WO2006129477A1 - 電線端末接合部の防水方法および防水構造 - Google Patents

Abstract

　自動車に配索されるワイヤハーネスを構成する複数本の電線を、その電線端末の芯線露出部を一体的に溶接して形成した電線端末接合部の防水方法にあって、 　透明な熱収縮チューブの一端を封止材で閉鎖した防水保護用チューブを設け、該熱収縮チューブは予め膨張させて成形時の内径より広げておき、前記防水保護チューブの他端開口より、前記電線端末接合部と溶融状態の熱硬化性止水剤を挿入し、該止水剤の硬化開始温度は前記熱収縮チューブの収縮開始温度より高くしておき、前記熱収縮チューブを成形時の内径まで収縮するように加熱し、該加熱温度では前記止水剤を硬化させず、熱収縮チューブが設定値の内径まで収縮させた後に、前記止水剤が硬化開始温度に達して硬化するように設定している。

Description

明 細 書

電線端末接合部の防水方法および防水構造

技術分野

[0001] 本発明は、自動車に配索する用ワイヤハーネスの電線端末接合部の防水方法およ び該方法により形成された防水構造に関し、詳しくは、複数本の電線端末の芯線露 出部を一体的に溶接して形成した電線端末接合部に対して、専用品の保護キャップ で保護して防水処理をするのではなぐ汎用品のチューブを用いて簡単確実に防水 処理を行うものである。

背景技術

[0002] 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、電線端末あるいは電線中間部の絶縁被覆を皮剥ぎして芯線を露出さ せ、これら芯線露出部同士を溶接、半田付けあるいは圧着端子による力しめ圧着で 接続している。

複数本の電線端末の芯線を前記のように接続して形成した電線端末接合部 (端末 集中スプライス部)では、絶縁保護を図るために榭脂製の保護キャップを取り付けて V、る場合が多 、。被水領域であるエンジンルーム側に配索するワイヤハーネスでは、 前記保護キャップ内に止水剤 2を充填して防水処理している。

[0003] 詳細には、図 5に示すように、キャップ 1に止水剤 2を注入機（図示せず）により定量 注入した後、電線群 Wの電線端末接合部 Yをキャップ 1内に挿入し、止水剤 2を硬化 させることで電線端末接合部 Yをシールして防水を図っている。

[0004] し力しながら、キャップ 1内に止水剤を注入する際に、注入機の能力上、キャップ 1 の内径にある程度の大きさが必要となる。また、電線端末接合部 Yの仕様差は大きく 様々なサイズに対応可能なキャップ 1を用いる必要があり、多種類のキャップが必要 となり、その分、金型作製費が増加し、コスト高になる。

また、予め用意されているキャップカゝら選択して用いる場合、キャップ外径は電線端 末接合部 Yに比べて大きなものとなり大型化し、スペース効率が悪ィ匕するという問題 が生じる。 特に、電線端末接合部 Yをコルゲートチューブ内に収納する場合には、内径の大 きいコルゲートチューブを用いる必要があるため、コストアップすると共に所要スぺー スが増大する。さらに、キャップ 1の内径が大きくなると、注入する止水剤 2の使用も増 加して止水剤 2のコストアップにも繋がる。

[0005] 従来提供されている特開平 11— 178142号公報では、図 6に示すように、ホットメ ルト接着剤 3が内壁に塗布すると共に一端開口をホットメルト剤 3'で封止した熱収縮 チューブ 4を設け、該熱収縮チープ 4内に電線端末接合部 Υを通し、熱収縮チュー ブ 4を加熱収縮すると同時にホットメルト接着剤 3を溶融させて隙間を埋め、電線端末 接合部 Υを密封している。

[0006] し力しながら、熱収縮チューブを加熱して熱収縮させる際に、封止材に用いたホット メルト剤 3'も溶融し、冷却され固化するまでの間に、ホットメルト接着剤 3が熱収縮チ ユーブ 4から漏れ、封止材の役割を果たさなくなり、電線 Wを完全に密封できない可 能性が高い。また、ホットメルト剤 3が熱収縮チューブ 4力も漏れた場合、作業者にと つて作業しにくいものとなる。

[0007] 特許文献 1 :特開平 11 178142号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、榭脂成形品からなる保護キャップを 用いず、止水剤を充填する熱収縮チューブを用いながら、該熱収縮チューブを用い た場合に発生する前記問題を解消し、防水性能に優れると共に作業性の良い防水 方法を提供することを課題として ヽる。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するため、本発明では、自動車に配索されるワイヤハーネスを構 成する複数本の電線を、その電線端末の芯線露出部を一体的に溶接して形成した 電線端末接合部の防水方法にあって、

透明な熱収縮チューブの一端を封止材で閉鎖した防水保護用チューブを設け、該 熱収縮チューブは予め膨張させて成形時の内径より広げておき、

前記防水保護チューブの他端開口より、前記電線端末接合部と溶融状態の熱硬 化性止水剤を挿入し、該止水剤の硬化開始温度は前記熱収縮チューブの収縮開始 温度より高くしておき、

前記熱収縮チューブを成形時の内径まで収縮するように加熱し、該加熱温度では 前記止水剤を硬化させず、熱収縮チューブが設定値の内径まで収縮させた後に、前 記止水剤が硬化開始温度に達して硬化するように設定して 、ることを特徴とする電線 端末接合部の防水方法を提供して ヽる。

[0010] 前記本発明の防水方法では、防水保護材として、金型成形する専用品の保護キヤ ップではなぐ連続生産される熱収縮チューブを切断して用いて!/、るだけであるため 、大幅なコスト削減を図ることができる。かつ、熱収縮チューブとして複数サイズを設 けおき、電線端末接合部の外径に適したサイズの熱収縮チューブを選択して用いる と、加熱処理で熱収縮チューブを収縮することと合わせて、電線端末接合部の外径 に適したものとすることができ、大型化、それに伴う設置スペースの増大を抑制できる

[0011] また、前記止水剤は溶融状態で注入するため流動性が大きぐキャップへの注入 作業が更に行い易くなる利点があると共に、電線相互間や熱収縮チューブの隅々ま で確実に止水剤を行き渡らせることができ防水性も向上する。

さらに、該止水剤の硬化開始温度を前記熱収縮チューブの収縮開始温度より高く 設定しているので、熱収縮チューブが収縮した後、止水剤を硬化し、止水剤が先に 硬化して熱収縮チューブの収縮を妨げる事態の発生を防止できる。その結果、熱収 縮チューブを所定寸法まで完全に収縮でき、熱収縮チューブを電線端末接合部に 隙間なくフィットでき、加熱処理後の熱収縮チューブの外形を最小限に抑えることが でき、電線端末接合部の大型化を抑制できる。

[0012] さらにまた、熱収縮チューブを透明としているため、止水剤の有無、溶接部の底つ き、および止水剤が適量かを容易に目視することができる。

かつ、加熱前に、熱収縮チューブは膨張させておき内径を広げておくので、止水剤 の熱収縮チューブへの注入作業が行い易く作業性が良好になる。

[0013] 具体的には、前記熱収縮チューブは、ポリエチレン、フッ素系ポリマー、熱可塑性 エラストマ一を含む榭脂組成物を連続押出成形し、っ 、で、 電子線照射により架橋させると共に内径を 4〜2倍膨張させ、ついで、 該熱収縮チューブを前記電線端末接合部の長さの 3〜6倍の長さに切断し、 一端開口に熱収縮チューブと同一材で成形した前記封止材を挿入して、該封止材 の外周の収縮チューブを収縮させて、封止材を固着して前記防水保護用チューブと して完成し、

該防水保護用チューブ内に、電線端末接合部の先端を前記封止材に接触させる 位置まで挿入すると共に、前記止水剤は前記封止材との接触位置から熱収縮チュー ブの全長の 1/20〜1/10の範囲に充填し、

ついで、加熱して、前記熱収縮チューブの温度が 90°C以上 120°C未満の温度に 達すると熱収縮チューブを収縮させ、該熱収縮チューブの収縮完了後に止水剤の 温度は 120°C以上に達して止水剤を硬化させて 、ることが好まし!/、。

[0014] 前記のように、熱収縮チューブ内に電線端末接合部と止水剤を充填した状態で、ヒ ータ等の外部加熱手段で加熱すると、まず、熱収縮チューブが加熱され、熱収縮チ ユーブが所要温度に達すると収縮を開始する。該収縮終了時までは止水剤の液温 は硬化開始温度までは加熱されて 、な 、ため、収縮時には止水剤の流動性を保持 できる。

収縮終了後に、加熱を続行することで、止水剤の液温は上昇し、硬化開始温度に 達して止水剤は硬化を開始する。

このように、熱収縮チューブを収縮させるための加熱を利用して、止水剤の硬化を 時差をあけて行わせることで、設備の簡単にできると共に、作業時間の短縮を図るこ とがでさる。

[0015] また、切断された熱収縮チューブの一端開口部を封止材で封止した状態で、該封 止材の取付位置の熱収縮チューブを熱収縮させて封止材に密嵌し、閉鎖部を形成 している。これによりシール性よく封止されたチューブとすることができ、加熱時に止 水剤が溶融しても止水剤が漏れるのを防ぐことができ、電線端末接合部に完全に止 水剤を行き渡らせることができる。

かつ、封止材は前記熱収縮チューブと同じ材料力 成形したものを用いているため 、熱収縮チューブの一端開口部と封止材との親和性が良好となり、この点でも気密性 を高めることができる。

[0016] 前記熱収縮チューブは、収縮後において、肉厚は l〜2mm、内径は 3〜5mm、長 さは 50〜80mmとして!/、ることが好まし!/、。

前記熱収縮チューブに肉厚は、電線端末接合部のノ リ長さが lmm以内であるた め、突き破りを防止するためにも最低でも lmm以上は確保しなければならないが、肉 厚が大きくなりすぎても最終形状が太くなつてしまうため l〜2mmの範囲としている。 さらに、該熱収縮チューブの内径を 3〜5mmとしておくと、電線端末接合部の外径 は通常は前記範囲内であるため、該チューブ内に電線端末接合部を無理なく挿入 することができる。

また、熱収縮チューブの長さを 50〜80mmとしておくと、溶接あるいは半田付けし た電線端末接合部の全体および該電線端末接合部に連続する電線を所要寸法ま でチューブ内に挿入することができる。

[0017] 本発明では、前記方法で形成され、電線端末接合部を熱収縮チューブで外装した 電線端末接合部の防水構造を提供している。該防水構造では、熱収縮後の熱収縮 チューブの外径が電線端末接合部の外径の 1. 3〜1. 8倍とされるため、大型化を抑 制でき、占有スペースの増大防止を図ることができる。

発明の効果

[0018] 以上の説明から明らかなように、本発明では、金型成形される専用の防水保護キヤ ップを用いるのではなぐ熱収縮チューブを切断して防水保護チューブとして利用し ていうため、コスト低下を図ることができる。また、チューブを熱収縮させて小径ィ匕して いるため、電線端末接合部の保護向上を肥大化させず、特に、コルゲートチューブ 内に収容する場合に、大径のコルゲートチューブを用いる必要がなくなる等の種々 の利点を有する。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の実施形態の電線端末接合部の防水保護構造を示す断面図である。

[図 2]本発明の方法の手順を示すブロック図である。

[図 3]本発明の方法を示す概略図である。

[図 4]チューブ内径、止水剤の液温、加熱温度および加熱時間の相関関係を示すグ ラフである。

[図 5]従来例を示す図面である。

[図 6]別の従来例を示す図面である。

符号の説明

[0020] 10 電線端末接合部

11 熱収縮チューブ

12 封止材

13 止水剤

発明を実施するための最良の形態

[0021] 本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図 1は後述する方法で形成された電線端末接合部の防水構造を示す。 電線端末接合部 10は複数本 (本実施形態では 3本)の電線 wの端末の芯線露出 部 waを一体的に超音波溶接して形成している。なお、超音波溶接に代えて抵抗溶 接でもよい。

該電線端末接合部 10は、所要長さに切断された透明の熱収縮チューブ 11と、該 熱収縮チューブの一端を閉鎖する封止材 12とからなる防水保護チューブ 100内に 収容している。

[0022] 前記封止材 12は熱収縮チューブ 11の一端開口 11aより挿入され、該封止材 12の 外周となる熱収縮チューブ 11の一端側 11aを熱収縮させて密着し、該熱収縮チュー ブ 11に閉鎖端を設けている。

[0023] 図 1に示す熱収縮チューブ 11は収縮後の状態を示し、該熱収縮チューブ 11内に は、封止材 12から電線端末接合部 10を越えて電線被覆側 10aに達する位置まで熱 硬化性の止水剤 13が充填されている。該止水剤 15は、封止材 12および熱収縮チュ ーブ 11と電線端末接合部 10の隙間 C 1、該電線端末接合部 10に連続する芯線露 出部 Waおよび被覆電線部 Wbと熱収縮チューブ 11の内周面の隙間 C2、これら芯線 露出部 Wa間および被覆電線部 Wb間の隙間 C3に充填され、電線端末接合部 10を 止水剤 13で完全にシールして!/、る。

[0024] 前記熱収縮チューブ 11内には電線挿入側の開口 l ibから所要領域は止水剤 13 を充填せず、言い換えれば、止水剤 15が溶融状態の時に開口 l ibから止水剤 13が 漏れ出さない寸法に熱収縮チューブ 11の長さを設定している。具体的には、熱収縮 チューブ 11の長さは電線端末接合部 10の長さの 3〜6倍の長さとしている。

[0025] 熱収縮チューブ 11は、ポリエチレン、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマ一を含 む榭脂組成物を連続押出成形しており、本実施形態では、エチレンビニルァセテ一 トで成形している。

また、熱硬化性の止水剤 13として 2液硬化性エポキシ、ウレタン、シリコン等が好適 に用いられるが、本実施形態では 2液硬化性エポキシを用い、その硬化開始温度は 熱収縮チューブ 11の収縮温度では硬化しな 、温度に設定して 、る。

[0026] 熱収縮チューブ 11は、収縮後の完成状態において、肉厚は l〜2mm、内径は 3〜

5mm,長さは 50〜80mmとしている。また、電線端末接合部 10の外径に対して熱 収縮チューブ 11の外径は 1. 3〜1. 8倍としている。

[0027] 次に、前記熱収縮チューブ 11の一端を封止材 12で閉鎖した防水保護チューブ 10 0内に電線端末接合部 10を挿入し、止水剤 13でシールドした電線端末接合部の保 護構造の形成方法に付いて説明する。

[0028] 図 2に示すように、まず、使用する熱収縮チューブを成形する。

ステップ # 1で、エチレンビニルアセテートを主成分とする榭脂組成物を用いて押 出成形を行い、所定の肉厚、内径、外径を有する透明な連続チューブを成形する。 ステップ # 2で押出成形された連続チューブを室温で電子線照射して架橋し、架橋 されたエチレンビュルアセテートとして 、る。

ステップ # 3で、前記架橋エチレンビニルアセテートからなる連続チューブを、融点 以上に加熱として膨張させ、内径を 2〜4倍とし、この状態で冷却している。これにより 、再度、加熱された時に膨張前の寸法に復帰する収縮機能を付与している。

ステップ # 4で、熱収縮機能が付与された連続チューブを、電線端末接合部 10の 長さの 3〜6倍の所要寸法（50〜90mm)に切断し、前記した所要長さの熱収縮チュ ーブ 11とている。

なお、前記熱収縮チューブとしては、例えばスミチューブ (住友電工ファインポリマ 一製)を用いることができる。 [0029] 本実施形態では、押出成形時の内径は 3. 7mm,膨張時の内径は 10mmとし、肉 厚さは lmm、長さは 70mmとしている。

なお、熱収縮チューブは内径を 3mn！〜 5mm、肉厚を lmn！〜 2mm、長さを 50m m〜90mmの範囲で、小径サイズ、中径サイズ、大径サイズとして予め設けておくこと が好ましい。

[0030] ステップ # 5で、所要寸法に切断した熱収縮チューブ 11の一端開口 11aに、前記 熱収縮チューブと同質材のポリオレフインで成形すると共に黒色等に着色した封止 材 15を挿入する。この状態で、封止材 15を挿入した熱収縮チューブ 11の外周部分 の端末のみを加熱して、熱収縮チューブ 11を収縮させて封止材 15に密着させ、熱 収縮チューブ 11の一端開口 11aを液漏れを発生させない状態に閉鎖する。すなわ ち、端末収縮で熱収縮チューブ 11に一端閉鎖部を形成し、これにより、従来の成形 品からなるキャップと同様の防水保護チューブ 100を完成している。

[0031] 次ぎに、前記防水保護チューブ 100を用いた電線端末接合部 10の防水処理の手 順を図 2および図 3を参照して説明する。

ステップ # 6で、熱収縮前の膨張させた熱収縮チューブ 11の開口 l ibから止水剤 1 3を注入する。該止水剤 13の注入量は開口 l ib側までとせずに空間 Sをあけて、熱 収縮チューブ 11の全長の 1Z20〜： LZ10程度とし、熱収縮チューブ 11を収縮させ て小径ィ匕した際にも開口 l ibに達しないようにしている。

[0032] 次に、ステップ # 7で電線端末接合部 10を熱収縮チューブ 11の開口 l ibより挿入 し、その先端を封止材 12に達する位置まで挿入していき、電線端末接合部 10およ び、それに連続する接合されていない部分の芯線露出部 Wa、さらに該芯線露部と 連続する所要長さの被覆部分 Wbを止水剤 13中に浸漬させる。

本実施形態では止水剤 13として常温雰囲気下でも低粘度である 2液硬化性のェポ キシ液剤を使用して ヽるため、電線端末接合部 10と熱収縮チューブ 11の内周面の 隙間等の前記隙間 C1〜C43確実に浸透させ、充填させることができる。

前記止水剤 13として用いる 2液硬化性のエポキシ榭脂は熱収縮チューブ 11の収 縮温度 90°C以上の温度では硬化せず、 120°C以上で硬化が開始するものとして!/、 る。 [0033] 次に、ステップ # 8に示すように、加熱手段としてヒータ Hを用い、該ヒータ Hの温度 を 130°Cに設定して加熱する。

該加熱により、まず、熱収縮チューブ 11が先に加熱され、該熱収縮チューブ 11か らの熱伝導により内部の止水剤 13が加熱される。

加熱により熱収縮チューブ 11が 90°Cに達すると、収縮を開始する。この時、止水剤 13の硬化開始温度は 120°Cに設定して 、るため、止水剤 13は流動性を保持した状 態で熱収縮チューブ 11の収縮を終了させることができる。

これにより、熱収縮チューブ 11が収縮していく段階では、止水剤 12はまだ硬化せ ず、収縮する熱収縮チューブ 11の内周面に添わせて止水剤 12を流動させることが できる。よって、縮径ィ匕してくる熱収縮チューブ 11の内周面と電線端末接合部 10、 芯線露出部 Wa、被覆電線部 Wbとの間の隙間 Cl、 C2は次第に狭くなるが、この隙 間 CI, C2に確実に止水剤 13を充填させることができる。かつ、熱収縮チューブ 11 の熱収縮により内部容積が縮小されることで、止水剤 13の注入量を少量としてお ヽ ても止水剤 13の液面が上昇し、挿入側開口 l ib側へと移動し、電線端末接合部に 連続する芯線露出部 Wa、該芯線露出部 Waに連続する被覆電線部 Wbの周囲にも 確実に止水剤 13が行き渡たらせることができる。

[0034] 熱収縮チューブ 11の収縮完了後に、さらに、加熱を続行することで、止水剤 13が 1 20°C以上に達し、止水剤 13の硬化が開始する。

このように、熱収縮チューブ 11が所定寸法まで収縮が完了するまでは、止水剤 13 は流動性を保持させて、隙間に完全に行き渡らせ、その後、止水剤 13を硬化させて いる。よって、電線端末接合部 10、それに連続する芯線露出部 Wa、該芯線露出部 Waに連続する被覆電線部 Wbを硬化した止水剤 13中に埋設することが出来ると共 に止水剤 13を収縮した熱収縮チューブ 11の内周面とも密着させることができる。

[0035] 図 4はポリエチレン製の熱収縮チューブ 11の内径と、 2液性エポキシ榭脂からなる 止水剤の液温と、加熱温度と加熱時間の相関関係を示すグラフである。

前記グラフに示すように、熱収縮チューブ 11の内径が 1 Ommとした膨張状態にお いて、ヒータの設定温度を 130°Cとして加熱すると、まず、熱収縮チューブ 11が 120 °C未満で収縮を開始し、 120秒で内径 4mm程度となって収縮が終了する。 熱収縮チューブ 11が収縮を終了した時点で止水剤 13の温度は約 100°C程度とな る力 硬化開始温度が 120°C以上である止水剤 13は硬化せず、流動性を保持して いる。

熱収縮チューブの収縮完了後に加熱を続行すると、止水剤 13の液温が上昇し、 1 30°C以上に達して、止水剤 13が硬化を開始する。

[0036] このように、熱収縮チューブの熱収縮温度より止水剤の硬化開始温度を高温に設 定しておくことで、熱収縮チューブの収縮完了後に止水剤を硬化させることができ、 熱収縮チューブを設定通りに収縮させることができると共に収縮した熱収縮チューブ の内周面に隙間なく止水剤を密着させることができ、小径化と止水性とを両立させる ことができる。

さらに、熱収縮チューブの収縮温度を利用して止水剤を硬化させることができ、作 業性を高めることができる。

[0037] また、電線端末接合部 10を包囲する熱収縮チューブ 11が小径ィ匕されるのでコル ゲートチューブ内に収容する場合に、大型のコルゲートチューブを用いる必要はなく 、コストダウンと省スペース化を図ることができる。さらに、封止材 12を着色し、該封止 材を色分けしておくと、熱収縮チューブの種類が多種類となっても種類判断が可能 である。かつ、チューブを透明とし、封止材を着色しておくと、電線接合部が封止材 1 2に接触する位置まで挿入して ヽるか否かを目視確認することもできる。

Claims

請求の範囲

[1] 自動車に配索されるワイヤハーネスを構成する複数本の電線を、その電線端末の 芯線露出部を一体的に溶接して形成した電線端末接合部の防水方法にあって、 透明な熱収縮チューブの一端を封止材で閉鎖した防水保護用チューブを設け、該 熱収縮チューブは予め膨張させて成形時の内径より広げておき、

前記防水保護チューブの他端開口より、前記電線端末接合部と溶融状態の熱硬 化性止水剤を挿入し、該止水剤の硬化開始温度は前記熱収縮チューブの収縮開始 温度より高くしておき、

前記熱収縮チューブを成形時の内径まで収縮するように加熱し、該加熱温度では 前記止水剤を硬化させず、熱収縮チューブが設定値の内径まで収縮させた後に、前 記止水剤が硬化開始温度に達して硬化するように設定して 、ることを特徴とする電線 端末接合部の防水方法。

[2] 前記熱収縮チューブは、ポリエチレン、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマ一を 含む榭脂組成物を連続押出成形し、ついで、

電子線照射により架橋させると共に内径を 4〜2倍膨張させ、ついで、

該熱収縮チューブを前記電線端末接合部の長さの 3〜6倍の長さに切断し、 一端開口に熱収縮チューブと同一材で成形した前記封止材を挿入して、該封止材 の外周の収縮チューブを収縮させて、封止材を固着して前記防水保護用チューブと して完成し、

該防水保護用チューブ内に、電線端末接合部の先端を前記封止材に接触させる 位置まで挿入すると共に、前記止水剤は前記封止材との接触位置から熱収縮チュー ブの全長の 1/20〜1/10の範囲に充填し、

ついで、加熱して、前記熱収縮チューブの温度が 90°C以上 120°C未満の温度に 達すると熱収縮チューブを収縮させ、該熱収縮チューブの収縮完了後に止水剤の 温度は 120°C以上に達して止水剤を硬化させている請求項 1に記載の電線端末接 合部の防水方法。

[3] 前記熱収縮チューブは、収縮後において、肉厚は l〜2mm、内径は 3〜5mm、長 さは 50〜80mmとしている請求項 1または請求項 2に記載の電線接合部の防水方法 請求項 1乃至請求項 3の ヽずれか 1項に記載の方法で形成され、前記電線端末接 合部に外嵌された熱収縮チューブの外径が、電線端末接合部の外径の 1. 3〜1. 8 倍である電線接合部の防水構造。