(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
自動車に搭載されるワイヤハーネスは、電線の端部と端子金具とが接続された部分において高い防水性が求められる場合がある。この場合、端子金具の一部から電線の絶縁被覆の部分までに亘る止水領域を密封する樹脂成形部であるコネクタが設けられる。防水用の樹脂成形部(コネクタ)は、モールドコネクタなどと称される。
【0003】
防水用のコネクタは、端子付電線の止水領域をインサート部としてインサート成形された合成樹脂からなる。そして、防水用のコネクタは、ワイヤハーネスの接続相手となる機器を収容する筐体の枠部に嵌め入れられる。これにより、コネクタは、端子付電線と筐体との間の隙間を埋める。また、コネクタには、コネクタの外周面と筐体における開口の縁を形成する枠部との間に挟み込まれる環状のパッキンが取り付けられる。
【0004】
即ち、防水用のコネクタ(樹脂成形部)は、電線と端子金具との接続部への液体の浸入を防ぎ、さらに、ワイヤハーネスと機器を収容する筐体の枠部との隙間から筐体内への液体の浸入を防ぐ。
【0005】
また、特許文献1には、端子付電線の端部において、熱可塑性エラストマー樹脂塑性物の樹脂成形部である止水部が、ポリエチレン系樹脂などからなる硬質のコネクタ部(樹脂成形部)の電線導出口において、コネクタ部と電線との隙間を埋めることについて示されている。
【0006】
一方、特許文献2には、接着剤がコロナ放電処理又はプラズマ放電処理が施された電線の絶縁被覆に形成され、コネクタ部(樹脂成形部)が、端子付電線における端子金具から接着剤に亘る領域に形成されることについて示されている。
【0007】
特許文献1,2に示されるコネクタ部(樹脂成形部)は、端子付電線における端子金具の電線接続部から電線の絶縁被覆に亘る領域を含む止水領域に形成されている。車両用のワイヤハーネスにおいて、端子金具の電線接続部は、電線の端部に圧着されることによって電線と接続されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、電線の絶縁被覆の部分は、インサート成形の際に流動樹脂から受ける圧力によって変形しやすい。従って、硬質のコネクタ部が、端子付電線における端子金具の電線接続部から電線の絶縁被覆に亘る領域をインサート部として成形される場合、コネクタ部の外形寸法のばらつきを予め定められた公差内に抑えることが難しい。
【0010】
特に、電線の絶縁被覆がシリコン系ゴムなどのゴム材料からなる場合、絶縁被覆の変形に起因してコネクタ部の外形寸法を公差内に抑えることがより難しくなる。コネクタ部の外形寸法のばらつきは、コネクタ部に設けられるゴムパッキンの面粗度の悪化につながり、ひいてはコネクタ部とコネクタ部が嵌め入れられる筐体の枠部との間における止水性能の悪化につながる。さらに、ゴム材料からなる絶縁被覆が、インサート成形の金型における電線出口の部分において、高圧の流動樹脂から受ける圧力によって破損する場合もある。
【0011】
本発明は、樹脂成形された防水用のコネクタ部を有するワイヤハーネスにおいて、コネクタ部の外形寸法のばらつきを抑えて高い止水性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の第1態様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、導体及びその導体の両端部各々に接続された端子金具からなる端子付電線である。
(2)第2の構成要素は、コネクタ部である。このコネクタ部は、上記端子付電線の両端部の上記端子金具各々の一部をインサート部としてインサート成形された第一合成樹脂からなる。上記コネクタ部は、上記端子金具における上記端子付電線の接続相手に接触する接点部を除く残りの領域のうちの上記接点部側の一部の領域を密封している。
(3)第3の構成要素は、止水部である。この止水部は、上記端子付電線における一端の上記端子金具の一部から他端の上記端子金具の一部に亘る部分をインサート部としてインサート成形された第二合成樹脂からなる。この第二合成樹脂は上記第一合成樹脂よりも軟質である。上記止水部は、上記端子付電線における両端部の上記コネクタ部各々で密封された部分の間の部分全体を密封している。
【0013】
本発明の第2態様に係るワイヤハーネスは、上記第1態様に係るワイヤハーネスの一態様である。第2態様に係るワイヤハーネスにおいて、上記コネクタ部は、上記端子金具における上記導体に接続された電線接続部と上記接点部との間の中間部のみを密封する。
【0014】
本発明の第3態様に係るワイヤハーネスは、上記第1態様又は第2態様に係るワイヤハーネスの一態様である。第3態様に係るワイヤハーネスにおいて、上記コネクタ部各々は、並列配置された複数の上記端子付電線の上記端子金具を一括保持している。さらに、複数の上記導体を密封する上記止水部における隣り合う上記導体の間の部分に隙間が形成されている。
【0015】
本発明の第4態様に係るワイヤハーネスは、上記第1態様から第3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3態様に係るワイヤハーネスにおいて、上記コネクタ部における上記端子金具の上記接点部側に対し反対側の縁部は、上記止水部における上記端子金具側の縁部の外側に重なって形成されている。
【0016】
本発明の第5態様に係るワイヤハーネスは、上記第1態様から第4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3態様に係るワイヤハーネスにおいて、上記第二合成樹脂はゴム材料からなる。
【0017】
本発明の第6態様に係るワイヤハーネスは、上記第5態様に係るワイヤハーネスの一態様である。第6態様に係るワイヤハーネスにおいて、上記第一合成樹脂はポリブチレンテレフタレートを含み、上記第二合成樹脂はシリコンを含む。
【発明の効果】
【0018】
上記の各態様において、コネクタ部は比較的硬質の合成樹脂からなり、止水部は比較的軟質の合成樹脂からなる。また、止水部が形成される前の端子付電線における導体は、絶縁被覆を有さない裸電線又はバスバーなどである。即ち、止水部は、端子金具の一部と導体とを密封し、導体の被覆を兼ねている。
【0019】
そして、コネクタ部は、端子付電線における端子金具の一部をインサート部としてインサート成形された部分である。即ち、射出される樹脂の圧力によって変形しやすい柔らかな部材は、コネクタ部が成形される際のインサート部に含まれない。そのため、コネクタ部の外形寸法のばらつきを抑え、コネクタ部に設けられるゴムパッキンの面粗度を高めることが可能である。その結果、コネクタ部とコネクタ部が嵌め入れられる筐体の枠部との間において高い止水性が確保される。
【0020】
また、軟質の合成樹脂からなる止水部が、導体からその両端の端子金具の一部までに亘って一体に成形される。そのため、ゴム材料などの柔らかな材料で構成された絶縁被覆の周囲に高圧での射出成形が行われる場合に生じる絶縁被覆の破損の問題は生じない。
【0021】
また、止水部を構成する軟質の合成樹脂は、硬質の合成樹脂よりも端子付電線の止水領域に対する密着性に優れている。そのため、端子付電線の止水領域を覆う軟質の止水部は、高い止水性能を発揮する。さらに、軟質の止水部は導体の曲げやすさを阻害しない。
【0022】
以上に示したように、上記の各態様に係るワイヤハーネスが採用されれば、コネクタ部の外形寸法のばらつきを抑えて高い止水性を確保することが可能となる。
【0023】
ところで、端子金具の電線接続部は、形状のばらつきが生じやすい部分である。そのような電線接続部がコネクタ部の成形の際のインサート部に含まれると、コネクタ部の寸法精度が悪化する恐れがある。
【0024】
第2態様においては、コネクタ部は、端子付電線における端子金具の中間部をインサート部としてインサート成形された部分である。即ち、変形しやすい軟質の部材も、形状がばらつきやすい端子金具の電線接続部も、コネクタ部が成形される際のインサート部に含まれない。その結果、コネクタ部の外形寸法のばらつきがさらに抑制され、止水性がより高まる。
【0025】
また、第3態様においては、複数の導体を密封する止水部における隣り合う導体の間の部分に隙間が形成されている。これにより、比較的少量の材料で止水部を構成することができ、ワイヤハーネスの軽量化及び低コスト化につながる。さらに、導体の部分がさらに曲げやすくなる。
【0026】
また、第4態様においては、コネクタ部における端子金具を覆う領域の縁部が、止水部の縁部の外側に重なって形成されている。そのため、変形しやすい軟質の止水部がその縁部において端子付電線からめくれ上がることが防がれる。
【0027】
また、第5態様において、導体の被覆を兼ねる止水部の合成樹脂は、非常に変形しやすいゴム材料からなる。このような止水部は、大電流が流される太い導体を曲げやすくする必要がある場合に好適である。
【0028】
また、第6態様において、ポリブチレンテレフタレートを含むコネクタ部とシリコンを含む止水部とは、それぞれの分子端末に存在する水酸基の分子間力の作用によって隙間なく接着しやすい。そのため、止水部がコネクタ部と接する状態で成形されることにより、コネクタ部及び止水部全体の止水性及び頑強性が高まる。
【発明を実施するための形態】
【0030】
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。
【0031】
以下に示される各実施形態に係るワイヤハーネスは、高電圧系のワイヤハーネスである。高電圧系のワイヤハーネスは、例えば、ハイブリッド自動車又は電気自動車などの電動車両において、インバータ回路とモータとの間、又は充電ポートと充電回路との間などに敷設される。
【0032】
<第1実施形態>
まず、
図1〜3を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係るワイヤハーネス10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10は、端子付電線90と、端子付電線90の端部に設けられたコネクタ部1及び止水部2とを備えている。さらに、コネクタ部1には、パッキン部3が形成されている。なお、便宜上、
図1,2において、止水部2及びパッキン部3に網模様が記されている。
【0033】
<端子付電線>
端子付電線90は、導体9と導体9の端部に接続された端子金具8とを含む。止水部2が形成される前の端子付電線90において、絶縁被覆は形成されていない。
図1〜3に示される例では、ワイヤハーネス10は複数の端子付電線90を備えている。
【0034】
導体9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り、長尺な線状もしくは板状に形成されている。例えば、導体9が複数の素線からなる撚り線であれば曲げやすい。また、導体9が、一枚の長尺な板状の導体からなるバスバー又は複数枚の板状の導体が積層された構造を有する積層バスバーであることも考えられる。
【0035】
端子金具8は、導体9の端部に接続された端子である。端子金具8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。端子金具8は、電線接続部82、接点部81及び中間部83を有している。
【0036】
電線接続部82は、導体9の端部に接続された部分である。例えば、電線接続部82は、導体9の端部に圧着されたかしめ部が形成された部分である。或いは、電線接続部82が、超音波溶接又は抵抗溶接などによって導体9の端部に溶接された部分であることも考えられる。
【0037】
接点部81は、端子付電線90の接続相手に接触する部分である。
図1に示される例では、接点部81は、ネジが通される貫通孔が形成された平板状の部分である。しかしながら、接点部81が、貫通孔のない板状又は棒状などの他の形状で形成されていることも考えられる。
【0038】
中間部83は、電線接続部82と接点部81との間の部分である。
図1〜3に示される例では、中間部83は平板状である。しかしながら、中間部83が曲がった板状又は丸棒状などの他の形状で形成されていることも考えられる。
【0039】
<コネクタ部>
コネクタ部1は、端子付電線90の両端部における端子金具8各々の一部をインサート部としてインサート成形された合成樹脂からなる部分である。従って、射出される樹脂の圧力によって変形しやすい絶縁被覆などの軟質の部材は、コネクタ部1が成形される際のインサート部に含まれない。
【0040】
本実施形態においては、コネクタ部1は、端子金具8の中間部83のみをインサート部としてインサート成形された部分である。この場合、射出される樹脂の圧力によって変形しやすい軟質の部材も、形状がばらつきやすい端子金具8の電線接続部82も、コネクタ部1が成形される際のインサート部に含まれない。
【0041】
コネクタ部1は、硬質の部材であり、端子金具8における接点部81を除く残りの領域(止水領域)のうちの接点部81側の一部の領域を密封している。
【0042】
本実施形態におけるコネクタ部1は、端子金具8の中間部83の表面に対して周方向の全域に亘って密接している。そのため、コネクタ部1は、端子金具8の中間部83を密封している。本実施形態におけるコネクタ部1は、端子金具8における中間部83のみを密封し、電線接続部82及び接点部81には接触していない。
【0043】
コネクタ部1を構成する合成樹脂は、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)を主成分とする合成樹脂である。その他、コネクタ部1が、ポリアミド6T(PA6T)、ポリプロピレン(PP)又はアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂(ABS樹脂)などを主成分とする合成樹脂からなる成形部材であることも考えられる。
【0044】
ワイヤハーネス10において、両端部のコネクタ部1各々は、並列配置された複数の端子付電線90の端子金具8を一括保持している。即ち、コネクタ部1各々は、並列配置された複数の端子金具8を間隔を空けて一定の位置関係で保持している。これにより、複数の端子付電線90の両端部各々は、間隔を空けて並列配置された一定の位置関係で保持されている。
【0045】
図1〜3に示される例では、コネクタ部1には、端子金具8にアクセスするための開口12が形成されている。この開口12は、端子金具8の接点部81がネジなどによって相手側機器の端子部に接続された後に、不図示の蓋部材によって塞がれる。
【0046】
<止水部>
止水部2は、端子付電線90における一端の端子金具8の一部から他端の端子金具8の一部に亘る部分をインサート部としてインサート成形された合成樹脂からなる部材である。
【0047】
本実施形態における止水部2は、端子付電線90における、その一端の端子金具8の中間部83の境界84から、他端の端子金具8の中間部83の境界84までの領域を密封している。即ち、止水部2は、端子付電線90の両端の端子金具8の止水領域のうちのコネクタ部1で密封されていない領域全体と、導体9における端子金具8と接続されていない領域全体とを密封している。
【0048】
また、止水部2は、コネクタ部1を構成する合成樹脂よりも軟質の合成樹脂からなる。例えば、止水部2は、成形された状態において弾性を有するシリコン系合成樹脂からなる。或いは、止水部2が、シリコン系以外のエラストマー、ポリアミド系樹脂又はポリエステル系樹脂などの比較的軟質の合成樹脂からなることも考えられる。
【0049】
コネクタ部1及び止水部2は、いわゆる二色成形によって成形されている。従って、止水部2はコネクタ部1と接している。二色成形において、コネクタ部1が成形された後に止水部2が成形される。
【0050】
より具体的には、コネクタ部1のインサート成形が行われた後に、端子付電線90における一端のコネクタ部1の電線接続部82側の縁部11から他端のコネクタ部1の電線接続部82側の縁部11までの領域をインサート部として、止水部2のインサート成形が行われる。
【0051】
ワイヤハーネス10において、ポリブチレンテレフタレートを主成分とする合成樹脂がコネクタ部1の材料として採用され、シリコンを主成分とする合成樹脂が止水部2の材料として採用されることが考えられる。これにより、コネクタ部1と止水部2とが、それぞれの分子端末に存在する水酸基の分子間力の作用によって隙間なく接着しやすい。
【0052】
また、
図2,3に示される例では、コネクタ部1における端子金具8の電線接続部82側の縁部11は、止水部2における端子金具8側の縁部21の外側に重なって形成されている。
【0053】
さらに、
図2,3に示されるように、コネクタ部1の一部と止水部2の一部とが、導体9の延伸方向(軸心方向)に交差する方向において嵌り合う凸部及び凹部を含む嵌合構造4を構成していることが考えられる。
【0054】
図2,3に示される例では、コネクタ部1の凹部13と止水部2の凸部22とが、導体9の延伸方向に直交する方向において嵌り合う嵌合構造4を構成している。
【0055】
図1に示されるように、複数の導体9を密封する止水部2における隣り合う導体9の間の部分に隙間23が形成されている。即ち、複数の導体9は、それら各々の両端部の間の中間部分において止水部2によって個別に被覆されている。
【0056】
<パッキン部>
パッキン部3は、コネクタ部1の一部の外周面に沿って形成された環状の弾性部材である。パッキン部3は、コネクタ部1における、ワイヤハーネス10の接続相手となる機器を収容する筐体7の枠部72に嵌め入れられる部分の外周面に沿って形成されている。枠部72は、筐体7における開口71の縁を形成する部分である。なお、
図2,3において、筐体7が仮想線(二点鎖線)で描かれている。
【0057】
コネクタ部1の一部が筐体7の枠部72に嵌め入れられることにより、パッキン部3は、コネクタ部1の外周面と筐体7の枠部72との間に挟み込まれる。これにより、パッキン部3は、コネクタ部1の外周面と筐体7の枠部72との間の隙間を埋める。
【0058】
例えば、パッキン部3が、止水部2と同じ材料を用いて止水部2とともに成形されることが考えられる。この場合、少なくともコネクタ部1におけるパッキン部3が形成される部分及び端子付電線90の止水領域をインサート部とする1回のインサート成形により、止水部2とパッキン部3とが並行して成形される。止水部2及びパッキン部3の材料は、例えばシリコンを主成分とする弾性材料であることが考えられる。
【0059】
一方、パッキン部3が、コネクタ部1に取り付けられた独立した部材であることも考えられる。
【0060】
<効果>
ワイヤハーネス10において、コネクタ部1は比較的硬質の合成樹脂からなり、止水部2は比較的軟質の合成樹脂からなる。また、止水部2が形成される前の端子付電線90における導体9は、絶縁被覆を有さない裸電線又はバスバーなどである。即ち、止水部2は、端子金具8の一部と導体9とを密封し、導体9の被覆を兼ねている。
【0061】
そして、コネクタ部1は、端子付電線90における端子金具8の一部をインサート部としてインサート成形された部分である。即ち、射出される樹脂の圧力によって変形しやすい柔らかな部材は、コネクタ部1が成形される際のインサート部に含まれない。そのため、コネクタ部1の外形寸法のばらつきを抑え、コネクタ部1に設けられるパッキン部3の面粗度を高めることが可能である。その結果、コネクタ部1とコネクタ部1が嵌め入れられる筐体7の枠部72との間において高い止水性が確保される。
【0062】
また、軟質の合成樹脂は、一般に射出成形時の流動性に優れているため、止水部がインサート成形される際の流動樹脂の射出圧力を低く抑えることができる。そのため、電線の絶縁被覆がゴム材料などの柔らかな材料で構成されていても、絶縁被覆が流動樹脂から受ける圧力によって破損することを防止できる。
【0063】
また、軟質の合成樹脂からなる止水部2が、導体9からその両端の端子金具8の一部までに亘って一体に成形される。そのため、ゴム材料などの柔らかな材料で構成された絶縁被覆の周囲に高圧での射出成形が行われる場合に生じる絶縁被覆の破損の問題は生じない。
【0064】
また、止水部2を構成する軟質の合成樹脂は、硬質の合成樹脂よりも端子付電線90の止水領域に対する密着性に優れている。そのため、端子付電線90の止水領域を覆う軟質の止水部2は、高い止水性能を発揮する。
【0065】
以上に示したように、ワイヤハーネス10が採用されれば、コネクタ部1の外形寸法のばらつきを抑えて高い止水性を確保することが可能となる。
【0066】
また、ワイヤハーネス10においては、コネクタ部1は、端子付電線90における端子金具8の中間部83をインサート部としてインサート成形された部分である。この場合、変形しやすい軟質の部材も、形状のばらつきが生じやすい端子金具8の電線接続部82も、コネクタ部1の成形の際のインサート部に含まれない。その結果、コネクタ部1の外形寸法のばらつきがさらに抑制され、止水性がより高まる。
【0067】
また、ワイヤハーネス10においては、複数の導体9を密封する止水部2における隣り合う導体9の間の部分に隙間23が形成されている。これにより、比較的少量の材料で止水部2を構成することができ、ワイヤハーネス10の軽量化及び低コスト化につながる。さらに、導体9の部分がさらに曲げやすくなる。
【0068】
また、コネクタ部1における端子金具8の電線接続部82側の縁部11が、止水部2の縁部21の外側に重なって形成されている。そのため、変形しやすい軟質の止水部2がその縁部21において端子付電線90からめくれ上がることが防がれる。なお、コネクタ部1の縁部11は、端子金具8の接点部81側に対し反対側の縁部である。
【0069】
また、導体9の被覆を兼ねる止水部2の合成樹脂が、非常に変形しやすいゴム材料からなることが考えられる。そのような合成樹脂からなる止水部は、大電流が流される太い導体9を曲げやすくする必要がある場合に好適である。
【0070】
また、ポリブチレンテレフタレートを含むコネクタ部1とシリコンを含む止水部2とは、それぞれの分子端末に存在する水酸基の分子間力の作用によって隙間なく接着しやすい。そのため、止水部2がコネクタ部1と接する状態で成形されることにより、コネクタ部1及び止水部2全体の止水性及び頑強性が高まる。
【0071】
<第2実施形態>
次に、
図4を参照しつつ、本発明の第2実施形態に係るワイヤハーネス10Aについて説明する。このワイヤハーネス10Aは、
図1〜3に示されるワイヤハーネス10と比較して、分岐構造を有する点において異なる。
図4において、
図1〜3に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、ワイヤハーネス10Aにおけるワイヤハーネス10と異なる点についてのみ説明する。
【0072】
なお、
図3は、ワイヤハーネス10Aの平面図である。
【0073】
図4に示されるように、ワイヤハーネス1Aは、並列配置された複数の端子付電線90が途中で分岐した構造を有している。
図4に示される例では、6本の端子付電線90が、一方の端部において1組のコネクタ部1A及び止水部2Aによって一括保持されており、他方の端部において2組のコネクタ部1A及び止水部2Aの各々によって3本ずつ2つに分かれて保持されている。
【0074】
また、ワイヤハーネス1Aにおける導体9Aは、長尺な板状のバスバーである。なお、コネクタ部1A及び止水部2Aは、インサート部となっている端子付電線90の数が異なるだけで、コネクタ部1及び止水部2と同様の構造を有している。
図4に示されるワイヤハーネス1Aも本発明の実施形態の一つである。
【0075】
<その他>
ワイヤハーネス10,10Aは、複数の端子付電線90と、それら複数の端子付電線90の端部を一括して覆うコネクタ部1及び止水部2とを備えている。しかしながら、ワイヤハーネス10,10Aにおけるコネクタ部1及び止水部2の構造が、1本の端子付電線90に適用されることとも考えられる。
【0076】
なお、本発明に係るワイヤハーネスは、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された各実施形態を自由に組み合わせること、或いは各実施形態を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。