JP2011192586A - 端子金具付き電線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防食剤を使用することなく電線と端子金具との接続部分の電食を確実に防止する。
【解決手段】金属製の芯線１１を絶縁被覆１３で覆った電線１０と、芯線１１とは異種の金属製であって同芯線１１と接続される電線接続部２５を設けた端子金具２０と、端子金具２０とイオン化傾向が近い金属製であって、電線１０の絶縁被覆１３が皮剥きされて露出された芯線１１の端末から残された絶縁被覆１３の端末に亘って嵌着され、かつ端子金具１０の電線接続部２５に圧着されるキャップ３０と、電線１０に嵌装されキャップ３０と絶縁被覆１３の間をシールするシール体４０とが具備されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、端子金具付き電線及びその製造方法に関する。

近年、自動車のワイヤハーネス等の分野においても、軽量化等を目的としてアルミ電線を使用するようになった。アルミ電線は例えば、複数本のアルミ素線を撚り合わせた撚り線からなる芯線を絶縁被覆で覆った構造であって、ハーネス化される場合は一般に、電線の端末に端子金具が接続される。具体的には、アルミ電線の被覆の端末が皮剥きされて芯線の端末が露出され、この露出された芯線の端末に対して、端子金具に設けられたワイヤバレル（電線接続部）が圧着され、併せて残った絶縁被覆の端末に、ワイヤバレルの後方に設けられたインシュレーションバレルが圧着されて接続されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

ところで電線を端子金具に導通接続させるに当たり、電線の芯線と端子金具とが異種の金属によって形成されている場合には、特に両者の接触部分に水分が介在すると、両金属が水中にイオンとして溶け込んで電気化学的反応により腐食が進行する電食が発生することが知られている。端子金具は強度上の問題等で銅合金製とするのが一般的であるため、上記のように電線にアルミ電線を使用すると、正に電食が問題となる。具体的には、ワイヤバレルが芯線に圧着された部分において、埃や砂が侵入して混じった塩分が付着しさらに水分が付着すると、接触部分が電解質溶液に浸漬された状態となって、イオン化傾向が大きい金属（卑な金属）であるアルミニウムが溶解する、すなわち電食が進むおそれがある。
そこで従来では、ワイヤバレルの圧着部分に、シリコーンゴム、キレート剤等からなる防食剤を塗布することで、電食を防止するようにしていた。

特開２００５−５０７３６号公報

しかしながら上記した防食剤を塗布する方法では、バレルの圧着形状によって塗布条件を変える必要がある、塗布層の厚さにばらつきが出て品質が安定しない、塗布層の剥がれに注意が必要、さらにはメンテナンス時に簡単にリペアできない等、数々の問題があり、新たな対策の出現が切望されていた。
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、その目的は、防食剤を使用することなく電線と端子金具との接続部分の電食を確実に防止するところにある。

本発明の端子金具付き電線は、金属製の芯線を絶縁被覆で覆った電線と、前記芯線とは異種の金属製であって同芯線と接続される電線接続部を設けた端子金具と、前記端子金具とイオン化傾向が近い金属製であって、前記電線の絶縁被覆が皮剥きされて露出された前記芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘って嵌着され、かつ前記端子金具の電線接続部に圧着されるキャップと、前記電線に嵌装され前記キャップと前記絶縁被覆の間をシールするシール体とからなるところに特徴を有する。

電線における露出した芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘ってキャップが嵌着され、このキャップに端子金具の電線接続部が圧着されることで、芯線と端子金具との間の電気的接続が取られる。それとともに電線にシール体が嵌装されてキャップと絶縁被覆の間がシールされる。
電線接続部の圧着部分では、イオン化傾向の近い金属同士の接触となるために、仮に水分が付着したとしても電食は起き難い。一方、キャップの内面と芯線との間は、異種金属同士の接触となるが、この接触部分すなわちキャップ内への浸水はシール体で阻止されるから、同接触部分に電食が発生するには至らない。結果、防食剤を使用することなく電線と端子金具との接続部分の電食を確実に防止できる。

なお、以下のような構成としてもよい。
（１）前記電線が、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の芯線を備えたアルミ電線である一方、前記端子金具及び前記キャップが銅合金製である。電食する可能性が高いアルミ電線を使用した場合にも、電食の発生を有効に防ぐことができる。

（２）前記電線接続部が前後２組のバレルから構成され、前側の前記バレルが、前記電線の端末に嵌着されたキャップのうち前記芯線の端末に嵌着された領域にかしめ圧着され、後側の前記バレルが、前記キャップのうち前記絶縁被覆の端末に嵌着された領域にかしめ圧着されている。ワイヤバレルとインシュレーションバレルとを備えた既存の端子金具をそのまま適用することができる。

（３）前記端子金具がコネクタハウジングに設けられたキャビティに挿入されて収容可能となっているとともに、前記シール体が前記キャビティの入口に緊密に嵌着されて防水栓の機能を兼備している。防水コネクタに適用する場合に好適となる。

（４）また、端子金具付き電線の製造方法として、金属製の芯線を絶縁被覆で覆った電線における前記芯線の端末に、前記芯線とは異種の金属製の端子金具に設けられた電線接続部が接続された端子金具付き電線を製造する方法であって、前記電線の絶縁被覆の端末を皮剥きして前記芯線の端末を露出する工程と、前記端子金具とイオン化傾向が近い金属製のキャップを、前記電線における露出した前記芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘って嵌着する工程と、前記キャップに前記端子金具の前記電線接続部を圧着する工程と、前記電線にシール体を嵌装して前記キャップと前記絶縁被覆の間をシールする工程とが順次に行われることを特徴としている。本発明の端子金具付き電線を、確実に製造することができる。

本発明によれば、防食剤を使用することなく電線と端子金具との接続部分の電食を確実に防止することができる。

本発明の実施形態１の分解側断面図 雌端子金具の斜視図 キャップを嵌着した状態の側断面図 雌端子金具付きのアルミ電線を雌ハウジングに挿入する動作を示す側断面図 挿入完了時の側断面図 本発明の実施形態２に係る雌端子金具付きのアルミ電線を雌ハウジングに挿入した状態の側断面図

本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５によって説明する。
本実施形態では、アルミ電線１０に適用した場合を例示しており、図１に示すように、アルミ電線１０と、雌側の端子金具２０（以下、雌端子金具２０）と、キャップ３０と、シール体４０とを備えて構成されている。
アルミ電線１０は、図１に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素線１２を複数本を撚り合せた撚り線によって芯線１１が形成され、この芯線１１の回りが合成樹脂製の絶縁被覆１３で覆われた構造となっている。

雌端子金具２０は、銅合金製の板材をプレス加工することで形成され、図２にも示すように、相手の雄端子金具（図示せず）と電気的に接続される略角筒形をなす端子接続部２１の後方に、ワイヤバレル２５とインシュレーションバレル２６とが設けられた構造である。前側のワイヤバレル２５が本発明の電線接続部に相当する。
端子接続部２１の内部には、底板２２の前縁から折り返されるようにして弾性接触片２３が設けられており、同端子接続部２１に対して上記した相手の雄端子金具のタブが前方から挿入され、弾性接触片２３と弾性的に接触することにより、雄端子金具と雌端子金具２０とが電気的に接続されるようになっている。

先にキャップ３０を説明すると、このキャップ３０は、雌端子金具２０と同じく銅合金製の板材を深絞り加工する等によって形成されており、先端側が丸みを付けて閉鎖された細長い円筒状をなしている。このキャップ３０は、後記するように、アルミ電線１０の絶縁被覆１３が皮剥きされて露出された芯線１１の端末から残された絶縁被覆１３の端末に亘って嵌装され、六角かしめ形式等でかしめ圧着されるようになっている。

雌端子金具２０に設けられたワイヤバレル２５は、オープンバレル形式であって、左右一対の幅広のバレル片２５Ａが、底板２２の左右の側縁から互いに対向するようにして立ち上がり形成されている。このワイヤバレル２５は、上記したアルミ電線１０の端末に嵌着されたキャップ３０のうち、芯線１１の端末に嵌着された領域にかしめ圧着されるものであって、両バレル片２５Ａの突出端を重ね合わせつつキャップ３０の外周を左右両側から抱き込むようにして、いわゆるオーバラップ型にかしめられるようになっている。

インシュレーションバレル２６は、同じくオープンバレル形式であって、ワイヤバレル２５側のバレル片２５Ａよりも幅狭で背が高い左右一対のバレル片２６Ａが、同じく底板２２の左右の側縁から互いに対向するようにして立ち上がり形成されている。このインシュレーションバレル２６は、キャップ３０のうち絶縁被覆１３の端末に嵌着された領域にかしめ圧着されるものであって、同様にオーバラップ型にかしめられるようになっている。

シール体４０はゴム等の弾性材からなり、後面板４１にアルミ電線１０を挿通可能な中心孔４２を設けた有底の筒形に形成されている。同シール体４０における内周面には、前後二条のリップ４３，４４が形成され、前側のリップ４３よりも後側のリップ４４の方が少し背が高く形成されている。前側のリップ４３は、キャップ３０の外周面に弾縮して密着することに機能し、後側のリップ４４は、アルミ電線１０の絶縁被覆１３の外周面に弾縮して密着することに機能する。

続いて、本実施形態に係る端子金具付き電線の製造工程を説明する。
まず、アルミ電線１０の端末に対してシール体４０が先通しされて嵌装される。同シール体４０が後方に逃がされている状態において、図１に示すように、アルミ電線１０の絶縁被覆１３の端末が皮剥きされて、芯線１１の端末が所定長さに亘って露出状態とされる。
次に、図３に示すように、この露出された芯線１１の端末から残された絶縁被覆１３の端末に亘ってキャップ３０が嵌装され、かしめ圧着される。これにより、キャップ３０の前端側の内周面と、芯線１１の外周面とが密着して電気的接続が取られる。

上記のように、アルミ電線１０の端末にキャップ３０が嵌着されたら、圧着装置により、キャップ３０に対して雌端子金具２０が圧着接続される。詳細には、圧着装置にはアンビルとクリンパとが設けられ、雌端子金具２０のワイヤバレル２５に対してキャップ３０の前端側が、またインシュレーションバレル２６に対して、キャップ３０の後端側がそれぞれ配された状態でセットされ、両バレル２５，２６は、アンビルとクリンパとの間で挟圧されて共にオーバラップ型にかしめられる（図４参照）。これにより、特にワイヤバレル２５の内周面とキャップ３０の外周面とが密着して電気的接続が取られる。

最後に、図４に示すように、後方に逃がされていたシール体４０をアルミ電線１０に沿って前方（端末）に向けて移動し、前側のリップ４３をキャップ３０の後端部に乗り上げて弾性的に密着させ、このとき併せて後側のリップ４４が絶縁被覆１３の外周面に弾性的に密着される。これにより、キャップ３０における後端の開口縁と絶縁被覆１３の外周面との間が、浸水不能にシールされる。
以上により、本実施形態に係るアルミ電線１０の端末に雌端子金具２０を接続する作業が終了する。

上記のように形成された雌端子金具２０付きのアルミ電線１０が、複数本纏められてハーネスが構成され、例えば図４に示すように、当該アルミ電線１０の端末の雌端子金具２０が雌ハウジング５０に形成された対応するキャビティ５１内に後方から挿入されて、ランス５２により抜け止めされて収容され、車両の所定箇所に配線されて、同雌ハウジング５０が相手の雄ハウジングと嵌合されることにより、対応する雌端子金具２０と雄端子金具同士が電気的に接続されるところとなる。

以上のように本実施形態によれば、雌端子金具２０のワイヤバレル２５とキャップ３０との圧着部分では、同じ銅合金同士の接触となるために、仮に水分が付着したとしても電食は起き難い。一方、キャップ３０の内面とアルミ電線１０の芯線１１との間は、異種金属同士の接触となるが、この接触部分すなわちキャップ３０内への浸水はシール体４０で阻止されるから、同接触部分に電食が発生するには至らない。結果、防食剤を使用することなくアルミ電線１０と雌端子金具２０との接続部分の電食を確実に防止することができる。
なお、キャップ３０をかしめ圧着した際、特に後端の開口縁が開く等の変形を来すおそれがあるが、シール体４０を備えたことでキャップ３０における後端の開口縁と絶縁被覆１３の外周面との間のシールを確実に行うことができる。

また、この実施形態では、雌端子金具２０をキャップ３０に接続するのに、ワイヤバレル２５とインシュレーションバレル２６の両方をキャップ３０に対してかしめ圧着するようにしているから、雌端子金具として新たな構造のものを準備することなく、ワイヤバレル２５とインシュレーションバレル２６とを備えた既存の雌端子金具２０をそのまま適用することが可能である。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図６によって説明する。
この実施形態では、シール体４０Ａの構造に変更が加えられている。実施形態２のシール体４０Ａは、雌ハウジング５０のキャビティ５１の入口５１Ａに略緊密に嵌装されるべく大径に形成されており、内周面に、キャップ３０の外周面と、アルミ電線１０の絶縁被覆１３の外周面とにそれぞれ弾縮して密着する前後二条の内リップ４３，４４が形成されていることに加え、外周面に、キャビティ５１の内周面に弾縮して密着する前後二条の外リップ４６が形成されている。

実施形態２に係る雌端子金具２０付きアルミ電線１０の製造工程、並びに雌ハウジング５０Ａへの組付工程は、以下のようである。
上記実施形態１と同様に、アルミ電線１０における露出された芯線１１の端末から残された絶縁被覆１３の端末に亘ってキャップ３０が嵌着され、このキャップ３０に対して、雌端子金具２０のワイヤバレル２５とインシュレーション２６とがかしめ圧着される。

このようにアルミ電線１０の端末に雌端子金具２０が固着されたら、図６に示すように、シール体４０Ａを後方に逃がし状態において、雌端子金具２０を雌ハウジング５０Ａの対応するキャビティ５１内に挿入し、ランス５２により正規位置に抜け止めされたらシール体４０Ａをアルミ電線１０に沿って前方（端末）に向けて移動し、キャビティ５１の入口５１Ａに挿入する。シール体４０Ａは、前側の内リップ４３がキャップ３０の後端部に乗り上げて密着し、かつ後側の内リップ４４が絶縁被覆１３の外周面に密着するまで押し込まれ、このとき併せて、前後二条の外リップ４６がキャビティ５１の入口５１Ａの内周面に弾性的に密着され、キャビティ５１の入口５１Ａのシールも取られることになる。

本実施形態のシール体４０Ａは、キャップ３０内への浸水を防いで電食を防止する機能に加えて、キャビティ５１の入口５１Ａをシールする防水栓の機能を併せ持つようにしたから、防水コネクタに適用する場合に好適となる。
なおこの場合、雌ハウジング５０Ａの後面等にシール体４０Ａの抜け止め部材を設けるようにしてもよい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、キャップに圧着するのにワイヤバレルとインシュレーションの両方を用いたが、インシュレーションバレルを除去してワイヤバレルのみを備えるようにしてもよい。
（２）ワイヤバレルの形式としては、上記実施形態に例示したオーバラップ形式に限らず、左右一対のバレル片が、芯線の軸線方向にずれて配された形式のものであってもよく、バレル片が１本だけのものであってもよい。さらには、かしめ前に予め筒形に形成されたクローズドバレル形式であってもよい。要は、バレルがかしめられたときに、キャップに突き刺さる等でこれを破損しないものが好ましい。

（３）上記実施形態では、アルミ電線の端末に接続する端子金具として雌端子金具を例示したが、雄タブを備えた雄端子金具、あるいは目玉状の接続部を有するＬＡ端子等の他の端子金具であってもよい。
（４）電線がアルミ電線であり、端子金具が銅合金製である場合におけるキャップの材質としては、上記実施形態に例示した銅合金以外に、以下のようなものであってもよい。すなわちキャップの材質としては、アルミニウムよりも貴な金属である必要があり、かつ端子金具の材質（銅合金）とイオン化傾向が近い方が好ましく、例えば亜鉛、鉄、ニッケル、すず（すずめっき品も含む）、鉛及び銅が挙げられる。
（５）本発明は、上記実施形態に例示したアルミ電線に銅合金製の端子金具を接続する場合に限らず、電線の芯線とこれに接続される端子金具とが異種の金属によって形成されている場合全般に広く適用することが可能である。

１０…アルミ電線（電線）
１１…芯線
１３…絶縁被覆
２０…雌端子金具（端子金具）
２２…底板
２５…ワイヤバレル（電線接続部）
２５Ａ…バレル片
２６…インシュレーションバレル
２６Ａ…バレル片
３０…キャップ
４０…シール体
４０Ａ…（防水栓を兼ねた）シール体
４３，４４…リップ
４６…外リップ
５０，５０Ａ…雌ハウジング（コネクタハウジング）
５１…キャビティ
５１Ａ…（キャビティ５１の）入口

Claims (5)

1. 金属製の芯線を絶縁被覆で覆った電線と、
   前記芯線とは異種の金属製であって同芯線と接続される電線接続部を設けた端子金具と、
   前記端子金具とイオン化傾向が近い金属製であって、前記電線の絶縁被覆が皮剥きされて露出された前記芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘って嵌着され、かつ前記端子金具の電線接続部に圧着されるキャップと、
   前記電線に嵌装され前記キャップと前記絶縁被覆の間をシールするシール体と、
   からなることを特徴とする端子金具付き電線。
2. 前記電線が、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の芯線を備えたアルミ電線である一方、前記端子金具及び前記キャップが銅合金製であることを特徴とする請求項１記載の端子金具付き電線。
3. 前記電線接続部が前後２組のバレルから構成され、前側の前記バレルが、前記電線の端末に嵌着されたキャップのうち前記芯線の端末に嵌着された領域にかしめ圧着され、後側の前記バレルが、前記キャップのうち前記絶縁被覆の端末に嵌着された領域にかしめ圧着されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の端子金具付き電線。
4. 前記端子金具がコネクタハウジングに設けられたキャビティに挿入されて収容可能となっているとともに、前記シール体が前記キャビティの入口に緊密に嵌着されて防水栓の機能を兼備していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の端子金具付き電線。
5. 金属製の芯線を絶縁被覆で覆った電線における前記芯線の端末に、前記芯線とは異種の金属製の端子金具に設けられた電線接続部が接続された端子金具付き電線を製造する方法であって、
   前記電線の絶縁被覆の端末を皮剥きして前記芯線の端末を露出する工程と、
   前記端子金具とイオン化傾向が近い金属製のキャップを、前記電線における露出した前記芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘って嵌着する工程と、
   前記キャップに前記端子金具の前記電線接続部を圧着する工程と、
   前記電線にシール体を嵌装して前記キャップと前記絶縁被覆の間をシールする工程と、
   が順次に行われることを特徴とする端子金具付き電線の製造方法。

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