KR20040111023A - 방수전 부착 케이블, 방수전 부착 커넥터 케이블, 방수전부착 케이블의 제조 방법, 및, 방수전 부착 케이블과단자와의 접속 구조 - Google Patents

방수전 부착 케이블, 방수전 부착 커넥터 케이블, 방수전부착 케이블의 제조 방법, 및, 방수전 부착 케이블과단자와의 접속 구조 Download PDF

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가스가도시오
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니혼앗짜쿠단시세이소 가부시키가이샤
미야사카 고무 가부시키가이샤
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Abstract

방수전 부착 케이블은, 도선 및 상기 도선의 외주를 덮는 절연 피복막을 갖는 케이블과, 상기 절연 피복막의 외주를 상기 케이블의 축방향에 따른 1 환상 구간에 있어서 덮도록 상기 케이블과 일체적으로 형성된, 탄성 재료로 이루어지는 방수전을 구비하고 있다. 방수전은 접착 성분을 통해서 케이블과 일체적으로 형성되어 있다. 상기 케이블의 방수전이 형성된 위치로부터 말단측에 단자를 접속하는 것으로, 방수전 부착 커넥터 케이블로 된다. 케이블로서는 횡단면이 거의 원형인 것, FFC, FPC 등과 같이 횡단면이 거의 장방형인 것 등을 사용해도 된다.

Description

방수전 부착 케이블, 방수전 부착 커넥터 케이블, 방수전 부착 케이블의 제조 방법, 및, 방수전 부착 케이블과 단자와의 접속 구조 {CABLE WITH WATERPROOF PLUG, CONNECTOR CABLE WITH WATERPROOF PLUG, METHOD OF MANUFACTURING CABLE WITH WATERPROOF PLUG, AND CONNECTION STRUCTURE BETWEEN CABLE WITH WATERPROOF PLUG AND TERMINAL}
본 발명은 방수전 부착 케이블, 방수전 부착 커넥터 케이블, 방수전 부착 케이블의 제조 방법, 및 방수전 부착 케이블과 단자와의 접속 구조에 관한 것이다.
차량이나 휴대 기기 등에 탑재되는 커넥터에는 물 등이 침수하여 쇼트하지 않도록 방수성이 요구된다.
커넥터에 사용되는 케이블은, 횡단면이 거의 원형인 것과, 플렉시블 플랫 케이블(FFC : Flexible Flat Cable), 플렉시블 프린트 기판(FPC : Flexible Printed Circuit) 등과 같이 횡단면이 거의 장방형인 것으로 대별되며, 각각 커넥터 하우징에의 설치 방법이 다르다.
횡단면이 대략 원형인 케이블에서는 일반적으로 케이블의 일단에 단자를 접속하고, 단자를 커넥터 하우징에 형성된 단자 수용실에 삽입한다. 이와 같은 커넥터에 방수성을 갖게 하기 위해, 예를 들면, 케이블과 단자와의 사이에방수전(waterproof plug)을 개재시킨다고 하는 기술이 알려져 있다(일본특허 특개평 7-245149호 공보 참조). 이 기술에 의하면, 방수전은 일단에 형성된 코킹 접속부와, 타단에 형성된 실(seal)부를 갖는다. 케이블의 일단 부근에 방수전을 끼워 맞춘 후, 방수전의 접속부의 외주에 단자의 일단을 감아 고정한다(crimp). 이 때 단자의 일단과 함께 방수전의 접속부도 코킹되어, 케이블, 방수전 및 단자의 삼자가 서로 고정된다. 그리고 이 상태에서 단자를 타단으로부터 커넥터 하우징의 단자 수용실에 삽입하고, 방수전의 실부의 외주면을 단자 수용실의 격벽의 내주면에 밀착시키는 것으로, 단자 수용실 내에의 물 등의 침수를 막을 수 있다.
하지만, 상기 기술에서는, 방수전의 접속부의 두께를 코킹 작업에 의하여 파단하지 않도록 충분히 크게 할 필요가 있다. 또한, 방수전의 실부는 접속부보다 큰 외경을 갖는다. 따라서 복수의 방수전 부착 케이블을 콘택트에 배치했을 때 인접하는 케이블끼리의 간격이 비교적 커지지 않을 수 없고, 커넥터의 소형화를 도모하는 것이 곤란하다.
또 상기 기술에 의하면, 케이블과 방수전은 코킹 작업 전에는 서로 고정되어 있지 않고 고정 작업에 의하여 고정된다. 이와 같은 구성에서는, 코킹 작업시에 방수전이 소정 위치로부터 벗어나고 마는 경우가 있고, 방수전의 위치 결정 정밀도가 뒤떨어진다고 하는 문제가 있다.
또한, 상기 기술에 있어서의 단자의 일단은 방수전의 외주에 감겨지는 것과 같은 형상이나, 방수성이 필요 없는(즉, 방수전이 사용되지 않는) 경우의 단자는이것과는 다르며, 예를 들면, 방수전이 아니라 케이블의 외주에 감겨지는 것과 같은 형상이다. 이 때문에, 방수성을 필요로 하는 경우와 필요로 하지 않는 경우에 각각 다른 형상의 단자를 준비하지 않으면 안되고, 그 만큼 비용이 소요된다고 하는 문제가 있다.
한편, FFC, FPC 등, 횡단면이 거의 장방형인 케이블에서는, 일반적으로 단자를 이용하지 않고, 케이블을 그대로 커넥터 하우징에 삽입한다. 이와 같은 커넥터에 방수성을 갖게 하기 위해, 케이블과 커넥터 하우징의 내면과의 사이에 겔(gel)상의 실제(sealing agent)를 개재시킨다고 하는 기술이 알려져 있다. 그러나 겔상의 실제는, 커넥터 하우징으로부터 케이블을 분리한 후에 재이용할 수 없고, 케이블을 커넥터에 설치할 때마다 새로운 실제가 필요하게 된다. 이 때문에, 비용 증가를 면할 수 없다.
본 발명의 목적은, 커넥터의 소형화, 방수전의 위치 결정 정밀도의 향상, 및, 비용의 절감을 함께 실현할 수 있는, 방수전 부착 케이블, 방수전 부착 커넥터 케이블, 방수전 부착 케이블의 제조 방법, 및, 방수전 부착 케이블과 단자와의 접속 구조를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관련된 방수전 부착 커넥터 케이블을 나타내는 부분 사시도.
도 2a는 도 1에 나타내는 단자를 커넥터의 단자 수용실내에 삽입한 상태를 나타내는 부분 종단면도.
도 2b는 도 2a의 B-B에 따른 단면도.
도 3은 도 1에 나타내는 방수전 부착 케이블에 있어서의, 방수전이 형성되기 전의 케이블을 나타내는 부분 평면도.
도 4a는 도 3에 나타내는 케이블을 3개, 치구로 지지한 상태를 나타내는 부분 평면도.
도 4b는 도 4a의 B-B에 따른 부분 단면도.
도 5는 도 4a 및 도 4b에 나타내는 치구로 지지된 케이블을 사출 성형기의 금형에 세트한 상태를 나타내는 부분 단면도.
도 6은 도 5에 나타내는 사출 성형기에 의하여 케이블에 방수전이 형성된 상태를 나타내는 부분 측면도.
도 7은 도 6에 나타내는 방수전 부착 케이블에 단자를 접속한 상태를 나타내는 부분 측면도.
도 8은 케이블에 FFC를 적용한, 본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블을 나타내는 부분 사시도.
도 9는 케이블에 FPC를 적용한, 본 발명의 제3 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블을 나타내는 부분 사시도.
도 10은 본 발명에 관련된 방수전 부착 케이블에 있어서의 케이블과 방수전과의 접착력을, 재료를 바꾸어 조사한 결과를 나타내는 표.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 방수전 부착 커넥터 케이블 2 : 단자
3 : 단자 본체 4 : 도선 코킹부
5 : 케이블 코킹부 6 : 연결부
7 : 연결부 10 : 방수전 부착 케이블
11 : 케이블 12 : 도선
13 : 절연 피복막 15 : 방수전
18 : 신축부 18a : 산부(山部)
18b : 곡부(谷部) 19 : 환상부
20 : 접착층 31 : 치구
31a, 31b : 가늘고 긴 부재 32 : 나비 볼트
33 : 오목부 41 : 금형
41a : 상측 부재 41b : 하측 부재
42 : 공동 43 : 오목부
44 : 연통 구멍 45 : 재료 사출부
100 : 단자 수납실 100a : 격벽
본 발명의 제 1의 관점에 의하면, 도선 및 상기 도선의 외주를 덮는 절연 피복막을 갖는 케이블과, 상기 절연 피복막의 외주를 상기 케이블의 축방향에 따른 1 환상 구간에 있어서 덮도록 상기 케이블과 일체적으로 형성된, 탄성 재료로 이루어지는 방수전을 구비하고 있는 방수전 부착 케이블이 제공된다.
상기 구성에서는, 방수전은 코킹에 의하여 케이블에 고정되는 것은 아니고, 케이블과 일체적으로 형성되어 있다. 따라서 방수전의 두께를, 코킹 작업에 의하여 파단하지 않도록 크게 할 필요가 없고, 비교적 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 복수의 방수전 부착 케이블을 콘택트에 배치했을 때 인접하는 케이블끼리의 간격이 비교적 작게 되어, 커넥터의 소형화를 도모할 수 있다.
또, 케이블과 단자를 접속하기 전에 이미 방수전이 케이블에 고정되어 있으므로, 단자의 접속 작업시에 방수전이 소정 위치로부터 벗어난다고 하는 일이 없고, 방수전의 위치 결정 정밀도가 향상한다.
또한, 상기 구성과 같은 방수전 부착 케이블에 단자를 접속시키는 경우, 단자의 일단을 방수전의 외주에 감을 필요가 없다. 이것은, 케이블과 단자를 접속하기 전에 이미 방수전이 케이블에 고정되어 있으므로, 단자를 사용하여 케이블과 방수전을 고정할 필요가 없기 때문이다. 따라서 방수성을 필요로 하는 경우와 필요로 하지 않는 경우에 동일 형상의 단자를 사용할 수 있어서, 비용을 절감할 수 있다.
더구나, 케이블이 FFC, FPC 등과 같이 횡단면이 거의 장방형의 것인 경우, 겔상의 실제를 사용하는 것은 아니고, 상기 구성과 같은 탄성 재료로 이루어지는 방수전을 케이블에 일체적으로 형성하는 것으로, 케이블의 반복적인 삽입 발취에 있어서의 비용 증가를 억제할 수 있다. 이것은, 겔상의 실제가 한 번 케이블을 분리하면 재이용할 수 없는 것에 대하여, 탄성 재료로 이루어지는 상기 방수전은 재사용 가능하기 때문이다.
본 발명의 제 2의 관점에 의하면, 도선 및 상기 도선의 외주를 덮는 절연 피복막을 갖는 케이블과, 상기 절연 피복막의 외주를 상기 케이블의 축방향에 따른 1 환상 구간에 있어서 덮도록 상기 케이블과 일체적으로 형성된, 탄성 재료로 이루어지는 방수전과, 상기 케이블의 상기 방수전이 형성된 위치로부터 말단측에 있어서 상기 케이블과 접속된 단자를 구비하고 있는 방수전 부착 커넥터 케이블이 제공된다.
상기 구성에 의하면, 상기 제1의 관점과 동일한 이유에 의하여 커넥터의 소형화 및 방수전의 위치 결정 정밀도의 향상을 실현할 수 있음과 동시에, 방수성을 필요로 하는 경우와 필요로 하지 않는 경우에 동일 형상의 단자를 사용하는 것에 의하여 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 다른 목적과 특징 및 이점들은 첨부된 도면과 연계하여 취해진 이하의 상세한 설명으로부터 보다 분명하게 드러날 것이다.
<실시예>
이하, 본 발명의 매우 적합한 실시 형태에 관하여 설명한다.
먼저, 도 1, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면서, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관련된 방수전 부착 커넥터 케이블에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 방수전 부착 커넥터 케이블(1)은, 도 1에 나타낸 것처럼, 케이블(11)의 일단 부근에 방수전(15)을 일체적으로 형성하여 구성되는 방수전 부착 케이블(10)과, 방수전 부착 케이블(10)의 일단에 접속된 단자(2)를 포함한다. 단자(2)는, 보다 상세하게는, 케이블(11)의 방수전(15)이 형성된 위치로부터 말단측에 있어서, 케이블(11)과 접속되어 있다.
케이블(11)은, 도 2b에 나타낸 것처럼, 내부에 7개의 도선(12)을 갖는 동시에, 이들 도선(12)을 덮는 절연 피복막(13)을 갖는다. 케이블(11)의 횡단면은 거의 원형이고, 예를 들면 직경은 대략 1.6㎜, 길이 약 200㎜이다. 절연 피복막(13)은, 도선(12)을 절연하는 기능도 담당하고 있다.
절연 피복막(13)의 재료는, 후술하는 방수전(15)의 재료, 절연 피복막(13)과 방수전(15)을 접착하는 접착 성분 등에 따라 적절히 선택 가능하다. 특히, 절연 피복막(13)의 재료의 주성분은, 방수전(15)과의 접착력의 관점으로부터, 폴리에틸렌 수지, 폴리비닐·클로라이드 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, 및 폴리이미드 수지(이하, 순서대로 PE 수지, PVC 수지, PET 수지, PEN 수지, 및 PI 수지라 칭한다)의 어느 하나인 것이 바람직하다. 또 이 중에서도 PET 수지, PEN 수지, 및, PI 수지의 어느 하나인 것이 보다 바람직하다.
방수전(15)은, 도 1에 나타낸 것처럼, 케이블(11)의 일단 부근에, 보다 상세하게는 후술하는 단자(2)의 코킹부(4, 5)가 장착되도록, 케이블(11)의 일단으로부터 약간 타단측으로 이격된 위치에 배치된다. 또 도 2a 및 도 2b에 나타낸 것처럼, 방수전(15)은 케이블(11)의 절연 피복막(13)을 덮는 것과 같은 원통형상이다.
도 2a로부터, 케이블(11)의 외주면과 방수전(15)의 내주면과의 사이, 즉 케이블(11)과 방수전(15)과의 경계면에, 접착층(20)이 배치되고 있는 것을 알 수 있다. 방수전(15)은, 접착층(20)의 접착 성분을 통해서 케이블(11)과 일체적으로 형성되어 있다. 접착층(20)은, 예를 들면 비닐기(vinyl group)를 갖는 실란 커플링제(silane coupling agent)에 의하여 형성된다.
방수전(15)은, 도 2a에 나타낸 것처럼, 케이블(11)의 일단으로부터 타단을 향하는 방향으로 순서로, 케이블(11)의 축방향에 따라 외주면에 산부(山部)(18a)와 곡부(谷部)(18b)를 교호적으로 형성하여 구성되는 신축부(18)와, 외주면에 요철이 없는 환상부(19)를 갖는다. 신축부(18)의 최대 외경, 즉 산부(18a)의 정점의 외경과, 환상부(19)의 최대 외경은 동일하며, 또한 커넥터(도시하지 않음)에 형성된 단자 수납실(100)의 내경보다 약간 큰 지름이다.
방수전(15)의 신축부(18)는, 단자(2)를 단자 수납실(100)에 삽입해 갈 때, 단자 수용실(100)의 격벽(100a)과 접촉함으로써, 산부(18a)의 정점 부근이 지름 방향으로 가압되어서 오므라든다. 그리고 이 산부(18a)의 변형에 수반하여, 신축부(18)는 전체로서 케이블(11)의 축방향으로 확장된다. 이 때 환상부(19)도, 격벽(100a)과 접촉함으로써 지름 방향으로 가압되어서 오므라든다.
도 2a 및 도 2b에 나타낸 것처럼, 단자(2)가 단자 수납실(100) 안에 삽입된 상태에서는, 방수전(15)의 외주면이 단자 수용실(100)의 격벽(100a)의 내주면에 밀착한다. 이것에 의해, 단자 수용실(100) 안으로의 물 등의 침수를 막을 수 있다.
방수전(15)은 탄성 재료로 이루어지며, 탄성 재료로는 특히 열경화성 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머가 바람직하다. 또한 열경화성 엘라스토머로서는, 후술하는 바와 같이 금형(41)으로 형성할 때에 절연 피복막(13)이 열에 의하여 늘어나지 않도록, 경화 온도를 비교적 선정하기 쉬운 부가 반응형 실리콘 고무를 사용하는 것이 바람직하다. 부가 반응형 실리콘 고무의 주성분은 디메틸폴리실록산이다. 또 열가소성 엘라스토머로서는, 접착력의 관점으로부터, 스티렌계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 및, 폴리우레탄계 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
단자(2)는, 도 1에 나타낸 것처럼, 사각 통 형상의 단자 본체(terminal body)(3)와, 단자 본체(3) 하부로부터 수평으로 뻗어있는 횡단면이 거의 오목 형상인 연결부(6)와, 연결부(6)를 통해서 단자 본체(3)와 연결된 도선 코킹부(wire crimping portion)(4)와, 도선 코킹부(4)의 하부로부터 수평으로 뻗어있는 연결부(7)와, 연결부(7)를 통해서 도선 코킹부(4)와 연결된 케이블 코킹부(5)를 구비하고 있다.
도선 코킹부(4)는, 케이블(11)의 일단에 있어서 노출한 도선(12)을 코킹하는 것으로, 좌우 한 쌍으로 각각 내측에 만곡한 형상이다. 케이블 코킹부(5)는, 케이블(11)의 일단 부근에 있어서 절연 피복막(3)을 코킹하는 것으로, 길이 방향으로 한 쌍으로 되어서 각각 하부로부터 반시계방향 및 시계방향으로 절연 피복막(13)의 외주에 감겨져 있다. 케이블 코킹부(5)는, 보다 상세하게는, 도 1 및 도 2a에 나타낸 것처럼, 방수전(15)보다도 케이블(11)의 일단측에 있어서 방수전(15)과 인접 배치되어 있다.
케이블(11)의 외주가 단자(2)의 일단에 형성된 케이블 코킹부(5)에 의하여 고정되는 것으로, 방수전 부착 케이블(10)의 일단에 단자(2)가 고정되어 있다. 즉, 단자(2)의 일단은, 방수전(15)이 아니라 케이블(11)의 절연 피복막(13)의 외주에 감겨지도록 형성되어 있다. 따라서 방수전 부착 케이블(10)의 일단에 단자(2)를 접속한 상태에 있어서, 케이블 코킹부(5)의 최대 외경 D(도 2a 및 도 2b 참조)는, 케이블(11)의 외경에 케이블 코킹부(5)의 두께를 더한 것으로 된다.
이상에 설명한 것처럼, 본 실시 형태의 방수전 부착 케이블(10)에 의하면, 방수전(15)은 코킹에 의하여 케이블(11)에 고정되는 것은 아니고, 케이블(11)과 일체적으로 형성되어 있다. 따라서 방수전(15)의 두께를, 코킹 작업에 의하여 파단하지 않도록 크게 할 필요가 없고, 비교적 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 복수의 방수전 부착 케이블(10)을 콘택트에 배치했을 때 인접하는 케이블(10) 사이의 간격이 비교적 작아져서, 커넥터의 소형화를 도모할 수 있다.
또, 케이블(11)과 단자(2)를 접속하기 전에 이미 방수전(15)이 케이블(11)에 고정되어 있으므로, 단자(2)의 접속 작업시에 방수전(15)이 소정 위치로부터 벗어나는 일이 없어서, 방수전(15)의 위치 결정 정밀도가 향상한다.
또한, 상기 구성과 같은 방수전 부착 케이블(10)에 단자(2)를 접속시키는 경우, 단자(2)의 일단을 방수전(15)의 외주에 감을 필요가 없다. 이것은, 케이블(11)과 단자(2)를 접속하기 전에 이미 방수전(15)이 케이블(11)에 고정되어 있으므로, 단자(2)를 사용하여 케이블(11)과 방수전(15)을 고정할 필요가 없기 때문이다. 따라서 방수성을 필요로 하는 경우와 필요로 하지 않는 경우에 동일 형상의 단자(2)를 사용할 수 있어서, 비용을 절감할 수 있다.
더구나, 방수전(15)이 탄성 재료로 이루어지기 때문에, 방수전(15)을 상술한 바와 같이 하여 탄성 변형시키면서, 방수전 부착 커넥터 케이블(1)의 커넥터의 단자 수용실(100) 안으로의 삽입 발취 작업을 원활히 행할 수 있다. 또, 방수전(15)의 외주면과 단자 수용실(100)의 격벽(100a)의 내주면을 밀착시키는 것으로 방수성을 확실하게 확보할 수 있음과 동시에, 삽입 발취를 반복하여 행해도 방수전(15)에의한 방수성이 잘 저하되지 않는다.
또 방수전(15)은, 케이블(11)과 방수전(15)과의 경계면에 배치된 접착층(20)을 통해서 케이블(11)과 일체적으로 형성되어 있다. 이것에 의해, 방수전(15)과 케이블(11)과의 확실한 고정이 실현되어 있다.
이어서, 도 3, 도 4a, 도 4b, 도 5, 및, 도 6을 참조하면서, 본 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블(10)의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다.
먼저, 7개의 도선(12)(도 3에는 일부만 나타냄)이 절연 피복막(13)에 의해 덮여서 구성된 케이블(11)을, 소정 길이(예를 들면 약 200㎜)로 절단한다. 그리고, 절연 피복막(13)의 외주면을 이소프로필 알코올 등의 탈지제로 탈지한다.
또한, 방수전(15)을 형성하는 부분의 케이블(11)의 외주에, 예를 들면 비닐기를 갖는 실란 커플링제 등의 접착제를 브러시 등으로 균일하게 도포하여 건조시킨다. 이것에 의해, 접착층(20)(도 2a 참조)이 형성된다.
다음에, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 것처럼, 3개의 케이블(11)을 치구(31)로 지지한다.
치구(31)는, 서로 분리 가능한 거의 직방체 형상의 가늘고 긴 부재(31a, 31b)를 상하 한 쌍으로 갖는다. 가늘고 긴 부재(31a, 31b)의 길이 방향 양단 부근에는 각각, 내면에 암 나사부가 형성된 관통공이 마련되어 있다. 또 가늘고 긴 부재(31a, 31b)의 대향면에는 각각, 그 폭방향을 따라 또한, 그 길이 방향에 관해서 서로 동일 간격으로 이격되도록, 3개의 오목부(33)가 형성되어 있다. 각 오목부(33)의 횡단면은 반원형으로, 가늘고 긴 부재(31a, 31b)가 서로 고정되었을때에 케이블(11)의 외경과 거의 동일 지름의 원형으로 된다.
케이블(11)을 치구(31)로 지지함에 있어서, 우선 하부측의 가늘고 긴 부재(31b)만을 배치하고, 이것에 형성되어 있는 3개의 오목부(33)에 각각 케이블(11)의 일단 부근을 배치한다. 이 때 케이블(11)은 그 축방향이 가늘고 긴 부재(31b)의 폭방향에 일치하도록 배치된다. 그 후, 상부측의 가늘고 긴 부재(31a)를 하부측의 가늘고 긴 부재(31b)의 위에 케이블(11)을 끼워서 배치하며, 양단의 관통공의 암 나사부에 나비 볼트(32)의 나사를 체결한다. 이것에 의해, 가늘고 긴 부재(31a, 31b)가 서로 고정됨과 동시에, 각 케이블(11)이 가늘고 긴 부재(31a, 31b)에 의하여 상하 방향으로 단단히 죄여진다. 결과, 3개의 케이블(11)은, 도 4a에 나타낸 것처럼, 축방향을 같이 하여 지름 방향에 관해서 동일 간격으로 이격되도록 지지된다.
다음에, 도 5에 나타낸 것처럼, 치구(31)에 의하여 지지된 케이블(11)을 사출 성형기(40)의 금형(41)에 세트한다.
금형(41)은, 서로 분리 가능한 상측 부재(41a) 및 하측 부재(41b)를 상하 한 쌍으로 갖는다. 상측 부재(41a) 및 하측 부재(41b)의 대향면에는 각각, 치구(31)로 유지된 3개의 케이블(11)의 간격에 대응하는 간격으로, 3개의 케이블 수용부(48)(도 5에는 1개만 나타냄)가 형성되어 있다. 각 케이블 수용부(48)의 횡단면은 반원형으로, 상측 부재(41a) 및 하측 부재(41b)가 서로 고정되었을 때에 케이블(11)의 외경과 거의 동일 지름의 원형으로 된다.
케이블 수용부(48)의 길이 방향 거의 중앙에는, 방수전(15)을 형성하기 위한, 방수전(15)과 대응하는 형상의 공동(42)이 마련되어 있다. 환언하면, 공동(42)은 케이블 수용부(48)의 길이 방향 거의 중앙의 주위벽을 확장함으로써 형성되어 있다.
금형(41)의 상부에는, 사출 성형기(40)의 재료 사출부(45)의 바닥부와 끼워맞춤 가능한 오목부(43)가 형성되어 있다. 오목부(43)와 공동(42)은 연통 구멍(44)을 통해서 연통되어 있고, 사출 성형기(40)의 재료 사출부(45)로부터 연통 구멍(44)을 통해서 공동(42) 내에, 방수전(15)의 재료가 주입되게 되어 있다.
케이블(11)을 사출 성형기(40)의 금형(41)에 세트함에 있어서, 먼저 금형(41)의 하측 부재(41b)만을 배치하고, 이것에 형성되어 있는 3개의 케이블 수용부(48)에 각각 케이블(11)을 배치한다. 이 때, 케이블(11)에 있어서의 접착층(20)(도 2a 참조)이 형성된 부분이 공동(42)에 위치하도록 한다. 그 후, 금형(41)의 상측 부재(41a)를 하측 부재(41b)의 위에 케이블(11)을 끼워서 배치하며, 케이블(11)을 소정 위치에 고정한다.
사출 성형기(40)의 재료 사출부(45)를 하강시켜서, 재료 사출부(45)의 바닥부를 오목부(43) 내에 끼워 맞춘 후, 사출 성형기(40) 안에 투입되어 있는 방수전(15)의 재료를 재료 사출부(45)로부터 사출하고, 연통 구멍(44)을 통해서 금형(41)의 공동(42) 안으로 주입한다. 그리고, 재료가 주입된 금형(41)을 케이블(11)의 절연 피복막(13)이 늘어나지 않을 정도(예를 들면, 절연 피복막(13)이 RVC로 이루어지는 경우, 120℃ 이하)로 가열하여 재료를 경화시킨 후, 사출 성형기(40)의 금형(41)으로부터 케이블(11)을 탈형한다. 이것에 의해, 도 6에 나타낸것과 같은, 본 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블(10)이 제조된다.
그 후 다시, 방수전 부착 케이블(10)의 일단에 있어서 절연 피복막재(13)를 소정 길이 만큼만 제거하여 도선(12)을 노출시킨다(도 6 참조). 그리고 노출한 도선(12)을 단자(2)의 도선 코킹부(4)로 고정하고, 케이블(11)의 일단 부근에 있어서의 절연 피복막(13)을 케이블 코킹부(5)로 고정한다. 이와 같이 하여 방수전 부착 케이블(10)의 일단에 단자(2)를 접속함으로써, 도 7에 나타낸 것과 같은, 본 실시 형태의 방수전 부착 커넥터 케이블(1)이 제조된다.
또한, 상술한 제1의 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블(10)에서는, 케이블(11)과 방수전(15)과의 경계면에 배치된 접착층(20)을 통해서, 방수전(15)이 케이블(11)에 고정되어 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들면 일 변형예로서, 방수전(15)이 그 표면뿐만 아니라 내부에도 존재하는 접착 성분을 통해서, 케이블(11)에 고정되는 것을 고려할 수 있다. 이 경우에 있어서의 방수전 부착 케이블의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다.
먼저, 방수전(15)의 재료와, 예를 들면 비닐기를 갖는 실란 커플링제 등의 접착제를 사출 성형기(40) 안에 투입하고, 이들을 혼합 교반시킨다. 그리고 상술한 예와 동일하게, 케이블(11)을 소정 길이로 절단하고, 절연 피복막(13)의 외주면을 탈지한다.
그 후, 상술한 바와 동일하게, 케이블(11)을 치구(31)로 지지하면서 사출 성형기(40)의 금형(41)에 세트하고, 혼합 교반된 재료를 사출 성형기(40)의 재료 사출부(45)로부터 금형(41)의 공동(42) 안으로 주입한다. 그리고, 재료가 주입된 금형(41)을 케이블(11)의 절연 피복막(13)이 늘어나지 않을 정도로 가열하여 재료를 경화시킨 후, 사출 성형기(40)의 금형(41)으로부터 케이블(11)을 탈형한다. 이것에 의해, 접착 성분이 방수전(15)의 표면 및 내부에 실질적으로 균일하게 존재하고 있는 방수전 부착 케이블이 제조된다. 그 후 다시, 상술한 바와 동일하게 도선(12)을 노출시켜, 케이블의 일단에 단자(2)를 접속함으로써, 방수전 부착 커넥터 케이블이 제조된다.
이처럼, 접착 성분이 방수전(15)의 표면 및 내부에 실질적으로 균일하게 존재하고 있는 경우, 케이블의 외주에 접착제를 도포하여 건조시킨다고 하는 공정이 생략되기 때문에, 제조 시간을 단축할 수 있다. 보다 구체적으로는, 방수전(15)의 재료와 접착제를 혼합하는 공정은, 케이블을 금형(41)에 세트하고 있는 사이 등에 행할 수 있다.
다음에, 도 8을 참조하면서 본 발명의 제2의 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 방수전 부착 케이블(50)은, 횡단면이 거의 장방형인 FFC(51)와, FFC(51)의 일단 부근에 FFC(51)와 일체적으로 형성된 탄성 재료로 이루어지는 방수전(55)을 포함한다.
FFC(51)는, 내부에 3개의 도선(52)을 갖는 동시에, 이들 도선(52)을 덮는 절연 피복막(53)을 갖는다. 도선(52)은, 각각 거의 원형의 횡단면을 가지며 거의 동일 간격으로 병설되어 있다.
방수전(55)은, 케이블의 구성이 다르기 때문에 제1의 실시 형태와는 다른 형상으로 되어 있으나, FFC(51)의 절연 피복막(53)을 덮는 것과 같은 통 형상이다.또 방수전(55)은, 제1의 실시 형태의 신축부(18) 및 환상부(19)와 동일한 신축부(58) 및 환상부(59)를 갖는다. 보다 상세하게는, 신축부(58)는 케이블(51)의 축방향에 따라 외주면에 산부(58a)와 곡부(58b)를 번갈아 형성하여 구성되어 있고, 환상부(19)는 외주면에 요철(凹凸)이 없다. 신축부(58)의 최대 외경, 즉 산부(58a)의 정점의 외경과, 환상부(59)의 최대 외경은 같다.
다음에, 도 9를 참조하면서 본 발명의 제3의 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 방수전 부착 케이블(70)은, 횡단면이 거의 장방형인 FPC(71)와, FPC(71)의 외주를 덮도록 FPC(71)와 일체적으로 형성된 탄성 재료로 이루어지는 방수전(75)을 포함한다.
FPC(71)는 내부에 3개의 도선(72)을 갖는 동시에, 이들 도선(72)을 덮는 절연 피복막(73)을 갖는다. 도선(72)은, 각각 가로가 긴 거의 장방형의 횡단면을 가지며, 거의 동일 간격으로 병설되어 있다.
방수전(75)은, 제2의 실시 형태와 동일하게, FPC(71)의 절연 피복막(73)을 덮는 것과 같은 통 형상이다. 또 방수전(75)은, 제2의 실시 형태의 신축부(58) 및 환상부(59)와 동일한 신축부(78) 및 환상부(79)를 갖는다. 보다 상세하게는, 신축부(78)는 케이블(71)의 축방향에 따라 외주면에 산부(78a)와 곡부(78b)를 번갈아 형성하여 구성되어 있고, 환상부(79)는 외주면에 요철이 없다. 신축부(78)의 최대 외경, 즉 산부(78a)의 정점의 외경과, 환상부(79)의 최대 외경은 같다.
제2 및 제3의 실시 형태에 있어서, 케이블(51, 71)과 방수전(55, 75)의 경계면에는, 제1의 실시 형태와 동일한 접착층(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 해당접착층의 접착 성분을 통해서 방수전(55, 75)이 케이블(51, 71)과 일체적으로 형성되어 있다.
제2 및 제3의 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블(50, 70)의 제조 방법에 관해서는, 치구(31)의 오목부(33), 금형(41)의 공동(42) 등의 형상을 케이블(51, 71)의 형상에 대응하도록 변경하는 것으로, 상술한 제1의 실시 형태와 동일한 방법을 채용할 수 있다.
이상 설명한 제2 및 제3의 실시 형태와 같이 케이블(51, 71)의 횡단면이 거의 장방형의 것인 경우, 겔상의 실제를 사용하는 것은 아니고, 탄성 재료로 이루어지는 방수전(55, 75)을 케이블(51, 71)에 일체적으로 형성하는 것으로, 케이블의 반복 삽입 발취에 있어서의 비용 증가를 억제할 수 있다. 이것은, 겔상의 실제가 한 번 케이블을 떼어내면 재이용할 수 없는 것에 대하여, 탄성 재료로 이루어지는 방수전(55, 75)은 재사용 가능하기 때문이다.
다음에, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예1]
직경이 φ1.6mm로 절연 피복막이 PVC 수지로 이루어지는 케이블을 200㎜ 정도의 길이로 절단한 것을 준비하고, 절연 피복막의 외주면을 이소프로필 알코올로 탈지하였다. 그 후, 절연 피복막의 외주에 접착제(DY39-067: 도레·다우코닝·실리콘사 제조)를 브러시 칠하여, 30분의 바람 건조 처리를 행하였다. 이것에 의해 접착층이 형성된 케이블을 치구(31)로 유지하면서 금형(41)에 세트하고, 사출 성형기(VS-15-7-L: 미키(三城) 정밀 기계사 제작)를 사용하여, 방수전의 재료인 열경화성 엘라스토머의 부가 반응형 실리콘 고무(DY35-405A/H: 도레·다우코닝·실리콘사 제조)를 금형(41)에 가압 주입하였다. 이 때의 사출 압력은 1.02×1O-5Pa, 금형 성형 온도는 115℃, 성형 시간(가교 시간)은 2분, 사출 스피드는 10%로 하였다. 또한, 사출 스피드 10%란, 사출 성형기(VS-15-7-L: 미키 정밀 기계사 제조)의 설정치의 10%라는 의미이다.
이와 같이 사출된 재료를 금형(41) 안에서 경화시킨 후, 금형(41)으로부터 케이블을 탈형한 바, 케이블에는 방수전이 일체적으로 형성되어 있고, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블을 제조할 수 있었다.
[실시예2]
실시예1에서 사용한 케이블을 절연 피복막이 PE 수지로 이루어지는 내열 사양의 FFC로 변경하고, 실시예1과 동일하게 절연 피복막의 외주면을 이소프로필 알코올로 탈지하였다. 그 후, 절연 피복막의 외주에 실시예1과는 다른 접착제 (G-790: 워카실리콘사 제조)를 브러시 칠하여 30분의 바람 건조 처리를 행하였다. 이것에 의해 접착층이 형성된 FFC를 치구로 유지하면서 금형에 세트하고, 실시예1과 동일한 사출 성형기(VS-15-7-L: 미키 정밀 기계사 제조)를 사용하여, 실시예1과 동일한 재료를 금형에 가압 주입하였다. 이 때의 사출 압력, 금형 성형 온도, 성형 시간, 및, 사출 스피드도 실시예1과 동일하다.
이처럼 사출된 재료를 금형 내에서 경화시킨 후, 금형으로부터 FFC를 탈형한 바, FFC에는 방수전이 일체적으로 형성되어 있고, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관련된 방수전 부착 케이블을 제조할 수 있었다.
[실시예3]
실시예1과 동일한 케이블을 준비하고, 실시예1, 2와 동일하게 절연 피복막의 외주면을 이소프로필 알코올로 탈지하였다. 그 후, 절연 피복막의 외주에, 실시예1, 2와는 다른 접착제(케클록 481: 켐록사 제조)를 브러시 칠하여, 배치(batch)식 건조기로 80℃, 20분의 건조 처리를 행하였다. 이것에 의해 접착층이 형성된 케이블을 치구(31)로 유지하면서 금형(41)에 세트하고, 실시예1, 2와는 다른 사출 성형기(VSS-30-35-L: 미키 정밀 기계사 제조)를 사용하여, 실시예1, 2와는 다른 재료인 열가소성 엘라스토머의 스티렌계 (셉톤 CJ001: 크라레사 제조)를 금형(41)에 가압 주입하였다. 이 때의 사출 재료 온도는 240℃, 사출 시간은 0.5초, 금형 냉각시간은 25초, 금형 온도는 85℃로 하였다.
이와 같이 사출된 재료를 금형(41) 안에서 경화시킨 후, 금형(41)으로부터 케이블을 탈형한 바, 케이블에는 방수전이 일체적으로 형성되어 있고, 실시예1과 동일한 방수전 부착 케이블을 제조할 수 있었다.
다음에, 도 10을 참조하면서, 본 발명에 관련된 방수전 부착 케이블에 있어서의 케이블과 방수전과의 접착력에 대하여 설명한다.
도 10에는, 케이블(11, 51, 71)의 절연 피복막(13, 53, 73) 및 방수전(15, 55, 75)의 재료를 다양하게 변경하고, 접착력을 △, Ｏ, ◎로 평가한 것이 나타나 있다. 여기서, △는 방수전이 케이블에 접착되고 또한 방수성을 발휘할 수 있는 상태임을 의미하고, 이 상태로부터 다시 접착력이 증가해 감에 따라 Ｏ, ◎로 하였다.
절연 피복막(13, 53, 73)의 재료에는 PE 수지, PVC 수지, PET 수지, PEN 수지, 및 PI 수지를, 방수전(15, 55, 75)의 재료에는 열경화성 엘라스토머의 경화형 실리콘 고무 및 부가 반응형 실리콘 고무, 열가소성 엘라스토머의 스틸렌계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 및 폴리우레탄계를 채용하였다. 접착제는, 절연 피복막 및 방수전의 재료에 따라 적절히 선택하였다.
도 10으로부터, 상술한 재료의 조합으로도, 방수전을 케이블에 일체로 형성하고 또한 양호한 접착력을 얻을 수 있고, 본 발명에 관련된 방수전 부착 케이블을 제조할 수 있음을 알 수 있다.
특히, 절연 피복막의 재료가 PET 수지, PEN 수지, 및 PI 수지의 각 경우에는, 방수전의 재료로서 상기 6종류 중 어느 것을 선택하여도, 대단히 양호한 접착력를 얻을 수 있다. 한편, 절연 피복막의 재료가 PE 수지의 경우, 방수전의 재료가 열가소성 엘라스토머의 스티렌계 및 폴리우레탄계의 때에는 △이지만, 이것 이외에 있어서는 양호한 접착력을 얻을 수 있었다. 또, 절연 피복막의 재료가 PVC 수지의 경우, 방수전의 재료가 열가소성 엘라스토머의 폴리우레탄계의 때에는 △이지만, 이것 이외에 있어서는 양호한 접착력을 얻을 수 있었다. 방수전의 재료가 부가 반응형 실리콘 고무의 경우는, 절연 피복막의 재료로서 상기 5종류 중 어느 것을 선택하여도, 상당히 양호한 접착력을 얻을 수 있었다.
절연 피복막의 재료로서는 PE 수지 또는 PCV 수지를 사용하는 것이 일반적이다. 여기서, 위에서 설명한 바와 같이 방수전의 재료를 부가 반응형 실리콘 고무로하고, 접착제로서 예를 들면 비닐기를 갖는 실란 커플링제 등의 비닐계 화합물을 사용하면, 양호한 접착력을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
접착제를 절연 피복막의 외주에 도포하는 경우 및 방수전의 재료에 혼합하는 경우의 어느 쪽이라도 상기와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.
또한, 방수전은 탄성 재료로 이루어지면 되고, 열경화성 엘라스토머 또는 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 것에 한정되지 않는다. 절연 피복막의 재료도 상술한 것에 한정되지 않고, 그 밖에 다양한 재료로 이루어져도 된다.
접착제는, 비닐기를 갖는 실란 커플링제 등의 비닐계 화합물로 한정되지 않고, 방수전 및 케이블의 절연 피복막의 각 재료에 따라, 다양한 재료를 사용해도 된다. 또, 방수전은, 접착제의 접착 성분을 통해서 케이블과 일체적으로 형성되는 것에 한정되지 않고, 접착 성분 이외의 매체 또는 매체 없이, 케이블과 일체적으로 형성되어도 된다.
케이블의 횡단면은, 상술의 실시 형태와 같이, 거의 원형, 거의 장방형에 한정되지 않고, 다양한 형상이어도 된다.
제1의 실시 형태에 있어서, 단자(2)는 케이블 코킹부(5)를 갖고, 케이블 코킹부(5)에 의해서 케이블(11)의 절연 피복막(13)이 코킹됨으로써, 단자(2)가 케이블(11)에 대하여 고정되고 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 즉, 코킹하는 것 이외의 구성에 의해서, 단자(2)가 케이블(11)에 고정되어도 된다.
제조 방법에 관해서는, 상술한 바와 같은 치구(31)를 사용하지 않아도 된다. 또 위에서 설명한 바와 같이 3개의 케이블을 종합하지 않고, 1개씩 케이블을 금형에 세트해도 무방하며, 2 또는 4 이상의 케이블을 종합하여 세트해도 된다.
방수전의 성형법은, 상술한 바와 같은 사출 성형에 한정되지 않고, 압축 성형, 토라스파 성형 및 캘린더 성형이어도 된다.
상술한 구체적인 실시예와 연계하여 본 발명이 설명되었으나, 다양한 변형 실시예, 변경 및 수정이 가능하다는 것이 당업자에게는 자명하다. 따라서, 전술한 실시예는 예시를 위한 것이지 한정하기 위한 것은 아니다. 첨부의 특허청구범위에 명시된 본 발명의 사상과 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경이 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 커넥터의 소형화, 방수전의 위치 결정 정밀도의 향상 및 비용의 절감을 함께 실현할 수 있는 방수전 부착 케이블, 방수전 부착 커넥터 케이블, 방수전 부착 케이블의 제조 방법 및 방수전 부착 케이블과 단자와의 접속 구조를 제공하는 등의 효과를 갖는다.

Claims (17)

  1. 도선 및 상기 도선의 외주를 덮는 절연 피복막을 갖는 케이블과,
    상기 절연 피복막의 외주를 상기 케이블의 축방향에 따른 1 환상 구간(環狀區間)에 있어서 덮도록 상기 케이블과 일체적으로 형성된, 탄성 재료로 이는 방수전을
    구비하는 방수전 부착 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방수전은 열경화성 엘라스토머(Thermosetting Elastomer) 및 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Elastomer) 중 어느 하나로 이루어지는 방수전 부착 케이블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열경화성 엘라스토머의 주성분은 디메틸폴리실록산이며, 상기 열가소성 엘라스토머의 주성분은 스티렌계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 및 폴리우레탄계 중 어느 하나인 방수전 부착 케이블.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방수전은 부가 반응형 실리콘 고무로 이루어지는 방수전 부착 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연 피복막의 재료의 주성분은 폴리에틸렌 수지, 폴리비닐·클로라이드 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지 및 폴리이미드 수지 중 어느 하나인 방수전 부착 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절연 피복막의 재료의 주성분은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지 및 폴리이미드 수지 중 어느 하나인 방수전 부착 케이블.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방수전은 접착 성분을 통해서 상기 케이블과 일체적으로 형성되는 방수전 부착 케이블.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접착 성분은 상기 케이블과 상기 방수전과의 경계면에만 존재하는 방수전 부착 케이블.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 접착 성분은 상기 방수전의 표면 및 내부에 실질적으로 균일하게 존재하는 방수전 부착 케이블.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 절연 피복막의 재료의 주성분은 폴리에틸렌 수지 및 폴리비닐·클로라이드 수지 중 어느 하나이고,
    상기 방수전은 부가 반응형 실리콘 고무로 이루어지며,
    상기 접착 성분은 비닐계 화합물인 방수전 부착 케이블.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 케이블의 횡단면은 실질적으로 원형인 방수전 부착 케이블.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 케이블의 횡단면은 실질적으로 장방형(長方形)인 방수전 부착 케이블.
  13. 도선 및 상기 도선의 외주를 덮는 절연 피복막을 갖는 케이블과,
    상기 절연 피복막의 외주를 상기 케이블의 축방향에 따른 1 환상 구간에 있어서 덮도록 상기 케이블과 일체적으로 형성된, 탄성 재료로 이루어지는 방수전과,
    상기 케이블의 상기 방수전이 형성된 위치로부터 말단측에 있어서 상기 케이블과 접속된 단자를
    구비하는 방수전 부착 커넥터 케이블.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단자의 일단에 형성된 케이블 코킹부(cable crimping portion)에 의해서 상기 절연 피복막이 코킹됨으로써, 상기 단자가 상기 케이블에 대하여 고정되어 있는 방수전 부착 커넥터 케이블.
  15. 도선 및 상기 도선의 외주를 덮는 절연 피복막을 갖는 케이블의 상기 절연 피복막의 외주에 있어서의, 상기 케이블의 축방향에 따른 1 환상 구간에 접착 성분을 배치하는 공정과,
    상기 접착 성분이 배치된 부분이 금형의 공동 내에 위치하도록, 상기 케이블을 금형에 세트하는 공정, 및,
    방수전의 탄성 재료를 상기 금형의 공동 내에 주입하는 공정을
    구비하는 방수전 부착 케이블의 제조 방법.
  16. 방수전의 재료에 접착 성분을 혼합하는 공정과,
    도선 및 상기 도선의 외주를 덮는 절연 피복막을 갖는 케이블의 상기 절연 피복막의 외주에 있어서의, 상기 케이블의 축방향에 따른 1 환상 구간이 금형의 공동 내에 위치하도록 상기 케이블을 금형에 세트하는 공정, 및,
    상기 접착 성분이 혼합된 방수전의 탄성 재료를 상기 금형의 공동 내에 주입하는 공정을
    구비하는 방수전 부착 케이블의 제조 방법.
  17. 도선 및 상기 도선의 외주를 덮는 절연 피복막을 갖는 케이블과,
    상기 절연 피복막의 외주를 상기 케이블의 축방향에 따른 1 환상 구간에 있어서 덮도록 상기 케이블과 일체적으로 형성된, 탄성 재료로 이루어지는 방수전을 구비하는 방수전 부착 케이블의, 상기 방수전이 형성된 위치로부터 말단측에 있어서, 상기 절연 피복막을 코킹함으로써, 단자가 상기 케이블과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 방수전 부착 케이블과 단자와의 접속 구조.
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