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JP-2026077506-A - ケーブル接続構造体

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Abstract

【課題】電子部品に複数本の導体が接続された際に、相対的に耐久性が低い導体を保護することができるケーブル接続構造体を提供することである。 【解決手段】電極形成面に少なくとも第１電極と第２電極とを備えた電子部品と、被覆材の中に少なくとも第１導体と第２導体を備えたケーブルとでケーブル接続構造体を構成する。第１導体の先端部は被覆材の前端から延出して該第１電極に接続され、第２導体の先端部は前端から延出して該第２電極に接続される。前端と第１電極との間における第１導体の長さは、前端と第２電極との間における第２導体の長さよりも短くする。 【選択図】図２

Inventors

  • ホアン チョン ティエン ドゥック
  • 山本　博也
  • 橋本 賢
  • 中野 健太

Assignees

  • 日星電気株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (15)

  1. 電極形成面に少なくとも第１電極と第２電極とを備えた電子部品と、 被覆材の中に少なくとも第１導体と第２導体を備えたケーブルとを有するケーブル接続構造体であって、 該第１導体の先端部は該被覆材の前端から延出して該第１電極に接続され、 該第２導体の先端部は該前端から延出して該第２電極に接続され、 該前端と該第１電極との間における該第１導体の長さは、該前端と該第２電極との間における該第２導体の長さよりも短いことを特徴とするケーブル接続構造体。
  2. 該ケーブルの中心軸は、該電子部品の中心軸と一致しないとともに、該ケーブルの中心軸と該第１電極との間の距離は、該ケーブルの中心軸と該第２電極との間の距離より短いことを特徴とする、請求項１に記載のケーブル接続構造体。
  3. 該第１導体は該電極形成面に対して略垂直となるよう該第１電極に接続されているとともに、該第２導体は該電極形成面と該前端の間で湾曲するよう該第２電極に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載のケーブル接続構造体。
  4. 該第２導体は単芯の導体素線であ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体。
  5. 該ケーブルは中心導体、誘電体、外部導体、外被とで構成された同軸ケーブルであって、 該外部導体が該第１導体、該中心導体が該第２導体、該外被が該被覆材として用いられていることを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載のケーブル接続構造体。
  6. 該外部導体は編組構造を有し、該前端から延出した該編組構造の編み目を通じて該誘電体に覆われた該中心導体が引き出されることで、該第２導体の先端部が該前端から延出されることを特徴とする、請求項５に記載のケーブル接続構造体。
  7. 該ケーブルは中心導体、誘電体、シールド層とで構成されたシールド電線と、金属導体とを一括して該被覆材で覆った複合ケーブルであって、 該シールド層と該金属導体とが電気的に接触しているとともに、該金属導体が該第１導体、該中心導体が該第２導体として用いられていることを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載のケーブル接続構造体。
  8. 該シールド層は、該誘電体の表面に形成された金属メッキ層であ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体。
  9. 該シールド層は、該誘電体の表面を覆う金属層を有したフィルム状部材であ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体。
  10. 電極形成面に少なくとも第１電極と第２電極とを備えた電子部品と、 被覆材の中に少なくとも第１導体と第２導体を備えたケーブルとで構成されるケーブル接続構造体であって、 該第１導体は第３導体を介して該第１電極に電気的に接続され、 該第２導体の先端部は該被覆材の前端から延出して該第２電極に接続され 該前端と該第１電極との間における該第３導体の長さは、該前端と該第２電極との間における該第２導体の長さよりも短いことを特徴とするケーブル接続構造体。
  11. 該ケーブルの中心軸は、該電子部品の中心軸と一致しないとともに、該ケーブルの中心軸と該第１電極との間の距離は、該ケーブルの中心軸と該第２電極との間の距離より短いことを特徴とする、請求項１０に記載のケーブル接続構造体。
  12. 該第３導体は該電極形成面に対して略垂直となるよう該第１電極に接続されているとともに、該第２導体は該電極形成面と該前端の間で湾曲するよう該第２電極に接続されていることを特徴とする、請求項１１に記載のケーブル接続構造体。
  13. 該第２導体は単芯の導体素線であることを特徴とする、請求項１２に記載のケーブル接続構造体。
  14. 該ケーブルは中心導体、誘電体、外部導体、外被とで構成された同軸ケーブルであって、 該外部導体が該第１導体、該中心導体が該第２導体、該外被が該被覆材として用いられていることを特徴とする、請求項１０～１３の何れか一項に記載のケーブル接続構造体。
  15. 該外部導体は金属メッキ層、金属箔、樹脂－金属複合フィルムの何れかで構成されていることを特徴とする、請求項１４に記載のケーブル接続構造体。

Description

本発明は、撮像素子等の電子部品にケーブルが接続されたケーブル接続構造体に関するものである。 工業用等の内視鏡に使用される撮像ユニットとして、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等の撮像素子に駆動電力や撮像信号等を伝送するためのケーブルを接続したケーブル接続構造体が使用されている。 このようなケーブル接続構造体として、撮像素子の撮像面の背面に形成された電極に同軸ケーブル等を接続したものが知られている（例えば特許文献１、２）。 狭所の観察に用いられる内視鏡は細径化が求められており、内視鏡に使用されるケーブル接続構造体も小型化が要求され、撮像素子に接続されるケーブルも細径のものが使用される。 ケーブルを構成する導体も細径のものが使用されるが、細径の導体は引張り等の負荷によって断線、変形する恐れがある。 撮像素子の電極には主に駆動電力の供給、撮像信号の伝送、接地を目的とした導体がそれぞれ接続されるが、それぞれの導体は目的に応じて具体的な態様が決定されるため、導体間に負荷に対する耐久性の差が発生することが多い。 一般的に、駆動電力の供給、接地のために使用される導体は、撮像信号の伝送に使用される導体よりも導体抵抗を小さくする必要があり、撮像信号の伝送に使用される導体と比較して導体径が太く設定されることが多い。 この結果、撮像信号の伝送に使用される導体が、駆動電力の供給、接地のために使用される導体よりも細くなり、負荷に対する耐久性が相対的に低い状態となってしまう。 このため、従来のケーブル接続構造体は不意にケーブルが引っ張られた際に、負荷に対する耐久性が相対的に低い導体が断線しやすいという課題が存在する。 断線に至らなくても、負荷によって導体が変形し、信号伝送に悪影響が出る恐れもある。 特開２０１９－１８０６０３号公報特開２０２２－１５７２０２号公報 本発明の基本的構造である。同軸ケーブルを使用した本発明である。同軸ケーブルを２本使用した本発明である。第３導体を使用した本発明である。本発明に使用される複合ケーブルの一例である複合ケーブルを使用した本発明である。 以下、本発明のケーブル接続構造体１について図面を参照しながら述べる。なお、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面にのみ限定されるものではない。 ［基本構成］ 本発明のケーブル接続構造体１は、図１に示すように電子部品１０とケーブル２０とで構成される。 本発明で使用される電子部品１０の具体例としてはＣＭＯＳ、ＣＣＤに代表される撮像素子が挙げられ、電子部品１０の基端側は電子部品１０への電力や信号の供給や、接地のために用いられる電極１４が形成された電極形成面１２となっている。 図１に示す電子部品１０は直方体状となっているが、電子部品１０の具体的形状は特に限定されず、電極１４が形成された電極形成面１２を有していれば円柱状等であっても良い。 本発明に使用される電子部品１０の大きさは、本発明のケーブル接続構造体１が使用される内視鏡等に応じて適宜設定されるが、ＣＭＯＳ、ＣＣＤなどの場合、幅は０．５～２ｍｍ程度、高さは０．５～２ｍｍ程度、長さは０．２～２ｍｍ程度のものが使用される。 電極形成面１２には電極１４として少なくとも第１電極１４ａと第２電極１４ｂとが備えられるが、電極１４の数は電子部品１０の仕様に応じて決定され、電極形成面１２に３つ以上の電極１４が備えられても良い。 本発明で使用されるケーブル２０は、被覆材２８の中に少なくとも第１導体２２ａと第２導体２２ｂを備えた構成を有し、第１導体２２ａの先端部は被覆材２８の前端Ｅから延出して第１電極１４ａ、第２導体２２ｂの先端部は前端Ｅから延出して第２電極１４ｂにそれぞれ接続される。 必要に応じ、前端Ｅから延出した第１導体２２ａ、第２導体２２ｂは、その一部が絶縁被覆２４ａ、２４ｂに覆われた状態としても良い。 この時、前端Ｅと第１電極１４ａとの間における第１導体２２ａの長さが、前端Ｅと第２電極１４ｂとの間における第２導体２２ｂの長さよりも短くなるように接続する。 この構造とすることでケーブル２０が長さ方向に引張られた際、第２導体２２ｂと比較して前端Ｅ～第１電極１４ａ間の長さが短い第１導体２２ａに引張による負荷が集中する状態となる。 引張による負荷を避けたい導体を第２導体２２ｂ、第２導体２２ｂと比較して引張による負荷を許容できる余地のある導体を第１導体２２ａとして本発明を実施することで、引張時における第２導体２２ｂへの負荷が抑制され、ケーブル接続構造体１の耐久性の向上に寄与する。 電極１４への導体２２の接続は、半田付けや導電性接着剤など、種々の電気的接続手段を適宜選択して使用し、接続すれば良い。 電子部品１０にケーブル２０を接続する際は、図１に示すようにケーブル２０の中心軸Ｘ２と電子部品１０の中心軸Ｘ１とを一致させず、ケーブル２０の中心軸Ｘ２と第１電極１４ａとの間の距離を、ケーブル２０の中心軸Ｘ２と第２電極１４ｂとの間の距離より短くするのが好ましい。 この構造を採用することで、前端Ｅ～第１電極１４ａ間における第１導体２２ａの長さと、前端Ｅ～第２電極１４ｂ間における第２導体２２ｂの長さに差を設けることができる。 加えて、図１に示すように、第１導体２２ａは電極形成面１２に対して略垂直となるよう第１電極１４ａに接続するとともに、第２導体２２ｂは電極形成面１２と前端Ｅとの間で湾曲するよう第２電極１４ｂに接続するのが好ましい。 この構造により、確実にケーブル２０の中心軸Ｘ２と第１電極１４ａとの間の距離を、ケーブル２０の中心軸Ｘ２と第２電極１４ｂとの間の距離より短くできる。 加えて、第２導体２２ｂは電極形成面１２と前端Ｅとの間で湾曲するよう第２電極１４ｂに接続することで、引張時における第２導体２２ｂへの負荷の抑制に寄与する。 第１導体２２ａ、第２導体２２ｂは種々の絶縁電線で使用されている導体構成の中から適宜選択して使用すれば良く、単芯導体、撚線導体、集合撚線導体などを使用することができる。 本発明の第２導体２２ｂとしては、単芯の導体素線が好ましく利用できる。 第２電極１４ｂに接続する際、前端Ｅ～第２電極１４ｂ間における第２導体２２ｂの長さを第１導体２２ａよりも長くしつつ、湾曲させることを考慮すると、撚線構造の導体と比較して湾曲状態での形状保持性が優れた単芯の導体素線が好ましく利用できる。 加えて、単芯の導体素線は引張に対する第２導体２２ｂの耐久性向上にも寄与する他、同じ導体断面積を有する撚線導体と比較して外径を小さくできるため、ケーブル２０を細径化する観点においても好ましく利用できる。 本発明に使用するケーブル２０は、第１導体２２ａ、第２導体２２ｂとして利用できる導体が被覆材２８の中に備えられたものであれば、各種のケーブルの中から適宜選択して利用することができる。 本発明は以下に説明するように、使用したケーブル２０によって種々の実施形態で提供される。以下、本発明を実施形態ごとに図面を参照しつつ説明する。 ［第１実施形態］ 第１実施形態に係わるケーブル接続構造体１として、同軸ケーブル１２０をケーブル２０として使用した図２に示す態様が挙げられる。 同軸ケーブル１２０は中心導体１２２ｂ、誘電体１２４、外部導体１２２ａ、外被１２８とで構成され、外部導体１２２ａを第１導体２２ａ、中心導体１２２ｂを第２導体２２ｂ、外被１２８を被覆材２８として利用することができる。 同軸ケーブル１２０は細径のものを利用することができ、ケーブル接続構造体１の小型化に寄与する。 同軸ケーブル１２０の具体的な寸法は使用する電子部品１０に応じたものを適宜選択して使用すれば良いが、上述したＣＭＯＳ、ＣＣＤなどを使用する場合は、中心導体１２２ｂの外径は４２ＡＷＧ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｉｒｅ Ｇａｕｇｅ）から４８ＡＷＧ程度、外被１２８の外径は０．１～０．５ｍｍ程度に設定される。 外部導体１２２ａとしては導体素線を使用した編組構造、横巻構造や、誘電体１２４の表面に金属メッキ層を形成したもの、金属層を有したフィルム状部材で誘電体１２４を覆ったものが利用できる。 金属層を有したフィルム状部材としては、金属箔、樹脂－金属積層フィルムなどが挙げられる。 第１導体２２ａとして第１電極１４ａに接続することを考慮すると、強度と形状保持性に優れた編組構造のものが好ましく利用できる。 編組構造の外部導体１２２ａを使用する際、電子部品１０に接続される同軸ケーブル１２０の先端付近は、図２に示すように外被１２８の前端Ｅから延出した編組構造の外部導体１２２ａの編み目を通じて誘電体１２４に覆われた中心導体１２２ｂが引き出された態様とするのが好ましい。 このように同軸ケーブル１２０の先端部を構成することで、外部導体１２２ａの編組構造をその先端まで維持することができ、第１電極１４ａへの接続が容易になるとともに、引張に対する第１導体２２ａの耐久性向上にも寄与する。 編組構造の外部導体１２２ａは引張方向に対して傾斜する導体素線によって構成されているため、引張に対する負荷が緩和され、第１導体２２ａとして使用する際の耐久性向上に寄与する。 同軸ケーブル１２０は電極１４が第１電極１４ａ、第２電極１４ｂのみ場合は１本、第３電極１４ｃ、第４電極１４ｄもある場合は図３に示すように２本使用してケーブル接続構造体１を構成すればよい。図２をケーブル接続構造体１の側面視とした場合、図３（a）は図２に示したケーブル接続構造体１を上方から見た平面視、図３（ｂ）は下方から見た底面視に相当する。 また、同軸ケーブル１２０を２本使用する際は、必要に応じて図３（ｃ）に示したように、前端Ｅ～電極形成面１２間で誘電体１２４に覆われた中心導体１２２ｂを交差させても良い。 ［第２実施形態］ 第２実施形態に係わるケーブル接続構造体１として、同軸ケーブル１２０をケーブル２０として使用しつつ、第３導体２２ｃを併用した図４に示す態様が挙げられる。 同軸ケーブル１２０の柔軟性や細径化を考慮すると外部導体１２２ａとしては横巻構造、金属メッキ層、金属層を有したフィルム状部材などが好ましく利用できるが、外部導体１２２ａとしてこれらの態様を選択した場合、第１電極１４ａに直接接続するのは困難を要する。 特に金属メッキ層、金属箔、樹脂－金属複合フィルムのような薄膜状の外部導体１２２ａは、同軸ケーブル１２０を細径化する観点においては有用だが、電子部品１０の電極形成面１２に備えられた電極１４に直接接続するのは非常に困難である。 第１導体２２ａを第１電極１４ａに直接接続するのが困難な場合は、図４に示したように第１電極１４ａに容易に接続可能な第３導体２２ｃを第１導体２２ａに接続し、第３導体２２ｃを介して第１導体２２ａを第１電極１４ａに電気的に接続すれば良い。 第３導体２２ｃを使用する場合は、第１導体２２ａを第１電極１４ａに接続する場合と同様、被覆材２８の前端Ｅと第１電極１４ａとの間における該第３導体３２２ｃの長さは、前端Ｅと第２電極１４ｂとの間における第２導体２２ｂの長さよりも短くする。 同様に、第３導体２２ｃは電極形成面１２に対して略垂直となるよう第１電極１４ａに接続するとともに、第２導体２２ｂは電極形成面１２と前端Ｅとの間で湾曲するよう第２電極１４ｂに接続するのが好ましい。 第３導体２２ｃとしては単芯導体、撚線導体、集合撚線導体など、導体素線で構成されたものが利用でき、図４は第３導体２２ｃとして単芯導体を使用した態様を示す。 また、樹脂基材等に金属メッキ、導電接着剤、金属箔などで導電路を形成した回路部品を使用し、回路部品の導電路を第３導体２２ｃとして利用することもできる。 ［第３実施形態］ 第３実施形態に係わるケーブル接続構造体１として、中心導体２２２ｂ、誘電体２２４、シールド層２２６とで構成されたシールド電線２２１と、金属導体２２２ａとを一括して被覆材２２８で覆った複合ケーブル２２０をケーブル２０とし