(57)【要約】【課題】鉛フリーはんだを用いた作業性の良いフラットケーブルと導電部材との接続方法を提供する。【解決手段】互いに平行に配された複数の導体部２と、これら複数の導体部２をその端末側を一部露出させた状態で被覆した第１被覆部３ａと、第１被覆部３ａよりも前記端末側に位置し複数の導体部２の前記端末側を被覆した第２被覆部３ｂと、を有するフラットケーブル１の端末側を、中央部分に貫通孔８ａ，８ｂが形成された一対の枠状の治具４，５間に挟むことにより、第２被覆部３ｂを遮蔽しかつ第１被覆部３ａと第２被覆部３ｂとの間の露出された露出導体部２を貫通孔８ａ，８ｂに重なる位置に位置付け、続いて、フラットケーブル１の端末側を、液状の鉛フリーはんだ１４が溜められた噴流はんだ槽１０に一対の治具４，５ごと浸けることにより、露出導体部２のみに液状の鉛フリーはんだ１４を付着させて、この露出導体部２と他の導電部材とをろう接する。【選択図】図２
2008270006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配された複数の導体部と、これら複数の導体部を該導体部の端末側を一部露出させた状態で被覆した絶縁性の第１被覆部と、前記第１被覆部よりも前記端末側に位置し前記複数の導体部の前記端末側を被覆した絶縁性の第２被覆部と、を有するフラットケーブルの前記第１被覆部と前記第２被覆部との間の露出された露出導体部に液状の鉛フリーはんだを付着させて、前記露出導体部と他の導電部材とをろう接するフラットケーブルの接続方法であって、
貫通孔が形成された一対の治具間に前記フラットケーブルの端末側を挟むことにより、前記第２被覆部を遮蔽しかつ前記露出導体部を前記貫通孔に重なる位置に位置付け、続いて、
前記フラットケーブルの端末側を、液状の鉛フリーはんだが溜められた液槽により、前記露出導体部のみに液状の鉛フリーはんだを付着させ、
前記フラットケーブルの前記露出導体部に前記他の導電部材を重ねることによりこれらをろう接する
ことを特徴とするフラットケーブルの接続方法。
【請求項２】
前記一対の治具のうち一方に他方に向かって立設したピンが複数形成され、他方に前記ピンを収容する穴が複数形成されており、
これら一対の治具間に前記フラットケーブルを挟んで前記ピンを隣り合う前記露出導体部間に位置付けることにより、前記フラットケーブルを位置決めする
ことを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブルの接続方法。
【請求項３】
前記他の導電部材と前記フラットケーブルとを一対のホルダ間に挟むことにより、これら他の導電部材とフラットケーブルとを所定の位置に位置決めするとともに互いに重なり合った状態で固定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラットケーブルの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットケーブルの導体部と電線等の導電部材とを、鉛フリーはんだを用いてろう接する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットケーブルは、互いに平行に配された複数の導体部とこれら複数の導体部を被覆した絶縁性の被覆部とを有して帯状に形成されており、電子部品同士の結線などに用いられている。このフラットケーブルと、丸電線（断面が丸型の周知の被覆電線を意味する。）やバスバーなどの導電部材との接続には、従来、ろう接が行われていた（例えば特許文献１を参照。）。図１１は、従来のフラットケーブルと導電部材とのろう接におけるはんだ塗布工程を説明する説明図である。
【０００３】
図１１（ａ）に示す１１１ははんだ槽であり、このはんだ槽１１１には液状のはんだ１１４が溜められている。また、フラットケーブル１０１は、複数の導体部１０２と、複数の導体部１０２をその端末側を一部露出させた状態で被覆した第１被覆部１０３ａと、第１被覆部１０３ａよりも端末側に位置し複数の導体部１０２の端末側を被覆した第２被覆部１０３ｂと、を有している。これら第１被覆部１０３ａ及び第２被覆部１０３ｂは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁性の合成樹脂で構成されている。なお、この第２被覆部１０３ｂは、フラットケーブル１０１をホルダ等に取り付ける際の位置決めを容易にする目的、及び複数の導体部１０２を前記導電部材とろう接する際の位置決めを容易にする目的で設けられている。
【０００４】
上記フラットケーブル１０１と上記導電部材とを接続するには、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、フラットケーブル１０１の端末をはんだ槽１１１に浸漬させ、引き揚げることにより、図１１（ｃ）に示すように導体部１０２に液状のはんだ１１４が付着したはんだ部１１４ａを形成し、このはんだ部１１４ａに上記導電部材を重ねて導体部１０２と導電部材とをろう接する。また、導電部材を重ねる際には、第２被覆部１０３ｂにより複数の導体部１０２間の間隔が所定の間隔に保たれていることから、複数の導体部１０２と導電部材との位置決めを容易に行うことができる。
【０００５】
しかしながら、近年、上述したはんだ１１４に含まれる鉛が環境負荷物質として取り上げられ、はんだ１１４の使用を規制する状況となっている。このことから、図１２に示すように、鉛を含まない鉛フリーはんだ２１４によるフラットケーブル１０１と上記導電部材とのろう接が試みられている。図１２は、従来のフラットケーブルと導電部材とのろう接における鉛フリーはんだ塗布工程を説明する説明図である。
【０００６】
上記鉛フリーはんだ２１４によりフラットケーブル１０１と上記導電部材とを接続するには、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、フラットケーブル１０１の端末をはんだ槽１１１に浸漬させ、引き揚げることにより、図１２（ｃ）に示すように導体部１０２に液状の鉛フリーはんだ２１４が付着した鉛フリーはんだ部２１４ａを形成し、この鉛フリーはんだ部２１４ａに上記導電部材を重ねて導体部１０２と導電部材とをろう接する。
【特許文献１】特開平９−３６５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した鉛フリーはんだ２１４は、溶融温度が上述したはんだ１１４よりも数十度高いことから、図１２（ｂ）に示すように、導体部１０２と共に第２被覆部１０３ｂをはんだ槽１１１に浸漬させると、図１２（ｃ）に示すように、第２被覆部１０３ｂが鉛フリーはんだ２１４の熱により幅ｈ１から幅ｈ２に収縮し、複数の導体部１０２間の間隔が所定の間隔よりも狭くなってしまい、導体部１０２の絶縁性が低下したり、ホルダ等への取り付けが困難になる等の問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、鉛フリーはんだを用いた作業性の良いフラットケーブルと導電部材との接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１に記載された発明は、互いに平行に配された複数の導体部と、これら複数の導体部を該導体部の端末側を一部露出させた状態で被覆した絶縁性の第１被覆部と、前記第１被覆部よりも前記端末側に位置し前記複数の導体部の前記端末側を被覆した絶縁性の第２被覆部と、を有するフラットケーブルの前記第１被覆部と前記第２被覆部との間の露出された露出導体部に液状の鉛フリーはんだを付着させて、前記露出導体部と他の導電部材とをろう接するフラットケーブルの接続方法であって、貫通孔が形成された一対の治具間に前記フラットケーブルの端末側を挟むことにより、前記第２被覆部を遮蔽しかつ前記露出導体部を前記貫通孔に重なる位置に位置付け、続いて、前記フラットケーブルの端末側を、液状の鉛フリーはんだが溜められた液槽により、前記露出導体部のみに液状の鉛フリーはんだを付着させ、前記フラットケーブルの前記露出導体部に前記他の導電部材を重ねることによりこれらをろう接することを特徴とするフラットケーブルの接続方法である。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記一対の治具のうち一方に他方に向かって立設したピンが複数形成され、他方に前記ピンを収容する穴が複数形成されており、これら一対の治具間に前記フラットケーブルを挟んで前記ピンを隣り合う前記露出導体部間に位置付けることにより、前記フラットケーブルを位置決めすることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された発明において、前記他の導電部材と前記フラットケーブルとを一対のホルダ間に挟むことにより、これら他の導電部材とフラットケーブルとを所定の位置に位置決めするとともに互いに重なり合った状態で固定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された発明によれば、貫通孔が形成された一対の治具間にフラットケーブルの端末側を挟むことにより、第２被覆部を遮蔽しかつ露出導体部を前記貫通孔に重なる位置に位置付け、続いて、前記フラットケーブルの端末側を、液状の鉛フリーはんだが溜められた液槽により、前記露出導体部のみに液状の鉛フリーはんだを付着させることから、第２被覆部が鉛フリーはんだの熱により収縮することを防止できる。そして、前記フラットケーブルの露出導体部に他の導電部材を重ねる際には、第２被覆部により露出導体部間の間隔が所定の間隔に保たれていることから、露出導体部と他の導電部材との位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。
【００１３】
請求項２に記載された発明によれば、前記一対の治具のうち一方に他方に向かって立設したピンが複数形成され、他方に前記ピンを収容する穴が複数形成されており、これら一対の治具間に前記フラットケーブルを挟んで前記ピンを隣り合う前記露出導体部間に位置付けることから、前記フラットケーブルを位置決めすることができ、作業性を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に記載された発明によれば、前記他の導電部材と前記フラットケーブルとを一対のホルダ間に挟むことにより、これら他の導電部材とフラットケーブルとを所定の位置に位置決めするとともに互いに重なり合った状態で固定することから、露出導体部と他の導電部材との位置決めをさらに容易に行うことができ、作業性をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係るフラットケーブルの接続方法を図１ないし図１０を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明のフラットケーブル１は、互いに平行に配された複数の導体部２と、これら複数の導体部２を該導体部２の端末側を一部露出させた状態で被覆した絶縁性の第１被覆部３ａと、第１被覆部３ａよりも前記端末側に位置し複数の導体部２の前記端末側を被覆した絶縁性の第２被覆部３ｂと、を有している。また、本発明において、「露出導体部」とは、前記導体部２の一部をなし、前記第１被覆部３ａと前記第２被覆部３ｂとの間に位置する露出された部分を意味する。また、第１被覆部１０３ａ及び第２被覆部１０３ｂは絶縁性の合成樹脂で構成されており、本実施形態ではＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で構成されている。
【００１７】
また、本実施形態では、上記フラットケーブル１は、上記露出導体部２が、導電部材としての丸電線１５の芯線１６と、鉛フリーはんだ１４によりろう接される。上記丸電線１５は、図８ないし図１０に示すように導電性の芯線１６の外周に絶縁性の被覆部１７が形成された断面丸型の所謂被覆電線である。以下、丸電線１５を単に電線１５と呼ぶ。この電線１５は、フラットケーブル１の露出導体部２とろう接される側の端末が皮剥きされて、芯線１６が露出されている。
【００１８】
上記鉛フリーはんだ１４とは、錫、銀、銅などで構成される鉛を含まない合金である。この鉛フリーはんだ１４は、後述する液槽としての噴流はんだ槽１０内で過熱されて液状で露出導体部２に付着される。
【００１９】
上記フラットケーブル１の露出導体部２と、電線１５の芯線１６と、をろう接するには、フラットケーブル１の端末側を上記噴流はんだ槽１０に浸けて、露出導体部２側に液状の鉛フリーはんだ１４を付着させ、この鉛フリーはんだ１４が付着した鉛フリーはんだ部１４ａ（図７を参照。）に電線１５の芯線１６を重ねる。そして、所定の時間を置くことにより、鉛フリーはんだ１４が固化して、導体部２と芯線１６とがろう接される。
【００２０】
上記フラットケーブル１を噴流はんだ槽１０に浸ける際には、図２及び図３に示す治具６によりフラットケーブル１の端末側を挟んだ状態で浸ける。この治具６は、セラミックスなど耐熱性の材料で形成された互いの間にフラットケーブル１の端末側を挟むことが可能な第１の治具４，第２の治具５で構成されている。
【００２１】
また、これら第１の治具４，第２の治具５は、中央部分に貫通孔８ａ，８ｂがそれぞれ形成された枠状に形成されており、互いに重ねられた状態でこれら貫通孔８ａ，８ｂが重なるように形成されている。また、図３に示すように、第１の治具４と第２の治具５の間にフラットケーブル１の端末側が挟まれた状態では、第１被覆部３ａの露出導体部２寄りの端部及び第２被覆部３ｂが治具６により遮蔽され、露出導体部２が貫通孔８ａ，８ｂに重なる位置に位置付けられる。この状態でフラットケーブル１の端末を噴流はんだ槽１０に浸けることにより、露出導体部２のみに鉛フリーはんだ１４が付着する。このようにするのは、第１被覆部３ａ及び第２被覆部３ｂを鉛フリーはんだ１４に触れさせないようにして、第１被覆部３ａ及び第２被覆部３ｂが鉛フリーはんだ１４の熱により収縮することを防ぐためである。
【００２２】
また、第２の治具５には、第１の治具４と当接する面から凹に形成されるとともにフラットケーブル１の外形に沿った形状に形成された段差部９が形成されている。フラットケーブル１の端末にこの治具６を取り付ける際には、第１の治具４と離れた状態の第２の治具５（図２に示す。）の段差部９にフラットケーブル１の端末を嵌めるようにして重ねることで、容易に位置合わせを行うことができる。また、フラットケーブル１は、段差部９に嵌ることにより、フラットケーブル１の幅方向に沿って位置ずれすることが防止される。
【００２３】
また、第２の治具５には、上記段差部９の内面から立設した複数のピン７ｂが形成されている。これら複数のピン７ｂの、隣り合うピン７ｂ同士の間隔は、露出導体部２の幅とほぼ等しい。また、これら複数のピン７ｂは、フラットケーブル１が段差部９に嵌められた状態で、複数の露出導体部２の間にそれぞれ位置付けられるとともに、段差部９の縁部との間に第２被覆部３ｂを位置付ける。即ち、フラットケーブル１は、第２被覆部３ｂが、段差部９の縁部とピン７ｂとの間に位置付けられることにより、フラットケーブル１の長手方向に沿って位置ずれすることが防止される。さらに、フラットケーブル１は、複数の露出導体部２が複数のピン７ｂ間に位置付けられることにより、フラットケーブル１の幅方向に沿って位置ずれすることが防止される。
【００２４】
また、第１の治具４には、第２の治具５と重なり合致した状態で上記複数のピン７ｂを収容する穴７ａがピン７ｂと同数形成されている。フラットケーブル１は、この穴７ａにピン７ｂが収容されることにより、治具６から脱落する、即ち第１の治具４，第２の治具５間から抜ける、ことが防止される。
【００２５】
上記噴流はんだ槽１０は、図４に示すように、液状の鉛フリーはんだ１４を溜める容器部１１と、容器部１１の内側に形成された噴出部１２と、を有した周知の装置である。この噴出部１２は、筒状に形成されており、内部から液状の鉛フリーはんだ１４を上方に向かって噴き出す。即ち、噴出部１２は、容器部１１の液面よりも上方の位置で鉛フリーはんだ１４を噴き出す。
【００２６】
また、上記容器部１１には、上記治具６をセットするためのガイド部１３が形成されている。このガイド部１３は、噴出部１２を挟んだ両側に設けられるとともに治具６の外形寸法に沿って形成された溝である。このガイド部１３即ち溝に、図５及び図６に示すように、フラットケーブル１を挟んだ治具６を嵌め込むことにより、露出導体部２に、噴出部１２により噴き出された鉛フリーはんだ１４が付着する。即ち、本実施形態で言う「フラットケーブル１を噴流はんだ槽１０に浸ける」とは、治具６に挟まれたフラットケーブル１の端末を噴出部１２にかざして、噴出部１２により噴き出された液状の鉛フリーはんだ１４を治具６の貫通孔８ａ，８ｂを通して露出導体部２のみに付着させることを意味する。このように噴流はんだ槽１０を使用することにより、露出導体部２への鉛フリーはんだ付着工程を安定して行うことができる。
【００２７】
図５に示したようにフラットケーブル１を噴流はんだ槽１０に浸けた後、治具６を外すと、図７に示すように、露出導体部２に液状の鉛フリーはんだ１４が付着した鉛フリーはんだ部１４ａが形成される。
【００２８】
そして、鉛フリーはんだ部１４ａの鉛フリーはんだ１４が固化しない間に、このフラットケーブル１と上記電線１５とを重ね合わせる。この際、図８ないし図１０に示すように、フラットケーブル１と電線１５とを一対のホルダ１８，１９間に挟むことにより、これらを所定の位置に位置決めするとともに、鉛フリーはんだ部１４ａと電線１５の芯線１６とが互いに重なり合った状態で固定する。また、これら一対のホルダ１８，１９には、互いに係止することによりホルダ１８，１９同士を合致した状態に保つロック２２及びロックアーム２６が形成されている。
【００２９】
上記一対のホルダ１８，１９のうち、一方のホルダ１９には、鉛フリーはんだ部１４ａの幅及びピッチと等しく形成された複数の溝２３が形成されている。この複数の溝２３に鉛フリーはんだ部１４ａ即ち露出導体部２を嵌めるようにしてこのホルダ１９にフラットケーブル１を取り付けることにより、フラットケーブル１がその幅方向に沿って位置ずれすることが防止される。
【００３０】
また、上記一方のホルダ１９には、各溝２３の端部から溝２３の長手方向（フラットケーブル１の長手方向）に沿って立設した歯の形状をなす歯状部２５が複数形成されている。さらに、これら歯状部２５と相対して千鳥状に配列された、歯の形状をなす第２歯状部２４が複数形成されている。そして、上記溝２３に露出導体部２を嵌めるとともにこれら歯状部２５と第２歯状部２４との間に第２被覆部３ｂを位置付けることにより、鉛フリーはんだ部１４ａ即ち露出導体部２が位置ずれしたり、めくれたりすることなく、ホルダ１９に位置決めされる。
【００３１】
また、本発明では、第２被覆部３ｂにより複数の露出導体部２間の間隔が所定の間隔に保たれていることから、複数の溝２３に複数の露出導体部２を嵌める際、露出導体部２を一つ一つ嵌める必要がなく、一括で嵌めることができ、そのために容易にフラットケーブル１をホルダ１９に取り付けることができる。また、露出導体部２の端部が第２被覆部３ｂに繋がっていることから、各露出導体部２を位置ずれすることなくホルダ１９の所定の位置に位置付ける、即ち位置決めする、ことができる。
【００３２】
そして、上述のようにフラットケーブル１がホルダ１９に位置決めされた後、各鉛フリーはんだ部１４ａ即ち各露出導体部２が嵌められた溝２３に各電線１５の端末を挿入することにより、この電線１５の芯線１６を鉛フリーはんだ部１４ａに重ねる。その後、一方のホルダ１９との間にフラットケーブル１及び電線１５を挟む格好で他方のホルダ１８を一方のホルダ１９に合致させることにより、これら一対のホルダ１８，１９と、フラットケーブル１と、複数の電線１５と、が互いに固定される。また、他方のホルダ１８には、電線１５と当接する部分に、電線１５の外形に沿った複数の溝２１が形成されている。この溝２１に当接することにより電線１５は位置ずれすることなく固定される。
【００３３】
そして、一対のホルダ１８，１９と、フラットケーブル１と、複数の電線１５と、が互いに固定された状態で所定の時間を置くことにより、鉛フリーはんだ部１４ａの鉛フリーはんだ１４が固化し、露出導体部２と芯線１６とが電気的に接続される。
【００３４】
本実施形態によれは、フラットケーブル１に第２被覆部３ｂを設けることにより、複数の露出導体部２の位置決めを容易に行うことができて、電線１５との接続作業性を向上させることができる。また、フラットケーブル１に第２被覆部３ｂを設けることにより、露出導体部２同士が接触して電気回路がショートすることを防止できる。そして、噴流はんだ槽１０にフラットケーブル１の端末を浸けることにより、容易に複数の露出導体部２に鉛フリーはんだ１４を付着させることができる。さらに、この際、フラットケーブル１の端末を治具６で挟んで第１被覆部３ａ及び第２被覆部３ｂを遮蔽することにより、これらが鉛フリーはんだ１４に触れることがないので、第１被覆部３ａ及び第２被覆部３ｂが鉛フリーはんだ１４の熱により収縮することを防ぐことができる。
【００３５】
また、前述した実施形態では、導電部材として電線１５を説明したが、本発明の「導電部材」は、断面丸型の電線１５に限らず、上述したようなフラットケーブルや、周知のＦＰＣであっても良く、導電性金属板にプレス処理を施して得られるバスバ等であっても良い。即ち、本発明における「導電部材」とは、フラットケーブル１の導体部２と重ねられることで互いに電気接続するものであれば如何なるものであっても良い。
【００３６】
また、前述した実施形態では、フラットケーブル１の端末側を噴流はんだ槽１０に浸けることにより露出導体部２に鉛フリーはんだ１４を付着させているが、本発明では、「液槽」として、必ずしも噴流はんだ槽１０を設ける必要はなく、液状の鉛フリーはんだ１４が溜められた液槽としての容器に、治具６が取り付けられたフラットケーブル１の端末側を沈めるようにして露出導体部２に鉛フリーはんだ１４を付着させても良い。この場合、第２被覆部３ｂから第１被覆部３ａに向かって沈めるようにして、第１被覆部３ａの端部を前記容器の液面より上方の位置で止めるようにすれば、即ち第１被覆部３ａを鉛フリーはんだ１４中に沈めないようにすれば、第１被覆部３ａの端部を治具６により遮蔽する必要はない。
【００３７】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るフラットケーブルを示す斜視図である。
【図２】図１に示されたフラットケーブルの端末側を挟む一対の治具を示す斜視図である。
【図３】図２に示された一対の治具がフラットケーブルの端末側を挟んだ状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示されたフラットケーブルの露出導体部に鉛フリーはんだを付着させる噴流はんだ槽を示す斜視図である。
【図５】図４に示された噴流はんだ槽に、図３に示されたフラットケーブル及び治具がセットされた状態を示す斜視図である。
【図６】図５中のＡ―Ａ線に沿った断面図である。
【図７】図５に示された噴流はんだ槽に浸けられることにより、露出導体部に鉛フリーはんだが付着されたフラットケーブルを示す斜視図である。
【図８】図７に示されたフラットケーブルと導電部材とを互いの間に挟む一対のホルダを示す斜視図である。
【図９】図８に示された一対のホルダがフラットケーブルと導電部材とを互いの間に挟んだ状態を示す斜視図である。
【図１０】図９に示されたフラットケーブル及び一対のホルダを示す平面図である。
【図１１】従来のフラットケーブルと導電部材とのろう接におけるはんだ塗布工程を説明する説明図である。
【図１２】従来のフラットケーブルと導電部材とのろう接における鉛フリーはんだ塗布工程を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  フラットケーブル
２  導体部，露出導体部
３ａ  第１被覆部
３ｂ  第２被覆部
４  第１の治具（治具）
５  第２の治具（治具）
７ａ  穴
７ｂ  ピン
８ａ，８ｂ  貫通孔
１０  噴流はんだ槽（液槽）
１４  鉛フリーはんだ
１５  電線（他の導電部材）
１８，１９  ホルダ
【図１】
2008270006.tif 000003
【図２】
2008270006.tif 000004
【図３】
2008270006.tif 000005
【図４】
2008270006.tif 000006
【図５】
2008270006.tif 000007
【図６】
2008270006.tif 000008
【図７】
2008270006.tif 000009
【図８】
2008270006.tif 000010
【図９】
2008270006.tif 000011
【図１０】
2008270006.tif 000012
【図１１】
2008270006.tif 000013
【図１２】
2008270006.tif 000014