JP2010525563A - 電子回路のハウジングにケーブルを取り付けるための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、封止されたハウジング内の電子回路への多導体電子ケーブルの取付けに関する。ケーブルは、熱変形性材料のシース内に配置され、方法は、張出カラー（４８）を有する剛性ブッシング（４０）を、露出されたケーブル端部に配置するステップと、円錐形金型内で端部を加熱する、またはシースを軟化させるステップと、ケーブル導体と軟化されたシースとの間にブッシングを挿入するステップであって、ブッシングのカラーが、金型の円錐形部分が満たされるまでシース材料を押すステップと、固化するためにシースを冷却するステップと、ケーブルの端部を金型から抜き出すステップであって、端部が、張出カラーで終端する直径増加を伴う円錐形部分を有するステップと、内部からハウジング開口にケーブルを挿入するステップと、その後、ハウジングを閉じるステップとを含む。
本発明は、口腔内歯科放射線センサに使用することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、封止されたハウジング内に含まれる電子回路への多導体電子ケーブルの取付けに関する。

本発明を、口腔内歯科放射線センサへのケーブルの取付けに関連して説明するが、本発明は、他の用途にも適用することができる。

非常に引き抜かれにくく、ケーブル自体のねじれや、たび重なる曲げにもよく耐えられ、取付部の周りでケーブルが非常に小さな曲げ半径で曲げられる危険にもよく耐えられるようなケーブルの取付けが重要である。また、例えば、患者の口腔内に配置された放射線センサの場合のように、ハウジング内への水分（または任意の他の気体または液体腐食雰囲気）の進入の危険がある状況では、封止を提供することも重要である。

これらの制約全てを最適に満たすことができるようにするケーブルの取付け方法を設計するのは容易ではない。

従来技術では、ケーブル取付部は、多くの場合、ケーブル出口の周りで可撓性プラスチックをオーバーモールドすることによって補強され、このオーバーモールドは、ケーブルの部分とハウジングの部分との両方を覆う。このオーバーモールドに関わる問題は、オーバーモールドが嵩張るものであるということであった。

本発明の目的は、いくつかの用途では大きな問題となる嵩を増さずに、アタッチメントの頑強性および他の質（封止など）を改良するための、従来提案されているものよりも効果的な製造方法を提供することである。

これを実現するために、本発明は、熱変形性プラスチック製のシースで被覆された電気ケーブルを電子回路ハウジングに取り付ける方法であって、
−中空体を備える剛性ブッシングを、ケーブルの剥き出し端部に嵌合するステップであって、中空体の内径が、導体を受け入れるが、ケーブルのシースを受け入れず、ブッシングが、その端部に張出カラーを有するステップと、
−カラーの直径よりも小さい直径を有するわずかに円錐形の内面部分と、円錐形部分の最大直径よりも大きい直径を有する円筒形部分とを備える加熱金型内に、ケーブルおよびブッシングの端部を装着するステップと、
−シースの材料が軟化する温度まで金型を加熱するステップと、
−ブッシングが取り囲むケーブルの導体と軟化されたシースとの間にブッシングの本体が挿入されるように、ケーブルの軸の方向でブッシングを押し入れるステップであって、ブッシングのカラーが、シースの材料が金型の円錐形部分を満たすまでシースの材料をアプセットするステップと、
−シースを固化するために冷却し、ケーブルの端部を金型から抜き出すステップであって、端部が、張出カラーで終端する直径増加を伴う円錐形被覆部分を有するステップと、
−ケーブルの別の端部をハウジングの内部からハウジングの開口に挿入するステップであって、開口の直径が、円錐形被覆部分の最大直径よりもごくわずかに小さいステップと、
−ハウジングを閉じるステップと
を含む方法を提案する。

金型が「わずかに円錐の形状」を有するとは、半円錐角が０．１ラジアン、さらには好ましくは０．０５ラジアンを超えないことを意味する。

ブッシングは、好ましくは、ナイロンなど硬質プラスチックから製造される。また、ブッシングは、好ましくは、円錐形状、または円筒形部分によって延長された円錐形状を有する。ブッシングの外面は、好ましくは、引抜き強度を改善する環状周縁溝を成すようにリブを設けられる。好ましくは真鍮製の第２の円錐ブッシングが、第１のブッシングとケーブルの導体との間に挿入されることがある。この第２のブッシングは、成形中および成形後に第１のブッシングのテーパを維持できるようにし、ケーブルが金属シールド・ブレードを有するときに、そのようなブレードの電気的な接地の一助となる。

好ましくは、第１のブッシングが成形されて、軟化されたシース内に押し入れられると同時に、ブッシングのカラーが、金型の円筒形部分と円錐形部分との間の段差にシースの端部を押し付け、それにより、ケーブルの端部にプラスチック・カラーを形成し、このカラーがブッシングのカラーに付け加わる。

本発明のさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明を読めば明らかになり、添付図面を参照して提示される。

本発明による方法を使用してマルチストランド・ケーブルに接続された電子回路ハウジングの概略図である。 ケーブルの端部の詳細な断面図である。 製造中にケーブルの導体とシースとの間に挿入されるように適合された、一部が円筒形であって一部が円錐形であるブッシングの斜視図である。 ケーブルの端部を成形するように適合された加熱金型の断面図である。 ケーブルの剥き出し端部にブッシングを嵌合する際の１ステップを示す図である。 金型内にブラッシングを押し入れるステップの最初の段階を示す図である。 金型内にブラッシングを押し入れるステップの最終の段階を示す図である。 金型からのケーブルの端部の抜出しを示す図である。 電子回路ハウジングの開口内へのケーブルの他方の端部の挿入を示す図である。 一方がプラスチックから製造され、他方が真鍮から製造される、２つのブッシングを有する構成を示す図である。

本発明を、例として、図１で見ることができる口腔内Ｘ線撮影センサに関連付けて説明する。Ｘ線撮影電子回路がプリント回路板１０によって表され、このプリント回路板１０に、様々なコンポーネント（図示せず）、とりわけＸ線撮影集積回路チップが従来の様式で取り付けられる。

電子回路は、キャップ１４と盲板１６とを備えるハウジング１２内に実装される。キャップと盲板とは、プラスチックまたは複合樹脂または金属から形成することができる。

電子回路と外部との接続は、マルチストランド・ケーブル２０によって提供され、ケーブル２０の導電ワイヤ２２は、ハウジング内部の電子回路１０にはんだ付けされる。ワイヤは、熱変形性プラスチック（好ましくは、ポリウレタン）から形成されたシースで包まれる。このシースは、ハウジングのキャップ１４に形成された開口２４を通る。ワイヤは、ハウジング内部で、シースの端部から長手方向に出る。

ケーブル・シースは、シースがハウジングに接続される端部を除いて、概して一定の直径Ｄを有する。その端部では、シースは、領域２６でわずかに円錐形状に広がる。シースの直径は、ケーブルの端部に近づくにつれて、したがってハウジングの開口２４に近づくにつれて増加する。開口２４内で保持される点でのシースの自然直径は、開口の直径よりもごくわずかに大きい（例えば、１０分の１ミリメートル大きい）。嵌合の際、シースは、開口に押し込まれ、その固有弾性によって開口に入ることができる。嵌合されると、シースは、この開口に対して、開口の全周にわたって非常に密接に押し付けられ、ハウジングの内部と外部との間に封止を提供する。

ケーブルの端部は、開口２４の直径よりも大きい直径を有する張出カラー２８を備え、それにより、外部から強い引張り力が作用しても、ケーブルが開口から外れる可能性はない。硬質接着剤（ｈａｒｄ ａｄｈｅｓｉｖｅ）のドーム３０が、ケーブルの被覆部分の末端を成すことがある。導電ワイヤ２２は、ドームによって定位置に保持され、電子回路１０にはんだ付けされたままになる。

図２は、ケーブルの円錐端部の構造をより詳細に示す。

ケーブルは、シールド・ブレード３２によって全体を巻き包まれた複数のワイヤ２２を有するものとして示されているが、このブレードは必須のものではない。ワイヤ２２は、絶縁層で被覆されてもよく、この絶縁層は、電子回路とのはんだ接続の部位（図示せず）でのみ剥ぎ取られる。

好ましくはナイロンなど硬質プラスチック製の剛性ブッシング４０が、導電ワイヤ２２とブレード３２とを取り囲み、熱変形性プラスチック製のシース５０によってそれ自体取り囲まれる。ブッシング４０は、好ましくは、凹部と凸部の形状でのリブを備え、これらのリブが、ブッシング４０をシース５０に係止し、（ケーブルの長手方向で）ブッシングがシースから引き抜かれにくくする。リブは、好ましくは、ブッシングの周りで円環状である。リブは、好ましくは、０．２〜０．５ミリメートルの幅（凹部の幅または凸部の幅）と、０．２〜０．５ミリメートルの深さとを有する。

接着剤のドーム３０は、ブッシングとシースとを互いに固定する助けとなり、それと同時に、導体２２を定位置に保つ。

図３でも見ることができ、図１０では別の形態で見ることができるブッシング４０は、好ましくは、（ケーブル・シース内に最も深く押し入れられる端部での）円筒形部分４２と、（ケーブルの端部に最も近い端部での）円錐形部分４４とを有する中空体である。円錐形部分は、円筒形部分からケーブル外部に向かって広がる。１つの特定の構成では、第１のブッシング４０とシールド・ブレード３２との間に第２の円錐形ブッシングが挿入されることもあることが、後で（図１０で）見られる。

ブッシング４０の材料は、ケーブル・シースが形成される材料の軟化温度で熱変形性である必要はない。

ブッシングは、好ましくは、円筒形部分４２の側で、剥き出しケーブルの直径よりもわずかに大きいが、シースの直径Ｄよりも小さい小内径Ｄ０を有し、それにより、剥き出しケーブルはブッシングに入ることができるが、シースはブッシングに入ることができない。

ブッシングは、好ましくは、円錐形部分４４の外径よりも大きい直径Ｄ１を有する張出環状カラー４８で終端する。張出は、約１ミリメートルであってよい。

ブッシングのカラー４８は、好ましくは、シースの円錐形部分の最大直径よりも大きい直径を有するシース５０の張出カラー５２によって補われる。ブッシング・カラー４８によって補強されたこのシース・カラー５２は、ケーブルが定位置にあるとき、ハウジングの開口２４の縁部（図１）をその内側から押圧する。シースのカラー５２の直径は、基本的にはブッシングのカラーの直径Ｄ１に等しい。

図４は、ケーブルの端部を成形するために使用される金型を示す。この金型は、シース５０を形成するプラスチックが軟化する温度までケーブルの端部を加熱することができる加熱金型である。

金型６０は、閉じられた状態で示されている。好ましくは、金型は、２つの部分に開くことができるものであるが、片側が大きく開く形状であれば、これは必須ではない。

金型は、好ましくは、
−広がっていない部分でのケーブルのシースの直径Ｄに等しい小さな直径を有する、好ましくは滑らかな円筒形内面部分６２を備え、さらに、
−ケーブルの端部を成形するように適合された、部分６２からわずかに広がり、Ｄよりも大きな直径Ｄ２に達する円錐形内面部分６４を備え、直径Ｄ２は、ハウジングの開口２４の直径よりもごくわずかに大きい（例えば、１０分の１ミリメートル大きい）が、ブッシングのカラーの直径Ｄ１未満（約２ミリメートル小さい）であり、したがってカラーがこの円錐形部分に入ることができず、また、円錐形内面部分６４は、好ましくは滑らかであり、さらに、
−Ｄ２よりも大きな直径Ｄ３の円筒形内面部分６６を備え、円筒形部分６６と円錐形部分６４との間に（Ｄ３−Ｄ２）／２（約１ミリメートル）の高さの段差６８を有し、直径Ｄ３は、剛性ブッシング４０のカラー４８の直径Ｄ１以上であり（好ましくは、ごくわずかに大きく）、したがってカラーが円筒形部分６６に入ることができる。

半円錐角は、好ましくは、０．０５ラジアン（約３°）未満である。長さは、数ミリメートルの外径を有するケーブルに関して数センチメートルである。

図５は、本発明による製造方法の最初のステップを示す。開始点は、均一の直径Ｄを有する熱変形性材料のシース５０を有するケーブル２０である。ケーブルの第１の端部（図５での左側）が剥き出しにされる。ブッシング４０が、その最小直径によって、剥き出し端部の上に（ここでは、ケーブルのブレードの上をわたって）滑り入れられ、ブッシングがシース５０に突き当たる。

ブッシングを設けられたケーブル端部が、金型６０内部に配置される（図６）。

ケーブルは、直径Ｄ３を有する円筒形部分６６内にシースの一部分が位置されるように装着される。ケーブルは、直径Ｄを有する他方の円筒形部分６２で堅く保持される。

金型は、シースの材料の軟化温度まで加熱される。ブッシング４０の小さな端部は、ブッシングのカラー４８を押すピストン７０を使用して、軟化されたシース内に押し入れられる。ピストン７０は、ケーブルの導体の端部を受け入れるための開口を設けられ、それにより、ピストンは、ブッシングを押すと同時にケーブルの導体を押すことがない。

図７は、軟化されたシース内にブッシングを押し入れるプロセスの最終段階を示す。シースの材料は、ブッシングの本体を取り囲む金型の円錐形部分全体を満たすまで、ブッシングのカラーによってアプセットされ、この円錐形部分で余剰となったシース材料が、プラスチックのカラーを形成し、ブッシングのカラーによって金型の段差６８に押し付けられる。ブッシングのカラーの直径が、金型の直径Ｄ３に非常に近いＤ１である場合、シースのプラスチックのカラーは、図２で見ることができるように、ブッシングと実質的に同じ直径（Ｄ１）を有する。

次いで、そのようにして変形されたシースを固化するために金型が冷却され、次いで、ケーブル端部が金型から抜き出される。図８は、この抜出しを、開いた２部品金型の場合で示し、これは、最も容易に実施できる形態である。

ここで、ケーブルは、二重カラー４８、５２で終端する幅広の第１の端部を備える。幅広部分の最小直径は、ケーブルの元の直径Ｄである。最大直径は、金型の円錐形内面６４の最大直径Ｄ２であり、カラーの直径は、ブッシングについてはＤ１であり、シースについてはＤ１とほぼ等しいＤ３である。カラーによって形成される張出以外では、ケーブルは滑らかであり、これは、洗浄の面で有益である。

ケーブルの第２の端部（金型によって成形されなかった端部）が、電子回路ハウジングの内部から開口２４に挿入される。ケーブルが引っ張られ、シースのカラー（４８、５２）が開口２４の内縁部に押し付けられるまで、シースの幅広部分（直径Ｄ２）を開口２４（Ｄ２よりもわずかに小さい）に強制的に押し入れる。このように強制的に押し入れることにより、シースの幅広部分が、開口２４内部で所望のシールを形成する。

挿入前に既に行われていない場合には、導体が電子回路にはんだ付けされる。

ハウジングは、例えば盲板１６を定位置に結合することによって気密封止される（図１）。

上述した実施形態では、ブッシング４０は、円錐形部分４４を有し、この円錐形部分は、その外面（シースと接触する）と、その内面（剥き出しケーブルを取り囲む）との両方で円錐形である。この場合、外側は円錐形状であるが内側は円筒形である第２の剛性ブッシングが、第１のブッシングの円錐形部分に挿入されて、第１のブッシングの円錐形状を保つ。図１０は、この２ブッシング・アセンブリを示す。第２のブッシング８０は、剥き出しケーブルの直径よりもわずかに大きい内径Ｄ０を有し、外面の円錐角は、第１のブッシングの内面の円錐角に対応する。第２のブッシング８０は、好ましくは真鍮から製造され、ケーブルが、他の導体を取り囲む金属シールド・ブレードを有する場合には、ブッシングは、そのブレードと接触し、そのブレードの接地を促すことがある。これは、例えば、電子回路にはんだ付けされるように適合された導電ワイヤが２つのブッシングの間に挿入される場合である。

Claims (10)

1. 熱変形性プラスチック製のシースで被覆された電気ケーブルを電子回路ハウジング（１２）に取り付ける方法であって、
   中空体を備える剛性ブッシング（４０）を、前記ケーブルの剥き出し端部に嵌合するステップであって、前記中空体の内径が、導体を受け入れるが、前記ケーブルの前記シースを受け入れず、前記ブッシングが、その端部に張出カラー（４８）を有するステップと、
   カラーの直径よりも小さい直径を有するわずかに円錐形の内面部分（６４）と、前記円錐形部分の最大直径よりも大きい直径を有する円筒形部分（６６）とを備える加熱金型（６０）内に、前記ケーブルおよび前記ブッシングの端部を装着するステップと、
   前記シースの材料が軟化する温度まで前記金型を加熱するステップと、
   前記ブッシングが取り囲むケーブルの導体と軟化されたシースとの間に前記ブッシングの本体が挿入されるように、前記ケーブルの軸の方向で前記ブッシング（４０）を押し入れるステップであって、前記ブッシングの前記カラー（４８）が、前記シースの材料が前記金型の前記円錐形部分を満たすまで前記シースの材料をアプセットするステップと、
   前記シースを固化するために冷却し、前記ケーブルの端部を前記金型から抜き出すステップであって、前記端部が、前記張出カラー（４８）で終端する直径増加を伴う円錐形被覆部分を有するステップと、
   前記ケーブルの別の端部を前記ハウジングの内部から前記ハウジングの開口（２４）に挿入するステップであって、前記開口（２４）の直径が、前記円錐形被覆部分の最大直径（Ｄ２）よりもごくわずかに小さいステップと、
   前記ハウジングを閉じるステップと
   を含む方法。
2. 前記ブッシング（４０）が、ケーブルが長手方向で引き抜かれにくくなるように、リブを設けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ブッシング（４０）が、ナイロンから製造されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ブッシング（４０）が、前記カラー（４８）において最大直径の端部で終端する円錐形部分を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ブッシング（４０）の前記円錐形部分が、外側および内側で円錐形であり、外側で円錐形状であって内側で円筒形である第２のブッシング（８０）が、前記第１のブッシング（４０）の内部に挿入されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記第２のブッシング（８０）が、真鍮から製造されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ケーブルの前記シースが、ポリウレタンから製造されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記金型の前記円筒形部分（６６）の直径（Ｄ３）が、前記金型の前記円錐形部分の最大直径（Ｄ２）よりも約２ミリメートル大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ブッシングが前記軟化されたシース内に押し入れられると同時に、前記カラーが、前記金型の前記円筒形部分と前記円錐形部分との間の段差に前記シースの端部を押し付け、それにより、前記ケーブルの端部にプラスチック・カラー（５２）を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記金型の前記円錐形部分の前記内面（６４）が滑らかであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。

Images