JP6202055B2

JP6202055B2 - シールド線のドレン線止水構造

Info

Publication number: JP6202055B2
Application number: JP2015142655A
Authority: JP
Inventors: 裕明徳永
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: JP2017027696A

Description

本発明はシールド線のドレン線止水構造に関し、詳しくは、車両に搭載するＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続する複数本のシールド線のドレン線をスプライス接続してＥＣＵ内のアース回路と接続する際に、該ドレン線側からＥＣＵ内への浸水防止を図るものである。

近時、車両に搭載するＥＣＵが増加すると共に、該ＥＣＵからの制御信号を駆動機器等の補機に送信するためシールド線が用いられる場合が多い。この場合、図７に示すように、ＥＣＵ１００と補機１０２とを複数本のシールド線１０５（１０５Ａ、１０５Ｂ）を含むワイヤハーネスで接続している。各シールド線１０５はＥＣＵ１００および補機１０２との接続端末でシース１０６を剥離してコア線（被覆電線）１０８とドレン線１０９を露出させ、コア線１０８の端末に接続した端子ＴをＥＣＵ１００および補機１０２のコネクタに接続している。一方、複数本のシールド線１０５の被覆していない裸線からなるドレン線１０９と一般の被覆電線１１２の一端側の芯線１１３をスプライスし、被覆電線１１２の他端に接続した端子ＴをＥＣＵ１００にコネクタ接続している。

ドレン線１０９は配線時の柔軟性を確保するため複数の素線を撚って（撚線として）形成している場合が多い。該撚線からなるドレン線に水がかかると、ドレン線の素線の隙間に水が浸入し、浸入した水はドレン線の内部で長さ方向に浸透していく。ドレン線内での水の浸透を防止するため、ドレン線１０９と被覆電線１１２の芯線１１３とのスプライスは中間圧着端子を用いた加締め圧着または溶接で行っている。さらに、この端子との加締め圧着または溶接したスプライス部にブチルテープおよび粘着テープを巻き付け、あるいは樹脂製の止水キャップ内にスプライス部を挿入して止水剤を充填し、あるいは樹脂モールドして止水を行っている。

複数のシールド線のドレン線をスプライス接続して形成したアース線の止水ではなく、１本のシールド線から露出させた１本のドレン線の止水構造として、本出願人は特許第５１８８７１３号公報で、シールド線の端末で露出させたドレン線を熱収縮チューブで被覆して、該熱収縮チューブ内に止水剤を充填した後に熱収縮し、かつ、該ドレン線の端末で圧着した端子と前記熱収縮チューブとの境界をゴム栓で被覆する止水構造を提供している。

特許第５１８８７１３号公報

前記図７に示す止水構造とし、ドレン線とアース線の芯線とを接続したスプライス部にブチルテープ、粘着テープを巻き付ける場合、テープ巻き精度が低いと止水信頼性が劣ることになる。また、樹脂製の止水キャップ内にスプライス部を挿入して止水剤を充填する場合、止水剤の充填に手数がかかると共に止水剤の硬化に時間がかかる問題がある。また、樹脂モールドする場合、金型および成形設備が必要になりコスト高になる問題がある。

特許文献１の１本のドレン線の止水構造では、熱収縮チューブを必要とすると共に、該チューブ内への止水剤の充填が必要となる。よって、部品コストが高くなると共に、作業時間がかかる問題がある。さらに、止水剤が端子に付着して導通不良が発生する恐れがあると共に、チューブ内の止水剤が硬化して、電線の剛性が大となって、配線しにくくなり易く、改良の余地がある。特に、複数のドレン線をスプライス接続する場合には、採用できない問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、複数のシールド線の端末で引き出されるドレン線をスプライス接続して、ＥＣＵのアース回路に接続する場合に、ドレン線側からＥＣＵ内部への浸水を確実に防止でき、かつ、コストおよび作業時間の低下も図れるシールド線のドレン線止水構造を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、
金属箔または薄肉で可撓性を有する薄肉金属板を加工して形成した金属キャップと、
前記金属キャップの外周面に加締め圧着するバレルを設けた端子金具と、
前記金属キャップに圧着する前記端子金具および他の電線に圧着する端子金具をそれぞれ端子収容室に挿入係止するコネクタとして、挿入する前記金属キャップの外周面及び他の電線の外周面に密着する複数の貫通穴を設けた一括防水ゴムシートを内装している防水コネクタを備え、
複数本のシールド線の撚線からなるドレン線を前記金属キャップに挿入して前記端子金具のバレルで加締め圧着し、該端子金具を前記防水コネクタに挿入係止しているシールド線のドレン線止水構造を提供している。

前記のように、シールド線の端末でシースを剥離して露出させた撚線のドレン線を前記金属キャップ内に挿入し、複数本のシールド線のドレン線同士を金属キャップ内で接触させてスプライス部を形成すると共に、該ドレン線のスプライス部を止水キャップの機能を果たす前記金属キャップに挿入して止水とドレン線同士の導通とを同時に図っている。しかも、該金属キャップに加締め圧着する前記端子金具を前記防水コネクタに挿入係止するため、該防水コネクタ内の金属キャップ内でドレン線内を伝う浸水を阻止でき、該防水コネクタを嵌合する電気部品内への浸水発生を確実に防止することができる。

複数本のシールド線の端末に接続する前記防水コネクタは、浸水領域のエンジンルーム内に搭載する電子制御ユニット（ＥＣＵ）に設けられるコネクタ嵌合部に嵌合することが好ましい。なお、該防水コネクタを嵌合する相手方部品の電気部品はＥＣＵに限定されず、ＥＣＵ以外の電気接続箱にも用いることができる。

シールド線と接続する電気接続箱として電子制御ユニット（ＥＣＵ）が用いられ、該ＥＣＵは浸水領域のエンジンルームに搭載される場合に好適に用いられる。
ＥＣＵにはセンサ等と接続した信号線が接続され、該信号線としてシールド線が好適に用いられる。シールド線はコア線を囲む金属編組線または金属箔からなるシールド材にドレン線を接触させて配線しており、前記図７の従来例に記載のように、シールド線のドレン線をＥＣＵ内のアース回路と接続するために、複数本のシールド線のドレン線をスプライス接続して１本のアース線とし、コア線と共に１つのコネクタに接続し、該コネクタをＥＣＵのコネクタ嵌合部に嵌合している。該構成において、ＥＣＵ内のアース回路に接続するドレン線を伝ってＥＣＵ内部への浸水防止を図るために、本発明は、前記のように、金属キャップ、該金属キャップに圧着する端子金具、該金属キャップを圧着した端子金具を止水状態で挿入する防水コネクタを用いて、ＥＣＵ内への浸水防止を図っている。

前記本発明の構成とすれば、シールド線のドレン線の止水を図るために、特許文献１で必要とする止水剤、熱収縮チューブを不要とでき、かつ、該ドレン線の端末の端子との境界に防水ゴム栓を取り付ける作業手数を省くことができる。
なお、シールド線の内部を貫通して他端側（ＥＣＵ接続側と反対側）に位置するドレン線はカットオフして切り離し処理しても良いし、車体パネルに接地処理してもよい。

前記金属キャップは、前記金属箔あるいは金属薄板をプレス加工して一端を閉鎖すると共に他端を開口の円筒状とし、内部に挿入する複数のドレン線の撚線の外周に接触する内径を有すると共に、前記開口の周縁に拡径するラッパ状挿入部を設けることが好ましい。
特に、導電性が良いと共に、端子金具およびドレン線の金属材とイオン化傾向の範囲にある金属、例えば、銅箔あるいはアルミ箔で前記金属キャップを形成することが好ましい。該金属キャップとする金属箔あるいは金属薄板は厚さ０．２〜０．４ｍｍ、外径を１．２〜２．０φの範囲とすることが好ましい。

ドレン線を挿入した前記金属キャップに一対のバレルを加締め固着する前記端子金具は、銅系金属板を打抜後にプレス加工して形成している。
詳しくは、銅系金属板からなる前記端子金具は長方形状の基板の一側に電気接触部とする雌端子部または雄端子部を設けると共に、前記基板の他側に前記金属キャップに加締め圧着する一対のバレルを前記基板の幅方向の両端から突設し、前記金属キャップに加締め圧着した状態で前記バレルの先端同士が接合して断面円環形状となる設定としている。

即ち、金属キャップを圧着する端子金具に設けるバレルは、通常、バレルの先端が内周側に突出して加締める芯線に食い込むように設定しているが、本発明では金属キャップにバレルの先端が強く押し付けられると、金属キャップが破損する恐れがあるため、加締め圧着時にバレル先端が金属キャップに突き刺さる内方へ突出しないようにしている。

前記のように、本発明のシールド線のドレン線止水構造では、スプライス接続する複数のシールド線のドレン線を金属キャップ内に挿入し、該複数のドレン線を挿入する金属キャップを端子金具のバレルで加締め圧着し、金属キャップ内部での複数本のドレン線同士のスプライス接続と、該スプライス接続したドレン線と金属キャップと端子金具とを一括で固着し、該端子金具を防水ゴムシートで一括防水してコネクタに挿入係止している。このように、止水剤を用いずに止水するため、作業時間の短縮が図れ、かつ、熱収縮チューブを用いないことでコスト低下を図ることができる。

かつ、浸水が発生しやすい撚線からなるドレン線の浸水を金属キャップ内で遮断できると共に、ドレン線のスプライス接続部を金属キャップを介して端子金具に導通でき、該端子金具を挿入係止する防水コネクタを介してＥＣＵに接続することで、ＥＣＵ内のアース回路への浸水を確実に遮断した状態で導通できる。その結果、ＥＣＵ内での浸水による腐食発生を確実に無くし、電気接続信頼性を高めることができる。

本発明の実施形態を示す全体構成図である。（Ａ）はシールド線の断面図、（Ｂ）はシールド線のコア線と端子金具の接続状態を示す正面図である。本発明で用いる金属キャップを示し、（Ａ）は金属キャップの正面図、（Ｂ）は（Ａ）の左側面図、（Ｃ）は金属キャップ内で複数本のドレン線をスプライスしている状態を示す図面である。前記金属キャップに加締め圧着する端子金具を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図である。前記ドレン線と端子金具との圧着状態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。（Ａ）は前記端子金具を挿入係止するコネクタの一部断面図、（Ｂ）は該コネクタ内に装着する防水ゴムシートの斜視図、（Ｃ）は（Ａ）の要部拡大図である。従来例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
実施形態では、車両の浸水領域であるエンジンルームに搭載される電子制御ユニット２（以下、ＥＣＵと略称する）と補機５０に接続する複数本のシールド線３（３Ａ、３Ｂ）のドレン線４（４Ａ、４Ｂ）を止水し、ＥＣＵ２の内部にドレン線４を伝って浸水が生じるのを防止している。

ＥＣＵ２に接続するシールド線３Ａはコア線５が１本で、図２（Ａ）に示すように、１本のドレン線４（４Ａ）とコア線５とを金属編組線または金属箔テープからなるシールド材６で囲み、該シールド材６を絶縁樹脂からなるシース（外皮）７で被覆している。コア線５は芯線５ａを絶縁被覆５ｂで被覆した丸電線からなり、ドレン線４は複数の素線の撚線からなり、絶縁被覆が無い裸線である。
ＥＣＵ２に接続するシールド線３Ｂはコア線５が２本であり、該２本のコア線５と１本のドレン線４Ｂをシールド材６で囲みシース７で被覆している。

シールド線３Ａと３ＢはＥＣＵ２と接続する端末側でシース７とシールド材６とを剥離してコア線５とドレン線４（４Ａ、４Ｂ）を露出させ、図２（Ｂ）に示すように、コア線５は更に端末側で絶縁被覆５ｂを皮剥ぎして芯線５ａを露出させ、図２（Ｂ）に示すように端子金具８を加締め圧着している。該端子金具８は汎用の銅系金属からなるメス端子で、基板８ｂの一側に雌端子部８ａを備えると共に、基板の他側に芯線５ａに加締める芯線バレル８ｃ、絶縁被覆５ｂに加締める被覆バレル８ｄを備えている。

シールド線３Ａのドレン線４Ａとシールド線３Ｂのドレン線４Ｂは、それぞれ多数の素線の撚線からなり、図３に示す金属箔からなる金属キャップ１に挿入し、該金属キャップ１を図４に示す端子金具１１の一対のバレル１１ｃで加締め圧着している。該端子金具１１はコア線５に接続する端子金具８と同様の銅系金属からなる雌端子であり、長方形の基板１１ａの一側に雌端子部１１ｂを設け、基板１１ａの他側に幅方向両側から金属キャップ１に加締め圧着する一対の前記バレル１１ｃを対向して突設している。

前記ドレン線４Ａと４Ｂとを金属キャップ１を介して接続する端子金具１１と、コア線５と接続する端子金具８とは、図１および図６に示すように、コネクタ１０に挿入係止し、該コネクタ１０をＥＣＵ２に設けたコネクタ嵌合部２ａに嵌合し、ＥＣＵ２内の回路と接続したオス端子（図示せず）と嵌合して接続している。ドレン線４Ａ、４Ｂは金属キャップ１、端子金具１１を介してＥＣＵ２内のアース回路２２と接続し、アース回路２２を車体パネル等に接地するアース電線１３とコネクタ１０を介して接続している。

スプライス接続するドレン線４Ａ、４Ｂを挿入する金属キャップ１は、該ドレン線と同一素材の銅系金属箔をプレス加工して、図３に示すように、円筒部１ａの一端を閉鎖部１ｂにすると共に他端を開口とし、該開口の周縁に拡径するラッパ状挿入部１ｃを設けている。円筒部１ａは内部に挿入する複数のドレン線４Ａ、４Ｂの撚線の外周に接触する内径を有する大きさに設定している。本実施形態の金属キャップ１は厚さ０．３ｍｍ、外径を１．６φ、内径を１．０φとしている。

図５に示すように、ドレン線４Ａ、４Ｂを挿入する金属キャップ１の円筒部１ａの長さ方向の中間部を加締め圧着する端子金具１１の一対のバレル１１ｃは、金属キャップ１を加締め圧着した状態で、バレル１１ｃ、１１ｃの先端同士が接合して断面円環形状となり、金属キャップ１の外周面をバレル１１ｃ、１１ｃで加締め圧着できるように設定している。

該端子金具１１のバレル１１ｃ、１１ｃにより金属キャップ１を加締め圧着することで、金属箔からなる金属キャップ１の円筒部１ａの外周壁を内径方向に圧縮変形して、内部のドレン線４Ａ、４Ｂの素線同士を密着させると共に、金属キャップ１の内周面をドレン線４Ａ、４Ｂに密着させている。これにより、２本のドレン線４Ａと４Ｂと金属キャップ１と端子金具１１の３部材の固着を一括して行っている。かつ、ドレン線４Ａ、４Ｂのスプライスと、該スプライスを金属キャップ１を介して端子金具１１に導通でき、該端子金具１１を介してＥＣＵ２内のアース回路と導通することができる。

前記ドレン線４Ａ、４Ｂと接続した端子金具１１およびコア線５に接続した端子金具８を挿入係止するコネクタ１０は、図６に示すように、コネクタハウンジグ内に設けた仕切壁１０ａで各端子金具をそれぞれ挿入する複数の端子収容室１０ｂを設けている。該コネクタ１０内には、コネクタハウジングの上壁および仕切壁１０ａに設けた取付穴１１ｈを通して、図６（Ｂ）に示す一括防水ゴムシート１２を取り付けている。該一括防水ゴムシート１２は各端子収容室１０ｂ内に位置する４つの貫通穴１２ａを上下並列に設けている。

一括防水ゴムシート１２をコネクタハウジング内部に装着した状態で、各端子収容室１０ｂの端子挿入側開口１０ｃに近接した位置で、端子収容室１０ｂの内周面に一括防水ゴムシート１２の外面が密着し、相手方端子の挿入側開口１０ｄに連通する端子収容室１０ｂの内部への浸水を遮断している。

各端子収容室１０ｂに配置する一括防水ゴムシート１２の貫通穴１２ａの内周面はコア線５の外周面および金属キャップ１の外周面に密着する大きさとし、図６（Ｂ）に示すように上下に４個設けている。即ち、金属キャップ１の外径をコア線５の外径と同等とし、コア線５と共に金属キャップ１の外周面を貫通穴１２ａの内周面に密着させている。

前記コネクタ１０は、その内部に一括防水ゴムシート１２を取り付ける防水コネクタとしているため、該コネクタ１０に挿入する電線に夫々ゴム栓を取り付ける必要はなく、各電線へのゴム栓の取付手数を省くことができる。

本発明のシールド線のドレン線止水構造では、前記のように、ＥＣＵ２へのシールド線３Ａ、３Ｂのコア線５をＥＣＵ２内の信号回路および電源回路と接続している。一方、シールド線３Ａ、３Ｂのドレン線４Ａ、４Ｂを金属キャップ１の内部でスプライスし、該金属キャップ１を端子金具１１に圧着し、該端子金具１１をＥＣＵ２内のアース回路２２と接続している。

その際、コア線５は芯線５ａが絶縁被覆５ｂで被覆されているため、一括防水ゴムシート１２を備えたコネクタ１０に挿入係止することで、コア線５を伝ったＥＣＵ２内への浸水を防止できる。

一方、シールド線３Ａ、３Ｂのスプライスするドレン線４Ａ、４Ｂは絶縁被覆の無い裸線であり、かつ、撚線であるため、ドレン線４Ａ、４Ｂの素線の隙間に浸水が発生しやすいい。該ドレン線４Ａ、４Ｂを金属キャップ１内に挿入して浸水を阻止し、かつ、該金属キャップ１内でドレン線４Ａと４Ｂ同士を接触させてスプライス部を形成している。このドレン線４Ａと４Ｂのスプライス部を止水キャップの機能を果たす金属キャップ１に挿入していることで、止水と金属キャップ１との導通とを同時に図っている。しかも、該金属キャップ１に加締め固着する端子金具１１を一括防水ゴムシート１２を内蔵させて防水機能を持たせているコネクタ１０に挿入係止するため、ドレン線４Ａ、４Ｂを伝ってコネクタ１０を介してＥＣＵ２へ浸水が発生するのを確実に防止できる。

特に、本発明によれば、特許文献１のように、シールド線のドレン線の止水を図るために、止水剤、熱収縮チューブを不要とでき、かつ、該ドレン線の端末の端子との境界に防水ゴム栓を取り付ける作業手数を省くことができる。その結果、止水に要する作業時間の大幅短縮と、コスト低下を図ることができる。

本発明は前記実施形態に限定されず、シールド線のドレン線がシールド材として用いる金属編組線を引き出して１本に撚ったものでもよく、該構成のドレン線を前記と同様に金属キャップ内に挿入してスプライスしてもよい。さらに、３本以上のシールド線のドレン線を金属キャップ内でスプライスしてもよい。

１金属キャップ
２ＥＣＵ
３（３Ａ、３Ｂ）シールド線
４（４Ａ、４Ｂ）ドレン線
５コア線
１０コネクタ
１１端子金具
１１ｃバレル
１２一括防水ゴムシート
５０補機

Claims

金属箔または薄肉で可撓性を有する薄肉金属板を加工して形成した金属キャップと、
前記金属キャップの外周面に加締め圧着するバレルを設けた端子金具と、
前記金属キャップに圧着する前記端子金具および他の電線に圧着する端子金具をそれぞれ端子収容室に挿入係止するコネクタとして、挿入する前記金属キャップの外周面及び他の電線の外周面に密着する複数の貫通穴を設けた一括防水ゴムシートを内装している防水コネクタを備え、
複数本のシールド線の撚線からなるドレン線を前記金属キャップに挿入して前記端子金具のバレルで加締め圧着し、該端子金具を前記防水コネクタに挿入係止しているシールド線のドレン線止水構造。
前記コネクタは浸水領域のエンジンルーム内に搭載するＥＣＵに設けられるコネクタ嵌合部に嵌合するものである請求項１に記載のシールド線のドレン線止水構造。
前記金属キャップは、前記金属箔あるいは金属薄板をプレス加工して、一端が閉鎖すると共に他端が開口の円筒状とし、内部に挿入する複数のドレン線の撚線の外周に接触する内径を有する大きさにすると共に、前記開口の周縁に拡径するラッパ状挿入部を設けている請求項１または請求項２に記載のシールド線のドレン線止水構造。
前記金属キャップに加締め圧着する前記端子金具は、導電性金属板からなる長方形状の基板の一側に電気接触部とする雌端子部または雄端子部を設けていると共に、前記基板の他側に一対の前記バレルを前記基板の幅方向の両端から突設し、前記金属キャップに加締め圧着した状態で前記一対のバレルの先端同士が接合して断面円環形状となる設定としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシールド線のドレン線止水構造。