JP5772560B2 - ワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は、絶縁電線及びその端部に設けられた金属端子を含むワイヤハーネスに関する。

昨今、自動車に搭載されるワイヤハーネスにおいて、絶縁電線及びその端部に設けられた金属端子を含むワイヤハーネスは、より高い防水性能が求められている。防水機能を有するワイヤハーネスは、絶縁電線の端部における絶縁被覆の部分において、液体が絶縁被覆を伝って金属端子の部分へ浸入することを防ぐ止水部を備える。

ワイヤハーネスの止水部は、一般に、絶縁電線の端部の周囲を覆う絶縁性の硬質部材であるカバー部材と、カバー部材と絶縁電線との隙間を塞ぐ止水材とを備える。カバー部材は、絶縁電線の端部の防水、機械的な保護及び電気的な絶縁のために設けられる。

ワイヤハーネスの止水部としては、例えば、端子付電線の端部をインサート部とするインサート成形により形成される樹脂被覆部材を備えた止水部と、コネクタなどの硬質の樹脂筐体のキャビティに挿入された端子付電線の端部と樹脂筐体との隙間を塞ぐ止水部とが考えられる。以下の説明において、前者を樹脂被覆タイプの止水部、後者をキャビティ閉塞タイプの止水部と称する。なお、樹脂被覆部材及び樹脂筐体は、カバー部材の一例である。

特許文献１に示されるように、キャビティ閉塞タイプの止水部は、コネクタなどの硬質の樹脂筐体と、樹脂筐体のキャビティに挿入された端子付電線の端部とコネクタとの隙間を塞ぐ筒状のゴム栓とを備える。筒状のゴム栓は、その中空部を端子付電線の端部における絶縁被覆の部分が貫通する状態で、樹脂筐体のキャビティ内へ押し込められる。これにより、ゴム栓は、絶縁電線の絶縁被覆の部分と樹脂筐体におけるキャビティの部分の内側面との隙間を塞ぐ止水材として機能する。

特開２０１１−１４４２０公報

しかしながら、キャビティ閉塞タイプの止水部において、筒状のゴム栓が止水材として採用された場合、ゴム栓が、電線に加わる力によってネクタのキャビティから抜け出し、止水機能が失われる恐れがある。そのため、ゴム栓がコネクタのキャビティから外れることを防ぐ抜け止め機構が、コネクタに設けられる必要がある。そのような抜け止め機構を設けることは、絶縁筐体（カバー部材）の複雑化及び大型化を招くため好ましくない。

本発明は、ワイヤハーネスにおける絶縁電線とその端部の周囲を覆うカバー部材との隙間が止水材で塞がれる止水部において、簡易な構造により、止水材の位置ずれ及び外れを防止して安定した止水性能を確保できることを目的とする。

第１発明に係るワイヤハーネスは、以下に示す各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、導電性の芯線及び該芯線の周囲を覆うゴムの絶縁被覆であるゴム被覆を有する絶縁電線である。
（２）第２の構成要素は、前記絶縁電線の端部において前記芯線と電気的に接続された金属端子である。
（３）第３の構成要素は、前記絶縁電線の端部の周囲を覆う絶縁性の硬質部材であり、内部に前記絶縁電線の端部における少なくとも前記ゴム被覆の部分が挿入される空間であるキャビティが形成され、前記キャビティの壁を形成する内側面に前記ゴム被覆に対してその全周に亘って食い込む環状の突起部が形成される共に、前記内側面のうち前記環状の突起部以外の部分が前記キャビティに挿入された前記絶縁電線の前記ゴム被覆の部分に対して隙間を隔てかつ前記ゴム被覆の外周面に沿う形状に形成されており、前記環状の突起部が前記内側面と前記ゴム被覆との隙間を塞ぐ、カバー部材である。

また、第２発明に係るワイヤハーネスは、第１発明に係るワイヤハーネスの一態様である。第２発明に係るワイヤハーネスにおいて、前記カバー部材の内側面には、複数の前記環状の突起部が、前記絶縁電線の長手方向において間隔を空けて並んで形成されている。

また、第３発明に係るワイヤハーネスは、第１発明又は第２発明に係るワイヤハーネスの一態様である。第３発明に係るワイヤハーネスにおいて、前記環状の突起部における前記絶縁電線の末端側に対して反対側の面はテーパ面である。

また、第４発明に係るワイヤハーネスは、第１発明から第３発明のいずれかに係るワイヤハーネスの一態様である。第４発明に係るワイヤハーネスにおいて、前記環状の突起部の表面に、当該環状の突起部の軸心方向に平行であり、かつ、当該環状の突起部の最小の輪郭をなす頭頂面が形成されている。

第１発明に係るワイヤハーネスにおいて、絶縁電線のゴム被覆に食い込むカバー部材の突起部は、絶縁電線とその端部の周囲を覆うカバー部材の内側面との隙間を塞ぐ止水材として機能する。ゴム被覆は、弾性体であるため、温度変化に起因するカバー部材の膨張及び収縮に応じて弾性的に変形し、高い止水性能を維持する。

また、カバー部材の一部である環状の突起部は、カバー部材とは別個に設けられるゴム栓のようにカバー部材から外れることがない。従って、カバー部材は、ゴム栓の抜け止め機構のように複雑化及び大型化を招く特別な機構を備える必要がない。

以上に示したことから、第１発明によれば、絶縁電線とその端部の周囲を覆うカバー部材との隙間が止水材（カバー部材の突起部）で塞がれる止水部において、簡易な構造により、止水材の位置ずれ及び外れを防止して安定した止水性能を確保することが可能となる。

また、第２発明に係るワイヤハーネスにおいて、絶縁電線のゴム被覆に食い込む複数の環状の突起部が、カバー部材の内側面に並んで形成されていることにより、止水性能がより高まる。

また、第３発明に係るワイヤハーネスにおいて、カバー部材の突起部に形成されたテーパ面は、絶縁電線がその末端側からカバー部材の内側に挿入される際におけるカバー部材とゴム被覆との摩擦抵抗を軽減する役割を果たす。そのため、第３発明によれば、摩擦抵抗の大きなゴム被覆を有する絶縁電線をカバー部材の内側に容易に挿入することが可能となる。

また、第４発明に係るワイヤハーネスにおいて、カバー部材における環状の突起部の頭頂面は、環状の突起部の軸心方向に平行な面である。そのため、絶縁電線のゴム被覆に対して最も高い圧力で密接する部分、即ち、環状の突起部の頭頂面を、止水に必要十分な面積にすることができる。従って、第４発明によれば、止水部の止水性能を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係るワイヤハーネス１の平面図、側面図及び背面図である。 ワイヤハーネス１におけるカバー部材の部分の断面図である。

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。

＜実施形態＞
以下、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。図１に示されるように、ワイヤハーネス１は、複数の絶縁電線１０とそれら絶縁電線１０各々に取り付けられた複数の金属端子２０とカバー部材４０とを備える。

なお、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれワイヤハーネス１の平面図、側面図及び背面図である。また、図２は、ワイヤハーネス１におけるカバー部材４０の部分の断面図であり、より具体的には、図１に示されるＥ−Ｅ平面におけるワイヤハーネス１の断面図である。

＜絶縁電線＞
絶縁電線１０は、導電性の芯線１１及び芯線１１の周囲を覆うゴムの絶縁被覆であるゴム被覆１２を備える。絶縁電線１０において、芯線１１の端部は、ゴム被覆１２の端部から延び出て形成されている。

芯線１１は、例えば、銅、銅合金もしくはアルミニウム合金などの金属材料からなる。また、芯線１１は、複数の素線が撚り合わされた構造を有する撚り線であること、或いは単線であることが考えられる。

一方、ゴム被覆１２は、例えば、例えば、ゴム又はゴム系材料であるエラストマー(elastic polymer)からなる部材である。即ち、ゴム被覆１２は、電気的絶縁性及び弾性を有する材料からなる被覆である。なお、エラストマーには、天然ゴム及び合成ゴムなどの加硫ゴム、並びにウレタンゴム、シリコーンゴム及びフッ素ゴムなどの熱硬化性樹脂系エラストマーが含まれる。

＜金属端子＞
金属端子２０は、絶縁電線１０の端部において芯線１１と電気的に接続された端子である。金属端子２０は、銅もしくは銅合金などの金属材料からなる金具である。金属端子２０は、バスバー、電装機器の端子部又は他のワイヤハーネスの端子などの接続相手と接続される部分である。図１に示される例では、金属端子２０は、ネジが通される貫通孔が形成された平板状の端子である。しかしながら、金属端子２０が、貫通孔のない板状又は棒状などの他の形状を有することも考えられる。

例えば、金属端子２０は、超音波溶接などによって絶縁電線１０の端部の芯線１１に対して固定される。或いは、金属端子２０が、少なくとも絶縁電線１０の芯線１１に圧着されるかしめ部が形成された圧着端子である場合、金属端子２０は、絶縁電線１０の端部に圧着されて固定される。

なお、図１及び図２に示される例では、金属端子２０は、絶縁電線１０の芯線１１に圧着されるかしめ部が形成された圧着端子であり、金属端子２０は、絶縁電線１０の端部に圧着されて固定されている。以下の説明において、端部に金属端子２０が取り付けられた絶縁電線１０のことを端子付電線９と称する。端子付電線９において、絶縁電線１０における芯線１１と金属端子２０とは、一体に連結されるとともに電気的に接続されている。

＜カバー部材＞
カバー部材４０は、複数の絶縁電線１０各々の端部の周囲を覆う絶縁性の硬質な樹脂筐体である。カバー部材４０は、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂又は芳香族ナイロンなどの絶縁性の樹脂からなる成形部材である。

また、カバー部材４０の内部には、絶縁電線１０の端部における少なくともゴム被覆１２の部分が挿入される空間であるキャビティ４１が形成されている。さらに、カバー部材４０におけるキャビティ４１の壁を形成する内側面には、複数の環状突起部４２が形成されている。

カバー部材４０の内側面における環状突起部４２以外の部分は、キャビティ４１に挿入された絶縁電線１０のゴム被覆１２の部分に対し、僅かな隙間を隔ててゴム被覆１２の外周面に沿う形状で形成されている。

各図に示される例では、絶縁電線１０のゴム被覆１２の部分の横断面の形状は概ね円形であり、カバー部材４０の内側面（キャビティ４１の壁面）における環状突起部４２以外の部分は円周面である。しかしながら、絶縁電線１０の横断面の形状が扁平形状である場合には、カバー部材４０の内側面における環状突起部４２以外の部分の形状は、絶縁電線１０の外周面に沿う扁平な形状で形成される。

一方、カバー部材４０の内側面に形成された環状突起部４２各々は、キャビティ４１に挿入された絶縁電線１０の端部におけるゴム被覆１２に対してその全周に亘って食い込む環状の突起部である。

各図に示される例では、絶縁電線１０のゴム被覆１２の部分の横断面の形状は概ね円形であるため、環状突起部４２の横断面の形状は円形である。しかしながら、絶縁電線１０の横断面の形状が扁平形状である場合には、環状突起部４２の横断面の形状は、絶縁電線１０の外周面の輪郭形状に対して概ね相似な扁平な形状で形成される。

また、カバー部材４０の内側面には、複数の環状突起部４２が、絶縁電線１０の長手方向において間隔を空けて並んで形成されている。図２に示される例では、３つの環状突起部４２が、カバー部材４０の内側面に形成されている。しかしながら、２つの環状突起部４２又は４つ以上の環状突起部４２が、カバー部材４０の内側面に形成されることも考えられる。なお、絶縁電線１０の長手方向は、カバー部材４０のキャビティ４１の軸心方向、即ち、キャビティ４１の中心線Ｒに沿う方向でもある。

ワイヤハーネス１の製造工程においては、通常、絶縁電線１０の端部が、予め成形されたカバー部材４０のキャビティ４１内に挿入され、その後、絶縁電線１０の端部に金属端子２０が取り付けられる。

なお、金属端子２０が、カバー部材４０のキャビティ４１を通過可能な程度に小さい場合も考えられる。この場合、絶縁電線１０の端部に金属端子２０が取り付けられた後に、端子付電線９が、金属端子２０の先端からカバー部材４０のキャビティ４１に挿入されることも考えられる。

そして、カバー部材４０の環状突起部４２は、カバー部材４０の内側面とキャビティ４１に挿入された絶縁電線１０の端部との隙間を塞ぐ止水材として機能する。また、カバー部材４０は、コネクタなどの絶縁筐体の一例である。

絶縁電線１０の端部がカバー部材４０のキャビティ４１に挿入されると、カバー部材４０の環状突起部４２が絶縁電線１０のゴム被覆１２に対してその全周に亘って食い込む。即ち、ゴム被覆１２における環状突起部４２と接触する部分は、環状突起部４２の頭頂部分に押されて弾性的に収縮している。そのため、絶縁電線１０の端部を覆うカバー部材４０は、環状突起部４２の部分において、ゴム被覆１２に対してその全周に亘って密接した状態となっている。

また、図２に示されるように、環状突起部４２における絶縁電線１０の末端側（金属端子２０側）に対して反対側の面である第１の側の面４２１は、端に向かうほど径が拡大するテーパ面である。一方、環状突起部４２における絶縁電線１０の末端側（金属端子２０側）の面である第２の側の面４２３は、絶縁電線１０の長手方向に対して概ね直交するように形成されている。

なお、絶縁電線１０の長手方向は、カバー部材４０のキャビティ４１の軸心方向、即ち、キャビティ４１の中心線Ｒに沿う方向であるとともに、環状突起部４２の軸心方向でもある。

また、図２に示されるように、環状突起部４２の表面には、環状突起部４２の軸心方向に平行であり、かつ、環状突起部４２の最小の輪郭をなす頭頂面４２２が形成されている。

ワイヤハーネス１において、カバー部材４０、環状突起部４２及び絶縁電線１０のゴム被覆１２は、雨水などの液体がゴム被覆１２を伝って金属端子２０の部分へ浸入することを防ぐ止水部を構成している。ここで、環状突起部４２は、カバー部材４０と絶縁電線１０との隙間を塞ぐ止水材として機能する。また、カバー部材４０は、絶縁電線１０と組み合わされる前に予め成形された硬質の樹脂筐体である。即ち、ワイヤハーネス１の止水部は、キャビティ閉塞タイプの止水部である。

＜効果＞
ワイヤハーネス１において、絶縁電線１０のゴム被覆１２に食い込む環状突起部４２は、絶縁電線１０とその端部の周囲を覆うカバー部材４０の内側面との隙間を塞ぐ止水材として機能する。ゴム被覆１２は、弾性体であるため、温度変化に起因するカバー部材４０の膨張及び収縮に応じて弾性的に変形し、高い止水性能を維持する。

また、カバー部材４０の一部である環状突起部４２は、カバー部材４０とは別個に設けられるゴム栓のようにカバー部材４０から外れることがない。従って、カバー部材４０は、ゴム栓の抜け止め機構のように複雑化及び大型化を招く特別な機構を備える必要がない。

以上に示したことから、ワイヤハーネス１が採用されれば、絶縁電線１０とその端部の周囲を覆うカバー部材４０との隙間が止水材（環状突起部４２）で塞がれる止水部において、簡易な構造により、止水材の位置ずれ及び外れを防止して安定した止水性能を確保することが可能となる。

また、ワイヤハーネス１において、絶縁電線１０のゴム被覆１２に食い込む複数の環状突起部４２が、カバー部材４０の内側面に並んで形成されていることにより、止水性能がより高まる。即ち、液体は、たとえ１つめの環状突起部４２とゴム被覆１２との間を通り抜けた場合でも、２つめの以降の環状突起部４２によって堰き止められ、金属端子２０への液体の浸入は防がれる。

また、カバー部材４０の環状突起部４２に形成された第１の側の面４２１（テーパ面）は、絶縁電線１０がその末端側からカバー部材４０の内側に挿入される際におけるカバー部材４０とゴム被覆１２との摩擦抵抗を軽減する役割を果たす。そのため、摩擦抵抗の大きなゴム被覆１２を有する絶縁電線１０をカバー部材４０のキャビティ４１内に容易に挿入することが可能となる。

また、カバー部材４０における環状突起部４２の頭頂面４２２は、環状突起部４２の軸心方向に平行な面である。そのため、絶縁電線１０のゴム被覆１２に対して最も高い圧力で密接する部分、即ち、環状突起部４２の頭頂面４２２を、止水に必要十分な面積にすることができる。これにより、止水部の止水性能を高めることができる。

＜その他＞
以上に示された実施形態においては、複数のキャビティ４１がカバー部材４０に形成されており、カバー部材４０は、複数の絶縁電線１０の端部を一括して覆う。しかしながら、カバー部材４０が、１本の絶縁電線１０の端部のみを覆う部材であることも考えられる。

また、カバー部材４０の内側面に１つの環状突起部４２のみが形成されることも考えられる。

１ ワイヤハーネス
９ 端子付電線
１０ 絶縁電線
１１ 芯線
１２ ゴム被覆
２０ 金属端子
２１ 接続部
４０ カバー部材
４１ キャビティ
４２ 環状突起部
４２１ 環状突起部の第１の側の面（テーパ面）
４２２ 環状突起部の頭頂面
４２３ 環状突起部の第２の側の面

Claims (4)

1. 導電性の芯線及び該芯線の周囲を覆うゴムの絶縁被覆であるゴム被覆を有する絶縁電線と、
   前記絶縁電線の端部において前記芯線と電気的に接続された金属端子と、
   前記絶縁電線の端部の周囲を覆う絶縁性の硬質部材であり、内部に前記絶縁電線の端部における少なくとも前記ゴム被覆の部分が挿入される空間であるキャビティが形成され、前記キャビティの壁を形成する内側面に前記ゴム被覆に対してその全周に亘って食い込む環状の突起部が形成される共に、前記内側面のうち前記環状の突起部以外の部分が前記キャビティに挿入された前記絶縁電線の前記ゴム被覆の部分に対して隙間を隔てかつ前記ゴム被覆の外周面に沿う形状に形成されており、前記環状の突起部が前記内側面と前記ゴム被覆との隙間を塞ぐ、カバー部材と、を備えることを特徴とするワイヤハーネス。
2. 前記カバー部材の内側面には、複数の前記環状の突起部が、前記絶縁電線の長手方向において間隔を空けて並んで形成されている、請求項１に記載のワイヤハーネス。
3. 前記環状の突起部における前記絶縁電線の末端側に対して反対側の面はテーパ面である、請求項１又は請求項２に記載のワイヤハーネス。
4. 前記環状の突起部の表面に、当該環状の突起部の軸心方向に平行であり、かつ、当該環状の突起部の最小の輪郭をなす頭頂面が形成されている、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。

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