JP2009146771A - 防水ジョイント部の形成方法および該方法で形成された防水ジョイント部を備えたワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】端末ジョイント部を容易かつ確実に防水処理すると共に、防水処理工程における省スペース化、時間短縮および作業性向上によってコスト低減を図る。
【解決手段】互いに導通させる複数本の電線の先端側を防水ゴム蓋に穿設した複数の貫通孔に夫々貫通させ、かつ、各貫通孔の内周面と前記各電線の絶縁被覆の外周面との間は密着させてシールしており、前記貫通させた各電線の端末の絶縁被覆を剥離して芯線を露出させ、前記露出させた芯線同士を溶接、溶着、半田付け、または圧着端子で加締めて端末ジョイント部を形成し、前記端末ジョイント部を有底の樹脂成形品からなる保護キャップに開口端より挿入し、前記保護キャップ内に止水剤を注入せずに、該保護キャップの開口端に前記防水ゴム蓋を嵌合し、前記端末ジョイント部を収容している前記保護キャップ内をシールしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等に配索されるワイヤハーネスの防水ジョイント部の形成方法および該方法で形成された防水ジョイント部を備えたワイヤハーネスに関し、特に、複数の電線の端末部におけるジョイント接続部を止水剤を用いずに処理するものである。

ワイヤハーネスを構成する複数の電線を、その端末部でジョイント接続する方法として、ジョイントコネクタを用いる方法と、端末の芯線露出部を溶接、溶着等によって接合して端末ジョイント部を形成する方法とがある。いずれの場合も、エンジンルーム等の被水箇所に配置する場合には、このジョイント部に防水処理を施す必要がある。

図１０は、特開平５−３０５７号公報に開示されたジョイントコネクタを用いて接続する例を示し、ジョイントコネクタ１は、短絡端子（図示せず）がインサート成形されたハウジング１ａを備え、電線ｗの端末に接続した雌端子２をハウジング１ａ内に挿入して短絡端子と連結した後、該ハウジング１ａの開口１ｂにカバー１ｃを組み付けると共に、電線ｗと雌端子２との取付根元に防水栓３を取り付けて、ハウジング１ａ内に水が浸入することを防止している。

しかしながら、この種のジョイントコネクタは、金型で成形されるハウジング１ａを必要とし、かつ、小型化が困難なうえ、端子、バスバー等の部品も必要となり、コスト高となるうえ、設計変更への対応も容易でない。また、防水処理を行うために、ハウジング１ａにカバー１ｃを組み付けて開口１ｂからの直接的な水の浸入を防止するのみでなく、電線ｗの絶縁被覆間の隙間から毛細管現象によって水が浸入することを防止するために電線ｗの１本ずつに防水ゴム栓３を取り付ける必要があり、作業手数がかかる問題がある。

一方、図１１は特開２００５−２２８６０３号公報に開示された端末ジョイント部を形成して接続する例を示し、複数の電線４の端末部の絶縁被覆４ａを剥離して芯線４ｂを露出させ、該芯線４ｂの露出部を導電性スリーブ５で圧着してジョイント部６を形成している。このジョイント部６を有底の接続キャップ７に開口部７ａから挿入し、該接続キャップ７内に突設した可撓係止腕７ｂで該ジョイント部６を仮固定した状態で、接続キャップ７の底壁７ｃに設けた孔部７ｄからシール材８を注入して、該シール材８をジョイント部６の周囲に回りこませると共に芯線４ｂ間等にも毛細管現象によって浸透させた後、硬化させて防水処理を施している。なお、シール材８の流動性が高い場合は接続キャップ７の開口部７ａからシール材を注入することも可能としている。

前記のように端末ジョイント部６を形成して接続すると、ジョイントコネクタを用いる場合と異なりハウジングを必要としないため、小型化が可能であるうえ、端子やバスバー等の部品も必要としないため、コストを低減でき、設計変更への対応も容易となる。
しかしながら、防水処理のために液状シール材８を接続キャップ７内に充填して用いるため、このシール材８の硬化に一定時間を要するため工程時間が長くなるうえ、硬化するまでの間に、接続キャップ７を外力が加わらない安定した状態に保つためのスペースも必要となる。特に、シール材８を電線４の芯線４ｂ間の隙間や芯線と接続キャップの内周面に間に空隙なく浸透させるには、シール材８を低粘度とする必要があり、その場合には、さらに硬化時間がかかり、迅速に防水処理が行えない問題がある。

特開平５−３０５７号公報 特開２００５−２２８６０３号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、防水処理工程における部品数削減、防水処理時間の短縮化等にように防水処理にかかるコスト低減を図ることができるうえ、容易かつ確実に防水処理できる防水ジョイント部の形成方法および該方法で形成された防水ジョイント部を備えたワイヤハーネスの提供を課題としている。

前記課題を解決するために、本発明は、互いに導通させる複数本の電線の先端側を防水ゴム蓋に穿設した複数の貫通孔に夫々貫通させ、かつ、各貫通孔の内周面と前記各電線の絶縁被覆の外周面との間は密着させてシールしており、
前記貫通させた各電線の端末の絶縁被覆を剥離して芯線を露出させ、
前記露出させた芯線同士を溶接、溶着、半田付け、または圧着端子で加締めて端末ジョイント部を形成し、
前記端末ジョイント部を有底の樹脂成形品からなる保護キャップに開口端より挿入し、
前記保護キャップ内に止水剤を注入せずに、該保護キャップの開口端に前記防水ゴム蓋を嵌合し、前記端末ジョイント部を収容している前記保護キャップ内をシールしていることを特徴としている防水ジョイント部の形成方法を提供している。

前記防水ゴム蓋を前記保護キャップの開口端に内嵌し、該防水ゴム蓋の外周面に形成した防水シールリップを前記保護キャップの開口端側の内周面に押接してシールしている。
あるいは、防水ゴム蓋の内周面に形成した防水シールリップを保護キャップの開口端側の外周面に押接してシールしてもよい。
なお、前記防水ゴム蓋は保護キャップよりも厚肉で強度を有するため、前者のように、防水ゴム蓋を保護キャップに内嵌する方が好ましい。

前記本発明の防水ジョイント部の形成方法によれば、端末ジョイント部を挿入する保護キャップ内に防水用のシール材を充填する方法にかえて、該保護キャップの開口を閉鎖する防水ゴム蓋を設けて、保護キャップ内への浸水を防止して、該保護キャップ内に挿入する端末ジョイント部を防水している。
かつ、該防水ゴム蓋に設けた複数の貫通孔に各電線を密着させて貫通させていることで、各電線の外周面に沿う浸水を一つの防水ゴム蓋でまとめて止水することができる。従って、電線１本ずつに防水ゴム栓を個別に取り付けていた従来とは異なり、部品数を削減でき、取り付け手間を軽減できる。

このように、本発明では、前記保護キャップの開口端は前記防水ゴム蓋をシール状態に嵌合し、該防水ゴム蓋の各貫通孔の内周面と各電線の絶縁被覆の外面との間は密着によって封止されるため、止水剤を注入しなくても保護キャップ内への水の浸入を確実に防止することができる。従って、ジョイントされる電線の芯線の隙間への確実な浸透が容易でない止水剤を用いた従来の防水処理と異なり、容易かつ確実にジョイント部を防水処理できる。さらに、止水剤が硬化するまで待つための時間およびスペースも不要となるため、防水処理工程における省スペース化および工程時間短縮が可能となり、コスト低減を図ることができる。

前記保護キャップは内部に仕切壁を備える一方、
前記防水ゴム蓋に貫通した複数の電線は、複数の群に分けて端末ジョイント部を形成し、
これら複数の端末ジョイント部を１つの前記保護キャップ内の前記仕切壁で仕切られた各収容部にそれぞれ挿入して、前記防水ゴム蓋で封止してもよい。

このように、複数の端末ジョイント部を、互いに接触しないように前記仕切壁で仕切られた前記各収容部に分けて収容することにより、例えば、アース回路の端末ジョイント部と電源回路の端末ジョイント部のように異なる回路グループの端末ジョイント部でも一つの保護キャップ内に安全に収容することが可能となる。
これに対して、ジョイントされる電線群がすべてアース回路電線である場合は、保護キャップ内を仕切壁で仕切る必要はなく、アース線のジョイント部が２つ以上あっても、保護キャップ内の一つに空間にまとめて収容してもよい。

本発明は、前記各方法で形成された防水ジョイント部を備えたワイヤハーネスも提供している。
前記防水ジョイント部を備えたワイヤハーネスは、該防水ジョイント部をジョイントコネクタで構成し、さらに、該ジョイントコネクタを防水仕様とする場合と比較して、小型化を図ることができるため、ワイヤハーネスの部分的は肥大化を抑制することができる。

前記防水ゴム蓋の外周面に係止片を突設し、該係止片を前記保護キャップの周壁に形成した被係止部と係止していることが好ましい。
これにより、防水ゴム蓋の抜け外れや位置ずれを確実に防止できる。また、該ゴム蓋を保護キャップ内の奥へ押し込みすぎることを防止して、ゴム蓋の歪みやそれに起因する保護キャップとの間の隙間の発生を防止できる。
なお、防水ゴム蓋の保護キャップからの抜け外れを防止するためリテーナ部材を取り付ける構成としてもよい。

前記防水ゴム蓋は円形状または矩形状とし、前記保護キャップの開口端側の形状は前記防水ゴム蓋を内嵌または外嵌する形状としていることが好ましい。
前記円形状とする場合は真円、楕円、長円のいずれでも良く、また、矩形状とする場合は正方形、長方形のいずれも良い。
該防水ゴム蓋は、ゴムまたはエラストマーで成形している。

さらに、前記保護キャップは底側に向けて内部空間を縮小していると共に、前記保護キャップより引き出される電線群とテープ巻きする舌片を開口側の周壁より突設していることが好ましい。

即ち、ワイヤハーネスの端末ジョイント部は、防水ゴム蓋の貫通箇所から次第に細くなるため、これに対応させて保護キャップも底側に向けて内部空間を縮小している。
また、各電線は防水ゴム蓋の貫通穴に密着しているため位置ずれは発生しにくいが、前記テープ巻き舌片に電線をテープ巻き固定することにより、ワイヤハーネスに外部から引張力が負荷されても、電線を保護キャップおよび防水ゴム蓋に対して固定することができる。

上述したように、本発明によれば、一つの防水ゴム蓋に設けた複数の貫通穴に複数の電線をそれぞれ貫通させて各電線の絶縁被覆の外面と貫通孔の内周面との間を封止するため、従来のように電線1本ずつに個別の防水栓を取り付ける場合とは異なり、部品数を削減でき、取付手間も軽減できるうえ、防水ゴム蓋のスペースを縮小することができる。
さらに、防水ゴム蓋を保護キャップの開口端に内嵌または外嵌してシールすることにより、止水剤を保護キャップ内に注入しなくても、保護キャップ内を封止することができるため、容易かつ確実にジョイント部を防水処理できる。かつ、止水剤の硬化を待つためのスペースや時間が不要となり、防水処理工程における省スペース化および時間短縮によってコスト低減を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１および図２に、本発明の第１実施形態に係る防水ジョイント部Ａの形成方法および該防水ジョイント部Ａを備えたワイヤハーネスを示す。

自動車のエンジンルームに配索されるワイヤハーネス１０のうち、複数のアース回路用電線（以下、アース線と略す）１１を図２（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、端末部にジョイント部１５を形成して互いに導通させると共に、該ジョイント部１５に図１に示す防水ゴム蓋２０と保護キャップ３０とを用いて防水処理を施して防水ジョイント部Ａを形成している。

前記防水ゴム蓋２０は、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、断面真円形とする円盤形状よりなり、互いにジョイント接続する前記アース線１１の本数と同数の貫通孔２１を、該ゴム蓋２０の厚み方向に貫通させている。各貫通孔２１の内径は、前記電線１１の絶縁被覆１１ａに内嵌し、その外周面に密着する寸法に設定している。該防水ゴム蓋２０の外周面２２には、周方向に連続する防水シールリップ２３を全周にわたって突設している。

前記保護キャップ３０は、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、筒部３１と、該筒部３１の一端側を閉鎖する底部３２とを備え、塩化ビニル、ポリプロピレン等の絶縁樹脂からなる一体成形し、可撓性を有するものとしている。
前記筒部３１の底部３２と対向する他端側は開口部３３とし、該開口部３３から前記底部３２に向かって筒部３１の内部空間を縮小させている。該開口部３３は、形状を真円形状とすると共に、その内径を防水ゴム蓋２０を内嵌する寸法に設定している。該開口部３３に近接した筒部３１の内周面には、前記防水ゴム蓋２０用の位置決めリブ３４を周方向に連続させて突設している。

次に、前記防水ジョイント部Ａの形成方法を図２（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、互いに接続する複数のアース線１１の先端側の絶縁被覆１１ａに皮剥ぎ用スリット１３を入れた後、各アース線１１の先端側を防水ゴム蓋２０の各貫通孔２１に１本ずつ貫通させ、全アース線１１を防水ゴム蓋２０の全貫通孔２１に貫通させる。
次に、図２（Ｂ）に示すように、防水ゴム蓋２０の一方側に突出した全アース線１１の前記皮剥ぎスリット１３から先端側の絶縁被覆１１ａを剥離して芯線１１ｂを露出させる。

ついで、図２（Ｃ）に示すように、露出させた前記芯線１１ｂ同士を重ね合わせて超音波溶接し、端末ジョイント部１５を形成する。なお、超音波溶接にかえて抵抗溶接でもよい。
形成した端末ジョイント部１５に保護キャップ３０に開口部３３から挿入して保護キャップ３０内に端末ジョイント部１５を収容する。

最後に、図２（Ｄ）に示すように、アース線１１に取り付けられている防水ゴム蓋２０を保護キャップ３０の開口部３３に嵌め、図３に示すように、防水ゴム蓋２０の端面が位置決めリブ３４に突き当たるまで押し込んで内嵌させ、該防水ゴム蓋２０のシールリップ２３を保護キャップ３０の開口部３３側の内周面に密着押圧させて、防水ジョイント部Ａを完成している。

このように、端末ジョイント部１５を収容した保護キャップ３０内は、図３に示すように、開口部３３が防水ゴム蓋２０によって封止されると共に、該防水ゴム蓋２０の貫通孔２１が、アース線１１の絶縁被覆１１ａの外面に該貫通孔２１の内周面が密着することによって封止されるため、止水剤を注入することなく、容易かつ確実に封止して外部からの水の浸入を防止することができる。
従って、従来のように止水剤の硬化を待つためのスペースや時間が不要となるため、防水処理工程における省スペース化および時間短縮が可能となり、製造コストを削減することができる。
また、前記防水ゴム蓋２０は、アース線１１に１本ずつ個別に取り付けられるのではなく、全電線１１を一つの防水ゴム蓋２０の各貫通穴に夫々通して取り付けるため、部品数削減および取付手間の軽減を図ることができるうえ、一層のスペース削減も図ることができる。

なお、前記第一実施形態では、アース線１１同士を溶接して端末ジョイント部を形成しているが、溶接にかえて半田つけして端末ジョイント部を形成してもよいし、前記特許文献２のように端子を加締め圧着して形成してもよい。
さらに、防水ゴム蓋の内周面にシールリップを形成し、該防水ゴム蓋を保護キャップの開口端側に外嵌し、前記シールリップを保護キャップの開口端側の外周面に押接してシール状態で嵌合してもよい。

図４および図５に本発明の第二実施形態を示す。
第二実施形態のワイヤハーネス１０ー２では、複数のアース線１１に端末ジョイント部を設けると共に、複数の電源線１２にも端末ジョイント部を設け、これらの２種類の端末ジョイント部を１つの保護キャップに収容している。

前記ワイヤハーネス１０ー２の防水ジョイント部Ａの形成に際しては、まず、図４に示すように、防水ゴム蓋２０の全貫通孔２１にアース線１１と電源線１２とをそれぞれ貫通させた後、貫通した先端側でアース線１１の群と電源線１２の群を互いにグループ分けし、それぞれの芯線１１ｂ、１２ｂを露出させて、アース線１１の端末ジョイント部１５と電源線１２の端末ジョイント部１６とを形成する。

別々に形成した端末ジョイント部１５、１６を収容する保護キャップ３０−１は、図４に示すように、筒部３１の内周面に形成した前記位置決めリブ３４から底部３２まで延在する仕切壁３５を内部に連続一体に備え、該仕切り壁３５によって内部空間を２分割して２つの収容部３６、３７を形成している。

アース線１１の端末ジョイント部１５は保護キャップ３０−１の収容部３６内に挿入し、電源線１２の端末ジョイント部１６は収容部３７内に挿入して、図５に示すように、一つの保護キャップ３０−１内の異なる収容部３６、３７にジョイント部１５、１６を分けて収容している。その後、防水ゴム蓋２０を保護キャップ３０−１の開口部３３に内嵌させて封止している。その他の手順および構成は前記第一実施形態と同一である。

これにより、アース回路の端末ジョイント部１５と、電源回路の端末ジョイント部１６とを一つの保護キャップ３０−１内に絶縁状態で収容することができる。よって、部品数削減および省スペース化を図ることができる。

図６および図７に本発明の第三実施形態を示す。
第三実施形態では、保護キャップ３０−２に突設したテープ巻き舌片３８にワイヤハーネス１０ー２をテープ巻き固定している。
詳しくは、図６に示すように、保護キャップ３０−２の筒部３１の周壁の開口部３３側端面よりワイヤハーネス１０ー２の配線方向にテープ巻き舌片３８を突設している。

本実施形態に係るワイヤハーネス１０ー２は、第二実施形態と同様に、アース線１１の端末ジョイント部１５と電源線１２の端末ジョイント部１６を、保護キャップ３０−２の収容部３６、３７に別々に収容し、該保護キャップ３０−２の開口部３３を防水ゴム蓋２０で封止した後、図７に示すように、該保護キャップ３０−２から引き出された電線１１、１２を前記テープ巻き舌片３８にテープ３９で巻きつけ固定している。

これにより、保護キャップ３０−２および防水ゴム蓋２０に対して電線１１、１２を位置決め固定することができるため、電線１１、１２が押し込まれたり引っ張られることによる位置ずれを防ぎ、保護キャップ３０−２に収容されている端末ジョイント部１５、１６に負荷がかかることを防止できる。

図８に、本発明の第四実施形態に係る防水ゴム蓋２０−１と保護キャップ３０−３を示す。
防水ゴム蓋２０−１は断面矩形状とし、相対向位置の外周面２２より弾性変形可能な一対の係止片２４を突設している。その他、貫通孔２１、シールリップ２３を前記実施形態の防水ゴム蓋２０と同様に設けている。

保護キャップ３０−３は、防水ゴム蓋２０−１の形状に対応させて開口部３３の形状を矩形状とし、底部３２に向かって内部空間を縮小させている。該保護キャップ３０−３の筒部３１の周壁内側には、防水ゴム蓋２０−１の前記係止片２４に対応する位置に、該係止片２４を挿入係止する被係止部４０を凹設している。その他の構成は前記保護キャップ３０等と同一である。

前記構成の防水ゴム蓋２０−１と保護キャップ３０−３を用いることにより、走行中の車両の振動や衝撃によって生じやすい防水ゴム蓋２０−１の位置ずれや抜けはずれを確実に防止することができる。

図９（Ａ）（Ｂ）に、矩形状の前記防水ゴム蓋２０−１に対応する保護キャップの他の例を示す。
図９（Ａ）に示す保護キャップ３０−４は、前記保護キャップ３０−１と同様に、仕切壁３５で内部空間を２分割しているため、異なる回路の２つの端末ジョイント部を収容することができる。
図９（Ｂ）に示す保護キャップ３０−５は、前記保護キャップ３０−２と同様に、筒部３１の周壁の開口部３３側端からテープ巻き舌片３８を突設している。

本発明の端末ジョイント部を保護キャップ内に収容し、防水ゴム蓋で閉鎖してシールしている防水処理部を有するワイヤハーネスは、自動車に配索されるワイヤハーネスに好適に用いられるが、二輪車、バキー、水上スキー等の電動車両に配索されるワイヤハーネスにも適用することができる。

本発明の第一実施形態に係る防水ゴム蓋および保護キャップを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第一実施形態に係る防水ジョイント部の形成方法を示す説明斜視図である。 図２（Ｄ）に示す防水ジョイント部の封止構造を示す要部断面図である。 第二実施形態に係る防水ジョイント部の形成方法を示す斜視図である。 第二実施形態に係る防水ジョイント部の保護キャップ内の収容状態を示す断面図である。 第三実施形態に係る保護キャップを示す斜視図である。 図６に示す保護キャップを用いて形成された防水ジョイント部を示す説明図である。 第四実施形態に係る防水ゴム蓋と保護キャップを示す斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）は、保護キャップの他の例を示す斜視図である。 従来例を示す図である。 他の従来例を示す図である。

符号の説明

１０、１０ー２ ワイヤハーネス
１１ アース線
１１ａ 絶縁被覆
１１ｂ 芯線
１２ 電源線
１５、１６ 端末ジョイント部
２０、２０−１ 防水ゴム蓋
２１ 貫通孔
２３ シールリップ
３０、３０−１〜３０−５ 保護キャップ
３１ 筒部
３２ 底部
３３ 開口部
Ａ 防水ジョイント部

Claims (7)

1. 互いに導通させる複数本の電線の先端側を防水ゴム蓋に穿設した複数の貫通孔に夫々貫通させ、かつ、各貫通孔の内周面と前記各電線の絶縁被覆の外周面との間は密着させてシールしており、
   前記貫通させた各電線の端末の絶縁被覆を剥離して芯線を露出させ、
   前記露出させた芯線同士を溶接、溶着、半田付け、または圧着端子で加締めて端末ジョイント部を形成し、
   前記端末ジョイント部を有底の樹脂成形品からなる保護キャップに開口端より挿入し、
   前記保護キャップ内に止水剤を注入せずに、該保護キャップの開口端に前記防水ゴム蓋を嵌合し、前記端末ジョイント部を収容している前記保護キャップ内をシールしていることを特徴としている防水ジョイント部の形成方法。
2. 前記防水ゴム蓋を前記保護キャップの開口端に内嵌し、該防水ゴム蓋の外周面に形成した防水シールリップを前記保護キャップの開口端側の内周面に押接してシールしている請求項１に記載の防水ジョイント部の形成方法。
3. 前記保護キャップは内部に仕切壁を備える一方、
   前記防水ゴム蓋に貫通した複数の電線は、複数の群に分けて端末ジョイント部を形成し、これら複数の端末ジョイント部を１つの前記保護キャップ内の前記仕切壁で仕切られた各収容部にそれぞれ挿入して、前記防水ゴム蓋で封止している請求項１または請求項２に記載の防水ジョイント部の形成方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法で形成された防水ジョイント部を備えたワイヤハーネス。
5. 前記防水ゴム蓋の外周面に係止片を突設し、該係止片を前記保護キャップの周壁に形成した被係止部と係止している請求項４に記載の防水ジョイント部を備えたワイヤハーネス。
6. 前記防水ゴム蓋は円形状または矩形状であり、前記保護キャップの開口端側の形状は前記防水ゴム蓋を内嵌または外嵌する形状としている請求項４または請求項５に記載の防水ジョイント部を備えたワイヤハーネス。
7. 前記保護キャップは底側に向けて内部空間を縮小していると共に、前記保護キャップより引き出される電線群とテープ巻きする舌片を開口側の周壁より突設している請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の防水ジョイント部を備えたワイヤハーネス。

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