JP5505415B2 - 配線構造体、ケーブルおよび配線構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線構造体、ケーブルおよび配線構造体の製造方法に関し、特に、携帯端末、情報通信機器等の電気機器で用いられる立体的な配線構造の配線構造体の実装構造、ケーブルおよび配線構造体の製造方法に関する。

携帯端末等に代表される電気機器の多くは、プリント配線基板を用いて電気回路が構成されている。近年、電気機器の小型化、軽量化、形状の多様化への要求はますます高まっており、その構成部品の一つであるプリント配線基板に対しても、小型化、軽量化、形状の多様化の要望が強くなってきている。

従来のプリント配線基板に関しては、例えば、特許文献１の特開２００７−１２９０３９号公報「フッ素樹脂プリント基板およびその製造方法」のように、曲面形状に合致させるために、プリント配線基板を湾曲させるという技術がある。プリント配線基板を湾曲するには、一旦、平面板状に形成したプリント配線基板に熱を加えて湾曲させる方法や、湾曲した金型を用いてプリント配線基板を高温でプレス成形する方法がある。

図６は、従来技術の湾曲したプリント配線基板の全体構造を示す構造図である。図６に示すプリント配線基板は、金属箔２４とプリプレグ（Ｐｒｅｐｒｅｇ:カーボンシート）２２とを積層して構成するプリント配線基板２１において、プリプレグ積層体２３と金属箔２４とを湾曲した一対の金型を用いて真空下で高温プレスすることによって実現する湾曲した形状を実現している。

特開２００７−１２９０３９号公報（第３−４頁）

しかしながら、図６に示すような従来技術における湾曲形状のプリント配線基板については、次のような問題がある。

第１の問題点は、プリント配線基板を湾曲させる工程において、プリント配線基板にストレスが加わり、配線の断線や短絡、プリント配線基板の割れ等が発生するといった問題がある。かくのごとき問題は、プリント配線基板のサイズが大きければ大きいほど、また、湾曲する角度が大きければ大きいほど顕著になる。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接続信頼性や信号品質を低下することなく、小型化、軽量化、形状の多様化に対応することが可能な配線構造体、ケーブルおよび配線構造体の製造方法を提供することにある。

前述の課題を解決するため、本発明による配線構造体は、次のような特徴的な構成を採用している。

本発明に係る配線構造体の一態様は、（１）１ないし複数のケーブルと、前記ケーブルと共に網目状の編み組織を形成する繊維と、前記ケーブルの端部に形成されたケーブルコネクタと、前記ケーブルコネクタに接続され、前記ケーブルを介して信号が入出力されるモジュールと、を備える、ことを特徴とする。

本発明の配線構造体、ケーブルおよび配線構造体の製造方法によれば、以下のような効果を奏することができる。

第１の効果は、本発明の配線構造体を用いることによって、複雑な形状にも対応することが可能であり、かつ、配線構造体の伸縮、振動といった外的要因に対しても、所定の余長を有するケーブル配線が追随することによって、配線の接続信頼性が高い所望の立体形状を備える配線構造体を実現できるということにある。

本発明の配線構造体の実施の形態１を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態１を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態１を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態１を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態２を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態２を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態２を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態２を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態２を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態３を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態４を説明する構造図である。 本発明の配線構造体の実施の形態５を説明する構造図である。 従来技術の湾曲したプリント配線基板の全体構造を示す構造図である。

以下、本発明による配線構造体、ケーブルおよび配線構造体の製造方法の好適な実施例について添付図を参照して説明する。なお、本発明は、立体的な構造の配線からなる配線構造体である。この配線構造体は、如何なる電気機器にも適用することができる。

［本発明の特徴］
まず、本発明の実施の形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要を説明する。本発明の配線構造体は、１ないし複数のケーブルと、ケーブルと網目によって組織化する繊維と、ケーブルの端部に端末加工されたケーブルコネクタと、ケーブルコネクタに接続する複数のモジュールとを備えた立体構造体を有する。ここで、「繊維」とは、被服等に用いられるような繊維を示し、具体的には、ポリエステル系合成繊維やポリアミド系合成繊維といった合成繊維の他、半合成繊維、再生繊維、無機繊維、及び天然繊維等の種々の繊維を用いることができる。また、繊維として、これらの繊維のうち２以上の繊維を合成した繊維を用いることができる。

ケーブルは、ケーブルの外皮に、他のケーブルを保持するための１以上のケーブル保持部と、繊維を保持するための１以上の繊維保持部とをそれぞれ備えている。ケーブル保持部と繊維保持部は、ケーブルと繊維とを網目によって組織化する際に、ケーブル許容曲げ半径とケーブル余長との双方の確保を考慮して所定の間隔でケーブルの外皮に形成されている。また、配線構造体に搭載されるモジュール間の信号接続は、ケーブルを介して行われる。

また、前記ケーブルは、前記繊維を中継するように網目を構成したり、前記繊維と一緒に網目を構成したりすることにより、全体の編み組織を構成することを特徴としている。

また、前記ケーブルの種類としては、単芯ケーブル、多芯ケーブル、同軸ケーブル、光ケーブル等があり、いずれの種類のケーブルを適用するかは、配線構造体内で使用する信号の特性によって任意に選択することができることを特徴としている。

また、前記ケーブルと前記繊維との編み方としては、手編み、または、編み機を用いる方法があり、編み込すみ工程で所定の立体形状を実現することができることを特徴している。

さらに、立体的に構成した配線構造体の表面を、樹脂等を用いて一体化加工することによって、当該配線構造体にリジット性（堅牢性）を持たせることを特徴としている。

［作用］
以上に説明したような特徴を有する本発明に係る配線構造体を用いることによって、携帯端末機器やウェアラブル機器等の電気機器に要求される複雑な形状の信号配線部を容易に構成することができる。また、電気機器の廃棄時に容易に配線構造体を再生することができる。

［本発明の実施の形態１の構造例］
次に、本発明の実施の形態の構造について、図面を参照しながら、その一例を詳細に説明する。図１Ａ乃至Ｄは、本発明の配線構造体の実施の形態１を説明する構造図である。図１Ａは、本発明の実施の形態１の配線構造体を構成するケーブルの断面図であり、図１Ｂは、本発明の実施の形態１の配線構造体の上面を示す上面図である。また、図１Ｃは、図１Ｂの配線構造体を構成するケーブルの一本を拡大した図であり、図１Ｄは、図１Ｃ上面図のうち、ケーブルと繊維、ケーブルとケーブル、及び、一本のケーブルと二重化されたケーブルと繊維との接続部をそれぞれ拡大した図である。

図１Ａにおいて、ケーブル１８は、電線で構成する芯線１１２と、芯線１１２の外周を形成する外皮１９とからなる単芯ケーブルである。外皮１９には、所定の間隔で、１ないし複数のケーブル保持部１１０が形成されている。また、各ケーブル保持部１１０の中央には繊維保持部１１１が形成されている。ケーブル保持部１１０及び繊維保持部１１１は、両者が同一ピッチで同一個所に形成されている。

ケーブル保持部１１０は、他のケーブル１８と係合した時に、ケーブル保持部１１０同士が嵌合することによって、ケーブル１８同士をクランプする役割を果たす。また、繊維保持部１１１は、ケーブル１８と繊維１２（図１Ｂに示す）とが係合した時に、繊維保持部１１１に繊維１２が入る（食い込む）ことによって、ケーブル１８と繊維１２との接触位置を制御し、ケーブル１８に繊維１２をクランプすることができる。

また、図１Ａに示すように、ケーブル１８は、ケーブル許容曲げ半径確保部１１６とケーブル余長確保部１１７とを備えている。ケーブル許容曲げ半径確保部１１６とケーブル余長確保部１１７は、交互に配置されている。ケーブル許容曲げ半径確保部１１６とケーブル余長確保部１１７との間には、ケーブル保持部１１０（繊維保持部１１１）が配されている。図１Ａでは、ケーブル許容曲げ半径確保部１１６は、ケーブル余長確保部１１７よりも長さが短く形成されているが、ケーブル許容曲げ半径確保部１１６及びケーブル余長確保部１１７は任意の長さに形成することができる。

また、図１Ｂの配線構造体の上面図に示すように、本実施の形態に係る配線構造体１０は、図１Ａのケーブル１８と、繊維１２とを編み込んで網目状に組織化されている。この組織化されたケーブル１８及び繊維１２を、網み組織と呼ぶ。図１Ｂにおいて、網み組織を構成する線のうち、太線で示す線が図１Ａのケーブル１８（１８ａ、１８ｂ）を示し、細線で示す線が繊維１２を示している。ケーブル１８と繊維１２は、ほぼ同一形状に波型形状に屈曲され、隣り合うケーブル１８や繊維１２が交互に係合するように編みこまれている。

図１Ｃに示すように、ケーブル１８は、ケーブル許容曲げ半径確保部１１６において折り曲げられることで、全体が波型形状に屈曲される。換言すれば、ケーブル１８は、ケーブル許容曲げ半径確保部１１６において所定のカーブを描き、ケーブル余長確保部１１７において直線状となるように屈曲される。ケーブル１８は、このように屈曲された状態で、網み組織として組織化される。

図１Ｂに示すように、ケーブル１８は、配線構造体１０への係合の方法が２種類ある。そのため、図１Ｂにおいては、第１の方法により係合するケーブルを第１ケーブル１８ａと示し、第２の方法により係合するケーブルを第２ケーブル１８ｂと示す。なお、第１ケーブル１８ａと第２ケーブル１８ｂは、配線構造体１０本体への係合の方法が異なるだけであって、ケーブル自体の構成は図１Ａに示す構成と同一である。

ケーブル１８のうち第１ケーブル１８ａは、繊維１２を中継してケーブル単体で網目を形成して組織化している。換言すれば、第１ケーブル１８ａは、一本（一重）で配線構造体１０の網目の一本を構成している。第１ケーブル１８ａは、繊維１２の一部に代えて第１ケーブル１８ａを繊維１２に編み込むことにより、図１Ｂに示すように配置することができる。若しくは、第１ケーブル１８ａは、繊維１２で編んだ網目構造の一部を削除し、その削除した部分に編み込んだ第１ケーブル１８ａを設置することで、図１Ｂに示すように配置することができる。

一方、ケーブル１８のうち第２ケーブル１８ｂは、繊維１２と並列に網目を形成して組織化している。換言すれば、第２ケーブル１８ｂは、繊維１２共に、２本（第２ケーブル１８ｂと繊維１２の二重）で配線構造体１０の網目の一本を構成している。第２ケーブル１８ｂは、繊維１２と一緒に（二重に）編み込むことにより、図１Ｂに示すように配置することができる。若しくは、第２ケーブル１８ｂは、予め編み込んだ繊維１２の網目構造体の一部に、第２ケーブル１８ｂを更に編み込むことにより、図１Ｂに示すように配置することができる。第２ケーブル１８ｂと繊維１２とを二重化する係合方法は、ケーブル１８の引っ張り強度が弱い場合（場所）等に適用することが好ましい。

図１Ｄに示すように、ケーブル１８同士が係合する接続部１１４では、ケーブル１８の外皮１９に形成されたケーブル保持部１１０同士が嵌合する。また、ケーブル１８と繊維１２が係合する接続部１１３では、外皮１９に形成された繊維保持部１１１と繊維１２とが嵌合する。さらに、第１ケーブル１８ａと、二重化された第２ケーブル１８ｂおよび繊維１２が係合する接続部１１５では、外皮１９に形成された第１ケーブル１８ａのケーブル保持部１１０と第２ケーブル１８ｂのケーブル保持部１１０同士が嵌合する。また、接続部１１５では、第１ケーブル１８ａのケーブル保持部１１０内の繊維保持部１１１と繊維１２とが嵌合する。

また、上述したように、図１Ｃに示すように、ケーブル許容曲げ半径確保部１１６は、所定のケーブル曲げ半径を確保し、ケーブル余長確保部１１７は、所定のケーブル余長（直線部分）を確保している。

ここで、一般に、細くて柔らかいケーブルほど、ケーブル保持部１１０の間隔は狭く小さな網目サイズを実現することができる。

このように、本実施の形態１では、変形が自在な繊維１２にケーブル１８を編み込むことにより、任意の形状に配線構造体１０を変形させることができる。また、繊維１２は、容易に変形するため、配線構造体１０を変形させた場合に発生する内部応力を小さくすることができる。これにより、従来のリジットな配線基板に発生していた、配線の断線や短絡、プリント配線基板の割れ等が発生を防ぐことができる。

また、本実施の形態１では、ケーブル１８の外皮１９に繊維保持部１１１を備えることで、配線構造体１０の繊維１２と所定の位置で係合することができる。これにより、ケーブル１８と繊維１２との間の網目の位置が一時的にずれた場合であっても、元の形状に復元し易くなる。また、実施の形態１では、ケーブル１８の外皮１９に、ケーブル保持部１１０を備えることで、ケーブル１８同士を所定の位置で係合させることができる。

また、実施の形態１では、ケーブル許容曲げ半径確保部１１６を設けることにより、所定のケーブル曲げ半径を確保することができる。また、実施の形態１では、ケーブル余長確保部１１７を所定の間隔で設けることで、網目状に編み込んで組織化したケーブル１８自体に、ケーブル１８が可動することができる所定の余長を備えることができる。これにより、配線構造体１０の収縮や振動に追随することが可能になる。

また、ケーブル１８が規則正しい網目を備えることによって、配線構造体１０の強度を強く保つことができ、かつ、外観上も良好な状態に保つことができる。

なお、組織化されたケーブル１８の端部には、ケーブルコネクタが端末加工される。前記ケーブルコネクタは、編み組織の表裏に配置することができる。さらに、編み組織を多重化することによって、モジュールを編み組織間に配置することもできる。図１Ｂの場合、第１ケーブルコネクタ１３が表面側、第２ケーブルコネクタ１７が裏面側に配置されている。第１ケーブルコネクタ１３、第２ケーブルコネクタ１７には電気回路部品からなるモジュールが接続される。編み組織表面側の第１ケーブルコネクタ１３に接続するモジュールが表面モジュール１４である。また、編み組織裏面側のケーブルコネクタ１７に接続するモジュールが裏面モジュール１５である。モジュールの固定方法は、接着剤等を用いて編み組織に貼り付ける方法や、繊維１２でモジュールの外周部を覆う等によりモジュールを押さえ付けて固定する方法がある。

配線構造体１０には、複数のモジュールを組み込むことが可能であり、モジュール間の電気的接続は、網目を持って組織化されたケーブル１８で行われる。編み込むケーブル１８の種類としては、単芯ケーブル、多芯ケーブル、同軸ケーブル、光ケーブル等があり、各々のケーブルの種類において外皮１９に形成するケーブル保持部１１０と繊維保持部１１１との大きさやピッチを制御することが可能である。また、ケーブル１８は、配線構造体１０内で使用する信号の特性によってその種類や長さを任意に選択することができる。また、編み込む繊維１２は、少なくとも、配線構造体１０に要求される収縮率や肌触り、耐環境性等を考慮して、その素材や種類、太さを任意に選択することができる。また、ケーブル１８と繊維１２との編み方としては、手編み、および、編み機を用いる方法があり、編み込み工程を経て所定の立体形状を実現する。

配線構造体１０の形状は、ケーブル１８の編み方によって複雑な形状を実現することが可能である。こうして、本実施の形態の配線構造体１０を用いることによって、複雑な形状の配線構造体を構築することができ、ウェアラブル機器や曲面筐体を備える電気機器等に要求される複雑な形状の配線部分を容易に構成することが可能である。また、電気機器の廃棄時には、配線構造体１０を構成するケーブル１８と繊維１２とを解きほぐすことによって、ケーブル１８と繊維１２とを容易に再利用することが可能になる。

［本発明の実施の形態２の構造例］
次に、本発明の実施の形態２の構造について、図１Ａ乃至Ｄとは異なる他の例を実施の形態２として詳細に説明する。図２Ａ乃至Ｅは、本発明の配線構造体の実施の形態２を説明する構造図である。図２Ａは、本発明の実施の形態２の配線構造体を構成する信号ケーブルの断面図であり、図２Ｂは、本発明の実施の形態２の配線構造体を構成する電源ケーブルの断面図であり、図２Ｃは、本発明の実施の形態２の配線構造体の上面を示す上面図である。また、図２Ｄは、図２Ｃの配線構造体を構成するケーブルの一本を拡大した図であり、図２Ｅは、図２Ｃ上面図のうち、ケーブルと繊維、ケーブルとケーブルの接続部をそれぞれ拡大した図である。

実施の形態２の特徴は、配線構造体３０に、信号ケーブル３６と電源ケーブル３１の２種類のケーブルを配している点に特徴がある。また、実施の形態２では、図２Ｃに示すように、信号ケーブル３６が配されている繊維１２の網目の大きさが、電源ケーブル３１が配されている繊維１２の網目の大きさよりも大きくなるように形成されている。換言すれば、実施の形態２では、配線するケーブルの種類や材料に応じて、繊維１２の網目の大きさを任意に変更している点に特徴がある。

図２Ａにおいて、信号ケーブル３６は、電線で構成する芯線３１２と、芯線３１２の外周に形成する誘電体層３１３と、誘電体層３１３の外周に形成するシールド層３１４と、シールド層３１４の外周に形成する外皮３９とからなる同軸ケーブルである。外皮３９には、所定の間隔で、１ないし複数のケーブル保持部３１０が形成され、各ケーブル保持部３１０の中には繊維保持部３１１が形成され、両者が同一ピッチで同一個所に形成されている。ケーブル保持部３１０は、他の信号ケーブル３６と合わさった時に、ケーブル保持部３１０同士が嵌合することによって、信号ケーブル３６同士をクランプする役割を果たす。

また、繊維保持部３１１は、信号ケーブル３６と繊維１２（図２Ｃに示す）とが合わさった時に、繊維保持部３１１に繊維１２が入る（食い込む）ことによって、信号ケーブル３６と繊維１２との接触位置を制御し、信号ケーブル３６に繊維１２をクランプすることができる。また、信号ケーブル３６は、ケーブル許容曲げ半径確保部３１９とケーブル余長確保部３２０とを備えている。ケーブル保持部３１０と繊維保持部３１１は、ケーブル許容曲げ半径確保部３１９とケーブル余長確保部３２０とによるケーブル許容曲げ半径と組織化後のケーブル余長との双方の確保を考慮し、所定のピッチで信号ケーブル３６の外皮３９上に形成される。

また、図２Ｂの電源ケーブルの断面図に示すように、電源ケーブル３１は、電線で構成する芯線３１２と、芯線３１２の外周に構成する外皮３９を備える単芯ケーブルである。外皮３９には、所定の間隔で、複数の繊維保持部３１１が形成されている。

図２Ｂの繊維保持部３１１は、電源ケーブル３１と繊維１２（図２Ｃに示す）とが合わさった時に、繊維保持部３１１に繊維１２が入る（食い込む）ことによって、電源ケーブル３１と繊維１２との接触位置を制御し、電源ケーブル３１に繊維１２をクランプすることができる。また、電源ケーブル３１は、ケーブル許容曲げ半径確保部３１９とケーブル余長確保部３２０とを備えている。繊維保持部３１１は、ケーブル許容曲げ半径確保部３１９とケーブル余長確保部３２０とによって、ケーブル許容曲げ半径と組織化後のケーブル余長との双方の確保を考慮し、所定のピッチで電源ケーブル３１の外皮３９上に形成される。図２Ｄに示すように、ケーブル許容曲げ半径確保部３１９は、ケーブルが折り曲げられる際に、曲線状に折り曲げられる部分であり、ケーブル余長確保部３２０は、直線となる部分である。

図２Ｃに示すように、実施の形態２に係る配線構造体３０は、網目の大きさが異なる２つの領域に分けられている。すなわち、実施の形態２に係る配線構造体３０は、信号ケーブル３６が配される紙面上半分の組織の網目の大きさと、電源ケーブル３１ｂが配される紙面下半分の網み組織の網目の大きさが異なるように構成されている。より具体的には、紙面上半分の網み組織の網目の大きさが紙面下半分の組織の網目の大きさよりも大きくなるように構成されている。このように、網目の大きさの異なる領域を組合せることで、配線構造体３０を構成することができる。なお、網目の大きさは、配置するケーブルの種類や材料に応じて任意に選択することができる。

また、図２Ｃに示すように、配線構造体３０には、電源ケーブル３１（３１ａ、３１ｂ）、信号ケーブル３６、繊維１２を編み込んで組織化されることにより構成される。ここで、電源ケーブル３１は、配線構造体３０への係合方法が２種類あるため、それぞれ第１電源ケーブル３１ａ、第２電源ケーブル３１ｂと示す。電源ケーブル３１のうち図２Ｃの第１電源ケーブル３１ａは、繊維１２を中継してケーブル単体で網目を形成して組織化している。換言すれば、第１電源ケーブル３１ａは、一本（一重）で配線構造体１０の網目の一本を構成している。また、電源ケーブル３１のうち図２Ｃの第２電源ケーブル３１ｂは、繊維１２と並列に網目を形成して組織化している。換言すれば、第２ケーブル３１ｂと繊維１２の２本（二重）で配線構造体１０の網目の一本を構成している。第２電源ケーブル３１ｂは、ケーブルの引っ張り強度が弱い場合等に使用する構造である。

図２Ｅに示すように、信号ケーブル３６同士の接続部３１８では、信号ケーブル３６の外皮３９に形成されたケーブル保持部３１０同士が嵌合している。また、信号ケーブル３６と繊維１２が係合する接続部３１７では、外皮３９に形成された繊維保持部３１９と繊維１２とが嵌合している。ケーブル許容曲げ半径確保部３１９は、所定のケーブル曲げ半径を確保し、ケーブル余長確保部３２０は、所定のケーブル余長を確保するよう形成されている。

このように、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、信号ケーブル３６の外皮３９にケーブル保持部３１０と繊維保持部３１１とを設けると共に、信号ケーブル３６のケーブル保持部３１０と繊維保持部３１１とを所定のピッチで配置する。また、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、ケーブル許容曲げ半径確保部３１９を設けることで、所定のケーブル曲げ半径を確保すると同時に、ケーブル余長確保部３２０を設けて、組織化した信号ケーブル３６自体に所定の余長を備えることができる。この結果、配線構造体３０の収縮や振動に配線構造体１０の形状が追随して変化することが可能になる。

また、信号ケーブル３６同士や信号ケーブル３６と繊維１２との間の網目の位置がずれた場合であっても、ケーブル保持部３１０と繊維保持部３１１とが存在していることによって、元の網目形状への再現を容易に行うことができる。また、信号ケーブル３６が規則正しい網目を備えることによって、配線構造体３０の強度を強く保つことができ、かつ、外観上も良好な状態に保つことができる。

さらに、本実施の形態２においては、図２Ｃに示すように、信号ケーブル３６側と電源ケーブル３１側とで２段階の網目サイズを実現している。このように、配線するケーブルの種類に応じて、２以上の異なる網目の大きさの領域を組み合わせて配線構造体３０を構成することができる。なお、図２Ｃに示すような、信号ケーブル３６と電源ケーブル３１の間だけではなく、如何なる種類のケーブルの間にも、異なる網目の大きさの領域を適用することができる。また、繊維の網目サイズは、同一の網目サイズを用いてもよく、また、図２Ｃに示すような２段階のみに限らず、多段の網目サイズを用いて形成することも可能である。図２Ｃの場合には、電源ケーブル３１側は、細くて柔らかく小さな網目サイズを実現することができる。網目サイズが小さいほど、配線構造体３０の伸縮にきめ細かく対応することができる。

なお、組織化された信号ケーブル３６の端部には、信号用ケーブルコネクタ３３が端末加工されている。また、組織化された第１電源ケーブル３１ａ、第２電源ケーブル３８の端部には、電源用ケーブルコネクタ３７が端末加工されている。これらの信号用ケーブルコネクタ３３および電源用ケーブルコネクタ３７には、電気回路部品からなる各種のモジュールが接続される。電源モジュール３４は、機能モジュール３５に電源ケーブル３１を通して給電する役割を果している。また、機能モジュール３５は電源モジュール３４から電源ケーブル３１を介して電力を得ると同時に、信号ケーブル３６を介して機能モジュール３５同士の信号接続も行っている。各モジュールは、接着剤等を用いて編み組織に貼り付けたり、あるいは、繊維１２でモジュールの外周部を覆う等によりモジュールを押さえ付けたりすることによって固定されている。

信号ケーブル３６や電源ケーブル３１の種類としては、単芯ケーブル、多芯ケーブル、同軸ケーブル、光ケーブル等を用いることができる。各々のケーブルの種類において、外皮３９に形成するケーブル保持部３１０と繊維保持部３１１を任意のピッチや大きさに設計することが可能である。また、配線構造体３０内で使用する信号の特性によってそれらの種類や長さを任意に選択することができる。また、編み込む繊維１２は、少なくとも、配線構造体３０に要求される収縮率や肌触り、耐環境性等を考慮して、その素材や種類、太さを任意に選択することができる。また、信号ケーブル３６や電源ケーブル３１と繊維１２との編み方としては、手編み、および、編み機を用いる方法がある。このような方法による編み込み工程を経て、所定の立体形状を実現する。

配線構造体３０の形状は、信号ケーブル３６や電源ケーブル３１の編み方によって複雑な形状を実現することが可能である。こうして、本実施の形態の配線構造体３０を用いることによって、複雑な形状の配線構造体を構築することができ、ウェアラブル機器や曲面筐体を備える電気機器等に要求される複雑な形状の配線部分を容易に構成することが可能となる。また、電気機器の廃棄時には、配線構造体３０を構成する信号ケーブル３６や電源ケーブル３１と繊維１２とを解きほぐすことによって、信号ケーブル３６や電源ケーブル３１と繊維１２とを容易に再利用することが可能になる。

［本発明の実施の形態３の構造例］
次に、本発明の実施の形態３の構造について、図１Ａ及びＤまたは図２Ａ乃至Ｅの配線構造体を用いて構成した全体構造の一例を実施の形態３として詳細に説明する。図３は、本発明の配線構造体の実施の形態３を説明する構造図であり、半円柱状の配線構造体の全体構造を示している。

実施の形態３の特徴は、図３に示すように、網組みされた配線構造体４０が、湾曲された形状を有している点にある。換言すれば、実施の形態３に係る配線構造体４０は、半円柱状に形成されている。

図３に示す配線構造体４０は、ケーブルと繊維１２とを編み込んだ半円柱状の編み組織４２と、この網み組織４２に搭載された第１モジュール４４及び第２モジュール４５によって構成されている。実施の形態３では、第１モジュール４４及び第２モジュール４５は、網み組織４２の湾曲した凸面側に配置されている。

例えば、図２Ａ乃至Ｅにて説明したように、網み組織４２を構成する信号ケーブル３６の外皮３９には、ケーブル保持部３１０と繊維保持部３１１とを備えており、ケーブル保持部３１０と繊維保持部３１１が所定のピッチで配置されている。実施の形態２と同様に、ケーブル許容曲げ半径確保部３１９を設けることにより、所定のケーブル曲げ半径を確保すると同時に、ケーブル余長確保部３２０を設けることにより、編み込まれることにより組織化された信号ケーブル３６自体に所定の余長を備えることができ、配線構造体４０の収縮や振動に追随することができる。

なお、信号ケーブル３６の外皮３９に設けるケーブル保持部３１０の間隔、または、繊維保持部３１１の間隔は、信号ケーブル３６の許容曲げ半径やケーブル余長を考慮した網目のサイズを実現するピッチで形成される。信号ケーブル３６が規則正しい網目を備えることによって、配線構造体４０の強度を強く保つことができ、かつ、外観上も良好な状態に保つことができる。一般に、細くて柔らかいケーブルほど、小さな網目サイズを実現することができる。

このように、実施の形態３に係る配線構造体４０は、配線構造体４０全体を、半円柱状に構成することによって、例えば人体や、円筒形の筐体を備える電気機器に密着させて取り付けることを可能にしている。編み込まれた信号ケーブル３６や電源ケーブル３１の端部には、ケーブルコネクタ４３が端末加工されている。ケーブルコネクタ４３には各種の形状を有するモジュールが接続される。図３において第１モジュール４４は水平面を備えた形状とされている。また、第２モジュール４５は配線構造体４０に合わせた湾曲面を備えた形状とされている。各モジュールは、接着剤等を用いて編み組織４２に貼り付けて固定されている。

図３に示す配線構造体４０においても、編み込む信号ケーブル３６や電源ケーブル３１の種類としては、単芯ケーブル、多芯ケーブル、同軸ケーブル、光ケーブル等がある。また、各々のケーブルの種類において、外皮３９に形成するケーブル保持部３１０と繊維保持部３１１を任意の大きさやピッチに設計することが可能である。また、配線構造体４０内で使用する信号の特性によってそれらの種類や長さを任意に選択することができる。また、編み組織４２を構成する繊維１２は、少なくとも、配線構造体４０に要求される収縮率や肌触り、耐環境性等を考慮して、その素材や種類、太さを任意に選択することができる。また、信号ケーブル３６や電源ケーブル３１と繊維１２との編み方としては、手編み、および、編み機を用いる方法がある。これらの方法による編み込み工程を経て、所定の立体形状を実現する。

配線構造体４０の形状は、半円柱状に限るものではなく、信号ケーブル３６や電源ケーブル３１の編み方によって種々の複雑な形状を実現することが可能である。こうして、本実施の形態の配線構造体４０を用いることによって、複雑な形状の配線構造体を形成することができ、ウェアラブル機器や曲面筐体を備える電気機器等に要求される複雑な形状の配線部分を容易に構成することが可能である。また、電気機器の廃棄時には、配線構造体４０を構成する信号ケーブル３６や電源ケーブル３１と繊維１２とを解きほぐすことによって、信号ケーブル３６や電源ケーブル３１と繊維１２とを容易に再利用することが可能になる。

［本発明の実施の形態４の構造例］
次に、本発明の実施の形態の構造について、図１Ａ及びＤまたは図２Ａ乃至Ｅの配線構造体を用いて構成した全体構造の図３とは異なる例を実施の形態４として詳細に説明する。図４は、本発明の配線構造体の実施の形態４を説明する構造図であり、図３の場合と同様、半円柱状の配線構造体の全体構造を示している。

しかし、図４に示す本実施の形態４においては、図３に示す実施の形態３の場合とは異なり、編み組織５２表面すなわち配線構造体５０の表面が樹脂５６によって一体加工されることにより固められて、リジットな配線構造体になっている。なお、図４では、配線構造体５０の凸面側及び凹面側のいずれの表面にも樹脂５が形成されているが、樹脂５６を形成する面は、いずれか一方であってもよい。

実施の形態４では、配線構造体５０に搭載されている第１モジュール５４及び第２モジュール５５のうち、第１モジュール５４が編み組織５２内に埋め込まれている。具体的には、図４の点線で示される第１モジュールが、編み組織５２の凹面と樹脂５６との間に配されている。若しくは、図４の点線で示される第１モジュールが、編み組織５２の凸面と樹脂５６との間に配されている。このように、配線構造体５０の表面に樹脂５６を加工することで、リジットな配線構造体５０を実現することができる。これにより、配線構造体としての形状保持性を向上させることができる。また、編み組織５２と樹脂５６と間にモジュールを埋め込むことにより、モジュールの位置を所定の場所に固定することができる。

［本発明の実施の形態５の構造例］
次に、本発明の実施の形態の構造について、本発明の配線構造体を構成する信号ケーブルの図１Ａ及びＤ、図２Ａ乃至Ｅとはさらに異なる例を実施の形態５として詳細に説明する。図５は、本発明の配線構造体の実施の形態５を説明する構造図であり、配線構造体を構成する信号ケーブルの断面を示している。

図５に示すケーブル６０は、電線で構成する芯線６４と、芯線６４の外周に形成する外皮６１とからなる単芯ケーブルである。外皮６１には、所定の間隔で、複数のケーブル保持部６２と、繊維保持部６３とがそれぞれ独立の位置に形成される。ケーブル保持部６２は、他の信号ケーブル６０と合わさった時に、ケーブル保持部６２同士が嵌合することによって、ケーブル６０同士をクランプする役割を果たす。

また、繊維保持部６３は、ケーブル６０と繊維とが合わさった時に、繊維保持部６３に繊維が入る（食い込む）ことによって、ケーブル６０と繊維との接触位置を制御し、ケーブル６０に繊維をクランプすることができる。また、ケーブル６０は、ケーブル許容曲げ半径確保部６５とケーブル余長確保部６６とを備えている。ケーブル保持部６２と繊維保持部６３とは、ケーブル許容曲げ半径確保部６５とケーブル余長確保部６６とによって、ケーブル許容曲げ半径と組織化後のケーブル余長とを考慮して所定のピッチでケーブル１８の外皮１９上に形成される。

図５に示す本実施の形態５のケーブル構造が、前述の実施の形態１、２の配線構造と異なる点は、ケーブル保持部６２と繊維保持部６３とが互いに異なる任意の位置に形成されていることである。これにより、ケーブル６０同士を合わせる部分と、ケーブル６０と繊維とを合わせる部分の棲み分けを行うことが可能である。

以上に、本発明に係る配線構造体の各種の実施の形態について詳細に説明したが、前述したように、本発明の配線構造体を製造する製造方法としては、１ないし複数のケーブルと繊維とを手編みまたは編み機を用いて立体的な形状に編み込む工程と、編み込んだケーブルの端部を揃え、モジュール接続用のケーブルコネクタを端末加工する工程と、端末加工したケーブルコネクタにモジュールを接続する工程と、接続したモジュールを固定する工程とを少なくとも有している。

さらには、本発明の配線構造体を製造する製造方法として、接続したモジュールを固定した後に、配線構造体の表面全体を樹脂で固める工程を有するようにしても良い。

また、本発明に係る配線構造体の形態は、前述したような各実施の形態に限定されるものではなく、本発明に係る配線構造体を適用する電気機器が要求する仕様に応じて任意に選択することが可能である。また、本発明に係る配線構造体においては配線構造体を複数のケーブルのみで編み込んで形成することも可能である。さらに、網目の構造も任意に選択することが可能である。

ここで、従来技術の第１の問題点は、プリント配線基板を湾曲させる工程において、プリント配線基板にストレスが加わり、配線の断線や短絡、プリント配線基板の割れ等が発生するといった問題がある。かくのごとき問題は、プリント配線基板のサイズが大きければ大きいほど、また、湾曲する角度が大きければ大きいほど顕著になる。

従来技術の第２の問題点は、プリント配線基板を湾曲することによって、プリント配線基板内において或る配線幅で形成されている信号配線パターンに対するグランドの位置関係が変わってしまい、その結果として、信号配線の特性インピーダンスが変わり、不整合が発生してしまうという問題がある。かかる問題は、プリント配線基板間だけではなく、プリント配線基板内の場所の違いにおいても、湾曲形状では顕著になってくる。

従来技術の第３の問題点は、金型を使用してプリント配線基板を湾曲する場合、所望する湾曲形状のプリント配線基板ごとに金型が必要になり、かつ、金型の加工上、複雑な形状のプリント配線基板を実現することが困難であるという問題も有している。

これに対し、本願発明の第１の効果は、本発明の配線構造体を用いることによって、複雑な形状にも対応することが可能であり、かつ、配線構造体の伸縮、振動といった外的要因に対しても、所定の余長を有するケーブル配線が追随することによって、配線の接続信頼性が高い所望の立体形状を備える配線構造体を実現できるということにある。

本願発明の第２の効果は、本発明の配線構造体を用いることによって、ケーブルが許容曲げ半径が確保された状態で編み込まれているため、配線構造体の形状の変形によっても信号配線の特性インピーダンスが影響されることはなく、高品質の信号配線接続が可能な配線構造体を実現することができるということにある。

本願発明の第３の効果は、本発明の配線構造体を用いることによって、電気機器の廃棄時においては、配線構造体を解体して、構成するケーブルと繊維とを分解することができ、ケーブルと繊維とを容易に再利用することが可能であるということにある。

本願発明の第４の効果は、本発明の配線構造体を用いることによって、配線構造体の形状が変形した後であっても、元の形状への再現を容易に行うことができるということにある。

本願発明の第５の効果は、本発明の配線構造体を用いることによって、配線構造体に組み込むモジュールの組み立て、交換を容易に行うことが可能になるということにある。

以上、本発明の好適実施例の構成を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。例えば、本発明の実施態様は、課題を解決するための手段における構成（１）に加えて、次のような構成として表現できる。
（２）前記ケーブルは、前記繊維を中継するように網目を構成する上記（１）の配線構造体。
（３）前記ケーブルは、前記繊維と一緒に網目を構成する上記（１）の配線構造体。
（４）前記ケーブルと前記繊維とを編み込む網目のサイズは、同一のサイズまたは多段のサイズによって構成する上記（１）ないし（３）のいずれかの配線構造体。
（５）前記モジュールが、配線構造体の形状に合わせて変形した形状である上記（１）ないし（４）のいずれかの配線構造体。
（６）立体的に構成した当該配線構造体の表面を樹脂により一体加工する上記（１）ないし（５）のいずれかの配線構造体。
（７）他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部および前記繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を、前記ケーブルの外皮に同一ピッチで同一個所に形成する上記（１）ないし（６）のいずれかの配線構造体。
（８）前記繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を、前記ケーブルの外皮に任意のピッチで形成する上記（１）ないし（６）のいずれかの配線構造体。
（９）他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部と、前記繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部とを、前記ケーブルの外皮に、それぞれ、任意のピッチで形成する上記（１）ないし（６）のいずれかの配線構造体。
（１０）前記ケーブルの種類は、単芯ケーブル、多芯ケーブル、同軸ケーブル、光ケーブルのいずれかである上記（１）ないし（９）のいずれかの配線構造体。
（１１）前記繊維の素材や種類、太さを、少なくとも、当該配線構造体の収縮率や肌触り、耐環境性によって任意に選択する上記（１）ないし（１０）のいずれかの配線構造体。
（１２）前記ケーブルが複数存在し、前記ケーブルと前記繊維とを編み込む代わりに、複数の前記ケーブル同士を編み込んだ構造とする上記（１）ないし（１１）のいずれかの配線構造体。
（１３）モジュール間を接続するケーブルであって、他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部および当該ケーブルと網目によって組織化する繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を、当該ケーブルの外皮に同一ピッチで同一個所に形成するケーブル。
（１４）モジュール間を接続するケーブルであって、当該ケーブルと網目によって組織化する繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を、当該ケーブルの外皮に任意のピッチで形成するケーブル。
（１５）モジュール間を接続するケーブルであって、他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部と、当該ケーブルと網目によって組織化する繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部とを、当該ケーブルの外皮に、それぞれ、任意のピッチで形成するケーブル。
（１６）１ないし複数のケーブルと繊維とを手編みまたは編み機を用いて所定の立体的な形状に編み込む工程と、編み込んだ前記ケーブルの端部を揃え、モジュール接続用のケーブルコネクタを端末加工する工程と、前記ケーブルコネクタにモジュールを接続する工程と、前記モジュールを固定する工程と、を少なくとも有する配線構造体の製造方法。
（１７）前記モジュールを固定した後、製造した配線構造体の表面を樹脂で固める工程をさらに有している上記（１６）の配線構造体の製造方法。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、本発明は、上述した２以上の実施の形態を、互いに組合せて実施することもできる。

この出願は、２００９年７月１６日に出願された日本出願特願２００９−１６７５８７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、配線構造体、ケーブルおよび配線構造体の製造方法に関し、特に、携帯端末、情報通信機器等の電気機器で用いられる立体的な配線構造の配線構造体の実装構造、ケーブルおよび配線構造体の製造方法に適用することができる。

１０ 配線構造体
１２ 繊維
１３ 第１ケーブルコネクタ
１４ 表面モジュール
１５ 裏面モジュール
１７ 第２ケーブルコネクタ
１８ ケーブル
１８ａ 第１ケーブル
１８ｂ 第２ケーブル
１９ 外皮
２１ プリント配線基板
２２ プリプレグ
２３ プリプレグ積層体
２４ 金属箔
３０ 配線構造体
３１ 電源ケーブル
３１ａ 第１電源ケーブル
３１ｂ 第２電源ケーブル
３３ 信号用ケーブルコネクタ
３４ 電源モジュール
３５ 機能モジュール
３６ 信号ケーブル
３７ 電源用ケーブルコネクタ
３９ 外皮
４０ 配線構造体
４２ 編み組織
４３ ケーブルコネクタ
４４ 第１モジュール
４５ 第２モジュール
５０ 配線構造体
５１ ケーブル
５２ 編み組織
５３ ケーブルコネクタ
５４ 第１モジュール
５５ 第２モジュール
５６ 樹脂
６０ ケーブル
６１ 外皮
６２ ケーブル保持部
６３ 繊維保持部
６４ 芯線
６５ ケーブル許容曲げ半径確保部
６６ ケーブル余長確保部
１１０ ケーブル保持部
１１１ 繊維保持部
１１２ 芯線
１１３ ケーブルと繊維との接続部
１１４ ケーブル同士の接続部
１１５ ケーブルとケーブルおよび繊維との接続部
１１６ ケーブル許容曲げ半径確保部
１１７ ケーブル余長確保部
３１０ ケーブル保持部
３１１ 繊維保持部
３１２ 芯線
３１３ 誘電体層
３１４ シールド層
３１７ ケーブルと繊維との接続部
３１８ ケーブル同士の接続部
３１９ ケーブル許容曲げ半径確保部
３２０ ケーブル余長確保部

Claims (20)

1. １ないし複数のケーブルと、
   前記ケーブルと共に網目状の編み組織を形成する繊維と、
   前記ケーブルの端部に形成されたケーブルコネクタと、
   前記ケーブルコネクタに接続され、前記ケーブルを介して信号が入出力されるモジュールと、を備え、
   前記ケーブルは、前記繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を備え、
   前記繊維保持部は、前記ケーブルと前記繊維とが網目状の前記編み組織を形成する際に、前記繊維と係合する、配線構造体。
2. 前記ケーブルは、他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部を備え、
   前記ケーブル保持部は、２以上の前記ケーブルと前記繊維とが網目状の前記編み組織を形成する際に、他の前記ケーブルと係合する、請求項１に記載の配線構造体。
3. 前記ケーブルは、網目状の前記編み組織を形成する際に、折り曲げられて曲線部分となるケーブル許容曲げ半径部と、直線部分となるケーブル余長確保部を備え、
   前記ケーブル許容曲げ半径部と前記ケーブル余長確保部は交互に形成されている、請求項１又は２に記載の配線構造体。
4. 前記繊維は、合成繊維、半合成繊維、再生繊維、無機繊維、天然繊維、又はこれらの繊維のうち２以上の繊維を合成した繊維である、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
5. 前記ケーブルは、前記繊維を中継するように網目を構成する、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
6. 前記ケーブルは、前記繊維と一緒に網目を構成する、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
7. 前記ケーブルと前記繊維とを編み込む網目のサイズは、同一のサイズまたは多段のサイズによって構成することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれかに記載の配線構造体。
8. 前記モジュールが、配線構造体の形状に合わせた形状であることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
9. 立体的に構成した当該配線構造体の表面を樹脂により一体加工することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
10. 他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部および前記繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を、前記ケーブルの外皮に同一ピッチで同一個所に形成することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
11. 前記繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を、前記ケーブルの外皮に任意のピッチで形成することを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
12. 他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部と、前記繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部とを、前記ケーブルの外皮に、それぞれ、任意のピッチで形成することを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
13. 前記ケーブルの種類は、単芯ケーブル、多芯ケーブル、同軸ケーブル、光ケーブルのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
14. 前記繊維の素材や種類、太さを、少なくとも、当該配線構造体の収縮率や肌触り、耐環境性によって任意に選択することを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
15. 前記ケーブルが複数存在し、前記ケーブルと前記繊維とを編み込む代わりに、複数の前記ケーブル同士を編み込んだ構造とすることを特徴とする請求項１乃至１４のうちいずれか１項に記載の配線構造体。
16. モジュール間を接続するケーブルであって、他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部および当該ケーブルと網目によって組織化する繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を、当該ケーブルの外皮に同一ピッチで同一個所に形成することを特徴とするケーブル。
17. モジュール間を接続するケーブルであって、当該ケーブルと網目によって組織化する繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部を、当該ケーブルの外皮に任意のピッチで形成することを特徴とするケーブル。
18. モジュール間を接続するケーブルであって、他のケーブルを保持するための１ないし複数のケーブル保持部と、当該ケーブルと網目によって組織化する繊維を保持するための１ないし複数の繊維保持部とを、当該ケーブルの外皮に、それぞれ、任意のピッチで形成することを特徴とするケーブル。
19. １ないし複数のケーブルと繊維とを手編みまたは編み機を用いて所定の立体的な形状に編み込む工程と、
    編み込んだ前記ケーブルの端部を揃え、モジュール接続用のケーブルコネクタを端末加工する工程と、
    前記ケーブルコネクタにモジュールを接続する工程と、
    前記モジュールを固定する工程と、を少なくとも有する配線構造体の製造方法であって、
    前記繊維を保持するために１ないし複数の繊維保持部を前記ケーブルに形成する工程と、
    前記ケーブルと前記繊維とを所定の立体的な形状に編み込む際に、前記繊維保持部を前記繊維と係合する工程と、
    を有する、配線構造体の製造方法。
20. 前記モジュールを固定した後、製造した配線構造体の表面を樹脂で固める工程をさらに有していることを特徴とする請求項１９に記載の配線構造体の製造方法。

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