JP2019122214A

JP2019122214A - ケーブル端末構造及びその製造方法

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Publication number: JP2019122214A
Application number: JP2018002705A
Authority: JP
Inventors: 池田　幸雄; Yukio Ikeda; 幸雄池田; 裕太片岡; Yuta Kataoka; 正憲佐川; Masanori Sagawa
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-07-22
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: JP7091665B2

Abstract

【課題】ケーブル端部を樹脂モールドする際に、樹脂材料の熱によってケーブルが受ける損傷を低減できるケーブル端末構造及びその製造方法を実現する。【解決手段】ケーブル端末構造は、シース５の端部５ａおよびシース５の端面５ｂから突出している絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａを収容するホルダ１０と、ホルダ１０の外側に設けられ、少なくともホルダ１０の一部およびホルダ１０から突出しているシース５の一部を覆う外側樹脂成形体と、ホルダ１０の内側に設けられ、絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａを覆う内側樹脂成形体３０と、を有し、外側樹脂成形体と内側樹脂成形体３０とが、ホルダ１０に設けられている貫通孔１５を通して繋がって一体化されている。【選択図】図２

Description

本発明は、絶縁電線と当該絶縁電線の周囲に設けられたシースとを有するケーブルの末端構造に関するものである。

今日、電力用ケーブルや通信用ケーブル等の各種ケーブルが様々な分野で使用されている。これらケーブルの一つに、心線としての絶縁電線と、当該絶縁電線の周囲に設けられたシースと、を有するケーブルがある。この種のケーブルは、例えば、ＡＢＳセンサー，トルクセンサ，インデックスセンサ等の車載センサーに用いられる。また、この種のケーブルの心線として用いられる絶縁電線は、導体と、当該導体の周囲に設けられた絶縁層と、を有する。以下、特に断らない限り、「ケーブル」とは、心線としての絶縁電線と、当該絶縁電線の周囲に設けられたシースと、を有するケーブルを意味するものとする。

ケーブルの端末構造として、シースの端部と当該シースの端部から突出している絶縁電線の根元部分とが樹脂によって一括被覆された構造が知られている。言い換えれば、ケーブルの一端または両端に、シースの端部と当該シースの端部から突出している絶縁電線の根元部分とを一括して覆う樹脂成形体が設けられたケーブル（「樹脂成形体付きケーブル」と呼ばれることもある。）が知られている。このようなケーブル端末構造は、主にケーブル端部における防水性の確保を目的としている。

特開２００７−９５４３９号公報

上記のようなケーブル端末構造は、ケーブル端部が配置された金型内に溶融させた樹脂材料を供給して前記樹脂成形体を成形することによって製造される。このとき、金型内に供給された樹脂材料の熱によってシースや絶縁電線の表層部が溶融し、これらシースや絶縁電線の表層部と樹脂成形体とが結合する。この結果、ケーブル端部の防水性が確保される。

ここで、シースや絶縁電線の絶縁層の材料には、ウレタンが用いられることが多い。一方、ケーブル端末構造を構成する樹脂成形体の材料にはナイロンが用いられることが多く、特にポリアミド（ＰＡ(polyamide)）が用いられることが多い。もっとも、樹脂成形体の強度や耐久性を高める観点からは、ポリアミド以外のナイロン、例えば、ポリフタルアミド（ＰＰＡ(Polyphthalamide)）やポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ(Polyphenylenesulfide)）などによって樹脂成形体を成形することが好ましい場合もある。

しかし、ＰＡの融点が約２２０℃なのに対し、ＰＰＡの融点は約３２０℃、ＰＰＳの融点は約２９０℃である。このため、ＰＰＡやＰＰＳを用いて樹脂成形体を成形した場合、シースや絶縁電線の絶縁層が熱によって損傷し、十分な防水性が得られない虞がある。かかる課題は、ＰＰＡやＰＰＳを用いてケーブル端末構造を構成する樹脂成形体を成形する場合に限ったことではなく、ＰＡよりも融点が高い他の樹脂材料を用いて樹脂成形体を成形する場合にも同じく発生し得る課題である。

本発明の目的は、ケーブル端部を樹脂モールドする際に、樹脂材料の熱によってケーブルが受ける損傷を低減できるケーブル端末構造及びその製造方法を提供することである。

本発明のケーブル端末構造は、絶縁電線と前記絶縁電線の周囲に設けられたシースとを有するケーブルの端末構造である。このケーブル端末構造は、前記シースの端部および前記シースの端面から突出している前記絶縁電線の根元部分を収容するホルダと、前記ホルダの外側に設けられ、少なくとも前記ホルダの一部および前記ホルダから突出している前記シースの一部を覆う外側樹脂成形体と、前記ホルダの内側に設けられ、前記絶縁電線の前記根元部分を覆う内側樹脂成形体と、を有する。そして、前記外側樹脂成形体と前記内側樹脂成形体とが、前記ホルダに設けられている開口部を通して繋がって一体化されている。

本発明のケーブル端末構造の製造方法は、絶縁電線と前記絶縁電線の周囲に設けられたシースとを有するケーブルの端末構造の製造方法である。この製造方法では、前記シースの端部および前記シースの端面から突出している前記絶縁電線の根元部分をホルダに収容し、前記ホルダの外側に、少なくとも前記ホルダの一部および前記ホルダから突出している前記シースの一部を覆う外側樹脂成形体を成形し、前記ホルダの内側に、前記絶縁電線の前記根元部分を覆う内側樹脂成形体を成形する。

本発明によれば、ケーブル端部を樹脂モールドする際に、樹脂材料の熱によってケーブルが受ける損傷を低減できるケーブル端末構造及びその製造方法が実現される。

ケーブルの構造を示す図である。ホルダおよび当該ホルダに収容されたケーブル端部を示す図である。ホルダの構造を示す図である。ホルダに設けられている壁部を示す図である。ケーブル端末構造を示す図である。ケーブル端末構造の製造方法の一工程を示す図である。

次に、本発明のケーブル端末構造の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。ここで説明するケーブル端末構造は、絶縁電線と当該絶縁電線の周囲に設けられたシースとを有するケーブルの端末構造である。そこで、ケーブルの構造について説明した後に、ケーブルの端末構造について詳細に説明する。

図１に示されるケーブル１は、一対の絶縁電線３，４と、これら絶縁電線３，４を一括して被覆するシース５と、を有する。言い換えれば、ケーブル１は、一対の絶縁電線３，４を心線とする２心ケーブルである。

それぞれの絶縁電線３，４は、導体６と、導体６の周囲に設けられた絶縁層７と、を有する。導体６は複数本の素線が集合撚りされた撚り線であり、絶縁層７はウレタンによって形成されている。導体６を形成する素線の種類は特に限定されないが、例えば、軟銅線，硬銅線，すずめっき軟銅線，すずめっき硬銅線などを用いることができる。素線の撚り方法も集合撚りに限定されるものではなく、例えば、同心撚りや複合撚りであってもよい。また、絶縁層７はウレタン以外の樹脂材料によって形成してもよい。

シース５はウレタンによって形成されており、互いに平行に配置された絶縁電線３，４を一括して被覆している。このシース５によって一対の絶縁電線３，４の間隔が保持されている。もっとも、ウレタン以外の樹脂材料によってシース５を形成してもよい。

図１に示されるように、ケーブル１の少なくとも一方の端末において絶縁電線３，４が露出している。具体的には、シース５の少なくとも一方の端部５ａから絶縁電線３，４がそれぞれ突出している。より具体的には、シース５の少なくとも一方の端面５ｂから絶縁電線３，４がそれぞれ突出している。

図２，図３に示されるように、ケーブル１の端部はホルダ１０に収容されている。具体的には、シース５の端部５ａと、当該端部５ａから突出している絶縁電線３，４の一部（根元部分３ａ，４ａ）と、がホルダ１０に収容されている。以下の説明では、ホルダ１０に収容されているシース５の端部５ａおよび絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａを「ケーブル端部」と総称する場合がある。言い換えれば、ケーブル１のうち、ホルダ１０の収容されている部分が「ケーブル端部」である。また、シース５の端部５ａから突出している絶縁電線３，４の露出部分のうち、ホルダ１０に収容されている部分が根元部分３ａ，４ａである。

図２，図３に示されるように、ホルダ１０は、ケーブル１の径方向両側から互いに突き合わされた下側ホルダ部材１１および上側ホルダ部材１２によって形成されている。下側ホルダ部材１１と上側ホルダ部材１２とが突き合わされると、両部材１１，１２の間に、シース５の端部５ａが収容されるシース収容部１３と、絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａが収容される電線収容部１４と、が形成される。つまり、ホルダ１０の内側にはシース収容部１３および電線収容部１４が設けられており、シース収容部１３にシース５の端部５ａが収容され、電線収容部１４に絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａが収容されている。

さらに、ホルダ１０の内側には、シース収容部１３と電線収容部１４とを隔てる壁部２０が設けられており、この壁部２０には、絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａがそれぞれ貫通する穴２１が形成されている。壁部２０は、下側ホルダ部材１１に一体成形されている下側壁部２２と、上側ホルダ部材１２に一体成形されている上側壁部２３と、から形成されている。

下側ホルダ部材１１と上側ホルダ部材１２とが突き合わされると、同時に、下側壁部２２の端面と上側壁部２３の端面とが突き合わされ、ホルダ１０の内側に壁部２０が形成される。また、下側壁部２２および上側壁部２３の端面には、絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａを受け入れる半円状の凹部２４が２つずつ形成されており、対応する凹部２４同士が突き合わされることによって穴２１が形成される。この結果、シース収容部１３に収容されているシース５の端面５ｂから突出している絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａは、壁部２０を貫通して電線収容部１４に進入している。一方、図４に示されるように、シース５の端面５ｂは壁部２０に覆われており、電線収容部１４（図２，図３）に露出していない。

図２に示されるように、ホルダ１０の内側（電線収容部１４の内側）には、絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａを覆う内側樹脂成形体３０が設けられている。言い換えれば、絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａは、電線収容部１４内において樹脂モールドされている。さらに、図５に示されるように、ホルダ１０の外側には、少なくともホルダ１０の一部およびホルダ１０から後方に突出しているシース５の一部を覆う外側樹脂成形体３１が設けられている。言い換えれば、ホルダ１０の一部およびホルダ１０から突出しているシース５の一部は樹脂モールドされている。このような内側樹脂成形体３０および外側樹脂成形体３１によるモールドにより、ケーブル端部の防水性が確保されている。尚、ホルダ１０の前面から突出している絶縁電線３，４の先端は、ＩＣやその他の電子機器に接続される。

詳細は後述するが、図２に示されている内側樹脂成形体３０、図５に示されている外側樹脂成形体３１は、同一の樹脂材料によって同時に成形されたものである。さらに、内側樹脂成形体３０と外側樹脂成形体３１とは、ホルダ１０に設けられている開口部を通して繋がって一体化されている。本実施形態における内側樹脂成形体３０および外側樹脂成形体３１は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）またはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）によって形成されている。また、本実施形態における内側樹脂成形体３０と外側樹脂成形体３１とは、下側ホルダ部材１１に設けられている開口部としての貫通孔１５（図２，図３）を通して繋がって一体化されている。

ここで、シース５の端面５ｂがシース収容部１３と電線収容部１４とを隔てる壁部２０によって覆われていることは既述のとおりである。つまり、シース５の端面５ｂと電線収容部１４の内側に設けられている内側樹脂成形体３０との間には壁部２０が介在しており、シース５の端面５ｂは内側樹脂成形体３０に接していない。

本実施形態におけるケーブル端末構造は、例えば、次の製造方法によって製造することができる。

まず、ケーブル端部をホルダ１０に収容する。具体的には、図３に示されるように、シース５の端部５ａおよび当該端部５ａから突出している絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａを下側ホルダ部材１１上の所定位置に載置する。次いで、シース５の端部５ａおよび絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａが載置された下側ホルダ部材１１の上に上側ホルダ部材１２を重ね、両部材１１，１２を突き合わせる。かかる工程により、シース収容部１３および電線収容部１４を備えるホルダ１０が形成されるとともに、シース収容部１３にシース５の端部５ａが収容され、電線収容部１４に絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａが収容される。

次に、同一工程によって内側樹脂成形体３０（図２）および外側樹脂成形体３１（図５）を成形する。具体的には、図６に示されるように、ケーブル端部が収容されたホルダ１０を金型４０のキャビティ４１内に配置する。

次いで、ホルダ１０が配置されたキャビティ４１内に、加熱溶融させた樹脂材料を供給して外側樹脂成形体３１（図５）を成形する。同時に、キャビティ４１内に供給された樹脂材料の一部が、下側ホルダ部材１１に設けられている貫通孔１５を通してホルダ１０の内側（電線収容部１４）に充填され、内側樹脂成形体３０（図２）が成形される。このとき、ホルダ１０の電線収容部１４とシース収容部１３とは壁部２０によって仕切られているので、貫通孔１５から電線収容部１４に流入した樹脂材料がシース５の端面５ｂに接することはなく、シース５と絶縁電線３，４との間の隙間に侵入することもない。尚、本実施形態では、内側樹脂成形体３０および外側樹脂成形体３１の材料として、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）またはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）を用いた。

かかる工程により、ホルダ１０の外側に、少なくともホルダ１０の一部およびホルダ１０から突出しているシース５の一部を覆う外側樹脂成形体３１（図５）が成形されるとともに、ホルダ１０の内側に、絶縁電線３，４の根元部分３ａ，４ａを覆う内側樹脂成形体３０（図２）が成形される。つまり、外側樹脂成形体３１および内側樹脂成形体３０が同時に成形される。また、キャビティ４１内に供給された樹脂材料の熱により、外側樹脂成形体３１に覆われているホルダ１０およびシース５の表層部が適度に溶融して外側樹脂成形体３１と結合する。同じく、樹脂材料の熱により、内側樹脂成形体３０に覆われている絶縁電線３，４の絶縁層７の表層部も適度に溶融して内側樹脂成形体３０と結合する。この結果、ケーブル端部の防水性が確保される。

ここで、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）の融点は約３２０℃、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）の融点は約２９０℃であり、絶縁電線３，４の絶縁層７を形成しているウレタンの融点よりも高い。しかし、キャビティ４１内に供給された樹脂材料（ＰＰＡまたはＰＰＳ）は、直ちに絶縁電線３，４（絶縁層７）に触れることはなく、下側ホルダ部材１１に設けられている貫通孔１５を通してホルダ１０の内側に充填された後に絶縁電線３，４（絶縁層７）に触れる。また、キャビティ４１内に供給される樹脂材料の全量に比べて、絶縁電線３，４（絶縁層７）に触れる樹脂材料の量は少ない。よって、ウレタンよりも融点が高い樹脂材料を用いて外側樹脂成形体３１および内側樹脂成形体３０を成形しても、樹脂材料の熱によって絶縁電線３，４（絶縁層７）が受ける損傷を低減できる。

さらに、本実施形態では、キャビティ４１の樹脂供給口（ゲート）４２とホルダ１０の開口部（貫通孔１５）とを遠ざけてある。具体的には、図６に示されるように、樹脂供給口（ゲート）４２はキャビティ４１の側面に設けられている。そこで、貫通孔１５が設けられている底面（下側ホルダ部材１１の底面）がキャビティ４１の底面と対向するように、ホルダ１０をキャビティ４１内に配置している。よって、樹脂供給口（ゲート）４２からキャビティ４１内に流入した樹脂材料が直接的にホルダ１０内に流入することがなく、絶縁電線３，４（絶縁層７）の損傷をより確実に低減できる。

なお、キャビティ４１の樹脂供給口（ゲート）４２とホルダ１０の貫通孔１５とをなるべく遠ざければ上記効果が得られることは明らかである。よって、樹脂供給口（ゲート）４２の位置に応じてホルダ１０の位置や向きを適宜変更することが好ましい。

然る後、樹脂モールドされたホルダ１０をキャビティ４１から取り出すことによって、本実施形態に係るケーブル端末構造が製造される。

本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、ケーブル１は２心ケーブルに限定されるものではなく、単心ケーブルであっても、３心以上のケーブルであってもよい。また、ホルダ１０の開口部は上側ホルダ部材に設けられていてもよく、その位置も図示されている位置に限定されない。例えば、ホルダ１０の上面や側面に開口部が設けられていてもよい。

さらに、内側樹脂成形体３０や外側樹脂成形体３１の材料は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）またはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）に限られない。

１ケーブル
３，４絶縁電線
３ａ，４ａ根元部分
５シース
５ａ端部
５ｂ端面
６導体
７絶縁層
１０ホルダ
１１下側ホルダ部材
１２上側ホルダ部材
１３シース収容部
１４電線収容部
１５貫通孔
２０壁部
２１穴
２２下側壁部
２３上側壁部
２４凹部
３０内側樹脂成形体
３１外側樹脂成形体
４０金型
４１キャビティ
４２樹脂供給口

Claims

絶縁電線と前記絶縁電線の周囲に設けられたシースとを有するケーブルの端末構造であって、
前記シースの端部および前記シースの端面から突出している前記絶縁電線の根元部分を収容するホルダと、
前記ホルダの外側に設けられ、少なくとも前記ホルダの一部および前記ホルダから突出している前記シースの一部を覆う外側樹脂成形体と、
前記ホルダの内側に設けられ、前記絶縁電線の前記根元部分を覆う内側樹脂成形体と、を有し、
前記外側樹脂成形体と前記内側樹脂成形体とが、前記ホルダに設けられている開口部を通して繋がって一体化されている、
ケーブル端末構造。
請求項１に記載のケーブル端末構造において、
前記ホルダの内側に、前記シースの前記端面と前記内側樹脂成形体との間に介在する壁部が設けられ、
前記絶縁電線の前記根元部分は、前記壁部を貫通している、
ケーブル端末構造。
請求項２に記載のケーブル端末構造において、
前記ホルダは、前記ケーブルの径方向両側から互いに突き合わされる下側ホルダ部材および上側ホルダ部材によって形成され、
前記壁部は、前記下側ホルダ部材に形成されている下側壁部および前記上側ホルダ部材に形成されている上側壁部によって形成され、
互いに突き合わされる前記下側壁部および前記上側壁部の端面には、前記絶縁電線の前記根元部分を受け入れる凹部が形成されている、
ケーブル端末構造。
請求項３に記載のケーブル端末構造において、
前記開口部は、前記下側ホルダ部材または前記上側ホルダ部材に設けられた貫通孔である、
ケーブル端末構造。
請求項１〜４のいずれか一項に記載のケーブル端末構造において、
前記シースはウレタンによって形成され、前記外側樹脂成形体および前記内側樹脂成形体はポリフタルアミドまたはポリフェニレンスルファイドによって形成されている、
ケーブル端末構造。
絶縁電線と前記絶縁電線の周囲に設けられたシースとを有するケーブルの端末構造の製造方法であって、
前記シースの端部および前記シースの端面から突出している前記絶縁電線の根元部分をホルダに収容し、
前記ホルダの外側に、少なくとも前記ホルダの一部および前記ホルダから突出している前記シースの一部を覆う外側樹脂成形体を成形し、
前記ホルダの内側に、前記絶縁電線の前記根元部分を覆う内側樹脂成形体を成形する、
ケーブル端末構造の製造方法。
請求項６に記載のケーブル端末構造の製造方法において、
前記外側樹脂成形体および前記内側樹脂成形体を同一工程で成形する、
ケーブル端末構造の製造方法。
請求項７に記載のケーブル端末構造の製造方法において、
前記シースの前記端部および前記絶縁電線の前記根元部分が収容された前記ホルダを金型のキャビティ内に配置し、
前記ホルダが配置された前記キャビティ内に、溶融させた樹脂材料を供給して前記外側樹脂成形体を成形し、
前記キャビティ内に供給した前記樹脂材料の一部を、前記ホルダに設けられている開口部を通して前記ホルダの内側に充填して前記内側樹脂成形体を成形する、
ケーブル端末構造の製造方法。
請求項６〜８のいずれか一項に記載のケーブル端末構造の製造方法において、
前記シースがウレタンによって形成されているときに、前記外側樹脂成形体および前記内側樹脂成形体をポリフタルアミドまたはポリフェニレンスルファイドによって成形する、
ケーブル端末構造の製造方法。