(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
圧縮前の前記被覆圧着部の内径は、前記被覆導線の前記被覆部の外径に対して、1倍超であり1.4倍以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の端子付き電線の製造方法。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車、OA機器、家電製品等の分野では、電力線や信号線として、電気導電性に優れた銅系材料からなる電線が使用されている。特に、自動車分野においては、車両の高性能化、高機能化が急速に進められており、車載される各種電気機器や制御機器が増加している。したがって、これに伴い、使用される端子付き電線も増加する傾向にある。
【0003】
一方、環境問題が注目される中、自動車の軽量化が要求されている。したがって、ワイヤハーネスの使用量増加に伴う重量増加が問題となる。このため、従来使用されている銅線に代えて、軽量なアルミニウム電線が注目されている。
【0004】
ここで、このような電線同士を接続する際や機器類等の接続部においては、接続用端子が用いられる。しかし、アルミニウム電線を用いた端子付き電線であっても、接続部の信頼性等のため、端子部には、電気特性に優れる銅が使用される場合がある。このような場合には、アルミニウム電線と銅製の端子とが接合されて使用される。
【0005】
しかし、異種金属を接触させると、標準電極電位の違いから、いわゆる電食が発生する恐れがある。特に、アルミニウムと銅との標準電極電位差は大きいため、接触部への水の飛散や結露等の影響により、電気的に卑であるアルミニウム側の腐食が進行する。このため、接続部における電線と端子との接続状態が不安定となり、接触抵抗の増加や線径の減少による電気抵抗の増大、更には断線が生じて電装部品の誤動作、機能停止に至る恐れがある。
【0006】
このため、電線と端子との接続部への水分の浸入を防ぐ方法が提案されている。例えば、被覆導線の導線と被覆部をそれぞれ圧着する圧着部が一体で構成され、管状の圧着部の一端が封止されることで、被覆導線が挿入される部位を除き、他の部位が封止された圧着端子がある(例えば、特許文献1参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
図8(a)は、従来の圧着端子の圧着工程を示す図である。被覆導線105は、先端の被覆部109が剥離されて、導線107が所定の長さ露出する。端子100は、導線107と被覆部109を一括して圧着する圧着部103を有する。圧着部103は、略筒状であり、先端部が封止部101で封止される。このため、後端部113を除き、圧着部103は他の部位が封止される。
【0009】
被覆導線105と端子100は、端子100の後端部113から、被覆導線105の先端を挿入し、上下から金型111a、111bで挟み込むことで圧着することができる。
【0010】
図8(b)は、被覆導線105と端子100とを圧着した状態を示す図である。導線107の圧着は、被覆部109の圧着と比較して強圧着となる。この際、導線107が軸方向に大きく伸びるため、被覆部109は、後端部113から後方へ押し出されながら、被覆部109自体も圧着される。
【0011】
ここで、圧着部103は、例えば、板状部材を丸めて縁部同士を溶接することで筒状に成形される。このため、圧着部103は、長手方向に沿って溶接部が形成される。このような溶接部は、圧着部103の内面側に膨らむ凸形状となるため、被覆部109が圧着部103に圧着されながら後方に押し出されると、凸形状に沿って傷115が形成される恐れがある。また、溶接部のような凸形状が形成されない場合でも、例えば、圧着部103の後端部113のエッジや、圧着部103の内面に残る金属くずなどを起点として、被覆部109に傷115が形成される場合もある。
【0012】
このように、被覆部109の一部に傷115が形成されると、傷115を伝って、圧着部103の内部に水が浸入するおそれがある。すなわち、圧着部103の止水性を低下させる要因となる。
【0013】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、止水性に優れた端子付き電線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】
【0014】
前述した目的を達成するために本発明は、被覆導線と端子とが接続される端子付き電線の製造方法であって、前記端子は、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、前記圧着部は、前記被覆導線の被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部とを有し、前記被覆導線が挿入される部位を除き、他の部位が封止されており、前記圧着部に前記被覆導線を挿入し、前記導線圧着部と前記導線を圧着するとともに、前記被覆圧着部を仮圧縮する第1圧着工程と、前記第1圧着工程の後、前記被覆圧着部と、前記被覆部を強圧着する第2圧着工程と、を具備し、前記第1圧着工程において、前記被覆部に対する前記被覆圧着部の圧縮率が、100%以上
110%以下であ
り、
前記第1圧着工程後における前記被覆圧着部の内部の断面積は、前記第1圧着工程前における前記被覆圧着部の内部の断面積よりも小さく、前記端子は、前記圧着部の長手方向に沿って溶接部が形成されており、前記第1圧着工程において、前記溶接部における前記被覆圧着部の内径が前記被覆部の外径より大きくなるように前記被覆圧着部を仮圧縮することを特徴とする端子付き電線の製造方法である。
【0015】
前記第1圧着工程における、前記被覆圧着部の仮圧縮形状が略円形であることが望ましい。
【0017】
前記被覆導線の径が3sq以上であることが望ましい。
【0018】
圧縮前の前記被覆圧着部の内径は、前記被覆導線の前記被覆部の外径に対して、1倍超であり1.4倍以下であることが望ましい。
【0019】
本発明によれば、圧着部を2回に分けて圧縮し、導線を圧着した後に、被覆部を圧着するようにしたため、導線圧着時における導体の変形や電線の伸びなどの影響により、被覆部に傷が生じることを抑制することができる。したがって、圧着端子と被覆部の隙間から水分が端子内に浸入し、電線と端子との接触部に水分が付着するのを防止することができる。
【0020】
特に、第1圧着工程における被覆圧着部の仮圧縮形状を略円形とすることで、第2圧着工程において被覆部を圧着する際に、被覆圧着部の部位による変形量の差を抑制し、周方向で略均一に圧縮することができる。このため、被覆圧着部の部分的な大きな変形が要因となって、被覆部に傷が生じることを抑制することができる。
【0021】
また、圧着部が、長手方向に沿って溶接されている場合には、第1圧着工程において、溶接部における管内径が被覆部の外径より大きくなるように被覆圧着部を仮圧縮することで、溶接部によって被覆部に傷が生じることを抑制することができる。
【0022】
また、上述したような各効果は、特に、被覆導線の径が3sq以上の太径である場合により効率よく得ることができる。
【0023】
また、圧縮前の被覆圧着部の内径を、被覆部の外径に対して、1倍超〜1.4倍以下とすることで、第2圧着工程における被覆圧着部の圧縮量が過剰に大きくなることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、止水性に優れた端子付き電線の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、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。
図1は、端子付き電線10を示す斜視図であり、
図2は断面図である。端子付き電線10は、端子1と被覆導線23とが接続されて構成される。
【0027】
被覆導線23は、導線25が絶縁性の被覆部27によって被覆されて構成される。導線25は、例えばアルミニウム系材料製である。すなわち、被覆導線23は、被覆部27と、その先端から露出する導線25とを具備する。導線25は、例えば、複数の素線が撚り合わせられた撚り線である。なお、被覆部27としては、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン等、この技術の分野において通常用いられるものを選択することができる。
【0028】
端子1は、例えば銅系材料製であり、端子本体3と、被覆導線23が圧着される圧着部5とからなる。端子本体3は、所定の形状の板材を、断面が矩形の筒体に形成したものである。端子本体3は、前端部17に、板材を矩形の筒体内に折り込んで形成される弾性接触片15を有する。端子本体3は、前端部17から雄端子などが挿入されて接続される。
【0029】
なお、以下の説明では、端子本体3が、雄型端子等の挿入タブ(図示省略)の挿入を許容する雌型端子である例を示すが、本発明において、この端子本体3の細部の形状は特に限定されない。例えば、雌型の端子本体3に代えて雄型端子の挿入タブを設けてもよいし、丸型端子のようなボルト締結部を設けても良い。
【0030】
圧着部5は、断面が円形の筒体となるように丸められ、側縁部同士を突き合わせて接合部21で接合して一体化することにより形成される。筒状に形成された圧着部5の後端部19から、被覆導線23が挿入される。また、圧着部5の前端部(端子本体3側)には封止部11が設けられる。すなわち、圧着部5は、一方が閉じた略筒状で、被覆導線が挿入される後端部19以外の他の部位は、封止される。なお、接合部21および封止部11は、例えばレーザ溶接やろう付け等によって接合および封止される。
【0031】
圧着部5は、被覆導線23の被覆部27を圧着する被覆圧着部9と、被覆導線23の先端部分において、被覆部が除去されて導線25が露出した部位を圧着する導線圧着部7とからなる。すなわち、被覆部27が剥離されて露出する導線25は、導線圧着部7により圧着され、導線25と端子1とが電気的に接続される。
【0032】
なお、導線圧着部7の内面の一部には、周方向に、図示を省略したセレーションが設けられる。このようにセレーションを形成することで、導線25を圧着した際に、導線25の表面の酸化膜を破壊しやすく、また、導線25との接触面積を増加させることができる。
【0033】
次に、端子付き電線10の製造方法について説明する。
図3は、端子1へ被覆導線23を挿入する前の状態を示す分解斜視図である。なお、圧着前の端子1の導線圧着部7は、被覆圧着部9に対して外径および内径が小さい。このように、導線圧着部7と被覆圧着部9の径をあらかじめ変えておき、より径の大きな被覆部27を圧着する被覆圧着部9の内径を、より径の小さな導線25を圧着する導線圧着部7の内径よりも大きくしておくことで、端子1の圧縮量を少なくすることができる。
【0034】
まず、被覆導線23の先端の所定長さの被覆部27を剥離して、内部の導線25を露出させる。次に、筒状の圧着部5に被覆導線23を挿入する。この際、導線圧着部7の内部には導線25の露出部が位置し、被覆圧着部9の内部には被覆部27が位置する。すなわち、被覆部27の端面は、被覆圧着部9と導線圧着部7の間に位置する。
【0035】
図4(a)は、圧着前における金型31a、31b等を示す断面図、
図4(b)は、圧着中の圧着部5を示す断面図である。金型31aは、長手方向に延びる半円柱状の空洞を有し、被覆圧着部9に対応するとともに被覆圧着部9の半径よりも僅かに小さい半径を有する大径部34と、導線圧着部7に対応するとともに大径部34よりも小さい半径を有する小径部32とを備える。金型31bは、長手方向に延びる半円柱状の空洞を有し、導線圧着部7および被覆圧着部9に対応する部位の半径が、金型31aと同様に異なる。大径部34は、被覆圧着部9を圧着する部位であり、小径部32は、導線圧着部7を圧着する部位である。
【0036】
図4(b)に示すように、金型31a、31bを噛み合わせて、圧着部5を圧縮すると、導線圧着部7が導線25に圧着され(図中B)、被覆圧着部9は、仮圧縮される(図中C)(第1圧着工程)。すなわち、金型31a、31bを用いた第1圧着工程は、導線圧着部7と導線25を完全に圧着するとともに、被覆圧着部9を仮圧縮するものである。
【0037】
ここで、仮圧縮とは、被覆圧着部9によって、被覆部27を圧着することなく、被覆圧着部9をわずかに圧縮するものである。すなわち、第1圧着工程において、被覆部27に対する被覆圧着部9の圧縮率は、100%以上である。被覆圧着部9の圧縮率とは、第1圧着工程前の被覆部27における断面積(被覆部27の外周面に対する内側の全断面積。以下同様。)をAとし、金型31a、31bによって圧縮された後の被覆圧着部9の内部の断面積をA1とすると、圧縮率=A1/Aである。したがって、被覆圧着部9の圧縮率が100%以上であるとは、被覆部27は、被覆圧着部9によって全周にわたって圧縮されることがないことを意味する。例えば、被覆圧着部9の圧縮率が100%以上であっても、被覆部27の周方向の一部が被覆圧着部9によって圧縮される場合もあるが、この場合でも、被覆部27の周方向の少なくとも一部に圧縮されない部分を有し、被覆圧着部9によって全周から完全に拘束されなければよい。
【0038】
なお、圧縮前の被覆圧着部9の内部の断面積をA0(
図4(a))とすると、A0>A1である。すなわち、仮圧縮では、被覆圧着部9は、わずかに圧縮されて縮径する。なお、第1圧着工程における被覆圧着部9の圧縮率は、100%以上110%以下であることが望ましい。圧縮率が大きすぎると、後述する第2圧着工程において圧縮量が大きくなりすぎて、変形や傷の発生の要因となるため望ましくない。
【0039】
図5(a)は、第1圧着工程前における、被覆圧着部9の断面図であり、
図5(b)は、第1圧着工程後における、被覆圧着部9の断面図である。ここで、
図5(a)に示すように、第1圧着工程前において、圧縮前の被覆圧着部9の内径(図中D0)は、圧着前の被覆部27の外径(図中D)の1倍超であり1.4倍以下であることが望ましい。被覆圧着部9の内径が大きすぎると、仮圧縮における圧縮量が大きくなりすぎ、被覆圧着部9の変形等の要因となる。
【0040】
また、被覆圧着部9の仮圧縮形状は略円形であることが望ましい。ここで、仮圧縮形状が略円形とは、
図5(b)に示すように、圧縮方向の外径(図中a)と、これと垂直な方向の外径(図中b)の比率が、0.9〜1.1であるとする。仮圧縮形状がこれ以上偏平形状であると、後述する第2圧着工程において、縦横で圧縮量が大きく異なり、これに伴い、被覆圧着部9の変形や、これに伴う傷の要因となり得る。
【0041】
次に、
図6(a)に示すように、第1圧着工程後の端子付き電線を、金型33a、33bの間に配置する。金型33a、33bは、金型31a、31bとほぼ同様の構造であるが、大径部34の径が異なる。金型33a、33bの大径部34の内径は、金型31a、31bの大径部34の内径よりも小さい。なお、金型33a、33bの小径部32の内径と、金型33a、33bの小径部32の内径と略同一である。
【0042】
次に、
図6(b)に示すように、金型33a、33bを噛み合わせて、圧着部5を圧縮すると、被覆圧着部9が強く圧着される(図中D)(第2圧着工程)。すなわち、被覆圧着部9が本圧着される。圧着後の被覆圧着部9の内部(被覆部27)の断面積をA2とすると、A2/Aが、最終的な被覆部27の圧縮率となる。最終的な圧縮率は、被覆が破れるのを抑制するため、50%以上であるのが好ましく、圧着部の密着性を確保するため、90%未満であるのが好ましい。
【0043】
なお、金型33a、33bによって圧着部5を圧着する際には、導線圧着部7は、それ以上圧着されない。したがって、金型33a、33bの小径部32は、導線圧着部7の変形を抑える目的で機能する。また、金型33a、33bに小径部32を形成せずに、大径部34のみの金型で圧着を行ってもよい。
【0044】
このように、金型33a、33bによる圧着後には、被覆圧着部9の内面と被覆部27の外面との密着によって圧着部5を封止することができる。この際、圧着部5の後端部19以外の他の部位は、接合部21および封止部11によって水密に封止されるため、圧着部5への水分の浸入を防止することができる。
【0045】
以上、本実施の形態のように、被覆導線23を端子1に対して2段階で圧着することにより、止水性に優れた端子付き電線10を製造することができる。
【0046】
また、前述した従来の方法の様に、導線圧着部7を圧着する際に被覆部27を同時に圧着すると、導線25が被覆圧着部9側に伸びるため、被覆部27が被覆圧着部9の伸びに追従しながら圧着される。この結果、被覆部27が、被覆圧着部9の内面やエッジに対して擦れながら圧着される。このため、被覆部27に傷が生じ、傷を起点として、水密性が悪くなる恐れがある。
【0047】
これに対し、本発明では、導線圧着部7を圧着する際には、被覆圧着部9は仮圧縮されるのみであり、被覆部27は圧着されない。すなわち、被覆圧着部9によって被覆部27は押圧されないため、被覆部27は自由に軸方向へ移動することができる。このため、導線圧着部7を圧着する際に、導線25の伸びによって被覆部27が後方に押し出されても、被覆圧着部9の内面やエッジで擦れて傷が生じることを抑制することができる。
【0048】
特に、接合部21が溶接部である場合には、圧着部5の長手方向に沿って、被覆圧着部9の内面へ溶接部の凸形状が生じる場合がある。この場合には、第1圧着工程において、溶接部における被覆圧着部9の内径(溶接部を通る内径)が被覆部27の外径より大きくなるように被覆圧着部9を仮圧縮することで、溶接部で被覆部27が擦れて傷が生じることを抑制することができる。
【0049】
なお、第1圧着工程において、導線圧着部7のみを圧着して、被覆圧着部9に対しては、仮圧縮も行わない方法も考えられる。しかし、このようにすると、導線圧着部7の強圧着によって、導線圧着部7と被覆圧着部9との間に大きな変形(例えば、被覆圧着部9が上方に跳ね上がるように変形するベントアップなど)が生じるおそれがある。例えば、圧着部5にベントアップが生じると、被覆圧着部9のエッジに被覆部27が強く押し付けられて傷が生じるおそれがあり、また、第2圧着工程において、被覆圧着部9を安定して圧着することが困難となる。したがって、第1圧着工程においては、被覆部27を圧着せずに、被覆圧着部9をわずかに仮圧縮することで、このような変形を抑えることができる。
【0050】
また、第1圧着工程において、被覆圧着部9の仮圧縮形状を略円形とすることで、第2圧着工程において、被覆圧着部9の部分的な圧縮量の差が生じにくい。このため、被覆圧着部9の部分的な大きな圧縮に伴う変形などを抑制して、部位によらず均等に圧縮することができ、被覆部27の圧着の際に傷が生じることを抑制することができる。
【0051】
また、第1圧着工程前の被覆圧着部9の内径が、被覆部27の外径に対して、1倍超であり1.4倍以下とすることで、第1圧着工程において、仮圧縮量が大きくなり過ぎず、仮圧縮に伴う被覆圧着部9の変形等を抑制することができる。
【0052】
なお、上述した効果は、圧着による電線の伸び量が大きくなる3sq以上の太径の被覆導線23を圧着する場合に、特に効果的に得ることができる。また、本発明にかかる端子付き電線10を複数本束ねてワイヤハーネスとして使用することもできる。
【実施例】
【0053】
まず、140℃×30分と−40℃×30分のサイクルを240サイクル繰り返す熱サイクル試験後の端子付き電線の被覆導線側を負圧にして、水漏れの有無を評価した。なお、被覆導線の径は、5sqとした。
【0054】
図8には、評価方法の概要を示す。評価は、水を入れた水槽41中に被覆導線23を圧着した端子1を入れ、長さ150mmの被覆導線23の端部を、容器45内に挿入し、容器45内をポンプ47によって−30kPaの負圧にして10分間保持した。それぞれの条件において、n=10のサンプルについて評価した。結果を表1に示す。
【0055】
【表1】
【0056】
表中、「被覆部の傷」は、傷の有無および大きさを示し、圧着後に、被覆圧着部9の後端から見える被覆部27の傷の長さが0.1mm未満の物を「なし」とし、0.1mm以上0.3mm未満のものを「小」とし、0.3mm以上1.0mm未満のものを「中」とし、1.0mm以上の物を「大」とした。
【0057】
実施例1〜4は、前述したように、圧着を2工程とした。すなわち、第1圧着工程では、導線圧着部7と導線25との圧着と、被覆圧着部9の仮圧縮を行い、第2圧着工程において、被覆圧着部9と被覆部27とを圧着した。なお、第1圧着工程における被覆圧着部9の仮圧縮は、圧縮率105%とした。
【0058】
実施例1では、第1圧着工程後の被覆圧着部9の仮圧縮形状が略円形とした。また、実施例2〜4では、仮圧縮形状が縦長の偏平形状(それぞれ、
図5(b)におけるa/b=0.9、1.1、1.2)とした。
【0059】
これに対し、比較例1では、1回の圧着工程で、導線圧着部7と被覆圧着部9の両方を圧着した。
【0060】
比較例2では、圧着工程を2工程としたが、第1圧着工程においても、被覆圧着部9と被覆部27とを圧縮率90%で弱く圧着した。
【0061】
比較例3では、圧着工程を2工程としたが、第1圧着工程において、被覆圧着部9の仮圧縮を行わず、導線圧着部7のみを圧縮した。
【0062】
なお、実施例1〜4および比較例1〜3は、いずれも、最終的な被覆部27の圧縮率は60%で同一とした。
【0063】
結果より、実施例1〜4は、負圧試験において、合格率が50%以上であり、傷も「小」のみであった。特に、実施例1〜3は、合格率が100%であり、傷の発生も見られなかった。
【0064】
これに対し、1回圧着の比較例1では、大きな傷が発生し、負圧試験でも全て不合格であった。また、第1圧着工程で被覆部27を圧着した比較例2では、「中」の傷が見られ、負圧試験の合格率も30%となった。また、第1圧着工程で被覆圧着部の仮圧縮を行わない比較例3では、圧着部の変形が大きく、第2圧着工程後の品質がばらつき、傷は小さいながらも、負圧試験の合格率が30%となった。
【0065】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。