JP4233405B2 - 被覆電線の止水構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のワイヤーハーネス等に使用される被覆電線の止水構造に関する。

自動車のワイヤーハーネスでは、被覆電線の芯線間の隙間を通って水が浸入し続けることによって、コントロールユニット等の機器の内部にまで水が到達することがある。これを防止するため、水が浸入するおそれのある箇所で使用するワイヤーハーネスには通常、止水構造を設けている。

この種の止水構造の例としては、水の浸入の可能性のある箇所に晒される電線の端子接続部をホットメルト付き熱収縮チューブで包み、ホットメルトで端子接続部をモールド成形することにより、電線端末の芯線間隙間を封じるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、図６に示したように、電線同士の接続を超音波振動を利用して行う場合に、同時に止水が可能な構造を作り出す例もある。この例では、被覆電線１，２を接続する場合に、両電線１，２を接続部３で重ねる。そして、重ねた接続部３を一対の樹脂チップ４，５で挟み、樹脂チップ４，５の外側から加圧しながら超音波振動を与えることで、被覆樹脂を溶融させると共に、樹脂チップ４，５同士を溶着させる。その際、接続部の近傍の芯線間に溶融樹脂を充填させることで、止水の可能な構造が併せて出来上がる（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−１８２６８８号公報（第２頁、図３） 特開平７−３２０８４２号公報（第４頁、図１）

従来の熱収縮チューブで端子接続部を包み、ホットメルトでモールド成形するものは、工数がかかるため作業が面倒であった。また、樹脂チップで電線接続部を挟むものは、元々が２本の電線を接続する場合の技術であるから、高い止水性を確保することが困難であった。

本発明は、上記事情を考慮し、簡単な作業で高い止水性を確保することのできる被覆電線の止水構造を提供することを目的とする。

１）本発明の被覆電線の止水構造は、複数の芯線を樹脂被覆で包囲してなる１本の被覆電線を、その複数の芯線を横並びさせた幅よりも広い横幅を有する一対の樹脂チップで挟み込み、それら樹脂チップに外側から圧力を加えた状態で超音波振動を印加することにより、被覆電線の芯線間に溶融樹脂を充填させて芯線間の隙間を封じる被覆電線の止水構造であって、
前記一対の樹脂チップが、それらの合わせ面に樹脂被覆の溶融物を収容する凹溝と、該凹溝を電線の長手方向に２つに分離し且つ被覆樹脂の除去により露出する芯線を挟み込む隔壁とを有することを特徴とする。

前記構成の被覆電線の止水構造によれば、一対の樹脂チップで１本の被覆電線を挟み込み、それら樹脂チップに外側から圧力を加えた状態で超音波振動を印加することにより、被覆電線の芯線間に溶融樹脂を充填させたものであるから、１アクションで止水することができ、簡単な作業で高い止水性能を得ることができる。

特に樹脂チップの横幅を芯線を横並びさせた幅よりも広くしたので、溶融樹脂で芯線全体を包み込むことができ、溶融樹脂を芯線間の隙間に十分に充填させることができて、高い止水性能を発揮することができる。

また、前記構成の被覆電線の止水構造によれば、樹脂チップの合わせ面に凹溝を設けたので、溶融した被覆樹脂を凹溝に逃がすことができ、樹脂チップ同士の溶着を促進することができる。また、凹溝を２分する隔壁を設けたので、隔壁同士が溶着して一体化することにより、前後の凹溝を確実に１枚の壁で遮断することができる。従って、たとえ芯線間を伝って来た水が樹脂チップ内の一方の凹溝に入っても、隔壁によってそれ以上の水の浸透を確実に阻むことができ、完全な遮水が可能となる。

また、接触面積の制限された隔壁が被覆電線に局部的に接触することになるので、その接触部分に超音波エネルギが集中し、効率よく溶融が進行することになる。従って、溶融部を定点的に決めることができるので、溶着のばらつきがなく、品質の良い止水構造が得られる。

２）本発明の被覆電線の止水構造は、１）に記載の止水構造であって、前記隔壁の被覆電線に接触する面に、電線の長手方向と交差する方向に延在する凸条を設けると共に、前記凹溝の周囲の合わせ面に樹脂チップを互いに合わせたときに衝合する突起を設けたことを特徴とする。

前記構成の被覆電線の止水構造によれば、隔壁の被覆電線に接触する面に、電線の長手方向と交差する方向に延在する凸条を設けたので、凸条に超音波エネルギを集中させることができて、短時間で被覆樹脂を効率良く溶融飛散させることができる。従って、長時間の超音波振動の印加による弊害、例えば樹脂チップにクラックが発生する等の現象を未然に防止することができる。

また、溶融した被覆樹脂を収容する凹溝の周囲にも突起を設けたので、その突起のある位置を起点にして溶着が開始されることになり、短時間での溶着一体化が可能となる。

３）本発明の被覆電線の止水構造によれば、２）に記載の止水構造であって、凸条に平行な補助凸条が設けられていることを特徴とする。

前記構成の被覆電線の止水構造によれば、隔壁の被覆電線に接触する面に、電線の長手方向と交差する方向に延在する凸条の他に補助凸条を含むので、さらに超音波エネルギを集中させることができ、より短時間で被覆樹脂を効率良く溶融飛散させることができる。

４）本発明の被覆電線の止水構造によれば、２）または３）に記載の止水構造であって、合わせ面周縁の全周にわたって周縁リブが設けられていることを特徴とする。

前記構成の被覆電線の止水構造によれば、合わせ面周縁の全周にわたって周縁リブを設けたので、止水構造の被覆電線に接触する面だけでなく、周縁全体にわたって超音波エネルギを集中させることができ、さらに止水性を向上させることができる。

５）本発明の被覆電線の止水構造によれば、１）〜４）に記載の止水構造であって、前記凹溝を電線の長手方向に３つ以上に分離するために、前記隔壁を間隔をおいて複数段設けたことを特徴とする。

前記構成の被覆電線の止水構造によれば、樹脂チップに複数段の隔壁を設けたので、樹脂と芯線の密着度を増すことができ、各段の隔壁によって確実な止水効果を得ることができる。

また、複数段の隔壁を設けたことにより、素線構成が撚線であっても、芯線間に確実に溶融樹脂を充填させることができ、高い止水効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明の１）記載の被覆電線の止水構造によれば、一対の樹脂チップで被覆電線を挟んだ状態で超音波振動を印加するという１アクションで止水することができるので、簡単な作業で高い止水性能を得ることができる。また、樹脂チップの横幅を芯線を横並びさせた幅よりも広くしたので、高い止水性能を発揮することができる。

また、本発明の１）記載の被覆電線の止水構造によれば、樹脂チップの合わせ面に溶融した被覆樹脂を収容する凹溝を設けたので、樹脂チップ同士の溶着を促進することができる。また、凹溝を２分する隔壁を設けたので、隔壁同士が溶着一体化することにより、前後の凹溝を確実に１枚の壁で遮断することができ、完全な遮水が可能となる。

また、接触面積の制限された隔壁が被覆電線に局部的に接触することになるので、定点的に効率よく溶融が進行することになり、溶着のばらつきのない品質の良い止水構造が得られる。

本発明の２）記載の被覆電線の止水構造によれば、隔壁の被覆電線に接触する面全体にわたって延在するように凸条を設けたので、凸条に超音波エネルギを集中させることができ、短時間で被覆樹脂を効率良く溶融飛散させることができる。また、凹溝の周囲にも突起を設けたので、その突起のある位置を起点にして溶着が開始されることになり、短時間で樹脂チップを溶着一体化させることができる。従って、長時間の超音波振動の印加により樹脂チップにクラックが発生する等の現象を未然に防止することができる。

本発明の３）記載の止水構造によれば、隔壁の被覆電線に接触する面に凸条を設け、凸条と平行に補助凸条を設けたので、凸条に超音波エネルギをさらに集中させることができ、より短時間で被覆樹脂を効率良く溶融飛散させることができる。

本発明の４）記載の止水構造によれば、止水構造の周縁の全周にわたって周縁リブを設けたので、突起部のある位置を起点にして溶着が開始され、溶着が短時間で行われ、溶着工程の効率を向上させることができる。

本発明の５）記載の被覆電線の止水構造によれば、隔壁に複数段の隔壁を設けたので、樹脂と芯線の密着度を増すことができ、各段の隔壁によって確実な止水効果を得ることができると共に、素線構成が撚線であっても、芯線間に確実に溶融樹脂を充填させることができて、高い止水効果を得ることができる。

以下、本発明の被覆電線の止水構造の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の参考例を説明する。
図１は本発明の被覆電線の止水構造の参考例の説明図で、（ａ）は止水構造を形成するための超音波振動印加の方法の説明図、（ｂ）は止水構造が完成した状態を示す外観図、（ｃ）は（ｂ）のＩｃ−Ｉｃ矢視断面図である。

本参考例の被覆電線の止水構造は、複数の芯線１１を樹脂被覆１２で包囲してなる１本の被覆電線１０を、その複数の芯線１１を横並びさせた幅Ｌ１よりも広い横幅Ｌ２を有する一対の樹脂チップ１３，１４で挟み込み、それら樹脂チップ１３，１４に、ホーン１５とアンビル１６で外側から圧力を加えた状態で超音波振動を印加することにより、被覆電線１０の芯線１１間に溶融樹脂１７を充填させて、芯線１１間の隙間を封じたものである。

即ち、超音波振動を樹脂チップ１３，１４の外側から印加すると、超音波エネルギは、樹脂チップ１３，１４からまず被覆電線１０に伝達される。そして、そのエネルギで樹脂被覆１２が発熱溶融し、樹脂チップ１３，１４に加えられている圧力で被覆樹脂１２が除去され、上下の樹脂チップ１３，１４が溶融して互いに溶着する。このとき、被覆電線１０の芯線１１間に溶けた樹脂が充填され、芯線１１間の隙間が封じられて、芯線１１間の隙間を通しての水の浸透が防止される。

上述したように本参考例の被覆電線の止水構造は、樹脂チップ１３，１４で被覆電線１０を挟んだ状態で超音波振動を印加するという１アクションの簡単な作業で作ることができる。しかも樹脂チップ１３，１４の横幅Ｌ２を芯線１１を横並びさせた幅Ｌ１よりも広くしたことにより、溶融樹脂１７で芯線１１全体を包み込むことができ、溶融樹脂１７を芯線１１間の隙間に十分に行き渡らせることができ、高い止水性能を発揮することができる。

なお、上下の樹脂チップ１３，１４の材料としては、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）等の非晶質樹脂が、耐熱性や超音波溶融性を確保する上では好ましい。

次に、本発明の被覆電線の止水構造の第１実施形態を図２（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。

本実施形態の被覆電線の止水構造では、前述した一対の樹脂チップとして、図２（ａ）に示すものを使用している。この樹脂チップ２０は略長方形板状のもので、被覆電線１０を挟んで互いに合わせる面２０ａに、樹脂被覆１２の溶融物を収容するための凹溝２１と、該凹溝２１を電線の長手方向に２つに分離し且つ被覆樹脂１２の除去により露出する芯線１１を挟み込む隔壁２２を設けている。

なお、両端には被覆電線１０を通すための半円溝２３を設けている。また、樹脂チップ２０の横幅Ｌ３は、被覆電線１０の芯線１１を横並びさせた幅Ｌ１よりも広くなっている。

この同じ構造の一対の樹脂チップ２０で被覆電線１０を上下から挟み込み、ホーンとアンビルで加圧しながら超音波振動を印加する。そうすると、図２（ｂ）に示すように、接触面積の制限された隔壁２２が被覆電線１０に局部的に接触することにより、その接触部分に超音波エネルギが集中し、効率よく被覆樹脂１２の溶融が進行する。

また、樹脂チップ２０の合わせ面２０ａの凹溝２１に溶融した被覆樹脂１２が収容されることで、樹脂チップ２０同士の溶着が促進される。その結果、図２（ｃ）の外観の止水構造が得られる。この際、内部においては、図２（ｄ）に示すように、被覆電線１０の芯線１１間に溶融した隔壁２２端部が充填され、芯線１１間の隙間が封じられている。

上述したように本実施形態の被覆電線の止水構造では、樹脂チップ２０に凹溝２１を２分する隔壁２２を設けたので、隔壁２２同士が溶着して一体化することにより、前後の凹溝２１が確実に１枚の壁で遮断されることになる。

従って、たとえ芯線１１間の隙間を伝って来た水が樹脂チップ２０内の一方の凹溝２１に入っても、隔壁２２によってそれ以上の水の浸透が確実に阻まれ、完全な遮水が可能となる。

また、隔壁２２を設けたことで、溶融部を定点的に決めることができるので、溶着のばらつきがなく、品質の良い止水構造が得られる。

次に、本発明の被覆電線の止水構造の第２実施形態について図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。

本実施形態の被覆電線の止水構造では、前述した一対の樹脂チップとして、図３（ａ）に示すものを使用している。この樹脂チップ２０Ｂは図２（ａ）の樹脂チップ２０の隔壁２２の上面（被覆電線に接触する面）に、電線の長手方向と交差する方向に延在する凸条２５を設けている。

また、凹溝２１の周囲の合わせ面２０ａに樹脂チップ２０Ｂを互いに合わせたときに衝合する突起２６を設けている。それ以外は第１実施形態と同様である。

この樹脂チップ２０Ｂを用いた場合、図３（ｂ）に示すように、隔壁２２の上面の凸条２５に更に超音波エネルギを集中させることができるので、短時間で被覆樹脂１２を効率良く溶融飛散させることができる。従って、長時間の超音波振動の印加による弊害、例えば樹脂チップ２０Ｂにクラックが発生する等の現象を未然に防止することができる。

また、溶融した被覆樹脂１２を収容する凹溝２１の周囲にも突起２６を設けているので、その突起２６のある位置を起点にして溶着が開始されることになり、短時間での樹脂チップ２０Ｂの溶着一体化が可能となる。

次に、本発明の被覆電線の止水構造の第３実施形態について図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて説明する。

本実施形態の被覆電線の止水構造では、前述した一対の樹脂チップとして、図４（ａ）に示すものを使用している。この樹脂チップは、略長方形板状のもので四隅部分が面取りされている。被覆電線を挟んで互いに合わせる面２０ａに、樹脂被覆１２の溶融物を収容するためのほぼ長円形の凹溝２１と、該凹溝２１を電線の長手方向に２つに分離し、且つ被覆樹脂の除去により露出する芯線１１を挟み込む隔壁２２が設けられている。また、隔壁２２は、被覆電線が交差する中心部分において、厚みが増大されている。隔壁２２の上面（被覆電線に接触する面）の幅全体に、電線の長手方向と交差する方向に延在する凸条２５が設けられている。

さらに、この凸条２５に平行に補助凸条２５ａ，２５ｂを設けている。また、チップ２０Ｃの周縁部の全周にわたって周縁リブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ及び３０ｄを設けている。これにより樹脂チップ２０Ｃの周縁部の止水性能が向上する。この樹脂チップ２０Ｃを用いた場合、図４（ｂ）に示すように、隔壁２２の上面全体にわたって凸条２５及び２５ａ，２５ｂに更に超音波エネルギを集中させることができ、さらに溶着後に、図４（ｂ）に丸印Ａで示した部分で溶着性が向上する。従って、水の浸入を部品中央及び周縁部の全周にわたって、確実にくい止めることができる。

次に、本発明の被覆電線の止水構造の第４実施形態について図５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

本実施形態の被覆電線の止水構造では、前述した一対の樹脂チップとして、図５（ａ）に示すものを使用している。この樹脂チップ２０Ｄは図２（ａ）の樹脂チップ２０の隔壁２２を間隔をおいて複数段（図示例では３段）設けている。そして、凹溝２１を電線の長手方向に３つ以上（図示例では４つ）に分離している。それ以外は第１実施形態と同様である。

このように樹脂チップ２０Ｄに複数段の隔壁２２を設けることにより、図５（ｂ）に示すように、樹脂と芯線１１の密着度を増すことができ、各段の隔壁２２によって確実な止水効果を得ることができる。

また、複数段の隔壁２２を設けたことにより、素線構成が撚線であっても、芯線１１間に確実に溶融樹脂を充填させることができ、高い止水効果を得ることができる。

本発明の被覆電線の止水構造の参考例を示す説明図で、（ａ）は止水構造を形成するための超音波振動印加の方法の説明図、（ｂ）は止水構造が完成した状態を示す外観図、（ｃ）は（ｂ）のＩｃ−Ｉｃ矢視断面図である。 本発明の被覆電線の止水構造の第１実施形態を示す説明図で、（ａ）は止水構造を得るための樹脂チップ２０の斜視図、（ｂ）は隔壁の合わせ部の断面図、（ｃ）は止水構造が完成した状態を示す外観図、（ｄ）は（ｃ）のＩＩｄ−ＩＩｄ矢視断面図である。 本発明の被覆電線の止水構造の第２実施形態を示す説明図で、（ａ）は止水構造を得るための樹脂チップ２０Ｂの斜視図、（ｂ）は隔壁の合わせ部の断面図である。 本発明の被覆電線の止水構造の第３実施形態を示す説明図で、（ａ）は止水構造を得るための樹脂チップ２０Ｃの斜視図、（ｂ）は止水構造の縦断面図である。 本発明の被覆電線の止水構造の第４実施形態を示す説明図で、（ａ）は止水構造を得るための樹脂チップ２０Ｄの斜視図、（ｂ）は止水構造の縦断面図である。 従来の被覆電線の止水方法を示す説明図である。

符号の説明

１０ 被覆電線
１１ 芯線
１２ 樹脂被覆
１３，１４ 樹脂チップ
１７ 溶融樹脂
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 樹脂チップ
２１ 凹溝
２２ 隔壁
２５ 凸条
２６ 突起

Claims (5)

1. 複数の芯線を樹脂被覆で包囲してなる１本の被覆電線を、その複数の芯線を横並びさせた幅よりも広い横幅を有する一対の樹脂チップで挟み込み、それら樹脂チップに外側から圧力を加えた状態で超音波振動を印加することにより、被覆電線の芯線間に溶融樹脂を充填させて芯線間の隙間を封じる被覆電線の止水構造であって、
   前記一対の樹脂チップが、それらの合わせ面に樹脂被覆の溶融物を収容する凹溝と、該凹溝を電線の長手方向に２つに分離し且つ被覆樹脂の除去により露出する芯線を挟み込む隔壁とを有することを特徴とする被覆電線の止水構造。
2. 前記隔壁の被覆電線に接触する面に、電線の長手方向と交差する方向に延在する凸条を設けると共に、前記凹溝の周囲の合わせ面に樹脂チップを互いに合わせたときに衝合する突起を設けたことを特徴とする請求項１記載の被覆電線の止水構造。
3. 前記凸条は、前記樹脂チップ全幅にわたって延在されているとともに、前記凸条と平行な補助凸条が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の被覆電線の止水構造。
4. 前記合わせ面周縁の全周にわたって周縁リブが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の被覆電線の止水構造。
5. 前記凹溝を電線の長手方向に３つ以上に分離するために、前記隔壁を間隔をおいて複数段設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の被覆電線の止水構造。

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