JP6281461B2

JP6281461B2 - 樹脂モールド付きケーブルの製造方法

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Publication number: JP6281461B2
Application number: JP2014199867A
Authority: JP
Inventors: 池田　幸雄; 幸雄池田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2018-02-21
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP2016072073A; US20160089823A1; US10046492B2; FR3026548B1; CN105459326A; CN105459326B; FR3026548A1

Description

本発明は、樹脂モールド付きケーブルの製造方法に関する。

従来、磁気式のセンサ素子と、センサ素子の出力信号を外部に取り出すためのケーブルとを備え、センサ素子及びケーブルの一端部がモールドされた回転検出センサが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の回転検出センサは、センサ素子が実装されると共にケーブルの一端部が取り付けられた基板を有し、センサ素子及び基板がケーブルの一端部と共にモールディング部に覆われている。モールディング部は、上型及び下型からなる金型を用いて、熱可塑性エラストマ又はゴム材からなるモールド材を成型して構成されている。

上型及び下型には、互いに対向する部位にケーブルの外径よりも溝径が小さい溝が形成され、この溝にケーブルが保持される。これにより、モールディング部の成型時に金型内部の圧力によってケーブルが抜け出してしまうことが防止され、防水性等の信頼性の向上が図られている。

特開２０１０−４８６８９号公報

上記のように構成された回転検出センサでは、ケーブルのシース（ケーブルカバー）の外表面とモールディング部の内面とがシースの全周に亘って密着していないと、シースとモールディング部との間の僅かな隙間から水分が浸入してしまうおそれがある。この隙間から浸入した水分がセンサ素子に達してしまうと、センサ素子の検出精度に悪影響を及ぼし得る。

そこで、本発明は、ケーブルのシースと樹脂成形体との隙間からの水分の浸入に対する防水性を高めることが可能な樹脂モールド付きケーブルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、電線及び当該電線を被覆する合成樹脂からなるシースを有するケーブル部と、前記シースの一部が樹脂によってモールドされた樹脂モールド部とを有する樹脂モールド付きケーブルの製造方法であって、溶融樹脂の注入口が形成された金型の収容空間に前記ケーブル部の一部を収容する収容工程と、前記注入口から前記収容空間内に溶融樹脂を注入する注入工程と、前記溶融樹脂が固化することによって形成された樹脂成形体から不要部分を除去する除去工程とを含み、前記金型には、流入路を介して流入した前記溶融樹脂を貯留する樹脂溜りが形成され、前記注入工程では、前記注入口から注入されて前記樹脂溜りに流入する前記溶融樹脂の熱によって前記シースの一部が溶融し、前記除去工程において前記樹脂溜り内で固化した部分の前記樹脂成形体を除去する、樹脂モールド付きケーブルの製造方法を提供する。

本発明に係る樹脂モールド付きケーブルの製造方法によれば、ケーブルのシースと樹脂成形体との隙間からの水分の浸入に対する防水性を高めることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る製造方法によって製造された樹脂モールド付きケーブルを示す外観斜視図である。（ａ）は、樹脂モールド付きケーブルの上面図であり、（ｂ）は、樹脂モールド付きケーブルの側面図である。樹脂モールド付きケーブルの製造に用いられる金型を示す斜視図である。（ａ）は、上金型の上部流入路を示す拡大図である。（ｂ）は、下金型の下部流入路を示す拡大図である。（ｃ）は、キャビティの内側から見た流入路の第１開口を示す拡大図である。（ｄ）は、樹脂溜りの内側から見た流入路の第２開口を示す拡大図である。（ｅ）は、キャビティの内側から見た注入路の注入口を示す拡大図である。下金型にケーブル部及びセンサが配置された状態を示す説明図である。（ａ）〜（ｆ）は、注入工程における溶融樹脂の流れを連続的に示す模式図である。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る製造方法によって製造された樹脂モールド付きケーブル１を示す外観斜視図である。図２（ａ）は、樹脂モールド付きケーブル１の上面図であり、図２（ｂ）は、樹脂モールド付きケーブル１の側面図である。

この樹脂モールド付きケーブル１は、モールド成形された樹脂からなる樹脂モールド部２と、樹脂モールド部２によって端部がモールドされたケーブル部３と、ケーブル部３に接続されたセンサ４とを有する。図２（ａ）及び（ｂ）では、樹脂モールド部２の内部におけるケーブル部３及びセンサ４を破線で図示している。

樹脂モールド部２は、円筒状の円筒部２０と、円筒部２０の軸方向端面２０ａから軸方向に突出したボス部２１と、ボス部２１とは反対側の端部に形成されたテーパ部２２と、テーパ部２２の先端部からケーブル部３に沿って延在する環状の延在部２３とを有する。円筒部２０は、その外径が１５ｍｍ以下であり、ケーブル部３が中心部に配置されている。ボス部２１は、軸方向視において多角形状（図１に示す例では四角形状）を呈している。

ケーブル部３は、第１及び第２の電線３１，３２と、合成樹脂からなるシース３０とを有し、第１及び第２の電線３１，３２がシース３０によって一括して被覆されている。シース３０の一部は、樹脂モールド部２の樹脂によってモールドされている。第１の電線３１は、銅等の良導電性の金属からなる中心導体３１１と、中心導体３１１を覆う絶縁被覆３１２とを有している。第２の電線３２は、同じく銅等の良導電性の金属からなる中心導体３２１と、中心導体３２１を覆う絶縁被覆３２２とを有している。

第１及び第２の電線３１，３２は、樹脂モールド部２によってモールドされたシース３０の端部から露出している。また、絶縁被覆３１２，３２２は、第１及び第２の電線３１，３２の端部において除去され、絶縁被覆３１２，３２２が除去された部分において中心導体３１１，３２１が露出している。

センサ４は、例えば磁界強度等の物理量を測定するためのものであり、物理量の検出部を含む本体部４０と、本体部４０から導出された第１及び第２のリード線４１，４２とを有している。本体部４０は、例えばホール素子からなる検出部が樹脂やセラミック等の封止材によって封止され、その全体が樹脂モールド部２によってシース３０の一部と共にモールドされている。第１のリード線４１には、第１の電線３１の中心導体３１１が半田付けや溶接によって電気的に接続され、第２のリード線４２には、第２の電線３２の中心導体３２１が同様に電気的に接続されている。

樹脂モールド付きケーブル１は、例えば磁界強度の変化によって測定対象物の回転速度等を検出する計測装置に用いられ、この計測装置に形成された収容孔に樹脂モールド部２が収容される。樹脂モールド部２のボス部２１は、この収容孔内での樹脂モールド部２の回転を抑止する回り止め部として機能する。

（樹脂モールド付きケーブルの製造方法）
図３は、樹脂モールド付きケーブル１の製造に用いられる金型５０を示す斜視図である。金型５０は、上金型５１及び下金型５２によって構成されている。樹脂モールド部２は、上金型５１と下金型５２とを組み合わせることによって形成される空間に溶融した樹脂を注入することで形成される。

上金型５１には、上部キャビティ５１０と、上部樹脂溜り５１１と、上部流入路５１２と、上部注入路５１３と、上部ケーブル保持部５１４とが形成されている。下金型５２には、下部キャビティ５２０と、下部樹脂溜り５２１と、下部流入路５２２と、下部注入路５２３と、下部ケーブル保持部５２４とが形成されている。上金型５１と下金型５２とは、上金型５１の合わせ面５１ａと下金型５２の合わせ面５２ａとが当接するように、上金型５１と下金型５２とを相対移動させることにより組み合わされる。

上部キャビティ５１０、上部樹脂溜り５１１、上部流入路５１２、上部注入路５１３、及び上部ケーブル保持部５１４は、上金型５１の合わせ面５１ａに対して窪んだ凹部として形成されている。同様に、下部キャビティ５２０、下部樹脂溜り５２１、下部流入路５２２、下部注入路５２３、及び下部ケーブル保持部５２４は、下金型５２の合わせ面５２ａに対して窪んだ凹部として形成されている。

上金型５１と下金型５２とを組み合わせることにより、金型５０には、上部キャビティ５１０及び下部キャビティ５２０によってキャビティ５００が、上部樹脂溜り５１１及び下部樹脂溜り５２１によって樹脂溜り５０１が、上部流入路５１２及び下部流入路５２２によって流入路５０２が、上部流入路５１２及び下部注入路５２３によって注入路５０３が、また上部ケーブル保持部５１４と下部ケーブル保持部５２４によってケーブル保持部５０４が、それぞれ形成される。

金型５０のキャビティ５００には、注入路５０３から溶融樹脂が注入される。樹脂溜り５０１は、注入路５０３を介してキャビティ５００内に流入した溶融樹脂の一部を貯留する。キャビティ５００と樹脂溜り５０１とは、流入路５０２によって連通している。つまり、樹脂溜り５０１には、キャビティ５００内に流入した溶融樹脂の一部が流入路５０２を介して流入する。

図４（ａ）は、上部流入路５１２を示す拡大図である。図４（ｂ）は、下部流入路５２２を示す拡大図である。図４（ｃ）は、キャビティ５００の内側から見た流入路５０２の第１開口５０２ｃを示す拡大図である。図４（ｄ）は、樹脂溜り５０１の内側から見た流入路５０２の第２開口５０２ｄを示す拡大図である。図４（ｅ）は、キャビティ５００の内側から見た注入路５０３の注入口５０３ａを示す拡大図である。

図４（ｂ）に示すように、上部流入路５１２は、上部キャビティ５１０側から上部樹脂溜り５１１側に向かって流路面積が徐々に大きくなる拡径部５１２ａと、拡径部５１２ａよりも上部樹脂溜り５１１側に形成され、流路面積が拡径部５１２ａにおける最大流路面積と同一の半割円筒部５１２ｂとを有している。拡径部５１２ａにおける上部キャビティ５１０側の開口周縁５１２ｃ、及び半割円筒部５１２ｂにおける上部樹脂溜り５１１側の開口周縁５１２ｄは、それぞれ半円状である。

下部流入路５２２は、上部流入路５１２と同様に形成されている。すなわち、下部流入路５２２は、図４（ｂ）に示すように、下部キャビティ５２０側から下部樹脂溜り５２１側に向かって流路面積が徐々に大きくなる拡径部５２２ａと、拡径部５２２ａよりも下部樹脂溜り５２１側に形成され、流路面積が拡径部５２２ａにおける最大流路面積と同一の半割円筒部５２２ｂとを有している。拡径部５２２ａにおける下部キャビティ５２０側の開口周縁５２２ｃ、及び半割円筒部５２２ｂにおける下部樹脂溜り５２１側の開口周縁５２２ｄは、それぞれ半円状である。

流入路５０２は、上金型５１及び下金型５２の拡径部５１２ａ，５２２ａからなるテーパ部５０２ａと、上金型５１及び下金型５２の半割円筒部５１２ｂ，５２２ｂからなる円筒部５０２ｂとによって構成されている。テーパ部５０２ａは、その内面が円錐状であり、円筒部５０２ｂからキャビティ５００側に向かって内径が徐々に縮径している。換言すれば、流入路５０２は、樹脂溜り５０１側からキャビティ５００側の第１開口５０２ｃに向かって流路面積が漸次狭くなる漸狭部としてのテーパ部５０２ａを含む。

図４（ｃ）に示すように、流入路５０２のキャビティ５００側の第１開口５０２ｃは、その周縁が上金型５１における上部流入路５１２の開口周縁５１２ｃ及び下金型５２における下部流入路５２２の開口周縁５２２ｃからなる円形である。また、図４（ｄ）に示すように、流入路５０２の樹脂溜り５０１側の第２開口５０２ｄは、その周縁が上金型５１における上部流入路５１２の開口周縁５１２ｄ及び下金型５２における下部流入路５２２の開口周縁５２２ｄからなる円形である。

注入路５０３の注入口５０３ａは、上部注入路５１３及び下部注入路５２３のキャビティ５００側の端部に形成され、その周縁が上金型５１における上部注入路５１３の開口周縁５１３ａ及び下金型５２における下部注入路５２３の開口周縁５２３ａからなる円形である。

この金型５０を用いて行う樹脂モールド付きケーブル１の製造方法は、金型５０のキャビティ５００にケーブル部３の一部を収容する収容工程と、注入路５０３からキャビティ５００内に溶融樹脂を注入する注入工程と、溶融樹脂が固化することによって形成された樹脂成形体から不要部分を除去する除去工程とを含んでいる。以下、これら各工程について詳述する。

（収容工程）
図５は、下金型５２にケーブル部３及びセンサ４が配置された状態を示す説明図である。図５に示すように、ケーブル部３の端部ならびにセンサ４は、下金型５２上に配置され、上金型５１が下金型５２に向かって移動することで、金型５０の収容空間としてのキャビティ５００内に収容される。上部ケーブル保持部５１４と下部ケーブル保持部５２４との間には、ケーブル部３が挟持される。

（注入工程）
図６（ａ）〜（ｆ）は、注入工程における溶融樹脂６の流れを連続的に示す模式図である。溶融樹脂６は、樹脂モールド部２となる樹脂が熱によって溶融したものであり、注入路５０３及び流入路５０２を流動可能な流動性を示す流体である。

注入工程では、注入口５０３ａからキャビティ５００内に溶融樹脂６が注入される。キャビティ５００に注入された溶融樹脂６の一部は、流入路５０２を介して樹脂溜り５０１に流入する。そして、樹脂溜り５０１に流入する溶融樹脂６の熱によって、ケーブル部３のシース３０の一部が溶融する。

流入路５０２は、キャビティ５００において、注入口５０３ａとの間にシース３０の一部を挟む位置に開口している。より具体的には、流入路５０２の第１開口５０２ｃの周縁と注入路５０３の注入口５０３ａの周縁とを直線で結んで形成される空間に、シース３０の一部が含まれる。また、注入路５０３の注入口５０３ａは、シース３０を指向している。つまり、注入口５０３ａ付近における注入路５０３の中心軸の延長線上にシース３０が配置されている。

図６（ａ）に示すように、注入路５０３に供給された溶融樹脂６は、注入口５０３ａからシース３０に向かって射出される。この溶融樹脂６は、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、シース３０の外表面（外周面）３０ａを流動する。この際、溶融樹脂６からシース３０に熱が伝導し、シース３０の外表面３０ａの温度が上昇する。

キャビティ５００内にさらに溶融樹脂６が注入されると、シース３０の外表面３０ａを流動した溶融樹脂６の一部は、図６（ｄ）に示すように、流入路５０２を介して樹脂溜り５０１に流入する。溶融樹脂６の一部が樹脂溜り５０１に流入することにより、仮に金型５０に樹脂溜り５０１が形成されていない場合に比較して、シース３０の外表面３０ａを流動する溶融樹脂６の量が多くなる。すなわち、シース３０の外表面３０ａを溶融樹脂６が流動する時間が長くなる。

また、キャビティ５００内に注入される溶融樹脂６の増大に伴って、図６（ｅ）に示すように、樹脂溜り５０１内への溶融樹脂６の流入量も増大し、注入工程の完了時には、図６（ｆ）に示すように、キャビティ５００及び樹脂溜り５０１が樹脂によって満たされる。なお、注入工程の前にキャビティ５００及び樹脂溜り５０１等において上金型５１と下金型５２との間に介在していた空気は、溶融樹脂６の注入と同時に上金型５１の合わせ面５１ａと下金型５２の合わせ面５２ａとの間の僅かな隙間から金型５０の外部に排出される。

シース３０は、その外表面３０ａを溶融樹脂６が流動することによって加熱され、外表面３０ａに近い表層の一部が溶融する。これにより、溶融樹脂６が固化して固形の樹脂となったとき、シース３０は、この樹脂と溶着により一体化し、十分な防水性が確保される。つまり、樹脂モールド部２の延在部２３（図１に示す）とシース３０との隙間から水分が浸入したとしても、シース３０と樹脂モールド部２との溶着部分からケーブル部３の先端側（センサ４側）への水分の浸入が阻止される。

そして、キャビティ５００及び樹脂溜り５０１に充填された溶融樹脂６が固化した後、上金型５１を下金型５２から離間させ、溶融樹脂６の固化によって形成された樹脂成形体をケーブル部３と共に金型５０から取り出す。

（除去工程）
除去工程では、樹脂溜り５０１及び流入路５０２内で固化した部分の樹脂成形体を除去する。つまり、樹脂溜り５０１及び流入路５０２内で固化した樹脂は不要部分であるので、これを除去する。なお、金型５０から取り出した樹脂成形体にバリがあれば、このバリも除去する。これにより、図１に示す樹脂モールド付きケーブル１が得られる。

この除去工程では、流入路５０２における第１開口５０２ｃの付近で形成された部分の樹脂成形体を切断する。流入路５０２は、テーパ部５０２ａにおける第１開口５０２ｃ側の先端部で先細り形状となっているので、容易に樹脂成形体を切断することが可能である。なお、この樹脂成形体の切断に際しては、カッター等の刃具を用いてもよく、手作業により捩じ切ってもよい。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）注入工程においてシース３０が溶融樹脂６の熱によって溶融し、樹脂モールド部２と一体化するので、樹脂モールド付きケーブル１の防水性が高まる。

（２）流入路５０２は、注入口５０３ａとの間にシース３０を挟む位置に第１開口５０２ｃを有しているので、注入口５０３ａから射出された溶融樹脂６がシース３０の外表面３０ａを流動して流入路５０２に流入しやすい。これにより、溶融樹脂６の熱によってシース３０を確実に溶融させることができ、防水性がより高まる。

（３）流入路５０２は、樹脂溜り５０１側から第１開口５０２ｃに向かって溶融樹脂６の流路面積が漸次狭くなるテーパ部５０２ａを含むので、除去工程において樹脂溜り５０１及び流入路５０２内で固化した部分の樹脂成形体を容易に除去することが可能である。また、樹脂モールド部２の円筒部２０の外周面における傷痕（樹脂成形体の切断面）を小さくすることができるので、美観を保つことができると共に、例えば計測装置に形成された収容孔に樹脂モールド部２を収容する際、この切断部分が引っ掛かってしまうことを抑制できる。

（４）金型５０は、樹脂溜り５０１を有するので、樹脂モールド部２の円筒部２０の外径が小さく、樹脂モールド部２の体積が少ない場合でも、シース３０の外表面３０ａを流れる溶融樹脂６の量を、シース３０が溶融する程度に確保することができる。これにより、例えば円筒部２０の外径を１５ｍｍ以下にすることができ、樹脂モールド付きケーブル１を小型化することが可能となる。

（５）センサ４は、ケーブル部３の第１及び第２の電線３１，３２に接続され、シース３０の一部と共にモールドされているので、センサ４の本体部４０、又は第１及び第２のリード線４１，４２と第１及び第２の電線３１，３２との接続部に水分が浸入することを防止することができ、樹脂モールド付きケーブル１の耐環境性を高めることができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］電線（３１，３２）及び当該電線（３１，３２）を被覆する合成樹脂からなるシース（３０）を有するケーブル（３）と、前記シース（３０）の一部が樹脂によってモールドされた樹脂モールド部（２）とを有する樹脂モールド付きケーブル（１）の製造方法であって、溶融樹脂（６）の注入口（５０３ａ）が形成された金型（５０）の収容空間（５００）に前記ケーブル（３）の一部を収容する収容工程と、前記注入口（５０３ａ）から前記収容空間（５００）内に溶融樹脂（６）を注入する注入工程と、前記溶融樹脂（６）が固化することによって形成された樹脂成形体から不要部分を除去する除去工程とを含み、前記金型（５０）には、流入路（５０２）を介して流入した前記溶融樹脂（６）を貯留する樹脂溜り（５０１）が形成され、前記注入工程では、前記注入口（５０３ａ）から注入されて前記樹脂溜り（５０１）に流入する前記溶融樹脂（６）の熱によって前記シース（３０）の一部が溶融し、前記除去工程において前記樹脂溜り（５０１）内で固化した部分の前記樹脂成形体を除去する、樹脂モールド付きケーブル（１）の製造方法。

［２］前記流入路（５０２）は、前記収容空間（５００）内において、前記注入口（５０３ａ）との間に前記シース（３０）の一部を挟む位置に開口している、前記［１］に記載の樹脂モールド付きケーブル（１）の製造方法。

［３］前記流入路（５０２）は、前記樹脂溜り（５０１）側から前記収容空間（５００）側の開口（５０２ｃ）に向かって流路面積が漸次狭くなる漸狭部（５０２ａ）を含む、前記［１］又は［２］に記載の樹脂モールド付きケーブル（１）の製造方法。

［４］前記除去工程後の前記樹脂成形体は、前記ケーブル（３）が中心部に配置された円筒部（２０）を有し、前記円筒部（２０）の外径が１５ｍｍ以下である、前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の樹脂モールド付きケーブル（１）の製造方法。

［５］前記電線（３１，３２）に物理量を測定するためのセンサ（４）が接続され、前記センサ（４）を前記シース（３０）の一部と共にモールドする、前記［１］乃至［４］の何れか１つに記載の樹脂モールド付きケーブル（１）の製造方法。

（付記）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが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る。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、樹脂モールド部２の形状は、図１等に例示したものに限らず、その用途等に応じて適した形状とすることができる。また、センサ４は、磁界強度を測定する磁界センサに限らず、温度や振動等、磁界強度以外の種々の物理量を測定可能なものを採用することが可能である。

１…樹脂モールド付きケーブル
３…ケーブル部
３０…シース
３１…第１の電線
３２…第２の電線
４…センサ
５０…金型
５００…キャビティ（収容空間）
５０１…樹脂溜り
５０２…流入路
５０２ａ…テーパ部
５０２ｃ…第１開口（開口）
５０３ａ…注入口
６…溶融樹脂

Claims

電線及び当該電線を被覆する合成樹脂からなるシースを有するケーブル部と、前記シースの一部が樹脂によってモールドされた樹脂モールド部とを有する樹脂モールド付きケーブルの製造方法であって、
溶融樹脂の注入口が形成された金型の収容空間に前記ケーブル部の一部を収容する収容工程と、
前記注入口から前記収容空間内に溶融樹脂を注入する注入工程と、
前記溶融樹脂が固化することによって形成された樹脂成形体から不要部分を除去する除去工程とを含み、
前記金型には、流入路を介して流入した前記溶融樹脂を貯留する樹脂溜りが形成され、
前記注入工程では、前記注入口から注入されて前記樹脂溜りに流入する前記溶融樹脂の熱によって前記シースの一部が溶融し、
前記除去工程において前記樹脂溜り内で固化した部分の前記樹脂成形体を除去する、
樹脂モールド付きケーブルの製造方法。
前記流入路は、前記収容空間内において、前記注入口との間に前記シースの一部を挟む位置に開口している、
請求項１に記載の樹脂モールド付きケーブルの製造方法。
前記流入路は、前記樹脂溜り側から前記収容空間側の開口に向かって流路面積が漸次狭くなる漸狭部を含む、
請求項１又は２に記載の樹脂モールド付きケーブルの製造方法。
前記除去工程後の前記樹脂成形体は、前記ケーブル部が中心部に配置された円筒部を有し、前記円筒部の外径が１５ｍｍ以下である、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の樹脂モールド付きケーブルの製造方法。
前記電線に物理量を測定するためのセンサが接続され、前記センサを前記シースの一部と共にモールドする、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の樹脂モールド付きケーブルの製造方法。