JP2011028984A

JP2011028984A - 同軸線ハーネス

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Publication number: JP2011028984A
Application number: JP2009173128A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yamazaki; 信之山崎; Kenki Ishimoto; 健輝石元
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: JP5375408B2; TW201112277A; TWI402863B; CN102396039B; WO2011010558A1; CN102396039A; KR20120023698A; KR101291854B1

Abstract

【課題】フラットで湾曲した形状に形成することが可能な、耐久性の高い同軸線ハーネスを提供する。
【解決手段】同軸ケーブル１０は、中心導体１１と、中心導体１１を覆う絶縁体１２と、絶縁体１２の周りを覆う外部導体１３と、絶縁体１２の材料より融点が低い再溶融材料を用いた外被１４とを有する。そして、同軸線ハーネスは、配列した複数本の同軸ケーブル１０の長さ方向の一部分が、外被１４の溶融により結合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数本の同軸ケーブルをフラットに並べたフラット型の同軸線ハーネスに関する。

同軸ケーブルは、中心導体と、その中心導体を覆う絶縁体と、その絶縁体の周りを覆う外部導体と、外被とで構成されている。モバイル機器等の小型の電子機器では、例えば、ケーブル外径が０.３５ｍｍ以下で中心導体の直径が０.１ｍｍ以下の極細同軸ケーブルが用いられている。
このような同軸ケーブルを複数本フラットに配列した同軸線ハーネスを電子機器に組み込みたいという要求がある。

特許文献１には、絶縁体及び外被がＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）の同軸ケーブルを平面状に並べて、融着層としてＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）を有するＥＰＴＦＥ（多孔質ポリテトラフルオロエチレン）のラミネートシートを融着したフラットハーネスが開示されている。

なお、フラットな配線部材には、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）ケーブルがあるが、ノイズ特性が悪いため高周波の伝送には向かない。

特開２００６−２２２０５９号公報

しかしながら、ＰＦＡは加熱して再溶融できない材料であり、溶融するほど加熱するとひどく損傷してしまう。特許文献１に記載の同軸線ハーネスはＥＰＴＦＥを溶融させるがＰＴＡは溶融しないので両者の密着はさほど強くなく、すぐに各線がバラバラになってしまいハーネスとして使えない。さらに、特許文献１に記載の同軸線ハーネスは、直線形状しか想定されておらず、フラットで湾曲した自由な形状に形成することができない。また、複数本の同軸ケーブルの周囲に外被を押し出し被覆したフラット型の同軸線ハーネスも直線形状に限られる。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、フラットで湾曲した形状に形成することが可能な、耐久性の高い同軸線ハーネスを提供することにある。

本発明による同軸線ハーネスは、複数本の同軸ケーブルをフラットに配列したフラット型の同軸線ハーネスである。この同軸ケーブルは、中心導体と、その中心導体を覆う絶縁体と、その絶縁体の周りを覆う外部導体と、その絶縁体の材料より融点が低い再溶融材料を用いた外被とを有する。そして、この同軸線ハーネスは、複数本の同軸ケーブルの長さ方向の一部分が、外被の溶融により結合されている。

本発明の同軸線ハーネスによれば、フラットで湾曲した形状に形成することが可能で、且つ高い耐久性を持たせることもできる。

本発明の一実施形態に係る同軸線ハーネスの製造方法を説明するための断面図である。図１の製造方法で製造された同軸線ハーネスの一例を示す外観図である。本発明の他の実施形態に係る同軸線ハーネスの製造方法を説明するための断面図である。図３の製造方法で製造された同軸線ハーネスの一例を示す外観図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る同軸線ハーネスの製造方法を説明するための断面図である。本発明に係るフラット型の同軸線ハーネスは、複数本の同軸ケーブル１０をフラットに配列して、それらを以下に説明するように接合したものである。以下、同軸ケーブルを７本配列した例を挙げるが、複数本であればよい。

同軸ケーブル１０は、中心導体（内部導体）１１と、中心導体１１を覆う絶縁体１２と、絶縁体１２の周りを覆う外部導体１３と、外部導体１３の外周を覆う外被１４とを有する。中心導体１１としては錫や銀がメッキされた銅線や銅合金線が主に用いられ、外部導体１３としては錫がメッキされた銅線や銅合金線が主に用いられている。

本発明における同軸線ハーネスに用いる同軸ケーブル１０の外被１４には、絶縁体１２の材料より融点が低い再溶融材料を用いている。そして、本発明に係る同軸線ハーネスは、このような同軸ケーブル１０を治具を用いるなどして隣接する同軸ケーブル１０同士が接触するように配列後、それらの同軸ケーブル１０の長さ方向（長手方向）の一部分が、外被１４の溶融により結合されている。以下、この結合された部分を結合部と呼ぶ。

絶縁体１２の材料が外被１４の材料より融点が高い材料であるため、外被１４の溶融時に絶縁体１２が溶融しないような温度で溶融させることができる。従って、本発明の同軸線ハーネスによれば高い耐久性を持たせることができる。つまり、各同軸ケーブル１０をつなげ合わせることで同軸線ハーネスを形成し、ＦＰＣのように平らで、さまざまな形の配線材が作成可能となるだけでなく、高ノイズ性能を持つ配線材を実現できる。さらに、このような材料を用いているため、以下に例示するようにフラットで湾曲した形状の同軸線ハーネスを形成することも可能である。

また、本発明では、ケーブルの外径が０.３５ｍｍ以下で中心導体の直径が０.１ｍｍ以下の極細同軸ケーブルを用いた場合でも、特に一般的に極細と呼ばれるＡＷＧ４０の同軸ケーブルよりも細い極細同軸ケーブルを用いた場合でも、上述のような効果を奏する同軸線ハーネスを構成することができる。

次に、図１と併せて図２を参照しながら、本実施形態における上述の結合部を構成するための外被１４の溶融方法について説明する。図２は、図１の製造方法で製造された同軸線ハーネスの一例を示す外観図である。なお、図２では同軸ケーブル１０を見易くするために各同軸ケーブル１０を離間させて図示している。

本実施形態では、図１に示すように、互いが接触するようにフラットに並べた７本の同軸ケーブル１０の両面からヒーターチップなどの熱源３０から熱を加え、各同軸ケーブル１０の外被１４を溶融させ、隣り合う同軸ケーブル１０同士を外被１４同士で溶着させている。図２では４箇所の結合部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを形成した例を示す。つまり、本実施形態では、隣り合う同軸ケーブル１０同士が少なくとも直線部分では接触するように配列しておき、その接触部分であって且つ熱源３０により溶着した部分の外被１４が結合部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとなり、これら結合部で各同軸ケーブル１０が一体化されている。各結合部は順に形成してもよく、４箇所に熱源を配置して同時に形成してもよい。

また、図２の例では、各同軸ケーブル１０を配列する際に、結合部１０ｂと結合部１０ｃとの間に該当する箇所で各同軸ケーブル１０を湾曲させている。このように、本実施形態では、結合部を複数形成し、少なくとも１つの結合部間で各同軸ケーブル１０を曲線形状、つまり同軸線ハーネスを曲線形状とすることができる。より具体的には、治具に湾曲した溝を形成しておき、その溝に同軸ケーブル１０を置いてフォーミングすればよい。これにより湾曲部分では、各同軸ケーブル１０の長さが違ってくることになる。

このように、本実施形態の同軸線ハーネスによれば、フラットで湾曲した形状に形成することが可能で、且つ高い耐久性を持たせることもできる。また、熱源３０は各同軸ケーブル１０の両面としたが、各同軸ケーブル１０の片面だけであってもこの効果は得られる。また、熱源３０は各同軸ケーブル１０に直接当てても、間接的に加えてもよい。

また、図２の例では、このように構成した同軸線ハーネスの一端にコネクタ２１を接続すると共に、結合部１０ｄの先（コネクタ２１とは反対方向の先）にバンドル部２２を設けて同軸線ハーネスを束ね、続く同軸線ハーネスの他端にコネクタ２３を接続している。このように、本実施形態では、バンドル部２２で示したように、途中から丸くバンドルすることもできる。

また、同軸線ハーネスの概略図としてはフラットで湾曲させた形状のみを挙げたが、外被１４同士を融着させる例で、１又は複数箇所に結合部をもつフラットで直線形状の同軸線ハーネスを形成することもできる。

次に、上述のような絶縁体１２と外被１４の組み合わせの例を挙げる。例えば、絶縁体１２の材料をＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）とし、外被１４の再溶融材料をＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）とすればよい。

ＥＴＦＥは再溶融性の樹脂であり、再溶融させても強度に影響を与えるまで損傷することがないため、強度を保つことができる。また、ＰＦＡがＥＴＦＥより融点が高いので、各同軸ケーブル１０を溶着するために加熱する時に絶縁体１２が溶融することなく、形状及び電気的特性を保つことができる。このとき、熱源３０は、ＥＴＦＥの融点を考慮して例えば２５０〜２６０℃とすればよい。

次に、図３及び図４を参照しながら、上述の結合部を構成するための外被１４の溶融方法の他の実施形態について説明する。図３は、本発明の他の実施形態に係る同軸線ハーネスの製造方法を説明するための断面図で、図４は、図３の製造方法で製造された同軸線ハーネスの一例を示す外観図である。

本実施形態における結合部は、図３に示すように複数本（例えば７本）の同軸ケーブル１０を互いに接触するように並べた後、それら７本の同軸ケーブル１０の長さ方向の一部分の両面に、外被１４の再溶融材料と同じ材料のシート２０を配し、その後、シート２０の両面から熱源３０を加えることで、そのシート２０と外被１４とを溶着させている。ここで、外被１４と絶縁体１２の材料については、上述した実施形態と同様のものが採用できる。

シート２０を４箇所配し、そのシート２０に熱が加えられるように好ましくは４箇所熱源を配置して熱を加えることにより、図４に示すように４箇所の結合部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを形成することができる。そして、これらの結合部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄで各同軸ケーブル１０が一体化されている。

また、図４の例でも、図２の例と同様に、各同軸ケーブル１０を配列する際に、結合部２０ｂと結合部２０ｃとの間に該当する箇所で各同軸ケーブル１０を湾曲させている。このように、本実施形態でも、結合部を複数形成し、少なくとも１つの結合部間で各同軸ケーブル１０を曲線形状、つまり同軸線ハーネスを曲線形状とすることができる。

また、図４の例でも、図２の例と同様に、同軸線ハーネスの一端にコネクタ２１を接続すると共に、結合部２０ｄの先（コネクタ２１とは反対方向の先）にバンドル部２２を設け、同軸線ハーネスの他端にコネクタ２３を接続している。このように、本実施形態でも、バンドル部２２で示したように、途中から丸くバンドルすることもできる。

また、同軸線ハーネスの概略図としてはフラットで湾曲させた形状のみを挙げたが、本実施形態においても、１又は複数箇所に結合部をもつフラットで直線形状の同軸線ハーネスを形成することもできる。フラット状に並べた７本の同軸ケーブル１０の両面のシート２０から熱源３０によりシート２０と外被１４を溶融させ、これによりシート２０と同軸ケーブル１０の外被１４とを溶着させればよい。

また、本実施形態においても各同軸ケーブル１０の片面だけにシート２０を溶着させてもよく、また熱源３０はシート２０に直接当てても、間接的に加えてもよい。

以上、本実施形態によれば、図１及び図２で説明した実施形態の効果と同様の効果が得られる。さらに、図１及び図２の実施形態では外被１４が薄いと各同軸ケーブル１０が溶着する部分の面積が小さくなる。本実施形態ではシート２０が溶融し図３の断面図で各線の間の凹部を埋めて溶融箇所の面積が大きくなるので、各線の密着力が一層大きくなり、捻回などの強い衝撃への耐久性がさらに優れる。

また、本実施形態の同軸線ハーネスの構造は、ＦＰＣのように平らで、さまざまな形の配線材が作成可能となる。例えば中心導体１１がＡＷＧ４６（０.０３９８４ｍｍ）であれば両面のシート２０を含めた厚みを０.２ｍｍとすることもできる。さらに、この構造は、ＦＰＣよりもノイズ特性に優れる。配線時に屈曲させる箇所をバンドル部２２とすることで屈曲性を良くすることもできる。

図１〜図４を参照して説明した各実施形態では、結合部は結合部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ又は結合部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄのように長さ方向に一部分だけとしたが、長さ方向に全ての部分とすることもできる。

本発明による同軸線ハーネスを評価するための試験を行った。
同軸ケーブル１０として、ＡＷＧ４６の中心導体１１、ケーブル外径０.２１ｍｍ、外被１４の厚さが０.０１７ｍｍのものを使用した。この同軸ケーブル１０を２０本、間隔をあけずに並べて、幅２ｍｍ、厚さ０.０５ｍｍのシート２０（ＥＴＦＥのテープ）で両面から挟み、２６０℃（ＥＴＦＥの融点程度）でホットプレスして、同軸ケーブル１０のＥＴＦＥの外被１４とＥＴＦＥのシート２０とを溶着し一体化して、同軸線ハーネスを形成した。この同軸線ハーネスを、８５℃の恒温槽に９６時間浸しても、また高温高湿（６５℃、９５％ＲＨ）で９６時間晒しても、変化や剥がれがなく、従来のハーネスと同様に使用できる。

比較のために、中心導体の直径、ケーブル外径、外被厚が同じで、従来のように外被をＰＦＡとした同軸ケーブルを用いて試験を行った。この従来の同軸ケーブルを２０本間隔をあけずに並べて、幅２ｍｍ、厚さ０.０５ｍｍのＦＥＰテープで両面から挟み、３１０℃（ＰＦＡの融点程度）でホットプレスしても、ＦＥＰテープとＰＦＡは融着せず、ハーネスの形にならない。

１０…同軸ケーブル、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…結合部、１１…中心導体、１２…絶縁体、１３…外部導体、１４…外被、２０…シート、２１，２３…コネクタ、２２…バンドル部、３０…熱源。

Claims

複数本の同軸ケーブルをフラットに配列したフラット型の同軸線ハーネスであって、
前記同軸ケーブルは、中心導体と、該中心導体を覆う絶縁体と、該絶縁体の周りを覆う外部導体と、前記絶縁体の材料より融点が低い再溶融材料を用いた外被とを有し、
当該同軸線ハーネスは、前記複数本の同軸ケーブルの長さ方向の一部分が、前記外被の溶融により結合されていることを特徴とする同軸線ハーネス。
前記外被の再溶融材料はエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体とし、前記絶縁体の材料はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体とすることを特徴とする請求項１に記載の同軸線ハーネス。
前記結合された部分は、前記複数本の同軸ケーブルの長さ方向の一部分の片面又は両面に、前記外被の再溶融材料と同じ材料のシートを配して、該シートと前記外被とを溶着させていることを特徴とする請求項１又は２に記載の同軸線ハーネス。
前記結合された部分を複数形成し、少なくとも１つの前記結合された部分間で前記複数本の同軸ケーブルが曲線形状になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の同軸線ハーネス。