CN102684110A - 扁平型电缆的被覆材料除去方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够将被覆带状导体的绝缘膜的所希望的区域效率良好地除去、能够使与其他的导体的电气连接性良好的扁平型电缆的被覆材料除去方法。扁平型电缆(1)中平行配置的带状导体(2)群的一侧的面被绝缘膜(3)通过粘接层(5)被覆，并且带状导体(2)群的另一侧的面被绝缘膜(4)通过粘接层(6)被覆。为了使该扁平型电缆(1)的带状导体(2)在所希望的区域露出，首先在扁平型电缆(1)的一侧的面将激光照射到该区域内的绝缘膜(3)上，此时，在扁平型电缆(1)的另一侧的面将空气(A)等气体喷射到该区域内的绝缘膜(4)进行冷却。然后，在扁平型电缆(1)的另一侧的面将激光照射到该区域内的绝缘膜(4)上。由此，能够将绝缘膜(3、4)和粘接层(5、6)局部地除去，使带状导体(2)露出。
Description
技术领域
本发明涉及被称为扁平电缆的扁平型电缆的被覆材料除去方法，详细为，涉及用来将扁平型电缆的被覆材料除去使带状导体露出的加工方法。
背景技术
扁平型电缆(Flat Cable)为将平行排列的多根带状导体通过粘接层用一对绝缘膜(被覆材料)夹着而层叠使其一体化形成的带状体。在将扁平型电缆与电路连接之际，一般是将扁平型电缆的带状导体与与该电路导通的连接用导体叠合在一起，通过焊接(点焊等)将两导体电气并且机械地连接。
例如，在组装到汽车的转向装置中作为安全气囊系统等的电气连接装置使用的旋转连接器中，扁平型电缆被以卷绕状态收容在划分在可动侧的壳体与固定侧壳体之间的环形空间内，该扁平型电缆两端的带状导体焊接结合在被保持在各壳体上的引线块(连接器部件)的引线端子(连接用导体)上。即，在旋转连接器中，被收容在上述环形空间内的扁平型电缆的内端部与保持在与手柄(方向盘)一体旋转的可动侧壳体上的引线块连接，并且该扁平型电缆的外端部与保持在设置于转向柱等上的固定侧壳体上的另外的引线块连接。
但是，为了将被绝缘膜被覆的扁平型电缆的带状导体与引线端子等连接用导体焊接连接，必须预先使带状导体的一部分露出。因此，通过对没有使带状导体露出状态的扁平型电缆——即用不存在开口部的一对绝缘膜被覆带状导体形成的扁平型电缆照射激光将绝缘膜局部地除去，使带状导体的一部分在所希望的位置露出这样的被覆材料除去方法为我们所知。如果采用这样用激光的热将扁平型电缆的绝缘膜局部地蒸发使带状导体露出的手法，由于能够与连接用导体的数量或间距相对应容易地改变带状导体的露出位置，因此能够达到扁平型电缆的成本下降的目的。并且，这样的被覆材料除去方法由于通过激光的照射将绝缘膜局部地除去，因此，在扁平型电缆的所希望的位置使带状导体高精度地露出变得容易。
作为通过激光的照射将绝缘膜除去的现有技术，提出过通过从扁平型电缆的单一侧将激光照射到带状导体的所希望的位置上，在该一侧的面的绝缘膜上形成穿孔后，将激光照射到该穿孔内的带状导体上持续进行加热，用该热使另一面侧的绝缘膜局部地翻起，将该部分切断并除去这样的加工方法(参照例如专利文献1)。如果采用该手法，由于只要将激光照射到扁平型电缆的一侧的面上，就能够在将带状导体的表里两面被覆的绝缘膜上形成开口部(翻起了的部分)，因此没有将激光照射到扁平型电缆的另一侧的面的必要。
作为其他的方法，提出了首先将激光照射到扁平型电缆的一侧的面上，将该一侧的面的绝缘膜局部地除去，然后将激光照射到扁平型电缆的另一侧的面的对应的区域，将该另一侧的面的绝缘膜等局部地除去的方法。
[专利文献1]日本特开平8-47132号公报
专利文献1中记载的现有技术的被覆材料除去方法由于仅将激光照射到扁平型电缆的一侧的面上就可以，因此虽然能够将激光的照射时间缩短，但必须分别切断照射激光翻起的绝缘膜的两侧的部分。因此该切断作业繁杂，将被覆材料除去所需要的加工时间缩短困难。
另一方面，在将激光依次照射到扁平型电缆的一侧的面和另一侧的面上将绝缘膜除去这样一般的被覆材料除去方法的情况下，当将激光照射到一侧的面上时，层叠在带状导体上的另一侧的面的绝缘膜被该热软化，容易变形成褶皱状，变成皱褶状的另一侧的面的绝缘膜难以使激光的焦点与表面的皱褶状的凹凸对准，存在干干净净地除去绝缘膜困难这样的问题。另外，如果使照射到一侧的面上的激光的功率下降的话，虽然另一侧的面的绝缘膜难以变成皱褶状，但如果这样，由于激光的照射时间变长，加工效率恶化，并且由粘接层的炭化物等形成的残渣大量附着在带状导体上，因此如果与其他的导体连接，则由于这些残渣，电气连接性恶化，可靠性降低，因此不理想。
发明内容
本发明就是鉴于这样的现有技术的实际情况，其目的是要提供一种能够将被覆带状导体的绝缘膜的所希望的区域效率良好地除去、并且能够使与其他的导体的电气连接性良好的扁平型电缆的被覆材料除去方法。
为了达到上述目的，本发明在扁平型电缆的被覆材料除去方法中，对于扁平型电缆，为了使多根带状导体在所希望的区域露出，通过照射激光而将第1和第2绝缘膜除去，该扁平型电缆的平行排列的多根带状导体的一侧的面被上述第1绝缘膜被覆、并且上述多根带状导体的另一侧的面被上述第2绝缘膜被覆，其特征在于：首先，在扁平型电缆的另一侧的面将上述所希望的区域内的上述第2绝缘膜利用冷却机构进行冷却的同时，在扁平型电缆的一侧的面将激光照射到上述所希望的区域内的上述第1绝缘膜上；然后，在上述扁平型电缆的另一侧的面将激光照射到上述所希望的区域内的上述第2绝缘膜上。
如果采用这样的结构，由于在一侧的面上覆盖带状导体的部分的第1绝缘膜和没有经由带状导体层叠的第1和第2绝缘膜被激光的照射加热并除去，在另一侧的面上覆盖带状导体的部分的第2绝缘膜利用直接的冷却效果和热量通过带状导体传导的散热效果而不被过度加热，不翻起或皱褶状变形，原样维持激光照射前的状态，因此，然后能够使激光的焦点容易地集中在第2绝缘膜上，因此，能够将被覆带状导体的绝缘膜的所希望的区域效率良好地除去，能够使与其他的导体的电气连接性良好。并且，由于能够将激光的功率设定得高，因此能够进一步缩短激光的照射时间，能够大幅度地削减制造成本。另外，对于在扁平型电缆的第1和第2绝缘膜与带状导体之间没有夹设第1和第2粘接层的结构也能获得上述效果。即，当在扁平型电缆的一侧的面的所希望的区域内照射激光时，如果将另一侧的面的第2绝缘膜在与上述所希望的区域相对应的区域冷却的话，则覆盖带状导体的部分的第1绝缘膜和第1粘接层以及没经由带状导体而层叠的第1绝缘膜、第1粘接层、第2绝缘膜和第2粘接层被激光的照射加热并除去。另一方面，在另一侧的面上覆盖带状导体的部分的第2绝缘膜和第2粘接层受激光的照射而引起的加热被抑制，被原样维持激光照射前的状态，因此能够获得与上述相同的效果。
在上述被覆材料除去方法中，冷却机构优选喷射气体(例如空气)等将第2绝缘膜冷却。如果采用这样的结构，能够廉价地构成冷却机构。并且能够根据激光的照射条件或扁平型电缆的结构等容易地选择每单位时间的气体喷射量或速度等进行适当地冷却。
并且，在上述被覆材料除去方法中，优选将激光照射到上述扁平型电缆的互相分隔的多个地方，而使上述多根带状导体分别露出。如果采用这样的结构，能够防止在使连接用导体分别连接到露出在各穿孔部中的带状导体上时带状导体互相短路。
并且，在上述被覆材料除去方法中，能够对上述扁平型电缆沿与上述带状导体延伸的方向交叉的方向照射激光，而使上述多根带状导体统一露出。如果采用这样的结构，能够削减作业工序数量，能够进一步缩短制造时间。
发明的效果：如果采用本发明的被覆材料除去方法，由于在扁平型电缆的一侧的面上将激光照射到所希望的区域内时，将另一侧的面的第2绝缘膜在与上述所希望的区域相对应的区域冷却，因此能够抑制在另一侧的面内的覆盖带状导体的部分的第2绝缘膜被过度加热。因此，在一侧的面内覆盖带状导体的部分的第1绝缘膜和没有经由带状导体层叠的第1和第2绝缘膜被激光的照射加热并除去，在另一侧的面内覆盖带状导体的部分的第2绝缘膜当然没被除去地残留，而且也不产生翻起或变形成褶皱状，维持激光照射前的状态，厚度被均匀地维持。因此，然后能够将没被除去地残留的另一侧的面的第2绝缘膜通过激光的照射干干净净地除去，因此能够将被覆带状导体的绝缘膜的所希望的区域内的绝缘膜效率良好地除去，能够使与其他的导体的电气连接性良好。并且，由于能够将照射的激光的功率设定得高，因此能够进一步缩短激光的照射时间，能够大幅度地削减制造成本。
附图说明
图1(a)(b)为本发明实施形态例的扁平型电缆的剖视图；
图2为表示该扁平型电缆的被覆材料除去方法的具体例的说明图；
图3为表示用图2所示的被覆材料除去方法使带状导体露出了的扁平型电缆的连接端部的透视图；
图4为表示与图3所示的扁平型电缆的连接端部连接的连接部件的透视图；
图5为表示用与图2所示的被覆材料除去方法相同的手法使带状导体露出了的扁平型电缆的连接端部的俯视图。
图6为图3所示的穿孔部的示意性放大剖视图。
附图标记
1.扁平型电缆(扁平电缆)；2.带状导体；3.第1绝缘膜(被覆材料)；4.第2绝缘膜(被覆材料)；5.第1粘接层；6.第2粘接层；7.穿孔部；8.定位孔；9.横截露出部；10.连接部件；12.引线端子(连接用导体)；22、24.激光发生器；23.喷嘴；A.空气；L.激光
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施形态例。本实施形态例的扁平型电缆(扁平电缆)1如图1(a)所示，各带状导体2的一侧的面通过第1粘接层5被第1绝缘膜3被覆着，各带状导体2的另一侧的面通过第2粘接层6被第2绝缘膜4被覆着。并且，在扁平型电缆1中没有各带状导体2的部分如图1(b)所示不通过带状导体2，第1绝缘膜3、第1粘接层5、第2粘接层6和第2绝缘膜4直接层叠。各带状导体2由厚度为约30μm的铜箔构成，第1和第2绝缘膜3、4中的任一个都是由厚度为约50μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)形成。并且，第1和第2粘接层5、6中的任一个都是由厚度为约30μm的热塑性聚酯构成。但是，也可以用与本实施形态例不同的材料形成带状导体2或第1和第2绝缘膜3、4或第2绝缘膜和第2粘接层的粘接层5、6，各自的厚度也可以适当选择。
该扁平型电缆1为将在两端部露出的带状导体2焊接结合到作为连接部件10的连接用导体的引线端子12上而使用的电缆(参照图4)。即，如图3所示，在扁平型电缆1的端部设置有使各带状导体2分别露出的多个穿孔部7。如后述的那样，这些穿孔部7为使激光L依次照射到扁平型电缆1的端部的一侧和另一侧的面上，通过除去作为被覆材料的第1和第2绝缘膜3、4和第1和第2粘接层5、6而形成的孔。并且，在扁平型电缆1的端部不与带状导体2重合的多个地方设置有定位孔8。
接着，说明在扁平型电缆1上形成穿孔部7时的加工步骤。首先如图2所示，当将激光发生器22的激光L照射到扁平型电缆1端部的一侧的面上、与作为所希望区域的穿孔部7相对应的多个地方(互相隔离的多个小区域21)时，在端部的另一侧的面，使其变成对与小区域21相对应的区域内的第2绝缘膜4喷射空气A进行冷却的状态。通过这样，被激光L照射的小区域21中在如图1(a)所示的一侧的面上覆盖带状导体2的上表面的部分的第1绝缘膜3和第1粘接层5，以及图1(b)所示的没经由带状导体2层叠的第1绝缘膜3、第1粘接层5、第2粘接层6和第2绝缘膜4被激光L的照射而加热并除去。此时，在图中1(a)所示的另一侧的面上覆盖带状导体2的下表面的部分的第2绝缘膜4和第2粘接层6即使被照射到扁平型电缆1的一侧的面上的激光L的热加热也没被除去，维持激光L照射前的状态。即另一侧的面上由于上述冷却产生的直接的冷却效果和热量通过带状导体2传导扩散的散热效果，第2粘接层6和第2绝缘膜4没被过度加热，当然没被除去地残留，而且也不产生翻起或变形成褶皱状，维持激光L照射前的状态，厚度维持均匀。
另外，本实施形态例中通过在将激光L照射到扁平型电缆1的连接端部的一侧的面上之际，使激光L照射到比小区域21窄的规定区域来开设上述定位孔8。并且，虽然本实施形态例中使用从喷嘴23吐出空气A的冷却装置(空冷装置)，但也可以将空气以外的气体(例如含氮气或水蒸气等的气体)或水等的液体等喷到第2绝缘膜4上进行冷却。
然后，通过将激光L照射到扁平型电缆1端部的另一侧的面上与小区域21相对应的区域，在小区域21内将没有被除去而残留的覆盖带状导体2的部分的第2绝缘膜4和第2粘接层6除去。在这种情况下，第2绝缘膜4和第2粘接层6由于不翻起或皱褶状变形，能够容易地使激光L的焦点集中在第2绝缘膜4上，因此能够将所希望的区域内的第1和第2绝缘膜效率良好地除去，并且能够使与其他的导体的电气连接性良好。并且，由于能够将激光的功率设定得高，因此能够进一步缩短激光的照射时间，能够大幅度地削减制造成本。
通过这样的方法而被形成的穿孔部7，如图6所示，穿孔部7的内壁7a从穿孔部7的底(带状导体2)向外逐渐扩开地形成倾斜面，该倾斜面和各绝缘膜3、4的表面的边界部形成向外隆起的隆起部7b。在此，倾斜面7a为截面形状稍微呈曲线状。在图6中没有将第1和第2绝缘膜3、4以及第1和第2粘接层5、6区别地在带状导体3的一侧(图中上侧)的绝缘层上附加了附图标记“3”，在另一侧(图中下侧)附加附图标记“4”而简略化表示。另外，对于后述的通过热封法制造的扁平型电缆上形成的穿孔部，也是构成图6这样的形态。
另外，虽然激光L的种类或功率或照射次数等加工条件能够适当选择，但本实施形态例中例如通过以画阴影速度(日文：ハツチングスピ一ド)350～2000mm/秒多次照射波长为9.3μm的CO2激光(功率20W)形成穿孔部7。并且，也可能使用不同的激光发生器分别对扁平型电缆1的一侧和另一侧的面进行激光加工。
这样形成了穿孔部7的扁平型电缆1的端部被配置到图4所示的连接部件10的支承部件11的凹陷部11a内，通过将露出到穿孔部7内的带状导体2(露出部2a)与引线端子12焊接结合，与该连接部件10电气并且机械地连接。
如图4所示，连接部件10为将多根引线端子12压入绝缘性的支承部件11中固定的部件。但是，连接部件10也可以是通过嵌入成型等使各引线端子12与支承部件11一体化的结构。在支承部件11的底板部多个地方突设有定位凸起13，并且在扁平型电缆1的与穿孔部7对应的地方分别开设有露出孔14。通过将各定位凸起13插入扁平型电缆1的对应的定位孔8中铆接，由此扁平型电缆1的端部在支承部件11的凹陷部11a内被定位并固定，各穿孔部7被配置在对应的露出孔14的正上方。引线端子12横贯露出孔14的正上方延伸，在将穿孔部7内的带状导体2(露出部2a)与引线端子12点焊焊接之际，未图示的电极被配置在露出孔14内。另外，插入扁平型电缆1的定位孔8中的支承部件11的定位凸起13还起使外力不直接作用于焊接的地方、使与其他导体的电气连接性稳定、提高可靠性这样的作用。
并且，在本实施形态例中，扁平型电缆1为被以卷绕状态收容在划分于未图示的旋转连接器的可动侧壳体与固定侧壳体之间的环形空间内的部件，连接部件10为安装在可动侧壳体或固定侧壳体上的引线块。该旋转连接器为组装到汽车的转向装置内作为安全气囊等的电气连接器件使用的部件，扁平型电缆1的一个端部(内端部)连接在被保持在与手柄(方向盘)一体旋转的可动侧壳体上的引线块上，扁平型电缆1的另一个端部(外端部)连接在被保持在设置于转向柱等上的固定侧壳体上的另外的引线块上。
如以上说明过的那样，在本实施形态例中，由于在将激光照射到扁平型电缆1的一侧的面上而将第1绝缘膜3除去时，将另一侧的面的第2绝缘膜4在与照射区域相对应的区域冷却，因此在一侧的面上覆盖带状导体2的部分的第1绝缘膜3和没有通过带状导体2而层叠的第1和第2绝缘膜3、4被激光L的照射加热并除去，在另一侧的面上覆盖带状导体2的部分的第2绝缘膜4利用直接的冷却效果和热量通过带状导体2而传导散发的散热效果不被过度加热，不翻起或皱褶状变形地原样维持激光照射前的状态。因此，由于然后能够使激光L的焦点容易地集中在第2绝缘膜4上，因此通过将激光照射到扁平型电缆1的另一侧的面上，能够将没被除去而残留的第2绝缘膜4除去。这样，如果采用本实施形态例的扁平型电缆1的被覆材料除去方法，能够将被覆带状导体2的绝缘膜效率良好地除去，并且能够使与其他的导体的电气连接性良好。并且，由于能够将激光的功率设定得高，因此能够进一步缩短激光的照射时间，能够大幅度地削减制造成本。
另外，作为扁平型电缆1，如果使用利用热封法制造的扁平型电缆，由于能够降低激光L的功率或照射次数，能够在更短的时间内形成穿孔部7，因此理想。例如，使各带状导体2为厚度为约35μm的铜箔，使第1和第2绝缘膜3、4为厚度为50μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，使第1和第2粘接层5、6为厚度为约30μm的非晶质的PET，这样的结构由于非晶质的PET层的熔融温度比由热塑性聚酯构成的粘接层的熔融温度低，因此能够在更短的时间内形成穿孔部7。但是，虽然本实施形态例的扁平型电缆1说明了用绝缘膜3、4经由粘接层5、6覆盖带状导体2两侧的结构，但也可以是不经由粘接层5、6地用绝缘膜3、4覆盖带状导体2的结构。
并且，在本实施形态例中，由于喷射空气等气体冷却第2绝缘膜4，因此能够用廉价的冷却手段将第2绝缘膜4的所希望的地方效率良好地冷却。
并且，在本实施形态例中由于通过将激光照射到扁平型电缆1的互相隔离的多个地方，将存在于这些地方的第1和第2绝缘膜3、4以及第1和第2粘接层5、6除去，形成使各带状导体2分别露出的多个穿孔部7，因此，容易防止在使各引线端子(连接用导体)12分别连接到露出在各穿孔部7的带状导体2上时带状导体2互相短路。
但是，也可以像图5所示那样通过使激光L连续地照射与带状导体2的延伸方向正交的方向形成使带状导体2群统一露出的横截露出部9。
形成图5所示的横截露出部9之际的加工步骤与在扁平型电缆1上形成穿孔部7之际的加工步骤基本上是相同的。另外，该横截露出部9由于沿扁平型电缆1的长度方向与作为被覆材料的第1和第2绝缘膜3、4以及第1和第2粘接层5、6分离，带状导体2群裸露着，因此使连接部件10的支承部件11中设置的多根引线端子12等的连接用导体连接到横截露出部9内带状导体2的任意的地方是可能的。另外，横截露出部9像图5那样与带状导体2的延伸方向正交地形成，但也可以是相对于带状导体2的延伸方向倾斜地形成的结构。
Claims (5)
1.一种扁平型电缆的被覆材料除去方法，对于扁平型电缆，为了使多根带状导体在所希望的区域露出，通过照射激光而将第1和第2绝缘膜除去，该扁平型电缆的平行排列的多根带状导体的一侧的面被上述第1绝缘膜被覆、并且上述多根带状导体的另一侧的面被上述第2绝缘膜被覆，其特征在于：
首先，在扁平型电缆的另一侧的面将上述所希望的区域内的上述第2绝缘膜利用冷却机构进行冷却的同时，在扁平型电缆的一侧的面将激光照射到上述所希望的区域内的上述第1绝缘膜上；
然后，在上述扁平型电缆的另一侧的面将激光照射到上述所希望的区域内的上述第2绝缘膜上。
2.如权利要求1所述的扁平型电缆的被覆材料除去方法，其特征在于：
在上述第1绝缘膜和上述第2绝缘膜与上述多根带状导体之间夹设有粘接层。
3.如权利要求1或2所述的扁平型电缆的被覆材料除去方法，其特征在于：
上述冷却机构喷出气体而将上述第2绝缘膜冷却。
4.如权利要求1所述的扁平型电缆的被覆材料除去方法，其特征在于：
将激光照射到上述扁平型电缆的互相分隔的多个地方，而使上述多根带状导体分别露出。
5.如权利要求1所述的扁平型电缆的被覆材料除去方法，其特征在于：
对上述扁平型电缆沿与上述带状导体延伸的方向交叉的方向照射激光，而使上述多根带状导体统一露出。
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