JP5015064B2 - 封止部材付ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、電子機器の筐体に形成されたケーブル通し孔と該ケーブル通し孔に通されるケーブルとの間を封止する封止部材を備えた封止部材付ケーブルに関する。

近年、携帯用電話機（電子機器）は、更なる小型化を図るため、折り畳み式等の種々の形態のものが提供されている。折り畳み式の携帯用電話機は、操作ボタン等と液晶ディスプレイ等が２つの筐体にそれぞれ配設され、２つの筐体がヒンジ機構を介して旋回自在に接続された構造となっている。そして、ユーザは、携帯用電話機を使用しないときは、２つの筐体をヒンジ機構を中心に折り畳んで携帯し、携帯用電話機を使用するときは、２つの筐体をヒンジ機構を中心に展開して操作ボタンを押したり液晶ディスプレイを見て通話やメール送受信等を行う。

この方式の携帯用電話機は、操作ボタン等が配設された筐体と液晶ディスプレイ等が配設された筐体を備えているため、両筐体に内蔵されている回路間を電気的に接続する配線が必要となる。このため、例えば特許文献１には、各筐体のヒンジ機構側の側面に筐体内外に通じるヒンジに平行な長尺な通し孔（ケーブル通し孔）を形成し、各通し孔にフレキシブル配線基板（ケーブル）を通して両筐体に内蔵されている回路間を電気的に接続し、各通し孔をフレキシブル配線基板に一体化されている防水用部材（封止部材）により密閉（封止）したものが開示されている。
特開２００６−３４４８１３号公報

上述した従来のフレキシブル配線基板では、防水用部材をインサート成形により一体化している。このため、インサート成形用金型内でのフレキシブル配線基板の位置決めを誤った場合、フレキシブル配線基板の一部が、一体化された防水用部材の側面から露出してしまうことがあり、かかる防水用部材では筐体の通し孔を密閉できず筐体内に水分が浸入したときは内蔵回路を短絡させるおそれがある。このような問題を解消するためには、インサート成形用金型内でのフレキシブル配線基板の位置決めを高精度に行う必要があって金型内へのフレキシブル配線基板の設置に手間が掛かるなど工数が増加し、結果的に製造コスト増、生産性の低下を招いていた。

また、このようなフレキシブル配線基板は、凹凸のない平面形状をしており、防水用部材を一体成形しやすいが、このフレキシブル配線基板を用いた場合には、高速、大容量のデータ伝送の送受信時にノイズの影響を受けることがあり、このようなノイズの影響を除去するためには、シールドされた複数本の同軸ケーブルからなるフラットケーブルを用いることが好ましい。しかし、この種のフラットケーブルは、極細径の同軸ケーブルが用いられており、これをフラット化したフラットケーブルは、その外周部に凹凸形状を有しており、密閉のための防水用部材を一体化するのが困難である。

さらに、このような極細径の同軸ケーブルを携帯電話機などの配線に使用した場合には、フレキシブル配線基板と同様に金型内での同軸ケーブルの位置決め・保持が必要となるが、保持圧力及び溶融樹脂の流動圧力に対して同軸ケーブル自体が座屈したり、同軸ケーブルが断線する恐れなどがあり、接着剤により防水用部材と気密的に一体化する方法がとられることとなる。したがって、この方法も前記したフレキシブル配線基板と同様に多くの手間を要することとなり、製造コストの増加、生産性の低下を招いていた。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、筐体に形成されたケーブル通し孔と該ケーブル通し孔に通されるケーブルとの間を確実に封止することができる封止部材を備えた封止部材付ケーブルを良好な生産性をもって提供することにある。

上記目的達成のため、本発明の封止部材付ケーブルでは、電子機器の筐体に形成されたケーブル通し孔と該ケーブル通し孔に通されるケーブルとの間を封止する封止部材を備えた封止部材付ケーブルであって、前記封止部材は、前記ケーブル通し孔の内周部と密着する本体外周部及び前記ケーブルが挿通される本体内周部を有する封止部材本体と、該封止部材本体から突設され前記本体内周部と連通して前記ケーブルが挿通される突出内周部を有する封止部材突出部とを備え、前記ケーブルは、前記封止部材突出部の突出内周部に融着されており、前記封止部材突出部は、側壁がＲ形状を有すると共に、該側壁に切欠き部を有することを特徴としている。

これにより、予め成形されている封止部材の封止部材突出部に形成されている突出内周部にケーブルを挿通してから突出内周部とケーブル外皮を融着するので、封止部材本体に融着時の熱による変形などの影響を抑えることが可能となり、封止部材本体は高精度な形状を維持することが可能となる。この結果、従来のようにケーブルの一部が封止部材の側面から露出してしまうことはなく、筐体に形成されたケーブル通し孔と該ケーブル通し孔に通されるケーブルとの間を確実に封止して筐体内への水分の浸入を防止し内蔵回路を保護することができる。

また、前記封止部材突出部は、側壁がＲ形状を有すると共に、該側壁に切欠き部を有することから、封止部材突出部側面を更に撓み易くすることができるので、封止部材突出部の突出内周部の半溶融した上下内面をケーブルの外皮の上下面に容易かつ確実に融着することができ、ケーブルと封止部材との気密性を一層向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る封止部材付ケーブルに用いられる封止部材を示す斜視図、同図（Ｂ）は、その封止部材付ケーブルを示す斜視図である。図２は、電子機器の筐体の分解斜視図及び封止部材付ケーブルを電子機器の筐体に取り付けた状態を示す断面図である。図３は、封止部材をフラットケーブルに融着する製造方法を示す図である。図１（Ｂ）に示すように、封止部材付ケーブル１は、封止部材１０をフラットケーブル２０に一体化した構成となっている。

図１（Ａ）に示すように、封止部材１０は、封止部材本体１１とこの封止部材本体１１に一体化された封止部材突出部１２を備えている。封止部材本体１１は、長円環状の断面を有する筒状体に形成されており、外周の軸方向略中央には全周にわたってシール部材１３（図１（Ｂ）参照）が嵌め込まれる半円形状の断面を有する溝１１ａが形成されている。封止部材突出部１２は、封止部材本体１１の外径（長径及び短径）より小径の外径（長径及び短径）であって封止部材本体１１の内径（長径及び短径）と同径の内径（長径及び短径）の長円環状の断面を有する筒状体に形成されている。この封止部材突出部１２の筒状体は、後に述べる融着時の加熱により、封止部材本体１１は変形しないが、容易に溶融しやすいように封止部材本体１１より肉厚が薄手に形成されている。そして、封止部材突出部１２は、その突出内周部１２ｂと封止部材本体１１の本体内周部１１ｂとが連通するように封止部材本体１１の一端面から突出して形成されている。

図１（Ｂ）に示すように、フラットケーブル２０は、複数本（この例では３本）の同軸ケーブル２１を並列配置して一体化した構成となっている。この同軸ケーブル２１は、１本の導体もしくは複数本の導体を撚り合わせて作られた中心導体２２の周囲に絶縁材料から成る誘電体層２３を形成し、この誘電体層２３の外周に外部導体２４を形成し、この外部導体２４の外周に外被２５が形成された構成となっている。

封止部材本体１１の本体内周部１１ｂ及び封止部材突出部１２の突出内周部１２ｂは、長径及び短径がフラットケーブル２０の幅及び厚さより若干大きくなるように形成されている。本体内周部１１ｂ及び突出内周部１２ｂにフラットケーブル２０が挿通され、突出内周部１２ｂにて外被２５が融着されて一体化されている。これにより、封止部材１０とフラットケーブル２０との間のシール性を保っている。

封止部材本体１１の溝１１ａには、Ｏリング等のシール部材１３（封止部材本体１１の本体外周部）が嵌め込まれる。シール部材１３が嵌め込まれた封止部材本体１１は、図２に示すように、電子機器の筐体３０を構成する下蓋３２に設けられたケーブル通し孔３３に嵌め込まれる。このケーブル通し孔３３は、封止部材本体１１に嵌め込まれたシール部材１３の外形よりも若干小さく形成されているので、シール部材１３は、ケーブル通し孔３３の内周部３３ａにより押圧される。ここで、シール部材１３は、下蓋３２（ケーブル通し孔３３の内周部３３ａ）よりも軟質の樹脂で形成されている。このため、ケーブル通し孔３３の内周部３３ａによる圧縮力によりシール部材１３が若干潰れてその外周がケーブル通し孔３３の内周部３３ａに密着する。これにより、封止部材１０と筐体３０のケーブル通し孔３３との間のシール性を保っている。尚、封止部材１０は、上蓋３１側の外側開口縁部３１ａが突出形成されることにより筐体３０外への抜けが防止され、また、下蓋３２側の内側開口縁部３２ａが突出形成されることにより筐体３０内への入り込みが防止されている。また、電子機器の筐体３０を構成する上蓋３１と下蓋３２は、下蓋３２の上蓋３１との接合面に形成された溝３２ｂ内に嵌め込まれたシール部材３２ｃを介して接合される。これにより、筐体３０の上蓋３１と下蓋３２との間のシール性を保っている。

尚、溝１１ａの代わりに半円形状の断面を有する凸部（封止部材本体１１の本体外周部）をシール部材として封止部材本体１１の外周の軸方向略中央に全周にわたって一体成形しても良い。これにより、部品点数を減じることができる。このときの凸部を含む封止部材本体１１は、上蓋３１及び下蓋３２（ケーブル通し孔３３の内周部３３ａ）よりも軟質の樹脂で形成されており、上蓋３１及び下蓋３２による圧縮力により凸部が若干潰れてその外周がケーブル通し孔３３の内周部３３ａに密着する。これによっても、封止部材１０と筐体３０のケーブル通し孔３３との間のシール性を保つことができる。また、封止部材突出部１２に筐体３０からの抜け止めとなるつば部を一体成形しても良い。

以上のような構成の封止部材付ケーブル１の製造方法について説明する。先ず、封止部材１０を例えば射出成形等により製作し、フラットケーブル２０を例えば押出成形等により製作する。封止部材１０の材料としては、例えばフッ素樹脂の一種である接着性を有する変性ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）（商品名：ネオフロンＥＦＥＰ，ＲＰ−４０２０、ダイキン社製）（融点：１５５°Ｃ〜１７０°Ｃ）を用いる。フラットケーブル２０の中心導体２２の材料としては、例えば銀メッキ軟銅線を用いる。誘電体層２３の材料としては、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）（融点：３００°Ｃ）を用いる。外被２５の材料としては、例えばエチレンーテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）（融点：２６０°Ｃ）を用いる。

次に、図３に示すように、製作した封止部材１０の溝１１ａにＯリング等のシール部材１３を嵌め込む。一方、製作したフラットケーブル２０の一端側の外皮２５、外部導体２４及び誘電体層２３を取り除き、中心導体２２の一端にコネクタ２を半田付けする。そして、フラットケーブル２０を他端側から封止部材１０の突出内周部１２ｂに挿通し、更に本体内周部１１ｂに挿通して外部に引き出す。

封止部材１０をコネクタ２から所定距離離れたフラットケーブル２０の所定位置に位置決めしたら、封止部材１０の封止部材突出部１２のみが加熱されるようにインパルスヒータ等の加熱装置４０にセットする。即ち、加熱装置４０の台座４１の上に離型材となる例えばポリイミドフィルム４２を載置し、該フィルム４２の上に封止部材１０の封止部材突出部１２のみを載置し、更に該封止部材突出部１２の上に離型材となるポリイミドフィルム４３を載置する。そして、加熱部４４を該フィルム４３の上から押し当てて封止部材突出部１２を融点以上となるように加熱する。

ここで、加熱部４４の押し当て方向と直交する方向の封止部材突出部１２の側面形状は図１（Ｂ）に示すように半円形状（Ｒ形状）となっているため、加熱部４４の押し当て力により該側面１２ａは撓み易くなっている。このため、先ず封止部材突出部１２の突出内周部１２ｂの半溶融した上下内面がフラットケーブル２０の外皮２５の上下面に融着し、次に封止部材突出部１２を構成する溶融した樹脂がフラットケーブル２０の側面や隙間に流れ込んで外皮２５に融着する。このとき、上述したように封止部材突出部１２の材料は変性ＥＴＦＥを選択し、外皮２５の材料は変性ＥＴＦＥの組成に近似したＥＴＦＥを選択しているため、封止部材突出部１２と外皮２５との融着度合いを高めることができ、封止部材突出部１２と外皮２５との間を確実に封止することができる。

尚、図４の封止部材１０の変形例に示すように、封止部材突出部１２の両側側面１２ａに軸方向に延びるスリット１２ｃを１本もしくは複数本入れておくことにより、該側面１２ａを更に撓み易くすることができ、封止部材突出部１２の突出内周部１２ｂの半溶融した上下内面をフラットケーブル２０の外皮２５の上下面に容易かつ確実に融着することができ、フラットケーブル２０と封止部材１０との気密性を一層向上させることができる。また、加熱装置４０の例えば台座４１に加振部を予め組み込んでおき、加熱部４４により封止部材突出部１２を加熱する際に加振部により封止部材突出部１２を加振することで、封止部材突出部１２を構成する溶融樹脂をフラットケーブル２０の周囲に容易かつ確実に流れ込ませることができ、フラットケーブル２０と封止部材１０との気密性を一層向上させることができる。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る封止部材付ケーブルを図１（Ｂ）に対応させて示す斜視図であり、同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。この封止部材付ケーブル２は、図１（Ｂ）に示す封止部材付ケーブル１を上下に２段重ねて一体化したような構成となっている。封止部材５０は、封止部材本体５１とこの封止部材本体５１に一体化された封止部材突出部５２を備えている。封止部材本体５１の外周の軸方向略中央には全周にわたってシール部材５３が嵌め込まれる半円形状の断面を有する溝５１ａが形成されている。封止部材突出部５２は、その突出内周部５２ｂと封止部材本体５１の本体内周部５１ｂとが連通するように封止部材本体５１の一端面から突出して形成されている。

このように２段（複数段）構成の突出内周部５２ｂを形成することにより、同軸ケーブル２１の並列本数を減じたフラットケーブル２０に分けて挿通することができるので、封止部材５０の幅をフラットケーブル２０の幅に合わせて小さくすることができ、特に筐体３０内の部品レイアウトによりケーブル通し孔３３の幅が制限されるときに有効となる。

尚、上述した実施形態では、複数本の同軸ケーブルを一列に並べたフラットケーブルについて説明したが、同軸ケーブル以外の複数本のケーブルを一列に並べたフラットケーブルや複数本の同軸ケーブル等を円形状に束ねたケーブルであっても同様に適用可能である。また、封止部材突出部１２を封止部材本体１１の一端面側のみに形成したが、両端面側にそれぞれ形成しても良い。また、外被２５の材料としてＥＴＦＥを用いたが、ＰＦＡであっても多少融着性は低下するが用いることができる。

本発明に係る封止部材付ケーブルは、例えば携帯用電話機、パーソナルコンピュータ等の電子機器全般に適用が可能である。

（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る封止部材付ケーブルに用いられる封止部材を示す斜視図、（Ｂ）は、封止部材付ケーブルを示す斜視図である。 電子機器の筐体の分解斜視図及び封止部材付ケーブルを電子機器の筐体に取り付けた状態を示す断面図である。 封止部材をフラットケーブルに融着する製造方法を示す図である。 図１の封止部材付ケーブルの変形例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る封止部材付ケーブルを示す斜視図である。

符号の説明

１、２ 封止部材付ケーブル、 １０，５０ 封止部材、 １１，５１ 封止部材本体、
１１ａ、５１ａ 溝、 １１ｂ、５１ｂ 本体内周部、 １２，５２ 封止部材突出部、
１２ａ 封止部材突出部側面、 １２ｂ、５２ｂ 突出内周部、 １２ｃ スリット、
１３、５３ シール部材（本体外周部）、 ２０ フラットケーブル、
２１ 同軸ケーブル、 ２２ 中心導体、 ２３ 誘電体層、 ２４ 外部導体、
２５ 外皮、 ３０ 筐体、 ３３ ケーブル通し孔、
３３ａ ケーブル通し孔内周部、 ４０ 加熱装置

Claims (1)

1. 電子機器の筐体に形成されたケーブル通し孔と該ケーブル通し孔に通されるケーブルとの間を封止する封止部材を備えた封止部材付ケーブルであって、
   前記封止部材は、前記ケーブル通し孔の内周部と密着する本体外周部及び前記ケーブルが挿通される本体内周部を有する封止部材本体と、該封止部材本体から突設され前記本体内周部と連通して前記ケーブルが挿通される突出内周部を有する封止部材突出部とを備え、
   前記ケーブルは、前記封止部材突出部の突出内周部に融着されており、
   前記封止部材突出部は、側壁がＲ形状を有すると共に、該側壁に切欠き部を有することを特徴とする封止部材付ケーブル。

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