説明

自動車ハーネス、及び、自動車ハーネスの製造方法

【課題】過酷な使用環境においても十分な防水性を発揮することが可能な自動車ハーネスを提供すること。
【解決手段】シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する自動車ハーネスであって、導体と絶縁被覆からなる複数本のアース配線と、複数本のアース配線から絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、シール材と、から構成され、シール材は、25℃における硬化時の弾性係数が0.55〜0.72MPaの範囲である液状シリコーンゴムからなり、シール材が導体と絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車ハーネス、及び、自動車ハーネスの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車のエンジンルームは、走行等に伴うエンジンの作動中は温度が上昇し、エンジン停止時には温度が下降する。このため、自動車ハーネス、例えば、エンジンルームと車室との間を区画するバルクヘッドを通して配線される自動車ハーネスにおいては、エンジンルームにおける温度差に起因する気圧差により、車外からエンジンルーム内に侵入した水分が自動車ハーネスの端子部分から内部に染み込むことがあった。
【0003】
従って、自動車ハーネスにおいては、端子部分や複数の導体を束ねて溶接した集中ジョイント部にキャップを設け、このキャップに液状シリコーンゴムを流し込み、前記集中ジョイント部にシール材を設けることで、このような水分の侵入を防いでいた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2011−210779号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、シール材として銀ペースト等を用いたものがあるが、極めて高価である。それに対し、液状シリコーンゴムは、低価格であり、また、自動車ハーネスの製造工程に何ら影響を与えないので、極めて簡便な防水対策である。しかし、従来の液状シリコーンは、比較的高粘度である為、前記集中ジョイント部の溶接部の隙間が十分に埋まらないことがあり、自動車ハーネスのように温度サイクル,湿度あるいは機械的振動等の過酷な使用環境においては、端子部等との接着性が低下し、防水性が不十分になることから信頼性の点で問題があった。
【0006】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、過酷な使用環境においても十分な防水性を発揮することが可能な自動車ハーネス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明者らは液状シリコーンゴムに係る上記の問題点について鋭意検討を加えた。その結果、シール材として用いる液状シリコーンゴムが、自動車ハーネスの導体内部まで隙間なく浸透していれば接着性の低下を防ぐことができ、水の侵入が防止できること、低粘度のもの程浸透し易く、また、低粘度のもの程、硬化時における硬度が低く、密着性が向上して接着性が良好に維持されるという事実を見出し本発明をなすに至ったのである。
【0008】
即ち、本発明においては上記目的を達成するため、シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する自動車ハーネスであって、導体と絶縁被覆からなる複数本のアース配線と、複数本のアース配線から絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、シール材と、から構成され、シール材は、25℃における硬化時の弾性係数が0.55〜0.72MPaの範囲である液状シリコーンゴムからなり、シール材が導体と絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする自動車ハーネスを提案する。
【0009】
また、本発明においては上記目的を達成するため、シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する自動車ハーネスであって、導体と絶縁被覆からなる複数本のアース配線と、複数本のアース配線から絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、シール材と、から構成され、シール材は、25℃における硬化時の弾性係数が0.55〜0.8MPaの範囲である無溶剤タイプの一液硬化型で、かつ縮合反応時に発生する化合物による分類における脱酢酸タイプを除く縮合型の液状シリコーンゴムからなり、シール材が導体と絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする自動車ハーネスを提案する。
【0010】
また、本発明においては上記目的を達成するため、自動車ハーネスの製造方法であって、自動車ハーネスが、導体と絶縁被覆からなる複数本のアース配線と、複数本のアース配線から絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、を備え、導体と絶縁被覆とが連続的に覆われるように、液状シリコーンゴムを塗布し、硬化させ、25℃における弾性係数が0.55〜0.72MPaの範囲であるシール材を形成することを特徴とする自動車ハーネスの製造方法を提案する。
【0011】
また好ましくは、前記液状シリコーンゴムは、無溶剤タイプの一液硬化型とする。また好ましくは、前記液状シリコーンゴムは25℃における弾性係数が0.8MPa以下であるシール材とする。複数のアース配線の導体を束ねた集中ジョイント部に、硬化時、25℃における弾性係数が0.8MPa以下の液状シリコーンゴムを塗布して硬化させてシール材を設けると、密着性が向上して従来のシリコーンゴムと異なり温度サイクルや湿度サイクルの試験を行っても、端子部等との接着性が低下することがなく、長期に亘る水密性が維持される。
【0012】
これは、前記したシール材として用いられる液状シリコーンゴムは比較的低粘度の為浸透し易く、自動車ハーネスの導体が露出した露出部、集中ジョイント部及び導体を構成する各芯線間の隙間を確実に埋めると共に密着性の向上により、硬化収縮に伴う歪み、前記導体の絶縁被覆における温度変化に伴う膨張や収縮に起因する歪みに対して十分な柔軟性を有し、これらの歪みに追従し易いことによる。
【0013】
即ち、従来のシール材は、導体間の隙間を充分に埋めることができないことがあり、また自動車ハーネスの絶縁被覆に使用されているポリ塩化ビニル(PVC)やポリオレフィン等の合成樹脂に対して必ずしも良い接着性を有していない。しかも、従来のシリコーンゴムは、PVCの絶縁被覆を使用した自動車ハーネスの場合、PVCの可塑剤が接着力を低下させることから、僅かな歪みであっても接着性、従って水密性に影響を受け易い。
【0014】
これに対して、前記したシール材は、導体間の隙間を確実に埋めることができ、また歪みに対する十分な柔軟性を有し、温度変化の激しい過酷な環境においても、自動車ハーネスの露出部、集中ジョイント部及び絶縁被覆との間における接着強度を長期に亘って維持するので、水密性を維持する素材として極めて好適である。
【0015】
液状シリコーンゴムは、縮合反応や付加反応の可能な官能基を有する液状のポリオルガノシロキサン化合物(ジヒドロキシポリジメチルシリコーンオイル等のヒドロキシ基を有するポリオルガノシロキサン化合物に官能基を有するシラン化合物を反応してなる)を原料としている。このため、液状シリコーンゴムは、硬化前は液状であるが、大気中の水分や加熱により官能基の部分で重合して硬化することによってゴム状の高分子、シリコーンゴムになるものである。従って、硬化反応で、大気中の水分によって縮合反応するタイプを縮合型、白金触媒等の存在下で、不飽和基へのSi−H基の付加反応を行うタイプを付加型に分類する。また、包装形態によって、パッケージに入っているものをそのまま使用する一液型、使用直前に二つ以上の成分を混合して用いる多液型に分類する。また、硬化温度によって室温硬化型、加熱硬化型に分類される。また、縮合型は、さらに官能基の違いによる縮合時に発生する気体により細分される。例えば、脱アルコールタイプ、脱ケトンタイプ、脱酢酸タイプ等である。
【0016】
前記したシール材として用いる液状シリコーンゴムは、硬化時、25℃における弾性係数が0.8MPa以下であれば、縮合型でも付加型でもよいが、硬化時間が短時間であることから無溶剤タイプのものが好ましい。また、縮合型液状シリコーンゴムは、触媒等の存在下で空気中等の水分によって加水分解縮合反応により硬化するタイプであるため、縮合反応時に発生する化合物で脱水素タイプ、脱アルコールタイプ、脱酢酸タイプ、脱オキシムタイプ、脱ケトンタイプ、脱アミンタイプ、脱アミドタイプ、脱ヒドロキシアミンタイプ等に分類されるが、金属腐食性のある脱酢酸タイプを除けば、本発明のシール材として用いることができる。更に、本発明のシール材として用いる液状シリコーンゴムは、使用の都度調合しなければならないポットライフの問題がある二液以上の多液硬化型ではなく、一液硬化型、特に一液硬化型で縮合型のものが使い勝手がよく好ましい。
【0017】
ここにおいて、硬化時における液状シリコーンゴムの弾性係数を低下させる手段として、硬化物の架橋密度を粗にしたり、反応性の官能基を有しない液状シリコーンオイルを原料中に添加することが可能である。しかし、いずれの場合も、硬化物の架橋密度が粗になり過ぎたり、液状シリコーンオイルの添加量が多量になると、液状シリコーンゴムがいわゆるゲル状となり、硬化後も表面粘着性が維持するため、他の部品類に付着し易いという欠点が発生するので好ましくない。
【発明の効果】
【0018】
本発明の自動車ハーネスによれば、過酷な使用環境においても充分な防水性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の自動車ハーネスに係る第1の実施形態を示す正面図(a)と側面図(b)である。
【図2】図1の自動車ハーネスにシール材を形成する前の正面図(a)と側面図(b)である。
【図3】図1の自動車ハーネスにおいてアース配線に端子を取り付ける状態を示す斜視図である。
【図4】本発明の自動車ハーネスに係る第2の実施形態を示す正面図である。
【図5】図4の自動車ハーネスにシール材を形成する前の正面図である。
【図6】図4の防水構造を有する自動車ハーネスの変形例を部分的に断面で示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の一実施形態を図1乃至図6に基づいて詳細に説明する。
【実施例1】
【0021】
先ず、本発明の第1の実施形態として、図1に示す自動車ハーネス1の防水方法について説明する。自動車ハーネス1は、図1(a),(b)に示すように、アース配線2の端部にアース端子3が取り付けられると共に、液状シリコーンゴムが塗布・硬化されてシール材4が設けられている。このとき、液状シリコーンゴムを塗布する前の自動車ハーネス1を図2(a),(b)に示す。
【0022】
アース配線2は、撚り線からなる導体2aがPVC,ポリオレフィン等の絶縁被覆2bで覆われている。アース端子3は、図3に示すように、一端に固定板3aが、他端側に導体2aを把持するワイヤバレル3bと、アース配線2を絶縁被覆2bの部分で把持するインシュレーションバレル3cとが形成され、固定板には取付孔3dが形成された自動車用丸形板端子(JIS D 5403)である。
【0023】
シール材4は、硬化時、25℃における弾性係数が0.8MPa以下の一液硬化型の液状シリコーンゴムで、ワイヤバレル3bとインシュレーションバレル3cとの間で、導体2aと絶縁被覆2bとを連続的に覆うように塗布・硬化されている。このとき、シール材4は、導体2a内に浸透してアース端子3側まで行き渡り、導体2aのみならず絶縁被覆2b及びアース端子3と接着している。
【0024】
ここで、アース配線2とアース端子3との広い範囲に亘って液状シリコーンゴムを塗布することは、水密にシールする効果の妨げにはならず、シール性の面では良いことである。しかし、本発明の目的からは、シール材4は、上記のように、ワイヤバレル3bとインシュレーションバレル3cとの間で、少なくとも、導体2aと絶縁被覆2bとを連続的に覆うように塗布して設ければ十分な効果を発揮する。
【0025】
尚、ディスペンサー(空気圧力と時間で吐出量を制御する装置)を用いると、液状シリコーンゴムの吐出量に定量性をもたせることができ好ましい。自動車ハーネス1は、上記のような防水構造としたので、露出した導体2aと絶縁被覆2bとの間が硬化して形成されたシール材4により水密にシールされ、アース配線2の端部から水が侵入することはない。
【実施例2】
【0026】
次に、本発明の第2の実施形態を図4乃至図6に基づいて説明する。図4に示す防水構造を有する自動車ハーネス10は、3本のアース配線11端部の導体11aを束ねて集中ジョイント部10aが形成されている。集中ジョイント部10aは、3本のアース配線11を一括して他の電気的接続体へ接続する部分で、アース配線11から絶縁被覆11bを除去して露出した導体11aが、例えば、超音波溶接や電気溶接等によって、図5に示すように複数一体化されている。集中ジョイント部10aは、図4に示したように、アース配線11の絶縁被覆11bから導体11a全体を連続的に覆うように液状シリコーンゴムを塗布して硬化させて設けられたシール材12で被覆されている。
【0027】
シール材12は、硬化時、25℃における弾性係数が0.8MPa以下の一液硬化型の液状シリコーンゴムが使用される。この液状シリコーンゴムは、例えば、液状シリコーンゴムに集中ジョイント部10aを浸漬して塗布したり、あるいは通常の塗布手段によって塗布することができ、比較的低粘度の為、各導体の隙間に確実に浸透する。
【0028】
本実施形態の自動車ハーネス10は、上記のようにして実施されるので、露出した導体11aと絶縁被覆11bとの間が液状シリコーンゴムを硬化させて設けられたシール材12により水密にシールされ、アース配線11の端部から水が侵入することはない。ここで、自動車ハーネス10は、液状シリコーンゴムを塗布した後、図6に示すように、キャップ13を被せたり、予め液状シリコーンゴムを満たしたキャップ内に、導体11aを複数一体化した図5に示す集中ジョイント部10aを浸漬して硬化させてもよい。このようにすると、液状シリコーンゴムが硬化するまでの間、集中ジョイント部10aの汚れを防止することができる。
【0029】
【表1】

表1は、実施例1,2と比較例1との評価結果を示す。
図1に示す防水方法を採用した自動車ハーネス1を各実施例及び比較例当たりそれぞれ20本用意し、温度サイクル試験に基づく防水性を評価した。ここで、実施例1は、シール材を形成する液状シリコーンゴムとして、縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、25℃における弾性係数が0.68MPaの一液硬化型液状シリコーンゴムを、実施例2は、同様に縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、25℃における弾性係数が0.55MPaの一液硬化型液状シリコーンゴムを、それぞれ用いた。
【0030】
一方、比較例1は、縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、25℃における弾性係数が0.93MPaの一液硬化型液状シリコーンゴムを用いた。温度サイクル試験は、自動車ハーネス1を常温から120℃に上昇させ、この温度に1時間放置した後、−40℃に冷却し、1時間放置した後、再度120℃に上昇させた。これを1サイクルとして1000サイクル温度を変化させた。
【0031】
前記温度サイクル試験の前後において、検査対象の自動車ハーネス1の一端から0.098MPaに圧力調整された窒素ガスを5分間送り込み、他端のシール材4側を水中に浸漬してリークの有無によって防水性を評価した。その結果を表1に示す。表1から明らかなように、弾性係数が本発明で規定する0.8MPaを越える液状シリコーンゴムによりシール材が形成された比較例1の自動車ハーネスは、温度サイクル試験の後で気密性、従って防水性を失っていた。これに対して、本発明で規定する弾性係数を有する液状シリコーンゴムによりシール材が形成された実施例1,2の自動車ハーネスは、前記シール材の密着性がよく、温度サイクル試験の前後で気密性、従って防水性を保持しており、優れた水密性を有することが分かった。
【0032】
【表2】

表2は、実施例3,4と比較例2との評価結果を示す。
図4に示す構造の自動車ハーネス10において、縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、25℃における弾性係数が0.93MPaの一液硬化型液状シリコーンゴムを塗布したものを比較例2として、温度サイクル試験前後における防水性を、縮合硬化反応時にアセトンを発生するタイプで、硬化時、25℃における弾性係数が0.72MPaの一液硬化型液状シリコーンゴムを塗布したものを実施例3、更に、縮合硬化反応時にメタノールを発生するタイプで、硬化時、25℃における弾性係数が0.55MPaの一液硬化型液状シリコーンゴムを塗布したものを実施例4とし、実施例1,2並びに比較例1と同様にして評価した。
【0033】
その結果を表2に示す。表2から明らかなように、本発明で規定する弾性係数を満たす液状シリコーンゴムによりシール材が形成された自動車ハーネスの防水構造は、シール材の密着性がよく、温度サイクル試験の前後で優れた水密性を有することが分かった。
【符号の説明】
【0034】
1 自動車ハーネス
2 アース配線
2a 導体
2b 絶縁被覆
3 アース端子
3a 固定板
3b ワイヤバレル
3c インシュレーションバレル
3d 取付孔
4 シール材(シリコーンゴム)
10 自動車ハーネス
10a 集中ジョイント部
11 アース配線
11a 導体
11b 絶縁被覆
12 シール材(シリコーンゴム)
13 キャップ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する自動車ハーネスであって、
導体と絶縁被覆からなる複数本のアース配線と、
前記複数本のアース配線から絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、
前記シール材と、から構成され、
前記シール材は、25℃における硬化時の弾性係数が0.55〜0.72MPaの範囲である液状シリコーンゴムからなり、
前記シール材が前記導体と前記絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする自動車ハーネス。
【請求項2】
前記シール材として使用される液状シリコーンゴムが、無溶剤タイプの一液硬化型であることを特徴とする、請求項1に記載の自動車ハーネス。
【請求項3】
シール材によって導体間を埋めた防水構造を有する自動車ハーネスであって、
導体と絶縁被覆からなる複数本のアース配線と、
前記複数本のアース配線から絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、
前記シール材と、から構成され、
前記シール材は、25℃における硬化時の弾性係数が0.55〜0.8MPaの範囲である無溶剤タイプの一液硬化型で、かつ縮合反応時に発生する化合物による分類における脱酢酸タイプを除く縮合型の液状シリコーンゴムからなり、
前記シール材が前記導体と前記絶縁被覆とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする自動車ハーネス。
【請求項4】
前記シール材は、縮合反応時に発生する化合物による分類における、脱水素タイプ、脱アルコールタイプ、脱オキシムタイプ、脱ケトンタイプ、脱アミンタイプ、脱アミドタイプまたは脱ヒドロキシアミンタイプであることを特徴とする請求項3に記載の自動車ハーネス。
【請求項5】
前記弾性係数が、0.55〜0.72MPaであることを特徴とする請求項3または4に記載の自動車ハーネス。
【請求項6】
自動車ハーネスの製造方法であって、
前記自動車ハーネスが、導体と絶縁被覆からなる複数本のアース配線と、前記複数本のアース配線から絶縁被覆を除去して露出した導体部分を複数本束ねた集中ジョイント部と、を備え、
前記導体と前記絶縁被覆とが連続的に覆われるように、液状シリコーンゴムを塗布し、硬化させ、25℃における弾性係数が0.55〜0.72MPaの範囲であるシール材を形成することを特徴とする自動車ハーネスの製造方法。
【請求項7】
前記液状シリコーンゴムが無溶剤タイプの一液硬化型であることを特徴とする請求項6に記載の自動車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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【公開番号】特開2012−253028(P2012−253028A)
【公開日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−164811(P2012−164811)
【出願日】平成24年7月25日(2012.7.25)
【分割の表示】特願2008−51600(P2008−51600)の分割
【原出願日】平成20年3月3日(2008.3.3)
【出願人】(000005290)古河電気工業株式会社 (4,457)
【Fターム(参考)】