JP6992685B2 - 電線の芯線露出部の防水構造 - Google Patents

Description

この発明は車両、船舶、航空機、機械装置等における電線の芯線露出部を防水する技術に関する。

特許文献１は、一端が閉鎖すると共に一端が開口している円筒形状の樹脂製で、内部に端末集中スプライス部を挿入すると共にシール剤を充填する保護キャップを開示している。特許文献１では、保護キャップの開口側に小径部を設けられると共に、上記シール剤の液面を位置させる軸方向中間に拡径部が設けられている。保護キャップ内に挿入される端末集中スプライス部および電線群が開口側の小径部の内周面に接触した状態で中間の拡径部内周面との間に所要の隙間をあける設定とされている。

特開平１０－８３８４５号公報

しかしながら、過度の冷熱環境下においては、保護キャップ内において硬化したシール剤に割れが生じてしまう恐れがある。

そこで、本発明は、過度の冷熱環境下等においても、内部防水部の割れを抑制することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造は、芯線露出部を有する電線と、前記芯線露出部の周囲を覆うように設けられ前記芯線露出部を防水する内部防水部と、前記内部防水部の周りに外部空間と仕切られた空間を形成する外装部材とを備え、前記芯線露出部は、前記電線の端部に設けられ、前記内部防水部は、前記芯線露出部が収容された内部キャップと、前記内部キャップ内に充填固化された止水剤とを含む。

第２の態様は、第１の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材は、前記内部防水部の外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲って、前記内部防水部の外周側に筒状の空間を形成する部材とされている。

第３の態様は、第２の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記空間の隙間が１ｍｍ以上となる部分を含むものである。

第４の態様は、第１から第３のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材の厚みが１ｍｍ以上とされているものである。

第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材は、エラストマー、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも１つによって形成されているものである。

第６の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材は、金属によって形成されているものである。

第７の態様は、第１から第６のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記内部キャップ内における前記止水剤の硬化液面が、前記内部キャップの開口縁部よりも奥側に位置しているものである。

第８の態様は、第１から第７のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材は、前記内部キャップの外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲う外部キャップを含むものである。

第９の態様は、第８の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外部キャップの開口側端部は、前記芯線露出部を囲む部分の内径よりも小さい内径となる部分を含むものである。

第１０の態様は、第９の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外部キャップの前記開口側端部は、内周側に突出する複数の環状突部を含む形状に形成されているものである。

第１１の態様は、第８から第１０のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外部キャップの開口縁部が前記内部キャップの開口縁部の位置に合せられているものである。

第１の態様によると、外装部材によって内部防水部の周りに外部空間と仕切られた空間が形成される。周囲の温度変化が内部防水部に伝わり難くなり、過度の冷熱環境下等においても、内部防水構造の割れを抑制することができる。

第２の態様によると、内部防水部の周囲全体において外部の熱が内部防水部に伝わり難くなり、内部防水部の割れを有効に抑制できる。

第３の態様によると、内部防水部の周りに、隙間が１ｍｍ以上となる部分を含む空間が形成されるため、周囲の温度変化がより内部防水部に伝わり難くなり、内部防水構造の割れをより抑制することができる。

第４の態様によると、外装部材が変形し難くなり、空間の厚みを維持し易い。

第５の態様によると、外装部材を容易に形成できる。

第６の態様によると、輻射熱を反射し易くなり、輻射熱の影響による温度変化を抑制できる。

第１の態様によると、電線の端部の芯線露出部を、内部キャップと、内部キャップ内に充填固化された止水剤とによって、防水することができる。

第７の態様によると、内部キャップ内において硬化液面よりも上側の位置で、空間を確保し易い。

第８の態様によると、内部キャップの外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で、外部キャップで囲むことによって、内部キャップの周囲に空間を形成することができる。

第９の態様によると、外部キャップの開口側端部は、芯線露出部を囲む部分の内径よりも小さい内径となる部分を含むため、芯線露出部の周囲に空間を確保し易い。

第１０の態様によると、複数の環状突部の間で空間を形成することができ、その空間の存在によって、外部の熱が芯線露出部に熱が伝わり難くすることができる。

第１１の態様によると、外部キャップの開口縁部が内部キャップの開口縁部の位置に合せられているため、内部キャップの先端側で空間を確保し易い。

実施形態に係る電線の芯線露出部の防水構造を示す部分断面図である。 電線の芯線露出部の防水構造の製造方法の一例を示す説明図である。 電線の芯線露出部の防水構造の製造方法の一例を示す説明図である。 電線の芯線露出部の防水構造の製造方法の一例を示す説明図である。 第１変形例に係る電線の芯線露出部の防水構造を示す部分断面図である。 第２変形例に係る電線の芯線露出部の防水構造を示す部分断面図である。 第３変形例に係る電線の芯線露出部の防水構造を示す部分断面図である。

以下、実施形態に係る電線の芯線露出部の防水構造について説明する。図１は、実施形態に係る電線の芯線露出部の防水構造２０を示す部分断面図である。図２～図４は電線の芯線露出部の防水構造２０の製造方法の一例を示す説明図である。

電線の芯線露出部の防水構造２０は、電線１０と、内部防水部２１と、外装部材３０とを備える。

ここでは、防水構造２０は、複数の電線１０を備える。電線１０は、芯線１２と、被覆１４とを備える。

芯線１２は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電材料によって形成される。芯線１２は、１本又は複数本の素線で構成される。電線１０が複数である場合、複数の電線１０の芯線１２の種類は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

被覆１４は、樹脂等の絶縁材料が芯線１２の周囲に押出成形されるなどして形成される。

電線１０は、芯線露出部１２ａを含む。ここでは、電線１０の端部の被覆１４が除去されることで、電線１０の端部に芯線１２が露出した芯線露出部１２ａが形成されている。

複数の電線１０の端部の芯線露出部１２ａ同士が接合されて接合部１６が形成されている。芯線露出部１２ａ同士は、例えば、抵抗溶接或は超音波溶接等の溶接、端子の圧着、または半田付け等によって接合される。

内部防水部２１は、上記芯線露出部１２ａの周囲を覆うように設けられ、当該芯線露出部１２ａを防水する部分である。

ここでは、内部防水部２１は、内部キャップ２２と、止水剤２６とを含む。

内部キャップ２２は、一端が開口すると共に他端が閉じられた筒状の部材である。内部キャップ２２の内径φ０は、電線１０の端部の芯線露出部１２ａ、ここでは、複数の電線１０の芯線露出部１２ａの接合部１６を収容可能で、かつ、収容状態で接合部１６の周囲全体と内部キャップ２２との間に隙間を設けることができる程度の大きさに設定されている。

より具体的には、内部キャップ２２の一端から延在方向中間部は、同一径部分が連続する筒形状に形成されている。内部キャップ２２の他端は、外部に向けて半球状に膨出する形状に形成されている。内部キャップ２２の一端及び延在方向中間部の内径φ０は、電線１０の外径、ここでは、複数の電線１０を束ねた部分に外接しつつ囲む円の径よりも大きく設定されている。また、内部キャップ２２の長さ寸法Ｌ１は、上記接合部１６及び芯線露出部１２ａの長さ寸法よりも大きく設定されている。

このため、複数の電線１０を束ねた部分及び接合部１６を内部キャップ２２内に収容することができ、かつ、当該収容状態で、接合部１６及び複数の電線１０の周囲全体において、それらを内部キャップ２２の内周面から隔てることができる。

内部キャップ２２は、ディップ成型によって形成してもよいし、射出金型成型によって形成してもよい。

内部キャップ２２が上記形状であることは必須ではない。内部キャップは、延在方向中間部で最も太くなる紡錘形状をなしていてもよい。また、内部キャップの延在方向中間部が円筒状をなしていることは必須ではなく、楕円筒状の他、三角筒、四角筒等の多角筒状をなしていてもよい。

内部キャップ２２は、エラストマー、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも１つによって形成される。エラストマーとしては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、合成ゴム等を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂等を挙げることができる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。

上記内部キャップ２２内に芯線露出部１２ａ（ここでは接合部１６及び被覆１４のうち接合部１６に近い端部分）が収容されている。止水剤２６は、内部キャップ２２内に充填固化されている。この止水剤２６は、内部キャップ２２内において、芯線露出部１２ａと内部キャップ２２の内周面との隙間、より具体的には、接合部１６及び被覆１４のうち接合部１６に近い端部分と内部キャップ２２の内周面との隙間を埋めた状態で固化されている。

止水剤２６としては、主剤と硬化剤とを含む液状止水剤を、芯線露出部１２ａを収容した内部キャップ２２内に注入し、内部キャップ２２内で硬化させたものを用いることができる。止水剤２６は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。止水剤２６は、２液硬化タイプ、湿気硬化タイプ、光硬化タイプ等、各種硬化タイプのものを用いることができる。止水剤２６には、ＰＢＡ（ポリブチルアクリレート）等のゴム系改質剤が混合されたものを用いるか、或は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等の衝撃に強い樹脂が用いられてもよい。もっとも、後述するように、本防水構造２０においては、空間Ｓによって外部からの熱の影響が緩和されているため、上記のように割れ防止を重要視した樹脂を用いなくても樹脂割れを抑制できるため、コスト削減に貢献する。

内部キャップ２２内における止水剤２６の硬化液面２６Ｆは、内部キャップ２２の開口縁部よりも奥側に位置していてもよい（図３参照）。硬化液面２６Ｆは、液状の止水剤２６が内部キャップ２２内に注入された状態で、当該液状の止水剤２６の液面となっており、その後、液状の止水剤２６が硬化することで、硬化液面２６Ｆが形成される。硬化液面２６Ｆは、芯線露出部１２ａよりも上方でかつ内部キャップ２２の開口縁部よりも奥側に位置しているとよい。例えば、内部キャップ２２の全長Ｌ１を４０ｍｍとし、内部キャップ２２の底部に対する硬化液面２６Ｆの距離Ｌ２を３０～３５ｍｍとしてもよい（図３参照）。

内部キャップ２２内において、芯線露出部１２ａ（接合部１６）の先端部は、内部キャップ２２の底に接触していてもよいし、当該底から離れた位置に存在していてもよい。

本実施形態では、内部防水部２１は、内部キャップ２２と止水剤２６とを含む例で説明したが、必ずしもそのような構成である必要は無い。

例えば、内部防水部２１は、芯線露出部１２ａ（接合部１６）を覆うように、樹脂をモールド成型した構成であってもよい。また、内部防水部２１は、芯線露出部１２ａ（接合部１６）に、内部にホットメルト等の止水剤を設けた熱収縮チューブで覆い、当該熱収縮チューブを熱収縮させると共に、熱収縮チューブと芯線露出部１２ａ（接合部１６）との間に止水剤を充填配置した構成であってもよい。内部防水部２１は、芯線露出部１２ａ（接合部１６）に直接接触した状態で、芯線露出部１２ａ（接合部１６）の周囲を覆う構成としてもよい。

外装部材３０は、内部防水部２１の周りに外部空間と仕切られた空間Ｓを形成する部材である。外装部材３０によって形成される空間Ｓは、外部空間の空気が容易に流通しない程度に、当該外部空間と仕切られていればよく、空気漏れが生じないように完全に仕切られている必要は無い。空間Ｓは、空気が満たされた空間であってもよいし、減圧された空間であってもよい。

ここでは、外装部材３０は、内部防水部２１の外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲って、内部防水部２１の外周側に筒状の空間Ｓを形成する部材である。ここでは、空間Ｓは、外装部材３０の内部の底と内部キャップ２２の底との間にも形成されている。つまり、空間Ｓは、内部防水部２１の周囲で筒状をなす部分と、その部分の下側に連続し内部防水部２１の底の外側に広がる部分とを含み、全体として有底筒状の空間をなす。

より具体的には、外装部材３０は、一端が開口すると共に他端が閉じられた筒状の外部キャップ３２を含む。外部キャップ３２は、内部キャップ２２の外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲う部材である。つまり、外部キャップ３２は、内部キャップ２２よりも大きく、内部キャップ２２を外部キャップ３２内に配設した状態で、内部キャップ２２と外部キャップ３２との間に空間Ｓを設けることができるようになっている。

より具体的には、外部キャップ３２の延在方向中間部は、外部キャップ３２の延在方向中間位置に向けて両端側から徐々に太くなる紡錘形状に形成されている。例えば、外部キャップ３２の長さＬ４が６０ｍｍであり、その一端側の開口縁部からの距離Ｌ３が３０ｍｍの箇所、すなわち、外部キャップ３２の延在方向中央位置を、最も太くなる部分に形成してもよい。

外部キャップ３２の延在方向中間部において最も太くなる部分の内径φ２は、内部キャップ２２の外径φ１よりも大きく形成されており、例えば、内部キャップ２２の外径φ１に２ｍｍを付加した大きさと同じかこれよりも大きく形成されている。例えば、内部キャップ２２の外径φ１を８ｍｍとし、外部キャップ３２の最も太い部分の内径φ２を１０ｍｍとしてもよい。このため、外部キャップ３２内に内部キャップ２２を収容した状態で、内部キャップ２２の外周面と外部キャップ３２の内周面との間の空間Ｓは、間隔ｔ１が１ｍｍ以上となる部分を含む。内部キャップ２２の外周囲において、当該空間Ｓの間隔ｔ１の上限は、例えば、１０ｍｍ以下としてもよい。

また、外部キャップ３２の一端側にある開口側端部３３は、芯線露出部１２ａ（接合部１６）を囲む部分の内径よりも小さい内径φ３となる部分を含む。ここでは、外部キャップ３２の延在方向中間部は、内径φ２が１０ｍｍとなる最も太い部分の両側に向けて徐々に細くなる紡錘形状に形成されており、その紡錘形状をなす部分に連続して開口側端部３３が形成されている。開口側端部３３は、内周側に突出する複数の環状突部３３ｐを含む形状に形成されている。より具体的には、開口側端部３３は、筒形状であり、その延在方向に沿って間隔をあけて外周側から内周側に向けて環状に絞られた部分が形成されることで、複数の環状突部３３ｐが形成されている。環状突部３３ｐは、開口側端部３３の延在方向において隣の部分よりも内周側に環状に突出している。環状突部３３ｐが、芯線露出部１２ａ（接合部１６）を囲む部分の内径よりも小さい内径φ３となる部分である。例えば、環状突部３３ｐの内径φ３は、上記φ２が１０ｍｍであるとすると、例えば、８ｍｍとしてもよい。

この場合、内部キャップ２２の開口側端部を、外部キャップ３２の開口側端部３３内に配設するようにして、内部キャップ２２を外部キャップ３２内に収容すると、内部キャップ２２のうち芯線露出部１２ａ（接合部１６）を囲む部分が、外部キャップ３２の延在方向中間部に配設される。この状態で、内部キャップ２２のうち芯線露出部１２ａ（接合部１６）を囲む部分の外周面と外部キャップ３２の内周面との間に、それらの周方向に沿ってほぼ均等な間隔の環状の空間Ｓが形成されることになる。このため、内部キャップ２２の周囲全体に空間Ｓを確保し易い。

内部キャップ２２のうち芯線露出部１２ａ（接合部１６）を囲む部分を、外部キャップ３２の延在方向中間部の位置に安定して配設するためには、外部キャップ３２の開口縁部が内部キャップ２２の開口縁部の位置に合せられていることが好ましい（図４参照）。

また、外部キャップ３２の開口側端部３３において、環状突部３３ｐの隣には、内周側からみて環状に凹む環状凹部３３ｑが形成されることになる。環状凹部３３ｑの内周面は、内部キャップ２２の開口側端部の外周面から距離を隔てて配置される。このため、外部キャップ３２内に内部キャップ２２を配設した状態で、内部キャップ２２の開口側端部の外周面と環状凹部３３ｑの内周面と２つの環状突部３３ｐとの間に環状の空間Ｔが形成されることになる（図４参照）。

外部キャップ３２の他端は、外部に向けて半長球状に膨出する形状に形成されている。外部キャップ３２の長さ寸法Ｌ４は、内部キャップ２２の先端部と外部キャップ３２の先端部とを隔てることができる程度に、内部キャップ２２の長さ寸法Ｌ１よりも大きいことが好ましい。例えば、内部キャップ２２の長さ寸法Ｌ１を４０ｍｍとすると、外部キャップ３２の長さ寸法Ｌ４を６０ｍｍとしてもよい。

もっとも、内部キャップ２２の周囲に空間Ｓが形成されており、内部キャップ２２の先端には空間が形成されない構成であってもよく、この場合には、内部キャップ２２の先端部は外部キャップ３２の先端部内に接触していてもよい。

外部キャップ３２の厚みｔ２は、当該外部キャップ３２の形状を一定に維持できる程度の大きさであることが好ましく、例えば、外部キャップ３２の厚みｔ２は１ｍｍ以上であってもよい。外部キャップ３２の厚みｔ２は５ｍｍ以下であってもよい。

外部キャップ３２は、ディップ成型によって形成してもよいし、射出金型成型によって形成してもよい。

外部キャップ３２が上記形状であることは必須ではない。外部キャップ３２の延在方向中間部は、同じ内径が連続する円筒形状をなしていてもよい。また、外部キャップの延在方向中間部が円筒状をなしていることは必須ではなく、楕円筒状の他、三角筒、四角筒等の多角筒状をなしていてもよい。

外部キャップ３２は、エラストマー、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも１つによって形成される。エラストマーとしては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、合成ゴム等を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂等を挙げることができる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。

外部キャップ３２内に内部防水部２１が収容された状態で、外部キャップ３２が内部防水部２１又は電線１０に固定されている。ここでは、外部キャップ３２の開口側の縁部と内部キャップ２２の開口側の縁部とが一致した状態で、外部キャップ３２の開口側端部３３から、当該開口側端部３３から延出する電線１０（ここでは電線１０の束）に至る部分に粘着テープ４０が巻回され、これにより、外部キャップ３２が電線１０に固定されている。なお、内部キャップ２２の開口は、粘着テープ４０によって閉じられているため、内部キャップ２２内において硬化液面２６Ｆの上側にも、外部空間と仕切られた空間が形成されている。このように、内部防水部２１の周囲に外部キャップ３２を取付けることで防水構造２０を製造することができるため、安価で作業性に優れた防水構造２０を得ることができる。

外部キャップ３２を取付けるための構成は上記例に限られない。例えば、外部キャップ３２の開口から内部キャップ２２の開口側端部が延出している場合、外部キャップ３２の開口側端部３３から、当該開口側端部３３から延出する内部キャップ２２の開口側端部に至る部分に粘着テープを巻回して、外部キャップ３２を内部キャップ２２に固定するようにしてもよい。

その他、結束バンド等で外部キャップ３２の開口側端部３３を締付けて内側の電線１０又は内部キャップ２２に固定するようにしてもよい。また、接着剤等を用いて、外部キャップ３２を電線１０又は内部キャップ２２に固定するようにしてもよい。また、電線１０の被覆１４の端部又は内部防水部２１の開口側端部に、外部キャップ３２の開口側端部３３内に嵌る嵌込部分を形成し、外部キャップ３２の開口側端部３３を当該嵌込部分に外嵌めするようにしてもよい。

電線の芯線露出部の防水構造２０の製造方法の一例について説明する。

まず、図２に示すように、芯線露出部１２ａを含む電線１０を準備する。ここでは、複数の電線１０の芯線露出部１２ａが接合されて接合部１６とされたものを準備する。そして、接合部１６及び当該接合部１６に繋がる被覆１４の端部を、内部キャップ２２内に入れる。この前又は後に、ノズル２６Ｎ等から内部キャップ２２内に液状の止水剤２６Ｂを注入する。この際、液状の止水剤２６Ｂの液面が、内部キャップ２２の開口側の縁部よりも奥側に位置する程度の量、液状の止水剤２６Ｂを注入するとよい。そして、液状の止水剤２６Ｂを硬化させる。これにより、内部キャップ２２内に硬化した止水剤２６が形成され、電線の端部に内部防水部２１が形成される。

次に、図３及び図４に示すように、内部防水部２１を外部キャップ３２内に入れる。この際、内部キャップ２２の開口側の縁部と外部キャップ３２の開口側の縁部との位置を合せ、内部キャップ２２の開口側端部が外部キャップ３２の開口側端部３３内に位置するようにする。すると、環状突部３３ｐが内部キャップ２２の開口側の端部の周囲に接する。環状突部３３ｐは、外部キャップ３２の延在方向中間部よりも内周側に突出していることから、外部キャップ３２の延在方向中間部において、環状突部３３ｐの突出寸法分程度、外部キャップ３２の延在方向中間部の内周面と内部キャップ２２の外周面とを隔てることができる。これにより、内部キャップ２２の周囲に環状の空間Ｓを形成することができる。また、外部キャップ３２の先端部に対して内部キャップ２２が離れていることから、内部キャップ２２の先端側にも空間Ｓを設けることができる。

この後、粘着テープ４０等によって、外部キャップ３２を内部キャップ２２又は電線１０に固定する。これにより、電線の芯線露出部の防水構造２０を製造することができる。

本実施形態によると、外装部材３０によって、内部防水部２１の周りに外部空間と仕切られた空間Ｓが形成される。このため、周囲の温度変化が内部防水部２１に伝わり難くなり、過度の冷熱環境下等においても、内部防水構造の割れを抑制することができる。

ここで、芯線露出部１２ａに関する防水の問題としては、芯線露出部１２ａの周囲又は被覆１４の端部の周囲において内部防水部２１の割れが生じることによって、外部からの水が当該割れを通って芯線露出部１２ａに浸入する現象が想定される。本実施形態においては、内部防水部２１に温度変化が生じ難くなり、線膨張等に起因して、内部防水部２１、例えば、止水剤２６に割れが生じ難くなり、もって、防水性を維持し易い。

なお、芯線露出部１２ａに関しては止水に関する問題もある。止水は、上記防水（外部からの水の浸入）に加えて、電線１０間の水の行き来の問題を含む。すなわち、接合部１６において複数の電線１０の芯線露出部１２ａ同士が接合されている場合、１つの電線１０に浸入した水が他の接合部１６を介して他の電線１０に伝わってしまうことがあり、これをも抑制することが望まれる。通常、止水剤２６は、芯線露出部１２ａの素線間にも充填された状態で硬化しているため、電線間止水も図られている。ところが、線膨張等に起因して、素線間の止水剤２６に割れが生じると、電線間の止水が破壊されてしまうことになる。本実施形態においては、内部防水部２１に温度変化が生じ難くなり、線膨張等に起因する素線間の止水剤２６の割れも抑制されるため、止水性も維持し易い。

また、外装部材３０は、内部防水部２１の外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲って、内部防水部２１の外周側に筒状の空間Ｓを形成する。このため、内部防水部２１の周囲全体において外部の熱が内部防水部２１に伝わり難くなり、内部防水部２１の割れを有効に抑制できる。

また、内部防水部２１の周りに形成される空間Ｓが、間隔が１ｍｍ以上となる部分を含んでいれば、外部の熱が内部防水部２１に伝わり難くなり、内部防水部２１の割れを有効に抑制できる。

また、外装部材３０の厚みｔ２が１ｍｍ以上であると、熱等によって外装部材３０が変形し難くなり、内部防水部２１と外装部材３０との間に空間Ｓを確保し易くなる。これにより、外部の熱が内部防水部２１に伝わり難くなる状態を維持し易くなり、内部防水部２１の割れを有効に抑制できる。特に、外部キャップ３２がエラストマー、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも１つによって形成されている場合に、外装部材３０の変形を抑制するためには、外装部材３０の厚みｔ２を１ｍｍ以上とするとよい。

また、外装部材３０が、エラストマー、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも１つによって形成されていると、外装部材３０を容易に形成できる。なお、内部防水部２１の周りに外装部材３０によって空間Ｓを形成することができればよいので、この点からは、外装部材３０を形成する材料は特に問わない。

また、内部防水部２１については、芯線露出部１２ａが収容された内部キャップ２２と、内部キャップ２２に充填固化された止水剤２６とによって、防水することができる。かかる構成としては、従来から用いられた構成を流用することもできる。

また、内部キャップ２２内における止水剤２６の硬化液面２６Ｆが、内部キャップ２２の開口縁部よりも奥側に位置しているため、内部キャップ２２内において硬化液面２６Ｆの上側の位置においても、熱の伝わりを抑制する空間を確保し易い。これにより、内部防水部２１の割れを有効に抑制できる。

また、外装部材３０は、内部キャップ２２の外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲う外部キャップ３２を含むため、この外部キャップ３２によって内部キャップ２２の周囲に空間Ｓを形成することができる。また、かかる外部キャップ３２は、内部キャップ２２を大きくして形成すればよいため、内部キャップ２２を製造する設備を流用し易く、当該外部キャップ３２を容易に製造できる。

また、外部キャップ３２の開口側端部３３は、芯線露出部１２ａを囲む部分である延在方向中間部の内径よりも小さい内径φ３となる部分を含むため、内部キャップ２２のうち芯線露出部１２ａを囲む部分の周囲に空間Ｓを確保し易い。

また、開口側端部３３の内径φ３は、内部キャップ２２の開口側端部をがたつき無く嵌め込める内径である。ここでは、開口側端部３３の内径φ３は、内部キャップ２２の外径φ１と同じである。このため、内部キャップ２２の開口側端部を安定して外部キャップ３２の開口側端部３３に挿入保持することができ、内部キャップ２２の周囲に安定して空間Ｓを確保し易い。

また、外部キャップ３２の開口側端部３３は、内周側に突出する複数の環状突部３３ｐを含む形状に形成されているため、複数の環状突部３３ｐの間で空間を形成することができ、その空間の存在によって、外部の熱が芯線露出部１２ａに伝わり難くすることができる。

複数の環状突部３３ｐによって、内部キャップ２２の開口側端部を安定して一定姿勢に保ち易い。

また、外部キャップ３２の開口縁部が内部キャップ２２の開口縁部の位置に合せられているため、外部キャップ３２の延在方向において外部キャップ３２の位置と内部キャップ２２の位置とが安定して揃えることができ、内部キャップ２２の先端側で空間を安定して確保し易い。

このような電線の芯線露出部の防水構造２０は、車両、船舶、航空機、機械装置等で水かかりの可能性がある部位等で多様な態様で広く用いることができる。例えば自動車のエンジン付近等は、熱源付近でかつ水かかりがある部位である。このような部位において、複数のセンサーがありアース回路等が並列接続されている場合、本電線の芯線露出部の防水構造２０を用いてアース回路を一つに纏めて接地部位に接続できる構成を実現することができ、機器等の配線接続作業を容易にすることができる。

なお、実際に止水剤２６としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いてサンプルを作成し、温度復帰時間が５分以内の試験装置を用いて、冷熱衝撃試験を行った。

冷熱衝撃試験では、サンプルを、－４０℃の環境で３０分曝し、１２０℃の環境で３０分曝すことを１サイクルとして１０００サイクルの環境下に曝した。この冷熱環境下に曝したサンプルについて、電線１０に２００ｈＰａの気圧を加え空気漏れが生じないか否かの試験、芯線露出部１２ａと外部との間で１００ＭΩ以上の絶縁性能が確保されているか否か、所定の電圧印加条件でリーク電流が１００μＡを超えるか否かの試験を行った。

サンプルＡとして、電線１０の端部に内部防水部２１が形成されているが、上記外装部材３０が無いものでかつ、上記試験結果が不合格となるものを準備した。

サンプルＢとして、上記サンプルＡに外装部材３０を形成したものを準備した。なお、各部のサイズは、上記実施形態において例示した値又は範囲内に設定した。

この場合、上記試験結果が不合格となるサンプルＡに外装部材３０を設けたサンプルＢでは、試験結果が合格となることを確認した。

この結果から、外装部材３０によって空間Ｓを設けることで、防水性が向上することがわかる。

また、止水剤２６としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いたサンプルＣにおいて、内部防水部２１の周囲の空間の最大隙間である間隔ｔ１を１ｍｍとしたものを準備した。このサンプルＣを、１３０℃の高温で熱し、サンプルＣの温度を１３０℃で飽和させた後取出し、これを１０℃の水で急冷し、サンプルＣの温度が４０℃に降下するまでの時間を測定した。

この場合、４０℃に降下するまでの時間は、外装部材３０が無いサンプルが同条件で４０℃に降下するまでの時間の２倍以上となることがわかった。このため、空間Ｓの隙間ｔ１を１ｍｍ以上とすれば、温度変化を効果的に抑制できることがわかる。

｛変形例｝
各種変形例について説明する。

上記実施形態では、外部キャップ３２がエラストマー、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも１つによって形成されていると説明したが、外部キャップ３２の材料は特に限定されない。

例えば、図５に示す第１変形例のように、外装部材３０は、金属で形成される外部キャップ１３２を含んでいてもよい。金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス等を用いることができる。また、金属で形成された外部キャップ１３２の開口側端部１３３は、内部キャップ２２又は電線１０（電線１０の束）に向けて塑性変形されることで、内部キャップ２２又は電線１０（電線１０の束）にかしめ固定されていてもよい。加締め変形は、開口側端部１３３の延在方向において複数箇所においてなされ、上記環状突部３３ｐと同様の環状突部１３３ｐが形成された構成とすることが好ましい。もちろん、上記実施形態と同様に、外部キャップ１３２が粘着テープ等によって固定されていてもよい。また、その他、接着剤等を用いて、外部キャップ１３２を電線１０又は内部キャップ２２に固定するようにしてもよい。また、電線１０の被覆１４の端部又は内部防水部２１の開口側端部に、外部キャップ１３２の開口側端部３３内に嵌る嵌込部分を形成し、外部キャップ１３２の開口側端部１３３を当該嵌込部分に外嵌めするようにしてもよい。

第１変形例によると、金属で形成された外部キャップ１３２が輻射熱を反射することができるため、輻射熱の影響による内部防水部２１の温度変化を抑制でき、この点からも、内部防水部２１の割れを抑制できる。

本実施形態及び各変形例では、内部キャップ２２を外部キャップ３２内に入れて、当該内部キャップ２２と外部キャップ３２との間に空間Ｓを形成する構成とした。かかる空間Ｓは、内部キャップ２２と外部キャップ３２との間に形成されなくてもよい。

例えば、内部防水部２１を、外部と仕切られた空間を内部に有する部材で囲ってもよい。

そのような部材としては、自身の内部に外部と仕切られた空間を有する空間内包部材を用いることができる。空間内包部材としては、例えば、発泡樹脂等の発泡部材、２つの樹脂シート等の間に空気を封じ込めた気泡緩衝材、繊維の集合体で形成された繊維集合部材（不織布、織布等）を用いることができる。発泡部材は、自身の内部に外部の空間と仕切られた多数の空間を有する部材であると考えることができる。気泡緩衝材も自身の内部に外部の空間と仕切られた空間を有する部材であると考えることができる。繊維集合部材は、繊維の間の空間内の空気は、外部の空気と入れ替り難く、従って、繊維間に外部の空間と仕切られた空間を有する部材であると考えることができる。

このため、上記空間内包部材で内部防水部２１を囲えば、当該内部防水部２１の周囲に、外部の空間と仕切られた空間を形成することができる。

図６に示す第２変形例のように、空間内包部材２３０は、金型成型、加熱圧縮成型、加熱接合、縫製等によって、一端側が開口し他端側が閉じた有底筒形状に形成され、その内部に内部キャップ２２が収容された構成であってもよい。空間内包部材２３０が有底筒形状に形成されている場合、空間内包部材２３０が内部防水部２１の外周面に隙間無く接していてもよい。当該空間内包部材と内部防水部２１との間に隙間が形成されていてもよい。空間内包部材２３０は、上記外部キャップ３２と異なり、空間Ｓを形成するために、自体の形状を維持できる程度に硬い物質でなくてもよい。

また、図７に示す第３変形例のように、空間内包部材３３０がシート状又は帯状に形成され、内部防水部２１に巻付けられ、両面テープ、接着剤又は粘着テープ等によって当該巻付状態が維持された構成であってもよい（図７では粘着テープ４０を図示）。空間内包部材３３０は、内部防水部２１の周囲を覆うが先端側は覆わない構成であってもよいし、内部防水部２１の周囲及び先端側を覆う構成であってもよい。

また、本実施形態及び上記各変形例では、電線１０の端部に芯線露出部１２ａが形成され、当該端部の芯線露出部１２ａの防水構造について説明した。しかしながら、上記実施形態等で説明した構成は、電線の延在方向中間部に芯線露出部が形成されている場合において、当該芯線露出部１２ａを防水する構造についても適用可能である。例えば、電線の延在方向中間部の露出芯線部を、光硬化樹脂、熱硬化樹脂等の樹脂、熱収縮チューブ等で覆って内部防水部とし、この内部防水部の周りに外部空間と仕切られた空間を形成する外装部材を設けた構成としてもよい。この場合の外装部材としては、中間部よりも両端部が狭まったチューブ部材を用い、当該チューブ部材の両端部及び電線に粘着テープを巻付けて、当該チューブ部材と内部防水部との間に空間を設ける構成、発泡シート、発泡テープを巻付ける構成等を採用することができる。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。例えば、金属製のキャップの内側に発泡樹脂等が設けられていてもよい。

本開示は、下記の各態様を開示する。
第１の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造は、芯線露出部を有する電線と、前記芯線露出部の周囲を覆うように設けられ前記芯線露出部を防水する内部防水部と、前記内部防水部の周りに外部空間と仕切られた空間を形成する外装部材とを備える。
第２の態様は、第１の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材は、前記内部防水部の外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲って、前記内部防水部の外周側に筒状の空間を形成する部材とされている。
第３の態様は、第２の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記空間の隙間が１ｍｍ以上となる部分を含むものである。
第４の態様は、第１から第３のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材の厚みが１ｍｍ以上とされているものである。
第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材は、エラストマー、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも１つによって形成されているものである。
第６の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材は、金属によって形成されているものである。
第７の態様は、第１から第６のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記芯線露出部は、前記電線の端部に設けられ、前記内部防水部は、前記芯線露出部が収容された内部キャップと、前記内部キャップ内に充填固化された止水剤とを含むものである。
第８の態様は、第７の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記内部キャップ内における前記止水剤の硬化液面が、前記内部キャップの開口縁部よりも奥側に位置しているものである。
第９の態様は、第７又は第８の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外装部材は、前記内部キャップの外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲う外部キャップを含むものである。
第１０の態様は、第９の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外部キャップの開口側端部は、前記芯線露出部を囲む部分の内径よりも小さい内径となる部分を含むものである。
第１１の態様は、第１０の態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外部キャップの前記開口側端部は、内周側に突出する複数の環状突部を含む形状に形成されているものである。
第１２の態様は、第９から第１１のいずれか１つの態様に係る電線の芯線露出部の防水構造であって、前記外部キャップの開口縁部が前記内部キャップの開口縁部の位置に合せられているものである。
第１の態様によると、外装部材によって内部防水部の周りに外部空間と仕切られた空間が形成される。周囲の温度変化が内部防水部に伝わり難くなり、過度の冷熱環境下等においても、内部防水構造の割れを抑制することができる。
第２の態様によると、内部防水部の周囲全体において外部の熱が内部防水部に伝わり難くなり、内部防水部の割れを有効に抑制できる。
第３の態様によると、内部防水部の周りに、隙間が１ｍｍ以上となる部分を含む空間が形成されるため、周囲の温度変化がより内部防水部に伝わり難くなり、内部防水構造の割れをより抑制することができる。
第４の態様によると、外装部材が変形し難くなり、空間の厚みを維持し易い。
第５の態様によると、外装部材を容易に形成できる。
第６の態様によると、輻射熱を反射し易くなり、輻射熱の影響による温度変化を抑制できる。
第７の態様によると、電線の端部の芯線露出部を、内部キャップと、内部キャップ内に充填固化された止水剤とによって、防水することができる。
第８の態様によると、内部キャップ内において硬化液面よりも上側の位置で、空間を確保し易い。
第９の態様によると、内部キャップの外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で、外部キャップで囲むことによって、内部キャップの周囲に空間を形成することができる。
第１０の態様によると、外部キャップの開口側端部は、芯線露出部を囲む部分の内径よりも小さい内径となる部分を含むため、芯線露出部の周囲に空間を確保し易い。
第１１の態様によると、複数の環状突部の間で空間を形成することができ、その空間の存在によって、外部の熱が芯線露出部に熱が伝わり難くすることができる。
第１２の態様によると、外部キャップの開口縁部が内部キャップの開口縁部の位置に合せられているため、内部キャップの先端側で空間を確保し易い。
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０ 電線
１２ａ 芯線露出部
２０ 防水構造
２１ 内部防水部
２２ 内部キャップ
２６ 止水剤
２６Ｆ 硬化液面
３０ 外装部材
３２、１３２ 外部キャップ
３３、１３３ 開口側端部
３３ｐ 環状突部
３３ｑ 環状凹部
４０ 粘着テープ
２３０、３３０ 空間内包部材
Ｓ 空間
Ｔ 空間

Claims (11)

1. 芯線露出部を有する電線と、
   前記芯線露出部の周囲を覆うように設けられ前記芯線露出部を防水する内部防水部と、
   前記内部防水部の周りに外部空間と仕切られた空間を形成する外装部材と、
   を備え、
   前記芯線露出部は、前記電線の端部に設けられ、
   前記内部防水部は、前記芯線露出部が収容された内部キャップと、前記内部キャップ内に充填固化された止水剤とを含む、電線の芯線露出部の防水構造。
2. 請求項１に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
   前記外装部材は、前記内部防水部の外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲って、前記内部防水部の外周側に筒状の空間を形成する部材である、電線の芯線露出部の防水構造。
3. 請求項２に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
   前記空間の隙間が１ｍｍ以上となる部分を含む、電線の芯線露出部の防水構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
   前記外装部材の厚みが１ｍｍ以上である、電線の芯線露出部の防水構造。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
   前記外装部材は、エラストマー、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくとも１つによって形成されている、電線の芯線露出部の防水構造。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
   前記外装部材は、金属によって形成されている、電線の芯線露出部の防水構造。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
   前記内部キャップ内における前記止水剤の硬化液面が、前記内部キャップの開口縁部よりも奥側に位置している、電線の芯線露出部の防水構造。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
   前記外装部材は、前記内部キャップの外周面を、その外周面に対して間隔をあけた状態で囲う外部キャップを含む、電線の芯線露出部の防水構造。
9. 請求項８に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
   前記外部キャップの開口側端部は、前記芯線露出部を囲む部分の内径よりも小さい内径となる部分を含む、電線の芯線露出部の防水構造。
10. 請求項９に記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
    前記外部キャップの前記開口側端部は、内周側に突出する複数の環状突部を含む形状に形成されている、電線の芯線露出部の防水構造。
11. 請求項８から請求項１０のいずれか１つに記載の電線の芯線露出部の防水構造であって、
    前記外部キャップの開口縁部が前記内部キャップの開口縁部の位置に合せられている、電線の芯線露出部の防水構造。

Images