JP2014164819A - ワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】 コスト上昇を抑えることができ、かつ、電線との接触部分への水分の付着を予防可能な圧着端子およびその圧着端子を用いたワイヤハーネスを提供する。
【解決手段】 ワイヤハーネス１は、電線１０と圧着端子２０とを含む。電線１０は、芯線が絶縁体で被覆された絶縁被覆部１２と、絶縁被覆部１２の先端から芯線の一部が露出した芯線露出部１１を有する。圧着端子２０は、前端部２０Ａに位置するボックス部２１と、後端部２０Ｂに位置するとともに電線１０を挿入可能な圧着部２２とを有する。圧着部２２は、後端部２０Ｂに開口し、絶縁被覆部１２に圧着される被覆圧着部２４と、芯線露出部１１に圧着される芯線圧着部２３とを含む。被覆圧着部２４には、径方向内側に突出する突起部が設けられ、絶縁被覆部１２には高押圧部１３が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は自動車等に用いられるワイヤハーネスに関するものである。

従来、自動車、ＯＡ機器、家電製品等の分野では、電力線や信号線として、電気導電性に優れた導電線が使用されるワイヤハーネスが知られる。ワイヤハーネスは、電線に取り付けられ他の機器等との接続に用いられる圧着端子を含む。電線は、絶縁体で被覆された被覆部と、被覆部先端から芯線が露出する導体部分の露出部とを有し、圧着端子が被覆部および露出部のそれぞれに圧着されることによって、導電性のワイヤハーネスが構成される。軽量化の観点から、芯線材料としてアルミニウムを用いた電線が注目される。圧着端子としては、電気特性に優れる銅が使用されることが多い。

例えばアルミニウムと銅のような異種金属の接触部分に水分が付着すると、標準電極電位の違いから、いわゆる電食が発生する恐れがある。特に、アルミニウムと銅との標準電極電位差は大きいから、電気的に卑であるアルミニウム側の腐食が進行する。このため、芯線と圧着端子との接続状態が不安定となり、接触抵抗の増加や線径の減少による電気抵抗の増大、さらには断線が生じて電装部品の誤動作、機能停止に至る恐れがある。

このような異種金属が接触するワイヤハーネスにおいて、電線と圧着端子との接続部を覆うように樹脂材を充填したものがある（特許文献１）。樹脂材を充填することによって、電線と圧着端子との接触部分に水分が付着するのを防止する。

特開２００４−１１１０５８号公報

しかし、特許文献１の方法では、樹脂材を別途充填しなければならないので、製造工程が複雑になり、その分、製造工程における管理も複雑化するという問題が生じる。また、工程が複雑になった分、ワイヤハーネス全体のコストも上がってしまう。従って、樹脂材を用いない止水方法が望まれている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、樹脂材を用いずに電線との接触部分への水分の付着を予防可能であり、かつ、製造工程の簡略化を図ることが可能なワイヤハーネスを提供することを目的とする。

前述した目的を達するために本発明は、導電性の芯線が絶縁体で被覆された絶縁被覆部および前記絶縁被覆部の長手方向先端から芯線が露出した芯線露出部を有する電線と、前記絶縁被覆部に圧着される被覆圧着部および前記芯線露出部に圧着される芯線圧着部を有する圧着端子とを含むワイヤハーネスであって、前記芯線圧着部および前記被覆圧着部は、前記電線が前記長手方向へ挿入可能であって周方向において水密な断面中空形状を有し、前記圧着端子は、前記芯線圧着部の前記被覆圧着部とは反対側に位置し、前記中空形状の内面が互いに水密にされた封止部と、前記被覆圧着部に設けられ径方向内側に突出する複数の突起部とを備えることを特徴とするワイヤハーネスである。

前記突起部は、周方向に離間して設けられてもよい。

前記絶縁被覆部には、圧着時において前記被覆圧着部側へと突出する窪みが形成され、前記突起部は、前記窪みに対応する位置に設けられてもよい。

前記突起部の径方向の寸法は、前記窪みの寸法以上であってもよい。

前記突起部は、曲線によって形成されてもよい。

前記芯線はアルミニウム系材料で構成され、前記芯線圧着部が銅系材料で構成されてもよい。

本発明によれば、圧着端子の芯線圧着部が電線の芯線露出部に圧着され、被覆圧着部が絶縁被覆部に圧着され、さらに、被覆圧着部に突起部を設けるから、樹脂材を用いずに、水分の侵入を防止することができ、電線と圧着端子との接触部分に水分が付着するのを予防することができる。また、その分製造工程の簡略化を図ることができ、さらにその分のコスト上昇を抑えられる。

また、突起部は、周方向に離間して設けられるので、他の領域への突起部形成による影響を小さくすることができる。

また、突起部は、圧着工具による圧着時に形成される窪みに対応する位置に設けられるので、窪み形成による圧着力の低下を抑制することができる。

また、突起部の径方向の寸法は、窪みの寸法以上であるので、より一層窪みによる圧着力の低下を抑制し、圧着部を水密に維持することができる。

また、突起部は、曲線によって形成されるので、絶縁被覆部の絶縁体を損傷することなく、これを押圧することができる。

本発明によれば、樹脂材を用いずに電線との接触部分への水分の付着を予防可能であり、かつ、製造工程の簡略化を図ることが可能なワイヤハーネスを提供することができる。

ワイヤハーネスの圧着前の分解斜視図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 圧着後のワイヤハーネスの斜視図。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。 ワイヤハーネスの圧着方法の説明図。 圧着刃型を大径部で切断したときの断面図。 図６のＶＩＩで囲った部分の拡大図であって、ワイヤハーネスの圧着時を示す説明図。 ワイヤハーネスの部分拡大図であって、被覆圧着部で切断したときの断面図。 図３のＩＸ−ＩＸ線断面の拡大図。

図１はワイヤハーネス１の分解斜視図であって、加締め前の状態を示す。ワイヤハーネス１は、長手方向Ｘおよびこれに直交する幅方向Ｙを有し、電線１０と圧着端子２０とを含む。電線１０は、導電性を有する芯線１６が絶縁体１５で被覆された絶縁被覆部１２と、絶縁被覆部１２の長手方向Ｘ先端から芯線１６の一部が露出した芯線露出部１１を有する。芯線１６は、アルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム系材料で構成され、より詳細には、複数のアルミニウム合金線等を撚って形成する。

圧着端子２０は、長手方向Ｘに延びるとともに、長手方向Ｘの前端部２０Ａに位置する図示しない雄型コネクタを挿入可能なボックス部２１と、後端部２０Ｂに位置する電線１０を挿入可能な圧着部２２とを有する。ボックス部２１には、雄型コネクタの挿入タブ（図示せず）に接触する弾性接触片２１Ａを備える。

圧着部２２は、芯線圧着部２３と、被覆圧着部２４とを含む。芯線圧着部２３は、被覆圧着部２４とボックス部２１との間に位置する。被覆圧着部２４は、後端部２０Ｂに開口するとともに、電線１０が後端部２０Ｂから挿入可能なように、長手方向Ｘへ延びる断面中空形状を有する。圧着端子２０は、表面が錫メッキされた黄銅等の銅合金条を平面展開した端子形状に打ち抜いた後（図示せず）、中空四角柱体のボックス部２１と中空円柱体の圧着部２２とから構成される立体的な端子形状に曲げ加工されて形成される。さらに、ボックス部２１と圧着部２２との間には、中空形状の内面を互いに水密に接触させた封止部２６が設けられる。封止部２６は、圧着部２２の内面を互いに接触させ、水密に接合されることによって形成される。このような接合の方法として、例えば圧着やレーザ溶接を用いることができる。

圧着部２２は、長手方向Ｘへ延びる接合部２９によって水密に接合される。詳細には、端子形状に打ち抜いた銅合金条の端部を中空形状になるように互いに突合せ、突合せた部分をレーザ溶接等の溶接によって接合部２９を形成することができる。

図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、被覆圧着部２４には、径方向内側へ突出する突起部２５が形成される。突起部２５は、周方向において離間して２つ設けられる。突起部２５は略円錐形を有し、その頂点は放物線を描くような曲線である。また、突起部２５は図２においてほぼ左右対称である。

図３は、圧着端子２０に電線１０を挿入後、芯線圧着部２３および被覆圧着部２４を径方向内側へ加締めたものであり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。芯線圧着部２３には電線１０の芯線露出部１１が位置し、被覆圧着部２４には絶縁被覆部１２が位置するように、電線１０が挿入される。圧着部２２の長手方向Ｘにおける寸法は、芯線露出部１１の長手方向Ｘにおける寸法よりも大きい。したがって、電線１０を圧着部２２に挿入すると、芯線露出部１１と絶縁被覆部１２とが圧着部２２の内周に対向して位置する。

圧着部２２に芯線露出部１１および絶縁被覆部１２を挿入した状態で圧着部２２を加締めることによって、芯線圧着部２３と芯線露出部１１の芯線１６とが圧着され、被覆圧着部２４と絶縁被覆部１２の絶縁体１５とが圧着される。

被覆圧着部２４には、突起部２５が設けられるから、圧着部２２を加締めると、突起部２５によって絶縁被覆部１２の一部が他の部分よりも強い力で圧着され、絶縁被覆部１２の絶縁体１５には高押圧部１３が形成される。

図５は、ワイヤハーネス１の圧着方法の説明図である。図示したように、芯線圧着部２３および被覆圧着部２４の圧着は、圧着工具３０によって一体的におこなうことができる。圧着工具３０は、上刃型３１と下刃型３２とによって構成される。上刃型３１は、長手方向Ｘに延びる半円柱状の空洞を有し、被覆圧着部２４に対応するとともに被覆圧着部２４の半径よりも僅かに小さい半径を有する大径部３４と、芯線圧着部２３に対応するとともに大径部３４よりも小さい半径を有する小径部３３とを備える。下刃型３２は、長手方向Ｘに延びる半円柱状の空洞を有し、芯線圧着部２３および被覆圧着部２４に対応するいずれの部分もその半径は同じである。

図６は、圧着工具３０の大径部３４における断面図である。上刃型３１に噛み合った状態の下刃型３２を仮想線で示す。図示したように、上刃型３１の大径部３４の半径よりも、下刃型３２の半径のほうが僅かに小さく、これら圧着工具３０でワイヤハーネス１を圧着処理する場合には、上刃型３１の内側に下刃型３２が噛み合う。このように噛み合った状態において、上刃型３１の内面と下刃型３２の内面とで、ほぼ円形となる。この時の直径は、加締め前の被覆圧着部２４よりも小さいから、加締め処理によって被覆圧着部２４の直径を小さくするように押圧し、電線１０の絶縁被覆部１２と被覆圧着部２４とを圧着することができる。

なお、図示しないが圧着工具３０の上刃型３１の小径部３３の内面と、下刃型３２の内面とで構成される空間の直径は、芯線圧着部２３の直径よりも小さく、かつ、加締め後の被覆圧着部２４の直径よりも小さい。したがって、芯線圧着部２３は、被覆圧着部２４よりも強圧着となる。

圧着工具３０の上刃型３１および下刃型３２を噛み合わせたとき、小径部３３によって長手方向Ｘへ延びる中空円筒形が形成されるが、この形状に限定するものではない。圧着端子２０と電線１０の芯線露出部１１とが圧着される限りにおいて、さまざまな形状のものを採用することができる。例えば、扁平なものでもよいし、その断面形状が凸状になるようなものであってもよい。

図７は、図６の圧着工具３０のＶＩＩで囲った部分の拡大図に、さらに電線１０および圧着端子２０を追記したものである。図示したように、上刃型３１と下刃型３２との噛み合い部分において、上刃型３１の内面と、下刃型３２の外面との間に僅かな隙間３５が形成される。この隙間３５に向かって、被覆圧着部２４の押圧力が逃げるように移動し、被覆圧着部２４には段部３６が形成される可能性がある。このように段部３６が形成されると、絶縁被覆部１２の絶縁体１５にも径方向外側に突出する窪み１４が形成される可能性があり、この部分における圧着力が低下し、しいては止水性が低下することが懸念される。

図８は、ワイヤハーネス１の被覆圧着部２４近傍を拡大したときの斜視図である。上述したように、圧着工具３０を用いることによって、ワイヤハーネス１には、長手方向Ｘに延びる段部３６および窪み１４が形成される可能性がある。

図９は、図３のＩＸ−ＩＸ線断面図である。被覆圧着部２４の内周に設けられた突起部２５は、窪み１４に対応する位置に設けることができる。このような突起部２５によって絶縁被覆部１２には高押圧部１３を形成することができ、長手方向Ｘに延びる窪み１４の一部を径方向内側へと押圧することができる。したがって、少なくとも突起部２５を設けた位置においては、圧着力の低下を予防することができ、水分が圧着端子２０の後端部２０Ｂから侵入するのを確実に防止することができる。

突起部２５の径方向の寸法Ｌ１は、絶縁被覆部１２に形成された窪み１４の寸法Ｌ２以上である。窪み１４の寸法Ｌ２とは、窪み１４が形成されない理想の絶縁体１５の外面である理想外面１７と、窪み１４が形成された場合に理想外面１７からの距離が最も大きくなる最大点までの径方向における寸法である（図７参照）。したがって、突起部２５によって、窪み１４が部分的に完全に押圧され、窪み１４によって圧着力が低下するのを予防することができる。

突起部２５は、被覆圧着部２４の長手方向Ｘにおける中心よりも芯線圧着部２３側に位置することが望ましい。後端部２０Ｂ側では被覆圧着部２４の径が広がりやすく、径が大きくなったところに突起部２５を形成しても所望の効果が得られない可能性があるからである。すなわち、突起部２５を芯線圧着部２３側に設けることによって、窪み１４を確実に押圧することができるという効果を奏することができる。

複数の突起部２５は、後端部２０Ｂからの長手方向Ｘの距離がほぼ等しい。しかし、長手方向Ｘに延びる窪み１４上に配置される限り、後端部２０Ｂからの距離が互いに異なるようにしてもよい。また、突起部２５を周方向に離間して設けるので、窪み１４を部分的に押圧することができ、他の領域に対する押圧の影響を最小限に抑えることができる。

絶縁被覆部１２において、芯線１６を覆う絶縁体１５として、弾性を有するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン等、この技術の分野において通常用いられるものを選択することができる。

上記のようなワイヤハーネス１において、電線１０の芯線１６はアルミニウム系材料で構成され、圧着端子２０の芯線圧着部２３は銅系材料で構成されているから、芯線圧着部２３では、異種金属が接触する。異種金属が接触した部分では、水分が付着することによって電食の可能性があるが、この実施形態では、圧着部２２への水分の侵入を防止することができるので、電食を予防することができる。また、この実施形態によれば、絶縁体１５の材料として通常用いられる材料を用いても、確実に圧着部２２への水分の侵入を防止することができる。

この実施形態において、圧着工具３０は上刃型３１と下刃型３２との二つの刃型によって圧着端子２０の周囲から圧着するようにしているが、三つ以上の刃型を有するものであってもよい。例えば、三つの刃型を有する圧着工具３０を用いた場合には、絶縁被覆部１２の絶縁体１５には三条の窪み１４が形成される可能性がある。その場合には、突起部２５を窪み１４に対応する位置に３つ設けることによって、いずれの窪み１４においても圧着力の低下を抑制することができる。また、突起部２５は被覆圧着部２４の内周面から径方向内側に突出し、外周面においては突起部２５に対応する凹凸は形成されないが、凹凸が形成されるようにしてもよい。すなわち、外周面側から被覆圧着部２４を押圧することによってその内周面に突起部２５を形成する場合には、押圧した外周面に凹部が形成される。また、突起部２５は、予め被覆圧着部２４に設けることもできるが、圧着工具での圧着後に形成することもできる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１…ワイヤハーネス
１０…電線
１１…芯線露出部
１２…絶縁被覆部
１４…窪み
１５…絶縁体
１６…芯線
２０…圧着端子
２１…ボックス部
２２…圧着部
２３…芯線圧着部
２４…被覆圧着部
２５…突起部
２６…封止部
Ｘ…長手方向

Claims (6)

1. 導電性の芯線が絶縁体で被覆された絶縁被覆部および前記絶縁被覆部の長手方向先端から芯線が露出した芯線露出部を有する電線と、前記絶縁被覆部に圧着される被覆圧着部および前記芯線露出部に圧着される芯線圧着部を有する圧着端子とを含むワイヤハーネスであって、
   前記芯線圧着部および前記被覆圧着部は、前記電線が前記長手方向へ挿入可能であって周方向において水密な断面中空形状を有し、
   前記圧着端子は、前記芯線圧着部の前記被覆圧着部とは反対側に位置し、前記中空形状の内面が互いに水密にされた封止部と、
   前記被覆圧着部に設けられ径方向内側に突出する複数の突起部とを備えることを特徴とするワイヤハーネス。
2. 前記突起部は、周方向に離間して設けられることを特徴とする請求項１記載のワイヤハーネス。
3. 前記絶縁被覆部には、圧着時において前記被覆圧着部側へと突出する窪みが形成され、
   前記突起部は、前記窪みに対応する位置に設けられることを特徴とする請求項１または２記載のワイヤハーネス。
4. 前記突起部の径方向の寸法は、前記窪みの寸法以上であることを特徴とする請求項３記載のワイヤハーネス。
5. 前記突起部は、曲線によって形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワイヤハーネス。
6. 前記芯線はアルミニウム系材料で構成され、前記芯線圧着部が銅系材料で構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のワイヤハーネス。

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