JP2011029102A - ハーネス及びハーネスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、異なる導電性金属材料で構成された接続端子と電線とを接続して構成するハーネスであっても、生産性を低減させることなく、接続箇所に電位差腐食が生じず、接続信頼性の高い接続構造及びハーネスの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】銅合金製のメス型接続端子３０におけるワイヤーバレル３３に、銅合金とは異なるアルミニウム合金製アルミニウム電線２１を電気的に接続して構成するホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１の製造方法において、ワイヤーバレル３３とアルミニウム電線２１とを電気的に接続し、ワイヤーバレル３３とアルミニウム電線２１との接続箇所Ｔに、熱収縮チューブ１１の内面側にホットメルト１２を有するホットメルト付熱収縮チューブ１０を装着し、ホットメルト付熱収縮チューブ１０を加熱して、熱収縮チューブ１１を収縮させるとともに、ホットメルト１２を熱融解し、ホットメルト１２を接続箇所Ｔに密着させた。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、アルミニウム電線を銅製接続端子に接続して構成するようなハーネス及びその製造方法に関する。

それぞれ異種金属で構成した電線と接続端子とを接続すると、電位差が生じるため、接続箇所に電流が流れて腐食が発生するおそれがある。
詳しくは、金属は電気が通るような液体（電解質の溶液媒体）の中においては、電気化学的にみてそれぞれが電位という独自の序列を持っており、電位の高い貴な金属と、電位の低い卑な金属とが接触した場合、接続箇所に電位差が生じるため、卑な金属が陽極（アノード）、貴な金属が陰極（カソード）となって電流が流れて腐食が発生する。

この電流が流れたことによって生じる腐食を電位差腐食といい、この電位差腐食の度合いは、接触部分に存在する溶液媒体に影響される。詳しくは、不純物のない水が溶液媒体として介在する場合の電位差腐食の度合いは低く、海水や化学薬品などの高電導性溶液媒体の場合の電位差腐食の度合いは高くなる。

これに対し、特許文献１では、短尺の銅線を介してアルミ線を銅製接続端子に接続するとともに、短尺銅線とアルミ線の接続箇所を熱収縮チューブで覆う接続構造が提案されている。この接続構造により、短尺銅線とアルミ線の接続箇所に介在する溶液媒体を減らし、電位差腐食の度合いを低減できるとされている。

しかし、単に熱収縮チューブだけで短尺銅線とアルミ線の接続箇所を覆った場合、完全に隙間を無くすことは困難であり、わずかな隙間から水分が入り込み、短尺銅線とアルミ線の接触部分に達し、電位差腐食が生じるおそれがある。このような短尺銅線とアルミ線との接触部分に存在するわずかな隙間に生じる電位差腐食を隙間腐食という。これは短尺銅線とアルミ線との接触部分に存在するわずかな隙間に入り込んだ水に溶けていた酸素が、腐食反応によって消費され、隙間以外の水中の酸素量と差が生じ、一種の酸素濃淡電池を作ることとなり隙間部における腐食がさらに進むからである。これを防止するためには、短尺銅線とアルミ線との接触部分に隙間を作らないことが重要であるが、上記特許文献１で提案された接続構造では十分ではなかった。

また、特許文献１で提案された接続構造では、接続端子とアルミ線以外に短尺銅線が必要となり、接続箇所も接続端子と短尺銅線、短尺銅線とアルミ線との２箇所となるため、生産性が低減するといった問題もあった。

特開２００９−９７３６号公報

この発明は、異なる導電性金属材料で構成された接続端子と電線とを接続して構成するハーネスであっても、生産性を低減させることなく、接続箇所に電位差腐食が生じず、接続信頼性の高い接続構造及びハーネスの製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、第１導電性金属材料で構成された接続端子における電線接続部に、前記第１導電性金属材料とは異なる種類の第２導電性金属材料で構成された電線を電気的に接続して構成するハーネスにおいて、前記電線接続部と前記電線の接続箇所を、熱収縮チューブの内面側に熱可塑性接着剤を有し、加熱によって収縮した熱収縮チューブの内面側で熱融解した前記熱可塑性接着剤が前記接続箇所に密着する熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブで被覆したことを特徴とする。

また、この発明は、第１導電性金属材料で構成された接続端子における電線接続部に、前記第１導電性金属材料とは異なる種類の第２導電性金属材料で構成された電線を電気的に接続して構成するハーネスの製造方法において、前記電線接続部と前記電線とを電気的に接続し、前記電線接続部と前記電線との接続箇所に、熱収縮チューブの内面側に熱可塑性接着剤を有する熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブを装着し、前記熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブを加熱して、前記熱収縮チューブを収縮させるとともに、前記熱可塑性接着剤を熱融解し、前記熱可塑性接着剤を前記接続箇所に密着させたことを特徴とする。

この発明の態様として、前記電線を、絶縁性被覆材で被覆した被覆電線で構成するとともに、前記接続端子を、長手方向に配置した嵌合端子部と、前記電線接続部と、被覆圧着部と、それぞれを連結する中間部とで構成し、前記熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブの長手方向の一方側の端部を、前記電線をかしめる前記電線接続部より前記嵌合端子部側である第１中間部に配置し、他方側の端部を、前記絶縁被覆材をかしめる前記被覆圧着部を跨いで他方側に位置する前記絶縁被覆材上に配置することができる。

また、この発明の態様として、前記第１導電性金属材料を、銅あるいは銅合金で構成するとともに、前記第２導電性金属材料を、アルミニウムあるいはアルミニウム合金で構成することができる。

上記第１導電性金属材料及び第２導電性金属材料は、電気化学的に電位の高い貴な金属と電気化学的に電位の低い卑な金属とで構成することができる。
上記接続端子は、メス型コネクタを有するメス型接続端子、あるいはオス型コネクタを有するオス型接続端子とすることができる。

上記絶縁被覆は、例えばＰＥＴ樹脂等の不導電性合成樹脂製の被覆とすることができる。
上記電線接続部は、ワイヤーバレルとすることができる。

上記熱収縮チューブは、ポリオレフィン、フッ素系ポリマー、あるいはエラストマー材料に放射線架橋することにより、加熱によって収縮する熱収縮特性を有するチューブとすることができる。

上記熱可塑性接着剤は、加熱によって軟化して流動しやすくなり、接着対象物の表面に密着し、冷めると硬化して接着完了するホットメルトとすることができる。
上記電線接続部と電線との電気的接続は、圧着接続、圧接接続あるいはろう接などの接続方法とすることができる。

上記嵌合端子部は、メス型コネクタ、あるいはオス型コネクタとすることができる。
上記被覆圧着部は、インシュレーションバレルとすることができる。

この発明によれば、異なる導電性金属材料で構成された接続端子と電線とを接続して構成するハーネスであっても、生産性を低減させることなく、接続箇所に電位差腐食が生じず、接続信頼性の高い接続構造及びハーネスの製造方法を提供することができる。

ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネスの斜視図。 ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネスの説明図。 メス型接続端子と被覆電線とを電気的接続する状態の斜視図。 ホットメルト付熱収縮チューブを所定位置に装着する状態の斜視図。 ホットメルト付熱収縮チューブを所定位置に装着し、加熱する状態の斜視図。 ホットメルト付熱収縮チューブを所定位置に装着し、加熱する状態の側面図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１の斜視図を示す図１と、ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１の説明図を示す図２と、メス型接続端子３０と被覆電線２０とを電気的接続する状態の斜視図を示す図３と、ホットメルト付熱収縮チューブ１０を所定位置Ｃに装着する状態の斜視図を示す図４と、ホットメルト付熱収縮チューブ１０を所定位置Ｃに装着し、加熱する状態の斜視図を示す図５と、ホットメルト付熱収縮チューブ１０を所定位置Ｃに装着し、加熱する状態の側面図を示す図６ともに、ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１及びホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１の製造方法について説明する。

なお、図２（ａ）はホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１の側面図を示し、図２（ｂ）はホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１の幅方向中央断面図を示している。
また、図１、図２（ａ）、図５、図６において、ホットメルト付熱収縮チューブ１０の内部を破線で示している。

ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１は、銅合金で構成されたメス型接続端子３０におけるワイヤーバレル３３に、銅合金と異なる種類であるアルミニウム合金で構成されたアルミニウム電線２１を電気的に接続して構成している。なお、メス型接続端子３０とアルミニウム電線２１とを接続するワイヤーバレル３３の部分を接続箇所Ｔとしている。
被覆電線２０は、複数本の細径導体からなるアルミニウム電線２１を、不導電性合成樹脂製の絶縁性被覆材２２で被覆して構成している。

メス型接続端子３０は、長手方向Ｌに配置したメス型コネクタ３１と、ワイヤーバレル３３と、インシュレーションバレル３５と、それぞれを連結する中間部（第１中間部３２，第２中間部３４）とで構成している。そして、メス型接続端子３０は、銅合金製薄板を折り曲げ加工により構成している。

メス型コネクタ３１は、長手方向Ｌに長い寝位姿勢の四角柱体であり、内部に図示省略するオス型接続端子におけるオス型端子部の挿入を許容するオス端子挿入部３７を形成している。そして、底面の一部を後端側に折り曲げて形成し、オス端子挿入部３７に挿入されたオス型端子部を押圧する舌片３６を備えている。

そして、メス型接続端子３０と被覆電線２０とは、インシュレーションバレル３５で絶縁性被覆材２２をかしめることで機械的に接続され、固定されている。さらに、インシュレーションバレル３５とともに、ワイヤーバレル３３とアルミニウム電線２１との接続箇所Ｔを、ホットメルト付熱収縮チューブ１０で被覆している。

ホットメルト付熱収縮チューブ１０は、内面側にホットメルト１２を有する熱収縮チューブ１１であり、加熱によって収縮した熱収縮チューブ１１の内面側で熱融解したホットメルト１２が接続箇所Ｔでワイヤーバレル３３及びアルミニウム電線２１に密着するものである。

なお、接続箇所Ｔを被覆するホットメルト付熱収縮チューブ１０の長手方向Ｌの先端部Ａがアルミニウム電線２１をかしめるワイヤーバレル３３よりメス型コネクタ３１側である第１中間部３２に位置し、後端部Ｂが絶縁性被覆材２２をかしめるインシュレーションバレル３５を跨いで後方側に位置する所定位置Ｃ（図５，６）にホットメルト付熱収縮チューブ１０を配置している。

なお、熱収縮チューブ１１は、ポリオレフィンを放射線架橋して、加熱によって収縮する防水性チューブであり、収縮前の形状で、被覆電線２０の外形より一回り大きな内径を有するとともに、メス型接続端子３０における第１中間部３２からインシュレーションバレル３５までの長さの約２倍の長さで形成している。

ホットメルト付熱収縮チューブ１０における熱収縮チューブ１１に内面に備えたホットメルト１２は、加熱によって軟化して流動しやすくなり、接着対象物の表面に密着し、冷めると硬化して接着完了する熱可塑性接着剤である。

上述したような銅合金で構成されたメス型接続端子３０におけるワイヤーバレル３３に、銅合金とは異なる種類のアルミニウム合金で構成されたアルミニウム電線２１を電気的に接続して構成するホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１は、以下で詳述する製造方法で製造することができる。

まず、ワイヤーバレル３３とアルミニウム電線２１とを電気的に接続し、ワイヤーバレル３３とアルミニウム電線２１との接続箇所Ｔを包含する所定位置Ｃ（図５，６）に、熱収縮チューブ１１の内面側にホットメルト１２を有するホットメルト付熱収縮チューブ１０を装着する。そして、ホットメルト付熱収縮チューブ１０を加熱して、熱収縮チューブ１１を収縮させるとともに、ホットメルト１２を熱融解し、ホットメルト１２を接続箇所Ｔに密着させて製造する。

このホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１の製造方法について詳述すると、図３に示すように、予めホットメルト付熱収縮チューブ１０を遊嵌させた被覆電線２０のアルミニウム電線２１の先端が第１中間部３２に位置し、絶縁性被覆材２２の先端が第２中間部３４に位置するように、メス型接続端子３０に被覆電線２０を配置する。

そして、図４に示すように、ワイヤーバレル３３をかしめてアルミニウム電線２１とワイヤーバレル３３とを圧着接続するとともに、インシュレーションバレル３５をかしめて絶縁性被覆材２２をインシュレーションバレル３５に固定する。

電気的接続が完了したワイヤーバレル３３とアルミニウム電線２１との接続箇所Ｔを包含する所定位置Ｃに、予め被覆電線２０に遊嵌していたホットメルト付熱収縮チューブ１０をずらして装着する（図５，６参照）。この所定位置Ｃは、ホットメルト付熱収縮チューブ１０の先端部Ａが第１中間部３２に位置し、後端部Ｂがインシュレーションバレル３５より後方側となる位置である。

この状態で、ホットメルト付熱収縮チューブ１０を加熱して、熱収縮チューブ１１を収縮させるとともに、ホットメルト１２を融解させて、ホットメルト１２を接続箇所Ｔのアルミニウム電線２１及びワイヤーバレル３３に密着させてホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１を製造することができる。

このような製造方法で製造され、上述の構成を有するホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１は、生産性を低減することなく、接続箇所Ｔにおける電位差腐食の発生を防止することができる。

詳しくは、接続箇所Ｔを加熱して収縮させたホットメルト付熱収縮チューブ１０で被覆するとともに、図１に示すように、収縮した熱収縮チューブ１１からホットメルト１２が流れ出してアルミニウム電線２１の先端部を覆う。さらに、熱収縮チューブ１１から流れ出したホットメルト１２が熱収縮チューブ１１の後端部の絶縁性被覆材２２に密着する。

これにより、接続箇所Ｔ内部に水等の溶液媒体が浸入することを防止できる。したがって、接続箇所Ｔにおける電位差腐食の発生を防止し、ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１における接続信頼性を確保することができる。

また、内部にホットメルト１２を有するホットメルト付熱収縮チューブ１０を加熱して被覆しているため、加熱によって熱融解したホットメルト１２がアルミニウム電線２１及びワイヤーバレル３３に密着するため、接続箇所Ｔの先端部及び後端部に隙間が生じることを防止できる。したがって、上述したようなわずかな隙間に起因する隙間腐食の発生も防止することができる。

また、先端部Ａが第１中間部３２に位置し、後端部Ｂがインシュレーションバレル３５より後方の絶縁性被覆材２２上の位置となる所定位置Ｃにホットメルト付熱収縮チューブ１０を配置して収縮させる。

これにより、ホットメルト付熱収縮チューブ１０の先端部Ａが後端部Ｂの方へ移動しながら収縮するため、ホットメルト１２が、メス型コネクタ３１のオス端子挿入部３７や舌片３６まで達することがない。よって、メス型接続端子３０におけるメス型コネクタ部３１と、図示省略するオス型接続端子のオス型端子部とが良好な接続状態を構成することができる。

詳しくは、溶融して接続箇所Ｔに密着させることで、接続箇所Ｔ内部に水等の溶液媒体が浸入することを防止し、接続箇所Ｔにおける電位差腐食の発生を防止するホットメルト１２が、メス型コネクタ部３１のオス端子挿入部３７に流れ出すと、オス型接続端子のオス型端子部がメス型コネクタ部３１に挿入できなくなるおそれがある。また、オス端子挿入部３７に流れ出したホットメルト１２が舌片３６に付着すると、舌片３６とオス型端子部と接触面積が低減し、舌片３６とオス型端子部との導通性が低減するおそれがある。

しかし、熱収縮チューブ１１の内面にホットメルト１２を有するホットメルト付熱収縮チューブ１０の場合、上述したように、ホットメルト付熱収縮チューブ１０の先端部Ａが後端部Ｂの方へ移動しながら収縮するため、ホットメルト１２が、メス型コネクタ３１のオス端子挿入部３７や舌片３６まで達することがない。したがって、メス型接続端子３０と、図示省略するオス型接続端子とを、確実に接続して良好な接続状態を確保することができる。

さらに、アルミニウム電線２１の先端部分をホットメルト１２で覆うため、アルミニウム電線２１内部に水分等の溶液媒体が浸入することをさらに確実に防止できる。

また、ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１は、例えば、短尺銅線等の別部品や別の治具を用いることがなく、接続箇所数の増加もないため、生産性を低減することなく、電位差腐食や隙間腐食の発生を防止することができる。

なお、メス型接続端子３０は銅合金で構成しているが銅製のメス型接続端子を用いてもよく、アルミニウム電線２１もアルミニウム合金でないアルミニウム製の電線を用いてもよいし、さらには、アルミニウム電線２１及びメス型接続端子３０を電気化学的に電位の高い貴な金属と電気化学的に電位の低い卑な金属とで構成してもよい。
また、ワイヤーバレル３３とアルミニウム電線２１との電気的接続は、圧着接続以外の圧接接続やろう接などの接続方法で接続してもよい。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の第１導電性金属材料は、銅合金に対応し、
以下同様に、
接続端子は、メス型接続端子３０に対応し、
電線接続部は、ワイヤーバレル３３に対応し、
第２導電性金属材料は、アルミニウム合金に対応し、
電線は、アルミニウム電線２１に対応し、
ハーネスは、ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス１に対応し、
熱可塑性接着剤は、ホットメルト１２に対応し、
熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブは、ホットメルト付熱収縮チューブ１０に対応し、
嵌合端子部は、メス型コネクタ３１に対応し、
被覆圧着部は、インシュレーションバレル３５に対応し、
中間部は、第１中間部３２，第２中間部３４に対応し、
一方側の端部は、先端部Ａに対応し、
他方側の端部は、後端部Ｂに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

１…ホットメルト付熱収縮チューブ装着ハーネス
１０…ホットメルト付熱収縮チューブ
１１…熱収縮チューブ
１２…ホットメルト
２０…被覆電線
２１…アルミニウム電線
２２…絶縁性被覆材
３０…メス型接続端子
３１…メス型コネクタ
３２…第１中間部
３３…ワイヤーバレル
３４…第２中間部
３５…インシュレーションバレル
Ａ…先端部
Ｂ…後端部
Ｌ…長手方向
Ｔ…接続箇所

Claims (6)

1. 第１導電性金属材料で構成された接続端子における電線接続部に、前記第１導電性金属材料とは異なる種類の第２導電性金属材料で構成された電線を電気的に接続して構成するハーネスにおいて、
   前記電線接続部と前記電線の接続箇所を、
   熱収縮チューブの内面側に熱可塑性接着剤を有し、加熱によって収縮した熱収縮チューブの内面側で熱融解した前記熱可塑性接着剤が前記接続箇所に密着する熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブで被覆した
   ハーネス。
2. 前記電線を、絶縁性被覆材で被覆した被覆電線で構成するとともに、
   前記接続端子を、長手方向に配置した嵌合端子部と、前記電線接続部と、被覆圧着部と、それぞれを連結する中間部とで構成し、
   前記熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブの長手方向の一方側の端部を、前記電線をかしめる前記電線接続部より前記嵌合端子部側である第１中間部に配置し、
   他方側の端部を、前記絶縁被覆材をかしめる前記被覆圧着部を跨いで他方側に位置する前記絶縁被覆材上に配置した
   請求項１に記載のハーネス。
3. 前記第１導電性金属材料を、銅あるいは銅合金で構成するとともに、
   前記第２導電性金属材料を、アルミニウムあるいはアルミニウム合金で構成した
   請求項１又は２に記載のハーネス。
4. 第１導電性金属材料で構成された接続端子における電線接続部に、前記第１導電性金属材料とは異なる種類の第２導電性金属材料で構成された電線を電気的に接続して構成するハーネスの製造方法において、
   前記電線接続部と前記電線とを電気的に接続し、
   前記電線接続部と前記電線との接続箇所に、熱収縮チューブの内面側に熱可塑性接着剤を有する熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブを装着し、
   前記熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブを加熱して、前記熱収縮チューブを収縮させるとともに、前記熱可塑性接着剤を熱融解し、前記熱可塑性接着剤を前記接続箇所に密着させた
   ハーネスの製造方法。
5. 前記電線を、絶縁性被覆材で被覆した被覆電線で構成するとともに、
   前記接続端子を、長手方向に配置した嵌合端子部と、前記電線接続部と、被覆圧着部と、それぞれを連結する中間部とで構成し、
   前記電線接続部と前記電線との接続箇所に装着する前記熱可塑性接着剤付き熱収縮チューブを、
   長手方向の一方側の端部が前記電線をかしめる前記電線接続部より前記嵌合端子部側である第１中間部に位置し、
   他方側の端部が、前記絶縁被覆材をかしめる前記被覆圧着部を跨いで他方側に位置する前記絶縁被覆材上に位置する配置で装着した
   請求項４に記載のハーネスの製造方法。
6. 前記第１導電性金属材料を、銅あるいは銅合金で構成するとともに、
   前記第２導電性金属材料を、アルミニウムあるいはアルミニウム合金で構成した
   請求項４又は５に記載のハーネスの製造方法。
   

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