JP2024034851A - Flat cable connection structure and connection method - Google Patents
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Abstract
【課題】高速伝送線路における通信性能の向上を図ることのできるフラットケーブルの接続構造および接続方法を提供する。【解決手段】間隔をおいて配置された複数の導体11を絶縁材料で被覆したフラットケーブル10の導体11a,11bをバスバー21に接続するフラットケーブル10の接続構造1であって、導体11a,11bは、バスバー21に接続される部分である接続部13を有し、接続部13は、導体11a,11bの端部に配置されている。【選択図】図2The present invention provides a flat cable connection structure and connection method that can improve communication performance on a high-speed transmission line. SOLUTION: A connection structure 1 for a flat cable 10 in which conductors 11a, 11b of a flat cable 10 in which a plurality of conductors 11 arranged at intervals are covered with an insulating material are connected to a bus bar 21, wherein the conductors 11a, 11b has a connection part 13 that is a part connected to the bus bar 21, and the connection part 13 is arranged at the ends of the conductors 11a and 11b. [Selection diagram] Figure 2
Description
本発明は、通信信号を伝送可能なフラットケーブルの接続構造および接続方法に関するものである。 The present invention relates to a connection structure and connection method for flat cables capable of transmitting communication signals.
従来のフラットケーブルとしては、幅方向に間隔をおいて配置され、電力や電気信号を伝送するための複数の導体を絶縁材料で被覆したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional flat cable, one in which a plurality of conductors arranged at intervals in the width direction and for transmitting power and electric signals are coated with an insulating material is known (see, for example, Patent Document 1).
従来のフラットケーブルは、バスバーを有するコネクタを介して他の機器に接続されている。このため、従来のフラットケーブルは、端部から間隔をおいた部分の絶縁体を除去することによって導体を露出させ、露出させた導体をバスバーに接続している。 Conventional flat cables are connected to other devices via connectors with bus bars. For this reason, in conventional flat cables, the conductor is exposed by removing the insulation at a spaced apart portion from the end, and the exposed conductor is connected to the bus bar.
フラットケーブルは、複数の導体の一部を、通信信号を伝送するための高速伝送線路(例えば、差動伝送線路)として用いる場合がある。高速伝送線路では、特性インピーダンスが変化する部分があると、通信信号の波形が乱れて通信性能が低下するおそれがある。このため、フラットケーブルは、導体の全長にわたって特性インピーダンスが所定の大きさとなるように調整されている。 In a flat cable, some of the plurality of conductors may be used as a high-speed transmission line (for example, a differential transmission line) for transmitting communication signals. In a high-speed transmission line, if there is a portion where the characteristic impedance changes, the waveform of the communication signal may be disturbed and communication performance may deteriorate. For this reason, the flat cable is adjusted so that the characteristic impedance is a predetermined value over the entire length of the conductor.
しかしながら、従来のフラットケーブルは、導体の端部から間隔をおいた部分がバスバーに接続されているため、導体のバスバーが接続されている部分と端部との間において、通信信号が反射したり、減衰が生じたりするため、通信性能が低下する可能性がある。 However, in conventional flat cables, the part of the conductor that is spaced apart from the end is connected to the bus bar, so communication signals may be reflected between the part of the conductor where the bus bar is connected and the end. , attenuation may occur, which may reduce communication performance.
本発明の目的とするところは、高速伝送線路における通信性能の向上を図ることのできるフラットケーブルの接続構造および接続方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a flat cable connection structure and connection method that can improve communication performance on a high-speed transmission line.
本発明に係るフラットケーブルの接続構造は、間隔をおいて配置された複数の導体を絶縁材料で被覆したフラットケーブルの前記導体を接続対象に接続するフラットケーブルの接続構造であって、前記導体は、前記接続対象に接続される部分である接続部を有し、前記接続部は、前記導体の端部に配置されている。 A flat cable connection structure according to the present invention is a flat cable connection structure in which a plurality of conductors arranged at intervals are coated with an insulating material, and the conductors of the flat cable are connected to a connection target, wherein the conductors are , has a connecting part that is a part connected to the connection target, and the connecting part is arranged at an end of the conductor.
また、本発明に係るフラットケーブルの接続構造は、前記接続部の厚さ方向の大きさの平均値が、前記導体の他の部分の厚さ方向の大きさに対して0.7倍以上0.85倍以下の範囲内である。 Further, in the flat cable connection structure according to the present invention, the average value of the size in the thickness direction of the connection part is 0.7 times or more the size in the thickness direction of the other part of the conductor. It is within the range of .85 times or less.
また、本発明に係るフラットケーブルの接続構造は、前記接続部の厚さ方向の大きさが、前記導体の端部に向かって徐々に小さくなる。 Further, in the flat cable connection structure according to the present invention, the size of the connection portion in the thickness direction gradually decreases toward the end of the conductor.
また、本発明に係るフラットケーブルの接続方法は、間隔を置いて配置された複数の導体を絶縁材料で被覆したフラットケーブルの前記導体を接続対象に接続するフラットケーブルの接続方法であって、前記フラットケーブルの端部から間隔をおいた部分の前記絶縁材料を除去することによって前記導体を露出させる導体露出工程と、前記導体露出工程において露出した前記導体を前記接続対象に接続することによって接続部を形成する接続部形成工程と、前記導体における前記接続部よりも端部側を切断する導体切断工程と、を含む。 Further, a flat cable connecting method according to the present invention is a flat cable connecting method in which the conductor of a flat cable in which a plurality of conductors arranged at intervals are coated with an insulating material is connected to a connection target, the flat cable connecting method comprising: a conductor exposing step of exposing the conductor by removing the insulating material at a portion spaced from the end of the flat cable; and connecting the conductor exposed in the conductor exposing step to the connection target. and a conductor cutting step of cutting an end portion of the conductor beyond the connection portion.
また、本発明に係るフラットケーブルの接続方法は、前記接続部形成工程が、前記接続対象に載置した前記導体に押圧力を付与した状態で前記接続部を形成し、前記接続部の厚さ方向の大きさの平均値が、前記導体の他の部分の厚さ方向の大きさに対して0.7倍以上0.85倍以下の範囲内となる。 Further, in the flat cable connection method according to the present invention, the connection part forming step forms the connection part in a state where a pressing force is applied to the conductor placed on the connection target, and the thickness of the connection part is The average value of the size in the direction is within the range of 0.7 times or more and 0.85 times or less of the size of the other portion of the conductor in the thickness direction.
また、本発明に係るフラットケーブルの接続方法は、前記接続部形成工程が、前記接続対象に載置した前記導体に押圧力を付与した状態で前記接続部を形成し、前記接続部の厚さ方向の大きさが、前記導体の端部に向かって徐々に小さくなる。 Further, in the flat cable connecting method according to the present invention, the connecting portion forming step forms the connecting portion while applying a pressing force to the conductor placed on the connection target, and the thickness of the connecting portion is The directional magnitude gradually decreases toward the ends of the conductor.
また、本発明に係るフラットケーブルの接続方法は、前記導体切断工程が、前記接続部形成工程において前記接続部を形成する際に付与される押圧力によって、前記導体を切断する。 Further, in the flat cable connection method according to the present invention, the conductor cutting step cuts the conductor using a pressing force applied when forming the connection portion in the connection portion forming step.
本発明によれば、導体の端部が接続対象に接続されることになるため、導体と接続対象との間で伝送される通信信号の反射や減衰を抑制することが可能となり、
高速伝送線路における通信性能の向上を図ることが可能となる。
According to the present invention, since the end of the conductor is connected to the connection target, it is possible to suppress reflection and attenuation of communication signals transmitted between the conductor and the connection target,
It becomes possible to improve communication performance on high-speed transmission lines.
<第1実施形態>
図1乃至図6は、本発明の第1実施形態を示すものである。図1はフラットケーブルとバスバーとの接続状態を示す要部平面図であり、図2はフラットケーブルとバスバーとの接続状態を示す要部側面図であり、図3はフラットケーブルの要部平面図であり、図4は接続部の形成方法を説明する概略図であり、図5は超音波ホーンの斜視図であり、図6はフラットケーブルのバスバーに対する接続方法を説明する概略図である。
<First embodiment>
1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of the main part showing the connection state between the flat cable and the bus bar, FIG. 2 is a side view of the main part showing the connection state between the flat cable and the bus bar, and FIG. 3 is a plan view of the main part of the flat cable. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method of forming a connecting portion, FIG. 5 is a perspective view of an ultrasonic horn, and FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a method of connecting a flat cable to a bus bar.
本発明の接続構造1を備えたフラットケーブル10は、例えば、車両本体側のステアリングコラムと、ステアリングホイール側のステアリングシャフトと、の連結部分に設けられる所謂ステアリングロールコネクタの構成部品として用いられるものである。フラットケーブル10は、車両本体側に設けられた機器と、ステアリングホイール側に設けられた機器と、の間で、電力を伝送するための導電回路の一部を構成するとともに、電気信号を伝送するための通信回路の一部を構成している。通信回路は、例えば、100Mbps以上の高速通信を行うものである。
The
フラットケーブル10は、図1および図3に示すように、幅方向に間隔をおいて配置された複数の導体11を、絶縁材料12で被覆ことによって一体の帯状に形成されている。フラットケーブル10は、厚さ方向の大きさが、例えば125μmである。また、複数の導体11は、例えば、0.4mm以上1mm以下の間隔をおいて配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
複数の導体11は、それぞれ、例えば、銅または銅合金等からなり、厚さ方向の大きさが、例えば35μmに形成されている。また、フラットケーブル10の幅方向に配置された複数の導体11のうち、幅方向中央部側には、通信回路を構成する幅方向一対の通信用導体11aが配置され、一対の通信用導体11aの幅方向両外側には、一対のグランド用導体11bが配置されている。一対の通信用導体11aおよび一対のグランド用導体11bは、それぞれ、幅方向の大きさが100μmに形成されている。
Each of the plurality of
フラットケーブル10は、コネクタ20を介して導電回路および通信回路に接続される。フラットケーブル10は、図1に示すように、複数の導体11のそれぞれが、コネクタ20を構成する接続対象としてのバスバー21に接続されている。バスバー21は、例えば、黄銅等の導電性を有する部材である。
The
本実施形態において、接続構造1は、一対の通信用導体11aおよび一対のグランド用導体11bのそれぞれとバスバー21との接続に適用される。以降、接続構造1が適用される一対の通信用導体11aおよび一対のグランド用導体11bを、単に導体11a,11bと記載する。
In this embodiment, the
接続構造1は、図1および図2に示すように、フラットケーブル10の導体11a,11bにおける、バスバー21に接続される部分である接続部13を有している。接続部13は、図2に示すように、導体11a,11bの端部に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
接続部13は、導体11a,11bを超音波金属接合によってバスバー21に接合することによって形成され、厚さ方向の大きさT1の平均値が、導体11a,11bの他の部分の厚さ方向の大きさT2に対して0.7倍以上0.85倍以下の範囲内の大きさに形成されている。
The connecting
ここで、接続部13を含む導体11a,11bおよびバスバー21に付与する引張力に対する最大の強度である引張強度の目標値は、1.3~1.6Nである。また、接続部13を含む導体11a,11bおよびバスバー21の一方に対して他方を引き剥がす力に対する最大の強度である剥離応力の目標値は、1.1~1.2Nである。厚さ方向の大きさT1の平均値が、導体11a,11bの他の部分の厚さ方向の大きさT2に対して0.7倍未満となる場合には、超音波金属接合時に付与される押圧力によって生じる導体11a,11bのダメージが大きく、引張強度や剥離強度が目標値に対して未達となる。また、厚さ方向の大きさT1の平均値が、導体11a,11bの他の部分の厚さ方向の大きさT2に対して0.85倍以上となる場合には、超音波金属接合による接合力が不足するため、剥離強度が目標値に対して未達となる。
Here, the target value of the tensile strength, which is the maximum strength against the tensile force applied to the
以上のように構成されたフラットケーブル10の接続構造1において、超音波金属接合では、図4に示すように、導体11a,11bおよびバスバー21に対して超音波振動を付与する超音波ホーン30が用いられる。
In the
超音波ホーン30は、導体11a,11bに当接する矩形状に形成された当接面31と、当接面31の一の辺に沿って延在すると共に当接面31から突出する凸部32と、を有している。当接面31は、幅方向の大きさが導体11a,11bの幅方向の大きさよりもやや大きく形成されている。また、凸部32は、当接面31が導体11a,11bに当接した状態で、当接面31における導体11a,11bの端部側に配置されている。
The
超音波ホーン30の当接面31は、図5(a)に示すように、平滑面であってもよいし、図5(b)に示すように、矩形の互いに交差する対角線のそれぞれに沿って延びる突条を有していてもよいし、図5(c)に示すように、互いに交差する複数の突条を有していてもよい。
The
超音波接合では、まず、図6(a)に示すように、導体11a,11bをバスバー21の上面に載置する。次に、図6(b)に示すように、超音波ホーン30の当接面31を導体11a,11bに当接させるとともに、超音波ホーン30によって導体11a,11bに押圧力を付与した状態とし、導体11a,11bに超音波振動を付与し、接続部13を形成する。接続部13を形成する際には、超音波ホーン30の当接面31から突出する凸部32によって、導体11a,11bの幅方向にわたって接触して切り込みが入れられ、図6(c)に示すように、導体11a,11bにおける接続部13よりも端部側が切断される。
In the ultrasonic bonding, first, the
以下、上述のフラットケーブル10の接続構造1を形成する方法について説明する。
Hereinafter, a method for forming the
まず、導体露出工程として、フラットケーブル10の端部から間隔をおいた部分の絶縁材料12を幅方向にわたって除去し、図3に示すように、導体11a,11bを部分的に露出させる。
First, as a conductor exposure step, the insulating
次に、接続部形成工程として、フラットケーブル10の導体11a,11bが露出している部分を、超音波接合によってバスバー21に接続することによって接続部13を形成する。
Next, as a connection part forming step, the
最後に、導体切断工程として、導体11a,11bにおける接続部13よりも端部側を切断する。
Finally, as a conductor cutting step, the end portions of the
このように、本実施形態のフラットケーブルの接続構造によれば、間隔をおいて配置された複数の導体11を絶縁材料で被覆したフラットケーブル10の導体11a,11bをバスバー21に接続するフラットケーブル10の接続構造1であって、導体11a,11bは、バスバー21に接続される部分である接続部13を有し、接続部13は、導体11a,11bの端部に配置されている。
As described above, according to the flat cable connection structure of the present embodiment, the flat cable connects the
また、本実施形態のフラットケーブルの接続方法によれば、間隔を置いて配置された複数の導体11を絶縁材料で被覆したフラットケーブル10の導体11a,11bをバスバー21に接続するフラットケーブル10の接続方法であって、フラットケーブル10の端部から間隔をおいた部分の絶縁材料12を除去することによって導体11a,11bを露出させる導体露出工程と、導体露出工程において露出した導体11a,11bをバスバー21に接続することによって接続部13を形成する接続部形成工程と、フラットケーブル10における接続部13よりも端部側を切断する導体切断工程と、を含む。
Further, according to the flat cable connection method of the present embodiment, the
これにより、導体11a,11bの端部がバスバー21に接続されることになるため、導体11a,11bとバスバー21との間で伝送される通信信号の反射や減衰を抑制することが可能となり、通信性能の向上を図ることが可能となる。
As a result, the ends of the
また、接続部13は、厚さ方向の大きさT1の平均値が、導体11a,11bの他の部分の厚さ方向の大きさT2に対して0.7倍以上0.85倍以下の範囲内である、ことが好ましい。
In addition, the average value of the size T1 in the thickness direction of the connecting
また、接続部形成工程は、バスバー21に載置した導体11a,11bに押圧力を付与した状態で接続部13を形成し、接続部13の厚さ方向の大きさT1の平均値が、導体11a,11bの他の部分の厚さ方向の大きさT2に対して0.7倍以上0.85倍以下の範囲内となる、ことが好ましい。
In addition, in the connection part forming step, the
これにより、導体11a,11bを破断させることなく、導体11a,11bとバスバー21とを確実に接続することが可能となる。
Thereby, it becomes possible to reliably connect the
また、導体切断工程は、接続部形成工程において接続部13を形成する際に付与される押圧力によって、導体11a,11bを切断する、ことが好ましい。
Further, in the conductor cutting step, it is preferable that the
これにより、接続部13の形成および導体11a,11bの切断を同時に行うことが可能となるので、生産性の向上を図ることが可能となる。
This makes it possible to simultaneously form the
<第2実施形態>
図7は、本発明の第2実施形態を示すものであり、フラットケーブルのバスバーに対するその他の接続方法を説明する概略図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
<Second embodiment>
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, and is a schematic diagram illustrating another method of connecting a flat cable to a bus bar. Note that the same components as those in the embodiment described above are denoted by the same reference numerals.
本実施形態のフラットケーブル10の接続構造1は、厚さ方向の大きさが導体11a,11bの端部に向かって徐々に小さくなる接続部13aを有している。
The
接続部13aは、図7に示すように、導体11a,11bの延在する方向に向かって徐々に下方に張り出す傾斜面となる当接面31aを有する超音波ホーン30aによって形成される。本実施形態の超音波ホーン30aは、凸部32が形成されていない。
As shown in FIG. 7, the connecting
本実施形態の超音波接合では、まず、図7(a)に示すように、導体11a,11bをバスバー21の上面に載置する。次に、図7(b)に示すように、超音波ホーン30aの当接面31aを導体11a,11bに当接させるとともに、超音波ホーン30aによって導体11a,11bに押圧力を付与した状態とし、導体11a,11bに超音波振動を付与し、接続部13を形成する。接続部13を形成する際には、超音波ホーン30の当接面31aの端部によって、導体11a,11bの幅方向にわたって接触して切り込みが入れられ、図7(c)に示すように、導体11a,11bにおける接続部13よりも端部側が切断される。
In the ultrasonic bonding of this embodiment, first, the
このように、本実施形態のフラットケーブルの接続構造および接続方法によれば、前記実施形態と同様に、導体11a,11bの端部がバスバー21に接続されることになるため、導体11a,11bとバスバー21との間で伝送される通信信号の反射や減衰を抑制することが可能となり、通信性能の向上を図ることが可能となる。
As described above, according to the flat cable connection structure and connection method of the present embodiment, the ends of the
また、接続部13aは、厚さ方向の大きさが、前記導体の端部に向かって徐々に小さくなる、ことが好ましい。
Further, it is preferable that the size of the connecting
また、接続部形成工程は、バスバー21に載置した導体11a,11bに押圧力を付与した状態で接続部13を形成し、接続部13の厚さ方向の大きさが、導体11a,11bの端部に向かって徐々に小さくなる、ことが好ましい。
In addition, in the connection part forming step, the
これにより、導体11a,11bを破断させることなく、導体11a,11bとバスバー21とを確実に接合することが可能となる。
Thereby, it becomes possible to reliably join the
尚、前記実施形態では、超音波ホーン30,30aによって導体11a,11bの接続部13,13aよりも端部側を切断するようにしたものを示したが、これに限られるものではなく、導体11a,11bに切り込みのみをいれて、別工程において、導体11a,11bの接続部13,13aよりも端部側を切り離すようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態では、ステアリングロールコネクタの構成部品としてのフラットケーブルに本発明の接続構造を適用したものを示したが、通信回路の一部分を構成する導体を有するフラットケーブルであれば、ステアリングロールコネクタに限られるものではない。 Further, in the above embodiment, the connection structure of the present invention is applied to a flat cable as a component of a steering roll connector, but if it is a flat cable having a conductor that constitutes a part of a communication circuit, It is not limited to connectors.
1 接続構造
10 フラットケーブル
11 導体
11a 通信用導体
11b グランド用導体
12 絶縁材料
13 接続部
21 バスバー
30,30a 超音波ホーン
31,31a 当接面
32 凸部
1
Claims (7)
前記導体は、前記接続対象に接続される部分である接続部を有し、
前記接続部は、前記導体の端部に配置されている
フラットケーブルの接続構造。 A flat cable connection structure in which a plurality of conductors arranged at intervals are coated with an insulating material and the conductors of the flat cable are connected to a connection target,
The conductor has a connection part that is a part connected to the connection target,
The connection part is arranged at the end of the conductor. Flat cable connection structure.
請求項1に記載のフラットケーブルの接続構造。 The average value of the size in the thickness direction of the connecting portion is within a range of 0.7 times or more and 0.85 times or less of the size in the thickness direction of other parts of the conductor. Flat cable connection structure described in .
請求項1に記載のフラットケーブルの接続構造。 The flat cable connection structure according to claim 1, wherein the connection portion has a size in the thickness direction that gradually decreases toward an end of the conductor.
前記フラットケーブルの端部から間隔をおいた部分の前記絶縁材料を除去することによって前記導体を露出させる導体露出工程と、
前記導体露出工程において露出した前記導体を前記接続対象に接続することによって接続部を形成する接続部形成工程と、
前記導体における前記接続部よりも端部側を切断する導体切断工程と、を含む
フラットケーブルの接続方法。 A method for connecting a flat cable in which a plurality of conductors arranged at intervals are coated with an insulating material and the conductors of the flat cable are connected to a connection target, the method comprising:
a conductor exposing step of exposing the conductor by removing the insulating material at a distance from the end of the flat cable;
a connecting portion forming step of forming a connecting portion by connecting the conductor exposed in the conductor exposing step to the connection target;
A method for connecting a flat cable, comprising: a conductor cutting step of cutting an end portion of the conductor relative to the connection portion.
請求項4に記載のフラットケーブルの接続方法。 In the connection part forming step, the connection part is formed while applying a pressing force to the conductor placed on the connection target, and the average value of the thickness direction of the connection part is set to a value other than that of the conductor. 5. The flat cable connection method according to claim 4, wherein the size in the thickness direction of the portion is within a range of 0.7 times or more and 0.85 times or less.
請求項4に記載のフラットケーブルの接続方法。 In the connection portion forming step, the connection portion is formed while applying a pressing force to the conductor placed on the connection target, and the size of the connection portion in the thickness direction is directed toward the end of the conductor. 5. The flat cable connection method according to claim 4, wherein the flat cable gradually becomes smaller.
請求項5または6に記載のフラットケーブルの接続方法。 7. The flat cable connection method according to claim 5, wherein in the conductor cutting step, the conductor is cut by a pressing force applied when forming the connection portion in the connection portion forming step.
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