JP2007109494A - シールド電線の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工が容易で良好なシールド性能が得られるシールド電線を製造するシールド電線の製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】保持部２によって両端が保持された複数の被覆電線１３及びドレイン線１４をその長手方向に沿って移動させるとともに、供給ユニット３によって帯状のＡＬＳ１７を電線１３，１４の長手方向に沿って送り出し、電線１３，１４の搬送方向先端から後端にかけて徐々にＡＬＳ１７を電線１３，１４に縦添えして、成型ローラ５によって電線１３，１４をくるむ格好でＡＬＳ１７をコの字状に曲げた後に、互いに相対されたＡＬＳ１７の幅方向の端部１７ａ，１７ｂ同士を超音波接合機６によって接合させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ノイズに対するシールド機能を備えたシールド電線の製造装置及び製造方法に関するものである。

移動体としての自動車には、搭載される種々のランプや種々のモータなどの電子機器にバッテリなどの電源から電力を供給したり制御装置から制御信号を送ったりするためにワイヤハーネスが配索されている。ワイヤハーネスは、複数の電線と、該電線の端末に取り付けられた端子金具などを備えている。前述したワイヤハーネスを構成する電線として、たとえば、図４及び図５に示されたシールド電線１０１，２０１を用いることがある（例えば特許文献１を参照）。

図４に例示されたシールド電線１０１は、複数の被覆電線１０２と、一つのドレイン線１０３と、金属箔１０４と、シース１０５と、を備えている。被覆電線１０２は、それぞれ、導電性を有する芯線１１０と、この芯線１１０を被覆する被覆部１１１と、を備えている。芯線１１０は、断面丸形に形成されており、銅または銅合金を含んでいる。被覆部１１１は、絶縁性を有する合成樹脂からなる。

ドレイン線１０３は、断面丸形に形成されており、銅または銅合金などの導電性を有する金属からなる。金属箔１０４は、たとえば、銅または銅合金、アルミニウムなどの導電性を有する金属からなり、箔状に形成されている。金属箔１０４は、全ての被覆電線１０２とドレイン線１０３とを覆うとともに、前記ドレイン線１０３に接触している。

シース１０５は、絶縁性を有する合成樹脂からなり、被覆電線１０２とドレイン線１０３とを金属箔１０４で覆った電線束の外周を覆っている。このシース１０５は、これらの電線束の外周に押出し成形によって形成される。

図５に例示されたシールド電線２０１は、複数の被覆電線１０２と、一つのドレイン線１０３と、導体薄膜シート１０６と、を備えている。なお、被覆電線１０２及びドレイン線１０３は図４に示したものと同一である。

導体薄膜シート１０６は、薄い導体層１０７と、該導体層１０７に積層された絶縁層１０８と、を備えて、薄いシート状に形成されている。導体層１０７は、たとえば、銅または銅合金、アルミニウムなどの導電性を有する金属からなる。導体薄膜シート１０６は、全ての被覆電線１０２とドレイン線１０３とを覆うとともに、前記ドレイン線１０３に接触している。また、この導体薄膜シート１０６は、幅方向の一端部に他端部が重ねられかつ前記一端部の絶縁層１０８の面と前記他端部の導体層１０７の面とが接触する格好で被覆電線１０２とドレイン線１０３とを覆っている。

上記したシールド電線１０１，２０１は、外部からのノイズが各被覆電線１０２の芯線１１０に侵入しようとすると、このノイズが前記金属箔１０４または導体層１０７に伝わる。そして、前記ノイズは、ドレイン線１０３を介して、シールド電線１０１，２０１外に逃がされる。こうして、シールド電線１０１の金属箔１０４及びシールド電線２０１の導体層１０７は、各被覆電線１０２の芯線１１０に外部からのノイズが侵入することを防止する。
特開２００１−０５７１１４号公報

上述したシールド電線１０１に端末処理を施す際には、両端の金属箔１０４及びシース１０５を所要長さ剥ぎ取るシースストリップを行って、被覆電線１０２及びドレイン線１０３の両端に端子金具を取り付けていた。しかしながら、これらの工程は工数が多く複雑である上に線材を傷付け易いため自動化には適しておらず、加工時間及び加工費が増加してしまうという問題があった。さらに、シースストリップによって剥ぎ取られた部分は廃棄されるため、材料が無駄になると同時に環境保全の観点からも望ましくないという問題があった。

また、上述したシールド電線２０１は、被覆電線１０２及びドレイン線１０３に端子金具を取り付けた後にこれらの外周に導体薄膜シート１０６を被せるので、シースストリップが不要になりシールド電線１０１に比べて工数は少なくて済む。しかしながら、このシールド電線２０１は、電線１０２，１０３と導体薄膜シート１０６とを長手方向全長に亘って引張させた状態で、導体薄膜シート１０６を電線１０２，１０３に縦添えさせるとともに、導体薄膜シート１０６の幅方向の一端部の絶縁層１０８に他端部の導体層１０７を接触させるように巻くので、導体薄膜シート１０６と同じ長さの大きな製造設備が必要になる。したがって、シールド電線２０１の長尺化に限界がある。一方、電線１０２，１０３の長手方向の先端から後端にかけて徐々に導体薄膜シート１０６を巻こうとするとシワが寄ってしまう。シワが寄らないように巻くために導体薄膜シート１０６を分割することが考えられるが、このようにした場合、工数が増えるという問題や、導体薄膜シート１０６の継ぎ目に無駄な重なり代が生じて電線が肥大化するなどの問題が新たに生じてしまう。

その他、図示しないが、あらかじめ端子金具を取り付けた状態の被覆電線及びドレイン線の外周に、導体薄膜シートが螺旋状に巻かれたシールド電線も考案されている。しかしながら、このシールド電線は、導体薄膜シートを螺旋状に巻くために生じる無駄な重なり代によって電線が肥大化・重量化してしまうという問題があった。また、このシールド電線は、導体薄膜シートを螺旋状に巻くために繋ぎ目に隙間が生じ易く、この隙間からノイズが漏れ易くなる、即ちシールド性能が低くなるという問題があった。

したがって、本発明は、加工が容易で良好なシールド性能が得られるシールド電線を製造するシールド電線の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、複数の電線の両端を保持するとともに、該電線の長手方向に沿って移動自在な保持部と、両保持部の間に位置し、かつ、導体層と該導体層の片面に積層された絶縁層とを有した帯状の導体薄膜シートを前記電線に縦添えする状態に前記電線の長手方向に沿って送り出す供給部と、前記供給部より前記導体薄膜シートの搬送方向下流側に配され、かつ、前記電線をくるむ格好に前記導体薄膜シートをコの字状に曲げる成型機と、前記成型機より前記搬送方向下流側に配され、かつ、互いに相対された前記導体薄膜シートの幅方向の端部同士を固定する固定手段と、を備えたことを特徴とするシールド電線の製造装置である。

請求項２に記載された発明は、複数の電線に、導体層と該導体層の片面に積層された絶縁層とを有した帯状の導体薄膜シートを縦添えするとともに、前記導体薄膜シートをその長手方向に移動させながら前記電線をくるむ格好でコの字状に曲げた後に、互いに相対された前記導体薄膜シートの幅方向の端部同士を固定させることを特徴とするシールド電線の製造方法である。

請求項１に記載された発明によれば、シールド電線の製造装置が、あらかじめ端子金具が取り付けられた電線を導体薄膜シートでくるむことができるので、シースストリップを施す必要がなくなり、加工が容易でかつ材料に無駄が生じない環境に配慮したシールド電線の製造装置を提供することができる。また、導体薄膜シートにくるまれた電線を移動させながらこの導体薄膜シートの両端部を固定していくので、固定手段を電線の移動方向先端側の一箇所に設けるだけで良く製造装置の簡素化及び小型化を図ることができる。さらに、導体薄膜シートにくるまれた電線を移動させながら先端から後端にかけて導体薄膜シートの両端部を固定していくので、長尺のシールド電線であっても導体薄膜シートを分割することなく電線に一体化させることができ、このために、継ぎ目が生じず良好なシールド性能を有するとともに無駄な重なり代がない細径化・軽量化したシールド電線の製造装置を提供することができる。

請求項２に記載された発明によれば、あらかじめ端子金具が取り付けられた電線を導体薄膜シートでくるむことができるので、シースストリップを施す必要がなくなり、加工が容易でかつ材料に無駄が生じない環境に配慮したシールド電線の製造方法を提供することができる。また、導体薄膜シートでくるまれた電線を移動させながらこの導体薄膜シートの両端部を固定していくので、該両端部を固定する固定手段を電線の移動方向先端側の一箇所に設けるだけで良く製造装置の簡素化及び小型化を図ることができる。さらに、導体薄膜シートでくるまれた電線を移動させながら先端から後端にかけて導体薄膜シートの両端部を固定していくので、長尺のシールド電線であっても導体薄膜シートを分割することなく電線に一体化させることができ、このために、継ぎ目が生じず良好なシールド性能を有するとともに無駄な重なり代がない細径化・軽量化したシールド電線の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施の形態にかかるシールド電線の製造装置を示す説明図であり、図３は、図１及び図２に示された製造装置によって製造されるシールド電線を示す斜視図である。

図３に示すように、シールド電線１０は、コの字状に曲げられた導体薄膜シートとしてのアルミラミネートシート（以下ＡＬＳと呼ぶ）１７の間に複数の被覆電線１３と一つのドレイン線１４とを挟んで構成されている。

上記被覆電線１３は、芯線１１と、芯線１１を被覆する被覆部１２と、を備えた断面丸型に形成されている。この芯線１１は、銅または銅合金などの導電性を有する金属からなる複数の導線が撚られて形成されており、断面丸型に形成されている。即ち、芯線１１は撚線である。また、被覆部１２は、絶縁性を有する合成樹脂からなり、芯線１１を絶縁状態に保って被覆している。

上記ドレイン線１４は、断面丸型に形成されており、銅または銅合金などの導電性を有する金属からなる。また、このドレイン線１４及び上記被覆電線１３の両端には配線用の端子金具１８（図１及び図２に示す）が取り付けられている。

上記ＡＬＳ１７は、可撓性を有しかつ薄い導体層１５と、この導体層１５に積層された薄い絶縁層１６と、を有して比較的薄い帯状に形成されている。導体層１５は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含んだ導電性を有する金属からなる。絶縁層１６は、例えばポリ塩化ビニル（Polyvinylchloride：ＰＶＣ）などの絶縁性を有する合成樹脂からなりかつ導体層１５の片面に積層されている。

さらに、上記シールド電線１０は、ＡＬＳ１７が、内側に導体層１５が位置しかつ外側に絶縁層１６が位置した状態で被覆電線１３とドレイン線１４を合わせた電線束の外周を覆っている。このＡＬＳ１７の幅方向の一端部１７ａと他端部１７ｂは、超音波接合によって導体層１５同士が互いに金属結合している。また、このシールド電線１０は、上述したドレイン線１４と導体層１５とが接触しており、導体層１５と接触されたドレイン線１４は、所望のアース回路などと接続される。このようなシールド電線１０は、ワイヤハーネスを構成する電線などとして用いられるとともに、被覆電線１３の芯線１１に侵入しようとするノイズを、導体層１５及び該導体層１５に接触したドレイン線１４を介して、前記アース回路即ちシールド電線１０外へ逃がす。

次に、上記したシールド電線１０の製造装置の構成を説明する。上記シールド電線１０は、図１及び図２に示す製造装置１によって製造される。この製造装置１は、工場のフロアなどに設置されるとともに、複数の電線１３，１４の両端を保持するとともにこの電線１３，１４の長手方向に沿って移動自在な一対の保持部２と、両保持部２の間に位置しかつＡＬＳ１７を電線１３，１４に縦添えする状態に送り出す供給部としての供給ユニット３と、電線１３，１４の位置決めを行う位置決めローラ４と、供給ユニット３よりＡＬＳ１７の搬送方向下流側に配されかつ電線１３，１４をくるむ格好にＡＬＳ１７をコの字状に曲げる成型機としての成型ローラ５と、成型ローラ５より前記搬送方向下流側に配されかつ互いに相対されたＡＬＳ１７の幅方向の端部１７ａ，１７ｂ同士を固定する固定手段としての超音波接合機６などを備えている。前記「電線」は、本明細書においては、複数の被覆電線１３及び一つのドレイン線１４を総称したものを意味する。

上記保持部２は、図２に示すように、本体部２ａと、本体部２ａに連なりかつ電線１３，１４を一本ずつ把持するチャック２ｂと、を備えている。チャック２ｂは、電線１３，１４の本数に応じて設けられている。本体部２ａには図示しないスライダ及び駆動手段が取り付けられており、保持部２が、電線１３，１４の天井側に設けられた図示しないレールに沿って直線方向に移動自在となっている。そして、該保持部２が移動することによって、電線１３，１４がその長手方向に沿って搬送される。

なお、本実施形態における電線１３，１４（及びレール）は、設計上の都合により上面視がくの字状に屈曲された状態で張り巡らされているが、一直線に張り巡らせることも可能である。また、図示例では、端子金具１８があらかじめ取り付けられた電線１３，１４が保持部２に保持されているが、該保持部２は、端子金具１８が取り付けられていない電線１３，１４を保持することも可能である。

上記供給ユニット３は、ＡＬＳ１７がロール状に巻かれたＡＬＳリール７から、幅方向の一端部１７ａが図２中上側を向きかつ他端部１７ｂが図２中下側を向いた状態で引き出されたＡＬＳ１７を製品線長毎に検尺して電線１３，１４の長手方向に交差する方向に送り出す検尺ローラ３１と、検尺ローラ３１から送り出されたＡＬＳ１７の搬送方向を電線１３，１４の長手方向と平行になるように方向変換する方向変換ローラ３２と、所要長さに検尺されたＡＬＳ１７を切断するカッター３３と、方向変換ローラ３２によって搬送方向が電線１３，１４の長手方向に沿うように変換されたＡＬＳ１７を、導体層１５が電線１３，１４側に位置した状態で電線１３，１４に縦添えする状態に送り出す搬送ローラ３４などを備えて構成されている。前記「ＡＬＳ１７を電線１３，１４に縦添えする」とは、本明細書においては、電線１３，１４の長手方向に沿って該電線１３，１４の外表面にＡＬＳ１７を重ねることを意味する。

位置決めローラ４は、一対の保持部２の間に配されているとともに、前述した供給ユニット３よりも電線１３，１４の搬送方向下流側の成型ローラ５寄りに配されている。位置決めローラ４は、供給ユニット３から送り出されるＡＬＳ１７に対して電線１３，１４が平行に添い、かつ、後述の成型ローラ５によってコの字状に曲げられるＡＬＳ１７からはみ出さないように電線１３，１４を位置決めする。

成型ローラ５は、円柱状に形成されているとともに、軸芯回りに回転自在に設けられている。成型ローラ５は、その曲面（側面）にＡＬＳ１７の一端部１７ａが垂直にぶつかると、成型ローラ５自体が回転することでＡＬＳ１７を図２中下側に巻き込むとともに、電線１３，１４を包む格好にコの字状に曲げる。さらに成型ローラ５は、内側に電線１３，１４を挟んでコの字状に曲げられたＡＬＳ１７を、超音波接合機６に向かって送り出す。

超音波接合機６は、図２に示すように、チップ（工具ホーンともいう）６１と、このチップ６１に相対するアンビル６２と、図示しない発振機と、振動子と、コーンと、ホーンなどを備えている。超音波接合機６は、チップ６１とアンビル６２との間に、両端部１７ａ，１７ｂが互いに相対された状態に曲げられたＡＬＳ１７を、両端部１７ａ，１７ｂの重なり代がチップ６１及びアンビル６２に当接するように位置付けて、これらのチップ６１とアンビル６２とを互いに近づける方向に加圧した状態で、発振機で振動子を振動させてこの振動をコーン、ホーン経由でチップ６１に伝える。そして、超音波接合機６は、チップ６１とアンビル６２との間に挟んだＡＬＳ１７に超音波振動を加えて両端部１７ａ，１７ｂの重なり代を互いに接合させる。

次に、上述した製造装置１を用いてシールド電線１０を製造する方法を説明する。シールド電線１０を製造する際には、まず、両端部に端子金具１８が取り付けられた被覆電線１３及びドレイン線１４の両端部を一対の保持部２のチャック２ｂで挟んで保持する。そして、供給ユニット３から送り出されたＡＬＳ１７を、導体層１５が電線１３，１４側に位置した状態で電線１３，１４に縦添えさせると同時に位置決めローラ４で電線１３，１４をＡＬＳ１７に平行に添うように位置決めする。

続いて、電線１３，１４とＡＬＳ１７とを成型ローラ５に向かって搬送する。そして、成型ローラ５の曲面にＡＬＳ１７の一端部１７ａを垂直に当てるとともに該成型ローラ５を回転させることで、ＡＬＳ１７をその両端部１７ａ，１７ｂが互いに相対しかつ内側に電線１３，１４を挟む格好になるようにコの字状に曲げる。

さらに、成型ローラ５を回転させることで、内側に電線１３，１４を挟んでコの字状に曲げられたＡＬＳ１７を、超音波接合機６に向かって搬送する。そして、チップ６１とアンビル６２との間に、ＡＬＳ１７の両端部１７ａ，１７ｂの重なり代を挟む。そして、チップ６１とアンビル６２とを互いに近づける方向に加圧したまま、発振機の振動をチップ６１に伝える。すると、一端部１７ａ及び他端部１７ｂに位置する導体層１５が溶融しない状態で固相のまま互いに金属結合する。

このように、電線１３，１４の搬送方向先端から後端に亘って上記工程を施して、シールド電線１０を得る。

本実施形態のシールド電線１０の製造装置１及び製造方法によれば、あらかじめ端子金具１８が取り付けられた電線１３，１４をＡＬＳ１７でくるむことができるので、シースストリップを施す必要がなくなり、加工が容易でかつ材料に無駄が生じない環境に配慮したシールド電線１０の製造装置１及び製造方法を提供することができる。また、ＡＬＳ１７でくるまれた電線１３，１４を移動させながらこのＡＬＳ１７の両端部１７ａ，１７ｂを固定していくので、超音波接合機６等の固定手段を電線１３，１４の移動方向先端側の一箇所に設けるだけで良く製造装置１の簡素化及び小型化を図ることができる。さらに、ＡＬＳ１７でくるまれた電線１３，１４を移動させながら先端から後端にかけてＡＬＳ１７の両端部１７ａ，１７ｂを固定していくので、長尺のシールド電線１０であってもＡＬＳ１７を分割することなく電線に１３，１４一体化させることができ、このために、継ぎ目が生じず良好なシールド性能を有するとともに無駄な重なり代がない細径化・軽量化したシールド電線１０の製造装置１及び製造方法を提供することができる。

なお、上述した実施形態では、ＡＬＳ１７の両端部１７ａ，１７ｂ同士を超音波接合機６を用いて接合（固定）させていたが、本発明ではこれに限らず、ＡＬＳ１７の両端部１７ａ，１７ｂ同士を接着剤又は導電性を有する接着剤で貼り付けるようにしても良い。前記「導電性を有する接着剤」は、エポキシ、ウレタン、アクリルなどの合成樹脂に金、銀、ニッケル、カーボンなどの導電性粒子を配合したものである。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施の形態にかかるシールド電線の製造装置を示す説明図である。 図１に示されたシールド電線の製造装置を示す説明図である。 図１及び図２に示された製造装置によって製造されるシールド電線を示す斜視図である。 従来のシールド電線を示す斜視図である。 従来の他のシールド電線を示す斜視図である。

符号の説明

１ 製造装置
２ 保持部
３ 供給ユニット（供給部）
５ 成型ローラ（成型機）
６ 超音波接合機（固定手段）
１０ シールド電線
１３ 被覆電線（電線）
１４ ドレイン線（電線）
１５ 導体層
１６ 絶縁層
１７ ＡＬＳ（導体薄膜シート）
１７ａ 一端部
１７ｂ 他端部

Claims (2)

1. 複数の電線の両端を保持するとともに、該電線の長手方向に沿って移動自在な保持部と、
   両保持部の間に位置し、かつ、導体層と該導体層の片面に積層された絶縁層とを有した帯状の導体薄膜シートを前記電線に縦添えする状態に前記電線の長手方向に沿って送り出す供給部と、
   前記供給部より前記導体薄膜シートの搬送方向下流側に配され、かつ、前記電線をくるむ格好に前記導体薄膜シートをコの字状に曲げる成型機と、
   前記成型機より前記搬送方向下流側に配され、かつ、互いに相対された前記導体薄膜シートの幅方向の端部同士を固定する固定手段と、を備えたことを特徴とするシールド電線の製造装置。
2. 複数の電線に、導体層と該導体層の片面に積層された絶縁層とを有した帯状の導体薄膜シートを縦添えするとともに、前記導体薄膜シートをその長手方向に移動させながら前記電線をくるむ格好でコの字状に曲げた後に、互いに相対された前記導体薄膜シートの幅方向の端部同士を固定させることを特徴とするシールド電線の製造方法。

Images