リード線接続構造
【課題】信頼性の高いリード線接続構造を提供する。
【解決手段】複数のリード線2と、複数のリード線2が接続される基板3と、リード線2の直径よりも高く形成された櫛歯部壁9を有し、複数のリード線2をそれぞれ離間して保持するセパレータ部品5と、内側に接着層140を有し、複数のリード線2と基板3との接続部4およびセパレータ部品5を被覆する熱収縮チューブ141と、を備え、熱収縮チューブ141が収縮すると共に接着層140が溶融硬化することにより接続部4とセパレータ部品5とが封止される構造である。
【解決手段】複数のリード線2と、複数のリード線2が接続される基板3と、リード線2の直径よりも高く形成された櫛歯部壁9を有し、複数のリード線2をそれぞれ離間して保持するセパレータ部品5と、内側に接着層140を有し、複数のリード線2と基板3との接続部4およびセパレータ部品5を被覆する熱収縮チューブ141と、を備え、熱収縮チューブ141が収縮すると共に接着層140が溶融硬化することにより接続部4とセパレータ部品5とが封止される構造である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱収縮チューブを用いたリード線接続構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、ケーブルやリード線接続部の封止としては、エポキシ等の各種接着剤やホットメルト材が使用されている。その中でも、接着性のある接着剤(ホットメルト材)を内層として用い、外層として半硬化のポリオレフィンを用いた2層の熱収縮チューブは、リード線接続部の水密と外力の保護ができ、加工が容易であるため、リード線接続部の封止材として使用されている。
【0003】
例えば、特許文献1、2には、内側にホットメルト接着剤を施した2層の熱収縮チューブで、リード線接続部を封止した例が示されている。
【0004】
具体的には、図15、16に示すように、従来のリード線接続構造150は、複数のリード線151と、複数のリード線151が接続される基板152と、内側に接着層140を有し、複数のリード線151と基板152との接続部153を被覆する熱収縮チューブ141(図14参照)と、を備え、熱収縮チューブ141が収縮すると共に接着層140が溶融硬化することにより接続部153が封止される構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−102367号公報
【特許文献2】特開平11−178143号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、複数のリード線151を2層の熱収縮チューブ141で封止する場合、図17(図15のI−I線断面図)に示すように、リード線151同士が接触している部分には隙間がないため、接着層140の接着剤(ホットメルト)が流れ込まず、結果として水密不良を起こすことがあった。
【0007】
また、設計上、図18(図15のJ−J線断面図)に示すように、2層の熱収縮チューブ141の外層142が熱で収縮して、リード線151の外周に接触してしまう部分ができる場合がある。このような場合、2層の熱収縮チューブ141の外層142とリード線151の外周との間に接着層140の接着剤が極端に少なくなることがあった。
【0008】
接着層140は接着剤としての役割以外にも、柔らかいため応力緩和層としての働きもある。このため、熱収縮チューブ141の外層142とリード線151の外周との間に接着層140が極端に少なく薄い部分ができると、冷熱サイクル試験等で発生する熱歪みを緩和することができず、2層の熱収縮チューブ141の外層142と接着層140との間や接着層140とリード線151の外周との間が剥離してしまい、水密不良を起こすことがあった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、封止性が高く、信頼性の高いリード線接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために創案された本発明は、複数のリード線と、前記複数のリード線が接続される基板と、前記リード線の直径よりも高く形成された櫛歯部壁を有し、前記複数のリード線をそれぞれ離間して保持するセパレータ部品と、内側に接着層を有し、前記複数のリード線と前記基板との接続部および前記セパレータ部品を被覆する熱収縮チューブと、を備え、前記熱収縮チューブが収縮すると共に前記接着層が溶融硬化することにより前記接続部と前記セパレータ部品とが封止されるリード線接続構造である。
【0011】
前記セパレータ部品は、前記櫛歯部壁と一体に設けられ、前記複数のリード線に対して横断するように設けられた支持部を有するとよい。
【0012】
前記櫛歯部壁が、前記支持部の両側に設けられていてもよい。
【0013】
前記セパレータ部品の両端の櫛歯部壁が、テーパ状に形成されていてもよい。
【0014】
前記櫛歯部壁の高さが、前記リード線直径の1.1倍以上3倍以下であるとよい。
【0015】
前記櫛歯部壁の壁厚が、前記リード線直径の0.1倍以上2倍以下であるとよい。
【0016】
前記セパレータ部品は、前記複数のリード線の長手方向に沿って複数設けられると共に各セパレータ部品が連結部材により連結され、1本のリード線が長手方向で2つ以上のセパレータ部品で保持されてもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、封止性が高く、信頼性の高いリード線接続構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の好適な実施の形態に係るリード線接続構造の一例を示す平面図である。
【図2】図1の横断面図である。
【図3】図3(a)は、図1のA−A線断面図であり、図3(b)は、両端の櫛歯部壁にテーパ部を設けたセパレータ部品を用いた場合の図1のA−A線断面図である。
【図4】図1のB−B線断面図(又はC−C線断面図)である。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示すリード線接続構造の平面図である。
【図6】図5の横断面図である。
【図7】図5のD−D線断面図である。
【図8】図5のE−E線断面図(又はF−F線断面図)である。
【図9】本発明の第3の実施の形態を示すリード線接続構造の平面図である。
【図10】図9の横断面図である。
【図11】本発明をケーブル同士の接続部の封止構造に応用した場合の平面図である。
【図12】図11のG−G線断面図である。
【図13】図11のH−H線断面図である。
【図14】リード線接続構造に用いる熱収縮チューブの概略図である。
【図15】従来のリード線接続構造の一例を示す平面図である。
【図16】図15の横断面図である。
【図17】図15のI−I線断面図である。
【図18】図15のJ−J線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【0020】
図1は、本発明の好適な第1の実施の形態に係るリード線接続構造を示す平面図であり、図2は、その横断面図であり、図3(a)、(b)は、図1のA−A線断面図であり、図4は、図1のB−B線断面図(又はC−C線断面図)であり、図14は、リード線接続構造に用いる熱収縮チューブの概略図である。
【0021】
図1に示すように、電気回路等が形成された基板3の表面には、リード線2を基板3に接続するための端子Tが所定の間隔を隔ててリード線2の本数に合わせて複数形成されている。
【0022】
各リード線2は、図3(a)、(b)及び図4に示すように、導体6の外周に軟質塩化ビニル等の樹脂7を被覆したものであり、導体6の端部が露出するように端部の樹脂7が剥かれている。この露出された導体6の端部を基板3の端子Tにはんだ等で接続することで、リード線2と基板3とが電気的に接続される。
【0023】
複数のリード線2は、その長手方向に亘って束ねられており、基板3に接続する側の端部で各リード線2が離間され、各リード線2のそれぞれの導体6が基板3の端子Tに接続されている。
【0024】
本発明は、この複数のリード線2と基板3との接続部4を、水や外力から保護するためのものである。
【0025】
第1の実施の形態に係るリード線接続構造1は、図1、2に示すように、複数のリード線2と、複数のリード線2が接続される基板3と、リード線2の直径よりも高く形成された櫛歯部壁9を有し、複数のリード線2をそれぞれ離間して保持するセパレータ部品5と、内側に接着層140を有し、複数のリード線2と基板3との接続部4およびセパレータ部品5を被覆する熱収縮チューブ141(図14参照)と、を備え、熱収縮チューブ141が収縮すると共に接着層140が溶融硬化することにより接続部4とセパレータ部品5とが封止される構造である。
【0026】
熱収縮チューブ141は、図14に示すように、半硬化のポリオレフィン等からなる外層142と、その内側の接着性のあるホットメルト材(ポリアミド、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)等)からなる接着層140とからなり、その内側中心部は中空である。
【0027】
セパレータ部品5は、図1〜3(a)に示すように、櫛歯部壁9と一体に設けられ、複数のリード線2に対して横断するように設けられた支持部8を有する。
【0028】
後述するが、この櫛歯部壁9の高さHは、リード線直径よりも高くする必要がある。櫛歯部壁9の高さHが、リード線直径よりも低いと接続部4を封止した際に、リード線2の外周と熱収縮チューブ141の外層142が接触してその間に接着層140が流れ込まず、接着層140が存在しない箇所ができ、封止性が低下してしまうためである。
【0029】
このとき、櫛歯部壁9の一端(図3では上方)が開放されている必要がある。これは、熱収縮チューブ141の接着層140を溶融硬化させると共に熱収縮チューブ141を収縮させて接続部4を封止する際に、接着層140が、櫛歯部壁9間にはめ込まれたリード線2の周囲に十分に充填されるようにするためである。
【0030】
また、図3(b)に示すように、セパレータ部品5の両端の櫛歯部壁9が、テーパ状に形成されていてもよい(テーパ部10)。テーパ部10を形成することにより、セパレータ部品5周りの外周を短くできるため、リード線2周りの樹脂をより多く確保でき(リード線2の周囲に接着層140を十分に充填でき)、接続部4の封止性がより向上する。
【0031】
櫛歯部壁9の高さHは、リード線直径の1.1倍以上3倍以下であるとよい。櫛歯部壁9の高さHが、リード線直径の1.1倍未満であるとリード線2の周囲に接着層140が十分に存在できなくなり、冷熱サイクル試験等での緩和層としての働きができず、良好な封止構造とはなりにくく、3倍より大きくなると接着層140自体の体積が足りなくなり、外層142とリード線2の周囲に接着層140が十分に充填されなくなる可能性があるためである。
【0032】
また、櫛歯部壁9の壁厚Dは、リード線直径の0.1倍以上2倍以下であるとよい。櫛歯部壁9の壁厚Dが、リード線直径の0.1倍未満であるとリード線2の周囲に接着層140が十分に存在できなくなり、冷熱サイクル試験等での緩和層としての働きができず、良好な封止構造とはなりにくく、2倍より大きくなると接着層140自体の体積が足りなくなり、外層142とリード線2の周囲に接着層140が十分に充填されなくなる可能性があるためである。
【0033】
セパレータ部品5の材質としては、PBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂、ナイロン樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、液晶樹脂等を用いるとよく、またガラスなどのフィラーを適宜充填させたものでもよいが、これらに限るものではない。
【0034】
次に、第1の実施の形態の作用を述べる。
【0035】
第1の実施の形態に係るリード線接続構造1では、接続部4にセパレータ部品5を挿入しているので、リード線2同士の間隔を空けることが可能となり、熱収縮チューブ141の内側の接着層140をリード線2間に流し込むことができ、封止性が向上する。
【0036】
また、リード線2をはめ込むセパレータ部品5の櫛歯部壁9の高さHを、リード線直径よりも高く、具体的にはリード線直径の1.1倍以上3倍以下にしているので、2層の熱収縮チューブ141の外層142が熱により収縮したとき、外層142がリード線2の外周に直接接触して、接着層140が極端に少なくなることを防げる。この結果、セパレータ部品5の両脇(図1では、セパレータ部品5の左右)の断面、すなわち図3(a)、図4を見ると、リード線2の周囲に接着層140が十分に存在しており、冷熱サイクル試験等を行ったときも、接着層140が緩和層として働くため、良好な封止構造とすることができる。
【0037】
さらに、セパレータ部品5の櫛歯部壁9の壁厚Dを、リード線直径の0.1倍以上2倍以下にしているので、熱収縮チューブ141の外層142とリード線2の周囲に接着層140を必要十分に充填することができ、良好な封止構造とすることができる。
【0038】
また、セパレータ部品5の両端の櫛歯部壁9をテーパ状に形成することで、リード線2周りに接着層140を十分に充填できるので、接続部4の封止性をより向上できる。
【0039】
次に、本発明の第2の実施の形態を図5〜8により説明する。
【0040】
図5は、本発明の第2の実施の形態を示すリード線接続構造の平面図であり、図6は、その横断面図であり、図7は、図5のD−D線断面図であり、図8は、図5のE−E線断面図(又はF−F線断面図)である。
【0041】
図5、6に示すように、第2の実施の形態に係るリード線接続構造50は、基本的には上述のリード線接続構造1と同じであるが、基板3の両面にリード線2が接続された接続部51を封止する点が異なる。
【0042】
このような接続部51に用いるセパレータ部品としては、図5〜7に示すようなセパレータ部品52を用いる。セパレータ部品52は、複数のリード線2に対して横断するように設けられた支持部53と、支持部53の両側(図6、7の紙面上下方向)に設けられた各リード線2を挟み込む櫛歯部壁54とを有する。
【0043】
本実施の形態では、セパレータ部品52が上下で対称になるように櫛歯部壁54を設けている。このとき、リード線接続構造1で説明したように、セパレータ部品52の両端の櫛歯部壁54をテーパ状に形成してもよい。
【0044】
櫛歯部壁54の高さH及び壁厚Dは、リード線接続構造1と同様に、それぞれ1.1倍以上3倍以下、0.1倍以上2倍以下とする。また、上下(図7の紙面上下方向)のリード線2同士が互いに離間され、上下のリード線2間にも接着層140が十分流れ込むように支持部53の厚さDLが調整される。
【0045】
このリード線接続構造50によれば、上述のリード線接続構造1と同様に、リード線2の周囲に接着層140を十分に充填することができる。特に、このリード線接続構造50は、上下方向で対称性を有しているため、円筒形状の熱収縮チューブ141の接着層140が上下に均等に充填されることとなる。このため、熱収縮チューブ141による接続部51の封止性を向上させることができる。
【0046】
次に、本発明の第3の実施の形態を図9、10により説明する。
【0047】
図9は、本発明の第3の実施の形態を示すリード線接続構造の平面図であり、図10は、その横断面図である。
【0048】
図9、10に示すように、第3の実施の形態に係るリード線接続構造90は、基本的には、図5に示したリード線接続構造50と同様であるが、セパレータ部品の構成が異なる。
【0049】
このリード線接続構造90では、図5〜7に示したセパレータ部品52が、複数のリード線2の長手方向に沿って複数(図9、10では2つ)設けられると共に各セパレータ部品52が連結部材91により連結され、図9のK部及びL部に示すように、1本のリード線が長手方向で2つ以上(図9、10では2つ)のセパレータ部品52で保持されている。
【0050】
以上のような構成のリード線接続構造90によれば、2つのセパレータ部品52間に、リード線2の周囲に接着層140が確実に存在するスペースを確保でき、封止性のさらなる向上が望める。
【0051】
ここでは、リード線接続構造50に、セパレータ部品52を2つ設けた例を説明したが、図1〜3に示したリード線接続構造1において、リード線2の長手方向に沿ってセパレータ部品5を複数設けると共に各セパレータ部品5を連結した構成としてもよい。この場合も、2つのセパレータ部品5間に、リード線2の周囲に接着層140が確実に存在するスペースを確保でき、封止性のさらなる向上が望める。
【0052】
上述の実施の形態においては、複数のリード線と基板との接続部を封止する構造について述べたが、本発明は、図11〜13に示すように、ケーブル110同士の接続部の封止構造111にも応用することができる。この場合は、ケーブル110同士が接続されたジョイント部112の両側にセパレータ部品113を設け、しかる後熱収縮チューブ141で封止することで、セパレータ部品113間のジョイント部112の封止性を向上させることができる。
【実施例】
【0053】
本発明のリード線接続構造と従来のリード線接続構造との比較を行った。
【0054】
(実施例1)
図1〜4に示すタイプのリード線接続構造1を試作した。
【0055】
幅9.8mmの基板3に、φ1.4mmのリード線(被覆の材質:軟質塩化ビニル)2を4本接続した構成であり、基板3から3mmの位置にセパレータ部品5を設置した。
【0056】
セパレータ部品5は、櫛歯部壁9間の間隔Wが1.3mmで、櫛歯部壁9の壁厚Dが0.9mmであり、櫛歯部壁9の高さHが2.0mm、セパレータ部品5の厚さDSが1.0mmのものをPBT樹脂(ウィンテックポリマー(株)製、ジュラネックス(登録商標)7407)にて作製した。
【0057】
その後、2層の熱収縮チューブ(タイコエレクトロニクスアンプ(株)製、ES−2000−3、外層:架橋ポリオレフィン、接着層:ポリアミド)141を接続部4に被覆、180℃で1分間加熱して収縮させ封止を行った。
【0058】
この結果、リード線2の長手方向のセパレータ部品5の両脇に、リード線2の周囲に2層の熱収縮チューブ141の接着層140が確実に存在する断面ができた。
【0059】
この後、冷熱サイクル試験(−40℃、80℃、各30分)を1000サイクル実施して、3%塩水に接続部4を浸水させ、リード線2と塩水の間の絶縁抵抗を測定したところ、100MΩ以上で良好であった。
【0060】
(実施例2)
図5〜8に示すタイプのリード線接続構造50を試作した。
【0061】
幅7mmの基板3に、φ1.4mmのリード線(被覆の材質:軟質塩化ビニル)2を基板の表面に3本、裏面に3本の合計6本接続した構成であり、基板3から3mmの位置にセパレータ部品52を設置した。
【0062】
セパレータ部品52は、櫛歯部壁9間の間隔Wが1.3mmで、櫛歯部壁9の壁厚Dが0.8mmであり、櫛歯部壁9の高さHが1.9mm、セパレータ部品52の厚さDSが1.0mmのものをPBT樹脂(ウィンテックポリマー(株)製、ジュラネックス(登録商標)7407)にて作製した。
【0063】
その後、2層の熱収縮チューブ(タイコエレクトロニクスアンプ(株)製、ES−2000−3、外層:架橋ポリオレフィン、接着層:ポリアミド)141を接続部51に被覆、180℃で1分間加熱して収縮させ封止を行った。
【0064】
この結果、リード線2の長手方向のセパレータ部品52の両脇に、リード線2の周囲に2層の熱収縮チューブ141の接着層140が確実に存在する断面ができた。
【0065】
この後、冷熱サイクル試験(−40℃、80℃、各30分)を1000サイクル実施して、3%塩水に接続部51を浸水させ、リード線2と塩水の間の絶縁抵抗を測定したところ、100MΩ以上で良好であった。
【0066】
(比較例1)
セパレータ部品5を設置していないこと以外は、実施例1と同様の構造を試作した。
【0067】
この結果、リード線2の外周と2層の熱収縮チューブ141の外層142が接触して、接着層140が極端に少ない部分ができてしまった。
【0068】
この後、冷熱サイクル試験(−40℃、80℃、各30分)を1000サイクル実施して、3%塩水に接続部4を浸水させ、リード線2と塩水の間の絶縁抵抗を測定したところ、3MΩと絶縁不良が発生した。
【0069】
(比較例2)
セパレータ部品52を設置していないこと以外は、実施例2と同様の構造を試作した。
【0070】
この結果、リード線2の外周と2層の熱収縮チューブ141の外層142が接触して、接着層140が極端に少ない部分ができてしまった。
【0071】
この後、冷熱サイクル試験(−40℃、80℃、各30分)を1000サイクル実施して、3%塩水に接続部51を浸水させ、リード線2と塩水の間の絶縁抵抗を測定したところ、1MΩ以下と絶縁不良が発生した。
【0072】
以上より、本発明により、セパレータ部品5,52を設置することで、リード線2の周囲に2層の熱収縮チューブ141の接着層140が確実に充填されている断面を得ることができ、封止の信頼性が高いリード線接続構造とすることができた。
【0073】
本実施例では、リード線接続構造1,50について述べたが、本発明の他の実施の形態においても、封止の信頼性が高いリード線接続構造とすることができる。
【符号の説明】
【0074】
1 リード線接続構造
2 リード線
3 基板
4 接続部
5 セパレータ部品
9 櫛歯部壁
140 接着層
141 熱収縮チューブ
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱収縮チューブを用いたリード線接続構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、ケーブルやリード線接続部の封止としては、エポキシ等の各種接着剤やホットメルト材が使用されている。その中でも、接着性のある接着剤(ホットメルト材)を内層として用い、外層として半硬化のポリオレフィンを用いた2層の熱収縮チューブは、リード線接続部の水密と外力の保護ができ、加工が容易であるため、リード線接続部の封止材として使用されている。
【0003】
例えば、特許文献1、2には、内側にホットメルト接着剤を施した2層の熱収縮チューブで、リード線接続部を封止した例が示されている。
【0004】
具体的には、図15、16に示すように、従来のリード線接続構造150は、複数のリード線151と、複数のリード線151が接続される基板152と、内側に接着層140を有し、複数のリード線151と基板152との接続部153を被覆する熱収縮チューブ141(図14参照)と、を備え、熱収縮チューブ141が収縮すると共に接着層140が溶融硬化することにより接続部153が封止される構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−102367号公報
【特許文献2】特開平11−178143号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、複数のリード線151を2層の熱収縮チューブ141で封止する場合、図17(図15のI−I線断面図)に示すように、リード線151同士が接触している部分には隙間がないため、接着層140の接着剤(ホットメルト)が流れ込まず、結果として水密不良を起こすことがあった。
【0007】
また、設計上、図18(図15のJ−J線断面図)に示すように、2層の熱収縮チューブ141の外層142が熱で収縮して、リード線151の外周に接触してしまう部分ができる場合がある。このような場合、2層の熱収縮チューブ141の外層142とリード線151の外周との間に接着層140の接着剤が極端に少なくなることがあった。
【0008】
接着層140は接着剤としての役割以外にも、柔らかいため応力緩和層としての働きもある。このため、熱収縮チューブ141の外層142とリード線151の外周との間に接着層140が極端に少なく薄い部分ができると、冷熱サイクル試験等で発生する熱歪みを緩和することができず、2層の熱収縮チューブ141の外層142と接着層140との間や接着層140とリード線151の外周との間が剥離してしまい、水密不良を起こすことがあった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、封止性が高く、信頼性の高いリード線接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために創案された本発明は、複数のリード線と、前記複数のリード線が接続される基板と、前記リード線の直径よりも高く形成された櫛歯部壁を有し、前記複数のリード線をそれぞれ離間して保持するセパレータ部品と、内側に接着層を有し、前記複数のリード線と前記基板との接続部および前記セパレータ部品を被覆する熱収縮チューブと、を備え、前記熱収縮チューブが収縮すると共に前記接着層が溶融硬化することにより前記接続部と前記セパレータ部品とが封止されるリード線接続構造である。
【0011】
前記セパレータ部品は、前記櫛歯部壁と一体に設けられ、前記複数のリード線に対して横断するように設けられた支持部を有するとよい。
【0012】
前記櫛歯部壁が、前記支持部の両側に設けられていてもよい。
【0013】
前記セパレータ部品の両端の櫛歯部壁が、テーパ状に形成されていてもよい。
【0014】
前記櫛歯部壁の高さが、前記リード線直径の1.1倍以上3倍以下であるとよい。
【0015】
前記櫛歯部壁の壁厚が、前記リード線直径の0.1倍以上2倍以下であるとよい。
【0016】
前記セパレータ部品は、前記複数のリード線の長手方向に沿って複数設けられると共に各セパレータ部品が連結部材により連結され、1本のリード線が長手方向で2つ以上のセパレータ部品で保持されてもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、封止性が高く、信頼性の高いリード線接続構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の好適な実施の形態に係るリード線接続構造の一例を示す平面図である。
【図2】図1の横断面図である。
【図3】図3(a)は、図1のA−A線断面図であり、図3(b)は、両端の櫛歯部壁にテーパ部を設けたセパレータ部品を用いた場合の図1のA−A線断面図である。
【図4】図1のB−B線断面図(又はC−C線断面図)である。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示すリード線接続構造の平面図である。
【図6】図5の横断面図である。
【図7】図5のD−D線断面図である。
【図8】図5のE−E線断面図(又はF−F線断面図)である。
【図9】本発明の第3の実施の形態を示すリード線接続構造の平面図である。
【図10】図9の横断面図である。
【図11】本発明をケーブル同士の接続部の封止構造に応用した場合の平面図である。
【図12】図11のG−G線断面図である。
【図13】図11のH−H線断面図である。
【図14】リード線接続構造に用いる熱収縮チューブの概略図である。
【図15】従来のリード線接続構造の一例を示す平面図である。
【図16】図15の横断面図である。
【図17】図15のI−I線断面図である。
【図18】図15のJ−J線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【0020】
図1は、本発明の好適な第1の実施の形態に係るリード線接続構造を示す平面図であり、図2は、その横断面図であり、図3(a)、(b)は、図1のA−A線断面図であり、図4は、図1のB−B線断面図(又はC−C線断面図)であり、図14は、リード線接続構造に用いる熱収縮チューブの概略図である。
【0021】
図1に示すように、電気回路等が形成された基板3の表面には、リード線2を基板3に接続するための端子Tが所定の間隔を隔ててリード線2の本数に合わせて複数形成されている。
【0022】
各リード線2は、図3(a)、(b)及び図4に示すように、導体6の外周に軟質塩化ビニル等の樹脂7を被覆したものであり、導体6の端部が露出するように端部の樹脂7が剥かれている。この露出された導体6の端部を基板3の端子Tにはんだ等で接続することで、リード線2と基板3とが電気的に接続される。
【0023】
複数のリード線2は、その長手方向に亘って束ねられており、基板3に接続する側の端部で各リード線2が離間され、各リード線2のそれぞれの導体6が基板3の端子Tに接続されている。
【0024】
本発明は、この複数のリード線2と基板3との接続部4を、水や外力から保護するためのものである。
【0025】
第1の実施の形態に係るリード線接続構造1は、図1、2に示すように、複数のリード線2と、複数のリード線2が接続される基板3と、リード線2の直径よりも高く形成された櫛歯部壁9を有し、複数のリード線2をそれぞれ離間して保持するセパレータ部品5と、内側に接着層140を有し、複数のリード線2と基板3との接続部4およびセパレータ部品5を被覆する熱収縮チューブ141(図14参照)と、を備え、熱収縮チューブ141が収縮すると共に接着層140が溶融硬化することにより接続部4とセパレータ部品5とが封止される構造である。
【0026】
熱収縮チューブ141は、図14に示すように、半硬化のポリオレフィン等からなる外層142と、その内側の接着性のあるホットメルト材(ポリアミド、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)等)からなる接着層140とからなり、その内側中心部は中空である。
【0027】
セパレータ部品5は、図1〜3(a)に示すように、櫛歯部壁9と一体に設けられ、複数のリード線2に対して横断するように設けられた支持部8を有する。
【0028】
後述するが、この櫛歯部壁9の高さHは、リード線直径よりも高くする必要がある。櫛歯部壁9の高さHが、リード線直径よりも低いと接続部4を封止した際に、リード線2の外周と熱収縮チューブ141の外層142が接触してその間に接着層140が流れ込まず、接着層140が存在しない箇所ができ、封止性が低下してしまうためである。
【0029】
このとき、櫛歯部壁9の一端(図3では上方)が開放されている必要がある。これは、熱収縮チューブ141の接着層140を溶融硬化させると共に熱収縮チューブ141を収縮させて接続部4を封止する際に、接着層140が、櫛歯部壁9間にはめ込まれたリード線2の周囲に十分に充填されるようにするためである。
【0030】
また、図3(b)に示すように、セパレータ部品5の両端の櫛歯部壁9が、テーパ状に形成されていてもよい(テーパ部10)。テーパ部10を形成することにより、セパレータ部品5周りの外周を短くできるため、リード線2周りの樹脂をより多く確保でき(リード線2の周囲に接着層140を十分に充填でき)、接続部4の封止性がより向上する。
【0031】
櫛歯部壁9の高さHは、リード線直径の1.1倍以上3倍以下であるとよい。櫛歯部壁9の高さHが、リード線直径の1.1倍未満であるとリード線2の周囲に接着層140が十分に存在できなくなり、冷熱サイクル試験等での緩和層としての働きができず、良好な封止構造とはなりにくく、3倍より大きくなると接着層140自体の体積が足りなくなり、外層142とリード線2の周囲に接着層140が十分に充填されなくなる可能性があるためである。
【0032】
また、櫛歯部壁9の壁厚Dは、リード線直径の0.1倍以上2倍以下であるとよい。櫛歯部壁9の壁厚Dが、リード線直径の0.1倍未満であるとリード線2の周囲に接着層140が十分に存在できなくなり、冷熱サイクル試験等での緩和層としての働きができず、良好な封止構造とはなりにくく、2倍より大きくなると接着層140自体の体積が足りなくなり、外層142とリード線2の周囲に接着層140が十分に充填されなくなる可能性があるためである。
【0033】
セパレータ部品5の材質としては、PBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂、ナイロン樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、液晶樹脂等を用いるとよく、またガラスなどのフィラーを適宜充填させたものでもよいが、これらに限るものではない。
【0034】
次に、第1の実施の形態の作用を述べる。
【0035】
第1の実施の形態に係るリード線接続構造1では、接続部4にセパレータ部品5を挿入しているので、リード線2同士の間隔を空けることが可能となり、熱収縮チューブ141の内側の接着層140をリード線2間に流し込むことができ、封止性が向上する。
【0036】
また、リード線2をはめ込むセパレータ部品5の櫛歯部壁9の高さHを、リード線直径よりも高く、具体的にはリード線直径の1.1倍以上3倍以下にしているので、2層の熱収縮チューブ141の外層142が熱により収縮したとき、外層142がリード線2の外周に直接接触して、接着層140が極端に少なくなることを防げる。この結果、セパレータ部品5の両脇(図1では、セパレータ部品5の左右)の断面、すなわち図3(a)、図4を見ると、リード線2の周囲に接着層140が十分に存在しており、冷熱サイクル試験等を行ったときも、接着層140が緩和層として働くため、良好な封止構造とすることができる。
【0037】
さらに、セパレータ部品5の櫛歯部壁9の壁厚Dを、リード線直径の0.1倍以上2倍以下にしているので、熱収縮チューブ141の外層142とリード線2の周囲に接着層140を必要十分に充填することができ、良好な封止構造とすることができる。
【0038】
また、セパレータ部品5の両端の櫛歯部壁9をテーパ状に形成することで、リード線2周りに接着層140を十分に充填できるので、接続部4の封止性をより向上できる。
【0039】
次に、本発明の第2の実施の形態を図5〜8により説明する。
【0040】
図5は、本発明の第2の実施の形態を示すリード線接続構造の平面図であり、図6は、その横断面図であり、図7は、図5のD−D線断面図であり、図8は、図5のE−E線断面図(又はF−F線断面図)である。
【0041】
図5、6に示すように、第2の実施の形態に係るリード線接続構造50は、基本的には上述のリード線接続構造1と同じであるが、基板3の両面にリード線2が接続された接続部51を封止する点が異なる。
【0042】
このような接続部51に用いるセパレータ部品としては、図5〜7に示すようなセパレータ部品52を用いる。セパレータ部品52は、複数のリード線2に対して横断するように設けられた支持部53と、支持部53の両側(図6、7の紙面上下方向)に設けられた各リード線2を挟み込む櫛歯部壁54とを有する。
【0043】
本実施の形態では、セパレータ部品52が上下で対称になるように櫛歯部壁54を設けている。このとき、リード線接続構造1で説明したように、セパレータ部品52の両端の櫛歯部壁54をテーパ状に形成してもよい。
【0044】
櫛歯部壁54の高さH及び壁厚Dは、リード線接続構造1と同様に、それぞれ1.1倍以上3倍以下、0.1倍以上2倍以下とする。また、上下(図7の紙面上下方向)のリード線2同士が互いに離間され、上下のリード線2間にも接着層140が十分流れ込むように支持部53の厚さDLが調整される。
【0045】
このリード線接続構造50によれば、上述のリード線接続構造1と同様に、リード線2の周囲に接着層140を十分に充填することができる。特に、このリード線接続構造50は、上下方向で対称性を有しているため、円筒形状の熱収縮チューブ141の接着層140が上下に均等に充填されることとなる。このため、熱収縮チューブ141による接続部51の封止性を向上させることができる。
【0046】
次に、本発明の第3の実施の形態を図9、10により説明する。
【0047】
図9は、本発明の第3の実施の形態を示すリード線接続構造の平面図であり、図10は、その横断面図である。
【0048】
図9、10に示すように、第3の実施の形態に係るリード線接続構造90は、基本的には、図5に示したリード線接続構造50と同様であるが、セパレータ部品の構成が異なる。
【0049】
このリード線接続構造90では、図5〜7に示したセパレータ部品52が、複数のリード線2の長手方向に沿って複数(図9、10では2つ)設けられると共に各セパレータ部品52が連結部材91により連結され、図9のK部及びL部に示すように、1本のリード線が長手方向で2つ以上(図9、10では2つ)のセパレータ部品52で保持されている。
【0050】
以上のような構成のリード線接続構造90によれば、2つのセパレータ部品52間に、リード線2の周囲に接着層140が確実に存在するスペースを確保でき、封止性のさらなる向上が望める。
【0051】
ここでは、リード線接続構造50に、セパレータ部品52を2つ設けた例を説明したが、図1〜3に示したリード線接続構造1において、リード線2の長手方向に沿ってセパレータ部品5を複数設けると共に各セパレータ部品5を連結した構成としてもよい。この場合も、2つのセパレータ部品5間に、リード線2の周囲に接着層140が確実に存在するスペースを確保でき、封止性のさらなる向上が望める。
【0052】
上述の実施の形態においては、複数のリード線と基板との接続部を封止する構造について述べたが、本発明は、図11〜13に示すように、ケーブル110同士の接続部の封止構造111にも応用することができる。この場合は、ケーブル110同士が接続されたジョイント部112の両側にセパレータ部品113を設け、しかる後熱収縮チューブ141で封止することで、セパレータ部品113間のジョイント部112の封止性を向上させることができる。
【実施例】
【0053】
本発明のリード線接続構造と従来のリード線接続構造との比較を行った。
【0054】
(実施例1)
図1〜4に示すタイプのリード線接続構造1を試作した。
【0055】
幅9.8mmの基板3に、φ1.4mmのリード線(被覆の材質:軟質塩化ビニル)2を4本接続した構成であり、基板3から3mmの位置にセパレータ部品5を設置した。
【0056】
セパレータ部品5は、櫛歯部壁9間の間隔Wが1.3mmで、櫛歯部壁9の壁厚Dが0.9mmであり、櫛歯部壁9の高さHが2.0mm、セパレータ部品5の厚さDSが1.0mmのものをPBT樹脂(ウィンテックポリマー(株)製、ジュラネックス(登録商標)7407)にて作製した。
【0057】
その後、2層の熱収縮チューブ(タイコエレクトロニクスアンプ(株)製、ES−2000−3、外層:架橋ポリオレフィン、接着層:ポリアミド)141を接続部4に被覆、180℃で1分間加熱して収縮させ封止を行った。
【0058】
この結果、リード線2の長手方向のセパレータ部品5の両脇に、リード線2の周囲に2層の熱収縮チューブ141の接着層140が確実に存在する断面ができた。
【0059】
この後、冷熱サイクル試験(−40℃、80℃、各30分)を1000サイクル実施して、3%塩水に接続部4を浸水させ、リード線2と塩水の間の絶縁抵抗を測定したところ、100MΩ以上で良好であった。
【0060】
(実施例2)
図5〜8に示すタイプのリード線接続構造50を試作した。
【0061】
幅7mmの基板3に、φ1.4mmのリード線(被覆の材質:軟質塩化ビニル)2を基板の表面に3本、裏面に3本の合計6本接続した構成であり、基板3から3mmの位置にセパレータ部品52を設置した。
【0062】
セパレータ部品52は、櫛歯部壁9間の間隔Wが1.3mmで、櫛歯部壁9の壁厚Dが0.8mmであり、櫛歯部壁9の高さHが1.9mm、セパレータ部品52の厚さDSが1.0mmのものをPBT樹脂(ウィンテックポリマー(株)製、ジュラネックス(登録商標)7407)にて作製した。
【0063】
その後、2層の熱収縮チューブ(タイコエレクトロニクスアンプ(株)製、ES−2000−3、外層:架橋ポリオレフィン、接着層:ポリアミド)141を接続部51に被覆、180℃で1分間加熱して収縮させ封止を行った。
【0064】
この結果、リード線2の長手方向のセパレータ部品52の両脇に、リード線2の周囲に2層の熱収縮チューブ141の接着層140が確実に存在する断面ができた。
【0065】
この後、冷熱サイクル試験(−40℃、80℃、各30分)を1000サイクル実施して、3%塩水に接続部51を浸水させ、リード線2と塩水の間の絶縁抵抗を測定したところ、100MΩ以上で良好であった。
【0066】
(比較例1)
セパレータ部品5を設置していないこと以外は、実施例1と同様の構造を試作した。
【0067】
この結果、リード線2の外周と2層の熱収縮チューブ141の外層142が接触して、接着層140が極端に少ない部分ができてしまった。
【0068】
この後、冷熱サイクル試験(−40℃、80℃、各30分)を1000サイクル実施して、3%塩水に接続部4を浸水させ、リード線2と塩水の間の絶縁抵抗を測定したところ、3MΩと絶縁不良が発生した。
【0069】
(比較例2)
セパレータ部品52を設置していないこと以外は、実施例2と同様の構造を試作した。
【0070】
この結果、リード線2の外周と2層の熱収縮チューブ141の外層142が接触して、接着層140が極端に少ない部分ができてしまった。
【0071】
この後、冷熱サイクル試験(−40℃、80℃、各30分)を1000サイクル実施して、3%塩水に接続部51を浸水させ、リード線2と塩水の間の絶縁抵抗を測定したところ、1MΩ以下と絶縁不良が発生した。
【0072】
以上より、本発明により、セパレータ部品5,52を設置することで、リード線2の周囲に2層の熱収縮チューブ141の接着層140が確実に充填されている断面を得ることができ、封止の信頼性が高いリード線接続構造とすることができた。
【0073】
本実施例では、リード線接続構造1,50について述べたが、本発明の他の実施の形態においても、封止の信頼性が高いリード線接続構造とすることができる。
【符号の説明】
【0074】
1 リード線接続構造
2 リード線
3 基板
4 接続部
5 セパレータ部品
9 櫛歯部壁
140 接着層
141 熱収縮チューブ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のリード線と、
前記複数のリード線が接続される基板と、
前記リード線の直径よりも高く形成された櫛歯部壁を有し、前記複数のリード線をそれぞれ離間して保持するセパレータ部品と、
内側に接着層を有し、前記複数のリード線と前記基板との接続部および前記セパレータ部品を被覆する熱収縮チューブと、を備え、
前記熱収縮チューブが収縮すると共に前記接着層が溶融硬化することにより前記接続部と前記セパレータ部品とが封止されることを特徴としたリード線接続構造。
【請求項2】
前記セパレータ部品は、前記櫛歯部壁と一体に設けられ、前記複数のリード線に対して横断するように設けられた支持部を有する請求項1に記載のリード線接続構造。
【請求項3】
前記櫛歯部壁が、前記支持部の両側に設けられている請求項2に記載のリード線接続構造。
【請求項4】
前記セパレータ部品の両端の櫛歯部壁が、テーパ状に形成されている請求項2又は3に記載のリード線接続構造。
【請求項5】
前記櫛歯部壁の高さが、前記リード線直径の1.1倍以上3倍以下である請求項1〜4のいずれかに記載のリード線接続構造。
【請求項6】
前記櫛歯部壁の壁厚が、前記リード線直径の0.1倍以上2倍以下である請求項1〜5のいずれかに記載のリード線接続構造。
【請求項7】
前記セパレータ部品は、前記複数のリード線の長手方向に沿って複数設けられると共に各セパレータ部品が連結部材により連結され、1本のリード線が長手方向で2つ以上のセパレータ部品で保持される請求項1〜6のいずれかに記載のリード線接続構造。
【請求項1】
複数のリード線と、
前記複数のリード線が接続される基板と、
前記リード線の直径よりも高く形成された櫛歯部壁を有し、前記複数のリード線をそれぞれ離間して保持するセパレータ部品と、
内側に接着層を有し、前記複数のリード線と前記基板との接続部および前記セパレータ部品を被覆する熱収縮チューブと、を備え、
前記熱収縮チューブが収縮すると共に前記接着層が溶融硬化することにより前記接続部と前記セパレータ部品とが封止されることを特徴としたリード線接続構造。
【請求項2】
前記セパレータ部品は、前記櫛歯部壁と一体に設けられ、前記複数のリード線に対して横断するように設けられた支持部を有する請求項1に記載のリード線接続構造。
【請求項3】
前記櫛歯部壁が、前記支持部の両側に設けられている請求項2に記載のリード線接続構造。
【請求項4】
前記セパレータ部品の両端の櫛歯部壁が、テーパ状に形成されている請求項2又は3に記載のリード線接続構造。
【請求項5】
前記櫛歯部壁の高さが、前記リード線直径の1.1倍以上3倍以下である請求項1〜4のいずれかに記載のリード線接続構造。
【請求項6】
前記櫛歯部壁の壁厚が、前記リード線直径の0.1倍以上2倍以下である請求項1〜5のいずれかに記載のリード線接続構造。
【請求項7】
前記セパレータ部品は、前記複数のリード線の長手方向に沿って複数設けられると共に各セパレータ部品が連結部材により連結され、1本のリード線が長手方向で2つ以上のセパレータ部品で保持される請求項1〜6のいずれかに記載のリード線接続構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【公開番号】特開2010−193654(P2010−193654A)
【公開日】平成22年9月2日(2010.9.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−36853(P2009−36853)
【出願日】平成21年2月19日(2009.2.19)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年9月2日(2010.9.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年2月19日(2009.2.19)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】
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