JPWO2009057546A1 - スライド型電子機器のケーブル配線構造および電子機器配線用ハーネス - Google Patents

スライド型電子機器のケーブル配線構造および電子機器配線用ハーネス Download PDF

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Abstract

本発明のスライド型電子機器のケーブル構造は、回路を有する複数の筐体が相対移動可能に取り付けられ、これらの筐体内の前記各回路同士を電子機器配線用ハーネスによって電気的に接続してなるスライド型電子機器のケーブル配線構造であって、前記電子機器配線用ハーネスは、極細2芯平行同軸ケーブルが複数本積層されたケーブル積層部分を有し、このケーブル積層部分が前記筐体のスライド面上にU字形に配線されている。

Description

本発明は、スライド型電子機器のケーブル配線構造および電子機器配線用ハーネスに関する。
本願は、2007年10月30日に、日本国に出願された特願2007−281708号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
一般に、2つ以上の筐体が連結されてなる電子機器においては、筐体間の配線としてフレキシブルプリント配線基板(Flexible printed circuits、以下、FPCと記す)が使用されている。
例えば、図10Dに示すような、2つの筐体が相互にスライドするスライド式の携帯電話機に例示される電子機器においては、一般にFPCからなる配線が使用されている。図10Dのようなスライドタイプの構造に適用する配線には、筐体間の高さ方向3mmの非常に狭いスペースでの水平屈曲と、約10万回以上の耐屈曲性能とが求められている。図11A〜11Dには、筐体間の配線材として、FPC90を適用したスライド型電子機器の配線構造91を示している。この配線構造91は、第1の筐体81と、これにスライド可能に取り付けられた第2の筐体82とを有し、それぞれの回路がFPC90により電気的に接続された構造となっている。第1の筐体81と第2の筐体82との間には、高さHが3mm程度のスペースが設けられており、FPC90はこのスペースに折り曲げられた状態で配線されている。第1の筐体81と第2の筐体82とが相互にスライドした際に、スライド量に対応してFPC90自体が変形して、第1の筐体81と第2の筐体82との相対移動に追従できるようになっている。これは、FPCが狭い屈曲スペースでも折り曲げ性に優れるからである。
しかし、FPCは、複数の信号線が樹脂フィルム等によって固定されているため、各信号線がシールドされておらず、ノイズに弱いという欠点がある。従ってGHzの帯域レベルの高速伝送には不向きである。
そこで、FPCに換えて、極細同軸ケーブルをフラット化したモジュールが使用されている。しかし、極細同軸ケーブルはFPCに比べて折り曲げ性が良くない。そのため、図10Aに示すようなクラムシェルタイプと称される開閉構造や、図10Bに示すようなジャックナイフタイプと称される回転構造や、図10Cに示すようなツイストタイプと称される回転と開閉が行える2軸構造への適用に限られていた。一方、図10Dに示すスライドタイプの電子機器に対しては、単純にFPCの代替という形では極細同軸ケーブルを適用できない状況にあった。
また、特許文献1には、複数本の2芯平行同軸ケーブル(以下、ツインナックスケーブルと記す場合がある)を平行に並べ、テープを貼り付けてこれらのツインナックスケーブルを固定した、ツインナックスケーブルのフラットケーブルが開示されている。このツインナックスケーブルは、主に差動伝送に使用されており、高速伝送と耐ノイズ性に優れている。
しかし、この特許文献1に開示されたツインナックスケーブルのフラットケーブルは、前述の極細同軸ケーブルのフラットケーブルと同じように、折り曲げ性が悪いという欠点がある。特に、ツインナックスケーブル自体が、一対の絶縁体に被覆された導体に、さらに外側被覆(ジャケット)が覆われるという構造を有しているので、同軸ケーブルよりも更に折り曲げ性が悪くなっている。したがって、特許文献1に記載のツインナックスケーブルのフラットケーブルをスライド式の電子機器に適用するのは困難であった。
以上のことから、特に、2つの筐体を有し、且つこれらが相互にスライド自在とされた電子機器において、高速伝送性と耐ノイズ性とに優れた配線構造が望まれていた。
特開2005−285696号公報
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、折り曲げ性及び耐久性に優れ、かつ差動伝送に適用可能なスライド型電子機器の配線構造と、スライド型電子機器の配線に適した電子機器配線用ハーネスとの提供を目的とする。
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
(1)本発明のスライド型電子機器のケーブル配線構造は、回路を有する複数の筐体が相対移動可能に取り付けられ、これらの筐体内の前記各回路同士を電子機器配線用ハーネスによって電気的に接続してなるスライド型電子機器のケーブル配線構造であって、前記電子機器配線用ハーネスは、極細2芯平行同軸ケーブルが複数本積層されたケーブル積層部分を有し、このケーブル積層部分が前記筐体のスライド面上にU字形に配線されたことを特徴とする。
(2)前記電子機器配線用ハーネスは、互いに平行配置された2以上の極細2芯平行同軸ケーブルを、シース材によって一括被覆されてなるフラットケーブルが複数本積層されたケーブル積層部分を有するのが好ましい。
(3)前記電子機器配線用ハーネスは、互いに平行配置された多数本の極細2芯平行同軸ケーブルを、シース材によって一括被覆されてなる第1フラットケーブルと、互いに平行配置された多数本の極細同軸ケーブルを、シース材によって一括被覆されてなる第2フラットケーブルとが複数本積層されたケーブル積層部分を有するのが好ましい。
(4)前記各ケーブル積層部分を互いに等長としたのが好ましい。
(5)ケーブル積層部分は、積み重ねた一端側のケーブルを最長とし、他端側のケーブルを最短とし、他の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されているのが好ましい。
(6)本発明の電子機器配線用ハーネスは、上述のスライド型電子機器のケーブル配線構造の配線材であることを特徴とする。
上記(1)に記載のスライド型電子機器のケーブル配線構造によれば、筐体のスライド面上にU字形に配線しているため、筐体間の高さが3mmのスペースに、極細2芯平行同軸ケーブルを配置できる。これにより、高周波領域での伝送特性や耐ノイズ特性を向上できる。
また、極細2芯平行同軸ケーブルの屈曲方向は筐体間の幅方向となるため、筐体をスライドさせても極細2芯平行同軸ケーブルの許容曲げ半径以下とはならない。したがって約10万回以上の耐屈曲性能の要求を満たせる。
上記(2)の場合、フラットケーブル化することで、多本数配線に対応できる。
更にまた、極細2芯平行同軸ケーブルと他のケーブルとを組み合わせることで、複数の特性を同時に満たせる。
以上説明したように、本発明によれば、極細2芯平行同軸ケーブルあるいは極細2芯平行同軸フラットケーブルを適用したスライド型電子機器の配線構造を提供することができる。また、スライド型電子機器の配線に適した電子機器配線用ハーネスを提供することもできる。
図1Aは、本発明を適用したスライド型電子機器の、スライド前の配線構造を模式的に示した平面図である。 図1Bは、図1AのA−A’線に対応する断面図である。 図1Cは、本発明を適用したスライド型電子機器の、スライド後の配線構造を模式的に示した平面図である。 図1Dは、図1CのB−B’線に対応する断面図である。 図1Eは、本発明を適用したスライド型電子機器の、スライド前の配線構造を模式的に示した側面図である。 図2Aは、第1の実施形態の電子機器配線用ハーネスを模式的に示した平面図である。 図2Bは、第1の実施形態の電子機器配線用ハーネスを模式的に示した斜視図である。 図2Cは、図2AのC−C’線に対応する断面図である。 図3Aは、本発明を適用した電子機器配線用ハーネスのコネクタ部分の拡大図である。 図3Bは、本発明を適用した電子機器配線用ハーネスのコネクタ部分の拡大図である。 図3Cは、本発明を適用した電子機器配線用ハーネスのコネクタ部分の拡大図である。 図4は等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスを示す平面模式図である。 図5Aは、等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。 図5Bは、等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。 図5Cは、等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。 図6は非等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスを示す平面模式図である。 図7Aは、非等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。 図7Bは、非等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。 図7Cは、非等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。 図7Dは、非等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。 図8Aは、第2の実施形態の電子機器配線用ハーネスを模式的に示した平面図である。 図8Bは、第2の実施形態の電子機器配線用ハーネスを模式的に示した斜視図である。 図8Cは、図8AのD−D’の線に対応する断面図である。 図9Aは、第3の実施形態の電子機器配線用ハーネスを模式的に示した平面図である。 図9Bは、第3の実施形態の電子機器配線用ハーネスを模式的に示した斜視図である。 図9Cは、図9AのE−E’の線に対応する断面図である。 図10Aは、電子機器の一例として携帯電話の筐体移動形態を例示する図である。 図10Bは、電子機器の一例として携帯電話の筐体移動形態を例示する図である。 図10Cは、電子機器の一例として携帯電話の筐体移動形態を例示する図である。 図10Dは、電子機器の一例として携帯電話の筐体移動形態を例示する図である。 図11Aは、従来の筐体間配線材としてFPCを用いたスライド型電子機器の配線構造示す図である。 図11Bは、図11AのF−F’線に対応する断面図である。 図11Cは、従来の筐体間配線材としてFPCを用いたスライド型電子機器のスライド後の配線構造を模式的に示した平面図である。 図11Dは、図11CのG−G’線に対応する断面図である。
符号の説明
10 極細2芯平行同軸ケーブル
11 コア電線
20 極細2芯平行同軸フラットケーブル
31,32,33 電子機器配線用ハーネス
41,42,43 ケーブル部
41A,42A,43A 積層部(ケーブル積層部分)
51,52,53 コネクタ
60 極細同軸フラットケーブル
61 極細同軸ケーブル
71,72,73 スライド型電子機器の配線構造
81,82 筐体
81A,82A スライド面
83 ハーネス収納部
H ハーネス収納部の高さ
W ハーネス収納部の幅
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図1A〜9Cは、本発明の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、実際の電子機器配線用ハーネスおよびスライド型電子機器の配線構造の寸法関係とは異なる場合がある。
<第1の実施形態>
図1A〜1Eは、本発明を適用した第1の実施形態のスライド型電子機器の配線構造を示す平面模式図および断面模式図である。図2A〜2Cは、本実施形態の電子機器配線用ハーネスを示す図であり、図2Aは平面図、図2Bは斜視図、図2Cは図2AのC−C’線に対応する断面模式図である。図3Aは、本実施形態の電子機器配線用ハーネスのコネクタ部分の拡大図である。図4は、等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスを示す平面模式図である。図5A〜5Cは、等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。図6は、非等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスを示す平面模式図である。図7A〜7Dは、非等長ケーブルによって構成された電子機器配線用ハーネスのスライド型電子機器への接続形状を示す平面模式図である。
本実施形態のスライド型電子機器の配線構造71は、図1A〜1Eに示すように、回路を有する一対の筐体81,82と、電子機器配線用ハーネス31(以下、ハーネス31という)とから概略構成されている。2つの筐体81,82は相互にスライド可能に取り付けられている。各筐体81,82には、回路部の入出力部となるコネクタ接続部81D,82Dが備えられている。また、ハーネス31の両端には、それぞれコネクタ51が取り付けられている。そして、ハーネス31の一方のコネクタ51が、筐体82のコネクタ接続部82Dに接続されており、他方のコネクタ51が、筐体81のコネクタ接続部81Dに接続されている。これによって、2つの筐体81,82の各回路部が、ハーネス31を介して電気的に接続されている。さらに、ハーネス31は、筐体81と筐体82との間に設けられている電子機器配線用スペースのスライド面81Aおよび82A上で、U字形に曲げられて収納されている。以下、各構成について詳細に説明する。
各筐体81,82は、各筐体81,82の長手方向に沿って相互にスライドするように取り付けられている。これにより、例えば、図1Aに示すような各筐体81,82が完全に重ね合わされた状態から、図1Cに示すような各筐体81,82同士が相互にスライドして一部が重ね合わされた状態に変形できるようになっている。
筐体81において、筐体82に対向する側には、一対の側壁部81Bと、各側壁部81Bの間に配置されたスライド面81Aとによって区画された、一方の収納部81Cが形成されている。同様に、筐体82において、筐体81に対向する側には、一対の側壁部82Bと、各側壁部82Bの間に配置されたスライド対82Aとによって区画された他方の収納部82Cが形成されている。そして、各スライド面81A,82Aが対向するように筐体81、82同士が重ね合わされている。筐体81、82同士が重ね合わされることで、一方の収納部81Cと他方の収納部82Cとが一体となってハーネス収納部83が構成される。ハーネス収納部83の高さHは、例えば3mm程度とされている。また、ハーネス収納部83の幅Wは、例えば数十mm程度とされている。
さらに、各筐体81,82のスライド面81A,82Aには、ハーネス31に接続されるコネクタ接続部81D,82Dが備えられている。各コネクタ接続部81D,82Dは、図1Aに示すように、筐体81、82同士が完全に重ね合わされた際に、相互に対向する位置に配設されている。このコネクタ接続部81D,82Dは、各筐体81、82の内部に収納されている図示略の回路部の入出力端子となっている。
ハーネス31は、屈曲自在なケーブル部41と、ケーブル部の両端に取り付けられた一対のコネクタ51とから構成されている。そして、ハーネス31がハーネス収納部83に収納されるとともに、各コネクタ51,51が筐体81,82側の各コネクタ接続部81D,82Dに接続されている。このようにして、本実施形態の配線構造71においては、各筐体81,82の回路部同士がハーネス31を介して電気的に接続されている。
また、ハーネス31は、図1A〜1Eに示すように、ケーブル部41が平面視で略U字状に折り曲げられた状態でハーネス収納部83に収納されている。各筐体81,82が相互にスライドした場合には、各コネクタ接続部81D,82Dが相互にスライド方向に沿って離れる方向に変動するが、このとき、ケーブル部41が同時に変形して、各コネクタ接続部81D,82Dの動きに追従できるようになっている。
ハーネス31は、図2Aおよび図2Bに示すように、ケーブル部41を構成する複数の極細2芯平行同軸ケーブル(極細ツインナックスケーブル)10と、一対のコネクタ51,51とによって概略構成されている。
極細ツインナックスケーブル10は、図2Cに示すように、中心導体12の周囲に絶縁体13が設けられた2本の断面視でほぼ円形のコア電線11と、前記2本のコア電線11の外周囲を被覆する外部導体14と、さらに外部導体14の外側を被覆する外側被覆(ジャケット)15とから、構成されている。また、ジャケット15の断面形状は、2本の円形状のコア電線11を一括して被覆することからレーストラック形状となっており、一対の直線部分の外側面15Aは、ほぼ平坦な面となっている。各極細ツインナックスケーブル10には、平坦な外側面15Aが相互に接するように積層されて、積層部(ケーブル積層部分)41Aが形成されている。これにより、ケーブル部41においては、各極細ツインナックスケーブル10を構成する2本のコア電線11が、積層方向に沿って2列に並べられた状態になっている。
ケーブル部41は、図1A〜1Eと図2A〜2Cとに示すように、長手方向のほぼ中央で、ほぼ円弧状に曲げられている。このとき、ケーブル部41は、積層された複数の極細ツインナックスケーブル10のうち、積層方向の一端側のツインナックスケーブル10aが円弧の最内周側となり、積層方向の他端側の極細ツインナックスケーブル10bが円弧の最外周側となるように、曲げられている。そして、このように円弧状に曲げられたケーブル部41が、ハーネス収納部83に収納されている。この場合の各極細ツインナックスケーブル10の屈曲半径は、円弧の最外周側のツインナックスケーブル10bが最大となり、円弧の最内周側の極細ツインナックスケーブル10aが最小となる。円弧の最外周側の極細ツインナックスケーブル10bの屈曲半径は、最大で、ハーネス収納部83の幅Wのほぼ半分の大きさとなる。また、円弧の最内周側の極細ツインナックスケーブル10aの屈曲半径は、最外周側の極細ツインナックスケーブル10bの屈曲半径から、ツインナックスケーブルの積層厚み分を差し引いたものとなる。いずれにしても、筐体81,82に組み込まれた状態の極細ツインナックスケーブル10の屈曲半径は、ハーネス収納部83の幅Wによって決められる。ケーブル部41の曲げ形状は、一定の曲率半径で曲げられるものに限らず、曲率半径が連続的に変化してもよい。また、筐体81,82同士がスライドした場合は、ケーブル部41の曲げ形状が変形する。
ケーブル部41のコネクタ51との接続部付近では、各極細ツインナックスケーブル10の隣接間の距離は、比較的に広くなっている。これに対して、積層部41Aでは、各極細ツインナックスケーブル10の隣接間の距離は比較的に狭くなっており、隣接する極細ツインナックスケーブル10同士が互いに一部接触して密な状態となっている。また、前述のように極細ツインナックスケーブル10の断面形状はレーストラック形状であり、一対のコア電線11の並び方向の幅がこれに直交する方向の幅よりも広くなっている。そのため、積層された極細ツインナックスケーブル10は、隣接するケーブルを飛び越えられず、コネクタ51との接続部付近のケーブルの並びと、積層部41Aのケーブルの並びとが同じ順番になっている。そして、コア電線11の並び方向の幅よりも、これに直交する方向の幅が狭いため、ハーネス31は、極細ツインナックスケーブル10の、コア電線11の並び方向に直交する方向に可撓性を有しており、積層部41Aにおいても可撓性が損なわれない。
極細ツインナックスケーブル10は、特に限定されるものではないが、中心導体12がAWG(American Wire Gauge)#36以下のスズめっき軟銅線であるのが好ましく、AWG#40〜50の範囲のスズめっき軟銅線であるのがより好ましい。
絶縁体13の材質は特に限定されるものではないが、ポリエチレンやフッ素樹脂等の絶縁樹脂であるのが好ましく、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℃)等の高周波特性に優れたフッ素樹脂であるのがより好ましい。
外部導体14は特に限定されるものではないが、銅線等による編組やアルミラミネート等による横巻シールドで形成されるのが好ましい。
ジャケット15は特に限定されるものではないが、PET等のポリエステルテープの横巻きや、PFA、ETFE(エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体;融点260℃)等のフッ素樹脂が押出成型により形成されたものが好ましい。
極細ツインナックスケーブル10とコネクタ51との接続部は、図3Aに示すように、ジャケット15が剥がされた2本のコア電線11が露出されている。このコア電線11の露出部分の長さは、3mm程度が好ましい。これにより、コア電線11の1本1本が動きやすくなり、コネクタ51の端子のピッチに、コア電線11の配線の間隔を合わせるのが容易となる。また、露出された各コア電線11は、コネクタ51との接続部分のコア電線11の並び方向と、積層部41Aにおける極細ツインナックス10内のコア電線11の並び方向とが直行する方向となるように捻られた状態で、コネクタ51に接続されている。したがって、極細ツインナックスケーブル10は、従来のスライド型電子機器の配線構造のように、ハーネス収納部83の高さHよりも大きな長さとなっているハーネス収納部の幅Wのあいだで、屈曲半径をとれる。このため、極細ツインナックスケーブル10は、許容曲げ半径よりも十分大きな屈曲半径をとれる。
本実施形態のハーネス31は、図4に示すように、等長の極細ツインナックスケーブル10によって構成できる。また、等長の極細ツインナックスケーブル10によって構成されたハーネス(以下、等長のハーネスという)31は、コネクタ51の位置と方向とに応じて、ケーブル部41をU字形状等に自在に曲げられる。そのため、図5A〜5Cに例示するような様々な形態をとれる。さらに、等長のハーネス31を構成する各極細ツインナックスケーブル10は、相互に固定されることなく、1本1本が可撓性を有している。これにより、ケーブル部41における積層部41Aの位置は、ケーブル部41の曲げ状態に応じて移動可能となっている。
一方、ハーネス31は、コネクタ51の位置と方向とに応じて、極細ツインナックスケーブルの構成を適宜変更できる。すなわち、図6に示すように、前述した等長の極細ツインナックスケーブル10に代えて、非等長の極細ツインナックスケーブル10を適用できる。非等長の極細ツインナックスケーブル10によって構成されたハーネス(以下、非等長のハーネスという)31は、一対のコネクタ51の一端に接続された極細ツインナックスケーブル長と、他端に接続されたケーブル長とが異なっており、ケーブル長が一端から他端に向かって順次変化するように構成されている。また、非等長のハーネス31は、コネクタ51の位置及び方向に応じて、ケーブル部41をU字形状等に自在に曲げられる。そのため、図7A〜7Dに例示するような様々な形態をとれる。
したがって、ハーネス31は、スライド型電子機器に接続した際の、コネクタ接続部81D,82Dの位置及び方向と、ケーブル部の曲げ状態とに応じて、等長または非等長を自在に選択できる。
次に、本実施形態のスライド型電子機器の配線構造71のスライド動作について説明する。
図1Aと図1Bとは、本実施形態のスライド型電子機器の配線構造において筐体を閉じた状態を示しており、図1Aは平面図、図1Bは図1AのA−A’ 線に沿った断面模式図を示している。図1Cと図1Dとは、筐体をスライドさせた状態を示しており、図1Cは平面図、図1Dは図1CのB−B’線に沿った断面模式図を示している。
スライド型電子機器の配線構造71は、図1Aに示すような各筐体81,82が完全に重ね合わされた状態から、各筐体81,82が相互にスライド方向に沿って離れる方向に力を加えると、図1Cに示すような各筐体81,82同士が相互にスライドして、一部が重ね合わされた状態に変形する。一方、スライドした状態から元の状態に戻すには、各筐体81,82が相互にスライド方向に沿って近づく方向に力を加えると、各筐体81,82同士が相互にスライドして元の状態に戻る。
スライド型電子機器の配線構造71のスライド動作において、ハーネス31は、各筐体81,82が相互にスライドした場合には、各コネクタ接続部81D,82Dが相互にスライド方向に沿って離れる方向と近づく方向とに変動する。このとき、ケーブル部41が同時に変形して、各コネクタ接続部81D,82Dの動きに追従する。
以上説明したように、本実施形態のスライド型電子機器の配線構造71によれば、ハーネス収納部83の高さHが3mmであっても、極細ツインナックスケーブル10を適用したスライド型電子機器の配線構造を提供できる。これにより、本実施形態のスライド型電子機器の配線構造71は、極細ツインナックスケーブルの実装が可能となるため、従来のFPCを筐体間配線材として用いたものと比較して、高周波領域における伝送特性や耐ノイズ特性を向上できる。
また、本実施形態の電子機器配線用ハーネス31によれば、スライド型電子機器の配線に適した電子機器配線用ハーネスを提供できる。
本実施形態のハーネス31は、極細ツインナックスケーブル10の並び順序を維持できるとともに、ハーネス収納部の高さHが3mmの間に収納できる。
さらに、本実施形態のハーネス31によれば、コネクタ51付近でのコア電線11の並び方向と、極細ツインナックスケーブル積層部分での並び方向とを90°変えられる。したがって、従来のFPCを筐体間の配線材として用いた場合のように、ハーネス収納部83の高さH方向の3mmの間で屈曲半径をとる必要がなく、ハーネス収納部83の幅W方向に許容曲げ半径が約5mm以上の大きな曲率半径をとれる。これにより、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せる。
<第2の実施形態>
図1A〜1Eは、本発明を適用した第2の実施形態のスライド型電子機器の配線構造を示す平面模式図および断面模式図である。図8A〜8Cは、本実施形態の電子機器配線用ハーネスを示す図であり、図8Aは平面図、図8Bは斜視図、図8Cは図8AのD−D’線に対応する断面模式図である。図3Bは、本実施形態の電子機器配線用ハーネスのコネクタ部分の拡大図である。
本実施形態のスライド型電子機器の配線構造72は、図1A〜1Eに示すように、回路を有する一対の筐体81,82と、電子機器配線用ハーネス32(以下、ハーネス32という)とから概略構成されている。2つの筐体81,82は相互にスライド可能に取り付けられており、各筐体81,82には回路部の入出力部となるコネクタ接続部81D,82Dが備えられている。また、ハーネス32の両端には、それぞれコネクタ52が取り付けられている。そして、ハーネス32の一方のコネクタ52が、筐体82のコネクタ接続部82Dに接続されており、他方のコネクタ52が、筐体81のコネクタ接続部81Dに接続されている。これによって、2つの筐体81,82の各回路部がハーネス32を介して電気的に接続されている。さらに、ハーネス32は、筐体81と筐体82との間に設けられている電子機器配線用スペースのスライド面81Aおよび82A上でU字形に曲げられて収納されている。
本実施形態では、電子機器配線用ハーネス32の構成が第1の実施形態と異なるものであり、その他の電子機器配線用ハーネスとスライド型電子機器の配線構造とについては第1の実施形態と同様である。したがって、本実施形態の電子機器配線用ハーネスについて、以下詳細に説明し、第1の実施形態と同じ部分については説明を省略する。
ハーネス32は、図8Aおよび図8Bに示すように、複数のフラットケーブル20と、一対のコネクタ52とによって構成されている。ハーネス32は、複数のフラットケーブル20が積層され、その両端部にそれぞれコネクタ52が接続されている。
フラットケーブル20は、図8Cに示すように、第1実施形態と同一の極細ツインナックスケーブル10が2本並べて配置され、シース21で覆われてフラットケーブル化されたものである。また、極細ツインナックスケーブル10は、コア電線11が4本平行となるような向きに並べられている。本実施形態では、極細ツインナックスケーブル10の構成本数はこれに限定されるものではなく、数本から数10本であってもよい。図1A〜1Eに示すハーネス32を収納するハーネス収納部83の高さHと、図8Bおよび8Cに示すフラットケーブル20の幅T2との関係によって任意に選択できる。
本実施形態では、極細ツインナックスケーブル10のみによる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、極細同軸ケーブルあるいは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、極細ツインナックスケーブルとを組み合わせてフラットケーブル20を構成してもよい。
シース21の断面形状は、レーストラック形状となっている。また、一対の直線部分の外側面21Aと内側面21Bとは、ともに平らであり、極細ツインナックスケーブル10の形状は転写されていない。隣接している極細ツインナックスケーブル10同士の接触部15aでは、この極細ツインナックスケーブル10同士は接触しているが、外側被覆15同士は融着していない。
また、シース21は、極細ツインナックスケーブル10の隣接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21と極細ツインナックスケーブル10の接触部21aでは、フラットケーブル10とシース21は接触しているが、樹脂同士で融着はしていない。
本実施形態では、シース21と極細ツインナックスケーブル10との間には、シース21を構成する樹脂等は充填されておらず、隙間22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20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21の材質は、特に限定されないが、紫外線硬化型樹脂やフッ素樹脂などが好ましく、ETFE(融点225℃)であるのがより好ましい。フッ素樹脂は、融点が低く、薄く形成し易い点で好ましい。また、シース21の外側面21Aおよび内側面21Bの摩擦抵抗が小さいため、後述するフラットケーブル20の可撓性を阻害しない点で好ましい。表1は、PFAとETFEとの特性について比較結果を示している。表1に示すように、ETFEはPFAと比較して、引張強度および引張伸度が優れている。このため、シース材として、ETFEを用いることで、PFAよりも機械特性が優れるとともに、薄肉被覆が可能なフラットケーブルケーブルが得られる。
シース21の被覆方法は、特に限定されないが、極細ツインナックスケーブル10を2本並列に並べて、押出成型によって一括被覆するのが好ましい。これにより、従来は困難であった極細ツインナックス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21の厚みは特に限定されないが、10〜50μmの範囲であるのが好ましく、20〜30μmの範囲であるのがより好ましい。シース21の厚みが10〜50μmの範囲であると、フラットケーブル20は十分な可撓性を確保できる。
Figure 2009057546
シース21に用いた樹脂と、極細ツインナックスケーブル10のジャケット15に用いた樹脂との融点差が30℃以上であるのが好ましく、50℃以上であるのがより好ましい。融点差が30℃以上であると、炭酸レーザー等を用いたシース21のみの選択切除が可能となり、シース21とジャケット15との接触部21aを融着させることなく、シース21のみを切除して剥がせる。また、シース21にETFEを用いた場合には、炭酸レーザーの出力が小さくても、シース21を切除できるため、作業上の安全確保とコスト削減との点で好ましい。
フラットケーブル20とコネクタ52との接続部は、図3Bに示すように、シース21とジャケット15とが剥がされて、コア電線11が露出されている。このため、コア電線11の1本1本が動きやすくなり、コネクタ51の端子のピッチにコア電線11の配線の間隔を合わせるのが容易となる。また、露出されたコア電線11の幅は、3mm程度が好ましく、第1実施形態と同様に、コネクタ52に接続されたコア電線11の並び方向と、積層された極細ツインナックス10内のコア電線11の並び方向とが、直行する方向となるように捻られて、コネクタ52に接続されている。
シース21の切除による極細ツインナックスケーブル10の露出は、コネクタ52への取り付けのため、フラットケーブル20の端部部分が代表的であるが、本実施形態ではこれに限定されるものではない。例えば、フラットケーブル20の任意の部分を任意の範囲で切除して、シース21を剥ぐことも可能である。シース21を剥がされた部分は、極細ツインナックスケーブル10が露出してケーブル1本1本が動きやすくなる。このため、露出部分をケーブルヒンジ等に適用することで、屈曲特性を向上させられる。
ハーネス32は、コア電線11の並び方向が平行となるように、複数のフラットケーブル20が積層された、積層部42Aを有している。積層部42Aでは、互いのレーストラック形状の直線部分である外側面21A同士が、一部接触している。また、コア電線11の並び方向の幅T2が、これに直交する方向の幅よりも広くなっている。
このため、積層されたフラットケーブル20は、隣接するケーブルを飛び越えることができず、コネクタ52との接続部付近のフラットケーブルの並び順と、積層部42Aのフラットケーブルの並び順との関係が維持されている。更に、ハーネス32は、極細ツインナックスケーブル10の並び方向に直交する方向に可撓性を有しており、フラットケーブル化しても可撓性が大きく損なわれない。
本実施形態のハーネス32においても、第1の実施形態のハーネス31と同様に、図4に示すような等長のフラットケーブル20、または図6に示すような非等長のフラットケーブル20によってハーネス32を構成できる。さらに、筐体81,82のコネクタ接続部81D,82Dの位置と向きとに応じて、図5A〜5Cおよび図7A〜7Dに示すようなスライド配線形状を採用できる。
本実施形態のハーネス32と第1の実施形態のハーネス31とを比較すると、極細ツインナックスケーブル10の本数が等しいときには、積層された配線の高さはT1<T2となり、積層された配線の幅はV1>V2となる。
本実施形態のスライド型電子機器の配線構造72においても、図1A〜1Eに示すように、第1の実施形態と同様のスライド動作が可能である。
したがって、本実施形態のスライド型電子機器の配線構造72では、ハーネス32を構成するフラットケーブル20は、筐体間のハーネス収納部83の幅Wの間で屈曲半径をとれる。
以上説明したように、本実施形態のハーネス32およびスライド型電子機器の配線構造72は、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
また、本実施形態のフラットケーブル20を用いることによって、ハーネスを構成する極細ツインナックスケーブルの必要配線数が増加した場合においても、スライド型電子機器にツインナックスケーブルを適用できる。
極細ツインナックスケーブル10のジャケット15およびシース21にフッ素樹脂を用いることで、極細ツインナックスケーブル10同士の接触部15aと、極細ツインナックスケーブル10及びシース21の接触部21aとは滑りがよいため、可撓性に優れたフラットケーブル20を提供できる。
さらに、シース21に用いる樹脂を、極細ツインナックスケーブル10のジャケット15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21のみを切除できるフラットケーブル20が得られる。シース21を容易に切除して剥がすことができ、極細ツインナックスケーブル10を露出できるため、フラットケーブル20のコネクタ52への接続が容易となるとともに、配線の捻り易さと屈曲特性とを向上できる。
<第3の実施形態>
図1A〜1Eは、本発明を適用した第3の実施形態のスライド型電子機器の配線構造を示す平面模式図および断面模式図である。図9A〜9Cは、本実施形態の電子機器配線用ハーネスを示す図であり、図9Aは平面図、図9Bは斜視図、図9Cは図9AのE−E’線に対応する断面模式図である。図3Cは、本実施形態の電子機器配線用ハーネスのコネクタ部分の拡大図である。
本実施形態のスライド型電子機器の配線構造73は、図1A〜1Eに示すように、回路を有する一対の筐体81,82と、電子機器配線用ハーネス33(以下、ハーネス33という)とから概略構成されている。2つの筐体81,82は相互にスライド可能に取り付けられており、各筐体81,82には回路部の入出力部となるコネクタ接続部81D,82Dが備えられている。また、ハーネス32の両端には、それぞれコネクタ53が取り付けられている。そして、ハーネス33の一方のコネクタ53が、筐体82のコネクタ接続部82Dに接続されており、他方のコネクタ53が、筐体81のコネクタ接続部81Dに接続されている。これによって、2つの筐体81,82の各回路部がハーネス33を介して電気的に接続されている。さらに、ハーネス33は、筐体81と筐体82との間に設けられている電子機器配線用スペースのスライド面81Aおよび82A上でU字形に曲げられて収納されている。
本実施形態では、電子機器配線用ハーネス33の構成が第2の実施形態と異なるものであり、その他の電子機器配線用ハーネスとスライド型電子機器の配線構造とについては、第1の実施形態および第2の実施形態と同様である。したがって、本実施形態の電子機器配線用ハーネスについて、以下詳細に説明し、第1の実施形態及び第2の実施形態と同じ部分については説明を省略する。
ハーネス33は、図9Aおよび図9Bに示すように、複数のフラットケーブル20と、複数の極細同軸フラットケーブル60と、一対のコネクタ53とによって概略構成されている。ハーネス33は、複数のフラットケーブル20と複数の極細同軸フラットケーブル60とが積層され、その両端部にそれぞれコネクタ53が接続されている。
極細同軸フラットケーブル60は、図9Cに示すように、極細同軸ケーブル61が4本平行に並べて配置され、シース66で覆われてフラットケーブル化されたものである。本実施形態では、極細同軸ケーブルの本数は特に限定されるものではなく、数本から数10本であってもよい。ハーネス収納部83の高さHとの関係によって任意に選択できる。
また、本実施形態では極細同軸ケーブル61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極細同軸フラットケーブル60を構成してもよい。
極細同軸ケーブル61は、中心導体62と、それを囲む内側絶縁層63と、更にそれを囲む外部導体64と、更にまたそれを囲む外側被覆65とから構成されている。使用する極細同軸ケーブル61の種類や外部導体の巻き方向の組み合わせ等は特に限定されないが、中心導体62のサイズがAWG(American Wire Gauge)#36以下のケーブルであるのが好ましく、AWG#42〜50の範囲のケーブルであるのがより好ましい。
内側絶縁層63の材質は、特に限定されないが、フッ素樹脂を用いるのが好ましく、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℃)であるのがより好ましい。
シース66は、図9Cに示すように、断面形状がレーストラック形状となっている。また、一対の直線部分の外側面66Aと内側面66Bとは、ともに平らであり、極細同軸ケーブル61のケーブル形状は転写されていない。隣接している極細同軸ケーブル61同士の接触部65aでは、該ケーブル同士は接触しているが、外側被覆65同士は融着していない。
また、シース66は極細同軸ケーブル61が隣接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66と極細同軸ケーブル61との接触部66aでは、極細同軸ケーブル61とシース66とは接触しているが、樹脂同士で融着はしていない。
本実施形態では、シース66と極細同軸ケーブル61との間には、シース66を構成する樹脂等は充填されておらず、隙間67が存在しているが、これに限定されるものではなく、極細同軸フラットケーブル60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66の材質と、被覆方法と、厚みとは、前述の第2実施形態のシース21と同等であるのが好ましい。同様に、シース66に用いた樹脂と、外側被覆65に用いた樹脂との融点差およびシースの除去方法についても第2実施形態と同等であるのが好ましい。
極細同軸フラットケーブル60とコネクタ53との接続部は、図3Cに示すように、シース66が剥がされて、極細同軸ケーブル61が露出されている。このため、極細同軸ケーブル61の1本1本が動きやすくなり、コネクタ53の端子のピッチに配線の間隔を合わせるのが容易となる。また、極細同軸ケーブル61の露出部の幅は、第2実施形態と同様に3mm程度が好ましい。極細同軸ケーブル61は、コネクタ53に接続された極細同軸ケーブル61の並び方向と、積層された極細同軸フラットケーブル60内の極細同軸ケーブル61の並び方向とが、直行する方向となるように捻られて、コネクタ53に接続されている。
シース66の切除による極細同軸ケーブル61の露出は、コネクタ53への取り付けのため、極細同軸フラットケーブル60の両端部部分が代表的であるが、本実施形態ではこれに限定されるものではなく、極細同軸フラットケーブル60の任意の部分を任意の範囲で切除して、シース66を剥ぐことも可能である。シース66を剥がされた部分は、極細同軸ケーブル61が露出してケーブル1本1本が動きやすくなる。このため、露出部分をケーブルヒンジ等に適用することで、屈曲特性を向上できる。
本実施形態のハーネス33は、第2実施形態のハーネス32がフラットケーブル20のみが積層されているケーブル部42を有するのに対して、任意の数のフラットケーブル20と任意の数の極細同軸フラットケーブル60とが任意の順序で積層されているケーブル部43を有する点で異なっている。
また、ハーネス33は、フラットケーブル20内のコア電線11の並び方向と、極細同軸フラットケーブル60内の極細同軸ケーブル61とが平行になるように、複数のフラットケーブル20と複数の極細同軸フラットケーブル60とが積層されている。この積層部43Aでは、互いのレーストラック形状の直線部分である外側面21Aと外側面66Aとが一部接触している。
さらに、積層されたフラットケーブル20および極細同軸フラットケーブル60は、互いに隣接するケーブルを飛び越えられず、コネクタ53付近のケーブルの並び順と、積層部43Aのケーブルの並び順との関係が維持されている。更にまた、ハーネス33は、極細ツインナックスケーブル10あるいは極細同軸ケーブル61の並び方向に直交する方向に可撓性を有しており、フラットケーブル化しても可撓性が大きく損なわれない。
本実施形態のハーネス33においても、第2の実施形態のハーネス32と同様に、図4に示すような等長のフラットケーブル20,60、または図6に示すような非等長のフラットケーブル20,60によってハーネス33を構成できる。そして、筐体のコネクタ接続部81D,82Dの位置と向きとに応じて、図5A〜5Cおよび図7A〜7Dに示すようなスライド配線形状を採用できる。
図1A〜1Eに示すように、本実施形態のスライド型電子機器の配線構造73でも、第1実施形態と第2実施形態と同様のスライド動作が可能である。
したがって、本実施形態のスライド型電子機器の配線構造73では、ハーネス33を構成するフラットケーブル20と極細同軸フラットケーブル60とは、筐体間の幅方向Wの間で屈曲半径をとれる。このため、フラットケーブル10と極細同軸フラットケーブル60とには、許容曲げ半径を下回るような小さな曲げは生じない。
以上説明したように、本実施形態のハーネス33およびスライド型電子機器の配線構造73は、前述した第1実施形態と第2実施形態と同様の効果が得られる。
また、本実施形態のハーネス33を用いることによって、スライド型電子機器に要求される各種信号特性等を満たせる。
本発明の技術範囲は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えられる。
例えば、極細ツインナックスケーブルあるいは極細同軸ケーブルのフラットケーブル化において、樹脂シースに変えて、樹脂テープあるいは樹脂繊維による平編みによってフラットケーブル化してもよい。
また、極細ツインナックスケーブルあるいは極細同軸ケーブルを用いたフラットケーブル以外のケーブルからなるフラットケーブルを、さらに積層させてハーネスとしてもよい。
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。
[実施例1]
中心導体として、外径0.075mmのAWG#42を用いた、極細ツインナックスケーブルを2本平行に並べ、押出方式によりフッ素樹脂製の一括被覆を施して、図8C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、図8Cに示す幅(V2)が3mm、図8Cに示す厚さ(T2)が1.2mmであり、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8A〜8Cに示す構造のハーネスを作製した。
このハーネスを、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、スライド間隔を30mm、スピードを30回/分とした。
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。
[比較例]
極細同軸ケーブル(外径0.24mmのAWG#46)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8A〜8C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、実施例1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。
本発明のスライド型電子機器のケーブル配線構造および電子機器配線用ハーネスは、携帯電話以外にも、省スペースである小型電子機器への配線全般に適用が可能である。

Claims (6)

  1. 回路を有する複数の筐体が相対移動可能に取り付けられ、これらの筐体内の前記各回路同士を電子機器配線用ハーネスによって電気的に接続してなるスライド型電子機器のケーブル配線構造であって、
    前記電子機器配線用ハーネスは、極細2芯平行同軸ケーブルが複数本積層されたケーブル積層部分を有し、このケーブル積層部分が前記筐体のスライド面上にU字形に配線されたことを特徴とするスライド型電子機器のケーブル配線構造。
  2. 前記電子機器配線用ハーネスは、互いに平行配置された2以上の極細2芯平行同軸ケーブルを、シース材によって一括被覆されてなるフラットケーブルが複数本積層されたケーブル積層部分を有することを特徴とする請求項1に記載のスライド型電子機器のケーブル配線構造。
  3. 前記電子機器配線用ハーネスは、互いに平行配置された多数本の極細2芯平行同軸ケーブルを、シース材によって一括被覆されてなる第1フラットケーブルと、互いに平行配置された多数本の極細同軸ケーブルを、シース材によって一括被覆されてなる第2フラットケーブルとが複数本積層されたケーブル積層部分を有することを特徴とするスライド型電子機器のケーブル配線構造。
  4. 前記各ケーブル積層部分を互いに等長としたことを特徴とする請求項1に記載のスライド型電子機器のケーブル配線構造。
  5. 前記ケーブル積層部分は、積み重ねた一端側のケーブルを最長とし、他端側のケーブルを最短とし、他の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されていることを特徴とする請求項1に記載のスライド型電子機器のケーブル配線構造。
  6. 請求項1に記載のスライド型電子機器のケーブル配線構造の配線材であることを特徴とする電子機器配線用ハーネス。
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