JP4439547B2 - ケーブルコネクタ、ケーブルコネクタとケーブルの接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルコネクタおよびケーブルコネクタとケーブルの接続方法に関する。

自動車等の輸送機器の電装や、コンピュータの配線等に用いられるケーブルには種々の構造があるが、ケーブル間の接続のためのケーブルコネクタが設けられているのが一般的である。

ケーブルコネクタの構造としては、例えばケーブルの先端を挟み込むように設けられたカバーインシュレータと、他のコネクタと接続される端子（コンタクト）を有するベースインシュレータを有しているものがある。

このような構造では、カバーインシュレータとベースインシュレータを連結し、ケーブルの先端とケーブルコネクタの端子を接続することにより、ケーブルコネクタとケーブルが接続される。

ここで、ケーブルの先端とケーブルコネクタの端子を接続する方法としては、例えば特許文献１に示すように、半田（ハンダ）を用いたものがある。

具体的には、特許文献１の段落番号〔００３９〕に示すように、中心導体（ケーブルの先端）と端子部を半田で接続する。

一方、半田を用いた接続方法では、半田量のバラつきにより、接続部の断面積にバラつきが生じ、高速伝送の際にインピーダンス不整合が生じる恐れがある。

そこで、接続部に直接レーザを照射して溶融させることにより、ケーブルと端子を接続する、いわゆるレーザ溶接を用いた方法が開発されている。

この場合、ケーブルの先端と端子をあらかじめ密着させておく必要があるため、別途固定用の部材によりケーブルの先端と端子を押圧して密着させる構造が用いられる。

例えば特許文献２の図１には、ケーブルの先端である導体と、接続端子とを押圧する弾性部材がハウジング部と一体となって設けられているコネクタが開示されている。

特開２００４−１９２８１７号公報 特開平０７−２１１４０５号公報

しかしながら、このような構造では、弾性部材を設けることにより、ケーブルコネクタの構造が複雑となるという問題があった。

また、弾性部材はケーブルと端子とを接触するように設けられるため、レーザの照射方向が弾性部材によって制限されるという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、接続部の構造が単純で、レーザの照射方向が制限されないケーブルコネクタを提供することにある。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、ケーブルの先端を保持するカバーインシュレータと、前記カバーインシュレータに連結して設けられるベースインシュレータと、前記ベースインシュレータに設けられ、他のコネクタおよび前記ケーブルに接続される端子と、を有し、前記カバーインシュレータは、前記ケーブルの先端を折り曲げて保持する保持手段を有し、前記端子の先端は、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結した際に、前記保持手段に折り曲げられて保持された状態の前記ケーブルの先端を押圧可能な形状に折り曲げて保持され、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結し、レーザ溶接により前記端子を前記ケーブルの先端と接続することにより、前記ケーブルと接続されることを特徴とするケーブルコネクタである。

前記保持手段は、前記ケーブルの先端を、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結する際の連結方向に対して、折り曲げ角度が角度αとなるように折り曲げて保持する手段であり、前記端子の先端は、前記ケーブルの先端と接触していない状態での前記連結方向に対する折り曲げ角度が角度βとなるように折り曲げて保持されており、前記角度αと前記角度βは、以下の式を満足する値である。

β＜π−α（ｒａｄ）…式（１）
前記保持手段は、前記カバーインシュレータの先端に設けられ、前記ケーブルの先端が挿入される溝部であってもよく、この場合、前記溝部は、前記連結方向に対して角度がπ−α（ｒａｄ）となるように傾斜して設けられている。

前記ケーブルコネクタは、前記ケーブルの先端および前記端子の周囲を覆うように設けられた絶縁部材をさらに有してもよい。

第２の発明は、ケーブルの先端を保持するカバーインシュレータと、前記カバーインシュレータに連結されたベースインシュレータと、を有し、前記ベースインシュレータは、他のコネクタおよび前記ケーブルに接続される端子を有するケーブルコネクタをケーブルと接続する、ケーブルコネクタとケーブルの接続方法であって、前記ケーブルの先端を折り曲げる工程（ａ）と、前記端子の先端を、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結した際に、前記ケーブルの先端を押圧可能な形状に折り曲げる工程（ｂ）と、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結する工程（ｃ）と、前記ケーブルの先端と前記端子の先端をレーザ溶接により接続する工程（ｄ）と、を有することを特徴とするケーブルコネクタとケーブルの接続方法である。

前記工程（ａ）は、前記ケーブルの先端を、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結する際の連結方向に対する折り曲げ角度が角度αとなるように折り曲げる工程であり、前記工程（ｂ）は、前記ベースインシュレータの前記端子の先端を、前記工程（ｃ）における連結方向に対する折り曲げ角度が角度βとなるように折り曲げる工程であり、前記角度αと前記角度βは、以下の式を満足する値である。

β＜π−α（ｒａｄ）…式（１）
前記ケーブルの接続方法は、レーザ溶接により接続した部分の周囲を絶縁部材で覆う工程（ｅ）をさらに有してもよい。

第１の発明および第２の発明では、ケーブルコネクタが、ケーブルを保持するカバーインシュレータと、カバーインシュレータに連結されるベースインシュレータと、ベースインシュレータに設けられた端子を有しており、カバーインシュレータとベースインシュレータを連結した際に、端子の先端がケーブルの先端を押圧可能となるように、ケーブルと端子の折り曲げ角度が保持されている。

従って、別途、両者を密着させるための弾性部材等は不要となり、ケーブルコネクタの構造が単純になる。

また、弾性部材等が不要になったことにより、レーザ溶接の際に、レーザの照射方向が制限されない。

本発明によれば、接続部の構造が単純で、レーザの照射方向が制限されないケーブルコネクタを提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。

まず、図１および図２を参照して、本実施形態に係るケーブルコネクタ１の概略構成を説明する。

ここでは、ケーブルコネクタ１として、フラットケーブル用のケーブルコネクタが例示されている。

図１および図２に示すように、ケーブルコネクタ１は、カバーインシュレータ３０、ベースインシュレータ２０、端子１０ａ、１０ｂを有している。

図１および図２に示すように、ケーブルコネクタ１は、ケーブル４０を挟み込むようにして設けられ、ケーブル４０の先端を保持するカバーインシュレータ３０を有している。

カバーインシュレータ３０には、カバーインシュレータ３０を覆うようにして、他のコネクタと接続されるベースインシュレータ２０が連結されている。

ベースインシュレータ２０には端子１０ａ、１０ｂが設けられ、ベースインシュレータ２０とカバーインシュレータ３０の間（詳細は後述）には絶縁部材６０が充填されている。

次に、ケーブル４０、カバーインシュレータ３０、ベースインシュレータ２０の構造の詳細について図１〜８を参照して説明する。

まず、ケーブル４０の構造について、図２〜図４を参照して説明する。

図２〜図４に示すようにケーブル４０は、第１ケーブル４０ａと第２ケーブル４０ｂの２つのケーブルを有しており、形状はいわゆるフラットケーブルである。

図４に示すように、第１ケーブル４０ａと第２ケーブル４０ｂは、導電性を有する複数の芯線４１ａ、４１ｂをそれぞれ有し、芯線４１ａ、４１ｂの周囲は絶縁被覆４２ａ、４２ｂで覆われている。

なお、詳細は後述するが、第１ケーブル４０ａと第２ケーブル４０ｂの先端は芯線４１ａ、４１ｂが露出しており、所定の折り曲げ角度αに保持されている。

次に、カバーインシュレータ３０の構造について、図２、図３、図５〜７を参照して説明する。

図２および図３に示すように、カバーインシュレータ３０は、ケーブル４０の先端を挟み込むように互いに対向して設けられたカバー３０ａ、３０ｂを有している。

図２に示すように、カバー３０ａの側面には、連結の際にベースインシュレータ２０とかみ合う突起３２ａ、３２ｂが設けられ、カバー３０ｂの側面には、同様に突起３３ａ、３３ｂが設けられている。

突起３２ａ、３２ｂにはベースインシュレータ２０との連結の際に、カバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を固定するピン２８ａ、２８ｂ（後述）が圧入される穴３４ａ、３４ｂが設けられている。

突起３３ａ、３３ｂにも同様の穴３５ａ、３５ｂ（図示せず）が設けられている。

そして、カバー３０ａとカバー３０ｂは、穴３４ａと穴３５ａが重なるように設けられ、また、穴３４ｂと穴３５ｂが重なるように設けられている。

図３に示すように、カバー３０ａには、カバー３０ａの第１ケーブル４０ａと接する面と対向するようにして、板状のクランプ５０ａが設けられている。

そして、カバー３０ａとクランプ５０ａが第１ケーブル４０ａの先端を挟み込むことにより、第１ケーブル４０ａの先端を保持する。

同様に、カバー３０ｂには、カバー３０ｂの第２ケーブル４０ｂと接する面と対向するようにして、板状のクランプ５０ｂが設けられている。

そして、カバー３０ｂとクランプ５０ｂが第２ケーブル４０ｂの先端を挟み込むことにより、第２ケーブル４０ｂの先端を保持する。

さらに、図６および図７に示すように、カバー３０ａの端部には、複数の溝部１４ａが保持手段として設けられ、溝部１４ａには第１ケーブル４０ａの先端の芯線４１ａが挿入されている。

図７に示すように、溝部１４ａはカバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を連結する際の連結方向Ｂに対して角度（π−α）だけ傾斜しており、芯線４１ａの、連結方向Ｂに対する折り曲げ角度が、角度αとなるように保持する。

なお、図７に示すように、カバー３０ｂの端部にも、芯線４１ｂに対応した形状を有する複数の溝部１４ｂが保持手段として設けられている。

そして、溝部１４ｂには第２ケーブル４０ｂの先端の芯線４１ｂが挿入されている。

溝部１４ｂはカバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を連結する際の連結方向Ｂに対して角度（π−α）だけ傾斜しており、芯線４１ｂの、連結方向Ｂに対する折り曲げ角度が、角度α（図示せず）となるように保持する。

次に、ベースインシュレータ２０の構造の詳細について、図１〜図３および図８を参照して説明する。

図２、図３および図８に示すように、ベースインシュレータ２０は本体２０ａを有し、本体２０ａの他のコネクタ８１と嵌合する側の側面には、後述する他のコネクタ８１が挿入される凹部２０ｂが設けられている。

本体２０ａの、凹部２０ｂが設けられた面とは反対側の面の端部には、カバーインシュレータ３０との連結の際に突起３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂとかみ合うコの字形部２２ａ、２２ｂが設けられている。

なお、図１の状態では、コの字形部２２ａは突起３２ａ、３３ａとかみ合っており、コの字形部２２ｂは突起３２ｂ、３３ｂとかみ合っている。

コの字形部２２ａ、２２ｂには、カバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を連結する際に、後述するピン２８ａ、２８ｂが圧入される穴２４ａ、２４ｂが設けられている。

なお、図１の状態では穴２４ａ、３４ａ、３５ａにピン２８ａが圧入されており、穴２４ｂ、３４ｂ、３５ｂにピン２８ｂが圧入されている。

即ち、ピン２８ａ、２８ｂにより、カバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０が固定される。

また、図３に示すように、本体２０ａの内壁には、凹部２０ｂが設けられた面とは反対側の面へと貫通して設けられた複数の端子保持部２１ａ、２１ｂが設けられている。

端子保持部２１ａ、２１ｂには、複数の端子１０ａ、１０ｂが設けられている。

端子１０ａ、１０ｂの数は、それぞれ芯線４１ａ、４１ｂの数と同数である。

端子１０ａ、１０ｂは芯線４１ａ、４１ｂおよび後述する他のコネクタ端子８１ａ、８１ｂと接続される。

図８に示すように、端子１０ａ、１０ｂの先端は、カバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を連結した際に、ケーブル４０の先端の芯線４１ａ、４１ｂを押圧可能な形状に保持されている。

具体的には、カバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を連結する際の連結方向Ｂに対する折り曲げ角度が、（ケーブル４０と接触していない状態では）角度βとなるように保持されている。

ここで、角度αと角度βは、図７に示されている様に、水平方向Ｂに対して明らかに鋭角があり、以下の関係を満たす角度となっている。

β＜π−α（ｒａｄ）…式（１）
このような角度とすることにより、カバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を連結した際に、端子１０ａ、１０ｂの先端が芯線４１ａ、４１ｂを押圧するため、両者が密着する。

即ち、本実施形態では、端子１０ａ、１０ｂの先端が弾性部材を兼ねており、別途、両者を密着させるための弾性部材等は不要である。

また、弾性部材等が不要になったことにより、後述するレーザ溶接の際に、レーザの照射方向が制限されない。

なお、ケーブルコネクタ１は、端子１０ａ、１０ｂの先端と芯線４１ａ、４１ｂがレーザ溶接により接続されている。

また、図３（ａ）に示すように、ケーブルコネクタ１は、端子１０ａ、１０ｂの先端と芯線４１ａ、４１ｂの周囲が絶縁部材６０で覆われている。

ここで、ケーブルコネクタ１が接続されたケーブル４０を、他のケーブルもしくは基板と電気的に接続する場合の手順について、簡単に説明する。

ケーブルコネクタ１が接続されたケーブル４０を、他のケーブルもしくは基板と電気的に接続する場合は、図３（ｂ）に示すように、ベースインシュレータ２０の凹部２０ｂに、他のケーブルもしくは基板に接続された他のコネクタ８１を挿入する。

そして、端子１０ａ、１０ｂと、他のコネクタ８１に設けられた他のコネクタ端子８１ａ、８１ｂを接続する。

すると、端子１０ａ、１０ｂと他のコネクタ端子８１ａ、８１ｂを介してケーブル４０と他のケーブルもしくは基板が電気的に接続される。

次に、ケーブルコネクタ１とケーブル４０を接続する際の手順について、図２、図３、図５および図９〜図１１を用いて説明する。

まず、図９に示すように、ケーブル４０とカバーインシュレータ３０を組み合わせる。具体的にはカバー３０ａ、３０ｂと第１ケーブル４０ａ、第２ケーブル４０ｂを組み合わせて、芯線４１ａ、４１ｂを溝部１４ａ、１４ｂに挿入する。

芯線４１ａ、４１ｂを溝部１４ａ、１４ｂに挿入することにより、芯線４１ａ、４１ｂの先端が折り曲げ角度αに保持される。

その後にカバー３０ａとカバー３０ｂを組み合わせる。

また、端子１０ａ、１０ｂとカバーインシュレータ３０を組み合わせ、端子１０ａ、１０ｂの先端を折り曲げ角度βとなるように折り曲げて保持する。

次に、カバーインシュレータ３０を図９のＢ１の向きに移動させ、ベースインシュレータ２０に挿入する。

この際、カバーインシュレータ３０の突起３２ａ、３３ａおよび突起３２ｂ、３３ｂがそれぞれベースインシュレータ２０のコの字形部２２ａ、２２ｂの内壁とかみ合うようにして挿入する（図２参照）。

このように挿入することにより、連結の向きが図９のＢ１の向きに限定されるため、位置決めを正確に行える。

そして、ベースインシュレータ２０の穴２４ａ、２４ｂとカバーインシュレータ３０の穴３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂが一致する位置にカバーインシュレータ３０が移動すると、挿入を停止する。

そして、穴２４ａ、３４ａ、３５ａにピン２８ａを圧入し、穴２４ｂ、３４ｂ、３５ｂにピン２８ｂを圧入してカバーインシュレータ３０をベースインシュレータ２０に固定する。

このようにして、カバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０が連結される。

この状態では、図１０に示すように、端子１０ａ、１０ｂの先端と芯線４１ａ、４１ｂが接触しているが、角度αと角度βは式（１）を満たす角度となっているため、端子１０ａ、１０ｂの先端が芯線４１ａ、４１ｂをＣ１、Ｃ２の向きに押圧し、両者が密着する。

次に、図１１に示すように、端子１０ａ、１０ｂの先端と芯線４１ａ、４１ｂが接触している部分にレーザ７１ａ、７１ｂを照射し、レーザ溶接により溶接して両者を接続し、接続部を形成する。

この際、レーザ７１ａ、７１ｂの発振と連動してカバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を図５のＸ方向に移動させ、全ての端子１０ａ、１０ｂの先端と芯線４１ａ、４１ｂを接続する。

ここで、端子１０ａ、１０ｂの先端は弾性部材を兼ねており、別途、両者を密着させるための弾性部材等は不要となるため、レーザ７１ａ、７１ｂの照射方向が制限されない。

溶接が終わると、端子１０ａ、１０ｂの先端と芯線４１ａ、４１ｂのうち、レーザ溶接により接続した部分の周囲を耐環境性（ゴミ、埃等の付着防止）のために絶縁部材６０で覆う（図３（ａ）参照）。

以上の工程により、ケーブルコネクタ１がケーブル４０と接続される。

このように、本実施形態によれば、ケーブルコネクタ１はカバーインシュレータ３０、ベースインシュレータ２０、端子１０ａ、１０ｂを有し、端子１０ａ、１０ｂの先端が折り曲げ角度βとなるように保持され、ケーブル４０の先端の芯線４１ａ、４１ｂが、カバーインシュレータ３０の溝部１４ａ、１４ｂによって折り曲げ角度αとなるように保持されている。

そのため、カバーインシュレータ３０とベースインシュレータ２０を連結した際に、端子１０ａ、１０ｂの先端が弾性部材として芯線４１ａ、４１ｂを押圧するため、両者が密着する。

従って、別途、両者を密着させるための弾性部材等は不要であり、ケーブルコネクタ１は構造が単純で、かつレーザ溶接の際に、レーザ７１ａ、７１ｂの照射方向が制限されない。

上記した実施形態では、本発明をフラットケーブル用のケーブルコネクタに適用した場合について説明したが、本発明は、何等、これに限定されることなく、フラットケーブル以外のケーブル用のケーブルコネクタにも用いることができる。

ケーブルコネクタ１を示す斜視図である。 図１の分解図であり、絶縁部材６０は、記載を省略している。 図３（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、ケーブル４０および端子１０ａ、１０ｂは側面図で表しており、図３（ｂ）は図３（ａ）において、他のコネクタ８１を接続する手順を示す図である。 ケーブル４０およびその内部を示す斜視図である。 図２のコの字形部２２ｂ付近の拡大断面図であり、断面はハッチングおよび点描で表している。 カバーインシュレータ３０の突起３２ｂ付近の拡大斜視図であり、断面はハッチングおよび点描で表している。 図１のＡ−Ａ断面図のうち、カバーインシュレータ３０のみを表した図であり、ケーブル４０は側面図で表している。 図１のＡ−Ａ断面図のうち、ベースインシュレータ２０のみを表した図であり、端子１０ａ、１０ｂは側面図で表している。 ケーブルコネクタ１とケーブル４０を接続する際の手順を示す断面図であり、ケーブル４０および端子１０ａ、１０ｂは側面図で表している。 ケーブルコネクタ１とケーブル４０を接続する際の手順を示す断面図であり、ケーブル４０および端子１０ａ、１０ｂは側面図で表している。 ケーブルコネクタ１とケーブル４０を接続する際の手順を示す断面図であり、ケーブル４０および端子１０ａ、１０ｂは側面図で表している。

符号の説明

１…………ケーブルコネクタ
１０ａ……端子
１４ａ……溝部
２０………ベースインシュレータ
２０ａ……本体
２０ｂ……凹部
２１ａ……端子保持部
２２ａ……コの字形部
２４ａ……穴
２８ａ……ピン
３０………カバーインシュレータ
３０ａ……カバー
３２ａ……突起
３４ａ……穴
４０………ケーブル
４０ａ……第１ケーブル
４１ａ……芯線
４２ａ……絶縁被覆
５０ａ……クランプ
６０………絶縁部材
７１ａ……レーザ

Claims (7)

1. ケーブルの先端を保持するカバーインシュレータと、
   前記カバーインシュレータに連結して設けられるベースインシュレータと、
   前記ベースインシュレータに設けられ、他のコネクタおよび前記ケーブルに接続される端子と、
   を有し、
   前記カバーインシュレータは、前記ケーブルの先端を折り曲げて保持する保持手段を有し、
   前記端子の先端は、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータが連結した際に、前記保持手段に折り曲げられて保持された状態の前記ケーブルの先端を押圧可能な形状に折り曲げて保持され、
   前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結し、レーザ溶接により前記端子を前記ケーブルの先端と接続することにより、前記ケーブルと接続されることを特徴とするケーブルコネクタ。
2. 前記保持手段は、
   前記ケーブルの先端を、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結する際の連結方向に対して、折り曲げ角度が角度αとなるように折り曲げて保持する手段であり、
   前記端子の先端は、前記ケーブルの先端と接触していない状態での前記連結方向に対する折り曲げ角度が角度βとなるように折り曲げて保持されており、
   前記角度αと前記角度βは、以下の式を満足する値であることを特徴とする請求項１記載のケーブルコネクタ。
   β＜π−α（ｒａｄ）…式（１）
3. 前記保持手段は、
   前記カバーインシュレータの先端に設けられ、前記ケーブルの先端が挿入される溝部であり、
   前記溝部は、前記連結方向に対して角度がπ−α（ｒａｄ）となるように傾斜して設けられていることを特徴とする請求項２記載のケーブルコネクタ。
4. 前記ケーブルの先端および前記端子の周囲を覆うように設けられた絶縁部材をさらに有することを特徴とする請求項１記載のケーブルコネクタ。
5. ケーブルの先端を保持するカバーインシュレータと、
   前記カバーインシュレータに連結して設けられたベースインシュレータと、
   前記ベースインシュレータに設けられ、他のコネクタおよび前記ケーブルに接続される端子と、
   を有するケーブルコネクタをケーブルと接続する、ケーブルコネクタとケーブルの接続方法であって、
   前記ケーブルの先端を折り曲げる工程（ａ）と、
   前記端子の先端を、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結した際に、前記ケーブルの先端を押圧可能な形状に折り曲げる工程（ｂ）と、
   前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結する工程（ｃ）と、
   前記ケーブルの先端と前記端子の先端をレーザ溶接により接続する工程（ｄ）と、
   を有することを特徴とするケーブルコネクタとケーブルの接続方法。
6. 前記工程（ａ）は、前記ケーブルの先端を、前記カバーインシュレータと前記ベースインシュレータを連結する際の連結方向に対する折り曲げ角度が角度αとなるように折り曲げる工程であり、
   前記工程（ｂ）は、前記端子の先端を、前記工程（ｃ）における連結方向に対する折り曲げ角度が角度βとなるように折り曲げる工程であり、
   前記角度αと前記角度βは、以下の式を満足する値であることを特徴とする請求項５記載のケーブルコネクタとケーブルの接続方法。
   β＜π−α（ｒａｄ）…式（１）
7. レーザ溶接により接続した部分の周囲を絶縁部材で覆う工程（ｅ）をさらに有することを特徴とする請求項６記載のケーブルコネクタとケーブルの接続方法。

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