JP2013222652A - ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤハーネスがコネクタ付電線どうしの連結部を有する場合に、その連結部における電線と端子金具との接続部の腐食を防ぐ構造を形成するための工数を低減すること。
【解決手段】ワイヤハーネス１は、それぞれ複数の端子付電線７の端部を保持し相互に連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂを備え、さらに、外装部材２と封止剤３とを備える。外装部材２は、連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂの周囲を覆う筒状の部材である。封止剤３は、外装部材２の内側に充填され、連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂ全体を密封する非導電性の物質である。
【選択図】図１

Description

本発明は、それぞれ複数の端子付電線の端部を保持し相互に連結された一対のコネクタを備えるワイヤハーネスに関する。

一般に、ワイヤハーネスにおいて、絶縁電線の端部には、圧着端子などの端子金具が取り付けられる。以下、端部に圧着端子などの端子金具が設けられた電線のことを端子付電線と称する。

また、ワイヤハーネスにおいて、同一区間に配線される複数の端子付電線には、それら端子付電線の端部を保持するハウジングであるコネクタが設けられる。コネクタが、相手側コネクタと連結されることにより、当該コネクタが保持する複数の端子付電線の各金属金具と、相手側コネクタが保持する複数の端子付電線の各金属金具とが、相互に接触して電気的に接続される。以下、端部にコネクタが設けられた複数の端子付電線群のことをコネクタ付電線と称する。

また、ワイヤハーネスは、それぞれ複数の端子付電線の端部を保持し相互に連結された一対のコネクタを備える場合がある。この場合、２つのコネクタ付電線どうしが、それぞれのコネクタにおいて相互に連結される。以下、そのような一対のコネクタのことを電線間コネクタ対と称する。

例えば、車両に搭載されるワイヤハーネスの一部の区間のみにおいて、ワイヤハーネスの接続対象のタイプに応じた種類の異なる電線群が配線される場合に、電線間コネクタ対が、その一部の区間の両端部各々に設けられる。これにより、ワイヤハーネスの接続対象のタイプに関わらず、ワイヤハーネスにおける多くの部分を共通化することができる。

一方、端子付電線において、絶縁電線の芯線がアルミニウム線である場合、銅を主成分とする端子金具と接触するアルミニウム線は、雨水又は結露水などの電解液となる液体が付着した場合に、異種金属接触腐食によって腐食しやすい。端子付電線における異種金属接触腐食を防止するためには、液体が、異種の金属が接触する部分、即ち、絶縁電線の芯線と端子金具とが接触する部分に浸入すること防ぐことが有効である。

異種金属接触腐食の回避のため、特許文献１，２に示される端子付電線は、絶縁電線と圧着端子との接続部分を覆う防食剤を備える。この防食剤は、絶縁電線の芯線と圧着端子の芯線圧着部とが接触する部分への液体の浸入を防ぐために設けられている。

特許文献１の端子付電線において、防食剤は、絶縁電線と圧着端子との接続部分に塗布された樹脂である。また、特許文献２の端子付電線において、防食剤はモールド樹脂である。

特開２０１０−１０８７９８号公報 特開２００１−１６２６５７号公報

特許文献１，２に示されるように、端子付電線ごとに電線と端子金具との接続部が個別に樹脂で覆われる場合、端子付電線の数が多くなるほど防食用の樹脂を形成する工数が増大する。

例えば、ワイヤハーネスにおいて、ある１つの配線区間が、両端にコネクタが設けられたコネクタ付電線によって中継される場合、電線間コネクタ対が２組増える。この場合、電線と端子金具との接続部を個別に覆う樹脂を形成する工程は、中継用のコネクタ付電線における端子付電線の本数の４倍の数の部位において必要となる。

しかしながら、ワイヤハーネスの電線間コネクタ対は、ワイヤハーネスの製造工程の効率化のために採用されるため、電線間コネクタ対の増加に伴って防食のための工数が大きく増えると、電線間コネクタ対を採用する意味が薄れてしまう。

本発明の目的は、ワイヤハーネスがコネクタ付電線どうしの連結部を有する場合に、その連結部における電線と端子金具との接続部の腐食を防ぐ構造を形成するための工数を低減することである。

第１の態様に係るワイヤハーネスは、それぞれ複数の端子付電線の端部を保持し相互に連結された一対のコネクタを備えるワイヤハーネスであって、以下に示される外装部材と封止剤とを備える。外装部材は、連結された一対のコネクタの周囲を覆う筒状の部材である。封止剤は、外装部材の内側に充填され、連結された一対のコネクタ全体を密封する非導電性の物質である。

第２の態様に係る端子付電線は、第１の態様に係る端子付電線の一態様である。第２の態様に係るワイヤハーネスにおいて、端子付電線各々を構成する各電線の導体は、その導体に接続された端子金具の主成分の材料と異なる金属材料からなる。

第３の態様に係るワイヤハーネスは、第１の態様に係るワイヤハーネスの一態様である。第３の態様に係るワイヤハーネスにおいて、端子付電線各々を構成する各電線の導体はアルミニウムを主成分とする金属材料からなり、端子金具は銅を主成分とする金属材料からなる。

第４の態様に係るワイヤハーネスは、第１から第３の態様のいずれかに係るワイヤハーネスの一態様である。第４の態様に係るワイヤハーネスにおいて、外装部材は透明な部材であり、封止剤は透明な外装部材の色と異なる色で形成されている。

第１〜４の態様に係るワイヤハーネスにおいて、コネクタ付電線どうしの連結部を構成する一対のコネクタ全体が、筒状の外装部材の内側に充填された封止剤で密封されている。ここで、封止剤は、連結された一対のコネクタが内包する複数の電線各々と複数の端子金具各々との接続部への液体の浸入を防ぐ。これにより、コネクタ付電線どうしの連結部における電線と端子金具との接続部の腐食が防がれる。

また、第１〜４の態様に係るワイヤハーネスによれば、電線と端子金具との接続部の腐食を防ぐ封止剤を形成するための工数を低減できる。例えば、ワイヤハーネスにおいて、ある１つの配線区間が、両端にコネクタが設けられたコネクタ付電線によって中継される場合、二対のコネクタが増える。この場合、封止剤を形成する工程は、端子付電線の本数にかかわらず、二対のコネクタ各々が配置された２箇所でのみ実行されればよい。

また、封止剤は、一対のコネクタの周囲を覆う筒状の外装部材の内側に充填されている。そのため、封止剤は、一対のコネクタの周囲全体に隙間なく行き渡った状態に成形され、一対のコネクタは、封止剤によって確実に密封される。

また、第２及び第３の態様に係るワイヤハーネスにおいては、電線の芯線と端子金具とが異なる種類の金属材料で構成されている。この構成は、本来、異種金属接触腐食が生じやすい構成である。そのため、封止剤による防食効果がより顕著となる。

また、第４の態様に係るワイヤハーネスによれば、外装部材の外側から封止剤の充填状態の可否を確認することが容易となる。

本発明の実施形態に係るワイヤハーネス１における電線間コネクタ対の部分の平面図である。 ワイヤハーネス１における電線間コネクタ対の部分の平断面図である。 ワイヤハーネス１の製造工程におけるコネクタ連結前工程を示す図。 ワイヤハーネス１の製造工程におけるコネクタ連結工程を示す図。 ワイヤハーネス１の製造工程における外装部材被覆工程を示す図。 ワイヤハーネス１の製造工程における封止剤充填工程を示す図。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。

＜ワイヤハーネスの構成＞
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施形態に係るワイヤハーネス１の構成について説明する。ワイヤハーネス１は、相互に連結された少なくとも２組のコネクタ付電線１０と、筒状の外装部材２と、外装部材２の内側に充填された封止剤３と、結束材５と、を備えている。

＜コネクタ付電線＞
各コネクタ付電線１０は、複数の端子付電線７と、各端子付電線７の端部を保持するコネクタ６と、を備えている。また、各端子付電線７は、絶縁電線９とその端部に接続された端子金具８とにより構成されている。

なお、図１，２に示される例では、各コネクタ付電線１０は、並列配置された４本の端子付電線７を備えている。しかしながら、各コネクタ付電線１０が、並列配置された２本もしくは３本の端子付電線７を備える場合、或いは、並列配置された５本以上の端子付電線７を備える場合も考えられる。

端子付電線７を構成する絶縁電線９は、長尺な導体である芯線９１と、その芯線９１の周囲を覆う絶縁体である絶縁被覆９２とを有する。端子金具８が取り付けられる絶縁電線９の端部は、予め一定の長さの分の芯線９１の周囲から絶縁被覆９２が剥がれた状態、即ち、一定の長さ分の芯線９１が絶縁被覆９２から延び出た状態に加工されている。

ワイヤハーネス１において、絶縁電線９の芯線９１が、端子金具８を構成する金属材料とは種類の異なる金属材料で構成される場合が考えられる。例えば、芯線９１が、アルミニウム線、即ち、アルミニウムを主成分とする金属（アルミニウムまたはアルミニウム合金）の線材であることが考えられる。この場合、端子金具８が、後述するように、銅を主成分とする金属材料の部材であることが考えられる。

一方、絶縁被覆９２は、例えば、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）又は架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）などの非導電性の柔軟な合成樹脂材料からなる。

＜端子金具＞
端子金具８は、絶縁電線９の端部に接続された電線接続部８１と、相手側の端子金具と接続される接点部８２と、を有する金具である。図１及び図２に示される例では、端子金具８の電線接続部８１は、絶縁電線９の端部における絶縁被覆９２の部分及びそれから延び出た芯線９１の部分に圧着された圧着部である。

端子金具８は、導体であり、例えば、前述したような銅を主成分とする金属材料の部材である。より具体的には、端子金具８が、銅もしくは黄銅などの銅合金の部材、又はそれらの部材に錫（Ｓｎ）メッキもしくは錫に銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）などが添加された錫合金のメッキが施された部材であることが考えられる。

＜コネクタ＞
２組のコネクタ付電線１０各々の端部に設けられたコネクタ６は、複数の端子付電線７の端部を一定の位置関係で保持する非導電性のハウジングである。図２に示されるように、各コネクタ６は、複数の端子付電線７各々の端部における端子金具８が個別に挿入される複数のキャビティ６１を内側に有している。複数の端子付電線７の端子金具８各々は、各キャビティ６１に挿入されることによって電気的に絶縁された状態で一定の位置関係に保持される。

図１，２に示されるように、２組のコネクタ付電線１０各々の端部のコネクタ６が連結されている。以下の説明において、便宜上、相互に連結された一対のコネクタ６のうちの一方を第一コネクタ６ａ、他方を第二コネクタ６ｂと称する。また、第一コネクタ６ａを備えるコネクタ付電線１０のことを第一コネクタ付電線１０ａ、第二コネクタ６ｂを備えるコネクタ付電線１０のことを第二コネクタ付電線１０ｂと称する。

また、第一コネクタ６ａが保持する端子金具８のことを第一端子金具８ａ、第二コネクタ６ｂが保持する端子金具８のことを第二端子金具８ｂと称する。第一端子金具８ａは、電線接続部８１と第一接点部８２ａとを有している。また、第二端子金具８ｂは、電線接続部８１と第二接点部８２ｂとを有している。

図１，２に示される例では、第一コネクタ６ａは、第二コネクタ６ｂの先端側の一部が嵌め入れられる穴を形成している。第二コネクタ６ｂの先端側の一部が第一コネクタ６ａの穴に嵌め入れられることにより、第一コネクタ６ａと第二コネクタ６ｂとが連結される。

また、第一コネクタ６ａの穴の内側には、複数の第一端子金具８ａの第一接点部８２ａが並んで配置されている。一方、第二コネクタ６ｂにおける第一コネクタ６ａの穴に挿入される部分の内側には、複数の第二端子金具８ｂの第二接点部８２ｂが並んで配置されている。

第一コネクタ６ａと第二コネクタ６ｂとが連結されると、複数の第一接点部８２ａ各々と複数の第二接点部８２ｂ各々とが、一対一で対応して接触し、電気的に接続される。図１，２に示される例では、第二接点部８２ｂは、第一接点部８２ａが嵌め入れられる穴を形成している。第一コネクタ６ａと第二コネクタ６ｂとが連結されると、各第一接点部８２ａが各第二接点部８２ｂの穴に嵌り込み、各第一接点部８２ａと各第二接点部８２ｂとが電気的に接続される。

なお、相互に連結される一対のコネクタ６ａ，６ｂは、前述の電線間コネクタ対の一例である。

＜外装部材＞
外装部材２は、連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂの周囲を覆う筒状の部材である。外装部材２それ自体は、柔軟性を有する筒状の部材である。例えば、外装部材２は、柔軟性を有する樹脂の部材であり、ポリメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)、ポリカーボネート(ＰＣ)、ポリスチレン(ＰＳ)、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリプロプレン(ＰＰ)又はポリエチレン(ＰＥ)などの材料で構成されている。

また、外装部材２として、透明な部材が採用されることが考えられる。図１，２に示される例では、外装部材２は、透明な樹脂の部材である。なお、透明という用語は、内側に充填された封止剤３の状態を視認できる透明度の半透明を含む用語である。

また、図１，２に示される例では、筒状の外装部材２の両端部は、各コネクタ付電線１０を構成する複数の絶縁電線９とともに結束材５によって結束されている。従って、外装部材２の両端部は、絶縁電線９の束の外周に沿うように他の部分よりも細くすぼめられた状態で保持されている。例えば、結束材５として、粘着テープ又は結束ベルトなどが採用されることが考えられる。

＜封止剤＞
封止剤３は、外装部材２の内側に充填され、連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂ全体を密封する非導電性の物質である。封止剤３は、連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂから延び出た絶縁電線９の絶縁被覆９２に対して密着している。後述するように、封止剤３は、外装部材２の内側に充填された流動状態の物質が硬化することにより得られた部材である。例えば、封止剤３は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であることが考えられる。

封止剤３は、絶縁被覆９２に対する接着性の高い材料で構成されていることが望ましい。例えば、封止剤３として、ポリアミド系又はエポキシ系の合成樹脂の接着剤が採用されることが考えられる。

また、封止剤３として、透明な外装部材２の色と異なる色の透明な物質が採用されることが考えられる。但し、封止剤３の色は、透明な外装部材２の色よりも濃い色であることが望ましい。

＜封止構造を形成する工程＞
次に、図３〜６を参照しつつ、外装部材２及び封止剤３による封止構造を形成する工程について説明する。図３〜６は、それぞれワイヤハーネス１の製造工程における一部の工程を示す図である。具体的には、図３はコネクタ連結前工程を示す図、図４はコネクタ連結工程を示す図、図５は外装部材被覆工程を示す図、図６は封止剤充填工程を示す図である。

なお、以下に示される封止構造の形成手順はあくまで一例であり、封止構造が他の手順によって形成されることも考えられる。

＜コネクタ連結前工程＞
２組のコネクタ付電線１０が、それぞれのコネクタ６によって連結される前に、一方のコネクタ付電線１０が、筒状の外装部材２の中空部に通される。これにより、外装部材２は、一方のコネクタ付電線１０における絶縁電線９の部分に引っ掛かる状態で保持される。

なお、図３は、第一コネクタ付電線１０ａが外装部材２の中空部に通されることを示しているが、第二コネクタ付電線１０ｂが外装部材２の中空部に通されてもよい。

＜コネクタ連結工程＞
コネクタ連結前工程の後に、コネクタ連結工程が行われる。コネクタ連結工程では、２組のコネクタ付電線１０各々のコネクタ６が連結される。

＜外装部材被覆工程＞
コネクタ連結工程の後に、外装部材被覆工程が行われる。外装部材被覆工程では、外装部材２が、連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂの周囲を取り囲む位置に位置決めされる。さらに、一対のコネクタ６ａ，６ｂの周囲を取り囲む位置に位置決めされた外装部材２の一方の端部が、結束材５によって複数の絶縁電線９とともに結束される。

外装部材被覆工程が行われることにより、図３に示されるように、外装部材２の一方の端部は、絶縁電線９の束の外周に沿うように他の部分よりも細くすぼめられた状態で保持される。一方、外装部材２の他方の端部は、複数の絶縁電線９との間に隙間を有して開口を形成する状態で保持される。

＜封止剤充填工程＞
本実施形態においては、外装部材被覆工程の後に、封止剤充填工程が行われる。封止剤充填工程では、流動状態の封止剤３が、外装部材２の端部の開口から外装部材２の中空部へ充填される。流動状態の封止剤３は、ディスペンサー３０から供給される。

そして、流動状態の封止剤３が、外装部材２と一対のコネクタ６ａ，６ｂ及び複数の絶縁電線９との間の隙間全体を埋める状態まで充填されると、外装部材２の残りの一方の端部が、結束材５によって複数の絶縁電線９とともに結束される。その際、流動状態の封止剤３のごく一部が外装部材２の両端からはみ出す程度に、外装部材２内の封止剤３に圧力が加わるようにして外装部材２の端部が結束材５によって締められる。

さらに、流動状態の封止剤３が、外装部材２の内側全体に充填された状態で、封止剤３を硬化させる工程が行われる。例えば、封止剤３が熱可塑性樹脂であれば、封止剤３を硬化させる工程は、加熱されて流動状態にある封止剤３を冷却する工程である。また、封止剤３が熱硬化性樹脂であれば、封止剤３を硬化させる工程は、流動状態にある封止剤３を加熱する工程である。また、封止剤３が紫外線硬化樹脂であれば、封止剤３を硬化させる工程は、流動状態にある封止剤３に紫外光を照射する工程である。

外装部材２及び封止剤３による封止構造は、例えば以上に示した各工程を経ることによって形成される。また、粒度状態の封止剤３として、比較的粘度の高い樹脂剤が採用されることが考えられる。この場合、コネクタ連結工程の後に、連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂに流動状態の封止剤３を塗布する工程が行われ、その後、封止剤３が硬化する前に、外装部材被覆工程が行われてもよい。

＜効果＞
ワイヤハーネス１において、コネクタ付電線１０どうしの連結部を構成する一対のコネクタ６ａ，６ｂ全体が、筒状の外装部材２の内側に充填された封止剤３で密封されている。ここで、封止剤３は、連結された一対のコネクタ６ａ，６ｂが内包する複数の絶縁電線９各々と複数の端子金具８各々との接続部への液体の浸入を防ぐ。これにより、コネクタ付電線１０どうしの連結部における絶縁電線９と端子金具８との接続部の腐食が防がれる。

また、ワイヤハーネス１が採用されれば、絶縁電線９と端子金具８との接続部の腐食を防ぐ封止剤３を形成するための工数を低減できる。例えば、ワイヤハーネス１において、ある１つの配線区間が、両端にコネクタが設けられたコネクタ付電線１０によって中継される場合、二対のコネクタ６ａ，６ｂが増える。この場合、封止剤３を形成する工程は、端子付電線７の本数にかかわらず、二対のコネクタ６ａ，６ｂ各々が配置された２箇所でのみ実行されればよい。

また、封止剤３は、一対のコネクタ６ａ，６ｂの周囲を覆う筒状の外装部材２の内側に充填されている。そのため、封止剤３は、一対のコネクタ６ａ，６ｂの周囲全体に隙間なく行き渡った状態に成形され、一対のコネクタ６ａ，６ｂは、封止剤３によって確実に密封される。

また、封止剤３として、透明な外装部材２の色と異なる色の物質が採用されれば、封止剤３の充填状態の可否の確認が容易となる。即ち、外装部材２の外側から、封止剤３が外装部材２内に十分に密に充填されたか否か、即ち、外装部材２内に封止剤３が行き届いていない空隙が形成されていないか否かを確認しやすくなる。

さらに、封止剤３が、透明な外装部材２の色と異なる透明色で形成されていれば、封止剤３がコネクタ６ａ，６ｂ及び絶縁電線９に対して適正な厚みで形成されているか否かの確認も容易となる。但し、この場合、封止剤３の色は、透明な外装部材２の色よりも濃い色であることが望ましい。

＜その他＞
ワイヤハーネス１において、外装部材２が、熱収縮チューブであることも考えられる。その場合、結束材５が省略され、熱収縮チューブの一方の端部が、加熱によって絶縁電線９の束の外周に沿うように他の部分よりも細くすぼめられた後、封止剤充填工程が行われることが考えられる。さらに、封止剤３が硬化する前に、熱収縮チューブの残りの部分が、他方の端部から順に加熱されて細くすぼめられることが考えられる。これにより、封止剤３が、外装部材２と一対のコネクタ６ａ，６ｂ及び複数の絶縁電線９との間の隙間全体を埋める状態となる。

なお、熱収縮チューブは、例えば、ポリオレフィン系樹脂もしくはナイロン系樹脂からなる筒状の部材である。熱収縮チューブは、樹脂の射出成形によりごく細い筒状に成形された樹脂部材が、加熱された状態で太い筒状へ引き伸ばされた後に急冷されることによって得られる。このようにして得られた熱収縮チューブは、加熱された場合、引き伸ばされる前の細い筒状まで収縮する形状記憶特性を有する。

１ ワイヤハーネス
２ 外装部材
３ 封止剤
５ 結束材
６ コネクタ
６ａ 第一コネクタ
６ｂ 第二コネクタ
７ 端子付電線
８ 端子金具
８ａ 第一端子金具
８ｂ 第二端子金具
９ 絶縁電線
１０ コネクタ付電線
１０ａ 第一コネクタ付電線
１０ｂ 第二コネクタ付電線
３０ ディスペンサー
６１ キャビティ
８１ 電線接続部
８２ 接点部
８２ａ 第一接点部
８２ｂ 第二接点部
９１ 芯線
９２ 絶縁被覆

Claims (4)

1. それぞれ複数の端子付電線の端部を保持し相互に連結された一対のコネクタを備えるワイヤハーネスであって、
   連結された前記一対のコネクタの周囲を覆う筒状の外装部材と、
   前記外装部材の内側に充填され、連結された前記一対のコネクタ全体を密封する非導電性の封止剤と、を備えるワイヤハーネス。
2. 請求項１に記載のワイヤハーネスであって、
   前記端子付電線各々を構成する各電線の導体は、該導体に接続された端子金具の主成分の材料と異なる金属材料からなる、ワイヤハーネス。
3. 請求項１に記載のワイヤハーネスであって、
   前記端子付電線各々を構成する各電線の導体はアルミニウムを主成分とする金属材料からなり、
   前記端子金具は銅を主成分とする金属材料からなる、ワイヤハーネス。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のワイヤハーネスであって、
   前記外装部材は透明な部材であり、
   前記封止剤は透明な前記外装部材の色と異なる色で形成されている、ワイヤハーネス。

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