CN1181500C - 电线加工品的制造方法、制造装置及电线加工品 - Google Patents

Abstract

一种电线加工品的制造方法，使电线的外部导体的一部分露出，该电线是由中心导体、绝缘体、外部导体、金属蒸镀膜以及外套同轴状地配置而成的，分别用金属箔及固定件将该露出部的两处夹持、支承住，一边通过固定件将超声波振动施加在外部导体上、一边以弯曲中心S为中心使外部导体弯曲，沿着周向被切断，将切断后的外部导体的一部分去除而露出绝缘体，将该绝缘体的一部分去除而露出中心导体的一部分。

Description

电线加工品的制造方法、制造 装置及电线加工品

本发明涉及电线加工品的制造方法、制造装置及电线加工品。

近年来，笔记本型个人计算机在个人计算机中占有较大的比例，而且，作为移动通讯终端的所谓移动计算机也在开始普及，人们日益要求个人计算机小型化和轻量化。

另外，包括个人计算机在内的计算机，随着计算处理等的高速化，零件的安装密度增加很快。在这种状况下，个人计算机及其他计算机使用的电缆朝着具有多根心的扁形电缆(flat cable)发展，而且，越发要求在狭小的空间内配线，并渴望选配比现在的精度还要高的特性阻抗。

为了满足这种要求，在扁形多心电缆的连接作业中，必须将构成该电缆的各电线的外部导体确实进行接地连接，必须将该中心导体确实与具有规定间距的连接端子、或与印刷电路板的连接点相连接。

在特开平10-144145号公报中，揭示了由多根超细电线心构成的扁形电缆的电线加工品及其制造方法。该电线加工品的制造方法，是机械地将上述外部导体弯曲而切断，并将其去除而使中心导体露出的方法，目的是为了高效率地进行电缆的连接作业。

本发明者进行了反复研究，结果发现上述以往的电线加工品及其制造方法存在着以下问题。即：

(1)在对外部导体进行弯曲时，在与该外部导体同时弯曲的中心导体上积蓄的应变(弯曲应变)很显著，当中心导体为单心导体时，会在中心导体的弯曲部位产生所谓的“瘦部(细部)”，因而存在这样一种倾向，即中心导体的断裂载荷降低，与连接端子的接触不完全。而且，有时还会出现中心导体断裂的情况。

(2)在中心导体由股线构成的情况下，构成该股线的芯线的一部分会绽开，产生所谓的“胡须”，这样，在与连接端子等相连接时，会降低作业效率。另外，在接触不完全的情况下，在产品检查中往往会出现不合格品，致使成品率降低。

这里所说的“细部”，更具体地说是指这样一种状态，即该部位的中心导体之外径比没有承受弯曲的部位的外径减小例如5％左右，容易形成应力集中的状态。在经受这种外径变化的情况下，中心导体的断面积减小，断裂载荷下降，有变脆的倾向。另外，所谓“胡须”，更具体地说是指构成股线的芯线的一部分在末端与其他的芯线脱离的状态。

因此，本发明是鉴于上述情况而开发的，其目的在于提供一种电线加工品的制造方法、制造装置及电线加工品，在使电线的中心导体露出时，即使将外部导体弯曲，也可防止中心导体的强度降低或断裂。

为了解决上述课题，本发明者进行了反复研究，发现了电线的弯曲方法与弯曲部位的中心导体的机械强度的变化有密切关系，实现了本发明。即，本发明的电线加工品的制造方法的特征在于：

使电线的外部导体的一部分露出，该电线包括中心导体、及包覆该中心导体外周的绝缘体、包覆该绝缘体周围的外部导体、以及包覆该外部导体的外套，

至少用2个固定器对外部导体露出部的至少2处分别进行支承，

至少通过1个固定器将超声波振动施加在外部导体上，同时，至少使1个固定器进行往复弯曲运动(往复运动)，该往复弯曲运动是以该固定器与和该固定器相邻的固定器之间为弯曲中心(或支点)，通过这种往复弯曲运动使外部导体弯曲，并沿着周向被切断，

将切断后的外部导体的一部分去除而使绝缘体露出，再将露出的绝缘体的一部分去除而露出中心导体的一部分。

这种电线加工品的制造方法，已确认了下述事实，即施加在外部导体上的超声波振动促进了外部导体的弯曲部位的变形，并且，通过弯曲还使外部导体容易产生裂纹，与以往相比，更容易将外部导体切断。这是因为通过超声波振动，外部导体的弯曲部位产生微小、而且极高速(周期短)的机械运动，该机械运动与弯曲运动相互影响的缘故。

而且，边施加超声波振动、边弯曲时，即使用比以往的弯曲角度小的角度进行弯曲，也可确实且简单地切断外部导体。因此，可以抑制随同外部导体一起弯曲的中心导体因过度弯曲而使应变积蓄起来的现象，可大大减少以往产生的那种“细部”和“胡须”的产生，其中，“细部”是在中心导体为单芯的情况下在导体的弯曲部位产生的，“胡须”是在中心导体由股线构成的情况下产生的。

另外，使外部导体相对于电线的轴方向弯曲的角度，是以上述弯曲中心或其附近，即以弯曲点附近为中心，弯曲角度为30°以下、最好为10°以下，像这样弯曲、并切断外部导体是理想的。

若该弯曲角度超过30°，则存在着这种倾向，即在外部导体被切断之前，中心导体弯曲部位的应变显著地积蓄起来的倾向。因此，通过使该弯曲角度小于30°，以往所产生的那种中心导体弯曲部位的“细部”、或在中心导体由股线构成情况下的“胡须”现象的产生便会进一步减少。

另外，当该弯曲角度小于10°时，还可进一步充分地防止这种“细部”和“胡须”现象的产生。而且，如上所述，本发明的电线加工品的制造方法是一边在外部导体上施加超声波振动一边使外部导体弯曲，这样便可仅使外部导体与以往相比极容易被切断，因此，若上述弯曲角度小于30°，则切断外部导体所需的时间可比以往缩短，结果可提高作业效率。

本发明的电线加工品的制造装置，是用于顺利地实施本发明的电线加工品的制造方法的装置，

其特征在于，该装置具有以下部分：对电线的外部导体的露出部分的至少2处分别进行支承的至少2个固定器，该电线包括中心导体及包覆该中心导体周围的绝缘体、包覆该绝缘体周围的外部导体、以及包覆该外部导体的外套；

至少通过1个固定器，将超声波振动施加在外部导体上的励振器。

另外，最好还具有使外部导体弯曲的弯曲部，至少使1个固定器、以该固定器和与该固定器相接邻的固定器之间为弯曲中心，进行往复弯曲运动，也就是说，把该弯曲中心作为固定器的回转运动中心，使外部导体进行往复弯曲。

本发明的电线加工品具有中心导体及包覆该中心导体周围的绝缘体；包覆该绝缘体周围的外部导体；包覆该外部导体的外套，

其特征在于，它是利用本发明的电线加工品的制造方法使中心导体的一部分露出的。

本发明中的“超声波”，是包含频率为20KHz以上的弹性波的声波，频率及/或强度一定也可以，规则地或不规则地变化也可以。另外，频率成分也可包含可听频带的声波。

附图的简要说明如下：

图1是表示本发明的电线加工品所使用的电线的一个实施形态的剖面图；

图2是表示用本发明的电线加工品的制造方法制造电线加工品的状态的模式图(平面图)；

图3是表示本发明的电线加工品的制造装置的一个实施形态的构造的侧视图，也是表示用本发明电线加工品的制造方法制造电线加工品的状态的模式图；

图4是表示用本发明的电线加工品的制造方法制造电线加工品的状态的模式图(侧视图)；

图5是表示用本发明的电线加工品的制造方法制造电线加工品的状态的模式图，也是表示本发明的电线加工品的平面图；

图6是表示本发明的电线加工品的制造装置的其他实施形态的构造的侧视图；

图7是表示本发明的电线加工品的制造装置的又一实施形态的构造的侧视图。

以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。同一部件使用同一符号，省略重复说明。

图1是表示本发明的电线加工品所使用的电线的一个实施形态的剖面图。电线10是这样构成的：将多根芯线11a捻成的中心导体11、包覆该中心导体11周围的绝缘体12以及包覆该绝缘体12周围的外部导体13配置成同轴状，其外周用外套15包覆。并且，在外部导体13与外套15的层间卷绕有金属蒸镀膜14。

图3是表示本发明的电线加工品的制造装置的一个实施形态的构造的侧视图(表示局部剖面)。如图3所示，在制造装置20(电线加工品的制造装置)上设有以下部分：激光装置8，该激光装置8将激光照射在电线10的外套15上，可在外套15及金属蒸镀膜14上形成缝隙；金属箔2a、2b，它们分别夹住外部导体13的露出部分的两处；固定件3、4，它们分别夹持这些金属箔2a、2b，将外部导体13保持住。于是，由金属箔2a和固定件3、以及金属箔2b和固定件4形成2个固定器。另外，如后述，激光装置8也可将激光照射在绝缘体12上，在该绝缘体上形成缝隙。

固定件3与驱动装置7(弯曲部)相连接，该驱动装置7与未图示的电源连接。固定件3及金属箔2a构成的固定器，通过该驱动装置7，以与该固定器相接邻的、由固定件3及金属箔2a构成的固定器之间作为弯曲中心S，相对于电线10的轴向X(长度方向)、沿着角度θ方向进行往复弯曲运动。该驱动装置7也可使固定件3向沿着轴向X的图示箭头方向移动。

另外，固定件4以音响方式与振子5相结合，该振子5具有产生超声波的压电元件，振子5与电源电路6相连接，该电源电路6用于向振子5施加产生超声波所需要的充足的电压，该超声波是通过压电元件以相当于超声波的频率进行振动而产生的。该电源电路6与未图示的电源相连接。这样，由振子5、电源电路6及电源构成励振器。而且，振子5所产生的超声波振动，通过固定件4及金属箔2b传播给外部导体13。

下面，关于本发明的电线加工品的制造方法，参照图2～图5，对利用制造装置20制造电线加工品的方法进行说明，该电线加工品使用多根图1所示的电线10。

(1)首先，按规定间距将多根电线10并列起来，如图2所示，用粘胶带3 1固定。使上述激光装置8发出的激光，在横断电线10排列的方向上，一边扫描、一边照射在这些电线10端部附近的外套15及金属蒸镀膜14上，这样来形成缝隙。并且，将粘胶带31、外套15及金属蒸镀膜14一起挪一挪，使外部导体13的一部分露出(例如，参照特开平10-144145号公报)。

(2)然后，如图2所示，用金属箔2a、2b将外部导体13露出部的2处和各电线10的外部导体13一起夹住，并用焊锡将这些金属箔2a、2b固定在外部导体13上。接着，用固定件3进一步将整个金属箔2a夹住，用固定件4进一步将整个金属箔2b夹住，这样便将外部导体13支承住。

(3)接着，通过电源电路6将电压加在图3所示的振子5上，振子5便产生超声波。超声波经固定件4及金属箔2b传播给外部导体13，超声波振动以金属箔2b附近为中心施加在外部导体13上。然后，在外部导体13上施加超声波振动的状态下，使驱动装置7运转，使固定件3按下述角度、即按图3所示的角度θ(使外部导体相对于电线长轴方向弯曲的角度)小于30°、最好小于10°进行往复弯曲运动，以弯曲中心S为中心使外部导体13反复进行弯曲。

反复弯曲时，外部导体13的弯曲中心S附近便产生裂纹，不久外部导体便沿着周向被切断。这里，对上述超声波的频率、强度等没有什么特别限制，另外，最合适的条件虽然是根据外部导体13及/或中心导体11的材质、外径、强度等的不同而异，但频率最好为20～28MHz，最理想的为24～28MHz，振子5的输出功率最好为31～45W、最理想的为38～40W。

(4)外部导体13被切断后，停止向振子5施加电压，停止产生超声波。停止驱动装置7的运转，使固定件3的往复弯曲运动停止。接着，通过驱动装置7使固定件3和外部导体13一起向沿着轴向X的方向的端部侧挪动，将各外部导体13的一部分(从切断部至端部侧的部分)去除，使绝缘体12的一部分(端部侧的部分)露出。

(5)然后，如图4所示，将塑料带32热粘着在绝缘体12上，将电线10的各绝缘体12的间距固定。在这种状态下，使激光装置8发出的激光L在横断电线10排列的方向上，一边进行扫描、一边照射在绝缘体12的固定件4与塑料带32之间的大致中间部位上，这样来形成缝隙。接着，将各绝缘体12的一部分(从缝隙至端部侧的部分)沿着轴向X挪动并去除，使中心导体11的一部分(端部侧)露出。然后，在规定位置上将端部侧的中心导体11切断，便得到图5所示的扁形电缆1(电线加工品)。

根据这种电线加工品的制造方法，施加在外部导体13上的超声波振动促进了弯曲部位的外部导体13的变形。因此，即使用比以往的弯曲角度小的角度进行弯曲，也可容易地切断外部导体13。这可能是由于通过超声波振动而使外部导体13的弯曲部位进行微小的、且极高速(周期短)的机械运动，这种机械运动与弯曲运动相互影响的缘故。

这样，即使用比以往小的角度进行弯曲，也容易切断外部导体13，故可抑制中心导体11因过度弯曲而使应变积蓄起来的现象。因此，可大大减少在由股线构成的中心导体11上产生“胡须”的现象。结果，可充分防止中心导体11的弯曲部位的强度降低或断裂，可提高产品的成品率。另外，由于可抑制在中心导体11上积蓄应变，故即使在中心导体11是由单线构成的情况下，也可完全抑制“细部”的产生。

使外部导体相对于电线10的轴向弯曲的角度θ，以上述弯曲中心S或以其附近(弯曲点附近)为中心设定为小于30°、最好小于10°，因此，可完全抑制当弯曲角度大于30°时中心导体11的弯曲部位的显著的应变积蓄现象。结果，可进一步减少中心导体11上的“胡须”现象的产生，故可更充分地防止中心导体11的弯曲部位的强度降低或断裂。另外，即使在中心导体11是由单线构成的情况下，也可更充分地防止中心导体11产生“细部”。

另外，由于可进一步减小弯曲角度θ，故可缩短切断外部导体13所需的时间，可提高作业效率。因此，还可提高电线加工品的生产率。

图6是表示本发明的电线加工品的制造装置的其他实施形态的构造的侧视图。图6所示的制造装置30(电线加工品的制造装置)，除了将振子5连接在固定件3上、而不是连接在固定件4上这一点以外，是和图3所示的制造装置20同样构成的装置。

在该制造装置30上，使外部导体13反复进行弯曲时，外部导体13的弯曲中心S附近产生裂纹，沿着周向被切断。这时，加在外部导体13上的超声波振动，促进了弯曲部位的外部导体13的变形。因此，即使用比以往的弯曲角度小的角度进行弯曲，也会容易地切断外部导体13。

图7是表示本发明的电线加工品的制造装置的又一实施形态的构成的侧视图。图7所示的制造装置40(电线加工品的制造装置)，除了振子5与固定件3、4两者相连接这一点以外，是和图3所示的制造装置20同样构成的装置。

在该制造装置40上，外部导体13也是边弯曲、边通过施加在外部导体13上的超声波振动，来促进弯曲部位的外部导体13的变形。因此，即使用比以往的弯曲角度小的角度进行弯曲，也容易切断外部导体13。这种情况下，振子5可与固定件3、4两方相连接，也可将各振子5分别与固定件3、固定件4连接。

在上述实施形态中，用固定件3、4，并通过金属箔2a、2b夹持外部导体13时的压接强度，设定为不给外部导体13及中心导体11施加过大侧压力的强度。

只要固定件4能传播超声波，则对材质不限制。这里，固定器除了由固定件3、4及金属箔2a、2b分别构成的固定器之外，还可用夹子(由2个固定件3或固定件4构成的1组部件也包括在夹子内)，可用压敏粘结剂或其他粘结剂粘结在外部导体13上的板状部件等，螺丝钳、扳手、钢丝钳、虎钳等夹紧工具或夹持件等各种工具。

振子5不局限于压电元件，只要能产生超声波，各种周知的元件均可使用，例如可用PZT元件等，压电元件最好用压电陶瓷等。而且，对励振器也没有什么特别限制，只要是具有这种振子的装置均可使用。

另外，为了使激光在外套15上扫描，在激光装置8上设置PZT反射镜之类的激光扫描机构，在电线10一侧静止的状态下，可使用下述各种方法，即可改变激光的照射角度，也可固定激光的照射方向、使电线10进行扫描，还可用光纤维传送激光、边移动前端的探针、边进行照射等方法。

为了提高与连接器相连接时的作业效率，也可将图5所示的扁形电缆1的中心导体11的端部浸在熔化了的焊锡内，施加焊锡涂层。

关于电线加工品，仅对由多根电线10构成的扁形电缆1进行了说明，但是，本发明的电线加工品的制造方法也可用于使电线10单线的中心导体露出。也就是说，无论电线加工品是多芯电缆、还是单芯电缆均可采用本发明的制造方法。

电线10的中心导体11也可以不是股线而是单线。另外，电线10上不一定要设外套15及/或金属蒸镀膜14，这种情况下，可以取消将外部导体13露出的工序。在用预先露出外部导体13的一部分的电线作为电线加工品的材料的情况下，也可取消露出外部导体13的工序。

在制造装置20上，也可设置使电线10的外套15及金属蒸镀膜14一起挪动的机构，及/或使绝缘体12挪动并拔掉的机构。具体地说，例如设置分别夹住外套15及金属蒸镀膜14和绝缘体12的固定件、以及使这些固定件向电线10的轴向X移动的驱动装置。

此外，在制造装置20上，不一定要设驱动装置7，也可以用手动方式使外部导体13反复弯曲、切断，然后再用手动方式挪动、拔掉外部导体13。

绝缘体12的去除，也可通过下述方法来实现，即用固定件3代替缝隙将端部一侧的绝缘体12夹持、支承住，用驱动装置7使固定件3移动。另外，也可以有2个以上的支承外部导体13的位置、及支承用的固定器。

以下，通过实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不局限于这些实施例。

(实施例1)

(1)把用7根芯线11a捻成的股线作为中心导体11，该芯线是由φ0.03mm的镀锡铜合金线构成的，用厚度为0.06mm的氟树脂包覆该中心导体11的周围而形成绝缘体12，在绝缘体12的周围，用φ0.03mm的镀锡铜合金线进行横向缠绕封闭，作为外部导体13，在该外部导体13的周围，再用蒸镀铜的聚脂带(金属蒸镀膜14)、将蒸镀铜的一面作为内侧进行缠绕，然后再用聚脂带作为外套15进行包覆，从而得到外径为φ0.33mm的超细同轴电缆(电线10)。将12根该同轴电缆按0.5mm的间距平行排列，再将粘胶带31(参照图2)粘结在其上面和下面，以固定间距。

(2)这样，将做成带状的同轴电缆切断成长180cm的电缆。接着，将激光L照射在分别距两端15mm的位置上，形成缝隙之后，再将粘结带31、外套15和蒸镀铜的聚脂带一起挪动，将外部导体13露出。用2个宽1mm、厚0.5mm的镀锡磷青铜密封圈(金属箔2a、2b)，从表里面将外部导体13的露出部一起夹住，用锡焊方法如图2所示那样进行固定。如图3所示，分别用固定件3、4进一步将该密封圈夹紧固定住，对外部导体13进行支承。

(3)在这种状态下，如图3所示，具有压电元件的振子5便产生超声波(频率为26MHz，输出功率为40W)，一边通过固定件4及密封圈将超声波振动施加在外部导体13上、一边使固定件3上下往复移动，使外部导体13以密封圈的大致中间点为弯曲中心进行弯曲，并被切断。这时的弯曲角度θ为最大10°。然后，将外部导体13的端部一侧都去掉，如图4所示露出绝缘体12。

(4)接着，在保持各绝缘体12的间距的状态下，如图4所示，将绝缘膜(塑料带32)热粘着在绝缘体12上，将间距固定。将激光L照射在该绝缘膜与残留的密封圈之间的绝缘体12上，形成缝隙之后，再在端部一侧将绝缘体12挪动并拔出，使中心导体11露出，该绝缘体12系指用绝缘膜将间距固定了的这一侧的绝缘体。另外，将中心导体11的端部侧的前端切断、并切整齐，于是便得到了作为电线加工品的扁形电缆1。

在制造了3000根该扁形电缆1时，构成中心导体11的芯线的一部分脱离其他芯线而产生“胡须”的、或在中心导体11上产生“细部”现象的加工品有7根，不合格率极低，仅为0.23％，成品率几乎为100％。另外，切断外部导体13所需要的平均弯曲次数为3次(往复3次)，在实际作业中这样短的时间完全没有问题。

到切断之前的平均弯曲次数最好少一些，弯曲次数少对中心导体的影响小。另外，这里所说的“不合格率”，是指在将扁形电缆连接到连接器上之后所进行的检查(导通试验及外观检查)中，不合格的芯数占所查的芯数的比率(下同)。

(实施例2)

除了将弯曲角度设定为25°外，其他情况同实施例1一样，制造3000根扁平电缆，同实施例1一样对不合格率进行了评价。结果良好，不合格率为0.6％，稍大于实施例1。另一方面，直至外部导体被切断之前的平均弯曲次数为1.5次，作业时间比实施例1缩短了。根据实施例1及实施例2的结果与下述比较例1及比较例2的比较结果，可以理解本发明的优越性。

(比较例1)

在外部导体上不施加超声波振动，将外部导体弯曲的角度θ设为35°，除此之外其他条件均与实施例1相同，制造3000根扁形电缆，同实施例1一样评价不合格率。结果，切断外部导体所需的平均弯曲次数超过了7次，而且产生“细部”、“胡须”的现象明显，不合格率超过4％。因此，从作业效率和制造的观点来看是不适宜的。

(比较例2)

外部导体上不施加超声波振动，对外部导体进行弯曲的弯曲角度θ设定为10°，除此之外其他条件同实施例1一样，制造3000根扁形电缆，同实施例1一样评价不合格率。结果，直至外部导体被切断之前的平均弯曲次数超过10次。因弯曲而使芯线活动，由于这一影响而使“胡须”的产生频率增加，导至不合格率超过15％。

如上所述，根据本发明电线加工品的制造方法、制造装置及电线加工品，由于一边将超声波振动施加在外部导体上、一边使外部导体弯曲而被切断，故即使弯曲角度小，也容易将外部导体切断。因此，可减小弯曲角度，可充分抑制在同时被弯曲的中心导体的弯曲部位上积蓄应变。因此，当使电线的中心导体露出时，即使将外部导体弯曲，也可防止中心导体的强度降低或断裂。

Claims (4)

1.一种电线加工品的制造方法，其特征在于：

使电线的外部导体的一部分露出，该电线具有中心导体及包覆该中心导体周围的绝缘体、包覆该绝缘体周围的外部导体以及包覆该外部导体的外套；

至少用2个固定器分别将上述外部导体露出部的至少2处支承住；

通过至少1个上述固定器，一边将超声波振动施加在上述外部导体上、一边至少使1个上述固定器进行往复弯曲运动，该往复弯曲运动以该固定器和与该固定器相接邻的上述固定器之间为弯曲中心，这样便可使上述外部导体弯曲，并沿着周向被切断；

将切断后的上述外部导体的一部分去除，使上述绝缘体露出；

将露出的上述绝缘体的一部分去除，使上述中心导体的一部分露出。

2.根据权利要求1所述的电线加工品的制造方法，其特征在于，使上述外部导体以下述方式弯曲并切断，该方式为：使上述外部导体相对于上述电线的轴向弯曲的角度以上述弯曲中心或以该弯曲中心的附近为中心小于30°。

3.一种电线加工品的制造装置，其特征在于，包括：

至少2个固定器，分别用于支承电线的外部导体的露出部的至少2处，该电线具有中心导体及包覆该中心导体周围的绝缘体、包覆该绝缘体周围的外部导体以及包覆该外部导体的外套；

励振器，通过至少1个上述固定器将超声波振动施加在上述外部导体上。

4.根据权利要求3所述的电线加工品的制造装置，其特征在于，该制造装置还具有驱动装置，该驱动装置通过使至少一个上述固定器进行往复弯曲运动而使上述外部导体弯曲，其中上述往复弯曲运动以上述固定器和与该固定器相邻的固定器之间作为弯曲中心进行。

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