JP2010113953A - 配線および配線の水浸入機構製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一方から浸入する水の移動を妨げる配線を提供する。
【解決手段】複数の素線の集合体１１は、その長手方向の一部を除いて被覆部１２によって外側から被覆されている。当該一部において、充填部１３は複数の素線の相互間に充填されている。水分吸収剤１４は、充填部１３の外側を覆っている。シール部１５は充填部１３と水分吸収剤１４を含んで少なくとも当該一部において集合体１１を封止している。
【選択図】図２

Description

本発明は配線および配線の水浸入機構製造方法に関する。

サーミスタは、サーミスタ素子と、これと電気的に接続される配線とを備えている。配線は複数の素線と、複数の素線を一纏めに被覆する被覆部とを備えている。そして、低温検知用のサーミスタでは結露が生じやすいために、サーミスタ素子と配線とは気密封止して電気的に接続される。

配線は、サーミスタ素子とは反対側において、他の電子機器と接続するための接続部を備えている。例えば配線の一部の被覆を除去して電子機器と電気的に接続される態様や、配線の一部を被覆してこれにコネクタを取り付けて該コネクタを介して電子機器と電気的に接続する態様などがある。

なお、本発明に関連する技術が特許文献１に記載されている。

特開２００５−１９３９２号公報

しかしながら、接続部側において被覆が除去される態様であれば複数の素線が露出する。当該素線の相互間に水分が浸入すると、毛細管現象によって該素線の相互間を水が流れてサーミスタ素子に至る。そして例えば水が低温で固化するとその体積膨張によってサーミスタ素子の故障を招くという問題があった。

そこで、本発明は配線の一方から浸入する液体の移動を妨げる配線を提供することを目的とする。

本発明にかかる配線の第１の態様は、複数の素線の集合体（１１）と、前記素線の長手方向において一部を除いて前記集合体を外側から被覆する被覆部（１２）と、前記一部において前記複数の素線の相互間に充填される充填部（１３）と、前記一部において前記充填部の外側を覆う水分吸収剤（１４）と、前記複数の素線、前記充填部及び前記水分吸収剤を含んで少なくとも前記一部をシールするシール材（１５）とを備える。

本発明にかかる配線の第２の態様は、第１の態様にかかる配線であって、前記水分吸収剤（１４）は前記一部において、前記充填部が充填されていない前記集合体（１１）の外側も覆う。

本発明にかかる配線の第３の態様は、第１又は第２の態様にかかる配線であって、前記充填部（１３）は半田である。

本発明にかかる配線の水浸入機構製造方法の第１の態様は、（ａ）複数の素線の集合体（１１）と、前記集合体を外側から被覆する被覆部（１２）とを有する配線（１０）に対して、前記素線の長手方向の前記被覆部の一部を除去する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の実行後に、前記一部において、前記複数の素線の相互間に充填部（１３）を充填させる工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の実行後に、前記一部において、前記充填部の外側を水分吸収剤（１４）で覆う工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）の実行後に、少なくとも前記一部において、前記集合体の外側から前記充填部と、前記水分吸収剤とを含めてシールする工程とを実行する。

本発明にかかる配線の水浸入機構製造方法の第２の態様は、第１の態様にかかる配線の水浸入機構製造方法であって、前記工程（ｃ）において、前記一部において、前記充填部が充填されない前記集合体（１１）の外側にも前記水分吸収剤（１４）が設けられる。

本発明にかかる配線の水浸入機構製造方法の第３の態様は、第１又は第２の態様にかかる配線の水浸入機構製造方法であって、前記工程（ｃ）において、一方の面に前記水分吸収剤を固定させたシートを前記一部において前記充填部に前記一方の面を当てつつ前記充填部の外側から巻き付ける。

本発明にかかる配線の水浸入機構製造方法の第４の態様は、第１又は第２の態様にかかる配線の水浸入機構製造方法であって、前記工程（ｃ）は、（ｃ１）熱収縮性のシール材を前記複数の素線のうち前記一部に対応するすべてを外側から覆う工程と、（ｃ２）前記工程（ｃ１）の実行後に、前記長手方向において前記シール材の一方の側のみを熱収縮させる工程と、（ｃ３）前記工程（ｃ２）の実行後に、他方の側から前記シール材と前記複数の素線の前記集合体との間に水分吸収剤を入れる工程とを有し、前記工程（ｄ）において、前記シール材の他方の側を熱収縮させる。

本発明にかかる配線の第１の態様によれば、複数の素線の相互間を充填部が在るので、当該相互間を毛細管現象で水が流れたとしても、当該充填部が水を塞き止めることができる。シール材が充填部及び当該一部における複数の素線をシールする一方、充填部の外側とシール材との間には水分吸収剤があるので、充填部で塞き止められて複数の素線の集合体の外側から流れる水は水分吸収剤によって吸収され、以って配線内での水の移動を妨げることができる。

本発明にかかる配線の第２の態様によれば、充填部で塞き止められて複数の素線の相互間に残存する水の吸収力を向上できる。

本発明にかかる配線の第３の態様によれば、半田を溶かして複数の素線の相互間に半田を充填させることができる。

本発明にかかる配線の水浸入機構製造方法の第１の態様によれば、既存の配線に対して水浸入機構を設けることができる。

本発明にかかる配線の水浸入機構製造方法の第２の態様によれば、充填部で塞き止められて複数の素線の相互間に残存する水の吸収力を向上できる。

本発明にかかる配線の水浸入機構製造方法の第３の態様によれば、水分吸収剤を容易に複数の素線の集合体の外側に設けることができる。

本発明にかかる配線の水浸入機構製造方法の第４の態様によれば、第３の態様にかかる水浸入機構製造方法に比べてシートが不要になるので、製造コストを低減できる。

図１はサーミスタの概念的な構成の一例を示している。サーミスタは、配線１０と、サーミスタ素子２０と、接続部３０とを備えている。図２は配線１０の長手方向における一部を拡大して示している。図２は長手方向を含む断面における配線１０の概念的な構成を示している。

サーミスタ素子２０は、例えば熱に依存して自身の抵抗値が変動する抵抗部２１と、抵抗部２１及び抵抗部２１と接続される配線１０のうち接続箇所を含む部分を封止するガラスシール２２とを備えている。

図２を参照して、配線１０は複数の素線の集合体１１と、被覆部１２と、充填部１３と、水分吸収剤１４と、シール部１５とを備えている。

複数の素線の集合体１１は例えば屈曲性を向上させる目的から複数の素線が互いに撚り合されて構成されているとよい。但し、図２においては、図示の簡略化のために複数の素線が平行に並べられて示されている。また複数の素線の一本一本の断面形状は例えば円であって、これらの相互間には長手方向で連続する間隙が生じている（但し後述する充填部１３が設けられた場所を除く）。集合体１１は一本の導線としての機能を果たす。そして複数の素線の集合体１１の一端側でサーミスタ素子２０（より具体的には抵抗部２１）と電気的に接続される（図１を参照）。

被覆部１２は素線の長手方向において一部を除いて集合体１１を外側から被覆している。言い換えると図２に示すように、被覆部１２は長手方向で分離している。以下、集合体１１のうち被覆部１２に覆われていない部分を集合体１１１と呼ぶ。

充填部１３は集合体１１１において複数の素線の相互間を充填する。充填部１３は例えば半田、低分子シリコン、ウレタン、ソフトエポキシなどである。充填部１３は例えば次のように設けられる。即ち、集合体１１１において液状の状態で複数の素線の相互間に充填部１３を充填し、これを適宜に固化させることで、充填部１３が設けられる。

水分吸収剤１４は例えばシリカゲル、炭酸カルシウムなどである。水分吸収剤１４は集合体１１１において、充填部１３の外側を覆っている。シール部１５は充填部１３及び水分吸収剤１４を含んで少なくとも集合体１１１を封止している。これによって、集合体１１１を外気から保護することができる。

再び図１に戻って接続部３０は例えばコネクタや圧着端子等であって、サーミスタ素子２０とは反対側で配線１０の端に取り付けられている。配線１０と接続部３０とは、その接続箇所において被覆部１２が除去されて接続されている。但し、これは必須の要件ではなく、例えば他の電子機器と接続された状態で接続部３０側から配線１０へと水が浸入しうる構成（例えば防水加工されていないコネクタ）であれば、本願の適用対象である。

図３は充填部１３を含む位置での配線１０の概念的な断面の一例を示している。充填部１３は複数の相互間を隙間無く充填する。水分吸収剤１４と充填部１３との間には若干の間隙が生じていてもよい。図３においてはこの間隙を誇張して示している。このような構成の配線１０によれば、長手方向の一部において複数の素線の相互間に充填部１３が在るので、接続部３０側から当該相互間を水が流れたとしても、素線の相互間において充填部１３が素線のその水を塞き止めることができる。

そして、水分吸収剤１４は充填部１３の外側を覆っている。充填部１３によって塞き止められて集合体１１１の外側（図３に示された間隙を含む）から流れる水を水分吸収剤１４が吸収するので、サーミスタ素子２０側への水の移動を妨げることができる。言い換えると、充填部１３とシール部１５との間を通って、充填部１３を超えてサーミスタ素子２０側へと流れることを妨げる。

なお、水分吸収という観点では、水分吸収剤１４と水との接触面積が大きいほうが望ましい。上記間隙は水分吸収剤１４と水との接触面積を向上する。但し、水分吸収剤１４の水分吸収力を超える水の量が配線１０内を移動すると、水が当該間隙を通過してしまう恐れがある。よって、この観点では、充填部１３と水分吸収剤１４とは相互に密着していることが好ましい。

以上のように、かかる配線１０によれば、接続部３０から浸入した水の移動を妨げることができる。

なお、水分吸収剤１４が設けられない配線１０であっても、シール部１５が充填部１３の外側及び集合体１１１の外側と完全に密着して封止できるならば、接続部３０側から浸入する水がサーミスタ素子２０側へと移動することを防止できる。しかしながら、このようなシール部１５はその製造工程が複雑であり、簡易なシール材を採用することができない。本配線１０によれば簡易なシール材を用いてシール部１５を形成したとしても、水分吸収剤１４によって、サーミスタ素子２０側へと流れる水を吸収することができる。

また塞き止められた水が水分吸収剤１４に吸収されるので、複数の素線の相互間に残存する水の量を低減できる。これによって、残存する水に起因する素線の劣化（例えばさび等）を抑制することができる。なお、図２において、水分吸収剤１４は充填部１３から集合体１１１に沿って接続部３０側へと長手方向に延在している。言い換えると、水分吸収剤１４は充填部１３が充填されていない集合体１１１の外側も覆う。これによって、集合体１１１において複数の素線の相互間に残存する水の吸収力を向上することができる。

また、かかる配線１０における構造は、既存の配線に対して加工を施すことで製造できる。よって、例えば配線１０が備え付けられた現場（例えばサーミスタを部品として扱う工場）において加工を施すことで上記配線１０を実現できる。以下、製造工程の一例として、既存の配線に加工を施して本配線１０を製造する場合について説明する。

既存の配線においては、被覆部１２は上述した複数の素線の集合体１１を、その長手方向の全体に渡って被覆している。かかる配線１００が図４に示されている。但し、接続部３０との接続箇所においては、被覆が施されていなくて良い。

図５は配線１０の製造工程の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１にて、配線１００に対して、その長手方向の一部の被覆部１２を除去する。かかる除去は公知な器具を用いて手作業で行うことができる。

次に、ステップＳ２にて、被覆部１２が除去された集合体１１１に対して、液状の充填部１３を垂らす。例えば充填部１３が半田であれば、当該半田を溶かして集合体１１１に垂らす。液状の充填部１３は毛細管現象によって複数の素線の相互間に隙間無く入り込む。続けて充填部１３を固化させる。例えば半田であれば液状の半田を放置することで固化させる。かかる充填も公知の器具を用いて手作業で行うことができる。

次にステップＳ３にて、水分吸収剤１４で充填部１３の外側を覆う。例えば、シート状の水分吸収剤１４を充填部１３に巻き付ける。かかる巻きつけも手作業で行うことができる。このとき、充填部１３が充填されていない集合体１１１の外側も水分吸収剤１４で覆うことが望ましい。なお、シート状の水分吸収剤１４は、例えば一方の面に粘着性を有するシート（例えばセロハンテープ）に対して、シリカゲルなどの水分吸収剤を当該一方の面に配置することで作製できる。

次にステップＳ４にて、充填部１３と水分吸収剤１４とを含んで少なくとも集合体１１１にシール部１５を設ける。例えば円筒状の熱収縮性のシール材に対して、集合体１１１が当該シール材と重なる位置で配線１０を貫通配置し、シール材を熱収縮させて集合体１１１をシールする。かかるシールも公知の器具を用いて手作業で行うことができる。

以上のように、既存の配線１００に対していずれも公知の器具を用いて加工を施すことによって、手作業で配線１０を製造できる。よって、例えばサーミスタが設置された現場（例えば工場や）であっても、簡単に本配線１０の構造を実現できる。また、上記の公知な器具はいずれも持ち運びが困難なほど大規模ではないので、ユーザが使用している場所に赴いて、上記加工を施すこともできる。

もちろん、ラインを組み、そのライン上に設置された機械によって自動加工して配線１０を製造しても構わない。

また充填部１３が半田であって、複数の素線が一本の導線としての機能を果たす態様であれば次の製造工程を実行してもよい。ステップＳ１の実行に先立って、配線１００を切断して２本の配線１００に分離する。そして、ステップＳ１にて、２本の配線１００のうち、分離した部分の配線１００の端の被覆部１２をそれぞれ除去する。当該除去は公知なワイヤーストリッパを用いて簡単に行うことができる。次に、ステップＳ２にて、被覆部１２が除去された集合体１１１同士を突き合せて接触させ、これらを半田で接続する。これによって、２つの配線１０同士を電気的に接続すると共に、その接続部において複数の素線の相互間に半田を充填させることができる。以降のステップは上述したステップと同様であるため説明を省略する。

この製造方法は、２本の配線を電気的に接続しつつ、水の移動を防ぐ機構を設ける場合に特に有効である。充填部１３を複数の素線の相互間に充填させる工程と、２つの配線を電気的に接続する工程とを、一つの工程で実行できるからである。

また、ステップＳ３にて、シート状の水分吸収剤１４を充填部１３に巻き付けていたが、これに限らない。例えば円筒状の熱収縮性のシール材に対して、集合体１１１とシール材とが重なる位置で、配線を貫通配置させる。そして、円筒状のシール材のうち、一方の端のみを熱収縮させる。これによって一方の端が配線と密着する。他方の端と配線との間には間隙が生じている。次に、例えばシリカゲルなどの水分吸収剤１４を他方の端の間隙からシール材と集合体１１１との間に投入する。このとき、少なくとも充填部１３の周囲を覆う程度の量の水分吸収剤１４を投入する。次に、シール材を熱収縮させて、充填部１３及び水分吸収剤１４を含めて少なくとも集合体１１１をシールする。

かかる製造方法によれば、シート状の水分吸収剤１４を作成する必要がないため、シートを省略できる。よって、製造コストを低減できる。

なお、本実施の形態ではサーミスタを例に挙げて説明したが、配線を介して接続される電子部品であればサーミスタに限らない。また集合体１１が一本の導線としての機能を果たす態様について説明したが、素線の一本一本が導線としての機能を果たしてもよい。但し、この場合、充填部１３は半田以外を用いることが望ましい。導線同士が電気的に接続されるからである。

サーミスタの概念的な構成の一例を示す図である。 配線の概念的な構成の一例を示す図である。 配線の概念的な断面の一例を示す図である。 既存の配線の概念的な構成の一例を示す図である。 配線の製造方法の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 配線
１１ 集合体
１２ 被覆部
１３ 充填部
１４ 水分吸収剤
１５ シール部

Claims (7)

1. 複数の素線の集合体（１１）と、
   前記素線の長手方向において一部を除いて前記集合体を外側から被覆する被覆部（１２）と、
   前記一部において前記複数の素線の相互間に充填される充填部（１３）と、
   前記一部において前記充填部の外側を覆う水分吸収剤（１４）と、
   前記複数の素線、前記充填部及び前記水分吸収剤を含んで少なくとも前記一部をシールするシール材（１５）と
   を備える、配線（１０）。
2. 前記水分吸収剤（１４）は前記一部において、前記充填部が充填されていない前記集合体（１１）の外側も覆う、請求項１に記載の配線。
3. 前記充填部（１３）は半田である、請求項１又は２に記載の配線。
4. （ａ）複数の素線の集合体（１１）と、前記集合体を外側から被覆する被覆部（１２）とを有する配線（１０）に対して、前記素線の長手方向の前記被覆部の一部を除去する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）の実行後に、前記一部において、前記複数の素線の相互間に充填部（１３）を充填させる工程と、
   （ｃ）前記工程（ｂ）の実行後に、前記一部において、前記充填部の外側を水分吸収剤（１４）で覆う工程と、
   （ｄ）前記工程（ｃ）の実行後に、少なくとも前記一部において、前記集合体の外側から前記充填部と、前記水分吸収剤とを含めてシールする工程と
   を実行する、配線の水浸入機構製造方法。
5. 前記工程（ｃ）において、前記一部において、前記充填部が充填されない前記集合体（１１）の外側にも前記水分吸収剤（１４）が設けられる、請求項４に記載の配線の水浸入機構製造方法。
6. 前記工程（ｃ）において、一方の面に前記水分吸収剤を固定させたシートを前記一部において前記充填部に前記一方の面を当てつつ前記充填部の外側から巻き付ける、請求項４又は５に記載の配線の水浸入機構製造方法。
7. 前記工程（ｃ）は、
   （ｃ１）熱収縮性のシール材を前記複数の素線のうち前記一部に対応するすべてを外側から覆う工程と
   （ｃ２）前記工程（ｃ１）の実行後に、前記長手方向において前記シール材の一方の側のみを熱収縮させる工程と、
   （ｃ３）前記工程（ｃ２）の実行後に、他方の側から前記シール材と前記複数の素線の前記集合体との間に水分吸収剤を入れる工程と
   を有し、
   前記工程（ｄ）において、前記シール材の他方の側を熱収縮させる、請求項４又は５に記載の配線の水浸入機構製造方法。

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