(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの回路モジュールの間を電気的に接続するケーブルであって、
ヒンジ軸が貫通する筒形の絶縁層と、
上記絶縁層の外周面に積層された導電層と、
上記絶縁層の軸方向に沿う一端に設けられ、上記一方の回路モジュールと上記導電層との間を電気的に接続する第１のソケットが嵌合する端子部と、
上記絶縁層の軸方向に沿う他端に設けられ、上記他方の回路モジュールと上記導電層との間を電気的に接続する第２のソケットが嵌合する他の端子部と、を具備することを特徴とするケーブル。
【請求項２】
請求項１の記載において、上記導電層は、他の絶縁層によって覆われているとともに、上記端子部は、上記他の絶縁層から上記ヒンジ軸の軸方向に突出することを特徴とするケーブル。
【請求項３】
二つの回路モジュールの間を電気的に接続する接続装置であって、
ヒンジ軸と、
上記ヒンジ軸が貫通する貫通孔と、この貫通孔を取り囲むように貫通孔の径方向に交互に積層された複数の絶縁層および複数の導電層とを有する筒形のケーブルと、
上記ケーブルの一端および他端から上記ヒンジ軸の軸方向に突出するとともに、上記導電層が露出する一対の端子部と、
上記ケーブルの一方の端子部に設けられ、上記導電層と上記一方の回路モジュールとの間を電気的に接続する第１のソケットと、
上記ケーブルの他方の端子部に設けられ、上記導電層と上記他方の回路モジュールとの間を電気的に接続する第２のソケットと、を具備することを特徴とする接続装置。
【請求項４】
請求項３の記載において、上記第１および第２のソケットは、夫々フレキシブルケーブルを介して上記回路モジュールに電気的に接続されていることを特徴とする接続装置。
【請求項５】
請求項３の記載において、上記導電層は、電源ライン、信号ラインおよび接地ラインであり、上記接地ラインは、上記ケーブルの外周面を全周に亘って覆うことを特徴とする接続装置。
【請求項６】
請求項３の記載において、上記第１のソケットは、上記一方の端子部が嵌合する凹部を有するとともに、上記第２のソケットは、上記他方の端子部が嵌合する凹部を有し、上記第１のソケットと上記導電層との接触部分および上記第２のソケットと上記導電層との接触部分は、夫々上記凹部内に位置することを特徴とする接続装置。
【請求項７】
請求項３又は請求項６の記載において、上記ヒンジ軸は、上記第１および第２のソケットを貫通することを特徴とする接続装置。
【請求項８】
請求項３又は請求項４の記載において、上記ヒンジ軸は、上記第１の回路モジュールを有する第１のユニットと上記第２の回路モジュールを有する第２のユニットとの間を回動可能に連結することを特徴とする接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つの回路モジュールの間を電気的に接続するケーブル、およびこのケーブルを用いた接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型電子機器、例えばノート型のパーソナルコンピュータは、キーボードおよび制御回路を構成する回路モジュールを搭載した本体ユニットと、表示パネルおよび表示回路を構成する回路モジュールを搭載した表示ユニットをヒンジを介して枢着して、両者を開閉可能に組合せて構成されている。すなわち、不使用時には本体ユニットと表示ユニットを閉じておき、使用時には本体ユニットを机上に置き、表示ユニットをヒンジを中心として起立回動して本体ユニットから開くようにしている。
【０００３】
このノート型のパーソナルコンピュータでは、本体ユニットに設けられた回路モジュールと表示ユニットに設けられた回路モジュールとを電気的に接続するために、従来は可撓性を持った接続部材としてハーネス（リード線を束ねたもの）やフレキシブルケーブルを用いている。そして、このハーネスやフレキシブルケーブルは、本体ユニットと表示ユニットとを回動可能に連結するヒンジを通して配線している。
【０００４】
すなわち、ヒンジは本体ユニットに設けた軸受と、表示ユニットに設けた軸受と、これら両方の軸受に亙って挿通されるヒンジ軸とによって構成される。このため、ハーネスやフレキシブルケーブルは、両方の軸受の内部にヒンジ軸の軸方向に沿って通し、両方の軸受部で引出して各ユニットの内部に配線して回路モジュールと接続するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように両方の回路モジュールを接続するハーネスやフレキシブルケーブルを、本体ユニットと表示ユニットとの間を回動可能に連結するヒンジ軸を通す構成であると、表示ユニットが回動する時に、ヒンジを構成する両方の軸受の間でハーネスやフレキシブルケーブルにねじりが生じ、また曲げが生じてストレスが発生する。
【０００６】
そして、表示ユニットの回動の繰り返しによりハーネスやフレキシブルケーブルにねじりや曲げが繰り返し加わってストレスが増大してゆくと、ハーネスやフレキシブルケーブルが断線する事態が発生する。
【０００７】
本発明の目的は、ねじりや曲げを受け難くなって断線の発生を防止でき、電気的接続の信頼性に優れたケーブルを得ることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ケーブルがねじりや曲げを受け難くなり、断線の発生を防止して電気的接続の信頼性に優れた接続装置を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るケーブルは、
ヒンジ軸が貫通する筒形の絶縁層と、
上記絶縁層の外周面に積層された導電層と、
上記絶縁層の軸方向に沿う一端に設けられ、一方の回路モジュールと上記導電層との間を電気的に接続する第１のソケットが嵌合する端子部と、
上記絶縁層の軸方向に沿う他端に設けられ、他方の回路モジュールと上記導電層との間を電気的に接続する第２のソケットが嵌合する他の端子部と、を具備することを特徴としている。
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る接続装置は、
ヒンジ軸と、
上記ヒンジ軸が貫通する貫通孔と、この貫通孔を取り囲むように貫通孔の径方向に交互に積層された複数の絶縁層および複数の導電層とを有する筒形のケーブルと、
上記ケーブルの一端および他端から上記ヒンジ軸の軸方向に突出するとともに、上記導電層が露出する一対の端子部と、
上記ケーブルの一方の端子部に設けられ、上記導電層と一方の回路モジュールとの間を電気的に接続する第１のソケットと、
上記ケーブルの他方の端子部に設けられ、上記導電層と上記回路モジュールとの間を電気的に接続する第２のソケットと、を具備することを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、ヒンジ軸の回動に伴ってケーブルに外部からトルクが加わったとしても、ケーブルの導電層がねじりや曲げを受け難くなる。そのため、導電層が断線する事態の発生を防止でき、一対の回路モジュールの間を高い信頼性で接続することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態は、ノート型パーソナルコンピュータにおいて本体ユニットの回路モジュールと表示ユニットの回路モジュールとを電気的に接続する接続部に、本発明を適用したものである。
【００１３】
図１はノート型パーソナルコンピュータの外観を示している。図１において１は本体ユニット、２は表示ユニットで、本体ユニット１にはキーボード３などが装備され、表示ユニット２には表示パネル４などが装備されている。本体ユニット１と表示ユニット２は後縁部における左右両側端部がヒンジ５，６によって枢着され、水平な軸線を支点として対的に開閉するように連結されている。すなわち、不使用時には本体ユニット１と表示ユニット２を閉じておき、使用時には本体ユニット１を机上に置き、表示ユニット１をヒンジ５、６を中心として起立回動して本体ユニット１から開くようにしている。
【００１４】
図２はノート型パーソナルコンピュータに設ける回路モジュールの電気的接続を模式的に示すものである。本体ユニット１にはキーボード３などから入力された情報を処理する機能を備えた制御回路モジュール（第１の回路モジュール）１１が搭載され、表示ユニット２には表示パネル４を駆動する表示回路モジュール（第２の回路モジュール）１２が搭載されている。これら各回路モジュール１１、１２は回路基板とこれに実装される電子部品とで構成されている。
【００１５】
そして、制御回路モジュール１１には本体ユニット１に配線された配線部材、例えばフレキシブルケーブル１３が接続され、表示回路モジュール１２には表示ユニット２に配線されたフレキシブルケーブル１４が接続されている。これら本体ユニット１のフレキシブルケーブル１３と表示ユニット２のフレキシブルケーブル１４は、本体ユニット１と表示ユニット２との間に設けられた接続装置１５によって接続されている。
【００１６】
接続装置１５は、本体ユニット１と表示ユニット２を回動可能に連結する一方（例えばユニット左端部）のヒンジ５に組合せて設けられている。ヒンジ５は、図１および図３に示すように本体ユニット１の後縁部においてユニット幅方向に間隔を置いて突設された２個の軸受７ａ、７ｂと、表示ユニット２の後縁部においてユニット幅方向に間隔を置いて突設され、軸受７ａ、７ｂと隣接して組合される２個の軸受８ａ、８ｂと、これら軸受７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂで支持される丸棒からなるヒンジ軸９とで構成されている。
【００１７】
これら軸受７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂは水平な軸線を有する孔を設けたもので、ヒンジ軸９は軸受７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂの孔に挿通されて水平に支持されている。接続装置１５は例えば軸受８ａと軸受８ｂとの間に設けられている。ヒンジ軸９は軸受７ａ、７ｂに対して回転自在に挿通される。ヒンジ軸９は軸受８ａ、８ｂに対して固定され、あるいは軸受８ａ、８ｂに対して回転自在に支持されている。
【００１８】
接続装置１５について図面を参照して説明する。図３は接続装置を拡大して一部切欠して示す正面図、図４は接続装置を分解して示す斜視図である。図５はケーブルの側面を示すもので、図３のＺ―Ｚ方向から見た図である。図６はソケットの側面を示すもので、図３のＹ―Ｙ方向から見た図である。図７はケーブルとソケットとを組合せた部分の断面を示すもので、図３のＸ―Ｘ線に沿う断面図である。
【００１９】
接続装置１５は、ケーブル２１と、第１のソケット２２と、第２のソケット２３とを備えている。
【００２０】
ケーブル２１は円筒形をなすもので、次に述べるようにその中心軸線を中心として直径方向外周側に向けて複数の絶縁層と複数の導電層を交互に積層して構成されている。すなわち、軸孔３２を有する中心絶縁軸（中心軸）３１と、この中心絶縁軸３１の外周側に位置する電源ライン導電層３３と、この電源ライン導電層３３の外周側に位置する絶縁層３４と、この絶縁層３４の外周側に位置する信号ライン導電層３５と、この信号ライン導電層３５の外周側に位置する絶縁層３６と、この絶縁層３６の外周側（最外周面）に位置する接地ライン導電層３７とを、直径方向中心部から外周側に向けて順次積層して構成されている。各導電層３３、３５，３７は中心絶縁軸３１および各絶縁層３４、３６によって確実に絶縁されている。
【００２１】
中心絶縁軸３１は絶縁性を有する合成樹脂、例えばエポキシ樹脂により形成された丸棒からなるもので、軸方向に沿って貫通する断面円形の軸孔（貫通孔）３２を有している。この軸孔３２は前述したヒンジ軸９を回転自在に挿通するものである。
【００２２】
電源ライン導電層３３は導電性を有する金属、例えば銅からなるもので、中心絶縁軸３１の外周面を周方向全体および軸方向全体に亘って覆っている。電源ライン導電層３３は回路モジュール１１、１２に搭載される回路の電源ラインを構成する。
【００２３】
絶縁層３４は絶縁性を有する合成樹脂、例えばエポキシ樹脂からなるもので、電源ライン導電層３３の外周面を周方向全体および軸方向全体に亘って覆う筒状をなしている。信号ライン導電層３５は導電性を有する金属、例えば銅により形成されている。信号ライン導電層３５は、絶縁層３４の全長に亘って軸方向に伸びる線状をなすとともに、絶縁層３４の外周面上に周方向に間隔を存して多数個配置されている。
このため、絶縁層３４の外周面は各信号ライン導電層３５の間の隙間部分から露出している。信号ライン導電層３５は回路モジュール１１、１２に搭載される回路の信号ラインを構成している。電源ライン導電層３３と信号ライン導電層３５とは絶縁層３４を介して互いの電気的絶縁を確実に図っている。
【００２４】
絶縁層３６は絶縁性を有する合成樹脂、例えばエポキシ樹脂からなるもので、各信号ライン導電層３５および各信号ライン導電層３５の間から露出する絶縁層３４の外周面を周方向全体に亘って外周側から覆っている。ただし、絶縁層３６は各信号ライン導電層３５および絶縁層３４の外周面の軸方向の両端部を露出させるように長さが設定されている。
【００２５】
接地ライン導電層３７は導電性を有する金属により形成されており、絶縁層３６の外周面を周方向および軸方向全体に亘って覆う筒状をなしている。すなわち、接地ライン導電層３７は絶縁層３６と同様に各信号ライン導電層３５および絶縁層３４の外周面の軸方向の両端部を露出させるように長さが設定されている。この接地ライン導電層３７は回路モジュール１１、１２に搭載される回路の接地ラインを構成する。
【００２６】
このため、ケーブル２１は、その軸方向の両端部に軸方向外部へ突出する端子部３８、３９を有している。端子部３８、３９は、ケーブル２１の積層方向中間に位置する信号ライン導電層３５より内周側に位置するとともに、この端子部３８、３９の部分では信号ライン導電層３５が露出している。
【００２７】
このケーブル２１において絶縁層３４と絶縁層３６は同じ厚さを有するものである。このため、各導電層３３、３５、３７は各絶縁層３４、３６を介して積層方向に等間隔を存して積層されて安定して絶縁距離を確保できる。ケーブル２１は最外周面に接地ライン導電層３７を有しているために確実なシールド効果を得ることができる。
【００２８】
このように構成されたケーブル２１を製造する方法について図８および図９を参照して説明する。
先ず、図８（ａ）に示すように中心軸３１を用意し、図８（ｂ）に示すように中心軸３１の外周面に印刷法により電源ライン導電層３３を形成する。次いで、図８（ｃ）に示すようにシート状の絶縁層３４とシート状の信号ライン導電層３５とを積層したシートＡを用意し、図８（ｄ）に示すようにこのシートＡを電源ライン導電層３３の外周面に巻付け、加圧および加熱して固着させる。絶縁層３４は加熱により熱収縮して電源ライン導電層３３に容易且つ強固に固着する。
【００２９】
次いで、シート状の信号ライン導電層３５に対してパターニング加工を施して図９（ａ）に示すように複数本の線状の信号ライン導電層３５を形成する。次いで、図９（ｂ）に示すようにシート状の絶縁層３６とシート状の接地ライン導電層３７とを積層したシートＢを用意し、図９（ｃ）に示すようにこのシートＢを絶縁層３４の外周面および信号ライン導電層３５に巻付け、加圧および加熱して固着させる。絶縁層３６は加熱により熱収縮して絶縁層３４の外周面および信号ライン導電層３５に強固に固着される。
【００３０】
最後に中心軸３１に軸孔３２を形成する。これによりケーブル２１の製造過程の途中で中心軸３１に軸孔３２を形成する必要がなくなり、中心軸３１の強度を確保できる。
【００３１】
この製造方法によれば、ケーブル２１を容易に製造することができる。特にシートＡを用いることにより絶縁層３４と信号ライン導電層３５を容易に形成できる。シートＢを用いることにより絶縁層３６と接地ライン導電層３７を容易に形成できる。
【００３２】
このケーブル２１は、本体ユニット１の後縁部において表示ユニット２の軸受８ａと軸受８ｂとの間に突設されたケーブル受け１０に挿入する。ケーブル受け１０は水平に形成され、ケーブル２１の両端部の端子部３８、３９を除いた長さを有している。このため、ケーブル２１は水平に支持され、両端部の端子部３８、３９がケーブル受け１０の両端から突出する。
【００３３】
なお、例えば絶縁層３４の直径は８ｍｍ、信号ライン導電層３５の幅は０．１ｍｍ、間隔は０．３ｍｍ、信号ライン導電層３５と接地ライン導電層３７の間隔０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。
【００３４】
ケーブル２１の端子部３８、３９には、夫々第１のソケット２２および第２のソケット２３が着脱可能に嵌合される。第１および第２のソケット２２、２３はキャップ形をなすもので、絶縁層４１と導電層４２を有している。絶縁層４１は円形のキャップ形をなすもので、内部に中心軸線上に位置して円形の凹部が形成されている。絶縁層４１の外径はケーブル２１の外径にほぼ相当し、凹部の内径はケーブル２１の端子部３８、３９の外径に相当する。凹部の深さはケーブル２１の端子部３８、３９の長さに相当する。
【００３５】
絶縁層４１における凹部に連続する端部には、中心軸線上に位置して軸孔４３が形成されている。この軸孔４３にはヒンジ軸９が回転自在に挿通される。導電層４２はソケット軸方向に沿って延びる線状をなすもので、絶縁層４１の凹部の周方向に間隔を置いて複数配置されている。各導電層４２は第１および第２のソケット２２、２３をケーブル２１の端子部３８，３９に嵌合した時に、これら端子部３８，３９に露出する各信号ライン導電層３５に対向して接触する信号ライン用のもので、導電層３５と確実に接触するように溝形に形成されている。
【００３６】
なお、各ソケット２２，２３には、図示しないがケーブル２１の端子部３８、３９に嵌合した時に、電源ライン導電層３３と接地ライン導電層３７と接触する電源ライン用の導電層と接地ライン用の導電層が夫々絶縁層４１に設けられている。
【００３７】
また、各ソケット２２，２３においてこれら導電層４２を含む各導電層は、絶縁層４１の適宜な箇所に設けられた図示しない端子部に収束されている。
【００３８】
第１のソケット２２はケーブル２１の一方の端子部３８に着脱可能に嵌合され、第２のソケット２３はケーブル２１の他方の端子部３９に着脱可能に嵌合される。ここで、導電層４２は端子部３８、３９の信号ライン導電層３５に接触し、絶縁層４１は端子部３８、３９の絶縁層３４に接触して導電層４２に対する電気的絶縁を確保する。図示しない他の導電層はケーブル２１の電源ライン導電層３３および接地ライン導電層３７に接触する。
【００３９】
第１のソケット２２の端子部には、表示ユニット２に設けられた回路モジュール１２に接続するフレキシブルケーブル１４が接続され、第２のソケット２３の端子部には、本体ユニット１に設けられた回路モジュール１１に接続するフレキシブルケーブル１３が接続される。ここで、フレキシブルケーブル１３、１４は、第１および第２のソケット２２、２３が軸線回りにある程度回動してもこれを受け入れるように長さに余裕を持たせてたわませてある。このため、フレキシブルケーブル１３、１４との接続に支障をきたすことなく第１および第２のソケット２２、２３の回動を可能にすることができる。
【００４０】
なお、ソケット２２，２３は導電層４２、３５の組合せによりケーブル２１に対して回り止めされるが、他の回り止め手段を設けて回り止めしても良い。
【００４１】
そして、接続装置１５では、ケーブル２１の中心絶縁軸３１の軸孔３２と、各ソケット２２、２３の軸孔４３にヒンジ軸９が挿通される。これによりケーブル２１と各ソケット２２、２３はヒンジ軸９に、これとは独立して軸線回りに回転できるように支持される。
【００４２】
表示ユニット２をヒンジ５、６を中心として本体ユニット１に対して開閉するように回動させると、ヒンジ軸９は軸受８ａ、８ｂに固定してある場合には表示ユニット２と一体に回動し、軸受８ａ、８ｂに対して自由とした場合も摩擦によりある程度回動する。ヒンジ軸９が回動すると摩擦によりケーブル２１およびソケット２２，２３もある程度回動する。
【００４３】
接続装置１５におけるケーブル２１は各絶縁層と各導電層が積層されて一体に固定されているため、ヒンジ軸９が回動してケーブル２１に外部からトルクが加わってもねじれや曲げを発生することなく、あるいは発生してもほんの僅かである。また、ケーブル２１は各絶縁層と各導電層が積層されて一体化されているために、ヒンジ軸９とは独立して設けてヒンジ軸９からトルクを直接受けることを回避することができる。このため、ケーブル２１をヒンジに設けても導電層がねじれや曲げを生じて断線するという事態の発生を防止できる。
【００４４】
また、ソケット２２，２３も同様に絶縁層と導電層が積層されて一体に固定されているため、ヒンジ軸９が回動してケーブル２１に外部からトルクが加わってもねじれや曲げをを発生することがなく、発生してもほんの僅かである。
【００４５】
従って、接続装置１５を用いることにより、電路が断線する事態の発生を防止して回路モジュール１１と回路モジュール１２とを高い信頼性で接続することができる。
【００４６】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。例えばケーブル２１の各導電層は端子部において夫々周方向に適宜な位置で収束する構成にすることができ、この構成では端子部でのソケットとの接続部が簡素化される。本発明は電子機器におけるヒンジ部において電路を接続する場合に広く適用できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、ヒンジ軸の回動に伴ってケーブルに外部からトルクが加わったとしても、ケーブルの導電層がねじりや曲げを受け難くなる。そのため、導電層が断線する事態の発生を防止でき、一対の回路モジュールの間を電気的に接続するに当たって優れた信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における接続装置を備えたパーソナルコンピュータを示す斜視図。
【図２】同実施の形態においてパーソナルコンピュータに接続装置を設ける構成を模式的に示す図。
【図３】同実施の形態における接続装置を示す一部切欠正面図。
【図４】同実施の形態における接続装置を示す分解斜視図。
【図５】同実施の形態の接続装置に設けられるケーブルの側面を示す図。
【図６】同実施の形態の接続装置に設けられるソケットの正面を示す図。
【図７】同実施の形態の接続装置に設けられるケーブルとソケットの断面を示す図。
【図８】同実施の形態におけるケーブルの製造方法を示す図。
【図９】同実施の形態におけるケーブルの製造方法を示す図。
【符号の説明】
９…ヒンジ軸、１１，１２…回路モジュール（制御回路モジュール、表示回路モジュール）、１５…接続装置、２１…ケーブル、２２…第１のソケット、２３…第２のソケット、３１，３４，３６…絶縁層（中心絶縁軸）、３２…貫通孔（軸孔）、３３，３５，３７…導電層（電源ライン導電層、信号ライン導電層、接地ライン導電層）、３８，３９…端子部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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