JP2016054036A - 被覆電線の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多くの本数の被覆電線を接合する場合であっても、複数の被覆電線の接合部分の電気的および機械的な接続信頼性を確保することができる被覆電線の接合方法を提供すること。
【解決手段】導体部１１を絶縁材からなる絶縁被覆１２によって被覆した複数の被覆電線１０の導体部１１同士を接合する被覆電線の接合方法において、複数の被覆電線１０の各被覆電線１０の絶縁被覆１２を被覆電線１０の端部から離れた位置で延在方向の所定区間だけ除去することによって導体部１１を露出する絶縁被覆中剥ぎ工程と、複数の被覆電線１０の露出した導体部１１同士を、圧着接合端子２０によって圧着接合した後、さらに、圧着接合端子２０に圧力と、電流または超音波振動と、を与えることによって溶接接合する導体部接合工程と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、導体部を絶縁材からなる絶縁被覆によって被覆した複数の被覆電線の導体部同士を接合する被覆電線の接合方法に関する。

従来、ワイヤハーネスを用いて自動車の電気回路を構成する場合、ワイヤハーネスの被覆電線には多数の分岐を設ける必要がある。このため、被覆電線の分岐部分には様々な被覆電線の接合方法を用いている。

被覆電線の接合方法として、例えば、特許文献１には、接合部分に圧着接合端子を用いた接合（以下、「圧着接合」という）が記載されている。
また、例えば、特許文献２には、接合部分に圧力と、電流または超音波振動と、を与える接合（以下、「溶接接合」という）が記載されている。

圧着接合は、圧着接合端子を複数の被覆電線の接合部分となる導体部同士を圧着することによって、複数の被覆電線を接合しているため、圧着した圧着接合端子の外観から接合状態の良否を判断し易い。すなわち、圧着接合端子の外観から被覆電線の接合部分が固着しているか否かを判断でき、結果的に、機械的な接続信頼性を得ることができる。

また、溶接接合は、多くの本数の被覆電線の導体部同士を接合する場合であっても、接合に必要な熱、あるいは、超音波振動を接合部分の内部まで伝えることができ、接合部分の接触抵抗を小さく抑えることができ、結果的に、電気的な接続信頼性を得ることができる。

特開２００９−１２９８１２号公報 特開平９−８２３７５号公報

しかしながら、圧着接合は、接合する被覆電線の本数が多くなると、各被覆電線の導体部のほつれ等の乱れの影響が大きくなり、接合部分の内部まで導体部同士の良好な接続を保つことができず、接触抵抗が大きくなるため、被覆電線を比較的少ない本数しか接合できないという問題があった。
すなわち、圧着接合は、多くの本数の被覆電線を接合する場合、電気的な接続信頼性に問題を生じるおそれがあった。
一方、溶接接合は、外観上、被覆電線の接合部分の固着が確実になされているか否かを判断することが難しく、機械的な接続信頼性に問題を生じるおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多くの本数の被覆電線を接合する場合であっても、複数の被覆電線の接合部分の電気的および機械的な接続信頼性を確保することができる被覆電線の接合方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る被覆電線の接合方法は、導体部を絶縁材からなる絶縁被覆によって被覆した複数の被覆電線の前記導体部同士を接合する被覆電線の接合方法において、前記複数の被覆電線の各被覆電線の前記絶縁被覆を前記被覆電線の端部から離れた位置で延在方向の所定区間だけ除去することによって導体部を露出する絶縁被覆中剥ぎ工程と、前記複数の被覆電線の露出した前記導体部同士を、圧着接合端子によって圧着接合した後、さらに、前記圧着接合端子に圧力と、電流または超音波振動と、を与えることによって溶接接合する導体部接合工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る被覆電線の接合方法は、上記の発明において、前記絶縁被覆中剥ぎ工程は、前記複数の被覆電線の各被覆電線の延在方向での前記絶縁被覆の除去区間を略等しく調整し、前記導体部接合工程は、前記複数の被覆電線を前記絶縁被覆の除去区間を揃えて接合することを特徴とする。

本発明の請求項１に係る被覆電線の接合方法は、前記導体部の露出部分が延在方向両端部で前記絶縁被覆によって被覆され、ほつれ等の乱れが発生し難くなっているので、複数の前記被覆電線の前記導体部同士を圧着接合し易くすることができ、しかも、圧着接合後に、さらに溶接接合することによって、圧着接合による機械的な接続信頼性に加えて、さらに溶接接合による、多くの本数の被覆電線の前記導体部同士の接合に対する電気的な接続信頼性を得ることができるため、多くの本数の被覆電線を接合する場合であっても、被覆電線の接合部分の電気的および機械的な接続信頼性を確保することができる。

本発明の請求項２に係る被覆電線の接合方法は、前記複数の被覆電線の前記導体部の露出区間が略等しくなるため、各被覆電線の前記導体部の露出区間を揃えて接合することによって、絶縁保護する部分を所定の領域に収め易くなり、結果的に、絶縁テープ等によって接合部分を容易に絶縁保護することができる。

図１は、本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法によって接合した２本の被覆電線の接合部分周辺の斜視図である。 図２は、（ａ）が、絶縁被覆を中剥ぎして露出した導体部を並べて配置した２本の被覆電線を示した図であり、（ｂ）が、２本の被覆電線の露出した導体部同士を圧着接合した状態を示した図である。 図３は、（ａ）が溶接接合のため、電極を圧着接合端子に押し当てた状態を示した図であり、（ｂ）が溶接接合後の圧着接合端子を含む２本の被覆電線の接合部分を絶縁テープによって覆った状態を示した図である。 図４は、８本の被覆電線を接合した場合の、圧着接合後、溶接接合なし、および、圧着接合後、溶接接合ありの耐久試験後の接触抵抗を示したグラフである。 図５は、圧着接合端子の材質、接合する被覆電線の本数を変えた場合の、圧着接合後、溶接接合後、および、耐熱試験後の接触抵抗を示したグラフである。

以下、図面を参照して、本発明に係る被覆電線の接合方法の好適な実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法によって接合した２本の被覆電線１０の接合部分３０周辺の斜視図である。
本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法は、例えば、自動車の電気回路を構成するワイヤハーネスの被覆電線１０の分岐部分に用いる。

まず、本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法に用いる被覆電線１０について説明する。
被覆電線１０は、導体部１１と、導体部１１の外周を被覆する絶縁材である絶縁被覆１２と、を有する。
導体部１１は、銅、あるいは銅合金等の導電性の線材からなる複数の素線１１ａを束ねてなる。
なお、導体部１１は、複数の素線１１ａを束ねてなるものを例示したが、これに限らず、単芯線であっても構わない。
絶縁被覆１２は、絶縁性の合成樹脂からなり、導体部１１の外周を包囲するように被覆することによって、導体部１１を外部から絶縁可能に保護するものである。

２本の被覆電線１０は、各被覆電線１０の絶縁被覆１２を被覆電線１０の端部から離れた位置で延在方向の所定区間だけ除去する（以下、「絶縁被覆を中剥ぎする」という）。

次に、本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法に用いる圧着接合端子２０について説明する。
圧着接合端子２０は、２本の被覆電線１０の露出した導体部１１同士を接合するように圧着するものである。
この圧着接合端子２０は、銅、あるいは銅合金等の金属からなる板状部材を金型プレス加工等によって成形してなる。
また、圧着接合端子２０は、２本の被覆電線１０の露出した導体部１１への圧着前に、各被覆電線１０の導体部１１を圧着接合端子２０上に載置できるように、載置する被覆電線１０の延在方向に直交する断面形状が上部を開口した略Ｕ字状になっている。
このような圧着接合端子２０を導体部１１に圧着する場合、圧着前の略Ｕ字状の圧着接合端子２０に２本の被覆電線１０の導体部１１を載置した状態で、いわゆるクリンパ、アンビルと称される不図示の圧着治具等によって、２本の被覆電線１０の導体部１１を包むように圧着接合端子２０を圧着する。

次に、図２および図３を用いて、被覆電線の接合方法の作業工程について説明する。
図２は、（ａ）が、絶縁被覆１２を中剥ぎして露出した導体部１１を並べて配置した２本の被覆電線１０を示した図であり、（ｂ）が、２本の被覆電線１０の露出した導体部１１同士を圧着接合した状態を示した図である。図３は、（ａ）が溶接接合のため、電極Ｅを圧着接合端子２０に押し当てた状態を示した図であり、（ｂ）が溶接接合後の圧着接合端子２０を含む２本の被覆電線１０の接合部分３０を絶縁テープ４０によって覆った状態を示した図である。
なお、以下に示す作業は、装置を用いて自動で行ってもよいし、治具等を用いて手作業によって行ってもよい。

まず、絶縁被覆中剥ぎ工程を実施する（図２（ａ）参照）。この絶縁被覆中剥ぎ工程は、各被覆電線１０の絶縁被覆１２を中剥ぎすることによって、各被覆電線１０の導体部１１を露出する工程である。このように、被覆電線１０の絶縁被覆１２を中剥ぎすることによって導体部１１を露出すると、被覆電線１０の端末部の絶縁被覆１２を剥ぐことによって導体部１１を露出するのに比較して、導体部１１をほつれ等の乱れなくまとまった状態に維持することができるので、２本の被覆電線１０の導体部１１を圧着接合し易くすることができる。
また、このように絶縁被覆１２を中剥ぎして露出した２本の被覆電線１０の導体部１１同士を接合することによって、被覆電線１０の接合部分３０では、４本の被覆電線１０が分岐したのと同等の分岐数になる。
このため、接合部分３０で偶数本の被覆電線１０を分岐する場合、このように中剥ぎによって露出した各被覆電線１０の導体部１１同士を接合することによって、被覆電線の端末部の導体部を露出して接合する場合に比して、使用する被覆電線１０の本数を少なく抑えることができる。
なお、接合部分３０で奇数本の被覆電線１０を分岐する場合、使用しない分岐電線をダミーの電線として処理すればよい。
また、この絶縁被覆中剥ぎ工程は、２本の被覆電線１０の各被覆電線１０の延在方向での絶縁被覆１２の除去区間を略等しく調整している。

その後、導体部接合工程として、圧着接合端子２０によって２本の被覆電線１０の露出した導体部１１同士を圧着接合する（図２（ｂ）参照）。この作業では、クリンパ、アンビル等の不図示の圧着治具を用いて圧着接合端子２０を圧着する。

その後、導体部接合工程として、溶接接合に一般的に使用する電極Ｅを圧着接合端子２０に押し当て、電極Ｅから圧着接合端子２０に圧力および電流を与えることによって、２本の被覆電線１０の導体部１１を溶接接合する（図３（ａ）参照）。これにより、２本の被覆電線１０の接合部分３０は、圧着接合、および、溶接接合の両方の接合方法を用いて接合したことになる。
なお、導体部接合工程は、２本の被覆電線１０を、絶縁被覆１２の除去区間を揃えて接合する。

その後、溶接接合後の圧着接合端子２０を含む接合部分３０を絶縁テープ４０によって覆う（図３（ｂ）参照）。この作業によって、２本の被覆電線１０の接合部分３０を絶縁可能に保護する。

次に、図４、および、図５を用いて、圧着接合後と、圧着接合後、さらに溶接接合を行った後と、での接合部分３０における接触抵抗の比較を行う。
なお、図４、および図５に示したグラフは本発明者が発明の効果を確認するために実施した試験の結果である。
また、耐久試験は、被覆電線１０の接合部分３０に１２０℃、１２０時間の熱処理を行って接触抵抗の値を評価する。
図４は、８本の被覆電線１０を接合した場合の、圧着接合後、溶接接合なし、および、圧着接合後、溶接接合ありの耐久試験後の接触抵抗を示したグラフである。
なお、図４は、６本の被覆電線１０を接合した場合の圧着接合後、溶接接合ありの接触抵抗についても示している。また、図４は、縦軸が接触抵抗（ｍΩ）を示し、横軸に沿ってＡからＣの３つの接合条件の測定データを並べて示している。また、Ａは、接合する被覆電線１０の数が６本であり、かつ、圧着接合後、溶接接合ありの接合条件であり、Ｂは、接合する被覆電線１０の数が８本であり、かつ、圧着接合後、溶接接合ありの接合条件であり、Ｃは、接合する被覆電線１０の数が８本であり、かつ、圧着接合後、溶接接合なしの接合条件である。
図５は、圧着接合端子２０の材質、接合する被覆電線１０の本数を変えた場合の、圧着接合後、溶接接合後、および、耐熱試験後の接触抵抗を示したグラフである。また、図５は、縦軸が接触抵抗（ｍΩ）を示し、横軸に沿ってＡからＨの８つの接合条件の測定データを並べて示し、図中左から右に圧着接合後、圧着接合後さらに溶接接合を行った後、溶接接合後の耐久試験実施後、の測定データをそれぞれ平均値の印を変えて並べて示している。
なお、図５のＡの接合条件は、圧着接合端子の材質が鉄であり、表面にスズめっきを施し、接合する被覆電線１０が５本である。また、図５のＢの接合条件は、圧着接合端子２０の材質が銅とスズの合金であり、表面にスズめっきを施し、接合する被覆電線１０が５本である。また、図５のＣの接合条件は、圧着接合端子２０の材質が鉄であり、表面にスズめっきを施し、接合する被覆電線１０が６本である。また、図５のＤの接合条件は、圧着接合端子２０の材質が銅とスズの合金であり、表面にスズめっきを施し、接合する被覆電線１０が６本である。また図５のＥの接合条件は、圧着接合端子２０の材質が鉄であり、表面にめっき処理を施さず、接合する被覆電線１０が５本である。また、図５のＦの接合条件は、圧着接合端子２０の材質が銅とスズの合金であり、表面にめっき処理を施さず、接合する被覆電線１０が５本である。また、図５のＧの接合条件は、圧着接合端子２０の材質が鉄であり、表面にめっき処理を施さず、接合する被覆電線１０が６本である。また図５のＨの接合条件は、圧着接合端子２０の材質が銅とスズの合金であり、表面にめっき処理を施さず、接合する被覆電線１０が６本である。

図４に示したグラフから、圧着接合後、溶接接合ありの場合は、圧着接合後、溶接接合なしの場合に比して接触抵抗が小さく抑えられていることがわかる。
また、接合条件ＡとＢを比較すると、接合する被覆電線１０の本数を多くしても、接触抵抗を小さく抑えられることがわかる。

また、図５に示したグラフから、圧着接合後の接触抵抗は接触抵抗が大きくなるものもあるが、圧着接合後、さらに溶接接合を行った後は、ＡからＨの接合条件の違いに関わらず接触抵抗を小さく抑えられることがわかる。
また、圧着接合後、さらに溶接接合を行った後、耐久試験を実施したものについても、ＡからＨの接合条件の違いに関わらず接触抵抗を小さく抑えられることがわかる。
すなわち、圧着接合後、溶接接合を行うと、接合する被覆電線１０の本数、および、圧着接合端子２０の多種の材質に対して、接触抵抗を小さく抑えられることがわかる。

本発明の実施例にかかる被覆電線の接合方法は、導体部１１の露出部分が延在方向両端部で絶縁被覆１２によって被覆され、ほつれ等の乱れが発生し難くなっているので、複数の被覆電線１０の導体部１１同士を圧着接合し易くすることができ、しかも、圧着接合後に、さらに溶接接合することによって、圧着接合による機械的な接続信頼性に加えて、さらに溶接接合による、多くの本数の被覆電線１０の導体部１１同士の接合に対する電気的な接続信頼性を得ることができるため、多くの本数の被覆電線１０を接合する場合であっても、被覆電線１０の接合部分３０の電気的および機械的な接続信頼性を確保することができる。

また、本発明の実施例にかかる被覆電線の接合方法は、複数の被覆電線１０の導体部１１の露出区間が略等しくなるため、各被覆電線１０の導体部１１の露出区間を揃えて接合することによって、絶縁保護する部分を所定の領域に収め易くなり、結果的に、絶縁テープ４０等によって接合部分を容易に絶縁保護することができる。

なお、本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法は、２本の被覆電線１０を接合するようにしているが、接合する被覆電線１０の数は２本に限らない。

また、本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法は、圧着接合端子２０が圧着前に断面形状が略Ｕ字状であるものを例示したが、これに限らず、複数の被覆電線１０の導体部１１同士を圧着接合することができればその他の形状であっても構わない。例えば、圧着接合端子２０は、筒状であってもよい。

また、本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法は、絶縁被覆中剥ぎ工程が複数の被覆電線１０の各被覆電線１０の延在方向での絶縁被覆１２の除去区間を略等しく調整するようにしていたが、これに限らず、絶縁被覆１２を中剥ぎすることによって複数の被覆電線１０の露出した導体部１１を接合できれば、各被覆電線１０で除去区間が異なっても構わない。

また、本発明の実施例に係る被覆電線の接合方法は、溶接接合として、電極Ｅによって圧力および電流を圧着接合端子２０に負荷するものを例示したが、これに限らず、超音波ホーン等によって圧力および超音波振動を圧着接合端子２０に負荷するようにしても構わない。

以上、本発明者によってなされた発明を、上述した発明の実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上述した発明の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１０ 被覆電線
１１ 導体部
１１ａ 素線
１２ 絶縁被覆
２０ 圧着接合端子
３０ 接合部分
４０ 絶縁テープ
Ｅ 電極

Claims (2)

1. 導体部を絶縁材からなる絶縁被覆によって被覆した複数の被覆電線の前記導体部同士を接合する被覆電線の接合方法において、
   前記複数の被覆電線の各被覆電線の前記絶縁被覆を前記被覆電線の端部から離れた位置で延在方向の所定区間だけ除去することによって導体部を露出する絶縁被覆中剥ぎ工程と、
   前記複数の被覆電線の露出した前記導体部同士を、圧着接合端子によって圧着接合した後、さらに、前記圧着接合端子に圧力と、電流または超音波振動と、を与えることによって溶接接合する導体部接合工程と、
   を含むことを特徴とする被覆電線の接合方法。
2. 前記絶縁被覆中剥ぎ工程は、
   前記複数の被覆電線の各被覆電線の延在方向での前記絶縁被覆の除去区間を略等しく調整し、
   前記導体部接合工程は、
   前記複数の被覆電線を前記絶縁被覆の除去区間を揃えて接合する
   ことを特徴とする請求項１に記載の被覆電線の接合方法。

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