JP2012234656A

JP2012234656A - 多心ケーブルと多心コネクタとの接続構造

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Publication number: JP2012234656A
Application number: JP2011101012A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Onishi; 寿章大西
Original assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: JP5483210B2

Abstract

【課題】コネクタ孔６、７への被覆樹脂８の入り込みを防止し、各絶縁心線３の樹脂被覆時の動きを止める。
【解決手段】多心コネクタ５に多心ケーブル１をその絶縁心線３の端末に接続された端子片４を差込んだ多心ケーブルとコネクタとの接続構造である。ケーブルシース２の端末とコネクタ５の間の露出した多心の絶縁心線３の周りを含めてコネクタとケーブルシース端末とに亘ってＰＴＦＥテープ１０が巻回され、各絶縁心線が纏められてコネクタとシース端末の間が閉塞され、そのテープ層を介しコネクタとシースの端末とに亘って樹脂被覆８をする。絶縁心線３を纏めコネクタとシースの間を閉塞しため、樹脂被覆８を行う際、溶融樹脂は絶縁心線３、その絶縁心線３間及びコネクタ５の孔６に至ることがない。このため、溶融樹脂がコネクタの接続側開口５ａに漏れ出たり、絶縁心線が動いたりすることがなく、コネクタの接続不良を招いたり、絶縁特性に問題が生じたりすることがない。
【選択図】図３

Description

この発明は、ロボット等の可動用多心ケーブルと多心コネクタとの接続構造及びその接続方法に関するものである。

例えば、ロボット等の機器に動力や信号を送るためのケーブルは、ロボットの動きに追従するために柔軟性を有する必要があり、また、多くの信号を送受信するために多心ケーブル（以下、適宜に「ケーブル」と称する。）が使用される。このケーブル１は、本願の実施形態を示す図１、２を参照して説明すると（以下、同じ）、同図に示すように、多数本（多心）の絶縁心線３をシース２によって被覆したものである（特許文献１）。
このケーブル１とロボット等の機器との接続には、通常、多心コネクタ（以下、適宜に「コネクタ」と称する。）が使用され（特許文献２）、そのコネクタ５は、同図１、２に示すように、上記絶縁心線３の端末に固定した端子片４が入り込む多数の孔６を有するものである。

この多心ケーブル１と多心コネクタ５との接続は、同図１、２に示すように、ケーブル１の各絶縁心線３の各端末に端子片４をそれぞれ設け、その各端子片４をコネクタ５の各孔６に差込んで行われる。
このとき、同図１、２から理解できるように、ケーブル１の端末部は、シース２が剥ぎ取られて絶縁心線３が所要長さ露出し（剥き出され）、その露出状態でコネクタ５に接続される。

一方、この機器とケーブルとの接続部は、従来、金具等によってケーブル１（ケーブルシース２）端末が機器に固定されて、上記剥き出し絶縁心線３部分には屈曲力がかからないようにしていた。しかし、固定すると、機器の動きに抗力が生じたり、少なからず、その剥き出し絶縁心線３の部分にも屈曲力がかかったりして、その屈曲による絶縁心線３の断線を生じる場合があった。
このため、金具等によってケーブル１を機器に固定することなく、そのケーブル１と機器との接続部をフレキシブル（柔軟性の高いもの）にするとともに、絶縁心線３の断線を防止する工夫が必要となり、通常、同図４に示すように、その露出部分を含めてケーブルシース２の端末とコネクタ５を包んで樹脂被覆８を形成したケーブル１とコネクタ５との接続構造とされている。このとき、絶縁心線３とシース２等にも当然に柔軟性を要求される。

その樹脂被覆８を形成する際、コネクタ５の各孔６は端子片４が嵌入されると、両者６、４の間に隙間があったり無かったりするため、各孔６が完全に塞がっていたり、一部に隙間があったりし、また、各孔６に全ての端子片４が嵌入（接続）されるわけではなく、そのいくらかの孔６はそのままであったり（端子片４が嵌入されなかったり）、さらに、コネクタ５の樹脂成形時等の孔７があったりして、その孔６、７や前記隙間を介して溶融樹脂がコネクタ４の接続側開口（同図２の左側開口５ａ）側に漏れ出る場合が多い。漏れ出れば、コネクタ４の接続不良を招く恐れがある。
これらの恐れを無くすため、従来では、コネクタ５の接続側開口５ａ等からコネクタ５内に入れ子を入れ（嵌入し）、その入れ子でもって上記隙間や孔６、７を塞ぐようにしている。

特開平６−２８３０５２号公報特開平５−９６４８７号公報特開２０００−７８７３７号公報

しかし、コネクタ５内面及び各孔６、７と入れ子とのクリアランスは極めて小さく、その入れ子の嵌入が煩わしく、作業性が悪くなる（自動化の妨げとなる）。一方、作業性を良くするために、そのクリアランスを大きく取れば、そのクリアランスから溶融樹脂が漏れだし、バリの要因となる。

また、各絶縁心線３の間に間隙があることから、上記樹脂被覆８の際、その間隙に溶融樹脂が入り込むことによって、柔軟性のある絶縁心線３が動いてその各絶縁心線３の樹脂被覆８が適切に形成されず、樹脂被覆８内に空洞が生じたり、樹脂被覆８の表面に大きなひけ等が生じて金型キャビティ通りの外形とならなかったり、すなわち、転写性が悪いものとなり、結果的に外観不良となる恐れがある。

この発明は、上記の実状に鑑み、入れ子を使用することなく、上記コネクタ孔６、７への被覆樹脂８の入り込みを防止すると共に、各絶縁心線３の樹脂被覆時の動きを止めることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、上記コネクタ５とケーブルシース２の間に露出した多心絶縁心線３を四弗化樹脂テープでもって被覆してコネクタ５とケーブルシース２の間を閉塞することとしたのである。
このように、四弗化樹脂テープでもってコネクタ５とケーブルシース２の間を閉塞すれば、その四弗化樹脂テープの巻回によってコネクタ５とケーブルシース２の間の剛性が高まり、樹脂被覆８を行う際、溶融樹脂は、その四弗化樹脂テープによって、絶縁心線３、その絶縁心線３間及びコネクタ５の孔６、７に至ることがないとともに、テープ巻きによって、各絶縁心線が纏められて動かなくなっているため、樹脂射出成形圧によって各絶縁心線３が動くことはない。

この発明の構成としては、多数の端子片用孔を有する多心コネクタに、多数の絶縁心線を有する多心ケーブルをその絶縁心線の端末に接続された前記端子片を差込んで前記孔に嵌入した多心ケーブルと多心コネクタとの接続構造において、前記ケーブルシースの端末と多心コネクタの間には多心の絶縁心線が露出して、その露出した多心の絶縁心線の周りを含めて多心コネクタとケーブルシース端末とに亘って四弗化樹脂テープが巻回されて多心コネクタとケーブルシース端末の間が閉塞されており、その巻回テープ層を介し多心コネクタとケーブルシースの端末とに亘って樹脂被覆をした構成を採用することができる。

この構成において、コネクタは、使用する各ケーブルに適合する各種の多心コネクタ５を採用し得るが、全ての端子片用孔６に絶縁心線３の端子片４が嵌入されて何れかの嵌入孔６に隙間を有するものであったり、その隙間が生じない場合であっても、端子片４が嵌入されない孔６があったり、端子片４が嵌入された孔６に隙間があって、かつ嵌入されていない孔６があったり、それらにおいて、端子片６の嵌入用でない孔７があったりする場合がある。

多心ケーブルの多心とは３本以上の絶縁心線を有する場合を言い、柔軟性のある多心ケーブルには、ロボット等の移動する機器に接続されて要求される柔軟性を有するものであれば任意であるが、例えば、絶縁心線を撚り合わせて対を構成したものをさらに撚り合わせ、テープで押え巻きして遮蔽を施し、その周りに絶縁心線を配置してテープで押え巻きし、その外周をシースで被覆した（２５ＡＷＧ（０．２ｍｍ^２）×７Ｐ＋２２ＡＷＧ（０．３５ｍｍ^２）×６Ｃ）の耐熱性ビニル絶縁耐熱耐油性ビニールシース複合ケーブルや、同様の（２５ＡＷＧ×６Ｐ＋２５ＡＷＧ×６Ｃ＋２２ＡＷＧ×６Ｃ）の耐熱性ビニル絶縁耐熱耐油性ビニールシースケーブル等を使用する。

四弗化樹脂テープは、絶縁性、耐熱性等の樹脂被覆に支障がない限りにおいてその種類は任意であるが、絶縁性、耐熱性の優れた四弗化樹脂、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：テフロン：登録商標）テープを使用することができる。このＰＴＦＥは、絶縁性、耐引裂き、耐引張り性、耐熱性のみならず、被覆樹脂８に対して離型性（滑性）が良いため、溶融樹脂の流動性を低下させることがなく、被覆樹脂８の形成には優れたものと言える。また、ＰＴＦＥは、耐熱性に優れ、一般的なものに限らず、ガラスクロス基材用のもの等を使用し得る。例えば、日東電工（株）製ニトフロンＮｏ．９０３ＵＬや中興化成工業（株）製ＡＧＦ−１１０ＦＲ等を使用する。

上記の多心ケーブルと多心コネクタとの接続部を構成する接続方法には、種々のものが考え得るが、例えば、多心ケーブル端末のケーブルシースを剥ぎ取って露出した絶縁心線端末の端子片を多心コネクタの孔に差込み、そのケーブルシース端末とコネクタの間に露出した多心絶縁心線の周りを含めて多心コネクタとケーブルシース端末とに亘って四弗化樹脂テープを巻回して、その四弗化樹脂テープによって多心絶縁心線を纏めて固定するとともに多心コネクタとケーブルシース端末の間を閉塞し、その巻回テープ層を介し多心コネクタとケーブルシース端末とに亘って樹脂被覆を形成する構成を採用することができる。

因みに、特許文献３には、ＰＴＦＥテープをケーブルシースの表面に巻回して樹脂被覆を形成する技術が開示されているが、そのテープは、金型とケーブルシースの間を閉塞するものであって、露出した導体を纏めて固定し、かつ樹脂被覆から導体を遮蔽するものではない。

この発明は、以上のようにして、四弗化樹脂テープでもって絶縁心線を纏めて固定し、かつコネクタとケーブルシースの間を閉塞するようにし、樹脂被覆を行う際、溶融樹脂は、その四弗化樹脂テープによって、絶縁心線、その絶縁心線間及びコネクタの孔に至ることがないようにしたので、溶融樹脂がコネクタの接続側開口に漏れ出たり、絶縁心線が動いたりすることがなく、樹脂被覆の転写性が良く、外観不良が生じることもない。

この発明の一実施形態の作用説明用斜視図同作用説明用斜視図同作用説明用斜視図同作用説明用斜視図他の実施形態の斜視図ケーブル柔軟性試験説明図

この発明の一実施形態を図１〜図４に示し、この実施形態は、２０心の絶縁心線３を撚り合わせ、その撚り合わせ多心絶縁心線３をシース２で被覆した多心ケーブル１を樹脂成型品の多心コネクタ５に接続する場合であって、まず、従来と同様に、図１から図２に示すように、ケーブルシース２を所要長さ剥ぎ取って各絶縁心線３を所要長さ露出させ（剥き出し）、その露出した各絶縁心線３の各端末に端子片４をそれぞれ設け（圧着し）、その各端子片４を多心コネクタ５の各孔６に差込んでコネクタ５にケーブル１を接続する。

なお、ケーブル１は２０心に限定されないことは勿論であり、全ての絶縁心線３をコネクタ５に接続して（全ての端子片４を全ての孔６に差込んで）も良いし、仕様により、必要な絶縁心線３のみをコネクタ５に接続したりしても良い。

また、ケーブル１には柔軟性のあるものを採用し、具体的には、下記の評価方法によって、図６に示す撚り骨２ａ上の硬さの測定値が８０以下で、撚り骨上の硬さの測定値と撚り骨と撚り骨の中間部２ｂの硬さの測定値の差が５以上のものを採用した。
「評価方法」
ＪＩＳＫ６２５３に規定するデュロメータ硬さ試験のタイプＡを用い、ケーブル１を水平の鉄製台上に置き、ケーブル１内部の絶縁線の撚り骨２ａ上に押針の先端がくるようにセットし、約１０Ｎの力で垂直に圧し、５秒後の値を読み取り、その後、撚り骨２ａと撚り骨２ａの中間部２ｂに押針の先端をセットし、約１０Ｎの力で垂直に圧し、５秒後の値を読み取り評価する。試験数は、各々５回の平均値とする。

つぎに、図３に示すように、ＰＴＦＥテープ１０をケーブルシース２の端末とコネクタ５の間の露出した多心の絶縁心線３の周りを含めてコネクタ５とケーブルシース２端末とに亘って巻回する。この巻回層は、樹脂成形時の樹脂射出成形圧で破れたり、コネクタ５とケーブルシース２端末の間が完全に閉塞されて、溶融樹脂がその巻回層の各テープ間の界面、テープ１０とコネクタ５及びケーブルシース２の界面からその巻回層内に入り込んだりしない程度に、その巻回範囲、巻回数を適宜に決定する。例えば、その層厚は、０．０５〜０．３０ｍｍ程度とする。このとき、テープ１０の厚みは限定されないが、例えば、厚み：０．１３ｍｍとする。また、厚みの異なるテープ１０を組み合わせて巻回しても良い。

このテープ１０を巻き終われば、従来と同様に、その図３の状態の多心ケーブル１とコネクタ５との接続部を金型内に装填し、その金型内に溶融樹脂（例えば、耐熱耐油性塩化ビニル）を注入することによって、巻回テープ層１０を介しコネクタ５全外周面（前面開口５ａを除く）とケーブルシース２の端末とに亘って樹脂被覆８を形成し、図４に示すケーブル１からコネクタ５に樹脂被覆８が形成された接続部を得る。
この樹脂被覆時（樹脂溶融温度：１７０〜２００℃）、巻回テープ層１０でもってコネクタ５とケーブルシース２の間が確実に閉塞されているため、溶融樹脂は、そのテープ１０によって、絶縁心線３、その絶縁心線３間及びコネクタ５の孔６、７に至ることがなく、溶融樹脂がコネクタ５の接続側開口５ａに漏れ出たり、絶縁心線３が動いたりすることがなく、コネクタ５の接続不良を招いたり、絶縁特性に問題が生じたりすることがなく、金型キャビティの形状に沿う転写性の良い樹脂被覆８を得る（下記表１参照）。

このＰＴＦＥテープ１０が露出した多心の絶縁心線３を被って樹脂被覆８に対して有効性を確認するため、下記表１に、そのテープ１０に代えて熱収縮チューブを使用したり、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のテープを使用したりした結果を示す。
この試験結果から、ＰＴＦＥテープ１０のみが満足できる「○」を得ており、他の物は、溶融樹脂の熱によって変形したり、破れたりして、孔６、７からの溶融樹脂漏れが生じたり、金型キャビティの形状に沿わずに転写性が悪かったりの問題があり、満足し得ない「×」であった。また、ＰＴＦＥテープ１０において、巻回したテープ１０の側縁を重ねたのみの１重層（１巻回）の場合に比べ、その側縁を重ねた層を２重層（２巻回）とした場合の方が、その「溶融樹脂漏れ防止」及び「転写性」において優れていた。

なお、上記実施形態は、コネクタ５の全外周面に樹脂被覆８を形成したが、コネクタ５の外周面一部を残して樹脂被覆８を形成しても良く、また、雌型コネクタ５の場合であったが、図５に示す、雄型コネクタ５’の場合にあっても、この発明を採用できることは言うまでもない。
さらに、この発明は、ロボット用ケーブル等の屈曲性（柔軟性）に富んだケーブル以外のケーブルとコネクタとの接続部においても採用できる。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１多心ケーブル
２ケーブルシース
３絶縁心線
４接続用端子片
５、５’ コネクタ
６コネクタの端子片用孔
７コネクタの孔
８樹脂被覆
１０ＰＴＦＥテープ（四弗化樹脂テープ）

Claims

多数の端子片用孔（６）を有する多心コネクタ（５、５’）に、多数の絶縁心線（３）を有する多心ケーブル（１）をその絶縁心線（３）の端末に接続された前記端子片（４）を差込んで前記孔（６）に嵌入した多心ケーブル（１）と多心コネクタ（５、５’）との接続構造であって、
ケーブルシース（２）の端末と上記多心コネクタ（５、５’）の間には上記多心の絶縁心線（３）が露出して、その露出した多心の絶縁心線（３）の周りを含めて前記多心コネクタ（５、５’）とケーブルシース（２）端末とに亘って四弗化樹脂テープ（１０）が巻回されて多心コネクタ（５、５’）とケーブルシース（２）端末の間が閉塞されており、その巻回テープ層（１０）を介し多心コネクタ（５、５’）とケーブルシース（２）端末とに亘って樹脂被覆（８）が形成されていることを特徴とする多心ケーブルと多心コネクタとの接続構造。
多数の端子片用孔（６）を有する多心コネクタ（５、５’）に、多数の絶縁心線（３）を有する多心ケーブル（１）をその絶縁心線（３）の端末に接続された前記端子片（４）を差込んで前記孔（６）に嵌入する多心ケーブル（１）と多心コネクタ（５、５’）とを接続する方法であって、
上記多心ケーブル（１）端末のケーブルシース（２）を剥ぎ取って露出した絶縁心線（３）端末の端子片（４）を上記多心コネクタ（１）の前記孔（６）に差込み、前記ケーブルシース（２）端末と前記多心コネクタ（５、５’）の間に露出した前記多心絶縁心線（３）の周りを含めて前記多心コネクタ（５、５’）とケーブルシース（２）端末とに亘って四弗化樹脂テープ（１０）を巻回して、その四弗化樹脂テープ（１０）によって多心絶縁心線（３）を纏めて固定するとともに多心コネクタ（５、５’）とケーブルシース（２）端末の間を閉塞し、その巻回テープ層（１０）を介し多心コネクタ（５、５’）とケーブルシース（２）端末とに亘って樹脂被覆（８）を形成することを特徴とする多心ケーブルと多心コネクタとの接続方法。