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Title:
WIRE HARNESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/014010
Kind Code:
A1
Abstract:
A wire harness using a coaxial cable, in which a ground bar and the shield of the coaxial cable are connected at a connection section in an environmentally friendly process and in a manner providing the harness with good electric characteristics. The ground bar (10) is made of a material having a lower melting point than the shield (16). For example, the ground bar (10) is made of brass or aluminum having a lower melting point than copper that forms the shield (16). The ground bar (10) and the shield (16) are connected together by applying a laser beam to the ground bar (10) and laser bonding them together by spots (30). Since the shield (16) has a higher melting point than the ground bar (10), melting of the shield (16) is suppressed because of the use of the laser bonding and, further, thermal damage to an inner dielectric layer under the shield (16) is suppressed. The environment is less affected because solder is not used.

Inventors:
NIRE TAKASHI (JP)
KODAMA YASUSHI (JP)
KURATA TADASHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/062493
Publication Date:
January 29, 2009
Filing Date:
July 10, 2008
Export Citation:
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Assignee:
PHOETON CORP (JP)
NIRE TAKASHI (JP)
KODAMA YASUSHI (JP)
KURATA TADASHI (JP)
International Classes:
H01B11/20; H01B7/00; H01B11/18
Domestic Patent References:
WO2007004723A12007-01-11
WO2007142030A12007-12-13
Foreign References:
JP2006196418A2006-07-27
JPH01211870A1989-08-25
JP2006120364A2006-05-11
JP2005302417A2005-10-27
JP2001015242A2001-01-19
JPH10144145A1998-05-29
JP2005317333A2005-11-10
JP2007317554A2007-12-06
Attorney, Agent or Firm:
HARUKA PATENT & TRADEMARK ATTORNEYS (28-4 Yotsuya 4-chome, Shinjuku-k, Tokyo 04, JP)
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Claims:
 同軸ケーブルと、前記同軸ケーブルに取り付けられた端子部とを有するワイヤーハーネスにおいて、
 前記端子部は、前記同軸ケーブルの外部導体部に電気的に接続されるグランドバーを有し、
 前記グランドバーは、前記外部導体部よりも低い融点を有する材質からなり、前記グランドバーが溶融しその後に固化することにより、前記外部導体部に接続されていること、
 を特徴とするワイヤーハーネス。
 前記グランドバーは、レーザを用いて、前記グランドバーを溶融固化させて、前記外部導体部に接続されていること、を特徴とする請求の範囲第1項記載のワイヤーハーネス。
 前記外部導体部は、銅又は銅合金からなり、
 前記グランドバーは、真鍮又はアルミニウムからなること、
 を特徴とする請求の範囲第1項に記載のワイヤーハーネス。
 前記端子部は、内部に前記グランドバーを把持するハウジングを有し、
 前記ハウジングは、前記同軸ケーブルを横切って延在される前記グランドバーのうち前記同軸ケーブルと交差する範囲を露出する開口部を有すること、
 を特徴とする請求の範囲第1項に記載のワイヤーハーネス。
 前記グランドバーである第1のグランドバーと第2のグランドバーとを有し、
 前記第1のグランドバー、前記同軸ケーブル及び前記第2のグランドバーがサンドイッチ構造となる部分を有すること、
 を特徴とする請求の範囲第1項に記載のワイヤーハーネス。
Description:
ワイヤーハーネス

 本発明は、同軸ケーブルとコネクタ(端子 部)とを有するワイヤーハーネスに関し、特 、コネクタにおけるグランドバーと同軸ケ ブルのシールド(外部導体部)との接続構造に 関する。

 自動車や様々な電子機器の内部にて部品 基板の間の電気的な接続を行うために、ワ ヤーハーネスが用いられる。特に、携帯電 やパソコン等の情報機器では、高容量の信 を高速伝送するために同軸ケーブルを用い ワイヤーハーネスが利用され、また、小型 、高密度実装のため、当該同軸ケーブルに 、例えばAWG#42といった極細線のものが用い れるようになっている。

 ワイヤーハーネスのコネクタ間は例えば、 細線の複数本の同軸ケーブルが狭ピッチで 列されたフラットケーブルで接続される。 のような複数本の同軸ケーブルを接続され コネクタは例えば、各同軸ケーブルのシー ドを共通のグランドバーを介して共通電位 設定するように構成される。この構成にお て、各シールドとグランドバーとは従来、 接やハンダ付けにより電気的に接続されて た。

特開2001-15242号公報

 しかし、圧接は安定した電気特性を得に いという問題があった。一方、ハンダ付け 、円筒状のシールドと平面状の電極との間 隙間を充填し、良好な電気特性を実現し得 。しかし、ハンダ付けには、工程が複雑で るという問題や、環境汚染物質が発生する いった問題があった。

 この点、特許文献1に記載されるように、 例えば、レーザ溶接のような技術を利用すれ ば、電線と電極との接続を無公害で、かつ安 定した電気特性で実現できる可能性がある。 また、電子ビーム溶接も同様の可能性を有す る。例えば、同軸ケーブルの芯線(内部導体 )を電極に接続する場合には、レーザ溶接を いることが行われている。しかし、レーザ 接や電子ビーム溶接は基本的に微細溶接で るという特徴を有している。そのため、芯 に比べて表面積が大きく円筒状のシールド 対してレーザ溶接等を適用すると、シール と電極とが当接する微小面積でしか基本的 溶接されない状態となり得る。その結果、 ールド全体が良好に均一な電位とならず、 ールドの効果が低下し得るという問題があ た。また、レーザ溶接等によりシールドを かすと、シールドと芯線との間の内部誘電 層にダメージを与えるおそれがあるという 題があった。

 本発明は上記問題点を解決するためにな れたものであり、シールドとグランドバー の接続に関し、工程が環境に与える影響が 微で、かつ良好な電気特性が得られるワイ ーハーネスを提供することを目的とする。

 本発明に係るワイヤーハーネスは、同軸 ーブルと、前記同軸ケーブルに取り付けら た端子部とを有するものであって、前記端 部が、前記同軸ケーブルの外部導体部に電 的に接続されるグランドバーを有し、前記 ランドバーが、前記外部導体部よりも低い 点を有する材質からなり、前記グランドバ が溶融しその後に固化することにより、前 外部導体部に接続されている。

 他の本発明に係るワイヤーハーネスは、 記グランドバーが、レーザを用いて、前記 ランドバーを溶融固化させて、前記外部導 部に接続された構造を有する。

 本発明の好適な態様は、前記外部導体部 、銅又は銅合金からなり、前記グランドバ が、真鍮又はアルミニウムからなるワイヤ ハーネスである。

 また、本発明のワイヤーハーネスの前記 子部は、内部に前記グランドバーを把持す ハウジングを有し、前記ハウジングが、前 同軸ケーブルを横切って延在される前記グ ンドバーのうち前記同軸ケーブルと交差す 範囲を露出する開口部を有する構造とする とができる。

 また、本発明のワイヤーハーネスは、前 グランドバーである第1のグランドバーと第 2のグランドバーとを有し、前記第1のグラン バー、前記同軸ケーブル及び前記第2のグラ ンドバーがサンドイッチ構造となる部分を有 する構造とすることができる。

 本発明によれば、グランドバーが外部導 部に比較して低融点であるので、グランド ーにレーザ等を照射し加熱してグランドバ と外部導体部との融着を行う際に、加熱箇 のグランドバーは好適に溶融する一方、外 導体部はほとんど溶融しない状態とするこ ができる。その状態では、内部誘電体層へ 熱の伝導、特にグランドバー加熱箇所の近 位置での内部誘電体層の局所的な加熱を抑 しつつ、グランドバーの溶融スポットの拡 や、溶融した部材が外部導体部とグランド ーとの間隙を充填することによって、グラ ドバーと外部導体部との接触面積を大きく ることが可能である。すなわち、本発明の イヤーハーネスの構造では、環境に与える 響が大きいハンダ等の材料を用いずに、外 導体部とグランドバーとが良好に電気的に 続される。

本発明の実施形態であるワイヤーハー スの模式的な斜視図である。 コネクタ部の構造を示す模式図である ケーブル部とグランドバーとの位置関 を示す模式的な平面図である。 コネクタ部の模式的な垂直断面図であ 。 同軸ケーブルのシールドとグランドバ との交差部分を示す模式的な平面図である

 以下、本発明の実施の形態(以下実施形態 という)について、図面に基づいて説明する

 図1は、実施形態のワイヤーハーネスの模 式的な斜視図である。このワイヤーハーネス 2は、ケーブル部4と、その両端にそれぞれ設 られたコネクタ部6とからなる。ケーブル部 4は例えば、平行に並んだ複数の同軸ケーブ からなるフラットケーブルである。コネク 部6の形状はハウジング8によって定まり、例 えば、雄コネクタを構成するものはプラグハ ウジング、一方、雌コネクタを構成するもの はリセプタクルハウジングと称される。例え ば、図1に示すコネクタ部6は雄コネクタであ 、基板等(不図示)に取り付けられた雌コネ タに嵌合される。

 図2は、コネクタ部6の構造を示す模式図 ある。コネクタ部6は、ハウジング8、グラン ドバー10及び、ケーブル部4の端部を含んで構 成される。

 ケーブル部4を構成する各同軸ケーブル12の 部はストリップされ、外部被覆14で覆われ 部分から先端へ向かって順にシールド16、内 部誘電体層18、芯線20が露出した部分設けら る。ちなみに、ストリップにおいて、外部 覆14や内部誘電体層18をカットする工程は、 ーザワイヤ-ストリッパという装置を用いて 高生産性にて行うことが可能となっている。 当該装置はCO 2 レーザを用いて、外部被覆14や内部誘電体層1 8の下に位置する金属部(シールド16や芯線20) 痛めずに、外部被覆14や内部誘電体層18を選 的にカットすることができる。また、シー ド16をカットする工程は、YAGレーザやYVO 4 レーザなどを用いたレーザシールドカッタと いう装置を用いて高生産性にて行うことがで きる。

 ケーブル部4の幅方向に並んだ複数のシー ルド16は、ケーブル部4の一方面側からグラン ドバー10a、また反対面側からグランドバー10b をあてがわれる。

 グランドバー10は、ケーブル部4の端部に 出したシールド16の長さに応じた幅と、ケ ブル部4の幅より大きめの長さとを有した細 い板状部材である。グランドバー10は、シ ルド16の露出部分に交差しケーブル部4を横 って延在され、各シールド16に共通に接続さ れ、各シールド16を共通の接地電位に設定す 。グランドバー10は、円筒状のシールド16の 表面との接触面積を大きくするために、シー ルド16が当接される位置に凹部24を予め形成 れている。

 ハウジング8は例えば、2つのハウジング 品8a,8bから構成される。例えば、ハウジング 部品8bは、内側にケーブル部4の端部やグラン ドバー10を収容する凹部26を形成されている また、凹部26には、各同軸ケーブル12の芯線2 0が接続される電極パッド22が配置される。

 ハウジング部品8aは、ハウジング部品8bに 取り付けられたケーブル部4の端部等を覆う うに、ハウジング部品8bに組み合わされる。 本実施形態では、グランドバー10bは、ハウジ ング部品8bにおけるシールド16の予定位置に め取り付けておくことができる。また、同 に、グランドバー10aは、ハウジング部品8aに 予め取り付けておくことができる。このよう に予めグランドバー10をセットしたハウジン 部品8a,8bを用いれば、コネクタ部6の組み立 作業が簡素化される。

 このグランドバー10を予めハウジング部 8a,8bにセットしておく構成では、ハウジング 部品8bの凹部26にケーブル部4の端部をセット 、ハウジング部品8aをハウジング部品8bに組 み付けることにより、シールド16がグランド ー10a,10bに挟まれたサンドイッチ構造が形成 される。後述するレーザ融着を可能とするた めに、この構成に用いられるハウジング部品 8a,8bには、グランドバー10a,10bの表面のうちケ ーブル部4と交差する範囲を露出する開口部28 a,28bが設けられる。

 図3は、ケーブル部4とグランドバー10との 位置関係を示す模式的な平面図である。また 、図4は、組み立てたコネクタ部6の模式的な 直断面図であり、図3に示す直線A-A’の位置 に対応した断面を示している。ハウジング8 内部にグランドバー10及びケーブル部4の端 を把持する。また、ハウジング部品8a,8bは、 グランドバー10a,10bの長手方向端部を挟持し 両グランドバー10をシールド16へ向けて付勢 る。これにより、グランドバー10a,10bはシー ルド16に圧接される。この状態にて、コネク 部6の外部から開口部28a,28bを介してグラン バー10a,10bにレーザを照射し、グランドバー1 0をシールド16に融着させる。

 ここで、グランドバー10にはシールド16よ り低融点の材料を用いる。多くの場合、シー ルド16は銅(又は銅合金)で構成される。この ールド16に対し、例えば、グランドバー10は 真鍮又はアルミニウムで形成される。グラ ドバー10の厚みは、レーザ融着が好適に行 れることや、強度等を考慮して定められ、 えば50μm程度とすることができる。また、レ ーザとして例えば、YAGレーザやファイバーレ ーザなどを用いることができる。

 図5は、シールド16とグランドバー10との 差部分を示す模式的な平面図である。シー ド16は、微細な銅線で形成された編組構造を 有し、当該編組を構成する各銅線は同軸ケー ブル12の軸に沿って螺旋を形成する。図5のシ ールド16の部分に示す斜線はこの編組構造を 現している。スポット30は、レーザ融着箇 を示している。当該箇所にレーザパルスを 射し、グランドバー10の裏面まで溶融させる 。このとき、シールド16はグランドバー10よ 融点が高いので、シールド16の溶融を抑制し つつ、グランドバー10における溶融スポット 横方向への拡大を図ることができる。また 溶融したグランドバー10の材料はシールド16 の編組構造に浸潤、拡散し、これによる融着 面積の拡大も図られる。

 グランドバー10とシールド16とのレーザ融 着は、グランドバー10の幅の範囲内において 同軸ケーブル12の軸方向にずらした複数の ポット30で行うことができる。さらに、グラ ンドバー10の長さ方向にずらした複数位置で ーザ照射を行い融着させてもよい。このよ にスポット30の数を増やすことで、グラン バー10とシールド16とが一層良好に電気的に 続される。より具体的に述べれば、スポッ 30の数を増やすことで、シールド16の編組を 構成する銅線のより多くがグランドバー10と 着し、シールド16の電位の均一性が向上す 。また、本実施形態のように、シールド16を グランドバー10でサンドイッチ状態とし、そ ぞれのグランドバー10をシールド16にレーザ 融着することも、シールド16の電位の均一性 向上に有効である。

 なお、シールド16の構造は編組構造に限 されず、例えば、全て平行に螺旋状に巻か た構造の場合であっても上述の効果が得ら る。

 上述の実施形態では、コネクタ部6を組み 立てた後に、開口部28a,28bからレーザ融着を 施する構成を示した。しかし、グランドバ 10をシールド16にレーザ融着した後、ハウジ グ部品8a,8bに収容する構成とすることもで る。この場合は、ハウジング部品8a,8bに開口 部28a,28bを設けなくてもよい。また、グラン バー10はシールド16の片側だけに接続する構 とすることもできる。

 上述のグランドバー10は、凹部24を予め形 成された構造であったが、グランドバー10を らかい部材からなる平板とし、これをシー ド16に押しつけることで、グランドバー10の 表面を窪ませ、グランドバー10とシールド16 の接触面積を増加させる構成としてもよい 例えば、そのような構成は、シールド16を2 のグランドバー10で挟んだサンドイッチ構造 を形成し、このサンドイッチ構造をプレスす ることで実現可能である。