(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
ポリエチレン、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマーを含む樹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倍膨張させた透明な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、
前記熱収縮チューブの一端開口に該熱収縮チューブと同一材で成形した封止材を挿入し、該封止材の外周の熱収縮チューブを収縮させて封止材を固着し、該封止材で熱収縮チューブの一端開口を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、
前記防水保護用チューブの他端開口より、前記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、溶融状態の熱硬化性止水剤を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、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、
ついで、加熱して、前記熱収縮チューブの温度が９０℃以上１２０℃未満の温度に達すると熱収縮チューブが収縮し、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して収縮完了後に、前記止水剤の温度が硬化開始温度の１２０℃以上に達して硬化するように設定していることを特徴とする電線端末接合部の防水方法。
【請求項２】
前記熱収縮チューブは、収縮後において、肉厚は１〜２ｍｍ、内径は３〜５ｍｍ、長さは５０〜８０ｍｍとしている請求項１に記載の電線接合部の防水方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２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。
【発明の詳細な説明】
【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く、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か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樹脂製の保護キャップを取り付けている場合が多い。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】
しかしながら、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か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、スペース効率が悪化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ペースが増大する。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、該熱収縮チーブ４内に電線端末接合部Ｙ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Ｙを密封している。【０００６】
しかしながら、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が熱収縮チューブ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から漏れた場合、作業者にとっ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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、樹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いる。
【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、
ポリエチレン、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマーを含む樹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倍膨張させた透明な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、
前記熱収縮チューブの一端開口に該熱収縮チューブと同一材で成形した封止材を挿入し、該封止材の外周の熱収縮チューブを収縮させて封止材を固着し、該封止材で熱収縮チューブの一端開口を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、
前記防水保護用チューブの他端開口より、前記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、溶融状態の熱硬化性止水剤を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、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、
ついで、加熱して、前記熱収縮チューブの温度が９０℃以上１２０℃未満の温度に達すると熱収縮チューブが収縮し、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して収縮完了後に、前記止水剤の温度が硬化開始温度の１２０℃以上に達して硬化するように設定してい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いる。
【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ャップではなく、連続生産される熱収縮チューブを切断して用いているだけであるため、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く、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。【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、熱収縮チュ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いないため、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きる。【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から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１〜２ｍｍ、内径は３〜５ｍｍ、長さは５０〜８０ｍｍとしていることが好ましい。
前記熱収縮チューブに肉厚は、電線端末接合部のバリ長さが１ｍｍ以内であるため、突き破りを防止するためにも最低でも1mm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ってしまうため１〜２ｍｍ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ャップを用いるのではなく、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化しているため、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Ｃ１、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いる。【００２４】
前記熱収縮チューブ１１内には電線挿入側の開口１１ｂ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１１ｂ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ーを含む樹脂組成物を連続押出成形しており、本実施形態では、エチレンビニルアセテートで成形している。
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い温度に設定している。【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１〜２ｍｍ、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１００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樹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ニルアセテートとしている。
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ー製）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１ｍｍ、長さは７０ｍｍとしている。
なお、熱収縮チューブは内径を３ｍｍ〜５ｍｍ、肉厚を１ｍｍ〜２ｍｍ、長さを５０ｍｍ〜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ィ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１１ｂから止水剤１３を注入する。該止水剤１３の注入量は開口１１ｂ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１／２０〜１／１０程度とし、熱収縮チューブ１１を収縮させて小径化した際にも開口１１ｂ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１１ｂ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液硬化性のエポキシ液剤を使用しているため、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樹脂は熱収縮チューブ１１の収縮温度９０℃以上の温度では硬化せず、１２０℃以上で硬化が開始するものとしている。【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℃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℃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℃に設定しているため、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、縮径化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Ｃ１、Ｃ２は次第に狭くなるが、この隙間Ｃ１，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いても止水剤１３の液面が上昇し、挿入側開口１１ｂ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１２０℃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液性エポキシ樹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１０ｍｍとした膨張状態において、ヒータの設定温度を１３０℃として加熱すると、まず、熱収縮チューブ１１が１２０℃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℃程度となるが、硬化開始温度が１２０℃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、１３０℃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が小径化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１２に接触する位置まで挿入しているか否かを目視確認することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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