JP2015220161A - コネクタ付ワイヤハーネスの防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタ自体の大型化を伴うことなく、簡便に接続端子との接続部分の防水を図ることができる、新規なコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造を提案すること。【解決手段】ワイヤハーネスを構成する複数の電線１８の電線端末に接続された接続端子２８が、コネクタ１０内に設けられた複数のキャビティ２２にそれぞれ収容保持されており、複数の電線１８がコネクタ１０の後方側キャビティ開口部１４から外方に突出しているコネクタ付ワイヤハーネス１２の防水構造であって、後方側キャビティ開口部１４において、複数の電線１８のうち少なくとも１つの電線１８と少なくとも１つの電線１８を収容保持するキャビティ２２との隙間に吸水性ポリマー１６が配設されているようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電線からなるワイヤハーネスの端末にコネクタが設けられたコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造に関するものである。

従来から、自動車の電装系に用いられるワイヤハーネスの端末部には、ワイヤハーネスを構成する複数の電線端末に接続された接続端子を内部のキャビティに収容保持したコネクタが取り付けられている。そして、かかるコネクタを各種電装品に設けられた相手側となるコネクタに接続することにより、バッテリーから電装品への給配電が容易且つ確実に行われるようになっている。このようなコネクタ付ワイヤハーネスは、例えば、特開昭６２−１８８１８６号公報（特許文献１）等に記載されている。

ところで、最近では、車両の軽量化のために、ワイヤハーネスを構成する電線として、銅電線の代わりにアルミニウム電線の使用が検討されている。しかしながら、アルミニウム電線と銅を主成分とする金属材料からなる接続端子との接続部分においては、液体が浸入することにより、異種金属腐食などの電食が生じやすい。そのため、例えば、特開２０１３−１６１７０２号公報（特許文献２）に示されるように、液体の浸入を防ぐエポキシ樹脂等の防水又は防食材でアルミニウム電線と接続端子との接続部分を覆蓋することが提案されている。

ところが、このような従来の防水構造では、各電線の接続端子の接続部分を確実に防水することができるものの、電線毎に防水加工を施す必要があり、製造工程が複雑になると共に工数も増え、コストアップが避けられないという問題があった。また、各電線における接続端子の接続部分が防水又は防食材によって太くなることから、それらを装着するコネクタのキャビティやコネクタ全体の大型化も避けられないという問題もあった。

なお、コネクタ付ワイヤハーネスが車室内に配設される場合等、コネクタ付ワイヤハーネスに要求される防水基準が比較的低い場合もあり、そのような場合に安価且つ小型にコネクタ付ワイヤハーネスの防水性を向上させることができる構造は、未だ提案されていないのが実情であった。

特開昭６２−１８８１８６号公報 特開２０１３−１６１７０２号公報

本発明は上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、コネクタ自体の大型化を伴うことなく、簡便に接続端子との接続部分の防水を図ることができる、新規なコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造を提案することにある。

本発明の第一の態様は、ワイヤハーネスを構成する複数の電線の電線端末に接続された接続端子が、コネクタ内に設けられた複数のキャビティにそれぞれ収容保持されており、前記複数の電線が前記コネクタの後方側キャビティ開口部から外方に突出しているコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造であって、前記後方側キャビティ開口部において、前記複数の電線のうち少なくとも１つの電線と該少なくとも１つの電線を収容保持する前記キャビティとの隙間に吸水性ポリマーが配設されていることを特徴とする。

本態様によれば、電線を伝った外部からの水入りが懸念される、後方側キャビティ開口部において、防水が必要とされる少なくとも１つの電線とかかる電線を収容保持するキャビティとの隙間に吸水性ポリマーが配設されている。それ故、外部から電線を伝って後方側キャビティ開口部に到達した水滴は、速やかに吸水性ポリマーに吸収されて外部に排出されることがない。しかも吸水性ポリマーは吸水することで膨張することから、電線とキャビティの隙間がより完全に密封される。

要するに、後方側キャビティ開口部において電線とキャビティの隙間に吸水性ポリマーが配設するという簡易な防水構造にかかわらず、吸水性ポリマーの吸水膨張性を巧く利用することで、外部からの水を吸水性ポリマー内に閉じ込めると共に、吸水に伴う膨張により電線とキャビティの隙間をより完全に密封することができることから、防水性能を飛躍的に向上させることができるのである。

その結果、従来の接続端子やコネクタの形状の変更や大型化などを一切必要とすることなく、あらゆるコネクタ付ワイヤハーネスに対して簡易な防水構造を付与することができるのである。従って、例えば、車室内に配設されるアルミ電線を使用したコネクタ付ワイヤハーネスに本発明の防水構造を適用することで、簡易且つ確実にコネクタ付ワイヤハーネスの防水性を向上させることができるのである。

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記吸水性ポリマーが前記少なくとも１つの電線の電線端末に巻き付けられて構成されているものである。

本態様によれば、吸水性ポリマーが電線の電線端末に巻き付けられて構成されていることから、防水が必要とされる電線に吸水性ポリマーを巻き付けるという簡単な作業により、簡易且つ確実にコネクタ付ワイヤハーネスの防水性を向上させることができるのである。なお、吸水性ポリマーは、電線に巻き付け可能なものであれば何れでもよく、例えば、帯状で片面に接着剤が塗布された接着テープ等任意のものが採用可能である。

本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記接続端子が圧着端子を含んで構成されており、前記圧着端子の被覆電線加締め部において前記吸水性ポリマーが加締め固定されているものである。

本態様によれば、接続端子を圧着端子により構成することにより、圧着端子の被覆電線加締め部を利用してそこに吸水性ポリマーを加締め固定することができる。それ故、電線に固定するための接着剤等の固定手段が不要とできることから、コストの低減を図ることができる。

本発明の第四の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記吸水性ポリマーが、前記後方側キャビティ開口部の全周に亘って前記複数の電線と前記キャビティとの前記隙間に配設されている挿入筒部と、前記後方側キャビティ開口部が開口する前記コネクタの後面の外周縁部から前記コネクタの側面に沿って延出された延出部と、前記挿入筒部と前記延出部を連結する連結部と、を含んで構成されているものである。

本態様によれば、このような構成とされた吸水性ポリマーをコネクタの後面に取り付けるだけで、一括して全ての後方側キャビティ開口部に対して電線とキャビティとの隙間に吸水性ポリマーを配設することができる。しかも、吸水性ポリマーを配設する電線と吸水性ポリマーを配設しない電線を区別するといった煩雑さを排除することができる。それ故、大幅に作業効率を向上することができるのである。また、例えば、テープ巻きにより延出部を介して吸水性ポリマーを容易にコネクタに固定することができる。

本発明によれば、防水が必要とされる少なくとも１つの電線とかかる電線を収容保持するキャビティとの隙間に吸水性ポリマーが配設されている。それ故、外部から電線を伝って後方側キャビティ開口部に到達した水滴は、速やかに吸水性ポリマーに吸収されて外部に排出されることがない。しかも吸水性ポリマーは吸水することで膨張することから、電線とキャビティの隙間がより完全に密封される。それ故、防水性能を飛躍的に向上させることができるのである。しかも、従来の接続端子やコネクタの形状の変更や大型化などを一切必要とすることなく、あらゆるコネクタ付ワイヤハーネスに対して簡易な防水構造を付与することができるのである。従って、例えば、車室内に配設されるアルミ電線を使用したコネクタ付ワイヤハーネスに本発明の防水構造を適用することで、簡易且つ確実にコネクタ付ワイヤハーネスの防水性を向上させることができるのである。

本発明の第一の実施形態としてのコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造を示す斜視図。 図１におけるＩＩ−ＩＩ断面拡大図。 本発明の第二の実施形態としてのコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造を示す断面図であって、図２に相当する図。 本発明の第三の実施形態としてのコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造を示す斜視図。 図４におけるＶ−Ｖ断面拡大図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１及び図２には、本発明の第一の実施形態に従うコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造を用いて、外部からコネクタ１０内部への水入りが懸念されるコネクタ付ワイヤハーネス１２のコネクタ１０の後方側キャビティ開口部１４を吸水性ポリマー１６により防水する構造が示されている。コネクタ付ワイヤハーネス１２は、ワイヤハーネスを構成する複数の電線１８と、複数の電線１８の電線端末に設けられたコネクタ１０を含んで構成されている。そして、コネクタ１０の前方側（図１及び図２中、左側）より図示しない各種車載電装品に設けられた相手側コネクタが連結されるようになっている。なお、以下の説明において、上方とは、図２中の上方、下方とは、図２中の下方、前方とは、図２中の左方、後方とは、図２中の右方を言うものとする。

図１に示されているように、コネクタ１０を構成するコネクタハウジング２０は略ブロック形状とされており、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）等の合成樹脂により射出成形等によって一体形成されている。コネクタハウジング２０の内部には、６個のキャビティ２２が貫通形成されている。具体的には、コネクタハウジング２０の前面２４側および後面２６側において、前方及び後方に向かって開口する略矩形断面形状の６個のキャビティ２２が形成されており、コネクタハウジング２０の後面２６には接続端子たる圧着端子２８が挿入可能な６個の後方側キャビティ開口部１４が形成されている。そして、コネクタハウジング２０の各キャビティ２２にはそれぞれ圧着端子２８が収容保持されるようになっている。圧着端子２８には電線１８が接続されており、電線１８は圧着端子２８の後方に延び出して、後方側キャビティ開口部１４から外方に突出されるようになっている。加えて、図２に示されているように、コネクタハウジング２０のキャビティ２２の内面３０には、内方斜め前方に向かって片持ち状に突出する係合突起３２が設けられており、後述する圧着端子２８の接点部４２の後端部４４に係合して、圧着端子２８のキャビティ２２からの抜けが防止されるようになっている。なお、理解を容易とするために、図２において圧着端子２８と電線１８と吸水性ポリマー１６を仮想線で示している。

図２に示されているように、電線１８の電線端末には圧着端子２８が接続されており、かかる圧着端子２８がコネクタ１０のコネクタハウジング２０内に設けられたキャビティ２２に後方側からそれぞれ収容保持されるようになっている。より詳細には、電線１８の電線端末の先端側の絶縁被覆３４を剥いで芯線３６を露出させ、芯線３６を圧着端子２８の芯線加締め部３８に、また芯線３６が露出された電線１８の先端部分を圧着端子２８の被覆電線加締め部４０に加締め加工することにより、電線１８が圧着端子２８に固定・接続されている。さらに、圧着端子２８の先端部（図２中、左側）には、前後方向に開口する筒状の接点部４２が形成されている。これにより、圧着端子２８の接点部４２の後端部４４がキャビティ２２内に設けられた係合突起３２に係合して、抜けが防止されている。さらに、コネクタ１０を相手側コネクタに挿入することにより、圧着端子２８の筒状の接点部４２に相手側コネクタの図示しないコネクタ端子が挿入され、各電線１８が相手側コネクタと電気的に接続されるようになっている。なお、圧着端子２８は、導電性を有し且つプレス加工や打抜き加工等が可能な種々の金属材料、例えば真鍮や銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を用いて一体的に形成されている。

なお、本実施形態においては、例えば、６本の電線１８のうち、コネクタハウジング２０の上段の両側に位置するキャビティ２２に挿通された２本の電線１８がアルミ電線１８ａとされている一方、残りの４本の電線１８が銅電線１８ｂとされている。アルミ電線１８ａと銅電線１８ｂは、それぞれアルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム系材料と銅や銅合金等の銅系材料からなる金属線の複数を束ね合わせた芯線３６ａ，３６ｂが、エチレン系樹脂やスチレン系樹脂等の電気絶縁性を有する絶縁被覆３４で覆われた構造とされている。図２に示されているように、アルミ電線１８ａの電線端末において、被覆電線加締め部４０の後方から後方側キャビティ開口部１４の外方に亘って、アルミ電線１８ａの外周面上の全周に吸水性ポリマー１６が巻き付けられている。これにより、アルミ電線１８ａとアルミ電線１８ａを収容保持するキャビティ２２の後方側キャビティ開口部１４との隙間に吸水性ポリマー１６が配設されるようになっている。なお、吸水性ポリマー１６は、例えば、片面に接着剤が貼付された帯状の吸水性ポリマーを所定の長さにカットすることにより構成されている。

吸水性ポリマー１６は、水分を吸収して膨張固形化する物質により構成されるものであり、架橋構造を持つ親水性のポリマーで、自重の１０倍以上の吸水力を有し、加圧されても離水し難い性質を有している。そして、架橋構造を持つポリマーとしては、グラフト重合或いはカルボキシメチル化によるデンプン系及びセルロース系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系、ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレン系等の合成ポリマー系等の公知の任意のポリマーが採用され得る。

このような本実施形態に従うコネクタ付ワイヤハーネス１２の防水構造によれば、電線１８を伝った外部からの水入りが懸念される、後方側キャビティ開口部１４において、防水が必要とされるアルミ電線１８ａとかかるアルミ電線１８ａを収容保持するキャビティ２２との隙間に吸水性ポリマー１６が配設されている。より詳細には、電線１８の電線端末に接続される圧着端子２８は通常銅や銅合金等の銅系材料によって構成されていることから、アルミ電線１８ａの芯線加締め部３８ではアルミ系材料（芯線３６ａ）と銅系材料（圧着端子２８）の異種金属同士が接続されており、被水によって腐食（アルミ電線１８ａの芯線３６ａの腐食）が生じ易いことから、防水が必要とされている。本実施形態では、アルミ電線１８ａとキャビティ２２との隙間に吸水性ポリマー１６を配設するという簡易な防水構造にかかわらず、吸水性ポリマー１６の吸水膨張性を巧く利用することで、外部からアルミ電線１８ａを伝って後方側キャビティ開口部１４に到達した水滴を速やかに吸水性ポリマー１６に吸収して閉じ込めると共に、吸水に伴う膨張によりアルミ電線１８ａとキャビティ２２の隙間をより完全に密封することができ、防水性能を飛躍的に向上させることができるようになっている。それ故、アルミ電線１８ａの芯線加締め部３８が被水して腐食が生じることが有利に防止されるようになっているのである。なお、本実施形態で例示の防水構造は、防水が必要とされるアルミ電線１８ａに吸水性ポリマー１６を巻き付けるという簡単な作業により、簡易且つ確実にコネクタ付ワイヤハーネスの防水性を向上させることができる。それ故、かかる防水構造は、従来の接続端子やコネクタの形状の変更や大型化などを一切必要とすることなく、あらゆるコネクタ付ワイヤハーネスに対して付与することができるのである。

次に、図３を用いて、本発明の第二の実施形態としてのコネクタ付ワイヤハーネス４６の防水構造について詳述するが、上記実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、上記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態に比べて、圧着端子２８の被覆電線加締め部４０において吸水性ポリマー１６が加締め固定されている点に関して、上記実施形態と異なる実施形態を示すものである。

本実施形態では、圧着端子２８の被覆電線加締め部４０を利用してそこに吸水性ポリマー１６を加締め固定していることから、アルミ電線１８ａに固定するための接着剤等の固定手段が不要とでき、コストの低減を図ることができる。また、上記実施形態と異なる点は、圧着端子２８の被覆電線加締め部４０を利用してそこに吸水性ポリマー１６を固定したことだけであることから、上記実施形態と同様、簡易且つ確実にコネクタ付ワイヤハーネスの防水性を向上させることができ、従来の接続端子やコネクタの形状の変更や大型化などを一切必要とすることなく、あらゆるコネクタ付ワイヤハーネスに対して付与することができる。

続いて、図４及び図５を用いて、本発明の第三の実施形態としてのコネクタ付ワイヤハーネス５０の防水構造について詳述するが、上記実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、上記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態に比べて、全ての電線１８に対して電線１８とキャビティ２２との隙間に吸水性ポリマー５２を配設するようにした点に関して、上記実施形態と異なる実施形態を示すものである。

より詳細には、吸水性ポリマー５２は、挿入筒部５４と、延出部５６と、かかる挿入筒部５４と延出部５６を連結する連結部５８と、を含んで構成されている。挿入筒部５４は角筒状とされており、全てのキャビティ２２の後方側キャビティ開口部１４において、後方側キャビティ開口部１４の全周に亘って電線１８とキャビティ２２との隙間に配設されている。一方、延出部５６も角筒状とされており、後方側キャビティ開口部１４が開口するコネクタ１０の後面２６の外周縁部からコネクタ１０の側面に沿って延出されている。そして、かかる挿入筒部５４と延出部５６が、格子状の連結部５８によって連結されることにより、吸水性ポリマー５２が構成されている。そして、このような構成とされた吸水性ポリマー５２がコネクタ１０の後面２６に取り付けられ、結束テープ６０によってコネクタ１０に固定されるようになっている。なお、理解を容易とするために、図４においては結束テープ６０を、また図５においては結束テープ６０に加えて圧着端子２８と電線１８を仮想線で示している。

本実施形態では、このように、吸水性ポリマー５２をコネクタ１０の後面２６に取り付けた後、結束テープ６０によりコネクタ１０に固定するという簡単な作業により、一括して全ての後方側キャビティ開口部１４に対して電線１８とキャビティ２２との隙間に吸水性ポリマー５２を配設することができるようになっている。これにより、吸水性ポリマー５２を配設する電線１８と吸水性ポリマー５２を配設しない電線１８を区別するといった煩雑さを排除することができることから、大幅に作業効率を向上することができる。また、本実施形態が上記実施形態と異なる点は、全ての電線１８に対して電線１８とキャビティ２２との隙間に吸水性ポリマー５２が配設されているようにした点であることから、上記実施形態と同様、簡易且つ確実にコネクタ付ワイヤハーネスの防水性を向上させることができ、従来の接続端子やコネクタの形状の変更や大型化などを一切必要とすることなく、あらゆるコネクタ付ワイヤハーネスに対して付与することができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、上記第一及び第二の実施形態では、吸水性ポリマー１６は、接着剤や被覆電線加締め部４０によって電線１８に対して固定されていたが、電線１８に対して固定可能なものであれば何れでもよく、結束テープ等任意のものが採用可能である。また、上記第三の実施形態では、挿入筒部５４は角筒状とされていたが、円筒状等任意の形状のものが採用可能である。

１０：コネクタ、１２，４６，５０：コネクタ付ワイヤハーネス、１４：後方側キャビティ開口部、１６，５２：吸水性ポリマー、１８：電線、２２：キャビティ、２６：後面、２８：圧着端子（接続端子）、４０：被覆電線加締め部、５４：挿入筒部、５６：延出部、５８：連結部

Claims (4)

1. ワイヤハーネスを構成する複数の電線の電線端末に接続された接続端子が、コネクタ内に設けられた複数のキャビティにそれぞれ収容保持されており、前記複数の電線が前記コネクタの後方側キャビティ開口部から外方に突出しているコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造であって、
   前記後方側キャビティ開口部において、前記複数の電線のうち少なくとも１つの電線と該少なくとも１つの電線を収容保持する前記キャビティとの隙間に吸水性ポリマーが配設されている
   ことを特徴とするコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造。
2. 前記吸水性ポリマーが前記少なくとも１つの電線の電線端末に巻き付けられて構成されている請求項１に記載のコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造。
3. 前記接続端子が圧着端子を含んで構成されており、前記圧着端子の被覆電線加締め部において前記吸水性ポリマーが加締め固定されている請求項２に記載のコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造。
4. 前記吸水性ポリマーが、前記後方側キャビティ開口部の全周に亘って前記複数の電線と前記キャビティとの前記隙間に配設されている挿入筒部と、前記後方側キャビティ開口部が開口する前記コネクタの後面の外周縁部から前記コネクタの側面に沿って延出された延出部と、前記挿入筒部と前記延出部を連結する連結部と、を含んで構成されている請求項１に記載のコネクタ付ワイヤハーネスの防水構造。

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