JP2014017181A - シールドケーブルハーネスの端末構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘り、シールドシェルと編組との電気的接続の信頼性およびシールドケーブルに対する保持力を確保できるシールドケーブルハーネスの端末構造を提供すること。
【解決手段】芯線２１と、芯線２１の外周を覆う導電性の編組２２と、さらにその外周を覆う絶縁性のジャケット２３とを有するシールドケーブル２が用いられる端末構造３は、編組２２がジャケット２３の外側に折り返されることでジャケット２３の周囲に配置される第１編組部２２１と、その編組２２がさらに第１編組部２２１とは逆向きに折り返されることで第１編組部２２１の周囲に配置される第２編組部２２２と、芯線２１に接続される端子１１を囲むシールドシェル１０と、シールドシェル１０に一体に形成され、ジャケット２３および第１編組部２２１の外側から圧着する第１圧着部材１５と、第１圧着部材１５および第２編組部２２１の外側から圧着する第２圧着部材と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、シールドケーブルが用いられたシールドケーブルハーネスの端末構造およびその製造方法に関する。

通信機器などに用いられるシールドケーブルは、その信号伝送に影響するノイズを落とすために、芯線の外周に金属編組を有しており、その外周には樹脂製のジャケットが設けられている。このようなシールドケーブルが用いられるシールドケーブルハーネス（コネクタ付ハーネス）の端末構造として、例えば、特許文献１に示されるものが知られている。この特許文献１では、図８に示すように、ジャケット５１を皮剥して編組５２を露出させた後、ジャケット５１の外周部に導電性のスリーブ５３を配置し、さらに、スリーブ５３の上に編組５２を折り返し、編組５２の上から、コネクタのシールドシェルに形成されるＵ字状のバレル５４を圧着している。
特許文献１のように、ジャケット５１上に折り返された編組５２にバレル５４を圧着することにより、編組５２とシールドシェル（バレル５４）との間の電気的な接続信頼性を確保するとともに、編組５２を含むシールドケーブルがコネクタのシールドシェルから外れないように機械的な保持力を与える。

特開２０１２−４８８１８号公報

端末接続部分も含めたシールドケーブルハーネスが常温より高い温度域で長期にわたって使用されると、樹脂製のジャケット５１は、圧着により応力が掛かっている部分が時間の経過とともに体積が減少して痩せ易く、圧着力に対するジャケット５１の反力が低下するおそれがある。また、同じく常温よりも高い温度域で長期にわたって使用されると、ジャケット５１に応力緩和が生じ易く、それによってバレル５４の圧着力に対するジャケット５１の反力が低下するおそれがある。一方、常温よりも高い温度域での長期にわたる使用により、バレル５４にも応力緩和が生じ易く、それによってバレル５４の圧着力が低下するおそれがある。また、熱衝撃に曝されることでシールドケーブルの膨張、収縮が繰り返し生じ、バレル５４への繰り返し反力によってバレル５４が開き易く、圧着力が低下するおそれがある。

本発明は、上記のような課題に基づいてなされたもので、上記のような現象が生じた場合でも、長期に亘り、シールドシェルと編組との電気的な接続信頼性、および編組を含むシールドケーブルに対する保持力を確保できるシールドケーブルハーネスの端末構造を提供することを目的とする。

そこでなされた本発明のシールドケーブルハーネスの端末構造は、絶縁被覆を有する芯線と、前記芯線の外周を覆う導電性の編組と、さらにその外周を覆う絶縁性のジャケットとを有するシールドケーブルが用いられるシールドケーブルハーネスの端末構造であって、編組がジャケットの外側に折り返されることでジャケットの周囲に配置される第１編組部と、その編組がさらに第１編組部とは逆向きに折り返されることで第１編組部の周囲に配置される第２編組部と、芯線に接続される端子を囲むシールドシェルと、シールドシェルに一体に形成され、ジャケットおよび第１編組部の外側から圧着する第１圧着部材と、第１圧着部材および第２編組部の外側から圧着する第２圧着部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ジャケットが痩せたり、ジャケットや第１圧着部材に応力緩和が生じたり、第１圧着部材が開いたりすることで、編組と第１圧着部材との間の接触力が低下しても、第１圧着部材の外側に位置する第２圧着部材の圧着力によって編組と第１圧着部材との間の接触力低下分を十分に補うことができる。
以上によれば、ジャケット、第１圧着部材、および第２圧着部材の間に第１編組部および第２編組部が挟持された状態を安定して維持できるので、シールドケーブルハーネスの端末構造全体として、長期に亘り、第１圧着部材と第１編組部との接続信頼性、および編組を含めたシールドケーブルに対する保持力を確保できる。
ここで、絶縁性のジャケットに典型的に用いられる樹脂よりも熱および力の影響を受け難い金属から第２圧着部材を構成するのが好ましい。

以上のように第１圧着部材および第２圧着部材により圧着する本発明によれば、ジャケットが痩せることやジャケット・圧着部材の応力緩和などを見込んで、過大な圧着力で圧着しておく必要がないので、シールドケーブルが過度に扁平状に潰れることはなく、シールドケーブルの当初の円形断面形状を保ち易くなる。そのため、伝送特性を向上させることができる。

また、本発明では、第１圧着部材の内側に第１編組部が接触するとともに、第１圧着部材の外側にも第２編組部が接触するので、圧着金具の内側にのみ編組が接触する構成に対して、圧着金具が形成されるシールドシェルと編組との接触面積を２倍にできる。そうすると、両者間の接触抵抗が小さくなり、シールドシェルから編組へとノイズを落とし易くなるので、シールド性能が向上する。

本発明における第１圧着部材および第２圧着部材は、種々の形状のものを採用できるとともに、その圧着形状も任意である。
第２圧着部材は、筒体とされることが好ましい。筒体は、周方向に不連続な部材（例えばＵ字状の部材）に比べて剛性が高いので、その内側に第１圧着部材を確実に拘束できる。このため、ジャケット、第１圧着部材、および第２圧着部材の間に第１編組部および第２編組部が挟持された状態をより安定して維持できる。

本発明のシールドケーブルハーネスの端末構造の製造方法は、絶縁被覆を有する芯線、芯線の外周を覆う導電性の編組、さらにその外周を覆う絶縁性のジャケットを有するシールドケーブルを用いてシールドケーブルハーネスの端末構造を製造する方法であって、シールドケーブルの端末部におけるジャケットの皮剥により露出される編組を、ジャケット上に折り返す第１折り返しステップと、芯線に接続される端子を囲むシールドシェルに形成される第１圧着部材を編組上に配置して圧着する第１圧着ステップと、第１圧着部材を越えて延出する編組を、第１圧着部材上に、第１折り返しステップとは反対側に折り返す第２折り返しステップと、編組よりも外側に配置した第２圧着部材を圧着する第２圧着ステップと、を備える。
この製造方法により、上述のシールドケーブルハーネスが得られるので、上述と同様の作用および効果を享受できる。

本発明のシールドケーブルハーネスの端末構造およびその製造方法によれば、長期に亘り、シールドシェルと編組との接続信頼性およびシールドケーブルに対する保持力を確保できる。

本発明の実施形態に係るシールドケーブルハーネスの斜視図である。（ａ）は、完成品の斜視図であり、（ｂ）は、分解斜視図である。 図１（ａ）のII−II線断面図であり、アウターハウジングを取り外した状態を示す図である。なお、他の断面図も、同様の位置を破断した図である。 シールドケーブルハーネスの製造ステップを示す図である。 シールドケーブルハーネスの製造ステップを示す図である。 シールドケーブルハーネスの製造ステップを示す図である。 シールドケーブルハーネスの製造ステップを示す図である。 シールドケーブルハーネスの製造ステップの変形例を示す図である。 従来のシールドケーブルハーネスを示す模式図である。

以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態のシールドケーブルハーネス１は、図１に示すように、シールドケーブル２の芯線２１に接続される端子１１と、端子１１を保持するとともに、金属製のシールドシェル１０で覆われるインナーハウジング１２と、シールドシェル１０を含むシールドケーブルハーネス端末構造３と、シールドシェル１０の外側に装着されるアウターハウジング１３とを備えている。

本実施形態のシールドケーブル２は、複数の芯線２１と、それらの芯線２１の外周を覆う編組２２と、その編組２２の外周を覆い、端末部分が皮剥されたジャケット２３とを有している。なお、芯線２１は１つであってもよい。
各芯線２１は、金属導線２１１（図３（ｃ））と、その外周を覆う絶縁被覆２１２とを有している。なお、複数の芯線２１が撚り合わせられて（ツイストされて）いてもよい。
編組２２は、金属細線（例えば、軟銅線）が筒状に編み込まれたものであり、柔軟に形成されている。このような編組２２をシールドシェル１０に電気的に接続するとともに、シールドケーブル２をコネクタのシールドシェル１０に保持するために、後述するように、ジャケット２３、シールドシェル１０、およびクリンプフェルール１７の間に編組２２が挟持される。
この編組２２は、図２に示すように、ジャケット２３よりも外側において２回折り返されている。具体的には、編組２２は、ジャケット２３の端部２３Ａでジャケット２３の内側から外側に折り返されるとともに、その折り返し片がジャケット２３の端部２３Ａからシールドケーブル２の後端側Ｂに向けて延出する途中でシールドケーブル２の前端側Ｆに向けて折り返されている。その結果、ジャケット２３の外周面２３Ｂの周囲に、後述するシェル圧着部１５を挟んで編組２２が二重に重ねられている。以下、この二重に重ねられた編組２２のうちで、シェル圧着部１５よりも内側の部分を第１編組部２２１、シェル圧着部１５よりも外側の部分を第２編組部２２２と称する。

絶縁性のジャケット２３は、例えばＰＶＣ（polyvinyl chloride；ポリ塩化ビニル）や、ＥＶＡ（ethylene-vinyl acetate copolymer；エチレン−酢酸ビニル共重合体）などの樹脂からなる筒体とされている。

端子１１は、シールドケーブル２の芯線２１と同じ数だけ設けられている。この端子１１は、芯線２１の金属導線２１１に圧着される圧着部１１１と、シールドケーブルハーネス１に嵌合される図示しない相手コネクタの端子に電気的に接続される端子本体１１２とが一体に形成されている。
インナーハウジング１２は、端子１１を収容するキャビティ１２１が複数（ここでは４つ）形成された樹脂体とされている。キャビティ１２１は、インナーハウジング１２を貫通している。

シールドケーブルハーネス端末構造３は、シールドケーブル２の端末部２Ａと、当該端末部２Ａに設けられるシールドシェル１０と、金属製のクリンプフェルール１７とを備えている。
シールドシェル１０は、端子１１を保持するインナーハウジング１２の外周を覆うとともに、編組２２に電気的に接続される。このシールドシェル１０は、シールドケーブルハーネス１と嵌合される相手コネクタのシールドシェルに電気的に接続される。相手コネクタのシールドシェルは、相手コネクタの端子が接続される基板のグランド端子に接続されている。シールドシェル１０および相手コネクタのシールドシェルによってシールドケーブルハーネス１および相手コネクタの各々の端子は包囲される。このような構成によれば、シールドケーブル２に受けた外部ノイズ、および芯線２１から生じた内部ノイズのいずれも、編組２２、シールドシェル１０、相手コネクタのシールドシェル、基板、およびグランドの順に通過させて落とすことができるので、コネクタの内部から外部に対して、およびコネクタの外部から内部に対してノイズを遮蔽できる。
このようなシールドシェル１０は、ジャケット２３の端部２３Ａから露出する芯線２１の外側に配置されるシェル本体１４と、第１編組部２２１および第２編組部２２２の間に配置されるシェル圧着部１５とが一体に形成されている。
シェル本体１４は、角筒状に形成されており、その内側にインナーハウジング１２を収容する。このシェル本体１４の端部から突出する支柱１４１により、シェル圧着部１５が支持されている。
シェル圧着部１５は、一対でＵ字をなす圧接片１５１，１５２からなる。このシェル圧着部１５を第１編組部２２１上で圧着することにより、シールドシェル１０が編組２２に電気的に接続されるとともに、シールドシェル１０にシールドケーブル２が保持される。このシェル圧着部１５を含むシールドシェル１０の材質は、シールドケーブル２を保持しかつ編組２２との接触によりノイズを落とす目的に足りるだけの強度および導電性があるものであれば広く採用できる。材質の一例としては、銅合金（例えばりん青銅）が挙げられる。

筒体とされるクリンプフェルール１７は、第１編組部２２１およびシェル圧着部１５が内側に配置される第２編組部２２２の外側に配置され、径方向の圧縮力が加えられる。このクリンプフェルール１７は、編組２２およびシェル圧着部１５をその外側から圧着する部材として機能する。このクリンプフェルール１７の材質は、後述する現象によって起こり得る接触力の低下を補うのに足りる圧着力を発揮するものであれば、銅合金などの金属を始めとして、樹脂をも対象として広く採用できる。その材質は、痩せ難い、膨張し難いことが望まれる。なお、樹脂の場合は、圧着できる構造、例えば一対の半割体でシールドケーブル２を挟み込む構造を採用する。

樹脂製のアウターハウジング１３（図１）は、シールドシェル１０の外側を覆うことにより、シールドシェル１０を絶縁する。このアウターハウジング１３は、シールドケーブルハーネス１の前端側Ｆでシェル本体１４に装着される前端部１３１と、シールドケーブルハーネス端末構造３に装着される接続部１３２とを有している。

本実施形態では、図２に示すように、ジャケット２３の外周面２３Ｂ上に、第１編組部２２１、シェル圧着部１５、第２編組部２２２、およびクリンプフェルール１７が順に重ねられている。
これにより、第１編組部２２１は、ジャケット２３とシェル圧着部１５との間に挟持されている（内側の挟持構造）。この構造は、図８に示されるジャケット５１とバレル５４との間に編組５２が挟持される構造に相当するが、本実施形態ではさらに、第２編組部２２２が、シェル圧着部１５とクリンプフェルール１７との間に挟持されている（外側の挟持構造）。

次に、本実施形態のシールドケーブルハーネス１を製造するステップを図３〜図６を参照して説明する。
先ず、図３（ａ）に示すシールドケーブル２の端末部２Ａでジャケット２３を皮剥し、編組２２を露出させる（図３（ｂ））。ジャケット２３を皮剥する長さは、端子１１を芯線２１に圧着する作業性も考慮する必要があるが、シェル圧着部１５のケーブル軸線方向の長さＬ（図４（ｂ））の２倍を目安とするのが好ましい。
なお、図示していないが、シールドケーブル２には予めクリンプフェルール１７を通しておく。

次に、図３（ｃ）に示すように、露出した編組２２をジャケット２３の周囲に向けて折り返して、芯線２１を露出させる（第１折り返しステップ）。
次いで、芯線２１の先端から所定長さだけ絶縁被覆２１２を剥ぎ取って金属導線２１１を露出させる。そこに端子１１の圧着部１１１を圧着した後に、その端子１１をインナーハウジング１２のキャビティ１２１内に挿入する。その後、インナーハウジング１２をシェル本体１４の内側に挿入して、図４（ａ）に示すように、折り返された編組２２の外側にシェル圧着部１５を配置する。
このシェル圧着部１５の圧接片１５１，１５２が互いに近接する向きに力を加え、圧着する（図４（ｂ）、第１圧着ステップ）。そうすることで、シールドシェル１０にシールドケーブル２が機械的に保持される。加えて、ジャケット２３上の編組２２（第１編組部２２１）とシェル圧着部１５とが互いに所定の面圧をもって接触するので、編組２２とシールドシェル１０との電気的な接続信頼性が確保される。この状態では、編組２２の第２編組部２２２に相当する部分はシェル圧着部１５よりも後端側Ｂに延出している。

次に、編組２２の第２編組部２２２に相当する部分をシェル圧着部１５の後端１５Ｂでシェル圧着部１５の周囲に向けて折り返すと、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、シェル圧着部１５の内側に位置する第１編組部２２１に加えて、シェル圧着部１５の外側に位置する第２編組部２２２が形成される（第２折り返しステップ）。図５に示すように、第１編組部２２１と第２編組部２２２とは、シールドケーブル２の軸線方向の長さが概ね等しい。
なお、第２編組部２２２の長さは、ジャケット２３が皮剥される長さとシェル圧着部１５の圧接片１５１，１５２の幅とによって定まる。シェル圧着部１５との接触面積を増やす上では、第２編組部２２２がシェル圧着部１５の前端１５Ａまで延びていることが好ましいが、シェル圧着部１５の前端１５Ａまで第２編組部２２２が到達していなくてもよい。前端１５Ａよりも前方に第２編組部２２２の先端が延出していれば、必要に応じて、前端１５Ａよりも先の部分が切除される。

続いて、図６（ａ）に示すように、シールドケーブル２の後端側Ｂに退避させていたクリンプフェルール１７を、第２編組部２２２の外周まで移動させる。このとき、第２編組部２２２の折り返された基端２２２Ｂ側からクリンプフェルール１７を通すことができる。仮に、逆側、つまり第２編組部２２２の先端２２２Ａ側から通そうとすると、編組２２を形成する金属細線の先端が不揃いに突出するために、クリンプフェルール１７がそこに引っ掛かる。これに対して、折り返された基端２２２Ｂ側であれば、クリンプフェルール１７をスムーズに通すことができる。
次に、図６（ｂ）に示すように、クリンプフェルール１７を径方向内側に向けて加圧し、圧着する（第２圧着ステップ）。そうすると、第２編組部２２２と、シェル圧着部１５およびクリンプフェルール１７とが所定の面圧をもって接触する。これによっても、編組２２とシールドシェル１０との電気的な接続信頼性およびシールドケーブル２に対する機械的な保持が担保される。
そして、前端側Ｆからアウターハウジング１３を装着すると、図１に示すシールドケーブルハーネス１が完成する。

なお、クリンプフェルール１７は、例えば断面多角形に圧着したり、周方向の一部を圧着したりすることができ、その圧着形状は任意である。
また、クリンプフェルール１７は、長さ方向の一部または全部を圧着することができる。長さ方向の一部とは、例えば一端側、または長さ方向中央部が該当する。

本実施形態のシールドケーブルハーネス１の使用環境は、常温よりも高い温度域となりうる。このような高温の熱負荷が、圧着による応力が掛かっているジャケット２３に長期に亘り作用すると、ジャケット２３が痩せ易く、ジャケット２３の反力が低下するおそれがある。また、同じく常温よりも高い温度域で長期にわたって使用されると、ジャケット２３に応力緩和が生じ易く、それによってジャケット２３の反力が低下するおそれがある。一方、ジャケット２３との間に編組２２を挟持するシェル圧着部１５も、常温よりも高い温度域での長期にわたる使用によって応力緩和が生じ易く、それによってシェル圧着部１５の圧着力が低下するおそれがある。また、熱衝撃に曝されることでシールドケーブル２の膨張、収縮が繰り返し生じ、そのときのシェル圧着部１５への繰り返し反力によってシェル圧着部１５が開き易く、圧着力が低下するおそれがある。これらの現象は、いずれも編組２２とシェル圧着部１５との間の接触力を低下させ、これに伴って編組２２とシールドシェル１０との接続信頼性、および編組２２を含めたシールドケーブル２の機械的保持力を低下させる要因となる。
そこで、本実施形態は、シェル圧着部１５の外側からもクリンプフェルール１７によって圧着する構造を採用している。このため、上記現象により編組２２とシェル圧着部１５との間の接触力が低下しても、その低下分をクリンプフェルール１７の圧着力によって十分に補うことができる。
したがって、ジャケット２３、シェル圧着部１５、およびクリンプフェルール１７の間に第１編組部２２１および第２編組部２２２が所定の面圧で挟持された状態を安定して維持できるので、長期に亘り、接続信頼性および保持力を確保できる。
ここで、シェル圧着部１５を外側から圧着する部材には、ジャケット２３に用いられる樹脂よりも熱および力の影響を受け難い金属製のクリンプフェルール１７を採用している。これによって、第２編組部２２２がいずれも金属からなるシェル圧着部１５とクリンプフェルール１７との間に挟持されるので、より長期に亘る接続信頼性および保持力を得ることができる。
その上、本実施形態では、第２圧着部材として、剛性の高い筒状のクリンプフェルール１７を用いている。このようなクリンプフェルール１７の内側にシェル圧着部１５が確実に拘束されるので、ジャケット２３、シェル圧着部１５、およびクリンプフェルール１７の間に第１編組部２２１および第２編組部２２２が所定の面圧で挟持された状態をより安定して維持できる。

しかも、編組２２が２回折り返されることで、第１編組部２２１と第２編組部２２２との両方がシェル圧着部１５に接触するので、編組２２が１回のみ折り返される構成と比べて、シェル圧着部１５と編組２２との接触面積を２倍にできる。そうすると、両者間の接触抵抗が小さくなるので、シールドシェル１０から編組２２へとノイズを落とし易くなる。

本発明における第１圧着部材および第２圧着部材はいずれも、作業性と、要求される接続信頼性および保持力を考慮して、種々の形状のものを採用できる。例えば、筒体であるクリンプフェルール１７に代えて、Ｕ字状の第２圧着部材を用いることもできる。

また、本発明のシールドケーブルハーネス端末構造の製造に際しては、図７に示すように編組２２を束化する手法も採用できる。先ず、上述と同様、ジャケット２３の皮剥により、図７（ａ）に示すように編組２２を露出させる。その露出した範囲の編組２２の金属細線をほぐし、図７（ｂ）のように集めて束ねるようにしたものを、図７（ｃ）のようにジャケット２３上に折り返す。このように束化された編組２２上でシェル圧着部１５を図７（ｄ）のように圧着し、以降、図４〜図６と同様に、編組２２を反対側にも折り返すとともに、クリンプフェルール１７を圧着する。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１ シールドケーブルハーネス
２ シールドケーブル
３ シールドケーブルハーネス端末構造
１０ シールドシェル
１１ 端子
１２ インナーハウジング
１３ アウターハウジング
１４ シェル本体
１５ シェル圧着部（第１圧着部材）
１７ クリンプフェルール（第２圧着部材）
２１ 芯線
２２ 編組
２３ ジャケット
２２１ 第１編組部
２２２ 第２編組部
Ｂ 後端側
Ｆ 前端側

Claims (3)

1. 絶縁被覆を有する芯線と、前記芯線の外周を覆う導電性の編組と、さらにその外周を覆う絶縁性のジャケットとを有するシールドケーブルが用いられるシールドケーブルハーネスの端末構造であって、
   前記編組が前記ジャケットの外側に折り返されることで前記ジャケットの周囲に配置される第１編組部と、
   前記編組がさらに前記第１編組部とは逆向きに折り返されることで前記第１編組部の周囲に配置される第２編組部と、
   前記芯線に接続される端子を囲むシールドシェルと、
   前記シールドシェルに一体に形成され、前記ジャケットおよび前記第１編組部の外側から圧着する第１圧着部材と、
   前記第１圧着部材および前記第２編組部の外側から圧着する第２圧着部材と、を備える
   ことを特徴とするシールドケーブルハーネスの端末構造。
2. 前記第２圧着部材は、筒体とされる
   請求項１に記載のシールドケーブルハーネスの端末構造。
3. 絶縁被覆を有する芯線、前記芯線の外周を覆う導電性の編組、さらにその外周を覆う絶縁性のジャケットを有するシールドケーブルを用いてシールドケーブルハーネスの端末構造を製造する方法であって、
   前記シールドケーブルの端末部における前記ジャケットの皮剥により露出される前記編組を、前記ジャケット上に折り返す第１折り返しステップと、
   前記芯線に接続される端子を囲むシールドシェルに形成される第１圧着部材を前記編組上に配置して圧着する第１圧着ステップと、
   前記第１圧着部材を越えて延出する前記編組を、前記第１圧着部材上に、前記第１折り返しステップとは反対側に折り返す第２折り返しステップと、
   前記編組よりも外側に配置した第２圧着部材を圧着する第２圧着ステップと、を備える
   ことを特徴とするシールドケーブルハーネスの端末構造の製造方法。

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