JP2012204263A - ケーブル端部モールド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アウトガスによるケーブルシースとモールド樹脂部との密着性の低下を抑制することを可能としたケーブル端部モールド構造を提供する。
【解決手段】ケーブルシース２ｂを有するケーブル２の端部を覆うために樹脂モールド成形されたモールド樹脂部６を備えたケーブル端部モールド構造において、モールド樹脂部６内には、ケーブルシース２ｂとモールド樹脂部６とが接触しない部分であって、モールド樹脂部６を樹脂モールド成形する際にケーブルシース２ｂで発生するガスの少なくとも一部が集中するガス集中部（ガス貯留部１０ａ）が形成されていることを特徴とするケーブル端部モールド構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブル端部モールド構造に関するものである。

ケーブルの接続部を絶縁保護することなどを目的として、金型内にケーブル接続部をセットし、溶融樹脂を射出成形機から金型内に射出することで、ケーブル接続部をモールド樹脂で封止することが一般的に行われている。

この種のケーブル接続部のモールド構造の一例としては、ケーブルの端部が樹脂モールドされたセンサ本体部の内部に配置されたケーブル引出部の構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このモールド構造の他の一例としては、ケーブル接続部を被覆するモールド樹脂を成形するためのケーブル接続部モールドケースが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

このモールド構造の更に他の一例としては、幹線ケーブルの導体に分岐ケーブルの導体を接続した接続部を内側モールド樹脂と外側モールド樹脂との内外二重構造によって封止したケーブル分岐部のモールド構造（例えば、特許文献３参照。）が提案されている。

電線の絶縁構造の一例としては、複数本の電線の接続部を絶縁体で被覆して絶縁スリーブに挿入する電線の接続部の絶縁構造（例えば、特許文献４参照。）が提案されている。

特開２００１−３７０５８号公報 特開平３−２２３７３号公報 特開２００１−２２９９９５号公報 特開２００４−３１２９４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来のケーブル引出部の構造では、溶融樹脂を射出成形する際に、アウトガスが高温の溶融樹脂と接触したケーブルシースから発生する場合がある。このケーブルシースからのアウトガスがケーブルシースとモールド樹脂との間に留まると、モールド樹脂とケーブルシースとの密着性を低下させる要因となり、気密性に優れたケーブル接続部を成形することは困難になる。このようなアウトガスの対策については、上記特許文献２〜４に記載された従来の技術にあっても講じられていない。

従って、本発明の目的は、アウトガスによるケーブルシースとモールド樹脂部との密着性の低下を抑制することを可能としたケーブル端部モールド構造を提供することにある。

本発明の課題は、下記［１］〜［５］に記載した各発明により達成することができる。

［１］本発明は、ケーブルシースを有するケーブルの端部を覆うために樹脂モールド成形されたモールド樹脂部を備えたケーブル端部モールド構造において、前記モールド樹脂部内には、前記ケーブルシースと前記モールド樹脂部とが接触しない部分であって、前記モールド樹脂部を樹脂モールド成形する際に前記ケーブルシースで発生するガスの少なくとも一部が集中するガス集中部が形成されていることを特徴とするケーブル端部モールド構造にある。

［２］上記［１］記載の前記ガス集中部は、前記ガスを貯留するためのガス貯留部であることを特徴とする。

［３］上記［２］記載の前記ガス貯留部は、前記ケーブルシースの外周に設けられたインサート部品の内周部に形成された凹部により形成されることを特徴とする。

［４］上記［３］記載の前記インサート部品は、前記モールド樹脂部と同一の材料から形成されることを特徴とする。

［５］上記［１］記載の前記ガス集中部は、前記ケーブルシースの外周面から前記モールド樹脂部の外周面に貫通して形成され、前記ガスを排気するためのガス排気路であることを特徴とする。

本発明によると、アウトガスによるケーブルシースとモールド樹脂部との密着性の低下を抑制することが可能になる。

本発明の典型的な第１の実施の形態であるケーブル端部モールド構造を模式的に示す図である。 モールド構造の一部を構成するインサート部品の斜視図である。 （ａ）は図１のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線矢視断面拡大図であり、（ｂ）は図１のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線の矢視断面拡大図である。 （ａ）〜（ｆ）は、図１のモールド構造を製造する工程を模式的に示す図である。 図１のモールド構造の機能を説明するための図である。 第２の実施の形態であるケーブル端部モールド構造を模式的に示す図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図６のモールド構造を製造する工程を模式的に示す図である。 図６のモールド構造の機能を説明するための図である。

［実施の形態の要約］
本発明の実施の形態に係るケーブル端部モールド構造は、ケーブルシースを有するケーブルの端部を覆うために樹脂モールド成形されたモールド樹脂部を備えたケーブル端部モールド構造において、前記モールド樹脂部内には、前記ケーブルシースと前記モールド樹脂部とが接触しない部分であって、前記モールド樹脂部を樹脂モールド成形する際に前記ケーブルシースで発生するガスの少なくとも一部が集中するガス集中部が形成されているものである。

本実施の形態において、前記モールド樹脂部は、樹脂モールド成形によって前記ケーブルシースの端部の外周面と密着して一体化することによって所定の強度が維持されている部分である「接触部」と、前記ケーブルシースの端部の外周面と接触しない部分である「非接触部」と、を有している。また、前記モールド樹脂部内には、「ガス集中部」が形成されている。「ガス集中部」とは、前記ケーブルシースと前記モールド樹脂部とが接触しない部分であって、例えば、後述するガス貯留部やガス排気路のことである。このガス集中部には、樹脂モールド成形時に前記ケーブルシースで発生したガスの少なくとも一部が集中する。これにより、前記接触部の界面に前記ガスが侵入するおそれを低減することが可能になる。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

［第１の実施の形態］
（樹脂モールド構造体の構成）
図１は、ケーブル２の端部と各種の電子部品３とをモールド樹脂で被覆してなる構造体の一例として樹脂モールド構造体１を例示するものである。この樹脂モールド構造体１は、本発明に係るケーブル端部樹脂モールド構造を用いている。また、樹脂モールド構造体１は、電子部品３をケーブル２の端部ごと覆うために樹脂モールド成形されたモールド樹脂部６を備えるものである。

樹脂モールド構造体１の電子部品３は、例えばケーブル２の相手方の図示しないケーブル、ケーブル２の導体２ａを接続する回路基板４、回路基板４に実装されたセンサ５、及び図示しない端子などの電気的接合を必要とする各種の部品により構成される。

このケーブル２は、図１に示すように、導体２ａと、導体２ａの周囲に設けられた図示しない絶縁層と、絶縁層の周囲に設けられた上記ケーブルシース２ｂとを有する。ケーブル２の断面形状は、同心円状、又は矩形状等の各種の形状に形成される。ケーブル２は、単数の電線、又は複数本の電線を用いてもよく、複数の電線から構成されるケーブルハーネスとして用いてもよい。

この導体２ａを被覆する絶縁層の材料としては、ケーブル２として慣用的に用いられる絶縁材料の全てを適用することができる。ケーブルシース２ｂの樹脂材料としては、本発明に係るケーブル端部モールド構造が車両のエンジン周り等の高温となる場所においても使用される場合を考慮して、フッ素系樹脂、例えばフッ素を含む材料を８０％ｗｔ配合した樹脂であることが更に好適である。その一例としては、例えばフロンレックス（登録商標）などが挙げられる。この樹脂材料を用いることで、樹脂モールド構造体１の耐熱温度を２００℃程度とすることができる。

この導体２ａは、図１に示すように、はんだ付けにより回路基板４の電極に直接接続される。導体２ａは、銅又は銅合金の単線を用いる構成としてもよく、複数の銅線又は複数の銅合金線を撚り合わせて形成した構成としてもよい。導体２ａは、電源線、又は信号線として使用してもよく、終端を接地することでグラウンド線として用いてもよい。また、導体２ａは、銅以外の金属、例えばアルミニウムや鉄等からなるものであってもよい。

この回路基板４は、図１に示すように、柔軟性を有しないリジット基板、柔軟性を有するフレキシブル基板、あるいはリジット基板とフレキシブル基板とを複数層の層状に形成したリジットフレキシブル基板を用いてもよい。リジット基板の材料としては、例えばガラスエポキシ樹脂などの硬い材質が挙げられる。一方、フレキシブル基板の材料としては、例えばポリマー樹脂などが挙げられる。

この樹脂モールド構造体１は、例えば外部からの衝撃や高温高湿の環境下で使用される車載センサの用途に好適に用いられる。このセンサ５は、図１に示すように、はんだ付けにより回路基板４に実装される。センサ５としては、例えば磁気センサ、温度センサ、圧カセンサ、フォトインタラプタ、又は化学センサなどが挙げられる。

（モールド樹脂部の構成）
このモールド樹脂部６は、図１に示すように、導体２ａ、ケーブルシース２ｂ、回路基板４、及びセンサ５を覆うように樹脂モールド成形される。このモールド樹脂部６の材料は、ケーブルシース２ｂと同じ樹脂を用いることが好適であるが、モールド樹脂部６には、ケーブルシース２ｂを形成する合成樹脂材と相溶性のよい各種の熱可塑性樹脂を使用することができる。モールド樹脂部６の外面形状としては、直方状、立方状や円柱状等の各種の形状であってもよい。

この第１の実施の形態において樹脂モールド構造体１は更に、図１〜図３に示すように、モールド樹脂部６内には、ケーブルシース２ｂとモールド樹脂部６とが接触しない部分であって、モールド樹脂部６を樹脂モールド成形する際にケーブルシース２ｂで発生するガスの少なくとも一部が集中するガス集中部としてのガス貯留部１０ａが形成されている。このガス貯留部１０ａは、本実施の形態の主要な特徴部をなしており、樹脂モールド成形の際にケーブルシース２ｂで発生するガス（アウトガス）を貯留することで、ケーブルシース２ｂとモールド樹脂部６との密着性の低下を抑制する機能を有している。本実施の形態において、ガス貯留部１０ａは、ケーブルシース２ｂの外周に設けられたインサート部品１０の内周部に形成された凹部１１ａ，１２ａにより形成される。

このインサート部品１０は、図１〜図３に示すように、ケーブル２のケーブルシース２ｂの一部外面に接触する二分割構造からなり、凹部を除く外面形状が略直方体形状をなす第１ケース体１１及び第２ケース体１２からなる。この第１ケース体１１と第２ケース体１２との対向面側の内部には、それぞれ凹部１１ａ，１２ａが形成されている。なお、図示例では、第１ケース体１１と第２ケース体１２とは、実質的に同様の材質、形状及び構造からなり、半割となっているが、これに限定されるものではない。本発明においては、半割以外の分割構造であってもよい。

この第１及び第２ケース体１１，１２の対向する半割り部分の四角枠状の分割面１１ｂ，１２ｂには、図２〜図３（ｂ）に示すように、それぞれケーブルシース２ｂの外面に合致する円弧面形状をなす切り欠き凹部１１ｃ，１２ｃが形成されている。この切り欠き凹部１１ｃ，１２ｃは、分割面１１ｂ，１２ｂの隅角部を除く中間部分に配置されている。

この第１及び第２ケース体１１，１２の分割面１１ｂ，１２ｂを重ね合わせることで、図３（ｂ）に示すように、一組の対向する側面にケーブル２を保持する円形状の保持孔１０ｂを有する略直方体状のインサート部品１０が形成される。インサート部品１０の凹部１１ａ，１２ａは、ケーブルシース２ｂに対して非接触状態で配置される。なお、本実施の形態において、切り欠き凹部１１ｃ，１２ｃや、それにより形成される保持孔１０ｂの径は、ケーブル２の外径と同じにしているが、ケーブル２の外径よりも小さくてもよい。このとき、第１ケース体１１及び第２ケース体１２は、ケーブル２のケーブルシース２ｂを切り欠き凹部１１ｃ，１２ｃにより弾性変形させながら重ね合わせられる。このようにすることで、保持孔１０ｂとケーブル２との隙間をより確実に無くすることが可能となり、樹脂モールド成形の際に保持孔１０ｂを介してモールド樹脂が凹部１１ａ，１２ａ内に流れ込むことを防止することが可能である。

このインサート部品１０を用いることで、モールド樹脂部６内、更にいえば第１及び第２ケース体１１，１２の凹部１１ａ，１２ａとケーブルシース２ｂとの間に、樹脂モールド成形の際に発生するケーブルシース２ｂからのアウトガスを貯留するガス貯留部１０ａが形成される。

なお、第１ケース体１１と第２ケース体１２とのそれぞれの凹部１１ａ，１２ａの内部に仕切壁を形成することで、複数の凹部に区分した構成であってもよい。また、ケーブル２と電子部品３とをモールド樹脂で被覆したモールド樹脂部６を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えば少なくともケーブル２の端部をモールド樹脂部６で覆うように樹脂モールド成形されたものであってもよい。

更には、第１ケース体１１及び第２ケース体１２の分割面１１ｂ，１２ｂのいずれか一方に分割面凸部１１ｄを形成し、その他方に分割面凸部１１ｄと嵌合する分割面凹部１２ｄを設けてもよい。このようにすることで、後述する樹脂モールド成形に際して溶融したモールド樹脂を金型１００（図４参照）のキャビティ内に流し込む際に、第１ケース体１１及び第２ケース体１２の重ね合わせがズレるのを低減することが可能となり、凹部１１ａ，１２ａ内にモールド樹脂が流れ込むのを防止することができる。この雄雌部材による嵌脱自在の固定手段としては、図示例に限定されるものではなく、凹部１１ａ，１２ａ内にモールド樹脂が流れ込むのを防止することができる各種の固定手段を用いることが可能である。

このインサート部品１０の材料としては、モールド樹脂部６と相溶性のよい各種の樹脂を用いることができるが、モールド樹脂部６と同じ材料を用いることが好適である。これにより、インサート部品１０とモールド樹脂部６との界面において密着性を向上させることができる。なお、インサート部品１０の材料としては、モールド樹脂部６と同じ材料に限定されるものではなく、例えば金属材料、絶縁ゴム材料、又は繊維材料などを使用することができる。

このインサート部品１０の外面形状にあっても、略直方体状に限定されるものではなく、例えば円柱状、ドーム（円弧面）状、又は角錐状などの外面形状であってもよく、相手方のモールド樹脂部６を密着させることができる各種の形状を使用することができることは勿論である。

使用されるインサート部品１０の配置個数や配置位置にあっても、図示例に限定されるものではない。その一例としては、例えばインサート部品１０のうち、第１及び第２ケース体１１，１２のいずれか一方をケーブルシース２ｂの外面に配置することができる。他の一例としては、例えば２個以上のインサート部品１０をケーブルシース２ｂの長手方向の外面に適宜に配置することができる。この構成を採用することにより、樹脂モールド成形の際にケーブルシース２ｂから発生するアウトガスをより多く貯留することや、いくつかの場所から発生するアウトガスを効率的に貯留することが可能になる。

（樹脂モールド構造体の製造方法）
以下に、図４（ａ）〜図４（ｆ）を参照しながら、ケーブル端部モールド構造の製造方法の一例を説明する。

樹脂モールド構造体１を製造するにあたっては、先ず、図４（ａ）に示す直径φ５ｍｍのケーブル２を用意する。次に、図４（ｂ）に示すように、ケーブル２の端面から５ｍｍ〜３０ｍｍの部位でケーブルシース２ｂを剥ぎ取り、直径φ３ｍｍの導体２ａを５ｍｍ〜３０ｍｍ程度露出させる。次に、図４（ｃ）に示すように、露出した導体２ａを外形寸法５×５×２ｍｍの構造のセンサ５が搭載された回路基板４（１０×１０×１ｍｍ）にはんだ接続する。

次いで、図４（ｄ）に示すように、外形寸法４．５×４．５×４．５ｍｍの構造のインサート部品１０である第１及び第２ケース体１１，１２の分割面１１ｂ，１２ｂを重ね合わせることで、切り欠き凹部１１ｃ，１２ｃにより形成された保持孔１０ｂによりケーブル２を保持する。これにより、ケーブル２及び電子部品３の組立体が得られる。

次に、図４（ｅ）に示すように、定法に従い、外形寸法４．５×４．５×４．５ｍｍの構造のインサート部品１０と、ケーブル２及び電子部品３の組立体とを支持するため、金型１００のキャビティを構成する図示しないインサート支持ピンや入駒などを用い、金型１００のキャビティ内にケーブル２及び電子部品３の組立体をセットする。

次に、注入口１０１を介して金型１００のキャビティ内に溶融したモールド樹脂を流し込んで、ケーブル２の端部及び電子部品３をモールド樹脂で被覆成形する。そして、ケーブル２の端部及び電子部品３を封止した外形寸法３０×４０×１５ｍｍの構造のモールド樹脂部６を離型する。以上の操作により、図４（ｆ）に示すように、樹脂モールド構造体１が得られる。

（第１の実施の形態の効果）
上記第１の実施の形態に係るケーブル端部モールド構造には、図５に示すように、インサート部品１０を用いてモールド樹脂部６内にガス貯留部１０ａが形成されている。この構成によると、樹脂モールド成形の際にケーブルシース２ｂから発生するアウトガス２００がガス貯留部１０ａに集中して貯留されることになり、アウトガス２００によるケーブルシース２ｂとモールド樹脂部６との密着性の低下を抑制することができる。

［第２の実施の形態］
この第２の実施の形態にあっても、図６〜図９に示すように、上記第１の実施の形態に係るケーブル端部モールド構造体と基本的な構成において変わるところはない。

これらの図において、上記第１の実施の形態と大きく異なるところは、上記第１の実施の形態では、ガス集中部がガス貯留部１０ａであるものとしているが、この第２の実施の形態にあっては、ガス集中部は、樹脂モールド成形の際にケーブルシース２ｂから発生するアウトガス２００をモールド樹脂部６外に排気するガス排気路２０としている。なお、図６〜図９において、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。

（モールド樹脂部の構成）
この樹脂モールド構造体１には、図６及び図７に示すように、ケーブル２の長手方向の一部にケーブルシース２ｂの外周面からモールド樹脂部６の外周面に向けて貫通して形成された２個のガス排気路２０が形成されている。ガス排気路２０は、ケーブル２の軸線方向に対して放射方向に向けて形成されている。そのガス排気路２０の孔形状は円形状をなしている。図示例によれば、一対のガス排気路２０は、モールド樹脂部６に１８０°の位相差をもって、それぞれ逆向きに同じ角度で形成されている。

このガス排気路２０の形状、形成個数、形成位置や構造にあっては、図示例に限定されるものではない。排気路２０の孔形状は、例えば三角状や四角状などの多角状の形状、あるいは三角錐状や四角錐状などの多角錐状の形状であってもよいことは勿論である。

形成されるガス排気路２０の形成個数や形成位置としては、例えば１個のガス排気路２０をケーブルシース２ｂの端部に対応するモールド樹脂部６の内部に適宜に形成することができる。３個以上のガス排気路２０をケーブルシース２ｂの長手方向や周方向の端部に対応するモールド樹脂部６の内部に適宜に形成することもできる。ケーブル２の端部の一部に形成されたガス排気路２０の容量を増加させることで、樹脂モールド成形の際にケーブルシース２ｂから発生するアウトガスをより多く排出することや、いくつかの場所から発生するアウトガスを効率的に排出することができる。

図示を省略するが、上記インサート部品１０に排気口を形成するとともに、その排気口に連通するようにモールド樹脂部６の内部にガス排気路２０を形成することができる。ガス排気路２０の底部に大径のガス溜部を有するとともに、ガス溜部に小径のガス排出路を形成することで、樹脂モールド成形の際に発生するケーブルシース２ｂからのアウトガスをガス排気路２０の底部に貯留して排出口から外部へ排出することもできる。

（樹脂モールド構造体の製造方法）
以下に、図８（ａ）〜図８（ｅ）を参照しながら、ケーブル端部モールド構造体の製造方法を説明する。

樹脂モールド構造体１を製造するにあたっては、先ず、図８（ａ）に示すように、直径φ５ｍｍのケーブル２を用意する。次に、図８（ｂ）に示すように、ケーブル２の端面から５ｍｍ〜３０ｍｍの部位でケーブルシース２ｂを剥ぎ取り、直径φ３ｍｍの導体２ａを５ｍｍ〜３０ｍｍ程度露出させる。次に、図８（ｃ）に示すように、露出した導体２ａを外形寸法５×５×２ｍｍの構造のセンサ５が搭載された回路基板４（１０×１０×１ｍｍ）にはんだ接続する。これにより、ケーブル２及び電子部品３の組立体が得られる。

次いで、図８（ｄ）に示すように、定法に従い、金型のキャビティ内に形成された排気路２０の成型用部材１０２をケーブル２のケーブルシース２ｂに接触させるとともに、ケーブル２及び電子部品３の組立体を支持するため、金型１００のキャビティを構成する図示しないインサート支持ピンや入駒などを用いて、金型１００のキャビティ内にケーブル２及び電子部品３の組立体をセットする。

次に、注入口１０１を介して金型１００のキャビティ内に溶融したモールド樹脂を流し込んで、ケーブル２の端部及び電子部品３をモールド樹脂で被覆成形する。そして、ケーブル２の端部及び電子部品３を封止した外形寸法３０×４０×１５ｍｍの構造のモールド樹脂部６を離型する。以上の操作により、図８（ｅ）に示すように、樹脂モールド構造体１が得られる。

（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態にあっても、図９に示すように、樹脂モールド成形の際にケーブルシース２ｂから発生するアウトガス２００がガス排気路２０に集中し、そのアウトガス２００がモールド樹脂部６外に排気されることになり、アウトガス２００によるケーブルシース２ｂとモールド樹脂部６との密着性の低下を抑制することができる。

なお、上記各実施の形態では、ケーブルと電子部品との接続部をモールド樹脂でモールドした構造を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばケーブルの導体同士を接続した接続部をモールド樹脂によって封止した構造などであっても効果的に使用することができる。

以上の説明からも明らかなように、上記各実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきであり、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能であることは勿論である。

１…樹脂モールド構造体、２…ケーブル、２ａ…導体、２ｂ…ケーブルシース、３…電子部品、４…回路基板、５…センサ、６…モールド樹脂部、１０…インサート部品、１０ａ…ガス貯留部、１０ｂ…保持孔、１１…第１ケース体、１２…第２ケース体、１１ａ，１２ａ…凹部、１１ｂ，１２ｂ…分割面、１１ｃ，１２ｃ…切り欠き凹部、１１ｄ…分割面凸部、１２ｄ…分割面凹部、２０…ガス排気路、１００…金型、１０１…注入口、１０２…成型用部材、２００…アウトガス

Claims (5)

1. ケーブルシースを有するケーブルの端部を覆うために樹脂モールド成形されたモールド樹脂部を備えたケーブル端部モールド構造において、
   前記モールド樹脂部内には、前記ケーブルシースと前記モールド樹脂部とが接触しない部分であって、前記モールド樹脂部を樹脂モールド成形する際に前記ケーブルシースで発生するガスの少なくとも一部が集中するガス集中部が形成されていることを特徴とするケーブル端部モールド構造。
2. 前記ガス集中部は、前記ガスを貯留するためのガス貯留部であることを特徴とする請求項１に記載のケーブル端部モールド構造。
3. 前記ガス貯留部は、前記ケーブルシースの外周に設けられたインサート部品の内周部に形成された凹部により形成されることを特徴とする請求項２に記載のケーブル端部モールド構造。
4. 前記インサート部品は、前記モールド樹脂部と同一の材料から形成されることを特徴とする請求項３に記載のケーブル端部モールド構造。
5. 前記ガス集中部は、前記ケーブルシースの外周面から前記モールド樹脂部の外周面に貫通して形成され、前記ガスを排気するためのガス排気路であることを特徴とする請求項１に記載のケーブル端部モールド構造。

Images