JP2012054143A - 接続構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導体被覆部44A及び先端側において導体43を露出させた導体露出部45で構成する電線40と、導体被覆部44Aにおける先端側の先端側導体被覆部44T及び導体露出部45で構成する電線先端部40Tの接続を許容する電線接続許容部12,15を備えた接続端子10と、電線接続許容部12,15に接続した電線先端部40T及び電線接続許容部12,15を封止する絶縁樹脂29とで構成した接続構造体1であって、電線先端部40Tの少なくとも先端側導体被覆部44Tに、絶縁樹脂との密着力を先端側導体被覆部44Tに対する絶縁樹脂29の引張強度が1.3MPa以上にまで高める絶縁樹脂密着性向上手段31,32を形成した。
【選択図】図3
Description
よって、イオン化傾向の異なる異種金属同士が接触する場合、異種金属腐食が発生するため、上述したような電食が生じる問題はより顕著になる。
詳しくは、上述したように、例えば自動車分野においては、車輌の高性能・高機能化が急速に進められてきていることから、車載される各種電気機器、制御機器等の増加に伴って使用される銅電線も増加する傾向にあるのが現状である。
特許文献1によれば、アルミ電線用端子は、アルミ系材料で形成した端子後端部(12)と、銅系材料で形成した端子先端部(14)とで構成し、端子後端部(12)にアルミ電線を接続するとともに、端子先端部(14)に銅系端子を接続し、端子先端部(14)と端子後端部(12)との接続部分を樹脂(34)で封止することにより、該接続部分に電解液が付着することがなく電食を防止できることが開示されている。
従って、上述したアルミ電線用端子のように、絶縁被覆(22)の先端部分も含めて樹脂封止した構成の場合、この絶縁被覆(22)の先端部分に曲げ応力などの応力が加わったり、温度変化や湿気のある環境に晒されるなどすると、絶縁被覆(22)に対して封止した樹脂が剥離し易くなり、これらの間に隙間が生じることがある。
前記粗表面を粗面加工により構成することで、前記先端側導体被覆部の表面を粗表面で構成する際の表面粗さの度合いを調節しながら加工することができるため、算術平均粗さが0.7μm以上となる粗表面を確実に構成することができる。
前記ブラスト(ショットブラスト)は、研磨剤を吹き付ける加工であれば特に限定せず、サンドブラストなどの空気式、ショットブラストなどの機械式、砥粒を混入した液体を噴射するウエットブラストなどの湿式を含むものとする。また、ブラストは、研磨剤を前記先端側導体被覆部の周方向における所定の方向から吹き付ける構成に限らず、周方向全体から吹き付ける構成であってもよい。
上述したように、前記絶縁樹脂密着性向上手段としての密着増強剤を、前記先端側導体被覆部の表面に付着させることで、密着増強剤を付着した前記先端側導体被覆部の表面を絶縁樹脂で覆ったとき、いわば絶縁樹脂と先端側導体被覆部との接着剤として密着増強剤が作用し、前記先端側導体被覆部に対して絶縁樹脂をしっかりと密着させることができる。
従って、電解液の浸入を防ぐことができ、電食が生じることのない優れた耐久性を備えて構成することができる。
(第1実施形態)
第1実施形態の圧着端子付電線1は、図1乃至図3に示すように、圧着端子10、電線40、及び、樹脂封止部29とで構成している。
なお、樹脂封止部29で封止する前の圧着端子付電線1を樹脂封止前圧着端子付電線1Aに設定する。
先端側芯線被覆部44Tは、その表面全体を算術平均粗さが0.7μm以上となる粗表面31で構成している。
なお、インシュレーションバレル片17は、幅方向の両側のうち一方の側と他方の側とは、長手方向Xの前後各側で互いにずらした位置から斜め外側上方に延出している。
電線接続部分21は、電線先端部40Tを圧着端子10で圧着した部分であり、長手方向Xの後方から先端側に順に、絶縁被覆圧着部21a、及び、芯線圧着部21bからなる。
芯線圧着部21bは、電線先端部40Tをワイヤーバレル部12によりかしめて圧着した部分である。
ボックス部11は、図3に示すように、内部に雄型端子のオスタブ(図示省略)の挿入を許容する空間23Aを備え、挿入される雄型端子のオスタブに接触する接触片23aを長手方向Xに沿って備えている。
なお、このような樹脂封止部29の形成部分、すなわち、先端側芯線被覆部44Tから芯線圧着部21bに至る部分の表面を樹脂封止許容領域28に設定する。
絶縁樹脂29Aは、紫外線硬化樹脂であり、「JIS K6251」の規定に基づいて条件が25℃の下、BH型回転粘度計を用いて計測した粘度が5,000〜20,000mPa・sの樹脂材料からなる。
さらにまた絶縁樹脂29Aは、「JIS K6849」の規定に基づいて計測した金属に対する接着強度が−40℃から125℃の範囲において3MPa以上の樹脂材料からなる。
さらに、絶縁樹脂29Aは、電解液(水)に対する耐加水分解性に優れた樹脂材料からなる。
上述の特性を満たす絶縁樹脂29Aとして、例えば、シリコン系、アクリル系、ウレタン系、ポリアミド系、エポキシ系、フッ素系、ポリビニルブチラール系、フェノール系、ポリイミド系、アクリルゴム系のうちいずれかの樹脂材料で構成することができる。
なお、図4は、圧着端子付電線1の製造方法についての説明図である。
芯線露出部45を形成する前の図4(a)に示すような電線先端部40Tに対して、図4(b)に示すように、粗面加工としてプラズマ放電加工を施す。
このように、電線先端部40Tのうち、芯線露出部45に相当する部分の絶縁被覆44Aを剥がして芯線露出部45を構成する前の段階において、先端側芯線被覆部44Tの表面を粗表面31で構成することにより、芯線露出部45に対して誤ってプラズマ放電加工してしまうことを防ぐことができるため、芯線43の優れた導電性を確保することができる。
なお、電線先端部40Tの絶縁被覆44Aの表面に対する粗面加工は、上述したプラズマ放電加工に限らず、例えば、コロナ放電であってもよい。
圧着端子付電線1は、先端側芯線被覆部44Tの表面を、算術平均粗さが0.7μm以上となる粗表面31で構成している。
よって、前記絶縁樹脂29Aを、先端側芯線被覆部44Tに対して、しっかりと密着させることができる。
しかし、この系統の材料は、絶縁樹脂29Aとの密着性が悪く、圧着端子付電線1の先端側芯線被覆部44Tに曲げ応力が加わるなどしたとき、先端側芯線被覆部44Tを覆った絶縁樹脂29Aが剥離し、先端側芯線被覆部44Tと絶縁樹脂29Aとの間に隙間が生じ、導体露出部から導体被覆部へと絶縁被覆44Aの内部を通じて電解液が浸入する。
すなわち、薄型樹脂封止部29Sは、先端側芯線被覆部44Tにおいて、インシュレーションバレル部15の厚みと略同じ厚みになるよう絶縁樹脂29Aで覆った構成である。
例えば、粘度が20,000mPa・s以上の絶縁樹脂を用いた場合、拡散性に乏しくなり、樹脂封止許容領域28の表面を絶縁樹脂で被覆するのに時間がかかるという粘度が高すぎることによる弊害が生じる。
従って、電解液の浸入を防ぐことができ、電食が生じることのない優れた耐久性を備えて構成することができる。
但し、以下で説明する構成のうち、上述した第1実施形態における圧着端子付電線1と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
第2実施形態の圧着端子付電線2は、図8に示すように、先端側芯線被覆部44Tの表面を粗表面31で構成せずに、該先端側芯線被覆部44Tの表面に対して密着増強剤32を塗布したプライマー処理を施した構成である。つまり、樹脂封止部29は、樹脂封止許容領域28における先端側芯線被覆部44Tにおいては、密着増強剤32を塗布した先端側芯線被覆部44Tの表面を絶縁樹脂29Aで覆って形成している。
電線40は、先端部分に芯線露出部45を形成する前の状態において、電線先端部40Tの表面に、密着増強剤32を塗布する(図示せず)。
圧着端子付電線2は、先端側芯線被覆部44Tにおける密着増強剤32を塗布した状態の表面を絶縁樹脂29Aで被覆している。これにより密着増強剤32は、いわば絶縁樹脂29Aと先端側芯線被覆部44Tとの接着剤として作用し、先端側芯線被覆部44Tに対して絶縁樹脂29Aをしっかりと密着させることができる。
従って、先端側芯線被覆部44Tと絶縁樹脂29Aとの間に隙間が生じることがなく、絶縁樹脂29Aで封止した電線先端部40Tの内部に電解液が浸入することを防止することができ、長期に亘って安定した電気特性に保つことができる。
効果確認試験として、耐腐食試験、絶縁樹脂密着力検証試験、エアリーク試験の3つの試験を行い、これら試験では、それぞれ先端側芯線被覆部44Tに対して様々な表面処理を施し、表面処理の種類ごとの先端側芯線被覆部44Tに対する絶縁樹脂29Aの密着性を検証した。
放電加工としては、プラズマ放電加工とコロナ放電加工とを行った。
まず、圧着端子付電線1ごとに芯線圧着部21bの初期抵抗値を測定しておき、上述した表面処理の種類ごとに30本ずつ作製した圧着端子付電線を、図6、
図7に示すように、10本ずつ、ピン数が10(2×5)のコネクタハウジング60の全ての挿入孔61に、圧着端子10を挿着し、このように圧着端子付電線の圧着端子10を挿着したコネクタハウジング60を3つ作製する。
なお、抵抗の測定に際しては、抵抗測定器(ACmΩHiTESTER3560、日置電機株式会社製)を用いて測定した。
なお、抵抗変動値の最大値は、腐食試験規格の2.5mΩ以下を満足することが防食に有効であることが明らかになっているため、2.5mΩ以下である場合を「○」(合格)、2.5mΩより大きい場合を「×」(不合格)とした。
これに対して表面処理が放電加工の場合、プラズマ放電、コロナ放電のいずれにおいても抵抗変動の最大値は、2.5mΩ以下となり合格となった。
絶縁樹脂密着力検証試験では、樹脂封止許容領域28に形成した樹脂封止部29の中でも、特に、先端側芯線被覆部44Tの表面を覆う絶縁樹脂29Aの密着性について検証するために、先端側芯線被覆部44Tの表面を絶縁樹脂29Aで覆った構成をモデル化したサンプルとして図9(a),(b)に示すような、せん断引張試験片70を作製した。
なお、図9(a)は、せん断引張試験片70の平面図であり、図9(b)は、せん断引張試験片70の側面図である。
図10(a1)に示すように、絶縁樹脂29Aの材料として用いられるポリオレフィン製のポリオレフィン板71の表面に密着増強剤32を出来るだけ薄く塗り、30分程度、室温乾燥させる。一方、図10(a2)に示すように、ガラス板73に絶縁樹脂29Aの材料として用いられる紫外線硬化樹脂74を塗る。
これに対して、引張強度の平均値は、表面処理が放電加工の場合、プラズマ放電、コロナ放電のいずれにおいても未処理の場合と比較して大幅に高い値となった。
なお、図11は、先端側芯線被覆部44Tに対する絶縁樹脂29Aの引張強度と、芯線圧着部21bの抵抗変化(電線腐食)の関係を示すグラフである。
まず、エアリーク試験の準備として圧着端子付電線に対して温度処理を施したものと施していないものとを用意した。
詳しくは、温度処理を施していない圧着端子付電線を、表3に示した表面処理の種類ごとに10個ずつサンプルとして作製するとともに、温度処理を施した圧着端子付電線を、表3に示した表面処理の種類ごとに10個ずつサンプルとして作製した。
その結果、耐腐食試験は表3のような結果となった。
なお、電線40の先端側芯線被覆部44Tに対する表面処理が未処理であるものに関するエアリーク試験の結果より、本試験前に温度処理を施した場合には、温度処理を施していない場合と比較して電線接続部分21から気泡が発生したサンプル数がより多くなることが明らかとなった。
これは、樹脂封止部29の材料である絶縁樹脂29Aと、芯線被覆部44の材料である絶縁被覆44Aとのそれぞれが熱膨張し、これら材料の熱膨張率の違いにより、芯線被覆部44に対して樹脂封止部29が剥離したためであると考えられる。
接続構造体は、圧着端子付電線1,2に対応し、以下同様に、
接続端子は、圧着端子10に対応し、
導体は、芯線43に対応し、
先端側導体被覆部は、先端側芯線被覆部44Tに対応し、
電線接続許容部は、ワイヤーバレル部12、及び、インシュレーションバレル部15に対応し、
絶縁樹脂密着性向上手段は、粗表面31、及び、密着増強剤32に対応し、
粗面加工は、プラズマ放電加工、及び、コロナ放電加工に対応するものとする。
例えば、電線先端部40Tの表面を、上述した粗表面31で構成する方法は、上述したプラズマ放電加工、及び、コロナ放電加工に限らず、その他の放電加工であってもよく、さらには、サンドブラストによる加工など、他の粗面加工であってもよい。
例えば、電線先端部40Tに、粗面加工、或いは、プライマー処理を施す前に、予め絶縁被覆44Aを剥がして芯線露出部45を形成しておき、先端側芯線被覆部44Tの表面に対して粗面加工、或いは、プライマー処理を施してもよい。
10…圧着端子
12…ワイヤーバレル部
15…インシュレーションバレル部
31…粗表面
32…密着増強剤
29…樹脂封止部
29A…樹脂封止部
40…電線
40T…電線先端部
44A…絶縁被覆
43…芯線
44…芯線被覆部
44T…先端側芯線被覆部
45…芯線露出部
Claims (9)
- 導体を絶縁被覆で被覆した導体被覆部、及び、先端側の前記絶縁被覆を剥がして前記導体を露出させた導体露出部で構成する電線と、
前記導体被覆部における先端側の先端側導体被覆部及び前記導体露出部で構成する電線先端部の接続を許容する電線接続許容部を備えた接続端子と、
前記電線接続許容部に接続した前記電線先端部及び前記電線接続許容部を封止する絶縁樹脂とで構成した接続構造体であって、
前記電線先端部の少なくとも前記先端側導体被覆部に、前記絶縁樹脂との密着力を前記先端側導体被覆部に対する前記絶縁樹脂の引張強度が1.3MPa以上にまで高める絶縁樹脂密着性向上手段を形成した
接続構造体。 - 前記絶縁樹脂密着性向上手段を、前記先端側導体被覆部の表面における算術平均粗さが0.7μm以上となる粗表面で構成した
請求項1に記載の接続構造体。 - 前記粗表面を粗面加工により構成した
請求項2に記載の接続構造体。 - 前記絶縁樹脂密着性向上手段を、前記先端側導体被覆部の表面に付着させる密着増強剤で構成した
請求項1乃至3のうちいずれかに記載の接続構造体。 - 前記絶縁樹脂を、粘度が2,000〜20,000mPa・sの樹脂とした
請求項1乃至4のうちいずれかに記載の接続構造体。 - 前記絶縁樹脂を、
ショアD硬度が40〜80、金属に対する接着強度が−40℃〜125℃の範囲において3MPa以上、且つ、弾性率が200MPa以上1000MPa以下の樹脂とした
請求項1乃至5のうちいずれかに記載の接続構造体。 - 前記絶縁樹脂を、
2時間の煮沸の下で吸水率が1%以下である樹脂とした
請求項1または6に記載の接続構造体。 - 前記絶縁樹脂を、
シリコン系、アクリル系、ウレタン系、ポリアミド系、エポキシ系、フッ素系、ポリビニルブチラール系、フェノール系、ポリイミド系、アクリルゴム系のうち少なくともいずれかの樹脂とした
請求項1または7に記載の接続構造体。 - 前記導体を、アルミニウム系材料とし、
前記接続端子を、銅系材料とした
請求項1乃至8のうちいずれかに記載の接続構造体。
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