JP5434688B2 - ケーブル付樹脂モールド構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、センサ、回路基板、端子等をケーブルごとモールド樹脂でモールドして一体化した高気密化構造であるケーブル付樹脂モールド構造に関するものである。

例えば、車載用のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）センサなどは、車輪の回転数を検出するセンサ部と、そのセンサ部の信号を伝送するケーブルとからなり、これらをモールド樹脂で一体にモールドして高気密化にしたケーブル付樹脂モールド構造が採用されている（例えば、特許文献１）。

このＡＢＳセンサは、車輪の近傍に配置され、着水、着氷といった厳しい環境に晒されると共に−４０℃〜１５０℃の温度変化にも耐え得るものが必要である。

従って、ケーブルの方は、可撓性と耐熱性が必要であり、一方、センサ部は、ケーブルと樹脂モールド体の界面の気密性を確保させる必要があり、ケーブル付樹脂モールド構造としては、耐熱性と気密性の両方が要求される。

そこで、ケーブルのシース材料として、２００℃までの耐熱性があり、また可撓性があるものとして、フッ素樹脂或いは改質フッ素樹脂を使用することが検討されている。

特開２００５−１７２６８７号公報 特許第３５５７１９４号公報 特許第４０５０７８７号公報

しかしながら、ケーブルのシース材料にフッ素樹脂（或いは改質フッ素樹脂）を使用し、このケーブルをセンサごとモールド樹脂でモールドしても、ケーブルと樹脂モールド体の界面の密着性が全く得られない問題がある。

すなわち、ケーブルのシース材料としてのフッ素樹脂は、フッ素原子と炭素原子の結合が強固で、表面は非粘着性であり、また、樹脂モールド体の成形温度でも、殆ど溶融しないため、ケーブルと樹脂モールド体との界面での密着は期待できない。

一般に、フッ素樹脂の表面の接着、印刷、塗装などを容易にするために、火炎法によってフッ素樹脂表面に改質剤化合物を形成して表面改質することが提案されている（例えば、特許文献２，３）。

しかしながら、ケーブルの表面改質については示されておらず、ましてやケーブルをモールドするモールド樹脂は、種々の材料があり、ケーブルの表面を改質しても、モールド樹脂との界面の密着性が良好となる保証はない。

そんな中、本発明者らは、鋭意研究を積み重ね、ケーブルと樹脂モールド体との界面の密着性が良好なケーブル付樹脂モールド構造を見出した。

本発明の目的は、シース材料にフッ素樹脂が用いられたケーブルと樹脂モールド体との界面の密着性が良好なケーブル付樹脂モールド構造を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、センサ、回路基板、又は端子をケーブルごとモールド樹脂でモールドして樹脂モールド体を形成するケーブル付樹脂モールド構造において、前記ケーブルの最外層であるシースは、フッ素樹脂にポリオレフィン系共重合体を混合したシース材料からなると共に、前記モールド樹脂は、ポリアミド系樹脂であり、前記シースの表面に、ＣＣＶＤ（Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてシリカ微粒子を生成し付着させた後、該シリカ微粒子を付着させたケーブルごと前記センサ、前記回路基板、又は前記端子を前記ポリアミド系樹脂でモールドして樹脂モールド体を形成したことを特徴とするケーブル付樹脂モールド構造である。

請求項２の発明は、センサ、回路基板、又は端子をケーブルごとモールド樹脂でモールドして樹脂モールド体を形成するケーブル付樹脂モールド構造において、前記ケーブルの最外層であるシースは、フッ素樹脂にポリオレフィン系共重合体を混合したシース材料からなると共に、前記モールド樹脂は、ポリアミド系樹脂であり、前記シースの表面に、酸素を一部含む窒素ガスを電極からの放電によりプラズマ化させ照射させる常圧プラズマ処理を行った後、該常圧プラズマ処理を行ったケーブルごと前記センサ、前記回路基板、又は前記端子を前記ポリアミド系樹脂でモールドして樹脂モールド体を形成したことを特徴とするケーブル付樹脂モールド構造である。

請求項３の発明は、前記フッ素樹脂は、四フッ化エチレン樹脂であり、前記ポリオレフィン系共重合体は、ポリプロピレン系共重合体又はエチレン系共重合体であることを特徴とする請求項１又は２記載のケーブル付樹脂モールド構造である。

請求項４の発明は、前記ポリアミド系樹脂は、ナイロンＰＡ６１２又はポリフタルアミド（ＰＰＡ）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のケーブル付樹脂モールド構造である。

本発明によれば、ケーブルと樹脂モールド体の界面の密着性の良好なケーブル付樹脂モールド構造を得ることができるという優れた効果を発揮するものである。

本発明の一実施の形態を示す断面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明において、シリカ微粒子を付着形成したケーブルに各種モールド樹脂をモールドした実施例と比較例におけるケーブルと樹脂モールド体の界面のピール強度を測定した結果を示すものである。 本発明において、常圧プラズマ処理したケーブルに各種モールド樹脂をモールドした実施例と比較例におけるケーブルと樹脂モールド体の界面のピール強度を測定した結果を示すものである。 ピール強度の測定に使用した試料の斜視図である。 ピール強度の測定方法を説明する説明図である。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明のケーブル付樹脂モールド構造の一実施の形態を示す断面図であり、より詳しくは、モータの磁極位置を検出するセンサ部と、そのセンサ部の信号を伝送するケーブル１０とからなる車載用のモータ回転角センサの一部（ケーブル１０とセンサ部との接続部にあたるケーブル接続部に該当する部分）の断面図であり、ケーブル１０の外周に樹脂モールド体１６が密着している状態を示す断面図である。また、図２は、図１中、四角で囲んだ部分Ｄの拡大断面図である。

図１において、ケーブル１０は、中心線１１の外周に螺旋状に配置された複数の心線１２と、該心線１２の外周に形成された押さえ巻きテープ１３と、該押さえ巻きテープ１３の外周に形成された最外層であるシース１４とから構成されている。

このケーブル１０は、シース１４の表面であって、後述する樹脂モールド体１６と密着する部分においては、ＣＣＶＤ（Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐoｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で酸化ケイ素からなるシリカ微粒子１５が図２に示すように付着形成される。

このシリカ微粒子１５が付着し形成されたケーブル１０が樹脂モールド体１６で一体にモールドされて高気密化なケーブル付樹脂モールド構造が形成される。

本発明においては、ケーブル１０において、シース１４のシース材料として、４フッ化エチレンなどのフッ素系樹脂とポリオレフィン系共重合体とを混合した材料が用いられる。ケーブル１０は、このシース材料を、押さえ巻きテープ１３の外周に押出機により押し出し被覆して形成される。

ポリオレフィン系共重合体としては、ポリプロピレンなどのプロピレン系共重合体やポリエチレンなどのエチレン系共重合体を用い、これらをフッ素系樹脂１００質量部に対して５〜２０質量部混合してシース材料とする。

シース材料としてフッ素系樹脂とポリオレフィン系共重合体とを混合した材料を用いることで、シリカ微粒子１５は、主にポリオレフィン系共重合体の樹脂と比較的強固に付着させることができる。また、ポリアミド系樹脂としては、ナイロンＰＡ６１２やポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ）が好ましい。

以上により、ＣＣＶＤ法における炎によりシース１４の表面のポリオレフィン系共重合体がエポキシ基に代表される極性基を有するようになり、また、シリカ微粒子１５による濡れ性が向上することにより、ケーブル１０と樹脂モールド体１６との界面１７において、高気密性が確保できる。
なお、本実施形態においてＣＣＶＤ法は、処理速度５００ｃｍ／秒、ワーク−ヘッド間距離２０ｍｍ、ワーク温度６０〜１００℃で、４回処理を行うものとする。
ここで、処理速度とは、ＣＣＶＤ法における炎をシース１４の表面で移動させる速度のことである。ワーク−ヘッド間とは、炎が噴射される噴射口からシース１４の表面までの距離のことである。ワーク温度とは、ＣＣＶＤ法を行っている際のシース１４の温度のことである。

また、図１、図２では、シース１４の外周にＣＣＶＤ法によりシリカ微粒子１５を付着し形成する例で説明したが、この他にシース１４の外周を常圧プラズマ処理を行った後に樹脂モールド体１６を成形するようにしてもよい。

この常圧プラズマ処理は、酸素を一部含む窒素ガスを電極からの放電によりプラズマ化させ、これをシース外周に照射させるもので、これにより、シース表面のポリオレフィン系共重合体が、プラズマ処理により、エチレン基やエポキシ基とされたり、窒素プラズマによりアミノ化されることで、これらがモールド樹脂としてのポリアミド系樹脂との密着性を良好にすることが可能となる。
なお、本実施形態において常圧プラズマ処理は、処理速度１０ｃｍ／分、ワーク−ヘッド間距離３ｍｍ、ワーク温度６０〜１００℃以下で、１回処理を行った。
ここで、処理速度とは、常圧プラズマ処理において用いる電極をシース１４の表面の上側で移動させる速度のことである。ワーク−ヘッド間距離とは、電極からシース１４の表面までの距離のことである。ワーク温度とは、常圧プラズマ処理を行っている際のシース１４の温度のことである。

次に実施例と比較例を図３、図４により説明する。

図３は、図１、図２で説明したシリカ微粒子を付着形成したケーブルに、ポリアミド系樹脂として、ナイロンＰＡ６１２とＰＰＡをモールド樹脂として樹脂モールド体を形成した実施例と、比較例として、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）とポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）を用いて樹脂モールド体を、それぞれ成形したときのケーブルの界面とのピール強度を測定したものである。
なお、ピール強度とは、接着した２つの材料の接着の度合いを示すもので、接着した２つの材料を引き剥がすときに要する力の強さの度合いのことである。
ここで、本実施例において行ったピール強度の測定方法について述べる。
本実施例においてピール強度を測定した試料は、図５に示すように、厚さが約１ｍｍ、幅が約１５ｍｍ、長さが約６０ｍｍのシース１４の材料でできたシース材１８の上に、樹脂モールド体１６の材料となる樹脂１９を厚さが約２ｍｍ、幅が約１５ｍｍ、長さが約６０ｍｍで射出成型したものである。そして、その試料の端部におけるシース材１８と樹脂１９とを引き剥がし、図６に図示するように、試料の端部における樹脂１９を１８０°反対方向に折りまげる。その後、図６における矢印のように水平方向（シース材１８と試料の端部における樹脂１９が成す角度が１８０°となる方向）に速度（ピール速度）５０ｍｍ／分で引張り、シース材１８と樹脂１９を引き剥がすときのピール強度を測定した。

図３より、ポリアミド系樹脂をモールド樹脂とした実施例は、ピール強度が９Ｎ／ｃｍ以上あり、比較例に対して十分なピール強度を有することが判る。

図４は、ケーブルに常圧プラズマ処理を施して、ナイロンＰＡ６１２とＰＰＡをモールド樹脂として樹脂モールド体を形成した実施例と、比較例として、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）とポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）を用いて樹脂モールド体を成形したときのケーブルの界面とのピール強度を測定したものである。

図４より、ポリアミド系樹脂をモールド樹脂とした実施例は、比較例に対して十分なピール強度を有することが判る。特に、ＰＰＡは、図３のシリカ微粒子を付着形成したケーブルにＰＰＡをモールドしたよりもピール強度が高く（１０Ｎ／ｃｍ以上）、シリカ微粒子（ＣＣＶＤ法）による活性化よりも、プラズマで活性化された基による結合効果の方が密着性が向上するものと考えられる。

また、比較例のＰＢＴ、ＰＰＳは、フッ素系樹脂のみならずポリオレフィン系共重合体との結合が悪く密着性がないものと考えられる。また、ＰＢＴ、ＰＰＳの接着強度が低いのは、ＰＢＴ，ＰＰＳの極性が低いため、シース表面の親和性が低いからであると考えられる。

１０ ケーブル
１４ シース
１５ シリカ微粒子
１６ 樹脂モールド体
１７ 界面
１８ シース材
１９ 樹脂

Claims (4)

1. センサ、回路基板、又は端子をケーブルごとモールド樹脂でモールドして樹脂モールド体を形成するケーブル付樹脂モールド構造において、
   前記ケーブルの最外層であるシースは、フッ素樹脂にポリオレフィン系共重合体を混合したシース材料からなると共に、前記モールド樹脂は、ポリアミド系樹脂であり、
   前記シースの表面に、ＣＣＶＤ（Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてシリカ微粒子を生成し付着させた後、該シリカ微粒子を付着させたケーブルごと前記センサ、前記回路基板、又は前記端子を前記ポリアミド系樹脂でモールドして樹脂モールド体を形成したことを特徴とするケーブル付樹脂モールド構造。
2. センサ、回路基板、又は端子をケーブルごとモールド樹脂でモールドして樹脂モールド体を形成するケーブル付樹脂モールド構造において、
   前記ケーブルの最外層であるシースは、フッ素樹脂にポリオレフィン系共重合体を混合したシース材料からなると共に、前記モールド樹脂は、ポリアミド系樹脂であり、
   前記シースの表面に、酸素を一部含む窒素ガスを電極からの放電によりプラズマ化させ照射させる常圧プラズマ処理を行った後、該常圧プラズマ処理を行ったケーブルごと前記センサ、前記回路基板、又は前記端子を前記ポリアミド系樹脂でモールドして樹脂モールド体を形成したことを特徴とするケーブル付樹脂モールド構造。
3. 前記フッ素樹脂は、四フッ化エチレン樹脂であり、
   前記ポリオレフィン系共重合体は、ポリプロピレン系共重合体又はエチレン系共重合体であることを特徴とする請求項１又は２記載のケーブル付樹脂モールド構造。
4. 前記ポリアミド系樹脂は、ナイロンＰＡ６１２又はポリフタルアミド（ＰＰＡ）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のケーブル付樹脂モールド構造。

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