JPH09199238A

JPH09199238A - コネクタ付きケーブル

Info

Publication number: JPH09199238A
Application number: JP8026258A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kishimoto; 圭一岸本
Original assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Current assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1996-01-22
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【目的】外来ノイズの遮断及び外部へのノイズ放射の
抑制に優れ、小型であり、安価なコネクタ付きケーブル
を提供すること。【構成】基板上に形成されたフィルタ素子群から成る
フィルタユニット、遮断層の無いケーブル、並びに、コ
ンタクト素子、基板、及び該ケーブルの芯線群の端末を
包囲する遮蔽ケースを備えたコネクタ付きケーブルであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遮蔽層の無いケー
ブルの端末部に遮蔽効果の高いコネクタを一体化したコ
ネクタ付きケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化、高性能
化、高速動作化等に伴い、コンピュータ装置、プリンタ
装置、モデム装置、ＯＡ機器、ＦＡ機器等の電子装置に
対し、これらの装置の内部配線や装置と機器の間のデー
タ伝送用として、遮蔽効果の高いデータリンク用ケーブ
ルの採用が要求されている。これにより、伝送信号の信
頼性の確保と、他の機器からのノイズ侵入防止、及び他
の機器に対する無用なノイズ発生防止を図っている。特
に、このノイズ対策は、いわゆるＥＭＩ対策と呼ばれ、
この種の装置の基本性能として要求される項目に挙げら
れている。

【０００３】このようなノイズ対策のために、従来、次
のような構成のデータリンク用ケーブルが提案されてい
る。例えば、特開昭６１−１６５９７２号公報には、複
数の芯線がシールド編組線で覆われた多芯ケーブルと遮
蔽部材を備えたインタフェース用バスケーブル装置が紹
介されている。これは、ケーブルの編組線シールド端を
用いてコネクタ内部の遮蔽効果を高めている。また、実
開昭６１−７６６２６号公報には、コネクタ近傍のケー
ブル本体の両端にコネクタを接続し、コネクタ近傍のケ
ーブルにフェライトコアを装着したインタフェースケー
ブルが紹介されている。これは、ケーブルがフェライト
コアを貫通するように構成したことにより、ケーブルの
伝送信号中の高周波成分を持つノイズに対するインピー
ダンスを高め、雑音を除去したものである。

【０００４】また、実開平３−１３０１１４号公報に
は、複数の芯線がシールド編組線に覆われている多芯ケ
ーブルと、コネクタ用の金属フード内に多芯ケーブルの
芯線が貫通する磁性材料を配置した信号ケーブルが紹介
されている。このケーブルは、各芯線毎にそれぞれ磁性
材料コアを装着し、芯線中を流れるノイズの高周波成分
阻止を図っている。また、特開昭６４−８９１０７号公
報は、中継コネクタの各端子に貫通コンデンサを組み付
けて、ワイヤハーネスの中継手段とするノイズ防止装置
付きワイヤハーネスが紹介されている。これは、中継コ
ネクタの貫通コンデンサを用いて、ケーブルの導体をそ
れぞれコンデンサを介して接地し、ケーブル中に伝送さ
れるノイズの高周波成分を除去しようとするものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のノイズ対策ケーブルには次のような解決すべき
課題があった。コネクタ付きのケーブルの遮蔽効果を高
めるためには、ケーブル被覆に遮蔽層を設けたシールド
ケーブルを使用する他、コネクタ自身も導電体の遮蔽ケ
ースを用いてシールドすることが好ましい。ところが、
遮蔽層を設けたケーブルは外径が太くなり、屈曲性が悪
く、しかも、高価になるという問題がある。また、コネ
クタ内部で各芯線が貫通するような磁性材料を配置する
と、コネクタ内部に多数の磁性材料コアが密集し、芯線
間や芯線と遮蔽ケースとの間の電気的絶縁特性を低下さ
せる。この絶縁特性を高めようとして間隔を広げれば、
遮蔽ケースが大型化してしまう。一方、このようなコネ
クタの外部でフェライトコアをケーブルに装着したり、
あるいは中継用のコネクタを設けると、ケーブルの付属
品が増加し、全体が大型化し、コネクタ付きケーブル全
体としてのコストアップの原因となる。なお、遮蔽層の
無いケーブルを使用しコネクタに遮蔽ケースを使用する
のみでは、ケーブルを伝送されるノイズの高周波成分の
除去が必ずしも十分でなく、今後一層厳しくなるノイズ
対策に対する要求を満たすことが困難になる。

【０００６】本発明は以上の目的を解決するため、フィ
ルタユニット、遮蔽層の無いケーブル及び遮蔽ケースを
使用して、ノイズ除去特性に優れたコネクタ付きケーブ
ルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のコネクタ付きケ
ーブルは次の構成を採用する。〈構成１〉複数のコンタクト素子の貫通する基板と、こ
の基板上に一体に形成されて、上記各コンタクト素子毎
に対応させて設けられたフィルタ素子群から成るフィル
タユニットと、上記複数のコンタクト素子にそれぞれ端
末を電気接続される芯線群と、その外周を包囲する遮蔽
層の無い被覆とを有するケーブルと、上記複数のコンタ
クト素子と基板と芯線群の端末とを包囲する導電体から
成る遮蔽ケースとを備えたことを特徴とするコネクタ付
きケーブル。

【０００８】〈説明〉図１（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、複数のコンタクト素子１は、ケーブル４の芯線５と
図示しない機器のコネクタ等との間を電気接続するため
のものである。このコンタクト素子１は、基板２を貫通
して配列され、一端はケーブル４の芯線５に電気接続さ
れ、他端は機器のコネクタ等に電気接続される。その形
状は、ピン状のものや板状のもの等任意の構成であって
よい。フィルタ素子は、構成２に示すように、コンデン
サ、抵抗体及び／又は磁性体素子から構成される。コン
デンサの場合には、電極の一端がコンタクト素子１に電
気接続され、他端は接地される。コンタクト素子１に流
れる高周波成分をバイパスさせるためである。抵抗体の
場合には、抵抗体のもつインダクタンスが、高周波成分
の通過を阻止する。磁性体素子は、例えば、基板上に厚
膜印刷等により形成された磁性体リングから成り、コン
タクト素子１を貫通させて、高周波成分を阻止する。な
お、例えば、基板の一方の面にコンデンサを形成し、他
方の面又は貫通孔に磁性体素子を形成して、複合的なフ
ィルタとすれば、さらにノイズ除去効果が高まる。これ
らにより、コンタクト素子１を通じて流れる伝送信号中
のノイズ成分がフィルタユニット３により阻止吸収され
て、伝送信号から高周波領域のノイズが除去される。

【０００９】基板２上に一体に形成したフィルタユニッ
ト３を使用するのは、基板表面がなめらかになって、遮
蔽ケース７の内部に無用な突起等が存在せず、遮蔽ケー
ス７の内部の電界を均一化して遮蔽効果が高まるためで
ある。基板２にフィルタユニット３を一体化する方法と
しては、例えば厚膜法による積層構造が適する。なお、
基板の厚みを多少増減する程度の凹凸は滑らかさを害し
ない。遮蔽効果に実質的な悪影響が無いからである。ま
た、コネクタ内部に無用な突起が存在しなければ、コン
タクト素子１の相互間及び各コンタクト素子１と遮蔽ケ
ース７の間の絶縁距離を十分に確保して、小型でかつ絶
縁特性のよいコネクタを実現できる。遮蔽ケース７が導
電体から成るものにおいては、このような効果が著し
い。

【００１０】なお、上記ケーブル４は、例えば２本以上
の相互に絶縁された芯線５の外周に遮蔽層の無い押え巻
き４Ａとシース４Ｂを施したものである。なお、芯線群
のうちのいずれか一本あるいは複数本は、遮蔽用として
使用され、コンタクト素子及び／又は遮蔽ケースに電気
接続される。遮蔽層が無い場合にも、この遮蔽用芯線に
より、ケーブルの屈曲性を損なうこと無く、効果的な遮
蔽が可能となる。ケーブルには、断面が偏平のフラット
ケーブルを用いてもよい。更に、コネクタの形状は任意
であって、ケーブルの断面形状等に合わせた構成とすれ
ばよい。

【００１１】〈構成２〉構成１において、フィルタユニ
ットは、基板上に印刷法により形成された、コンデン
サ、抵抗体、磁性体素子、もしくは、これらを組み合わ
せた回路素子から成ることを特徴とするコネクタ付きケ
ーブル。

【００１２】〈説明〉フィルタユニットは、コンデン
サ、抵抗体、磁性体素子、単体でもよいし、基板上にこ
れらのうちのいずれか２以上を選択して形成し、組み合
わせて使用するようにしてもよい。結線方法は、雑音成
分の伝搬を阻止し、あるいは、これをバイパスさせるよ
うな周知の回路構成による。印刷法により構成するの
は、薄く、平坦に、均一な特性で効率よく生産できるか
らである。

【００１３】〈構成３〉構成２において、フィルタユニ
ットは、基板上に形成され、上記各コンタクト素子と電
気接続される電極と、絶縁セパレータ層と、接地電極と
を積層したコンデンサから成ることを特徴とするコネク
タ付きケーブル。

【００１４】〈説明〉各コンタクト素子１は、それぞれ
フィルタユニット３により、所定の静電容量のコンデン
サを介して接地される。好ましくは、図１（ｂ）に示す
ように、各コンタクト素子１と電気接続される電極３Ａ
と、絶縁セパレータ層３Ｂと、接地電極３Ｃとを、順に
積層してコンデンサが形成される。これにより、コンタ
クト素子を通じて流れる伝送信号中の高周波成分がフィ
ルタユニット３を通じて遮蔽ケース７やケーブルの遮蔽
用の芯線６に還流し、伝送信号から高周波領域のノイズ
が除去される。尚、電極３Ａ及び接地電極３Ｃの順序を
逆に積層してコンデンサが形成されてもよい。

【００１５】このように、フィルタユニット３をコンデ
ンサ群にすると、磁性体リング等に比べて最も小型でか
つ効果的にノイズ除去を可能にする。好ましくは、接地
電極３Ｃが基板２のほぼ全表面を覆うようにする。なぜ
ならば、接地電極のインダクタンスを極力小さくしてコ
ンタクト素子相互間のノイズ等の廻り込みを改善するた
めである。また、絶縁体から成る基板２の部分の遮蔽効
果を高めるためである。ほぼ全面としたのは、コンタク
ト素子１が貫通する部分には、接地電極が形成されてい
ないからである。即ち、基板２の接地電極３Ｃと遮蔽ケ
ース７によってコンタクト素子１と芯線５の接続部分が
外部からほぼ完全に隔離されるから、除去対象となるノ
イズが基板等を貫通して機器側へ漏洩しない。

【００１６】〈構成４〉構成３において、絶縁セパレー
タは、ペロブスカイト型誘電体を厚膜印刷して形成さ
れ、各コンタクト素子と電気接続される電極と接地電極
との間の静電容量は、２２〜２２，０００ｐＦの範囲に
選定されていることを特徴とするコネクタ付きケーブ
ル。

【００１７】〈説明〉ペロブスカイト型誘電体を厚膜印
刷して形成すると、この種の基板一体型のフィルタを比
較的低温で、小型かつ高性能に製造できる。即ち、デー
タリンク用ケーブルの構造上、コネクタのサイズは限定
され、コンタクト素子１の配列も間隔が狭い。そこに十
分な容量のコンデンサを形成するには、実用上この誘電
体が最適なのである。静電容量を最大２２，０００ｐＦ
に選定したのは、これ以上容量が大きいと、本来の伝送
信号に対してもリアクタンスが低くなり、伝送信号がこ
のコンデンサを通過してしまうからである。また、最小
２２ｐＦに選定したのは、これ以下では有害なノイズに
対してもリアクタンスが高くなり、ノイズを十分に除去
できないからである。更に好ましくは、２２〜１０，０
００ｐＦである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。〈具体例〉図１（ａ）は、本発明のコネクタ付きケーブ
ル分解斜視図である。図１（ｂ）は、（ａ）に示す矢印
Ａ−Ａ線に沿う基板の断面図、（ｃ）は矢印Ｂ−Ｂ線に
沿うコネクタ部分の断面図である。この図に示すよう
に、本発明のコネクタ付きケーブルは、複数のコンタク
ト素子１が基板２を貫通するように配列し、これらとケ
ーブル４の芯線５とを、それぞれ相互に電気接続した構
成のものである。基板２には、図１（ｂ）に示すような
コンデンサ素子から成るフィルタユニット３が、例えば
厚膜印刷法により形成されている。

【００１９】このフィルタユニット３は、基板２を貫通
するコンタクト素子１に対し直接接触するように形成さ
れた電極３Ａと、その上に順に積層された絶縁セパレー
タ層３Ｂと、接地電極３Ｃから構成される。この基板２
としては、９６パーセントのアルミナセラミック基板を
使用する。また、電極３Ａには、Ａｇ−Ｐｔ系の導電性
ペースト（Ｄ９５１６：ＥＳＬ社製）を用い、基板２の
コンタクト素子１を挿入する貫通孔の内面とその近傍を
含む部分に厚膜印刷を用いて形成したものである。絶縁
セパレータ層３Ｂは、誘電体ペースト［Ｐｂ（Ｍｇ_1/3
Ｎｂ_2/3 ）Ｏ₃：ＰｂＴｉＯ₃ ＝４０：１モル］を厚膜
印刷し、乾燥、焼成したもので、誘電体ペーストの印刷
回数は所望設計により１回でも複数回でもよく、この厚
み及び／又は面積によりコンデンサ素子の静電容量が選
定される。接地電極３Ｃは、基板２のほぼ全域にＡｇ−
Ｐｔ系の導電性ペーストを厚膜印刷し、乾燥し、焼成し
て構成したものである。なお、この上側にはこれらの保
護のために、図示しないガラス保護ペーストを厚膜印
刷、乾燥、焼成して、基板２の上面を保護している。

【００２０】コンタクト素子１は、銀メッキを施した銅
棒から構成され、基板２の貫通孔に挿通され電極３Ａと
半田付けされ、その一端１Ａには（ａ）に示す芯線５の
導体がはんだ付け接続される。また、他端１Ｂは図示し
ない機器の雌型コンタクトに電気接続される。尚、コン
タクト素子を基板に挿通する向きは（ｂ）に示すのと１
Ａ、１Ｂが逆向きとなる向きでもよい。なお、この例で
はコンピュータのデータリンク用に広く使用されている
Ｄ−サブ（Ｄ−ｓｕｂ）型の角型コネクタを例示した。
また、図の（ｃ）に示すように、ケーブル４は、芯線５
の外周を押え巻き４Ａと塩化ビニル樹脂製のシース４Ｂ
により包囲した構成となっている。コネクタの遮蔽ケー
ス７とケーブル４とを機械的に結合する部分にはゴムブ
ッシュ８を配置して屈曲からの機械的保護を図ってい
る。また、遮蔽ケース７とケーブル４の遮蔽用の芯線６
とは、遮蔽ケース７の内面にはんだ付けにより電気接続
されている。

【００２１】その他の芯線５は、それぞれコンタクト素
子１とはんだ付けにより電気接続されている。基板２に
は、（ｂ）を用いて説明したようなフィルタユニット３
が形成されているが、この断面図に示すように、全体と
してほぼ平坦であって、遮蔽ケース７の内部に大きな突
起を形成していない。即ち、これによって遮蔽ケース７
の内部は芯線５が整然とコンタクト素子１に電気接続さ
れ、十分な空間を確保している。上記遮蔽ケース７は
（ａ）に示すように、基板２を両側から挟んで固定する
ために、フロントハウジング７Ａとバックハウジング７
Ｂとに分割されている。これらは図示しないビス等によ
って互いに連結され、コンタクト素子１と芯線５との接
続部分を保護するよう構成されている。この基板は、バ
ックハウジング７Ｂの側に配置された補強用プラスチッ
ク板１５と、フロントハウジング７Ａの側に配置された
金属製の固定板１６により、両面から挟まれて補強され
るとともに、その接地電極３Ｃが固定板１６を介して、
遮蔽ケースに電気接続されている。

【００２２】図２には、本発明のコネクタ付きケーブル
の側面図を示す。この図に示すように、本発明のコネク
タ付きケーブルは、例えばその両端にコネクタ１１と１
２とが設けられる。そして、この例では、いずれのコネ
クタもそれぞれ先に説明した構成の遮蔽ケース７により
覆われ、効果的な遮蔽が施されている。Ｙ分岐やＸ分岐
等の行為の多分岐ケーブルについては、任意のコネクタ
に遮蔽ケースを使用することができる。もちろん全ての
コネクタに遮蔽ケースを使用すると、最も遮蔽効果が高
い。

【００２３】図３には、図１に示した本発明のコネクタ
付きケーブルと比較するための別の構成のコネクタ付き
ケーブルの主要部斜視図を示す。この図に示すように、
例えば芯線５に対し、フェライトコア１３を装着したも
のを図１に示す遮蔽ケース７の内部に収容して、各コン
タクト素子１と電気接続することも可能である。

【００２４】しかしながら、このようにすると、フェラ
イトコア１３によって、各芯線５相互間の隙間が減少
し、絶縁特性が低下する。また、図の（ｂ）に示すよう
に、フェライトコア１３の存在によって、遮蔽ケース７
との間の隙間も短くなり、絶縁特性が低下する。即ち、
所定の高電圧を印加した場合に、両者の間で絶縁破壊を
生じる際の破壊電圧が低下する。従って、一定以上の耐
圧を得るためには、遮蔽ケース７を大型化しなければな
らない。一方、図１に示すような本発明の構成のコネク
タ付きケーブルでは、このような大きな突起が遮蔽ケー
ス７の内部に存在せず、十分な隙間が確保できて、コネ
クタの小型化を図りかつ良好な遮蔽特性が得られる。

【００２５】ここで、本発明のコネクタ付きケーブルの
ノイズ遮蔽効果を明らかにするため、次のような試験を
行った。図４には、ケーブルの遮蔽特性試験装置の平面
図を示す。この装置は、ターンテーブル２１の上に、両
端に遮蔽ケース７を装着した本発明によるコネクタ付き
ケーブル４を配置し、この一端から所定の信号を入力す
る一方、他端において、５０Ω終端器２２を用いて終端
している。そして、ターンテーブル２１を回転させなが
ら、ここから３メートル離れた位置に配置したアンテナ
２３を用いてこのコネクタ付きケーブルから空中に向け
て放射されるノイズを受信する。

【００２６】図５は、この特性試験装置の側面図であ
る。この図に示すように、アンテナ２３は支柱２４上で
地上高２メートルの位置に支持されている。また、ター
ンテーブル２１の上面は、床面から１メートルの位置に
設定されている。アンテナ２３は、同軸ケーブル２５を
介して増幅器２６に接続されており、アンテナ２３によ
り受信された信号が増幅器２６により増幅され、スペク
トラムアナライザ２７において解析され、プロッタ２８
を用いて印刷出力される構成となっている。なお、コネ
クタ付きケーブル４からノイズが外部に放射される場合
の特性と、外部からノイズがコネクタ付きケーブル４に
侵入する場合の特性とは表裏一体の関係になり、ほぼ等
しくなるため、ここでは外部へ放射される場合の特性の
みを測定してその効果を示す。

【００２７】図６には比較例のノイズ遮断特性データを
示し、図７には本発明によるノイズ遮断特性データを示
す。図６及び図７に示すグラフは、縦軸に信号レベルを
［ｄＢ］（デシベル）で表し、グラフの下から上に向か
うほど信号レベルが大きいことを表す。１目盛りは１０
ｄＢである。また、横軸には信号周波数を示す。１目盛
りは１００ＭＨｚで、周波数帯域が１０００ＭＨｚまで
の全周波数に対して測定した。５０ｎｓｅｃの方形波を
ノイズとしてこのケーブルに供給した。この場合に、比
較例としての、図６は、フィルタユニットを使用しない
コネクタ及びシールド付きケーブルを用いた場合のノイ
ズ遮断特性データで、全ての周波数に亘って比較的高い
ノイズを放射している。

【００２８】一方、図７に示した本発明によるケーブル
のデータを見て分かるように、遮蔽ケースを施し、これ
に遮蔽用の芯線を接続して、上記のようなフィルタユニ
ットを用いると、全体としてノイズレベルが十分に低下
し、特に、５０ＭＨｚ〜８５０ＭＨｚの周波数範囲で極
めて良好な特性を示す。

【００２９】

【発明の効果】本発明のコネクタ付きケーブルは、電気
機器や情報処理装置等のデータリンクに使用した場合
に、ＥＭＩ対策、ノイズ対策等に優れた効果をもたら
す。また、遮蔽層の無いケーブルを使用するため安価で
ある。また、基板２は、厚膜法等を用いて構成すること
により安価に製造でき、しかも比較例等と比べて十分に
遮蔽ケース等が小型になるから、全体として安価にコス
トダウンを図ることができる。従って、遮蔽特性と耐圧
特性等に優れ信頼性が高く生産性が良く、低コストのコ
ネクタ付きケーブルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明のコネクタ付きケーブルの分
解斜視図で、（ｂ）は、そのコンタクト素子を含むＡ−
Ａ断面から見た部分の断面図、（ｃ）は、遮蔽ケースの
Ｂ−Ｂ断面から見た部分の断面図である。

【図２】本発明のコネクタ付きケーブル側面図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）は共に、比較例の主要部斜視図
である。

【図４】特性試験装置の平面図である。

【図５】特性試験装置の側面図である。

【図６】フィルタユニットを使用しないコネクタ及びシ
ールド付きケーブルを用いた場合のノイズ遮断特性デー
タである。

【図７】本発明によるノイズ遮断特性データである。

【符号の説明】

１コンタクト素子２基板３フィルタユニット４ケーブル５芯線６遮蔽用芯線７遮蔽ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のコンタクト素子の貫通する基板
と、この基板上に一体に形成されて、前記各コンタクト素子
毎に対応させて設けられたフィルタ素子群から成るフィ
ルタユニットと、前記複数のコンタクト素子にそれぞれ端末を電気接続さ
れる芯線群と、その外周を包囲する遮蔽層の無い被覆と
を有するケーブルと、前記複数のコンタクト素子と基板と芯線群の端末とを包
囲する導電体から成る遮蔽ケースとを備えたことを特徴
とするコネクタ付きケーブル。
【請求項２】請求項１において、フィルタユニットは、基板上に印刷法により形成され
た、コンデンサ、抵抗体、磁性体素子、もしくは、これ
らを組み合わせた回路素子から成ることを特徴とするコ
ネクタ付きケーブル。
【請求項３】請求項２において、フィルタユニットは、基板上に形成され、前記各コンタ
クト素子と電気接続される電極と、絶縁セパレータ層
と、接地電極とを積層したコンデンサから成ることを特
徴とするコネクタ付きケーブル。
【請求項４】請求項２または３において、絶縁セパレータは、ペロブスカイト型誘電体を厚膜印刷
して形成され、各コンタクト素子と電気接続される電極と接地電極との
間の静電容量は、２２〜２２，０００ｐＦの範囲に選定
されていることを特徴とするコネクタ付きケーブル。