(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記プライマーは、オレフィン樹脂、アミン化合物、シランカップリング材、エポキシ系成分の少なくとも一つを主成分とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の端子付き電線。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1の端子付き被覆電線では、熱可塑性ポリアミド樹脂からなる防食材を導体と端子金具との接続部に薄く塗布することにより、防食材の塗膜を形成している。そのため、防食材の厚さが均一ではなく、その結果、防食性能が安定しないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、電線と圧着端子との接続部における腐食を長期に渡って防止することができる端子付き電線を提供することにある。
【0007】
本発明の第1の態様に係る端子付き電線は、導体及び前記導体を覆う電線被覆材を有する電線と、前記電線の導体に接続する圧着端子とを備える。さらに、前記導体と圧着端子との接続部の周囲と、前記接続部に隣接する電線被覆材の周囲とに一体成型された防食材、及び前記導体と圧着端子との接続部と、防食材との間に設けられたプライマーを備える。そして、前記防食材は熱可塑性エラストマーを主成分とし、さらに、前記防食材と前記圧着端子の端子材との剥離接着強さが0.2N/mm以上であり、前記防食材と前記電線被覆材との剥離接着強さが0.5N/mm以上である。
【0008】
本発明の第2の態様に係る端子付き電線は、前記第1の態様の端子付き電線において、前記導体は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、前記圧着端子の端子材は、銅、銅合金、ステンレス、錫めっきされた銅、錫めっきされた銅合金、錫めっきされたステンレスの少なくとも一つからなり、前記電線被覆材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン共重合体及びプロピレン共重合体の少なくとも一つからなる。
【0009】
本発明の第3の態様に係る端子付き電線は、前記第1の態様の端子付き電線において、前記プライマーは、オレフィン樹脂、アミン化合物、シランカップリング材、エポキシ系成分の少なくとも一つを主成分とする。
【0010】
本発明の第4の態様に係るワイヤーハーネスは、前記第1の態様の端子付き電線を含む。
【0011】
本発明の第5の態様に係る端子付き電線の製造方法は、導体及び前記導体を覆う電線被覆材を有する電線と、前記電線の導体に接続する圧着端子とを接続する工程と、前記導体と圧着端子との接続部にプライマーを塗布する工程と、前記プライマーが塗布された導体と圧着端子との接続部の周囲と、前記接続部に隣接する電線被覆材の周囲とに、防食材を射出成型により形成する工程と、を有する。そして、前記防食材は熱可塑性エラストマーを主成分とし、さらに、前記防食材と前記圧着端子の端子材との剥離接着強さが0.2N/mm以上であり、前記防食材と前記電線被覆材との剥離接着強さが0.5N/mm以上である。
【発明の効果】
【0012】
本発明の端子付き電線では、防食材と圧着端子及び電線被覆材との接触界面から腐食原因物質が浸入することを防ぐことができる。そのため、電線の導体と圧着端子が異種金属材料からなる場合であっても導体と圧着端子との接続部における腐食を長期に渡り防止することができる。さらに、電線の導体と圧着端子との接続部と、防食材との間には、プライマーが設けられている。そのため、圧着端子と防食材との接着性をより向上させ、腐食原因物質の進入をさらに防止することができる。
【0013】
また、本発明の端子付き電線は、防食材を射出成型により形成しているため、防食材の形状及び厚さが安定する。その結果、たとえ防食材の肉厚が薄くても十分な強度を確保することが可能となる。さらに、防食材の肉厚を薄くすることができるため、本発明の端子付き電線を従来サイズのコネクタハウジングに挿入することができ、コネクタハウジングの設計を変更する必要がない。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
【0016】
[端子付き電線]
図1乃至
図4に示すように、本実施形態の端子付き電線1は、導体11及び導体11を覆う電線被覆材12を有する電線10と、電線10の導体11に接続する圧着端子20とを備える。さらに、端子付き電線1は、導体11と圧着端子20との接続部の周囲と、接続部に隣接する電線被覆材12の周囲とに一体成型された防食材30を備える。また、導体11と圧着端子20との接続部と、防食材30との間には、プライマー31が設けられている。
【0017】
端子付き電線1における圧着端子20はメス型のもので、その前部に図示しない相手方端子に対して接続する電気接続部21を有している。電気接続部21は、相手方端子に係合するバネ片を内蔵し、ボックス状の形体をしている。さらに、圧着端子20の後部には、繋ぎ部23を介して、電線10の端末部に対して加締めることにより接続される電線接続部22を有している。
【0018】
電線接続部22は、前側に位置する導体圧着部24と、その後側に位置する被覆材加締部25とを備えるものである。
【0019】
前側の導体圧着部24は、電線10の端末部の電線被覆材12を除去して露出させた導体11と直接接触するものであり、底板部26と一対の導体加締片27とを有する。一対の導体加締片27は、底板部26の両側縁から上方に延長し、かつ、電線10の導体11を包み込むように内側に曲げられることで導体11を底板部26の上面に密着した状態となるように加締める。この底板部26と一対の導体加締片27とにより、導体圧着部24は断面視略U字状に形成されている。
【0020】
また、後側の被覆材加締部25は、電線10の端末部の電線被覆材12と直接接触するものであり、底板部28と一対の被覆材加締片29とを有する。一対の被覆材加締片29は、底板部28の両側縁から上方に延長し、かつ、電線10の端末部における電線被覆材12の付いた部分を包み込むように内側に曲げられることで、電線被覆材12を底板部28の上面に密着した状態となるように加締める。この底板部28と一対の被覆材加締片29とにより、被覆材加締部25は断面視略U字状に形成されている。ここで、導体圧着部24の底板部26から被覆材加締部25の底板部28までが共通の底板部として連続して形成されている。
【0021】
本実施形態では、
図3及び
図4に示すように、上記構成の圧着端子20の電線接続部22に電線10の端末部を挿入する。これにより、導体圧着部24の底板部26の上面に電線10の導体11を載置すると共に、被覆材加締部25の底板部28の上面に電線10の電線被覆材12の付いた部分を載置する。そして、電線接続部22と電線10の端末部を押圧することにより、導体圧着部24及び被覆材加締部25を変形させる。即ち、導体圧着部24の一対の導体加締片27を、導体11を包み込むように内側に曲げることで、導体11を底板部26の上面に密着した状態となるように加締める。さらに、被覆材加締部25の一対の被覆材加締片29を電線被覆材12の付いた部分を包み込むように内側に曲げることで、電線被覆材12を底板部28の上面に密着した状態となるように加締める。こうすることにより、圧着端子20と電線10を圧着して接続することができる。
【0022】
そして、
図1に示すように、本実施形態では、繋ぎ部23、電線接続部22、電線接続部22により覆われた導体11及び電線被覆材12の周囲が防食材30により被覆されている。つまり、防食材30が、導体圧着部24と電線10の導体11の先端との境界を跨いで繋ぎ部23の一部まで覆うと共に、被覆材加締部25と電線被覆材12との境界を跨いで電線被覆材12の一部まで覆っている。そして、電線10の端子接続部に、圧着端子20及び電線被覆材12の両方に接着する材料を一体成型することにより、防食材30を形成している。このように、電線接続部22により覆われた導体11及び電線被覆材12の周囲が防食材30により完全に被覆されることにより、導体11と電線接続部22との接触部における防食性能を確実に確保することができる。なお、防食材30は、
図2に示すように、断面略矩形状に形成されており、後述するコネクタハウジングの端子収容部に、電気接続部21と共に装着可能な大きさとなっている。
【0023】
ここで、防食材30は、熱可塑性エラストマーを主成分とすることが好ましい。防食材30としてこのような材料を使用することにより、防食材30は圧着端子20及び電線被覆材12と密着することが可能となる。そのため、防食材30と圧着端子20及び電線被覆材12との接触界面から腐食の原因である塩化物イオンや水分が浸入することを防ぐことができる。その結果、圧着端子20の電線接続部22と導体11との接続部における腐食を効果的に防止することができる。なお、本明細書において、この主成分とは防食材全体の50重量%以上の成分をいう。
【0024】
防食材30を構成する前記熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、熱可塑性オレフィン系エラストマーを使用することが好ましい。
【0025】
さらに、腐食原因物質たる塩化物イオンや水分の進入を防止するため、防食材30と圧着端子20の端子材との剥離接着強さが0.2N/mm以上であり、防食材30と電線被覆材12との剥離接着強さが0.5N/mm以上である必要がある。ここで、本明細書における「剥離接着強さ」とは、日本工業規格JIS K6854−3(接着剤―はく離接着強さ試験方法―第3部:T形はく離)に規定の測定法により求められる値である。防食材30として上記材料を主成分として用い、さらに圧着端子20の端子材及び電線被覆材12と防食材30との剥離接着強さが上述の値以上であることにより、圧着端子20及び電線被覆材12と防食材30との接触界面における高い密着力が得られる。その結果、当該接触界面におけるシール性を十分に確保することができ、腐食原因物質の進入を防止することが可能となる。
【0026】
なお、防食材30と圧着端子20の端子材との剥離接着強さ及び防食材30と電線被覆材12との剥離接着強さの上限は特に限定されるものではない。ただ、圧着端子20の端子材の強度が防食材30と圧着端子20の端子材との剥離接着強さよりも低い場合には、圧着端子20が破損する虞がある。そのため、防食材30と圧着端子20の端子材との剥離接着強さは、圧着端子20の端子材の強度よりも低いことが好ましい。同様に、電線被覆材12の強度が防食材30と電線被覆材12との剥離接着強さよりも低い場合には、電線被覆材12が破損し、導体11が露出する虞がある。そのため、防食材30と電線被覆材12との剥離接着強さは、電線被覆材12の強度よりも低いことが好ましい。
【0027】
ここで、電線10の導体11の材料としては、導電性が高い金属を使用することができるが、例えば銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金などを使用することができる。ただ、近年、ワイヤーハーネスの軽量化が求められている観点から、導体11としては軽量なアルミニウムやアルミニウム合金を用いることが好ましい。
【0028】
また、導体11を覆う電線被覆材12の材料としては、電気絶縁性を確保できる樹脂を使用することができるが、例えばオレフィン系の樹脂を用いることができる。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン共重合体及びプロピレン共重合体の少なくとも一つを主成分とすることができる。この中でも、電線被覆材12はポリプロピレンからなることが好ましい。ポリプロピレンは、熱可塑性エラストマーとの接着力が高いため、電線被覆材12と防食材30との接触界面の密着力を高めることができる。なお、ここでの主成分とは電線被覆材全体の50重量%以上の成分をいう。
【0029】
さらに、圧着端子20の材料(端子材)としては、導電性が高い金属を使用することができるが、例えば銅、銅合金、ステンレス、錫めっきされた銅、錫めっきされた銅合金及び錫めっきされたステンレスの少なくとも一つを用いることができる。また、金めっきされた銅、銅合金及びステンレスの少なくとも一つを用いても良く、銀めっきされた銅、銅合金及びステンレスの少なくとも一つを用いても良い。この中でも、表面が錫(Sn)でめっきされた銅、銅合金及びステンレスを用いることが好ましい。熱可塑性エラストマーは錫との接着力が高いため、圧着端子20と防食材30との接触界面の密着力を高めることができる。
【0030】
そして、本実施形態の端子付き電線1は、
図2及び
図5に示すように、導体11と圧着端子20との接続部と、防食材30との間には、プライマー31が設けられている。プライマー31を設けることにより、圧着端子20における導体圧着部24や電線10の導体11と、防食材30との接着性を向上させることができる。
【0031】
プライマー31は、
図2及び
図5に示すように、圧着端子20の導体圧着部24及び底板部26の周囲全体や、導体圧着部24の前側に露出した導体11の先端を覆うように塗布することができる。さらに、導体圧着部24と被覆材加締部25の間で露出した導体11を覆うように塗布しても良い。また、プライマー31は、圧着端子20の被覆材加締部25の周囲全体を覆うように塗布しても良い。
【0032】
プライマー31の材料としては、圧着端子20と防食材30との接着性を向上させるものであれば如何なるものも使用できるが、例えば、オレフィン樹脂、アミン化合物、シランカップリング材、エポキシ系成分の少なくとも一つを主成分とすることが好ましい。これらの材料は、圧着端子20の端子材として用いられ得る銅、銅合金、ステンレス、錫めっきされた銅、錫めっきされた銅合金及び錫めっきされたステンレスとの接着力が高い。さらに、防食材30として用いられ得る熱可塑性エラストマーとの接着力も高い。そのため、プライマー31を用いることにより圧着端子20と防食材30との接着性をより向上させ、腐食原因物質が浸入することを防ぎ、導体と圧着端子との接続部における腐食を長期に渡り防止することができる。なお、ここでの主成分とはプライマー全体の50重量%以上の成分をいう。
【0033】
ここで、
図2に示すように、導体11と圧着端子20との接続部の周囲と、接続部に隣接する電線被覆材12の周囲とに一体成型された際の防食材30の厚さtは、少なくとも0.01mm以上であることが好ましい。圧着端子20及び電線被覆材12と防食材30との間の十分なシール性を確保できる場合には、防食材30の厚さは0.01mm未満でも良い。ただ、防食材30の最薄部の厚さtが0.01mm以上であることにより、防食材30の内部の内圧に対して十分な強度を確保することができる。そのため、長期に渡って腐食原因物質の進入を抑制し、導体11と圧着端子20との接続部における腐食を防止することができる。
【0034】
このように、本実施形態の端子付き電線では、導体と圧着端子との接続部の周囲と接続部に隣接する電線被覆材の周囲とに、防食材を一体成型している。加えて、導体と圧着端子との接続部と、防食材との間に、プライマーが設けられている。さらに、前記防食材は、熱可塑性エラストマーを主成分としている。また、防食材と圧着端子の端子材との剥離接着強さが0.2N/mm以上であり、防食材と電線被覆材との剥離接着強さが0.5N/mm以上である。これにより、電線の導体と圧着端子が異種金属材料からなる場合であっても、これらの腐食を抑制することができる。つまり、防食材と圧着端子及び電線被覆材との接触界面から腐食原因物質が浸入することを防ぐことができるため、導体と圧着端子との接続部における腐食を長期に渡り防止することができる。
【0035】
[端子付き電線の製造方法]
次に、本実施形態の端子付き電線の製造方法について説明する。端子付き電線1は、まず、
図3及び
図4に示すように、圧着端子20の電線接続部22に電線10の端末部を挿入する。これにより、導体圧着部24の底板部26の上面に電線10の導体11を載置すると共に、被覆材加締部25の底板部28の上面に電線10の電線被覆材12の付いた部分を載置する。そして、導体圧着部24の一対の導体加締片27を内側に曲げることで、導体11を底板部26の上面に密着した状態となるように加締める。さらに、被覆材加締部25の一対の被覆材加締片29を内側に曲げることで、電線被覆材12を底板部28の上面に密着した状態となるように加締める。これにより、圧着端子20と電線10を接続することができる。
【0036】
次に、圧着端子20と電線10の接続部を金型に載置する。その後、金型の内部にプライマーを投入し、圧着端子20における導体圧着部24や被覆材加締部25、導体11の表面にプライマーを塗布する。なお、この際、ノズル等を用いてプライマーを吐出させて塗布することができる。また、圧着端子20と電線10の接続部を金型に載置する前に、刷毛等を用いて、導体圧着部24や被覆材加締部25、導体11の表面にプライマーを塗布しても良い。
【0037】
そして、プライマーを塗布した後、金型の内部に、加熱して溶融した防食材の樹脂を充填し、金型を冷却することで溶融した防食材の樹脂を固化する。そして、金型から取り出すことにより、圧着端子20と電線10の接続部が防食材30により被覆された端子付き電線を得ることができる。つまり、防食材30は、圧着端子20と電線10の接続部を金型に載置して射出成型することにより形成することができる。
【0038】
このように、本実施形態の端子付き電線は、防食材を射出成型により形成している。そのため、防食材の形状及び厚さが安定するため、たとえ防食材の肉厚が薄くても十分な強度を確保することが可能となる。また、防食材の肉厚を薄くすることができるため、後述するコネクタハウジングのピッチ寸法を変更する必要がないことから、本実施形態の端子付き電線を従来サイズのコネクタハウジングに挿入することができる。そのため、本実施形態の端子付き電線用にコネクタハウジングの設計を変更する必要がない。
【0039】
[ワイヤーハーネス]
本実施形態のワイヤーハーネスは、上述の端子付き電線を備える。具体的には、本実施形態のワイヤーハーネス2は、
図6に示すように、コネクタハウジング40と、上述の端子付き電線1を備えるものである。
【0040】
コネクタハウジング40の表面側には、図示しない相手方端子が装着される複数の相手側端子装着部(図示せず)が設けられている。そして、コネクタハウジング40の裏面側には、複数の端子収容部41が設けられている。各端子収容部41には、端子付き電線1における圧着端子20及び防食材30がそれぞれ装着される。コネクタハウジング40に圧着端子20が装着され、電線10はコネクタハウジング40の裏面側より引き出される。
【0041】
上述のように、本実施形態の端子付き電線1における防食材30は肉厚を薄くすることができるため、コネクタハウジング40のピッチ寸法を特別に変更する必要がない。そのため、本実施形態の端子付き電線を従来サイズのコネクタハウジングに挿入することができ、上記端子付き電線用に特別にコネクタハウジングの設計を変更する必要がない。
【実施例】
【0042】
以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0043】
[実施例]
実施例1−1〜1−3及び2−1〜2−3では、まず、防食材及びプライマーの材料として表1及び表2に示すものを準備した。また、電線として、導体がアルミニウムからなり、電線被覆材がポリプロピレン(PP)からなるものを準備した。さらに、圧着端子として、錫めっきされた銅を端子材として使用したものを準備した。
【0044】
次に、電線と圧着端子を接続し、その後、圧着端子20と電線10の接続部を金型に載置した。さらに、プライマーを圧着端子の導体圧着部及び底板部の周囲全体に塗布し、固化させた。その後、金型の内部に加熱して溶融した、各実施例の防食材の材料を充填し、金型を冷却することで溶融した防食材の材料を固化する。そして、金型から取り出すことにより、各実施例の端子付き電線を得た。なお、表1及び表2では、各実施例で使用した防食材と圧着端子の端子材(錫)との剥離接着強さ、及び防食材と電線被覆材(PP)との剥離接着強さも示す。
【0045】
[比較例]
比較例1−1〜1−4及び2−1〜2−4では、防食材の材料として表1及び表2に示すものを使用した以外は実施例と同様にして、各比較例の端子付き電線を得た。
【0046】
[耐久試験]
上記実施例及び比較例で得られた端子付き電線を、空気中120℃で120時間加熱した。
【0047】
[防食性能評価]
各実施例及び比較例における、上記耐久試験を行う前の初期の端子付き電線と、耐久試験後の端子付き電線とを、
図6に示すように、容器50の中に満たした水51に浸漬させた。その後、端子付き電線における圧着端子が接続された側と反対側の端部から、圧力200kPaで30秒間空気を導入した。その際、圧着端子、防食材及び電線から気泡の漏れが認められなかったものを「○」とし、漏れが認められたものを「×」とした。防食性能評価の結果も表1及び表2に示す。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】
表1及び表2に示すように、本実施形態に係る実施例の端子付き電線は、初期及び耐久試験後であっても気泡の漏れが認められなかったことから、圧着端子及び電線被覆材と防食材との密着力が高く、防食性能に優れていることが分かる。
【0051】
これに対し、比較例の端子付き電線では、防食材と圧着端子との接触界面から気泡の漏れが発生した。つまり、これら比較例の端子付き電線は、防食材と圧着端子の端子材(Sn)との剥離接着強さが0.2N/mm未満であることから、防食材と圧着端子との密着力が不十分であり、漏れが生じたものと推定される。
【0052】
以上、本発明を実施例及び比較例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。