JP2012009320A - ワイヤハーネス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流動性を有する止水剤を使用することなくワイヤハーネスにおける末端部分の防水を実現し、これにより、ワイヤハーネスの製造における安全対策及び工程のさらなる簡素化、並びにさらなる低コスト化に寄与すること。
【解決手段】ワイヤハーネス１の末端防水部５は、電線束端部６を内包し、収縮した後の熱収縮チューブ１０と、それに内包された電線束端部６以外の唯一の内包物であり、熱収縮チューブ１０内において裸線部分７，８を覆って充填された単一の熱硬化性樹脂の硬化物２０とを備える。単一の熱硬化性樹脂の硬化物２０は、電線束端部６及び熱硬化性樹脂の固形物のみを内包する熱収縮チューブを外側から加熱することにより、熱収縮チューブを収縮させ、熱硬化性樹脂の固形物を溶融させ、溶融した熱硬化性樹脂を熱収縮チューブ内における裸線部分７，８を覆う領域に充満させた後に硬化させることにより形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線束の端部を覆う末端防水部を備えたワイヤハーネス及びそのワイヤハーネスの製造方法に関する。

一般に、自動車に代表される車両に搭載されるワイヤハーネスにおいて、複数の電線が電気的に接続される場合、電線束の端部における複数の裸線の末端が、溶接によって１つの接合部に接合される。以下、その接合部のことを、末端スプライス部と称する。また、電線束の端部における複数の裸線及び末端スプライス部からなる部分のことを接合裸線部と称する。

末端スプライス部は、例えば、複数の電装機器のグランド端子各々に接続される複数の電線の末端と、車両の金属フレーム部に接続される１本の電線の末端とが電気的に接続される場合などに採用される。また、ワイヤハーネスの接合裸線部は、防水処理が施される。以下、ワイヤハーネスの接合裸線部を含む端部における防水処理が施された部分のことを末端防水部と称する。

ワイヤハーネスにおける従来の末端防水部は、例えば、特許文献１に示されている。図９は、特許文献１に示される末端防水部に相当する従来のワイヤハーネス１００の末端防水部５００の断面図である。また、図１０は、従来の末端防水部５００の製法における加熱工程を示す図である。

特許文献１に示される従来の末端防水部５００は、以下の手順により実現される。即ち、まず、図１０に示されるように、流動性を有する止水剤２３と複数の電線９の束の端部６とが、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａとその熱収縮チューブ１０Ａの一端の開口を閉じる栓３０とからなるキャップ内に入れられる。次に、図１０に示されるように、キャップが外側から加熱され、これにより、熱収縮チューブ１０Ａが収縮するとともに、流動性を有する止水剤２３が、収縮した熱収縮チューブ１０内の隙間に充満しつつ硬化する。

その結果、図９に示されるように、絶縁被覆の端部９１と複数の裸線８と末端スプライス部７とを含む電線束の端部６と、裸線８及び末端スプライス部７を覆う止水剤の硬化物２２と、栓３０とが、加熱されることによって収縮した後の熱収縮チューブ１０内に内包された構造を有する従来の末端防水部５００が実現される。特許文献１に示される技術は、熱収縮チューブ１０の収縮作用により、外径が細い末端防水部５００を実現することができる。

特開２００６−８１３１９号公報

しかしながら、特許文献１に示される末端防水部は、流動性を有する止水剤の使用が必要であるため、従来のワイヤハーネスの製造工程のさらなる改善に対する各種の阻害要因を含んでいる。例えば、ワイヤハーネスの製造現場において、液状の止水剤の漏出を考慮した各種の安全対策が必要となる。また、ワイヤハーネスの製造現場において、液状の止水剤を一定量ずつ供給するために高価なディスペンサが必要となる。さらに、熱収縮チューブに対し、一端の開口を栓で閉じる加工を加えるための工数及びコストが必要となる。これらの事項は、ワイヤハーネスの製造において、安全対策及び工程のさらなる簡素化、並びにさらなる低コスト化を阻害する要因となる。

本発明は、流動性を有する止水剤を使用することなくワイヤハーネスにおける末端部分の防水を実現し、これにより、ワイヤハーネスの製造における安全対策及び工程のさらなる簡素化、並びにさらなる低コスト化に寄与することを目的とする。

本発明に係るワイヤハーネスは、電線束と、末端防水部とを備える。末端防水部は、電線束の端部における複数の裸線及びその複数の裸線の末端が接合された接合部からなる接合裸線部を含む電線束端部を覆う部分である。さらに、本発明に係るワイヤハーネスにおける末端防水部は、以下に示す各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、電線束端部を内包し、加熱されることによって収縮した後の熱収縮チューブである。
（２）第２の構成要素は、熱収縮チューブに内包された電線束端部以外の唯一の内包物であり、熱収縮チューブ内において接合裸線部を覆って充填された単一の熱硬化性樹脂の硬化物である。

また、本発明に係るワイヤハーネスにおいて、熱収縮チューブは、電線束端部の周囲を覆う大径筒部と電線束端部よりも末端側に位置して大径筒部よりも内径が小さい部分である小径筒部とが形成されていることが考えられる。この場合、単一の熱硬化性樹脂の硬化物は、熱収縮チューブ内における少なくとも大径筒部の接合裸線部の周囲から小径筒部の一部までに渡る領域に充填されている。

また、本発明に係るワイヤハーネスは、以下に示される各工程により製造される。
（１）第１の工程は、第１の端から所定の範囲を占める大径筒部と第２の端から所定の範囲を占め前記大径筒部よりも内径が小さい小径筒部とが形成された収縮前の熱収縮チューブにおける大径筒部内に、電線束端部と熱硬化性樹脂の固形物とを挿入する挿入工程である。
（２）第２の工程は、電線束端部及び熱硬化性樹脂の固形物のみを内包する熱収縮チューブを外側から加熱することにより、熱収縮チューブを収縮させるとともに、熱硬化性樹脂の固形物を溶融させ、溶融した熱硬化性樹脂を熱収縮チューブ内における接合裸線部を覆う領域に充満させた後に、溶融した熱硬化性樹脂を硬化させる加熱工程である。

本発明によれば、熱硬化性樹脂の固形物を使用し、流動性を有する止水剤を使用することなく、さらに、熱収縮チューブに対して開口を栓で閉じる加工を加えることなく、ワイヤハーネスにおける端部の裸線部分の防水を実現することができる。その結果、流動性を有する止水剤を取り扱うために必要となる各種の安全対策及び工程が簡素化される。さらに、ディスペンサ及び熱収縮チューブの開口を閉じる加工が不要となり、ワイヤハーネスの製造コストを低減できる。

本発明の実施形態に係るワイヤハーネス１における末端防水部の断面図である。 ワイヤハーネス１の末端防水部の第１の製法における固形止水剤の投入工程を示す図である。 ワイヤハーネス１の末端防水部の第１の製法における電線束の挿入工程を示す図である。 ワイヤハーネス１の末端防水部の第１の製法における加熱工程を示す図である。 筒状の固形止水剤の斜視図である。 ワイヤハーネス１の末端防水部の第２の製法における固形止水剤の取付工程を示す図である。 ワイヤハーネス１の末端防水部の第２の製法における電線束の挿入工程を示す図である。 ワイヤハーネス１の末端防水部の第２の製法における加熱工程を示す図である。 従来のワイヤハーネス１００の末端防水部の断面図である。 従来のワイヤハーネス１００の末端防水部の製法における加熱工程を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。

まず、図１を参照しつつ、本発明の実施形態に係るワイヤハーネス１における末端防水部５の構成について説明する。図１に示されるように、ワイヤハーネス１は、複数の電線９からなる電線束と、その電線束の端部における末端防水部５とを備える。末端防水部５は、電線束の端部における複数の裸線８と、それら複数の裸線８の末端が接合された末端スプライス部７と、絶縁被覆の端部９１とを含む電線束端部６を覆う構成を備えている。以下、電線束の端部における複数の裸線８と、それら複数の裸線８の末端が接合された末端スプライス部７とを合わせて接合裸線部７，８と称する。

より具体的には、末端防水部５は、収縮後の熱収縮チューブ１０と硬化後止水剤２０とを備える。収縮後の熱収縮チューブ１０は、電線束端部６を内包し、加熱されることによって収縮した後の熱収縮チューブである。また、硬化後止水剤２０は、収縮後の熱収縮チューブ１０内において、接合裸線部７，８を覆って充填された単一の熱硬化性樹脂の硬化物である。単一の熱硬化性樹脂の硬化物とは、成分の異なる２種類以上の熱硬化性樹脂の硬化物が混在しておらず、同種の成分の熱硬化性樹脂の硬化物のみにより構成された物であることを意味する。また、硬化後止水剤２０は、収縮後の熱収縮チューブ１０に内包された電線束端部６以外の唯一の内包物である。即ち、末端防水部５は、図９に示される従来の末端防水部５００と比較し、収縮後の熱収縮チューブ１０内に電線束端部６及び硬化後止水剤２０以外の栓などの物質が存在しない点において異なっている。

また、収縮後の熱収縮チューブ１０は、その末端側の一方の端１１から数ミリメートル程度の範囲を占める部分である小径筒部１３と、他方の端１２から数十ミリメートル程度の範囲を占める部分である大径筒部１４とが形成されている。大径筒部１４は、電線束端部６の周囲を覆う部分である。一方、小径筒部１３は、電線束端部６よりも末端側に位置して大径筒部１４よりも内径が小さい部分である。そして、単一の熱硬化性樹脂の硬化物である硬化後止水剤２０は、収縮後の熱収縮チューブ１０内における少なくとも大径筒部１４の接合裸線部７，８の周囲から小径筒部１３の一部までに渡る領域に充填されている。図１に示される例では、硬化後止水剤２０は、収縮後の熱収縮チューブ１０内における絶縁被覆の端部９１の一部から小径筒部１３の一部までに渡る領域に充填されている。

図１に示される末端防水部５は、収縮後の熱収縮チューブ１０内に充填された硬化後止水剤２０によって接合裸線部７，８が密封されているため、接合裸線部７，８は、雨滴及び結露などによる水分との接触が防がれる。また、収縮後の熱収縮チューブ１０は、電線束端部６における絶縁被覆の端部９１にほぼ密着した状態まで収縮しているため、外径が細い末端防水部５を実現することができる。その結果、末端防水部５を狭いスペースに配置することが可能となる。

＜＜末端防水部５の第１の製法＞＞
次に、図２〜図４を参照しつつ、ワイヤハーネス１の末端防水部５の第１の製法について説明する。なお、図２〜図４は、第１の製法における固形止水剤の投入工程、電線束の挿入工程及び加熱工程が模式的に示された図である。末端防水部５の第１の製法は、以下の手順により実現される。

＜固形止水剤の投入工程＞
まず、図２に示されるように、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａ内に固形止水剤２１を投入する工程が実行される。収縮前の熱収縮チューブ１０Ａは、一方の端１１から数ミリメートル程度の範囲を占める部分である小径筒部１３と、他方の端１２から数十ミリメートル程度の範囲を占める部分である大径筒部１４とが形成されている。

熱収縮チューブ１０Ａは、例えば、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、塩素系樹脂又は熱可塑性エラストマーなどの熱収縮性の筒状部材である。特に、熱収縮チューブ１０Ａとして、電子線架橋の処理が施されたポリオレフィンからなるチューブが採用されれば好適である。図２に示されるように、末端防水部５に採用される収縮前の熱収縮チューブ１０Ａは、両端１１，１２のいずれについても、栓などによって開口を閉鎖する加工は施されていない。

また、固形止水剤２１は、熱硬化性樹脂の固形物であり、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂又はユリア樹脂などの熱硬化性樹脂の粉末が押し固められることによって成形された固形物である。固形止水剤２１を構成する熱硬化性樹脂としては、加工性及び加熱により溶融したときの流動性に優れたエポキシ樹脂が採用されることが好適である。

また、固形止水剤２１の外形は、小径筒部１３の内径よりも大きな幅、かつ、大径筒部１４の内径よりも小さな幅で形成されている。固形止水剤の投入工程では、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａが、大径筒部１４側の端１２が上方となるように保持され、固形止水剤２１は、大径筒部１４側の端１２の開口から収縮前の熱収縮チューブ１０Ａの大径筒部１４内へ投入される。これにより、固形止水剤２１は大径筒部１４内に留まる。固形止水剤２１の外形は、円柱状又は四角柱状など、各種の形状であることが考えられる。図２に示される固形止水剤２１は、円柱における底面の角部が面取りされた形状を有している。

＜電線束の挿入工程＞
次に、図３に示されるように、固形止水剤２１が投入された大径筒部１４内に、電線束端部６を挿入する工程が実行される。これにより、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａは、電線束端部６と単一の組成の熱硬化性樹脂からなる固形止水剤２１とのみを内包する状態となる。なお、固形止水剤の投入工程及び電線束の挿入工程は、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａの大径筒部１４内に、電線束端部６と固形止水剤２１（熱硬化性樹脂の固形物）とを挿入する挿入工程の一例である。

また、電線束の挿入工程において、電線束端部６の先端、即ち、末端スプライス部７の先端が、固形止水剤２１に当接する位置まで挿入されることが考えられる。また、固形止水剤２１の中央部に、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａ内に挿入された電線束端部６の先端が嵌り込む窪みが形成されることも考えられる。これらにより、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａ内における固形止水剤２１及び電線束端部６の位置が安定し、末端防水部５の品質が安定する。

＜加熱工程＞
最後に、電線束端部６及び固形止水剤２１のみを内包する収縮前の熱収縮チューブ１０Ａを外側からヒータ５０によって加熱する工程が実行される。この加熱工程は、加熱により、熱収縮チューブ１０Ａを収縮させるとともに、固形止水剤２１を溶融させ、溶融した止水剤（熱硬化性樹脂）を熱収縮チューブ１０Ａ内における接合裸線部７，８を覆う領域に充満させた後に、溶融した止水剤を硬化させる工程である。

ヒータ５０は、熱収縮チューブ１０Ａの収縮温度以上、かつ、固形止水剤２１の溶融温度以上の温度での加熱を行う。また、加熱のパワーを位置ごとに調節可能なヒータ５０を用いることにより、熱収縮チューブ１０Ａにおける固形止水剤２１の周囲の位置を、それ以外の位置よりも高い温度で加熱することも考えられる。このような加熱は、固形止水剤２１の溶融温度が、熱収縮チューブ１０Ａの収縮温度よりも高い場合に有効である。

上記の加熱工程により、溶融した液状の止水剤は、毛細管現象により、収縮した熱収縮チューブ１０内の狭い隙間を満たしつつ上昇する。また、溶融した液状の止水剤は、毛細管現象による上方への吸引力により、熱収縮チューブ１０の下部の小径筒部１３の開口から漏れ出さず、液位は小径筒部１３内で保持される。その結果、溶融した液状の止水剤は、図１に示されるように、収縮後の熱収縮チューブ１０内における絶縁被覆の端部９１の一部から小径筒部１３の一部までに渡る領域に充填された硬化後止水剤２０へ変化する。

以上に示された第１の製法においては、熱硬化性樹脂の固形物である固形止水剤２１が使用され、流動性を有する止水剤を使用することなく、さらに、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａに対して開口を栓で閉じる加工を加えることなく、ワイヤハーネス１における接合裸線部７，８の防水を実現することができる。その結果、流動性を有する止水剤を取り扱うために必要となる各種の安全対策及び工程が簡素化される。

例えば、液状の止水剤の保管場所及び搬送器具などにおいて、止水剤の漏出防止機構を設けるなどの特別な安全対策は不要である。また、ワイヤハーネス１の製造現場において、液状の止水剤を一定量ずつ供給するディスペンサ及びそのディスペンサによる止水剤の供給工程は不要である。さらに、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａの開口を閉じる加工も不要である。そのため、ワイヤハーネス１の製造コストを低減できる。

＜＜末端防水部５の第２の製法＞＞
次に、図５〜図８を参照しつつ、ワイヤハーネス１の末端防水部５の第２の製法について説明する。なお、図５は、第２の製法に用いられる固形止水剤２１の一例の斜視図である。また、図６〜図８は、第２の製法における固形止水剤の取付工程、電線束の挿入工程及び加熱工程が模式的に示された図である。

末端防水部５の第２の製法においては、図５に示されるような孔２１１が形成された熱硬化性樹脂の固形物である筒状の固形止水剤２１が用いられる。固形止水剤２１に形成された孔２１１は、電線束端部６が通される孔である。末端防水部５の第２の製法は、以下の手順により実現される。

＜固形止水剤の取付工程＞
まず、図６に示されるように、筒状の固形止水剤２１の孔２１１に電線束端部６を通すことにより電線束端部６に固形止水剤２１を取り付ける工程が実行される。固形止水剤の取付工程により、固形止水剤２１は、電線束端部６における予め定められた位置に保持される。なお、第１の製法及び第２の製法各々において、固形止水剤２１の材質は同じである。

＜電線束の挿入工程＞
次に、図７に示されるように、固形止水剤２１が取り付けられた電線束端部６を、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａの大径筒部１４内に挿入する工程が実行される。これにより、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａは、電線束端部６と単一の組成の熱硬化性樹脂からなる固形止水剤２１とのみを内包する状態となる。また、第２の製法においては、固形止水剤２１が、電線束端部６における予め定められた位置に取り付けられた状態で、電線束端部６が収縮前の熱収縮チューブ１０Ａ内に挿入される。そのため、固形止水剤２１と電線束端部６との位置が安定し、末端防水部５の品質が安定する。

この第２の製法に用いられる収縮前の熱収縮チューブ１０Ａは、第１製法において用いられる収縮前の熱収縮チューブ１０Ａと同じものである。また、この第２の製法においても、固形止水剤２１が取り付けられた電線束端部６は、大径筒部１４側の端１２の開口から収縮前の熱収縮チューブ１０Ａの大径筒部１４内へ挿入される。また、第２の製法においては、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａは、大径筒部１４側の端１２が上方となるように保持される場合と、大径筒部１４側の端１２が下方となるように保持される場合とが考えられる。なお、第２の製法において、固形止水剤の取付工程及び電線束の挿入工程は、収縮前の熱収縮チューブ１０Ａの大径筒部１４内に、電線束端部６と固形止水剤２１（熱硬化性樹脂の固形物）とを挿入する挿入工程の一例である。

＜加熱工程＞
最後に、電線束端部６及び固形止水剤２１のみを内包する収縮前の熱収縮チューブ１０Ａを外側からヒータ５０によって加熱する工程が実行される。この第２の製法における加熱工程は、第１の製法における加熱工程（図４）と比較して、加熱開始時点での熱収縮チューブ１０Ａ内における電線束端部６と固形止水剤２１との位置関係が異なるのみである。従って、図８に示される加熱工程により、熱収縮チューブ１０Ａが収縮し、固形止水剤２１が溶融し、溶融した止水剤（熱硬化性樹脂）が熱収縮チューブ１０Ａ内における接合裸線部７，８を覆う領域に充満し、その後、溶融した止水剤が硬化する。

以上に示した第２の製法によっても、第１の製法が採用された場合と同様に、図１に示されるワイヤハーネス１の末端防水部５が製造される。また、第２の製法によっても、第１の製法と同様の作用及び効果が得られる。

１ ワイヤハーネス
５ 末端防水部
６ 電線束端部
７ 末端スプライス部（接合裸線部）
８ 裸線（接合裸線部）
９ 電線
１０ 収縮後の熱収縮チューブ
１０Ａ 収縮前の熱収縮チューブ
１３ 小径筒部
１４ 大径筒部
２０ 硬化後止水剤
２１ 固形止水剤
５０ ヒータ
９１ 絶縁被覆の端部
２１１ 孔

Claims (3)

1. 電線束と、該電線束の端部における複数の裸線及び該複数の裸線の末端が接合された接合部からなる接合裸線部を含む電線束端部を覆う末端防水部と、を備えたワイヤハーネスであって、
   前記末端防水部は、
   前記電線束端部を内包し、加熱されることによって収縮した後の熱収縮チューブと、
   前記熱収縮チューブに内包された前記電線束端部以外の唯一の内包物であり、前記熱収縮チューブ内において前記接合裸線部を覆って充填された単一の熱硬化性樹脂の硬化物と、を備えることを特徴とするワイヤハーネス。
2. 前記熱収縮チューブは、前記電線束端部の周囲を覆う大径筒部と前記電線束端部よりも末端側に位置して前記大径筒部よりも内径が小さい部分である小径筒部とが形成されており、
   前記単一の熱硬化性樹脂の硬化物は、前記熱収縮チューブ内における少なくとも前記大径筒部の前記接合裸線部の周囲から前記小径筒部の一部までに渡る領域に充填されている、請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 電線束と、該電線束の端部における複数の裸線及び該複数の裸線の末端が接合された接合部からなる接合裸線部を含む電線束端部を覆う末端防水部と、を備えたワイヤハーネスの製造方法であって、
   第１の端から所定の範囲を占める大径筒部と第２の端から所定の範囲を占め前記大径筒部よりも内径が小さい小径筒部とが形成された収縮前の熱収縮チューブにおける前記大径筒部内に、前記電線束端部と熱硬化性樹脂の固形物とを挿入する挿入工程と、
   前記電線束端部及び熱硬化性樹脂の固形物のみを内包する前記熱収縮チューブを外側から加熱することにより、前記熱収縮チューブを収縮させるとともに、前記熱硬化性樹脂の固形物を溶融させ、溶融した前記熱硬化性樹脂を前記熱収縮チューブ内における前記接合裸線部を覆う領域に充満させた後に、溶融した熱硬化性樹脂を硬化させる加熱工程と、を有することを特徴とするワイヤハーネスの製造方法。

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