JP2016225171A - 端子付き電線の製造方法及び端子付き電線 - Google Patents

Abstract

【課題】製造設備や製造工程を簡素化して製造コストの増大を抑え、ガルバニック腐食の発生を確実に防止して端子と被覆電線との接続信頼性を向上させる。【解決手段】端子付き電線の製造方法は、複数の素線からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線の端末部に接続された端子の前記芯線との接続部に対し、前記被覆電線の芯線露出部を覆うように第１粘度状態の封止樹脂を塗布して封止する封止工程と、前記芯線露出部を加熱してその周囲の前記封止樹脂を前記第１粘度状態よりも粘度の低い第２粘度状態に変化させ、前記端子と前記芯線との間及び前記芯線の素線間に浸透させて充填する芯線加熱工程と、前記封止樹脂を全体的に硬化させる硬化工程とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、端子が接続された端子付き電線の製造方法及び端子付き電線に関する。

近年、電線の軽量化を目的に芯線となる導体に軽量のアルミニウムを用いたアルミ電線が着目されている。このアルミ電線を銅製圧着端子と接続する場合、いわゆるガルバニック腐食を防止する必要がある。このため、製造工程の一環において、アルミ電線と銅製圧着端子との接続部分を樹脂で封止して水分の浸入を防ぎ、外部から隔離する方法が知られている（下記特許文献１及び２参照）。

特許文献１に記載の封止方法では、銅製圧着端子に複数の細い素線を束ねてなるアルミ電線の芯線を圧着接続した後、まず粘度の低い第１絶縁樹脂を接続部分に塗布して芯線の素線間に浸透させて硬化させる。その後、粘度が高く第１絶縁樹脂とは物性が異なる第２絶縁樹脂を第１絶縁樹脂の外面を被覆するように塗布して硬化させる。

また、特許文献２に記載の封止方法では、温度変化により粘度が変化する１種類の封止樹脂を用い、まず端子と芯線との接続部分全体に封止樹脂を第１粘度状態で塗布して硬化させる。その後、第１粘度状態よりも低粘度の第２粘度状態に変化させた封止樹脂を、芯線の先端部近傍に塗布して毛細管現象により芯線と端子との間及び芯線の素線間に浸透させて硬化させる。

特開２０１１−２３８５００号公報 特開２０１３−１８８０２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の封止方法では、２種類の絶縁樹脂を用いて２回の塗布工程を経るため製造設備や製造工程が複雑になり、製造コストが増大してしまうという問題がある。また、粘度の低い第１絶縁樹脂を塗布する際に、意図せぬ範囲まで濡れ拡がったり、気泡や飛散が発生したりする可能性が高いという問題もある。また、上記特許文献２に開示された従来技術の封止方法では、１種類の封止樹脂を用いるにも拘わらず２回の塗布工程を経るため同様に製造工程が複雑になるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、製造設備や製造工程を簡素化して製造コストの増大を抑え、ガルバニック腐食の発生を確実に防止して端子と被覆電線との接続信頼性を向上させることができる端子付き電線の製造方法及び端子付き電線を提供することを目的とする。

本発明に係る端子付き電線の製造方法は、複数の素線からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線の端末部に接続された端子の前記芯線との接続部に対し、前記被覆電線の芯線露出部を覆うように第１粘度状態の封止樹脂を塗布して封止する封止工程と、前記芯線露出部を加熱してその周囲の前記封止樹脂を前記第１粘度状態よりも粘度の低い第２粘度状態に変化させ、前記端子と前記芯線との間及び前記芯線の素線間に浸透させて充填する芯線加熱工程と、前記封止樹脂を全体的に硬化させる硬化工程とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る端子付き電線の製造方法によれば、第１粘度状態の封止樹脂を被覆電線の芯線露出部を覆うように端子との接続部に対して塗布する。そして、芯線露出部を加熱してその周囲の封止樹脂を第１粘度状態よりも粘度の低い第２粘度状態に変化させて、端子と芯線との間及び芯線の素線間に浸透させて充填する。その後、封止樹脂を全体的に硬化させて端子付き電線を製造するので、封止樹脂の接続部に対する塗布工程は１回で済み、用いられる封止樹脂も１種類とすることができる。これにより、製造設備や製造工程を簡素化して製造コストの増大を抑えることができる。また、端子と芯線との間及び芯線の素線間への封止樹脂の充填は、新たに封止樹脂を塗布することなく既に塗布されている封止樹脂の芯線露出部の周囲の粘度を熱により変化させることで行うので、端子と芯線との間及び芯線の素線間に封止樹脂を確実に浸透させ、ガルバニック腐食の発生を防止して端子と被覆電線との接続信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態においては、前記封止工程では、前記接続部を含む前記芯線露出部の全長に亘って前記封止樹脂を塗布する。

本発明の他の実施形態においては、前記芯線加熱工程では、所定温度の熱を前記芯線の前記芯線露出部とは異なる端部からかけて前記芯線露出部を加熱する。

本発明の更に他の実施形態においては、前記封止樹脂は、前記第１粘度状態のときの粘度が１．２５Ｐａ・ｓ以上であり、前記第２粘度状態のときの粘度が０．７５Ｐａ・ｓ〜０．４０Ｐａ・ｓの範囲内である。

本発明の更に他の実施形態においては、前記芯線加熱工程では、前記芯線露出部が５０℃〜７０℃の温度となるように加熱する。

本発明に係る端子付き電線は、複数の素線からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線と、前記被覆電線の端末部に接続された端子と、前記端子の前記芯線との接続部に対して前記被覆電線の芯線露出部を覆うように形成された封止部とを備え、前記封止部は、１種類の封止樹脂からなり、前記端子と前記芯線との間及び前記芯線の素線間に浸透して充填された状態で形成されていることを特徴とする。

本発明に係る端子付き電線によれば、端子の芯線との接続部に対して被覆電線の芯線露出部を覆うように形成された封止部が、１種類の封止樹脂からなるにも拘わらず端子と芯線との間及び芯線の素線間に浸透して充填された状態で形成されているので、ガルバニック腐食の発生を確実に防止して端子と被覆電線との接続信頼性を向上させることが可能である。

本発明の一実施形態においては、前記封止部は、前記接続部を含む前記芯線露出部の全長に亘って形成されている。

本発明の他の実施形態においては、前記封止樹脂は、温度２０℃〜３５℃での粘度が３．００Ｐａ・ｓ〜１．２５Ｐａ・ｓの範囲内である。

本発明によれば、製造設備や製造工程を簡素化して製造コストの増大を抑え、ガルバニック腐食の発生を確実に防止して端子と被覆電線との接続信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る端子付き電線を示す断面図である。 同端子付き電線の製造工程を示すフローチャートである。 同端子付き電線を製造工程毎に示す説明図である。 本発明の実施例に係る端子付き電線の封止部を構成する封止樹脂の温度と粘度との関係を示す図である。 同封止部を構成する封止樹脂の硬化条件を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る端子付き電線の製造方法及び端子付き電線を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る端子付き電線１を示す断面図である。図１に示すように、端子付き電線１は、被覆電線１０と、この被覆電線１０の端末部（先端部分）における芯線１１の芯線露出部１３に電気的に接続される端子２０とを備えている。また、端子付き電線１は、端子２０の芯線露出部１３との接続部に対して芯線露出部１３を全体的に覆うように形成された封止部３０を備えている。

被覆電線１０は、複数本のアルミニウム又はアルミニウム合金からなる素線を撚り合わせた撚り線構造の芯線１１と、この芯線１１の周囲を覆い外部から芯線１１を絶縁して保護する塩化ビニル等の絶縁樹脂からなる被覆１２とを備えている。なお、芯線１１の材質はこれに限定されるものではない。また、被覆１２は、芯線１１の周りを覆うように、例えば公知のチューブ押出し等の方式により形成され得る。

端子２０は、銅や銅合金等の導電性金属母材を打ち抜き加工や折り曲げ加工等して形成されている。端子２０は、被覆電線１０の芯線１１の芯線露出部１３を端子２０に対して圧着接続するための圧着接続部２１と、この圧着接続部２１の先端側に設けられて、例えば図示しない被接続部材といわゆる雌雄嵌合により接続される電気接続部２２とを備えている。なお、端子２０の材質はこれに限定されるものではなく、図示の例では電気接続部２２は筒形形状となっているが、本発明に係る端子付き電線１の端子２０の具体的な形状や構造はこれに限定されるものではない。

また、端子２０は、被覆電線１０の被覆１２を周囲から押圧して、被覆電線１０を端子２０に対して固定する電線接続部２３を備える。端子２０の圧着接続部２１は、未圧着時には上方向に立設するように設けられ、被覆電線１０の芯線露出部１３を周囲から圧着して被覆電線１０を端子２０に接続するワイヤバレル２１ａを有する。また、電線接続部２３は、同じく立設するように設けられ、被覆電線１０の被覆１２を周囲から押圧して被覆電線１０を端子２０に固定するインシュレーションバレル２３ａを有する。

封止部３０は、温度により粘度が変化する特性のＵＶ硬化型、熱硬化型或いは吸湿硬化型の１種類の絶縁性の封止樹脂からなる。この封止樹脂は、例えば温度が約２０℃〜約３５℃の範囲においては、粘度が約３．００Ｐａ・ｓ〜約１．２５Ｐａ・ｓの範囲内である。すなわち、温度が約３５℃以下の状態においては、粘度が約１．２５Ｐａ・ｓ以上である第１粘度状態となる特性を有する。

また、この封止樹脂は、例えば温度が約５０℃〜約７０℃の範囲においては、粘度が約０．７５Ｐａ・ｓ〜約０．４０Ｐａ・ｓの範囲内である。すなわち、この温度範囲内においては、第１粘度状態よりも低い粘度の第２粘度状態となる特性を有する。そして、この封止樹脂は、例えば熱硬化型樹脂からなる場合、温度が約１００℃以上となると固化する特性を有する。

但し、封止樹脂は、その他湿度等の条件により多少変性し得るため、上述した数値は厳密なものではない。従って、封止樹脂は、第１粘度状態のときに塗布後に塗布時とほぼ変わらぬ外形保持ができる程度の粘度であり、第２粘度状態のときに第１粘度状態よりも粘度が低く芯線１１の素線間に浸透可能な粘度となる特性を有するものであれば、種々の組成や物性のものを採用し得る。また、封止樹脂は、ＵＶ硬化型、熱硬化型或いは吸湿硬化型に限定されるものではない。

このような特性を有する封止樹脂からなる封止部３０は、ワイヤバレル２１ａの先端側における芯線露出部１３の先端側から、ワイヤバレル２１ａの後端側における芯線露出部１３と被覆１２との境目の後端側まで、端子２０の圧着接続部２１上を全て覆っている。これと共に、電気接続部２２及び電線接続部２３上の圧着接続部２１近傍側をも僅かに覆っている。

そして、封止部３０を構成する封止樹脂は、端子２０と芯線１１との間、すなわち芯線露出部１３と圧着接続部２１並びにワイヤバレル２１ａとの間、及び芯線１１の素線間に全て浸透して充填された状態で固化されている。このように、封止部３０は、端子２０と被覆電線１０との電気的な接続部（圧着接続部２１）に対して、この接続部を含む芯線露出部１３の全長に亘って形成されている。これにより、ガルバニック腐食の発生を確実に防止して端子２０と被覆電線１０との接続信頼性を向上させることができる。

次に、図２のフローチャートを参照しながら図３を参照して、本実施形態に係る端子付き電線１の製造工程を説明する。図２は、端子付き電線１の製造工程を示すフローチャートであり、図３は、端子付き電線１を製造工程毎に示す説明図である。なお、図２及び図３を含む以降の説明においては、本実施形態と同一の構成要素に関しては同一の符号を付しているので、以下では重複する説明は省略する。

まず、図３（ａ）に示すように、芯線１１を被覆１２で覆った被覆電線１０を用意すると共に、上述したような圧着接続部２１、電気接続部２２及び電線接続部２３を有する別途作製された端子２０（図示せず）を用意する（ステップＳ１００）。次に、図３（ｂ）に示すように、被覆電線１０の端末部における先端から所定の長さの被覆１２を除去し、芯線１１の芯線露出部１３を口出しする（ステップＳ１０２）。

そして、図示は省略するが、芯線露出部１３が口出しされた被覆電線１０と端子２０とを、圧着接続部２１のワイヤバレル２１ａが芯線露出部１３を圧着可能且つ電線接続部２３のインシュレーションバレル２３ａが被覆を押圧可能な位置に配置して両者をセットする。

次に、図３（ｃ）に示すように、ワイヤバレル２１ａ及びインシュレーションバレル２３ａを加締めて芯線露出部１３を圧着接続部２１に圧着すると共に、被覆１２を電線接続部２３に固定する。その後、図３（ｄ）に示すように、ディスペンサ１８の先端から、被覆電線１０の端末部に接続された端子２０の芯線１１との接続部に対し、芯線露出部１３を全長に亘って覆うように、例えばＵＶ硬化型の第１粘度状態の封止樹脂３１を塗布する（ステップＳ１０４）。

これにより、芯線露出部１３は全長に亘って封止樹脂３１により封止される。なお、第１粘度状態の封止樹脂３１は、塗布時とほぼ変わらぬ外形保持ができる程度の粘度をもっているので、ステップＳ１０４においては、１回の塗布で封止部３０の外形を定めることができる。また、塗布の方式は、上述したディスペンス法に限定されるものではない。

そして、図３（ｅ）に示すように、例えば約５０℃〜約７０℃の温度の熱を、好ましくは約６０℃の温度の熱を、図中白抜き矢印で示すように芯線１１の芯線露出部１３とは異なる端部からかけて、芯線露出部１３を加熱する（ステップＳ１０６）。これにより、芯線露出部１３の周囲の封止樹脂３２が、加熱温度と同等の温度に熱せられ、第１粘度状態よりも粘度の低い第２粘度状態に変化し、芯線露出部１３と圧着接続部２１並びにワイヤバレル２１ａとの間、及び芯線露出部１３における芯線１１の素線間に浸透して充填される。一方、ステップＳ１０６において芯線露出部１３の周囲の封止樹脂３２は第２粘度状態に変化するが、その外側の封止樹脂３１は第１粘度状態を維持するので、ステップＳ１０４の塗布時とほぼ変わらぬ外形が保持される。

ステップＳ１０６における加熱方式は、上述した芯線１１に所定温度の熱を加えるものに限定されるものではない。すなわち、例えば芯線１１に通電を行い芯線露出部１３を加熱したり、芯線露出部１３を直接レーザ光により加熱したりする種々の加熱方式を採用し得る。

最後に、図３（ｆ）に示すように、ＵＶ照射装置のＵＶ照射部１９から所定の照射条件でＵＶ光を端子２０の芯線１１との接続部に照射して、封止樹脂３１，３２を硬化させ（ステップＳ１０８）、封止部３０を固化させて端子付き電線１を製造する。なお、このステップＳ１０８において、例えば熱硬化型樹脂を用いた場合は、封止樹脂３１，３２を全体的に約１００℃以上に加熱して硬化することが行われる。また、例えば吸湿硬化型を用いた場合は、封止樹脂３１，３２を所定の温度及び湿度の雰囲気中に所定時間曝して硬化することが行われる。

このように、本実施形態に係る製造工程では、封止部３０を構成する封止樹脂の接続部に対する塗布工程は１回で済み、用いられる封止樹脂も１種類とすることができる。これにより、製造設備や製造工程を簡素化することができ、製造コストの増大を抑えることができる。

また、芯線露出部１３における芯線１１の素線間や端子２０と芯線露出部１３との間への封止樹脂の充填は、複数回封止樹脂を塗布することなく１回塗布された封止樹脂３１の芯線露出部１３の周囲の粘度を熱により変化させることにより行う。これにより、粘度の高い第１粘度状態の封止樹脂３１で外形を保持したまま、粘度の低い第２粘度状態の封止樹脂３２を芯線露出部１３の芯線１１の素線間等に確実に浸透させて充填することができる。従って、ガルバニック腐食の発生を防止し接続信頼性を向上させることができる。

以下、実施例により端子付き電線１の封止部３０について具体的に説明する。図４は、封止部３０を構成する封止樹脂の温度と粘度との関係を示す図である。また、図５は、封止部３０を構成する封止樹脂の硬化条件を示す図である。

本実施例においては、被覆電線１０として、芯線１１の素線数が１１本で被覆１２の外径がφ１．４ｍｍ且つ芯線１１の外径がφ１．０ｍｍのもので、芯線１１が複数の素線を圧縮して形成されたものを用いた。また、封止部３０を構成する封止樹脂として、図４に示す温度と粘度との特性曲線Ｑを有するＵＶ硬化型のものを用いた。この特性曲線Ｑによれば、封止樹脂は、温度約２０℃のときの粘度は約３．００Ｐａ・ｓで、温度約３５℃のときの粘度は約１．２５Ｐａ・ｓである。また、温度約５０℃のときの粘度は約０．７５Ｐａ・ｓで、温度約７０℃のときの粘度は約０．４０Ｐａ・ｓである。

従って、封止樹脂は、上述した温度が約３５℃以下の第１粘度状態のときは粘度が約１．２５Ｐａ・ｓ以上と高く、温度が約５０℃〜約７０℃の第２粘度状態のときは粘度が約０．７５Ｐａ・ｓ〜約０．４０Ｐａ・ｓの範囲内と第１粘度状態のときの粘度よりも低くなる特性を備えている。

このような特性曲線Ｑを有する封止樹脂を、芯線露出部１３の全長に亘り端子２０の圧着接続部２１上を全て覆う状態で且つ封止樹脂と芯線露出部１３及びワイヤバレル２１ａとの間の最薄部の厚さが約０．２ｍｍ以上となるように外形を保持する第１粘度状態で塗布した。そして、芯線露出部１３を加熱して、第２粘度状態として芯線１１の素線間等に浸透させた。

その上で、塗布した封止樹脂に対し、ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社製のＵＶ光源「ＨＯ−０１Ｌ」をＵＶ照射部１９として用い、実際にＵＶ光を照射して、所要のＵＶ照射による硬化条件を測定した。なお、ＵＶ光源「ＨＯ−０１Ｌ」は、図５に示すような照射特性を有する。

すなわち、照射条件１（Ｗ．Ｄ．１１）の場合、ＵＶ照射部１９の下端から１１ｍｍ離れたＷＤ（Ｗｏｒｋ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）における照射エリアφ３．０ｍｍの中心でのＵＶ強度は、６０００ｍＷ／ｃｍ^２となる。また、照射条件２（Ｗ．Ｄ．１６）の場合、ＵＶ照射部１９の下端から１６ｍｍ離れたＷＤにおける照射エリアφ２．５ｍｍの中心でのＵＶ強度は、３８００ｍＷ／ｃｍ^２となる。更に、照射条件３（Ｗ．Ｄ．２０）の場合、ＵＶ照射部１９の下端から２０ｍｍ離れたＷＤにおける照射エリアφ４．０ｍｍの中心でのＵＶ強度は、２０００ｍＷ／ｃｍ^２となる。

これら照射条件１〜３にて封止樹脂に対しＵＶ光の照射を行って封止部３０を形成した結果、ＵＶ光の必要照射量は１０００ｍＪ／ｃｍ^２で、必要照射条件はＵＶ強度が１０００ｍＷ／ｃｍ^２を１秒間であることが判明した。以上のような結果から、本発明に係る端子付き電線１によれば、製造設備や製造工程を従来よりも著しく簡素化して製造コストの増大を抑え、ガルバニック腐食の発生を確実に防止し端子２０と被覆電線１０との接続信頼性を向上させることが可能となった。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、この実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 端子付き電線
１０ 被覆電線
１１ 芯線
１２ 被覆
１３ 芯線露出部
１８ ディスペンサ
１９ ＵＶ照射部
２０ 端子
２１ 圧着接続部
２１ａ ワイヤバレル
２２ 電気接続部
２３ 電線接続部
２３ａ インシュレーションバレル
３０ 封止部
３１ 第１粘度状態の封止樹脂
３２ 第２粘度状態の封止樹脂

Claims (8)

1. 複数の素線からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線の端末部に接続された端子の前記芯線との接続部に対し、前記被覆電線の芯線露出部を覆うように第１粘度状態の封止樹脂を塗布して封止する封止工程と、
   前記芯線露出部を加熱してその周囲の前記封止樹脂を前記第１粘度状態よりも粘度の低い第２粘度状態に変化させ、前記端子と前記芯線との間及び前記芯線の素線間に浸透させて充填する芯線加熱工程と、
   前記封止樹脂を全体的に硬化させる硬化工程とを備えた
   ことを特徴とする端子付き電線の製造方法。
2. 前記封止工程では、前記接続部を含む前記芯線露出部の全長に亘って前記封止樹脂を塗布する
   ことを特徴とする請求項１記載の端子付き電線の製造方法。
3. 前記芯線加熱工程では、所定温度の熱を前記芯線の前記芯線露出部とは異なる端部からかけて前記芯線露出部を加熱する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の端子付き電線の製造方法。
4. 前記封止樹脂は、前記第１粘度状態のときの粘度が１．２５Ｐａ・ｓ以上であり、前記第２粘度状態のときの粘度が０．７５Ｐａ・ｓ〜０．４０Ｐａ・ｓの範囲内である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の端子付き電線の製造方法。
5. 前記芯線加熱工程では、前記芯線露出部が５０℃〜７０℃の温度となるように加熱する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の端子付き電線の製造方法。
6. 複数の素線からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線と、
   前記被覆電線の端末部に接続された端子と、
   前記端子の前記芯線との接続部に対して前記被覆電線の芯線露出部を覆うように形成された封止部とを備え、
   前記封止部は、１種類の封止樹脂からなり、前記端子と前記芯線との間及び前記芯線の素線間に浸透して充填された状態で形成されている
   ことを特徴とする端子付き電線。
7. 前記封止部は、前記接続部を含む前記芯線露出部の全長に亘って形成されている
   ことを特徴とする請求項６記載の端子付き電線。
8. 前記封止樹脂は、温度２０℃〜３５℃の範囲での粘度が３．００Ｐａ・ｓ〜１．２５Ｐａ・ｓの範囲内である
   ことを特徴とする請求項６又は７記載の端子付き電線。

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