JP2005228603A - 接続キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】シール材の回り込みを良くして安定した防水性を確保することができ、可撓係止腕の剛性を高めることができ、シール材の注入作業性を向上することができる接続キャップを提供する。
【解決手段】胴部１２の先端側に奥壁１９を有し、胴部１２の後端側に開口１３ａを有し、その開口１３ａからジョイント電線２４のジョイント部２７を挿入させ、そのジョイント部２７を保持する接続キャップ１０において、胴部１２の内面１２ａに、ジョイント部２７を仮固定するための可撓係止腕１５を一体に設け、奥壁１９に後端側の開口１３ａより小さいシール材注入用の孔部１９ａを設ける。可撓係止腕１５を電線挿入反対方向に向かって延設し、可撓係止腕１５の先端部に、ジョイント部２７を挿入ガイドするテーパ面１７ａと、ジョイント部２７を係止する係止面１７ｂとを設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数本の電線の芯線部が相互に接続されたジョイント電線に適用されるものであり、同一端から挿入された芯線部を覆い保持し、絶縁・防水保護するための接続キャップに関するものである。

図５および図６は、この種の接続キャップに関する従来の一例を示すものである（例えば、特許文献１，２）。

図５に示す接続キャップ５０（特許文献１）は、ジョイント電線５９を１本ずつ広げて樹脂をすりこみ充填したり、はみ出した樹脂をなじませたりする面倒な作業を必要とすることなく、簡単な作業でジョイント電線５９の芯線部５９ａと接続されものである。芯線部５９ａが挿入されるキャップ本体５１には、芯線部５９ａとキャップ本体５１の間及び被覆部５９ｂとキャップ本体５１の間等に浸透する絶縁性のシール材が注入されている。

ジョイント電線５９は、複数本の被覆電線の被覆部５９ｂが皮剥きされ、露出した芯線部５９ａが圧着や溶着等の各種の方法でジョイントされた電線である。キャップ本体５１は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性の合成樹脂材からなり、先端側に閉塞された奥壁５２を有し、後端側に芯線部５９ａを挿入させるための開口５３を有している。

キャップ本体５１の開口端部には、電線固定用の当て板５５がジョイント電線５９の挿入方向と反対側に突出して形成されている。この当て板５５は、接続キャップ５０の抜け出しを防止するためのものであり、接続キャップ５０は、ジョイント電線５９とともに当て板５５にテープ５７を巻き付けて固定される。

シール層５６は、絶縁性、防水性を有するエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等のシール材が硬化することにより形成される。シール材は、芯線部５９ａとキャップ本体５１の間および被覆部５９ａの間に浸透するように、１００〜５０００センチポイズ（０．１〜５Ｐａ・ｓ）の粘度のものが用いられている。

ジョイント電線５９と接続キャップ５０とを接続する際は、接続キャップ５０内にシール材を注入してからジョイント電線５９を挿入する。そうすると、シール材が芯線部５９ａとキャップ本体５１の間、被覆部５９ｂの間、芯線部５９ａの素線間に毛細管現象により浸透する。そして、接続キャップ５０を２０〜６０℃の温度で２〜３０分保持することでシール材が硬化し、ジョイント電線５９と接続キャップ５０とが接続される。

図６に示す接続キャップ（特許文献２）は、少ない部品点数でジョイント部６７ａを係止することができ、ジョイント電線６７を容易に接続することができ、また低コストで成形することができるものである。

接続キャップ６０は、合成樹脂材を構成材料とし、段付き筒状をなしており、先端側に閉塞された奥壁６１ａを有する小径部６１と、小径部６１にテーパ部６３を介して続き後端側にジョイント部６７ａが挿入される開口６４ａを有する大径部６４とから一体に形成されている。小径部６１の内側には、ジョイント部６７ａを収容するための収容空間６２が形成されている。大径部６４の開口６４ａ端部には、ヒンジ部６５ａを介して後方に連なり、大径部６４の内側に折り返されることでジョイント部６７ａの抜けを防止する係止羽根６５が一体に設けられている。
特開平１０−２４３５３９号公報（第３−４頁、第１図） 特開平８−２２８４７号公報（第２−３頁、第１図）

しかしながら、上記従来の接続キャップ５０，６０では、解決すべき以下の問題点がある。

従来の第１例では、接続キャップ５０に挿入された芯線部５９ａが半径方向（挿入方向に直交する方向）に位置決めされるものでないため、芯線部５９ａが曲がるなどしてキャップ本体５１の中心からずれることがあった。芯線部５９ａが大きく偏り、例えばキャップ内壁に接触した状態でシール材が硬化すると、芯線部５９ａとキャップ内壁との間や芯線部５９ａの素線間にシール材が完全に回り込むことができず、芯線部５９ａの十分な防水性を確保することができないという問題があった。また、プレスによる圧着、抵抗溶接や超音波溶接による溶着等によりジョイントされた芯線部５９ａは、その断面形状が歪んでいるため、芯線部５９ａの素線間の隙間が不均一になり、毛細管現象によるシール材の浸透や回り込みにもばらつきが生じ、安定した防水性を確保することができないという問題があった。

さらに、接続キャップ５０は、抜け出し防止のために、当て板５５にテープ５７を巻き付けて固定されるようになっているものの、テープ５７を巻き付ける前にジョイント電線５９に引張力が働いた場合は、芯線部５９ａが接続キャップ５０から抜け出すことがあった。テープ５７を巻き付けた後であっても、テープ５７の劣化により、粘着力が低下してテープ５７剥がれ、不用意にジョイント電線５９が引っ張られて芯線部５９ａが抜け出す心配があった。

従来の第２例では、接続キャップ６０に一体成形された展開状態の長い係止羽根６５が、薄肉のヒンジ部６５ａを支点として内側に折り返されたものであるため、ヒンジ部６５ａが弱く破損しやすいという問題や、長い係止羽根６５を折り返すために大径部６４の開口６４ａを大きく形成しなければならないという問題があった。ヒンジ部６５ａを強くするためには、ヒンジ部６５ａの肉厚を厚くすればよいが、そうすると係止羽根６５を折り返しづらくなり、ジョイント電線６７の接続作業性が悪くなるという別の問題があった。大径部６４の開口６４ａを小さくするために、係止羽根６５を短くすると、ジョイント部６７ａを接続キャップ６０の奥側に位置させることできず、ジョイント部６７ａの絶縁性・防水性が損なわれるという問題があった。

また、防水性を高めるためのシール材は、接続キャップ６０の後端側の開口６４ａから注入されるため、シール材の粘度が高く流動性が悪い場合には、シール材が先端側に流れ込まず、しかも気泡が生じてジョイント部６７ａを完全に覆うことができないという問題があった。

本発明は、上記した点に鑑み、シール材の回り込みを良くして、ジョイント電線の安定した防水性を確保することができ、可撓係止腕の剛性を高めてジョイント部の係止を確実に行うことができ、シール材の注入作業性を向上することができる接続キャップを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、胴部の先端側に奥壁を有し、胴部の後端側に開口を有し、該開口からジョイント電線のジョイント部を挿入させ、該ジョイント部を保持する接続キャップにおいて、前記胴部の内面に、前記ジョイント部を仮固定するための可撓係止腕を一体に設け、前記奥壁にシール材注入用の孔部を設けたことを特徴とする。

上記構成によれば、胴部の後端側の開口からジョイント部が挿入されると、可撓係止腕が外向きに弾性変形することでジョイント部の挿入が許容され、ジョイント部が胴部の奥側に深く挿入されて可撓係止腕が元の状態に弾性復元することで、ジョイント部が可撓係止腕の先端部に保持されて接続キャップの中心で仮固定される。可撓係止腕は可撓性を有しているため、保持されるジョイント電線の適用範囲を広げることができ、接続キャップの種類を少なくすることができる。また、可撓係止腕は胴部の内面に設けられているから、可撓係止腕の長さを短く、根本側を太くすることができ、可撓係止腕の剛性を高めることができる。奥壁には、シール材注入用の孔部が設けられているから、シール材の注入方向の選択肢が増える。孔部が小さい場合は、蓋や封止栓のようなもので孔部を塞がなくても、注入されたシール材が孔部から漏れ出すことが防止される。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の接続キャップにおいて、前記可撓係止腕が電線挿入反対方向に向かって延設されたことを特徴とする。

上記構成によれば、成形金型を胴部の後端側の開口から抜くことができるため、胴部の先端側に型抜き用の大きな開口を形成しなくてもよくなる。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の接続キャップにおいて、前記可撓係止腕の先端部に、前記ジョイント部を挿入ガイドする拾い部と、該ジョイント部を係止する係止部とが設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、ジョイント部が可撓係止腕に引っ掛かり無く奥側へスムーズに挿入されるとともに、ジョイント部が係止部に係止されることで接続キャップから抜けることが防止される。

以上の如く、請求項１記載の発明によれば、可撓係止腕によりジョイント部が接続キャップの中心で仮固定される。可撓係止腕は胴部の内面に設けられているから、可撓係止腕の長さを短く、根本側を太くすることができ、可撓係止腕の剛性を高めることができる。奥壁には、シール材注入用の孔部が設けられているから、シール材の注入方向の選択肢が増える。したがって、シール材が接続キャップの内部でジョイント部の周囲に回り込みやすくなり、ジョイント部の防水を確実に行うことができる。また、可撓係止腕の変形や破損などの損傷を防止することができる。シール材の注入作業性を向上することもできる。

また、請求項２記載の発明によれば、成形金型を胴部の後端側の開口から抜くことができるため、胴部の先端側に型抜き用の大きな開口を形成しなくてもよくなる。したがって、シール材注入用の孔部を小さく形成することができ、孔部からのシール材の漏れを確実に防止することができる。また、接続キャップの構造が複雑化せず、成形性を向上することもできる。

また、請求項３記載の発明によれば、ジョイント部が可撓係止腕に引っ掛かり無く奥側へスムーズに挿入されるとともに、ジョイント部が係止部に係止されることで接続キャップから抜けることが防止される。したがって、ジョイント部の挿入性が向上するとともに、ジョイント部を確実に仮固定することができる。

以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて説明する。図１〜図４は、本発明に係る接続キャップの一実施形態を示すものである。

接続キャップ１０は、例えば自動車のエンジンルームや車室内に配索されるワイヤハーネスから分岐された電線２５同士のジョイント部２７を絶縁・防水保護する接続部品である。接続される電線２５は、一端がモータやソレノイド等の複数のアクチュエータ類に接続された電線や、電気接続箱内に収容される電子部品に接続された電線等であり、ジョイント部２７が形成されることで、複数の電線２５の集合アース等が行われるようになっている。

接続される各電線２５は、電線２５端部において被覆部２５ａが皮剥ぎされ、所望の長さに芯線部２５ｂが露出されている（図３）。芯線部２５ｂの露出長さは、接続キャップ１０の深さよりやや短い長さに形成されているため、電線２５の被覆部２５ａも保持されるようになっている。各電線２５の芯線部２５ｂは、同一方向に向きを揃えられ、素線が散けないように適宜撚り合わされて、導電性スリーブ２１で圧着されるようになっている（図３）。

電線２５のジョイント部２７は、芯線部２５ｂと、導電性スリーブ２１とからなっている。導電性スリーブ２１は、銅やアルミニウム等の導電性金属材料を構成材料とし、パイプ状に形成されたものである。ジョイント部２７は、内側に芯線部２５ｂが挿通された状態で、図示しないロータリスエージング装置を用いて導電性スリーブ２１の外周が均一に圧縮成形されることで形成されている。スエージ加工によれば、外径寸法のばらつきが小さい真円形状を得ることができ、また、芯線部２５ｂの接触抵抗を低減でき接触信頼性を向上させることができる。

ロータリスエージング装置は、スピンドル内にダイス及びバッカが当接した状態で可動的に保持されたものであり、通常用いられるものである。スエージ加工方法の詳細な説明は省略するが、加工素材として芯線部２５ｂが挿通された導電性スリーブ２１が、ダイスの内面に挟まれる格好でスピンドルの回転中心に配置され、スピンドルの回転によって内側に位置するダイスが外側に位置するバッカによって周期的に内向きに押されることで、導電性スリーブ２１の外周が均一に打撃されるようになっている。

本実施形態の接続キャップ１０は、シール材２０の回り込みを良くして、安定した防水性を確保することができ、可撓係止腕１５の剛性を高めることができ、シール材２０の注入作業性を向上することができるものであり、胴部１２の先端側に奥壁１９を有し、胴部１２の後端側に開口１３ａを有し、その開口１３ａから芯線部２５ｂが導電性スリーブ２１でジョイントされてなるジョイント電線２４のジョイント部２７を挿入させ、そのジョイント部２７を保持する接続キャップ１０において、胴部１２の内面１２ａに、ジョイント部２７を仮固定するための可撓係止腕１５を一体に設け、奥壁１９に後端側の開口１３ａより小さいシール材注入用の孔部１９ａを設けたことを特徴とするものであり、可撓係止腕１５を電線挿入反対方向に向かって延設し、可撓係止腕１５の先端部に、ジョイント部２７を挿入ガイドするテーパ面（拾い部）１７ａと、ジョイント部２７を係止する係止面（係止部）１７ｂとを設けたことを有効するものである。

以下に、本実施形態の接続キャップ１０の主要構成部分およびその作用について詳細に説明する。

図１に示すように、接続キャップ１０は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド系樹脂等の絶縁性の合成樹脂材料を構成材料とし、射出成形法にて成形されたものである。筒壁である胴部１２の先端側には、シール材注入用の小さい孔部１９ａを有する奥壁１９が形成され、胴部１２の後端側には、ジョイント電線２４のジョイント部２７が挿入される開口１３ａが形成されている。なお、本明細書中での前後方向は、説明の都合上、接続キャップ１０の軸方向をいうものとし、前側を奥壁１９の位置する側と定め、後側を開口１３ａの位置する側と定めることとする。

電線収容空間１３内のジョイント部２７及び被覆部２５ａの端部側は、シール材２０中に浸され（図３）、シール材２０がジョイント部２７の周囲に回り込み、芯線部２５ｂと胴部１２の間、被覆部２５ａの間、芯線部２５ｂの素線間に毛細管現象により浸透して、外部から完全に防水されるようになっている。シール材２０には、粘性が１Ｐａ・ｓ程度の発泡ウレタン樹脂が用いられるが、絶縁性、防水性に優れるものであれば、エポキシ樹脂、ホットメルト樹脂、シリコン樹脂などを用いることも可能である。

胴部１２の奥壁１９寄りの内面１２ａには、４つの可撓係止腕１５，・・，１５が周方向に等間隔に設けられている（図１には、３つの可撓係止腕が示されている）。可撓係止腕１５と胴部１２との間には、可撓係止腕１５の撓みを許容する撓み空間１４が形成されている。可撓係止腕１５は、幅太の基部１６と、基部１６に続き漸次細くなる幅狭の自由端部１７とからなっており（図２，３）、電線挿入反対方向に向かって斜め内方に延びている。このように、可撓係止腕１５は、基部１６側で太く自由端側１７で細い先細形状に形成されているから、基部１６側は曲げ剛性が高くなって破損し難くなり、自由端１７側は剛性が低くなって撓みやすくなり、ジョイント部２７の挿入性が向上するとともに、ジョイント部２７の抜けが防止されて確実に仮固定が行われるようになっている。

可撓係止腕１５の基部１６は、胴部１２の奥壁１９寄りの内面１２ａに連なっているから、可撓係止腕１５の係止面１７ｂを形成するための成形金型を小さくすることができ、これによって成形金型の抜き孔を兼ねる孔部１９ａを小さく形成することができる。可撓係止腕１５の自由端部１７は、可撓性を有しており、ジョイント部２７が挿入された際に基部１６を支点として外向きに撓み、ジョイント部２７が奥まで完全に挿入されることで弾性復元し、ジョイント部２７が仮固定されるようになっている。

自由端部１７の先端側には、内向きへの突出部分が形成されていて、突出部分にはジョイント部２７を挿入ガイドするテーパ面１７ａと、テーパ面１７ａに続く係止面１７ｂとが形成されている。テーパ面１７ａは、ジョイント部２７の挿入方向に向かって漸次内方に傾斜する面であるため、ジョイント部２７はテーパ面１７ａによって拾われ、ジョイント部２７が４つの可撓係止腕１５の間にスムーズに挿入されるようになっている。係止面１７ｂは、ジョイント部２７の挿入方向に直交する方向に形成された垂直係止面であり、係止面１７ｂに導電性スリーブ２１の後端面が当接することで、ジョイント部２７が係止されて、ジョイント部２７の抜けが防止されるようになっている。

ジョイント部２７が可撓係止腕１５により仮固定されると、ジョイント部２７が接続キャップ１０の中心に位置決めされることとなり、ジョイント部２７が胴部１２の内面１２ａに接触することが防止される。これにより、シール材２０は、ジョイント部２７の周囲に一様に回り込むことができるようになり、芯線部２５ｂと胴部１２の間、被覆部２５ａの間、芯線部２５ｂの素線間にシール材２０が浸透して、ジョイント部２７が確実に防水されるようになっている。

隣り合う可撓係止腕１５の間には、隙間１８が存していて、この隙間１８を通してシール材２０が可撓係止腕１５の一方から他方へ胴部１２内を流れるようになっている。これにより、シール材２０は、胴部１２内に満たされ、ジョイント電線２４の末端部、すなわち芯線部２５ｂと胴部１２の間、被覆部２５ａの間、芯線部２５ｂの素線間が完全に防水されるようになっている。本実施形態では、可撓係止腕１５が４つ設けられているが、可撓係止腕１５の数は、シール材２０の流れ込みを考慮して決定される。

奥壁１９には、可撓係止腕１５の係止面１７ｂに対応する位置で４つの小さいシール材注入用の孔部１９ａが形成されている（図４）。孔部１９ａは、可撓係止腕１５に係止面１７ｂを形成するための成形金型の抜き孔を兼ねているため、成形金型を小さくするほど、小さな孔部１９ａを形成することができるようになっている。孔部１９ａが小さく形成されることで、蓋や封止栓のようなもので孔部１９ａが塞がれなくても、シール材２０が孔部１９ａから漏れ出すことが防止されている。

次に、接続キャップ１０とジョイント電線２４の接続方法について説明する。ジョイント電線２４には、上述したように芯線部２５ｂが導電性スリーブ２１で圧着されたものが用いられる。ジョイント部２７を接続キャップ１０の後端側の開口１３ａから挿入すると、ジョイント部２７は可撓係止腕１５により中心で仮固定させる。そして、孔部１９ａに細いノズルを差し込み圧力を加えながら、シール材２０を接続キャップ１０に注入する。図１や図２では、接続キャップの先端側が下向きになっているが、実際にシール材２０を注入するときには、先端側を上向きにした状態で注入する。シール材２０は、硬化促進剤が混ぜられた二液性の樹脂であり、注入途中で硬化が始まるため、下側にされた開口１３ａから漏れる心配はない。

接続キャップ１０にシール材２０を一杯に満たすと、先端側が下側になるように接続キャップ１０を上下逆向きにする。そうすると、未硬化のシール材２０が奥壁１９側に回り込み、ジョイント部２７の先端側もシール材２０で防水される。

接続キャップ１０の孔部１９ａからシール材２０を注入する方法は、シール材２０の粘度が高く流動性が悪い場合に有効であり、ジョイント部２７の周囲にシール材２０を確実に回り込ませることができ、しかも気泡の発生を防止することができ、ジョイント部２７の防水性を確実に高めることが可能となる。

なお、本発明は、接続キャップ１０の孔部１９ａからシール材２０を注入することに限定するものではなく、シール材２０の粘度が低く流動性が良い場合は、後端側の開口１３ａからシール材２０を注入することもできる。これにより、シール材２０の流動性やワイヤハーネス工程の作業形態に応じて、任意の方向からシール材２０を注入することが可能となり、シール材２０の注入方向の選択肢が増えて、シール材２０の注入作業性が向上する。

以上のように本実施の形態によれば、可撓係止腕１５によりジョイント部２７が接続キャップ１０の中心で仮固定されるから、シール材２０が接続キャップ１０の内部でジョイント部２７の周囲に回り込みやすくなり、ジョイント部２７の防水を確実に行うことができる。可撓係止腕１５は胴部１２の内面１２ａに設けられているから、可撓係止腕１５の長さを短く、根本側を太くすることができ、可撓係止腕１５の剛性を高めることができる。奥壁１９には、シール材注入用の孔部１９ａが設けられているから、シール材２０の注入方向の選択肢が広がり、シール材２０の注入作業性を向上することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明に係る接続キャップの一実施形態を示す斜視断面図である。 図１に示す接続キャップの可撓係止腕を拡大した図である。 同じく接続キャップにジョイント部が挿入された状態を示す断面図である。 同じく接続キャップの底面図である。 従来の接続キャップの一例を示す断面図である。 従来の接続キャップの他の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 接続キャップ
１２ 胴部
１２ａ 内面
１３ａ 開口
１５ 可撓係止腕
１７ａ テーパ面（拾い部）
１７ｂ 係止面（係止部）
１９ 奥壁
１９ａ 孔部
２４ ジョイント電線
２７ ジョイント部

Claims (3)

1. 胴部の先端側に奥壁を有し、胴部の後端側に開口を有し、該開口からジョイント電線のジョイント部を挿入させ、該ジョイント部を保持する接続キャップにおいて、
   前記胴部の内面に、前記ジョイント部を仮固定するための可撓係止腕を一体に設け、前記奥壁にシール材注入用の孔部を設けたことを特徴とする接続キャップ。
2. 前記可撓係止腕が電線挿入反対方向に向かって延設されたことを特徴とする請求項１記載の接続キャップ。
3. 前記可撓係止腕の先端部に、前記ジョイント部を挿入ガイドする拾い部と、該ジョイント部を係止する係止部とが設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の接続キャップ。

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