CN103988368A - 带端子的电线及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提高电线的绝缘被覆层与防水树脂部之间的部分的止水性而无需带端子的电线的制造的工时和设备的增加。带端子的电线(1)具备具有聚烯烃类树脂的绝缘被覆层(12)的绝缘电线(10)、在绝缘被覆层(12)的表面的整周形成的粘接层(30)以及通过嵌件成型而形成的防水树脂部(40)。防水树脂部(40)覆盖从绝缘电线(10)的粘接层(30)的部分到金属端子(20)的与芯线(11)的连接部(21)。粘接层(30)由乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚体与酚类固化剂的配合物构成。防水树脂部(40)由芳香族尼龙构成。
Description
技术领域
本发明涉及包括绝缘电线以及设于其端部的金属端子的带端子的电线及其制造方法。
背景技术
近来,在搭载于机动车的线束中,对于包括绝缘电线以及设于其端部的金属端子的带端子的电线要求更高的防水性能。具有防水功能的带端子的电线具备覆盖端部的防水区域的防水树脂部。以下,将具备防水树脂部的带端子的电线称为带端子的防水电线。
防水树脂部由合成树脂材料构成,是通过将包括从绝缘电线的端部的绝缘被覆层的部分到与金属端子的芯线的连接部为止的区域的保护区域作为嵌件部的嵌件成型来覆盖保护区域而形成的部分。
而且,在带端子的防水电线的制造工序中,在进行防水树脂部的嵌件成型之前,在绝缘电线的端部的绝缘被覆层的表面的整周涂敷粘接剂。该粘接剂堵塞绝缘被覆层与防水树脂部的间隙,并成为将绝缘被覆层与防水树脂部粘接的粘接层。该粘接层也作为防止水的浸入的止水部发挥作用。
在带端子的防水电线中,由于绝缘被覆层的热膨胀系数与防水树脂部的热膨胀系数不同,因此粘接层需要具备能够应对绝缘被覆层与防水树脂部之间的热膨胀的差异的伸缩性。一般来说,对于作为止水剂发挥作用的粘接剂的材料,采用具有耐水性和伸缩性的硅类树脂或者橡胶类树脂的粘接剂。
然而,在绝缘电线具有作为烯烃类树脂的聚烯烃类树脂的绝缘被覆层的情况下,若采用硅类树脂或者橡胶类树脂,则绝缘被覆层与防水树脂部的粘接性(止水性)不充分。因此,容易产生向芯线与金属端子的连接部的浸水,该浸水成为芯线和金属端子的连接部的腐蚀和接触不良的原因。
另一方面,在专利文献1中,示出了在带端子的防水电线的制造工序中,通过对绝缘电线的绝缘被覆层实施电晕放电处理或者等离子放电处理来提高烯烃类树脂的绝缘被覆层与粘接剂的粘接性的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-123458号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在带端子的电线的制造工序中,进行电晕放电处理或者等离子放电处理不仅会导致制造工时增加,而且需要导入高额的设备。
本发明的目的在于,在具有覆盖绝缘电线与金属端子的连接部的防水树脂部的带端子的电线中,提高聚烯烃类树脂的绝缘被覆层与防水树脂部之间的部分的止水性而无需制造的工时和设备的增加。
用于解决课题的方案
本发明的带端子的电线具备以下所示的各构成要素。
(1)第一构成要素是绝缘电线,其具有导电性的芯线和覆盖该芯线的周围的聚烯烃类树脂的绝缘被覆层。
(2)第二构成要素是金属端子,其在所述绝缘电线的端部与所述芯线电连接。
(3)第三构成要素是粘接层,其由乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚体与酚类固化剂的配合物构成,在所述绝缘电线的端部的所述绝缘被覆层的表面的整周形成。
(4)第四构成要素是防水树脂部,其由芳香族尼龙构成,通过将至少包括从所述绝缘电线的形成所述粘接层的部分到所述金属端子的与所述芯线的连接部为止的区域的保护区域作为嵌件部的嵌件成型来覆盖所述保护区域而形成。
优选的是,在本发明的带端子的电线中,所述粘接层由在按照JIS的K6251的规定的实验的-40℃的环境下产生104.7%以上的伸长率的材料构成。
而且,优选的是,在本发明涉及的带端子的电线中,所述绝缘被覆层与所述粘接层的粘接强度在按照JIS的K6850的规定的实验的150℃的环境下在183kPa以上。
而且,本发明也可以看作是制造本发明的带端子的电线的方法的发明。即,本发明的带端子的电线的制造中优选的制造方法具有以下所示的各工序。
(1)第一工序为片卷绕工序,将由乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚体与酚类固化剂的配合物构成的片状的粘接剂即粘接片在所述绝缘电线的端部的所述保护区域中的所述绝缘被覆层的整周卷绕。
(2)第二工序为粘接工序,通过对卷绕在所述绝缘电线的端部的所述粘接片进行加热,使其粘接在所述绝缘电线的所述绝缘被覆层。
(3)第三工序为嵌件成型工序,通过将所述绝缘电线的所述保护区域作为嵌件部的嵌件成型,将由芳香族尼龙构成的树脂材料成型为覆盖所述保护区域的形状的所述防水树脂部。
发明效果
根据本发明,在具有覆盖绝缘电线与金属端子的连接部的防水树脂部的带端子的电线中,能够提高聚烯烃类树脂的绝缘被覆层与防水树脂部之间的部分的止水性而无需制造的工时和设备的增加。
而且,根据本发明的制造方法,如后所述,大幅地缩短了本发明的带端子的电线的制造的准备时间。
附图说明
图1是本发明的实施方式的带端子的电线1的俯视图和侧视图。
图2是示出带端子的电线1的制造步骤的示意图。
图3是示出用于评估带端子的电线1的防水性能的试验方法的示意图。
图4是示出带端子的电线1的防水性能的评估结果的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。以下的实施方式是将本发明具体化了的一例,并不是限定本发明的技术范围的事例。
<实施方式>
首先,参照图1说明本发明的实施方式的带端子的电线1的结构。如图1所示,带端子的电线1具备绝缘电线10、金属端子20、粘接层30和防水树脂部40。
绝缘电线10具有导电性的芯线11和覆盖芯线11的周围的聚烯烃类树脂的绝缘被覆层12。在绝缘电线10中,芯线11的端部是从绝缘被覆层12的端部延伸出去而形成的。
芯线11例如由铜、铜合金或者铝合金等金属材料构成。另一方面,绝缘被覆层12例如由交联聚乙烯或者交联聚丙烯等聚烯烃类树脂构成。
金属端子20是在绝缘电线10的端部与芯线11电连接的端子。金属端子20是由铜或铜合金等金属材料构成的配件。金属端子是与母线、电气设备的端子部或其他带端子的电线的端子等连接对象连接的部分。在图1所示的例子中,金属端子20是形成有供螺钉贯通的贯通孔的平板状的端子。然而,也可以考虑金属端子20具有无贯通孔的板状或棒状等其他形状。
例如,金属端子20通过超声波焊接等固定于绝缘电线10的端部的芯线11。或者,在金属端子20是形成有分别压接在绝缘电线10的芯线11和绝缘被覆层12的部分的紧固部的压接端子的情况下,金属端子20压接固定于绝缘电线10的端部。
粘接层30是在绝缘电线10的端部的绝缘被覆层12的表面的整周形成的粘接剂的层。粘接层30与绝缘被覆层12的外侧面和防水树脂部40的内侧面粘接,并且堵塞它们的间隙。
防水树脂部是通过将带端子的电线1的端部的预定的保护区域作为嵌件部的嵌件成型来覆盖保护区域而形成的树脂部件。保护区域是至少包括从绝缘电线10的形成有粘接层30的部分到金属端子20的与芯线11的连接部21为止的区域的区域。
带端子的电线1的特征在于,粘接层30和防水树脂部40各自的材料相对于聚烯烃类树脂的绝缘被覆层12的组合。即,在带端子的电线1中,粘接层30是由乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚体与酚类固化剂的配合物构成的粘接剂的层。并且,防水树脂部40是由芳香族尼龙构成的树脂部件。在以下的说明中,将乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚体称为ET-GMA共聚体。
在作为粘接层30的基材的树脂的配合物(粘接剂)中,酚类固化剂起到了作为交联剂的作用。酚类固化剂可以是酚醛清漆型的酚树脂和甲阶酚醛树脂型的酚树脂中的任意一种。另外,酚醛清漆型的酚树脂通过与固化剂一起加热而进行反应,实现三维交联并固化。另一方面,甲阶酚醛树脂型的酚树脂通过自身加热而进行反应,实现三维交联并固化。
而且,在作为粘接层30的基材的树脂的配合物(粘接剂)中,ET-GMA共聚体包含的甲基丙烯酸缩水甘油酯是包括丙烯基和环氧基的双官能单体。通过包括ET-GMA共聚体,能够得到耐热性的提高或者耐油性的提高等效果。
<带端子的电线1的制造方法>
接下来,参照图2说明带端子的电线1的制造步骤的概要。另外,图2是示出带端子的电线1的制造步骤的示意图。
在带端子的电线1的制造工序中,首先,进行端子连接工序。端子连接工序是将金属端子20通过焊接或者铆接而安装在绝缘电线10的端部的工序。由此,如图2(a)所示,绝缘电线10的芯线11与金属端子20一体地连结并且电连接。
另外,在图2(a)中,与绝缘电线10连接前的金属端子20以虚线(双点划线)绘出。
接下来,如图2(b)所示,进行片卷绕工序。片卷绕工序为将片状的粘接剂即粘接片30S在绝缘电线10的端部的绝缘被覆层12的部分的整周卷绕的工序。在此,粘接片30S是由ET-GMA共聚体和酚类固化剂的配合物构成的片状的粘接剂。粘接片30S例如形成为数十微米至数百微米左右的厚度。
另外,在图2(b)中,卷绕于绝缘电线10前的粘接片30S以虚线(双点划线)绘出。
在片卷绕工序中,卷绕在绝缘被覆层12的粘接片30S的末端部分由被加热的金属部件等加热,从而临时固定在粘接片30S的其他部分。由此,粘接片30S以卷绕于绝缘被覆层12的状态被保持成环状。作为粘接层30的基材的粘接片30S由热可塑性的合成树脂构成,是所谓的热熔型的粘接剂。
接下来,如图2(c)所示,进行粘接工序。粘接工序为将卷绕在绝缘电线10的端部的粘接片30S通过加热器51加热而粘接在绝缘电线10的绝缘被覆层12的工序。由此,在绝缘电线10的端部的绝缘被覆层12的表面形成由ET-GMA共聚体和酚类固化剂的配合物构成的粘接层30。
通过采用粘接片30S,无需进行将以挥发性的溶剂稀释了的状态的粘接剂涂敷于绝缘被覆层12的表面的涂敷工序以及使溶剂挥发的干燥工序。一般来说,干燥工序要使溶剂完全挥发需要较长时间。因此,通过避免干燥工序,能够大幅地缩短带端子的电线1的制造的准备时间。
最后,如图2(d)所示,进行嵌件成型工序。嵌件成型工序为通过以绝缘电线10的保护区域作为嵌件部的嵌件成型,使由芳香族尼龙构成的熔融状态的树脂材料40P成型为覆盖带端子的电线1的保护区域的形状的防水树脂部40的工序。
在嵌件成型工序中,首先,将带端子的电线1的保护区域配置在用于使防水树脂部40成型的金属模52的内部的预先设定的位置。然后,将由芳香族尼龙构成的熔融状态的树脂材料40P从树脂供给装置53向金属模52内射出。由此,将芳香族尼龙的防水树脂部40形成为覆盖带端子的电线1的保护区域的形状。
另外,图2(d)所示的金属模52的图为金属模52的剖视图。
在嵌件成型前暂时固化的粘接层30通过嵌件成型中的熔融树脂的热而暂时地软化,与成型物即防水树脂部40熔接。由此,通过粘接层30形成与绝缘电线10的绝缘被覆层12粘接的防水树脂部40。
另外,重要的是,在嵌件成型时,粘接层30不会因从射出的熔融树脂受到的压力而从绝缘被覆层12剥离。即,绝缘被覆层12和粘接层30的粘接强度需要大于嵌件成型时从熔融树脂受到的最大剪切应力。考虑到这一点,优选的是,绝缘被覆层12与粘接层30的粘接强度在按照JIS的K6850的规定的实验的150℃的环境(气氛温度)下在183kPa以上。
<效果>
构成粘接层30的乙烯和构成绝缘被覆层12的聚烯烃类树脂均为烯烃类树脂,因此彼此容易在分子级别结合,从而稳固地接合。
而且,构成粘接层30的甲基丙烯酸缩水甘油酯具有极性基(环氧基),作为防水树脂部40的材料的芳香族尼龙也具有极性基(酰胺基)。因此,粘接层30与防水树脂部40通过各自的极性基的引力而稳固地接合在一起。
根据以上所示的情况,由聚烯烃类树脂构成的绝缘被覆层12与由芳香族尼龙构成的防水树脂部40通过由ET-GMA共聚体和酚类固化剂的配合物构成的粘接层30稳固地粘接在一起。而且,包括ET-GMA共聚体的粘接层30具有能够应对绝缘被覆层12与防水树脂部40之间的热膨胀的差异的足够的伸缩性,并且耐水性也优良。因此,通过采用带端子的电线1,能够提高绝缘被覆层12与防水树脂部40之间的部分的止水性。而且,在采用带端子的电线1的情况下,无需制造的工时和设备的增加。
并且,包括ET-GMA共聚体的粘接层30和由芳香族尼龙构成的防水树脂部40耐油性也优良。因此,带端子的电线1也适用于机动车中存在发动机油或制动器油等油的附着的部位。而且,包括酚类固化剂的粘接层30耐热性也优良。因此,带端子的电线1也适用于机动车中高温的部位。
而且,由ET-GMA共聚体和酚类固化剂的配合物构成的树脂能够形成为片状。因此,在形成粘接层30的工序中,可以采用将粘接片30S卷绕于绝缘电线10并且对粘接片30S进行加热的工序。在该情况下,无需进行将以挥发性的溶剂稀释了的状态的粘接剂涂敷于绝缘被覆层12的表面的涂敷工序以及使溶剂挥发的干燥工序。其结果是,能够大幅地缩短带端子的电线1的制造的准备时间。
另外,一般来说,假定搭载于机动车中的线束在-40℃至150℃的范围的温度环境下使用。而且,绝缘电线10的绝缘被覆层12的厚度大多在0.7mm以下。并且,为了满足防水树脂部40要求的强度的条件,并且使防水树脂部40尽量轻量化,优选防水树脂部40的厚度为1.0mm左右。
因此,优选的是,在机动车用的带端子的电线1中,粘接层30在以上所示的条件下具有补充绝缘被覆层12与防水树脂部40之间的热膨胀的差异的伸缩性。因此,优选的是,粘接层30由下述材料构成,所述材料通过按照JIS的K6251的规定的实验,在伸缩性的面处于最严苛的环境温度即-40℃的环境(气氛温度)下产生104.7%以上的伸长率。
<评估试验和评估结果>
以下,参照图3和图4说明带端子的电线1的防水性能的评估方法以及评估结果。图3是示出用于带端子的电线1的防水性能的评估的试验方法的示意图。
带端子的电线1的防水性能的评估试验是对带端子的电线1和与带端子的电线1相比仅粘接层的材料不同的两种带端子的电线进行比较的实验。在以下的说明中,将作为评估对象的3种带端子的电线统称为评估样本2。而且,图3中所示的标号30X表示评估样本2的粘接层。
另外,在图3中,对与图1和图2所示的构成要素相同的构成要素标以相同标号。
如图3所示,在评估样本2中,绝缘电线10的与金属端子20连接的一侧的相反侧的端部被热收缩管等封闭件8密封,使得空气不会进入绝缘被覆层12的内侧。
而且,在评估样本2中,从防水树脂部40的端部到粘接层30X为止的尺寸L1为2mm。即,粘接层30X形成于从防水树脂部40的端部到2mm进深为止的位置。并且,在评估样本2中,粘接层30X的宽度L2为10mm。而且,粘接层30X的厚度在10μm以上。
而且,在评估样本2中,芯线11的直径为2.4mm,绝缘被覆层12的厚度为0.7mm,防水树脂部40的覆盖绝缘被覆层12的部分的厚度为2.02mm。
而且,在评估试验中,评估样本2中的从防水树脂部40的一部分到被封闭件8密闭的一侧的绝缘电线10的端部为止的部分以插入于筒部件9的内侧的状态被保持。并且,筒部件9的一侧的开口91被防水树脂部40密闭。
而且,在评估试验中,评估样本2的从前端的金属端子20到由筒部件9包围的绝缘电线10的一部分为止的区域浸在积存于水槽7内的水6中。并且,在评估试验中,从筒部件9的另一侧的开口92供给最大100kPa的压力的压缩空气。
在以上所示的评估试验中,将从评估样本2的防水树脂部40与金属端子20的间隙的部分没有产生气泡的情况评估为合格(OK),将产生气泡的情况评估为不合格(NG)。而且,评估试验是在环境温度(气氛温度)不同的4组试验条件EC1~EC4下进行的。
第一试验条件EC1为将环境温度维持在常温(大约25℃)的条件。第二试验条件EC2为将环境温度维持在150℃的条件。第三试验条件EC3为将环境温度维持在-40℃的条件。第四试验条件EC4为使环境温度在-40℃~100℃之间变化5分钟,并在-40℃或100℃维持30分钟的条件。
图4是示出带端子的电线1的防水性能的评估结果的图。在图4中,标号S0、S1、S2是3种评估样本2的识别标号。
第一评估样本S0是带端子的电线1。即,第一评估样本S0的粘接层30X是由ET-GMA共聚体和酚类固化剂的配合物构成的粘接剂的层。另一方面,第二评估样本S1的粘接层30X是硅类粘接剂的层。而且,第三评估样本S2的粘接层30X是丁基橡胶类粘接剂的层。
而且,在图4中,“OK”表示从评估样本2的防水树脂部40与金属端子20的间隙的部分没有产生气泡从而合格的情况,“NG”表示产生气泡从而不合格的情况。
如图4所示,在环境温度维持在150℃的第二试验条件EC2下,3种评估样本2全部得到良好的结果。然而,在其他的环境温度的条件下,仅具有由ET-GMA共聚体和酚类固化剂的配合物构成的粘接层30X的带端子的电线1得到良好的结果,而其他评估样本2均未得到良好的结果。根据以上的评估结果,证实了带端子的电线1的优良的止水性。
标号说明
1:带端子的电线;
2:评估样本;
EC1、EC2、EC3、EC4:试验条件(温度条件)的识别标号;
S0、S1、S2:评估样本的识别标号;
6:水;
7:水槽;
8:封闭件;
9:筒部件;
10:绝缘电线;
11:芯线;
12:绝缘被覆层;
20:金属端子;
21:连接部;
30、30X:粘接层;
30S:粘接片;
40:防水树脂部;
40P:树脂材料;
51:加热器;
52:金属模;
53:树脂供给装置;
91、92:筒部件的开口。
Claims (4)
1.一种带端子的电线,其特征在于,具备:
绝缘电线(10),具有导电性的芯线(11)和覆盖该芯线(11)的周围的聚烯烃类树脂的绝缘被覆层(12);
金属端子(20),在所述绝缘电线(10)的端部与所述芯线(11)电连接;
粘接层(30),由乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚体与酚类固化剂的配合物构成,在所述绝缘电线(10)的端部的所述绝缘被覆层(12)的表面的整周形成;以及
防水树脂部(40),由芳香族尼龙构成,通过将至少包括从所述绝缘电线(10)的形成所述粘接层(30)的部分到所述金属端子(20)的与所述芯线(11)的连接部为止的区域的保护区域作为嵌件部的嵌件成型来覆盖所述保护区域而形成。
2.根据权利要求1所述的带端子的电线,其特征在于,
所述粘接层(30)由在按照JIS的K6251的规定的实验的-40℃的环境下产生104.7%以上的伸长率的材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的带端子的电线,其特征在于,
所述绝缘被覆层(12)与所述粘接层(30)的粘接强度在按照JIS的K6850的规定的实验的150℃的环境下在183kPa以上。
4.一种带端子的电线的制造方法,用于制造带端子的电线,
所述带端子的电线具备:绝缘电线(10),具有导电性的芯线(11)和覆盖该芯线(11)的周围的聚烯烃类树脂的绝缘被覆层(12);金属端子(20),在所述绝缘电线(10)的端部与所述芯线(11)电连接;以及防水树脂部(40),通过覆盖至少包括从所述绝缘电线(10)的端部的所述绝缘被覆层(12)的部分到所述金属端子(20)的与所述芯线(11)的连接部(21)为止的区域的保护区域而形成,
所述带端子的电线的制造方法的特征在于,具有如下工序:
片卷绕工序,将由乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚体与酚类固化剂的配合物构成的片状的粘接剂即粘接片(30S)在所述绝缘电线(10)的端部的所述保护区域中的所述绝缘被覆层(12)的整周卷绕;
粘接工序,通过对卷绕在所述绝缘电线(10)的端部的所述粘接片(30S)进行加热,使其粘接在所述绝缘电线(10)的所述绝缘被覆层(12);以及
嵌件成型工序,通过将所述绝缘电线(10)的所述保护区域作为嵌件部的嵌件成型,将由芳香族尼龙构成的树脂材料成型为覆盖所述保护区域的形状的所述防水树脂部(40)。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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