた状態の上に金属のシールドによって2重被覆したフラットケーブル構造が開示されている。
図12に示すようにスライドタイプの電子機器の筐体間配線材としてFPCを用いたものは、伝送特性や耐ノイズ特性が不十分である。また、狭いスペースでFPCを屈曲させるため、FPCに曲げ癖や折れが生じる可能性があり、その部分で伝送特性が悪化し易い問題がある。
一般に、極細同軸ケーブルの許容曲げ半径は、線径の20倍程度の曲率半径が必要であり、ケーブル線径が0.2mm〜0.3mm程度、例えば0.25mmとすると、その許容曲げ半径は5mm程度必要となり、一般的なスライドタイプ構造に要求される屈曲スペース3mmを維持できない。
さらに、特許文献3では、金属による被覆のため、耐屈曲性能が満たされないという問題がある。
その一方で、ハーネスのケーブルは、ケーブル1本1本がばらばらにならないようにするため、フラットケーブル化が必須であるという問題がある。
本発明のハーネスの配線方法において、前記極細同軸ケーブルは、中心導体のサイズがAWG36以下のケーブルであることが好ましい。
本発明の手法を用いることにより、スライドタイプの電子機器において、極細同軸ケーブルアセンブリが可能となるので、従来のFPCを筐体間配線材として用いたものと比べ、伝送特性や耐ノイズ特性を向上させることができる。
また、多数本の電線を平行に並べてテープ状に一括被覆したフラットケーブルを使用することにより、ケーブル同士の摩擦による断線を無くすことが可能となる。また、フラットケーブルの使用によってケーブルの規則的な束ねを実現し、ケーブルの配線を簡易に行うことができる。
さらに、レーザーによってフラットケーブルのシースのみの切断が可能となり、極細同軸ケーブルの口出しを簡易に行うことができる。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の電子機器の第1の実施形態を示す斜視図である。また図2は、この電子機器11に用いられる電子機器配線用ハーネス(以下、ハーネスと略記する)の一例を示し、(a)は正面図、(b)は(a)中のA−A’部の断面図、(c)は(b)を構成するケーブルの断面図である。これらの図中、符号10は筐体移動方向、11はスライドタイプの電子機器、12は第1の筐体、13は第2の筐体、14はハーネス配線位置、15Aは筐体側の第1の接続部、15Bはハーネス側の第1の接続部、16Aは筐体側の第2の接続部、16Bはハーネス側の第2の接続部、17はハーネス、18はフラットケーブル、19は極細同軸ケーブル、20は外側一括被覆材(被覆材、シース;以下、シースという)である。
図13に示す配線パターンは、筐体移動方向10と各接続部8,9を結ぶ線とが平行であるので、ハーネスを配線して筐体をスライドさせた場合に、筐体間のスペースでケーブルの曲率半径が制限されてしまうため、このスペースが小さくなると、ハーネスが屈曲できなくなる。この為、従来スライド型の筐体には使用されていない。
一方、図1に示す本実施形態の電子機器11では、ハーネス17を図1に示すハーネス配線位置14に配置することで、ハーネス17の極細同軸ケーブル18がスライド面上にU字形に配置され、筐体のスライドに際して大きな曲率半径で屈曲する。
このように、本実施形態の電子機器11は、極細同軸ケーブルアセンブリが可能となるので、従来のFPCを筐体間配線材として用いたものと比べ、伝送特性や耐ノイズ特性を向上させることができる。
また、多数本の極細同軸ケーブル19を平行に並べてテープ状に一括被覆したフラットケーブル18を有するハーネス17を用いて筐体間配線を行うことで、ケーブル同士の摩擦による断線を無くすことが可能となる。
図3〜図9は、本発明の第2実施形態を示す図である。図3(a)は、本実施形態の複数のフラットケーブル18を積層したハーネス21の正面図であり、図3(b)は側面図、図3(c)は図3(a)のB−B’の線に沿った断面図を示している。また、図4(a)は、フラットケーブル18の断面図であり、図4(b)は、コネクタ22の接続部分の斜視図を示している。さらに、図5は等長フラットケーブルを適用したハーネスを示す図であり、図6(a)〜(c)は等長フラットケーブルを適用したハーネスのスライド配線形状を示す図である。更にまた、図7は非等長フラットケーブルを適用したハーネスを示す図であり、図8(a)〜(d)は非等長フラットケーブルを適用したハーネスのスライド配線形状を示す図である。また、図9は、ハーネス21をスライドタイプの電子機器30の筐体に配線した状態を示す平面図である。
尚、これらの図は図1および図2と同様に本発明の第2実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のフラットケーブル、ハーネスおよびスライドタイプの電子機器の寸法関係とは異なる。
また、ハーネス21の一方のコネクタは、筐体29のコネクタ接続部に接続されている。さらに、ハーネス21は、筐体28に設けられた開口部から引き出されており、筐体28、29の移動面(スライド面)上でU字状に曲げられて、他方のコネクタが筐体28のコネクタ接続部に接続されている。これによって、2つの筐体28、29が電気的に接続されている。以下、各構成について詳細に説明する。
また、本実施形態では極細同軸ケーブル19のみの構成を示しているが、本実施形態の構成はこれに限定されるものではなく、給電用電線や光ケーブルなどの同軸ケーブル以外のケーブルと極細同軸ケーブルとを組み合わせてハーネスを構成してもよい。
また、内側絶縁層24とジャケット26の材質は、特に限定されないが、フッ素樹脂を用いることが好ましく、PFA(テトラエチレン/フルオロ パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体;融点300℃)であることがより好ましい。
また、シース20は極細同軸ケーブル19を拘束しており、隣のケーブルを飛び越える等の動きを制限している。さらにシース20と極細同軸ケーブル19の接触部20aでは、該ケーブルとシース20は接触しているが、樹脂同士で融着はしていない。
なお、本実施形態では、シース20と極細同軸ケーブル19の間には、シース20を構成する樹脂等は充填されておらず、隙間27が存在しているが、これに限定されるものではなく、フラットケーブル18の可撓性や、屈曲耐久性を向上させるような樹脂等が充填されていても良い。
シース20の被覆方法は、特に限定されないが、極細同軸ケーブル19を4芯並列に並べて、押出成型によって一括被覆することが好ましい。これにより、従来は困難であった極細同軸ケーブルのフラットケーブル化が可能となる。また、シース20の厚みは特に限定されないが、10〜50μmの範囲であることが好ましく、20〜30μmの範囲であることがより好ましい。シース20の厚みが10〜50μmの範囲であると、フラットケーブル18は十分な可撓性を確保することができる。
本実施形態の電子機器30では、フラットケーブル18の積層部分を筐体28および筐体29のスライド面上でU字状に曲げた状態で配置しているので、筐体28に対する筐体29のスライドに応じて、フラットケーブル18の積層部分のU字状曲げ部分は緩やかに変位する。したがって、筐体29の図示しない内壁部と、筐体28の内壁部28Aとによって規制された幅方向において、ケーブルの許容曲げ半径を下回るような小さな曲げが生じることがない。
また、筐体間の高さの制約に対して、フラットケーブルの幅は、極細同軸ケーブルの直径と本数の選択によって調整可能であり、このフラットケーブルを複数本積層した状態で並べることができる。このため、通常携帯電話で使用されている40芯の配線において、配線のフラットケーブル化およびケーブルの積層によって、配線の並び順序を維持することが可能であるとともに、筐体の高さ3mm幅のあいだに収納することが可能となる。
さらに、複数枚のフラットケーブル18を積層状態としたハーネス21を用いると、コネクタでの極細同軸ケーブルの並び方向とフラットケーブル内部での並び方向を90°変えることができるため、フラットケーブル18の積層部分を筐体のスライド面上でU字状に曲げた状態に配置できる。したがって、筐体をスライドさせた場合、フラットケーブル積層部分は、図12の配線パターンのような筐体の高さ方向の3mmの間で屈曲させる必要がなく、筐体の幅方向に許容曲げ半径約5mm以上の大きな曲率半径で屈曲させることができる。このため、携帯電話に求められる10万回以上の屈曲回数要求を満たすことができる。
また、極細同軸ケーブル19のジャケット26およびシース20にフッ素樹脂を用いることで、極細同軸ケーブル19同士の接触部19aおよび極細同軸ケーブル19とシース20との接触部20aは滑りがよいため、フラットケーブル18全体の可撓性を向上させることができる。
さらに、シース20の外側面20Aおよび内側面20Bはともに平面かつ平滑であるため、単体のフラットケーブル18の可撓性を向上させることができるとともに、積層された複数のフラットケーブル18の可撓性を向上させることができる。
更にまた、シース20に用いる樹脂を極細同軸ケーブル19のジャケット26に用いる樹脂よりも低い融点とすることで、炭酸レーザーを用いてシース20のみを切除することが可能なフラットケーブル18とすることができる。シース20を容易に切除して剥がすことができ、極細同軸ケーブル19を露出させることができるため、フラットケーブル18のコネクタ22への接続が容易となるとともに、配線の捻り易さおよび屈曲特性を向上させることができる。
[参考例]
極細同軸ケーブルとして、外径0.24mmのAWG46を用い、4本の該ケーブルを平行に並べ、押出方式によりフッ素樹脂製の一括被覆を施して、図2(c)に示す構造のフラットケーブルを作製した。このフラットケーブルの寸法は、幅1.2mm、厚さ0.3mmと省スペースに対応した寸法になっている。
2つの接続部(コネクタ)間に長さ80mmの該ケーブルを接続して、図2(a)に示す構造のハーネスを作製した。
このハーネスを、図1に示すように、筐体スライド方向と直交する方向に各コネクタが12.4mmずれた状態で配線した。このときのケーブルの曲率半径は5mm以上となった。また、スライド部分のケーブル収納高さは3mmとした。
この状態で、筐体を連続的にスライドさせ、ケーブルを屈曲させ、破断に至るまでのスライド回数を調べた。スライド試験の条件は、スライド間隔が30mm、スピードが30回/分とした。
その結果、本参考例のハーネスは、10万回以上スライドを加えてもケーブルの破断は生じなかった。
参考例で作製したフラットケーブルを10枚積層し、通常携帯電話で使用されている40芯の配線に適用したハーネスを作製した。
得られたハーネスは、図3(c)の幅寸法aが3mm、図3(c)の高さ寸法bが1.2mmであった。
このハーネスを、参考例の場合と同様に、筐体スライド方向と直交する方向に各コネクタが12.4mmずれた状態で配線した。ハーネスのフラットケーブル積層体部分は、図9に示すように、スライド面上でU字状に曲げて配線し、このときのケーブルの曲率半径は5mm以上となった。この配線状態で参考例と同様にスライド試験を行った。
その結果、本実施例のハーネスは、10万回以上スライドを加えてもケーブルの破断は生じなかった。
極細同軸ケーブル 外径0.24mmのAWG46を用い、40芯を平行に並べ、テープ止めしたフラットケーブルを作製し、これを図8に示すように、各コネクタを結ぶ線が筐体スライド方向と平行となるように配線した。ハーネスのケーブルは、スライド部分のケーブル収納高さ(3mm)で屈曲され、このときのケーブルの曲率半径は1.5mmとなった。
この状態で、参考例の場合と同様のスライド試験を行った。その結果、比較例のケーブルは、平均(n=3)11254回で破断が生じた。
Claims (8)
- 回路を有する2つの筐体がスライド可能に取り付けられ、これらの筐体内の回路同士をハーネスによって電気的に接続してなる電子機器であって、
前記ハーネスは、複数本の極細同軸ケーブルを平行に並べて樹脂からなる被覆材によってテープ状に一括被覆されたフラットケーブルを複数枚積み重ね、前記被覆材を構成する前記樹脂の融点が、前記極細同軸ケーブルの外側被覆を構成する樹脂の融点よりも30℃以上低く設定して、構成され、
前記ハーネスは、前記2つの筐体同士がスライドする移動面であるスライド面上に、前記フラットケーブルがU字状をなすように曲げて、前記2つの筐体間の高さ3mm以下のスペースに収納され、
前記フラットケーブルは、前記U字状に曲げられた部分において、前記極細同軸ケーブルが前記移動面のほぼ垂直方向に沿って並ぶように配置され、
前記ハーネスは両端にコネクタが接続され、前記コネクタへの接続部において、前記フラットケーブルの隣接間距離が前記積み重ねた部分における隣接間距離よりも広くされ、各フラットケーブルは、隣接するフラットケーブルを飛び越えることなく、前記コネクタへの接続部付近と、前記積み重ねた部分とが同じ並び順番になっており、
かつ、前記コネクタへの接続部においては、レーザーを用いた前記被覆材の切除により前記極細同軸ケーブルが露出され、この露出部の捻りにより、コネクタにおける極細同軸ケーブルの並び方向と、フラットケーブルの積層部分におけるフラットケーブル内の極細同軸ケーブルの並び方向とが異なる向きにされ、前記コネクタに対して一列になって前記極細同軸ケーブルが接続されていることを特徴とする電子機器。 - 前記極細同軸ケーブルは、中心導体のサイズがAWG36以下のケーブルであることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
- 前記フラットケーブルが複数枚積み重ねられて前記ハーネスが構成された際に、前記複数枚のフラットケーブルを等長としたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子機器。
- 前記フラットケーブルが複数枚積み重ねられて前記ハーネスが構成された際に、積み重ねた一端側のフラットケーブルを最長とし、他端側のフラットケーブルを最短とし、他のフラットケーブルの長さを前記一端側から前記他端側に向けて漸次短くなるように構成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子機器。
- 回路を有する2つの筐体がスライド可能に取り付けられ、これらの筐体内の回路同士をハーネスによって電気的に接続してなる電子機器におけるハーネスの配線方法であって、
前記ハーネスは、複数本の極細同軸ケーブルを平行に並べて樹脂からなる被覆材によってテープ状に一括被覆されたフラットケーブルを複数枚積み重ね、前記被覆材を構成する前記樹脂の融点が、前記極細同軸ケーブルの外側被覆を構成する樹脂の融点よりも30℃以上低く設定して、構成されたものであり、
前記ハーネスの両端にコネクタを接続するに際し、前記コネクタへの接続部において、前記フラットケーブルの隣接間距離を前記積み重ねた部分における隣接間距離よりも広くして、各フラットケーブルは、隣接するフラットケーブルを飛び越えることなく、前記コネクタへの接続部付近と、前記積み重ねた部分とが同じ並び順番となるようにし、
かつ、前記コネクタへの接続部においては、レーザーを用いた前記被覆材の切除により前記極細同軸ケーブルを露出し、この露出部の捻りにより、コネクタにおける極細同軸ケーブルの並び方向と、フラットケーブルの積層部分におけるフラットケーブル内の極細同軸ケーブルの並び方向とを異なる向きにし、前記コネクタに対して一列になって前記極細同軸ケーブルを接続して、前記コネクタを前記複数枚のフラットケーブルの端部に取り付けた後、
前記2つの筐体同士がスライドする移動面であるスライド面上に、前記フラットケーブルがU字状をなすように曲げ、前記フラットケーブルは、前記U字状に曲げられた部分において、前記極細同軸ケーブルが前記移動面のほぼ垂直方向に沿って並ぶように配置して、前記ハーネスを、前記2つの筐体間の高さ3mm以下のスペースに収納することを特徴とするハーネスの配線方法。 - 前記極細同軸ケーブルは、中心導体のサイズがAWG36以下のケーブルであることを特徴とする請求項5に記載のハーネスの配線方法。
- 前記フラットケーブルを複数枚積み重ねて前記ハーネスを構成する際に、前記複数枚のフラットケーブルを等長とすることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のハーネスの配線方法。
- 前記フラットケーブルを複数枚積み重ねて前記ハーネスを構成する際に、積み重ねた一端側のフラットケーブルを最長とし、他端側のフラットケーブルを最短とし、他のフラットケーブルの長さを前記一端側から前記他端側に向けて漸次短くなるように構成することを特徴とする請求項5または請求項6に記載のハーネスの配線方法。
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