JP5838819B2 - 電気コネクタ付ケーブル及び電気コネクタ付ケーブルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタ付ケーブル及び電気コネクタ付ケーブルの製造方法に関する。

従来の電気コネクタ付ケーブルは、医療機器、携帯端末、小型ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ又はＰＤＡ(Personal Digital Assistant)などのケーブルハーネスとして、細径化された複数本の心線を有する多心ケーブルが用いられている。

このような電気コネクタ付ケーブルの端末構造は、多心ケーブルの端部のシースが除去され、折り返されたシールド層が金属リングで加締められる。この金属リングが金属製のシールドケース（金属ケース）の端部にはめ込まれる。これにより、多心ケーブルのシールド層とシールドケースが固定されると共に電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。

通常、電気コネクタ付ケーブルは、加締めた金属リングの外周に樹脂製のストレインリリーフが外嵌される。このストレインリリーフにより多心ケーブルの引き抜きや過度の曲がり等が防止される。ストレインリリーフには、電気コネクタの周囲に外嵌されるホルダが一体形成されている。
ホルダ及びストレインリリーフは、金属リングを加締める前に多心ケーブルの端部から外挿される。そして、多心ケーブルとシールドケースが固定されてから、ホルダ及びストレインリリーフがケーブル外周上をスライドされ、シールドケースの後方側からシールドケースの所定位置まで外嵌される。

特開２０１１−１４６２５８号公報

しかしながら、シールドケースと電気コネクタが一体化されている場合、ハウジングの大きさが小型化傾向にある電気コネクタに対して、加締めた金属リングの外径がシールドケースの厚み寸法よりも大きくなってしまう可能性がある。この場合、先に多心ケーブルに外挿したホルダ及びストレインリリーフは、電気コネクタの後方側から外嵌することができない。したがって、上記組み付け方法を採ることができない。

本発明の目的は、確実にシールド機能を確保すると共に、ホルダ及びストレインリリーフの組み付け性に優れた電気コネクタ付ケーブル及び電気コネクタ付ケーブルの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決することができる本発明に係る電気コネクタ付ケーブルは、接続端子と、前記接続端子を内包するハウジングと、前記ハウジングを覆う金属シールドを有する電気コネクタが、多芯ケーブル末端に接続された電気コネクタ付ケーブルであって、
前記多芯ケーブルは複数の電線を一括してシールドするシールド層と前記シールド層を覆うシースを有し、前記多芯ケーブルが前記電気コネクタに接続される箇所では、前記シースが除去され、除去されたシースの内側にあったシールド層が折り返されて残ったシースを覆い、
前記電気コネクタと前記多芯ケーブルとの接続部には、前記多芯ケーブルが貫通する円筒部と前記円筒部から外径方向に伸びる平板部と前記平板部から直角に折れ曲がった爪部を有する金属製の固定部材が備わり、前記平板部の幅は前記コネクタの幅と等しく、前記円筒部は、前記シース外周に折り返した前記シールド層の上に配置されて加締められており、
前記爪部が前記金属シールドと係合され、前記シールド層は前記固定部材を介して前記金属シールドと電気的に接続され、加締められた前記円筒部の厚みが、前記金属シールドの厚みと同じであることを特徴としている。
なお、ここで云う厚みとは、直方体状の筐体であるハウジングの嵌合方向の前端面形状が長方形である場合、長方形の短辺に沿った方向の高さである。

また、本発明に係る電気コネクタ付ケーブルは、上記電気コネクタ付ケーブルにおいて、前記加締められた前記円筒部の断面形状が六角形又は八角形であることが好ましい。

上記課題を解決することができる本発明に係る電気コネクタ付ケーブルの製造方法は、上記電気コネクタ付ケーブルを製造する製造方法であって、
前記多芯ケーブルが前記電気コネクタに接続される箇所では、前記シースを除去して、除去された前記シースの内側にあったシールド層を折り返して、残ったシースを覆い、
前記折り返した前記シールド層の上に前記固定部材の前記円筒部を配置し、前記爪部を前記金属シールドと係合し、前記平板部で前記電気コネクタのシースに近い側の開口を遮蔽し、
前記シールド層を前記固定部材を介して前記金属シールドと電気的に接続し、
前記円筒部を加締める加締め工具が、上下に分かれたダイスであり、上下の各ダイスの前記円筒部に接する加締め面が他の加締め面よりも前記電気コネクタ側にせり出していて、前記加締め工具を使用して前記金属シールドの厚みよりも外径の大きな前記円筒部を加締めてその外径を前記金属シールドの厚みと同じにすることを特徴としている。

本発明に係る電気コネクタ付ケーブル及び電気コネクタ付ケーブルの製造方法によれば、確実に電磁放射を防いでシールド機能を確保すると共にあらかじめ多芯ケーブルを通しておいたホルダ及びストレインリリーフを組み付け易い電気コネクタ付ケーブルを得ることができる。また、固定部材を介してシールド層の折り返し部と電気コネクタの金属シールドを確実に電気的に接続させることができる。

本発明に係る電気コネクタ付ケーブルの一実施形態を示す端末部分の平面図である。 図１のＡ−Ａ線による縦断面図である。 図１の多心ケーブルの断面構造を示す概略断面図である。 図１のストレインリリーフを外嵌させる前の状態を示す斜視図である。 図４の側面図である。 固定部材の加締め前の状態を示す斜視図である。 図５の加締め後の側面図である。 固定部材の加締め後の状態を示す斜視図である。 固定部材を多心ケーブルに加締める前の加締め工具の要部を示す斜視図である。 図９の加締め途中の加締め工具を示す正面図である。 図１０の加締め後の加締め工具を示す斜視図である。

以下、本発明に係る電気コネクタ付ケーブル及び電気コネクタ付ケーブルの製造方法の好適な一実施形態を説明する。

図１に示すように、本実施形態の電気コネクタ付ケーブル１は、複数本の細径電線を有する多心ケーブル２の末端部に、固定部材である金属リング３と電気コネクタ４が固定されている。この金属リング３の外周には、多心ケーブル２の引き抜け防止等のために樹脂製のストレインリリーフ５が装着されている。電気コネクタ４の周囲にはストレインリリーフ５と一体形成されたホルダ５ａが外嵌されている。この電気コネクタ付ケーブル１は、電気コネクタ４内に信号変換／増幅のための波形成形機能を有する、所謂、アクティブケーブルである。

図２及び図３に示すように、多心ケーブル２の端は所定長さのシース１０が除去されて各電線１３が露出される。シース１０を除去した部分のシールド層１１は折り返されて、残ったシース１０の先端部分に被せられる。金属リング３は、シールド層１１がシース１０の外周に折り返されている多心ケーブル２の末端部に、後述する加締め工具３０によって、例えば六角形状に変形されて加締められている。この加締めによって、シース１０、シールド層１１、介在物１６及びケーブル中心部分の電線ユニット１２が加締められて部分的に一体化され、多心ケーブル２を引っ張っても金属リング３から多心ケーブル２が容易に抜けることはない。

電気コネクタ４は、樹脂筐体であるハウジング７と、このハウジング７の外周に金属シールド６を有している。ハウジング７は、その内部に機器本体と電気的に接続する複数の接続端子８を有している。接続端子８は、その後端部（ケーブル２のシース１０に近い側の端の部分）の接続部９で半田付け等により多心ケーブル２内の各電線１３の導体と電気的に接続されている。

図３に示すように、多心ケーブル２は、所謂、シールドケーブルであり、例えば、４本の電線ユニット１２を有している。電線ユニット１２は、２本の細径電線１３を撚り合わせて構成されている。即ち、多心ケーブル２は、８本の細径電線１３を有する４対８心のシールドケーブルである。細径電線１３は絶縁電線またはシールド線である。

ストレインリリーフ５及びホルダ５ａは、予め先入れ成形部品として多心ケーブル２に外挿されている。そして、ストレインリリーフ５及びホルダ５ａは、金属リング３が多心ケーブル２に加締められた後に、金属リング３及び電気コネクタ４に外嵌され、接着剤等により固定される。具体的には、多心ケーブル２に外挿されたストレインリリーフ５及びホルダ５ａは、多心ケーブル２の外周上をスライド（図２中、左方向から右方向へ）して、電気コネクタ４の後端側（多心ケーブル２のシース１０に近い側の端）から外挿され、電気コネクタ４の所定位置まで外嵌される。このとき、後述する金属リング３の外径と電気コネクタ４の厚み寸法は、ほぼ同一になっている。

多心ケーブル２は、中心にアラミド繊維等を撚り合わせた抗張力線１５が配置され、その周りにナイロン系またはレーヨン系のスフ繊維体等である介在物１６が４本の電線ユニット１２と共に束ねられ、その周囲に樹脂テープ１４が巻き付けられている。さらに、樹脂テープ１４の外周にシールド層１１が設けられており、シールド層１１の外周がシース１０で覆われている。

本実施形態の電気コネクタ付ケーブル１において、金属リング３と電気コネクタ４の係合構造を図４から図６に基づいて説明する。図４及び図５は、ストレインリリーフ５が外嵌される前で、金属リング３が多心ケーブル２に外嵌された状態であり、金属リング３はまだ加締められていない。

図６に示すように、金属リング３は、多心ケーブル２が貫通する円筒部１７を有している。また、金属リング３は、円筒部１７の一端付近の側部から電気コネクタ４との係合方向へほぼ直角に切り起こされた一対の爪部１８を有している。この爪部１８は、電気コネクタ４の金属シールド６に固定される。さらに、金属リング３は、電気コネクタ４との係合時にハウジング７の後端部が突き当たる平板部１９を有している。

図４に示すように、金属リング３と電気コネクタ４の係合は、金属リング３の爪部１８が金属シールド６の側面部２１後端に形成された開口から、側面部２１の内壁面に当接しながら差し込まれる。そして、金属リング３の平板部１９が電気コネクタ４の後端に突き当たるまで挿入される。電気コネクタ４の後端の開口は、平板部１９によって遮蔽されると共に、爪部１８は金属シールド６後端の一部を形成することになる。その後、金属シールド６の側面部２１に形成された半田孔２２から半田が充填されることで、爪部１８と側面部２１とが半田付けされて固定される。

図５に示すように、加締め前の金属リング３の円筒部１７の外径Ｈ１（例えば、５．３ｍｍ）は、側面部２１の高さに相当する金属シールド６の厚みＨ０（例えば、４．５ｍｍ）より大きい（Ｈ１＞Ｈ０）。これにより、金属リング３の円筒部１７の上端部と金属シールド６の上面部２０との間、及び円筒部１７の下端部と金属シールド６の底面部２３との間には段差が生じている。

この段差の原因としては、多心ケーブル２の細径化と電気コネクタ４の小型化に伴い金属シールド６の厚みＨ０が小さくなる傾向にある一方で円筒部１７の径は一定の大きさが必要であることに因る。金属リング３を多芯ケーブル２に通すために多心ケーブル２と金属リング３の内面とのクリアランスは一定値以上とする必要がある。また、多心ケーブル２と電気コネクタ４との接続強度を確保するために金属リング３の板厚は一定値以上必要である。

この段差（Ｈ１＞Ｈ０）があると、多心ケーブル２に先入れしてあるストレインリリーフ５が金属リング３の円筒部１７に干渉して挿入できない。そのため、後述する本実施形態の加締め工具を使用して、金属リング３の円筒部１７の外径Ｈ１が金属シールド６の厚みＨ０と略同じ厚みに加締め加工される。

次に、本実施形態の電気コネクタ付ケーブル１において、金属リング３の加締め構造を図７及び図８に基づいて説明する。

図７に示すように、金属リング３の円筒部１７が金属シールド６の厚み方向である円筒部１７の上下方向から所定の加締力Ｆで加締められる。これにより、金属リング３の円筒部１７の外径Ｈ１は、金属シールド６の厚みＨ０と略同じになる。よって、金属リング３及び電気コネクタ４へのストレインリリーフ５及びホルダ５ａの外嵌が可能となる。

このとき、図８に示すように、加締められた金属リング３の円筒部１７は、六角形の断面形状に加締められている。この円筒状から六角筒状に塑性変形した円筒部１７は、ほぼ同形状の６つの平面から形成されている。この内、金属シールド６の上面部２０及び底面部２３に対応する一対の対向した平面２４，２５の高さは、金属シールド６の厚みＨ０と略同じである（図７参照）。なお、加締め形状は、加締めによる歪みを最小限に抑え、且つ加締め強度を保つことができれば六角形に限定されるものではなく、八角形でも良い。

次に、本実施形態に係る電気コネクタ付ケーブルの製造方法を図９から図１１に基づいて説明する。具体的には、金属リング３の円筒部１７を専用の加締め工具３０を使用して加締める加締め方法について説明する。

図９に示すように、金属リング３を加締める加締め工具３０は、ほぼ同形状で上下方向に移動可能な上部ダイス３１と、固定された下部ダイス３２とを有している。下部ダイス３２の上端面３４の中央部に、金属リング３の円筒部１７が装着される成形型部３５が形成されている。一方、上部ダイス３１の下端面３３の中央部にも、成形型部３５に対向する同形状の成形型部（不図示）が形成されている。この成形型部３５は、台形状の凹部であり、寝かせた六角筒を横半割した３つの加締め面から形成されている。

加締め工具３０は、上部ダイス３１と下部ダイス３２の割り方向（上部ダイス３１の移動方向）に垂直な加締め面３６が他の加締め面よりも電気コネクタ４側にせり出した延出部３７，３８を有している。この延出部３７，３８の延出長さは、例えば、１ｍｍ程度である。

加締め工具３０で金属リング３の円筒部１７を加締めるには、先ず下部ダイス３２の成形型部３５内に、電気コネクタ４と係合された金属リング３の円筒部１７をセットする。このとき、円筒部１７のシース１０に近い側の端１７ａと下部延出部３８のシース１０に近い側の端を合わせるようにする。この位置合わせによって、加締め工具３０と電気コネクタ４の干渉を防止することができる。

次に、セットした金属リング３の上方から上部ダイス３１を下降させる。上部ダイス３１の位置合わせ（延出部３７を円筒部１７からずらす）も下部ダイス３２と同じである。この下降によって、上部ダイス３１の成形型部３５が金属リング３の上部に当接する。上下のダイス３１，３２の延出部３７，３８は、円筒部１７には接触せず、電気コネクタ４の上方または下方にある。そして、さらに下降することによって、上部ダイス３１の下端面３３が下部ダイス３２の上端面３４に当接して、上部ダイス３１の下降が停止する。このとき、上部ダイス３１及び下部ダイス３２の加締め面３６で金属リング３の円筒部１７が圧接される。これにより、円筒部１７が所定の加締力Ｆで六角形に加締められる（図７参照）。このとき、延出部３７，３８が電気コネクタ４にギリギリ接触するか、ごく僅かに延出部３７，３８と電気コネクタ４の間に隙間があるようにする。延出部３７，３８があるので、金属リング３は、電気コネクタ４との境界部分でもしっかりと加締められて高さが低くなり、金属リング３と電気コネクタ４の境界で段差は生じない。

図１０に示すように、金属リング３の円筒部１７は、上下一対の加締め面３６を含む６つの加締め面によって六角形に加締められている。これに伴って、円筒部１７内に配置された多心ケーブル２のシース１０やシース１０の外周に折り返されたシールド層１１も六角形に変形している。これにより、金属リング３と多心ケーブル２は強固に接続されると共に、金属リング３とシールド層１１は強固に面接触している。このとき、金属リング３の円筒部１７の外径Ｈ１は、金属シールド６の厚みＨ０と略同じになっている（図７参照）。

最後に、図１１に示すように、上部ダイス３１を上昇させ、加締めた金属リング３から離反させることで、加締め工程が完了する。

上述したように本実施形態に係る電気コネクタ付ケーブル１は、電気コネクタ４と多心ケーブル２との接続部に金属リング３を備えている。この金属リング３は、多心ケーブル２が貫通する円筒部１７と、金属シールド６に係合すると共に金属シールド６の一部を形成する爪部１８と、を有している。この円筒部１７は、その内周面が多心ケーブル２のシース１０外周に折り返したシールド層１１の折り返し部と接すると共に、該折り返し部の外周に加締められている。そして、加締められた円筒部１７における電気コネクタ４の厚み方向の寸法Ｈ１は、金属シールド６の厚み寸法Ｈ０と略同じである。

これにより、確実に電磁放射を防いでシールド機能を確保すると共に、金属リング３と金属シールド６に後方から外嵌させる先入れ成形部品が利用できるので、組み付け性に優れた電気コネクタ付ケーブルを得ることができる。また、金属リング３の爪部１８を介してシールド層１１の折り返し部を電気コネクタ４の金属シールド６に電気的に接続させることができる。

また、電気コネクタ付ケーブルは、加締められた円筒部１７の断面形状が六角形又は八角形である。これにより、加締めによる歪みを最小限に抑えつつ、加締め強度を保つことができる。

また、本実施形態に係る電気コネクタ付ケーブルの製造方法は、円筒部１７を加締める加締め工具３０は、この加締め工具の割り方向（上部ダイス３１の移動方向）に垂直な加締め面３６が他の加締め面よりも電気コネクタ４側にせり出している。

これにより、円筒部１７を加締め工具３０により加締めることで、円筒部１７の外径を電気コネクタ４の厚みに確実に合わせることができる。これにより、先入れ成形部品を利用できるので組み付け性に優れた電気コネクタ付ケーブルを製造することができる。

なお、本発明の電気コネクタ付ケーブル及び電気コネクタ付ケーブルの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。

１…電気コネクタ付ケーブル、２…多心ケーブル、３…金属リング、４…電気コネクタ、５…ストレインリリーフ、６…金属シールド、７…ハウジング、８…接続端子、１０…シース、１１…シールド層、１７…円筒部、１８…爪部、１９…平板部、３０…加締め工具、３１…上部ダイス、３２…下部ダイス、３５…成形型部、３５…加締め面、３７…上部延出部、３８…下部延出部、Ｈ０…金属シールドの厚み、Ｈ１…円筒部の外径

Claims (3)

1. 接続端子と、前記接続端子を内包するハウジングと、前記ハウジングを覆う金属シールドを有する電気コネクタが、多芯ケーブル末端に接続された電気コネクタ付ケーブルであって、
   前記多芯ケーブルは複数の電線を一括してシールドするシールド層と前記シールド層を覆うシースを有し、
   前記多芯ケーブルが前記電気コネクタに接続される箇所では、前記多芯ケーブルの先端から所定長さまで、折り返された前記シールド層により前記シースの外周が覆われており、
   前記電気コネクタと前記多芯ケーブルとの接続部には、前記多芯ケーブルが貫通する円筒部と前記円筒部から外径方向に伸びる平板部と前記平板部から直角に折れ曲がった爪部を有する金属製の固定部材が備わり、前記平板部の幅は前記コネクタの幅と等しく、前記円筒部は、前記シースの外周に折り返された前記シールド層の上に配置されて加締められており、
   前記爪部が前記金属シールドと係合され、前記シールド層は前記固定部材を介して前記金属シールドと電気的に接続され、
   加締められた前記円筒部の厚みが、前記金属シールドの厚みと同じであることを特徴とする電気コネクタ付ケーブル。
2. 請求項１に記載の電気コネクタ付ケーブルにおいて、
   前記加締められた前記円筒部の断面形状が六角形又は八角形であることを特徴とする電気コネクタ付ケーブル。
3. 請求項１又は２に記載の電気コネクタ付ケーブルを製造する電気コネクタ付ケーブルの製造方法であって、
   前記多芯ケーブルが前記電気コネクタに接続される箇所では、前記シースを除去して、除去されたシースの内側にあったシールド層を折り返して、残ったシースを覆い、
   前記折り返したシールド層の上に前記固定部材の前記円筒部を配置し、前記爪部を前記金属シールドと係合し、前記平板部で前記コネクタのシースに近い側の開口を遮蔽し、
   前記シールド層を前記固定部材を介して前記金属シールドと電気的に接続し、
   前記円筒部を加締める加締め工具が、上下に分かれたダイスであり、上下の各ダイスの前記円筒部に接する加締め面が他の加締め面よりも前記電気コネクタ側にせり出していて、
   前記加締め工具を使用して前記金属シールドの厚みよりも外径の大きな前記円筒部を加締めてその外径を前記金属シールドの厚みと同じにすることを特徴とする電気コネクタ付ケーブルの製造方法。

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