JP6677685B2 - 電線の防水方法および電線の防水構造 - Google Patents

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Description

本発明は、電線の防水方法および電線の防水構造に係り、特に、複数本の電線の被覆同士および導体同士を接合しているものに関する。
従来、図19〜図21で示すように、複数本の電線301の端部で被覆303を除去して導体305を露出させ、これらの露出している導体305同士を超音波接合している電線端末の防水構造307が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
この電線端末の防水構造307では、熱収縮チューブ309の一端の開口に止栓311を密嵌固定して構成されているキャップ313内に、スプライス部(導体305の接合部)315を挿入してある。
そして、熱収縮チューブ309の収縮後に、止栓311に設けた止水材注入孔317から止水材319をキャップ313内に加圧注入し、スプライス部315等の防水をしている。
特開2013−17286号公報
ところで、従来の電線端末の防水構造307では、熱収縮チューブ309の収縮後に、止水材注入孔317から止水材319をキャップ313内に注入しているので、各電線301の間(間隙)321(図21参照)に止水材319がまわりきれず、シール(防水)が不完全になるという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数本の電線の導体同士がジョイント接合され、このジョイント接合されている部位が防水される電線の防水方法および電線の防水構造において、ジョイント接合されている部位の防水の不完全さを解消することができるものを提供することを目的とする。
請求項に記載の発明は、複数本の電線それぞれの一部で被覆を除去する被覆除去工程と、前記被覆除去工程での被覆の除去によって導体が露出している各電線のそれぞれについて、前記各電線の被覆の一部を角柱状に成形する被覆成形工程と、前記被覆成形工程での成形がされた後に、前記電線を集め、前記各電線の露出している導体同士をジョイント接合する接合工程と、前記接合工程での接合後に、前記被覆成形工程での成形がされた被覆の部位が角柱状になっている状態で、前記角柱状になっている各電線の被覆の部位を一体化するとともに、前記各電線の被覆の一部から前記角柱状になっている各電線の被覆の部位と前記露出している導体とを連続してシールするシール工程とを有する防水方法である。
請求項に記載の発明は、複数本の電線それぞれの一部で被覆を除去する被覆除去工程と、前記各電線のそれぞれについて、前記被覆の一部を角柱状に成形する被覆成形工程と、前記被覆除去工程での被覆の除去がされ前記被覆成形工程での成形がされた後に、前記電線を集め、前記各電線の露出している導体同士をジョイント接合する接合工程と、前記接合工程での接合後に、前記被覆成形工程での成形がされた被覆の部位が角柱状になっている状態で、前記角柱状になっている各電線の被覆の部位を一体化するとともに、前記各電線の被覆の一部から前記角柱状になっている各電線の被覆の部位と前記露出している導体とを連続してシールするシール工程とを有し、前記被覆除去工程、前記被覆成形工程、前記接合工程と、前記シール工程の順にこれらの工程が実行されるか、もしくは、前記被覆成形工程、前記被覆除去工程、前記接合工程と、前記シール工程の順にこれらの工程が実行される電線の防水方法である。
請求項に記載の発明は、一部で導体が露出している複数本の電線であって、前記露出している各導体同士がジョイント接合されており、前記各電線のそれぞれについて、前記電線の被覆の一部が角柱状に成形されており、これらの成形された被覆の部位が集まって角柱状になっている複数本の電線と、前記各電線の、前記角柱状になっている各被覆の部位を一体させて、前記各電線の、前記被覆の一部から、前記角柱状になっている各被覆の部位と、前記露出している導体とを連続して覆ってシールしているシール材とを有する電線の防水構造である。
本発明によれば、複数本の電線の導体同士がジョイント接合され、このジョイント接合されている部位が防水される電線の防水方法および電線の防水構造において、ジョイント接合されている部位の防水の不完全さを解消することができるという効果を奏する。
本発明の第1の実施形態に係る電線の防水方法における被覆成形工程の準備完了状態を示す図であり、(a)は(b)におけるIA−IA断面を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る電線の防水方法における被覆成形工程の成形時の状態を示す図であり、(a)は(b)におけるIIA−IIA断面を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る電線の防水方法における被覆成形工程と接合工程との終了状態を示す図であり、(a)は(b)におけるIIIA−IIIA断面を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る電線の防水方法におけるシール工程の準備完了状態を示す図であり、(a)は(b)におけるIVA−IVA断面を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る電線の防水構造を示す図であり、(a)は(b)におけるVA−VA断面を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る電線の防水方法における被覆成形工程の準備完了状態を示す図であり、(a)は(b)におけるVIA−VA断面を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る電線の防水方法における被覆成形工程の成形時の状態を示す図であり、(a)は(b)におけるVIIA−VIIA断面を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る電線の防水方法における被覆成形工程の終了状態を示す図であり、(a)は(b)におけるVIIIA−VIIIA断面を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る電線の防水方法における接合工程の終了状態を示す図であり、(a)は(b)におけるIXA−IXA断面を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る電線の防水方法におけるシール工程の準備完了状態を示す図であり、(a)は(b)におけるXA−XA断面を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る電線の防水構造を示す図であり、(a)は(b)におけるXIA−XI断面を示す図である。 被覆成形工程で成形された電線の変形例を示す断面図(電線の長手方向に対して直交する平面による断面図)である。 本発明の第3の実施形態に係る電線の防水方法におけるシール工程の準備完了状態を示す図であり、(b)は(a)におけるXIIIB−XIIIB断面を示す図である。 図13で示す電線の防水方法で使用される防水材を示す斜視図である。 本発明の第3の実施形態に係る電線の防水構造を示す図であり、(b)は(a)におけるXVB−XVB断面を示す図である。 図14で示した防水材を示す図であり、(b)は(a)におけるXVIB矢視図である。 図13で示す電線の防水方法で使用される防水材の変形例を示す図であり、(b)は(a)におけるXVIIB矢視図である。 図13で示す電線の防水方法で使用される防水材の別の変形例を示す図であり、(b)は(a)におけるXVIIIB矢視図である。 従来の電線の防水構造を示す図である。 従来の電線の防水構造を示す図である。 従来の電線の防水構造を示す図である。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る電線の防水構造1は、図5等で示すように、複数本の電線3と、シール材(キャップ)5とを備えて構成されている。
電線3は、導体(芯線)7と、この導体7を覆っている(被覆している)被覆(絶縁体)9とで構成されている。電線3は可撓性を備えている。
詳しくは後述する被覆成形部位13が形成される前の電線3の断面(長手方向に対して直交する平面による断面)は、図1(a)で示すように、円形状等の所定形状に形成されている。導体7は、たとえば、複数本の素線(図示せず)によって構成されている。素線は、銅、アルミニウム、もしくは、アルミニウム合金等の金属で細長い円柱状に形成されている。
導体7は、複数本の素線を撚った形態、もしくは、複数本の素線がまとまって直線状に延びている形態で構成されている。導体7の断面は、複数本の素線がほとんど隙間の無い状態で束ねられていることで概ね円形状になっている。
被覆9は、たとえば、熱可塑性樹脂で構成されており、被覆9の断面は、所定の幅(厚さ)を備えた円環状に形成されている。導体7の外周の全周に被覆9の内周の全周が接触している。なお、導体7が1本の素線で構成されていることもある。
電線3では、一部(たとえば、長手方向の一端部)で、所定の長さにわたって被覆9が除去されて導体7が露出している。
また、複数本の電線3では、露出している各導体7同士がジョイント接合(たとえば、超音波接合)されている。また、各電線3の被覆9の一部が成形されて被覆成形部位13が形成されている。被覆成形部位13では、各電線3の間の隙間を無くした形態に、また、各電線3が一体化するように、たとえば、圧力および熱または超音波により、被覆9が成形されている(図2〜図5参照)。
シール材5は、図4、図5で示すように、有底筒状に形成されており、各電線3の、被覆9の一部(被覆成形部位13寄りの除去されていない被覆9)から、成形された被覆9の部位13と、露出している導体7(超音波接合されている部位であるスプライス部11を含む)とを連続して覆ってシールしている。
さらに説明すると、電線3の長手方向(図1(b)等では上下方向)では、各電線3の位置はお互いが一致している。すなわち、露出している各導体7の位置はお互いが一致しており、被覆9が除去されていない各電線3の部位の位置もお互いが一致している。露出している各導体7のジョイント接合された部位11は、露出している各導体7の先端部に形成されている。また、被覆成形部位13は、露出している導体7の近くに形成されており、さらに詳しくは、被覆成形部位13は、被覆9の端(露出している導体7との境界に位置している端)から、露出している導体7から離れる方向に所定の長さにわたって形成されている。
被覆成形部位13の断面(電線3の長手方向に対して直交する平面による断面)は、図3(a)、図12(a)等で示すように、正六角形状もしくは正六角形に近い形状に形成されている。なお、被覆成形部位13の断面が、図12(b)、(c)で示すように、正五角形状もしくは正五角形に近い形状に形成されていてもよいし、正四角形状もしくは正四角形に近い形状に形成されていてもよいし、その他の多角形状(いずれの内角も180°未満になっている多角形)に形成されていてもよいし、円形状や楕円形状等の形状に形成されていてもよい。
また、被覆9で形成された被覆成形部位13は、被覆9の材料で充填されており、被覆9で形成された被覆成形部位13には、空隙が非存在になっており、被覆9で形成された被覆成形部位13を水等が通過しないようになっている。
さらに、被覆成形部位13では、各導体7同士は、成形された被覆9でお互いが遮断されており、各導体7のいずれもが、成形された被覆9の中に埋没しており、被覆9の表面(側面)に現れていることは無い。
なお、図1〜図5で示す態様では、各電線3の外径はお互いが等しくなっているが、各電線3の外径が若干異なっていてもよい。各電線3の外径の差が大きく、図3(a)等で示すような形状にする成形が困難であるときは、成形前に、被覆9の外周に被覆9と同様な熱可塑性樹脂で構成された成形補助材を巻き付けて電線3の外径を調整してもよい。
シール材5は、上述したように、有底筒状に形成されている。そして、図5(b)で示すように、各電線3の被覆成形部位13と露出している導体7(ジョイント接合された部位11を含む)とが、シール材5の内部に入っており、シール材5の筒状の部位が被覆成形部位13に密着している。
さらに説明すると、シール材5は、図4(b)等で示すように、筒状の熱収縮チューブ15と、熱収縮チューブ15の内面に膜状に設けられている止水材(止水剤)17と、熱収縮チューブ15と止水材17との一方の開口部を塞いでいる止メ栓(たとえば、熱によって収縮する止水栓)19とを備えて構成されている。
熱収縮チューブ15等が熱収縮することで、図5(b)で示すように、シール材5の内面が、各電線3の被覆成形部位13と、露出している導体7(ジョイント接合された部位11を含む)とに接して、被覆成形部位13と露出している導体7のシールをしている。すなわち、図5(b)で示す電線の防水構造1では、成形されていない被覆9のところに存在している水やシール材5の外部の存在している水等が、被覆成形部位13やシール材5で遮られ、シール材5の内部(露出している導体7のところ)には入り込まないようになっている。
ところで、上記説明では、シール材5が、熱収縮チューブ15と、止水材17と、止メ栓19とで構成されていることとしているが、熱収縮チューブ15を有底筒状に形成して止メ栓19を無くしてもよい。この場合、止水材17を有底筒状の熱収縮チューブの内面の総てに設けてもよいし、止水材17を有底筒状の熱収縮チューブの内面のうちの被覆成形部位13に接する部位のみに設けてもよい。
次に、電線の防水構造1の製造方法(電線の防水方法)について説明する。
まず、導体7と、この導体7を覆っている被覆9とを備えている複数本の電線3それぞれの一部(たとえば、長手方向の一端部)で被覆9を所定の長さにわたって除去して導体7を露出させる(被覆除去工程A)。
続いて、被覆除去工程Aでの被覆9の除去によって導体7が露出している電線3を集める(図1参照)。そして、各電線3の間の隙間を無くすように、また、各電線3が束ねられて一体化するように、各電線3の被覆9の一部(露出している導体7の近くの部位)を、型21を用いて成形する(被覆成形工程B;図2参照)。この成形は、被覆9に、たとえば、熱や圧力や超音波等を与えてなされる。
続いて、被覆成形工程Bでの各電線3の被覆9の成形後に、図3で示すように、各電線3の露出している導体7同士を、これらの少なくとも一部(たとえば、導体7の先端部)でジョイント接合する(接合工程C)。
続いて、接合工程Cでの導体7同士の接合後に、成形された被覆9(被覆成形部位13)と露出している導体7とを、シール材5を用いてシールする(シール工程D)。
シール工程Dでは、図4、図5で示すように、熱収縮性のシール材5を、被覆成形部位13と、被覆成形部位13の一方の側で露出している導体7とに被せ、熱収縮性のシール材5を加熱して収縮させ、被覆成形部位13と露出している導体7とをシールする。
電線の防水構造1によれば、導体7が露出している電線3を集め、各電線3の間の隙間を無くすように電線3の被覆9の一部を成形し、電線3の露出している導体7同士をジョイント接合し、成形された被覆9(被覆成形部位13)と露出している導体7とをシールしている。これにより、図21で示す電線間の間隙321を無くすことができ、シール(防水)が不完全になることが防止される。
ところで、上述した電線の防水構造1の製造方法では、被覆除去工程A、被覆成形工程B、接合工程C、シール工程Dの順にこれらの工程が実行されているが、これらの工程の順序を適宜変更してもよい。
たとえば、被覆除去工程A、接合工程C、被覆成形工程B、シール工程Dの順にこれらの工程を実行してもよい。また、被覆成形工程B、被覆除去工程A、接合工程C、シール工程Dの順にこれらの工程を実行してもよい。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る電線の防水構造1aは、電線3を1本ずつ成形してから、各電線3を集めてシールしている点が本発明の第1の実施形態に係る電線の防水構造1と異なり、その他の点は、電線の防水構造1とほぼ同様に構成されている。
すなわち、第2の実施形態に係る電線の防水構造1aは、図11等で示すように、複数本の電線3と、シール材5とを備えて構成されている。
電線3は、図6〜図8等で示すように、この一部(たとえば、長手方向の一端部)で被覆9が所定の長さにわたって除去されて導体7が露出している。図9等で示すように、露出している各導体7同士はジョイント接合されている。
また、図7〜図11で示すように、各電線3のそれぞれについて、電線3の被覆9の一部(露出している導体7の近くの部位)が成形されて被覆成形部位13aが形成されている。
被覆成形部位13aは、この断面(電線3の長手方向に対して直交する平面による断面)が平面充填可能な形状(たとえば、正六角形状)になっており、これらの平面充填可能な被覆成形部位13aが集まって、平面充填形(図9(a)、図10(a)、図11(a)参照)になっている。
なお、平面充填とは、平面内を有限種類の平面図形で隙間なく敷き詰める操作である。敷き詰められた平面図形からなる平面全体を平面充填形という。ちなみに、1種類で平面を充填できる正多角形は、正三角形、正四角形、正六角形であり、これらを正平面充填形という。
平面充填可能な形状は、正多角形以外でもいろいろ存在する(長方形や平行四辺形等)また、複数種類で平面を充填できる形状も当然に存在する。
シール材5は、第1の実施形態に係る電線の防水構造1のシール材5と同様に構成されている。シール材5は、各電線3の、平面充填形になっている各被覆9の部位(被覆成形部位13a)を一体させて、各電線3の、平面充填形になっている被覆成形部位13aと、露出している導体7(超音波接合されている部位11を含む)とを、内側に位置させてシールしている。
なお、シール材5によって、各被覆成形部位13aが締め付けられており、各被覆成形部位13a同士が密着しており、各被覆成形部位13a同士の間や、シール材5と被覆成形部位13aとの間では、水等が遮断されている。
また、電線3の長手方向では、被覆成形部位13aは、第1の実施形態に係る電線の防水構造1の被覆成形部位13と同じところに位置している。
各被覆成形部位13aの断面形状はお互いが等しくなっている。なお、各電線3において、成形前の被覆9の外径が異なっている場合には、第1の実施形態で説明したように、成形補助材を用いて電線3の外径を調整する。
次に、電線の防水構造1aの製造方法(電線の防水方法)について説明する。
まず、導体7と、この導体7を覆っている被覆9とを備えている複数本の電線3それぞれの一部(たとえば、長手方向の一端部)で被覆9を除去して導体7を所定の長さにわたって露出させる(被覆除去工程E)。
続いて、被覆除去工程Eでの被覆9の除去によって導体7が露出している各電線3のそれぞれについて、電線3の被覆の一部(露出している導体の近くの部位)を平面充填可能な形状に成形する(被覆成形工程F;図6、図7、図8参照)。
続いて、被覆成形工程Fでの成形がされた後に、複数の被覆成形部位13aが平面充填形になるように、各電線3を集め、各電線3の露出している導体7同士を、これらの少なくとも一部でジョイント接合する(接合工程G;図9参照)。
続いて、接合工程Gでの接合後に、被覆成形部位13aが平面充填形になっている状態で、平面充填形になっている各電線3の被覆成形部位13aを束ねて一体化するとともに、平面充填形になっている各電線3の被覆成形部位13aと露出している導体7とをシールする(シール工程H;図10、図11参照)。
電線の防水構造1aによれば、導体7が露出している各電線3のそれぞれについて被覆9の一部を平面充填可能な形状に成形し、各電線3を集めて導体7同士をジョイント接合し、成形がされた被覆成形部位13aが平面充填形になっている状態で、平面充填形になっている被覆成形部位13aを一体化するとともに、平面充填形になっている各電線3の被覆成形部位13aと露出している導体7とをシールしている。
これにより、図21で示す電線間の間隙321を無くすことができ、シール(防水)が不完全になることが防止される。特に、電線3の本数が多いときでも、電線3の被覆9の成形が容易であり、シール(防水)が不完全になることが防止される。
また、電線の防水構造1aによれば、被覆成形工程Fで成形される被覆成形部位13aが正六角柱状になっているので、被覆成形工程Fでの被覆9の変形量を最小にしつつ平面充填可能な形状を得ることができる。
ところで、上述した電線の防水構造1aの製造方法では、被覆除去工程E、被覆成形工程F、接合工程G、シール工程Hの順にこれらの工程が実行されているが、これらの各工程の順序を適宜変更してもよい。
たとえば、被覆成形工程F、被覆除去工程E、接合工程とG、シール工程Hの順にこれらの工程を実行してもよい。
なお、シール工程Hを実行するときに、各電線3の被覆成形部位13aの間(成形部位13aの外周)に止水材を設けてもよい。
また、上記説明では、電線3を1本ずつ成形しているが、複数本の電線3で1つの群の電線を構成し、この1つの群の電線をまとめて成形し、このように成形された電線の群を複数集めて、平面充填形を形成してもよい。
なお、図3(b)、図8(b)等では、説明の便宜のために、被覆成形部位13、13aの外径を、成形がされていない被覆9の外径よりも大きく描いているが、成形のときに別途材料を加えてはいないので、実際には、被覆成形部位13、13aの外径は、成形がされていない被覆9の外径と同程度になっている。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る電線の防水構造1bは、図13で示すように、各電線3の間に弾性を備えた防水材23(図14参照)を配置している点が、本発明の第1の実施形態に係る電線の防水構造1と異なり、その他の点は、電線の防水構造1とほぼ同様に構成されている。
すなわち、第3の実施形態に係る電線の防水構造1bでは、たとえば、三角錐(より具体的には、図16で示すような底面が正三角形であり、3つの側面の三角形がお互いに合同になっている三角錐)を、各電線3を集めたときに各電線3の間に形成される隙間(たとえば、三角形状の隙間)25に設置している。そして、各電線3を集めたときに各電線3の間に形成される隙間(たとえば、三角形状の隙間)25を埋めるとともに、シール材5を用いてシールをしている(図15参照)。
防水材23は、各電線3の導体7をジョイント接合した後、シール材5を設ける前に設置される。
なお、防水材23は、この頂点が露出している導体7側に位置するようにして設けられている。また、防水材23として、図17で示すような、1つの側面が底面とが直交している三角錐状のものを採用してもよいし、図18で示すような、円錐状のものを採用してもよいし、三角錐台状、三角柱状、円錐台状、円柱状等のその他の形状のものを採用してもよい。
また、防水材23を設置した後、シール材5を設ける前に、図2等で示すようにして、被覆9の一部と防水材23とを成形してもよい。
電線の防水構造1、1a、1bにおいて、止メ栓19に貫通孔を設け、この貫通孔からシール材5の内部に止水材を注入してもよい。
1、1a 電線の防水構造
3 電線
5 シール材
7 導体
9 被覆
13、13a 成形された被覆の部位(被覆の成形部位)
A、E 被覆除去工程
B、F 被覆成形工程
C、G 接合工程
D、H シール工程

Claims (3)

  1. 複数本の電線それぞれの一部で被覆を除去する被覆除去工程と、
    前記被覆除去工程での被覆の除去によって導体が露出している各電線のそれぞれについて、前記各電線の被覆の一部を角柱状に成形する被覆成形工程と、
    前記被覆成形工程での成形がされた後に、前記電線を集め、前記各電線の露出している導体同士をジョイント接合する接合工程と、
    前記接合工程での接合後に、前記被覆成形工程での成形がされた被覆の部位が角柱状になっている状態で、前記角柱状になっている各電線の被覆の部位を一体化するとともに、前記各電線の被覆の一部から前記角柱状になっている各電線の被覆の部位と前記露出している導体とを連続してシールするシール工程と、
    を有することを特徴とする電線の防水方法。
  2. 複数本の電線それぞれの一部で被覆を除去する被覆除去工程と、
    前記各電線のそれぞれについて、前記被覆の一部を角柱状に成形する被覆成形工程と、
    前記被覆除去工程での被覆の除去がされ前記被覆成形工程での成形がされた後に、前記電線を集め、前記各電線の露出している導体同士をジョイント接合する接合工程と、
    前記接合工程での接合後に、前記被覆成形工程での成形がされた被覆の部位が角柱状になっている状態で、前記角柱状になっている各電線の被覆の部位を一体化するとともに、前記各電線の被覆の一部から前記角柱状になっている各電線の被覆の部位と前記露出している導体とを連続してシールするシール工程と、
    を有し、
    前記被覆除去工程、前記被覆成形工程、前記接合工程と、前記シール工程の順にこれらの工程が実行されるか、
    もしくは、前記被覆成形工程、前記被覆除去工程、前記接合工程と、前記シール工程の順にこれらの工程が実行されることを特徴とする電線の防水方法。
  3. 一部で導体が露出している複数本の電線であって、前記露出している各導体同士がジョイント接合されており、前記各電線のそれぞれについて、前記電線の被覆の一部が角柱状に成形されており、これらの成形された被覆の部位が集まって角柱状になっている複数本の電線と、
    前記各電線の、前記被覆の一部から、前記角柱状になっている各被覆の部位を一体させて、前記各電線の、前記角柱状になっている各被覆の部位と、前記露出している導体とを連続して覆ってシールしているシール材と、
    を有することを特徴とする電線の防水構造。
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