JP4133980B2 - フラットケーブル - Google Patents

Description

本発明は、複数の同軸ケーブルを同一平面状に平行に並べて保持して構成されるフラットケーブルに関する。

直線状に延びる芯線を内周側絶縁被覆により覆い、この内周側絶縁被覆の外周をシールド層により覆い、このシールド層の外周を外周側絶縁被覆により覆って構成される同軸ケーブルは従来から一般的に知られている。近年においては、同軸ケーブルを細径化する傾向が強く、例えば、芯線径が約０．１mmで、全体径（外周側絶縁被覆の径）が約０．３５mm程度の極く細い同軸ケーブルも用いられている。このような同軸ケーブルを複数本、同一平面上に平行に並べて保持して構成されるフラットケーブルも知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなフラットケーブルはその端部にコネクタが取り付けられて使用されるが、コネクタの取り付けに際しては、フラットケーブル端部において同軸ケーブルの外周および内周側絶縁被覆およびシールド層が剥がされて露出した芯線をコネクタの各コンタクトに半田付けしたり、外周側絶縁被覆およびシールド層のみを剥がして芯線を被覆した状態の内周側絶縁被覆を露出させ、この部分をコンタクトの圧接部に圧接接続させたりしている。

特開平１０−１４４１４５号公報

ところで、上記のような極細の同軸ケーブルを用いて構成されるフラットケーブルにおいて、コンタクトとの半田付けのために芯線を露出させたり、コンタクトとの圧接接続のために内周側絶縁被覆を露出させたりするときに、同軸ケーブル自体が非常に細く、且つこのように芯線、内周側絶縁被覆などが露出される同軸ケーブル先端部においてはホールディングテープ等による各同軸ケーブルの保持がなされていないため、この先端部が変形しやすく、芯線、内周側絶縁被覆などを露出させる加工が非常に難しいという問題がある。

なお、上記特許文献１においては、外周側絶縁被覆を剥がして露出したシールド層の上に２組のグランドバー（金属泊）を半田付けし、これら２組のグランドバーを屈曲させてその間においてシールド層を切断し、先端側のグランドバーと一緒にシールド層を除去する方法が開示されているが、グランドバーの半田付け作業が必要であるなど、多数の加工工程が必要で、加工作業に手間がかかるという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みたもので、簡単な加工作業でフラットケーブルの先端部においてコンクタトとの圧接接続のために内周側絶縁被覆を露出させることができ、且つその根本側においてシールド層を露出させるとともにこのシールド層を構成する電線がほぐれることが無いような構成のフラットケーブルを提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明においては、直線状に延びる芯線、芯線を覆って設けられた内周側絶縁被覆、内周側絶縁被覆の外周を覆って設けられた複数の電線を巻き付けてなるシールド層、およびシールド層の外周を覆って設けられた外周側絶縁被覆から構成される同軸ケーブルを、複数本、同一平面上に平行に並べて保持してフラットケーブルが構成される。そして、このフラットケーブルにおける同軸ケーブルの端部において、先端から第１の所定長さａの範囲において外周側絶縁被覆およびシールド層が剥がされて内周側絶縁被覆が露出して圧接部が形成されており、圧接部の軸方向内端から第２の所定長さｂの範囲において、先端側に所定幅ｃ（但し、第２の所定長さｂ＞所定幅ｃ）のリング状の外周側絶縁被覆を残してそれ以外の部分において外周側絶縁被覆が部分的に剥がされてシールド層が部分的に露出した接地接続部が形成されており、接地接続部に、先端側に残された所定幅ｃのリング状の外周側絶縁被覆と第２の所定長さの範囲より軸方向内端側の外周側絶縁被覆とを繋いで外周側絶縁被覆が残されている。
なお、第２の所定長さｂの範囲において、先端側に残されたリング状の外周側絶縁被覆より軸方向内端側の部分が半円筒状に剥がされて接地接続部が形成されているのが好ましい。

なお、複数の同軸ケーブルがホールディングテープにより同一平面上に平行に並べて保持されてフラットケーブルが形成され、同軸ケーブルの端部がホールディングテープの端部より外方に突出しており、このように突出する同軸ケーブルの端部において圧接部および接地接続部が形成されているような構成とすることができる。

このフラットケーブルにおいては、同軸ケーブルの先端から第１の所定長さの位置において、ＹＡＧレーザにより外周側絶縁被覆およびシールド層を切断し、この第１の所定長さの範囲に位置する外周側絶縁被覆およびシールド層を引き抜いて内周側絶縁被覆を露出させて圧接部が形成され、この圧接部の内端から第２の所定長さの範囲において、先端側の所定幅及び第２の所定長さの範囲での側面の一部の範囲を除く領域内にＣＯ₂レーザを照射して外周側絶縁被覆を一部溶融除去して接地接続部が形成されるのが好ましい。

上記構成の本発明に係るフラットケーブルによれば、圧接部の内端から第２の所定長さの範囲において先端側には所定幅のリング状の外周側絶縁被膜が残され、且つそれより内端側においては一部に外周側絶縁被覆を残して外周側絶縁被覆が剥がされて接地接続部が形成されており、接地接続部において露出するシールド層は先端側に所定幅を有して残された外周側絶縁被覆により保持されるので、シールド層を形成する多数の横巻き極細電線がバラバラにほぐれることがなく、フラットケーブルの先端にコネクタを圧接接続するとともにシールド層をグランド接続するときの接続信頼性が向上する。なお、この先端側の所定幅のリング状外周側絶縁被覆に加えて第２の所定長さの範囲で外周側絶縁被覆をリング状外周側絶縁被覆と内端側の外周側絶縁被覆を繋ぐようにして残すことで、先端側のリング状外周側絶縁被覆を安定保持させ、シールド層を形成する多数の横巻き極細電線がバラバラにほぐれることを効果的に防ぐことができる。また、ＹＡＧレーザにより外周側絶縁被覆およびシールド層を切断し、ＣＯ₂レーザを照射して外周側絶縁被覆を溶融除去して接地接続部が形成されるので、フラットケーブル先端部における各同軸ケーブルを曲げたり変形させたりするような外力が作用することがなく、これらが変形することなく、正確なピッチをそのまま維持することができる。このため、フラットケーブルの先端にコネクタを圧接接続する作業を精度良く行うことができる。

本発明のフラットケーブルの製造方法と上述した特許文献１とを対比すると分かるように、本発明では加工工数が格段に少ない簡単な製造方法によりフラットケーブルを製造できる。さらに、特許文献１に示されているグランドバーを半田によりシールド層に固定するという工程が不要であり、半田を使わないため環境に優しい製造が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。

まず、図１〜図３を参照して、本発明を適用するフラットケーブルの構造について説明する。フラットケーブルＦＣは、図１（Ａ）に示すように、複数本の極細同軸ケーブル２０をホールディングテープ２７により同一平面上に平行に且つ等間隔で並べて接着保持して構成される。なお、ホールディングテープ２７は、複数の同軸ケーブル２０を両側から挟持しても良いし、片側にのみ設けても良い。

各同軸ケーブル２０の構造を図１（Ｂ）に示しており、複数本（ここでは７本）の極細電線を寄り合わせて作られた芯線２１の周囲に絶縁材料からなる内周側絶縁被覆２２を設け、この内周側絶縁被覆２２の外周に複数の極細電線を横巻きに設けてシールド層２３を設け、このシールド層２３の外周に絶縁材料からなる外周側絶縁被覆２４を設けて同軸ケーブル２０が構成されている。この同軸ケーブル２０は非常に細い径に作られており、例えば、芯線２１の外径が約０．１ｍｍ、全体の外径（外周側絶縁被覆２４の外径）が約０．３５mm程度に作られている。

本発明に係るフラットケーブルは、このような構成のフラットケーブルＦＣの端部をコネクタにそのまま圧接接続できるような形状に加工して作られるが、この加工成形工程を以下に説明する。まず、図１（Ａ）に示すように、フラットケーブルＦＣの端部においてホールディングテープ２７を剥がして同軸ケーブル２０の端部を平行に並んだ状態のまま露出させる。そして、これら同軸ケーブル２０の端面から第１の所定距離ａの位置（図１（Ａ）においてＸ−Ｘで示す位置）においてＹＡＧレーザを照射して外周側絶縁被覆２４およびシールド層２３のみを切断する加工を行う。

そして、このように切断された位置（Ｘ−Ｘで示す位置）より外端側の部分にホールディングテープを貼り付ける等して、同軸ケーブル２０における切断位置より外端側を一緒に外方に引き出すと、外周側絶縁被覆２４およびシールド層２３のみが切断位置から離れて、除去できる。このようにして切断位置から外端側の外周側絶縁被覆２４およびシールド層２３を除去した状態を図２に示しており、この図から分かるように、先端から切断位置までの間においては内周側絶縁被覆２２が露出する。なお、このように内周側絶縁被覆２２が露出する部分を圧接部２２ａと称する。

次に、上記切断位置（すなわち、圧接部の内端位置）から第２の所定距離ｂまでの範囲において、上記切断位置から所定幅ｃの範囲を除く部分にＣＯ₂レーザを照射して外周側絶縁被覆２４を一部溶融除去する。この結果、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、先端側から第１の所定距離ａだけ内周側絶縁被覆２２が露出して圧接接続部２２ａが形成され、その内端端から第２の所定距離ｂの範囲内においては、所定幅ｃのリング状の外周側絶縁被覆２４ａと外周側側面絶縁被覆２４ｂとが残され、残りの部分においてシールド層２３が露出した状態となる。このようにシールド層２３が露出した部分を接地接続部２３ａと称する。シールド層２３は多数の極細電線を横巻きに設けて形成されているため、シールド層２３をそのまま露出させただけでは接地接続部２３ａにおいて各極細電線がほぐれてバラバラになり易いが、このようにリング状の外周側絶縁被覆２４ａを残すことにより、各極細電線を保持してバラバラとなるのを防止する。このとき、外周側側面絶縁被覆２４ｂは、リング状の外周側絶縁被覆２４ａを外周側絶縁被覆２４全体と固定することで、外周側絶縁被覆２４ａの各極細電線を保持する働きを安定させる。

このように端部が加工された状態のフラットケーブルが本発明の実施形態に係るフラットケーブルＦＣであり、このフラットケーブルＦＣの端部にコネクタが取り付けられて作られるコネクタ付きケーブルについて、図４および図５を参照して説明する。

まず、上記構成のフラットケーブルＦＣの端部に接続されるプラグコネクタＰＣの構造について説明する。プラグコネクタＰＣは、圧接カバー１と、コネクタ本体５とから構成される。図４に示すように、圧接カバー１に上記のように構成されたフラットケーブルＦＣの端部が取り付けられ、この圧接カバー１をコネクタ本体５に向かって矢印Ａの方向に押圧し、図５に示すようなコネクタ付きケーブルが製造される。

圧接カバー１は、絶縁材料製のケーブル保持部材２と、ケーブル保持部材２の外面を覆って取り付けられた金属製のシールドカバー３とから構成される。ケーブル保持部材２には、それぞれ上記フラットケーブルＦＣの同軸ケーブル２０の配列ピッチと同一のピッチで並んだ、Ｕ字状に形成された複数のケーブル保持溝２ａ，２ｂが形成されている。ケーブル保持部材２には、さらに、圧接端子受容溝２ｃおよびグランド端子受容孔２ｄが図示のように形成されている。そして、フラットケーブルＦＣの各圧接部２２ａをこれらケーブル保持溝２ａ，２ｂ内に受容させて、図４に示すように、フラットケーブルＦＣの先端部が圧接カバー１に取り付けられる。

コネクタ本体５は、絶縁材料製のコンタクト保持部材６と、このコンタクト保持部材６の下面を覆って一体に取り付けられた金属板からなるグランド板７と、コンタクト保持部材６によりインサートモールドされて保持された複数のコンタクト８とから構成される。コンタクト８はフラットケーブルＦＣの同軸ケーブル２０の配列ピッチと同一のピッチで並んで配設されており、その後端が上方に直角に曲げられて圧接端子部８ａが形成されている。圧接端子部８ａには上方に開口し、同軸ケーブル２０の芯線２１の径より若干小さな幅の芯線受容溝８ｂが形成されている。グランド板７の後端も上方に直角に曲げられてグランド端子受容部７ａが形成されており、ここに上方に開口し、同軸ケーブル２０のシールド層２３の径より若干小さな幅のシールド受容溝７ｂが形成されている。

上述したように、フラットケーブルＦＣの各圧接部２２ａをケーブル保持溝２ａ，２ｂ内に受容させて圧接カバー１に取り付け、この圧接カバー１をコネクタ本体５に向かって矢印Ａの方向に押圧すると、圧接端子部８ａが圧接部２２ａの内周側絶縁被覆２２を切り裂きながら圧接部２２ａ内に食い込み、芯線２１が芯線受容溝８ｂ内に挿入されて芯線２１が対応するコンタクト８と電気接続される。同時に、グランド端子受容部７ａのシールド受容溝７ｂ内に接地接続部２３ａが受容保持される。次に、図６の矢印Ｂで示すようにシールドカバー３を押し込んで、その先端部３ａを接地接続部２３ａ上面に当接させてこれを下方に押圧する。これにより、接地接続部２３ａ、先端部３ａ、及び先端部３ａの押圧を支持するシールド受容溝７ｂの全てが電気接続される。なお、このとき、圧接端子部８ａの先端は圧接端子受容溝２ｃ内に入り込み、グランド端子受容部７ａの先端はグランド端子受容孔２ｄ内に入り込む。

実施例１の図３（Ｂ）では同軸ケーブル２０外周側絶縁被覆２４の上部面において接地接続部２３ａが露出する例を示したが、図７で示すように接地接続部２３ａが上面と下面でも露出するように構成にしてもよい。図７で示す構成の同軸ケーブル２０の特徴としては、上面接地接続部２３ｂ及び下面設置接続部２３ｃの２つの設置接続部を有することで、グランド板７とシールドカバー３の電機接続を別々に行うことが挙げられる。

このようなフラットケーブルＦＣの端部にコネクタが取り付けられて作られるコネクタ付きケーブルを図８で示している。コネクタ本体５については実施例１のコネクタ本体５と同一構成であるが、同軸ケーブル２０の設置接続部２３ｂ，２３ｃにおけるグランド板７及びシールドカバー３への接触方法に違いが見られる。図７で示す構成の同軸ケーブル２０では、グランド端子受容部７ａのシールド受容溝７ｂ内に接地接続部２３ｂ，２３ｃが受容保持されると、下面接地接続部２３ｃがシールド受容溝７ｂに押圧接触され、これにより、シールド層２３がグランド板７と電気接続される。そして、図８の矢印Ｂで示すようにシールドカバー３を押し込んで、その先端部３ａを上面接地接続部２３ｂに当接させてこれを下方に押圧する。このように、上部設置接続部２３ａと下面設置接続部２３ｂの２面をグランド板７及びシールドカバー３の接続に別々に対応させることで、シールド受容溝７ｂとシールド層２３との接触状態を安定させる。

本発明のフラットケーブルを加工形成する前の状態のフラットケーブルを示す平面図およびこのフラットケーブルを構成する同軸ケーブルの構造を示す斜視図である。 本発明に係るフラットケーブルを加工形成する途中段階での端部構造を示す平面図である。 本発明に係るフラットケーブルの端部構造を示す平面図および斜視図である。 本発明に係るフラットケーブルが接続されるコネクタを分解して示す斜視図である。 本発明に係るフラットケーブルの端部にコネクタを接続して構成されるコネクタ付きケーブルの製造途中段階における状態を示す断面図である。 本発明に係るフラットケーブルの端部にコネクタを接続して構成されるコネクタ付きケーブルの断面図である。 上記フラットケーブルとは別構造のフラットケーブルの端部構造を示す斜視図である。 上記フラットケーブルの端部にコネクタを接続して構成されるコネクタ付きケーブルの断面図である。

符号の説明

１ 圧接カバー
５ コネクタ本体
７ グランド板
７ａ グランド端子受容部
８ コンタクト
８ａ 圧接端子部
２０ 同軸ケーブル
２１ 芯線
２２ 内周側絶縁被覆
２２ａ 圧接部
２３ シールド層
２３ａ 接地接続部
２３ｂ 上面接地接続部
２３ｃ 下面接地接続部
２４ 外周側絶縁被覆
２７ ホールディングテープ

Claims (4)

1. 複数の同軸ケーブルを同一平面状に平行に並べて保持してなるフラットケーブルであって、
   前記同軸ケーブルが、直線状に延びる芯線を覆って設けられた内周側絶縁被覆、前記内周側絶縁被覆の外周を覆って設けられた複数の電線を巻き付けてなるシールド層、及び前記シールド層の外周を覆って設けられた外周側絶縁被覆から構成されるフラットケーブルにおいて、
   前記同軸ケーブルの端部において、先端から第１の所定長さａの範囲において外周側絶縁被覆及びシールド層が剥がされて内周絶縁被覆が露出して圧接部が形成されており、
   前記圧接部の軸方向内端から第２の所定長さｂの範囲において、先端側に所定幅ｃ（但し、第２の所定長さｂ＞所定幅ｃ）のリング状の外周側絶縁被覆を残してそれ以外の部分において外周側絶縁被覆が部分的に剥がされてシールド層が部分的に露出した接地接続部が形成されており、
   前記接地接続部に、先端側に残された前記所定幅ｃの前記リング状の外周側絶縁被覆と前記第２の所定長さの範囲より軸方向内端側の外周側絶縁被覆とを繋いで外周側絶縁被覆が残されていることを特徴とするフラットケーブル。
2. 前記第２の所定長さｂの範囲において、先端側に残された前記リング状の外周側絶縁被覆より軸方向内端側の部分が半円筒状に剥がされて前記接地接続部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブル。
3. 前記複数の同軸ケーブルがホールディングテープにより同一平面状に平行に並べて保持されてフラットケーブルが形成され、
   前記同軸ケーブルの端部が前記ホールディングテープの端部より外方に突出しており、このように突出する前記同軸ケーブルの端部において前記圧接部及び前記接地接続部が形成されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のフラットケーブル。
4. 前記同軸ケーブル先端から前記第１の所定長さの位置において、ＹＡＧレーザにより前記外周側絶縁被覆及び前記シールド層を切断し、前記第１の所定長さの範囲に位置する前記外周側絶縁被覆及び前記シールド層を引き抜いて前記内周側絶縁被覆を露出させて前記圧接部が形成され、
   前記圧接部の内端から第２の所定の長さにおいて、先端側の所定幅の外周側絶縁被覆を残して前記シールド層が露出する様にＣＯ_２レーザを照射し、前記外周側絶縁被覆を一部溶融除去して前記接地接続部が形成されることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のフラットケーブル。
   

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