JP2016199006A - ケーブルインサート成形方法およびケーブルインサート成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロバスト性の高いケーブルインサート成形方法を提供する。【解決手段】１本以上の導線２１、導線２１を個々に覆う絶縁体２２、および、絶縁体２２をまとめて覆うシース２３からなるケーブル２に対し、シース２３の端と絶縁体２２とに跨って樹脂成形を行うケーブルインサート成形方法において、型締めを行う金型１ａ，１ｂに設けられ、シース２３を押さえ込むシース押さえ部１１ａ，１１ｂを冷却するステップと、樹脂充填部より、シース２３の端と絶縁体２２とに跨って樹脂を充填するステップとを備えた。【選択図】図１

Description

この発明は、１本以上の導線、導線を個々に覆う絶縁体、および絶縁体をまとめて覆うシースからなるケーブルに対し、ケーブルのシース端と絶縁体とに跨って樹脂成形を行うケーブルインサート成形方法およびケーブルインサート成形装置に関するものである。

従来から、ケーブル２（図７参照）を電子機器内外に挿通する場合、電子機器の筐体には、ケーブル２を挿通するための孔が必然的に設けられる。一方、この孔を通って筐体内への液体（水や油など）の侵入が電子機器本体（電子回路など）に悪影響を与えることがある。そこで、ケーブル２の周辺に樹脂成形を行い、コンジット部品をケーブルインサート成形し、これを孔と嵌合させることで封止構造を形成している。またこの際、ケーブル２を、ケーブル２のシース２３端と、導線２１を覆う絶縁体２２とに跨ってインサート成形することで、シース２３と絶縁体２２との間のシールを行うことができる。
また、図８に示すように、コンジット部品の成形（ケーブルインサート成形）では、型締めの際にシース２３を上下の金型１０１ａ，１０１ｂ（シース押さえ部１０１１ａ，１１０１ｂ）でケーブル２をクランプすることで固定し、成形時の射出圧でケーブルが位置ずれすることを抑制するようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−２０５８９４号公報

ケーブルインサート成形においては、成形時の射出圧を低く設定すると、充分な充填が得られず、成形不良を引き起こしてしまう。そこで、充分な充填を得るためにある程度射出圧を高くする必要があるが、成形時の射出圧を高く設定すると、樹脂３の射出圧力の影響でケーブル２が金型１０１ａ，１０１ｂから押し出されてしまうという問題があった。
特許文献１に開示されているような従来技術で当該問題を解決しようとすると、型締めの際にシース２３を上下の金型１０１ａ，１０１ｂで強く挟み込む必要がある。
しかしながら、シース２３は、耐低温性および耐屈曲性が求められるため、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の弾性をもつ材質により構成されている。そのため、上下の金型１０１ａ，１０１ｂで挟み込まれたシース２３は、金型１０１ａ，１０１ｂのキャビ型と外側に伸びる。このシース２３の伸び変位は、シース２３と絶縁体２２との摩擦により絶縁体２２及び導線２１に対して引張り力を発生させることになる。そして、この引張り力によって、シース２３は破断しないが、上記挟み込み部分において絶縁体２２および導線２１が破断してしまう恐れがあり、従来の構成では、樹脂３の射出圧力によりケーブル２が押し出されるという問題を解消することが難しいという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、型締めの際にシースを金型で挟み込んだ場合に絶縁体及び導線の破断を引き起こすことなく、ロバスト性の高いケーブルインサート成形方法を提供することを目的としている。

この発明に係るケーブルインサート成形方法は、１本以上の導線、導線を個々に覆う絶縁体、および、絶縁体をまとめて覆うシースからなるケーブルに対し、シースの端と絶縁体とに跨って樹脂成形を行うケーブルインサート成形方法において、型締めを行う金型に設けられ、シースを押さえ込むシース押さえ部を冷却するステップと、樹脂充填部より、シースの端と絶縁体とに跨って樹脂を充填するステップとを備えたものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、型締めの際にシースを金型で挟み込んだ場合に絶縁体及び導線の破断を引き起こすことなく、ロバスト性の高いケーブルインサート成形を行うことができる。

この発明の実施の形態１に係るケーブルインサート成形方法の概要を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るケーブルインサート成形方法を示す図であって、（ａ）型締め前の状態を示す図であり、（ｂ）型締め後の状態を示す図である。 従来のケーブルインサート成形において、（ａ）ケーブルがインサート成形される前の状態を示す図であり、（ｂ）ケーブルがインサート成形された後の状態を示す図である。 従来のケーブルインサート成形において、樹脂の射出圧でケーブルが伸長する仕組みを説明する図である。 引張り力に対するケーブルの耐性を実験した結果を説明する図である。 実施の形態１において、水路を形成したシース押さえ部を説明する図である。 ケーブルの構成を示す断面図であり、（ａ）３芯のケーブルを示す図であり、（ｂ）２芯のケーブルを示す図である。 従来のケーブルインサート成形方法の概要を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
まず、本発明のケーブルインサート成形でコンジット部品が成形されるケーブル２の構成について、図７を参照しながら説明する。
ケーブル２には、図７に示すように、１本以上の導線（単線、撚り線）２１が設けられている。この導線２１は、個々に絶縁体２２により覆われている。この絶縁体２２は、ＰＶＣ等により構成されている。そして、絶縁体２２は、シース２３によりまとめて覆われている。このシース２３は、耐低温性及び耐屈曲性を得るため、ＰＶＣ等により構成されている。

次に、本発明のケーブルインサート成形の概要について、図１を参照しながら説明する。なお、図１では、導線２１を１本のみ図示している。
ケーブルインサート成形とは、防水性、防塵性が要求されるコンジット部品に対し、ケーブル２のシース２３端と絶縁体２２とに跨って樹脂成形を行い、ケーブルをインサート成形することを指す。
本発明のケーブルインサート成形方法では、金型１ａ，１ｂにシース２３を押さえる面（シース押さえ部１１ａ，１１ｂ）を設ける。
そして、本発明のケーブルインサート成形方法で用いる金型１ａ，１ｂでは、図１に示すように、シース２３を押さえるシース押さえ部１１ｂの、シース２３を押さえる側とは反対側の面に、ペルチェ素子４を備える。このペルチェ素子４によってシース押さえ部１１ｂが冷却されることにより、ケーブル２の、シース押さえ部１１ｂがクランプする部分が冷却される。その結果、ケーブル２の粘度が上がり、引張りに対する耐性を上げることができる。

なお、ここでは、図１に示すように、ペルチェ素子４は、シース押さえ部１１ｂの、シース２３を押さえる側とは反対側の面に備えるようにしたが、これに限らず、ペルチェ素子４は、シース押さえ部１１ｂに内蔵するようにしもよいし、シース押さえ部１１ｂではなく、シース押さえ部１１ａに備えるようにしてもよい。また、ペルチェ素子４は、シース押さえ部１１ａ，１１ｂ両方に備えられるものであってもよく、ケーブル２をクランプする際に、シース押さえ部１１ａ、または、シース押さえ部１１ｂに備えられたペルチェ素子４によってケーブル２が冷却できるようになっていればよい。

次に、本発明のケーブルインサート成形方法の手順について、図２を参照しながら説明する。なお図２（ａ）では、下側の金型１ａにケーブル２が配置された状態と、下側のシース押さえ部１１ａの形状について図示している。また図２（ｂ）では、ケーブル２が型締めされた状態と、上側のシース押さえ部１１ｂの形状について図示している。また、型締めを行う上側の金型１ｂのうちシース押さえ部１１ｂ以外の部分は図示を省略している。

本発明のケーブルインサート成形方法では、まず、図２（ａ）に示すように、型締めを行う下側の金型１ａにケーブル２を配置する。この際、下側の金型１ａのうち、シース押さえ部１１ａにケーブル２のシース２３が配置され、絶縁体配置部１３ａに絶縁体２２が配置される。

次いで、図２（ｂ）に示すように、ケーブル２が配置された下側の金型１ａに対して、上側の金型１ｂを被せて型締めを行う。
この際、上側のシース押さえ部１１ｂに備えられたペルチェ素子４により、シース押さえ部１１ｂを冷却することで、ケーブル２を冷却する。
なお、ペルチェ素子４は、ペルチェ駆動ケーブル（図示を省略する）に接続された電源（図示を省略する）により駆動する。
そして、樹脂充填部（図示を省略する）より、ケーブル２のシース２３端と絶縁体２２とに跨って樹脂３を充填する。

このように、ケーブル２を冷却することで、ケーブル２の粘度が上がり、引張りに対する耐性を上げることができる。よって、樹脂３の射出圧を高く設定しても、その影響でケーブル２が金型１ａ，１ｂから押し出されることを低減することができる。また、ケーブル２が押し出されることを防ぐために、ケーブル２のシース２３を、シース押さえ部１１ａ，１１ｂによって必要以上に強く挟み込む必要もなくなる。従って、絶縁体２２および導線２１の破断も生じない。

ここで、ケーブルインサート成形における金型１ａ，１ｂの温度とケーブル２の粘度の関係について説明する。
図３は、従来のケーブルインサート成形において、ケーブルがインサート成形される前の状態（図３の（ａ））と、ケーブルがインサート成形された後の状態（図３の（ｂ））を示す図である。
図４は、従来のケーブルインサート成形において、樹脂３の射出圧でケーブルが伸長する仕組みを説明する図である。
なお、図３，図４では、説明の便宜上、シース押さえ部１１ａ，１１ｂの記載は省略している。
図３に示すように、従来、ケーブルがインサート成形する際、金型は、５０℃に温度調節されている。これにより、ケーブル２が加熱され、ケーブル２の粘度が下がる。
その結果、図４に示すように、樹脂充填部から樹脂３を充填する際には、充填された樹脂３の圧力でケーブル２の先端が圧縮され、押し出されて、図４の矢印Ａの方向、すなわち、ケーブル２を挿入する孔の方向に伸長する。

なお、この、樹脂３の圧力でケーブル２の先端が圧縮され押し出される現象は、ケーブル２の粘度が低いほどより顕著になる。
図５は、引張り力に対するケーブル２の耐性を実験した結果を説明する図である。
図５において、ケーブルＡは市販の柔らかいポリ塩化ビニールケーブル、ケーブルＢは市販の硬いポリ塩化ビニールケーブルを表わし、それぞれ、室温（２０℃）と、温度調節した金型の温度（５０℃）で、５つのサンプル（サンプル１〜５）を用いて耐性の実験を行った結果を示している。
図５に示すように、ケーブルＡ，Ｂの種類を問わず、どのサンプルにおいても、温度が低い方が、ケーブルの引張りに対する耐性に優れている。
この実施の形態１では、樹脂３を充填する際に、ペルチェ素子４によりシース押さえ部１１ｂを冷却することで、金型１ａ，１ｂを温度調節することによって加熱されたケーブル２を冷却する。これにより、ケーブル２の粘度が上がり、引張りに対する耐性を高くすることができる。その結果、樹脂３の射出圧による影響でケーブル２が金型１ａ，１ｂから押し出されることを低減することができる。

なお、この実施の形態１のケーブルインサート成形方法の目的は、加熱されたケーブル２を冷却することでケーブル２の粘度を上げ、引張りに対する耐性を高くして、樹脂３の射出圧による影響でケーブル２が金型１ａ，１ｂから押し出されないようにすることにある。
従って、ケーブル２を冷却する方法は、上述したように、ペルチェ素子４によって冷却する方法に限らない。
例えば、図６に示すように、シース押さえ部１１ｂに水路５ａ，５ｂを形成し、当該水路５ａ，５ｂに冷水を流してシース押さえ部１１ｂを冷却することで、ケーブル２を冷却するようにしてもよい。
なお、図６では、２本の水路５ａ，５ｂを形成するようにしたが、これに限らず、水路５ａのみとしてもよいし、水路５ｂのみとしてもよい。また、さらに別の水路を形成するようにしてもよい。また、図６では、水路５ａ，５ｂは、シース押さえ部１１ｂに形成されるようにしたが、これに限らず、シース押さえ部１１ａに水路を形成するようにしてもよいし、シース押さえ部１１ａ，１１ｂ両方に水路を形成するようにしてもよい。
ケーブル２をクランプする際に、シース押さえ部１１ａまたはシース押さえ部１１ｂの水路を流れる冷水によってケーブル２が冷却されるように水路が形成されていればよい。

また、例えば、図６に示した水路５ａ，５ｂを空気路とし、当該空気路に冷気を流してシース押さえ部１１ｂを冷却することで、ケーブル２を冷却するようにしてもよい。
なお、この際も、空気路は、１本のみとしてもよいし、さらに別の空気路を形成するようにしてもよい。また、空気路は、シース押さえ部１１ａに形成するようにしてもよいし、シース押さえ部１１ａ，１１ｂ両方に形成するようにしてもよい。
ケーブル２をクランプする際に、シース押さえ部１１ａまたはシース押さえ部１１ｂの空気路を流れる冷気によってケーブル２が冷却されるように空気路が形成されていればよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、型締めを行う金型１ａ，１ｂに設けられ、シース２３を押さえ込むシース押さえ部１１ａ，１１ｂを冷却するステップと、樹脂充填部より、シース２３の端と絶縁体２２とに跨って樹脂を充填するステップとを備えるように構成したので、ケーブル２が冷却されて粘度が上がり、引張り力に対するケーブル２の耐性を上げることができる。その結果、型締めの際にシース２３を金型１ａ，１ｂで挟み込んだ場合に、絶縁体及び導線の破断を引き起こすことなく、ロバスト性の高いケーブルインサート成形を行うことができる。

また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ａ，１ｂ 金型
２ ケーブル
３ 樹脂
４ ペルチェ素子
５ａ，５ｂ 水路
１１ａ，１１ｂ シース押さえ部
１３ａ 絶縁体配置部
２１ 導線
２２ 絶縁体
２３ シース

Claims (5)

1. １本以上の導線、前記導線を個々に覆う絶縁体、および、前記絶縁体をまとめて覆うシースからなるケーブルに対し、前記シースの端と前記絶縁体とに跨って樹脂成形を行うケーブルインサート成形方法において、
   型締めを行う金型に設けられ、前記シースを押さえ込むシース押さえ部を冷却するステップと、
   樹脂充填部より、前記シースの端と前記絶縁体とに跨って樹脂を充填するステップ
   とを備えたケーブルインサート成形方法。
2. 前記シース押さえ部に備えられたペルチェ素子により前記シース押さえ部を冷却する
   ことを特徴とする請求項１記載のケーブルインサート成形方法。
3. 前記シース押さえ部に形成された水路に冷水を流し、前記シース押さえ部を冷却する
   ことを特徴とする請求項１記載のケーブルインサート成形方法。
4. 前記シース押さえ部に形成された空気路に冷気を流し、前記シース押さえ部を冷却する
   ことを特徴とする請求項１記載のケーブルインサート成形方法。
5. １本以上の導線、前記導線を個々に覆う絶縁体、および、前記絶縁体をまとめて覆うシースからなるケーブルに対し、前記シースの端と前記絶縁体とに跨って樹脂成形を行うケーブルインサート成形装置において、
   型締めを行う金型に設けられ、前記シースを押さえ込むシース押さえ部と、
   前記シース押さえ部を冷却する冷却部
   とを備えたケーブルインサート成形装置。

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