CN108615577A - 具有端子的电线、具有端子的电线的制造方法以及线束 - Google Patents

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Abstract

一种具有端子的电线，包括：电线、电连接至电线的端子、以及覆盖电线和端子之间的连接部的保护层。端子在连接部中由不同于电线的导体材料的材料制成。保护层包括斥水层，该斥水层在其表面层上具有通过微细颗粒的聚集体形成的微细的凹凸结构，并且具有150°以上的水接触角。

Description

具有端子的电线、具有端子的电线的制造方法以及线束
技术领域
本发明涉及一种具有端子的电线、具有端子的电线的制造方法、以及线束。
背景技术
包括电线和设置在电线末端的端子的具有端子的电线通常用作用于汽车的线束。关于这种类型的具有端子的电线，提出使用用铝作为导体的电线(铝电线)。相比于用铜作为导体的情形，铝电线重量轻且成本低，但是由于端子中使用的材料(例如，铜)和铝之间的自然电位的差异，当液体附着至导体和端子之间的连接部时，有时可能产生导体的腐蚀(所谓的电化学腐蚀)。
基于与上述相同的理由，即使在不使用铝电线的情况下，当构成电线的导体的材料不同于构成端子的材料(即，不同的金属连接)时，在导体和端子之间的连接部中有时可能发生电化学腐蚀。
鉴于上述，传统的具有端子的电线(以下称作“传统制品”)中的一个中，诸如硅橡胶的用于阻断水的密封材料预先设置于端子的内表面，并且端子和导体互相按压结合以通过用于阻断水的密封材料包围导体和端子之间整个连接部。通过这样，传统制品防止电解溶液等进入导体和端子之间的连接部，并且防止连接部中的腐蚀(参见专利文献1：JP-A-2013-80682)。
[专利文献1]JP-A-2013-80682
根据现有技术，从确保充分的阻水性的立场，原则上难以减小用于阻断水的密封材料的厚度。因此，由于用于阻断水的密封材料的厚度而使端子本身的大小增加(变厚)，并且根据具体情况，存在端子难以附接至端子装接至的目标(例如，连接器的腔)的可能性。换言之，在传统制品中，加强了电线的导体和端子之间的连接部的抗腐蚀性，但是存在损害与端子装接至的目标的适配性的可能性。
发明内容
一个以上的实施方式提供了一种能够在维持与端子装接至的目标的适配性的同时防止电线的导体和端子之间的连接部中的腐蚀的具有端子的电线、一种具有端子的电线的制造方法、以及一种线束。
根据方面(1)，一种具有端子的电线，包括电线、电连接至电线的端子、以及覆盖电线和端子之间的连接部的保护层。端子在连接部中由不同于电线的导体材料的材料制成。保护层包括斥水层，该斥水层在其表面层上具有通过微细颗粒的聚集体形成的微细的凹凸结构，并且具有150°以上的水接触角。
在方面(2)中，电线的导体可以由铜、铝或者铝合金制成。端子可以包括：由铜或铜合金制成的基材，以及形成在基材的表面上的由锡、金或者银制成的镀层。
根据方面(1)，电线的导体和端子之间的连接部由保护层覆盖，该保护层具有斥水层，该斥水层在其表面层上具有微细的凹凸结构并且进一步具有150°以上的水接触角(即，具有超斥水性)。保护层(斥水层)包括微细颗粒的聚集体，并且通过在表面层的微细的凹凸结构中形成许多小得使得水无法进入的微小间隙(换言之，空气层)而变得具有超斥水性。结果，水难以进入电线的导体和端子之间的连接部，并且即使电线的导体和端子由不同的材料形成(即使通过不同的金属连接)，也能够防止连接部中的腐蚀。
此外，由于如上所述的表面层的结构等，保护层(斥水层)展现屏蔽水的作用。因此，即使相比于传统制品的用于阻断水的密封材料，保护层(斥水层)具有薄的厚度，也能够充分防止水进入连接部。例如，当具有分散于其中的能够形成斥水层的微细颗粒(例如，纳米颗粒)的分散体涂布于连接部并且随后干燥时，能够形成具有比传统制品的厚度小的厚度的斥水层。结果，能够提高抗腐蚀性而不实质地劣化与端子装接至的目标(例如，连接器的腔)的适配性。
因此，具有上述构造的具有端子的电线能够防止电线的导体和端子之间的连接部中的腐蚀，同时维持与端子装接至的目标的适配性。
构成斥水层的微细颗粒可以是任意微细颗粒，只要那些微细颗粒是能够在表面层的微细的凹凸结构中形成许多小得使得水无法进入的微小间隙(空气层)的微细颗粒即可，并且不特别限定其构成材料、颗粒形状、粒形等。构成斥水层的微细颗粒的实例包括具有200～8,000nm平均粒径的聚四氟乙烯微细颗粒和具有10～5,000nm的平均粒径的颗粒二氧化硅。例如，使用的平均粒径是通过激光衍射散射法获得的粒径分布中积分值50％的粒径，或者是使用扫描电子显微镜或者透射式电子显微镜测量的平均一次粒形(averageprimary grain shape)。
从增强保护层耐久性的立场，电线和端子之间的连接部可以由底漆层覆盖并且可以额外地在底漆层上形成斥水层(微细颗粒的聚集体)。因此，当已经设置底漆层时，相比于形成斥水层以覆盖连接部的情形，斥水层与连接部的粘附增强。结果，能够确实地防止保护层(斥水层)的剥离等，从而进一步增强抗腐蚀性。
根据方面(2)，电线的导体与连接部中包含不同于导体的材料的材料的端子(具体地，端子的表面上的镀层)进行接触。即，不同的金属连接形成在连接部中。
在方面(3)中，一种具有端子的电线的制造方法，所述具有端子的电线包括电线和电连接至所述电线的端子，所述方法包括：将所述电线的导体电连接至由不同于所述导体的材料的材料制成的所述端子，并且形成覆盖所述导体与所述端子之间的连接部的保护层，所述保护层具有斥水层，该斥水层在其表面层上具有通过微细颗粒的聚集体形成的微细的凹凸结构，并且具有150°以上的水接触角。
与方面(1)相似的，根据方面(3)，电线的导体和端子之间的连接部由保护层覆盖，该保护层具有斥水层，该斥水层在其表面层上具有微细的凹凸结构并且进一步具有150°以上的水接触角(即，具有超斥水性)。保护层(斥水层)包括微细颗粒的聚集体，并且通过在表面层的微细的凹凸结构中形成许多小得使得水无法进入的微小间隙(换言之，空气层)而变得具有超斥水性。即，由于如上所述的表面层的结构等，保护层(斥水层)展现屏蔽水的作用。因此，即使相比于传统制品的用于阻断水的密封材料，保护层(斥水层)具有薄的厚度，也能够充分防止水进入连接部。
结果，水难以进入电线的导体和端子之间的连接部，并且即使电线的导体和端子包含不同的材料(即使通过不同的金属连接)，也能够防止连接部中的腐蚀。此外，能够提高抗腐蚀性而不实质地劣化与端子装接至的目标(例如，连接器的腔)的适配性。
因此，根据具有上述构造的具有端子的电线的制造方法，能够防止电线的导体和端子之间的连接部中的腐蚀，同时维持与端子装接至的目标的适配性。
与方面(2)相似的，在形成保护层的步骤中，底漆层可以形成为覆盖连接部并且斥水层(微细颗粒的聚集体)可以额外形成为覆盖底漆层。因此，当已经设置底漆层时，相比于形成斥水层以直接覆盖连接部的情形，斥水层与连接部的粘附增强。结果，能够确实地防止保护层(斥水层)的剥离等，从而进一步增强抗腐蚀性。
在方面(4)中，线束可以包括所述具有端子的电线。
与方面(1)或者(2)相似的，根据方面(4)，电线的导体与端子之间的连接部由保护层覆盖，该保护层具有斥水层，该斥水层在其表面层上具有微细的凹凸结构并且进一步具有150°以上的水接触角(即，具有超斥水性)。保护层(斥水层)包括微细颗粒的聚集体，并且通过在表面层的微细的凹凸结构中形成许多小得使得水无法进入的微小间隙(换言之，空气层)而变得具有超斥水性。即，由于表面层的结构等，保护层(斥水层)展现屏蔽水的作用。因此，即使相比于传统制品的用于阻断水的密封材料，保护层(斥水层)具有薄的厚度，也能够充分防止水进入连接部。
结果，水难以进入导体和端子之间的连接部，并且因此，即使电线的导体和端子包含不同的材料(即使通过不同的金属连接)，也能够防止连接部中的腐蚀。此外，能够提高抗腐蚀性而不实质地劣化与端子装接至的目标(例如，连接器的腔)的适配性。
因此，根据具有上述构造的线束，能够防止电线的导体和端子之间的连接部中的腐蚀，同时维持与端子装接至的目标的适配性。
本发明的有益效果
根据一个以上的实施方式，能够防止电线的导体的腐蚀，同时维持端子的形状的设计自由度和与端子装接至的目标的适配性。
通过参考附图阅读如下文描述的具体实施方式，一个以上的实施方式的细节将更加清楚。
附图说明
图1是根据本实施例的具有端子的电线的示意透视图。
图2(A)至2(C)是说明图1所示的具有端子的电线的制造方法的视图。图2(A)示出电线已经从端子分离的状态(连接之前)，图2(B)示出电线已经连接至端子的状态，并且图2(C)示出保护层(斥水层)已经形成以覆盖电线的导体和端子之间的连接部的状态。
图3是图2(C)中A-A截面图。
图4(A)和4(B)是说明保护层(斥水层)的表面状态的示意图。图4(A)是保护层(斥水层)的表面的放大图，并且图4(B)是示出保护层(斥水层)的表面和水滴之间的关系的示意图。
附图标记说明
10电线
12导体
20端子
30保护层
31底漆层
32斥水层
P连接部
100具有端子的电线
具体实施方式
参考附图描述示例性实施例。
<结构>
如图1所示，根据本发明的一个实施例的具有端子的电线100包括电线10、按压结合至电线10的末端的端子20，以及覆盖电线10和端子20之间的连接部的保护层30。下面通过参考图2(A)至2(C)所示的具有端子的电线100的制造方法描述那些部件的具体结构等。
如图2(A)所示，电线10具有包括扭绞的多根包含铝材料的股线11的导体12。导体12由包含绝缘树脂的绝缘被覆13覆盖。图2(A)示出在电线10的末端剥离绝缘被覆13并且导体12露出的状态。
导体12中使用的铝材料可以为一般的工业纯铝，并且可以是包括铝和添加至其中的其他添加元素(Fe、Mg等)的铝合金。可以考虑导体12要求的重量、强度耐久性等适当地选择铝材料，并且不特别限定。
端子20是阴端子并且包括：其中插入匹配的阳端子(未示出)的盒状部21、在长度方向从盒状部21向后设置的导体压结部22、以及在长度方向从导体压结部22向后设置的电线固定部23。盒状部21、导体压结部22和电线固定部23一体地形成。端子20包括作为基材的铜或铜合金、以及设置于基材表面的锡、金、或者银的镀层。端子20不总必须是阴端子，并且可以是其他端子(例如，阳端子)。
如图2(A)所示，在按压结合至电线10(具体地，导体12)之前的导体压结部22包括端子底部24和在端子底部24的宽度方向从两侧在斜向外上侧延伸的一对导体压接片25。类似地，按压结合之前的电线固定部23包括：与导体压结部22的端子底部24共通的端子底部24、以及在端子底部24的宽度方向从两侧在斜向外上侧延伸的一对被覆压接片26。
如图2(B)所示，导体12插入导体压接片25之间以与端子底部24接触，并且导体压接片25随后被压接以从右、左两侧保持导体12的周表面。因此，电线10的导体12电连接至端子20的端子底部24和导体压接片25。换言之，导体12、端子底部24和导体压接片25(即，导体压结部22)构成电线10和端子20之间的连接部P。
被覆压接片26被压接以从右、左两侧保持绝缘被覆13的周表面，并且被覆压接片26固定至绝缘被覆13。因此，电线10不能分离地连接至端子20。
如图2(C)所示，形成保护层30以覆盖连接部P。在该实例中，除了连接部P，还形成保护层30以覆盖被覆压接片26。为了简便，下文将其上具有形成的保护层30的部位(图2(A)至2(C)中对应于连接部P和被覆压接片26的部位)称作“覆盖部位”。保护层30可以直接地形成于覆盖部位上，并且可以形成为使得底漆层(下文将详细描述)夹置在在覆盖部位和保护层30之间。具体地，当已经使用底漆层时，保护层30包括形成为覆盖连接部P(图3的截面图中的端子底部24和导体压接片25)的底漆层31和形成为覆盖底漆层31的斥水层32，如图3的截面图所示。另一方面，当不使用底漆层时，保护层30仅包括斥水层32。
通过例如向覆盖部位(连接部P等)涂布用于构成底漆层31的液体材料并且固化液体材料而形成底漆层31。能够用作于底漆层31的树脂的示例具体地包括醋酸乙烯酯、胺基树脂、丙烯酸树脂、酚树脂、硅酮改性的丙烯酸树脂、偏二氯乙烯树脂、氯乙烯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、硅酮树脂、氟树脂、聚酯树脂和聚烯烃树脂中的至少一个。
通过例如向底漆层31涂布(或者通过喷雾喷射等)具有分散在其中的用于构成斥水层32的微细颗粒的分散体以覆盖底漆层，并且随后干燥分散体而形成斥水层32。斥水层32中使用的微细颗粒的实例具体地包括有机颗粒和无机颗粒的至少任一者。有机颗粒的实例包括：含氟合成树脂，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基树脂(PFA)、乙烯四氟乙烯树脂(ETFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)；热塑性树脂，诸如聚乙烯和氯乙烯；热固性树脂，诸如尿素树脂、酚树脂和硅酮树脂；以及工程塑料，诸如聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸脂和聚合物合金。有机颗粒优选为不溶于有机溶剂。无机颗粒实例包括硅、锡、钛、铝、锆、铈、锑、镁、钙和锌中任一种的氧化物以及碳中的至少一个。
如图4(A)所示，斥水层32是包括许多微细颗粒32(A)的聚集体的薄片的层状体。因为斥水层32具有这样的结构，如图4(B)所示，微细的凹凸结构形成于其表面层，并且额外地，许多小得使得水无法进入的微小间隙32(B)(换言之，空气层)形成在表面层的微细的凹凸结构中。此外，由于形成于斥水层32的表面层的微细的凹凸结构，水与斥水层32的表面的水接触角为150°以上。换言之，斥水层32具有超斥水性。因此，即使水试图从外部进入连接部P，水也由斥水层32的表面层排斥(屏蔽)，并且水不能进入连接部P。由于微细的凹凸结构，斥水层32具有超斥水性。然而，从增强斥水层32的耐久性的立场，优选的是斥水层32中包含的微细颗粒本身具有斥水性。微细颗粒的实例包括由含氟合成树脂和硅酮树脂形成的微细颗粒。
上述接触角是通过量化物体的表面上的湿润度而获得的值，并且能够限定为“静止液体的自由表面与固体壁进行接触的位置处液体表面和固体表面之间的角度(液体内部的角度)”。
具有上述构造的具有端子的电线100能够用作构成线束的电线。具体地，例如，通过将具有端子的电线100的端子20插入连接器的腔(未示出)而构造具有连接器的电线，并且将包括具有连接器的电线的各种部件(例如，波纹管、保护器和索环(grommet))与连接器组合，从而构成线束。
<评价>
下面描述具有端子的电线100的抗腐蚀性的评价。
进行实验以评价具有端子的电线100的抗腐蚀性。具体地，根据以下描述的方法制作表1所示的多个样本(具有端子的电线100)。
具体地，如参考图2(A)和2(B)描述的，端子20(基材：铜合金，表面层：锡镀层)电连接至电线10(导体12：铝合金，绝缘被覆13：聚氯乙烯)。如图2(C)和图3所示，底漆层31(材料：环氧树脂，厚度：见表1)形成于覆盖部位(连接部P等)，并且斥水层32(材料：见表1，厚度：见表1)随后形成于底漆层31上。
通过利用传统的喷雾涂层方法将构成底漆层31的材料涂布至覆盖部位，并且随后在常温干燥材料30分钟而形成底漆层31。通过利用传统的喷雾涂层方法将表1所示的构成材料涂布至底漆层，并且随后在常温干燥材料60分钟而形成斥水层32。
用于形成斥水层32的构成材料为NTT Advance Technology Corporation制造的HIREC 100(注册商标)、King Industries,Inc.制造的NeverWet、Fluoro Technology制造的FLUOROSURF(注册商标)、以及由NOK Corporation制造的NOXBARRIER(注册商标)，如表1所示。
在上述构成材料中，当使用HIREC 100(注册商标)时，形成包含通过氟型硅酮树脂固定的具有200～8,000nm的平均粒径的聚四氟乙烯颗粒的斥水层32。作为本发明人观察等的结果，确认斥水层32在其表面上具有微细的凹凸结构。另一方面，在上述构成材料中，当使用NeverWet、FLUOROSURF(注册商标)和NOXBARRIER(注册商标)形成斥水层32时，确认斥水层32的表面未形成微细的凹凸结构。
测量如此制作的样本(具有端子的电线100)中斥水层32与水的接触角。此外，测量每个样本的抗腐蚀性。
使用接触角计量器测量从微量注射器向每个样本的斥水层32的表面滴落1μl水滴之后即刻的接触角，作为与水的接触角。
进行腐蚀评价测试(铝离子洗脱试验)用于评价抗腐蚀性。具体地，作为阴极的每个样本(具有端子的电线100)和作为阳极的铜电极浸泡在具有5％浓度的100ml盐水中，并且在两者间施加10V的电压150秒。其后，通过ICP原子发射光谱测量盐水中洗脱的铝离子的量。作为测量的结果，洗脱的铝的量为0.1ppm以下的情形评价为“A”，并且洗脱的铝的量大于0.1ppm的情形评价为“B”。
测试结果如下列表1所示。在表1中，样本号1和2示出的样本对应于实施例，并且样本号3至5示出的样本对应于比较例。
表1
如表1所示，作为测试的结果，确认当在样本号3至5(比较例)中斥水层32与水的接触角小于150°时，无论是否存在底漆层都不能获得充分的抗腐蚀性(评价B)。
另一方面，确认当样本号1和2(实例)中斥水层32与水的接触角为150°并且在斥水层32的表面上存在微细的凹凸结构时，获得充分的抗腐蚀性(评价A)。
由上述结果清楚可见的是，当覆盖部位(连接部P等)被具有在其表面上具有微细的凹凸结构并且进一步具有150°以上的水接触角(即，具有超斥水性)的斥水层32的保护层30覆盖时，即使由不同的材料形成电线10的导体12和端子20(不同的金属连接)，也能够防止连接部P的腐蚀。因此，当使用上述斥水层32时，即使相比于传统制品的用于阻断水的密封材料保护层30(斥水层32)的厚度小，也能够充分防止水进入连接部P。
因此，根据本发明的实施例的具有端子的电线100能够防止电线10的导体12和端子20之间的连接部P中的腐蚀而不实质地劣化与端子20装接至的目标(例如，连接器的腔)的适配性。
当由底漆层31覆盖覆盖部位并且斥水层32形成于底漆层31上时，相比于使斥水层32直接地覆盖覆盖部位的情形，能够提高斥水层32与覆盖部位的粘附。因此，当设置底漆层31时，能够进一步确实地防止保护层30(斥水层32)剥离，并且进一步增强抗腐蚀性。
本发明不限于上述各个实施例，并且能够在本发明的范围内使用各种修改例。例如，本发明不限于上述实施例，并且能够适当地进行修改、改进等。只要能够实现本发明，上述实施例中每个构成元件的材料、形状、大小、数量、布置位置等是可选择性的，而不是限制性的。
根据本发明的具有端子的电线、具有端子的电线的制造方法和线束的实施例的特征简短地且概括地描述为如下(1)至(4)。
(1)一种具有端子的电线(100)，包括：
电线(10)；
端子(20)，其电连接至所述电线；以及
保护层(30)，其覆盖所述电线与所述端子之间的连接部(P)，
其中所述端子(20)在连接部(P)中由不同于所述电线的导体材料的材料制成，并且
其中所述保护层(30)包括斥水层(32)，该斥水层(32)在其表面层上具有通过微细颗粒的聚集体形成的微细的凹凸结构，并且具有150°以上的水接触角。
(2)根据上述(1)所述的具有端子的电线，
其中所述电线的导体(12)由铜、铝或者铝合金制成，并且
其中所述端子(20)包括：由铜或铜合金制成的基材，以及形成在所述基材的表面上的由锡、金或者银制成的镀层。
(3)一种具有端子的电线(100)的制造方法，所述具有端子的电线(100)包括电线(10)和电连接至所述电线的端子(20)，所述方法包括：
将所述电线的导体(12)电连接至所述端子，所述端子由不同于所述导体的材料的材料制成，并且
形成覆盖所述导体与所述端子之间的连接部(P)的保护层(30)，该保护层(30)具有斥水层(32)，该斥水层(32)在其表面层上具有通过微细颗粒的聚集体形成的微细的凹凸结构，并且具有150°以上的水接触角。
(4)一种线束，所述线束包括根据上述(1)或者(2)中任一项所述的具有端子的电线。

Claims (4)

1.一种具有端子的电线，包括：
电线；
端子，该端子电连接至所述电线；以及
保护层，该保护层覆盖所述电线与所述端子之间的连接部，
其中，所述端子在所述连接部中由不同于所述电线的导体材料的材料制成，并且
其中，所述保护层包括斥水层，该斥水层在其表面层上具有通过微细颗粒的聚集体形成的微细的凹凸结构，并且具有150°以上的水接触角。
2.根据权利要求1所述的具有端子的电线，
其中，所述电线的导体由铜、铝或者铝合金制成，并且
其中，所述端子包括：由铜或铜合金制成的基材，以及形成在所述基材的表面上的由锡、金或者银制成的镀层。
3.一种具有端子的电线的制造方法，所述具有端子的电线包括电线和电连接至所述电线的端子，该方法包括：
将所述电线的导体电连接至所述端子，所述端子由不同于所述导体的材料的材料制成，并且
形成覆盖所述导体与所述端子之间的连接部的保护层，所述保护层具有斥水层，该斥水层在其表面层上具有通过微细颗粒的聚集体形成的微细的凹凸结构，并且具有150°以上的水接触角。
4.一种线束，该线束包括根据权利要求1或2所述的具有端子的电线。
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