JP2009135015A - ハーネス端末用金属板及びハーネス加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルに負荷をかけることがなく、また効率良く端末処理を行うことができるハーネス端末用金属板を提供する。
【解決手段】本発明に係わるハーネス端末用金属板１０は、金属プレート１１の幅方向の両端、且つ長手方向に沿って凸形状のリブ１２が同軸ケーブル１と同じ配置間隔で複数形成され、そのリブ１２の間隔ＷがＤ＋α（Ｄ：外部導体の外径、α：外部導体の外径公差）で、且つリブ１２の高さｈが０．５Ｄ〜１．５Ｄとなるように構成され、リブ１２の間に各同軸ケーブル１の一部露出された外部導体６が収納される構造とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フラット多芯同軸ハーネスの端末処理に関する。

近年、携帯電話に代表される電子機器では、小型化、軽量化、多機能化が急速に進展しつつある。これに伴い、内部配線に用いられるフラット多芯同軸ハーネスについても基板との結合部分が小型化され、同軸ケーブルの径も細くなり、且つケーブル間のピッチも狭くなっている。また、最近では製品サイクルが年々短くなり、生産性の向上も求められている。

図５は、従来の一般的なフラット多芯同軸ハーネスの端末部分を示す斜視図である。図５に示すように、フラット多芯同軸ハーネス（以下、適宜にハーネスという）１００では、複数の同軸ケーブル（以下、適宜にケーブルという）１を平行に等ピッチで並べてプラスチックテープ２で仮固定した後、ケーブル口出し加工を行い、各ケーブル１の一部露出された外部導体６を２枚の金属板３で挟んで一括半田することにより、端末が一括して処理される。この後に、ハーネス１００の中心導体４がＦＰＣ、基板又はコネクタなどの接続端子に半田接続されることになる。なお、ケーブル口出し加工とは、ケーブルの先端部において、ケーブルを被覆している各絶縁体を取り除き、中心導体４や外部導体６の一部を露出させることをいう。

図６は、金属板により外部導体を一括半田する際の配置を示す正面図であり、（ａ）は半田加工前の状態を示す正面図、（ｂ）は半田加工後の状態を示す正面図である。ここで、図６（ａ）、（ｂ）は図５に示す矢視Ａから見たときの図に相当する。また、同軸ケーブル１は、中心導体４の周りに内部絶縁体５が被覆され、その外側に複数の導体を撚り合わせた外部導体６が被覆され、更にその外側にジャケットと呼ばれる外部絶縁体７が被覆された構造となっている。

図６（ａ）に示すように、各金属板３は、それぞれ内側に半田プレート８がセットされ、外部導体６を挟むようにして上下に配置される。この状態で図示しない加熱ヘッドにより矢印方向に加熱プレスすることにより、図６（ｂ）に示すように、２枚の金属板３と外部導体６との間が半田８ａにより埋められ、各ケーブル１の一部露出された外部導体６が２枚の金属板３により一括半田される。

このようなフラット多芯同軸ハーネスの端末処理に関する従来技術として、金属板よりも更に端部側の外部導体を除去し、露出したその絶縁芯をプラスチックテープにより所定ピッチで固定した後、端部の絶縁を剥離する方向にずらして中心導体を露出させるようにした電線加工品が提案されている（特許文献１参照）。
特開平１０−１４４１４５号公報

従来の端末処理においては、各ケーブル１の外部導体６を金属板３で一括半田する際に、各ケーブル１を等ピッチとするため、複数の位置決めピンを櫛歯状に配設した治具を用い、その位置決めピンの間に中心導体４を差し込んだり、或いは金属板３上にケーブル１の外部導体６を載せた後、手作業でピッチを調整していた。しかしながら、上記のような治具を用いたピッチ調整では、位置決めピンの間に中心導体４を差し込む際に中心導体４に傷をつけるおそれがあった。また手作業によるピッチ調整では作業に時間がかかることになる。また、ケーブルの細径化によりケーブル自体が柔らかくなり、外部導体６を金属板３で一括半田した際に、半田８ａが流れる力でケーブル１が左右に動いてしまうこともあった。このようにケーブル１が動いてしまうと、その後に、ＦＰＣや基板等との接続工程においてピッチ調整が必要となり、作業に時間がかかることになる。加えて、金属板３の内側に半田プレート８をセットする際に、半田プレート８の位置がずれないように調整する必要があり、これも作業に時間がかかる要因となっていた。

また、加熱ヘッドによる加熱プレスは上側から下側に向けて行われるため、上側の金属板３からの熱が下側の金属板３に伝わるのに時間がかかるという課題があった。更に、加熱ヘッドによる加熱プレス時に内部絶縁体５に必要以上に圧力がかかり、内部絶縁体５のつぶれにより、外部導体６と中心導体４との間で絶縁不良が発生することがあった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ケーブルに負荷をかけることがなく、また効率良く端末処理を行うことができるハーネス端末用金属板及びハーネス加工方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係わる発明は、複数の同軸ケーブルが平行に等間隔で配置されたフラット多芯同軸ハーネスの端末において、前記各同軸ケーブルの一部露出された外部導体を一括半田するためのハーネス端末用金属板であって、基板となる金属プレートの幅方向の両端に、凸形状のリブが前記金属プレートの長手方向に沿って前記同軸ケーブルと同じ配置間隔で複数形成され、前記金属プレートの長手方向におけるリブの間隔ＷがＤ＋α（Ｄ：外部導体の外径、α：外部導体の外径公差）、且つ前記金属プレート上面からの高さｈが０．５Ｄ〜１．５Ｄとなるように構成され、前記金属プレートの長手方向におけるリブ間に前記各同軸ケーブルの一部露出された外部導体が収納されることを要旨とする。

請求項２に係わる発明は、請求項１において、前記リブの高さｈが、０．９５Ｄ〜１．０５Ｄであることを要旨とする。

請求項３に係わる発明は、請求項１又は２において、前記金属プレートの幅方向の両端であって、当該金属プレートの長手方向の端部に形成され、請求項１に記載のハーネス端末用金属板が対向配置されたときに、当該ハーネス端末用金属板の幅方向への移動を規制する位置決め用リブを有することを要旨とする。

また、上記目的を達成するため、請求項４に係わる発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハーネス端末用金属板を用いたハーネス加工方法であって、下側に配置された前記ハーネス端末用金属板の金属プレート上面に半田プレートをセットする工程と、前記フラット多芯同軸ハーネスの各同軸ケーブルの一部露出された外部導体を、下側に配置された前記ハーネス端末用金属板の前記リブ間に収納する工程と、下側に配置された前記ハーネス端末用金属板のリブと、上側に配置される同一構成の前記ハーネス端末用金属板のリブとがそれぞれ対向するように、下側に配置された前記ハーネス端末用金属板と対向する位置に、前記外部導体を間に挟んで、半田プレートを介して上側に配置される前記ハーネス端末用金属板を配置する工程と、上側に配置された前記ハーネス端末用金属板の側から、下側に配置された前記ハーネス端末用金属板の側に向けて、加熱手段により加熱プレスすることにより、前記各同軸ケーブルの一部露出された外部導体を上下に配置された前記ハーネス端末用金属板間で一括半田する工程と、
を備えることを要旨とする。

本発明によれば、ハーネス端末用金属板の金属プレートの幅方向の両端に、凸形状のリブが金属プレートの長手方向に沿って同軸ケーブルと同じ配置間隔で複数形成されているため、上述した位置決めピンを備えた治具を用いた場合のように、同軸ケーブルの中心導体を傷付けることなしに、外部導体をリブの間に収納することができる。また、リブが外部導体の案内溝として機能するため、手作業によるピッチ調整が不要となり、外部導体をハーネス端末用金属板にセットする際の作業時間を短縮することができる。また、リブの間に収納された外部導体は、横方向への移動が規制されるので、加熱プレス時に溶けた半田が流れる力で同軸ケーブルが左右に動いてしまうことがない。このため、ＦＰＣや基板等との接続工程におけるピッチ調整が不要となり、作業時間の増加を防ぐことができる。また、リブは金属プレートの幅方向の両端に形成されているため、金属プレートの上面に半田プレートを載置するだけで、半田プレートを適切な位置にセットすることができる。また、リブにより、セットされた半田プレートの幅方向への移動が規制されることになるので、半田プレートをセットした際に、半田プレートの位置がずれないように調整する必要がなく、作業にかかる時間を短縮することができる。

更に、リブの高さｈ分だけ相手側の金属板との間隔が狭まるため、加熱ヘッドにより加熱プレスした際の熱が、上側の金属板から下側の金属板に伝わりやすくなり、加熱時間を短縮することができる。とくに、リブの高さｈを外部導体の外径Ｄ／２よりも大きくすることにより、上下のリブが直接接触することになるため、上側の金属板から下側の金属板に、より熱が伝わりやすくなり、加熱時間を更に短縮することが可能となる。

更に、リブの高さｈを、０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲とすることにより、加熱ヘッドによる加熱プレス時に内部絶縁体に必要以上に圧力がかかることがなくなるため、内部絶縁体のつぶれにより、外部導体と中心導体との間で絶縁不良が発生するのを防止することができる。

とくに、リブの高さｈを、０．９５Ｄ〜１．０５Ｄの範囲とした場合は、外部導体の外径公差αにバラツキがあっても、加熱プレス時に外部導体を各金属板に押し付けすぎたり、或いは押し付け不足になることがないため、常に安定した半田付けを行うことが可能となる。

また、金属プレートの幅方向の両端、且つ長手方向の端部に位置決め用リブを形成した場合は、対向配置された相手側の金属板の幅方向への移動が規制されるので、対向配置された上下の金属板は所定の位置関係を保ったまま加熱プレスされることになる。したがって、加熱プレスの際に、対向配置された金属板や、その内側にセットされた半田プレートの位置がずれるのを防止することができる。

以下、本発明に係わるハーネス端末用金属板及びハーネス加工方法の実施形態について説明する。なお、実施形態の説明において参照する各図は、本実施形態に係わるハーネス端末用金属板の構造を模式的に示すものであり、各部の寸法やその比率などは実際のものとは異なる。また、発明の特徴的な部分の構造を把握しやすくするため、図面相互における形状、長さ、厚みなどは必ずしも相似していない部分もあり、また寸法や拡大縮小の比率が異なる場合も含まれる。

また、本実施形態において、ハーネスを構成する同軸ケーブルは、先に説明した図６と同じ符号を用いる。すなわち、同軸ケーブル１は、中心導体４の周りに内部絶縁体５が被覆され、その外側に複数の導体を撚り合わせた外部導体６が被覆され、更にその外側にジャケットと呼ばれる外部絶縁体７が被覆されている。

図１は、実施形態１に係わるハーネス端末用金属板（以下、リブ付き金属板という）の外観図であり、（ａ）はリブ付き金属板の平面図、（ｂ）はリブ付き金属板の正面図、（ｃ）はリブ付き金属板の側面図である。本実施形態のリブ付き金属板１０は、帯状の金属プレート１１を基板とし、この金属プレート１１の幅方向の両端に、凸形状のリブ１２が金属プレート１１の長手方向に沿ってケーブル１と同じ配置間隔（ピッチｐ）で複数形成されている。各リブ１２は、金属プレート１１の長手方向における間隔Ｗが、ケーブル１の外部導体６の外径をＤ、外部導体６の外径公差をαとしたときに、Ｄ＋αとなるように設定されている。なお、外部導体６の外径Ｄとは、撚り合わされている各導体の外径ではなく、内部絶縁体５の外側に被覆された状態での外径を意味するものである。また、金属プレート１１の上面からのリブ高さｈが、０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲、好ましくは０．９５Ｄ〜１．０５Ｄの範囲となるように設定されている。

本実施形態において、リブ１２は金属プレート１１の幅方向の両端に形成されているため、図１（ａ）に示すように、リブ１２と干渉することなしに、金属プレート１１の上面に半田プレート１３をセットすることができる。

上記のようなリブ付き金属板１０は、例えば、金属プレート１１となる平板の幅方向の両端にリブ１２となる凸部を設けておき、この凸部を９０°折り曲げることにより形成することができる。

次に、上記リブ付き金属板１０を用いたハーネス加工方法を図２を参照しながら説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は、２枚のリブ付き金属板により外部導体を一括半田する際の手順を示す正面図である。ここで、図２（ａ）〜（ｅ）は図５に示す矢視Ａから見たときの図に相当する。また、下側のリブ付き金属板を１０Ａ、上側のリブ付き金属板を１０Ｂと表記する。

まず、図２（ａ）に示すように、下側のリブ付き金属板１０Ａの金属プレート１１上面に半田プレート１３をセットする。次に、図２（ｂ）に示すように、各ケーブル１の一部露出された外部導体６を、リブ付き金属板１０Ａのリブ１２の間に収納する。ここで、各外部導体６は、半田プレート１３を介してリブ付き金属板１０Ａに収納されることになる。次いで、図２（ｃ）に示すように、外部導体６の上部に半田プレート１３をセットし、更に図２（ｄ）に示すように、外部導体６を間に挟んで下側のリブ付き金属板１０Ａと対向する位置に、上側のリブ付き金属板１０Ｂを配置する。これにより、外部導体６を間に挟むように、上下に半田プレート１３がセットされることになる。

次に、図２（ｄ）の状態において、上側のリブ付き金属板１０Ｂの側から、下側のリブ付き金属板１０Ａの側に向けて、図示しない加熱ヘッド（加熱手段）により矢印方向に加熱プレスする。これにより、図２（ｅ）に示すように、上側のリブ付き金属板１０Ｂと下側のリブ付き金属板１０Ａとの間が、溶けた半田プレート１３の半田１３ａにより埋められ、各ケーブル１の一部露出された外部導体６がリブ付き金属板１０Ａ、１０Ｂとの間で一括半田されることになる。

本実施形態によれば、リブ付き金属板１０の金属プレート１１の幅方向の両端に、凸形状のリブ１２が金属プレート１１の長手方向に沿ってケーブル１と同じ配置間隔で複数形成されているため、上述した位置決めピンを備えた治具を用いた場合のように、ケーブル１の中心導体４を傷付けることなしに、外部導体６をリブ１２の間に収納することができる。また、リブ１２が外部導体６の案内溝として機能するため、手作業によるピッチ調整が不要となり、外部導体６をリブ付き金属板１０にセットする際の作業時間を短縮することができる。また、リブ１２の間に収納された外部導体６は、横方向への移動が規制されるので、加熱プレス時に溶けた半田１３ａが流れる力でケーブル１が左右に動いてしまうことがない。このため、ＦＰＣや基板等との接続工程におけるピッチ調整が不要となり、作業時間の増加を防ぐことができる。また、リブ１２は金属プレート１１の幅方向の両端に形成されているため、金属プレート１１の上面に半田プレート１３を載置するだけで、半田プレート１３を適切な位置にセットすることができる。また、リブ１２により、セットされた半田プレート１３の幅方向への移動が規制されることになるので、半田プレート１３をセットした際に、半田プレート１３の位置がずれないように調整する必要がなく、作業にかかる時間を短縮することができる。

更に、リブ１２の高さｈ分だけ相手側の金属板との間隔が狭まるため、加熱ヘッドにより加熱プレスした際の熱が、上側のリブ付き金属板１０Ｂから下側のリブ付き金属板１０Ａに伝わりやすくなり、加熱時間を短縮することができる。とくに、リブ１２の高さｈを外部導体６の外径Ｄ／２よりも大きくすることにより、上下のリブ１２が直接接触することになるため、上側のリブ付き金属板１０Ｂから下側のリブ付き金属板１０Ａに、より熱が伝わりやすくなり、加熱時間を更に短縮することが可能となる。

更に、リブの高さｈを、０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲とすることにより、加熱ヘッドによる加熱プレス時に内部絶縁体５に必要以上に圧力がかかることがなくなるため、内部絶縁体５のつぶれにより、外部導体６と中心導体４との間で絶縁不良が発生するのを防止することができる。とくに、リブの高さｈを、０．９５Ｄ〜１．０５Ｄの範囲とした場合は、外部導体６の外径公差αにバラツキがあっても、加熱プレス時に外部導体６を各金属板に押し付けすぎたり、或いは押し付け不足になることがないため、常に安定した半田付けを行うことが可能となる。

以上説明したように、実施形態１に係わるリブ付き金属板及びハーネス加工方法によれば、ケーブルに負荷をかけることがなく、また効率良く端末処理を行うことが可能となる。

次に、リブ付き金属板の他の実施形態である実施形態２について説明する。この実施形態２では、実施形態１の構成と同じ部分を同一符号を用いて説明するものとする。

図３は、実施形態２に係わるリブ付き金属板の外観図であり、（ａ）はリブ付き金属板の平面図、（ｂ）はリブ付き金属板の正面図、（ｃ）はリブ付き金属板の側面図である。本実施形態のリブ付き金属板２０は、金属プレート１１の幅方向の両端であって、金属プレート１１の長手方向の端部に位置決め用リブ１４が４箇所に形成されている。この位置決め用リブ１４は、図１に示すリブ付き金属板１０と、図３に示すリブ付き金属板２０とを対向配置したときに、リブ付き金属板１０の幅方向への移動を規制するためのもので、その他のリブ１２よりもリブ高さが高くなるように設定されている。位置決め用リブ１４のリブ高さｈは、もう一方のリブ付き金属板１０を対向配置したときに、そのリブ付き金属板１０の幅方向の端部と係合するだけの高さがあればよい。なお、対向配置とは、加熱プレス前において、リブ付き金属板１０、２０を上下に配置した状態をいう。

図４は、２つのリブ付き金属板を対向配置したときの説明図であり、（ａ）は２つのリブ付き金属板を対向配置したときの位置関係を示す正面図、（ｂ）は２つのリブ付き金属板を対向配置して加熱プレスしたときの正面図である。

本実施形態において、半田プレート１３やケーブル１の外部導体６をセットする手順は実施形態１（図２参照）と同じであるため説明を省略する。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、リブ付き金属板２０（図３）を下側に配置し、リブ付き金属板１０（図１）を上側に配置している点が実施形態１と異なる。図４（ａ）に示す状態において、リブ付き金属板２０の位置決め用リブ１４とリブ付き金属板１０の幅方向の端部とが係合しているため、リブ付き金属板１０の幅方向への移動が規制されることになる。

そして、図４（ａ）の状態において、上側のリブ付き金属板１０の側から、下側のリブ付き金属板２０の側に向けて、図示しない加熱ヘッドにより矢印方向に加熱プレスすると、図４（ｂ）に示すように、上側のリブ付き金属板１０と下側のリブ付き金属板２０との間が、溶けた半田プレート１３の半田１３ａにより埋められ、各ケーブル１の一部露出された外部導体６がリブ付き金属板１０、２０との間で一括半田されることになる。この加熱プレスの間、リブ付き金属板２０の位置決め用リブ１４とリブ付き金属板１０の幅方向の端部との係合は維持されたままとなるため、上下のリブ付き金属板１０、２０は所定の位置関係を保ったまま加熱プレスされることになる。

したがって、本実施形態によれば、加熱プレスの際に、リブ付き金属板１０、２０や、その内側にセットされた半田プレート１３の位置がずれるのを防止することができる。

なお、本発明の概要は上記実施形態により説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明の技術的な範囲を限定するものではなく、この開示からは様々な代替の実施形態が想起されるものである。

例えば、実施形態１では、上下にリブ付き金属板１０Ａ、１０Ｂを配置した例について示したが、リブ付き金属板を下側にのみ配置し、通常の金属板（図６参照）を上側に対向配置した構成としてもよい。

同様に、実施形態２においても、リブ付き金属板２０を下側にのみ配置し、通常の金属板を上側に配置した構成としてもよい。また、実施形態２において、下側に配置するリブ付き金属板２０として、金属プレート１１の幅方向の両端、且つ長手方向の中央部分に位置決め用リブ１４を形成し、上側に通常の金属板を対向配置した構成としてもよい。

更に、実施形態１、２では半田プレートを用いた例について示したが、半田プレートの代わりに、半田ペーストを用いてもよい。

以上のように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態を含むことは無論である。したがって、本発明の技術的な範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。

実施形態１に係わるリブ付き金属板の外観図。（ａ）はリブ付き金属板の平面図。（ｂ）はリブ付き金属板の正面図。（ｃ）はリブ付き金属板の側面図。 （ａ）〜（ｅ）は実施形態１において２枚のリブ付き金属板により外部導体を一括半田する際の手順を示す正面図。 実施形態２に係わるリブ付き金属板の外観図。（ａ）はリブ付き金属板の平面図。（ｂ）はリブ付き金属板の正面図。（ｃ）はリブ付き金属板の側面図。 実施形態２において２つのリブ付き金属板を対向配置したときの説明図。（ａ）は２つのリブ付き金属板を対向配置したときの位置関係を示す正面図。（ｂ）は２つのリブ付き金属板を対向配置して加熱プレスしたときの正面図。 従来の一般的なフラット多芯同軸ハーネスの端末部分を示す斜視図。 従来例において金属板により外部導体を一括半田する際の配置を示す正面図。（ａ）は半田加工前の状態を示す正面図。（ｂ）は半田加工後の状態を示す正面図。

符号の説明

１…同軸ケーブル
２…プラスチックテープ
４…中心導体
５…内部絶縁体
６…外部導体
７…外部絶縁体
１０（１０Ａ、１０Ｂ）、２０…リブ付き金属板（ハーネス端末用金属板）
１１…金属プレート
１２…リブ
１３…半田プレート
１３ａ…半田
１４…位置決め用リブ
１００…ハーネス

Claims (4)

1. 複数の同軸ケーブルが平行に等間隔で配置されたフラット多芯同軸ハーネスの端末において、前記各同軸ケーブルの一部露出された外部導体を一括半田するためのハーネス端末用金属板であって、
   基板となる金属プレートの幅方向の両端に、凸形状のリブが前記金属プレートの長手方向に沿って前記同軸ケーブルと同じ配置間隔で複数形成され、
   前記金属プレートの長手方向におけるリブの間隔ＷがＤ＋α（Ｄ：外部導体の外径、α：外部導体の外径公差）、且つ前記金属プレート上面からの高さｈが０．５Ｄ〜１．５Ｄとなるように構成され、
   前記金属プレートの長手方向におけるリブ間に前記各同軸ケーブルの一部露出された外部導体が収納されることを特徴とするハーネス端末用金属板。
2. 前記リブの高さｈが、０．９５Ｄ〜１．０５Ｄであることを特徴とする請求項１に記載のハーネス端末用金属板。
3. 前記金属プレートの幅方向の両端であって、当該金属プレートの長手方向の端部に形成され、請求項１に記載のハーネス端末用金属板が対向配置されたときに、当該ハーネス端末用金属板の幅方向への移動を規制する位置決め用リブを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のハーネス端末用金属板。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハーネス端末用金属板を用いたハーネス加工方法であって、
   下側に配置された前記ハーネス端末用金属板の金属プレート上面に半田プレートをセットする工程と、
   前記フラット多芯同軸ハーネスの各同軸ケーブルの一部露出された外部導体を、下側に配置された前記ハーネス端末用金属板の前記リブ間に収納する工程と、
   下側に配置された前記ハーネス端末用金属板のリブと、上側に配置される同一構成の前記ハーネス端末用金属板のリブとがそれぞれ対向するように、下側に配置された前記ハーネス端末用金属板と対向する位置に、前記外部導体を間に挟んで、半田プレートを介して上側に配置される前記ハーネス端末用金属板を配置する工程と、
   上側に配置された前記ハーネス端末用金属板の側から、下側に配置された前記ハーネス端末用金属板の側に向けて、加熱手段により加熱プレスすることにより、前記各同軸ケーブルの一部露出された外部導体を上下に配置された前記ハーネス端末用金属板間で一括半田する工程と、
   を備えることを特徴とするハーネス加工方法。

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