JP2016021354A - コネクタ付き電線およびコネクタ付き電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトの位置に合わせて絶縁電線を整列させて保持し、一括して導体をコンタクトに接続できるようにする。
【解決手段】コネクタ付き電線は、少なくとも２対の電線対を有し、コネクタは、複数のコンタクト１２を配列した基材１１を有する。そしてコンタクト１２の配列方向に全ての絶縁電線の導体の露出部分が重なるように配置されて、各導体がコンタクト１２のそれぞれに対してハンダ付けされる。そして基材１１に一体化された整列部１３であって、絶縁電線の配列ピッチをコンタクト１２の配列ピッチに一致させるように絶縁電線を整列させて保持する整列部１３を有し、整列部１３は、絶縁電線を保持する溝部１４を有し、溝部１４は、絶縁電線の長さ方向に直交する方向の溝幅が、溝部の浅い部分から深い部分に向かって溝部の深さ方向に狭くなっていく形状を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、コネクタ付き電線およびコネクタ付き電線の製造方法に関し、より具体的には、導体および該導体の周囲の絶縁体を有する複数の絶縁電線と、絶縁電線の導体を接続するコネクタとを備えたコネクタ付き電線、およびその製造方法に関する。

絶縁電線にコネクタを取り付けてなるコネクタ付き電線は、広範な用途に用いられている。例えば各種電子機器に外部機器を接続するために複数の絶縁電線を束ねてその端部にコネクタを取り付けたコネクタ付き電線が用いられる。コネクタ付き電線を構成する複数の絶縁電線は、コネクタのコンタクトに接続される。このときにコネクタで配列されたコネクタに対して、複数の絶縁電線を整列させて各絶縁電線の導体をコンタクトに接続する。

コネクタ付き電線のコネクタで絶縁電線を整列させる構成に関して、例えば特許文献１には、圧接結線型のコネクタに対して、複数の同軸ケーブルを整列させて保持させるためのアラインメントインシュレータを設ける構成が記載されている。アラインメントインシュレータは、各ケーブルの外部導体に固定されるグランドバーを有し、アラインメントインシュレータをハウジングに収容するときに、グランドバーがハウジングに当接し、各ケーブルをハウジングに位置決めするようにしている。

特開平３−９６９０７号公報

コネクタ付き電線においては、複数の絶縁電線をコネクタに接続する場合、コネクタが備える複数のコンタクトに対して、複数の絶縁電線の導体をそれぞれに接続する必要がある。この場合、従来ではそれぞれのコンタクトに対して手作業で１本ずつハンダによる接続作業を行っていた。このような接続作業は、煩雑であり接続信頼性が低下する可能性もある。

特許文献１のコネクタは、コネクタのハウジング内部でケーブルを整列させる部材を備えたものであるが、圧接結線型のコネクタに適用されるものであり、絶縁電線の導体を一括してコンタクトに接続するものではない。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、複数の絶縁電線の導体をコネクタに設けられた複数のコンタクトに接続する構成において、コンタクトの位置に合わせて絶縁電線を整列させて保持し、一括して導体をコンタクトに接続できるようにすることで、簡単な構成で確実かつ容易に、絶縁電線とコネクタとの接続構成を得ることができるようにしたコネクタ付き電線を提供することを目的とする。

本発明によるコネクタ付きケーブルは、導体および該導体の周囲の絶縁体を有する４本以上の絶縁電線と、該絶縁電線の導体を接続するコネクタとを備えたコネクタ付き電線であって、前記４本以上の絶縁電線は、少なくとも２本１組の電線対を２対有し、前記コネクタは、複数のコンタクトを配列した基材を有し、前記コンタクトの配列方向に全ての前記絶縁電線の前記導体の露出部分が重なるように配置されて、各前記導体が前記コンタクトのそれぞれに対してハンダ付けされ、前記基材に一体化された整列部であって、前記絶縁電線の配列ピッチを前記コンタクトの配列ピッチに一致させるように前記絶縁電線を整列させて保持する前記整列部を有し、該整列部は、前記絶縁電線を保持する溝部を有し、該溝部は、前記絶縁電線の長さ方向に直交する方向の溝幅が、前記溝部の浅い部分から深い部分に向かって溝部の深さ方向に狭くなっていく形状を有する、コネクタ付き電線である。

本発明によれば、複数の絶縁電線の導体をコネクタに設けられた複数のコンタクトに接続する構成において、コンタクトの位置に合わせて絶縁電線を整列させて保持し、一括して導体をコンタクトに接続できるようにすることで、簡単な構成で確実かつ容易に、絶縁電線とコネクタとの接続構成を得ることができるようにしたコネクタ付き電線を提供することができる。

本発明によるコネクタ付き電線の要部の外観概略図である。 本発明によるコネクタ付き電線が有するシールドケーブルの構成例を説明する図である。 コネクタが備える保持部材の構成例を示す斜視概略図である。 基材のコンタクトにシールドケーブルの絶縁電線を接続した状態を説明する図である。 絶縁電線を整列して保持するための整列部の形状を示す図である。 コネクタが備える保持部材の他の構成例を示す斜視概略図である。 図６の実施形態における保持部の形状を示す図である。

最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本願のコネクタ付き電線に係る発明は、導体および該導体の周囲の絶縁体を有する４本以上の絶縁電線と、該絶縁電線の導体を接続するコネクタとを備えたコネクタ付き電線であって、前記４本以上の絶縁電線は、少なくとも２本１組の電線対を２対有し、前記コネクタは、複数のコンタクトを配列した基材を有し、前記コンタクトの配列方向に全ての前記絶縁電線の前記導体の露出部分が重なるように配置されて、各前記導体が前記コンタクトのそれぞれに対してハンダ付けされ、前記基材に一体化された整列部であって、前記絶縁電線の配列ピッチを前記コンタクトの配列ピッチに一致させるように前記絶縁電線を整列させて保持する前記整列部を有し、該整列部は、前記絶縁電線を保持する溝部を有し、該溝部は、前記絶縁電線の長さ方向に直交する方向の溝幅が、前記溝部の浅い部分から深い部分に向かって溝部の深さ方向に狭くなっていく形状を有する、コネクタ付き電線である。これにより、コンタクトの位置に合わせて絶縁電線を整列させて保持し、一括して導体をコンタクトに接続できるようにすることで、簡単な構成で確実かつ容易に、絶縁電線とコネクタとの接続構成を得ることができる。

（２）前記２対の電線対は、１方の電線対の絶縁電線の径が、他方の電線対の絶縁電線の径よりも細いことが好ましい。これにより、規格等に適合した電線径の配置を行うことができる。

（３）前記２対の電線対は、１方の電線対の２本の絶縁電線が、他方の電線対の２本の絶縁電線を間に挟むように整列されることが好ましい。これにより、規格等に適合した電線径の配置を行うことができる。

（４）前記整列部は、前記コネクタの前記基材とは別部材として形成され、前記基材に対して固着されていることが好ましい。これにより、整列部の構成の具体例が与えられる。

（５）前記整列部は、前記コネクタの前記基材に一体成形されて形成されていることが好ましい。これにより整列部の構成の具体例が与えられる。

（６）前記整列部の前記溝部が前記絶縁電線の絶縁部を保持する位置は、前記電線対の絶縁電線の径に応じて前記溝部の深さ方向に異なることが好ましい。これにより、絶縁電線の径が異なっても確実に絶縁電線を整列させ保持することができる。

（７）前記４本以上の絶縁電線の周囲を一括して覆うシールド導体と、該シールド導体を覆う外被とを有し、前記シールド導体と前記外被とが前記絶縁電線の長さ方向の末端で除去されて前記電線対の絶縁電線が露出され、前記露出された電線対の前記導体が前記コンタクトに接続されていることが好ましい。これにより、コンタクトに接続させる絶縁電線の具体的構成が与えられる。

（８）本願のコネクタ付き電線の製造方法に係る発明は、導体および該導体の周囲の絶縁体を有する４本以上の絶縁電線と、該絶縁電線の導体を接続するコネクタとを備えたコネクタとを備え、前記４本以上の絶縁電線が少なくとも２本１組の電線対を２対有するコネクタ付き電線の製造方法であって、前記電線を整列させるための整列部を用い、該整列部が有する溝部に前記絶縁電線の絶縁体を保持させるステップと、前記絶縁電線の長さ方向の端部位置を揃えて前記絶縁電線を切断し、各前記絶縁電線について端部から所定長の前記絶縁体を除去し、前記導体を露出させるステップと、前記露出させた導体を前記コネクタのコンタクト上に配置し、パルスヒートを使用して前記導体を前記コンタクトに一括してハンダ付けするステップと、を有する、コネクタ付き電線の製造方法である。これにより、コンタクトの位置に合わせて絶縁電線を整列させて保持し、一括して導体をコンタクトに接続できるようにすることで、簡単な構成で確実かつ容易に、絶縁電線とコネクタとの接続構成を得ることができる。

（９）前記溝部は、前記絶縁電線の長さ方向に直交する方向の溝幅が、前記溝部の浅い部分から深い部分に向かって溝部の深さ方向に狭くなっていく形状を有し、前記２対の絶縁電線として、１方の電線対の絶縁電線の径が、他方の電線対の絶縁電線の径よりも細い絶縁電線を用い、前記溝部に前記絶縁電線の絶縁体を保持させるステップは、前記溝部に前記絶縁電線の絶縁体を保持させる位置が、前記電線対の絶縁電線の径に応じて前記溝部の深さ方向に異なることが好ましい。これにより規格等に適合した電線径の配置を行うことができ、また、絶縁電線の径が異なっても確実に絶縁電線を整列させ保持することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明に係る２芯平行電線の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

図１は、本発明によるコネクタ付き電線の一実施形態における要部の外観概略図である。コネクタ付き電線１０は、コネクタ２０と、これに接続するシールドケーブル３０とからなる。コネクタ２０は、プレート状の絶縁体の基材上に複数のコンタクト（端子パッド）が設けられた保持部材１を有し、その複数のコンタクトに対して、シールドケーブル３０に含まれる複数の電線がそれぞれ接続される。

シールドケーブル３０の電線が接続された保持部材１には、その先端部を覆うシェル２が取り付けられ、その周囲にモールド成形により樹脂によるコネクタハウジング３が成形される。コネクタハウジング３の先端側には、保持部材１に取り付けたシェル２が露出し、この部分を接続相手先となる図示しないレセプタクルに挿入して使用する。例えば本コネクタ付き電線１０をＵＳＢコネクタに適用する場合、保持部材１やシェル２の大きさは規格に準拠したものとなる。

図２は、本発明によるコネクタ付き電線が有するシールドケーブルの構成例を説明する図である。シールドケーブル３０は、複数（ここでは２対）の電線対３１ａ，３１ｂと、ドレイン線３５と、これら電線対３１ａ，３１ｂおよびドレイン線３５を一括で被覆するシールド導体３６と、そのシールド導体３６の周囲を被覆した外被３７から構成されている。

一方の電線対３１ａは、同径の２本の絶縁電線３２ａ，３２ｂからなり、他方の電線対３１ｂは、絶縁電線３２ａ、３２ｂより電線径が小さい同径の２本の絶縁電線３２ｃ，３２ｄからなっている。例えば本コネクタ付き電線１０をＵＳＢコネクタに適用する場合、電線径が小さい絶縁電線３２ｃ，３２ｄは信号線として機能し、電線径が大きい絶縁電線３２ａ，３２ｂは電源線として機能する。これにより規格等に適合した電線径の配置を行うことができる。

それぞれの絶縁電線３２ａ〜３２ｄは、単心線または撚線からなる導体３３を所定の誘電率を有する絶縁体３４で被覆したものとされる。導体３３は、銅やアルミ等の電気良導体、またはこれらの電気良導体に錫メッキ等を施した単心線または撚線で形成され、導体３３を電気的に絶縁する絶縁体３４としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、フッ素樹脂等が用いられる。

そして２対の電線対３１ａ，３１ｂに対して、ドレイン線３５を縦添えする、あるいは電線対３１ａ、３１ｂ、ドレイン線３５を撚り合わせる。ドレイン線３５は、例えば錫メッキした軟鋼の撚り線とされる。この場合、ドレイン線３５を用いない構成とすることもできる。
２対の電線対３１ａ，３１ｂおよびドレイン線３５の外周には、金属性のシールド導体３６が設けられる。これにより２対の電線対３１ａ，３１ｂは一括してシールドされる。
さらにシールド導体３６の外側は、外被３７で被覆される。外被３７は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、もしくはこれらに塩素、臭素系の難燃剤を添加して難燃化したもの等が用いられる。

図３は、コネクタが備える保持部材の構成例を示す斜視概略図である。
保持部材１は、絶縁体によるプレート状の基材１１を有し、その基材１１の表面に複数のコンタクト１２が形成されている。コンタクト１２は、複数対の絶縁電線を接続するために一定の配列ピッチで配列され、シェル２が取り付けられた保持部材１をその接続相手先となるレセプタクルに挿入したときに、コンタクト１２がそのレセプタクル側の端子に電気的に接続される。コンタクト１２は、例えば基材１１を樹脂材料で成形するときに、モールドイン法により基材１１に一体化させて形成することができる。

そして本発明に係るコネクタ付ケーブルにおける実施形態の特徴として、保持部材１の基材１１には、複数対の絶縁電線３２ａ〜３２ｄを整列させて保持するための整列部１３が備えられる。整列部１３は、絶縁電線の数に応じた複数（ここでは４つ）の溝部１４を備えている。整列部１３は、配列したコンタクト１２に対して絶縁電線３２ａ〜３２ｄを接続するときに、コンタクト１２の手前側（図示右奥側）で絶縁電線３２ａ〜３２ｄを整列させるために、基材１１に固着される。整列部１３の溝部１４の配列ピッチは、コンタクト１２の配列ピッチに一致している。

図４は、基材のコンタクトにシールドケーブルの絶縁電線を接続した状態を説明する図である。シールドケーブル３０は、シールド導体３６と外被３７とがその長さ方向の末端で所定長除去され、各絶縁電線３２ａ〜３２ｄが露出される。そして、各絶縁電線３２ａ〜３２ｄがその長さ方向の端部位置を揃えて切断され、各絶縁電線３２ａ〜３２ｄの絶縁体が端部から所定長除去され、導体３３が先端で露出される。

整列部１３は、基材１１とは別の部材で成形され、整列部１３の各溝部１４によりシールドケーブル３０の絶縁電線３２ａ〜３２ｄを保持させて、その状態で整列部１３を基材１１に固着する。基材１１への整列部１３の固着は、爪などの係合部を設けることによる嵌合構造とすることができ、あるいは接着剤などを用いて固着するようにしてもよい。
このときに、２つの電線対３１ａ，３１ｂに含まれる絶縁電線３２ａ〜３２ｄのうち、１方の電線対３１ａに含まれる相対的に径の大きい絶縁電線３２ａ，３２ｂが、他方の電線対３１ｂに含まれる相対的に径の小さい絶縁電線３２ｃ，３２ｄを挟むような順序で整列される。これによりＵＳＢ等の規格等に適合した電線径の配置を行うことができる。

そして整列させた各絶縁電線の導体３３を、例えばパルスヒートにより一括してコンタクト１２に接続する。パルスヒートユニットは接合物となる導体３３を押えて圧力を加えるためのリフロヘッドとパルスヒート電源で構成され、瞬間加熱方式によりハンダを溶かす時だけ加熱する。ハンダが溶けると加熱を止めて冷却する。これによりハンダが固まるまで加圧しているので浮きのない高信頼性の接合が得られる。
ここでは、一列に配列したコンタクト１２の配列方向に全ての導体３３の露出部分が重なるように配置される。そして露出された各絶縁電線３２ａ〜３２ｄの導体３３を、パルスヒートによりコンタクト１２に一括して接続する。

この後、コンタクト１２に接続された導体３３を覆うように、基材１１の先端部側に図１に示すようなシェル２が設けられる。そしてこれをさらにモールド成形することで樹脂製のコネクタハウジング３を成形し、コネクタ付き電線１０を得る。

図５は、絶縁電線を整列して保持するための整列部の形状を示す図で、整列させる絶縁電線の軸心方向から整列部１３を見たときの溝部の形状を説明するものである。
整列部１３は、複数の絶縁電線３２ａ〜３２ｄをそれぞれ保持する複数の溝部１４を有している。溝部１４には、各絶縁電線３２ａ〜３２ｄの絶縁体３４の部分が保持される。

この溝部１４は、絶縁電線３２ａ〜３２ｄの長さ方向に直交する方向の断面が、溝部１４の浅い部分から深い部分に向かって溝部の深さ方向に溝幅が狭くなっていく形状を有している。このような形状により、溝部１４が絶縁電線３２ａ〜３２ｄの絶縁体３４を保持する位置は、絶縁電線３２ａ〜３２ｄの径に応じて溝部１４の深さ方向に異なった位置となる。つまり相対的に径の大きい絶縁電線３２ａ，３２ｂは、溝部１４の深さ方向に相対的に浅い位置で保持され、相対的に径の小さい絶縁電線３２ｃ，３２ｄは、溝部１４の深さ方向に相対的に深い位置で保持される。溝部１４の溝幅は、例えばＡＷＧ＃２０〜３０程度の絶縁電線（導体径φ０．２〜１．２ｍｍ、絶縁径φ０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ）が収容可能に形成される。これにより、絶縁電線の径が異なっても確実に絶縁電線を整列させ保持することができる。

図６は、コネクタが備える保持部材の他の構成例を示す斜視概略図である。
上記の図３〜図５に示す実施形態では、整列部１３は、基材１１とは別部材で構成し、その溝部１４に絶縁電線３２ａ〜３２ｄを整列させて保持した状態で、基材１１に固着された。これに対して本実施形態では、整列部１３を基材１１に一体成形により形成する。
この場合、整列部１３に設ける溝部１４は、基材１１に対して上方に開口する構成となり、基材１１側が溝部１４の底部側に位置する。

この場合も図３〜図５の実施形態と同様に、シールドケーブル３０のシールド導体３６と外被３７とがその長さ方向の末端で所定長除去され、各絶縁電線３２ａ〜３２ｄが露出され、各絶縁電線３２ａ〜３２ｄの絶縁体が所定長除去されて、導体３３が先端で露出される。そして整列部１３の各溝部１４によりシールドケーブル３０の絶縁電線３２ａ〜３２ｄを保持させて、整列させた各絶縁電線の導体３３を、パルスヒートにより一括してコンタクト１２に接続する。

図７は、図６の実施形態における保持部の形状を示す図で、整列部１３に整列させる絶縁電線の軸心方向から整列部１３を見たときの溝部１４の形状を説明するものである。
溝部１４は、絶縁電線３２ａ〜３２ｄの長さ方向に直交する方向の断面が、溝部１４の浅い部分から深い部分に向かって溝部の深さ方向に溝幅が狭くなっていく形状を有している。溝部１４は、基材１１に対して上方に開口する構成となり、溝部１４の溝幅が狭い底部側に基材１１が配置される。

溝部１４が絶縁電線３２ａ〜３２ｄの絶縁体３４を保持する位置は、図３〜図５の実施形態と同様であり、絶縁電線３２ａ〜３２ｄの径に応じて溝部１４の深さ方向に異なった位置となる。つまり相対的に径の大きい絶縁電線３２ａ，３２ｂは、溝部１４の深さ方向に相対的に浅い位置で保持され、相対的に径の小さい絶縁電線３２ｃ，３２ｄは、溝部１４の深さ方向に相対的に深い位置で保持される。

上記の各構成により、複数の絶縁電線の導体をコネクタに設けられた複数のコンタクトに接続する構成において、コンタクトの位置に合わせて絶縁電線を整列させて保持し、一括して導体をコンタクトに接続できるようにすることで、簡単な構成で確実かつ容易に、絶縁電線とコネクタとの接続構成を得ることができるようになる。

１…保持部材、２…シェル、３…コネクタハウジング、１０…コネクタ付き電線、１１…基材、１２…コンタクト、１３…整列部、１４…溝部、２０…コネクタ、３０…シールドケーブル、３１ａ，３１ｂ…電線対、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ…絶縁電線、３３…導体、３４…絶縁体、３５…ドレイン線、３６…シールド導体、３７…外被。

Claims (9)

1. 導体および該導体の周囲の絶縁体を有する４本以上の絶縁電線と、該絶縁電線の導体を接続するコネクタとを備えたコネクタ付き電線であって、
   前記４本以上の絶縁電線は、少なくとも２本１組の電線対を２対有し、
   前記コネクタは、複数のコンタクトを配列した基材を有し、
   前記コンタクトの配列方向に全ての前記絶縁電線の前記導体の露出部分が重なるように配置されて、各前記導体が前記コンタクトのそれぞれに対してハンダ付けされ、
   前記基材に一体化された整列部であって、前記絶縁電線の配列ピッチを前記コンタクトの配列ピッチに一致させるように前記絶縁電線を整列させて保持する前記整列部を有し、
   該整列部は、前記絶縁電線を保持する溝部を有し、該溝部は、前記絶縁電線の長さ方向に直交する方向の溝幅が、前記溝部の浅い部分から深い部分に向かって溝部の深さ方向に狭くなっていく形状を有する、コネクタ付き電線。
2. 前記２対の電線対は、１方の電線対の絶縁電線の径が、他方の電線対の絶縁電線の径よりも細い、請求項１に記載のコネクタ付き電線。
3. 前記２対の電線対は、１方の電線対の２本の絶縁電線が、他方の電線対の２本の絶縁電線を間に挟むように整列される、請求項１または２に記載のコネクタ付き電線。
4. 前記整列部は、前記コネクタの前記基材とは別部材として形成され、前記基材に対して固着されている、請求項１〜３のいずれか１に記載のコネクタ付き電線。
5. 前記整列部は、前記コネクタの前記基材に一体成形されて形成されている、請求項１〜３のいずれか１に記載のコネクタ付き電線。
6. 前記整列部の前記溝部が前記絶縁電線の絶縁部を保持する位置は、前記電線対の絶縁電線の径に応じて前記溝部の深さ方向に異なる、請求項１〜５のいずれか１に記載のコネクタ付き電線。
7. 前記４本以上の絶縁電線の周囲を一括して覆うシールド導体と、該シールド導体を覆う外被とを有し、前記シールド導体と前記外被とが前記絶縁電線の長さ方向の末端で除去されて前記電線対の絶縁電線が露出され、前記露出された電線対の前記導体が前記コンタクトに接続されている、請求項１〜６のいずれか１に記載のコネクタ付き電線。
8. 導体および該導体の周囲の絶縁体を有する４本以上の絶縁電線と、該絶縁電線の導体を接続するコネクタとを備えたコネクタとを備え、前記４本以上の絶縁電線が少なくとも２本１組の電線対を２対有するコネクタ付き電線の製造方法であって、
   前記電線を整列させるための整列部を用い、該整列部が有する溝部に前記絶縁電線の絶縁体を保持させるステップと、
   前記絶縁電線の長さ方向の端部位置を揃えて前記絶縁電線を切断し、各前記絶縁電線について端部から所定長の前記絶縁体を除去し、前記導体を露出させるステップと、
   前記露出させた導体を前記コネクタのコンタクト上に配置し、パルスヒートを使用して前記導体を前記コンタクトに一括してハンダ付けするステップと、
   を有する、コネクタ付き電線の製造方法。
9. 前記溝部は、前記絶縁電線の長さ方向に直交する方向の溝幅が、前記溝部の浅い部分から深い部分に向かって溝部の深さ方向に狭くなっていく形状を有し、前記２対の絶縁電線として、１方の電線対の絶縁電線の径が、他方の電線対の絶縁電線の径よりも細い絶縁電線を用い、
   前記溝部に前記絶縁電線の絶縁体を保持させるステップは、前記溝部に前記絶縁電線の絶縁体を保持させる位置が、前記電線対の絶縁電線の径に応じて前記溝部の深さ方向に異なる、請求項８に記載のコネクタ付き電線の製造方法。

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