JP5488181B2 - ケーブルハーネス及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、並列に配置した複数の同軸ケーブルを有し、同軸ケーブルの外部導体がグランドされたケーブルハーネス及びその製造方法に関する。

近年の携帯電話機、小型ビデオカメラは、小型・軽量化が求められるなか、高速・高画質化も求められている。このような電子機器に用いられるケーブルハーネスは、同軸ケーブルの本数が増大する傾向にある。このようなケーブルハーネスは、同軸電線の外部導体を一括して２枚のグランドバーで挟んで電気的に接続され、このグランドバーの長手方向の両端でグランドされるようになっている。しかし、ケーブルハーネスは、同軸ケーブルの本数が増えるほどグランドバーの長手方向の長さが伸び、長手方向の長さが伸びるほどグランド電位が不安定となる。その結果、ノイズを発生させるという問題が生じていた。

このような問題を解決するため、例えば、特許文献１には、複数の同軸ケーブルと少なくとも１本のグランドケーブルとを有するケーブルハーネスが開示されている。グランドケーブルは、同軸ケーブルと同じように平行一列に並べてグランドバーやコネクタ基板の端子に接続するため、その外被、外部導体、中心導体の外径が同軸ケーブルの外被、外部導体、中心導体の外径と同径となっている。

図５は、特許文献１に開示されたグランドケーブルの一例を示す図である。このグランドケーブル１００は、中心導体１０１と、中心導体１０１の外周に配設された二層からなる外部導体１０２（１０２Ａ，１０２Ｂ）と、外部導体１０２の外周に配設された外被１０３と、を有している。このグランドケーブル１００は、中心導体１０１の外周に外部導体１０２が配設される構成となっているため、中心導体１０１と外部導体１０２とが電気的に導通している。

上述したグランドケーブル１００を用いたケーブルハーネスは、グランドケーブルが複数の同軸ケーブルの中間に位置するように同軸ケーブルと同じピッチで平行一列に並べて、同軸ケーブルの外部導体とグランドケーブルの外部導体とを帯状のグランドバーに電気的に接触した状態で固定すると共に、同軸ケーブルの中心導体がコネクタ基板の端子に接続されグランドケーブルの中心導体がコネクタ基板のグランド用の端子に接続される。

特開２００８−１６６２５１号公報

特許文献１に開示のケーブルハーネス１００によれば、グランドバーの長手方向の端部だけでなく、グランドケーブルの中心導体１０１からもグランドすることができ、グランドバーのグランド電位が安定しノイズを抑えることができる。

しかしながら、特許文献１に係るケーブルハーネスのグランドケーブルは、中心導体１０１と外部導体１０２とが同じ金属であるため、組立処理の口出し処理の際、ＹＡＧレーザ加工機を用いて外部導体を切断して中心導体を露出させようとすると、中心導体１０１まで切断してしまう虞があった。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものでＹＡＧレーザを用いてグランドケーブルの口出し処理をする際に、中心導体を切断することなく容易に露出させることが可能なケーブルハーネスとその製造方法を提供することを目的とする。

本発明によるケーブルハーネスは、中心導体、内部絶縁体、外部導体を同軸状に配し、外周面を外被で覆った複数の同軸ケーブルと、外径が同軸ケーブルと同径の少なくとも１本のグランドケーブルとを並列させ、共通のグランドバーでグランドしてなり、グランドケーブルは、同軸状に配した中心導体と外部導体間とが、複数本の銀メッキ糸の充填介在により電気的に導通される。なお、同軸ケーブルの中心導体およびグランドケーブルの中心導体は、露出されてコネクタの接続端子に接続される。

本発明によるケーブルハーネスの製造方法は、中心導体、内部絶縁体、外部導体を同軸状に配し、外周面を外被で覆った複数の同軸ケーブルと、外径が同軸ケーブルと同径の少なくとも１本のグランドケーブルと、を並列させ、共通のグランドバーでグランドしてなり、グランドケーブルは、同軸状に配した中心導体と外部導体間を、複数本の銀メッキ糸の充填介在により電気的に導通させ、外部導体をＹＡＧレーザで除去し、銀メッキ糸をホットナイフ又はグリーンレーザで除去して中心導体を露出させている。

本発明のケーブルハーネスによれば、グランドケーブルは、中心導体と外部導体との間に配した複数本の銀メッキ糸により、ＹＡＧレーザを用いて外部導体を切断しても中心導体まで切断してしまうことを抑制することができる。また、銀メッキ糸は、ホットナイフで切断することができ、中心導体を切断せずに容易に露出させることができる。

本発明に係るケーブルハーネスの概略を説明する図である。 本発明のケーブルハーネスに用いる同軸ケーブルとグランドケーブルの一例を示す断面図である。 グランドケーブルの中心導体を露出させた状態を示す図である。 本発明に係るケーブルハーネスの端部にコネクタを取り付けた一例を示す図である。 従来技術を説明する図である。

図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係るケーブルハーネスを説明する。図１に示すように、ケーブルハーネス１は、複数の同軸ケーブル２と、少なくとも一本のグランドケーブル４とを有している。これらのケーブル２，４は、端末部分が口出し処理され、少なくともその端末部分で平行一列に所定のピッチで並べられ、その端部位置を揃えてグランドバー５により一括固定される。このとき、グランドケーブル４は、複数の同軸ケーブル２の中間位置に配置される。

同軸ケーブル２は、図２（Ａ）に示すように中心導体６、内部絶縁体７、外部導体８、を同軸状に配し、外部導体８の外周を外被１０で覆って構成される。同軸ケーブル２は、信号伝送用の信号ケーブルである。その中心導体６は、単線又は撚線で形成される。撚線の場合は、例えば、外径０．０２５ｍｍの銀メッキ銅合金の素線を７本撚って外径が０．０７５ｍｍ程度に形成される。また、内部絶縁体７は、中心導体６の外周面を被覆する、例えば、ＰＦＡ等のフッ素樹脂からなり、押し出し被覆により外径０．１６５ｍｍ程度に形成されている。さらに、外部導体８は、例えば、外径０．０３ｍｍの錫メッキ銅合金の素線を内部絶縁体７の外周面に横巻きで巻き付けることで、外径０．２２５ｍｍ程度に形成されている。外被１０は、ポリエチレン等の樹脂により外径０．２９ｍｍ程度となるように被覆成形している。

同軸ケーブル２は、端末部分の外被１０を除去して外部導体８を露出させた後、この外部導体８の先端部分を除去して内部絶縁体７を露出させ、最後に内部絶縁体７の先端部分を除去して中心導体６を露出させている。これにより、同軸ケーブル２は、一端側から順に中心導体６、内部絶縁体７及び外部導体８がそれぞれ段階的に所定長さ露出している。

グランドケーブル４は、図２（Ｂ）に示すように、中心導体１１、外部導体１３、外部導体１３の外周に絶縁性の外被１４が同軸状に配されている。そして、本発明では、特にグランドケーブル４を、中心導体１１と外部導体１３との間に複数本の銀メッキ糸１２を充填介在させた形状としている。

中心導体１１は、例えば、同軸ケーブル２に用いたのと同様な外径０．０２５ｍｍの銀メッキ銅合金の素線を７本撚って、外径が０．０７５ｍｍ程度に形成している。したがって、グランドケーブル４の中心導体１１と同軸ケーブル２の中心導体６の外径は、同径となっている。なお、同径とは、外径差が±１０％を含めたものとする。

銀メッキ糸１２は、中心導体１１の周りを囲むように縦添えされ、層を形成する。銀メッキ糸１２は、糸が例えばナイロン等の合成繊維であり、これに導電材料である銀の薄膜を被覆したものである。銀メッキ糸１２は、銀の薄膜が形成されているため、導電性を有する。よって銀メッキ糸１２により形成される層は、導電層である。また、銀メッキ糸１２は、熱で切断することができる。
なお、銀メッキ糸１２を縦添えすることにより、導電層を形成する方法を説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、銀メッキ糸１２を横巻きで螺旋状に巻きつけて層を形成しても良い。

また、銀メッキ糸１２の糸をナイロンを例示して説明したが、これに限定されるものではない。糸は、外部導電に用いられる金属よりもＹＡＧレーザを吸収し難いものであれば良く、例えば、ナイロン、ポリエステル、アクリル、アラミド等の合成繊維でも良いし、動物の体毛等の天然繊維でも良い。すなわち、繊維であれば良い。

外部導体１３は、錫メッキ銅合金等の素線を銀メッキ糸１２により形成された層の外周面に同軸ケーブル２の外部導体８と同径となるように、複数本を横巻きで螺旋状に巻き付ける。錫メッキ銅合金等の素線は、銀メッキ糸１２により形成された層に巻きつける際、銀メッキ糸１２により形成された層が中心導体１１と外部導体１３との電気的導通を損なわないように巻きつけて密着させる。外被１４は、外部導体１３の外周面を被覆するポリエチレン等の樹脂を用い、同軸ケーブル２と同径となるように被覆している。なお、外被１４は、押し出し被覆に限定されるものではなく、例えば、樹脂テープを巻いて形成しても良い。

グランドケーブル４の口出し処理について、図３により説明する。図３（Ａ）は、グランドケーブル４の外被１４を除去し、外部導体１３の先端部分を除去し、銀メッキ糸１２を露出させた様子を示す図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）より銀メッキ糸１２の先端部分を除去し、中心導体１１を露出させた様子を示す図である。

グランドケーブル４の口出し処理は、始めに端部側の外被１４を除去し外部導体１３を露出させる。外被１４は、所定の波長と強度に設定されたＣＯ２レーザによりグランドケーブル４の端部から所定距離離れた位置で切断し、端部側を引き抜いて除去する。次に、端部側の外部導体１３を除去し銀メッキ糸１２を露出させる。外部導体１３の除去は、所定の波長と強度に設定されたＹＡＧレーザにより、外被１４の切断位置より所定長さ端部に寄った位置で切断し、端部側の外部導体１３を引き抜いて行う。グランドケーブル４は、外部導体１３が除去されると、図３（Ａ）で示された状態となる。

ここで、銀メッキ糸１２の銀は、外部導体１３の材質である錫メッキ及び銅合金と比較して、ＹＡＧレーザの反射率が高くなっている。このため、銀メッキ１２により形成された層は、ＹＡＧレーザが外部導体１３を突き抜けて照射されたとしても、ＹＡＧレーザを吸収しないで反射させる割合が外部導体１３よりも高くなっている。また、銀メッキ糸は、ナイロンに銀の薄膜を被覆したものである。ナイロンは、外部導体１３の材質である錫メッキ及び銅合金と比較して、ＹＡＧレーザの吸収率が低くなっている。すなわち、銀メッキ１２により形成された層は、ＹＡＧレーザが外部導体１３を突き抜けて銀メッキ１２により形成された層に照射されたとしても、外部導体１３と比較してＹＡＧレーザの吸収率が低くなっており、外部導体と比較して切断し難くなっている。これにより、ＹＡＧレーザは、外部導体１３の切断時に銀メッキ１２により形成された層で止まり、中心導体１１まで切断されることがない。

次に、端部側の銀メッキ糸１２をホットナイフ又はグリーンレーザにより切断除去し、中心導体１１を露出させる。ホットナイフは、熱せられたナイフの先端で切断するようになっており、ＹＡＧレーザを照射させる方法と比較して加工がし易く銀メッキ糸１２のみを切断することができる。銀メッキ糸１２の切断位置は任意であるが、外部導体１３の切断位置と同じとしてもよい。グランドケーブル４は、銀メッキ糸１２が除去されると、図３（Ｂ）で示された状態となり、口出し処理が完了する。

グランドケーブル４の口出し処理は、以上の手順で処理するため、従来技術に係るグランドケーブル１００（図５参照）と比較して、中心導体まで切断してしまうことを抑えることができ、不良品の発生を少なくすることができる。
以上に説明したグランドケーブル４の外部導体１３は、図１で説明したように同軸ケーブル２の外部導体８と平行一列に並べて２枚のグランドバー５により挟持された状態で固定される。

図４は、本発明に係るケーブルハーネス１の端部にコネクタを取り付けた様子を図である。図４に示す通り、コネクタハウジング２１には、接続端子２２、２３が一列に形成されている。接続端子２２は、グランドケーブル４の中心導体１１が接続されるグランド用の接続端子である。接続端子２３は、同軸ケーブル２の中心導体６が接続される接続端子である。ケーブルハーネス１は、コネクタハウジング２１の上に載置され、ケーブルハーネス１の端部の同軸ケーブル２の中心導体６が接続端子２３に電気的に接続され、グランドケーブル４の中心導体１１が接続端子３１に電気的に接続される。中心導体６，１１は、例えば、パルスヒートによる一括半田付けによって接続端子２２，２３に接続される。

上記の通り構成されたケーブルハーネス１は、レセプタクルに接続されると、シェル２４がグランド回路に接続される。シェル２４がグランド回路に接続されると、コネクタ付きケーブルハーネス１は、グランドバー５が、その長手方向の両端でシェル２４を介してグランドされ、また、中央に配置されたグランドケーブル４が接続端子２２を介してグランドされる。グランドバー５は、その長手方向の両端以外に中間位置でもグランドされるため、ケーブルハーネス１の心数が増加してグランドバー５の長手方向の長さが大きくなってもグランド電位を零電位に近づけて安定なグランド電位を確保することができる。

本実施形態に係るケーブルハーネス１は、グランドケーブル４の中心導体１１と外部導体１３とが銀メッキ糸１２を介して電気的に接続されている。これにより、グランドケーブル４の中心導体１１は、グランドバー５と共通の電位に落とすことができる。また、同軸ケーブル２の中心導体６の外径とグランドケーブル４の中心導体１１の外径とが同径であるため、コネクタ・パッドに無理なく接続することができる。また、ケーブルハーネス１は、同軸ケーブル２の外部導体８とグランドケーブル４の外部導体１３の外径が同径であるため、２枚のグランドバー５に対して均一に電気的に接触させて、良好なグランド接続を形成することができる。

なお、グランドケーブル４が１本の場合を例に挙げて説明したが、グランドケーブル４の数はこれに限定されるものではない。グランドケーブル４の数は、必要に応じて随時増やすことができる。このとき、それぞれのグランドケーブル４は、高速度信号を伝搬する線の隣に配置されるのが好ましい。また、それぞれのグランドケーブル４は、グランドバー５の長手方向の長さを等分する位置に配置されることがよりグランド電位を安定させるという点で好ましい。

１…ケーブルハーネス、２…同軸ケーブル、４…グランドケーブル、５…グランドバー、６…中心導体、７…内部絶縁体、８…外部導体、１０…外被、１１…中心導体、１２…銀メッキ糸、１３…外部導体、１４…外被、２１…コネクタハウジング、２２，２３…接続端子、２４…シェル。

Claims (3)

1. 中心導体、内部絶縁体、外部導体を同軸状に配し、外周面を外被で覆った複数の同軸ケーブルと、外径が前記同軸ケーブルと同径の少なくとも１本のグランドケーブルとを並列させ、共通のグランドバーでグランドしてなるケーブルハーネスであって、
   前記グランドケーブルは、同軸状に配した中心導体と外部導体間とが、複数本の銀メッキ糸の充填介在により電気的に導通されてなり、前記同軸ケーブルの中心導体および前記グランドケーブルの中心導体が露出されていることを特徴とするケーブルハーネス。
2. 前記同軸ケーブルの中心導体と前記グランドケーブルの中心導体とがコネクタの接続端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のケーブルハーネス。
3. 中心導体、内部絶縁体、外部導体を同軸状に配し、外周面を外被で覆った複数の同軸ケーブルと、外径が前記同軸ケーブルと同径の少なくとも１本のグランドケーブルとを並列させ、共通のグランドバーでグランドしてなるケーブルハーネスの製造方法であって、
   前記グランドケーブルは、同軸状に配した中心導体と外部導体間を、複数本の銀メッキ糸の充填介在により電気的に導通させ、前記外部導体をＹＡＧレーザで除去し、前記銀メッキ糸をホットナイフ又はグリーンレーザで除去して前記中心導体を露出させることを特徴とするケーブルハーネスの製造方法。

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