JP2015118832A - ワイヤーハーネスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防食性を確保しつつアース端子部の長さを短縮でき、レイアウト性が高く作業性に優れたワイヤーハーネスおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】アルミニウム電線１０のアルミニウム導線１１が露出した接続端１２に近い部分を接続端子２０の締付部２２で保持され、かつ、接続端１２が端子本体２１と超音波溶接され、熱収縮チューブ３０が端子本体２１の接続端を除く部位から締付部２２までの範囲に被せられ熱収縮により密着状態に被覆した構成であり、アルミニウム導線１１が露出した接続端１２は、端面が端子本体に対して所要の角度で傾斜した傾斜端面１２ａとなっていて、傾斜端面１２ａを除く基端側部分１２ｂの長尺方向に垂直な断面が矩形であり、熱収縮チューブは、アルミニウム導線の傾斜端面に密着し、かつ、露出長が最大となる端子本体との溶接面先端に空隙が生じない限度に端子本体に密着状態に被さっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車輌に配索されるワイヤーハーネスおよびその製造方法に関する。

近年、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の電線（以下、アルミニウム電線と略記する）の端部に銅または銅合金製の端子を備え、アルミニウム電線と端子の接続部が熱収縮チューブで外装されてなるワイヤーハーネスが提案されている（例えば、特許文献１）。

これとは別に、特許文献としての開示が無いが、図５に示すワイヤーハーネスが実施されている。図６〜図８はその製造方法を示す。

図５に示すワイヤーハーネス１００は、ポリ塩化ビニルの被覆部材１１１が剥離されてアルミニウム導線１１２の端部が露出されたアルミニウム電線１１０と、端子本体１２１の一端に、被覆部材１１１のアルミニウム導線１１２の露出端部に近い部分を保持する締付部１２２とを有する接続端子１２０と、接続端子１２０の接続側の端部を除く部位、およびアルミニウム電線１１０の一部を密着状態で被覆する熱収縮チューブ１３０とを備えてなる。熱収縮チューブ１３０は、防食および絶縁の機能を有する。ワイヤーハーネス１００は、端子本体１２１の接続端に貫通孔１２３を有し、車体側のアース固定部（図示せず）にボルト締めされる。

図６に示すように、テーブル２０１上にアルミニウム導線１１２の露出端部が位置するように端子本体１２１を載せ、次いで、アルミニウム導線１１２の露出端部の両側の側方規制板２０３を互いに接近移動してアルミニウム導線１１２の露出端部に密着する。次いで、図７に示すように、超音波電極２０２を一対の側方規制板２０３の間に下降し、超音波電極２０２でアルミニウム導線１１２の露出端部を加圧し超音波を加えることによって、アルミニウム導線１１２の露出端部が、一対の側方規制板２０３により水平方向への拡がりが規制されるので断面矩形とされ、かつ端子本体１２１に超音波溶接される。次いで、図８に示すように、熱収縮チューブ１３０が被され、ドライヤーで加熱され収縮すると、図５に示すワイヤーハーネス１００となる。

特開２０１１−２９１０２号公報

しかしながら、上記したワイヤーハーネス１００は、アルミニウム導線１１２の径が例えば２５ｍｍ以上と大きいので、熱収縮チューブ１３０によって被覆されるアルミニウム導線１１２の露出端部の先端面と熱収縮チューブ１３０内面との間に空隙（空間）３００が形成される。熱収縮チューブ１３０は、端子本体１２１に対し接着性はなく、熱収縮しても端子本体１２１に十分に密着して空隙（空間）３００が機密に保たれるには、熱収縮チューブ１３０をアルミニウム導線１１２の露出端部の先端面から例えば３０ｍｍ長くしなければならない。

熱収縮チューブ１３０が短く被さっている場合には、空隙３００は機密に保てないので、ワイヤーハーネス１００をエンジンルームなど水分や塩分が存在する位置に取り付ける場合には、空隙３００に水分や塩分が侵入し、アルミニウム導線１１２が早期に腐食することとなる。

したがって、接続端子１２０が長尺になるので、配索のレイアウト性が低下しているとともに、車体のような限られた小スペースでの作業性が悪化する原因となっている。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、防食性を確保しつつアース端子部の長さを短縮でき、レイアウト性が高く作業性に優れたワイヤーハーネスおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明にかかるワイヤーハーネスは、上記目的を達成するため、接続端の被覆部材が剥離されてアルミニウム導線が露出したアルミニウム電線と、前記アルミニウム導線が露出した前記接続端と超音波溶接された端子本体と、前記端子本体の一端に形成され、前記被覆部材の前記アルミニウム電線の前記接続端に近い部分を保持する締付部とを有する接続端子と、前記端子本体の接続端を除く部位から前記締付部までの範囲に被せられ熱収縮により密着状態に被覆する熱収縮チューブとを備え、前記アルミニウム導線が露出した前記接続端は、前記端子本体に密着する側で露出長が最大となって前記端子本体に溶接され、かつ前記端子本体に対し厚さ方向に離れるに連れて露出長が短くなるように、端面が前記端子本体に対して所要の角度で傾斜した傾斜端面となっていて、前記傾斜端面を除く部分の長尺方向に垂直な断面が矩形であり、前記熱収縮チューブは、前記アルミニウム導線の前記傾斜端面に密着し、かつ、前記傾斜端面と前記端子本体との屈曲した外接領域に空隙が生じない限度に前記端子本体に密着状態に被さっている構成を有する。

この構成により、本発明によれば、アルミニウム電線の接続端より露出するアルミニウム導線の端面を傾斜端面として、熱収縮チューブを被せて熱収縮させると熱収縮チューブがアルミニウム導線の傾斜端面に密着し、熱収縮チューブとアルミニウム導線の端面との間に従来では生じていた空隙を解消することができる。したがって、本発明にかかるワイヤーハーネスは、アース端子部の長さを従来よりも大幅に短縮しても防食性を確保することができる。このため、アース端子部の長さを従来よりも大幅に短縮できることができるので、レイアウト性が高く作業性に優れたワイヤーハーネスを提供することができる。

また、本発明にかかるワイヤーハーネスの製造方法は、上記構成のワイヤーハーネスの製造方法であって、前記接続端子の締付部で前記アルミニウム電線の前記接続端に近い部分を保持した状態で、前記端子本体をテーブル上に載置し、テーブル上に対応する前記アルミニウム導線が露出した前記接続端の両側に一対の側方規制板を密着し、前記接続端の前記テーブルから離れた側の先端三角部分を斜め方向に押圧する傾斜押圧面と前記接続端の基端側部分を前記テーブルと平行になるように押圧する水平押圧面とを有する超音波電極を下降して前記アルミニウム導線が露出した前記接続端をプレスしかつ超音波を加えることにより、端面が前記端子本体に対して所要の角度で傾斜した前記傾斜端面を形成し、かつ前記傾斜端面を除く部分の長尺方向に垂直な断面が矩形となるように形成するとともに、前記アルミニウム導線が露出した前記接続端と前記端子本体とを超音波溶接し、次いで、熱収縮チューブを前記端子本体の接続端を除く部位から締付部までの範囲に被せ熱収縮させて密着状態に被覆する構成である。

この構成により、本発明にかかるワイヤーハーネスの製造方法は、超音波電極を変えるだけで、アルミニウム導線の露出した接続端を傾斜端面としかつ傾斜端面を除く部分の長尺方向に垂直な断面が矩形として、アルミニウム導線の露出した接続端と端子本体とを超音波溶接することができ、これによって、熱収縮チューブを被せて熱収縮させると、熱収縮チューブをアルミニウム導線の傾斜端面に密着させ、かつ、端子本体との溶接面先端に空隙が生じないワイヤーハーネスを製造することができる。

したがって、本発明にかかるワイヤーハーネスの製造方法は、端子本体に密着状態に被さる部分の長さを大幅に短くすることができてかつ防食性の確保が十分に行えるので、端子本体の長さを大幅に短くすることができ、レイアウト性が高く作業性に優れたワイヤーハーネスを提供することができる。

本発明によれば、防食性を確保しつつアース端子部の長さを短縮でき、レイアウト性が高く作業性に優れたワイヤーハーネスおよびその製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態にかかるワイヤーハーネスの構成を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態にかかるワイヤーハーネスの製造方法を説明するために示す第１の工程図である。 本発明の実施の形態にかかるワイヤーハーネスの製造方法を説明するために示す第２の工程図である。 本発明の実施の形態にかかるワイヤーハーネスの製造方法を説明するために示す第３の工程図である。 従来のワイヤーハーネスの構成を概略的に示す側面図である。 従来のワイヤーハーネスのアース端子部の製造方法を説明するために示す第１の工程図である。 従来のワイヤーハーネスの製造方法を説明するために示す第２の工程図である。 従来のワイヤーハーネスの製造方法を説明するために示す第３の工程図である。

以下、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、ワイヤーハーネスの構成を説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるワイヤーハーネス１のアース端子部２について、熱収縮チューブ３０のみを縦断面して示す側面図である。

ワイヤーハーネス１は、アルミニウム電線１０と、接続端子２０と、熱収縮チューブ３０とを有して構成される。

アルミニウム電線１０は、断面円形になるように束ねたときの直径が例えば２５ｍｍ以上となる複数本のアルミニウム導線１１と、アルミニウム導線１１を被覆部材１４とを有してなる。アルミニウム導線１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。被覆部材１４は、被覆絶縁性を有する樹脂、例えばポリ塩化ビニルからなる。アルミニウム電線１０は、接続端の被覆部材１４が剥離されてアルミニウム導線１１が露出している。

アルミニウム電線１０は、アース端子部２において、接続端側の被覆部材１４が剥離されて内部のアルミニウム導線１１が一定の長さ、例えば１０ｍｍ位露出している。

アルミニウム導線１１が露出した接続端１２は、後述する端子本体２１に密着する側で露出長が最大となって端子本体２１に溶接され、かつ端子本体２１に対し厚さ方向に離れるに連れて露出長が短くなるように、端面が端子本体２１に対して所要の角度で傾斜した傾斜端面１２ａとなっている。さらに、アルミニウム導線１１が露出した接続端１２は、長尺方向に垂直な断面が矩形である。傾斜端面１２ａについても、長尺方向に垂直な断面が矩形である。傾斜端面１２ａは、例えば４０〜６０度、好ましくは４５度の傾斜角を有している。

接続端子２０は、導電性金属板、例えば銅または銅合金の薄板を用いてプレス成形され、端子本体２１と、締付部２２とを有して一体に形成される。締付部２２は、端子本体２１の元側（アルミニウム電線側）の一端に形成され、被覆部材１４のアルミニウム電線１０の接続端に近い部分を保持している。

締付部２２は、被覆部材１４を保持するようＣリング形状にカシメられる。なお、締付部２２は、筒状になっていてアルミニウム電線１０を通してから被覆部材１４を保持するよう押しつぶされた形態にカシメてもよい。

端子本体２１は貫通孔２１ｂを有する。貫通孔２１ｂは、ワイヤーハーネス１のアース端子部２を車体のアース固定部（図示せず）にボルト締めするための孔である。

端子本体２１の貫通孔２１ｂを含む接続部２１ａを除く元側部分とアルミニウム導線１１が露出した接続端１２とが超音波溶接されている。

熱収縮チューブ３０は、ポリオレフィン、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマーなどの材質を主原料とするチューブであって、小径な筒状に電子線照射によるプラスチックの形状記憶させた後に、特殊加工により大径な筒状に形成されたもので、加熱により、径方向に収縮するチューブである。

熱収縮チューブ３０は、端子本体２１の貫通孔２１ｂを含む接続端２１ａを除く部位から締付部２２までの範囲に被せられドライヤーの熱風加熱により熱収縮して、同範囲を密着状態に被覆している。すなわち、端子本体２１および各アルミニウム導線１１の接合部は、耐熱保護、絶縁保護、機械的保護、防水処理および防錆の機能を有する熱収縮チューブ３０によって被覆されている。

熱収縮チューブ３０は、アルミニウム導線１１の傾斜端面１２ａに密着し、かつ、傾斜端面１２ａと端子本体２１との屈曲した外接領域に空隙が生じない限度に端子本体２１に密着状態に短く被さっている。従来では、熱収縮チューブが端子本体に例えば３０ｍｍと長く被さっているが、この実施の形態では、傾斜端面１２ａと端子本体２１との屈曲した外接領域に空隙が生じないので、熱収縮チューブ３０が端子本体２１に５ｍｍと短く被さっていれば、傾斜端面１２ａと端子本体２１との屈曲した外接領域に水分や塩分が侵入するのを十分に回避できる。

このように、アルミニウム電線の接続端より露出するアルミニウム導線の端面を傾斜端面として、熱収縮チューブを被せて熱収縮させると熱収縮チューブがアルミニウム導線の傾斜端面に密着し、熱収縮チューブとアルミニウム導線の端面との間に従来では生じていた空隙を解消することができる。本実施の形態のワイヤーハーネス１は、熱収縮チューブ３０の端子本体２１に被さる部分の長さを従来に比べて大幅に短くすることができるため、その分、従来のワイヤーハーネスに比べて、接続端子２０の長さを短縮することができ、レイアウト性が高く作業性に優れている。

次に、上述したワイヤーハーネス１の製造方法について説明する。

図２〜図４は、図１に示したワイヤーハーネス１の製造方法を説明するために示す工程図である。

図２に示すように、接続端子２０の締付部２２でアルミニウム電線１０の接続端に近い部分を保持した状態で、端子本体２１をテーブル４１上に載置し、テーブル４１上に対応するアルミニウム電線１０の露出したアルミニウム導線１１の両側に一対の側方規制板４２を密着する。

次いで、図３に示すように、超音波電極４３を下降してアルミニウム導線１１が露出した接続端１２をプレスしかつ超音波を加える。超音波電極４３は、接続端２１ａのテーブル４１から離れた側の先端三角部分１３を斜め方向に押圧する傾斜押圧面４３ａと、接続端１２の基端側部分１２ｂをテーブル４１と平行になるように押圧する水平押圧面４３ｂとを有する形状であり、図示しない超音波発生装置に保持され、下降する。

これにより、端面が端子本体２１に対して所要の角度で傾斜した傾斜端面１２ａを形成し、かつ傾斜端面１２ａを除く部分の長尺方向に垂直な断面が矩形となるように形成するとともに、アルミニウム導線１１が露出した接続端１２と端子本体２１とを超音波溶接する。

次いで、図４に示すように、熱収縮チューブ３０を端子本体２１の接続端２１ａを除く部位から締付部２２までの範囲に被せ熱収縮させて密着状態に被覆する。

以上により、図１に示すワイヤーハーネス１を製造することができる。

本発明は上記した実施の形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。ワイヤーハーネスは、自動車などの車輌のパネルに配索されるワイヤーハーネスに適用されるが、その他の分野にも適用できる。

以上説明したように、本発明にかかるワイヤーハーネスおよびその製造方法は、防食性を確保しつつアース端子部の長さを短縮でき、レイアウト性が高く作業性に優れるという効果を有し、アース固定部に接続されるワイヤーハーネス全般に有用である。

１ ワイヤーハーネス
２ アース端子部
１０ アルミニウム電線
１１ アルミニウム導線
１２ アルミニウム電線の接続端
１２ａ 傾斜端面
１２ｂ 基端側部分
１３ 先端三角部分
１４ 被覆部材
２０ 接続端子
２１ 端子本体
２１ａ 接続端
２２ 締付部
３０ 熱収縮チューブ
４１ テーブル
４２ 側方規制板
４３ 超音波電極

Claims (2)

1. 接続端の被覆部材が剥離されてアルミニウム導線が露出したアルミニウム電線と、
   前記アルミニウム導線が露出した前記接続端と超音波溶接された端子本体と、前記端子本体の一端に形成され、前記被覆部材の前記アルミニウム電線の前記接続端に近い部分を保持する締付部とを有する接続端子と、
   前記端子本体の接続端を除く部位から前記締付部までの範囲に被せられ熱収縮により密着状態に被覆する熱収縮チューブとを備え、
   前記アルミニウム導線が露出した前記接続端は、前記端子本体に密着する側で露出長が最大となって前記端子本体に溶接され、かつ前記端子本体に対し厚さ方向に離れるに連れて露出長が短くなるように、端面が前記端子本体に対して所要の角度で傾斜した傾斜端面となっていて、前記傾斜端面を除く部分の長尺方向に垂直な断面が矩形であり、
   前記熱収縮チューブは、前記アルミニウム導線の前記傾斜端面に密着し、かつ、前記傾斜端面と前記端子本体との屈曲した外接領域に空隙が生じない限度に前記端子本体に密着状態に被さっていることを特徴とするワイヤーハーネス。
2. 請求項１のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記接続端子の締付部で前記アルミニウム電線の前記接続端に近い部分を保持した状態で、前記端子本体をテーブル上に載置し、テーブル上に対応する前記アルミニウム導線が露出した前記接続端の両側に一対の側方規制板を密着し、前記接続端の前記テーブルから離れた側の先端三角部分を斜め方向に押圧する傾斜押圧面と前記接続端の基端側部分を前記テーブルと平行になるように押圧する水平押圧面とを有する超音波電極を下降して前記アルミニウム導線が露出した前記接続端をプレスしかつ超音波を加えることにより、端面が前記端子本体に対して所要の角度で傾斜した前記傾斜端面を形成し、かつ前記傾斜端面を除く部分の長尺方向に垂直な断面が矩形となるように形成するとともに、前記アルミニウム導線が露出した前記接続端と前記端子本体とを超音波溶接し、次いで、熱収縮チューブを前記端子本体の接続端を除く部位から締付部までの範囲に被せ熱収縮させて密着状態に被覆することを特徴とするワイヤーハーネスの製造方法。

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