JP7167770B2

JP7167770B2 - ケーブルの端末処理方法、及びケーブルハーネスの製造方法

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Publication number: JP7167770B2
Application number: JP2019033862A
Authority: JP
Inventors: 崇熊倉
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2022-11-09
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: JP2020140806A

Description

本発明は、ケーブルの端末処理方法、及びケーブルハーネスの製造方法に関する。

差動信号を伝送するためのケーブルとして、一対の信号導体を絶縁体で一括被覆し、絶縁体の周囲をシールド導体で覆ったものが知られている。このようなケーブルとして、絶縁体の周囲に金属めっきを施すことでシールド導体を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。

金属めっきによりシールド導体を形成したケーブルは、回路基板に実装された状態で使用されることが多い。ケーブルの端部に回路基板を設けたものをケーブルハーネスと呼称する。回路基板にケーブルを接続する際には、まず、ケーブルの端末部分からシールド導体と絶縁体を除去し、一対の信号導体を露出させる端末処理を行う。

従来のケーブルの端末処理方法では、ケーブルの端末部において絶縁体とシールド導体とにカッター等で切れ目を入れ、絶縁体とシールド導体とを除去（ストリップ）して一対の信号導体を露出させる。このような端末処理の後、露出させた一対の信号導体を回路基板の信号電極にそれぞれ接続すると共に、シールド導体を回路基板のグランド電極に接続すると、ケーブルハーネスが得られる。

特許第６２４５４０２号公報

しかしながら、上述の従来のケーブルの端末処理方法では、カッターで切れ目を入れる際に、信号導体まで刃が到達して信号導体を傷つけてしまうおそれがあった。

ＣＯ_２レーザ等のレーザ光を照射して絶縁体に切れ目を入れる方法も知られているが、上述のような金属めっきからなるシールド導体を備えたケーブルにおいては、レーザ光がシールド導体で反射してしまうため絶縁体に切れ目を入れることが困難である。なお、金属めっきによりシールド導体を形成しているために、絶縁体からシールド導体を除去することも困難である。

そこで、本発明は、信号導体を傷つけることなく信号導体を露出させることが可能なケーブルの端末処理方法、及びケーブルハーネスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、信号導体、前記信号導体の周囲を覆う絶縁体、及び前記絶縁体の周囲を覆うシールド導体を備えたケーブルの端末処理方法であって、前記絶縁体の融点以上の温度に加熱された把持部材により、前記ケーブルの端末部分を把持する把持工程と、前記把持部材を前記ケーブルの先端側へと移動させることで、前記シールド導体と、前記絶縁体の少なくとも一部とを除去する加熱ストリップ工程と、を備えた、ケーブルの端末処理方法を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、信号導体、前記信号導体の周囲を覆う絶縁体、及び前記絶縁体の周囲を覆うシールド導体を備えたケーブルと、前記ケーブルの少なくとも一方の端部に設けられた回路基板と、を備えたケーブルハーネスの製造方法であって、前記ケーブルの端末部分から前記シールド導体と前記絶縁体を除去し、前記信号導体を露出させる端末処理工程と、露出させた前記信号導体と、前記シールド導体とを、前記回路基板の電極にそれぞれ接続する接続工程と、を備え、前記端末処理工程は、前記絶縁体の融点以上の温度に加熱された把持部材により、前記ケーブルの端末部分を把持する把持工程と、前記把持部材を前記ケーブルの先端側へと移動させることで、前記シールド導体と、前記絶縁体の少なくとも一部とを除去する加熱ストリップ工程と、を有する、ケーブルハーネスの製造方法を提供する。

本発明によれば、信号導体を傷つけることなく信号導体を露出させることが可能なケーブルの端末処理方法、及びケーブルハーネスの製造方法を提供できる。

（ａ）は、本発明の一実施の形態に係るケーブルハーネスの製造方法で製造するケーブルハーネスの斜視図、（ｂ）は、ケーブルの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。（ａ）は、ケーブルハーネスの製造方法の手順を示すフロー図であり、（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るケーブルの端末処理方法を適用した端末処理工程の手順を示すフロー図である。（ａ）～（ｈ）は、本発明の一実施の形態に係るケーブルの端末処理方法を適用した端末処理工程の各工程を説明する説明図である。（ａ），（ｂ）は、把持部材の変形例を示す図である。（ａ）～（ｃ）は、ケーブルの端末処理方法の一変形例を説明する説明図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１（ａ）は、本実施の形態に係るケーブルハーネスの製造方法で製造するケーブルハーネスの斜視図、図１（ｂ）はケーブルの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。

（ケーブルハーネスとケーブル）
図１（ａ），（ｂ）に示すように、ケーブルハーネス１は、複数本のケーブル２と、複数本のケーブル２の端部に設けられた回路基板３と、を備えている。

ケーブル２は、差動信号を伝送する差動信号伝送用のケーブルであり、平行に配置された一対の信号導体（内部導体）２１と、一対の信号導体２１の周囲を一括して覆う絶縁体２２と、絶縁体２２の周囲を覆うシールド導体（外部導体）２３と、を備えている。絶縁体２２は、断面視で略楕円形状に形成されている。本実施の形態では、シールド導体２３が、絶縁体２２の周囲を覆うように形成された金属めっき層からなるケーブル２を用いた。

回路基板３には、ケーブル２の信号導体２１がはんだ等により接続される信号電極３１と、ケーブル２のシールド導体２３がはんだ等により接続されるグランド電極３２と、が形成されている。図１（ａ）では、回路基板３の一方の面に４本のケーブル２が接続されると共に、回路基板３の他方の面に４本のケーブル２が接続される場合について示している。回路基板３に接続される８本のケーブル２は、同じ方向（図示右奥の方向）に延出されている。

回路基板３の一方及び他方の面には、４本のケーブル２（８本の信号導体２１）に対応した８個の信号電極３１がそれぞれ形成されている。なお、図１では、信号導体２１と信号電極３１とを接続する前の状態を示している。また、回路基板３の一方及び他方の面の縁部近傍には、２本のケーブル２で共通の２個のグランド電極３２がそれぞれ形成されている。ここでは、回路基板３に８本のケーブル２を接続する場合を示しているが、回路基板３に接続するケーブル２の本数は図示のものに限定されず、例えば１本でもよい。また、ケーブル２の延出方向や電極３１，３２の配置についても、図示のものに限定されない。

（ケーブルハーネスの製造方法）
図２（ａ）は、ケーブルハーネスの製造方法の手順を示すフロー図である。図２（ａ）に示すように、ケーブルハーネス１を製造する際には、まず、ステップＳ１にて、ケーブル２の端末部分からシールド導体２３と絶縁体２２を除去し、一対の信号導体２１を露出させる端末処理工程を行う。その後、ステップＳ２にて、露出させた一対の信号導体２１を回路基板３の信号電極３１に、シールド導体２３を回路基板３のグランド電極３２に、それぞれはんだ等により接続する接続工程を行う。ステップＳ１の端末処理工程では、本実施の形態に係るケーブルハーネスの端末処理方法により、ケーブル２の端末加工を行う。

（ケーブルの端末処理方法）
図２（ｂ）は、本実施の形態に係るケーブルの端末処理方法を適用した端末処理工程の手順を示すフロー図である。図３（ａ）～（ｈ）は、本実施の形態に係るケーブルの端末処理方法を適用した端末処理工程の各工程を説明する説明図である。なお、図３（ａ），（ｃ），（ｆ），及び（ｈ）は、ケーブル配列方向における一方から見た側面図を示し、図３（ｂ），（ｄ），及び（ｇ）は、ケーブル先端側から見た正面図を示している。

図２（ｂ）に示すように、ステップＳ１の端末処理工程では、まず、ステップＳ１１にて、複数本のケーブル２を配列する配列工程を行う。ステップＳ１１の配列工程では、図３（ａ），（ｂ）に示すように、一対の信号導体２１の配列方向に沿って複数のケーブル２を配列する。つまり、複数のケーブル２は、各ケーブル２の信号導体２１が正面視で一直線上に並ぶように配列される。

その後、ステップＳ１２にて、絶縁体２２の融点以上の温度に加熱された把持部材４により、ケーブル２の端末部分を把持する把持工程を行う。図３（ｃ），（ｄ）に示すように、把持部材４は、ケーブル２を挟み込み把持するための一対のクランプ部４１を有している。クランプ部４１は、その少なくともケーブル２に接触する部分が、絶縁体２２の融点以上の温度に加熱される。ここでは、クランプ部４１が平板状である場合を示しているが、クランプ部４１の形状は図示のものに限定されない。ステップＳ１２の把持工程では、把持部材４の一対のクランプ部４１により、複数のケーブル２を、一対の信号導体２１の配列方向（ケーブル２の配列方向）と垂直な方向において一括して挟み込み把持する。把持工程を行うことにより、クランプ部４１の熱によって、絶縁体２２の少なくとも一部が溶融する。

その後、ステップＳ１３にて、把持部材４をケーブル２の先端側へと移動させることで、シールド導体２３と、絶縁体２２の少なくとも一部とを除去する加熱ストリップ工程を行う。図３（ｅ）に示すように、クランプ部４１の熱によって絶縁体２２が溶融しているで、把持部材４の移動にともなって絶縁体２２の一部とシールド導体２３とが除去される。

その後、ステップＳ１４にて、信号導体２１の周囲に残存した絶縁体２２にレーザ光を照射して、絶縁体２２に切れ目を入れる切れ目形成工程を行う。図３（ｆ），（ｇ）に示すように、レーザ光は、一対の信号導体２１の配列方向（ケーブル２の配列方向）と垂直な方向に照射される。レーザ光を照射するレーザ照射装置５は、ケーブル２の配列方向に移動され、各ケーブル２へのレーザ照射及び切れ目の形成が順次行われる。レーザ照射装置５としては、例えば、ＣＯ_２レーザ装置を用いることができる。

その後、ステップＳ１５にて、切れ目よりも先端側の絶縁体２２を除去する残存絶縁体ストリップ工程を行う。図３（ｈ）に示すように、切れ目形成工程により切れ目が形成されているため、残存している絶縁体２２を容易に除去することができる。絶縁体２２の除去は、作業者が手作業で行ってもよいし、切り離された絶縁体２２を把持し引き抜く装置を用いて自動で行ってもよい。以上により、ステップＳ１の端末処理工程が完了する。

ステップＳ１の後、ステップＳ２の接続工程（図２（ａ）参照）を行い、各ケーブル２の信号導体２１を回路基板３の信号電極３１にはんだ等によりそれぞれ接続し、各ケーブル２のシールド導体２３を回路基板３のグランド電極３２にはんだ等によりそれぞれ接続すると、ケーブルハーネス１が得られる。

（変形例）
本実施の形態では、平板状のクランプ部４１を有する把持部材４を用いたが、図４（ａ），（ｂ）に示すように、クランプ部４１は、ケーブル２を把持した際に絶縁体２２内に押し込まれる突起部４２を一体に有していてもよい。突起部４２を有することにより、絶縁体２２のより深い位置まで熱が伝わって溶融する。さらに、突起部４２に未溶融の絶縁体２２を引っ掛けて引き抜くことができるため、加熱ストリップ工程後に残存する絶縁体２２を少なくすることが可能になる。なお、ここでは絶縁体２２の引抜き方向に対して後方側のクランプ部４１の端部に突起部４２を形成したが、突起部４２の位置は適宜変更可能である。また、突起部４２を複数形成してもよい。

また、本実施の形態では、加熱ストリップ工程後に、切れ目形成工程及び残存絶縁体ストリップ工程を行ったが、これら切れ目形成工程及び残存絶縁体ストリップ工程は省略可能である。例えば、図５（ａ）～（ｃ）に示すように、把持工程においてクランプ部４１をケーブル２に強く押し当て、強く押し当てた状態を保持しつつケーブル先端側へとクランプ部４１をスライドさせるように加熱ストリップ工程を行うことで、絶縁体２２の全体を除去することも可能である。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るケーブルの端末処理方法では、信号導体２１、信号導体２１の周囲を覆う絶縁体２２、及び絶縁体２２の周囲を覆うシールド導体２３を備えたケーブル２の端末処理方法であって、絶縁体２２の融点以上の温度に加熱された把持部材４により、ケーブル２の端末部分を把持する把持工程と、把持部材４をケーブル２の先端側へと移動させることで、シールド導体２３と、絶縁体２２の少なくとも一部とを除去する加熱ストリップ工程と、を備えている。

熱により絶縁体２２を溶融させつつ絶縁体２２を除去することで、信号導体２１を傷つけることなく信号導体２１を露出させることができる。また、本実施の形態に係るケーブルの端末処理方法では、把持部材４で複数本のケーブル２を一括して把持させることで、複数本のケーブル２を一括して端末処理することが可能であり、効率的にケーブル２の端末処理を行って生産性を高めることができる。本発明は、絶縁体２２からシールド導体２３を除去することが困難なケーブル２、特にシールド導体２３が金属めっき層からなるケーブル２の端末処理に好適に用いることができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］信号導体（２１）、前記信号導体（２１）の周囲を覆う絶縁体（２２）、及び前記絶縁体（２２）の周囲を覆うシールド導体（２３）を備えたケーブル（２）の端末処理方法であって、前記絶縁体（２２）の融点以上の温度に加熱された把持部材（４）により、前記ケーブル（２）の端末部分を把持する把持工程と、前記把持部材（４）を前記ケーブル（２）の先端側へと移動させることで、前記シールド導体（２３）と、前記絶縁体（２２）の少なくとも一部とを除去する加熱ストリップ工程と、を備えた、ケーブルの端末処理方法。

［２］前記加熱ストリップ工程の後、前記信号導体（２１）の周囲に残存した前記絶縁体（２２）にレーザ光を照射して、前記絶縁体（２２）に切れ目を入れる切れ目形成工程と、前記切れ目よりも先端側の前記絶縁体（２２）を除去する残存絶縁体ストリップ工程と、をさらに備えた、［１］に記載のケーブルの端末処理方法。

［３］前記シールド導体（２３）は、前記絶縁体（２２）の周囲を覆うように形成された金属めっき層である、［１］または［２］に記載のケーブルの端末処理方法。

［４］前記把持工程では、前記把持部材（４）によって、所定の配列方向に沿って配列された複数のケーブル（２）を、前記配列方向と垂直な方向において一括して挟み込み把持する、［１］乃至［３］の何れか１項に記載のケーブルの端末処理方法。

［５］前記ケーブル（２）は、一対の前記信号導体（２１）を備え、前記絶縁体（２２）は、一対の前記信号導体（２１）の周囲を一括して覆うように形成されている、［１］乃至［４］の何れか１項に記載のケーブルの端末処理方法。

［６］前記把持部材（４）は、前記ケーブル（２）を挟み込み把持する一対のクランプ部（４１）を有し、前記クランプ部（４１）は、前記ケーブル（２）を把持した際に前記絶縁体（２３）内に押し込まれる突起部（４２）を一体に有する、［５］に記載のケーブルの端末処理方法。

［７］信号導体（２１）、前記信号導体（２１）の周囲を覆う絶縁体（２２）、及び前記絶縁体（２２）の周囲を覆うシールド導体（２３）を備えたケーブル（２）と、前記ケーブル（２）の少なくとも一方の端部に設けられた回路基板（３）と、を備えたケーブルハーネス（１）の製造方法であって、前記ケーブル（２）の端末部分から前記シールド導体（２３）と前記絶縁体（２２）を除去し、前記信号導体（２１）を露出させる端末処理工程と、露出させた前記信号導体（２１）と、前記シールド導体（２３）とを、前記回路基板（３）の電極（３１，３２）にそれぞれ接続する接続工程と、を備え、前記端末処理工程は、前記絶縁体（２２）の融点以上の温度に加熱された把持部材（４）により、前記ケーブル（２）の端末部分を把持する把持工程と、前記把持部材（２）を前記ケーブル（２）の先端側へと移動させることで、前記シールド導体（２３）と、前記絶縁体（２２）の少なくとも一部とを除去する加熱ストリップ工程と、を有する、ケーブルハーネスの製造方法。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、ケーブル２が、一対の信号導体２１を有し、一対の信号導体２１を一括して被覆する絶縁体２２とを有する差動信号伝送用のケーブルである場合を説明したが、これに限らず、ケーブル２は、１本の信号導体２１の周囲に、絶縁体２２、シールド導体２３を順次設けた同軸ケーブルであってもよい。

１…ケーブルハーネス
２…ケーブル
２１…信号導体
２２…絶縁体
２３…シールド導体
３…回路基板
３１…信号電極（電極）
３２…グランド電極（電極）
４…把持部材
４１…クランプ部
４２…突起部
５…レーザ照射装置

Claims

信号導体、前記信号導体の周囲を覆う絶縁体、及び前記絶縁体の周囲を覆う金属めっき層からなるシールド導体を備えたケーブルの端末処理方法であって、
前記絶縁体の融点以上の温度に加熱された把持部材により、前記ケーブルの端末部分を把持する把持工程と、
前記把持部材を前記ケーブルの先端側へと移動させることで、前記シールド導体と前記把持部材の熱によって溶融した前記絶縁体とを、前記絶縁体の一部が前記信号導体の周囲に残存するように除去する加熱ストリップ工程と、
前記信号導体の周囲に残存させた前記絶縁体を除去する残存絶縁体ストリップ工程と、を備えた、
ケーブルの端末処理方法。
前記加熱ストリップ工程の後、前記信号導体の周囲に残存した前記絶縁体にレーザ光を照射して、前記絶縁体に切れ目を入れる切れ目形成工程と、
前記切れ目よりも先端側の前記絶縁体を除去する前記残存絶縁体ストリップ工程と、をさらに備えた、
請求項１に記載のケーブルの端末処理方法。
前記把持工程では、前記把持部材によって、所定の配列方向に沿って配列された複数の前記ケーブルを、前記配列方向と垂直な方向において一括して挟み込み把持する、
請求項１または２に記載のケーブルの端末処理方法。
前記ケーブルは、一対の前記信号導体を備え、前記絶縁体は、一対の前記信号導体の周囲を一括して覆うように形成されている、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のケーブルの端末処理方法。
前記把持部材は、前記ケーブルを挟み込み把持する一対のクランプ部を有し、前記クランプ部は、前記ケーブルを把持した際に前記絶縁体内に押し込まれる突起部を一体に有する、
請求項４に記載のケーブルの端末処理方法。
信号導体、前記信号導体の周囲を覆う絶縁体、及び前記絶縁体の周囲を覆う金属めっき層からなるシールド導体を備えたケーブルと、前記ケーブルの少なくとも一方の端部に設けられた回路基板と、を備えたケーブルハーネスの製造方法であって、
前記ケーブルの端末部分から前記シールド導体と前記絶縁体を除去し、前記信号導体を露出させる端末処理工程と、
露出させた前記信号導体と、前記シールド導体とを、前記回路基板の電極にそれぞれ接続する接続工程と、を備え、
前記端末処理工程は、
前記絶縁体の融点以上の温度に加熱された把持部材により、前記ケーブルの端末部分を把持する把持工程と、
前記把持部材を前記ケーブルの先端側へと移動させることで、前記シールド導体と前記把持部材の熱によって溶融した前記絶縁体とを、前記絶縁体の一部が前記信号導体の周囲に残存するように除去する加熱ストリップ工程と、
前記信号導体の周囲に残存させた前記絶縁体を除去する残存絶縁体ストリップ工程と、を有する、
ケーブルハーネスの製造方法。