JP5353634B2

JP5353634B2 - 同軸ケーブルハーネス

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Publication number: JP5353634B2
Application number: JP2009246818A
Authority: JP
Inventors: 崇樹遠藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: CN102055082B; TW201140618A; JP2011096403A; TWI400720B; KR101173785B1; KR20110046339A; CN102055082A

Description

本発明は、中継基板に複数の同軸ケーブルが接続された同軸ケーブルハーネスに関する。

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、機器本体と液晶表示部との接続や機器内の配線などに、極めて細い同軸ケーブルが用いられている。また、配線の容易性から、複数本の同軸ケーブルを集合一体化させた同軸ケーブルハーネスが用いられている。
このような同軸ケーブルハーネスの端末部分は、コネクタ端子や基板等へ半田付け等の導電接着で接続固定される。

機器間や機器内を接続するためのケーブルとして、平衡伝送用平坦状ケーブル部材の端部にコネクタ部を有する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このケーブル部材は、対をなす信号伝送路とグランド部とが交互に並んでおり平衡伝送が可能である構成であり、且つ、端部に対をなす信号端子部とグランド端子部とが露出している構成である。コネクタ部は、該平衡伝送用平坦状ケーブル部材の端部に取り付けてあり、該平衡伝送用平坦状ケーブル部材の信号端子部自体とグランド端子部自体を端子部とする。

また、極めて細い複数本の同軸ケーブルを集合一体化させたハーネス形状のものもあり、この種のケーブルには、複数の同軸ケーブルと絶縁ケーブルとが並列に配置されるとともに、前記複数の同軸ケーブルの外部導体及び前記絶縁ケーブルの中心導体が共通のグランドバーに導電接着されているものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−７３３６７号公報特開２００７−２８０７７２号公報

電子機器は、小型化及び軽量化とともに一層の高性能化が図られており、それにより処理する情報量も増大している。このため、複数の同軸ケーブルをハーネス形状にして中継基板を介して機器の基板に接続する場合に、ハーネスの端末における伝送特性やノイズ特性などの電気的特性のさらなる改善が望まれている。

そこで本発明の目的は、良好な電気的特性を確保しつつ高密度実装された同軸ケーブルハーネスを提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係る同軸ケーブルハーネスは、中心導体、前記中心導体の外周に配設された内部絶縁体、前記内部絶縁体の外周に配設された外部導体及び前記外部導体の外周に配設された外被を有する複数の同軸ケーブルと、複数の前記同軸ケーブルの少なくとも一端側が接続された中継基板とを備えた同軸ケーブルハーネスであって、
前記中継基板には、複数の信号線部及び複数のグランド線部が配列され、前記同軸ケーブルに接続される側の反対側の端では前記信号線部及び前記グランド線部が等間隔Ｐで配列され、前記同軸ケーブルに接続される側の端での前記信号線部及び前記グランド線部の間隔が他端での前記等間隔Ｐと異なり、
前記信号線部の数をｍ、前記グランド線部の数をｎ、前記同軸ケーブルの数をｃとすると、「ｍ≦ｃ＜ｍ＋ｎ」であり、
前記信号線部は、それぞれ一本の前記同軸ケーブルの中心導体に接続され、
前記グランド線部は、全部または少なくとも一つが前記中心導体に接続されることなく全部または少なくとも一つの前記外部導体に接続され、
前記信号線部に接続される前記同軸ケーブルのうち少なくとも一つの径が前記間隔Ｐよりも大きいことを特徴とする。

本発明の同軸ケーブルハーネスにおいて、少なくとも一つの前記信号線部または前記グランド線部の両端部が前記中継基板の幅方向で異なる位置となるように曲げられていることが好ましい。

また、本発明の同軸ケーブルハーネスにおいて、前記曲げられた信号線部に隣接するグランド線部が前記曲げられた信号線部の曲げに合わせて幅寸法が変更されていることが好ましい。

また、本発明の同軸ケーブルハーネスにおいて、前記同軸ケーブルは、前記信号線部および前記グランド線部の一端部が均等に配列され、前記信号線部に前記同軸ケーブルの中心導体が接続され、前記グランド線部の他端に前記同軸ケーブルの外部導体または中心導体が接続され、前記同軸ケーブルは、配列ピッチが均等であり、かつ前記信号線部および前記グランド線部の配列ピッチよりも大きいことが好ましい。

また、本発明の同軸ケーブルハーネスにおいて、複数の前記グランド線部が連結され、この連結部分が前記同軸ケーブルの外部導体と接続される接続部とされていることが好ましい。

また、本発明の同軸ケーブルハーネスにおいて、前記接続部に全ての同軸ケーブルの外部導体が接続されていることが好ましい。

本発明によれば、一つ以上のグランド線部が同軸ケーブルの中心導体に接続されることなく外部導体に接続されているので、グランド線部に中心導体を接続して接地するための同軸ケーブルの本数を減らすことができる。
また、同軸ケーブルに接続される側では、信号線部及びグランド線部の間隔が反対側での等間隔Ｐとは異なり、信号線部とグランド線部の合計数より同軸ケーブルの数が少ないので、等間隔Ｐとなっている側より大きな径の同軸ケーブルを使用することができ、信号線部に接続される同軸ケーブルのうち少なくとも一つの径が間隔Ｐよりも大きい。同軸ケーブルの本数を減らすことにより、信号線部に接続する同軸ケーブルとして中心導体が大径のものを用いることができ、伝送特性やノイズ特性などの電気的特性を大幅に改善することができる。
つまり、本発明によれば良好な電気的特性を確保しつつ高密度実装された同軸ケーブルハーネスとすることができ、電子機器の一層の高性能化に伴う情報量の増大に対して良好に対応することができる。

本発明に係る同軸ケーブルハーネスに用いられる同軸ケーブルの断面図である。本発明に係る同軸ケーブルハーネス（第１例）の一端側を示す平面図である。本発明に係る同軸ケーブルハーネスの中継基板における同軸ケーブルの配列を示す概略図である。本発明に係る同軸ケーブルハーネス（第２例）の一端側を示す平面図である。本発明に係る同軸ケーブルハーネス（第３例）の一端側を示す平面図である。本発明に係る同軸ケーブルハーネス（第４例）の一端側を示す平面図である。本発明に係る同軸ケーブルハーネス（第５例）の一端側を示す平面図である。本発明に係る同軸ケーブルハーネス（第６例）の一端側を示す平面図である。本発明に係る同軸ケーブルハーネス（第７例）の一端側を示す平面図である。

以下、本発明に係る同軸ケーブルハーネスの実施形態の例について説明する。
なお、本発明に係る同軸ケーブルハーネスは、両端側がそれぞれ中継基板に接続される場合や、一端側のみ中継基板に接続されて他端側はコネクタ付けされる場合など、様々な形態を採り得るが、一端側が中継基板に接続される構成について説明する。

図１に示すように、同軸ケーブルハーネスを構成する同軸ケーブル１１は、中心導体１２、中心導体１２の外周に配設された内部絶縁体１３、内部絶縁体１３の外周に配設された外部導体１４及び外部導体１４の外周に配設された絶縁性の外被１５を有しており、これらを同軸状に配設して構成される。

本発明では同軸ケーブル１１の太さは問わない。例えば、ＡＷＧ（American Wire Gauge）の規格によるＡＷＧ２８〜４６のケーブルを用いることができる。例えば、ピッチを０．５ｍｍとする場合、ＡＷＧ２８〜３２の同軸ケーブル１１を使用することができる。ピッチを０．３ｍｍとするときは、ＡＷＧ４２の同軸ケーブル１１を使用することができる。

次いで、同軸ケーブル１１を用いた同軸ケーブルハーネスについて説明する。
（第１例）
図２に示すように、同軸ケーブルハーネス１０を構成する同軸ケーブル１１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１２、内部絶縁体１３及び外部導体１４がそれぞれ段階的に所定長さ露出している。そして、このように口出し処理された複数の同軸ケーブル１１が、中継基板２１に接続されている。同軸ケーブル１１は、その端部では、中継基板２１へ接続し易いように平面状に配列された集合体とされているが、端部以外は束ねられていても良い。

中継基板２１は、接続面３１を有しており、この接続面３１に、複数の同軸ケーブル１１が接続されている。この中継基板２１は、例えば、金属箔等の配線パターンを有するフレキシブル基板や硬質基板により構成されている。

接続面３１には、複数の帯状の配線パターンを構成する複数の信号線部３２及び複数のグランド線部３３が中継基板２１の幅方向へ交互に形成されている。信号線部３２及びグランド線部３３はその先端部が接点３２ａ，３３ａとされている。これらの接点３２ａ，３３ａは、所定の等間隔の並列ピッチＰで配置されている。

中継基板２１の一側部側（図２の下側）に配置されたグランド線部３３は、中継基板２１の接続方向後端側（同軸ケーブルが接続される側（図２では右側））へ延びて信号線部３２が中心導体１２と接続される点を越えて折れ曲がって配線パターンの並び方向に延びるように形成されている。この配線パターンの並び方向に延びる部分が接続部３３ｂとされている。そして、このグランド線部３３の接続部３３ｂに、中継基板２１の一側部側（図２では下側）に配置された同軸ケーブル１１ａの外部導体１４が接続されている。

外部導体１４に接続されていない他のグランド線部３３は、同軸ケーブル１１の中心導体１２に半田付けされて接続されている。グランド線部３３に中心導体１２が接続された同軸ケーブル１１はグランド線として機能する。一方、それぞれの信号線部３２は、同軸ケーブル１１の中心導体１２に半田付けされて接続され、これらは信号を伝搬するために機能する。信号線部３２の本数をｍ、グランド線部３３の数をｎ、同軸ケーブル１１，１１ａの数をｃとすると、「ｍ≦ｃ＜ｍ＋ｎ」の関係が成立する。

このように、中継基板２１の一側部（図２の一番下）側に配置されたグランド線部３３は、同軸ケーブル１１の中心導体１２に接続されず、中継基板２１の同じ一側部側に配置された同軸ケーブル１１ａの外部導体１４に接続されるので、中継基板２１の一側部（図２の一番下）側に配置されたグランド線部３３に接続する分の同軸ケーブル１１を省略して、同軸ケーブル１１の本数を減らすことができる。
これにより、同軸ケーブルハーネス１０を構成する同軸ケーブル１１の全部または何れか一つ以上の径を大きくすることができる。

例えば、全てのグランド線および信号線がそれぞれ同軸ケーブルの中心導体に接続された場合では、全てのグランド線および信号線と同数の同軸ケーブルが必要であり、「ｃ＝ｍ＋ｎ」の関係となる。本発明ではこれよりも同軸ケーブルの本数が少なく、本数が少ない分、同軸ケーブル１１の全部または何れか一つ以上の中心導体の径を大きくすることができる。

本実施形態では、中継基板２１の一側部に配置された同軸ケーブル１１ａは、他の同軸ケーブル１１よりも中心導体１２の径が大径であり、全体の外径も大径のものが用いられている。

この場合、他の同軸ケーブル１１の並列ピッチを、信号線部３２及びグランド線部３３と同一の並列ピッチＰとすると、中継基板２１の一側部に配置された同軸ケーブル１１ａの中心導体１２は、対応する信号線部３２と同一直線状に配置されない。そのため、中継基板２１の一側部に配置された大径の同軸ケーブル１１ａでは、その中心導体１２を曲げることにより、その先端部分が対応する信号線部３２に配置されて接続されている。すなわち、中継基板２１において同軸ケーブル１１，１１ａが接続されている側の信号線部３２及びグランド線部３３の配列間隔は、反対側の等間隔の並列ピッチＰとは異なっている。

なお、信号線部３２またはグランド線部３３と中心導体１２との接続は、半田ではなく導電性接着剤等で行っても良い。

各同軸ケーブル１１，１１ａの外部導体１４はグランドバー３８が取り付けられる。中継基板２１の一側部（図２の一番下）側に配置されたグランド線部３３は、同軸ケーブル１１ａの外部導体１４に接続され、さらにグランドバー３８によって導通された他の同軸ケーブル１１の外部導体１４を介して他端側で接地される。
また、中継基板２１の一側部側に配置されたグランド線部３３以外の各グランド線部３３は、接続された同軸ケーブル１１の中心導体１２の他端側で接地される。

中継基板２１は、電子機器等の回路基板に設けられたコネクタのレセプタクルに、その先端側（図２の左側）から挿入することにより接続される。これにより、中継基板２１の接点３２ａ，３３ａが、レセプタクル側の端子に導通接触され、レセプタクルが設けられた回路基板側の配線と導通される。なお、各グランド線部３３は、レセプタクルを介して回路基板側の接地回路に導通される。

なお、この中継基板２１の先端部に、コネクタを取り付け、電子機器等の回路基板側に設けられたコネクタと接続する構成としても良い。また、回路基板への接続方向は、回路基板の面と直交する方向または回路基板の面に沿う方向の何れであっても良い。

また、同軸ケーブルハーネス１０は、中継基板２１における同軸ケーブル１１の接続位置の配列が同軸ケーブル１１の長手方向に沿うＬ型構造（図３（ａ）参照）であっても良い。または、中継基板２１における同軸ケーブル１１の接続位置の配列が同軸ケーブル１１の長手方向に直交するＴ型構造（図３（ｂ）参照）であっても良い。

本実施形態によれば、グランド線部３３の一つが同軸ケーブル１１の中心導体１２に接続されることなく一つの同軸ケーブル１１ａの外部導体１４に接続されているので、グランド線部３３に中心導体１２を接続して接地するための同軸ケーブル１１，１１ａの本数を減らすことができる。同軸ケーブル１１の本数を減らすことにより、信号線部３２に接続する同軸ケーブル１１，１１ａとして中心導体１２が大径のものを用いることができ、伝送特性やノイズ特性などの電気的特性を改善することができる。

例えば、１本の同軸ケーブル１１ａの径を太くする場合では、太くしない同軸ケーブル１１の径ＷをピッチＰ以下（Ｗ≦Ｐ）とすれば、太くする同軸ケーブル１１ａの径ＷａをピッチＰより大きく（Ｗａ＞Ｐ）することができる。

また、中継基板２１のグランド線部３３の少なくとも一つが同軸ケーブル１１，１１ａの外部導体１４に接続され、その外部導体１４を通じて接地されるので、帰還電流経路が小さなループとなり、電気的特性を良好にすることができる。つまり、良好な電気的特性を確保しつつ高密度実装された同軸ケーブルハーネス１０とすることができ、電子機器の一層の高性能化に伴う情報量の増大に対して良好に対応することができる。

なお、本実施形態では、一つのグランド線部３３について、同軸ケーブル１１ａの中心導体１２を接続することなく一つの同軸ケーブル１１ａの外部導体１４に接続したが、中心導体１２に接続せず外部導体１４に接続するグランド線部３３の本数及びグランド線部３３を外部導体１４に接続する同軸ケーブル１１の数は、一つ以上でもよい。

また、中心導体１２を接続することなく外部導体１４に接続するグランド線部３３及びこのグランド線部３３が外部導体１４に接続される同軸ケーブル１１は、何れも中継基板２１の一側部のものに限定されない。

なお、各同軸ケーブル１１を整列させて固定するため及び外部導体１４の接地電位の均一化のためにもグランドバー３８を設けるのが好ましいが、このグランドバー３８がなくても同軸ケーブル１１が良好に固定できれば、このグランドバー３８はなくても良い。

次に、本発明に係る他の形態例について説明する。
（第２例）
図４に示す例では、いずれかの信号線部３２及びグランド線部３３の両端部が中継基板２１の幅方向で異なる位置とされている。

このような配置で、信号線部３２及びグランド線部３３は、中心導体１２との接続箇所と接点（図４では左端）３２ａ，３３ａとの間で曲げられている。また、同軸ケーブル１１ａの外部導体１４に接続されるグランド線部３３は、その隣の信号線部３２の曲げに合わせて幅寸法が変更されている。

この第２例では、信号線部３２及びグランド線部３３の配線パターンを途中で曲げさせたり配線パターンの幅寸法を変えたりすることにより、接点３２ａ，３３ａのピッチＰを変えることなく、大径の同軸ケーブル１１ａを含む全ての同軸ケーブル１１において、その中心導体１２を曲げずに信号線部３２またはグランド線部３３に接続することができる。

この同軸ケーブルハーネス１０によれば、中心導体１２の接続時における曲げ作業を不要とすることができ、同軸ケーブル１１と中継基板１２とを接続する作業を容易にできる。また、各同軸ケーブル１１を、例えば、均等に大径化させた場合には、接点３２ａ，３３ａのピッチＰを変えることなく、同軸ケーブル１１のピッチを均等にすることができる。

（第３例）
図５に示す例は、図４に示した例の変形例であり、各同軸ケーブル１１の径を太くした例である。この第３例の場合も、信号線部３２及びグランド線部３３の配線パターンを途中で曲げることにより、接点３２ａ，３３ａのピッチＰを変えることなく、全ての同軸ケーブル１１において、その中心導体１２を曲げずに信号線部３２またはグランド線部３３に接続される。

この構造の同軸ケーブルハーネス１０の場合も、中心導体１２の接続時における曲げ作業を不要とすることができ、同軸ケーブル１１と中継基板１２とを接続する作業を容易にできる。また、各同軸ケーブル１１を、例えば、均等に大径化させることにより、中心導体１２の大径化による電気的特性の改善を図ることができる。

（第４例）
図６に示す例は、各グランド線部３３を中継基板２１の後端（図６の右）側へ延びるように形成し、さらにそれぞれ側方（中継基板の幅方向）へ延びるようにして接続部３３ｂを形成したものである。グランド線部３３が信号線部３２よりも長くなる。これらのグランド線部３３のそれぞれの接続部３３ｂに、各同軸ケーブル１１の外部導体１４を接続させている。グランド線部３３はグランド線用の同軸ケーブル１１とは接続せず、信号線用の同軸ケーブル１１の外部導体１４を介して接地される。グランドバー３８で全ての外部導体１４を接続すると、各グランド線用の同軸ケーブル１１が全ての外部導体１４を介して同軸ケーブル側の接地回路に接地され、各グランド線部３３の電位を均等化できる。

この構造の同軸ケーブルハーネス１０によれば、同軸ケーブル１１の本数を減らし、信号線部３２に接続する同軸ケーブル１１の中心導体１２の大径化による電気的特性の改善を図ることができる。

（第５例）
図７に示す例は、各グランド線部３３を中継基板２１の後端（図７の右）側へ延びるように形成し、後端で側方（中継基板の幅方向）へ延びるように形成した接続部３３ｂを連結させて一体接続部３３ｃとしたものである。この一体接続部３３ｃに、各同軸ケーブル１１の外部導体１４を接続させている。

この構造の同軸ケーブルハーネス１０では、グランド線部３３はグランド線用の同軸ケーブルとは接続せず、信号線用の同軸ケーブル１１の外部導体１４を介して接地される。同軸ケーブル１１の本数を減らし、信号線部３２に接続する同軸ケーブル１１の中心導体１２の大径化による電気的特性の改善を図ることができる。また、各外部導体１４を一体接続部３３ｃに半田付け等によって接続すれば、グランドバー３８を用いなくても各グランド線部３３の電位の均等化ができる。

（第６例）
図８に示す例は、各グランド線部３３を中継基板２１の後端（図８の右）側へ延びるように形成し、後端で側方（中継基板の幅方向）へ延びるように形成した接続部３３ｂを任意の単位本数毎に連結させて一体接続部３３ｃとしたものである。この一体接続部３３ｃに、各同軸ケーブル１１の外部導体１４を接続させている。

この構造の同軸ケーブルハーネス１０では、グランド線部３３はグランド線用の同軸ケーブルとは接続せず、信号線用の同軸ケーブル１１の外部導体１４を介して接地される。同軸ケーブル１１の本数を減らし、信号線部３２に接続する同軸ケーブル１１の中心導体１２の大径化による電気的特性の改善を図ることができる。
なお、この場合は、各外部導体１４を一体接続部３３ｃに半田付け等によって接続すれば、グランドバー３８を用いなくても各グランド線部３３の電位を、単位本数毎に均等化させることができる。

（第７例）
図９に示す例は、信号線部３２同士が隣接する構造を示している。また、各グランド線部３３を中継基板２１の後端（図９の右）側へ延びるように形成し、後端で側方（中継基板の幅方向）へ延びた接続部３３ｂを連結させて一体接続部３３ｃとし、この一体接続部３３ｃに各同軸ケーブル１１の外部導体１４を接続させている。グランド線部３３を挟まずに隣接する信号線部３２で差動伝送をする場合にこの配線を使用できる。

この構造の同軸ケーブルハーネス１０によれば、グランド線部３３はグランド線用の同軸ケーブルとは接続せず、信号線用の同軸ケーブル１１の外部導体１４を介して接地される。

この場合も、同軸ケーブル１１の本数を減らし、信号線部３２に接続する同軸ケーブル１１の中心導体１２の大径化による電気的特性の改善を図ることができる。また、各外部導体１４を一体接続部３３ｃに半田付け等によって接続すれば、グランドバー３８を用いなくても各グランド線部３３の電位の均等化を図ることができる。

１０：同軸ケーブルハーネス、１１，１１ａ：同軸ケーブル、１２：中心導体、１３：内部絶縁体、１４：外部導体、１５：外被、２１：中継基板、３２：信号線部、３２ａ，３３ａ：接点、３３：グランド線部、３３ｂ：接続部、３３ｃ：一体接続部（接続部）、Ｐ：並列ピッチ（等間隔）

Claims

中心導体、前記中心導体の外周に配設された内部絶縁体、前記内部絶縁体の外周に配設された外部導体及び前記外部導体の外周に配設された外被を有する複数の同軸ケーブルと、複数の前記同軸ケーブルの少なくとも一端側が接続された中継基板とを備えた同軸ケーブルハーネスであって、
前記中継基板には、複数の信号線部及び複数のグランド線部が配列され、前記同軸ケーブルに接続される側の反対側の端では前記信号線部及び前記グランド線部が等間隔Ｐで配列され、前記同軸ケーブルに接続される側の端での前記信号線部及び前記グランド線部の間隔が他端での前記等間隔Ｐと異なり、
前記信号線部の数をｍ、前記グランド線部の数をｎ、前記同軸ケーブルの数をｃとすると、「ｍ≦ｃ＜ｍ＋ｎ」であり、
前記信号線部は、それぞれ一本の前記同軸ケーブルの中心導体に接続され、
前記グランド線部は、全部または少なくとも一つが前記中心導体に接続されることなく全部または少なくとも一つの前記外部導体に接続され、
前記信号線部に接続される前記同軸ケーブルのうち少なくとも一つの径が前記間隔Ｐよりも大きいことを特徴とする同軸ケーブルハーネス。
請求項１に記載の同軸ケーブルハーネスであって、
少なくとも一つの前記信号線部または前記グランド線部の両端部が前記中継基板の幅方向で異なる位置となるように曲げられていることを特徴とする同軸ケーブルハーネス。
請求項２に記載の同軸ケーブルハーネスであって、
前記曲げられた信号線部に隣接するグランド線部が前記曲げられた信号線部の曲げに合わせて幅寸法が変更されていることを特徴とする同軸ケーブルハーネス。
請求項１から３の何れか一項に記載の同軸ケーブルハーネスであって、
前記信号線部および前記グランド線部の一端部が均等に配列され、前記信号線部に前記同軸ケーブルの中心導体が接続され、前記グランド線部の他端に前記同軸ケーブルの外部導体または中心導体が接続され、前記同軸ケーブルは、配列ピッチが均等であり、かつ前記信号線部および前記グランド線部の配列ピッチよりも大きいことを特徴とする同軸ケーブルハーネス。
請求項１から４の何れか一項に記載の同軸ケーブルハーネスであって、
複数の前記グランド線部が連結され、この連結部分が前記同軸ケーブルの外部導体と接続される接続部とされていることを特徴とする同軸ケーブルハーネス。
請求項５に記載の同軸ケーブルハーネスであって、
前記接続部に全ての同軸ケーブルの外部導体が接続されていることを特徴とする同軸ケーブルハーネス。