説明

ワイヤハーネスの製造方法

【課題】溶融させた樹脂によりハウジングと電線との間を樹脂封止するコネクタを有するワイヤハーネスを製造するにあたり、樹脂部材を押し当てながら超音波加振により溶融させる際に、樹脂部材が押し当て方向に対して傾斜することを抑制可能なワイヤハーネスの製造方法を提供する。
【解決手段】
挿通孔21aが形成された雌側ハウジング20の気密ブロック21に、電線31〜33を挿通孔21aとの間に空間21bを設けて配置する配置工程と、軸状の樹脂部材6を超音波加振して溶融させた溶融樹脂6aを空間21bに供給する供給工程と、溶融樹脂6aを固化させる固化工程とを有し、樹脂部材6を保持する保持孔501の内面501aと樹脂部材6との間にOリング7が配置された状態で、保持孔501に樹脂部材6を軸方向移動可能に保持し、樹脂部材6を保持孔501の底面502aに押し当てながら超音波加振する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の電線と、前記複数の電線の端部を保持するハウジングを有するコネクタとを備えたワイヤハーネスの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、複数の電線、及び複数の電線の端部に設けられたコネクタを備えたワイヤハーネスには、コネクタの内部に水分等が侵入して不具合が発生することを防ぐため、コネクタのハウジングと電線との間を気密に封止したものがある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【0003】
特許文献1に記載のコネクタでは、複数の電線のそれぞれを挿通させる複数の挿通孔をハウジングに形成し、各電線に嵌合したゴム栓を挿通孔に挿入し、このゴム栓によって電線と挿通孔との間を封止している。
【0004】
しかし、この構成のコネクタでは、隣り合う電線の間にゴム栓及び挿通孔同士を画定するハウジングの肉部が介在するため、隣り合う電線の間の間隔を狭くすることに制約があり、コネクタの小型・軽量化の妨げとなっていた。
【0005】
一方、特許文献2に記載のコネクタの防水構造では、コネクタに樹脂からなる電線導出部を設け、この電線導出部と電線の樹脂被覆とを超音波加振によって熱溶着することで、防水性を確保している。この防水構造によれば、ゴム栓等のシール部材を用いないので、特許文献1に記載のコネクタの構成に比較して、コネクタの小型・軽量化を図ることが容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−345143号公報
【特許文献2】特開2000−353566号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献2に記載のコネクタの防水構造では、電線の樹脂被覆の材質をコネクタの樹脂と溶着し得るものに選定する必要があり、設計上の制約事項となっていた。また、電線の樹脂被覆を溶融させるため、この際の溶融量を考慮して、樹脂被覆の厚みを芯線の保護のために必要な厚みよりも厚く設定しなければならない場合があった。
【0008】
そこで、本出願人は、熱によって溶融する樹脂からなる溶融部材を用いてハウジングとケーブル(電線)との間を樹脂封止するワイヤハーネス及びその製造方法を先に提案した(特願2009−293345)。
【0009】
このワイヤハーネスは、上記の溶融部材をハウジングに形成した挿入部を介してケーブル挿入穴に挿入し、超音波振動するホーンによって溶融部材を加振しつつケーブル挿入穴の内面に形成された押圧受部に押圧することで、押圧受部に接触する溶融部材の先端部を溶融させ、その溶融した樹脂をケーブルとケーブル挿入穴との間の隙間に流し込んでケーブルの周囲を溶融樹脂で覆うことにより、ハウジングの気密性を確保している。
【0010】
しかし、溶融部材を加振しつつ押圧した際に、溶融部材を保持する保持孔に対して溶融部材が傾いてしまうと、溶融部材の超音波振動による押圧受部との摩擦が適切に行われない場合があり、この場合には、ケーブルとケーブル挿入穴との間の隙間に十分に溶融樹脂を供給することができないという点で、なお改善の余地があった。
【0011】
そこで、本発明の目的は、樹脂部材を押し当てながら超音波加振する際に、樹脂部材が押し当て方向に対して傾斜してしまうことを抑制することが可能なワイヤハーネスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、複数の電線と、前記複数の電線の端部を保持するハウジングを有するコネクタとを備えたワイヤハーネスの製造方法において、前記複数の電線を挿通させる挿通孔が形成された前記ハウジングの気密ブロックに、前記複数の電線を前記挿通孔の内面との間に空間を設けて配置する配置工程と、軸状の樹脂部材を超音波加振して溶融させた流動性を有する溶融樹脂を前記空間に供給する供給工程と、前記溶融樹脂を前記空間内で固化させて前記気密ブロックと前記複数の電線との間を樹脂封止する固化工程とを有し、前記供給工程は、前記樹脂部材を保持孔に軸方向移動可能に保持し、前記樹脂部材と前記保持孔の内面との間に環状の弾性部材が配置された状態で、前記保持孔の底面に前記樹脂部材を押し当てながら超音波加振する工程であるワイヤハーネスの製造方法を提供する。
【0013】
また、前記環状部材は、前記樹脂部材に装着され、前記樹脂部材の溶融に伴う軸方向移動に連れて前記保持孔の内面と摺動するようにしてもよい。
【0014】
また、前記環状部材は、前記保持孔に固定され、前記樹脂部材の溶融に伴う軸方向移動に連れて前記樹脂部材の外面と摺動するようにしてもよい。
【0015】
また、前記底面には、前記樹脂部材とその軸方向に対向する部位に凹部が形成され、前記樹脂部材は、前記凹部に嵌合する突起を有し、前記供給工程は、前記樹脂部材の前記突起が前記凹部に嵌合した状態で、前記超音波加振を開始してもよい。
【0016】
また、前記気密ブロックには、前記空間に連通して前記気密ブロックの外面に開口する流路が形成され、前記供給工程は、前記保持孔が形成された治具を前記気密ブロックに連結し、前記樹脂部材を前記治具に設けられた前記底面に押し当てながら超音波加振して溶融させ、前記溶融により生じた前記溶融樹脂を前記流路を介して前記空間に供給する工程であってもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係るワイヤハーネスの製造方法によれば、溶融部材を押し当てながら超音波加振する際に、溶融部材が押し当て方向に対して傾斜してしまうことを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るワイヤハーネスを示す斜視図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】雌側コネクタと雄側コネクタとが結合した状態における両コネクタの内部構造を示し、(a)は図1のB−B線断面図、(b)は図1のC−C線断面図である。
【図4】雌側コネクタ側に設けられた接続端子の形状を示す外観図である。
【図5】雌側コネクタ側に設けられた他の接続端子の形状を示す外観図である。
【図6】接続端子及び第2絶縁部材の外観を示す側面図である。
【図7】図1のD−D線断面図である。
【図8】溶融治具の外観形状を示す斜視図である。
【図9】溶融治具の内部で溶融する樹脂部材の外観形状をOリングと共に示す斜視図である。
【図10】溶融治具5を図8のE−E線で切断した断面を示す斜視図である。
【図11】溶融治具5を図8のF−F線で切断した断面を示す斜視図である。
【図12】樹脂部材が溶融治具に保持された状態を示し、(a)は溶融治具及び樹脂部材の斜視図、(b)は(a)のG−G線断面図である。
【図13】供給工程における溶融治具及び樹脂部材を気密ブロックの断面図と共に示す説明図であり、(a)は樹脂部材を超音波加振する前の状態を、(b)は樹脂部材を超音波加振している状態を、それぞれ示す。
【図14】第1の実施の形態の変形例に係る溶融治具に樹脂部材が保持された状態を示す断面斜視図である。
【図15】供給工程における溶融治具及び樹脂部材を気密ブロックの断面図と共に示す説明図であり、(a)は樹脂部材を超音波加振する前の状態を、(b)は樹脂部材を超音波加振している状態を、それぞれ示す。
【図16】本発明の第2の実施の形態に係る気密ブロック、及び樹脂部材を示す断面図である
【図17】図16を拡大して示す供給工程の説明図であり、(a)は樹脂部材を超音波加振する前の状態を、(b)は樹脂部材を超音波加振している状態を、(c)は樹脂部材を超音波加振が完了した状態を、それぞれ示す。
【図18】第2の実施の形態の変形例に係る気密ブロックに形成された保持孔、及びその周辺を拡大して示す供給工程の説明図であり、(a)は樹脂部材を超音波加振する前の状態を、(b)は樹脂部材を超音波加振している状態を、(c)は樹脂部材を超音波加振が完了した状態を、それぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【0019】
[第1の実施の形態]
図1は本発明の第1の実施の形態に係るワイヤハーネスを示す斜視図である。図2は、図1のA−A線断面図である。このワイヤハーネス1は、例えば車両の駆動源としての電気モータに駆動電流を供給するために用いられる。
【0020】
このワイヤハーネス1は、雌側コネクタ2と3つの電線31〜33とを有している。雌側コネクタ2は、電線31〜33の端部を保持する雌側ハウジング20を有している。3つの電線31〜33は、一方向に並列した状態で雌側ハウジング20に保持されている。雌側ハウジング20は、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、PA(ポリアミド)樹脂、又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂からなる。
【0021】
雌側ハウジング20は、電線31〜33が導出される一端部に、電線31〜33を挿通させる挿通孔21aが形成された樹脂からなる気密ブロック21を有している。また、気密ブロック21には、電線31〜33の配列方向の一端部に、後述する溶融治具5が嵌合する嵌合凹所213が形成されている。気密ブロック21は、後述するように、電線31〜33との間の隙間が気密に樹脂封止される。
【0022】
電線31〜33は、例えば銅やアルミニウム等の導電性の金属からなる中心導体3aと、中心導体3aの外周に形成された架橋ポリエチレン等の絶縁性の樹脂からなるシース3bとから構成されている。
【0023】
図1では、雌側コネクタ2が雄側コネクタ8と結合した状態を示している。雄側コネクタ8は、雄側ハウジング80を有し、雄側ハウジング80は、その一部が雌側ハウジング20の内方に嵌合されている。雌側コネクタ2と雄側コネクタ8とは、ロック機構2aによって容易に外れないように結合している。
【0024】
雄側コネクタ8はまた、雄側ハウジング80に回転可能に保持された接続部材81(後述)を有している。接続部材81の頭部81aには、ドライバ等の工具によって接続部材81を回転させるための十字状の溝が形成されている。
【0025】
(雌側コネクタ2の構成)
図3は、雌側コネクタ2と雄側コネクタ8とが結合した状態における内部構造を示し、(a)は図1のB−B線断面図、(b)は図1のC−C線断面図である。
【0026】
図3(b)に示すように、雌側コネクタ2側における電線31〜33の先端部では、シース3bが除去されて中心導体3aが露出している。電線31の中心導体3aには接続端子41が、電線32の中心導体3aには接続端子42が、電線33の中心導体3aには接続端子43が、それぞれ接続されている。
【0027】
図4(a)は接続端子41,43の側面図、図4(b)は接続端子41,43の平面図である。また、図5(a)は接続端子42の側面図、図5(b)は接続端子42の平面図である。
【0028】
接続端子41,43は、電線31,33の中心導体3aがかしめ固定されるかしめ部41a,43aと、平板状の接触部41b,43bとが一体に形成されている。接触部41b,43bの先端は、二股に分かれて電線31,33の延伸方向に開口している。すなわち、接続端子41,43は、Y端子として形成されている。
【0029】
接続端子42は、電線32の中心導体3aがかしめ固定されるかしめ部42aと、平板状の接触部42bと、かしめ部42aと接触部42bとの間に介在し、電線32の延伸方向に対して傾斜した傾斜部42cとが一体に形成されている。接触部42bは、電線32の中心導体3aの中心軸の延長線上に位置している。この接続端子42もまた、接続端子41,43と同様に、Y端子として形成されている。
【0030】
図3(b)に示すように、接続端子41と接続端子43とは、互いの接触部41b,43b同士が接近するように雌側ハウジング20内に保持されている。また、接続端子42は、接続端子41と接続端子43との間に保持されている。接続端子41の接触部41b、接続端子42の接触部42b、及び接続端子43の接触部43bは、互いに平行かつ等間隔に並列している。
【0031】
また、雌側ハウジング20には、雄側コネクタ8の接続部材81の頭部81aに対応する部位に円形の開口20aが形成されている。
【0032】
(雄側コネクタ8の構成)
雄側コネクタ8の雄側ハウジング80は、アウタハウジング82と、アウタハウジング82の内面に保持されたインナハウジング83とからなる。アウタハウジング82は、例えばアルミニウム等の金属からなる。インナハウジング83は、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、PA(ポリアミド)樹脂、又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂からなる。なお、アウタハウジング82をインナハウジング83と同様の樹脂から形成してもよい。
【0033】
アウタハウジング82には、接続部材81の頭部81aを収容し、接続部材81を回転可能に保持する環状の凹部82aが形成されている。頭部81aの外周面には、凹部82aとの間をシールする環状のシール部材812が保持されている。
【0034】
アウタハウジング82は、その先端部82bが雌側ハウジング20に形成された収容凹部20bに収容されている。アウタハウジング82と雌側ハウジング20との間は、アウタハウジング82の先端部82bの外面に保持されたシール部材821、及び収容凹部20b内に保持されてアウタハウジング82の先端部82bの内面に接触するシール部材822により気密に封止されている。
【0035】
また、アウタハウジング82には、凹部82aに対向する内面に、凹部82a側に向かって突出する凸部82cが形成されている。この凸部82cには、ねじ孔82dが形成されている。
【0036】
接続部材81は、円板状の頭部81a、頭部81aよりも小径に形成された円柱状の軸部81b、及びねじ部81cが一体に形成された本体部810と、軸部81bの外周に形成された絶縁層811とを有している。軸部81bは、頭部81aとねじ部81cとの間に介在して形成されている。ねじ部81cは、凸部82cのねじ孔82dに螺合している。本体部810は、鉄やステンレス等の金属からなる。また、絶縁層811は、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、PA(ポリアミド)樹脂、又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の絶縁性の樹脂からなる。
【0037】
インナハウジング83は、接続端子41〜43にそれぞれ接続される接続端子91〜93を支持している。接続端子91〜93は、それぞれが平板状であり、接続部材81の軸部81bを挿通させる貫通孔が形成されている。接続端子91〜93は、互いに平行かつ等間隔に並列している。
【0038】
雌側コネクタ2と雄側コネクタ8との結合状態において、接続端子41の接触部41bは接続端子91と、接続端子42の接触部42bは接続端子92と、接続端子43の接触部43bは接続端子93と、それぞれ対面する。
【0039】
接続端子91の接触部41bに対面する面の反対側の面には、第1絶縁部材94が固定されている。同様に、接続端子92の接触部42bに対面する面の反対側の面には、第2絶縁部材95が固定されている。また、接続端子93の接触部43bに対面する面の反対側の面には、第3絶縁部材96が固定されている。またさらに、接触部43bと凸部82cとの間には、第4絶縁部材97が配置されている。第1〜第4絶縁部材94〜97は、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、PA(ポリアミド)樹脂、又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の絶縁性の樹脂からなる。
【0040】
図6は、接続端子92及び第2絶縁部材95の外観を示す側面図である。接続端子92及び第2絶縁部材95には、接続部材81の軸部81bを挿通させる貫通孔92a及び貫通孔95aが形成されている。また、第2絶縁部材95には、その厚み方向に窪んだ凹部95bが形成され、この凹部95bに接続端子92の一端が収容されている。なお、接続端子91及び第1絶縁部材94、並びに接続端子93及び第3絶縁部材96も同様に構成されている。
【0041】
また、第1絶縁部材94には、接続部材81の頭部81aとの対向面に環状の凹部94aが形成されている。この凹部94aは、接続部材81の軸部81bを囲むように形成されている。また、凹部94aの底部には、鉄やステンレス等の金属からなるリング状の座金941が配置されている。
【0042】
座金941と接続部材81の頭部81aとの間には、コイルばね84が配置されている。コイルばね84の一端は凹部94aに収容され、コイルばね84の他端は頭部81aに当接している。そして、コイルばね84は、その復元力によって第1絶縁部材94を凸部82c側に向かって押圧している。
【0043】
なお、雌側コネクタ2と雄側コネクタ8とを結合する前の状態では、接続部材81のねじ部81cの先端部のみが凸部82cのねじ孔82dに螺合しており、これにより頭部81aが図3(b)に示す状態よりも第1絶縁部材94から離間し、コイルばね84は第1絶縁部材94を押圧しない。つまり、雌側コネクタ2と雄側コネクタ8との結合は、第1絶縁部材94が凸部82c側への押圧力を受けない状態で行われる。
【0044】
(接続端子41〜43及び接続端子91〜93の積層構造)
雌側コネクタ2と雄側コネクタ8とが結合されると、接続端子41〜43の接触部41b〜43bにおける二股の部分が接続部材81の軸部81bを挟むように、接続端子91〜93に対面する部位に進入する。そして、図3(b)に示すように、第1絶縁部材94、接続端子91、接続端子41の接触部41b、第2絶縁部材95、接続端子92、接続端子42の接触部42b、第3絶縁部材96、接続端子93、接続端子43の接触部43b、及び第4絶縁部材97がこの順序で積み重なった積層構造となる。
【0045】
このように接続端子91〜93、接続端子41〜43の接触部41b〜43b、及び第1〜第4絶縁部材94〜97が積層された状態で接続部材81をねじ部91cが凸部82cのねじ孔82dに螺合する方向に回転させると、接続部材81の頭部81aが第1絶縁部材94に接近する方向に移動し、コイルばね84を圧縮する。圧縮されたコイルばね84の復元力は、第1〜第4絶縁部材94〜97を介して接続端子91〜93と接続端子41〜43の接触部41b〜43bとをそれぞれの対向面で接触するように作用する。これにより、接続端子91と接続端子41、接続端子92と接続端子42、及び接続端子93と接続端子43を確実に接触させることができる。
【0046】
(気密ブロック21の構成)
気密ブロック21は、雌側ハウジング20の電線31〜33の引き出し側の端部に、雌側ハウジング20の一部として形成されている。この気密ブロック21は、電線31〜33の周囲から雌側ハウジング20内に水分等が侵入しないよう、電線31〜33の周辺部を気密に封止する気密封止部である。
【0047】
図1に示すように、雌側ハウジング20は、本体部200に別体部201を接合して一体に形成されている。本体部200と別体部201との接合は、例えば別体部201を超音波振動させ、本体部200との接触部における摩擦熱によって本体部200と別体部201とを溶着することにより行うことができる。気密ブロック21は、本体部200の一部と別体部201とを含んで構成される。本体部200と別体部201とは、同種の材料により形成することが望ましいが、異なる材料によって形成してもよい。
【0048】
図3(a)及び(b)に示すように、気密ブロック21には、電線31〜33を挿通させる挿通孔21aが形成されている。電線31〜33の延伸方向における挿通孔21aの両端部には、電線31〜33のシース3bに接触して電線31〜33を挟持する第1挟持部211及び第2挟持部212が形成されている。第1挟持部211は、第2挟持部212よりも雌側ハウジング20の外側に形成されている。第1挟持部211及び第2挟持部212は、本体部200側と別体部201側に分かれてそれぞれ半円状に形成され、本体部200と別体部201との接合により環状となって電線31〜33を挟持するように形成されている。
【0049】
第1挟持部211と第2挟持部212との間には、電線31〜33の外周面に沿うように形成された凹部210が形成されている。凹部210の底面210aは、電線31〜33の外周面との間に所定の間隔(例えば、1〜5mmを保って形成されている。これにより、電線31〜33と挿通孔21aの間には、空間21bが形成されている。
【0050】
また、気密ブロック21には、空間21bに連通する流路213aが形成されている。流路213aは一端が空間21bに開口し、他端が嵌合凹所213内で気密ブロック21の外面に開口している。本実施の形態では、流路213aが電線31〜33の配列方向に沿って延びる直線状に形成されている。
【0051】
挿通孔21aは、図2に示すように、第1挟持部211に対応する領域では、電線31の全周を囲むようにして電線31を保持する円形の保持孔21aと、電線32の全周を囲むようにして電線32を保持する円形の保持孔21aと、電線33の全周を囲むようにして電線33を保持する円形の保持孔23aとが互いに連通しないように分離して形成されている。また、第2挟持部212に対応する領域でも、第1挟持部211と同様の形状に形成されている。
【0052】
図7は、図1のD−D線断面図である。この図に示すように、挿通孔21aは、凹部210に対応する領域では、電線31の外周側の空間部21bと、電線32の外周側の空間部21bと、電線33の外周側の空間部21bとが相互に連通している。より詳細には、空間部21bと空間部21bとの間が連通部21bによって連通し、空間部21bと空間部21bとの間が連通部21bによって連通している。連通部21bは、電線31と電線32との間に形成された空間であり、連通部21bは、電線32と電線33との間に形成された空間である。そして、これらの空間部21b,連通部21b,空間部21b,連通部21b,及び空間部21bが一体となって空間21bが形成されている。
【0053】
電線31〜33は、空間部21b,空間部32b,及び空間部21bのそれぞれの中心部を通過するように、第1挟持部211及び第2挟持部212に挟持されている。
【0054】
(溶融治具5の構成)
次に、気密ブロック21の空間21bに溶融した樹脂を供給する溶融治具5の構成について説明する。
【0055】
図8は、溶融治具5の外観形状を示す斜視図である。
図9は、溶融治具5の内部で溶融する樹脂部材6の外観形状を示す斜視図である。
【0056】
樹脂部材6は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PPA(ポリフタルアミド)樹脂、PA(ポリアミド)樹脂、又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の固形の樹脂からなる。
【0057】
樹脂部材6は、断面円形の軸状に形成されている。より具体的には、樹脂部材6は、円柱状の軸部60と、軸部60の軸方向の一端に連続して形成された先細り形状の先端部61とを一体に有している。先端部61は、樹脂部材6の軸方向の一端に形成された突起の一例である。本実施の形態では、先端部61が円錐状に形成されている。先端部61の最大径(円錐底面の径)は軸部60と同径である。軸部60の他端には、軸部60の中心軸Cに直交する平坦な端面60aが形成されている。
【0058】
また、軸部60の外面60bには、環状の弾性部材としてのOリング7が装着されている。
【0059】
溶融治具5は、例えば樹脂部材6よりも高い融点を有する耐熱性の樹脂からなる。この溶融治具5は、図8に示すように、直方体状の本体部50と、本体部50の一側面に形成され、嵌合凹所213に嵌合される突起部51とを一体に有している。本体部50には、樹脂部材6が挿入される保持孔501が形成されている。この保持孔501は、樹脂部材6をその軸方向に移動可能に保持する。また、突起部51には、樹脂部材6が溶融した樹脂を吐出する吐出口510aが形成されている。
【0060】
図10は、溶融治具5を図8のE−E線で切断した断面を示す斜視図である。
図11は、溶融治具5を図8のF−F線で切断した断面を示す斜視図である。
【0061】
保持孔501の内面501aは軸部60の外面60bに対向し、軸部60の外径よりも大きな内径を有する曲面で形成されている。保持孔501の延伸方向の一端には、この延伸方向に直交する平面からなる底面502aが形成されている。この底面502aには、保持孔501の延伸方向に窪むように形成された凹部502bが形成されている。本実施の形態では、凹部502bが保持孔501の中心軸線に対応する位置に円錐状に形成されている。
【0062】
保持孔501の底面502a側の空間は、吐出口510aにて溶融治具5の外部に開口する導出路510に連通している。
【0063】
図12は、樹脂部材6が溶融治具5に保持された状態を示し、(a)は溶融治具5及び樹脂部材6の斜視図、(b)は(a)のG−G線断面図である。
【0064】
樹脂部材6は、先端部61側の一端が溶融治具5の保持孔501に挿入されて保持されている。樹脂部材6の軸部60は、その一部が保持孔501に保持され、端面60aは溶融治具5から露出している。
【0065】
図12(b)に示すように、樹脂部材6の先端部61は、底面502aの凹部502bに嵌合している。また、樹脂部材6の軸部60の外面60bと保持孔501の内面501aとの間には、Oリング7が配置されている。Oリング7の弾性によって、軸部60の中心軸C(図9に示す)は、保持孔501の中心軸と一致する。この状態において、外面60bと内面501aとの間の距離は、例えば0.1〜0.5mmである。
【0066】
Oリング7は、樹脂部材6に装着される前の周方向直交断面における直径が、外面60bと内面501aとの間の距離よりも大きく形成されている。Oリング7が装着された樹脂部材6を保持孔501に挿入した場合のOリング7のつぶししろδ(δ=Oリングの周方向直交断面における直径−(内面501aの内径−軸部60の外径)/2)は、例えば樹脂部材6への装着前のOリング7の周方向直交断面における直径の10〜30%であるとよい。
【0067】
(ワイヤハーネス1の製造方法)
ワイヤハーネス1の製造工程は、電線31〜33を挿通させる挿通孔21aが形成された気密ブロック21に、電線31〜33を挿通孔21aの内面との間に空間21bを設けて配置する配置工程と、軸状の樹脂部材6を超音波加振して溶融させた流動性を有する樹脂を空間21bに供給する供給工程と、空間21bに流動した樹脂を空間21b内で固化させて気密ブロック21と電線31〜33との間を樹脂封止する固化工程とを有する。
【0068】
配置工程は、雌側ハウジング20の本体部200及び別体部201をそれぞれ射出成型等により形成し、本体部200と別体部201との接合前に、接続端子41〜43がかしめ固定された電線31〜33の先端部を雌側ハウジング20内に挿入し、電線31〜33を第1挟持部211と第2挟持部212によって挟持するように別体部201を本体部200に接合することにより行われる。
【0069】
供給工程は、溶融治具5の突起部51を気密ブロック21に連結し、溶融治具5に保持された樹脂部材6を溶融治具5に押し当てながら超音波加振して溶融させ、この溶融した樹脂を突起部51の吐出口510aから流路213aに流し込む工程である。樹脂部材6の超音波加振は、樹脂部材6にOリング7を装着し、樹脂部材6と溶融治具5の保持孔501の内面501aとの間にOリング7が配置された状態で行う。
【0070】
図13は、供給工程における溶融治具5及び樹脂部材6を気密ブロック21の断面図と共に示す説明図であり、(a)は樹脂部材6を超音波加振する前の状態を、(b)は樹脂部材6を超音波加振している状態を、それぞれ示す。
【0071】
本実施の形態では、気密ブロック21に形成された嵌合凹所213に溶融治具5の突起部51を嵌合させて、溶融治具5と気密ブロック21とを連結する。突起部51と嵌合凹所213との嵌合により、溶融治具5の導出路510(図11等に示す)と流路213aとが連通する。
【0072】
樹脂部材6の超音波加振は、超音波振動するホーン10を樹脂部材6の端面60aに結合し、ホーン10によって樹脂部材6を保持孔501の底面502aに押し当てながら、ホーン10の振動を樹脂部材6に伝導することにより行う。ホーン10と樹脂部材6との結合は、例えばホーン10の先端面10aと樹脂部材6の端面60aとを接着剤に接着することにより行うことができる。ホーン10は、電気エネルギーを振動に変換する図略の超音波発振器に連結され、超音波の周波数帯域で振動しながらその中心軸方向に進退移動する。ホーン10の振動の周波数は、例えば15〜70kHzである。
【0073】
樹脂部材6の超音波加振は、樹脂部材6の先端部61が溶融治具5の底面502aに形成された凹部502bに嵌合した状態で開始する。樹脂部材6の軸部60は、前述のように、Oリング7によってその中心軸が保持孔501の中心軸と一致するように保持されているので、樹脂部材6は、溶融開始時において、先端部61及び軸部60が共に保持孔501の中心に対して偏らないように保持される。
【0074】
樹脂部材6の溶融に伴って、樹脂部材6の全長が徐々に短くなり、ホーン10及び樹脂部材6は溶融治具5の底面502aに向かって移動する。Oリング7は、この樹脂部材6の軸方向移動に連れて保持孔501の内面501aと摺動し、樹脂部材6と共に保持孔501を底面502a側に移動する。なお、Oリング7と樹脂部材6との間に滑りが発生してもよい。ただし、樹脂部材6の移動に伴ってOリング7が樹脂部材6の外面60bに対して移動する距離は、Oリング7が保持孔501の内面501aに対して移動する距離よりも短いことが望ましい。
【0075】
樹脂部材6は、底面502aとの接触部が振動による摩擦熱で溶融し、流動性を有する溶融樹脂6aとなる。樹脂部材6と保持孔501との間はOリング7によって封止されているので、ホーン10による樹脂部材6の押圧によって保持孔501内の圧力が高まる。溶融樹脂6aは、この圧力を受けて流動し、導出路510に導かれ、流路213aを介して空間21b内に流れ込む。
【0076】
空間21bの全体に溶融樹脂6aが充填されると、ホーン10による樹脂部材6の加振を停止し、供給工程を終了する。溶融治具5は、供給工程の終了後に気密ブロック21から取り外される。
【0077】
固化工程では、空間21b内に充填された溶融樹脂6aの温度を冷却又は自然放熱により低下させる。溶融樹脂6aの温度が融点以下となると、溶融樹脂6aが固化して挿通孔21aの内面と電線31〜33との間を封止する封止樹脂となる。これにより、気密ブロック21と電線31〜33との間が樹脂封止される。
【0078】
(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
【0079】
(1)樹脂部材6は、Oリング7を保持孔501の内面501aとの間に介在させて保持孔501に保持されているので、Oリング7の弾性により、超音波加振の際に樹脂部材6が保持孔501に対して傾斜してしまうことが抑制される。これにより、樹脂部材6と溶融治具5の底面502aとの摩擦が適切に行われ、樹脂部材6の溶融が円滑に行われる。
【0080】
(2)樹脂部材6は、その溶融開始時において、軸部60及び先端部61が保持孔501の中心部に位置決めされる。すなわち、樹脂部材6がその中心軸方向に離間した2箇所で保持孔501の中心部に位置決めされので、例えば軸部60又は先端部61の何れか一方のみが位置決めされる場合に比較して、より確実に保持孔501に対する傾斜が抑制される。
【0081】
(3)Oリング7は、樹脂部材6の溶融に伴い保持孔501内を底面502aに向かって移動するので、保持孔501におけるOリング7よりも底面502a側の空間が徐々に狭くなり、保持孔501の内圧が高められる。これにより、溶融樹脂6aが空間21bに向かって、より高い圧力で押しされる。
【0082】
(4)雌側ハウジング20とは別体の溶融治具5Aで樹脂部材6を保持し、かつ溶融させるので、雌側ハウジング20を小型化及び軽量化することが可能となる。
【0083】
[第1の実施の形態の変形例]
次に、第1の実施の形態の変形例について、図14及び図15を参照して説明する。図14及び図15において、第1の実施の形態について説明したものと共通する構成要素については、共通する符号を付してその重複した説明を省略する。
【0084】
図14は、本変形例に係る溶融治具5Aに樹脂部材6が保持された状態を示す断面斜視図である。
【0085】
第1の実施の形態では、Oリング7を樹脂部材6に装着した場合について説明したが、本変形例では、図14に示すように、Oリング7が溶融治具5Aの保持孔501に設けられた環状凹部501bに保持されている。
【0086】
図15は、供給工程における溶融治具5A及び樹脂部材6を気密ブロック21の断面図と共に示す説明図であり、(a)は樹脂部材6を超音波加振する前の状態を、(b)は樹脂部材6を超音波加振している状態を、それぞれ示す。
【0087】
本変形例でも、図13を参照して第1の実施の形態について説明したのと同様に、Oリング7によってその中心軸が保持孔501の中心軸と一致するように保持されている。
【0088】
樹脂部材6の溶融に伴って、樹脂部材6の全長が徐々に短くなると、樹脂部材6は、その外面60bをOリング7に摺動させながら、保持孔501内を底面502aに向かって移動する。
【0089】
樹脂部材6と保持孔501との間はOリング7によって封止されているので、ホーン10による樹脂部材6の押圧によって保持孔501内に発生した圧力が逃げることが抑制される。溶融樹脂6aは、この圧力を受けて流動し、導出路510に導かれ、流路213aを介して空間21b内に流れ込む。
【0090】
本変形例によれば、第1の実施の形態について述べた(1)〜(2)及び(4)と同様の作用及び効果がある。また、樹脂部材6ごとにOリング7を装着する必要がないので、作業工数が削減される。
【0091】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態の変形例について、図16及び図17を参照して説明する。図16及び図17において、第1の実施の形態について説明したものと共通する構成要素については、共通する符号を付してその重複した説明を省略する。
【0092】
図16は、本実施の形態に係る気密ブロック21A、及び樹脂部材6Aを示す断面図である。
【0093】
第1の実施の形態では、気密ブロック21に溶融治具5,5Aを連結し、溶融治具5,5Aで樹脂部材6を溶融させたが、本実施の形態では、樹脂部材6Aが気密ブロック21Aに形成された保持孔214に保持され、気密ブロック21A内で樹脂部材6Aを溶融させる。
【0094】
樹脂部材6Aは、円柱状の軸部62と、軸部62よりも大径に形成された頭部63とを一体に有している。軸部62の先端は、円錐状の突起として形成されている。
【0095】
本実施の形態では、保持孔214が電線31〜33の配列方向の両端部に形成され、そのそれぞれに樹脂部材6Aが保持されている。ただし、保持孔214は、電線31〜33の配列方向の一端のみに形成してもよい。また、保持孔214を例えば電線31と電線32の間、及び/又は電線32と電線33の間の1箇所又は2箇所に形成してもよい。
【0096】
樹脂部材6Aの軸部62には、Oリング7が装着されている。Oリング7は、軸部62の外面62bと保持孔214の内面214aとの間を封止している。軸部62の一端は、保持孔214の底面214bに当接している。底面214bには、軸部62の先端が嵌合する凹部214cが形成されている。
【0097】
図17は、図16における一方の保持孔214及びその周辺を拡大して示す供給工程の説明図であり、(a)は樹脂部材6Aを超音波加振する前の状態を、(b)は樹脂部材6Aを超音波加振している状態を、(c)は樹脂部材6Aを超音波加振が完了した状態を、それぞれ示す。
【0098】
樹脂部材6Aは、軸部62の先端部62aが円錐状の凹部214cに嵌合し、かつ軸部62がOリング7によって支持されている。これにより、樹脂部材6Aは、その中心軸が保持孔214の中心軸と一致するように保持されている。
【0099】
樹脂部材6Aは、ホーン10によって保持孔214の底面214bに押し当てられながら超音波加振される。ホーン10は、その先端面10aが頭部63の端面63aに例えば接着によって結合される。樹脂部材6Aの加振によって、樹脂部材6Aの底面214bとの接触面で摩擦が生じ、この摩擦熱によって樹脂部材6Aが溶融する。
【0100】
図17(b)に示すように、樹脂部材6Aが溶融した溶融樹脂6aは、気密ブロック21Aの空間21bに流動し、電線31の周辺の空間部21b、連通部21b、電線32の周辺の空間部21bが順次溶融樹脂6aに満たされる。この際、Oリング7は、樹脂部材6Aの溶融に伴って保持孔214の内面214aと摺動する。
【0101】
図17(c)に示すように、供給工程が完了すると、樹脂部材6Aの頭部63が気密ブロック21Aの外面に溶着し、保持孔214が密封される。
【0102】
本変形例によれば、第1の実施の形態について述べた(1)〜(3)と同様の効果がある。また、供給工程において、溶融治具5,5Aを気密ブロック21Aに連結した状態で保持する必要がないので、製造装置の構成を簡略化することができる。
【0103】
[第2の実施の形態の変形例]
次に、第2の実施の形態の変形例について、図18を参照して説明する。図18において、第2の実施の形態について説明したものと共通する構成要素については、共通する符号を付してその重複した説明を省略する。
【0104】
図18は、本変形例に係る気密ブロック21Bに形成された保持孔215、及びその周辺を拡大して示す供給工程の説明図であり、(a)は樹脂部材6Aを超音波加振する前の状態を、(b)は樹脂部材6Aを超音波加振している状態を、(c)は樹脂部材6Aを超音波加振が完了した状態を、それぞれ示す。
【0105】
第2の実施の形態では、Oリング7を樹脂部材6Aに装着した場合について説明したが、本変形例では、Oリング7が保持孔215の内面215aに形成された環状凹部215dに保持されている。
【0106】
図18(a)に示すように、樹脂部材6Aは、超音波加振する前の状態において、軸部62の先端部62aが保持孔215の底面215bに形成された凹部215cに嵌合している。
【0107】
図18(b)に示すように、樹脂部材6Aがホーン10によって超音波加振されると、樹脂部材6Aと底面215bとの摩擦によって樹脂部材6Aが溶融し、この溶融した溶融樹脂6aが気密ブロック21Bの空間21bに流れ込む。この際、Oリング7は、環状凹部215dに保持されて軸部62の外面62bと摺動する。
【0108】
図18(c)に示すように、供給工程が完了すると、樹脂部材6Aの頭部63が気密ブロック21Bの外面に溶着し、保持孔214が密封される。
【0109】
本変形例によれば、第1の実施の形態について述べた(1)〜(2)と同様の作用及び効果がある。
【0110】
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、上記に記載した各実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、各実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【0111】
例えば、ワイヤハーネス1の用途としては、車両の駆動源としての電気モータに電流を供給するものに限らず、他の用途にも適用可能である。また、上記各実施の形態では、ワイヤハーネス1の電線31〜33の数が3である場合について説明したが、電線の数に制限はなく、2本でも良いし、4本以上でもよい。各部材の材質等も、上記したものに限らない。
【0112】
また、上記第1の実施の形態及びその変形例では、気密ブロック21の一箇所に嵌合凹所213を設け、この嵌合凹所213に溶融治具5,5Aを連結したが、嵌合凹所213を複数箇所に設け、そのそれぞれに溶融治具5,5Aを連結して溶融樹脂6aを供給してもよい。
【符号の説明】
【0113】
1…ワイヤハーネス、2…雌側コネクタ、2a…ロック機構、3a…中心導体、3b…シース、5,5A…溶融治具、6,6A…樹脂部材、6a…溶融樹脂、7…Oリング、10…ホーン、10a…先端面、8…雄側コネクタ、20…雌側ハウジング、20a…開口、20b…収容凹部、21,21A,21B…気密ブロック、21a…挿通孔、21a,21a,23a…保持孔、21b…空間、21b,21b,21b…空間部、21b,21b…連通部、31〜33…電線、41〜43…接続端子、41a,42a,43a…かしめ部、41b,42b,43b…接触部、42c…傾斜部、50…本体部、51…突起部、60…軸部、60a…端面、60b…外面、61…先端部、62…軸部、62a…先端部、62b…外面、63…頭部、63a…端面、80…雄側ハウジング、81…接続部材、81a…頭部、81b…軸部、81c…ねじ部、82…アウタハウジング、82a…凹部、82b…先端部、82c…凸部、82d…ねじ孔、83…インナハウジング、91〜93…接続端子、91c…ねじ部、92a…貫通孔、94〜97…第1〜第4絶縁部材、94a…凹部、95a…貫通孔、95b…凹部、200…本体部、201…別体部、210…凹部、210a…底面、211,212…挟持部、213…嵌合凹所、213a…流路、214,215…保持孔、214a,215a…内面、214b,215b…底面、214c,215c…凹部、215d…環状凹部、501…保持孔、501a…内面、501b…環状凹部、502a…底面、502b…凹部、510…導出路、510a…吐出口、810…本体部、811…絶縁層、812,821,822…シール部材、941…座金、C…中心軸




【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の電線と、前記複数の電線の端部を保持するハウジングを有するコネクタとを備えたワイヤハーネスの製造方法において、
前記複数の電線を挿通させる挿通孔が形成された前記ハウジングの気密ブロックに、前記複数の電線を前記挿通孔の内面との間に空間を設けて配置する配置工程と、
軸状の樹脂部材を超音波加振して溶融させた流動性を有する溶融樹脂を前記空間に供給する供給工程と、
前記溶融樹脂を前記空間内で固化させて前記気密ブロックと前記複数の電線との間を樹脂封止する固化工程とを有し、
前記供給工程は、前記樹脂部材を保持する保持孔の内面と前記樹脂部材との間に環状の弾性部材が配置された状態で、前記保持孔に前記樹脂部材を軸方向移動可能に保持し、前記樹脂部材を前記保持孔の底面に押し当てながら超音波加振する工程であるワイヤハーネスの製造方法。
【請求項2】
前記弾性部材は、前記樹脂部材に装着され、前記樹脂部材の溶融に伴う軸方向移動に連れて前記保持孔の内面と摺動する、
請求項1に記載のワイヤハーネスの製造方法。
【請求項3】
前記弾性部材は、前記保持孔に固定され、前記樹脂部材の溶融に伴う軸方向移動に連れて前記樹脂部材の外面と摺動する、
請求項1に記載のワイヤハーネスの製造方法。
【請求項4】
前記底面には、前記樹脂部材とその軸方向に対向する部位に凹部が形成され、
前記樹脂部材は、前記凹部に嵌合する突起を有し、
前記供給工程は、前記樹脂部材の前記突起が前記凹部に嵌合した状態で、前記超音波加振を開始する、
請求項1乃至3の何れか1項に記載のワイヤハーネスの製造方法。
【請求項5】
前記気密ブロックには、前記空間に連通して前記気密ブロックの外面に開口する流路が形成され、
前記供給工程は、前記保持孔が形成された治具を前記気密ブロックに連結し、前記樹脂部材を前記治具に設けられた前記底面に押し当てながら超音波加振して溶融させ、前記溶融により生じた前記溶融樹脂を前記流路を介して前記空間に供給する工程である
請求項1乃至4の何れか1項に記載のワイヤハーネスの製造方法。



【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【公開番号】特開2013−8449(P2013−8449A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−138339(P2011−138339)
【出願日】平成23年6月22日(2011.6.22)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】