JP4509629B2 - 位置決めピン及びジョイント電線の接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数本の電線の芯線部が相互に接続されたジョイント電線に適用されるものであり、ジョイント電線のジョイント部に防水シール材をモールド形成するときに使用される位置決めピン及びジョイント電線の接続方法に関するものである。

図６は、この種のジョイント電線の接続方法に関する従来の一例を示すものである（例えば、特許文献１）。この接続方法は、ジョイント電線５９を１本ずつ広げて樹脂をすりこみ充填したり、はみ出した樹脂をなじませたりする面倒な作業を必要とすることなく、簡単な作業で芯線部５９ａの防水を図ることができるものである。

ジョイント電線５９は、複数本の被覆電線の被覆部５９ｂが皮剥きされ、露出した芯線部５９ａが圧着や溶着等の各種の方法でジョイントされた電線である。キャップ本体５１は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性の合成樹脂材からなり、先端側に閉塞された奥壁５２を有し、後端側に芯線部５９ａを挿入させるための開口５３を有している。

キャップ本体５１の開口端部には、電線固定用の当て板５５がジョイント電線５９の挿入方向と反対側に突出して形成されている。この当て板５５は、接続キャップ５０の抜け出しを防止するためのものであり、接続キャップ５０は、当て板５５をジョイント電線５９にテープ５７を巻き付けて固定される。

シール層５６は、絶縁性、防水性を有するエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等のシール材が硬化することにより形成される。シール材は、芯線部５９ａとキャップ本体５１の間および被覆部５９ａの間に浸透するように、１００〜５０００センチポイズ（０．１〜５Ｐａ・ｓ）の粘度のものが用いられている。

ジョイント電線５９と接続キャップ５０とを接続する際は、接続キャップ５０内にシール材を注入してからジョイント電線５９を挿入する。そうすると、シール材が芯線部５９ａとキャップ本体５１の間、被覆部５９ｂの間、芯線部５９ａの素線間に毛細管現象により浸透する。そして、接続キャップ５０を２０〜６０℃の温度で２〜３０分保持することでシール材が硬化し、芯線部５９ａと接続キャップ５０とが接続される。

他の従来例として（例えば、特許文献２）、本数が多いジョイント電線に適用され、各電線間の隙間からの浸水を防止して、防水性を向上させたものがある。この従来例は、複数の電線からなるジョイント電線の芯線部にスリーブを圧着してジョイント部を形成し、ジョイント部付近を折り曲げた後、元に戻すことによりジョイント部付近の各電線間に隙間を生じさせ、接続キャップ内に充填された未硬化シール材中にジョイント部を浸漬し、ジョイント部を防水するものである。
特開平１０−２４３５３９号公報（第３−４頁、第１図） 特開平１１−５５８２０号公報（第２−３頁）

しかしながら、上記従来のジョイント電線の接続方法では、解決すべき以下の問題点がある。

従来の第１例では、接続キャップ５０に挿入された芯線部５９ａが中心に位置決めされるものでないため、芯線部５９ａが曲がるなどしてキャップ本体５１の中心からずれることがあった。芯線部５９ａが曲がり、例えばキャップ内壁に接触した状態でシール材が硬化すると、芯線部５９ａの周囲にシール材が完全に回り込むことができず、芯線部５９ａの防水性・絶縁性を確保することができないという問題があった。また、プレスによる圧着、抵抗溶接や超音波溶接による溶着等によりジョイントされた芯線部５９ａは、その断面形状が歪んでいるため、芯線部５９ａの素線間の隙間が不均一になり、毛細管現象によるシール材の浸透や回り込みにもばらつきが生じ、安定した防水性を確保することができないという問題があった。

従来の第２例では、ジョイント電線の各電線間に隙間を形成してシール材の回り込みを良くし、防水性を向上させたものであるが、従来の第１例と同様にして、接続キャップ内でジョイント部が中心に位置決めされるものでないため、ジョイント部が曲がるなどして中心からずれ、例えばキャップ内壁に接触した状態でシール材が硬化する心配があった。

また、ジョイント部のサイズに応じた複数の接続キャップを品揃えし、これらのキャップをジョイント電線によって使い分けしなければならず、接続キャップの部品管理が面倒になるとともに、接続作業性がよいものではないという問題があった。

本発明は、上記した点に鑑み、シール材の回り込みを良くして、ジョイント電線の安定した防水性を確保することができ、部品点数を減らして接続作業性を向上することができる位置決めピン及びジョイント電線の接続方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ジョイント電線のジョイント部に接続され、その接続されたジョイント部が、未硬化シール材が充填された成形モールドの中心に位置決めされた位置決めピンであって、前記位置決めピンが、その一方に、前記成形モールドの底壁に形成された凹部に係合して起立した状態に固定される係合部と、その他方に、前記ジョイント部に接続される電線接続部と、前記係合部と前記電線接続部とを連結する連結部と、で構成され、前記電線接続部には、該電線接続部の軸方向に延びた加締められて縮径されたスリットが設けられ、かつ、前記係合部が、前記ジョイント電線の長手方向の前記位置決めピンの先端部分において、円板状、円筒状、又はピン状に形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、ジョイント電線のジョイント部が、位置決めピンにより成形モールドの中心に位置決めされることで、未硬化シール材の回り込み性が良くなり、ジョイント部の周囲に防水シール部が一体形成される。ジョイント部は電線接続部に仮接続され、成形モールドの底壁に形成された円板状、円筒状、又はピン状の凹部に係合部が係合することで、ジョイント部は成形モールド内で起立した状態に支えられ、確実に中心に位置決めされる。係合部と電線接続部が連結部で接続されている。また、前記電線接続部に、軸方向に延びるスリットを形成したことで、電線接続部が縮径されやすくなり、例えば簡易な工具を用いて電線接続部が加締められることで、電線接続部にジョイント部が容易に仮接続される。電線接続部を加締めることにより、電線接続部が縮径されるので、ジョイント部が位置決めピンから外れることを防止できる。電線接続部を強く加締めることにより、ジョイントされる電線本数が少ない小径のジョイント部を仮接続することもでき、適用されるジョイント電線のサイズを広げることが可能となる。

また、請求項２記載の発明は、ジョイント電線のジョイント部に、未硬化シール材が充填される成形モールド内の中心で、起立した状態に固定される位置決めピンを仮接続させ、該成形モールド内に前記未硬化シール材を充填し、該ジョイント部の周囲に防水シール部を形成するジョイント電線の接続方法であって、前記位置決めピンが、一方に、前記成形モールドの底壁に形成された円板状、円筒状、又はピン状の凹部に係合して前記位置決めピンを起立した状態に固定する係合部を、他方に、前記ジョイント部に接続される電線接続部を備え、前記係合部に連結部で接続されている前記電線接続部に、該電線接続部が加締められて縮径され、前記ジョイント部が前記位置決めピンから外れることを防止する、該電線接続部の軸方向に延びたスリットが設けられ、そして、前記係合部が前記凹部に係合することにより、前記位置決めピンが前記成形モールドの中心に位置決めされることを特徴とする。

上記構成によれば、成形モールド内に充填された未硬化シール材が、ジョイント部の周囲に回り込み、ジョイント部に防水シール部が一体形成されるため、接続キャップが不要となる。また、位置決めピンの先端部を成形モールドの凹部に係合させると、ジョイント部は成形モールド内で垂直に起立した状態に支えられることとなり、確実に中心で位置決めされる。また、前記電線接続部に、軸方向に延びるスリットを形成したことで、電線接続部が縮径されやすくなり、例えば簡易な工具を用いて電線接続部が加締められることで、電線接続部にジョイント部が容易に仮接続される。電線接続部を加締めることにより、電線接続部が縮径されるので、ジョイント部が位置決めピンから外れることを防止できる。電線接続部を強く加締めることにより、ジョイントされる電線本数が少ない小径のジョイント部を仮接続することもでき、適用されるジョイント電線のサイズを広げることが可能となる。

また、請求項３記載の発明は、請求項３記載のジョイント電線の接続方法において、前記位置決めピンの周壁を前記成形モールドの内壁に当接させ、該位置決めピンを該成形モールドの中心に位置決めすることを特徴とする。

上記構成によれば、位置決めピンの周壁が成形モールドの内側壁に拘束され、ジョイント部が中心で位置決めされる。未硬化シール材は、位置決めピンに形成されたスリット内を流れてジョイント部の周囲に回り込む。

以上の如く、請求項１記載の発明によれば、位置決めピンは、一方に係合部を有し、他方に電線接続部を有しているから、電線接続部にジョイント部を仮接続させ、成形モールドの底壁に形成された凹部に係合部を係合させることで、ジョイント部は成形モールド内で起立した状態に支えられ、確実に中心で位置決めされる。したがって、シール材の回り込みが良くなり、ジョイント電線の安定した防水性が確保される。また、電線接続部にスリットが形成されているから、電線接続部が縮径されやすくなる。したがって、例えば簡易な工具を用いて電線接続部が加締められることで、ジョイント部と位置決めピンの仮接続が容易に行われ、ジョイント電線の接続作業性が向上する。電線接続部を加締めることにより、電線接続部が縮径されるので、ジョイント部が位置決めピンから外れることを防止できる。電線接続部を強く加締めることにより、ジョイントされる電線本数が少ない小径のジョイント部を仮接続することもでき、適用されるジョイント電線のサイズを広げることが可能となる。

また、請求項２記載の発明によれば、成形モールド内に充填された未硬化シール材が、ジョイント部の周囲に回り込み、ジョイント部に防水シール部が一体形成される。したがって、接続キャップを不要とすることができ、部品点数の減少によりジョイント電線の接続作業性を向上することができる。また、位置決めピンの先端部を成形モールドの凹部に係合させると、ジョイント部は成形モールド内で垂直に起立した状態に支えられることとなる。したがって、ジョイント部を確実に中心で位置決めすることができ、ジョイント電線の安定した防水性を確保することができる。また、前記電線接続部に、軸方向に延びるスリットを形成したことで、電線接続部が縮径されやすくなり、例えば簡易な工具を用いて電線接続部が加締められることで、電線接続部にジョイント部が容易に仮接続される。電線接続部を加締めることにより、電線接続部が縮径されるので、ジョイント部が位置決めピンから外れることを防止できる。電線接続部を強く加締めることにより、ジョイントされる電線本数が少ない小径のジョイント部を仮接続することもでき、適用されるジョイント電線のサイズを広げることが可能となる。

また、請求項３記載の発明によれば、位置決めピンの周壁が成形モールドの内側壁に拘束されて固定される。したがって、ジョイント部を確実に中心で位置決めすることができ、しかも成形モールド内でジョイント部を容易かつ確実に固定することができる。

以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて説明する。図１〜図３は、本発明に係る位置決めピン及びジョイント電線の接続方法の一実施形態を示す。

位置決めピン１０は、ジョイント電線１７のジョイント部１９に防水シール部２０を一体モールド形成するときに使用される接続部品である。ジョイント電線１７は、モータやソレノイド等のアクチュエータ類に接続された電線や、電気接続箱内に収容される電子部品に接続された電線等からなり、自動車のエンジンルームや車室内に用いられ、ジョイン
ト部１９が形成されることで、複数の電線１８の集合アース等が行われるようにされたものである。

接続される各電線１８は、電線１８端部において被覆部１８ａが皮剥ぎされ、所望の長さに芯線部１８ｂが露出されている。芯線部１８ｂの露出長さは、防水シール部２０の長さよりやや短い長さに形成されており、被覆部１８ａの端部も防水シール部２０で覆われるようになっている。各電線１８の芯線部１８ｂは、同一方向に向きを揃えられ、導電性スリーブ１５で圧着され、素線が散けないようにされている。

ジョイント部１９は、芯線部１８ｂと、導電性スリーブ１５とからなっている。導電性スリーブ１５は、銅やアルミニウム等の導電性金属材料を構成材料とし、パイプ状に形成されたものである。ジョイント部１９は、導電性スリーブ１５の内側に芯線部１８ｂが挿通された状態で、図示しないロータリスエージング装置を用いて導電性スリーブ１５の外周が均一に圧縮成形されることで形成されている。スエージングによれば、外径寸法のばらつきが小さい真円形状が得られ、安定した防水性が確保される。また、芯線部１８ｂの接触抵抗が低減され、接触信頼性が向上する。

本実施形態の位置決めピン１０は、成形モールド２２内で中心に位置決めされることにより、未硬化シール材１６の回り込みを良くして、ジョイント部１９の安定した防水性を確保することができるものであり、ジョイント電線１７のジョイント部１９に仮接続され、このジョイント部１９を未硬化シール材１６が充填される成形モールド２２内で中心に位置決めする位置決めピンであって、一方に、成形モールド２２の底壁２６に形成された凹部２６ａに係合して起立した状態に固定される係合部１２を設け、他方に、ジョイント部１９に仮接続される圧着部（電線接続部）１３を設けたことを特徴とするものであり、圧着部１３に軸方向に延びるスリット１３ａを形成したことを有効とするものである。

以下に、本実施形態の位置決めピン１０の主要構成部分およびその作用について詳細に説明する。図１に示すように、位置決めピン１０は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド系樹脂等の絶縁性の合成樹脂材料を構成材料とし、射出成形法にて成形されたものである。この位置決めピン１０は、一方に成形モールド２２の底壁２６に突き当たる係合部１２を有し、他方にジョイント部１９に仮接続される圧着部１３を有し、係合部１２と圧着部１３との間にクランク状の連結部１４を有している。

係合部１２は、成形モールド２２の凹部２６ａに対応する円板状に形成されており、この係合部１２が凹部２６ａに係合することで、位置決めピン１０が成形モールド２２内の中心で、垂直に起立した状態で固定されるようになっている。このため、位置決めピン１０とモールド内壁２５との間には隙間が形成され、成形モールド２２内に充填された未硬化シール材１６が位置決めピン１０の周囲に回り込み、ジョイント部１９がシール材１６で完全に覆われるようになっている。

圧着部１３は環状をなし、その内径はジョイント部１９の外径より大きい寸法に形成されている。圧着部１３は、軸方向に延びるスリット１３ａを有しているため、例えば簡易な圧着工具に加締められて縮径され、ジョイント部１９が位置決めピン１０から外れないようになっている。この圧着部１３を強く加締めることにより、ジョイントされる電線本数が少ない小径のジョイント部を仮接続することもでき、適用されるジョイント電線１７のサイズを広げることが可能となる。

スリット１３ａの幅は、圧着部１３が加締められた後も、隙間ができる程度の幅に設定されることが好ましい。このようにすると、隙間に未硬化シール材１６が流れ込むことにより、未硬化シール材１６の回り込み性が高まり、ジョイント部１９の周囲が気密にシール材１６で封止され、ジョイント部１９の防水性が高まることとなる。

クランク状の連結部１４は、係合部１２と圧着部１３とを連結する部分であり、ジョイント部１９が成形モールド２２の底壁２６から浮き上がった状態に支持されるように任意の長さに形成されている。また、この連結部１４は、ジョイント部１９を支持することができる程度の強度に形成されていれば十分であり、図５に示す変形例と比べて細く形成されている点が本実施形態の特徴でもある。

次に、位置決めピン１０を用いたジョイント電線１７の接続方法について説明する。本実施形態のジョイント電線１７の接続方法は、ジョイント部１９に未硬化シール材１６を一体モールド形成することにより、従来例に示された接続キャップ５０が不要とされ、従来のキャップ嵌め工程とシール材充填工程が一工程で行われ、ジョイント電線１７の接続作業性が向上するものであり、ジョイント電線１７のジョイント部１９に位置決めピン１０を仮接続させ、位置決めピン１０を成形モールド２２内に挿入し、位置決めピン１０の係合部１２を成形モールド２２内の底壁２６に形成された凹部２６ａに係合させ、位置決めピン１０を成形モールド２２内の中心で起立した状態に固定し、成形モールド２２内に未硬化シール材１６を充填し、ジョイント部１９の周囲に防水シール部２０を形成することを特徴とするものであり、未硬化シール材１６として、硬化時の発泡圧力により隙間に浸透する発泡ウレタン樹脂を用いることを有効とするものである。

成形モールド２２は、略矩形状をなし、内側に未硬化シール材１６が充填されるキャビティ２３が形成されている。キャビティ２３は、位置決めピン１０が挿入された際に、位置決めピン１０とキャビティ２３の内壁２５との間に隙間が存する程度の大きさに形成されている。キャビティ２３の底壁２６には、位置決めピン１０の係合部１２が係合する凹部２６ａが形成されていて、この凹部２６ａに位置決めピン１０の係合部１２が係合することで、位置決めピン１０が起立した状態で固定されるようになっている。キャビティ２３の深さは、ジョイント電線１７の被覆部１８ａの端部側がシール材１６に浸かる程度の寸法に形成されている。

ジョイント部１９に防水シール部２０を一体モールド形成するには、成形モールド２２のキャビティ２３内でジョイント部１９が仮接続された位置決めピン１０を固定し、ジョイント部１９が完全に浸る程度に未硬化シール材１６を充填し、所定時間自然乾燥することで、未硬化シール材１６を硬化させ、ジョイント部１９の周囲に防水シール部２０を形成する。なお、未硬化シール材１６には、絶縁性、防水性に優れるものであれば、エポキシ樹脂、ホットメルト樹脂、シリコン樹脂等の樹脂材料を用いることが可能である。発砲ウレタン樹脂を用いた場合は、発泡圧力によりウレタン樹脂が芯線部１８ｂの素線間や各電線１８間の隙間に浸透して、ジョイント部１９が気密状態に封止されることとなる。

以上のように本実施形態によれば、位置決めピン１０が用いられることで、ジョイント部１９は成形モールド２２内で起立した状態に支えられ、確実に中心で位置決めされ、シール材１６の回り込みが良くなる。ジョイント部１９に防水シール部２０が気密状態で一体モールド形成され、接続キャップが不要とされる。

図４は、位置決めピン１０の固定方法の変形例が示されたものである。この変形例は、位置決めピン１０が成形モールド２８の内壁２５に拘束されて固定される点において、図１に示す固定方法と異なっている。成形モールド２８のキャビティ２９は、位置決めピン１０と同程度の大きさで、キャビティ２９と位置決めピン１０との間に隙間が存しないように形成されている。ジョイント電線１７は、成形モールド２８の上方に位置する梁部材２７によって吊り下げられている。

位置決めピン１０は成形モールド２８内に圧入され、位置決めピン１０の外面が成形モールド２８の内壁２５に当接することで、位置決めピン１０が成形モールド２８の中心に位置決めされる。成形モールド２８の開口部４４から充填された未硬化シール材１６は、位置決めピン１０のスリット１３ａを通って、底壁２６側に流れ込み、ジョイント部１９に防水シール部２０が形成されるようになっている。この変形例によれば、ジョイント部１９が成形モールド２８内で倒れることを防止でき、ジョイント部１９を確実に中心で位置決めすることができる効果がある。

図５は、位置決めピン１０の変形例が示されたものである。３種類の位置決めピン３０，３５，４０は、係合部３１，３６，４１と、圧着部３２，３７，４２と、軸方向に伸びるスリット３２ａ，３７ａ，４２ａを有しており、図１に示された位置決めピン１０と同様の機能を果たすものである。

（ａ）に示された位置決めピン３０は、円筒状をなし、先端側にはシール材１６の回り込みを良くするための切欠部３１ａが形成されたものである。連結部３３は圧着部３２の延長部分となっている。（ｂ）に示された位置決めピン３５は、成形モールド２２，２８内へスムーズに挿入できるように円錐形状に形成されたものである。（ａ）と同様にして連結部３８は圧着部３７の延長部分となっている。（ｃ）に示された位置決めピン４０は、ジョイント部１９が可能な限り露出するように、圧着部４２に続いて下方に延びる突出部分がピン状に形成されたものである。突出部分は、係合部４１と連結部４３とからなっている。これら３種類の位置決めピン３０，３５，４０は、図１に示された位置決めピン１０と異なって連結部３３，３８，４３がクランク状を成していないため、構造が簡単になり成形性が向上する効果もある。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明に係る位置決めピン及びジョイント電線の接続方法の一実施形態を示す断面図である。 図１に示す位置決めピンとジョイント電線とが分離した状態を示す斜視図である。 ジョイント部の周囲に防水シール部が形成された状態を示す正面図である。 位置決めピンの固定方法の変形例を示す断面図である。 位置決めピンの変形例を示す斜視図である。 従来のジョイント電線の接続方法の一例を示す断面図である。

１０，３０，３５，４０ 位置決めピン
１２，３１，３６，４１ 係合部
１３，３２，３７，４２ 圧着部（電線接続部）
１３ａ，３１ａ，３７ａ，４２ａ スリット
１６ 未硬化シール材
１７ ジョイント電線
１９ ジョイント部
２０ 防水シール部
２２，２８ 成形モールド
２６ 底壁
２６ａ 凹部

Claims (3)

1. ジョイント電線のジョイント部に接続され、その接続されたジョイント部が、未硬化シール材が充填された成形モールドの中心に位置決めされた位置決めピンであって、
   前記位置決めピンが、その一方に、前記成形モールドの底壁に形成された凹部に係合して起立した状態に固定される係合部と、その他方に、前記ジョイント部に接続される電線接続部と、前記係合部と前記電線接続部とを連結する連結部と、で構成され、
   前記電線接続部には、該電線接続部の軸方向に延びた加締められて縮径されたスリットが設けられ、かつ、
   前記係合部が、前記ジョイント電線の長手方向の前記位置決めピンの先端部分において、円板状、円筒状、又はピン状に形成されている
   ことを特徴とする位置決めピン。
2. 請求項１記載の位置決めピンを用いて前記ジョイント電線のジョイント部の周囲に防水シール部を形成するジョイント電線の接続方法において、
   前記ジョイント電線の前記ジョイント部に前記位置決めピンを接続させ、
   前記接続させた位置決めピンを成形モールド内に挿入し、
   接続された前記位置決めピンの一方にある前記係合部を前記成形モールドの底壁に形成された前記凹部に係合させ、
   前記位置決めピンを前記成形モールド内の中心で起立した状態に固定し、そして、
   前記成形モールド内に前記未硬化シール材を充填する、
   ことを特徴とするジョイント電線の接続方法。
3. 前記位置決めピンの外面を前記成形モールドの内壁に当接させ、該位置決めピンを該成形モールドの中心に位置決めすることを特徴とする請求項２記載のジョイント電線の接続方法。

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