JP4646260B2 - 端子付自動車ハーネス - Google Patents

Description

本発明は、シール材で導体間を埋めた防水構造を有する端子付自動車ハーネスに関する。

自動車のエンジンルームは、走行等に伴うエンジンの作動中は温度が上昇し、エンジン停止時には温度が下降する。このため、自動車ハーネス、例えば、エンジンルームと車室との間を区画するバルクヘッドを通して配線される自動車ハーネスにおいては、エンジンルームにおける温度差に起因する気圧差により、車外からエンジンルーム内に侵入した水分が自動車ハーネスの端子部分から内部に染み込むことがあった。

従って、自動車ハーネスにおいては、端子部分や複数の導体を束ねて溶接した集中ジョイント部にキャップを設け、このキャップに液状シリコーンゴムを流し込み、前記集中ジョイント部にシール材を設けることで、このような水分の侵入を防いでいた。

ところで、シール材として銀ペースト等を用いたものがあるが、極めて高価である。それに対し、液状シリコーンゴムは、低価格であり、また、自動車ハーネスの製造工程に何ら影響を与えないので、極めて簡便な防水対策である。しかし、従来の液状シリコーンは、比較的高粘度である為、前記集中ジョイント部の溶接部の隙間が十分に埋まらないことがあり、自動車ハーネスのように温度サイクル，湿度あるいは機械的振動等の過酷な使用環境においては、端子部等との接着性が低下し、防水性が不十分になることから信頼性の点で問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、過酷な使用環境においても十分な防水性を発揮することが可能なシール材で導体間を埋めた防水構造を有する端子付自動車ハーネスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者らは液状シリコーンゴムに係る上記の問題点について鋭意検討を加えた。その結果、シール材として用いる液状シリコーンゴムが、自動車ハーネスの導体内部まで隙間なく浸透していれば接着性の低下を防ぐことができ、水の侵入が防止できること、低粘度のもの程浸透し易く、また、低粘度のもの程、硬化時における硬度が低く、密着性が向上して接着性が良好に維持されるという事実を見出し本発明をなすに至ったのである。

即ち、本発明においては上記目的を達成するため、シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する端子付自動車ハーネスであって、
（A）導体と絶縁被覆からなる自動車ハーネスと、
（B）前記自動車ハーネスから絶縁被覆を除去して露出した導体部分及び絶縁被覆部分を、それぞれワイヤバレル及びインシュレーションバレルで把持することにより、前記導体部分及び前記絶縁被覆部分と一体に取り付けられた、前記ワイヤバレル及び前記インシュレーションバレル付きの端子と、
（C）前記シール材と、から構成され、
（ｉ）前記シール材は、２５℃における硬化時の弾性係数が０．５５〜０．８ＭＰａの範囲である無溶剤タイプの一液硬化型で、かつ縮合反応時に発生する化合物による分類における脱酢酸タイプを除く縮合型の液状シリコーンゴムからなり、
（ii）前記シール材が前記ワイヤバレルと前記インシュレーションバレルとの間で前記導体と前記絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする端子付自動車ハーネスを提案する。好ましくは、前記自動車ハーネスがアース配線で、露出した導体にアース端子を取り付ける。更に好ましくは、前記弾性係数が、０．５５〜０．７２ＭＰａである。

また好ましくは、シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する端子付自動車ハーネスであって、
（A）導体と絶縁被覆からなる複数本の自動車ハーネスと、
（B）前記複数本の自動車ハーネスから絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、
（C）前記シール材と、から構成され、
（ｉ）前記シール材は、２５℃における硬化時の弾性係数が０．５５〜０．８ＭＰａの範囲である無溶剤タイプの一液硬化型で、かつ縮合反応時に発生する化合物による分類における脱酢酸タイプを除く縮合型の液状シリコーンゴムからなり、
（ii）前記シール材が前記導体と前記絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする端子付自動車ハーネスである。更に好ましくは、前記シール材は、縮合反応時に発生する化合物による分類における、脱水素タイプ、脱アルコールタイプ、脱オキシムタイプ、脱ケトンタイプ、脱アミンタイプ、脱アミドタイプ、脱ヒドロキシアミンタイプのいずれかであることを特徴とする端子付自動車ハーネスである。特に好ましくは、前記弾性係数が、０．５５〜０．７２ＭＰａである。

アース端子のハーネス導体が露出した露出部や複数のアース配線の導体を束ねた集中ジョイント部に、硬化時、２５℃における弾性係数が０．８ＭＰａ以下の液状シリコーンゴムを塗布して硬化させてシール材を設けると、密着性が向上して従来のシリコーンゴムと異なり温度サイクルや湿度サイクルの試験を行っても、端子部等との接着性が低下することがなく、長期に亘る水密性が維持される。

これは、本発明のシール材として用いられる液状シリコーンゴムは比較的低粘度の為浸透し易く、 自動車ハーネスの導体が露出した露出部、集中ジョイント部及び導体を構成する各芯線間の隙間を確実に埋めると共に密着性の向上により、硬化収縮に伴う歪み、前記導体の絶縁被覆における温度変化に伴う膨張や収縮に起因する歪みに対して十分な柔軟性を有し、これらの歪みに追従し易いことによる。

即ち、従来のシール材は、導体間の隙間を充分に埋めることができないことがあり、また自動車ハーネスの絶縁被覆に使用されているポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン等の合成樹脂に対して必ずしも良い接着性を有していない。しかも、従来のシリコーンゴムは、ＰＶＣの絶縁被覆を使用した自動車ハーネスの場合、ＰＶＣの可塑剤が接着力を低下させることから、僅かな歪みであっても接着性、従って水密性に影響を受け易い。

これに対して、本発明のシール材は、導体間の隙間を確実に埋めることができ、また歪みに対する十分な柔軟性を有し、温度変化の激しい過酷な環境においても、自動車ハーネスの露出部、集中ジョイント部及び絶縁被覆との間における接着強度を長期に亘って維持するので、水密性を維持する素材として極めて好適である。

液状シリコーンゴムは、縮合反応や付加反応の可能な官能基を有する液状のポリオルガノシロキサン化合物（ジヒドロキシポリジメチルシリコーンオイル等のヒドロキシ基を有するポリオルガノシロキサン化合物に官能基を有するシラン化合物を反応してなる）を原料としている。このため、液状シリコーンゴムは、硬化前は液状であるが、大気中の水分や加熱により官能基の部分で重合して硬化することによってゴム状の高分子、シリコーンゴムになるものである。従って、硬化反応で、大気中の水分によって縮合反応するタイプを縮合型、白金触媒等の存在下で、不飽和基へのＳｉ−Ｈ基の付加反応を行うタイプを付加型に分類する。また、包装形態によって、パッケージに入っているものをそのまま使用する一液型、使用直前に二つ以上の成分を混合して用いる多液型に分類する。また、硬化温度によって室温硬化型、加熱硬化型に分類される。また、縮合型は、さらに官能基の違いによる縮合時に発生する気体により細分される。例えば、脱アルコールタイプ、脱ケトンタイプ、脱酢酸タイプ等である。

本発明のシール材として用いる液状シリコーンゴムは、硬化時、２５℃における弾性係数が０．８ＭＰａ以下であれば、縮合型でも付加型でもよいが、硬化時間が短時間であることから無溶剤タイプのものが好ましい。また、縮合型液状シリコーンゴムは、触媒等の存在下で空気中等の水分によって加水分解縮合反応により硬化するタイプであるため、縮合反応時に発生する化合物で脱水素タイプ、脱アルコールタイプ、脱酢酸タイプ、脱オキシムタイプ、脱ケトンタイプ、脱アミンタイプ、脱アミドタイプ、脱ヒドロキシアミンタイプ等に分類されるが、金属腐食性のある脱酢酸タイプを除けば、本発明のシール材として用いることができる。更に、本発明のシール材として用いる液状シリコーンゴムは、使用の都度調合しなければならないポットライフの問題がある二液以上の多液硬化型ではなく、一液硬化型、特に一液硬化型で縮合型のものが使い勝手がよく好ましい。 ここにおいて、硬化時における液状シリコーンゴムの弾性係数を低下させる手段として、硬化物の架橋密度を粗にしたり、反応性の官能基を有しない液状シリコーンオイルを原料中に添加することが可能である。しかし、いずれの場合も、硬化物の架橋密度が粗になり過ぎたり、液状シリコーンオイルの添加量が多量になると、液状シリコーンゴムがいわゆるゲル状となり、硬化後も表面粘着性が維持するため、他の部品類に付着し易いという欠点が発生するので好ましくない。

本発明の端子付自動車ハーネスによれば、過酷な使用環境においても十分な防水性を発揮することができる。

以下、本発明の一実施形態を図１乃至図６に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態として、図１に示すシール材によって導体間を埋めた防水構造を有する端子付自動車ハーネス１について説明する。端子付自動車ハーネス１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、アース配線２の端部にアース端子３が取り付けられると共に、液状シリコーンゴムが塗布・硬化されてシール材４が設けられている。このとき、液状シリコーンゴムを塗布する前の端子付自動車ハーネス１を図２（ａ）、（ｂ）に示す。

アース配線２は、撚り線からなる導体２ａがＰＶＣ、ポリオレフィン等の絶縁被覆２ｂで覆われている。アース端子３は、図３に示すように、一端に固定板３ａが、他端側に導体２ａを把持するワイヤバレル３ｂと、アース配線２を絶縁被覆２ｂの部分で把持するインシュレーションバレル３ｃとが形成され、固定板には取付孔３ｄが形成された自動車用丸形板端子（ＪＩＳ Ｄ ５４０３）である。

シール材４は、硬化時、２５℃における弾性係数が０．８ＭＰａ以下の１液硬化型の液状シリコーンゴムで、ワイヤバレル３ｂとインシュレーションバレル３ｃとの間で、導体２ａと絶縁被覆２ｂとを連続的に覆うように塗布・硬化されている。このとき、シール材４は、導体２ａ内に浸透してアース端子３側まで行き渡り、導体２ａのみならず絶縁被覆２ｂ及びアース端子３と接着している。

ここで、アース配線２とアース端子３との広い範囲に亘って液状シリコーンゴムを塗布することは、水密にシールする効果の妨げにはならず、シール性の面では良いことである。しかし、本発明の目的からは、シール材４は、上記のように、ワイヤバレル３ｂとインシュレーションバレル３ｃとの間で、導体２ａと絶縁被覆２ｂとを連続的に覆うように塗布して設ければ十分な効果を発揮する。

尚、ディスペンサー（空気圧力と時間で吐出量を制御する装置）を用いると、液状シリコーンゴムの吐出量に定量性をもたせることができ好ましい。端子付自動車ハーネス１は、上記のような防水構造としたので、露出した導体２ａと絶縁被覆２ｂとの間が硬化して形成されたシール材４により水密にシールされ、アース配線２の端部から水が侵入することはない。

次に、本発明の第２の実施形態を図４乃至図６に基づいて説明する。図４に示す防水構造の自動車ハーネス１０は、３本のアース配線１１端部の導体１１ａを束ねて集中ジョイント部１０ａが形成されている。集中ジョイント部１０ａは、３本のアース配線１１を一括して他の電気的接続体へ接続する部分で、アース配線１１から絶縁被覆１１ｂを除去して露出した導体１１ａが、例えば、超音波溶接や電気溶接等によって、図５に示すように複数一体化されている。集中ジョイント部１０ａは、図４に示したように、アース配線１１の絶縁被覆１１ｂから導体１１ａ全体を連続的に覆うように液状シリコーンゴムを塗布して硬化させて設けられたシール材１２で被覆されている。

シール材１２は、硬化時、２５℃における弾性係数が０．８ＭＰａ以下の１液硬化型の液状シリコーンゴムが使用される。この液状シリコーンゴムは、例えば、液状シリコーンゴムに集中ジョイント部１０ａを浸漬して塗布したり、あるいは通常の塗布手段によって塗布することができ、比較的低粘度の為、各導体の隙間に確実に浸透する。

本実施形態のシール材によって導体間を埋めた防水構造を有する自動車ハーネス１０は、上記のようにして形成されたので、露出した導体１１ａと絶縁被覆１１ｂとの間が液状シリコーンゴムを硬化させて設けられたシール材１２により水密にシールされ、アース配線１１の端部から水が侵入することはない。ここで、自動車ハーネス１０は、液状シリコーンゴムを塗布した後、図６に示すように、キャップ１３を被せたり、予め液状シリコーンゴムを満たしたキャップ内に、導体１１ａを複数一体化した図５に示す集中ジョイント部１０ａを浸漬して硬化させてもよい。このようにすると、液状シリコーンゴムが硬化するまでの間、集中ジョイント部１０ａの汚れを防止することができる。

図１に示す防水構造を採用した端子付自動車ハーネス１を各実施例及び比較例当たりそれぞれ２０本用意し、温度サイクル試験に基づく防水性を評価した。ここで、実施例１は、シール材を形成する液状シリコーンゴムとして、縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、２５℃における弾性係数が０．６８ＭＰａの１液硬化型液状シリコーンゴムを用いた。

実施例２は、同様に縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、２５℃における弾性係数が０．５５ＭＰａの１液硬化型液状シリコーンゴムを用いた。

一方、比較例１は、縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、２５℃における弾性係数が０．９３ＭＰａの１液硬化型液状シリコーンゴムを用いた。温度サイクル試験は、端子付自動車ハーネス１を常温から１２０℃に上昇させ、この温度に１時間放置した後、−４０℃に冷却し、１時間放置した後、再度１２０℃に上昇させた。これを１サイクルとして１０００サイクル温度を変化させた。

前記温度サイクル試験の前後において、検査対象の端子付自動車ハーネス１の一端から０．０９８ＭＰａに圧力調整された窒素ガスを５分間送り込み、他端のシール材４側を水中に浸漬してリークの有無によって防水性を評価した。その結果を表１に示す。表１から明らかなように、弾性係数が本発明で規定する０．８ＭＰａを越える液状シリコーンゴムによりシール材が形成された比較例１の端子付自動車ハーネスは、温度サイクル試験の後で気密性、従って防水性を失っていた。これに対して、本発明で規定する弾性係数を有する液状シリコーンゴムによりシール材が形成された実施例１、２の端子付自動車ハーネスは、前記シール材の密着性がよく、温度サイクル試験の前後で気密性、従って防水性を保持しており、優れた水密性を有することが分かった。

図４に示す構造の自動車ハーネス１０において、縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、２５℃における弾性係数が０．９３ＭＰａの一液硬化型液状シリコーンゴムを塗布したものを比較例２として、温度サイクル試験前後における防水性を、縮合硬化反応時にアセトンを発生するタイプで、硬化時、２５℃における弾性係数が０．７２ＭＰａの一液硬化型液状シリコーンゴムを塗布したものを実施例３とし、実施例１、２並びに比較例１と同様にして評価した。

更に、縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、２５℃における弾性係数が０．５５ＭＰａの一液硬化型液状シリコーンゴムを塗布したものを実施例４とし、実施例１、２並びに比較例１と同様にして評価した。

その結果を表２に示す。表２から明らかなように、本発明で規定する弾性係数を満たす液状シリコーンゴムによりシール材が形成された自動車ハーネスの防水構造は、シール材の密着性がよく、温度サイクル試験の前後で優れた水密性を有することが分かった。

請求項１の発明によれば、導体の隙間がシール材により確実に埋まり、シール材の密着性の向上により、過酷な使用環境においても十分な防水性を発揮することが可能なシール材によって導体間を埋めた防水構造を有する端子付自動車ハーネスを提供することができる。請求項２、３の発明によれば、本発明の防水構造を備えた自動車ハーネスの利点を最大限に発揮させることができる。

請求項４の発明によれば、シール材の使用勝手に優れ、簡便に取り扱うことができる。

本発明の端子付自動車ハーネスに係る第１の実施形態を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 図１の端子付自動車ハーネスにシール材を形成する前の正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 図１の端子付自動車ハーネスにおいてアース配線に端子を取り付ける状態を示す斜視図である。 本発明の端子付自動車ハーネスに係る第２の実施形態を部分的に断面で示した正面図である。 図４の端子付自動車ハーネスにシール材を形成する前の正面図である。 図４の端子付自動車ハーネスの変形例を部分的に断面で示した正面図である。

符号の説明

１ 端子付自動車ハーネス
２ アース配線
２ａ 導体
２ｂ 絶縁被覆
３ アース端子
３ａ 固定板
３ｂ ワイヤバレル
３ｃ インシュレーションバレル
３ｄ 取付孔
４ シール材（シリコーンゴム）
１０ 自動車ハーネス
１０ａ 集中ジョイント部
１１ アース配線
１１ａ 導体
１１ｂ 絶縁被覆
１２ シール材（シリコーンゴム）
１３ キャップ

Claims (5)

1. シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する端子付自動車ハーネスであって、
   （A）導体と絶縁被覆からなる自動車ハーネスと、
   （B）前記自動車ハーネスから絶縁被覆を除去して露出した導体部分及び絶縁被覆部分を、それぞれワイヤバレル及びインシュレーションバレルで把持することにより、前記導体部分及び前記絶縁被覆部分と一体に取り付けられた、前記ワイヤバレル及び前記インシュレーションバレル付きの端子と、
   （C）前記シール材と、から構成され、
   （ｉ）前記シール材は、２５℃における硬化時の弾性係数が０．５５〜０．８ＭＰａの範囲である無溶剤タイプの一液硬化型で、かつ縮合反応時に発生する化合物による分類における脱酢酸タイプを除く縮合型の液状シリコーンゴムからなり、
   （ii）前記シール材が前記ワイヤバレルと前記インシュレーションバレルとの間で前記導体と前記絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする端子付自動車ハーネス。
2. 前記端子がアース端子であることを特徴とする、請求項１に記載の端子付自動車ハーネス。
3. シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する端子付自動車ハーネスであって、
   （A）導体と絶縁被覆からなる複数本の自動車ハーネスと、
   （B）前記複数本の自動車ハーネスから絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、
   （C）前記シール材と、から構成され、
   （ｉ）前記シール材は、２５℃における硬化時の弾性係数が０．５５〜０．８ＭＰａの範囲である無溶剤タイプの一液硬化型で、かつ縮合反応時に発生する化合物による分類における脱酢酸タイプを除く縮合型の液状シリコーンゴムからなり、
   （ii）前記シール材が前記導体と前記絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする端子付自動車ハーネス。
4. 前記シール材は、縮合反応時に発生する化合物による分類における、脱水素タイプ、脱アルコールタイプ、脱オキシムタイプ、脱ケトンタイプ、脱アミンタイプ、脱アミドタイプまたは脱ヒドロキシアミンタイプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の端子付自動車ハーネス。
5. 前記弾性係数が、０．５５〜０．７２ＭＰａであることを特徴とする請求項１または３に記載の端子付自動車ハーネス。