JP5296462B2

JP5296462B2 - ケーブル及び封止部材付ケーブル

Info

Publication number: JP5296462B2
Application number: JP2008228348A
Authority: JP
Inventors: 重雄平松; 勝三好
Original assignee: Junkosha Co Ltd
Current assignee: Junkosha Co Ltd
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: JP2010062068A

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に通され、該ケーブル通し孔との間が接着剤を介して封止されるケーブル及びケーブル通し孔とケーブルとの間を封止する封止部材を備え、該封止部材との間が接着剤を介して封止される封止部材付ケーブルに関する。

近年、例えば、通信、通話を行うための小型電子通信機器は、更なる小型化を図るため、折り畳み式などの種々の形態のものが提供されている。折り畳み式の小型電子通信機器は、操作ボタンなどと液晶ディスプレイなどが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、小型電子通信機器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保持し、小型電子通信機器を使用するときは、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などを行う。

この方式の小型電子通信機器は、操作ボタンなどが配設された筐体と液晶ディスプレイなど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防水性を維持しつつ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、柔軟性を有するチューブの両端外周に筒状の端末固定部材を水密に取り付け、各筐体に形成された貫通穴に端末固定部材を水密に取り付けて両筐体間をチューブで繋ぎ、このチューブ内に複数本の同軸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て防水性を確保したものが開示されている。
特開２００６−２１６６８７号公報

近年、小型電子通信機器には一方の筐体を他方の筐体に対しヒンジ機構を中心に展開した後に旋回させて使用する機種がある。ここで、チューブは一般的に屈曲性は優れているが捩り性は劣っているため、上述した従来のチューブを備えた同軸ケーブルをかかる機種の小型電子通信機器に使用した場合にはチューブに捩り力が繰り返し掛かって亀裂が入ることがあり、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、複数本の同軸ケーブルを束ねて接着剤によりケーブル同士を接着すると共に筐体に接着すればよい。

ここで、上記した小型電子通信機器に使用される同軸ケーブルは、実装密度を上げるために極細化が要求される。そのため、ケーブル外被（保護被覆）の材料としては、薄肉化が可能であって、電気特性、耐熱性、屈曲性、捩り性などに優れたフッ素樹脂、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）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフロロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）が一般的に使用される。ところが、このフッ素樹脂は、そのままでは接着剤による接着は不可であるため、ケーブル外被とした表面をプラズマ処理やテトラエッチ処理などにより活性化して接着剤による接着を可能とする必要がある。ところが、かかる作業は特に上記した小型電子通信機器の筐体のような狭いスペースでは困難で同軸ケーブルが断線するおそれなどがあり、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。

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、ケーブル外被が
フッ素樹脂で形成されていても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接着剤により確実に封止することができるケーブル及びケーブル通し孔とケーブルとの間を封止する封止部材を備え、該封止部材との間が接着剤を介して封止される封止部材付ケーブルを提供することにある。

上記目的達成のため、本発明のケーブルでは、電子機器の筐体に形成されたケーブル通し孔に通され、該ケーブル通し孔との間が接着剤を介して封止されるケーブルであって、少なくとも封止部分のケーブル外被が、接着性のフッ素系樹脂で成る内層と溶融接着性のポリアミド系樹脂で成る外層の２層構造で形成されていることを特徴としている。ここで、ケーブル外被の外層である溶融接着性のポリアミド系樹脂と内層の接着性のフッ素系樹脂は良好に密着する。これにより、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複数本のケーブルとの間、及び各ケーブル間はケーブル外被の外層である溶融接着性のポリアミド系樹脂と接着剤とにより接着されるので、ケーブル外被の内層がフッ素樹脂で形成されていてもケーブル通し孔とケーブルとの間を接着剤により水密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。よって、ケーブル外被を薄肉化してケーブルを極細化することができるので、実装密度を上げることができる。また、従来のようなケーブル外被の表面をテトラエッチ処理あるいはプラズマ処理などにより活性化する必要が無いので、特に小型電子通信機器の筐体のような狭いスペースでの活性化作業中におけるケーブル断線は発生せず、製造コストを低く抑え、生産性を向上させることができる。

また、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外周部及び前記ケーブルが挿通される内周部を備え、前記ケーブルは、少なくとも前記封止部材への挿通部分のケーブル外被が、接着性のフッ素樹脂で成る内層と溶融接着性のポリアミド系樹脂で成る外層の２層構造で形成されて接着剤により前記封止部材の内周部に接着されていることを特徴としている。これにより、上述した効果に加え、複数本のケーブルが挿通された封止部材を介する作業になるため複数本のケーブルを束ねる手間が省略でき、作業効率を向上させることができると共に、水密性を一層向上させることができる。

前記接着性のフッ素系樹脂としては、変性ＥＴＦＥが使用され、前記溶融接着性のポリアミド系樹脂としては、接着性ナイロンが使用される。また、前記ケーブル外被は、溶融押出しにより一括成形されていることを特徴としている。これにより、製造コストを低く抑え、生産性を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）、（Ｂ）は、本発明のケーブルの実施形態の斜視図及び断面図である。このケーブルは同軸ケーブル１であり、中心導体（内部導体）１１と、誘電体１２と、外部導体１３と、本発明の特徴的な部分であるケーブル外被（保護被膜）１４とにより略構成されている。ケーブル外被１４は内層１４ａと外層１４ｂの２層構造に形成されている。内層１４ａは、電気的特性、耐熱性、耐薬品性などに優れる薄肉化が可能な接着性のフッ素樹脂で形成され、外層１４ｂは、接着剤と接着可能な溶融接着性のポリアミド系樹脂で形成されている。接着性のフッ素樹脂としては変性ＥＴＦＥが使用され、溶融接着性のポリ
アミド系樹脂としては接着性ナイロンが使用される。ここで、変性ＥＴＦＥは、ＥＴＦＥ（エチレンーテトラフルオロエチレン共重合体）モノマーに、例えば、水酸基あるいは無水カルボン酸基などの接着性の官能基を有するモノマーおよびフルオロアルキル・エチレン、ヘキサフルオロプロピレンなどのモノマーを含む共重合体である。

このような構成の同軸ケーブル１は以下の手順により形成される。先ず、複数本の導体１１ａを撚り合わせて中心導体１１を形成し、この中心導体１１の外周に押出機（図示せず）を用いて誘電材１２ａを溶融押出し被覆して誘電体１２を形成する。次に、この誘電体１２の外周に複数本の導体素線１３ａを長手軸方向に横巻きして外部導体１３を形成し、この外部導体層１３の外周に押出機を用いて接着性のフッ素樹脂で成る内層１４ａ及び接着性のポリアミド系樹脂で成る外層１４ｂを一括で溶融押出し被覆してケーブル外被１４を形成することにより、同軸ケーブル１が完成する。導線１１aには例えば銀めっき軟
銅線、誘電材１２ａには例えばＦＥＰ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂、導体素線１３ａには例えば錫めっき軟銅線が使用可能である。

ケーブル外被１４を構成する内層１４ａの接着性のフッ素系樹脂と外層１４ｂの接着性のポリアミド系樹脂とは良好に接着することが発明者らの実験によって確認されており、また、外層１４ｂの接着性のポリアミド系樹脂は一般的な接着剤、例えば紫外線硬化樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等と接着することも発明者らの実験によって確認されている。このため、電子機器の筐体に形成されたケーブル通し孔に通される複数本の同軸ケーブル１を接着剤により水密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、ケーブル外被１４に電気的特性、耐熱性、耐薬品性などに優れるフッ素系樹脂を使用しケーブル外被１４を薄肉化して同軸ケーブル１を極細化しているので、上記内蔵回路における実装密度を上げることができる。また、従来のようなケーブル外被の表面をテトラエッチ処理あるいはプラズマ処理などにより活性化する必要が無いので、特に小型電子通信機器の筐体のような狭いスペースでの活性化作業中におけるケーブル断線は発生せず、製造コストを低く抑え、生産性を向上させることができる。さらに、ケーブル外被１４を構成する内層１４ａ及び外層１４ｂを溶融押出しにより一括成形しているので、製造コストを低く抑え、生産性を向上させることができる。

図２（Ａ）は、図１の同軸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３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２（Ｂ）に示すように、封止部材付ケーブル２は、封止部材２０を複数本の同軸ケーブル１に一体化した構成となっている。

図２（Ａ）に示すように、封止部材２０は、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２３（図２（Ｂ）参照）が嵌め込まれる半円形状の断面を有する溝２１が形成されている。図２（Ｂ）に示すように、複数本（この例では４０本）の同軸ケーブル１は、筒状に束ねられている。封止部材２０の内周部２２の径は、同軸ケーブル１の束の径より若干大きくなるように形成されており、内周部２２に同軸ケーブル１の束が挿通され接着剤が圧入され、接着層２４が形成されて一体化されている。これにより、封止部材２０と同軸ケーブル１との間、及び同軸ケーブル１間のシール性を保っている。

封止部材２０の溝２１には、Ｏリングなどのシール部材２３（封止部材２０の外周部）が嵌め込まれる。シール部材２３が嵌め込まれた封止部材２０は、図３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２０に嵌め込まれたシール部材２３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２３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２３は、下蓋３２（ケーブル通し孔３３の内周部３３ａ）よりも軟質の樹脂またはフッ素ゴムのような弾性体で形成されている。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２３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２０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２０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２１の代わりに半円形状の断面を有する凸部（封止部材２０の外周部）をシール部材として封止部材２０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２０は、上蓋３１及び下蓋３２（ケーブル通し孔３３の内周部３３ａ）よりも軟質の樹脂またはフッ素ゴムのような弾性体で形成されており、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２０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２０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。

次に、以下のように実施例１〜１０の封止部材付ケーブル２及び比較例１〜３の封止部材付ケーブルを作製し、それぞれのシール性を評価したので、この評価結果について図４を参照して説明する。なお、比較例１〜３の封止部材付ケーブルは、実施例１〜１０の封止部材付ケーブル２と比較して同軸ケーブル１の外被１４の構造が２層から１層に変更されている点のみが異なり、他の構成は同様となっている。

図４は、実施例１〜１０の封止部材付ケーブル２の同軸ケーブル１の外被１４の内層１４ａ及び外層１４ｂの材料及び厚さ、比較例１〜３の封止部材付ケーブルの同軸ケーブルの外被の材料及び厚さ、並びに封止部材２０の材料、接着剤２４の材料及びシール性評価を示す図である。シール性評価の条件は、筐体３０を模した冶具に実施例１〜１０の封止部材付ケーブル２及び比較例１〜３の封止部材付ケーブルを取り付け、冶具内側から２０ＫＰａの水圧（水深２ｍに相当）を掛けて水漏れの有無を確認した。このときの評価本数は３本である。

実施例１〜１０の封止部材付ケーブル２の同軸ケーブル１は、以下の構成となっている。外径０．０１６ｍｍの銀めっき軟銅線を７本撚り合わせて中心導体１１を形成し、この中心導体１１の外周にＰＦＡを被覆して外径０．１２ｍｍとなるように誘電体１２を形成する。そして、この誘電体１２の外周に導体素線１３ａにあたる外径０．０２５ｍｍの錫めっき軟銅線を１７本、長手軸方向に横巻きして外部導体１３を形成する。そして、この外部導体１３の外周に厚さ０．０２ｍｍの変性ＥＴＦＥから成るケーブル外被１４の内層１４ａと厚さ０．００５ｍｍの接着性ナイロンから成るケーブル外被１４の外層１４ｂを一括押出し被覆して形成することにより、最終的に外径０．２２ｍｍに作製されてこの同軸ケーブル１が４０本束ねられている。変性ＥＴＦＥとしては、商品名：ＡＨ２０００（旭硝子（株）製）、商品名：ＲＰ−４０２０（ダイキン工業（株）製）、商品名：ＲＰ−５０００（ダイキン工業（株）製）を用いた。接着性ナイロンとしては、商品名：ＺＬ１１０７（ダイセル・デグザ（株）製）、商品名：３０３０ＪＦ４（宇部興産（株）製）を用いた。一方、比較例１〜３の封止部材付ケーブルの同軸ケーブルは、厚さ０．０２５ｍｍのＥＴＦＥ又は変性ＥＴＦＥから成る１層のケーブル外被を形成することにより、最終
的に外径０．２２ｍｍに作製されて前述と同様に４０本束ねられている。ＥＴＦＥとしては、商品名：Ｃ８８ＡＸＭＰ（旭硝子（株）製）、変性ＥＴＦＥとしては、商品名：ＡＨ２０００（旭硝子（株）製）を用いた。

接着層２４は、同軸ケーブル１の屈曲性を損ねない低硬度の紫外線硬化接着剤で形成した。紫外線硬化接着剤としては、商品名：３０１７（スリーボンド（株）製，硬度Ａ２０）、商品名：３１６４Ｄ（スリーボンド（株）製，硬度Ａ３２）、商品名：３０６１Ｈ（スリーボンド（株）製，硬度Ａ９５）を用いた。また、封止部材２０は、紫外線透過性を有する樹脂で形成した。かかる樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂を用いた。

図４の比較例１に示すように、ケーブル外被をＥＴＦＥで形成しても、その表面をテトラエッチ処理により活性化すれば３本とも水漏れは発生しなかった。しかし、比較例２又は３に示すように、ケーブル外被をＥＴＦＥ又は変性ＥＴＦＥで形成しても、その表面をテトラエッチ処理等により活性化しない場合は３本とも水漏れは発生した。一方、実施例１〜１０に示すように、ケーブル外被１４の内層１４ａを変性ＥＴＦＥで形成し、外層１４ｂを接着性ナイロンで形成すれば、その表面を活性化することなく、種々の組み合わせにおいて３本とも水漏れは発生しなかった。

尚、上述した実施形態では、接着層２４を同軸ケーブル１の屈曲性を損ねない低硬度の紫外線硬化接着剤で形成し、封止部材２０を紫外線透過性を有する樹脂で形成したが、接着層２４を加熱や経時により硬化する接着剤で形成する場合は、封止部材２０を紫外線透過性のない樹脂で形成することができる。

本発明に係る封止部材付ケーブルは、例えば小型電子通信機器、パーソナルコンピュータなどの電子機器全般に適用が可能である。

（Ａ）、（Ｂ）は、本発明のケーブルの実施形態の斜視図及び断面図である。（Ａ）は、本発明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。実施例１〜１０の封止部材付ケーブル及び比較例１〜３の封止部材付ケーブルの主要部の材料等及びそれらのシール性の評価結果を示す図である。

符号の説明

１同軸ケーブル、２封止部材付ケーブル、１１中心導体、１２誘電体、１３外部導体、１４ケーブル外皮、１４ａ内層、１４ｂ外層、２０封止部材、２１溝、２２内周部、２３シール部材、２４接着層、３０筐体、３３ケーブル通し孔

Claims

電子機器の筐体に形成されたケーブル通し孔に通され、該ケーブル通し孔との間が接着剤を介して封止されるケーブルであって、
少なくとも封止部分のケーブル外被が、接着性のフッ素系樹脂で成る内層と溶融接着性のポリアミド系樹脂で成る外層の２層構造で形成されていることを特徴とするケーブル。
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外周部及び前記ケーブルが挿通される内周部を備え、
前記ケーブルは、少なくとも前記封止部材への挿通部分のケーブル外被が、接着性のフッ素系樹脂で成る内層と溶融接着性のポリアミド系樹脂で成る外層の２層構造で形成されて接着剤により前記封止部材の内周部に接着されていることを特徴とする封止部材付ケーブル。
前記接着性のフッ素系樹脂は、変性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体であり、前記溶融接着性のポリアミド系樹脂は、接着性ナイロンであることを特徴とする請求項１に記載のケーブル又は請求項２に記載の封止部材付ケーブル。
前記ケーブル外被は、溶融押出しにより一括成形されていることを特徴とする請求項１又は３に記載のケーブル又は請求項２又は３に記載の封止部材付ケーブル。