JP2012134048A

JP2012134048A - 同軸ケーブルハーネス及びその製造方法

Info

Publication number: JP2012134048A
Application number: JP2010286129A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Terashi; 大助寺師
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-07-12

Abstract

【課題】
同軸ケーブルハーネスの端部において、外部導体とグランドバーとをはんだ付けしたときに、溶融したはんだがケーブル中央部方向へ流れ出しにくくする同軸ケーブルハーネス及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
同軸ケーブルハーネス１は、口出しされた各同軸ケーブル１０１の露出した外部導体３０において、グランドバー取り付け位置からケーブル中央部側の外部導体に金属酸化膜３１が形成されている。この金属酸化膜３１は、グランドバー６０、７０を取り付ける際に、溶融したはんだ５０の流出を抑える効果がある。これにより、溶融したはんだ５０が外部導体３０表面を流れて、ジャケット層４０と外部導体３０との間に入り込み、ケーブルの屈曲性を阻害することを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は同軸ケーブルハーネス及びその製造方法に関する。

従来から、携帯電話をはじめとする小型電子機器の配線として同軸ケーブルハーネスが使用されている。

図５は従来の一般的な同軸ケーブルハーネス１１の端部の正面図であり、図６はそのＶ−Ｖ方向断面図である。図５に示すように、同軸ケーブル１０１端末部において、中心導体１０、絶縁層２０、外部導体３０を順に露出する口出し加工を施す。同軸ケーブル１０１を複数用意し、所定の間隔で平行に並べ、図６に示すように露出した外部導体３０を２枚のグランドバー６０、７０で挟み込み、はんだ５０によって一括して電気的に接続されている。なお、グランドバーは一般的に薄い金属板が使用される。この後、中心導体１０は基板やコネクタ等の接続端子に電気的に接続され、グランドバーは筐体やコネクタ等の金属部分にグランド接続される（特許文献１参照）。

特開２００９−１３５０１５号公報

このような極細同軸ケーブルハーネスでは、外部導体にグランドバーをはんだ接続するときに溶融したはんだが、外部導体の外周に沿ってケーブル中央部方向へ流れ出し、外部導体とジャケット層との間にまで入り込んで、硬化してしまうことがある。このように、流れ出したはんだがケーブル内で固まってしまうと、ケーブルの屈曲性を悪くする恐れがある。

そこで、本発明は同軸ケーブルハーネスの端部において、外部導体とグランドバーとをはんだ付けしたときに、溶融したはんだがケーブル中央部方向へ流れ出しにくくする同軸ケーブルハーネス及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、同軸ケーブルの端末部において露出された外部導体と、前記外部導体にはんだ付けされたグランドバーとを備えた同軸ケーブルハーネスであって、前記グランドバーのはんだ付け位置からケーブル中央部側において露出している外部導体上の少なくとも一部に金属酸化膜が形成されていることを特徴とするものである。

本発明の同軸ケーブルハーネスによれば、金属酸化膜は溶融したはんだをせき止める効果が確認されており、そのため、はんだ付け位置から同軸ケーブル中央部側の外部導体に金属酸化膜を形成することで、はんだを同軸ケーブル中央部方向に流れ出しにくくすることができる。

また、前記金属酸化膜は、前記外部導体の外周上を少なくとも一周するように形成されていることが好ましい。

はんだ付けは同軸ケーブルの外部導体外周を覆うように行われるため、溶融したはんだは外部導体の外周全体に沿って流れ出していく。そのため、金属酸化膜を外部導体の外周を一周するように形成することで、はんだをより流れ出しにくくすることができる。

さらに、上記同軸ケーブルハーネスの製造方法は、同軸ケーブルのジャケット層を所定の長さ除去し外部導体を露出する外部導体露出工程と、露出した前記外部導体に金属酸化膜を形成する金属酸化膜形成工程と、前記金属酸化膜を形成した外部導体の端部からケーブル端部方向に向かって所定長さ前記外部導体層を露出させる外部導体追加露出工程と、前記外部導体の端部からケーブル端部方向に向かって所定長さ絶縁層を露出させる絶縁層露出工程と、前記絶縁層の端部からケーブル先端部まで中心導体を露出する中心導体露出工程と、を備えることを特徴とするものである。

このような極細同軸ハーネスの製造方法によれば、外部導体のグランドバーをはんだ付けする位置からケーブル中央部側に、外部導体の外周を一周するような金属酸化膜を容易に形成することが出来る。

以上説明したように、本発明によれば、同軸ケーブルハーネスの端部において、外部導体とグランドバーとをはんだ付けしたときに、はんだがケーブル中央部方向へ流れ出しにくくすることができる、同軸ケーブルハーネス及びその製造方法が提供される。

本実施形態に係る同軸ケーブルハーネス端部の正面図である。本実施形態に係る同軸ケーブルハーネス端部のI−I方向断面図である。本実施形態に掛かる同軸ケーブルハーネスにおける同軸ケーブルの口出し加工方法について説明する図である。本実施形態に掛かる同軸ケーブルハーネスにおけるグランドバーのはんだ付け方法を説明する図である。従来技術に係る同軸ケーブルハーネス端部の正面図である。従来技術に係る同軸ケーブルハーネス端部のV−V方向断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る同軸ケーブルハーネス端部の正面図であり、図２は図１のI−I方向断面図である。

図１に示されるように同軸ケーブルハーネス１は、少なくとも１本以上の同軸ケーブル１０１で構成される。同軸ケーブル１０１は、中心導体１０と中心導体１０の外周面を被覆する絶縁層２０と絶縁層２０の外周面を被覆する外部導体３０と外部導体３０を被覆するジャケット層４０からなり、先端部から中心導体１０、絶縁層２０、外部導体３０を順に露出させる口出し加工が施されている。

このような同軸ケーブルハーネスには、例えばＡＷＧ（American Wire Gauge）でＡＷＧ３６〜ＡＷＧ４６のサイズの同軸ケーブルが使用される。この時、外部導体３０は直径０．０１８ｍｍ〜０．０５ｍｍの金属線複数本を絶縁層外周に対して横巻きすることによって形成する。このような金属線としては主に錫、銀めっきされた銅線が挙げられ、さらに金やニッケルでめっきされた銅線も使用される。

そして、同軸ケーブル１０１は、先端部を揃えて等間隔に並べられた後、図６と同様に、２枚のグランドバー６０、７０が露出した外部導体を挟むように、はんだ５０によって固定されている。グランドバーには導電性が必要なため主に金属板が使用される。

ここで、グランドバー６０、７０の取り付け位置とジャケット層で覆われたケーブル中央部との間で露出している外部導体の表面には金属酸化膜３１が形成されている。この金属酸化膜３１は外部導体３０表面を酸化させて形成されており、前記錫や銀でめっきされた銅線からなる外部導体の場合、金属酸化膜はめっきされた錫や銀の酸化物である。

本実施形態における同軸ケーブルハーネス１によれば、口出しされた各々の同軸ケーブル１０１の露出した外部導体３０において、グランドバー取り付け位置からケーブル中央部側の外部導体に金属酸化膜３１が形成されている。この金属酸化膜３１は、グランドバー６０、７０を取り付ける際に、溶融したはんだ５０の流出を抑える効果がある。これにより、溶融したはんだ５０が外部導体３０表面を流れて、ジャケット層４０と外部導体３０との間に入り込み、ケーブルの屈曲性を阻害することを抑制することができる。

また、近年は鉛フリーのはんだが使用されるようになり、はんだの溶融に必要な温度が上昇している。グランドバー６０、７０をはんだ付けする際、はんだを加熱溶融すると外部導体３０は局所的に３００℃程度まで温度が上昇する。一方、金属酸化膜、例えば錫や銀の酸化物の融点は１０００℃程度であり、はんだを溶融するために加熱したとしても酸化膜が剥がれるというようなことがない。金属酸化膜は、溶融に高温を必要とするはんだを使用したとしても、安定してはんだの流出を抑えることができる。

さらに、金属酸化膜３１は、図２に示すように外部導体３０の外周上に一周するように形成されることが好ましい。

はんだ５０は外部導体３０の外周全体に沿って流れ出していくため、金属酸化膜３１も外部導体３０の外周上を一周するように形成することで、より効果的にはんだの流出を抑えることができる。

金属酸化膜の効果について詳細は不明であるが、金属酸化膜ははんだ濡れ性が悪く、はんだを弾くため、溶融したはんだ５０が金属酸化膜３１を乗り越えて流れ出ることができないのではないかと推測される。

図３、図４は本実施形態における同軸ケーブルハーネスの製造方法を説明する図であり、図３は同軸ケーブルの口出し加工を行い、外部導体に金属酸化膜を形成する工程を説明する図である。

図３（ａ）は同軸ケーブル１０１を示している。本来、必要な本数の同軸ケーブル１０１を所定の間隔で並べ、テープ等で仮固定し、同時に口出し加工を行うが、便宜上１本のみ示し、以下の工程を説明する。まず、外部導体露出工程は、図３（ｂ）に示すように同軸ケーブル１０１の先端部付近においてジャケット層４０にCO₂レーザーで切れ込みを入れ、先端部側のジャケット層４０を引っ張り所定長さの外部導体３０を露出させる。次に、金属酸化膜形成工程は、図３（ｃ）に示すように、露出した外部導体に金属酸化膜３１を形成する加工を施す。具体的には図３（ｂ）に示す状態のケーブルを恒温槽に一定時間放置することで、外部導体の表面を酸化させることで行われる。ここで、外部導体３０が錫や銀をめっきした銅線で構成される場合、金属酸化膜３１は錫や銀の酸化物である。次いで外部導体追加露出工程は、図３（ｄ）に示すようにジャケット層４０をさらに引っ張り、所定長さの外部導体３０をさらに露出させる。そして絶縁層露出工程は、図３（ｅ）に示すように露出した外部導体の先端側端部にYAGレーザーで切れ込みを入れ、先端側にあるジャケット層４０と外部導体３０とを引っ張り除去する。最後に中心導体露出工程は、露出した絶縁層の外部導体先端側端部から所定の長さの位置において、CO₂レーザーにより絶縁層に切れ込みを入れ、先端側の絶縁層を引っ張り除去して中心導体を露出させる。なお、ケーブル先端部で露出している中心導体１０は必要に応じて所定の長さになるように切断されても良い。

図４は、グランドバーのはんだ付け方法を示している。

図４に示すように露出された外部導体３０の金属酸化膜３１が形成されていない部分をはんだシート５１、５２とグランドバー６０、７０で挟み込む。次いでどちらか一方のグランドバーにヒーター８０を接触させ加熱し、グランドバー６０、７０を外部導体３０にはんだ接続する。

本実施形態における同軸ケーブルハーネスの製造方法によれば、グランドバーの取り付け位置からケーブル中央部側において露出した外部導体上に、外周を一周するような金属酸化膜を容易に形成することが出来る。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例）

まずＡＷＧ４２の同軸ケーブルを４０本用意する。同軸ケーブルは具体的に、中心導体は直径０．０２５ｍｍの銅線を撚り合せた撚り線である。絶縁層は厚さ０．０６ｍｍで中心導体を被覆している。絶縁材料はフッ素系樹脂である。外部導体は直径０．０２５ｍｍの錫めっき銅線であり、１８本の錫めっき銅線を絶縁層上にピッチ０．４ｍｍで横巻きしている。ジャケット層は厚さ０．０４５ｍｍで外部導体を被覆している。ジャケット層の材料はフッ素系樹脂である。

次に、これらの同軸ケーブルを所定の間隔で並列にテープで固定し、端部を口出し加工する。この時、露出した外部導体の長さはジャケット層の端部から０．７ｍｍである。内、ジャケット層の端部から０．３ｍｍまでに金属酸化膜が形成されている。なお、金属酸化膜は温度８０℃、湿度８０％の恒温槽に４８時間放置して形成する。

露出した絶縁層の長さは外部導体の端部から０．５ｍｍ、中心導体の長さは絶縁層の端部から１．０ｍｍである。

外部導体の金属酸化膜が形成されていない部分にグランドバー６０をはんだ付けする。長さ１６．４ｍｍ、幅０．５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのはんだシート５１、５２と、長さ１６．４ｍｍ、幅０．５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのグランドバー６０、７０を使用して外部導体を挟み込む。次にいずれか一方のグランドバーに長さ４０ｍｍ、幅１．６ｍｍのヒーターを接触させ、グランドバーを加熱しはんだを溶融させる。この時、ヒーターはあらかじめ１００℃まで加熱しておき、接触後１．５秒で２４０℃まで昇温、２秒間保持し、さらに２秒で２７０℃まで昇温、４秒間保持する。

ジャケット層の端部からグランドバー６０、７０のケーブル中央部側の端部までの距離は、外部導体に金属酸化膜が形成されている長さと同じ０．３ｍｍになるように調整する。

以上のように作製された同軸ケーブルハーネスにおいて、グランドバーの中央部側の端部からケーブル中央部方向に流れ出ているはんだの長さを測定した。

（比較例）

外部導体に酸化膜が形成されていないことを除き、実施例と同条件で同軸ケーブルハーネスを作製した。

［流れ出し量の評価］

流れ出し量は、同軸ケーブルハーネスを構成する各同軸ケーブルおいて、グランドバーケーブル中央部側の端部からケーブル中央部方向に向かって、はんだの流れ出た距離を目視で確認、測定することにより評価する。

表１に示すように、実施例でははんだの流れ出しがほとんど確認できなかったが、比較例では、はんだが流れ出し、そのほとんどが外部導体のジャケットとの間にまで入り込んでいることが確認された。

以上より、本発明における同軸ケーブルハーネスによれば、グランドバーをはんだ付けするときに、溶融したはんだがケーブル中央部方向へ流れ出すのを抑える効果があることが確認された。

なお、本発明について実施例を基に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、実施例において中心導体は撚り線を使用したが、単線であっても良い。また、絶縁層の材料としてはPPやPVC、ジャケット層の材料としてはPPやPVCなどを使用しても良い。さらに、外部導体として使用される金属線としては錫や銀めっき銅線のほかに、めっきされていない銅線も使用できる。この場合、酸化膜は銅の酸化物となる。

１、１１・・・同軸ケーブルハーネス
１０・・・中心導体
２０・・・絶縁層
３０・・・外部導体
３１・・・金属酸化膜
４０・・・ジャケット層
５０・・・はんだ
５１、５２・・・はんだシート
６０、７０・・・グランドバー
８０・・・ヒーター
１０１・・・同軸ケーブル

Claims

端末部で外部導体を露出させた同軸ケーブルと、前記外部導体にはんだ付けされたグランドバーとを備えた同軸ケーブルハーネスであって、
前記グランドバーのはんだ付け位置からケーブル中央部側において露出している外部導体上の少なくとも一部に金属酸化膜が形成されていることを特徴とする同軸ケーブルハーネス。
前記金属酸化膜は、前記外部導体の外周上を少なくとも一周するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の同軸ケーブルハーネス。
同軸ケーブルのジャケット層を所定の長さ除去し外部導体を露出する外部導体露出工程と、露出した前記外部導体に金属酸化膜を形成する金属酸化膜形成工程と、前記金属酸化膜を形成した位置からケーブル端部方向に向かって所定長さ前記外部導体層を露出させる外部導体追加露出工程と、前記外部導体の端部から、ケーブル端部方向に向かって所定長さ絶縁層を露出させる絶縁層露出工程と、前記絶縁層の端部からケーブル先端部まで中心導体を露出する中心導体露出工程と、を備えることを特徴とする請求項１記載の同軸ケーブルハーネスの製造方法。