JP7221018B2

JP7221018B2 - 端部構造および端部形成方法

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Publication number: JP7221018B2
Application number: JP2018193842A
Authority: JP
Inventors: 清一古川
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2023-02-13
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: JP2020061342A

Description

本発明は、撚り合わせられた電線束を有するケーブルの端部構造および端部形成方法に関する。

自動車の車載ネットワーク等の様々な技術分野において、通信データ量の増加に伴って高速通信の需要が増大している。高速通信においては、単位時間当たりの情報量を増加させるために、高周波成分（例えば、１００ＭＨｚ以上の成分）を含む高速な電気信号が用いられる。

高速な電気信号を正確かつ確実に伝送するには、伝送線路におけるノイズ対策が重要である。例えば、伝送線路である導体に対する外部からのノイズを遮蔽する電磁シールドが使用されている。特許文献１の技術においては、シールド線の芯線を被覆する絶縁内被と、その絶縁内被を被覆する外導体編組（すなわち、シールド編組）との間に金属製スリーブを挿入することによって、シールド線の端末接続構造（端部構造）を形成している。

特開２００２－２０８４６１号公報

特許文献１のシールド線は、いわゆる同軸ケーブルである。すなわち、シールド線は、銅線等の芯線（内部導体）の周囲を絶縁体が被覆し、その絶縁内被の周囲を外部導体が被覆し、その外部導体の周囲をジャケットが被覆している構造を有する。このシールド線において絶縁内被は１つの円柱状に構成されているので、その周囲に円筒状のスリーブを配置することは容易である。

同軸ケーブル以外に、電気信号、特に高速な電気信号を伝送する際に利用されるケーブルとして、差動伝送が可能なツイストケーブル（例えば、ツイストペアケーブル、ツイストクァッドケーブル等）が挙げられる。ツイストケーブルは、導体と、導体を被覆する絶縁体とを各々が有する複数の電線を撚り合わせて形成した電線束を含むケーブルである。

ツイストケーブルの電線束は撚り合わせられた状態の複数の電線から構成されるので、構造が安定し難い。そのため、１つの円柱状に構成されている同軸ケーブルの絶縁体と比較して、その周囲にスリーブを設けることが困難である。すなわち、電線束を基底とするとスリーブを安定的に固定し難い他、スリーブを電線束に装着する際に個々の電線を傷付け易い。

以上の事情を考慮して、本発明は、撚り合わせられた電線束を有するケーブルの適切な端部構造を実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の端部構造は、導体と前記導体を被覆する絶縁体とを各々が有する複数の電線を撚り合わせて形成された電線束と、導電性を有し、前記電線束を被覆しているシールド編組と、前記シールド編組を絶縁被覆しているジャケット層と、を有するケーブルと、複数の前記電線がそれぞれ結線された複数の端子を収容しているハウジングと、前記ジャケット層が除去されている前記ケーブルの非被覆領域において、断面略Ｕ字形状に形成された加締め前スリーブを前記シールド編組の外周に加締めることによって形成されているスリーブと、前記シールド編組を前記スリーブの外周を被覆するように折り返した編組折返し部に接触していると共に、前記非被覆領域と前記ハウジングとを収容している外筒部と、を備える。

以上の構成によれば、シールド編組の外周上にスリーブを装着するので、シールド編組が基底となってスリーブが安定的に固定されるのに加え、スリーブを装着する際にシールド編組によって個々の電線が保護される。つまり、本実施形態の端部構造におけるシールド編組は、電線束を電磁的に遮蔽するという一般的な機能に加えて、スリーブを構造的に支持する機能および電線束をスリーブから物理的に保護する機能を有している。また、スリーブの外周上にはシールド編組を折り返した編組折返し部が形成され、編組折返し部に接触するように外筒部が装着されている。結果として、スリーブと外筒部との間に編組折返し部が挟まれることとなるので、編組折返し部と外筒部とが安定的に接触し、ひいては端部構造における特性インピーダンス等の電気的特性がより適切になる。

好適には、前記スリーブは、金属材料によって略円筒状に形成されている。

好適には、前記外筒部は、金属材料によって形成されており、前記非被覆領域において前記スリーブ上の前記編組折返し部を略円筒状に覆うように加締められている。

また、上記課題を解決するために、本発明の端部形成方法は、導体と前記導体を被覆する絶縁体とを各々が有する複数の電線を撚り合わせて形成された電線束と、導電性を有し、前記電線束を被覆しているシールド編組と、前記シールド編組を絶縁被覆しているジャケット層と、を有するケーブルの端部の形成方法であって、前記ケーブルの前記端部において前記ジャケット層を除去して非被覆領域として露出させる第１工程と、複数の前記電線を、それぞれ、複数の端子に圧着してハウジングに収容する第２工程と、スリーブを、前記非被覆領域において前記電線束を被覆している前記シールド編組の外周に装着する第３工程と、前記シールド編組を、前記スリーブの外周を被覆するように折り返して編組折返し部を形成する第４工程と、外筒部と前記編組折返し部とが接触した状態となるように、前記外筒部に前記非被覆領域と前記ハウジングとを収容する第５工程と、を備える。

好適には、前記第３工程において、金属材料によって断面略Ｕ字形状に形成された加締め前スリーブを、前記シールド編組の外周に加締めることによって略円筒状の前記スリーブを形成する。

好適には、前記第５工程において、金属材料によって形成されており展開された状態にある加締め前外筒部を、前記スリーブ上の前記編組折返し部を略円筒状に覆うように加締める。

本発明によれば、撚り合わせられた電線束を有するケーブルの適切な端部構造が実現される。

本発明の実施形態に係るＳＴＱケーブルの斜視図である。本発明の実施形態に係るＳＴＱケーブルの端部の側面図である。本発明の実施形態に係る端部構造の断面図（III－III断面図）である。本発明の実施形態に係る加締め前スリーブの斜視図である。本発明の実施形態に係るＳＴＱケーブルの端部の側面図である。本発明の実施形態に係る端部構造の断面図（VI－VI断面図）である。本発明の実施形態に係るＳＴＱケーブルの端部の側面図である。本発明の実施形態に係る端部構造の断面図（VIII－VIII断面図）である。本発明の実施形態に係る加締め前外筒バレルの斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るＳＴＱ（シールドツイストクァッド，Shielded
Twisted Quad）ケーブル１１の斜視図である。ＳＴＱケーブル１１は、高周波成分（例えば、１００ＭＨｚ以上の成分）を含む高速な電気信号の伝送に用いられる。図１に示すように、ＳＴＱケーブル１１は、電線束２１とシールド編組３１とジャケット層４１とを備えている。後に詳述されるように、ＳＴＱケーブル１１の端部には、ハウジング５１とスリーブ６１と外筒バレル７１とが装着される。

電線束２１は、４本の電線２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）を１本に撚り合わせて形成されている。電線２３は、それぞれ、導体２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）と、導体２５を被覆する絶縁体２７（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ）とで構成されている。導体２５は、例えば、銅線によって形成されている。絶縁体２７は、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル，Polyvinyl Chloride）樹脂によって形成されている。

シールド編組３１は、導電性を有する素材、例えば、錫メッキ銅線によって編まれた編組で形成されている。シールド編組３１は、電線束２１を筒状に被覆することによって、電線束２１を電磁的にシールドしている。ジャケット層４１は、絶縁性を有する素材、例えば、ＰＶＣ樹脂によって形成されている。ジャケット層４１は、電線束２１およびシールド編組３１を筒状に絶縁被覆している。

次いで、図１ないし図９を参照して、ＳＴＱケーブル１１の端部に形成される端部構造１について説明する。概略的には、ジャケット層４１が除去されている非被覆領域１３において（図１）、シールド編組３１の外周にスリーブ６１が装着され（図２～図４）、スリーブ６１の外周を被覆するようにシールド編組３１が折り返されて編組折返し部３１ａが形成され（図５，図６）、編組折返し部３１ａに接触するように外筒バレル７１が装着される（図７～図９）。より詳細な端部構造１の形成工程は、以下の通りである。

第１工程では、ＳＴＱケーブル１１の端部において、ジャケット層４１が除去されて、非被覆領域１３として露出される。図１では、非被覆領域１３が既に形成された状態が示される。

図２は、第２工程および第３工程を終えた後のＳＴＱケーブル１１の端部を示す側面図であり、図３は、図２のIII－III断面図である。III－III断面は、ＳＴＱケーブル１１の長手方向に対して直交する平面である。なお、図１および図２では、全体的な構成を明らかにするために、端部側のシールド編組３１の一部が割愛されているが、実際には、シールド編組３１はより端部側まで延びている。

第２工程では、４本の電線２３が、それぞれ、４つの端子２９に圧着されて、ハウジング５１に収容される。すなわち、各電線２３の端部において、絶縁体２７が除去され剥き出しになった導体２５が、導電性の端子２９に圧着される。ハウジング５１は、絶縁性を有する素材、例えば、ＰＶＣ樹脂によって形成されている。４本の電線２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）は、それぞれ、ハウジング５１内に収容された端子２９（２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ）に結線されており、電気的に接続されている。

第３工程では、非被覆領域１３において電線束２１を被覆しているシールド編組３１の外周に、スリーブ６１を装着する。図４は、シールド編組３１に装着される前（組立て前）のスリーブ６１（加締め前スリーブ６１ａ）を示す斜視図である。スリーブ６１は、金属材料などの導電性素材（例えば、ＳＵＳや銅等）によって形成されていると好適であるが、絶縁性の樹脂材料によって形成されていてもよい。

より詳細には、第３工程において、断面略Ｕ字形状に形成された加締め前スリーブ６１ａ（図４参照）を、非被覆領域１３においてシールド編組３１の外周に加締めることによって、略円筒状のスリーブ６１が形成される。図４に示すように、第３工程において装着された（加締められた）スリーブ６１は、シールド編組３１の外周に対して隙間無く接触している。

図５は、第４工程を終えた後のＳＴＱケーブル１１の端部を示す側面図であり、図６は、図５のVI－VI断面図である。VI－VI断面は、前述のIII－III断面と同様に、ＳＴＱケーブル１１の長手方向に対して直交する平面である。

第４工程では、スリーブ６１よりも端部側に延びているシールド編組３１を、スリーブ６１の外周を被覆するように折り返すことによって、編組折返し部３１ａが形成される。編組折返し部３１ａはシールド編組３１の一部であって、シールド編組３１と電気的に連続している。シールド編組３１が折り返されることによって、電線２３が外部に露出される。

なお、編組折返し部３１ａは、図５に示すように、スリーブ６１の全体を完全には覆わず、また、シールド編組３１の本体に接触することが無いように形成されている。図６に示すように、第４工程において折り返されたシールド編組３１（編組折返し部３１ａ）は、スリーブ６１の外周に対して隙間なく接触している。

図７は、第５工程を終えた後のＳＴＱケーブル１１の端部（すなわち、完成した端部構造１）を示す側面図であり、図８は、図７のVIII－VIII断面図である。VIII－VIII断面は、前述のIII－III断面およびVI－VI断面と同様に、ＳＴＱケーブル１１の長手方向に対して直交する平面である。

第５工程では、外筒バレル７１と編組折返し部３１ａとが接触した状態となるように、非被覆領域１３とハウジング５１とが外筒バレル７１に収容される。図９は、ＳＴＱケーブル１１の端部（非被覆領域１３およびハウジング５１）を収容する前（組立て前）の外筒バレル７１（加締め前外筒バレル７１ａ）を示す斜視図である。外筒バレル７１は、外筒部の一例であって、金属材料等の導電性素材によって形成されている。

より詳細には、第５工程において、展開された状態にある加締め前外筒バレル７１ａを、スリーブ６１上の編組折返し部３１ａを略円筒状に覆うように加締めることによって、外筒バレル７１が形成される。図８に示すように、第５工程において装着された（加締められた）外筒バレル７１は、編組折返し部３１ａの外周に対して隙間なく接触している。

上記したように、本実施形態の端部構造１は、導体２５と導体２５を被覆する絶縁体２７とを各々が有する複数の電線２３を撚り合わせて形成された電線束２１と、導電性を有し、電線束２１を被覆しているシールド編組３１と、シールド編組３１を絶縁被覆しているジャケット層４１と、を有するＳＴＱケーブル１１と、複数の電線２３がそれぞれ結線された複数の端子２９を収容しているハウジング５１と、ジャケット層４１が除去されているＳＴＱケーブル１１の非被覆領域１３において、断面略Ｕ字形状に形成された加締め前スリーブ６１ａをシールド編組３１の外周に加締めることによって形成されているスリーブ６１と、シールド編組３１をスリーブ６１の外周を被覆するように折り返した編組折返し部３１ａに接触していると共に、非被覆領域１３とハウジング５１とを収容している外筒バレル７１と、を備える。

以上の構成によれば、撚り合わせられた電線束２１を有するＳＴＱケーブル１１の適切な端部構造１が実現される。より詳細には以下の通りである。

ＳＴＱケーブル１１の電線束２１は複数の電線２３から構成されているので、同軸ケーブル等と比較して構造が安定し難い。すなわち、スリーブ６１を電線束２１に安定的に固定し難い他、スリーブ６１を電線束２１に装着する際に個々の電線２３を傷付け易い。本実施形態の構成においては、電線束２１（個々の電線２３）に直接的にスリーブ６１を装着するのではなく、シールド編組３１の外周上にスリーブ６１を装着する。そのため、シールド編組３１が基底となってスリーブ６１が安定的に固定される上に、スリーブ６１を装着する際にシールド編組３１によって個々の電線２３が保護される。つまり、本実施形態の端部構造１におけるシールド編組３１は、電線束２１を電磁的に遮蔽するという一般的な機能に加えて、スリーブ６１を構造的に支持する機能および電線束２１をスリーブ６１から物理的に保護する機能を有している。

スリーブ６１の外周上にはシールド編組３１を折り返した編組折返し部３１ａが形成され、編組折返し部３１ａに接触するように外筒バレル７１が装着されている。結果として、スリーブ６１と外筒バレル７１との間に編組折返し部３１ａが挟まれることとなるので、編組折返し部３１ａと外筒バレル７１とが安定的に接触し、ひいては端部構造１における特性インピーダンス等の電気的特性がより適切になる。

また、本実施形態において、スリーブ６１は、金属材料によって略円筒状に形成されている。スリーブ６１が金属材料であることにより、加締め等の加工の容易性が高まる他、構造的な強度も高めることが可能である。

なお、本実施形態において、スリーブ６１は、絶縁性の樹脂材料によって略円筒状に形成されていてもよい。この構成によっても、スリーブ６１に接触している電線束２１の部分はシールド編組３１によってシールドされており、また、編組折返し部３１ａが外筒バレル７１と接していて電気的な接続が維持されるので、端部構造１における電磁シールドが適切に実現される。

また、本実施形態において、外筒バレル７１は、金属材料によって形成されており、非被覆領域１３においてスリーブ６１上の編組折返し部３１ａを略円筒状に覆うように加締められている。外筒バレル７１が金属材料であることにより、加締め等の加工の容易性が高まる他、構造的な強度も高めることが可能である。

また、上記したように、本実施形態の端部形成方法は、導体２５と導体２５を被覆する絶縁体２７とを各々が有する複数の電線２３を撚り合わせて形成された電線束２１と、導電性を有し、電線束２１を被覆しているシールド編組３１と、シールド編組３１を絶縁被覆しているジャケット層４１と、を有するＳＴＱケーブル１１の端部の端部形成方法であって、ＳＴＱケーブル１１の端部においてジャケット層４１を除去して非被覆領域１３として露出させる第１工程と、複数の電線２３を、それぞれ、複数の端子２９に圧着してハウジング５１に収容する第２工程と、スリーブ６１を、非被覆領域１３において電線束２１を被覆しているシールド編組３１の外周に装着する第３工程と、シールド編組３１を、スリーブ６１の外周を被覆するように折り返して編組折返し部３１ａを形成する第４工程と、外筒バレル７１と編組折返し部３１ａとが接触した状態となるように、外筒バレル７１に非被覆領域１３とハウジング５１とを収容する第５工程と、を備える。

以上の構成によれば、前述した通り、ＳＴＱケーブル１１の端部構造１が適切に形成され、スリーブ６１および外筒バレル７１が安定的に装着される上に、特性インピーダンス等の電気的特性もより適切になる。また、スリーブ６１を装着する第３工程の前に電線２３を端子２９に圧着するので、スリーブ６１を装着してから圧着を行う構成と比較して、電線２３の自由度がより高い状況下で容易に圧着を行うことが可能である。

また、本実施形態の端部形成方法の第３工程において、金属材料によって断面略Ｕ字形状に形成された加締め前スリーブ６１ａを、シールド編組３１の外周に加締めることによって略円筒状のスリーブ６１を形成する。この構成によれば、第２工程で既に電線２３が端子２９に圧着されていても、スリーブ６１を容易に非被覆領域１３に装着することが可能である。

また、本実施形態の端部形成方法の第５工程において、金属材料によって形成されており展開された状態にある加締め前外筒バレル７１ａを、スリーブ６１上の編組折返し部３１ａを略円筒状に覆うように加締める。この構成によれば、編組折返し部３１ａと外筒バレル７１とをより確実に接触させることが可能である。

上記した実施形態は多様に変形され得る。以下に実施形態の変形例を示す。実施形態および変形例から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合することが可能である。

上記した実施形態では、ＳＴＱケーブル１１の電線束２１に含まれる電線２３は４本である。しかしながら、４本未満または４本より多い電線２３を含む電線束２１にて構成されるケーブルが採用されてもよい。例えば、電線束２１が２本、８本、１６本、３２本、または６４本の電線２３を含むケーブルによって、端部構造１が構成されてもよい。

上記した実施形態では、バレル状の構造を有する外筒バレル７１が外筒部として採用されているが、シールド編組３１に接触可能であると共に非被覆領域１３とハウジング５１とを収容することが可能な任意の構成体を、外筒部として採用することが可能である。

上記した実施形態の説明は、本発明に係る端部構造１における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術的範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１端部構造
１１ＳＴＱケーブル（ケーブル）
１３非被覆領域
２１電線束
２３電線
２９端子
３１シールド編組
３１ａ編組折返し部
４１ジャケット層
５１ハウジング
６１スリーブ
６１ａ加締め前スリーブ
７１外筒バレル
７１ａ加締め前外筒バレル

Claims

導体と前記導体を被覆する絶縁体とを各々が有する複数の電線を撚り合わせて形成された電線束と、
導電性を有し、前記電線束を被覆しているシールド編組と、
前記シールド編組を絶縁被覆しているジャケット層と、を有するケーブルと、
複数の前記電線がそれぞれ結線された複数の端子を収容しているハウジングと、
前記ジャケット層が除去されている前記ケーブルの非被覆領域において、断面略Ｕ字形状に形成された加締め前スリーブを前記シールド編組の外周に加締めることによって形成されているスリーブと、
前記シールド編組を前記スリーブの外周を被覆するように折り返した編組折返し部に接触していると共に、前記非被覆領域と前記ハウジングとを一体的に収容している外筒部と、を備える
前記外筒部は、金属材料によってバレル状に形成されており、前記非被覆領域において前記スリーブ上の前記編組折返し部を略円筒状に覆うように加締められていることを特徴とする端部構造。
前記スリーブは、金属材料によって略円筒状に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の端部構造。
導体と前記導体を被覆する絶縁体とを各々が有する複数の電線を撚り合わせて形成された電線束と、
導電性を有し、前記電線束を被覆しているシールド編組と、
前記シールド編組を絶縁被覆しているジャケット層と、を有するケーブルの端部の形成方法であって、
前記ケーブルの前記端部において前記ジャケット層を除去して非被覆領域として露出させる第１工程と、
複数の前記電線を、それぞれ、複数の端子に圧着してハウジングに収容する第２工程と、
スリーブを、前記非被覆領域において前記電線束を被覆している前記シールド編組の外周に装着する第３工程と、
前記シールド編組を、前記スリーブの外周を被覆するように折り返して編組折返し部を形成する第４工程と、
外筒部と前記編組折返し部とが接触した状態となるように、前記外筒部に前記非被覆領域と前記ハウジングとを一体的に収容する第５工程と、を備える
前記第５工程において、金属材料によってバレル状に形成されており展開された状態にある加締め前外筒部を、前記スリーブ上の前記編組折返し部を略円筒状に覆うように加締める、ことを特徴とする端部形成方法。
前記第３工程において、金属材料によって断面略Ｕ字形状に形成された加締め前スリーブを、前記シールド編組の外周に加締めることによって略円筒状の前記スリーブを形成する、ことを特徴とする請求項３に記載の端部形成方法。