JP2014220167A - 圧着接続構造体、コネクタ、及び圧着接続構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミニウム芯線101を絶縁被覆102で被覆した被覆電線100と、少なくとも露出させた導体露出部103の圧着接続を許容する圧着部230を有する圧着端子200とを備え、圧着部230で導体露出部103を圧着接続した圧着接続構造体1、及び圧着接続構造体1の製造方法であって、圧着部230を、導体露出部103及び絶縁被覆102を挿入許容するとともに、被覆電線100の長手方向Xに延びる略筒状のクローズドバレル形式とし、圧着部230の後端近傍に、長手方向Xに沿って形成した止水部300を備え、止水部300を、少なくとも圧着部230の外周面から絶縁被覆102の外周面にかけて連続するように形成したことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
そこで、圧着端子で圧着された電線導体への水分の侵入を防止する様々な技術が提案されている。
また、幅方向シールの代わりに、例えば、バレル片の内面に凹凸形状のセレーションを形成し、凹凸形状が被覆体に食い込むことで止水性を向上した圧着端子の場合、熱影響によって圧着端子が熱膨張する、あるいは絶縁被覆の劣化が促進することで、被覆圧着部が絶縁被覆を圧縮する圧縮力が低下することがある。これにより、圧着接続構造体は、被覆圧着部と絶縁被覆との間に水分の侵入経路が形成されるおそれがあった。
上記止水部は、防水性を有する合成樹脂材などで構成することができ、電線導体の周方向における全周、あるいは周方向における一部の範囲に形成することができる。また、止水部は、塗布やモールド成形などによって形成することができる。
具体的には、少なくとも圧着部の外周面から絶縁被覆の外周面にかけて連続するように形成しているため、止水部は、圧着部の外周面、圧着部と絶縁被覆との段差、及び絶縁被覆の外周面に密着することができる。
これにより、圧着接続構造体、及び圧着接続構造体の製造方法は、長期間に渡って安定した止水性を確保することができるため、安定した導電性を確保することができる。
従って、圧着接続構造体、及び圧着接続構造体の製造方法は、長期間に渡って絶縁被覆側からの水分の侵入を確実に防止することができ、安定した導電性を確保することができる。
上記合成樹脂材は、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、あるいはアクリル系樹脂などとすることができる。
上記硬化させるとは、熱硬化させる、紫外線硬化させる、湿気硬化させる、空気遮断により硬化させる、あるいは化学反応などにより硬化させることを含むことができる。
化学反応型硬化樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線(UV)硬化樹脂、硬化剤混合型樹脂、湿気硬化型樹脂、嫌気硬化型樹脂、或いは、加圧により硬化する加圧硬化樹脂を挙げることができる。
また、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂)、AS樹脂、アクリル樹脂(PMMA)などすることができる。
例えば、ラジカル型としてのUV硬化型シリコン樹脂の場合は、主成分である多官能性シリコンオリゴマーに、光重合開始剤を含有させたものであり、紫外線の照射を受けると、この光重合開始剤が励起状態となって前記シリコンオリゴマーを重合させるためのラジカルを生成する構成となっている。
また、湿気硬化型樹脂は、触媒の存在下、例えば、空気中の湿気と反応して硬化する樹脂であり、例えば、湿気硬化型シリコン樹脂や、湿気硬化型ウレタン系接着性樹脂などすることができる。
また、嫌気硬化型樹脂は、金属部で空気を遮断すると硬化する樹脂であり、例えば、アクリレート系(アクリル系樹脂)などすることができる。
具体的には、例えば、圧着端子及び被覆電線を熱収縮チューブで覆った場合、自動車のような過酷な使用環境下では、熱収縮チューブが劣化する、あるいは熱影響によって熱収縮チューブが軟化したり、膨張収縮することで、安定した止水性を確保できないおそれがある。
従って、圧着接続構造体は、合成樹脂材を硬化させて止水部を形成することで、外的要因による止水性の低下を防止するとともに、より長期間に渡って安定した止水性と導電性とを確保することができる。
この発明により、圧着接続構造体は、より容易に止水性を向上するとともに、より安定した導電性を確保することができる。
従って、圧着接続構造体は、止水部を周方向に形成することで、より容易に止水性を向上するとともに、より安定した導電性を確保することができる。
上記所定の範囲は、圧着部による絶縁被覆の圧縮が不十分となる範囲などとすることができる。
具体的には、圧着部と絶縁被覆とを圧着接続することにより、圧着接続構造体は、圧着部が絶縁被覆を圧縮することで、圧着部の内周面と絶縁被覆の外周面との隙間を閉塞することができる。
従って、圧着接続構造体は、圧着部と絶縁被覆とを圧着接続するとともに、止水部を形成することで、重量の増加を抑えて、より安定した止水性を確保することができる。
この発明により、圧着端子は、圧着部における導体露出部側の開口からの水分の侵入を防止することができる。
従って、圧着接続構造体は、圧着状態における圧着部の内部を密閉状態にすることで、確実な止水性を確保するととともに、より安定した導電性を確保することができる。
この発明により、銅線による電線導体を有する被覆電線に比べて軽量化できるとともに、上述した確実な止水性により、いわゆる異種金属腐食(以下において電食という)を防止することができる。
しかしながら、上述した確実な止水性により、銅系材料による導体部分を有する被覆電線に比べて軽量化を図りながら、いわゆる電食を防止することができる。
この発明により、圧着端子と電線導体を構成する金属種によらず、安定した導電性を確保したまま圧着端子を接続することができる。
従って、コネクタは、確実な導電性を備えた接続状態を確保することができる。
なお、図1は圧着接続構造体1における上方からの外観斜視図を示し、図2は被覆電線100、及び圧着端子200における上方からの外観斜視図を示し、図3は圧着部230における溶接について説明する説明図を示し、図4は図1中のA−A矢視断面図を示している。
被覆電線100は、図2に示すように、複数のアルミニウム素線101aを束ねたアルミニウム芯線101を、絶縁性樹脂で構成する絶縁被覆102で被覆して構成している。例えば、アルミニウム芯線101は、断面が0.75mm2となるように、アルミニウム合金線を撚って構成している。さらに、被覆電線100は、先端から長手方向Xに所定の長さだけ絶縁被覆102を剥がしてアルミニウム芯線101を露出させることで導体露出部103を構成している。
つまり、圧着部230は、長手方向Xの前端、及び端部230a,230b同士を溶着して閉塞して、長手方向Xの後方に開口を有する略筒状に形成している。
より詳しくは、止水部300は、長手方向Xにおいて、被覆圧着部231における所定の長さの範囲と、絶縁被覆102における所定の長さの範囲とを連続して覆うように形成している。
なお、図5は圧着端子200と被覆電線100との圧着工程を説明する説明図を示し、図6は止水部300の形成工程を説明する説明図を示している。
さらに、図5において、要部を明確にするため、圧着端子200におけるボックス部210の図示を省略している。
この一対の圧着金型10は、図5に示すように、圧着端子200に対して下方に位置するアンビル11、及び圧着端子200に対して上方に位置するクリンパ12で構成している。さらに、上下方向に組み合わせた圧着金型10の内面形状は、圧着後における導体圧着部232及び被覆圧着部231の外面形状に応じた形状に形成されている。
より詳しくは、圧着接続状態における圧着端子200及び被覆電線100は、図5(b)に示すように、圧着金型10で導体圧着部232を加締めることで、導体圧着部232と導体露出部103とが導通可能に圧着接続される。さらに、圧着金型10で被覆圧着部231を加締めることで、被覆圧着部231が絶縁被覆102を圧縮するようにして圧着接続される。
具体的には、例えば、図6に示すように、エポキシ樹脂及び硬化剤を射出する塗布機20などを用いて、上述した被覆圧着部231及び絶縁被覆102の範囲に対して、硬化剤を添加したエポキシ樹脂を塗布するとともに、エポキシ樹脂を硬化させて止水部300を形成する。
なお、図7はメス型コネクタ31とオス型コネクタ41との接続対応状態の外観斜視図を示し、図7中においてオス型コネクタ41を二点鎖線で図示している。
そして、メス型コネクタ31とオス型コネクタ41とを嵌合することで、ワイヤーハーネス30とワイヤーハーネス40とを接続する。
具体的には、圧着部230の外周面から絶縁被覆102の外周面にかけて連続するように塗布しているため、止水部300は、圧着部230の外周面、圧着部230と絶縁被覆102との段差、及び絶縁被覆102の外周面に密着することができる。
これにより、圧着接続構造体1、及び圧着接続構造体1の製造方法は、長期間に渡って安定した止水性を確保することができるため、安定した導電性を確保することができる。
従って、圧着接続構造体1、及び圧着接続構造体1の製造方法は、長期間に渡って絶縁被覆102側からの水分の侵入を確実に防止することができ、安定した導電性を確保することができる。
具体的には、例えば、圧着端子200及び被覆電線100を熱収縮チューブで覆った場合、自動車のような過酷な使用環境下では、熱収縮チューブの劣化が促進する、あるいは熱影響によって熱収縮チューブが軟化することで、安定した止水性を確保できないおそれがある。
具体的には、例えば、圧着部230と絶縁被覆102との境界が露出した圧着状態では、長期間に渡って外気と触れることにより、被覆圧着部231の腐食や絶縁被覆102の劣化が生じることがある。このため、被覆圧着部231と絶縁被覆102との間に隙間が生じて止水性が低下するおそれがある。
従って、圧着接続構造体1は、止水部300を周方向に形成することで、より容易に止水性を向上するとともに、より安定した導電性を確保することができる。
従って、圧着接続構造体1は、圧着状態における圧着部230の内部を密閉状態にすることで、確実な止水性を確保するととともに、より安定した導電性を確保することができる。
従って、メス型コネクタ31は、確実な導電性を備えた接続状態を確保することができる。
また、導体露出部103及び絶縁被覆102を圧着部230で圧着接続する構成としたが、これに限定せず、少なくとも導体圧着部232で導体露出部103を圧着接続する構成であればよい。
なお、図9は実施例2における圧着接続構造体2の上方からの外観斜視図を示し、図10は実施例2における圧着接続構造体2の底面図を示し、図11は図9中のB−B矢視断面図を示し、図12は図11中のC−C矢視における圧着接続構造体2の部分断面図を示している。
また、上述の実施例1と同じ構成は同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
圧着端子200は、上述の実施例1における圧着端子200と同一の構成であるが、図11に示すように、被覆電線100を圧着した圧着接続状態において、幅方向Yにおける外側に向けて突出した2つの突出部分234が被覆圧着部231に形成されている。なお、突出部分234については、後ほど詳しく説明する。
より詳しくは、止水部300は、長手方向Xにおいて、被覆圧着部231における所定の長さの範囲と、絶縁被覆102における所定の長さの範囲とを連続して覆うように形成している。さらに、止水部300は、幅方向Yの断面において、周方向における突出部分234の近傍の範囲を覆うように形成している。なお、止水部300は、防水性を有する硬化性の合成樹脂、例えば、熱硬化性エポキシ樹脂で構成している。
なお、図13は実施例2の圧着工程における圧着前のB−B矢視断面図を示し、図14は実施例2の圧着工程における圧着接続状態のB−B矢視断面図を示している。
そして、被覆電線100を挿入した圧着部230を所定の圧着金型で加締めて、導体露出部103と導体圧着部232とを圧着接続するとともに、絶縁被覆102と被覆圧着部231とを圧着接続する。この際、被覆圧着部231を、図13に示すように、上下二分割された一対の雌雄金型50で加締めて圧着する。
オス金型51は、幅方向Yにおける断面形状が、圧着端子200における圧着部230の外径より僅かに小さい幅方向Yの長さを有する断面略矩形に形成している。そして、オス金型51の上面には、幅方向Yにおける両端に設けた平面部51aの間に介在して、圧着部230の外径に対して僅かに小さい直径で下方に向けて凹設した断面略半円状のオス側凹部51bを形成している。
なお、オス側凹部51b、及びメス側凹部52aは、オス金型51とメス金型52とを上下方向で組み合わせた際、断面略円形状の内面形状となるよう形成している。
より詳しくは、被覆圧着部231の内周面は、図14に示すように、被覆電線100の絶縁被覆102を圧縮するようにして縮径される。一方、被覆圧着部231の外周面は、オス側凹部51b及びメス側凹部52aに沿うように縮径するとともに、オス金型51の2つの平面部51aと断面略逆U字状のメス側凹部52aとによって、幅方向Yに突出して長手方向Xに延びる2つの突出部分234が形成される。
このように被覆電線100を挿入した圧着端子200の圧着部230を、一対の雌雄金型50で挟み込むようにして加締めて、導体露出部103及び絶縁被覆102の前端近傍を圧着接続して圧着接続状態を構成する。
具体的には、例えば、エポキシ樹脂及び硬化剤を射出する塗布機(図示省略)などを用いて、上述した被覆圧着部231の突出部分234における後端近傍の範囲に対して、硬化剤を添加したエポキシ樹脂を塗布するとともに、エポキシ樹脂を硬化させて止水部301を形成する。
このように圧着端子200の圧着部230を加締めて被覆電線100を圧着接続して、導体露出部103と導体圧着部232との導通性を確保するとともに、圧着部230の後端における止水性を確保した圧着接続構造体2を構成する。
具体的には、被覆圧着部231と絶縁被覆102とを圧着接続することにより、圧着接続構造体2は、被覆圧着部231が絶縁被覆102を圧縮することで、被覆圧着部231の内周面と絶縁被覆102の外周面との隙間を閉塞することができる。
従って、圧着接続構造体2は、被覆圧着部231と絶縁被覆102とを圧着接続するとともに、止水部301を形成することで、重量やサイズの増加を抑えて、より安定した止水性を確保することができる。
また、上述の実施例1及び実施例2において、塗布機を用いて熱硬化性エポキシ樹脂を塗布したが、これに限定せず、熱硬化性エポキシ樹脂を手作業で塗布してもよい。
また、圧着端子200をメス型の圧着端子としたが、これに限定せず、メス型の圧着端子に対して長手方向Xに嵌合するオス型の圧着端子であってもよい。あるいは、ボックス部210ではなく略U字状あるいは環状の平板などであってもよい。
また、被覆圧着部231と導体圧着部232とが略同径の大きさとなるよう打ち抜いた銅合金条で圧着部230を形成したが、これに限定せず、被覆圧着部231及び導体圧着部232の内径がそれぞれ異なる大きさになるように打ち抜いた銅合金条で圧着部230を形成してもよい。
また、圧着部230のアルミニウム芯線101側先端に封止部233を形成したが、これに限定せず、圧着部230の導体露出部103側先端を別部材でシールしてもよい。あるいは、封止部233などを設けず圧着部230の導体露出部103側先端が開口した圧着部230としてもよい。
この発明の電線導体は、実施形態のアルミニウム芯線101に対応し、
以下同様に、
硬化性の合成樹脂材は、熱硬化性エポキシ樹脂に対応し、
所定の範囲は、突出部分234の近傍に対応し、
コネクタハウジングは、メス型コネクタハウジング32、及びオス型コネクタハウジング42に対応し、
コネクタは、メス型コネクタ31、及びオス型コネクタ41に対応するが、
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。
2…圧着接続構造体
31…メス型コネクタ
32…メス型コネクタハウジング
41…オス型コネクタ
42…オス型コネクタハウジング
100…被覆電線
101…アルミニウム芯線
102…絶縁被覆
103…導体露出部
200…圧着端子
230…圧着部
233…封止部
300…止水部
301…止水部
X…長手方向
Claims (8)
- 導電性の電線導体を絶縁性の絶縁被覆で被覆した被覆電線と、
少なくとも、前記絶縁被覆の先端近傍を除去して前記電線導体を露出させた導体露出部の圧着接続を許容する圧着部を有する圧着端子とを備え、
前記圧着部で前記導体露出部を圧着して接続した圧着接続構造体であって、
前記圧着端子における前記圧着部を、
前記導体露出部及び前記絶縁被覆先端近傍を挿入許容するとともに、前記被覆電線の長手方向に延びる略筒状のクローズドバレル形式とし、
前記長手方向における前記絶縁被覆と前記圧着部の端部との境界近傍に、
前記長手方向に沿って形成した止水部を備え、
該止水部を、
少なくとも前記圧着部の外周面から前記絶縁被覆の外周面にかけて連続するように形成した
圧着接続構造体。 - 前記止水部を、
硬化性の合成樹脂材を塗布するとともに、硬化させて形成した
請求項1に記載の圧着接続構造体。 - 前記止水部を、
前記絶縁被覆の周方向における全周に沿って形成した
請求項1または請求項2に記載の圧着接続構造体。 - 前記圧着部と前記絶縁被覆とを圧着接続した状態において、
前記止水部を、
前記絶縁被覆の周方向における所定の範囲に形成した
請求項1または請求項2に記載の圧着接続構造体。 - 前記圧着部における前記導体露出部側に、
前記長手方向に向けて延設するとともに、前記長手方向における先端を封止した封止部を備えた
請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の圧着接続構造体。 - 前記電線導体を、アルミ系材料で構成するとともに、
少なくとも前記圧着部を、銅系材料で構成した
請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の圧着接続構造体。 - 請求項1から請求項6に記載の圧着接続構造体における圧着端子をコネクタハウジング内に配置した
コネクタ。 - 導電性の電線導体を絶縁性の絶縁被覆で被覆した被覆電線と、少なくとも、前記絶縁被覆の先端近傍を除去して前記電線導体を露出させた導体露出部の圧着接続を許容する圧着部を有する圧着端子とを備え、前記圧着部で前記導体露出部を圧着して接続した圧着接続構造体の製造方法であって、
前記被覆電線の長手方向に延びる略筒状のクローズドバレル形式の前記圧着端子における前記圧着部に、前記導体露出部及び前記絶縁被覆先端近傍を挿入し、
少なくとも前記圧着部と前記導体露出部とを圧着して、
前記圧着端子と前記被覆電線とが圧着接続した圧着接続状態において、
前記長手方向における前記絶縁被覆と前記圧着部の端部との境界近傍に、
少なくとも前記圧着部の外周面から前記絶縁被覆の外周面にかけて連続するように、前記長手方向に沿って止水部を形成する
圧着接続構造体の製造方法。
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