JP2009032892A - ワイヤハーネスの防水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に防水性を確保できるワイヤハーネスの防水装置を提供することにある。
【解決手段】容器部４と蓋部５からなる筐体の開口部から取り出されたワイヤハーネス１から筐体の内部に浸水するのを防止する。筐体の開口部において、容器部４に取り付けられたゴム部材２と、蓋部５に取り付けられたスポンジ部材３とを備える。ゴム部材２とスポンジ部材３とにより、ワイヤハーネス１を挟み込むことで、ワイヤハーネス取り出し口を防水する。結束部材１１は、複数のワイヤハーネス１を結束する。ゴム部材２とスポンジ部材３とにより、結束部材１１を挟み込むことで、ワイヤハーネス取り出し口を防水する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤハーネスの防水装置に係り、特に、自動車用のコントロールユニット等に用いるに好適なワイヤハーネスの防水装置に関する。

近年、エンジンルーム内に実装される部品の複雑化によって各部品は密集し、その結果、各部品間での干渉を避けるため、小型化が要求されている。しかしながら、エンジンルーム内では上記の他に、路面からの水はねやボンネットおよびフロントガラスからの雨水の侵入等などの環境にさらされるため、小型化を実施するにあたっての課題は様々である。

小型化の方法としては，おもに内部部品点数の削減および部品サイズの縮小等が挙げられるが、なかでも部品サイズの縮小は、，その機能を確保できなくなる可能性があり、簡単には実施することができない。

一般的にエンジンルーム内に実装される部品としては、コントロールユニットがあるが、これらは電子部品であり、車両内での通信をおもにワイヤハーネスを介して行なっている。その接続方法としてコネクタ接続があるが、コネクタはオス／メス同士を嵌合させるため接続性は良好であるが、小型化するためにはピン数を削減する以外は困難である。

上記のようにサイズが制限されるコントロールユニットに関しては、コネクタを使用せず、ワイヤハーネスをはんだ接合等でコントロール基板に直に接続することで、コントロールユニット全体を簡素化する方法がある。しかしながらこの場合、コントロールユニット外部に取り出したワイヤハーネスから内部へ浸水する恐れがあるため、ワイヤハーネスの取り出し口では、防水性を確保しなければならない。

ここで、コントロールユニット内の制御基板から取り出したワイヤハーネスを防水する方法として、グロメット等で防水する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ワイヤハーネスが複数ある場合の防水装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−９６６４２号公報 特開平８−８８９１９号公報

上述したような従来の一般的な防水装置においては、複数あるワイヤハーネスを一本づつ穴に挿入する必要があることや、別部品であるホルダを設置し、全周を接着剤塗布するなどの工程が増加するという問題があった。特に、これらの問題は、コントロールユニットに接続されるワーヤハーネスの本数が増加した場合、顕著となる。

本発明の目的は、容易に防水性を確保できるワイヤハーネスの防水装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、容器部と蓋部からなる筐体の開口部から取り出されたワイヤハーネスから前記筐体の内部に浸水するのを防止するワイヤハーネスの防水装置であって、前記筐体の前記開口部において、前記容器部に取り付けられた第１の柔軟部材と、前記蓋部に取り付けられた第２の柔軟部材とを備え、前記第１及び第２の柔軟部材により、前記ワイヤハーネスを挟み込むことで、ワイヤハーネス取り出し口を防水するようにしたものである。
かかる構成により、容易に防水性を確保できるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、複数の前記ワイヤハーネスを結束する結束部材を備え、前記第１及び第２の柔軟部材で、前記結束部材を挟み込むことで、ワイヤハーネス取り出し口を防水するようにしたものである。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記結束部材が複数のワイヤハーネスとの間に密着するようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２の柔軟部材は、同種の材料から構成されるものである。

（５）上記（１）において、好ましくは、前記第１の柔軟部材は、前記第２の柔軟部材に比べて硬度が高く、前記第１の柔軟部材により、前記ワイヤハーネスを支持するようにしたものである。

（６）上記（１）において、好ましくは、前記第１の柔軟部材は、ゴム部材からなり、前記第２の柔軟部材は、独立気泡を有するスポンジ部材からなるものである。

本発明によれば、容易に防水性を確保できるものとなる。

以下、図１〜図８を用いて、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の構成について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるワイヤハーネスの防水装置を適用したコントロールユニットの構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置を適用したコントロールユニットの構成を示す分解斜視図である。

本実施形態のコントロールユニットは、ワイヤハーネス１と、ゴム部材２と、スポンジ部材３と、容器部４と、蓋部５と、図示しないがワイヤーハーネス１に接続されたコントロール基板とからなる。容器部４と蓋部５とを組み付けることで、筐体が形成され、コントロールユニットが構成される。

本実施形態の防水装置としては、容器部４と蓋部５との間にそれぞれゴム部材２およびスポンジ部材３を設置し、容器部４と蓋部５とを組付けることで、ゴム部材２およびスポンジ部材３で、ワイヤハーネス１を上下から挟み込むことで防水性を確保する。

以下、各構成部品の詳細について説明する。

ワイヤハーネス１は、コントロール基板と直接接続され、容器部４から取り出される。ワイヤハーネス１は、銅線を、絶縁樹脂等の皮膜で被覆された構成となっている。銅線は、信号線や電力供給線として用いられる。

ワイヤハーネス１は複数本を一直線上に整列して配置し、結束部材１１で一組に結束される。結束部材１１としては、例えば、熱収縮チューブを用いる。熱収縮チューブの中央に、複数のワイヤハーネス１を一直線上に整列して配置した後、加熱することで、熱収縮チューブは、ワイヤハーネス１の表面に沿って収縮し、ワイヤハーネス１の表面の密着する。結束部材１１による結束により、ワイヤハーネス１の組み付けをまとめて作業しやすくなり、作業性が向上する。

ワイヤハーネス１の本数は、一般的には、２０本程度であるが、近年、センサやアクチュエータの数が増えるに従い、４０本程度のものも検討されつつある。

容器部４は、電子部品やコントロール基板を固定する金属筐体であり、内部部品を外部環境から保護する機能を有する。容器部４は、ワイヤハーネス１を屈曲なく外部へ取り出すために、開口部８ａを有している。開口部８ａの縁部には、面取りが施されている。したがって、たとえば組み立て時の際、ワイヤハーネス１が開口部８ａの縁部に接触したとしても、開口部８ａに装着されるゴム部材２を損傷させず、さらにはゴム部材２に接触するワイヤハーネス１の表皮も損傷させないため、長期使用にわたり本来の機能を損なうことがないものである。

蓋部５は、容器部４と同様で、容器部４に格納したコントロール基板を外部環境から保護するためのものである。また蓋部５は、スポンジ部材３をゴム部材２に押し付け、ワイヤハーネス１との密着を保持する機能も併せ持つ。このとき、スポンジ部３と蓋部５との接触面は、スポンジ部３が各ワイヤハーネス１に均等に密着させることが好ましい。

また蓋部５にも、容器部４の開口部８ａと同位置にワイヤハーネス１を取り出すための開口部８ｂを有する。これにより、容器部４の開口部８ａと蓋部５の開口部８ｂとを組み合わせた部分からワイヤハーネス１を取り出す。それ以外の箇所では、容器部４と蓋部５とを組み付け、接着剤等を塗布し硬化させることで防水性を確保する。

ゴム部材２は、容器部４の内部より取り出したワイヤハーネス１を支持する機能を有し、蓋部５により押し付けられた際、ワイヤハーネス１はゴム部材２に支持され屈曲せず、かつ余計な力を受けない構造となっている。またゴム部材２は、ワイヤハーネス１が振動などによって容器部４で磨耗されるのを防いでいる。ゴム部材２は、エンジンルーム内への搭載、およびワイヤハーネス１の支持など考慮すると、たとえばフロロシリコーンといった対環境性に優れた材料で、その硬さは硬度６０の材料を使用することが好ましい。ゴム部材２は、弾性材料であることから、弾性力によって軽微な押し付け力においてもワイヤハーネス１に密着し、且つワイヤハーネス１を固定できる。

さらに、ゴム部材２は、容器部４との組み付け部分に溝部６を有しており、容器部４の開口部８ａの縁へ当該溝部６を嵌め込むことで、コントロールユニット内部にて圧力変動が発生する場合において、ゴム部材２の位置ずれを防止する。またゴム部材２の溝部６の表面には、容器部４の開口部８ａとゴム部材２の溝部６との接触部を覆うリップ形状を有することで、直接被水した際に防滴効果を発揮する。

ゴム部材２におけるワイヤハーネス１の設置箇所には、凹部７を有する。その際、複数あるワイヤハーネス１を数本まとめて凹部７に設置する。このとき、ワイヤハーネス１自身を押し付ける必要はなく、そのかわりに組み付け時、蓋部５およびスポンジ部材３がワイヤハーネス１を押し付ける。したがって、組み付け前に防水性を確保する必要がないため、作業性の向上が期待できる。以上のようにして、ワイヤハーネス１はゴム部材２により位置決めされ、コントロールユニットの外部に取り出される。

スポンジ部材３は、ゴム部材２よりも硬度の低いものを使用する。スポンジ部材３は、蓋部５の取り付け面に粘着剤を有しており、粘着面を蓋部５に接着することで、スポンジ部材３自身が固定される。スポンジ部材３が固定されることにより、たとえばワイヤハーネス１が外部から引張り荷重を受け、位置ずれを起こした際、それに伴って密着しているスポンジ部材３が位置ずれを起こすのを防止し、防水性の低下を防ぐことができる。スポンジ部材３は、蓋部５と容器部４との組付けにより圧縮される。なお、スポンジ部材３はワイヤハーネス１に接する面積によって防水状態が左右されるため、ワイヤハーネス１の軸方向にスポンジ部材３を多く接触させることが好ましい。

スポンジ部材３は、内部に存在する気泡状の空洞が互いに接触していない独立気泡構造を有する部材であり、スポンジ部材３を介在させて気体および液体を透過させることがない。スポンジ部材３は、たとえばシリコーンのような広い温度変化にも対応できる材質が好ましい。またスポンジ部材３は、ワイヤハーネス１の全周に密着できるだけの厚さだけあればよく、たとえば断面積０．３ｍｍ^２のワイヤハーネスの場合、スポンジ部材３の厚さはｔ＝３ｍｍが好ましい。

スポンジ部材３を圧縮すると、内部に存在する空洞が圧縮されるため、スポンジ部材３自身の圧縮率はきわめて高く、スポンジ部材３自身がほぼ厚さゼロにまで圧縮できるという特徴を有する。これより、部品配置空間が狭い場所においても防水性を確保でき、省スペース化を図ることが可能である。また、この圧縮性によりワイヤハーネス１との接触面は密着性も高くなるため、各ワイヤハーネス間およびワイヤハーネス１−スポンジ部材３間で隙間が生じることなく、浸水を防ぐことが可能となる。

なお、ゴム部材２とスポンジ部材３の接触境界部に沿って接着剤を塗布することで、さらに、防水性を向上することができる。

次に、図２及び図３を用いて、本実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の構成を示す正面断面図である。図３は、図２の拡大断面図である。なお、図２，図３において、図１と同一符号は、同一部分を示している。

図２に示すように、ゴム部材２は、容器部４に組み付けられている。ゴム部材２の複数の凹部７には、複数本（図示の例では、４本）ずつ結束部材で結束されたワイヤハーネス１が設置される。ここで、図３（Ａ）に示すように、複数本のワイヤハーネス１は結束部材１１で結束された状態では、結束部材１１がワイヤハーネス１に密着している。これにより、位置決め性が向上するとともに、防水性も確保できる。

その上方には、スポンジ部材３の固定された蓋部５が配置される。この状態の拡大図は、図３（Ａ）に示すとおりである。

図３（Ｂ）に示すように、容器部４に蓋部５を組み付けることで、スポンジ部材３は圧縮し、ワイヤハーネス１の全周に密着する。ワイヤハーネス１とスポンジ部材３とのの接触面は密着性も高くなるため、各ワイヤハーネス間およびワイヤハーネス１−スポンジ部材３間で隙間が生じることなく、浸水を防ぐことが可能となる。

また、本例の構造では、ワイヤハーネス１は結束部材１１で固定されることから、組み付けの際は結束部材１１がよりゴム部材２を押し付けるため、ワイヤハーネス１だけでなく各部品が受ける荷重が分散される。

なお、ワイヤハーネス１の下部にゴム部材２を配置し、上部にスポンジ部材３を配置し、両者でワイヤハーネス１を挟み込む構造としているが、上部の柔軟部材と下部の柔軟部材を同種の材料とすることもできる。例えば、下部及び上部ともゴム部材としてもよく、この際、下部のゴム部材はワイヤハーネス１を支持する働きがあり、一方、上部のゴム部材はワイヤハーネス１と密着する必要があることから、上部のゴム部材を下部のゴム部材よりも軟性のものとする。また、下部及び上部ともスポンジ部材としてもよく、この際、下部のスポンジ部材はワイヤハーネス１を支持する働きがあり、一方、上部のスポンジ部材はワイヤハーネス１と密着する必要があることから、上部のスポンジ部材を下部のスポンジ部材よりも軟性のものとする。

次に、図４〜図８を用いて、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の変形例について説明する。
最初に、図４を用いて、本実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第１の変形例の構成について説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第１の変形例の構成を示す正面断面図である。なお、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の拡大図である。

本例では、ゴム部材２の凹部に、結束部材１１で結束したワイヤハーネス１を２組、上下に組み付けている。

この構成により、ワイヤハーネス１と結束部材１１との密着に加え、各結束間は結束部材１１同士によって密着されるため、水の侵入経路を遮断できる。したがって、結束部材１１とゴム部材２およびスポンジ部材３を組み付けることで防水性を確保する。

次に、図５を用いて、本実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第２の変形例の構成について説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第２の変形例の構成を示す正面断面図である。なお、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の拡大図である。

本例では、図５（Ａ）に示すように、平板９ａで支持されたゴム部材２に、１本のワイヤハーネス１を設置し、次にもう一方の平板９ｂに支持されたスポンジ部材３を設置し、そして、図５（Ｂ）に示すように、スポンジ部材３をワイヤハーネス１の設置面に押し付ける。平板９ａ，９ｂは、たとえば鉄板やアルミ板のように、ワイヤハーネス１を押し付けても変形しない剛性の高い材質が好ましい。

スポンジ部材３は硬度が小さいため、図５（Ｃ）に示すように、組みつけの際、ワイヤハーネス１の周囲に密着するように変形する。また、ワイヤハーネス１がスポンジ部材３の押し付けにより、ワイヤハーネス１がゴム部材２へ押し付けられ、ゴム部材２も変形する。ゴム部材２およびスポンジ部材３の変形は、ワイヤハーネス１の押し付けによるもののため、それぞれの変形形状はワイヤハーネス１自身の形状にしたがう。つまり、ワイヤハーネス１の全周に部品が密着し、結果的に水の侵入経路が遮断され、防水性を確保する。

次に、図６を用いて、本実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第３の変形例の構成について説明する。
図６は、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第３の変形例の構成を示す正面断面図である。

本例は、ワイヤハーネス１を複数とした場合である。複数のワイヤハーネス１をゴム部材２に配置し、スポンジ部材３を押し付けて密着させることで、複数のワイヤハーネス１に関して防水性を確保する。

次に、図７を用いて、本実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第４の変形例の構成について説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第４の変形例の構成を示す正面断面図である。なお、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の拡大図である。

本例は、複数のワイヤハーネス１が連なって配置されている場合である。

ゴム部材２に凹部７を設けるとともに、凹部７に突起部１０を設けている。凹部７に複数のワイヤハーネス１を配置することで、ゴム部材２がワイヤハーネス１を支持できるため、ワイヤハーネス１を確実に位置決めできる。

また、複数のワイヤハーネス１が連なって配置される場合、隣り合うワイヤハーネス同士が接触するため、硬度の大きいゴム部材２がワイヤハーネス１に密着しない可能性がある。そのためゴム部材２にワイヤハーネス１の表面形状と同形状(同心円形状)の突起部１０を設ける。突起部１０により、ゴム部材２が変形していなくてもワイヤハーネス１に密着し、ゴム部材２の変形におけるワイヤハーネス１の密着を補う。また突起部１０を設けることで、ワイヤハーネス１の位置決めが容易となり、作業性の向上が期待できるだけでなく、スポンジ部材３には特に形状が要求されないため、生産性が良い。

また組み付け時、スポンジ部材３を押し付けることで、突起部１０によってワイヤハーネス１とゴム部材２との接触面で密着性が確保される。

次に、図８を用いて、本実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第５の変形例の構成について説明する。
図８は、本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第５の変形例の構成を示す正面断面図である。

本例は、複数のワイヤハーネス１が結束部材１１にて結束された場合である。結束部材１１によってワイヤハーネス１を結束することで配線が容易となり、作業性が向上する。結束部材１１は、たとえば熱収縮性かつ難燃性のあるチューブ状の部材である。

複数のワイヤハーネス１を一直線上に整列して結束部材１１にて結束し、その状態でゴム部材２とスポンジ部材３とでワイヤハーネス１の結束部を挟み込む。これにより、ゴム部材２とスポンジ部材３が結束部材１１に密着し、さらにワイヤハーネス１は結束部材１１によって密着されているため、防水性を確保することができる。またワイヤハーネス１が一直線上に固定されるため、厚さ方向に関して省スペース化され、かつワイヤハーネス１が整列していることから、外部との接続性が良好である。

以上説明したように、本実施形態によれば、従来技術で必要とされた最終工程で塗布する接着剤等を削減でき、材料のコストをおさえることができる。さらに、単純構造とすることで作業工程を減少でき、生産性が向上する。

以上のような防水装置は、容易な方法で防水できるという特徴をもち、防水性を必要とする製品の品質ならびに生産性の向上が期待できる。

本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置を適用したコントロールユニットの構成を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の構成を示す正面断面図である。 図２の拡大断面図である。 本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第１の変形例の構成を示す正面断面図である。 本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第２の変形例の構成を示す正面断面図である。 本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第３の変形例の構成を示す正面断面図である。 本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第４の変形例の構成を示す正面断面図である。 本発明の一実施形態によるワイヤハーネスの防水装置の第５の変形例の構成を示す正面断面図である。

符号の説明

１…ワイヤハーネス
２…ゴム部材
３…スポンジ部材
４…容器部
５…蓋部
６…溝部
７…凹部
８ａ、８ｂ…開口部
９ａ、９ｂ…平板
１０…突起部
１１…結束部材

Claims (6)

1. 容器部と蓋部からなる筐体の開口部から取り出されたワイヤハーネスから前記筐体の内部に浸水するのを防止するワイヤハーネスの防水装置であって、
   前記筐体の前記開口部において、前記容器部に取り付けられた第１の柔軟部材と、前記蓋部に取り付けられた第２の柔軟部材とを備え、
   前記第１及び第２の柔軟部材により、前記ワイヤハーネスを挟み込むことで、ワイヤハーネス取り出し口を防水することを特徴とするワイヤハーネスの防水装置。
2. 請求項１記載のワイヤハーネスの防水装置において、
   複数の前記ワイヤハーネスを結束する結束部材を備え、
   前記第１及び第２の柔軟部材で、前記結束部材を挟み込むことで、ワイヤハーネス取り出し口を防水することを特徴とするワイヤハーネスの防水装置。
3. 請求項２記載のワイヤハーネスの防水装置において、
   前記結束部材が複数のワイヤハーネスとの間に密着することを特徴とするワイヤハーネスの防水装置。
4. 請求項１記載のワイヤハーネスの防水装置において、
   前記第１及び第２の柔軟部材は、同種の材料から構成されることを特徴とするワイヤハーネスの防水装置。
5. 請求項１記載のワイヤハーネスの防水装置において、
   前記第１の柔軟部材は、前記第２の柔軟部材に比べて硬度が高く、
   前記第１の柔軟部材により、前記ワイヤハーネスを支持することを特徴とするワイヤハーネスの防水装置。
6. 請求項１記載のワイヤハーネスの防水装置において、
   前記第１の柔軟部材は、ゴム部材からなり、
   前記第２の柔軟部材は、独立気泡を有するスポンジ部材からなることを特徴とするワイヤハーネスの防水装置。

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