JP2016009680A - 電線端末の止水構造及び電線端末の止水加工装置 - Google Patents

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Shinichro Matsunaga
真市郎 松永
秀喜 竹下
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秀喜 竹下
克論 高橋
Katsuyoshi Takahashi
克論 高橋
純也 寺田
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純也 寺田
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Abstract

【課題】収縮時における熱収縮チューブの移動を抑制し、収縮後のチューブでコネクタ端子のメッキ穴を塞いで確実に止水する。
【解決手段】電線10の絶縁被覆16の端部16aと、絶縁被覆を剥離して露出させた電線の芯線に取り付けられたコネクタ端子12の端部12aが熱収縮チューブ2で包囲され、コネクタ端子は、電線の芯線が挿入され、壁部にメッキ溜まりを防止する貫通穴124が形成された筒体121を有してなり、被着させた熱収縮チューブで貫通穴を塞ぎ、貫通穴に対応する位置よりもコネクタ端子の先端寄りの外周面に窪み125が押圧形成された電線端末10aの止水構造とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、熱収縮チューブを用いた電線端末の止水構造及び電線端末の止水加工装置に関する。
電気自動車(EV:Electric Vehicle)やプラグインハイブリッド自動車(PHV:Plug-in Hybrid Vehicle)の普及に伴い、充電ガンを車両側の接続コネクタに接続して車載バッテリを充電する充電装置(充電スタンド)が各所に設置されるようになっている。充電装置は、屋外に設置されている場合が多く、充電ガンが風雨などに晒された状況下で使用される場合も少なくない。したがって、充電ガンを介して装置本体を浸水させることがないように、十分な止水対策が求められる。特に、充電ガンを装置本体と繋ぐキャブタイヤケーブルを構成する電線の表面や電線間を伝った浸水を防止するべく、キャブタイヤケーブルの各電線が充電ガンのコネクタ端子と接続される電線端末は、確実に止水する必要がある。
このような止水対策の一例として、特許文献1には、複数の電線の導体端末部分を包囲した熱収縮チューブを加熱し、収縮したチューブを導体端末部分に被着させるとともに、溶融固化させた熱溶融型接着剤(ホットメルト接着剤)でチューブ内部を密封して止水を図る方策が開示されている。
特開平11−178144号公報
ところで、キャブタイヤケーブルの各電線の端部に接続されるコネクタ端子は、導電性を向上させるために、銀などのメッキ液に浸漬してメッキされる場合がある。この場合、電線の芯線が挿入される接続用の筒体を有するようなコネクタ端子であれば、筒体内の空気を抜いてメッキ液を流入させるとともに、筒体内からメッキ液を抜いてメッキ溜まりをなくす貫通穴(メッキ穴)を筒体の壁部に形成する必要がある。
したがって、電線端末、つまりコネクタ端子と電線との接続部分を熱収縮チューブで止水する場合には、メッキ穴を収縮後のチューブで確実に被覆して塞ぐ必要がある。しかしながら、熱収縮チューブを加熱して収縮させる際、収縮したチューブが移動してメッキ穴から外れ、メッキ穴が被覆されずに露出してしまうおそれがある。例えば、熱収縮チューブの軸方向への収縮に加えて、コネクタ端子と電線の径寸法の差が大きい場合には、熱収縮チューブが収縮する際に大径側から小径側に移動するため、その移動の程度によっては、メッキ穴が収縮後のチューブで覆われることなく、露出されてしまう場合がある。この場合には、メッキ穴からの浸水を招き、電線端末の止水性を低下させるおそれがある。このような電線端末の止水構造は、EVやPHVなどの充電ガンに接続される電線端末に限られるものではなく、各種の使用環境で電線とコネクタ端子の接続部分に水が浸入するおそれがある場合に必要となる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、収縮時における熱収縮チューブの移動を抑制し、収縮後のチューブでコネクタ端子のメッキ穴を塞いで確実に止水することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の電線端末の止水構造は、電線の絶縁被覆の端部と、前記絶縁被覆を剥離して露出させた前記電線の芯線に取り付けられたコネクタ端子の端部が熱収縮チューブで包囲され、前記コネクタ端子は、前記電線の芯線が挿入され、壁部にメッキ溜まりを防止する貫通穴が形成された筒体を有してなり、前記熱収縮チューブは、前記貫通穴を塞いで被着され、前記貫通穴に対応する位置よりも前記コネクタ端子の先端寄りに押圧形成された窪みを外周面に有することを特徴とする。
これによれば、コネクタ端子にメッキ穴のような貫通穴が形成されている場合であっても、貫通穴を電線端末に被着させた熱収縮チューブで塞ぐことができるから、電線端末を確実に止水加工することができる。つまりこの場合、熱収縮チューブの外周面を押圧することで、チューブ内周面がコネクタ端子の筒体に押し付けられて摩擦抵抗が生じるため、収縮した熱収縮チューブが移動して貫通穴から外れ、貫通穴が露出してしまうことを防ぐことができる。そして、熱収縮チューブを加熱して収縮させる際、外周面がこのように押圧されて熱収縮チューブの移動(位置ずれ)が抑えられていることを、収縮した熱収縮チューブの外周面に形成された窪みの有無により視認、判別することが可能となる。
また、本発明の電線端末の止水加工装置は、電線の絶縁被覆の端部と、前記絶縁被覆を剥離して露出させた前記電線の芯線に取り付けられたコネクタ端子の端部を包囲する熱収縮チューブを加熱する加熱装置を備え、前記加熱装置には、前記熱収縮チューブの外周面を押圧する押圧冶具が設けられていることを特徴とする。
止水加工装置を用いることで、上述したような止水構造となるように、電線端末を迅速かつ確実に加工することができる。このような止水加工装置における押圧冶具は、例えば、前記コネクタ端子の筒体の壁部に形成された貫通穴に対応する位置よりも前記コネクタ端子の先端寄りで、前記熱収縮チューブの外周面を押圧する構成とすることができる。押圧冶具による熱収縮チューブの軸方向の押圧位置は、貫通穴に対応する位置よりも該位置に近接する熱収縮チューブの一端部寄りとなるように調整すればよい。この場合、止水加工装置は、前記押圧冶具を昇降させる駆動手段を備えた構成とする。
本発明によれば、収縮時における熱収縮チューブの移動を抑制し、収縮後のチューブでコネクタ端子のメッキ穴を塞いで確実に止水することができる。
本発明の一実施形態のケーブル及び電線の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の電線端末の止水構造を示す図であって、(a)は周方向の位置をコネクタ端子の貫通穴とずらして窪みが形成された態様を示す図、(b)は周方向の位置をコネクタ端子の貫通穴と一致させて窪みが形成された態様を示す図、(c)は窪みが形成されない(一瞥して認識できない)態様を示す図である。 本発明の一実施形態の電線端末の止水加工装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態のパレットの構成(電線の収容前)を示す斜視図である。 電線収容後のパレットを示す図である。 止水加工装置の加熱装置の構成を示す斜視図であって、(a)はヒータ管及び押圧冶具が上昇した状態を示す図、(b)はヒータ管及び押圧冶具が降下した状態を示す図である。
以下、本発明の電線端末の止水構造及び電線端末の止水加工装置について、添付図面を参照して説明する。図1は、電線端末10aを止水加工した本発明の一実施形態の電線10を有するケーブル1の構成を示す斜視図である。
図1に示すように、ケーブル1は、複数の電線10を樹脂等の絶縁体からなる保護被覆(シース)11で覆って形成されており、保護被覆11が剥離された部位(ケーブル端末)1aで電線10が露出されている。各電線10は、芯線の外周を絶縁被覆16で覆って形成され、電線端末10aの絶縁被覆16を剥離して露出させた芯線に相手側機器との接続用のコネクタ端子12が取り付けられている。なお、1つのケーブル1が有する電線10の数、及び1本の電線10が有する芯線の数は特に限定されず、任意の本数であって構わない。
電線10は、電線端末10aが熱収縮チューブ2で包囲されている。具体的には、図2に示すように、電線10の絶縁被覆16の端部16aとコネクタ端子12の端部12aを包囲して熱収縮チューブ2が加熱収縮され、これらの端部16a,12aに被着されている。
熱収縮チューブ2は、例えばポリオレフィン、フッ素系ポリマー、熱可塑性エラストマーなどの熱収縮性を有する樹脂材により形成され、加熱収縮前の内径寸法が電線径よりも大きく、電線端末10aに容易に挿入できるようになっている。また、熱収縮チューブ2は、絶縁被覆16の端部16a及びコネクタ端子12の端部12aの近傍をそれぞれ包囲可能な長さ(電線10の伸延方向に対する寸法)で延在している。熱収縮チューブ2の内周面には、熱溶融型の接着剤(ホットメルト接着剤)が塗布されており、熱収縮チューブ2の加熱時にこの接着剤が溶融し、チューブ内周面が絶縁被覆16の端部16a及びコネクタ端子12の端部12aに固着するようになっている。
コネクタ端子12は、所定方向に直線状に伸延しており、電線10の芯線が挿入され、圧着等により接続される筒体121を伸延方向の一端側、相手側機器の被接続端子と接続される端子接点122を他端側にそれぞれ有し、筒体121と端子接点122の間に鍔部123が介在して構成されている。
コネクタ端子12は、銅などの導電材で形成され、導電性を向上させるために、銀などのメッキ液に浸漬して端子全体がメッキされている。このため、コネクタ端子12の筒体121には、筒体内の空気を抜いてメッキ液を流入させるともに、筒体内からメッキ液を抜いてメッキ溜まりをなくすための貫通穴(メッキ穴)124が壁部に形成されている。
その一方で、本実施形態では図2に示すように、電線端末10aに被着された熱収縮チューブ2で貫通穴124が塞がれており、外部へ露出されることがない。したがって、貫通穴124からの浸水を防ぐことができ、電線端末10a、具体的には電線10の芯線とコネクタ端子12との接続部分が確実に止水されるようになっている。
ここで、熱収縮チューブ2を電線端末10aに被着させるべく加熱する際、熱収縮チューブ2は、収縮しながら軸方向へ移動(位置ずれ)することがある。このため、本実施形態では、熱収縮チューブ2を加熱して収縮させる際、その外周面を押圧することで、収縮した熱収縮チューブ2が移動して貫通穴124から外れ、貫通穴124が被覆されずに露出してしまうことを防いでいる。結果として、収縮して電線端末10aに被着された熱収縮チューブ2の外周面には、図2(a)に示すような窪み(押圧痕)125が形成されている。
この場合、窪み125は、貫通穴124に対応する位置よりもコネクタ端子12の先端寄り(図2(a)においては右寄り)に位置している。すなわち、貫通穴124に対応する位置よりも該位置に近接する熱収縮チューブ2の端部側(L1<L2)に相当するコネクタ端子12の先端側で、熱収縮チューブ2の内周面をコネクタ端子12の筒体121に押し付けるように外周面が押圧され、窪み125が形成されている。
これにより、加熱時に熱収縮チューブ2が収縮して移動する場合であっても、コネクタ端子12の先端側ではなく、その反対側(押圧されていない電線10側)の移動量を大きくすることができるから、熱収縮チューブ2が貫通穴124から外れてしまうことを防ぐことが可能となる。したがって、コネクタ端子12にメッキ穴のような貫通穴124が形成されている場合であっても、貫通穴124を熱収縮チューブ2で塞ぎ、電線端末10aを確実に止水加工することが可能となっている。また、熱収縮チューブ2に形成された窪み125により、加熱収縮時の軸方向への移動(位置ずれ)が抑えられ、電線端末10aに本実施形態の止水加工がなされていることを容易に視認、判別することができる。
図2(a)では、周方向の位置を貫通穴124とはずらして窪み125が形成されているが、同図(b)に示すように、窪み126と貫通穴124の周方向の位置が一致している場合であっても、収縮時に貫通穴124から外れるような熱収縮チューブ2の移動を同様に防止できる。
押圧痕である窪み125の軸方向(図2においては左右方向)の位置は、筒体121における貫通穴124の位置に応じて変動させる。例えば、貫通穴が筒体におけるコネクタ端子の先端寄り(鍔部123寄り)ではなく、その反対側(電線10側)に形成されている場合、貫通穴に対応する位置よりも該位置に近接する熱収縮チューブ2の端部は、電線10側に相当する。したがってこの場合は、貫通穴に対応する位置よりも電線10寄り(図2においては左寄り)で、熱収縮チューブ2の内周面をコネクタ端子の筒体もしくは電線10の絶縁被覆16に押し付けるように、該熱収縮チューブ2の外周面を押圧すればよい。これにより、収縮時に貫通穴から外れるような熱収縮チューブ2の移動が防止され、貫通穴に対応する位置よりも電線10寄りに窪み(押圧痕)が形成される。
なお、このように熱収縮チューブ2の外周面を押圧する際、例えば軸方向への収縮が小さい材質の熱収縮チューブ2であれば、熱収縮チューブ2をそれほど強く押圧しなくとも、収縮時の移動を防ぐことが可能な場合がある。この場合、熱収縮チューブ2に対する押圧力を弱められるため、押圧解除後に熱収縮チューブ2が弾性復元することで、図2(c)に示すように窪みが形成されないこと、もしくは一瞥して認識できない程度の僅かな窪みしか形成されないこともあり得る。これらの場合であっても、被着された熱収縮チューブ2で貫通穴124が塞がれていれば、電線端末10aの止水が図られていることには何ら変わりない。
このように熱収縮チューブ2を用いて電線端末10aを止水加工するための止水加工装置について、次に説明する。
図3は、本実施形態の止水加工装置4の構成を示す模式図である。図3に示すように、止水加工装置4は、止水加工する電線10が所定位置にセットされる電線セット部5と、熱収縮チューブ2を加熱して電線端末10aに被着させる加熱装置6と、被着した熱収縮チューブ2を冷却する冷却装置7とを備えて構成されている。
電線セット部5において、ケーブル1の各電線10は、図4及び図5に示すようなパレット8に1本ずつ位置決め保持される。このように電線10を保持したパレット8が電線セット部5、加熱装置6、冷却装置7をこの順に循環移動し、加熱装置6及び冷却装置7では、電線10がパレット8に保持された状態でそれぞれ所定の作業が行われるようになっている。これにより、これらの装置6,7での作業効率の向上が図られている。パレット8は、パレット底面に設けられたキャスタ88を回転させることで移動可能となっている。
図4及び図5に示すように、パレット8には、パレット表面をケーブル端末1aの電線10の形状に合わせて窪ませた凹所が電線10の数に対応して設けられている。凹所は、コネクタ端子12の端子接点122及び鍔部123、電線端末10a(コネクタ端子12の筒体121と電線10の芯線が接続される部分)、ケーブル端末1aに露出された電線10、そしてケーブル1をそれぞれ収容する各収容室80a〜80eが連なって形成されている。ケーブル1に対応する収容室80eは、パレット8の端部で外部と連通してケーブル1が引き出されるようになっている。
電線10は、これらの収容室80a〜80dに収容され、コネクタ端子12の鍔部123に対応する収容室80bの壁部82b及び板バネ84bで挟持されることで、前後方向(電線10の伸延方向)及びこれと交差する方向に位置決め保持されている。また、ケーブル1に対応する収容室80eには、開閉自在の上蓋82eが設けられており、ケーブル収容後に上蓋82eを閉じることで、収容室80eからのケーブル1の脱落を防止できるようになっている。
パレット8の収容室80a〜80dに収容される電線10には、その電線端末10a、具体的には、電線10の絶縁被覆16の端部16aとコネクタ端子12の端部12aを包囲するように、熱収縮チューブ2が挿入されている(図2参照)。電線端末10aに対応する収容室(以下、電線端末収容室という。)80cは、このように熱収縮チューブ2が挿入された状態の電線端末10aを収容可能に凹曲状に窪んで形成されており、挿入された熱収縮チューブ2の外周面と所定の空隙をあけて対向可能に凹曲面82cの曲率が設定されている。
電線セット部5における上述したような作業は、作業者9が行ってもよいし、人手を介さず自動的に行うようにしてもよい。
図6に示すように、加熱装置6には、昇降式のヒータ管61が備えられており、パレット8が加熱装置6に移動されると、ヒータ管61がパレット8の電線端末収容室80c(図4及び図5参照)の上に降下し、電線端末10aに挿入された熱収縮チューブ2に向けて熱風を吹き出すようになっている。この場合、ヒータ管61は、ケーブル端末1aに露出された電線10の本数に対応して設けられており、ヒータ部(図示省略)で生じさせた熱風を各電線端末10aの熱収縮チューブ2にそれぞれ吹き出し可能とされている。ヒータ管61から吹き出された熱風は、電線端末収容室80cの凹曲面82cに回り込むため、ヒータ管61と対向する熱収縮チューブ2の上面側のみならず、下面側にも吹き付けられる。これにより、熱収縮チューブ2が全周に亘って効率よく加熱されて収縮(縮径)し、熱収縮チューブ2が電線端末10aに被着される。また、熱収縮チューブ2が加熱されることで、チューブ内周面に塗布された熱溶融型接着剤も加熱されて溶融し、絶縁被覆16の端部16a及びコネクタ端子12の端部12aに固着されるようになっている(図2参照)。
また、加熱装置6には、熱収縮チューブ2の外周面を押圧する押圧冶具62が電線10の本数に対応して設けられている。図6に示すように、押圧冶具62は、電線端末収容室80c(図4及び図5参照)へ向けて垂下する押圧突起64を有しており、熱収縮チューブ2が加熱される際にヒータ管61とともに熱収縮チューブ2の上に降下する。そして、降下したヒータ管61から熱風が吹き出されている間、押圧冶具62は、コネクタ端子12の筒体121に熱収縮チューブ2の内周面を押し付けるように、押圧突起64で該熱収縮チューブ2の外周面を押圧する。押圧突起64は、その先端64aをヒータ管61の吹出口61aよりも下方へ位置付けて電線端末収容室80cへ向けて垂下しており、降下時にヒータ管61の吹出口61aが熱収縮チューブ2にぶつかることなく、確実に先端64aを熱収縮チューブ2の外周面に当接させることができるようになっている。また、押圧冶具62は、バネ等の弾性部材により構成される緩衝部66を有しており、降下した押圧突起64が熱収縮チューブ2に当接する際の衝撃を緩衝部66で吸収し、熱収縮チューブ2を破損等から保護している。
このように熱収縮チューブ2の加熱収縮時に押圧突起64でチューブ外周面を押圧することで、加熱された熱収縮チューブ2が収縮して軸方向へ移動しようとした場合であっても、コネクタ端子12の筒体121に押し付けられたチューブ内周面の摩擦抵抗により、熱収縮チューブ2の移動を抑制することができる。この結果、収縮時に熱収縮チューブ2が移動してコネクタ端子12の貫通穴124から外れ、貫通穴124が露出してしまうことを防ぐことができる。したがって、熱収縮チューブ2で貫通穴124を塞ぎ、貫通穴124からの浸水を防ぐことができるから、電線端末10aを確実に止水加工することができる。なお、このように熱収縮チューブ2を押圧して電線端末10aに被着させた後、押圧突起64は、熱風の吹き出しを停止したヒータ管61とともに初期位置まで上昇する(図6(a)に示す状態)。
押圧突起64による熱収縮チューブ2の軸方向の押圧位置は、貫通穴124に対応する位置よりも該位置に近接する熱収縮チューブ2の一端部寄りとなるように調整されている。これにより、加熱時に熱収縮チューブ2が収縮して移動する場合であっても、押圧突起64で押圧された一端側ではなくて他端側の移動量が大きくなるため、熱収縮チューブ2が貫通穴124から外れてしまうことを有効に防ぐことができる。
図6では、この一端部寄りがコネクタ端子12の先端寄り(図7においては右寄り)に相当しているため、貫通穴124に対応する位置よりもコネクタ端子12の先端寄りで熱収縮チューブ2の外周面を押圧突起64で押圧している。例えば、貫通穴が筒体におけるコネクタ端子の先端寄りではなく、その反対側(電線10側)に形成されている場合、該貫通穴に対応する位置よりも電線10寄り(図7においては左寄り)で、熱収縮チューブ2の内周面をコネクタ端子の筒体もしくは電線10の絶縁被覆16に押し付けるように、該熱収縮チューブ2の外周面を押圧突起64で押圧すればよい。
なお、周方向に対する押圧突起64の押圧位置は、貫通穴124とずれていてもよいし、一致していても構わない。また、押圧突起64は、加熱収縮時の熱収縮チューブ2の一端側の移動を抑制することができればよく、それほどの押圧力を外周面に作用させる必要はない。したがって、押圧突起64の先端64aの大きさ(熱収縮チューブ2の外周面との当接面積)は、熱収縮チューブ2の材質などに応じて任意に設定可能である。先端64aの形状(熱収縮チューブ2の外周面との当接形状)も、平坦状、チューブ外周面に沿った凹曲状、あるいは凸曲状など任意の形状として構わない。
冷却装置7には、昇降式の送風部(図示省略)が備えられており、パレット8が冷却装置7に移動されると、送風部がパレット8の電線端末収容室80c(図4及び図5参照)の上に降下し、電線端末10aに被着した熱収縮チューブ2に向けて室温もしくは室温よりも低温の風を吹き出すようになっている。送風部は、空冷用のファン等を内蔵して構成されており、その風は、ヒータ管61から吹き出される熱風と同様に電線端末収容室80cの凹曲面82cに回り込み、送風部と対向する熱収縮チューブ2の上面側のみならず、下面側にも吹き付けられるため、熱収縮チューブ2が全周に亘って効率よく冷却される。
冷却が終了すると、送風部は初期位置まで上昇する。この状態で電線10がパレット8から取り外され、空になったパレット8は電線セット部5に循環移動される。そして、電線セット部5において止水加工する新たな電線10がパレット8にセットされた後、加熱装置6及び冷却装置7を順次移動して各装置で上述したような所定の作業が繰り返される。
なお、加熱装置6におけるヒータ管61及び押圧突起64の昇降、冷却装置7における送風部の昇降は、例えば、ベルトやチェーンの回動や巻き上げ、油圧シリンダの伸縮等、任意の駆動手段により行うことができる。
以上、本発明について図1〜図6に示すような一実施形態に基づいて説明したが、上述した実施形態は本発明の一例に過ぎないものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
本実施形態の電線10としては、例えば、EVやPHVなどに搭載されたバッテリを充電するための充電装置(充電スタンド)の充電ガンを装置本体と繋ぐキャブタイヤケーブルに使用される電線などを適例として想定することができるが、電線10の用途がこのようなケーブルに限定される訳ではない。要するに、電線の芯線が挿入される筒体に貫通穴(メッキ穴であるかは不問)を有するコネクタ端子が電線端末に取り付けられ、この電線端末を熱収縮チューブで止水加工することが求められる電線であれば、その用途は特に問わない。
2 熱収縮チューブ
6 加熱装置
10 電線
10a 電線端末
12 コネクタ端子
12a コネクタ端子の端部
16 絶縁被覆
16a 絶縁被覆の端部
62 押圧冶具
121 筒体
124 貫通穴
125 窪み

Claims (3)

  1. 電線の絶縁被覆の端部と、前記絶縁被覆を剥離して露出させた前記電線の芯線に取り付けられたコネクタ端子の端部が熱収縮チューブで包囲され、
    前記コネクタ端子は、前記電線の芯線が挿入され、壁部にメッキ溜まりを防止する貫通穴が形成された筒体を有してなり、
    前記熱収縮チューブは、前記貫通穴を塞いで被着され、前記貫通穴に対応する位置よりも前記コネクタ端子の先端寄りに押圧形成された窪みを外周面に有することを特徴とする電線端末の止水構造。
  2. 電線の絶縁被覆の端部と、前記絶縁被覆を剥離して露出させた前記電線の芯線に取り付けられたコネクタ端子の端部を包囲する熱収縮チューブを加熱する加熱装置を備え、
    前記加熱装置には、前記熱収縮チューブの外周面を押圧する押圧冶具が設けられていることを特徴とする電線端末の止水加工装置。
  3. 前記押圧冶具は、前記コネクタ端子の筒体の壁部に形成された貫通穴に対応する位置よりも前記コネクタ端子の先端寄りで、前記熱収縮チューブの外周面を押圧し、
    前記押圧冶具を昇降させる駆動手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の電線端末の止水加工装置。
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