JP5212251B2

JP5212251B2 - 極細同軸線の端末処理方法及び端末処理構造

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Publication number: JP5212251B2
Application number: JP2009112892A
Authority: JP
Inventors: 康太郎田中
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2029-05-07
Also published as: JP2010263698A; US8302295B2; CN101882747B; US20100282487A1; CN101882747A

Description

本発明は、シールド導体を切断するときに内部絶縁体へのダメージを軽減する極細同軸線の端末処理方法及び端末処理構造に関する。

ノート型パソコンの本体と液晶ディスプレイとを繋ぐ配線や医療用超音波診断装置の本体と探触子とを繋ぐ配線など、高周波信号・高速信号を伝送してかつ可撓性が大きいケーブルとして、極細同軸線がある。

極細同軸線は、中心から外側へ順に中心導体、内部絶縁体、シールド導体、ジャケットが積層されたものである。極細同軸線を機器に直接接続したり、コネクタに取り付ける際には、端末部分の中心導体とシールド導体を露出させる端末処理が施される。

従来の端末処理方法による複数本の極細同軸線の端末処理の手順を図５により説明する。

図５（ａ）に示されるように、複数本の極細同軸線１を所望の整列ピッチで整列させ、粘着テープ６でその整列状態に固定する。

図５（ｂ）に示されるように、端末から所望の距離にある処理箇所にて、粘着テープ６と極細同軸線１のジャケット５にレーザ光を照射することにより粘着テープ６と極細同軸線１のジャケット５を切断し、この処理箇所から端末側にある粘着テープ６とジャケット５とを同時に引き抜く。これにより、この処理箇所から端末までシールド導体４が露出する。なお、切断とは、切り込みを入れることを言う。

図５（ｃ）に示されるように、上記図５（ｂ）の処理箇所より端末に近い処理箇所にて、シールド導体４にレーザ光を照射することにより、シールド導体４を切断し、この処理箇所から端末側にあるシールド導体４を端末方向に引き抜く。これにより、この処理箇所から端末までの内部絶縁体３が露出する。

図５（ｄ）に示されるように、上記図５（ｃ）の処理箇所より端末に近い処理箇所にて、内部絶縁体３にレーザ光を照射することにより、内部絶縁体３を切断し、この処理箇所から端末側にある内部絶縁体３を端末方向に引き抜く。これにより、この処理箇所から端末まで中心導体２が露出する。

以上の工程を順に行うことにより、シールド導体４、内部絶縁体３、中心導体２がそれぞれ所望した長さ露出した状態となる。

２００７−２９００１３号公報２００７−２０３４２号公報

しかしながら、従来の端末処理方法では、シールド導体４にレーザ光を照射してシールド導体４を切断する際、レーザ光がシールド導体４を切断した後、内部絶縁体３まで到達し、内部絶縁体３がレーザ光のエネルギを吸収し、内部絶縁体３を損傷してしまうという不具合が発生する。

特許文献１では、複数のレーザ光を、光軸角度を変えて照射し、内部絶縁体に巻かれているシールド導体全体に均一にレーザパワーが与えられるように工夫している。しかしこの場合、複数の同軸ケーブルをアレイ状に整列した際、そのうちの一本の外部導体を切断する際、両隣の同軸ケーブルがレーザ光軸を遮る場合が発生し、ケーブルアレイピッチを狭く設定できないという不具合がある。

特許文献２では、レーザ光の焦点位置を照射対象に対して垂直方向にずらすことにより、内部絶縁体への熱影響を低減している。レーザ光の焦点位置を垂直方向にずらしても、極細同軸線の直径に対して、一般的な加工用レーザの焦点深度が十分に大きく、実効的に、極細同軸線の直径以下程度の焦点位置のずれによる熱影響の低減効果は少なく、熱影響は避けられない。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、シールド導体を切断するときに内部絶縁体へのダメージを軽減する極細同軸線の端末処理方法及び端末処理構造を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の端末処理方法は、中心から外側へ順に中心導体、内部絶縁体、シールド導体、ジャケットを有し、上記シールド導体が導線からなる螺旋巻き、編組巻きのいずれかで形成された極細同軸線の端末処理方法において、上記ジャケットを切断して上記シールド導体を露出させるステップと、上記極細同軸線の長手方向複数箇所において上記露出したシールド導体の円周方向の一部を切断するステップと、端末から最も遠い端末処理箇所から端末側のジャケット及びシールド導体を引き抜き、内部絶縁体を露出させるステップとを含むものである。

上記シールド導体の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して、１／（２×ｎ）（ｎは整数、ｎ≧２）ピッチ間隔で上記極細同軸線の両面から上記シールド導体の切断をしてもよい。

上記シールド導体の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して、１／ｍ（ｍは整数、ｍ≧２）ピッチ間隔で上記極細同軸線の片面から上記シールド導体の切断をしてもよい。

本発明の端末処理構造は、上記いずれかの方法を用いて加工したものである。

本発明によれば、極細同軸線の端末加工、とりわけアレイ化した複数本の極細同軸線の端末を一斉に加工する際に、内部絶縁体に対する加工工程に起因したダメージを低減することが可能となり、生産性と信頼性が向上する。

（ａ）〜（ｈ）は、本発明の極細同軸線の端末処理方法による複数本の極細同軸線の端末処理の手順を示す上面図である。（ａ）〜（ｃ）は、図１（ｂ）、（ｃ）におけるシールド導体の切断原理を示す図である。極細同軸線のジャケットを剥離してシールド導体を露出させた部分の断面図である。（ａ）は、図１（ｄ）のシールド導体残部拡大図、（ｂ）は、シールド導体残部における断面模式図である。（ａ）〜（ｄ）は、従来の極細同軸線の端末処理方法による複数本の極細同軸線の端末処理の手順を示す上面図である。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１（ａ）〜図１（ｇ）に示されるように、本発明に係る極細同軸線１の端末処理方法は、中心から外側へ順に中心導体２、内部絶縁体３、シールド導体４、ジャケット５を有し、シールド導体４が導線からなる螺旋巻き、編組巻きのいずれかで形成された極細同軸線１の端末処理方法において、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で示されるような、複数箇所からなる端末処理箇所において、ジャケット５にレーザ光を表裏両面から走査することにより、ジャケット５を切断してシールド導体４を露出するステップＳ１と、上記ステップＳ１で露出したシールド導体４にレーザ光を表裏両面から走査することにより、Ｐ１〜Ｐ３断面図に示すように、シールド導体４のうち、隣接する極細同軸線同士の間隙に位置するシールド導体７は切断せずに、レーザ照射面８に位置するシールド導体４は切断するステップＳ２と、端末Ｔから最も遠い端末処理箇所Ｐ１から端末Ｔ側のジャケット５及びシールド導体４を引き抜き、内部絶縁体３を露出させるステップＳ３と、シールド導体４及び中心導体２を露出させるステップＳ４とを含む。

図１において、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、シールド導体４の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して、１／６ピッチ間隔となる。

図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるように、図１（ｂ）における端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれの断面構造は、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がそれぞれシールド導体４の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して、１／６ピッチ間隔となり、シールド導体４は連続的に巻かれていることから、それぞれの断面において、それぞれの極細同軸線１のシールド導体４が１／６周期回転した構造となる。

すなわち、端末処理箇所Ｐ１において、シールド導体の第一部分９がレーザ照射面８（図１（ｃ）参照）に露出し、端末処理箇所Ｐ２において、シールド導体の第二部分１０がレーザ照射面８に露出し、端末処理箇所Ｐ３において、シールド導体の第三部分１１がレーザ照射面８に露出し、端末処理箇所Ｐ１においてはシールド導体の第一部分９が、端末処理箇所Ｐ２においてはシールド導体の第二部分１０が、端末処理箇所Ｐ３においてはシールド導体の第三部分１１が切断するシールド導体となり、シールド導体の各部分９，１０，１１を切断することにより、シールド導体４は全て端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のいずれかで切断できる。

なお、レーザ光を片面のみから照射する場合、レーザ照射面８が片面のみとなるので、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を１／３ピッチ間隔とすれば、シールド導体４を全て切断することができる。

以上、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３箇所をシールド導体４の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して１／６ピッチ間隔で設けて、極細同軸線アレイの両面からレーザ光によりシールド導体４を切断する原理を説明した。

ｎ箇所の端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…，Ｐｎを、シールド導体４の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して１／（２×ｎ）ピッチ間隔で設けて、極細同軸線アレイの両面からレーザ光によりシールド導体４を切断してもよい。ただし、ｎは整数、ｎ≧２である。

また、ｍ箇所の端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…，Ｐｍを、シールド導体４の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して、１／ｍピッチ間隔で設けて、極細同軸線アレイの片面からレーザ光によりシールド導体４を切断してもよい。ただし、ｍは整数、ｍ≧２である。

また、本実施形態では、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…，Ｐｎを独立して形成したが、それぞれの端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…，Ｐｎを結合してもよい。その場合、端末処理箇所Ｐ１から端末処理箇所Ｐｎまでの距離、すなわち結合したシールド導体露出幅は、極細同軸線アレイの両面のシールド導体４の切断をする場合は螺旋巻き、編組巻きピッチに対して１／２ピッチ分となり、片面のシールド導体４の切断をする場合は１ピッチ分となる。

また、本実施形態では、レーザ光をジャケット５やシールド導体４の切断に用いたが、その方法はレーザ光に限らず、例えば、切削刃のような加工法を用いてもよい。

端末処理手順に従って詳しく説明する。

図１（ａ）に示されるように、まず、複数本の極細同軸線１を所望の整列ピッチで整列させ、フラットケーブル状にする。このフラットケーブル状の複数本の極細同軸線１に粘着テープ６によるラミネートを行う。これにより、複数本の極細同軸線１は、整列状態のまま固定される。極細同軸線１は、例えば、外径が０．２ｍｍのＡＷＧ＃４６ケーブルであり、シールド導体４は直径０．０２ｍｍ２０本の導体を螺旋巻きで構成している。

次に、図１（ｂ）に示されるように、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、波長１０．６μｍのＣＯ₂レーザを用いて、ポリマ材料からなるジャケット５にレーザ光を照射する。レーザ光が照射されると粘着テープ６とジャケット５は、レーザ光のエネルギを吸収し、高温になると共に燃焼、蒸発し、粘着テープ６とジャケット５に穴が生じる。レーザ光から受けるエネルギを調整することで穴の大きさが調整可能である。ＣＯ₂レーザのレーザ光は、シールド導体４を構成している金属線の表面では反射されるため、シールド導体４や内部絶縁体３にはダメージを与えない。

ＣＯ₂レーザは、極細同軸線１の上下面それぞれから照射することにより、極細同軸線全周分のジャケット５を切断する。

このようにして、ジャケット５にレーザ光を照射することにより、ジャケット５を切断してシールド導体４を露出させ、シールド導体露出部７を形成する。この図１（ｂ）の工程は、ステップＳ１である。なお、ジャケット５をダイシングソー加工などの他の加工法により切断してシールド導体４を露出させてもよい。

ＣＯ₂レーザの強度、スキャン速度、スキャン回数などを調整し、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３におけるシールド導体露出部７の幅（極細同軸線１の長手方向）を０．３ｍｍとした。ＣＯ₂レーザのスポット径及び次工程におけるＹＡＧレーザによるシールド導体４の切断を考慮して、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３におけるシールド導体露出部７の幅は０．１ｍｍ以上が望ましい。

次に、図１（ｃ）に示されるように、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ（第二高調波）を用いて、シールド導体４にレーザ光を、極細同軸線１の上下面それぞれから照射することにより、シールド導体４のうち、隣接する極細同軸線同士の間隙に位置するシールド導体７は切断せずに（レーザ強度が弱い条件でスキャンさせる）、レーザ照射面８に位置するシールド導体４を切断する。この図１（ｃ）の工程がステップＳ２である。

ここで、図３に示されるように、極細同軸線のジャケットを剥離してシールド導体を露出させた部分は、中心から外側へ順に中心導体２、内部絶縁体３、シールド導体４を有する。従来の同軸ケーブルの段剥き処理方法では、上半分に位置するシールド導体全てと、下半分に位置するシールド導体全てを、レーザ光を２回スキャンさせることにより切断していた。そのため、中央付近と比較して同軸ケーブルのサイド部分において、レーザ光が切断するべきシールド導体が多くなるため、レーザ光の強度を上げる必要があり、このレーザ光強度が強い条件でスキャンさせてシールド導体を切断していたため、中央付近において、レーザ光が内部絶縁体まで到達し、内部絶縁体を損傷させていた。

これに対して、本発明では、レーザ光の強度を中央付近に位置するシールド導体４を切断できる程度の強度（サイドに位置するシールド導体４を切断するのに必要なレーザ光強度の約５０〜７０％）としているため、レーザ光が内部絶縁体３まで到達せず、内部絶縁体３を損傷させることを防止できる。なお、サイドにおいては、レーザ光の強度が弱いためにシールド導体４を切断することはできない。

次に、図１（ｄ）のように、端末Ｔから最も遠い端末処理箇所Ｐ１から端末Ｔ側のジャケット５及びシールド導体４を引き抜き、内部絶縁体３を露出させる。このとき、シールド導体４を構成する複数本の導体は、ステップＳ２において、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のいずれかにおいて切断されている。図１（ｄ）の工程がステップＳ３である。

ここで、図１（ｄ）の一部を図４（ａ）に示すと、シールド導体残部１２において、長さが３種類のシールド導体４が混在している。つまり、図４（ｂ）のように、円周を６分割して区画を定義すると、シールド導体残部１２には、円周の６０度の範囲で端末処理箇所Ｐ１までの長さのシールド導体４が２区画分、円周の６０度の範囲で端末処理箇所Ｐ２までの長さのシールド導体４が２区画分、円周の６０度の範囲で端末処理箇所Ｐ３までの長さのシールド導体４が２区画分、それぞれ存在する。

次に、図１（ｅ）に示されるように、端末処理箇所Ｐ４において、波長１０．６μｍのＣＯ₂レーザを用いて、ジャケット５にレーザ光を照射することにより、ジャケット５を切断して、端末Ｔ側に引き抜き、図１（ｆ）に示されるように、端末処理箇所Ｐ４〜Ｐ２間のシールド導体４を露出させ、シールド導体露出部を形成する。

次に、図１（ｇ）に示されるように、端末処理箇所Ｐ５において、波長１０．６μｍのＣＯ₂レーザを用いて、内部絶縁体３にレーザ光を照射することにより、内部絶縁体３を切断して端末Ｔ側に引き抜き、図１（ｈ）に示されるように、中心導体露出部を形成する。

以上で端末処理を完了し、本発明の端末処理構造を得る。図１（ｅ）〜図１（ｈ）がステップＳ４である。

上記実施例と同様に、ステップＳ１において、ｎ箇所の端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…，Ｐｎを、シールド導体４の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して１／（２×ｎ）ピッチ間隔で設けて、ステップＳ２において、ｎ箇所の端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…，Ｐｎに対して、極細同軸線アレイの両面からレーザ光によるシールド導体４の切断を行い、ステップＳ３において、端末Ｔから最も遠い端末処理箇所Ｐ１から端末Ｔ側のジャケット５及びシールド導体４を引き抜き、内部絶縁体３を露出させ、ステップＳ４において、シールド導体露出部、中心導体露出部を形成してもよい。上記実施例は、ｎ＝３の場合に相当する。ｎ＝２又は４以上の場合でも、本発明の効果が得られる。

この場合、端末処理箇所Ｐ１〜Ｐｎにおいて、それぞれの端末処理箇所Ｐ１〜Ｐｎにおける切断すべきシールド導体４の導体本数が、ｎが増加するに従い減少するので、ｎを増加することにより、シールド導体４を切断するためのＹＡＧレーザの強度を低減することが可能となる。これにより、内部絶縁体３まで到達するＹＡＧレーザ強度を低減することができ、より内部絶縁体３へのダメージを低減することが可能である。

また、ｍ箇所の端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…，Ｐｍを、シールド導体４の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して１／ｍ（ｍ≧２）ピッチ間隔で設けて、極細同軸線アレイの片面からレーザ光によるシールド導体４の切断をしてもよい。

同軸ケーブルアレイの２箇所の位置において片面からレーザ光を照射する方法（ｍ＝２の場合）では、従来と同様に、同軸ケーブルのサイドにおいて、レーザ光が切断するべきシールド導体４が多くなるため、レーザ光の強度を上げる必要がある。しかしながら、本発明においては、長手方向で異なる位置（２箇所）で内部絶縁体３がダメージを受けるのに対して、従来では、１箇所で内部絶縁体３がダメージを受ける。このため、ダメージ箇所が分散する本発明のほうが従来よりもシールド性能の劣化を低減することができる。

なお、３箇所以上の位置（ｍが３以上）において同軸ケーブルアレイの片面からレーザ光を照射する方法においては、図２で説明したように、レーザ光の強度を中央付近に位置するシールド導体４を切断できる程度の強度とすることができるので、内部絶縁体３がダメージを受けることを防止することができる。

また、上記実施例では、端末処理箇所Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…，Ｐｎにおけるシールド導体露出箇所をそれぞれ独立して形成したが、それぞれのシールド導体露出箇所を結合してもよい。その場合、端末処理箇所Ｐ１から端末処理箇所Ｐｎまでの距離、すなわち結合したシールド導体露出長さは、極細同軸線アレイの両面のシールド導体４の切断をする場合は、螺旋巻き、編組巻きピッチに対して１／２ピッチ分となり、片面のシールド導体４の切断をする場合は、１ピッチ分となる。このとき、レーザ光の照射位置（シールド導体切断部）を１／（２×ｎ）ピッチ又は１／ｍピッチとする。

また、上記実施例では、レーザ光をシールド導体４の切断に用いたが、その方法はレーザ光に限らず、例えば、切削刃のような加工法を用いてもよい。

１極細同軸線
２中心導体
３内部絶縁体
４シールド導体
５ジャケット
６粘着テープ
７隣接した極細同軸線同士の間隙に位置するシールド導体露出部
８レーザ照射面
９シールド導体の第一部分
１０シールド導体の第二部分
１１シールド導体の第三部分

Claims

中心から外側へ順に中心導体、内部絶縁体、シールド導体、ジャケットを有し、上記シールド導体が導線からなる螺旋巻き、編組巻きのいずれかで形成された極細同軸線の端末処理方法において、
上記ジャケットを切断して上記シールド導体を露出させるステップと、
上記極細同軸線の長手方向複数箇所において上記露出したシールド導体の円周方向の一部を切断するステップと、
端末から最も遠い端末処理箇所から端末側のジャケット及びシールド導体を引き抜き、内部絶縁体を露出させるステップとを含むことを特徴とする極細同軸線の端末処理方法。
上記シールド導体の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して、１／（２×ｎ）（ｎは整数、ｎ≧２）ピッチ間隔で上記極細同軸線の両面から上記シールド導体の切断を行う請求項１記載の極細同軸線の端末処理方法。
上記シールド導体の螺旋巻き、編組巻きピッチに対して、１／ｍ（ｍは整数、ｍ≧２）ピッチ間隔で上記極細同軸線の片面から上記シールド導体の切断を行う請求項１記載の極細同軸線の端末処理方法。
請求項１〜３いずれかに記載の方法を用いて加工した端末処理構造。