ケーブル接続構造及び内視鏡装置
【課題】ケーブルと回路基板との間の接続の確実性を維持できるケーブル接続構造を提供する。
【解決手段】ケーブル接続構造１００は、芯線１０及び該芯線を覆う外部被覆層１３を有する同軸ケーブル１と、同軸ケーブル１の接続端面１４において芯線１０が電気的に接続される電極２１ａが形成された基板２０と、同軸ケーブル１の周囲に取り付けられ、該同軸ケーブル１の長手方向の一部を該同軸ケーブル１の径方向に圧縮するカシメ部材３０とを備える。
【解決手段】ケーブル接続構造１００は、芯線１０及び該芯線を覆う外部被覆層１３を有する同軸ケーブル１と、同軸ケーブル１の接続端面１４において芯線１０が電気的に接続される電極２１ａが形成された基板２０と、同軸ケーブル１の周囲に取り付けられ、該同軸ケーブル１の長手方向の一部を該同軸ケーブル１の径方向に圧縮するカシメ部材３０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルを基板に接続するケーブル接続構造、及び該ケーブル接続構造を適用した内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用および工業用の内視鏡が広く用いられている。医療用の内視鏡としては、例えば、体内への挿入部の先端にＣＣＤ等の撮像素子を内蔵した撮像装置を備えたものがある。この挿入部を体内に深く挿入することにより、病変部を観察することができ、さらに、必要に応じて処置具を併用することにより、体内の検査や治療をすることもできる。
【０００３】
このような内視鏡においては、画像をモニタに映し出すために、撮像素子が撮像した画像情報を電気信号に変換し、信号線を介して信号処理装置に伝送し、この信号処理装置において伝送信号を処理する。そのため、内視鏡内の撮像素子と信号処理装置とは、画像信号の伝送、クロック信号の伝送、撮像素子への駆動電源の供給等のため、複数本のケーブルを束ねた集合ケーブルによって接続されている。
【０００４】
集合ケーブルの接続に関連する技術として、特許文献１には、複数の同軸ケーブルから成る集合ケーブルを、電極が設けられた回路基板に一括接続する技術が開示されている。この技術では、まず、各同軸ケーブルの先端部を配列ブロックによって固定し、各同軸ケーブルの電線の先端面と配列ブロックの先端面が一致するように研磨処理を施す。そして、この電線の先端面と、電極が設けられた回路基板とを対向させ、異方性導電性シートや接続バンプ等を介して両者を接続する。さらに、補強のため、この接続部周辺にエポキシ系の接着剤を塗布して固める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８６３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、ケーブルの端面と回路基板とを対向させて接続し、さらにその周辺を接着剤で補強することにより、通常の使用状態における接続の確実性を維持することはできる。しかしながら、ケーブルと基板との接続部から離れた位置であっても、同軸ケーブルを著しく変形させたり、同軸ケーブルの他端をストリップ加工したりして、ケーブルに大きな力を加えると、同軸ケーブルの芯線に、該芯線を回路基板から引き剥がす方向の負荷が発生し、芯線と電極との間の接続が損なわれてしまうおそれがあった。このため、ケーブルと回路基板との間の接続の確実性を維持することができなかった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ケーブルと回路基板との間の接続の確実性を維持できるケーブル接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るケーブル接続構造は、芯線及び該芯線を覆う外部被覆層を有するケーブルと、前記ケーブルの端面において前記芯線が電気的に接続される電極が形成された基板と、前記ケーブルの周囲に取り付けられ、前記ケーブルの長手方向の一部を該ケーブルの径方向に圧縮する圧縮部材とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材の外径は、前記圧縮部材が取り付けられていない領域における前記ケーブルの径以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るケーブル接続構造は、芯線及び該芯線を覆う外部被覆層を有するケーブルを、互いに外周の一部が接するように並べた複数のケーブルと、前記複数のケーブルの端面において前記芯線が電気的に接続される複数の電極が形成された基板と、前記複数のケーブルの周囲に取り付けられ、前記複数のケーブルの長手方向の一部を、該複数のケーブルの径方向に圧縮する圧縮部材とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、前記複数のケーブルの外周に沿って取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、前記外部被覆層に形成された溝に取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、前記ケーブルの前記基板側端部に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
上記ケーブル接続構造において、前記ケーブルは、前記芯線の周囲に形成された内部絶縁層と、前記内部絶縁層の周囲且つ前記外部被覆層の内側に形成された外部導体層とを有する同軸ケーブルであることを特徴とする。
【００１５】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、前記外部被覆層が除去された領域に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、導電性材料によって形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、絶縁性材料によって外周側表面に形成された被膜を有することを特徴とする。
【００１８】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、絶縁性材料によって形成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、カシメ部材であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る内視鏡装置は、上記ケーブル接続構造と、前記基板に形成された電極に接続された撮像素子とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、上記内視鏡装置は、少なくとも前記撮像素子と前記基板と前記圧縮部材とを収容する先端硬質部と、前記先端硬質部から突出した前記ケーブルを収容する、可撓性を有する収容部とをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、圧縮部材によってケーブルを径方向に圧縮するので、この圧縮部分において、他の層（外部被覆層等）に対する芯線の相対的な動きを制限することができる。そのため、ケーブルの芯線に引っ張り負荷が作用しても、圧縮部材による圧縮部分においてこの引っ張り負荷の伝達を遮断することができる。即ち、圧縮部分よりも基板側には引っ張り負荷が伝達しないので、基板に設けられた電極とケーブルの芯線との間の接続の確実性を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、同軸ケーブルにカシメ部材を取り付けた様子を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同軸ケーブルを基板上の電極に接続した様子を示す断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、補強用樹脂を充填した様子を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態３に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、同軸ケーブルに溝部を形成してカシメ部材を取り付けた様子を示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、カシメ部材によって同軸ケーブルをかしめた様子を示す断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、かしめられた同軸ケーブルを切断した様子を示す断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、カシメ部材の近傍まで同軸ケーブルを研磨した様子を示す断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、かしめられた同軸ケーブルを基板上の電極に位置合わせする様子を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態５に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、かしめる前の集合ケーブル及びカシメ部材を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、かしめた後の集合ケーブル及びカシメ部材を示す断面図である。
【図９】図９は、内視鏡装置の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明に係るケーブル接続構造の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るケーブル接続構造を示す断面図である。図１に示すケーブル接続構造１００は、同軸ケーブル１と、該同軸ケーブル１の端面に電極２１ａ及び２１ｂを介して接続された基板２０と、同軸ケーブル１の周囲に取り付けられて同軸ケーブル１の一部を径方向に圧縮する圧縮部材としてのカシメ部材３０とを備えている。
【００２６】
同軸ケーブル１は、導体によって形成された芯線１０と、芯線の周囲に絶縁体によって形成された内部絶縁層１１と、内部絶縁層１１の周囲に導体によって形成されたシールド層（外部導体層）１２と、シールド層１２の周囲に絶縁体によって形成されたジャケット層（外部被覆層）１３とが同心円状に配置された構造を有している。
【００２７】
基板２０は、撮像素子等の種々のデバイスが配置される回路基板である。基板２０の主面上の芯線１０に対向する位置には、これらのデバイスに電気的に接続された電極２１ａが形成されており、シールド層１２に対向する位置には電極２１ｂが形成されている。
このような同軸ケーブル１と基板２０とは、同軸ケーブル１の接続端面１４において、半田や金（Ａｕ）等によって形成された接続バンプ２２ａ及び２２ｂを介して電気的に接続されている。さらに、接続端面１４と基板２０との間にはエポキシ樹脂等の補強用樹脂２３が充填されており、両者の接続をさらに確実にしている。
【００２８】
カシメ部材３０としては、同軸ケーブル１に対して外側から圧縮力を加えることができれば、Ｃ型や、鞍型や、Ｏ型（リング型）等、どのような形状のものを用いても良い。また、カシメ部材３０の断面形状としても、図１に示す長方形の他、台形や、三角形や、半円や、半楕円形等、様々な形状のものを用いることができる。例えば、カシメ部材の厚さｔ（同軸ケーブル１に取り付けた状態で、同軸ケーブル１の長手方向と平行な方向における大きさ）が、ケーブルの外周側よりも内周側の方で小さくなっているカシメ部材（例えば、断面が台形の部材）を用いる場合には、カシメ部材を同軸ケーブル１に向けて押し込み易くなると共に、圧縮力が集中し、より高い圧縮効果を得ることができる。
【００２９】
カシメ部材３０を取り付ける位置は、同軸ケーブル１上の任意の位置で構わないが、なるべく、同軸ケーブル１と基板２０との接続部付近に配置することが望ましい。これは、接続部とカシメ部材３０との間において芯線１０に対する引っ張り負荷が発生するのを回避するためである。さらに、望ましくは、接続部とカシメ部材３０との間で同軸ケーブル１が変形（湾曲）しない程度に、カシメ部材３０を接続部に近付けると良い。
【００３０】
次に、実施の形態１におけるカシメ部材３０の作用を説明する。カシメ部材３０は、同軸ケーブル１を圧縮することにより、ジャケット層１３、シールド層１２、及び内部絶縁層１１を芯線１０に向けて押し付けている。それにより、この圧縮部分において、芯線１０の他の層（内部絶縁層１１〜ジャケット層１３）に対する相対的な動きが制限される。そのため、カシメ部材３０よりも遠い位置で同軸ケーブル１の変形や加工等を行うことによって、芯線１０に引っ張り負荷を作用させたとしても、この引っ張り負荷の伝達は、同軸ケーブル１の圧縮部分において遮断される。即ち、芯線１０を接続バンプ２２ａから引き剥がそうとする引っ張り負荷は、圧縮部分よりも基板２０に近い側には伝わらないので、芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性を維持することができる。
【００３１】
次に、図１に示すケーブル接続構造の形成方法を、図２Ａ〜２Ｃを参照しながら説明する。まず、図２Ａに示すように、同軸ケーブル１の表面（ジャケット層１３の外周）にカシメ部材３０を取り付ける。そして、カシメ工具等を用いてカシメ部材３０をかしめることにより、同軸ケーブル１の径方向に圧縮力を加えつつ、カシメ部材３０を固定する。そして、同軸ケーブル１の端部に研磨処理等を施すことにより、芯線１０〜ジャケット層１３を同一平面上に露出させる。なお、芯線１０やシールド層１２の接続効率を高めるため、この平面（接続端面１４）に露出した芯線１０及びシールド層１２の端面に、めっきやスパッタリング等により同心円状の導電膜を形成しても良い。
【００３２】
次に、図２Ｂに示すように、接続バンプ２２ａ及び２２ｂを介して、芯線１０及びシールド層１２を電極２１ａ及び２１ｂにそれぞれ接続する。さらに、図２Ｃに示すように、接続端面１４と基板との間に補強用樹脂２３を充填することにより、同軸ケーブル１と基板２０との接続を補強する。それにより、図１に示すケーブル接続構造１００が形成される。
【００３３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係るケーブル接続構造について説明する。図３は、実施の形態１に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
図３に示すケーブル接続構造２００においては、ジャケット層１３の厚さ方向の一部を除去することにより溝部３１を形成し、この溝部３１内にカシメ部材３０を配置して同軸ケーブル１を圧縮している。それにより、カシメ部材３０がジャケット層１３の表面から突出しないようにしている。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００３４】
溝部３１の深さは、カシメ部材３０で圧縮した状態で、少なくともカシメ部材３０の幅ｗ（同軸ケーブル１に取り付けた状態で、同軸ケーブル１の径方向における大きさ）以上となるようにする。溝部３１を形成した段階で、その深さがカシメ部材３０の幅ｗ以上となるようにすれば、カシメ部材３０を溝部３１に配置してかしめることにより、カシメ部材３０の突出を確実に防ぐことができるので、より好ましい。なお、この溝部３１は、刃物やレーザ加工等により形成することができる。
【００３５】
このように、実施の形態２によれば、カシメ部材３０によって同軸ケーブル１を圧縮することにより、同軸ケーブル１の芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性を維持しつつ、カシメ部材３０付近の径の増加を抑制することが可能となる。
【００３６】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るケーブル接続構造について説明する。図４は、実施の形態３に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
図４に示すケーブル接続構造３００においては、同軸ケーブル１の接続端面１４近傍に、カシメ部材３０を配置している。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００３７】
先にも述べたように、カシメ部材３０の取り付け位置が同軸ケーブル１と基板２０との接続部から離れていると、この接続部とカシメ部材３０との間で同軸ケーブル１が変形等して、芯線１０に作用した引っ張り負荷が接続部まで伝達してしまうおそれがある。そこで、実施の形態３においては、カシメ部材３０を、同軸ケーブル１の接続端面１４の近傍、望ましくは、カシメ部材３０の基板側端面が接続端面１４に一致するように配置している。それにより、カシメ部材３０と接続端面１４との間において引っ張り負荷が発生するのを防ぎ、同軸ケーブル１の芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性をさらに向上させている。
【００３８】
なお、図４においては、ジャケット層１３に形成された溝部３２内にカシメ部材３０を配置しているが、ジャケット層１３の表面にカシメ部材３０を配置しても良い。
【００３９】
ここで、図４に示すケーブル接続構造３００の形成方法を説明する。
まず、図５Ａに示すように、同軸ケーブル１のジャケット層１３上の２箇所に、刃物やレーザ加工等によって溝部３２を形成する。
【００４０】
次に、図５Ｂに示すように、各溝部３２内にカシメ部材３０を配置し、カシメ工具等を用いてかしめることにより、カシメ部材３０を同軸ケーブル１に固定させる。次に、図５Ｃに示すように、２箇所に配置されたカシメ部材３０の間を、刃物やレーザ加工等によって切断する。そして、図５Ｄに示すように、カシメ部材３０の近傍まで、望ましくは、カシメ部材３０の端面に至るまで同軸ケーブル１の切断面を研磨することにより、芯線１０〜ジャケット層１３を同一平面上に露出させる。ここでは、カシメ部材３０の端面に至るまで研磨した図を示す。なお、芯線１０やシールド層１２の接続効率を高めるため、芯線１０及びシールド層１２の端面に、めっきやスパッタリング等によって同心円状の導電膜を形成しても良い。
【００４１】
次に、図５Ｅに示すように、同軸ケーブル１の端面と、電極２１ａ及び２１ｂが設けられた基板２０とを対向させ、位置合わせを行う。なお、電極２１ａ及び２１ｂが同軸ケーブル１をかしめた状態での芯線１０及びシールド層１２の位置に対応するように、予め電極の配置を決定しておく。そして、接続バンプ２２ａ及び２２ｂを介して、芯線１０及びシールド層１２を電極２１ａ及び２１ｂにそれぞれ接続する。さらに、同軸ケーブル１の端面と基板２０との間に補強用樹脂２３を充填して、同軸ケーブル１と基板２０との間の接続を補強することにより、図４に示すケーブル接続構造３００が形成される。
【００４２】
なお、以上の説明においては、同軸ケーブル１の切断箇所の両側にかかる負荷を均等にして切断し易くするために、同軸ケーブル１の２箇所にカシメ部材３０を取り付けているが、カシメ部材１を１箇所にのみ取り付け、その近傍において同軸ケーブル１を切断するようにしても構わない。
【００４３】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係るケーブル接続構造について説明する。図６は、実施の形態４に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
図６に示すケーブル接続構造４００においては、同軸ケーブル１のジャケット層１３を除去することにより溝部３３を形成し、この溝部３３内にカシメ部材３０を配置して同軸ケーブル１を圧縮している。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００４４】
このように、カシメ部材３０による圧縮部分においてジャケット層１３を完全に除去することにより、カシメ部材３０と芯線１０との間の介在物が減るので、カシメ部材３０による圧縮力が芯線１０に対してより伝わり易くなる。従って、他の層に対する芯線１０の相対的な動きをより確実に制限できるようになるので、芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性をさらに向上させることが可能となる。
【００４５】
この場合に、カシメ部材３０の材料として絶縁性材料を用いることにより、除去されたジャケット層１３の代わりに、カシメ部材３０によってシールド層１２を保護することができる。
【００４６】
また、実施の形態４の変形例として、実施の形態３と同様に、接続端面１４近傍に溝部３３を形成し、カシメ部材３０の端面を接続端面１４に略一致させても良い。この場合には、カシメ部材３０の材料として導電性材料を用いることにより、シールド層１２の接続端面としてカシメ部材３０を利用できるようになる。それにより、シールド層１２と電極２１ｂとの位置合わせを簡単にすることができる。
さらに、この場合には、カシメ部材３０の外周側表面を絶縁性材料によって被覆しても良い。それにより、カシメ部材３０を、シールド層１２の保護部材及び接続端面として利用することができる。
【００４７】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係るケーブル接続構造について説明する。図７は、実施の形態５に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
図７に示すケーブル接続構造５００は、複数の同軸ケーブル１を互いに外周の一部が接するように並べた集合ケーブル２と、集合ケーブル２の端面に電極４１ａ及び４１ｂを介して接続された基板４０と、集合ケーブル２に取り付けられて集合ケーブル２の一部を径方向に圧縮するカシメ部材５０とを備えている。
【００４８】
基板４０は、撮像素子等の種々のデバイスが配置される回路基板である。基板４０の主面上の各同軸ケーブル１の芯線１０に対向する位置には、これらのデバイスに電気的に接続された電極４１ａが形成されており、各同軸ケーブル１のシールド層１２に対向する位置には電極４１ｂが形成されている。各芯線１０と電極４１ａとは、接続バンプ４２ａを介して電気的に接続されており、各シールド層１２と電極４１ｂとは、接続バンプ４２ｂを介して電気的に接続されている。なお、接続バンプ４２ａ及び４２ｂは、半田や金（Ａｕ）等によって形成される。また、集合ケーブル２の端面４４と基板４０との間には、エポキシ樹脂等の補強用樹脂４３が充填されている。
【００４９】
本実施の形態５のように、複数の同軸ケーブル１を束ねた集合ケーブル２については、１つのカシメ部材５０により一括して圧縮しても良い。それにより、各々の同軸ケーブル１内において、他の層に対する芯線１０の相対的な動きを制限することができるので、芯線１０に対して引っ張り負荷が作用したとしても、その引っ張り負荷の伝達を、カシメ部材５０による圧縮部分において遮断することができる。
【００５０】
このようなケーブル接続構造５００は、次のようにして形成される。即ち、図８Ａに示すように、複数の同軸ケーブル１を束ね、それらの周囲にカシメ部材５０を配置する。そして、カシメ工具等を用いて、ケーブル同士の接触部近傍に生じる隙間５１に向けて荷重を加えることにより、カシメ部材５０をかしめる。それにより、図８Ｂに示すように、カシメ部材５０が同軸ケーブル１の外周に沿うように変形し、変形部分が隙間５１に入り込む形状で固定される。
【００５１】
ここで、カシメ部材５０をかしめる際に、上述のように荷重を加える理由は次のとおりである。カシメ部材５０に荷重を加える位置や方向は、上記の方向以外にも、図８Ａの上下方向や左右方向等、様々な方向が考えられる。しかしながら、そのいずれの方向であっても、荷重を加えることによりカシメ部材５０がつぶれ、変形した分だけカシメ部材５０の寸法が増加してしまう。しかしながら、隙間５１に向けて荷重を加えると、カシメ部材５０の変形部分が隙間５１に収まるので、カシメ部材５０の取り付け領域における寸法の増加を抑制することができる。また、カシメ部材５０が隙間５１まで入り込むことにより、各同軸ケーブル１は、ケーブル同士の接触部を除く外周の広い範囲から圧縮力を受けることになるので、他の層に対する芯線１０の相対的な動きを効率良く制限することが可能となる。
【００５２】
なお、実施の形態５においては、カシメ部材５０をジャケット層１３の表面に配置しているが、実施の形態２又は４と同様に、ジャケット層１３に溝部を形成し、この溝部内にカシメ部材５０を配置して複数の同軸ケーブル１を一括して圧縮するようにしても良い。また、実施の形態３と同様に、カシメ部材５０を、集合ケーブル２の端面４４近傍に配置しても良い。
【００５３】
以上説明した実施の形態１〜５においては、圧縮部材としてカシメ部材を用いているが、同軸ケーブルを圧縮可能な部材であれば、どのような部材を用いても良い。そのような部材として、例えば、チューブクリップや、圧着スリーブやスプライス等が挙げられる。
【００５４】
また、実施の形態１〜５においては、カシメ部材を同軸ケーブル１上の１箇所にのみ取り付けているが、複数箇所に取り付けても良い。例えば、１つ又は１束の同軸ケーブルに対し、間隔を空けて複数のカシメ部材を取り付けることにより、芯線１０に対する引っ張り負荷の伝達を、より確実に遮断することができる。
【００５５】
また、実施の形態１〜５においては、同軸ケーブル１の芯線１０及びシールド層１２を電極２１ａ及び２１ｂ、又は４１ａ及び４１ｂにバンプ接続しているが、例えば、ＡＣＰ（anisotropic conductive paste）やＡＣＦ（anisotropic conductive film）等の異方性導電材料を用いることにより、両者を電気的に接続しても良い。
【００５６】
さらに、以上の説明においては、同軸ケーブルと基板との接続構造について説明したが、ケーブルの種類は同軸ケーブルに限定されない。例えば、電力供給用の単線ケーブルや、複数の芯線を有する複芯ケーブルや、単線ケーブルを複数束ねた集合ケーブル等についても本発明を適用することができる。
【００５７】
以上説明した実施の形態１〜５は、例えば、ケーブルの先端に撮像モジュールが設けられた内視鏡装置等に適用することができる。以下に、図１に示すケーブル接続構造１００を、被検体内に導入されて体腔内を撮像する医療用内視鏡装置に適用した例を説明する。
【００５８】
図９は、内視鏡装置の概略構成を示す図である。この内視鏡装置６１は、細長な挿入部６２と、この挿入部６２の基端側であって内視鏡装置操作者が把持する操作部６３と、この操作部６３の側部より延伸する可撓性のユニバーサルコード６４とを備える。ユニバーサルコード６４は、ライトガイドケーブルや電気系ケーブルなどを内蔵する。
【００５９】
挿入部６２は、ＣＣＤなどの撮像素子を有する撮像モジュールを内蔵した先端硬質部６５と、撮像モジュールに接続されるケーブル等を収容する、可撓性を有する収容部とを備える。この収容部は、複数の湾曲駒によって構成され湾曲自在の湾曲部６６と、この湾曲部６６の基端側に設けられた長尺であって可撓性を有する可撓管部６７とによって形成されている。
【００６０】
ユニバーサルコード６４の延伸側端部にはコネクタ部６８が設けられており、コネクタ部６８には、光源装置に着脱自在に接続されるライトガイドコネクタ６９、ＣＣＤなどで光電変換した被写体像の電気信号を信号処理装置や制御装置に伝送するための電気接点部７０、先端部５のノズルに空気を送るための送気口金７１などが設けられている。なお、光源装置は、ハロゲンランプなどが内蔵されたものであり、ハロゲンランプからの光を、ライトガイドコネクタ６９を介して接続された内視鏡装置６１へ照明光として供給する。また、信号処理装置や制御装置は、撮像素子に電源を供給し、撮像素子から光電変換された電気信号が入力される装置であり、撮像素子によって撮像された電気信号を処理して接続する表示装置に画像を表示させるとともに、撮像素子のゲイン調整などの制御および駆動を行なう駆動信号の出力を行なう。
【００６１】
操作部６３には湾曲部６６を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ７２、体腔内に生検鉗子、レーザプローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部７３、信号処理装置や制御装置あるいは送気、送水、送ガス手段などの周辺機器の操作を行なう複数のスイッチ７４が設けられている。処置具挿入口に処置具が挿入された内視鏡装置６１は、内部に設けられた処置具挿通用チャンネルを経て処置具の先端処置部を突出させ、たとえば生検鉗子によって患部組織を採取する生検などを行なう。
【００６２】
図１に示す同軸ケーブル１の一方の端部は、操作部６３においてスイッチ７４の電極に接続されている。また、同軸ケーブル１のもう一方の端部は、可撓管部６７及び湾曲部６６を通って先端硬質部６５に到達し、先端硬質部６５内において、ケーブル接続構造１００により、撮像素子が配置された基板２０に形成された電極２１ａに接続されている。このようにケーブル接続構造１００を適用することにより、可撓管部６７及び湾曲部６６に収容された同軸ケーブル１の変形によって同軸ケーブル１内の芯線１０に引っ張り負荷が発生しても、この引っ張り負荷の伝達をカシメ部材３０において遮断し、芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性を維持することができる。
【００６３】
このとき、少なくとも基板２０からカシメ部材３０までを含む端部領域６０を先端硬質部６５内に収容することが好ましい。この先端硬質部６５は、湾曲部６６や可撓管部６７のように変形することがないので、先端硬質部６５で端部領域６０を保護することにより、端部領域６０内における同軸ケーブル１の変形を防止し、芯線１０に対する引っ張り負荷の発生を抑制できるからである。それにより、芯線１０と電極２１ａとの間の接続をより確実にすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ケーブルと基板回路との間で高い接続確実性が要求されるケーブル接続構造において利用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 同軸ケーブル
２ 集合ケーブル
１０ 芯線
１１ 内部絶縁層
１２ シールド層
１３ ジャケット層
１４ 接続端面
２０、４０ 基板
２１ａ、２１ｂ、４１ａ、４１ｂ 電極
２２ａ、２２ｂ、４２ａ、４２ｂ 接続バンプ
２３、４３ 補強用樹脂
３０、５０ カシメ部材
３１、３２、３３ 溝部
４４ 端面
５１ 隙間
６０ 端部領域
６１ 内視鏡装置
６２ 挿入部
６３ 操作部
６４ ユニバーサルコード
６５ 先端硬質部
６６ 湾曲部
６７ 可撓管部
６８ コネクタ部
６９ ライトガイドコネクタ
７０ 電気接点部
７１ 送気口金
７２ 湾曲ノブ７２
７３ 処置具挿入部
７４ スイッチ
１００、２００、３００、４００、５００ ケーブル接続構造
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルを基板に接続するケーブル接続構造、及び該ケーブル接続構造を適用した内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用および工業用の内視鏡が広く用いられている。医療用の内視鏡としては、例えば、体内への挿入部の先端にＣＣＤ等の撮像素子を内蔵した撮像装置を備えたものがある。この挿入部を体内に深く挿入することにより、病変部を観察することができ、さらに、必要に応じて処置具を併用することにより、体内の検査や治療をすることもできる。
【０００３】
このような内視鏡においては、画像をモニタに映し出すために、撮像素子が撮像した画像情報を電気信号に変換し、信号線を介して信号処理装置に伝送し、この信号処理装置において伝送信号を処理する。そのため、内視鏡内の撮像素子と信号処理装置とは、画像信号の伝送、クロック信号の伝送、撮像素子への駆動電源の供給等のため、複数本のケーブルを束ねた集合ケーブルによって接続されている。
【０００４】
集合ケーブルの接続に関連する技術として、特許文献１には、複数の同軸ケーブルから成る集合ケーブルを、電極が設けられた回路基板に一括接続する技術が開示されている。この技術では、まず、各同軸ケーブルの先端部を配列ブロックによって固定し、各同軸ケーブルの電線の先端面と配列ブロックの先端面が一致するように研磨処理を施す。そして、この電線の先端面と、電極が設けられた回路基板とを対向させ、異方性導電性シートや接続バンプ等を介して両者を接続する。さらに、補強のため、この接続部周辺にエポキシ系の接着剤を塗布して固める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８６３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、ケーブルの端面と回路基板とを対向させて接続し、さらにその周辺を接着剤で補強することにより、通常の使用状態における接続の確実性を維持することはできる。しかしながら、ケーブルと基板との接続部から離れた位置であっても、同軸ケーブルを著しく変形させたり、同軸ケーブルの他端をストリップ加工したりして、ケーブルに大きな力を加えると、同軸ケーブルの芯線に、該芯線を回路基板から引き剥がす方向の負荷が発生し、芯線と電極との間の接続が損なわれてしまうおそれがあった。このため、ケーブルと回路基板との間の接続の確実性を維持することができなかった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ケーブルと回路基板との間の接続の確実性を維持できるケーブル接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るケーブル接続構造は、芯線及び該芯線を覆う外部被覆層を有するケーブルと、前記ケーブルの端面において前記芯線が電気的に接続される電極が形成された基板と、前記ケーブルの周囲に取り付けられ、前記ケーブルの長手方向の一部を該ケーブルの径方向に圧縮する圧縮部材とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材の外径は、前記圧縮部材が取り付けられていない領域における前記ケーブルの径以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るケーブル接続構造は、芯線及び該芯線を覆う外部被覆層を有するケーブルを、互いに外周の一部が接するように並べた複数のケーブルと、前記複数のケーブルの端面において前記芯線が電気的に接続される複数の電極が形成された基板と、前記複数のケーブルの周囲に取り付けられ、前記複数のケーブルの長手方向の一部を、該複数のケーブルの径方向に圧縮する圧縮部材とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、前記複数のケーブルの外周に沿って取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、前記外部被覆層に形成された溝に取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、前記ケーブルの前記基板側端部に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
上記ケーブル接続構造において、前記ケーブルは、前記芯線の周囲に形成された内部絶縁層と、前記内部絶縁層の周囲且つ前記外部被覆層の内側に形成された外部導体層とを有する同軸ケーブルであることを特徴とする。
【００１５】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、前記外部被覆層が除去された領域に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、導電性材料によって形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、絶縁性材料によって外周側表面に形成された被膜を有することを特徴とする。
【００１８】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、絶縁性材料によって形成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記ケーブル接続構造において、前記圧縮部材は、カシメ部材であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る内視鏡装置は、上記ケーブル接続構造と、前記基板に形成された電極に接続された撮像素子とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、上記内視鏡装置は、少なくとも前記撮像素子と前記基板と前記圧縮部材とを収容する先端硬質部と、前記先端硬質部から突出した前記ケーブルを収容する、可撓性を有する収容部とをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、圧縮部材によってケーブルを径方向に圧縮するので、この圧縮部分において、他の層（外部被覆層等）に対する芯線の相対的な動きを制限することができる。そのため、ケーブルの芯線に引っ張り負荷が作用しても、圧縮部材による圧縮部分においてこの引っ張り負荷の伝達を遮断することができる。即ち、圧縮部分よりも基板側には引っ張り負荷が伝達しないので、基板に設けられた電極とケーブルの芯線との間の接続の確実性を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、同軸ケーブルにカシメ部材を取り付けた様子を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同軸ケーブルを基板上の電極に接続した様子を示す断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、補強用樹脂を充填した様子を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態３に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、同軸ケーブルに溝部を形成してカシメ部材を取り付けた様子を示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、カシメ部材によって同軸ケーブルをかしめた様子を示す断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、かしめられた同軸ケーブルを切断した様子を示す断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、カシメ部材の近傍まで同軸ケーブルを研磨した様子を示す断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、かしめられた同軸ケーブルを基板上の電極に位置合わせする様子を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態５に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、かしめる前の集合ケーブル及びカシメ部材を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、かしめた後の集合ケーブル及びカシメ部材を示す断面図である。
【図９】図９は、内視鏡装置の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明に係るケーブル接続構造の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るケーブル接続構造を示す断面図である。図１に示すケーブル接続構造１００は、同軸ケーブル１と、該同軸ケーブル１の端面に電極２１ａ及び２１ｂを介して接続された基板２０と、同軸ケーブル１の周囲に取り付けられて同軸ケーブル１の一部を径方向に圧縮する圧縮部材としてのカシメ部材３０とを備えている。
【００２６】
同軸ケーブル１は、導体によって形成された芯線１０と、芯線の周囲に絶縁体によって形成された内部絶縁層１１と、内部絶縁層１１の周囲に導体によって形成されたシールド層（外部導体層）１２と、シールド層１２の周囲に絶縁体によって形成されたジャケット層（外部被覆層）１３とが同心円状に配置された構造を有している。
【００２７】
基板２０は、撮像素子等の種々のデバイスが配置される回路基板である。基板２０の主面上の芯線１０に対向する位置には、これらのデバイスに電気的に接続された電極２１ａが形成されており、シールド層１２に対向する位置には電極２１ｂが形成されている。
このような同軸ケーブル１と基板２０とは、同軸ケーブル１の接続端面１４において、半田や金（Ａｕ）等によって形成された接続バンプ２２ａ及び２２ｂを介して電気的に接続されている。さらに、接続端面１４と基板２０との間にはエポキシ樹脂等の補強用樹脂２３が充填されており、両者の接続をさらに確実にしている。
【００２８】
カシメ部材３０としては、同軸ケーブル１に対して外側から圧縮力を加えることができれば、Ｃ型や、鞍型や、Ｏ型（リング型）等、どのような形状のものを用いても良い。また、カシメ部材３０の断面形状としても、図１に示す長方形の他、台形や、三角形や、半円や、半楕円形等、様々な形状のものを用いることができる。例えば、カシメ部材の厚さｔ（同軸ケーブル１に取り付けた状態で、同軸ケーブル１の長手方向と平行な方向における大きさ）が、ケーブルの外周側よりも内周側の方で小さくなっているカシメ部材（例えば、断面が台形の部材）を用いる場合には、カシメ部材を同軸ケーブル１に向けて押し込み易くなると共に、圧縮力が集中し、より高い圧縮効果を得ることができる。
【００２９】
カシメ部材３０を取り付ける位置は、同軸ケーブル１上の任意の位置で構わないが、なるべく、同軸ケーブル１と基板２０との接続部付近に配置することが望ましい。これは、接続部とカシメ部材３０との間において芯線１０に対する引っ張り負荷が発生するのを回避するためである。さらに、望ましくは、接続部とカシメ部材３０との間で同軸ケーブル１が変形（湾曲）しない程度に、カシメ部材３０を接続部に近付けると良い。
【００３０】
次に、実施の形態１におけるカシメ部材３０の作用を説明する。カシメ部材３０は、同軸ケーブル１を圧縮することにより、ジャケット層１３、シールド層１２、及び内部絶縁層１１を芯線１０に向けて押し付けている。それにより、この圧縮部分において、芯線１０の他の層（内部絶縁層１１〜ジャケット層１３）に対する相対的な動きが制限される。そのため、カシメ部材３０よりも遠い位置で同軸ケーブル１の変形や加工等を行うことによって、芯線１０に引っ張り負荷を作用させたとしても、この引っ張り負荷の伝達は、同軸ケーブル１の圧縮部分において遮断される。即ち、芯線１０を接続バンプ２２ａから引き剥がそうとする引っ張り負荷は、圧縮部分よりも基板２０に近い側には伝わらないので、芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性を維持することができる。
【００３１】
次に、図１に示すケーブル接続構造の形成方法を、図２Ａ〜２Ｃを参照しながら説明する。まず、図２Ａに示すように、同軸ケーブル１の表面（ジャケット層１３の外周）にカシメ部材３０を取り付ける。そして、カシメ工具等を用いてカシメ部材３０をかしめることにより、同軸ケーブル１の径方向に圧縮力を加えつつ、カシメ部材３０を固定する。そして、同軸ケーブル１の端部に研磨処理等を施すことにより、芯線１０〜ジャケット層１３を同一平面上に露出させる。なお、芯線１０やシールド層１２の接続効率を高めるため、この平面（接続端面１４）に露出した芯線１０及びシールド層１２の端面に、めっきやスパッタリング等により同心円状の導電膜を形成しても良い。
【００３２】
次に、図２Ｂに示すように、接続バンプ２２ａ及び２２ｂを介して、芯線１０及びシールド層１２を電極２１ａ及び２１ｂにそれぞれ接続する。さらに、図２Ｃに示すように、接続端面１４と基板との間に補強用樹脂２３を充填することにより、同軸ケーブル１と基板２０との接続を補強する。それにより、図１に示すケーブル接続構造１００が形成される。
【００３３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係るケーブル接続構造について説明する。図３は、実施の形態１に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
図３に示すケーブル接続構造２００においては、ジャケット層１３の厚さ方向の一部を除去することにより溝部３１を形成し、この溝部３１内にカシメ部材３０を配置して同軸ケーブル１を圧縮している。それにより、カシメ部材３０がジャケット層１３の表面から突出しないようにしている。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００３４】
溝部３１の深さは、カシメ部材３０で圧縮した状態で、少なくともカシメ部材３０の幅ｗ（同軸ケーブル１に取り付けた状態で、同軸ケーブル１の径方向における大きさ）以上となるようにする。溝部３１を形成した段階で、その深さがカシメ部材３０の幅ｗ以上となるようにすれば、カシメ部材３０を溝部３１に配置してかしめることにより、カシメ部材３０の突出を確実に防ぐことができるので、より好ましい。なお、この溝部３１は、刃物やレーザ加工等により形成することができる。
【００３５】
このように、実施の形態２によれば、カシメ部材３０によって同軸ケーブル１を圧縮することにより、同軸ケーブル１の芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性を維持しつつ、カシメ部材３０付近の径の増加を抑制することが可能となる。
【００３６】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るケーブル接続構造について説明する。図４は、実施の形態３に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
図４に示すケーブル接続構造３００においては、同軸ケーブル１の接続端面１４近傍に、カシメ部材３０を配置している。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００３７】
先にも述べたように、カシメ部材３０の取り付け位置が同軸ケーブル１と基板２０との接続部から離れていると、この接続部とカシメ部材３０との間で同軸ケーブル１が変形等して、芯線１０に作用した引っ張り負荷が接続部まで伝達してしまうおそれがある。そこで、実施の形態３においては、カシメ部材３０を、同軸ケーブル１の接続端面１４の近傍、望ましくは、カシメ部材３０の基板側端面が接続端面１４に一致するように配置している。それにより、カシメ部材３０と接続端面１４との間において引っ張り負荷が発生するのを防ぎ、同軸ケーブル１の芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性をさらに向上させている。
【００３８】
なお、図４においては、ジャケット層１３に形成された溝部３２内にカシメ部材３０を配置しているが、ジャケット層１３の表面にカシメ部材３０を配置しても良い。
【００３９】
ここで、図４に示すケーブル接続構造３００の形成方法を説明する。
まず、図５Ａに示すように、同軸ケーブル１のジャケット層１３上の２箇所に、刃物やレーザ加工等によって溝部３２を形成する。
【００４０】
次に、図５Ｂに示すように、各溝部３２内にカシメ部材３０を配置し、カシメ工具等を用いてかしめることにより、カシメ部材３０を同軸ケーブル１に固定させる。次に、図５Ｃに示すように、２箇所に配置されたカシメ部材３０の間を、刃物やレーザ加工等によって切断する。そして、図５Ｄに示すように、カシメ部材３０の近傍まで、望ましくは、カシメ部材３０の端面に至るまで同軸ケーブル１の切断面を研磨することにより、芯線１０〜ジャケット層１３を同一平面上に露出させる。ここでは、カシメ部材３０の端面に至るまで研磨した図を示す。なお、芯線１０やシールド層１２の接続効率を高めるため、芯線１０及びシールド層１２の端面に、めっきやスパッタリング等によって同心円状の導電膜を形成しても良い。
【００４１】
次に、図５Ｅに示すように、同軸ケーブル１の端面と、電極２１ａ及び２１ｂが設けられた基板２０とを対向させ、位置合わせを行う。なお、電極２１ａ及び２１ｂが同軸ケーブル１をかしめた状態での芯線１０及びシールド層１２の位置に対応するように、予め電極の配置を決定しておく。そして、接続バンプ２２ａ及び２２ｂを介して、芯線１０及びシールド層１２を電極２１ａ及び２１ｂにそれぞれ接続する。さらに、同軸ケーブル１の端面と基板２０との間に補強用樹脂２３を充填して、同軸ケーブル１と基板２０との間の接続を補強することにより、図４に示すケーブル接続構造３００が形成される。
【００４２】
なお、以上の説明においては、同軸ケーブル１の切断箇所の両側にかかる負荷を均等にして切断し易くするために、同軸ケーブル１の２箇所にカシメ部材３０を取り付けているが、カシメ部材１を１箇所にのみ取り付け、その近傍において同軸ケーブル１を切断するようにしても構わない。
【００４３】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係るケーブル接続構造について説明する。図６は、実施の形態４に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
図６に示すケーブル接続構造４００においては、同軸ケーブル１のジャケット層１３を除去することにより溝部３３を形成し、この溝部３３内にカシメ部材３０を配置して同軸ケーブル１を圧縮している。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００４４】
このように、カシメ部材３０による圧縮部分においてジャケット層１３を完全に除去することにより、カシメ部材３０と芯線１０との間の介在物が減るので、カシメ部材３０による圧縮力が芯線１０に対してより伝わり易くなる。従って、他の層に対する芯線１０の相対的な動きをより確実に制限できるようになるので、芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性をさらに向上させることが可能となる。
【００４５】
この場合に、カシメ部材３０の材料として絶縁性材料を用いることにより、除去されたジャケット層１３の代わりに、カシメ部材３０によってシールド層１２を保護することができる。
【００４６】
また、実施の形態４の変形例として、実施の形態３と同様に、接続端面１４近傍に溝部３３を形成し、カシメ部材３０の端面を接続端面１４に略一致させても良い。この場合には、カシメ部材３０の材料として導電性材料を用いることにより、シールド層１２の接続端面としてカシメ部材３０を利用できるようになる。それにより、シールド層１２と電極２１ｂとの位置合わせを簡単にすることができる。
さらに、この場合には、カシメ部材３０の外周側表面を絶縁性材料によって被覆しても良い。それにより、カシメ部材３０を、シールド層１２の保護部材及び接続端面として利用することができる。
【００４７】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係るケーブル接続構造について説明する。図７は、実施の形態５に係るケーブル接続構造を示す断面図である。
図７に示すケーブル接続構造５００は、複数の同軸ケーブル１を互いに外周の一部が接するように並べた集合ケーブル２と、集合ケーブル２の端面に電極４１ａ及び４１ｂを介して接続された基板４０と、集合ケーブル２に取り付けられて集合ケーブル２の一部を径方向に圧縮するカシメ部材５０とを備えている。
【００４８】
基板４０は、撮像素子等の種々のデバイスが配置される回路基板である。基板４０の主面上の各同軸ケーブル１の芯線１０に対向する位置には、これらのデバイスに電気的に接続された電極４１ａが形成されており、各同軸ケーブル１のシールド層１２に対向する位置には電極４１ｂが形成されている。各芯線１０と電極４１ａとは、接続バンプ４２ａを介して電気的に接続されており、各シールド層１２と電極４１ｂとは、接続バンプ４２ｂを介して電気的に接続されている。なお、接続バンプ４２ａ及び４２ｂは、半田や金（Ａｕ）等によって形成される。また、集合ケーブル２の端面４４と基板４０との間には、エポキシ樹脂等の補強用樹脂４３が充填されている。
【００４９】
本実施の形態５のように、複数の同軸ケーブル１を束ねた集合ケーブル２については、１つのカシメ部材５０により一括して圧縮しても良い。それにより、各々の同軸ケーブル１内において、他の層に対する芯線１０の相対的な動きを制限することができるので、芯線１０に対して引っ張り負荷が作用したとしても、その引っ張り負荷の伝達を、カシメ部材５０による圧縮部分において遮断することができる。
【００５０】
このようなケーブル接続構造５００は、次のようにして形成される。即ち、図８Ａに示すように、複数の同軸ケーブル１を束ね、それらの周囲にカシメ部材５０を配置する。そして、カシメ工具等を用いて、ケーブル同士の接触部近傍に生じる隙間５１に向けて荷重を加えることにより、カシメ部材５０をかしめる。それにより、図８Ｂに示すように、カシメ部材５０が同軸ケーブル１の外周に沿うように変形し、変形部分が隙間５１に入り込む形状で固定される。
【００５１】
ここで、カシメ部材５０をかしめる際に、上述のように荷重を加える理由は次のとおりである。カシメ部材５０に荷重を加える位置や方向は、上記の方向以外にも、図８Ａの上下方向や左右方向等、様々な方向が考えられる。しかしながら、そのいずれの方向であっても、荷重を加えることによりカシメ部材５０がつぶれ、変形した分だけカシメ部材５０の寸法が増加してしまう。しかしながら、隙間５１に向けて荷重を加えると、カシメ部材５０の変形部分が隙間５１に収まるので、カシメ部材５０の取り付け領域における寸法の増加を抑制することができる。また、カシメ部材５０が隙間５１まで入り込むことにより、各同軸ケーブル１は、ケーブル同士の接触部を除く外周の広い範囲から圧縮力を受けることになるので、他の層に対する芯線１０の相対的な動きを効率良く制限することが可能となる。
【００５２】
なお、実施の形態５においては、カシメ部材５０をジャケット層１３の表面に配置しているが、実施の形態２又は４と同様に、ジャケット層１３に溝部を形成し、この溝部内にカシメ部材５０を配置して複数の同軸ケーブル１を一括して圧縮するようにしても良い。また、実施の形態３と同様に、カシメ部材５０を、集合ケーブル２の端面４４近傍に配置しても良い。
【００５３】
以上説明した実施の形態１〜５においては、圧縮部材としてカシメ部材を用いているが、同軸ケーブルを圧縮可能な部材であれば、どのような部材を用いても良い。そのような部材として、例えば、チューブクリップや、圧着スリーブやスプライス等が挙げられる。
【００５４】
また、実施の形態１〜５においては、カシメ部材を同軸ケーブル１上の１箇所にのみ取り付けているが、複数箇所に取り付けても良い。例えば、１つ又は１束の同軸ケーブルに対し、間隔を空けて複数のカシメ部材を取り付けることにより、芯線１０に対する引っ張り負荷の伝達を、より確実に遮断することができる。
【００５５】
また、実施の形態１〜５においては、同軸ケーブル１の芯線１０及びシールド層１２を電極２１ａ及び２１ｂ、又は４１ａ及び４１ｂにバンプ接続しているが、例えば、ＡＣＰ（anisotropic conductive paste）やＡＣＦ（anisotropic conductive film）等の異方性導電材料を用いることにより、両者を電気的に接続しても良い。
【００５６】
さらに、以上の説明においては、同軸ケーブルと基板との接続構造について説明したが、ケーブルの種類は同軸ケーブルに限定されない。例えば、電力供給用の単線ケーブルや、複数の芯線を有する複芯ケーブルや、単線ケーブルを複数束ねた集合ケーブル等についても本発明を適用することができる。
【００５７】
以上説明した実施の形態１〜５は、例えば、ケーブルの先端に撮像モジュールが設けられた内視鏡装置等に適用することができる。以下に、図１に示すケーブル接続構造１００を、被検体内に導入されて体腔内を撮像する医療用内視鏡装置に適用した例を説明する。
【００５８】
図９は、内視鏡装置の概略構成を示す図である。この内視鏡装置６１は、細長な挿入部６２と、この挿入部６２の基端側であって内視鏡装置操作者が把持する操作部６３と、この操作部６３の側部より延伸する可撓性のユニバーサルコード６４とを備える。ユニバーサルコード６４は、ライトガイドケーブルや電気系ケーブルなどを内蔵する。
【００５９】
挿入部６２は、ＣＣＤなどの撮像素子を有する撮像モジュールを内蔵した先端硬質部６５と、撮像モジュールに接続されるケーブル等を収容する、可撓性を有する収容部とを備える。この収容部は、複数の湾曲駒によって構成され湾曲自在の湾曲部６６と、この湾曲部６６の基端側に設けられた長尺であって可撓性を有する可撓管部６７とによって形成されている。
【００６０】
ユニバーサルコード６４の延伸側端部にはコネクタ部６８が設けられており、コネクタ部６８には、光源装置に着脱自在に接続されるライトガイドコネクタ６９、ＣＣＤなどで光電変換した被写体像の電気信号を信号処理装置や制御装置に伝送するための電気接点部７０、先端部５のノズルに空気を送るための送気口金７１などが設けられている。なお、光源装置は、ハロゲンランプなどが内蔵されたものであり、ハロゲンランプからの光を、ライトガイドコネクタ６９を介して接続された内視鏡装置６１へ照明光として供給する。また、信号処理装置や制御装置は、撮像素子に電源を供給し、撮像素子から光電変換された電気信号が入力される装置であり、撮像素子によって撮像された電気信号を処理して接続する表示装置に画像を表示させるとともに、撮像素子のゲイン調整などの制御および駆動を行なう駆動信号の出力を行なう。
【００６１】
操作部６３には湾曲部６６を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ７２、体腔内に生検鉗子、レーザプローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部７３、信号処理装置や制御装置あるいは送気、送水、送ガス手段などの周辺機器の操作を行なう複数のスイッチ７４が設けられている。処置具挿入口に処置具が挿入された内視鏡装置６１は、内部に設けられた処置具挿通用チャンネルを経て処置具の先端処置部を突出させ、たとえば生検鉗子によって患部組織を採取する生検などを行なう。
【００６２】
図１に示す同軸ケーブル１の一方の端部は、操作部６３においてスイッチ７４の電極に接続されている。また、同軸ケーブル１のもう一方の端部は、可撓管部６７及び湾曲部６６を通って先端硬質部６５に到達し、先端硬質部６５内において、ケーブル接続構造１００により、撮像素子が配置された基板２０に形成された電極２１ａに接続されている。このようにケーブル接続構造１００を適用することにより、可撓管部６７及び湾曲部６６に収容された同軸ケーブル１の変形によって同軸ケーブル１内の芯線１０に引っ張り負荷が発生しても、この引っ張り負荷の伝達をカシメ部材３０において遮断し、芯線１０と電極２１ａとの間の接続の確実性を維持することができる。
【００６３】
このとき、少なくとも基板２０からカシメ部材３０までを含む端部領域６０を先端硬質部６５内に収容することが好ましい。この先端硬質部６５は、湾曲部６６や可撓管部６７のように変形することがないので、先端硬質部６５で端部領域６０を保護することにより、端部領域６０内における同軸ケーブル１の変形を防止し、芯線１０に対する引っ張り負荷の発生を抑制できるからである。それにより、芯線１０と電極２１ａとの間の接続をより確実にすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ケーブルと基板回路との間で高い接続確実性が要求されるケーブル接続構造において利用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 同軸ケーブル
２ 集合ケーブル
１０ 芯線
１１ 内部絶縁層
１２ シールド層
１３ ジャケット層
１４ 接続端面
２０、４０ 基板
２１ａ、２１ｂ、４１ａ、４１ｂ 電極
２２ａ、２２ｂ、４２ａ、４２ｂ 接続バンプ
２３、４３ 補強用樹脂
３０、５０ カシメ部材
３１、３２、３３ 溝部
４４ 端面
５１ 隙間
６０ 端部領域
６１ 内視鏡装置
６２ 挿入部
６３ 操作部
６４ ユニバーサルコード
６５ 先端硬質部
６６ 湾曲部
６７ 可撓管部
６８ コネクタ部
６９ ライトガイドコネクタ
７０ 電気接点部
７１ 送気口金
７２ 湾曲ノブ７２
７３ 処置具挿入部
７４ スイッチ
１００、２００、３００、４００、５００ ケーブル接続構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線及び該芯線を覆う外部被覆層を有するケーブルと、
前記ケーブルの端面において前記芯線が電気的に接続される電極が形成された基板と、
前記ケーブルの周囲に取り付けられ、前記ケーブルの長手方向の一部を該ケーブルの径方向に圧縮する圧縮部材と、
を備えることを特徴とするケーブル接続構造。
【請求項２】
前記圧縮部材の外径は、前記圧縮部材が取り付けられていない領域における前記ケーブルの径以下であることを特徴とする請求項１に記載のケーブル接続構造。
【請求項３】
芯線及び該芯線を覆う外部被覆層を有するケーブルを、互いに外周の一部が接するように並べた複数のケーブルと、
前記複数のケーブルの端面において前記芯線が電気的に接続される複数の電極が形成された基板と、
前記複数のケーブルの周囲に取り付けられ、前記複数のケーブルの長手方向の一部を、該複数のケーブルの径方向に圧縮する圧縮部材と、
を備えることを特徴とするケーブル接続構造。
【請求項４】
前記圧縮部材は、前記複数のケーブルの外周に沿って取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のケーブル接続構造。
【請求項５】
前記圧縮部材は、前記外部被覆層に形成された溝に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項６】
前記圧縮部材は、前記ケーブルの前記基板側端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項７】
前記ケーブルは、
前記芯線の周囲に形成された内部絶縁層と、
前記内部絶縁層の周囲且つ前記外部被覆層の内側に形成された外部導体層と、
を有する同軸ケーブルであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項８】
前記圧縮部材は、前記外部被覆層が除去された領域に取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載のケーブル接続構造。
【請求項９】
前記圧縮部材は、導電性材料によって形成されていることを特徴とする請求項８に記載のケーブル接続構造。
【請求項１０】
前記圧縮部材は、絶縁性材料によって外周側表面に形成された被膜を有することを特徴とする請求項９に記載のケーブル接続構造。
【請求項１１】
前記圧縮部材は、絶縁性材料によって形成されていることを特徴とする請求項８に記載のケーブル接続構造。
【請求項１２】
前記圧縮部材は、カシメ部材であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のケーブル接続構造と、
前記基板に形成された電極に接続された撮像素子と、
を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１４】
少なくとも前記撮像素子と前記基板と前記圧縮部材とを収容する先端硬質部と、
前記先端硬質部から突出した前記ケーブルを収容する、可撓性を有する収容部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡装置。
【請求項１】
芯線及び該芯線を覆う外部被覆層を有するケーブルと、
前記ケーブルの端面において前記芯線が電気的に接続される電極が形成された基板と、
前記ケーブルの周囲に取り付けられ、前記ケーブルの長手方向の一部を該ケーブルの径方向に圧縮する圧縮部材と、
を備えることを特徴とするケーブル接続構造。
【請求項２】
前記圧縮部材の外径は、前記圧縮部材が取り付けられていない領域における前記ケーブルの径以下であることを特徴とする請求項１に記載のケーブル接続構造。
【請求項３】
芯線及び該芯線を覆う外部被覆層を有するケーブルを、互いに外周の一部が接するように並べた複数のケーブルと、
前記複数のケーブルの端面において前記芯線が電気的に接続される複数の電極が形成された基板と、
前記複数のケーブルの周囲に取り付けられ、前記複数のケーブルの長手方向の一部を、該複数のケーブルの径方向に圧縮する圧縮部材と、
を備えることを特徴とするケーブル接続構造。
【請求項４】
前記圧縮部材は、前記複数のケーブルの外周に沿って取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のケーブル接続構造。
【請求項５】
前記圧縮部材は、前記外部被覆層に形成された溝に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項６】
前記圧縮部材は、前記ケーブルの前記基板側端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項７】
前記ケーブルは、
前記芯線の周囲に形成された内部絶縁層と、
前記内部絶縁層の周囲且つ前記外部被覆層の内側に形成された外部導体層と、
を有する同軸ケーブルであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項８】
前記圧縮部材は、前記外部被覆層が除去された領域に取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載のケーブル接続構造。
【請求項９】
前記圧縮部材は、導電性材料によって形成されていることを特徴とする請求項８に記載のケーブル接続構造。
【請求項１０】
前記圧縮部材は、絶縁性材料によって外周側表面に形成された被膜を有することを特徴とする請求項９に記載のケーブル接続構造。
【請求項１１】
前記圧縮部材は、絶縁性材料によって形成されていることを特徴とする請求項８に記載のケーブル接続構造。
【請求項１２】
前記圧縮部材は、カシメ部材であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のケーブル接続構造。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のケーブル接続構造と、
前記基板に形成された電極に接続された撮像素子と、
を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項１４】
少なくとも前記撮像素子と前記基板と前記圧縮部材とを収容する先端硬質部と、
前記先端硬質部から突出した前記ケーブルを収容する、可撓性を有する収容部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３８４５８（Ｐ２０１１−２３８４５８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０８６７３（Ｐ２０１０−１０８６７３）
【出願日】平成２２年５月１０日（２０１０．５．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１０日（２０１０．５．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]