電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法
【課題】電気ケーブルの接続構造において、シールド部材を追加することなく、被接続体に接続する電気ケーブルの接続端での特性インピーダンスの変動を抑えることができるようにする。
【解決手段】電気ケーブル２をプリント基板１に接続した電気ケーブルの接続構造であって、芯線６を被覆する絶縁体７、絶縁体７の周りに配置された導体層９、導体層９の周りに配置された被覆部材１０、および導体層９に電気的に接続されたグランド線８を有する導体層配置部３と、導体層配置部３の端部から絶縁体７およびグランド線８が露出され、絶縁体７の外周にグランド線８が巻き付けられたグランド線巻き付け部４と、グランド線８の端部をグランド線接続端子１２に接続したグランド線接続部１３と、絶縁体７の端部から芯線６を露出し芯線接続端子１１に接続した芯線接続部５と、を備える。
【解決手段】電気ケーブル２をプリント基板１に接続した電気ケーブルの接続構造であって、芯線６を被覆する絶縁体７、絶縁体７の周りに配置された導体層９、導体層９の周りに配置された被覆部材１０、および導体層９に電気的に接続されたグランド線８を有する導体層配置部３と、導体層配置部３の端部から絶縁体７およびグランド線８が露出され、絶縁体７の外周にグランド線８が巻き付けられたグランド線巻き付け部４と、グランド線８の端部をグランド線接続端子１２に接続したグランド線接続部１３と、絶縁体７の端部から芯線６を露出し芯線接続端子１１に接続した芯線接続部５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法に関する。例えば、電気信号伝送用として好適な電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品の高機能、高性能化に伴い、製品内部のシステム全体の規模が大きくなってきている。一方で、製品は小型化しており、小さな筐体にシステムを収める為に、複数のプリント基板でシステムを構成することが多くなってきている。また、電気信号の高速化・高精度化の為に、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）に代表される差動信号伝送方式が使われるようになってきている。
こうしたことから、前述したような複数のプリント基板間の信号のやり取りの為に、ドレイン線と呼ばれるグランド線を入れた、シールドツイストペアケーブルなどの電気ケーブルが使われることが多い。
例えば、特許文献１には、同軸ケーブルにおけるインピーダンスの整合を図る目的で、芯線を包む誘電体、この誘電体の周りに介在する導体層、この導体層の周りに配置された外皮、を有する同軸ケーブルの端末部の外皮及び導体層を除去し、露出した誘電体を端縁から所定長除去し、芯線を露出させてなる同軸ケーブルの端末構造であって、露出した誘電体を覆うようにシールド部材を配置し、このシールド部材を接地した、ことを特徴とする同軸ケーブルの端末構造（電気ケーブルの接続構造）が記載されている。
特許文献１のシールド部材は、矩形状の金属箔からなる導電性テープを２つに折り畳んで内側に、金属メッキが施された細長い軟銅線等からなる軟導電線を挟み、対向するテープ部分を接着したものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の電気ケーブルの接続構造には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、シールド部材を追加して導体層から露出した芯線を覆うことにより、端末部の特性インピーダンスの整合を図っているため、部品数が増大し、製造コストが増大してしまうという問題がある。また、基板側に、導体層に接続されたグランド線を接地する接地端子の他に、シールド部材を接地する接地端子を設ける必要があるため、実装面積が大きくなり、基板の小型化に向かないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、シールド部材を追加することなく、被接続体に接続する電気ケーブルの接続端での特性インピーダンスの変動を抑えることができる電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、芯線およびグランド線を有する電気ケーブルを、前記芯線を接続する芯線接続端子および前記グランド線を接地するグランド線接続端子が設けられた被接続体に接続した電気ケーブルの接続構造であって、前記芯線を被覆する絶縁体、該絶縁体の周りに配置された導体層、該導体層の周りに配置された被覆部材、および前記導体層に電気的に接続された前記グランド線を有する導体層配置部と、該導体層配置部の端部から前記絶縁体および前記グランド線が露出され、前記導体層配置部の端部から露出された前記絶縁体の外周に、前記導体層配置部の端部から露出された前記グランド線が巻き付けられたグランド線巻き付け部と、該グランド線巻き付け部に巻き付けられた前記グランド線の端部を前記グランド線接続端子に接続したグランド線接続部と、前記グランド線巻き付け部における前記絶縁体の端部から前記芯線を露出し前記芯線接続端子に接続した芯線接続部と、を備える構成とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電気ケーブルの接続構造において、前記グランド線巻き付け部において、前記グランド線が前記絶縁体の外周に均一ピッチで巻きつけられた構成とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電気ケーブルの接続構造において、前記グランド線巻き付け部は、前記導体層配置部の端部から、複数の前記芯線をそれぞれ被覆する複数の前記絶縁体が露出され、該複数の前記絶縁体をひとまとめにしてその周りに前記グランド線が巻き付けられた構成とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載の電気ケーブルの接続構造において、前記電気ケーブルの前記グランド線は、分岐可能な導体からなり、前記グランド線巻き付け部は、前記導体層配置部の端部から、複数の前記芯線をそれぞれ被覆する複数の前記絶縁体が露出され、該複数の前記絶縁体のそれぞれの外周に、前記グランド線が分岐されたグランド線分岐部が巻き付けられた構成とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、芯線およびグランド線を有する電気ケーブルを、前記芯線を接続する芯線接続端子および前記グランド線を接地するグランド線接続端子が設けられた被接続体に接続する電気ケーブルの接続構造形成方法であって、前記芯線を被覆する絶縁体、該絶縁体の周りに配置された導体層、該導体層の周りに配置された被覆部材、および前記導体層に電気的に接続された前記グランド線を有する前記電気ケーブルの端部において、前記導体層および前記被覆部材を除去することにより、前記絶縁体および前記グランド線を露出させ、さらに、前記絶縁体の端部を除去して前記絶縁体から前記芯線を露出させる端部処理工程と、前記端部処理工程において前記絶縁体から露出された前記芯線を、前記芯線接続端子に接続する芯線接続工程と、前記端部処理工程と前記芯線接続工程との間、または前記芯線接続工程の後に、前記電気ケーブルの端部において露出された前記絶縁体の外周に、前記電気ケーブルの端部において露出された前記グランド線を巻き付けるグランド線巻き付け工程と、該グランド線巻き付け工程において巻き付けた前記グランド線の端部を前記グランド線接続端子に接続するグランド線接続工程と、を備える方法とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法によれば、導体層配置部から芯線接続部までの間に露出した絶縁体にグランド線を巻き付けてからグランド線を接地するため、シールド部材を追加することなく、被接続体に接続する電気ケーブルの接続端での特性インピーダンスの変動を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造形成方法の工程フローの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
なお、これらの図面は、模式図であり、各部の寸法は誇張されている場合がある（以下の図面も同様）。
【００１５】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、図１に示すように、電気ケーブル２を被接続体であるプリント基板１に接続したものである。
電気ケーブル２の概略構成は、図２に示すように、電気信号を伝送する芯線６と、芯線６を被覆する絶縁体７と、絶縁体７の周りに配置された導体層９と、導体層９の周りに配置された被覆部材１０と、導体層９に電気的に接続されたグランド線８とを備える。
【００１６】
また、グランド線８は、導体層９の内部では、芯線６および絶縁体７と並行して延ばされ、絶縁体７と導体層９に挟まれた状態となるように配置されている。これにより、導体層９の内部では、グランド線８は、導体層９と接触して保持され、導体層９と同電位となる状態で電気的に接続されている。
【００１７】
プリント基板１は、図示略の回路パターンが形成されており、少なくとも、芯線６をこの回路パターンに接続するための芯線接続端子１１と、グランド線８を接地するためのグランド線接続端子１２とが設けられている。
芯線接続端子１１、グランド線接続端子１２は、プリント基板１上に形成されたランド部でもよいし、プリント基板１に設置された端子部材でもよい。
本実施形態では、芯線接続端子１１、グランド線接続端子１２は、それぞれ芯線６の先端、およびグランド線８の先端を半田付けして接続する矩形状のランド部で構成されている。
グランド線接続端子１２は、電気ケーブル２を位置決めして芯線６の端部を芯線接続端子１１に接続した際に、後述するグランド線巻き付け部４の先端側の側方となる位置に設けられている。
【００１８】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造の概略構成は、図１に示すように、互いに接続された電気ケーブル２とプリント基板１との間に、導体層配置部３、グランド線巻き付け部４、グランド線接続部１３、および芯線接続部５を備える。
【００１９】
導体層配置部３は、電気ケーブル２において、芯線６、絶縁体７、およびグランド線８が、導体層９に覆われている部分である。導体層９は、プリント基板１上の導電部と短絡するおそれがなければ、被覆部材１０から露出していてもよい。
本実施形態では、導体層配置部３の境界である導体層９の端部の近傍まで被覆部材１０によって被覆され、導体層９の端部が被覆部材１０からわずかに露出されている。
【００２０】
グランド線巻き付け部４は、導体層配置部３の端部から絶縁体７およびグランド線８が露出され、導体層配置部３の端部から露出された絶縁体７の外周に、導体層配置部３の端部から露出されたグランド線８が巻き付けられた部分である。
グランド線８は、図１に示す例では、導体層配置部３との境界から絶縁体７の延在方向の先端側に向かって（図示下側から上側）右回転で旋回する螺旋状に２巻き１／２だけ巻き付けられている。
また、グランド線８は、グランド線巻き付け部４における絶縁体７の延在方向にわたって、一定の巻き付けピッチｐで、均一に巻き付けられている。
グランド線８の巻き付けピッチｐ、および巻き数は、グランド線８の巻き付けによる静電シールド効果を考慮して、単位長さ当たりのケーブルの特性インピーダンスが電気ケーブルの仕様の許容範囲内となるように設定されている。
なお、図１では、隣接するグランド線８が間隔をあけて巻き付けられている場合の例が描かれているが、グランド線８は、密巻きされていてもよい。
【００２１】
グランド線巻き付け部４における絶縁体７の内部には、図１には図示しないが、導体層配置部３内の絶縁体７と同様に芯線６が挿通されている。
【００２２】
グランド線接続部１３は、グランド線巻き付け部４に巻き付けられたグランド線８の端部をグランド線接続端子１２に接続したものである。
本実施形態では、グランド線巻き付け部４に巻き付けられた先端側のグランド線８の端部が側方に位置するグランド線接続端子１２上に延ばされ、このグランド線８の端部が半田付けによってグランド線接続端子１２に接続されている。
【００２３】
芯線接続部５は、グランド線巻き付け部４における絶縁体７の端部から芯線６を露出し芯線接続端子１１に接続したものである。
本実施形態では、芯線６がグランド線巻き付け部４の絶縁体７から前方の芯線接続端子１１上に延ばされ、この芯線６の端部が半田付けによって芯線接続端子１１に接続されている。
【００２４】
次に、このような構成の電気ケーブルの接続構造を製造する方法である本実施形態の電気ケーブルの接続構造形成方法について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造形成方法の工程フローの一例を示すフローチャートである。
本方法は、端部処理工程、芯線接続工程、グランド線巻き付け工程、およびグランド線接続工程を備える。これらの工程は、上記の電気ケーブルの接続構造が形成できれば、最初に端末処理工程を行う以外には、特に他の工程との実行順序に制限はない。
以下では、一例として、図３に示す工程フローに基づいて、端部処理工程Ｓ１、グランド線巻き付け工程Ｓ２、芯線接続工程Ｓ３、およびグランド線接続工程Ｓ４の順に行う場合の例で説明する。
【００２５】
まず、端部処理工程Ｓ１を行う。本工程は、電気ケーブル２の端部において、導体層９および被覆部材１０を除去することにより、絶縁体７およびグランド線８を露出させ、さらに、絶縁体７の端部を除去して絶縁体７から芯線６を露出させる工程である。
本工程では、まずプリント基板１上の部品配置や、電気ケーブル２の端部を配置するスペースの大きさなどを考慮して、電気ケーブル２の端部の加工形状を決める。
【００２６】
加工形状を決定したら、被覆部材１０、導体層９をストリッパーなどで除去工具を用いて除去して、被覆部材１０から導体層９がわずかに露出しこの導体層９の端部から絶縁体７が適宜長さ露出するような端部形状に加工する。これにより、導体層配置部３が形成される。
また、本実施形態では、導体層９内で絶縁体７と並行してグランド線８が挿通されているため、被覆部材１０および導体層９を除去することで、絶縁体７の露出長さと略同じ長さのグランド線８が導体層配置部３から露出されることになる。
このため、導体層配置部３を形成する加工では、導体層配置部３から露出するグランド線８が必要な長さになるように加工量を設定する。
【００２７】
次に、導体層配置部３から露出された絶縁体７の先端をストリッパーやカッターなどの工具を用いて、上記の加工形状に一致するように絶縁体７および絶縁体７から露出した芯線６の長さを整える。
以上で、端部処理工程Ｓ１が終了する。
【００２８】
次に、グランド線巻き付け工程Ｓ２を行う。本工程は、電気ケーブル２の端部において導体層配置部３から露出された絶縁体７の外周に、同じく導体層配置部３から露出されたグランド線８を巻き付ける工程である。
グランド線８の巻き付け方向、巻き付けピッチ、巻き数等は、例えば、実験やシミュレーションを行うなどして、単位長さ当たりのケーブルの特性インピーダンスが電気ケーブルの仕様の許容範囲内となるように予め決めておくことができる。
【００２９】
グランド線８は線材であるため、層状の導体層９に比べると静電シールド効果は劣るが、図２に示すように、絶縁体７は導体層９の内径よりも小径であるため、巻き付けピッチなどを適宜設定することにより、特性インピーダンスが導体層配置部３と同等となるように巻き付けることが可能である。
本実施形態では、グランド線８を、導体層配置部３との境界から絶縁体７の延在方向の先端側に向かって右回転で旋回する螺旋状に、巻き付けピッチｐで２巻き１／２だけ、均一に巻き付ける。
ここで、均一に巻き付けるとは、巻き付けピッチｐが、単位長さ当たりの特性インピーダンスの変化が、許容範囲に収まる程度に均一に巻き付けることを意味する。このため、特性インピーダンスが許容範囲となる程度の巻き付け誤差があっても均一の範囲に含まれる。
巻き付けの終端側のグランド線８の端部は、絶縁体７の側方に向かって延ばしておく。
このようにしてグランド線巻き付け部４が形成される。
以上で、グランド線巻き付け工程Ｓ２が終了する。
なお、本工程における巻き付け作業は、手作業で行ってもよいし、適宜の治具を用いたり、自動巻き付け装置を用いたりしてもよい。
【００３０】
次に、芯線接続工程Ｓ３を行う。本工程は、端部処理工程Ｓ１において絶縁体７から露出された芯線６を、芯線接続端子１１に接続する工程である。
まず、プリント基板１上で芯線６が芯線接続端子１１上に位置し、グランド線巻き付け部４の先端部がグランド線接続端子１２に隣接するように、電気ケーブル２を配置する。
この状態で、電気ケーブル２の位置を固定し、芯線６の端部を芯線接続端子１１に半田付けする。電気ケーブル２の固定方法は、保持治具などを用いて、半田付けの間、一時的に固定する方法や、図示しない適宜のクランプ部材をプリント基板１に設けて電気ケーブル２をプリント基板１上に恒久的に固定する方法などを採用することができる。
これにより、芯線６が芯線接続端子１１に接続され、芯線接続部５が形成される。
以上で、芯線接続工程Ｓ３が終了する。
【００３１】
次にグランド線接続工程Ｓ４を行う。本工程は、グランド線巻き付け工程において巻き付けたグランド線８の端部をグランド線接続端子１２に接続する工程である。
まず、絶縁体７の側方に延ばされたグランド線８の端部をグランド線接続端子１２上に配置する。次に、グランド線巻き付け部４の巻き付けが緩まないように、必要に応じてグランド線８に張力を加え、グランド線接続端子１２上の位置を固定する。この状態で、グランド線８をグランド線接続端子１２に半田付けする。これにより、グランド線接続部１３が形成される。
以上で、グランド線接続工程Ｓ４が終了する。
このようにして、プリント基板１と電気ケーブル２とが接続され、プリント基板１上に本実施形態の電気ケーブルの接続構造が形成される。
【００３２】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造では、導体層配置部３においては、グランド線接続部１３によって接地されたグランド線８と同電位の導体層９によって芯線６が静電シールドされる。このため、導体層配置部３は、一定の特性インピーダンスを有する同軸ケーブルになっている。
また、グランド線巻き付け部４では、接地されたグランド線８が絶縁体７の外周に巻き付けられているため、絶縁体７内の芯線６が静電シールドされる。このとき、絶縁体７の太さとグランド線８の巻き付け方とによって、グランド線巻き付け部４の特性インピーダンスが決まるため、グランド線８の巻き付け方による特性インピーダンスの変化を予め調べておくことで、グランド線巻き付け部４の特性インピーダンスを適宜値に調整することができる。
本実施形態では、導体層配置部３とグランド線巻き付け部４との間の特性インピーダンスの変化を低減し、特性インピーダンスの許容範囲内となるようにしている。
従来、このような端末部における特性インピーダンスの調整は、シールド部材等の電気ケーブル２とは別部材を付加して実現していたが、本実施形態では、このようなシールド部材を用いることなく、電気ケーブル２の構成のみで特性インピーダンスを調整することができる。
このため、シールド部材を用いる場合に比べて、部品点数を削減し、低コストで電気ケーブルの接続を行うことができる。
また、本実施形態では、グランド線巻き付け部４において、絶縁体７にグランド線８を均一に巻き付けるため、特性インピーダンスの変化を抑制し、より良好な接続構造を形成することができる。
【００３３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【００３４】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、図４に示すように、電気ケーブル２２を被接続体であるプリント基板２１に接続したものである。
電気ケーブル２２は、上記第１の実施形態の電気ケーブル２が、芯線６を有する１芯線の同軸ケーブルであるのに対して、図５に示すように、被覆電線ＣＡ、ＣＢが撚り合わされてツイストペアを構成している２芯線のシールドツイストペアケーブルである。
電気ケーブル２２の概略構成は、図５に示すように、電気信号を伝送する芯線２６Ａ（第一の芯線）と芯線２６Ａを被覆する絶縁体２７Ａ（第一の絶縁体）とからなる被覆電線ＣＡ（第一の被覆電線）と、電気信号を伝送する芯線２６Ｂ（第二の芯線）と芯線２６Ｂを被覆する絶縁体２７Ｂ（第二の絶縁体）とからなる被覆電線ＣＢ（第二の被覆電線）と、絶縁体２７Ａ、２７Ｂの周りに配置された導体層２９と、導体層２９の周りに配置された被覆部材３０と、導体層２９に電気的に接続されたグランド線２８とを備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３５】
芯線２６Ａ、２６Ｂは、上記第１の実施形態における芯線６と同様の構成を採用することができる。
導体層２９は、ツイストペアを静電シールドする部材であり、上記第１の実施形態における導体層９と同様の構成を採用することができる。
被覆部材３０は、本実施形態では、電気ケーブル２２の外皮を構成するもので、上記第１の実施形態における被覆部材１０と同様の構成を採用することができる。
グランド線２８は、導体層２９を接地するための導線であり、上記第１の実施形態におけるグランド線８と同様の構成を採用することができる。
なお、本実施形態では、グランド線２８は、導体層２９と絶縁体２７Ａ、２７Ｂとの間に挟まれて配置され、これによりグランド線２８と導体層２９とは、接触状態に保持され互いに電気的に接続されている。
【００３６】
プリント基板２１は、図４に示すように、上記第１の実施形態のプリント基板１の芯線接続端子１１に代えて、芯線接続端子３１Ａ（第一の芯線接続端子）、芯線接続端子３１Ｂ（第二の芯線接続端子）を備える。また、プリント基板２１は、グランド線接続端子１２を備えるが、グランド線８に代えてグランド線２８を接地するために用いられる。
芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ、芯線２６Ａ、２６Ｂを回路パターンに接続するためのもので、被覆電線ＣＡ、ＣＢの最小並列ピッチ（それぞれの外径の和の半分）以上のピッチで、互いに離間して配置されている。
芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂは、芯線接続端子１１と同様、プリント基板２１上に形成されたランド部でもよいし、プリント基板２１に設置された端子部材でもよい。
本実施形態では、芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ芯線２６Ａ、２６Ｂの先端を半田付けして接続する矩形状のランド部で構成されている。
ただし、本実施形態におけるグランド線接続端子１２は、電気ケーブル２２を位置決めして芯線２６Ａ、２６Ｂの端部を芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂに接続した際に、後述するグランド線巻き付け部２４の先端側において、絶縁体２７Ｂの側方となる位置に設けられている。
【００３７】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造の概略構成は、図４に示すように、互いに接続された電気ケーブル２２とプリント基板２１との間に、導体層配置部２３、グランド線巻き付け部２４、グランド線接続部３３、および芯線接続部２５Ａ（第一の芯線接続部）、芯線接続部２５Ｂ（第二の芯線接続部）を備える。
【００３８】
導体層配置部２３は、電気ケーブル２２において、芯線２６Ａ、２６Ｂ、絶縁体２７Ａ、２７Ｂ、およびグランド線２８が、導体層２９に覆われている部分である。導体層２９は、プリント基板２１上の導電部と短絡するおそれがなければ、被覆部材３０から露出していてもよい。
本実施形態では、導体層配置部２３の境界である導体層２９の端部の近傍まで被覆部材３０によって被覆され、導体層２９の端部が被覆部材３０からわずかに露出されている。
【００３９】
グランド線巻き付け部２４は、導体層配置部２３の端部から絶縁体２７Ａ、２７Ｂ、およびグランド線２８が露出され、導体層配置部２３の端部から露出された絶縁体２７Ａ、２７Ｂをひとまとめにしてその周りにグランド線２８が巻き付けられた部分である。
グランド線２８は、図４に示す例では、導体層配置部２３との境界から絶縁体２７Ａ、２７Ｂの延在方向の先端側に向かって（図示下側から上側）右回転で旋回する螺旋状に２巻き１／４だけ巻き付けられている。
また、グランド線２８は、グランド線巻き付け部２４における絶縁体２７Ａ、２７Ｂの延在方向にわたって、一定の巻き付けピッチｐで、均一に巻き付けられている。
グランド線巻き付け部２４における絶縁体２７Ａ、２７Ｂの内部には、図４には図示しないが、導体層配置部２３内の絶縁体２７Ａ、２７Ｂと同様に芯線２６Ａ、２６Ｂが挿通されている。
【００４０】
グランド線接続部３３は、グランド線巻き付け部２４に巻き付けられたグランド線２８の端部をグランド線接続端子１２に接続したものである。
本実施形態では、グランド線巻き付け部２４に巻き付けられた先端側のグランド線２８の端部が、側方に位置するグランド線接続端子１２上に延ばされ、このグランド線２８の端部が半田付けによってグランド線接続端子１２に接続されている。
【００４１】
芯線接続部２５Ａ、２５Ｂは、グランド線巻き付け部２４における絶縁体２７Ａ，２７Ｂの端部から芯線２６Ａ、２６Ｂを露出し、それぞれ芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂに接続したものである。
本実施形態では、芯線２６Ａ、２６Ｂが、グランド線巻き付け部２４の絶縁体２７Ａ，２７Ｂから、前方の芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂ上に延ばされ、この芯線２６Ａ、２６Ｂの端部が半田付けによって芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂにそれぞれ接続されている。
【００４２】
このように本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、上記第１の実施形態の電気ケーブル２が１本の芯線６を備え、グランド線巻き付け部４において絶縁体７の周りにグランド線８を巻き付けているのに対して、電気ケーブル２２では、芯線６に対応して２本の芯線２６Ａ、２６Ｂを備えグランド線巻き付け部２４において各芯線を被覆する絶縁体２７Ａ、２７Ｂをひとまとめにしてグランド線２８が巻き付けられている点と、２本の芯線２６Ａ、２６Ｂに対してそれぞれ芯線接続部２５Ａ、２５Ｂが形成されている点とが異なる。
【００４３】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、上記第１の実施形態の電気ケーブルの接続構造形成方法と同様に、端部処理工程、芯線接続工程、グランド線巻き付け工程、およびグランド線接続工程を備える。また、これらの工程は、上記に説明した電気ケーブルの接続構造を形成できれば、第１の実施形態と同様に適宜の順序で行うことができる。
以下では、上記第１の実施形態と同様、図３に示す工程フローを順次行う場合について、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４４】
まず、端部処理工程Ｓ１を行う。本工程では、電気ケーブル２２の端部において、上記第１の実施形態の導体層９および被覆部材１０と同様にして導体層２９および被覆部材３０を除去する。
これにより、被覆電線ＣＡ、ＣＢに対応する絶縁体２７Ａ、２７Ｂと、グランド線２８とを露出させる。そして、被覆電線ＣＡ、ＣＢごとに、上記第１の実施形態の絶縁体７と同様にして絶縁体２７Ａ、２７Ｂの端部を除去し、絶縁体２７Ａ、２７Ｂからそれぞれ芯線２６Ａ、２６Ｂを露出させる。
【００４５】
次に、グランド線巻き付け工程Ｓ２を行う。本工程は、絶縁体２７Ａ、２７Ｂをひとまとめにしてグランド線２８を２巻き１／４だけ巻き付けピッチｐで均一に巻き付ける以外は、上記第１の実施形態と同様の工程である。
ただし、巻き付けピッチｐは、必要な特性インピーダンスに応じて、上記第１の実施形態とは異なる値に設定することができる。また、巻き付け数の２巻き１／４は一例であって、必要な特性インピーダンスが得られるように適宜の巻き付け数に設定することが出来る。
【００４６】
芯線接続工程Ｓ３は、端部処理工程において絶縁体２７Ａ、２７Ｂから露出された芯線２６Ａ、２６Ｂを、それぞれ芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂに接続する工程であり、上記第１の実施形態の芯線接続工程Ｓ３と同様にして行うことができる。
グランド線接続工程Ｓ４は、グランド線巻き付け工程Ｓ１において巻き付けたグランド線２８の端部をグランド線接続端子１２に接続する工程であり、上記第１の実施形態のグランド線接続工程Ｓ４と同様にして行うことができる。
このようにして、プリント基板２１と電気ケーブル２２とが接続され、プリント基板２１上に本実施形態の電気ケーブルの接続構造が形成される。
【００４７】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造では、導体層配置部２３においては、グランド線接続部３３によって接地されたグランド線２８と同電位の導体層２９によって芯線２６Ａ、２６Ｂが静電シールドされる。このため、導体層配置部２３は、一定の特性インピーダンスを有するシールドツイストペアケーブルになっている。
また、グランド線巻き付け部２４では、接地されたグランド線２８が絶縁体２７Ａ、２７Ｂの外周に巻き付けられているため、絶縁体２７Ａ、２７Ｂ内の芯線２６Ａ、２６Ｂが静電シールドされる。
このとき、絶縁体２７Ａ、２７Ｂに対するグランド線２８の巻き付け方によって、グランド線巻き付け部２４の特性インピーダンスが決まるため、グランド線２８の巻き付け方による特性インピーダンスの変化を予め調べておくことで、グランド線巻き付け部２４の特性インピーダンスを適宜値に調整することができる。
このように本実施形態では、上記第１の実施形態と同様にシールド部材を用いることなく電気ケーブル２２の構成のみで特性インピーダンスを調整することができる。このため、シールド部材を用いる場合に比べて、部品点数を削減し、低コストで電気ケーブルの接続を行うことができる。
【００４８】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。図７は、図６のＣ−Ｃ断面図である。
【００４９】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、図６に示すように、電気ケーブル４２を被接続体であるプリント基板４１に接続したものである。
電気ケーブル４２は、図７に示すように、上記第２の実施形態の電気ケーブル２２と同様、被覆電線ＣＡ、ＣＢがツイストペアを構成している２芯線のシールドツイストペアケーブルであり、プリント基板４１に対する接続構造のみが異なっている。
以下、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５０】
プリント基板４１は、図６に示すように、上記第２の実施形態のプリント基板２１にグランド線接続端子５２を追加したものである。
グランド線接続端子５２は、グランド線接続端子１２と同様にグランド線２８を接地するためのもので、グランド線接続端子１２と同様の構成を有し、図示略の配線によってグランド線接続端子１２と電気的に接続され、互いに同電位とされている。
グランド線接続端子５２の配置位置は、電気ケーブル４２を位置決めして、上記第２の実施形態と同様に芯線２６Ａ、２６Ｂの端部を芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂに接続した際に、被覆電線ＣＡ、ＣＢを挟んで、グランド線接続端子１２と対向する位置に設けられている。
【００５１】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造の概略構成は、図６に示すように、互いに接続された電気ケーブル４２とプリント基板２１との間に、導体層配置部４３、グランド線巻き付け部４４、グランド線接続部３３、５３、および芯線接続部２５Ａ、２５Ｂを備える。
ここで、導体層配置部４３は、上記第２の実施形態の導体層配置部２３と同様な構成を備える。
【００５２】
グランド線巻き付け部４４は、導体層配置部４３の端部から絶縁体２７Ａ、２７Ｂが露出され、導体層配置部２３の端部から露出された絶縁体２７Ａ、２７Ｂのそれぞれの外周に、グランド線２８が分岐されたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂ（グランド線）が巻き付けられた部分である。
グランド線分岐部２８ａ、２８ｂは、撚り線で構成されたグランド線２８が、導体層配置部４３から露出される位置で長さ方向に２つに分岐して形成された線状部分である。
グランド線分岐部２８ａは、図６に示す例では、導体層配置部４３との境界から絶縁体２７Ａの延在方向の先端側に向かって（図示下側から上側）左回転で旋回する螺旋状に２巻き１／２だけ、一定の巻き付けピッチｐで均一に巻き付けられている。
グランド線分岐部２８ｂは、図６に示す例では、導体層配置部４３との境界から絶縁体２７Ｂの延在方向の先端側に向かって右回転で旋回する螺旋状に２巻き１／２だけ、一定の巻き付けピッチｐで均一に巻き付けられている。
グランド線巻き付け部４４における絶縁体２７Ａ、２７Ｂの内部には、図６には図示しないが、導体層配置部４３内の絶縁体２７Ａ、２７Ｂと同様に芯線２６Ａ、２６Ｂが挿通されている。
【００５３】
グランド線接続部３３は、上記第２の実施形態のグランド線８に代えて絶縁体２７Ｂに巻き付けられたグランド線分岐部２８ｂの端部を、上記第２の実施形態と同様にしてグランド線接続端子１２に接続したものである。
【００５４】
グランド線接続部５３は、グランド線巻き付け部４４において、絶縁体２７Ａに巻き付けられたグランド線分岐部２８ａの端部をグランド線接続端子５２に接続したものである。
本実施形態では、絶縁体２７Ａに巻き付けられた先端側のグランド線分岐部２８ａの端部が、側方に位置するグランド線接続端子５２上に延ばされ、このグランド線分岐部２８ａの端部を半田付けすることによってグランド線接続端子５２に接続している。
【００５５】
このように本実施形態の電気ケーブルの接続構造では、グランド線巻き付け部４４において、絶縁体２７Ａ、２７Ｂのぞれぞれの外周が、グランド線２８から分岐されたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂが巻き付けられ、グランド線分岐部２８ａ、２８ｂが、グランド線接続端子５２、１２に接続されて、グランド線接続部５３、１３が形成されている。これにより、グランド線巻き付け部４４が静電シールドされている。
【００５６】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、上記第２の実施形態の電気ケーブルの接続構造形成方法と同様に、端部処理工程、芯線接続工程、グランド線巻き付け工程、およびグランド線接続工程を備える。また、これらの工程は、上記に説明した電気ケーブルの接続構造を形成できれば、第２の実施形態と同様に適宜の順序で行うことができる。
以下では、上記第２の実施形態と同様、図３に示す工程フローを順次行う場合について、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５７】
端部処理工程Ｓ１は、グランド線２８の処理を除けば、上記第２の実施形態の端部処理工程Ｓ１と全く同様である。
グランド線２８は、上記第２の実施形態と同様にして、導体層２９から露出させた後、例えば、撚りをほぐすなどして、グランド線２８をグランド線分岐部２８ａ、２８ｂに分割し、Ｙ字状に分岐させる。
以上で、本実施形態の端部処理工程Ｓ１が終了する。
【００５８】
グランド線巻き付け工程Ｓ２では、グランド線分岐部２８ａを絶縁体２７Ａに、グランド線分岐部２８ｂを絶縁体２７Ｂに、それぞれ上記の巻き付け方向、巻き付け数、巻き付けピッチｐで、それぞれ均一に巻き付ける。ここで、巻き付け数、巻き付けピッチｐは、必要な特性インピーダンスに応じて、上記第１、２の実施形態とは異なる値に設定することができる。
本実施形態では、例えば、芯線２６Ａ、２６Ｂがツイストペアを構成するため、グランド線巻き付け部４４は、各芯線に対する巻き付け方が対称になるようにしている。
芯線接続工程Ｓ３は、上記第２の実施形態の芯線接続工程を全く同様な工程である。
【００５９】
グランド線接続工程Ｓ４は、グランド線巻き付け工程において巻き付けたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂの端部を、それぞれグランド線接続端子５２，１２に接続する工程であり、上記第１の実施形態のグランド線接続工程とＳ４同様にして行うことができる。
このようにして、プリント基板４１と電気ケーブル４２とが接続され、プリント基板４１上に本実施形態の電気ケーブルの接続構造が形成される。
【００６０】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造では、導体層配置部４３においては、グランド線接続部５３、３３によって接地されたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂと同電位のグランド線２８および導体層２９によって、芯線２６Ａ、２６Ｂが静電シールドされる。このため、導体層配置部４３は、一定の特性インピーダンスを有するシールドツイストペアケーブルになっている。
また、グランド線巻き付け部４４では、接地されたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂが絶縁体２７Ａ、２７Ｂの外周にそれぞれ巻き付けられているため、絶縁体２７Ａ、２７Ｂ内の芯線２６Ａ、２６Ｂが静電シールドされる。
このとき、絶縁体２７Ａ、２７Ｂに対するグランド線２８のそれぞれの巻き付け方によって、グランド線巻き付け部４４の特性インピーダンスが決まるため、グランド線分岐部２８ａ、２８ｂの巻き付け方による特性インピーダンスの変化を予め調べておくことで、グランド線巻き付け部４４の特性インピーダンスを適宜値に調整することができる。
本実施形態では、上記第２の実施形態と同様にシールド部材を用いることなく電気ケーブル４２の構成のみで特性インピーダンスを調整することができる。このため、シールド部材を用いる場合に比べて、部品点数を削減し、低コストで電気ケーブルの接続を行うことができる。
【００６１】
なお、上記の説明では、電気ケーブルの接続される被接続体がプリント基板の場合の例で説明したが、被接続体は、芯線接続端子およびグランド線接続端子が設けられている部材であれば、プリント基板には限定されない。例えば、板状、シート状と異なる形状の絶縁体に、芯線接続端子およびグランド線接続端子を構成する導体が設置された部材を挙げることができる。
【００６２】
また、上記の説明では、グランド線巻き付け部において、グランド線またはグランド線分岐部が２巻き以上巻き付けられている場合の例で説明したが、必要な特性インピーダンスを得るための巻き数は、絶縁体の長さや被接続体のグランドパターン等によっても異なる。例えば、１巻きしただけでもよいし、場合によっては、１／２巻き、１／４巻き等の１巻き未満であってもよい。
【００６３】
また、上記の説明では、電気ケーブルの接続構造形成方法の一例として、端部処理工程、グランド線巻き付け工程、芯線接続工程、およびグランド線接続工程の順に行う場合の例で説明したが、端部処理工程、芯線接続工程、グランド線巻き付け工程、およびグランド線接続工程の順に行ってもよいし、端部処理工程、グランド線巻き付け工程、グランド線接続工程、および芯線接続工程の順に行ってもよい。
例えば、上記第２の実施形態では、グランド線巻き付け工程を行う前に芯線接続工程を行うと、芯線２６Ａ、２６Ｂの配列ピッチ、すなわち絶縁体２７Ａ、２７Ｂの配列ピッチが固定されるため、均一な巻き付けがより容易となる。
また、複数の芯線と、複数のグランド線または複数のグランド線分岐部とがそれぞれ対をなしている場合に、対ごとに、芯線接続工程およびグランド線接続工程を繰り返してもよい。
【００６４】
また、上記第２および第３の実施形態の説明では、絶縁体２７Ａ、２７Ｂが互いに独立したチューブからなる場合の例で説明したが、絶縁体２７Ａ、２７Ｂは導体層配置部では、互いに側部で接続され一体化され、端末処理工程において必要に応じて２本に分割してグランド線巻き付け部では分岐できるようにした構成としてもよい。
【００６５】
また、上記の説明では、グランド線またはグランド線分岐部を線状に保って巻き付ける場合の例で説明したが、これらが撚り線で構成される場合に、中間部の撚りをほどいて帯状に拡がる導線群を形成して巻き付けてもよい。
【００６６】
また、上記第１の実施形態の説明では、１組の芯線６、絶縁体７、およびグランド線８が導体層９内に挿通される電気ケーブル２の場合の例で説明したが、芯線６、絶縁体７、およびグランド線８を複数組備え、それぞれにより複数組のグランド線巻き付け部４を形成してもよい。
【００６７】
また、上記第２、３の実施形態の説明では、芯線２７Ａ、２７Ｂがツイストペアを構成する場合の例で説明したが、ツイストペアを構成しない複数の芯線に対して、同様のグランド線巻き付け部２４、４４を形成した構成としてもよい。
また、芯線の数は、３以上でもよい。
【００６８】
また、上記の各実施形態で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第１の実施形態において、芯線６、絶縁体７、およびグランド線８をそれぞれ複数設けておき、グランド線巻き付け部４が複数形成される構成としてもよい。
また、グランド線巻き付け部を３以上有する構成としてもよく、この場合、上記第１〜第３の実施形態のグランド巻き付け部を適宜組み合わせた構成としてもよい。
また、グランド線から複数のグランド線分岐部を形成する場合に、１つの絶縁体に対して複数のグランド線分岐部を巻き付けてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１、２１、４１ プリント基板（被接続体）
２、２２、４２ 電気ケーブル
３、２３、４３ 導体層配置部
４、２４、４４ グランド線巻き付け部
５、２５Ａ、２５Ｂ 芯線接続部
６、２６Ａ、２６Ｂ 芯線
７、２７Ａ、２７Ｂ 絶縁体
８、２８ グランド線
９、２９ 導体層
１０、３０ 被覆部材
１１、３１Ａ、３１Ｂ 芯線接続端子
１２、５２ グランド線接続端子
１３、３３、５３ グランド線接続部
２８ａ、２８ｂ グランド線分岐部（グランド線）
ＣＡ、ＣＢ 被覆電線
ｐ 巻き付けピッチ
Ｓ１ 端部処理工程
Ｓ２ グランド線巻き付け工程
Ｓ３ 芯線接続工程
Ｓ４ グランド線接続工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法に関する。例えば、電気信号伝送用として好適な電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品の高機能、高性能化に伴い、製品内部のシステム全体の規模が大きくなってきている。一方で、製品は小型化しており、小さな筐体にシステムを収める為に、複数のプリント基板でシステムを構成することが多くなってきている。また、電気信号の高速化・高精度化の為に、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）に代表される差動信号伝送方式が使われるようになってきている。
こうしたことから、前述したような複数のプリント基板間の信号のやり取りの為に、ドレイン線と呼ばれるグランド線を入れた、シールドツイストペアケーブルなどの電気ケーブルが使われることが多い。
例えば、特許文献１には、同軸ケーブルにおけるインピーダンスの整合を図る目的で、芯線を包む誘電体、この誘電体の周りに介在する導体層、この導体層の周りに配置された外皮、を有する同軸ケーブルの端末部の外皮及び導体層を除去し、露出した誘電体を端縁から所定長除去し、芯線を露出させてなる同軸ケーブルの端末構造であって、露出した誘電体を覆うようにシールド部材を配置し、このシールド部材を接地した、ことを特徴とする同軸ケーブルの端末構造（電気ケーブルの接続構造）が記載されている。
特許文献１のシールド部材は、矩形状の金属箔からなる導電性テープを２つに折り畳んで内側に、金属メッキが施された細長い軟銅線等からなる軟導電線を挟み、対向するテープ部分を接着したものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の電気ケーブルの接続構造には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、シールド部材を追加して導体層から露出した芯線を覆うことにより、端末部の特性インピーダンスの整合を図っているため、部品数が増大し、製造コストが増大してしまうという問題がある。また、基板側に、導体層に接続されたグランド線を接地する接地端子の他に、シールド部材を接地する接地端子を設ける必要があるため、実装面積が大きくなり、基板の小型化に向かないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、シールド部材を追加することなく、被接続体に接続する電気ケーブルの接続端での特性インピーダンスの変動を抑えることができる電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、芯線およびグランド線を有する電気ケーブルを、前記芯線を接続する芯線接続端子および前記グランド線を接地するグランド線接続端子が設けられた被接続体に接続した電気ケーブルの接続構造であって、前記芯線を被覆する絶縁体、該絶縁体の周りに配置された導体層、該導体層の周りに配置された被覆部材、および前記導体層に電気的に接続された前記グランド線を有する導体層配置部と、該導体層配置部の端部から前記絶縁体および前記グランド線が露出され、前記導体層配置部の端部から露出された前記絶縁体の外周に、前記導体層配置部の端部から露出された前記グランド線が巻き付けられたグランド線巻き付け部と、該グランド線巻き付け部に巻き付けられた前記グランド線の端部を前記グランド線接続端子に接続したグランド線接続部と、前記グランド線巻き付け部における前記絶縁体の端部から前記芯線を露出し前記芯線接続端子に接続した芯線接続部と、を備える構成とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電気ケーブルの接続構造において、前記グランド線巻き付け部において、前記グランド線が前記絶縁体の外周に均一ピッチで巻きつけられた構成とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電気ケーブルの接続構造において、前記グランド線巻き付け部は、前記導体層配置部の端部から、複数の前記芯線をそれぞれ被覆する複数の前記絶縁体が露出され、該複数の前記絶縁体をひとまとめにしてその周りに前記グランド線が巻き付けられた構成とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載の電気ケーブルの接続構造において、前記電気ケーブルの前記グランド線は、分岐可能な導体からなり、前記グランド線巻き付け部は、前記導体層配置部の端部から、複数の前記芯線をそれぞれ被覆する複数の前記絶縁体が露出され、該複数の前記絶縁体のそれぞれの外周に、前記グランド線が分岐されたグランド線分岐部が巻き付けられた構成とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、芯線およびグランド線を有する電気ケーブルを、前記芯線を接続する芯線接続端子および前記グランド線を接地するグランド線接続端子が設けられた被接続体に接続する電気ケーブルの接続構造形成方法であって、前記芯線を被覆する絶縁体、該絶縁体の周りに配置された導体層、該導体層の周りに配置された被覆部材、および前記導体層に電気的に接続された前記グランド線を有する前記電気ケーブルの端部において、前記導体層および前記被覆部材を除去することにより、前記絶縁体および前記グランド線を露出させ、さらに、前記絶縁体の端部を除去して前記絶縁体から前記芯線を露出させる端部処理工程と、前記端部処理工程において前記絶縁体から露出された前記芯線を、前記芯線接続端子に接続する芯線接続工程と、前記端部処理工程と前記芯線接続工程との間、または前記芯線接続工程の後に、前記電気ケーブルの端部において露出された前記絶縁体の外周に、前記電気ケーブルの端部において露出された前記グランド線を巻き付けるグランド線巻き付け工程と、該グランド線巻き付け工程において巻き付けた前記グランド線の端部を前記グランド線接続端子に接続するグランド線接続工程と、を備える方法とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電気ケーブルの接続構造および電気ケーブルの接続構造形成方法によれば、導体層配置部から芯線接続部までの間に露出した絶縁体にグランド線を巻き付けてからグランド線を接地するため、シールド部材を追加することなく、被接続体に接続する電気ケーブルの接続端での特性インピーダンスの変動を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造形成方法の工程フローの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
なお、これらの図面は、模式図であり、各部の寸法は誇張されている場合がある（以下の図面も同様）。
【００１５】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、図１に示すように、電気ケーブル２を被接続体であるプリント基板１に接続したものである。
電気ケーブル２の概略構成は、図２に示すように、電気信号を伝送する芯線６と、芯線６を被覆する絶縁体７と、絶縁体７の周りに配置された導体層９と、導体層９の周りに配置された被覆部材１０と、導体層９に電気的に接続されたグランド線８とを備える。
【００１６】
また、グランド線８は、導体層９の内部では、芯線６および絶縁体７と並行して延ばされ、絶縁体７と導体層９に挟まれた状態となるように配置されている。これにより、導体層９の内部では、グランド線８は、導体層９と接触して保持され、導体層９と同電位となる状態で電気的に接続されている。
【００１７】
プリント基板１は、図示略の回路パターンが形成されており、少なくとも、芯線６をこの回路パターンに接続するための芯線接続端子１１と、グランド線８を接地するためのグランド線接続端子１２とが設けられている。
芯線接続端子１１、グランド線接続端子１２は、プリント基板１上に形成されたランド部でもよいし、プリント基板１に設置された端子部材でもよい。
本実施形態では、芯線接続端子１１、グランド線接続端子１２は、それぞれ芯線６の先端、およびグランド線８の先端を半田付けして接続する矩形状のランド部で構成されている。
グランド線接続端子１２は、電気ケーブル２を位置決めして芯線６の端部を芯線接続端子１１に接続した際に、後述するグランド線巻き付け部４の先端側の側方となる位置に設けられている。
【００１８】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造の概略構成は、図１に示すように、互いに接続された電気ケーブル２とプリント基板１との間に、導体層配置部３、グランド線巻き付け部４、グランド線接続部１３、および芯線接続部５を備える。
【００１９】
導体層配置部３は、電気ケーブル２において、芯線６、絶縁体７、およびグランド線８が、導体層９に覆われている部分である。導体層９は、プリント基板１上の導電部と短絡するおそれがなければ、被覆部材１０から露出していてもよい。
本実施形態では、導体層配置部３の境界である導体層９の端部の近傍まで被覆部材１０によって被覆され、導体層９の端部が被覆部材１０からわずかに露出されている。
【００２０】
グランド線巻き付け部４は、導体層配置部３の端部から絶縁体７およびグランド線８が露出され、導体層配置部３の端部から露出された絶縁体７の外周に、導体層配置部３の端部から露出されたグランド線８が巻き付けられた部分である。
グランド線８は、図１に示す例では、導体層配置部３との境界から絶縁体７の延在方向の先端側に向かって（図示下側から上側）右回転で旋回する螺旋状に２巻き１／２だけ巻き付けられている。
また、グランド線８は、グランド線巻き付け部４における絶縁体７の延在方向にわたって、一定の巻き付けピッチｐで、均一に巻き付けられている。
グランド線８の巻き付けピッチｐ、および巻き数は、グランド線８の巻き付けによる静電シールド効果を考慮して、単位長さ当たりのケーブルの特性インピーダンスが電気ケーブルの仕様の許容範囲内となるように設定されている。
なお、図１では、隣接するグランド線８が間隔をあけて巻き付けられている場合の例が描かれているが、グランド線８は、密巻きされていてもよい。
【００２１】
グランド線巻き付け部４における絶縁体７の内部には、図１には図示しないが、導体層配置部３内の絶縁体７と同様に芯線６が挿通されている。
【００２２】
グランド線接続部１３は、グランド線巻き付け部４に巻き付けられたグランド線８の端部をグランド線接続端子１２に接続したものである。
本実施形態では、グランド線巻き付け部４に巻き付けられた先端側のグランド線８の端部が側方に位置するグランド線接続端子１２上に延ばされ、このグランド線８の端部が半田付けによってグランド線接続端子１２に接続されている。
【００２３】
芯線接続部５は、グランド線巻き付け部４における絶縁体７の端部から芯線６を露出し芯線接続端子１１に接続したものである。
本実施形態では、芯線６がグランド線巻き付け部４の絶縁体７から前方の芯線接続端子１１上に延ばされ、この芯線６の端部が半田付けによって芯線接続端子１１に接続されている。
【００２４】
次に、このような構成の電気ケーブルの接続構造を製造する方法である本実施形態の電気ケーブルの接続構造形成方法について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造形成方法の工程フローの一例を示すフローチャートである。
本方法は、端部処理工程、芯線接続工程、グランド線巻き付け工程、およびグランド線接続工程を備える。これらの工程は、上記の電気ケーブルの接続構造が形成できれば、最初に端末処理工程を行う以外には、特に他の工程との実行順序に制限はない。
以下では、一例として、図３に示す工程フローに基づいて、端部処理工程Ｓ１、グランド線巻き付け工程Ｓ２、芯線接続工程Ｓ３、およびグランド線接続工程Ｓ４の順に行う場合の例で説明する。
【００２５】
まず、端部処理工程Ｓ１を行う。本工程は、電気ケーブル２の端部において、導体層９および被覆部材１０を除去することにより、絶縁体７およびグランド線８を露出させ、さらに、絶縁体７の端部を除去して絶縁体７から芯線６を露出させる工程である。
本工程では、まずプリント基板１上の部品配置や、電気ケーブル２の端部を配置するスペースの大きさなどを考慮して、電気ケーブル２の端部の加工形状を決める。
【００２６】
加工形状を決定したら、被覆部材１０、導体層９をストリッパーなどで除去工具を用いて除去して、被覆部材１０から導体層９がわずかに露出しこの導体層９の端部から絶縁体７が適宜長さ露出するような端部形状に加工する。これにより、導体層配置部３が形成される。
また、本実施形態では、導体層９内で絶縁体７と並行してグランド線８が挿通されているため、被覆部材１０および導体層９を除去することで、絶縁体７の露出長さと略同じ長さのグランド線８が導体層配置部３から露出されることになる。
このため、導体層配置部３を形成する加工では、導体層配置部３から露出するグランド線８が必要な長さになるように加工量を設定する。
【００２７】
次に、導体層配置部３から露出された絶縁体７の先端をストリッパーやカッターなどの工具を用いて、上記の加工形状に一致するように絶縁体７および絶縁体７から露出した芯線６の長さを整える。
以上で、端部処理工程Ｓ１が終了する。
【００２８】
次に、グランド線巻き付け工程Ｓ２を行う。本工程は、電気ケーブル２の端部において導体層配置部３から露出された絶縁体７の外周に、同じく導体層配置部３から露出されたグランド線８を巻き付ける工程である。
グランド線８の巻き付け方向、巻き付けピッチ、巻き数等は、例えば、実験やシミュレーションを行うなどして、単位長さ当たりのケーブルの特性インピーダンスが電気ケーブルの仕様の許容範囲内となるように予め決めておくことができる。
【００２９】
グランド線８は線材であるため、層状の導体層９に比べると静電シールド効果は劣るが、図２に示すように、絶縁体７は導体層９の内径よりも小径であるため、巻き付けピッチなどを適宜設定することにより、特性インピーダンスが導体層配置部３と同等となるように巻き付けることが可能である。
本実施形態では、グランド線８を、導体層配置部３との境界から絶縁体７の延在方向の先端側に向かって右回転で旋回する螺旋状に、巻き付けピッチｐで２巻き１／２だけ、均一に巻き付ける。
ここで、均一に巻き付けるとは、巻き付けピッチｐが、単位長さ当たりの特性インピーダンスの変化が、許容範囲に収まる程度に均一に巻き付けることを意味する。このため、特性インピーダンスが許容範囲となる程度の巻き付け誤差があっても均一の範囲に含まれる。
巻き付けの終端側のグランド線８の端部は、絶縁体７の側方に向かって延ばしておく。
このようにしてグランド線巻き付け部４が形成される。
以上で、グランド線巻き付け工程Ｓ２が終了する。
なお、本工程における巻き付け作業は、手作業で行ってもよいし、適宜の治具を用いたり、自動巻き付け装置を用いたりしてもよい。
【００３０】
次に、芯線接続工程Ｓ３を行う。本工程は、端部処理工程Ｓ１において絶縁体７から露出された芯線６を、芯線接続端子１１に接続する工程である。
まず、プリント基板１上で芯線６が芯線接続端子１１上に位置し、グランド線巻き付け部４の先端部がグランド線接続端子１２に隣接するように、電気ケーブル２を配置する。
この状態で、電気ケーブル２の位置を固定し、芯線６の端部を芯線接続端子１１に半田付けする。電気ケーブル２の固定方法は、保持治具などを用いて、半田付けの間、一時的に固定する方法や、図示しない適宜のクランプ部材をプリント基板１に設けて電気ケーブル２をプリント基板１上に恒久的に固定する方法などを採用することができる。
これにより、芯線６が芯線接続端子１１に接続され、芯線接続部５が形成される。
以上で、芯線接続工程Ｓ３が終了する。
【００３１】
次にグランド線接続工程Ｓ４を行う。本工程は、グランド線巻き付け工程において巻き付けたグランド線８の端部をグランド線接続端子１２に接続する工程である。
まず、絶縁体７の側方に延ばされたグランド線８の端部をグランド線接続端子１２上に配置する。次に、グランド線巻き付け部４の巻き付けが緩まないように、必要に応じてグランド線８に張力を加え、グランド線接続端子１２上の位置を固定する。この状態で、グランド線８をグランド線接続端子１２に半田付けする。これにより、グランド線接続部１３が形成される。
以上で、グランド線接続工程Ｓ４が終了する。
このようにして、プリント基板１と電気ケーブル２とが接続され、プリント基板１上に本実施形態の電気ケーブルの接続構造が形成される。
【００３２】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造では、導体層配置部３においては、グランド線接続部１３によって接地されたグランド線８と同電位の導体層９によって芯線６が静電シールドされる。このため、導体層配置部３は、一定の特性インピーダンスを有する同軸ケーブルになっている。
また、グランド線巻き付け部４では、接地されたグランド線８が絶縁体７の外周に巻き付けられているため、絶縁体７内の芯線６が静電シールドされる。このとき、絶縁体７の太さとグランド線８の巻き付け方とによって、グランド線巻き付け部４の特性インピーダンスが決まるため、グランド線８の巻き付け方による特性インピーダンスの変化を予め調べておくことで、グランド線巻き付け部４の特性インピーダンスを適宜値に調整することができる。
本実施形態では、導体層配置部３とグランド線巻き付け部４との間の特性インピーダンスの変化を低減し、特性インピーダンスの許容範囲内となるようにしている。
従来、このような端末部における特性インピーダンスの調整は、シールド部材等の電気ケーブル２とは別部材を付加して実現していたが、本実施形態では、このようなシールド部材を用いることなく、電気ケーブル２の構成のみで特性インピーダンスを調整することができる。
このため、シールド部材を用いる場合に比べて、部品点数を削減し、低コストで電気ケーブルの接続を行うことができる。
また、本実施形態では、グランド線巻き付け部４において、絶縁体７にグランド線８を均一に巻き付けるため、特性インピーダンスの変化を抑制し、より良好な接続構造を形成することができる。
【００３３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【００３４】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、図４に示すように、電気ケーブル２２を被接続体であるプリント基板２１に接続したものである。
電気ケーブル２２は、上記第１の実施形態の電気ケーブル２が、芯線６を有する１芯線の同軸ケーブルであるのに対して、図５に示すように、被覆電線ＣＡ、ＣＢが撚り合わされてツイストペアを構成している２芯線のシールドツイストペアケーブルである。
電気ケーブル２２の概略構成は、図５に示すように、電気信号を伝送する芯線２６Ａ（第一の芯線）と芯線２６Ａを被覆する絶縁体２７Ａ（第一の絶縁体）とからなる被覆電線ＣＡ（第一の被覆電線）と、電気信号を伝送する芯線２６Ｂ（第二の芯線）と芯線２６Ｂを被覆する絶縁体２７Ｂ（第二の絶縁体）とからなる被覆電線ＣＢ（第二の被覆電線）と、絶縁体２７Ａ、２７Ｂの周りに配置された導体層２９と、導体層２９の周りに配置された被覆部材３０と、導体層２９に電気的に接続されたグランド線２８とを備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３５】
芯線２６Ａ、２６Ｂは、上記第１の実施形態における芯線６と同様の構成を採用することができる。
導体層２９は、ツイストペアを静電シールドする部材であり、上記第１の実施形態における導体層９と同様の構成を採用することができる。
被覆部材３０は、本実施形態では、電気ケーブル２２の外皮を構成するもので、上記第１の実施形態における被覆部材１０と同様の構成を採用することができる。
グランド線２８は、導体層２９を接地するための導線であり、上記第１の実施形態におけるグランド線８と同様の構成を採用することができる。
なお、本実施形態では、グランド線２８は、導体層２９と絶縁体２７Ａ、２７Ｂとの間に挟まれて配置され、これによりグランド線２８と導体層２９とは、接触状態に保持され互いに電気的に接続されている。
【００３６】
プリント基板２１は、図４に示すように、上記第１の実施形態のプリント基板１の芯線接続端子１１に代えて、芯線接続端子３１Ａ（第一の芯線接続端子）、芯線接続端子３１Ｂ（第二の芯線接続端子）を備える。また、プリント基板２１は、グランド線接続端子１２を備えるが、グランド線８に代えてグランド線２８を接地するために用いられる。
芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ、芯線２６Ａ、２６Ｂを回路パターンに接続するためのもので、被覆電線ＣＡ、ＣＢの最小並列ピッチ（それぞれの外径の和の半分）以上のピッチで、互いに離間して配置されている。
芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂは、芯線接続端子１１と同様、プリント基板２１上に形成されたランド部でもよいし、プリント基板２１に設置された端子部材でもよい。
本実施形態では、芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ芯線２６Ａ、２６Ｂの先端を半田付けして接続する矩形状のランド部で構成されている。
ただし、本実施形態におけるグランド線接続端子１２は、電気ケーブル２２を位置決めして芯線２６Ａ、２６Ｂの端部を芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂに接続した際に、後述するグランド線巻き付け部２４の先端側において、絶縁体２７Ｂの側方となる位置に設けられている。
【００３７】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造の概略構成は、図４に示すように、互いに接続された電気ケーブル２２とプリント基板２１との間に、導体層配置部２３、グランド線巻き付け部２４、グランド線接続部３３、および芯線接続部２５Ａ（第一の芯線接続部）、芯線接続部２５Ｂ（第二の芯線接続部）を備える。
【００３８】
導体層配置部２３は、電気ケーブル２２において、芯線２６Ａ、２６Ｂ、絶縁体２７Ａ、２７Ｂ、およびグランド線２８が、導体層２９に覆われている部分である。導体層２９は、プリント基板２１上の導電部と短絡するおそれがなければ、被覆部材３０から露出していてもよい。
本実施形態では、導体層配置部２３の境界である導体層２９の端部の近傍まで被覆部材３０によって被覆され、導体層２９の端部が被覆部材３０からわずかに露出されている。
【００３９】
グランド線巻き付け部２４は、導体層配置部２３の端部から絶縁体２７Ａ、２７Ｂ、およびグランド線２８が露出され、導体層配置部２３の端部から露出された絶縁体２７Ａ、２７Ｂをひとまとめにしてその周りにグランド線２８が巻き付けられた部分である。
グランド線２８は、図４に示す例では、導体層配置部２３との境界から絶縁体２７Ａ、２７Ｂの延在方向の先端側に向かって（図示下側から上側）右回転で旋回する螺旋状に２巻き１／４だけ巻き付けられている。
また、グランド線２８は、グランド線巻き付け部２４における絶縁体２７Ａ、２７Ｂの延在方向にわたって、一定の巻き付けピッチｐで、均一に巻き付けられている。
グランド線巻き付け部２４における絶縁体２７Ａ、２７Ｂの内部には、図４には図示しないが、導体層配置部２３内の絶縁体２７Ａ、２７Ｂと同様に芯線２６Ａ、２６Ｂが挿通されている。
【００４０】
グランド線接続部３３は、グランド線巻き付け部２４に巻き付けられたグランド線２８の端部をグランド線接続端子１２に接続したものである。
本実施形態では、グランド線巻き付け部２４に巻き付けられた先端側のグランド線２８の端部が、側方に位置するグランド線接続端子１２上に延ばされ、このグランド線２８の端部が半田付けによってグランド線接続端子１２に接続されている。
【００４１】
芯線接続部２５Ａ、２５Ｂは、グランド線巻き付け部２４における絶縁体２７Ａ，２７Ｂの端部から芯線２６Ａ、２６Ｂを露出し、それぞれ芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂに接続したものである。
本実施形態では、芯線２６Ａ、２６Ｂが、グランド線巻き付け部２４の絶縁体２７Ａ，２７Ｂから、前方の芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂ上に延ばされ、この芯線２６Ａ、２６Ｂの端部が半田付けによって芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂにそれぞれ接続されている。
【００４２】
このように本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、上記第１の実施形態の電気ケーブル２が１本の芯線６を備え、グランド線巻き付け部４において絶縁体７の周りにグランド線８を巻き付けているのに対して、電気ケーブル２２では、芯線６に対応して２本の芯線２６Ａ、２６Ｂを備えグランド線巻き付け部２４において各芯線を被覆する絶縁体２７Ａ、２７Ｂをひとまとめにしてグランド線２８が巻き付けられている点と、２本の芯線２６Ａ、２６Ｂに対してそれぞれ芯線接続部２５Ａ、２５Ｂが形成されている点とが異なる。
【００４３】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、上記第１の実施形態の電気ケーブルの接続構造形成方法と同様に、端部処理工程、芯線接続工程、グランド線巻き付け工程、およびグランド線接続工程を備える。また、これらの工程は、上記に説明した電気ケーブルの接続構造を形成できれば、第１の実施形態と同様に適宜の順序で行うことができる。
以下では、上記第１の実施形態と同様、図３に示す工程フローを順次行う場合について、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４４】
まず、端部処理工程Ｓ１を行う。本工程では、電気ケーブル２２の端部において、上記第１の実施形態の導体層９および被覆部材１０と同様にして導体層２９および被覆部材３０を除去する。
これにより、被覆電線ＣＡ、ＣＢに対応する絶縁体２７Ａ、２７Ｂと、グランド線２８とを露出させる。そして、被覆電線ＣＡ、ＣＢごとに、上記第１の実施形態の絶縁体７と同様にして絶縁体２７Ａ、２７Ｂの端部を除去し、絶縁体２７Ａ、２７Ｂからそれぞれ芯線２６Ａ、２６Ｂを露出させる。
【００４５】
次に、グランド線巻き付け工程Ｓ２を行う。本工程は、絶縁体２７Ａ、２７Ｂをひとまとめにしてグランド線２８を２巻き１／４だけ巻き付けピッチｐで均一に巻き付ける以外は、上記第１の実施形態と同様の工程である。
ただし、巻き付けピッチｐは、必要な特性インピーダンスに応じて、上記第１の実施形態とは異なる値に設定することができる。また、巻き付け数の２巻き１／４は一例であって、必要な特性インピーダンスが得られるように適宜の巻き付け数に設定することが出来る。
【００４６】
芯線接続工程Ｓ３は、端部処理工程において絶縁体２７Ａ、２７Ｂから露出された芯線２６Ａ、２６Ｂを、それぞれ芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂに接続する工程であり、上記第１の実施形態の芯線接続工程Ｓ３と同様にして行うことができる。
グランド線接続工程Ｓ４は、グランド線巻き付け工程Ｓ１において巻き付けたグランド線２８の端部をグランド線接続端子１２に接続する工程であり、上記第１の実施形態のグランド線接続工程Ｓ４と同様にして行うことができる。
このようにして、プリント基板２１と電気ケーブル２２とが接続され、プリント基板２１上に本実施形態の電気ケーブルの接続構造が形成される。
【００４７】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造では、導体層配置部２３においては、グランド線接続部３３によって接地されたグランド線２８と同電位の導体層２９によって芯線２６Ａ、２６Ｂが静電シールドされる。このため、導体層配置部２３は、一定の特性インピーダンスを有するシールドツイストペアケーブルになっている。
また、グランド線巻き付け部２４では、接地されたグランド線２８が絶縁体２７Ａ、２７Ｂの外周に巻き付けられているため、絶縁体２７Ａ、２７Ｂ内の芯線２６Ａ、２６Ｂが静電シールドされる。
このとき、絶縁体２７Ａ、２７Ｂに対するグランド線２８の巻き付け方によって、グランド線巻き付け部２４の特性インピーダンスが決まるため、グランド線２８の巻き付け方による特性インピーダンスの変化を予め調べておくことで、グランド線巻き付け部２４の特性インピーダンスを適宜値に調整することができる。
このように本実施形態では、上記第１の実施形態と同様にシールド部材を用いることなく電気ケーブル２２の構成のみで特性インピーダンスを調整することができる。このため、シールド部材を用いる場合に比べて、部品点数を削減し、低コストで電気ケーブルの接続を行うことができる。
【００４８】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る電気ケーブルの接続構造を示す模式的な平面図である。図７は、図６のＣ−Ｃ断面図である。
【００４９】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、図６に示すように、電気ケーブル４２を被接続体であるプリント基板４１に接続したものである。
電気ケーブル４２は、図７に示すように、上記第２の実施形態の電気ケーブル２２と同様、被覆電線ＣＡ、ＣＢがツイストペアを構成している２芯線のシールドツイストペアケーブルであり、プリント基板４１に対する接続構造のみが異なっている。
以下、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５０】
プリント基板４１は、図６に示すように、上記第２の実施形態のプリント基板２１にグランド線接続端子５２を追加したものである。
グランド線接続端子５２は、グランド線接続端子１２と同様にグランド線２８を接地するためのもので、グランド線接続端子１２と同様の構成を有し、図示略の配線によってグランド線接続端子１２と電気的に接続され、互いに同電位とされている。
グランド線接続端子５２の配置位置は、電気ケーブル４２を位置決めして、上記第２の実施形態と同様に芯線２６Ａ、２６Ｂの端部を芯線接続端子３１Ａ、３１Ｂに接続した際に、被覆電線ＣＡ、ＣＢを挟んで、グランド線接続端子１２と対向する位置に設けられている。
【００５１】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造の概略構成は、図６に示すように、互いに接続された電気ケーブル４２とプリント基板２１との間に、導体層配置部４３、グランド線巻き付け部４４、グランド線接続部３３、５３、および芯線接続部２５Ａ、２５Ｂを備える。
ここで、導体層配置部４３は、上記第２の実施形態の導体層配置部２３と同様な構成を備える。
【００５２】
グランド線巻き付け部４４は、導体層配置部４３の端部から絶縁体２７Ａ、２７Ｂが露出され、導体層配置部２３の端部から露出された絶縁体２７Ａ、２７Ｂのそれぞれの外周に、グランド線２８が分岐されたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂ（グランド線）が巻き付けられた部分である。
グランド線分岐部２８ａ、２８ｂは、撚り線で構成されたグランド線２８が、導体層配置部４３から露出される位置で長さ方向に２つに分岐して形成された線状部分である。
グランド線分岐部２８ａは、図６に示す例では、導体層配置部４３との境界から絶縁体２７Ａの延在方向の先端側に向かって（図示下側から上側）左回転で旋回する螺旋状に２巻き１／２だけ、一定の巻き付けピッチｐで均一に巻き付けられている。
グランド線分岐部２８ｂは、図６に示す例では、導体層配置部４３との境界から絶縁体２７Ｂの延在方向の先端側に向かって右回転で旋回する螺旋状に２巻き１／２だけ、一定の巻き付けピッチｐで均一に巻き付けられている。
グランド線巻き付け部４４における絶縁体２７Ａ、２７Ｂの内部には、図６には図示しないが、導体層配置部４３内の絶縁体２７Ａ、２７Ｂと同様に芯線２６Ａ、２６Ｂが挿通されている。
【００５３】
グランド線接続部３３は、上記第２の実施形態のグランド線８に代えて絶縁体２７Ｂに巻き付けられたグランド線分岐部２８ｂの端部を、上記第２の実施形態と同様にしてグランド線接続端子１２に接続したものである。
【００５４】
グランド線接続部５３は、グランド線巻き付け部４４において、絶縁体２７Ａに巻き付けられたグランド線分岐部２８ａの端部をグランド線接続端子５２に接続したものである。
本実施形態では、絶縁体２７Ａに巻き付けられた先端側のグランド線分岐部２８ａの端部が、側方に位置するグランド線接続端子５２上に延ばされ、このグランド線分岐部２８ａの端部を半田付けすることによってグランド線接続端子５２に接続している。
【００５５】
このように本実施形態の電気ケーブルの接続構造では、グランド線巻き付け部４４において、絶縁体２７Ａ、２７Ｂのぞれぞれの外周が、グランド線２８から分岐されたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂが巻き付けられ、グランド線分岐部２８ａ、２８ｂが、グランド線接続端子５２、１２に接続されて、グランド線接続部５３、１３が形成されている。これにより、グランド線巻き付け部４４が静電シールドされている。
【００５６】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造は、上記第２の実施形態の電気ケーブルの接続構造形成方法と同様に、端部処理工程、芯線接続工程、グランド線巻き付け工程、およびグランド線接続工程を備える。また、これらの工程は、上記に説明した電気ケーブルの接続構造を形成できれば、第２の実施形態と同様に適宜の順序で行うことができる。
以下では、上記第２の実施形態と同様、図３に示す工程フローを順次行う場合について、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５７】
端部処理工程Ｓ１は、グランド線２８の処理を除けば、上記第２の実施形態の端部処理工程Ｓ１と全く同様である。
グランド線２８は、上記第２の実施形態と同様にして、導体層２９から露出させた後、例えば、撚りをほぐすなどして、グランド線２８をグランド線分岐部２８ａ、２８ｂに分割し、Ｙ字状に分岐させる。
以上で、本実施形態の端部処理工程Ｓ１が終了する。
【００５８】
グランド線巻き付け工程Ｓ２では、グランド線分岐部２８ａを絶縁体２７Ａに、グランド線分岐部２８ｂを絶縁体２７Ｂに、それぞれ上記の巻き付け方向、巻き付け数、巻き付けピッチｐで、それぞれ均一に巻き付ける。ここで、巻き付け数、巻き付けピッチｐは、必要な特性インピーダンスに応じて、上記第１、２の実施形態とは異なる値に設定することができる。
本実施形態では、例えば、芯線２６Ａ、２６Ｂがツイストペアを構成するため、グランド線巻き付け部４４は、各芯線に対する巻き付け方が対称になるようにしている。
芯線接続工程Ｓ３は、上記第２の実施形態の芯線接続工程を全く同様な工程である。
【００５９】
グランド線接続工程Ｓ４は、グランド線巻き付け工程において巻き付けたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂの端部を、それぞれグランド線接続端子５２，１２に接続する工程であり、上記第１の実施形態のグランド線接続工程とＳ４同様にして行うことができる。
このようにして、プリント基板４１と電気ケーブル４２とが接続され、プリント基板４１上に本実施形態の電気ケーブルの接続構造が形成される。
【００６０】
本実施形態の電気ケーブルの接続構造では、導体層配置部４３においては、グランド線接続部５３、３３によって接地されたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂと同電位のグランド線２８および導体層２９によって、芯線２６Ａ、２６Ｂが静電シールドされる。このため、導体層配置部４３は、一定の特性インピーダンスを有するシールドツイストペアケーブルになっている。
また、グランド線巻き付け部４４では、接地されたグランド線分岐部２８ａ、２８ｂが絶縁体２７Ａ、２７Ｂの外周にそれぞれ巻き付けられているため、絶縁体２７Ａ、２７Ｂ内の芯線２６Ａ、２６Ｂが静電シールドされる。
このとき、絶縁体２７Ａ、２７Ｂに対するグランド線２８のそれぞれの巻き付け方によって、グランド線巻き付け部４４の特性インピーダンスが決まるため、グランド線分岐部２８ａ、２８ｂの巻き付け方による特性インピーダンスの変化を予め調べておくことで、グランド線巻き付け部４４の特性インピーダンスを適宜値に調整することができる。
本実施形態では、上記第２の実施形態と同様にシールド部材を用いることなく電気ケーブル４２の構成のみで特性インピーダンスを調整することができる。このため、シールド部材を用いる場合に比べて、部品点数を削減し、低コストで電気ケーブルの接続を行うことができる。
【００６１】
なお、上記の説明では、電気ケーブルの接続される被接続体がプリント基板の場合の例で説明したが、被接続体は、芯線接続端子およびグランド線接続端子が設けられている部材であれば、プリント基板には限定されない。例えば、板状、シート状と異なる形状の絶縁体に、芯線接続端子およびグランド線接続端子を構成する導体が設置された部材を挙げることができる。
【００６２】
また、上記の説明では、グランド線巻き付け部において、グランド線またはグランド線分岐部が２巻き以上巻き付けられている場合の例で説明したが、必要な特性インピーダンスを得るための巻き数は、絶縁体の長さや被接続体のグランドパターン等によっても異なる。例えば、１巻きしただけでもよいし、場合によっては、１／２巻き、１／４巻き等の１巻き未満であってもよい。
【００６３】
また、上記の説明では、電気ケーブルの接続構造形成方法の一例として、端部処理工程、グランド線巻き付け工程、芯線接続工程、およびグランド線接続工程の順に行う場合の例で説明したが、端部処理工程、芯線接続工程、グランド線巻き付け工程、およびグランド線接続工程の順に行ってもよいし、端部処理工程、グランド線巻き付け工程、グランド線接続工程、および芯線接続工程の順に行ってもよい。
例えば、上記第２の実施形態では、グランド線巻き付け工程を行う前に芯線接続工程を行うと、芯線２６Ａ、２６Ｂの配列ピッチ、すなわち絶縁体２７Ａ、２７Ｂの配列ピッチが固定されるため、均一な巻き付けがより容易となる。
また、複数の芯線と、複数のグランド線または複数のグランド線分岐部とがそれぞれ対をなしている場合に、対ごとに、芯線接続工程およびグランド線接続工程を繰り返してもよい。
【００６４】
また、上記第２および第３の実施形態の説明では、絶縁体２７Ａ、２７Ｂが互いに独立したチューブからなる場合の例で説明したが、絶縁体２７Ａ、２７Ｂは導体層配置部では、互いに側部で接続され一体化され、端末処理工程において必要に応じて２本に分割してグランド線巻き付け部では分岐できるようにした構成としてもよい。
【００６５】
また、上記の説明では、グランド線またはグランド線分岐部を線状に保って巻き付ける場合の例で説明したが、これらが撚り線で構成される場合に、中間部の撚りをほどいて帯状に拡がる導線群を形成して巻き付けてもよい。
【００６６】
また、上記第１の実施形態の説明では、１組の芯線６、絶縁体７、およびグランド線８が導体層９内に挿通される電気ケーブル２の場合の例で説明したが、芯線６、絶縁体７、およびグランド線８を複数組備え、それぞれにより複数組のグランド線巻き付け部４を形成してもよい。
【００６７】
また、上記第２、３の実施形態の説明では、芯線２７Ａ、２７Ｂがツイストペアを構成する場合の例で説明したが、ツイストペアを構成しない複数の芯線に対して、同様のグランド線巻き付け部２４、４４を形成した構成としてもよい。
また、芯線の数は、３以上でもよい。
【００６８】
また、上記の各実施形態で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第１の実施形態において、芯線６、絶縁体７、およびグランド線８をそれぞれ複数設けておき、グランド線巻き付け部４が複数形成される構成としてもよい。
また、グランド線巻き付け部を３以上有する構成としてもよく、この場合、上記第１〜第３の実施形態のグランド巻き付け部を適宜組み合わせた構成としてもよい。
また、グランド線から複数のグランド線分岐部を形成する場合に、１つの絶縁体に対して複数のグランド線分岐部を巻き付けてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１、２１、４１ プリント基板（被接続体）
２、２２、４２ 電気ケーブル
３、２３、４３ 導体層配置部
４、２４、４４ グランド線巻き付け部
５、２５Ａ、２５Ｂ 芯線接続部
６、２６Ａ、２６Ｂ 芯線
７、２７Ａ、２７Ｂ 絶縁体
８、２８ グランド線
９、２９ 導体層
１０、３０ 被覆部材
１１、３１Ａ、３１Ｂ 芯線接続端子
１２、５２ グランド線接続端子
１３、３３、５３ グランド線接続部
２８ａ、２８ｂ グランド線分岐部（グランド線）
ＣＡ、ＣＢ 被覆電線
ｐ 巻き付けピッチ
Ｓ１ 端部処理工程
Ｓ２ グランド線巻き付け工程
Ｓ３ 芯線接続工程
Ｓ４ グランド線接続工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線およびグランド線を有する電気ケーブルを、前記芯線を接続する芯線接続端子および前記グランド線を接地するグランド線接続端子が設けられた被接続体に接続した電気ケーブルの接続構造であって、
前記芯線を被覆する絶縁体、該絶縁体の周りに配置された導体層、該導体層の周りに配置された被覆部材、および前記導体層に電気的に接続された前記グランド線を有する導体層配置部と、
該導体層配置部の端部から前記絶縁体および前記グランド線が露出され、前記導体層配置部の端部から露出された前記絶縁体の外周に、前記導体層配置部の端部から露出された前記グランド線が巻き付けられたグランド線巻き付け部と、
該グランド線巻き付け部に巻き付けられた前記グランド線の端部を前記グランド線接続端子に接続したグランド線接続部と、
前記グランド線巻き付け部における前記絶縁体の端部から前記芯線を露出し前記芯線接続端子に接続した芯線接続部と、
を備えることを特徴とする電気ケーブルの接続構造。
【請求項２】
前記グランド線巻き付け部において、前記グランド線が前記絶縁体の外周に均一ピッチで巻きつけられた
ことを特徴とする請求項１に記載の電気ケーブルの接続構造。
【請求項３】
前記グランド線巻き付け部は、前記導体層配置部の端部から、複数の前記芯線をそれぞれ被覆する複数の前記絶縁体が露出され、該複数の前記絶縁体をひとまとめにしてその周りに前記グランド線が巻き付けられた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気ケーブルの接続構造。
【請求項４】
前記電気ケーブルの前記グランド線は、分岐可能な導体からなり、
前記グランド線巻き付け部は、前記導体層配置部の端部から、複数の前記芯線をそれぞれ被覆する複数の前記絶縁体が露出され、該複数の前記絶縁体のそれぞれの外周に、前記グランド線が分岐されたグランド線分岐部が巻き付けられた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気ケーブルの接続構造。
【請求項５】
芯線およびグランド線を有する電気ケーブルを、前記芯線を接続する芯線接続端子および前記グランド線を接地するグランド線接続端子が設けられた被接続体に接続する電気ケーブルの接続構造形成方法であって、
前記芯線を被覆する絶縁体、該絶縁体の周りに配置された導体層、該導体層の周りに配置された被覆部材、および前記導体層に電気的に接続された前記グランド線を有する前記電気ケーブルの端部において、前記導体層および前記被覆部材を除去することにより、前記絶縁体および前記グランド線を露出させ、さらに、前記絶縁体の端部を除去して前記絶縁体から前記芯線を露出させる端部処理工程と、
前記端部処理工程において前記絶縁体から露出された前記芯線を、前記芯線接続端子に接続する芯線接続工程と、
前記端部処理工程と前記芯線接続工程との間、または前記芯線接続工程の後に、前記電気ケーブルの端部において露出された前記絶縁体の外周に、前記電気ケーブルの端部において露出された前記グランド線を巻き付けるグランド線巻き付け工程と、
該グランド線巻き付け工程において巻き付けた前記グランド線の端部を前記グランド線接続端子に接続するグランド線接続工程と、
を備えることを特徴とする電気ケーブルの接続構造形成方法。
【請求項１】
芯線およびグランド線を有する電気ケーブルを、前記芯線を接続する芯線接続端子および前記グランド線を接地するグランド線接続端子が設けられた被接続体に接続した電気ケーブルの接続構造であって、
前記芯線を被覆する絶縁体、該絶縁体の周りに配置された導体層、該導体層の周りに配置された被覆部材、および前記導体層に電気的に接続された前記グランド線を有する導体層配置部と、
該導体層配置部の端部から前記絶縁体および前記グランド線が露出され、前記導体層配置部の端部から露出された前記絶縁体の外周に、前記導体層配置部の端部から露出された前記グランド線が巻き付けられたグランド線巻き付け部と、
該グランド線巻き付け部に巻き付けられた前記グランド線の端部を前記グランド線接続端子に接続したグランド線接続部と、
前記グランド線巻き付け部における前記絶縁体の端部から前記芯線を露出し前記芯線接続端子に接続した芯線接続部と、
を備えることを特徴とする電気ケーブルの接続構造。
【請求項２】
前記グランド線巻き付け部において、前記グランド線が前記絶縁体の外周に均一ピッチで巻きつけられた
ことを特徴とする請求項１に記載の電気ケーブルの接続構造。
【請求項３】
前記グランド線巻き付け部は、前記導体層配置部の端部から、複数の前記芯線をそれぞれ被覆する複数の前記絶縁体が露出され、該複数の前記絶縁体をひとまとめにしてその周りに前記グランド線が巻き付けられた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気ケーブルの接続構造。
【請求項４】
前記電気ケーブルの前記グランド線は、分岐可能な導体からなり、
前記グランド線巻き付け部は、前記導体層配置部の端部から、複数の前記芯線をそれぞれ被覆する複数の前記絶縁体が露出され、該複数の前記絶縁体のそれぞれの外周に、前記グランド線が分岐されたグランド線分岐部が巻き付けられた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気ケーブルの接続構造。
【請求項５】
芯線およびグランド線を有する電気ケーブルを、前記芯線を接続する芯線接続端子および前記グランド線を接地するグランド線接続端子が設けられた被接続体に接続する電気ケーブルの接続構造形成方法であって、
前記芯線を被覆する絶縁体、該絶縁体の周りに配置された導体層、該導体層の周りに配置された被覆部材、および前記導体層に電気的に接続された前記グランド線を有する前記電気ケーブルの端部において、前記導体層および前記被覆部材を除去することにより、前記絶縁体および前記グランド線を露出させ、さらに、前記絶縁体の端部を除去して前記絶縁体から前記芯線を露出させる端部処理工程と、
前記端部処理工程において前記絶縁体から露出された前記芯線を、前記芯線接続端子に接続する芯線接続工程と、
前記端部処理工程と前記芯線接続工程との間、または前記芯線接続工程の後に、前記電気ケーブルの端部において露出された前記絶縁体の外周に、前記電気ケーブルの端部において露出された前記グランド線を巻き付けるグランド線巻き付け工程と、
該グランド線巻き付け工程において巻き付けた前記グランド線の端部を前記グランド線接続端子に接続するグランド線接続工程と、
を備えることを特徴とする電気ケーブルの接続構造形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２１１４８（Ｐ２０１３−２１１４８Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３６４５（Ｐ２０１１−１５３６４５）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【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２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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