JP4020050B2

JP4020050B2 - ケーブル接続部

Info

Publication number: JP4020050B2
Application number: JP2003324667A
Authority: JP
Inventors: 正則小林; 守彦池ヶ谷; 実薄井
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP2005093226A

Description

本発明は、電気機器用やアンテナなどの電気回路とケーブルとを接続したケーブル接続部に係り、特に、ケーブルの引張強度を向上させたケーブル接続部に関するものである。

電気機器内における回路部分やその他の電気回路は、各種ケーブルが接続されて使用される。電気機器内のスペースやコスト面より、これらのケーブルと電気回路との接続には、専用のコネクタ、または／および半田を用いることが多い。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。

実開平５−１５３３０号公報特開平６−１０４５４８号公報実開平６−３３３６４号公報特開平７−１３５０３６号公報特開平７−２４０２４４号公報特開２０００−２７８８３７号公報

しかしながら、製品の組み立て時、あるいは電気回路とケーブルとの接続時に行うケーブル引き回し作業において、作業性や、コネクタ部または／および半田付け部の構成が適切でないと、ケーブルが過大張力で引っ張られた場合に、コネクタ部や半田付け部に損傷（変形や剥離など）を与えてしまうことがある。特に、高速データ伝送を行っている昨今の情報機器では、コネクタ部や半田付け部に損傷が与えられると、特性面ならびに性能面に致命的な問題を発生させてしまう。

携帯電話やモバイルＰＣなどは、筐体の小型化ならびに軽量化に伴い、細径の同軸ケーブルを多用する傾向が強く、それに加えてコネクタ部や半田付け部の構成も、より小型化や簡単化が進んでいる。また、ケーブルの引張強度の維持や向上によって、コネクタ部や半田付け部の損傷を回避することが必要となっている。

つまり、電気回路とケーブルとを接続したケーブル接続部において、各種電気回路と専用のコネクタ、ならびに半田付け等で接続された各種ケーブルの引張強度は、製品の組み立て時等に行うケーブル引き回し作業に対して十分に耐え得るものである必要がある。同時に、作業時の煩わしさを軽減しなければならない。加えて、ケーブル接続部の構成は、コストを抑えた、より簡単なものでなくてはならない。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成によって、半田付け部に損傷を与えず、ケーブルの引張強度を維持、向上させたケーブル接続部を提供することである。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、平面アンテナを構成する電気回路とケーブルとを接続したケーブル接続部において、前記電気回路は板状の導体とその導体を絶縁性材料で覆ってなるフィルムとで構成され、その電気回路には、前記フィルムの一部を導体の上面に対して垂直に起立して設けた起立部とその起立部に形成され前記ケーブルを挿通するケーブル挿通孔とからなる緩和部材が設けられたことを特徴とするケーブル接続部である。

本発明によれば、簡単な構成によって、半田付け部に損傷を与えず、ケーブルの引張強度を維持、向上できるという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１（ａ）は、本発明の好適実施の形態を示すケーブル接続部の斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施の形態に係るケーブル接続部１は、電気回路２と、ケーブルとしての端末処理した同軸ケーブル３の一端とを半田付けで接続したものである。

同軸ケーブル３は、電気回路２に電力を供給するため、あるいは電気回路２に高周波信号を伝送させるために使用され、例えば、図示しない他端が給電回路に接続される。この同軸ケーブル３は、内部導体４の外周に絶縁体５を形成し、その絶縁体５の外周に外部導体６を形成し、その外部導体６の外周にシース７を形成したものである。

電気回路２は、金属からなる板状の導体８の全面（本例では、上面、底面および左右側面）に、ポリイミドなどの絶縁性材料からなるフィルム９を貼り付け、導体８を一部を除いてフィルム９で覆ったものである。

この電気回路２は、フィルムアンテナ、あるいは平面アンテナとも呼ばれ、例えば、パソコンのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネル周囲の枠内に設置されたり、車両の後部ガラスに貼り付けられて使用される。

本例では、導体８にフィルム９を貼り付けた電気回路２の例で説明するが、電気回路としては、フィルム上に放射素子やグランド部などのアンテナ回路を形成したものを使用してもよい。

ここで、フィルム９は、実際の電気回路２使用時における他の金属物との電気的干渉の回避、さらに電気回路２自体の強度の維持と保護を目的に使用されるものである。また、導体８の上面を覆う部分のフィルム９は、同軸ケーブル３と導体８とを半田付けして電気的に接続するために、例えば、予めエッチングによって一部を除去し、導体８の上面が一部露出するようにしてある。

さて、フィルム９の他端部（図１（ａ）および図１（ｂ）では左端部）９Ｌの中央近傍には、ケーブル接続部１の組み立て時、あるいは電気回路２と同軸ケーブル３との接続時に行うケーブル引き回し作業において、同軸ケーブル３に加わる張力を緩和する緩和部材１０が設けられる。フィルム９の他端部９Ｌ側は、電気回路２から同軸ケーブル３が引き出される方向である。

緩和部材１０は、フィルム９の一部で構成され、フィルム９と一体になっている。この緩和部材１０は、導体８の上面に対して垂直上方に起立した起立部１１に、同軸ケーブル３が水平方向（図１（ａ）および図１（ｂ）では左右方向）に挿通されるケーブル挿通孔１２を形成したものである。

ケーブル接続部１の組み立て方法を説明する。まず、同軸ケーブル３の一端を端末処理し、内部導体４および外部導体６を露出させる。端末処理後の同軸ケーブル３を緩和部材１０のケーブル挿通孔１２に（図１（ａ）および図１（ｂ）では左側から）挿通する。さらに、導体８の放射素子部と内部導体４とを半田付けして半田付け部１３ｉを形成し、導体８のグランド部と外部導体６とを半田付けして半田付け部１３ｏを形成すれば、ケーブル接続部１が得られる。

次に、このケーブル接続部１を用いて、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、＋ｘ方向、＋ｚ方向、−ｘ方向の３方向に対しての同軸ケーブル３の引張試験を実施した。ここで、−ｘ方向は電気回路２から同軸ケーブル３が引き出される方向であり、＋ｘ方向は−ｘ方向から１８０°向きが異なる反対方向である。＋ｚ方向はケーブル接続部１の垂直上方向である。

また、上記引張試験を実施例と比較例に対して行った。実施例は図１（ａ）および図１（ｂ）のケーブル接続部１であり、比較例は緩和部材１０が設けられていない以外は、ケーブル接続部１と同じ構成のケーブル接続部である。引張強度の評価は、＋ｘ方向および−ｘ方向における比較例の引張強度、すなわち１Ｎ（Ｎ＝ニュートン）を基準とし、引張強度が基準の５倍（＝５Ｎ）以上の場合を良（○）とし、引張強度が５倍未満の場合を劣（×）として評価した。

表１に示すように、実施例のケーブル接続部１は、電気回路２に緩和部材１０が設けられているので、同軸ケーブル３の引張強度が＋ｘ方向、＋ｚ方向、−ｘ方向のいずれにおいても良であり、特に、比較例のケーブル接続部に比べて、＋ｘ方向および＋ｚ方向の引張強度が大きく向上して改善されたことがわかる。

本実施の形態の作用を説明する。

ケーブル接続部１は、電気回路２に緩和部材１０が設けられていることから、ケーブル接続部１の組み立て時、あるいは電気回路２と同軸ケーブル３との接続時に行う同軸ケーブル３の引き回し作業において、同軸ケーブル３に加わる張力が緩和部材１０のたわみや変形によって緩和および吸収されるので、同軸ケーブル３に大きな張力が加わったとしても、半田付け部１３ｉ，１３ｏに加わる力が大幅に軽減される。

したがって、ケーブル接続部１は、半田付け部１３ｉ，１３ｏに変形や剥離などの損傷をもたらす力がほとんど加わらないので、半田付け部１３ｉ，１３ｏに損傷を与えず、同軸ケーブル３の引張強度を維持、向上できる。

また、ケーブル接続部１は、緩和部材１０が簡単な構成で、電気回路２と同軸ケーブル３との接続にコネクタを必要としないので、低コストであり、用途に応じて要求される電気回路２や同軸ケーブル３の各仕様が変更された場合でも、同軸ケーブル３の引き回し作業において、半田付け部１３ｉ，１３ｏの変形や剥離などの損傷を防止でき、同軸ケーブル３の引張強度を維持、向上できる。

特に、ケーブル接続部１は、緩和部材１０がフィルム９の一部で構成されてフィルム９と一体になっているので、同軸ケーブル３に加わった張力がフィルム９の全体に分散され、半田付け部１３ｉ，１３ｏに集中するのを確実に防止できる。

第二の実施の形態を説明する。

図３に示すように、ケーブル接続部３１は、導体板８の全面にポリイミドなどの絶縁性材料からなるフィルム３２を貼り付け、導体８を一部を除いてフィルム３２で覆った電気回路３３と、端末処理した同軸ケーブル３の一端とを半田付けで接続して半田付け部１３ｉ，１３ｏ（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）を形成した後、さらに、これら半田付け部１３ｉ，１３ｏを覆うように、フィルム３２の上面に粘着テープ３４を貼り付けたものである。

粘着テープ３４としては、電気回路３３および同軸ケーブル３の電気特性を劣化させない（電気特性に影響を与えない）ように、非金属材料からなり、かつフィルム３２との接着性が十分なものを使用する。

導体８の上面を覆う部分のフィルム３２も、同軸ケーブル３と導体８とを半田付けして電気的に接続するために、例えば、予めエッチングによって一部を除去し、導体８の上面が一部露出するようにしてある。

ケーブル接続部３１では、粘着テープ３４により、同軸ケーブル３の一端と半田付け部１３ｉ，１３ｏとが抑えられて電気回路３３に固定されているので、図１（ａ）および図１（ｂ）のケーブル接続部１と同じ作用効果が得られる。しかも、ケーブル接続部３１では同軸ケーブル３の引き回しを全方向に対して行えるので、ケーブル接続部１に比べ、同軸ケーブル３の引き回し方向の自由度をより高いものにできる。

また、ケーブル接続部３１では、粘着テープ３４が剥がれなければ、同軸ケーブル３の引き回しによって同軸ケーブル３に加わる張力が半田付け部１３ｉ，１３ｏに達することはない。

ケーブル接続部３１について、図２（ａ）および図２（ｂ）で説明したように、ケーブル接続部１と同様にして同軸ケーブル３の引張試験を実施したところ、表１と同等の結果が得られた。

第三の実施の形態を説明する。

図４に示すように、ケーブル接続部４１は、電気回路３３と、端末処理した同軸ケーブル３の一端とを半田付けで接続して半田付け部１３ｉ，１３ｏ（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）を形成した後、さらに、少なくとも半田付け部１３ｉ，１３ｏに接着剤を塗布して硬化させ、接着部４２ｉ，４２ｏを形成したものである。

接着剤としては、電気回路３３および同軸ケーブル３の電気特性を劣化させないように、非金属材料からなり、かつフィルム３２との接着性が十分なものを使用する。

ケーブル接続部４１では、同軸ケーブル３の引き回しによって張力が半田付け部１３ｉ，１３ｏに直接加わるが、半田付け部１３ｉ，１３ｏの強度が接着部４２ｉ，４２ｏによって向上しているので、図２（ａ）および図２（ｂ）で説明したように、ケーブル接続部１と同様にして同軸ケーブル３の引張試験を実施したところ、半田付け部１３ｉ，１３ｏの変形や剥離などの損傷の発生は見られなかった。

また、同軸ケーブル３の一端と、半田付け部１３ｉ，１３ｏとを覆うように接着剤を塗布して硬化させれば、半田付け部１３ｉ，１３ｏにより損傷を与えにくくし、同軸ケーブル３の引張強度をより向上できる。

本発明の参考例を説明する。

図５に示すように、ケーブル接続部５１は、絶縁材料からなる基板上に配線パターン（図示せず）を形成した電気回路５２と、同軸ケーブル３とを半田付けで接続したものである。具体的には、電気回路５２の信号線パターンと同軸ケーブル３の内部導体４とを半田付けして半田付け部１３ｉを形成し、電気回路５２のグランドパターンと同軸ケーブル３の外部導体とを半田付けして半田付け部１３ｏを形成する。電気回路５２は、プリント配線板とも呼ばれる。

電気回路５２の一側面（図５および図６では左側面）５２ｓの中央近傍には、緩和部材５３が設けられる。緩和部材５３は、より詳細には図６に示すように、電気回路５２の上面に対して垂直上方に起立し、電気回路５２の一側面５２ｓに固定される起立部５４と、その起立部５４に一体形成され、電気回路５２の底面５２ｄに固定される水平部５５とからなり、断面Ｌ字状に形成される。起立部５４には、半田付け前の同軸ケーブル３が水平方向（図５および図６では左右方向）に挿通されるケーブル挿通孔５６が形成される。

緩和部材５３としては、電気回路５２および同軸ケーブル３の電気特性を劣化させないように、柔軟性に富んだプラスチックなどの非金属材料からなるものを使用する。

緩和部材５３の電気回路５２への取り付けは、起立部５４と電気回路５２の一側面５２ｓとを、また、水平部５５と電気回路５２の底面５２ｄとを、例えば、接着剤あるいはネジ止めによって固定することで行う。

ケーブル接続部５１も、図１（ａ）および図１（ｂ）のケーブル接続部１と同じ作用効果が得られる。

また、ケーブル接続部５１の変形例として、図７に示すように、電気回路７２が多層（図７では二層）構造のプリント配線板で構成される場合には、電気回路７２を構成する上下の層７２ｕ，７２ｄで緩和部材５３の水平部材５５を挟み、電気回路７２に緩和部材５３を接着剤あるいはネジ止めによって固定し、ケーブル接続部７１としてもよい。

ケーブル接続部５１，７１の変形例として、図４のケーブル接続部４１と同様に、緩和部材５３の代わりに、少なくとも半田付け部１３ｉ，１３ｏに接着剤を塗布して硬化させ、緩和部材としての接着部を形成してもよい。

本発明の他の参考例を説明する。

図８に示すように、ケーブル接続部８１は、電気回路５２に、電気回路５２を上下に貫通し、半田付け前の同軸ケーブル３が下方から上方に挿通されるケーブル挿通孔８２を形成し、そのケーブル挿通孔８２に同軸ケーブル３を下方から上方へ挿通した後、電気回路５２と同軸ケーブル３とを半田付けで接続したものである。

ケーブル挿通孔８２の縁や内面には、同軸ケーブル３に損傷を与えず、かつ電気回路５２の電気特性を劣化させないように、柔軟性に富んだプラスチックなどの非金属材料を塗布したり、ケーブル挿通孔８２と同軸ケーブル３との隙間に充填したりして同軸ケーブル３を保護してもよい。また、ケーブル挿通孔８２は、使用する同軸ケーブル３の径に合わせ、その径のサイズを調整することで、同軸ケーブル３の固定も可能である。

ケーブル接続部８１では、同軸ケーブル３に加わる張力が同軸ケーブル３自身の持つ柔軟性によって緩和および吸収される。これにより、半田付け部１３ｉ，１３ｏに加わる力を軽減でき、半田付け部１３ｉ，１３ｏなどの損傷を防止できる。

特に、ケーブル接続部８１は、電気回路５２に緩和部材としてのケーブル挿通孔８２を直接形成しているので、上述した実施の形態に比べれば、部品点数を少なくできるという利点がある。

上記実施の形態では、各電気回路と同軸ケーブルとを接続した例で説明したが、同軸ケーブルの代わりに、導体が複数本並列に配置されたフラットケーブルを使用しても、同じ作用効果が得られる。

図１（ａ）は、本発明の好適実施の形態であるケーブル接続部の斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示したケーブル接続部に行った引張試験を説明する図（図２（ａ）：＋ｘ方向、図２（ｂ）：＋ｚ方向、−ｘ方向）である。第二の実施の形態を示す斜視図である。第三の実施の形態を示す斜視図である。本発明の参考例を示す斜視図である。図５のＢ−Ｂ線断面矢視図である。図５に示したケーブル接続部の変形例を示す断面矢視図である。本発明の他の参考例を示す斜視図である。

符号の説明

１ケーブル接続部
２電気回路
３同軸ケーブル（ケーブル）
８導体
９フィルム
１０緩和部材

Claims

平面アンテナを構成する電気回路とケーブルとを接続したケーブル接続部において、前記電気回路は板状の導体とその導体を絶縁性材料で覆ってなるフィルムとで構成され、その電気回路には、前記フィルムの一部を導体の上面に対して垂直に起立して設けた起立部とその起立部に形成され前記ケーブルを挿通するケーブル挿通孔とからなる緩和部材が設けられたことを特徴とするケーブル接続部。