JP5984067B2 - ワイヤーハーネスのシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤーハーネスのシール構造に関するものである。

特許文献１には、グロメットと、グロメットの貫通孔を貫通するワイヤーハーネスと、貫通孔の内周とワイヤーハーネスの外周との隙間を埋めるシール材とを備えたワイヤーハーネスのシール構造が開示されている。

特開２０１１−０１７５８７号公報

ワイヤーハーネスは、複数本の電線を束ねて構成されているが、電線の断面形状は円形であるため、隣り合う電線の間に隙間が生じる。この隙間は浸水経路となり得るため、シール材は、隣接する電線の隙間にも充填される。しかし、電線間の隙間は狭いため、粘度の高いシール材を電線間の隙間に充填する工程には手間と時間がかかり、シール工程の作業効率が低い。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、シール工程の作業効率の向上を図ることを目的とする。

本発明のワイヤーハーネスのシール構造は、
束ねられた複数本の電線を備え、シール孔に挿通されるワイヤーハーネスにおいて、前記シール孔内を液密状に封止するためのシール構造であって、
前記電線を個別に包囲する光硬化性樹脂製のシール層を備え、
隣り合う前記シール層の外周面同士が液密状に面当たりすることで、前記束ねられた複数本の電線間の隙間が埋められているところに特徴を有する。

この構成によれば、光硬化性樹脂製のシール層が形成された複数本の電線を束ねるだけで、複数本の電線間の隙間が埋められるので、粘度の高いシール材を電線間の隙間に充填する工程が不要であり、シール工程の作業効率がよい。

実施例１の断面図 ハッチングを一部省略した図１のＸ−Ｘ線端面図 実施例２のハッチングを一部省略した断面図

（１）本発明のワイヤーハーネスのシール構造は、前記ワイヤーハーネスの外周と前記シール孔の内周との隙間がシール材で液密状に封止されていてもよい。この構成によれば、ワイヤーハーネスの外周とシール孔の内周の隙間への浸水を防止できる。

（２）本発明のワイヤーハーネスのシール構造は、前記シール層が、紫外線硬化性樹脂からなっていてもよい。この構成によれば、可視光線に比べて光エネルギーの密度が高い紫外線により、光硬化性樹脂を短時間で効果的に硬化させることができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図２を参照して説明する。本実施例１のシール構造１０は、束ねられた複数本の電線１２を備え、グロメット１５に形成したシール孔１８に挿通されるワイヤーハーネス１１において、シール孔１８内を液密状に封止するためのものである。シール孔１８内を液密状に封止するための手段として、各電線１２に個別に形成したシール層１３と、ワイヤーハーネス１１の外周とシール孔１８の内周との隙間を液密状に埋めるためのシール材１４とを備えて構成されている。

＜グロメット１５＞
グロメット１５は、パネル２０の取付孔２１に取り付けられ、取付孔２１の防水手段として機能する。グロメット１５は全体として筒状をなしており、グロメット１５の軸線方向における一方の端部には、径寸法の大きい取付部１６が形成されている。取付部１６は、取付孔２１の内周縁に液密状に嵌合されている。グロメット１５の他方の端部には、取付部１６よりも小径の円筒部１７が形成されている。円筒部１７の中空は、グロメット１５の軸線方向に貫通するシール孔１８となっている。シール孔１８の軸線と直角な断面形状は真円形である。シール孔１８の内径寸法は、軸線方向における全長に亘って一定の寸法である。

＜ワイヤーハーネス１１＞
ワイヤーハーネス１１は、複数本の電線１２を束ねることによって構成されており、シール孔１８に貫通されている。電線１２は、円形断面の導体（図示省略）の外周を絶縁被覆（図示省略）で全周に亘って包囲した周知形態のものである。導体は、アルミニウム製又は銅製の複数本の素線（図示省略）を撚り合わせた周知形態の撚り線からなり、可撓性を有する。絶縁被覆は、可撓性を有する合成樹脂材料からなり、円筒形をなしている。ワイヤーハーネス１１は、シール孔１８と取付孔２１を貫通するようにしてグロメット１５に取り付けられることで、グロメット組立体１９を構成する。

＜シール層１３＞
電線１２（絶縁被覆）の外周の断面形状は、真円形である。したがって、複数本の電線１２を互いに直接接触させるように束ねると、隣り合う電線１２同士の間に隙間が生じる。この電線１２間の隙間は浸水経路となり得るため、防水対策として、本実施例では、各電線１２にシール層１３を形成している。シール層１３は、各電線１２の外周を全周に亘って個別に包囲した形態である。シール層１３の外周の断面形状は、正方形である。シール層１３の断面の中心と、電線１２の軸心（中心）は合致する。そして、シール層１３の外周の正方形を構成する１辺の寸法は、全ての電線１２において同一寸法となっている。また、電線１２の軸線方向におけるシール層１３の形成領域は、ワイヤーハーネス１１をシール孔１８に挿通した状態においてシール孔１８の全領域と対応する範囲である。

＜電線１２及びシール層１３の配置＞
シール層１３の形成された複数本の電線１２は、軸線と直角な断面において、千鳥状に配置されている。つまり、上下方向における中央に配される複数本の電線１２は、シール層１３の外周面同士（左側面と右側面）を面当たりさせることにより液密状に密着させて、左右方向に一列に整列配置され、第１電線群１２ａを構成している。第１電線群１２ａを構成するシール層１３の上面同士は互いに面一状に連なっており、第１電線群１２ａを構成するシール層１３の下面同士も互いに面一状に連なっている。

この第１電線群１２ａの上面に沿って配される複数本の電線１２も、第１電線群１２ａと同様、シール層１３の外周面同士（左側面と右側面）を面当たりさせることにより液密状に密着させて左右方向に一列に整列配置され、第２電線群１２ｂを構成している。この上面側の第２電線群１２ｂを構成するシール層１３の上面同士は互いに面一状に連なっており、この第２電線群１２ｂを構成するシール層１３の下面同士も互いに面一状に連なっている。

また、第１電線群１２ａの下面に沿って配される複数本の電線１２も、シール層１３の外周面同士（左側面と右側面）を面当たりさせることにより液密状に密着させて左右方向に一列に整列配置され、第２電線群１２ｂを構成している。この下面側の第２電線群１２ｂを構成するシール層１３の上面同士は互いに面一状に連なっており、この第２電線群１２ｂを構成するシール層１３の下面同士も互いに面一状に連なっている。

この上下２つの第２電線群１２ｂを構成する電線１２の本数は、第１電線群１２ａを構成する電線１２の本数よりも１本少ない。そして、この第２電線群１２ｂを構成する電線１２と、第１電線群１２ａを構成する電線１２は、電線１２の左右並列ピッチの１／２の寸法分だけ左右に位置ずれして配置されている。そして、第１電線群１２ａを構成するシール層１３の上面（外周面）と、上側の第２電線群１２ｂを構成するシール層１３の下面（外周面）は、面当たりさせることにより液密状に密着している。同様に、第１電線群１２ａを構成するシール層１３の下面（外周面）と、下側の第２電線群１２ｂを構成するシール層１３の上面（外周面）も、面当たりさせることにより液密状に密着している。

上側の第２電線群１２ｂの上面に沿って配される複数本の電線１２も、第１電線群１２ａ及び第２電線群１２ｂと同様、シール層１３の外周面同士（左側面と右側面）を面当たりさせることにより液密状に密着させて左右方向に一列に整列配置され、第３電線群１２ｃを構成している。この上面側の第３電線群１２ｃを構成するシール層１３の下面同士は互いに面一状に連なっている。また、下側の第２電線群１２ｂの下面に沿って配される複数本の電線１２も、シール層１３の外周面同士（左側面と右側面）を面当たりさせることにより液密状に密着させて左右方向に一列に整列配置され、第３電線群１２ｃを構成している。この下面側の第３電線群１２ｃを構成するシール層１３の上面同士は互いに面一状に連なっている。

上下２つの第３電線群１２ｃを構成する電線１２の本数は、第２電線群１２ｂを構成する電線１２の本数よりも１本少ない。そして、この第３電線群１２ｃを構成する電線１２と、第２電線群１２ｂを構成する電線１２は、電線１２の左右並列ピッチの１／２の寸法分だけ左右に位置ずれして配置されている。そして、上側の第２電線群１２ｂを構成するシール層１３の上面（外周面）と、上側の第３電線群１２ｃを構成するシール層１３の下面（外周面）は、面当たりさせることにより液密状に密着している。同様に、下側の第２電線群１２ｂを構成するシール層１３の下面（外周面）と、下側の第３電線群１２ｃを構成するシール層１３の上面（外周面）も、面当たりさせることにより液密状に密着している。

以上のように、外周に正方形断面のシール層１３が形成された複数本の電線１２は千鳥状に配置され、隣り合うシール層１３の互いに対向する外周面同士が、面当たりさせることにより液密状に密着している。この構成によれば、ワイヤーハーネス１１を構成する全ての電線１２は、隣り合う電線１２同士の間における隙間がシール層１３によって全て埋め尽くされている。つまり、隣り合う電線１２の間（ワイヤーハーネス１１の内部）には、浸水を許容するような隙間は存在していない。

＜光硬化性樹脂＞
シール層１３は、光硬化性樹脂からなる。光硬化性樹脂は、モノマーとオリゴマーと光重合開始剤（光開始剤）と各種添加剤から構成されている。光硬化性樹脂は、液体の状態で光が照射されると、光エネルギーにより硬化する。添加剤としては、硬化後に、シール層１３同士が液密状に密着するために必要な弾性、可撓性、表面平滑度等が得られるような材料が選定されている。また、光硬化性樹脂としては、大きく分けて紫外線硬化性樹脂と可視光線硬化性樹脂があるが、本実施例ではシール層１３の材料として紫外線硬化性樹脂が用いられている。

シール層１３の材料として紫外線硬化性樹脂を用いる理由は、次の通りである。パネル２０及びグロメット１５の近傍にはコネクタ２２が設けられ、コネクタ２２内には、ワイヤーハーネス１１を構成する電線１２の端末部に圧着により接続された端子金具（図示省略）が収容されている。電線１２と端子金具の圧着工程はアプリケータにより自動化されているが、このアプリケータに光硬化用の設備を付設した自動機（図示省略）を用いることにより、圧着工程と連続してシール層１３を形成するための光硬化工程の自動化を図ることが可能である。圧着工程は短時間で行われるため、両工程を連続的に自動処理するためには、光硬化工程に要する時間も短縮化することが望ましい。光硬化性樹脂の硬化時間は、受ける光エネルギーの密度が高いほど短い。そして、紫外線は、可視光線に比べて光エネルギーの密度が高い。したがって、可視光線硬化性樹脂よりも硬化時間の短い紫外線硬化性樹脂を用いた。

＜自動機による電線１２への処理工程＞
自動機（図示省略）による電線１２への処理工程を説明する。電線１２に対する処理は、皮剥き工程、光硬化工程、圧着工程の順で行われる。皮剥き工程では、電線１２の前端部の絶縁被覆を除去して導体の前端部を露出させる。光硬化工程では、まず、電線１２が、モールド型（図示省略）に供給されて、長さ方向に位置決めされた状態でセットされる。次いで、モールド型内に液体状の光硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂）が注入され、その後、モールド型内の液状光硬化性樹脂に紫外線が照射される。紫外線の照射により光硬化性樹脂が硬化し、シール層１３が絶縁被覆の外周に固着した状態でモールド成形される。また、圧着工程では、端子金具が所定の圧着位置に供給されてアンビルに載置され、次いで、導体の前端部を露出させた電線１２が、端子金具の圧着部にセットされ、その後、クリンパが下降することにより、圧着部が電線１２を包囲するようにカシメ付けられ、電線１２と端子金具が接続される。

＜ワイヤーハーネス１１の製造＞
電線１２に対するシール層１３の形成と端子金具の圧着が済んだ後は、複数本の電線１２が千鳥配置となるように束ねられる。千鳥配置された複数本の電線１２は、シール孔１８と対応しない領域にテープ（図示省略）を巻くことによって、束ねた状態に仮保持される。その後、束ねた状態に仮保持されたワイヤーハーネス１１は、シール孔１８に挿通される。ここで、ワイヤーハーネス１１の外周は、正方形をなす複数のシール層１３により非円形に構成されているため、ワイヤーハーネス１１の外周と円形断面のシール高の内周との間には隙間が生じる。この隙間は、シール孔１８を通過する浸水経路になり得るため、ワイヤーハーネス１１とシール孔１８の隙間は、シリコーン等のシール材１４によって液密状に封止される。シール材１４が固化すれば、ワイヤーハーネス１１とグロメット１５が一体化されてグロメット組立体１９が構成される。

＜実施例１の作用、効果＞
本実施例１のワイヤーハーネス１１のシール構造１０は、束ねられた複数本の電線１２を備え、シール孔１８に挿通されるワイヤーハーネス１１において、シール孔１８内を液密状に封止するためのものである。そして、このシール構造１０は、電線１２を個別に包囲する光硬化性樹脂製のシール層１３を備え、隣り合うシール層１３の外周面同士が液密状に面当たりすることで、束ねられた複数本の電線１２間の隙間が埋められている。この構成によれば、光硬化性樹脂製のシール層１３が形成された複数本の電線１２を束ねるだけで、複数本の電線１２間の隙間が埋められるので、粘度の高いシール材１４を電線１２間の隙間に充填する工程が不要であり、シール工程の作業効率がよい。

また、本実施例のワイヤーハーネス１１のシール構造１０は、ワイヤーハーネス１１の外周とシール孔１８の内周との隙間がシール材１４で液密状に封止されているので、ワイヤーハーネス１１の外周とシール孔１８の内周の隙間への浸水を防止できる。また、シール層１３が、紫外線硬化性樹脂からなっているので、可視光線に比べて光エネルギーの密度が高い紫外線により、光硬化性樹脂を短時間で効果的に硬化させることができる。

＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２を図３を参照して説明する。本実施例２のワイヤーハーネス３１のシール構造３０は、シール層３２を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

上記実施例１ではシール層１３の外周の断面形状が正方形であったのに対し、本実施例２のシール層３２の外周の断面形状は、正六角形である。シール層３２は、各電線１２の外周を全周に亘って個別に包囲した形態であり、シール層３２の断面の中心と電線１２の軸心（中心）は合致している。また、シール層３２の外周の正六角形を構成する１辺の寸法は、全ての電線１２において同一寸法となっている。

そして、ワイヤーハーネス３１を構成する全ての電線１２は、シール層３２の外周面同士を面当たりさせることにより液密状に密着させて、千鳥状に配置されている。ここで、シール層３２の外周形状は正六角形である。したがって、電線１２が千鳥状配置されることにより、全てのシール層３２がハニカム構造を構成するように配置されている。また、シール孔１８の内周とワイヤーハーネス３１の外周との隙間は、実施例１と同様のシール材１４によって液密状に封止されている。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１，２では、シール層の外周の断面形状を正多角形としたが、シール層の外周の断面形状は、外周を構成する複数の辺の長さが一部異なる非正多角形や、外周の一部が曲面となっている形状であってもよい。
（２）上記実施例１，２では、シール層の外周の断面形状及び寸法が、全ての電線において同一としたが、シール層の外周の断面形状及び寸法が、一部の電線において異なっていてもよい。
（３）上記実施例１，２では、高剛性層の材料を紫外線硬化性樹脂としたが、高剛性層の材料は可視光硬化性樹脂であってもよい。
（４）上記実施例１，２では、シール孔がグロメットに形成されたものであるが、本発明は、シール孔がグロメット以外の部材に形成されている場合にも適用することができる。
（５）上記実施例１，２では、シール孔の内周形状を真円形としたが、シール孔の内周形状は非円形であってもよい。
（６）上記実施例１では、シール層の形成された複数本の電線を千鳥状に配置したが、配置形態は千鳥状に限らず、上下方向及び左右方向の両方向において電線の軸線が合致するように整列配置してもよい。

１０…シール構造
１１…ワイヤーハーネス
１２…電線
１３…シール層
１８…シール孔
３０…シール構造
３１…ワイヤーハーネス
３２…シール層

Claims (3)

1. 束ねられた複数本の電線を備え、シール孔に挿通されるワイヤーハーネスにおいて、前記シール孔内を液密状に封止するためのシール構造であって、
   前記電線を個別に包囲する光硬化性樹脂製のシール層を備え、
   隣り合う前記シール層の外周面同士が液密状に面当たりすることで、前記束ねられた複数本の電線間の隙間が埋められていることを特徴とするワイヤーハーネスのシール構造。
2. 前記ワイヤーハーネスの外周と前記シール孔の内周との隙間がシール材で液密状に封止されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤーハーネスのシール構造。
3. 前記シール層が、紫外線硬化性樹脂からなっていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワイヤーハーネスのシール構造。

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