特許 6593644 電線の接続構造およびワイヤハーネス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6593644

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】電線の接続構造およびワイヤハーネス

(51)【国際特許分類】

   H01R 4/20 20060101AFI20191010BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20191010BHJP

   H02G 15/08 20060101ALI20191010BHJP

【ＦＩ】

   H01R4/20

   B60R16/02 620Z

   H02G15/08

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-6782(P2016-6782)

(22)【出願日】2016年1月18日

(65)【公開番号】特開2017-130254(P2017-130254A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2018年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】特許業務法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中井 洋和

【審査官】 高橋 学

(56)【参考文献】

【文献】 中国実用新案第２０３５０３８１１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０３００６９８３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０２１１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１５２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８６１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７２３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６９６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 藤巻裕彦、鷹合徹也、佐野一仁，銅より線と黄銅端子圧着部の力学的作用，溶接学会論文集，日本，一般社団法人溶接学会，１９９５年１１月 ５日，１３巻４号，Ｐ．５５０−５５５

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｒ ４／１８−４／２０

Ｈ０２Ｇ １５／０８

Ｂ６０Ｒ １６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体の径寸法が異なる電線同士を接続する電線の接続構造であって、
一方の電線の導体の端面と他方の電線の導体の端面とが前記導体の軸方向に対向して配され、
前記一方の電線の導体の端部から前記他方の電線の導体の端部にわたって前記導体を包囲する筒状部材が、前記一方の電線の導体および前記他方の電線の導体にかしめ付けられており、
前記筒状部材は全周方向から加圧され円形状を保って縮径し、
前記筒状部材の外径寸法は、前記一方の電線及び前記他方の電線の外径寸法と同等もしくは小さくなっており、
前記一方の電線の導体及び前記他方の電線の導体の前記筒状部材にかしめ付けられた部分は径寸法が同等である電線の接続構造。

【請求項2】

前記導体のうち前記筒状部材に包囲された部分が、前記筒状部材から露出されている部分に比して、径方向に圧縮されている請求項１に記載の電線の接続構造。

【請求項3】

前記一方の電線の導体が、複数本の素線を撚り合わせてなる撚線導体であり、
前記他方の電線の導体が、１本の棒状をなす単芯導体であり、
前記単芯導体の圧縮量よりも前記撚線導体の圧縮量が大きくされている請求項２に記載の電線の接続構造。

【請求項4】

前記筒状部材が、前記導体に打ち込まれた打ち込み部を有している請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電線の接続構造。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載された電線の接続構造を備えたワイヤハーネス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電線の接続構造およびワイヤハーネスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、比較的柔らかい電線を、所定の形状に屈曲した金属パイプ等に挿通することで、所定の配索経路に保持することが知られている。例えば下記特許文献１には、ワイヤハーネスを構成する複数の電線を、金属パイプに一括して挿通したものが記載されている。電線は、複数本の素線を撚り合わせてなる導体を絶縁被覆で包囲した撚線電線であり、電線の端部は金属パイプから外側に引き出されて機器等に接続される。金属パイプから引き出された電線は、柔軟に屈曲することができるから、機器等への接続を容易に行うことができる。

【0003】

ところで、比較的硬い電線（例えば一本の太い導体を絶縁被覆で包囲してなる単芯電線等）を用いることで、電線自体によって形状保持ができるようにし、上記のような金属パイプを省くことが考えられる。このような場合、機器等との接続のために柔軟性が必要な部分には、柔らかい電線を接続することが考えられる。

【0004】

電線同士を接続する方法は、例えば下記特許文献２に記載のように、電線の端部において絶縁被覆を剥いで導体を露出させ、互いの導体を重ね合わせて超音波溶接する方法が知られている。導体の接続部分には、熱収縮チューブを被せて絶縁し、熱収縮チューブの外側には、グロメット等の外装部材を被せて保護するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−１７１９５２号公報

【特許文献2】特開２０１１−１６８１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記のような電線の接続方法では、導体を重ね合わせることによって、各導体の幅寸法分の段差が接続部分に形成されるとともに、接続部分の幅寸法が、各電線の径寸法に比して大きくなりがちである。このため、電線の接続部分を外装部材等に挿通する際に、接続部分が外装部材等に引っ掛かったり、外装部材等を破損させたりする虞がある。

【0007】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、接続部分の段差および幅寸法を小さく抑えることが可能な電線の接続構造およびワイヤハーネス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】

【0008】

本発明の電線の接続構造は、一方の電線の導体の端面と他方の電線の導体の端面とが前記導体の軸方向に対向して配され、前記一方の電線の導体の端部から前記他方の電線の導体の端部にわたって前記導体を包囲する筒状部材が、前記一方の電線の導体および前記他方の電線の導体にかしめ付けられており、前記筒状部材は全周方向から加圧され円形状を保って縮径し、前記筒状部材の外径寸法は、前記一方の電線及び前記他方の電線の外径寸法と同等もしくは小さくなっており、前記一方の電線の導体及び前記他方の電線の導体の前記筒状部材にかしめ付けられた部分は径寸法が同等であるものである。
本発明のワイヤハーネスは、前記電線の接続構造を備えたものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、従来のように導体を重ね合わせて接続する場合に比して接続部分の段差および幅寸法を小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１におけるワイヤハーネスであって、車両に配索されている状態を概略的に示す概略図

【図2】電線の接続構造を示す一部拡大断面図

【図3】電線の接続構造を示す一部拡大断面図であって、（Ａ）は筒状部材をかしめ付ける前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は筒状部材をかしめ付けた後の状態を示す断面図である。

【図4】実施例２における電線の接続構造を示す一部拡大断面図であって、（Ａ）は筒状部材をかしめ付ける前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は筒状部材をかしめ付けた後の状態を示す断面図である。

【図5】実施例３における電線の接続構造を示す一部拡大側面図

【図6】電線の接続構造を示す断面図であって、図５のＡ−Ａ位置における断面に相当する断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の好ましい形態を以下に示す。
本発明の電線の接続構造は、前記導体のうち前記筒状部材に包囲された部分が、前記筒状部材から露出されている部分に比して、径方向に圧縮されているものとしてもよい。このような構成によれば、導体の接続部分の幅寸法をより小さくすることができる。

【0012】

また、本発明の電線の接続構造は、前記一方の電線の導体が、複数本の素線を撚り合わせてなる撚線導体であり、前記他方の電線の導体が、１本の棒状をなす単芯導体であり、前記単芯導体の圧縮量よりも前記撚線導体の圧縮量が大きくされているものとしてもよい。ここで、撚線導体は、素線間に隙間があるため、筒状部材を撚線導体に強くかしめ付けるためには、単芯導体に比して大きく圧縮させる必要があるところ、上記のような構成によれば、筒状部材を撚線導体に十分にかしめ付けることができる。

【0013】

また、本発明の電線の接続構造は、前記筒状部材が、前記導体に打ち込まれた打ち込み部を有しているものとしてもよい。このような構成によれば、筒状部材が導体を保持する力が増すから、電線の接続状態をより確実に保持することができる。

【0014】

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について、図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。
本実施例におけるワイヤハーネス１０は、ハイブリッド車等の車両において、例えば車両の後部に備えられた高圧バッテリ等の機器Ｍ１と、車両の前部に備えられたインバータやヒューズボックス等の機器Ｍ２とを接続するべく、車両の床下を通って配索されるものである（図１参照）。

【0015】

ワイヤハーネス１０は、複数の電線１１を有し、一括してコルゲートチューブ等の外装部材１４に挿通されている。なお、図面には、一の電線１１のみを示している。

【0016】

電線１１は、導体１２の構成が異なる異種の電線同士を接続したものである。本実施例では、異種の電線のうち一方の電線（以後、第１電線１１Ａと称する）は、比較的柔らかい（剛性が低く撓みやすい）導体１２を有し、他方の電線（以後、第２電線１１Ｂと称する）は、比較的硬い（剛性が高く撓み難い）導体１２を有している。第１電線１１Ａおよび第２電線１１Ｂは、いずれも導体１２を絶縁被覆１３で包囲してなる被覆電線である。

【0017】

第１電線１１Ａの導体１２は、複数本の素線（めっき線を含む）を螺旋状に撚り合わせてなる撚線導体であり、第２電線１１Ｂの導体１２は、１本の金属棒である単芯導体である。撚線導体および単芯導体はいずれも、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金等、任意の金属によって形成されている。撚線導体の径寸法は、単芯導体の径寸法よりも大きくされている。なお、後述する筒状部材１５の収縮量を考慮すると、撚線導体の径寸法は、単芯導体の径寸法に対し、最大でも１．８倍程度に止めることが望ましい。

【0018】

第１電線１１Ａと第２電線１１Ｂとは、図２に示すように、筒状部材１５によって電気的に接続されている。第１電線１１Ａの端部および第２電線１１Ｂの端部は、それぞれ絶縁被覆１３が剥がされて導体１２が露出している。第１電線１１Ａの露出された導体１２と第２電線１１Ｂの露出された導体１２とは、筒状部材１５の内部に挿入されている。筒状部材１５の内部において第１電線１１Ａの導体１２の端面と第２電線１１Ｂの導体１２の端面とは、導体１２の軸方向に対向し、突き当てられている。筒状部材１５は、第１電線１１Ａの導体１２から第２電線１１Ｂの導体１２にわたって導体１２の全周を包囲している。筒状部材１５は、第１電線１１Ａの導体１２および第２電線１１Ｂの導体１２にかしめ付けられている。

【0019】

第１電線１１Ａの導体１２および第２電線１１Ｂの導体１２はいずれも筒状部材１５に包囲された部分（以後、かしめ部１６と称する）が径方向に圧縮されている。かしめ部１６は、導体１２のうち筒状部材１５から露出されている部分（以後、露出部１７と称する）に比して、径方向の寸法が小さくなっている。露出部１７は、かしめ部１６に向かって次第に径寸法が減じており、導体１２の露出部１７とかしめ部１６との境界に、急激な段差は形成されていない。

【0020】

筒状部材１５は、例えばステンレス、銅、黄銅、または鉄等、任意の金属によって形成されたものであり、電線１１の導体１２を内側に挿通可能な筒状をなしている。筒状部材１５は、第１電線１１Ａの導体１２と第２電線１１Ｂの導体１２との両方にわたる長さ寸法（軸方向の寸法）を有している。筒状部材１５の断面（軸方向に対して直交する断面）は、円形状をなしている。筒状部材１５の厚さ寸法（径方向の寸法）は、全周および全長にわたり略一定とされている。筒状部材１５のかしめ付けられる前の内径寸法は、図３（Ａ）に示すように、第１電線１１Ａおよび第２電線１１Ｂの外径寸法よりも大きくされている。なお、筒状部材１５の端部には、エッジ処理が実施されている。

【0021】

次に、第１電線１１Ａと第２電線１１Ｂとを接続する作業の一例を説明する。
まず、図３（Ａ）に示すように、第１電線１１Ａおよび第２電線１１Ｂの接続部分に筒状部材１５を配置する。第１電線１１Ａおよび第２電線１１Ｂの端末部において、それぞれ絶縁被覆１３を剥いで導体１２を露出させる。露出された導体１２を、筒状部材１５の軸方向における両端部から、それぞれ筒状部材１５の内部に挿入し、導体１２の端面同士を突き当てた状態にする。

【0022】

次いで、図３（Ｂ）に示すように、第１電線１１Ａと第２電線１１Ｂとの接続部分に筒状部材１５を圧着する。筒状部材１５の全長にわたり全周方向から加圧すると、筒状部材１５は円形状を保って縮径する。筒状部材１５は、縮径に伴って、厚さ寸法が若干（約１．５倍）増す。筒状部材１５の厚さ寸法の増加に伴って、内部の圧縮量が増加するため抵抗抑制効果を生じる。

【0023】

最終的には、筒状部材１５の外径寸法は、電線１１の外径寸法と同等もしくは小さくなる。また、第１電線１１Ａの導体１２は、第２電線１１Ｂの導体１２よりも大きく圧縮し、筒状部材１５の外径寸法は、全長にわたって一定となっている。すなわち、筒状部材１５がかしめ付けられた状態では、第１電線１１Ａの導体１２と第２電線１１Ｂの導体１２とは径寸法が同等になっている。

【0024】

また、筒状部材１５は、加圧によって軸方向に若干伸び、第１電線１１Ａの導体１２および第２電線１１Ｂの導体１２は、筒状部材１５の圧着に伴って、軸方向に若干伸びる。なお、筒状部材１５の収縮量は、かしめ付けられる前の外径寸法に対し、最大２割程度に止めることが望ましい。

【0025】

以上により、第１電線１１Ａと第２電線１１Ｂとの接続作業が完了する。なお、第１電線１１Ａと第２電線１１Ｂの接続部分に、絶縁部材または防水部材として図示しない熱収縮チューブ等を被せ付けてもよい。

【0026】

次に、上記のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
本実施例のワイヤハーネス１０は、第１電線１１Ａの導体１２の端面と第２電線１１Ｂの導体１２の端面とが導体１２の軸方向に対向して配され、第１電線１１Ａの導体１２の端部から第２電線１１Ｂの導体１２の端部にわたって導体１２を包囲する筒状部材１５が、第１電線１１Ａの導体１２および第２電線１１Ｂの導体１２にかしめ付けられている。この構成によれば、従来のように導体を重ね合わせて接続する場合に比して接続部分の段差および幅寸法を小さく抑えることができる。また、筒状部材１５をかしめ付ける作業は、複雑な工程を含まないので、電線１１の接続作業を容易に行うことができる。さらに、導体を重ねて溶着する場合に比して、接続部分の径寸法を小さく抑えることができる。また、導体を重ねて溶着する場合に比して、接続部分に作用する径方向の力（従来のように導体を重ねた場合には導体を引き離す方向の力）に対して高い耐久性を確保することができる。

【0027】

また、導体１２のかしめ部１６が、露出部１７に比して径方向に圧縮されている。この構成によれば、導体１２の接続部分の幅寸法をより小さくすることができるから、電線１１を収縮チューブや外装部材１４に挿通する作業を容易に行うことができる。

【0028】

また、第１電線１１Ａの導体１２が、複数本の素線を撚り合わせてなる撚線導体であり、第２電線１１Ｂの導体１２が、１本の棒状をなす単芯導体であり、単芯導体の圧縮量よりも撚線導体の圧縮量が大きくされている。ここで、撚線導体は、素線間に隙間があるため、筒状部材１５を撚線導体に強くかしめ付けるためには、単芯導体に比して大きく撚線導体を圧縮させる必要があるところ、上記のような構成によれば、筒状部材１５を撚線導体に十分にかしめ付けることができる。

【0029】

＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２に係るワイヤハーネス２０を図４によって説明する。
本実施例のワイヤハーネス２０は、第２電線１１Ｂの導体１２がパイプ２１である点で、実施例１とは相違する。なお、実施例１と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0030】

本実施例のワイヤハーネス２０は、実施例１と同様、複数の電線１１を一括してコルゲートチューブ等の外装部材１４に挿通したものである。電線１１は、実施例１と同様、導体１２の構成が異なる異種の電線１１を、軸方向に接続したものである。本実施例では、第１電線１１Ａは、撚線導体を有する撚線電線であり、第２電線１１Ｂは、１本のパイプ２１を導体１２とした裸線である。

【0031】

パイプ２１は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等、任意の導電性に優れた金属からなる。パイプ２１は、長尺な円筒状をなし、例えば金属板を丸めることで形成されている。パイプ２１は、車両の床下におけるワイヤハーネス２０の配索経路に沿う形状に屈曲されて、その形状が保持されている。なお、パイプ２１は中空であるから、中実の棒状部材である場合に比して曲げ加工が容易である。

【0032】

第１電線１１Ａおよび第２電線１１Ｂは、実施例１と同様、筒状部材１５の両端部から筒状部材１５の内部に導体１２の端部を挿入して、導体１２の端面同士を突き当てた状態にし、筒状部材１５の全長を全周方向から加圧することにより接続されている。圧着された筒状部材１５の外径寸法は、実施例１と同様、電線１１の外径寸法と同等もしくは小さくなり、また、筒状部材１５の外径寸法は、全長にわたって一定となっている。

【0033】

以上のように本実施例においては、第１電線１１Ａの導体１２の端面と第２電線１１Ｂの導体１２の端面とが導体１２の軸方向に対向して配され、第１電線１１Ａの導体１２の端部から第２電線１１Ｂの導体１２の端部にわたって導体１２を包囲する筒状部材１５が、第１電線１１Ａの導体１２および第２電線１１Ｂの導体１２にかしめ付けられているから、実施例１と同様、従来のように導体を重ね合わせて接続する場合に比して接続部分の段差および幅寸法を小さく抑えることができる。

【0034】

＜実施例３＞
次に、本発明を具体化した実施例３に係るワイヤハーネス３０を図５および図６によって説明する。
本実施例のワイヤハーネス３０は、筒状部材１５が、導体１２に打ち込まれた打ち込み部３１を有している点で、実施例１とは相違する。なお、実施例１と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0035】

本実施例に係るワイヤハーネス３０は、実施例１と同様、第１電線１１Ａの導体１２の端面と第２電線１１Ｂの導体１２の端面とが導体１２の軸方向に対向して配され、第１電線１１Ａの導体１２の端部から第２電線１１Ｂの導体１２の端部にわたって導体１２を包囲する筒状部材１５が、第１電線１１Ａの導体１２および第２電線１１Ｂの導体１２にかしめ付けられている。

【0036】

打ち込み部３１は、図６に示すように、筒状部材１５の長手方向における一端側と他端側とに設けられている。筒状部材１５の一端側の打ち込み部３１は、第１電線１１Ａの導体１２に打ち込まれ、他端側の打ち込み部３１は、第２電線１１Ｂの導体１２に打ち込まれている。

【0037】

打ち込み部３１は、筒状部材１５において径方向に対向する位置に一対ずつ設けられている。対向する一対の打ち込み部３１は、筒状部材１５の内側に同程度突出して導体１２に食い込んでいる。

【0038】

第１電線１１Ａおよび第２電線１１Ｂは、実施例１と同様、筒状部材１５の両端から筒状部材１５の内部に導体１２を挿入して、導体１２の端面同士を突き当てた状態にし、筒状部材１５の全長を全周方向から加圧することにより接続されている。打ち込み部３１は、筒状部材１５を加圧する前の状態では形成されておらず、筒状部材１５を加圧すると同時にプレス加工により形成され、導体１２に楔のように食い込んだ状態になる。

【0039】

以上のように本実施例においては、第１電線１１Ａの導体１２の端面と第２電線１１Ｂの導体１２の端面とが導体１２の軸方向に対向して配され、第１電線１１Ａの導体１２の端部から第２電線１１Ｂの導体１２の端部にわたって導体１２を包囲する筒状部材１５が、第１電線１１Ａの導体１２および第２電線１１Ｂの導体１２にかしめ付けられているから、実施例１と同様、従来のように導体を重ね合わせて接続する場合に比して接続部分の段差および幅寸法を小さく抑えることができる。また、筒状部材１５が、導体１２に打ち込まれた打ち込み部３１を有しているので、筒状部材１５が導体１２を保持する力が増し、もって第１電線１１Ａと第２電線１１Ｂとの接続状態をより確実に保持することができる。

【0040】

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、本発明を、ハイブリッド車等の車両の床下を通って配索されるワイヤハーネスに適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明は、各種のワイヤハーネス全般、また束ねられていない電線等にも適用することができる。
（２）上記実施例では、第１電線１１Ａの導体１２が、撚線導体とされているが、これに限らず、例えば第１電線の導体は、編組線等であってもよい。
（３）上記実施例では、かしめ付け後の筒状部材１５の外径寸法は、全長にわたって一定となっているが、これに限らず、第１電線の導体と第２電線の導体との境界で若干の段差が生じていてもよい。
（４）上記実施例では、筒状部材１５のかしめ付けられる前の内径寸法は、第１電線１１Ａおよび第２電線１１Ｂの外径寸法よりも大きくされているが、これに限らず、筒状部材のかしめ付けられる前の内径寸法は、少なくとも第１電線の導体および第２電線の導体の径寸法より大きければよい。
（５）上記実施例２では、パイプ２１が金属製とされているが、これに限らず、パイプは、例えば表面が金属コーティングされた樹脂製のパイプ等であってもよい。
（６）上記実施例３では、打ち込み部３１の具体例を示したが、これに限らず、打ち込み部の位置、形状、数等は任意に変更することができる。

【符号の説明】

【0041】

１０，２０，３０…ワイヤハーネス
１１Ａ…第１電線（一方の電線）
１１Ｂ…第２電線（他方の電線）
１２…導体
１５…筒状部材
１６…かしめ部（導体のうち筒状部材に包囲された部分）
１７…露出部（筒状部材から露出されている部分）
３１…打ち込み部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】