JP2009283341A - 電線スプライス部の防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の型やキャップを用いることなく形成することが可能でサイズの小型化を図ることができ、さらに短時間で形成することができる電線スプライス部の防水構造を提供する。
【解決手段】複数の絶縁被覆電線から露出させた複数の導体を接続して形成された電線スプライス部の防水構造であって、導体の露出部全面および導体の露出部と絶縁被覆部との境界に樹脂層が形成されており、樹脂層は、内層と外層の２層を有し、内層は、導体の露出部全面および導体の露出部と絶縁被覆部との境界を覆っており、外層は、光硬化させた光硬化型樹脂により形成されている電線スプライス部の防水構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線スプライス部の防水構造に関する。さらに詳しくは絶縁性、耐摩耗性、止水性等において信頼性の高い電線スプライス部の防水構造に関する。

従来、自動車に配索するワイヤハーネスにおいて、ワイヤハーネスの電線同士を接続する場合、複数本の電線から露出させた各導体同士を溶接、半田付けあるいは圧着端子により接続して電線スプライス部（以下、単に「スプライス部」ともいう。）を形成している。

このスプライス部に水がかかると導体や圧着端子に腐食が発生する問題があるため、被水領域であるエンジンルーム側などに配索するワイヤハーネスでは、前記接続部に防水構造を設けている。防水処理方法としては、スプライス部をエポキシ樹脂などの熱硬化型樹脂あるいはシリコン樹脂などの湿気硬化型樹脂等の止水材で覆い、硬化させることにより、スプライス部を封止して防水を図っていた。

しかし、上記に示す方法においては、硬化中に樹脂の変形による不具合が発生するおそれがあり、信頼性に優れた防水性能が得られないという問題があった。また、樹脂の硬化速度が遅く完全硬化まで長時間を要するという問題があった。

上記の変形による不具合の発生を防ぐため、専用の型を用いて樹脂を硬化させる方法や図３に示すように外側に樹脂製キャップを装着させてその内側に樹脂を充填する方法が採用されている。図３において、複数の被覆電線５１の端末部で電線被覆部５４を取り除かれた導体５２が、溶接あるいはスリーブ５３により接続されて、端末スプライス部が形成されている。端末スプライス部は樹脂製キャップ５５内に挿入、配置され、樹脂製キャップ５５と端末スプライス部の間には、止水材として樹脂（熱硬化型樹脂あるいは湿気硬化型樹脂）５６が充填されている。

また、硬化を速める手段として、ＵＶ硬化型樹脂の液にスプライス部を浸漬した後引き上げてＵＶ（紫外線）を照射して硬化させて防水構造とする方法が、例えば、特許文献１に提案されている。
特開２００５−３４７１６７号公報

しかし、前記専用の型や樹脂製キャップは、生産効率などの面より、様々な大きさのスプライス部に対応した特定の型やキャップではなく、１種類の型やキャップを数種類の異なる大きさのスプライス部のキャップに兼用させているのが実状であった。そのため、殆どの場合、大きめの型やキャップを使用せざるを得ず防水構造が大きくなる等の問題があった。

また、特許文献１に記載の方法では、硬化時間は短縮できるものの、複数本の導体間等の細い隙間にまで樹脂を浸透させるために低粘度の樹脂を用いざるを得ず、このためスプライス部を樹脂に浸漬後引き上げたときに重力により多くの樹脂が脱離したり下方に偏ってしまい、樹脂の付着厚において必要な厚さが得られなかったり、ばらつきが大きくなる等の問題があるため樹脂キャップの装着が不可欠であり、防水構造のサイズの小型化を図る点においては有効ではない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、専用の型やキャップを用いることなく形成することが可能でサイズの小型化を図ることができ、短時間で形成することができる電線スプライス部の防水構造を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記の課題に鑑み、鋭意研究の結果、以下の各請求項に記載の発明により、上記課題が解決されることを見出した。

請求項１に記載の発明は、
複数の絶縁被覆電線から露出させた複数の導体を接続して形成された電線スプライス部の防水構造であって、
前記導体の露出部全面および前記露出部と前記絶縁被覆電線の絶縁被覆部との境界に樹脂層が形成されており、
前記樹脂層は、内層と外層の２層を有し、
前記内層は、前記露出部全面および前記露出部と前記絶縁被覆部との境界を覆っており、
前記外層は、光硬化させた光硬化型樹脂により形成されている
ことを特徴とする電線スプライス部の防水構造である。

請求項１の発明においては、防水構造の樹脂層の内層が導体の露出部全面および露出部と電線の絶縁被覆部との境界に形成されているため、防水性に優れ、また樹脂層が内層と外層の２層を有しており、内層が外層によって磨耗や衝撃から保護されるため、高い信頼性を有し、専用の型やキャップを用いないため、各種のスプライス部の大きさに応じて小型化を図ることでき、さらに外層が光硬化型樹脂であるため短時間で形成することができる電線スプライス部の防水構造を提供することができる。

即ち、請求項１の防水構造は前記内層が導体の露出部全面および露出部と電線の絶縁被覆部との境界にまで形成されているため防水性に優れる。

また、前記樹脂層を内層と外層の２層としており、内層は光硬化させた光硬化型樹脂からなる外層によって磨耗や衝撃から保護されるため、高い信頼性を有する。

さらに、内層の形成に際して複数本の導体間の細い隙間にまで樹脂を浸透させるために低粘度の樹脂を用いたことにより内層に付着厚のばらつきが生じたとしても外層を形成させるため、内層の付着厚のばらつきを補うことができる。即ち、複数の導体間等の細い隙間は内層によって埋められているため、外層の形成には低粘度の樹脂を用いる必要はなく、重力によって容易に脱離したり下方に偏ることがない粘度を有する樹脂を用いることができる。このため、外層によって内層の付着厚のばらつきを補うと共に、専用の型やキャップを用いることなく必要な付着厚を有する樹脂層を形成することができ、各種のスプライス部の大きさに応じて防水構造の小型化を図ることができる。

また、内層は外層によって保護されるため、必ずしも硬化を必要とする樹脂を用いる必要はない。そして、硬化させることを条件としている外層が光硬化型樹脂であるため樹脂の硬化速度が速く、スプライス部の防水構造を短時間で形成することができる。また、硬化速度が速いため、硬化中の樹脂の変形を抑制することができ、樹脂層の付着厚のばらつきが小さいスプライス部の防水構造を提供することができる。

さらに、内層と外層に特性の異なる樹脂を組み合わせて用いることにより、１層では困難である絶縁性、耐摩耗性、耐衝撃性、止水性等の複数の要求項目に対して充分な機能を有するスプライス部の防水構造を提供することができる。

具体的には、例えば内層には、導体や絶縁被覆部との接着性や靱性に優れ、曲げ等の応力が加えられても導体や絶縁被覆部と容易に剥離しないように適度の伸びを有する樹脂を用いて止水性を確保すると共に、外層には耐摩耗性や耐衝撃性および絶縁被覆部との接着性に優れる樹脂を用いることにより止水性を一層高め、優れた機能を有するスプライス部の防水構造を提供することができる。

なお、内層を形成させる樹脂としては、具体的にはウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の樹脂であって、２５℃における粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下の樹脂を好ましく用いることができる。また、内層の平均付着厚は０．１〜０．５ｍｍ程度が好ましい。

また、外層を形成させる光硬化型樹脂としては、具体的にはウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の光硬化型樹脂であって、２５℃における粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下の樹脂を好ましく用いることができる。また、外層の平均付着厚は０．１〜２ｍｍ程度が好ましい。

請求項２に記載の発明は、
前記外層は、前記内層の全面を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の電線スプライス部の防水構造である。

前記のように内層は、導体の露出部全面および前記露出部と前記絶縁被覆部との境界を覆っている。請求項２の発明においては、さらに外層が前記内層の全面を覆っているため、より確実に防水することができる。このため、絶縁性、耐摩耗性、耐外傷性により優れたスプライス部の防水構造を提供することができる。

請求項３に記載の発明は、
前記外層と前記絶縁被覆部との接着力が、１Ｎ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電線スプライス部の防水構造である。

請求項３の発明においては、外層を形成する樹脂と絶縁被覆部を形成する樹脂との接着力が１Ｎ／ｃｍ以上であるため、スプライス部に曲げなどの応力が掛かった場合でも、外層が絶縁被覆部から剥離することがなく、水が外層の内部に滲み込むことを防ぐことができる。

請求項４に記載の発明は、
前記外層の光硬化型樹脂の光硬化後の引張弾性率が、１００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電線スプライス部の防水構造である。

本請求項４の発明においては、外層の引張弾性率が充分に大きい１００ＭＰａ以上でるため、スプライス部が外部部品やその他構造物から衝撃を受けても外層が破壊されることなく内部を保護することができるため、耐衝撃性に優れたスプライス部の防水構造を提供することができる。

請求項５に記載の発明は、
前記外層の厚さが、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電線スプライス部の防水構造である。

本請求項の発明においては、外層の厚さを０．３ｍｍ以上としているため、磨耗や外傷から内部を充分に保護することができ、耐摩耗性、耐外傷性の優れたスプライス部の防水構造を提供することができる。

請求項６に記載の発明は、
前記内層は、光硬化させた光硬化型樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電線スプライス部の防水構造

請求項６の発明においては、外層のみならず、内層も光硬化させた光硬化型樹脂により形成しているため、内層と外層とのなじみが良く両層の密着力が大きいため、より防水機能に優れたスプライス部の防水構造を提供することができる。

なお、内層の形成に用いる光硬化型樹脂の硬化物が耐磨耗性、耐衝撃性などにも優れている場合には、内層、外層の双方を同じ光硬化型樹脂を用いて形成させてもよい。同じ光硬化型樹脂を用いることにより、内層と外層の密着性をより向上させることができる。また効率的な作業が可能となり、コストの上昇を抑制することができる。また、要求される特性に応じて、外層と内層との間に、中間層を形成させても良い。

請求項７に記載の発明は、
前記内層の光硬化させた光硬化型樹脂の伸びが、３０％以上であることを特徴とする請求項６に記載の電線スプライス部の防水構造である。

請求項７の発明においては、内層を形成させる光硬化させた光硬化型樹脂の伸びが、３０％以上と大きいためスプライス部に曲げや引張等の応力が加わっても内層が導体から剥離し難いスプライス部の防水構造を提供することができる。

光硬化させた光硬化型樹脂の伸びが３０％以上である光硬化型の樹脂としては例えばウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の光硬化型樹脂を好ましく用いることができる。

なお、本願発明でいう伸びとは、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１により測定される伸びをいう。

請求項８に記載の発明は、
前記内層の光硬化型樹脂の光硬化前の２５℃における粘度が、５００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電線スプライス部の防水構造である。

本請求項の発明においては、内層の光硬化型樹脂の光硬化前の２５℃における粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下であるため、樹脂が容易に導体周囲に充分に回り込んで隙間なく充填されるため、内層による止水性がより優れる。

請求項９に記載の発明は、
前記内層と前記導体との接着力が、０．１Ｎ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の電線スプライス部の防水構造である。

本請求項の発明においては、内層を形成する樹脂と導体との接着力が０．１Ｎ／ｃｍ以上であるため、スプライス部に曲げなどの応力が掛かった場合でも、内層が導体から剥離することがなく、内層と導体の間にまで水が滲み込むことを防ぐことができる。

本発明により、防水性に優れ、耐摩耗性や耐衝撃性において高い信頼性を有し、各種のスプライス部の大きさに応じて小型化を図ることでき、短時間で形成することができる電線スプライス部の防水構造を提供することができる。

以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

本実施の形態は、端末スプライス部の防水構造に関する実施の形態であって、内層、外層ともに光硬化型樹脂の１種であるＵＶ硬化型樹脂を用いて２層からなる樹脂層を形成した例である。

（１）端末スプライス部
最初に電線の端末スプライス部について説明する。図２は本実施の形態における電線の端末スプライス部を示す図である。まず、図２に示すように、複数の絶縁被覆電線１の端末部の導体２を溶接、あるいはスリーブ３により接続し、端末スプライス部５を形成させる。なお４はポリ塩化ビニルの絶縁材料からなる絶縁被覆部である。

（２）スプライス部の防水構造
次に、端末スプライス部に形成した防水構造について説明する。
イ．防水構造
図１は、本実施の形態に係るスプライス部の防水構造を示す図である。図１に示すように、内層６は導体２、スリーブ３の全面および導体２と絶縁被覆部４の境界を覆うように形成され内層６の上端部分は絶縁被覆部４に接着されている。また、外層７は内層６の全面を覆いその上端は内層６の上端より上に位置し、絶縁被覆部４に接着されている。

ロ．防水構造の形成
次に防水構造の形成について説明する。
ａ．内層の形成
端末スプライス部を硬化前における２５℃における粘度が３００ｍＰａ・ｓのウレタンアクリレート樹脂に浸漬し、導体２、スリーブ３の全面および導体２と絶縁被覆部４の境界を覆うように樹脂を塗布した。その後、端末スプライス部の全面にＵＶが照射できるように端末スプライス部を回転させながら硬化に必要な所定量のＵＶを照射し、樹脂を光硬化させ、平均厚さが約０．２ｍｍの内層を形成した。

ｂ．外層の形成
次に、内層を形成した端末スプライス部を硬化前の２５℃における粘度が６００ｍＰａ・ｓのウレタンアクリレート樹脂に浸漬し、内層６の全面を覆うように樹脂を塗布した。その後、端末スプライス部の全面にＵＶが照射できるように端末スプライス部を回転させながら硬化に必要な所定量のＵＶを照射し、樹脂を光硬化させ、平均厚さが約０．３ｍｍの外層を形成した。

なお、本実施の形態においては、スプライス部５の長さが１５ｍｍ、幅が５ｍｍであるのに対して防水構造の長さは２０ｍｍ、幅は６ｍｍであり、従来の樹脂製キャップを装着した防水構造に比べて長さ、幅共に小型化を図ることができた。さらに、防水性、耐摩耗性、耐衝撃性について評価試験を行った結果、いずれの性能においても優れた性能を有していることが確認された。

本実施の形態に係るスプライス部の防水構造は、樹脂層を内層と外層の２層とし、内層をスリーブ３の全面および導体２と絶縁被覆部４の境界を覆うように形成し、さらに外層を内層の全面を覆うように形成しているため防水性に優れる。また内層が外層によって保護されているため、高い信頼性を有し、専用の型やキャップを用いないため、各種のスプライス部の大きさに応じて小型化を図ることでき、さらに硬化させた内層および外層が共に光硬化型樹脂であるため、両層の密着性がよく、また短時間で形成することができる。

本発明の一実施形態に係る電線スプライス部の防水構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電線スプライス部を示す図である。 従来の電線スプライス部の防水構造を示す図である。

符号の説明

１ 絶縁被覆電線
２ 導体
３ スリーブ
４ 電線被覆部
５ 電線スプライス部
６ 内層
７ 外層
５１ 被覆電線
５２ 導体
５３ スリーブ
５４ 電線被覆部
５５ 樹脂製キャップ
５６ 止水材
５７ 上部空間

Claims (9)

1. 複数の絶縁被覆電線から露出させた複数の導体を接続して形成された電線スプライス部の防水構造であって、
   前記導体の露出部全面および前記露出部と前記絶縁被覆電線の絶縁被覆部との境界に樹脂層が形成されており、
   前記樹脂層は、内層と外層の２層を有し、
   前記内層は、前記露出部全面および前記露出部と前記絶縁被覆部との境界を覆っており、
   前記外層は、光硬化させた光硬化型樹脂により形成されている
   ことを特徴とする電線スプライス部の防水構造。
2. 前記外層は、前記内層の全面を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の電線スプライス部の防水構造。
3. 前記外層と前記絶縁被覆部との接着力が、１Ｎ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電線スプライス部の防水構造。
4. 前記外層の光硬化させた光硬化型樹脂の引張弾性率が、１００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電線スプライス部の防水構造。
5. 前記外層の厚さが、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電線スプライス部の防水構造。
6. 前記内層は、光硬化させた光硬化型樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電線スプライス部の防水構造。
7. 前記内層の光硬化させた光硬化型樹脂の伸びが、３０％以上であることを特徴とする請求項６に記載の電線スプライス部の防水構造。
8. 前記内層の光硬化型樹脂の光硬化前の２５℃における粘度が、５００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電線スプライス部の防水構造。
9. 前記内層と前記導体との接着力が、０．１Ｎ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の電線スプライス部の防水構造。

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