JP5104245B2

JP5104245B2 - スプライス部の防水方法

Info

Publication number: JP5104245B2
Application number: JP2007300912A
Authority: JP
Inventors: 浩之大槻
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2027-11-20
Also published as: JP2009129589A

Description

本発明は、スプライス部の防水方法に関し、詳しくは、車両に配索するワイヤハーネスの複数の電線を接続しているスプライス部を液状の防水剤を用いずに、防水するものである。

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、電線の絶縁被覆を除去して芯線を露出させ、該芯線の露出部分を溶接、半田付けあるいは圧着端子により接続してスプライス部を形成している。このスプライス部を備えたワイヤハーネスを被水領域であるエンジンルームや車両下面に沿って配索する場合、スプライス部に水が侵入すると、芯線や圧着端子に腐食が発生し、かつ、芯線の隙間を通して電線端末のコネクタへの浸水が発生する問題があるため、従来より種々の防水構造が提供されている。

このような防水構造を設ける方法として、例えば、図７に示すように、電線ｗ１とｗ２の絶縁被覆を皮剥ぎし、露出させた芯線を溶接してスプライス部１を形成し、該スプライス部１を下型２に設けた所要形状のキャビテイ２ａ内に挿入し、上型３をセットして液状の樹脂４を流し込み、スプライス部１を樹脂４によりモールドして防水する方法がある。
しかしながら、前記防水構造は液状の樹脂を防水剤として流し込むものであるため、該液状の樹脂を一定量、正確に流し込む定量管理に手間がかかる問題がある。また、スプライスする電線の本数や径に合わせた金型を設ける必要があり、コスト高になると共に、金型の作製にも手間がかかる。

また、他の防水構造として、本出願人は、特開２００５−３２２５３７号公報（特許文献１）において、図８に示すように、前記と同様の方法で形成したスプライス部１に熱収縮チューブ５を被せ、熱収縮チューブ５の長さ方向の一端側を加熱して電線群のスプライス部１の外周に密着させた後、該熱収縮チューブ５の長さ方向の他端側において、該熱収縮チューブ５と前記電線群の外周面の隙間にホットメルト６を充填し、前記スプライス部１の芯線の隙間にホットメルトを流入させてシールすると共に該ホットメルト６の熱により熱収縮性チューブ５を熱収縮させる防水構造を提供している。

しかしながら、前記特許文献１で提供している防水方法では、防水剤としてホットメルトを用いており、該ホットメルトは液状であるため、注入器を用いて、注入量を監視しながら充填する必要があり、かつ、前記電線群と熱収縮チューブとの隙間に流し込んだ状態で、下端から流出しやすい等、取り扱いにくい問題がある。
また、ホットメルトは熱可塑性であるため、熱がかかると軟化・溶融し、そのため、高温環境下に曝された場合、スプライス部が熱収縮性チューブからずれたり、軟化・溶融したホットメルトが熱収縮性チューブから外部へ漏れる等の不具合が発生する恐れがある。
さらに、特許文献１では液化したホットメルトを電線間に浸透させるために低粘度のホットメルトを用いることが提案されているが、ホットメルトの溶融粘度は一般的に高く、電線間への浸透性は十分ではない。一方、浸透性を高めるために、ホットメルトの代わりに低粘度の液状の樹脂に用いた場合には、硬化するまでに液状樹脂が熱収縮性チューブから外部に漏れる不具合が発生し、作業工程上、好ましくない。

特開２００５−３２２５３７号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、取り扱いが容易な防水剤を用い、かつ、耐熱性を有するスプライス部の防水構造とすることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、複数の電線の絶縁被覆の一部を剥離し、露出させた芯線同士を接続するスプライス部の防水方法であって、
熱収縮性チューブと、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の粉末を予め押し固めて筒状とした固形防水剤とを設け、前記熱収縮性チューブが収縮する温度は前記固形防水剤の溶融温度よりも低く設定しており、
前記固形防水剤の中空部に前記スプライス部及び該スプライス部と絶縁被覆の間の芯線を挿入し、
ついで、前記熱収縮性チューブを、前記固形防水剤の外周および該固形防水剤の長さ方向の両端より引き出される電線の絶縁被覆を所要寸法包囲するように取り付け、
その後、加熱して前記熱収縮性チューブを収縮させ、前記スプライス部を挟む両側の電線の絶縁被覆の外周に前記熱収縮性チューブを密着させて前記固形防水剤を該熱収縮性チューブ内に封入した後、さらに加熱して前記固形防水剤を溶融して前記スプライス部および該スプライス部と絶縁被覆との間の芯線露出部に前記溶融した熱硬化性樹脂を浸透させると共に、前記熱収縮性チューブをさらに収縮させて前記スプライス部および芯線露出部の外周に前記熱収縮性チューブを密着させていることを特徴とするスプライス部の防水方法を提供している。

前記のように、本発明のスプライス部の防水方法では、熱硬化性樹脂粉末を筒状に固めた固形防水剤と熱収縮性チューブとを組み合わせて用いることを特徴としている。
前記熱硬化性樹脂粉末からなる固形防水剤を用い、加熱して該熱硬化性樹脂粉末を溶融し、熱硬化させているため、従来よりも防水構造の耐熱性を向上させることができる。その結果、高温環境下に曝されても防水剤が軟化・溶融しないため、熱収縮性チューブがずれたり、防水剤が漏れたりせず、確実に防水することができる。また、固形防水剤を用いているため、液状の防水剤を用いる場合に比べて定量管理が極めて容易であり、電線の本数に応じて挿入する防水剤の量を簡単に調節でき、異なる形態のスプライス部の防水にも柔軟に対応することができる。かつ、充填作業中に防水剤が熱収縮性チューブの外部に漏れることを防ぐことができ、作業性にも極めて優れる。
なお、本願明細書において、「熱硬化性樹脂粉末」は、溶融温度で溶融した後に硬化させて固形としたものではなく、未硬化及び半硬化状態の熱硬化性樹脂粉末を指し、加熱により溶融して網状構造を形成し、不溶不融の状態に硬化するものである。

さらに、加熱で熱硬化性樹脂粉末の溶融と熱収縮性チューブの収縮を行なっているので、再度熱収縮性チューブを加熱する必要がなく、簡単にスプライス部を防水することができる。また、エポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂粉末の溶融粘度はホットメルトの溶融粘度よりも一般的に低いため、電線間にも熱硬化性樹脂を十分に浸透させることができ、防水を確実にすることができる。
このように、本発明の防水方法では、スプライス部を挟む両側の電線の絶縁被覆の外周には熱収縮性チューブを密着させると共に、前記スプライス部および該スプライス部と絶縁被覆との間の芯線露出部に前記溶融した熱硬化性樹脂を浸透させ、さらに、その外周には前記熱収縮性チューブを密着させているので、スプライス部の防水を確実かつ簡単に行うことができる。

本発明では、熱硬化性樹脂粉末を押し固めて、筒状の固形防水剤としている。
筒状としているため、熱収縮性チューブを電線群に被せる前に、予め、筒状の固形防水剤の中空部にスプライス部及び該スプライス部と絶縁被覆の間の芯線を挿入した後、該筒状の固形防水剤の外周および、その長さ方向の両端より所要寸法を前記熱収縮性チューブで囲んで取り付けている。
このように、固形防水剤を筒状とすることで、より簡単にスプライス部に取り付けることができ、かつ、加熱工程を一度にあるいは連続して行うことができる。そのため、本発明のように、先に熱収縮性チューブの一端側を電線群の外周に取り付ける工程を行わなくてもよく、作業工程をより簡単にすることができる。
この場合、溶融させる固形防水剤を確実に封入するため、熱収縮性チューブが収縮する温度を、筒状に成形した熱硬化性樹脂粉末が溶融・液化する温度よりも低く設定し、該熱硬化性樹脂粉末が溶融する前に熱収縮性チューブが収縮する。

前記防水剤となる熱硬化性樹脂粉末として、エポキシ系樹脂を用いている。
これは、溶融時の流動性、加工性に優れることに因る。
熱収縮性チューブは、ポリオレフィン、フッ素系樹脂、塩素系樹脂、熱可塑性エラストマー等からなるものを用いることができる。特に、電子線架橋したポリオレフィンからなる熱収縮性チューブ（住友電工ファインポリマー社製の「スミチューブ（商品名）」）が好適に用いられる。

前述したように、本発明によれば、熱収縮性チューブの内周と、スプライス部の外周及び電線群の外周との間に形成された隙間に、熱硬化性樹脂粉末からなる筒状の固形防水剤を挿入し、加熱して該熱硬化性樹脂粉末を溶融し、熱硬化させているため、従来よりも防水構造の耐熱性を向上させることができる。その結果、高温環境下に曝されても防水剤が軟化・溶融しないため、熱収縮性チューブがずれたり、防水剤が漏れたりせず、確実に防水することができる。また、粉末・固体状の防水剤を用いているため、液状の防水剤を用いる場合に比べて定量管理が極めて容易であり、電線の本数に応じて挿入する防水剤の量を簡単に調節でき、異なる形態のスプライス部の防水にも柔軟に対応することができる。かつ、充填作業中に防水剤が熱収縮性チューブの外部に漏れることを防ぐことができ、作業性にも極めて優れる。

さらに、加熱で熱硬化性樹脂粉末の溶融と熱収縮性チューブの収縮を行なっているので、簡単にスプライス部を防水することができる。また、熱硬化性樹脂粉末の溶融粘度はホットメルトの溶融粘度よりも一般的に低いため、電線間にも熱硬化性樹脂を十分に浸透させることができ、防水を確実にすることができる。
このようにして、前記スプライス部を挟む両側の電線の絶縁被覆の外周には熱収縮性チューブを密着させると共に、前記スプライス部および該スプライス部と絶縁被覆との間の芯線露出部に前記溶融した熱硬化性樹脂を浸透させ、さらにその外周には前記熱収縮性チューブを密着させているので、スプライス部の防水を確実かつ簡単に行うことができる。

また、防水剤を筒状とすることで防水剤及び熱収縮性チューブを共に前述した位置に配置することができるので、加熱工程を一度にあるいは連続して行うことができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２に本発明の参考第１実施形態を示す。
ワイヤハーネスを構成する電線群のうち、電線ｗ１の中間位置と電線ｗ２の端末の絶縁被覆１１を除去して露出させた芯線１２同士を抵抗溶接または超音波溶接により溶接してスプライス部１３を形成している。
スプライス部１３、該スプライス部１３の両側より延長する露出した芯線露出部１２ａおよび該芯線露出部１２ａに連続する絶縁被覆１１の先端部分が、エポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂１４に埋設されると共に、該熱硬化性樹脂１４および該熱硬化性樹脂１４から突出する電線ｗ１、ｗ２の外周面に熱収縮性チューブ１５を密着させて、スプライス部１３の防水部１０を形成している。

前記防水部１０の形成方法を説明する。
先ず、電線ｗ１、ｗ２の所要箇所の絶縁被覆１１を除去して芯線１２を露出させ、露出させた芯線１２同士を溶接により接続して、スプライス部１３を形成する。
次いで、図２（Ａ）に示すように、スプライス部１３を熱収縮性チューブ１５に通す。このとき、熱収縮性チューブ１５の長さ方向の両端をスプライス部１３の両端を越えて延在させる。即ち、スプライス部１３、芯線露出部１２ａおよび該芯線露出部１２ａに連続する絶縁被覆１１の先端部分全体に熱収縮性チューブ１５を被せている。

ついで、図２（Ｂ）に示すように、熱収縮性チューブ１５の長さ方向の一端側を加熱し、スプライス部１３より延長する電線ｗ１、ｗ２の外周に密着させる。他方側の熱収縮性チューブ１５は加熱せず、該熱収縮性チューブ１５の内周面と、スプライス部１３の外周及び電線ｗ１の外周を隙間１５ａをあけて囲んでいる。
次いで、図２（Ｃ）に示すように、電線ｗ１、ｗ２の外周に密着させた一端側が下方となるように、電線ｗ１、ｗ２を配置し、他端側の該熱収縮性チューブ１５の内周面と電線ｗ１の外周面の隙間１５ａから熱硬化性樹脂粉末からなる固形防水剤２４を充填する。本実施形態では、熱硬化性樹脂粉末としてエポキシ樹脂粉末を用いている。

その後、図２（Ｄ）に示すように、熱収縮性チューブ１５全体を加熱して固形防水剤２４の熱硬化性樹脂粉末を溶融すると共に熱収縮性チューブ１５を収縮させる。これにより、スプライス部１３を挟む両側の電線ｗ１、ｗ２の絶縁被覆１１の外周に熱収縮性チューブ１５を密着させると共に、スプライス部１３および芯線露出部１２ａに溶融した固形防水剤２４を浸透させ、かつ、その外周に熱収縮性チューブ１５を密着させている。

前記構成によれば、固形防水剤２４として熱硬化性樹脂粉末を用い、該熱硬化性樹脂粉末を溶融後、熱硬化させているので、高温環境下に曝されても一旦硬化した防水剤の熱硬化性樹脂１４は軟化・溶融せず、熱収縮性チューブ１５がずれたり、防水剤が溶融して漏れたりすることがなく、防水を確実に行うことができる。また、粉末・固体状の防水剤を用いているため、防水剤の定量管理が極めて容易であり、電線の本数に応じて挿入する熱硬化性樹脂粉末の量を容易に調節することができる。
また、隙間に充填した熱硬化性樹脂粉末が溶融した状態で、ホットメルトよりも溶融粘度が低いため、芯線間の微小な隙間にも熱硬化性樹脂を十分に浸透させることができ、防水剤が充填されていない隙間を確実に無くすことができ、防水性能を高めることが出来る。さらに熱収縮性チューブ１５の収縮と、該熱収縮性チューブ１５内に充填した熱硬化性樹脂粉末の溶融を同時に行うことができるため、簡単にスプライス部１３を防水することができる。

なお、スプライス部の形成は溶接に限らず半田付けでもよいし、図３に示すように中間圧着端子２０のバレルにより電線ｗ１、ｗ２の露出させた芯線１２を圧着してスプライス部１３を形成してもよい。

図４に、参考第２実施形態の防水方法を示す。
参考第２実施形態は、前記隙間に挿入する固形防水剤として、熱硬化性樹脂粉末を粉末状態のままとせずに、熱硬化性樹脂粉末を予め押し固めて、棒状としたペレット３４を固形防水剤として用いている。
棒状ペレット３４は、図４に示されるように、熱収縮性チューブ１５の内周面と電線ｗ１の外周面の隙間に、複数本挿入している。
このように熱硬化性樹脂粉末２４をペレット状とすることにより、規定量の熱硬化性樹脂粉末を予め用意しておくことができ、ハンドリングを容易し、作業性を向上させることができる。かつ、このようにペレットの形状をスプライス部１３及び芯線露出部１２ａに対応させることで溶融した熱硬化性樹脂を長さ方向に均一に行き渡らせやすい。
他の構成及び効果は参考第１実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。

図５に、本発明の実施形態の防水方法を示す。
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、順に、図５（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）を長さ方向に沿って切断した断面図を示す。
本実施形態の防水方法は、熱硬化性樹脂粉末を予め押し固めて筒状とした筒状ペレット４４を固形防水剤として用いている。また、熱収縮性チューブ１５が収縮する温度を、前記固形防水剤が溶融・液化する温度よりも低く設定している。

前記筒状ペレット４４からなる固形防水剤を用いた防水方法では、まず、図５（Ａ）に示すように、筒状ペレット４４の中空部４４ａに、参考第１実施形態と同様の方法により形成したスプライス部１３及び該スプライス部１３の両側の芯線露出部１２ａを挿入する。
次いで、図５（Ｂ）（Ｃ）及び図６（Ａ）に示すように筒状ペレット４４の外周及び長さ方向の両端より所要寸法を熱収縮性チューブ１５で囲んで取り付ける。

次いで、図５（Ｄ）及び図６（Ｂ）に示すように、熱収縮性チューブ１５の外周を加熱して、熱収縮性チューブ１５を収縮させ、スプライス部１３を挟む両側の電線ｗ１、ｗ２の絶縁被覆１１の外周に熱収縮性チューブ１５を密着させて筒状ペレット４４を熱収縮性チューブ１５内に封入する。このとき、筒状ペレット４４を構成する熱硬化性樹脂粉末２４は未だ溶融・液化していない、あるいは一部溶融していても流動していない。
続けて加熱を行い、図５（Ｅ）及び図６（Ｃ）に示すように、筒状ペレット４４を溶融すると共に熱収縮性チューブ１５をさらに収縮させ、スプライス部１３を挟む両側の電線ｗ１、ｗ２の絶縁被覆１１の外周に熱収縮性チューブ１５を完全に密着させると共に、スプライス部１３および芯線露出部１２ａの芯線１２の間に溶融した熱硬化性樹脂１４を浸透させると共に、その外周に熱収縮性チューブ１５を密着させている。

本実施形態の防水方法によれば、参考第１実施形態のように先に熱収縮性チューブ１５を電線ｗ１、ｗ２の外周に密着させて取り付けなくても防水剤を封入することができるので製造工程をより簡単にすることができる。
他の構成及び効果は参考第１実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。

本発明の参考第１実施形態の防水方法により形成された防水部の断面図である。（Ａ）〜（Ｄ）は参考第１実施形態の防水方法を示す図面である。参考第１実施形態のスプライス部の変形例を示す図面である。本発明の参考第２実施形態の防水方法を示す図面である。（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の実施形態の防水方法を示す図面である。（Ａ）は図５（Ｃ）の断面図、（Ｂ）は図５（Ｄ）の断面図、（Ｃ）は図５（Ｅ）の断面図を示す。（Ａ）〜（Ｃ）は従来例の防水構造の形成方法を示す図面である。他の従来例の防水構造を示す図面である。

符号の説明

１０防水部
１１絶縁被覆
１２芯線
１２ａ芯線露出部
１３スプライス部
１４熱硬化性樹脂
１５熱収縮性チューブ
２４固形防水剤
３４棒状ペレット
４４筒状ペレット
ｗ１、ｗ２電線

Claims

複数の電線の絶縁被覆の一部を剥離し、露出させた芯線同士を接続するスプライス部の防水方法であって、
熱収縮性チューブと、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の粉末を予め押し固めて筒状とした固形防水剤とを設け、前記熱収縮性チューブが収縮する温度は前記固形防水剤の溶融温度よりも低く設定しており、
前記固形防水剤の中空部に前記スプライス部及び該スプライス部と絶縁被覆の間の芯線を挿入し、
ついで、前記熱収縮性チューブを、前記固形防水剤の外周および該固形防水剤の長さ方向の両端より引き出される電線の絶縁被覆を所要寸法包囲するように取り付け、
その後、加熱して前記熱収縮性チューブを収縮させ、前記スプライス部を挟む両側の電線の絶縁被覆の外周に前記熱収縮性チューブを密着させて前記固形防水剤を該熱収縮性チューブ内に封入した後、さらに加熱して前記固形防水剤を溶融して前記スプライス部および該スプライス部と絶縁被覆との間の芯線露出部に前記溶融した熱硬化性樹脂を浸透させると共に、前記熱収縮性チューブをさらに収縮させて前記スプライス部および芯線露出部の外周に前記熱収縮性チューブを密着させていることを特徴とするスプライス部の防水方法。