JP2017139148A - 端子付き被覆電線 - Google Patents

Abstract

【課題】導線端部と接続端子との接触部の防水性・防食性を向上させることができるとともに、簡単な組立作業で接続端子を導線端部に確実に固着することができる端子付き被覆電線を提供する。
【解決手段】絶縁被覆材１６が皮剥ぎされ導線端部１４ａが露出した被覆電線１２と、有底筒部２２と有底筒部２２の底部外面より外方に延びた端子部２０とを有し、導線端部１４ａおよび絶縁被覆材の端部１６ａが有底筒部２２に収容され、有底筒部２２の底部側に導線端部１４ａを挟圧し固定する狭窄部２２ｂが形成され、絶縁被覆材の端部１６ａに対応するスパイラル状または内周面を１周する環状に凹条部２４が形成された接続端子１８と、凹条部２４を含む有底筒部２２の内部空間を占めて固化しているビスマス半田２６と、を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電線の端部に接続端子が取付けられた端子付き被覆電線に関する。

従来、電線の端部に接続端子が取付けられた端子付き被覆電線では、電線を構成する導線と接続端子とに異なる種類の金属が採用される場合がある。異種金属が接触する箇所には接触電位差が発生し、その接触箇所に電解質水溶液としての水分が付着すると、標準電極電位が低い金属に腐食が発生する恐れがある。

例えば、アルミニウム電線に銅製の接続端子を圧着している場合、その接触箇所に水分が付着すると、標準電極電位が低い方のアルミニウム電線に腐食が発生しやすい。

このため、例えばアルミニウム電線に銅製端子を圧着する等、異種金属同士を接続する場合には、その接続箇所にて異種金属接触腐食を防止するために、種々の防水シールド処理が施されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、絶縁被覆材１０４が剥離されてアルミニウム製の導体部１０２が露出したアルミ電線１０１に、銅製の圧着端子１１０が圧着された圧着端子付きアルミ電線１００が開示されている。この露出した導体部１０２には、撥水性を有する溶剤からなる撥水剤１０５によって撥水処理が施されている。これにより、アルミ電線１０１の導体部１０２と圧着端子１１０の導体バレル１２１との接触部分で電食が生じるのを防止している。

特開２０１４−０４４９２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の圧着端子付きアルミ電線１００にあっては、露出した導体部１０２のみを正確に撥水剤１０５で防水コーティングしなければならず、作業効率が良くなかった。また、防水コーティングが破れて導体部１０２と圧着端子１１０との接触部分に水が浸入する懸念もあった。加えて、導体バレル１２１の他に、絶縁被覆側バレル１２３も圧着作業によって絶縁被覆材１０４に圧着する必要があり、作業工数が多くなっていた。

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あり、導線端部と接続端子との接触部の防水性・防食性を向上させることができるとともに、簡単な組立作業で接続端子を導線端部に確実に固着することができる端子付き被覆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被覆電線は、上記目的を達成するため、絶縁被覆材が皮剥ぎされ導線端部が露出した被覆電線と、有底筒部と前記有底筒部の底部外面より外方に延びた端子部とを有し、前記導線端部および前記絶縁被覆材の端部が前記有底筒部に収容され、前記有底筒部の底部側に前記導線端部を挟圧し固定する狭窄部が形成され、前記絶縁被覆材の端部に対応するスパイラル状または内周面を１周する環状に凹条部が形成された接続端子と、前記凹条部を含む前記有底筒部の内部空間を占めて固化しているビスマス半田と、を有する構成となっている。

この構成により、本発明に係る端子付き被覆電線では、ビスマス半田が、有底筒部の内周面の凹条部を含む有底筒部の内部空間を占めて固化しているので、防水コーティング処理など別途の作業工程を行うことなく、有底筒部の開口部側から水が浸入することを確実に防止することができる。また、有底筒部の内周面に形成された凹条部にもビスマス半田が入り込んで凸条に固化しているので、ビスマス半田の凸条部と接続端子の凹条部とが係合し、被覆電線を接続端子から引き抜き難くなっている。しかも、従来行っていた絶縁被覆材側バレルの圧着作業を行う必要がないので、組立作業の効率を向上させることができる。このように、導線端部と接続端子との接触部分に対する防水性能が向上しているので、導線と接続端子とが異種の金属からなる場合であっても、異種金属接触腐食を確実に防止することができる。

前記接続端子は形状記憶合金からなり、前記凹条部は、前記接続端子が加熱により記憶形状を復元したものである構成としてもよい。

この構成により、皮剥ぎした被覆電線を接続端子の有底筒部に収容し、露出した導線端部を挟圧し固定するように有底筒部をカシメた状態で、有底筒部を加熱するだけで、凹条部が形成されるとともに、ビスマス半田を溶融して該凹条部を通って絶縁被覆材と有底筒部の間の狭い空間全域に行き渡らせることができる。

本発明によれば、導線端部と接続端子との接触部の防水性・防食性を向上させることができるとともに、簡単な組立作業で接続端子を導線端部に確実に固着することができる端子付き被覆電線を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る端子付き被覆電線の平面図である。 図１の端子付き被覆電線のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る端子付き被覆電線の組立方法を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る端子付き被覆電線の縦断面図である。 従来技術に係り、特許文献１に記載の端子付き被覆電線を示す分解斜視図である。

以下、本発明に係る端子付き被覆電線の実施の形態について、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１〜図３を参照して第１の実施形態について説明する。
図１および図２に示すように、第１の実施形態に係る端子付き被覆電線１０は、絶縁被覆材１６が皮剥ぎされ導線端部１４ａが露出した被覆電線１２と、有底筒部２２と該有底筒部２２の底部（２２ａ）外面より外方に延びる端子部２０とを有する接続端子１８と、ビスマス半田２６と、を有している。

被覆電線１２は、図２に示すように、径が小さいアルミニウム線の束である導線１４と、導線１４を被覆し耐熱性を有する絶縁被覆材１６と、を有し、絶縁被覆材１６の端部、例えば長さ１０〜１５ｍｍの端部が皮剥ぎされ、導線１４が露出した構成である。なお、導線１４は、径が大きい１本のアルミニウム線等であってもよい。また、導線１４は、銅線であってもよい。

絶縁被覆材１６は、ビスマス半田２６の融点（約１３０℃〜１４０℃）よりも耐熱温度の高い材質、例えば耐熱性を有するポリエチレン（ＰＥ）等の合成樹脂により構成されている。

接続端子１８は、皮剥ぎ後の導線端部１４ａおよび絶縁被覆材１６の端部１６ａが有底筒部２２に収容され、有底筒部２２の底部側に導線端部１４ａを挟圧し固定する狭窄部２２ｂが形成され、皮剥ぎ後の絶縁被覆材１６の端部１６ａに対応するスパイラル状の凹条部２４が形成された構成となっている。

図１および図２に示す接続端子１８の端子部２０は、細長い長方形状の板であるが、この形状に限定されるものではなく、端子部２０が接続される相手側の形状に応じて、任意の形状とし得る。例えば、端子部２０は、接続相手に応じて、中心にネジ用の孔が開けられた円形板状としてもよいし、図５に示すような四角筒部が設けられた形状としてもよい。

有底筒部２２は、一端部が底部２２ａで閉鎖され、他端部が開口した筒状の構造である。図２に示すように、狭窄部２２ｂは、有底筒部２２の底部側にて導線端部１４ａに対応して有底筒部２２を同図上下からカシメて形成されており、有底筒部２２内に導線端部１４ａを固定するとともに、電気的に接続している。図２では、狭窄部２２ｂは同図上下から狭窄した形状であるが、この形状に限定されるものではなく、例えば、有底筒部２２の外周壁の全周にわたって狭窄した形状としてもよい。

ビスマス半田２６は、図２に示すように、凹条部２４を含む有底筒部２２の内部空間を占めて固化している。このビスマス半田２６は、融点が約１３０〜１４０℃の低融点半田であり、良好なヌレ性を有し、固化すると体積が増す性質を有している。ビスマス半田２６は、ビスマス（Ｂｉ）のみからなるものでもよく、また、必要に応じて錫（Ｓｎ）や銀（Ａｇ）等を所要量含有するようにしてもよい。例えば、４２重量％のＳｎ、５７重量％のＢｉ、１重量％のＡｇからなる３元共晶半田であるＳｎ−１Ａｇ−５７Ｂｉは、融点が１３７℃であり、低融点半田として使用することができる（例えば、芹沢弘ニ，下川英恵，寺崎健："Ｓｎ−Ｂｉ系はんだの実用化状況と今後の課題"、エレクトロニクス実装学会誌 Ｖｏｌ．６ Ｎｏ．５（２００３）ｐｐ．３９４−ｐｐ．３９９参照）。

固化して体積を膨張させたビスマス半田２６が、皮剥ぎ後の導線端部１４ａと絶縁被覆材１６の端部１６ａとを包囲するとともに、有底筒部２２の内周面と絶縁被覆材１６の端部１６ａとの間の空間全域に充填されているので、優れた防水・防食の機能を発揮することができる。

接続端子１８は、形状記憶合金からなり、凹条部２４は、接続端子１８が加熱により記憶形状を復元したものである。この形状記憶合金としては、例えば、銅系合金、ニッケル−チタン系合金、鉄系合金等を用いてもよい。スパイラル状の凹条部２４は１条でもよいし、複数条でもよい。この形状記憶合金は、ビスマス半田２６の融点以下の所定の温度で記憶形状を復元するよう熱処理等が施されていてもよい。なお、凹条部は、有底筒部２２の内周面を１周する環状に形成されてもよい。

また、接続端子１８は、形状記憶合金の代わりに、銅、無酸素銅（電気すずめっき）、黄銅、あるいはアルミニウム合金などの良導電性金属で構成してもよい。この場合には、接続端子１８の有底筒部２２の内周面にスパイラル状の凹条部２４を予め形成しておく。

次に、図３を参照して組立方法を説明する。
まず、絶縁被覆材１６が皮剥ぎされ導線端部１４ａが露出した被覆電線１２と、有底筒部２２の内面全域にクリーム状のビスマス半田２６を塗布した接続端子１８と、を準備する。この際、接続端子１８の有底筒部２２には、熱処理等によってスパイラル状の凹条部２４を形状記憶させておく（図２参照）。そして、被覆電線１２の露出した導線端部１４ａ側を接続端子１８の有底筒部２２の筒内に挿入する（図３（ａ）参照）。

次いで、露出した導線端部１４ａを挟圧し固定するように有底筒部２２の外周面の対応箇所をカシメ治具によりカシメて狭窄部２２ｂを形成する（図３（ｂ）参照）。

次いで、接続端子１８の有底筒部２２を半田ゴテ等の加熱機器で加熱する（図３（ｃ）参照）。加熱により有底筒部２２が形状記憶の変態温度に達すると、予め記憶されているスパイラル状の凹条部２４が有底筒部２２の内周面に復元される。これに対応して、有底筒部２２の外周面にスパイラル状の凸条部２２ｃも形成される。

一方、上記加熱により、有底筒部２２の内面に塗布されていたビスマス半田２６が溶融し、有底筒部２２の内部空間を占めて皮剥ぎ後の導線端部１４ａおよび絶縁被覆材１６の端部１６ａを包囲するように行きわたる。導線１４が複数の素線からなる場合には、素線間に溶融したビスマス半田２６が浸入していく。また、有底筒部２２の内周面に形成されたスパイラル状の凹条部２４を通って溶融したビスマス半田２６が流れていき、絶縁被覆材１６の端部１６ａと有底筒部２２の内周面との間の狭い空間全域に充填される。

この状態で接続端子１８を自然または強制冷却すると溶融したビスマス半田２６が個化する。ビスマス半田２６は固化すると体積が増えるので、有底筒部２２の内部空間を隙間なく占め、皮剥ぎ後の導線端部１４ａおよび絶縁被覆材１６の端部１６ａを漏れなく包囲することができる。有底筒部２２の内周面のスパイラル状の凹条部２４にもビスマス半田２６が充填されて固化し、スパイラル状の凸条部を形成している。すなわち、ビスマス半田２６のこのスパイラル状の凸条部と、有底筒部２２の内周面のスパイラル状の凹条部２４とが係合しているので、被覆電線１２を接続端子１８の有底筒部２２から引き抜き難くなっている。以上で組立が完了する。

次に、作用・効果を説明する。
第１の実施形態に係る端子付き被覆電線１０では、ビスマス半田２６が凹条部２４を含む有底筒部２２の内部空間を占めるとともに、皮剥ぎ後の導線端部１４ａおよび絶縁被覆材１６の端部１６ａを包囲して固化している。さらに、ビスマス半田２６は固化する際にその体積を増すので、固化したビスマス半田２６が有底筒部２２の内部空間に隙間なく充填される。よって、防水コーティング処理など別途の作業を行うことなく、有底筒部２２の開口部側から水が浸入することを確実に防止することができる。これにより、導線端部１４ａと接続端子１８との接触部分に対する防水性能を向上させることができるので、導線１４と接続端子１８とが異種の金属からなる場合であっても、異種金属接触腐食を確実に防止することができる。

また、有底筒部２２の内周面にスパイラル状に形成された凹条部２４にもビスマス半田２６が入り込んで凸条に固化しているので、このビスマス半田２６の凸条部と接続端子１８の凹条部２４とが係合し、被覆電線１２を接続端子１８から引き抜き難くなっている。

加えて、固化したビスマス半田２６が有底筒部２２の内部空間を隙間なく占めているので、導線端部１４ａと有底筒部２２との電気的接続が強化されている。

しかも、従来行っていた絶縁被覆材側バレルの圧着作業を行う必要がないので、組立作業の効率を向上させることができる。

また、所定温度でスパイラル状の凹条部２４が復元するよう形状記憶された形状記憶合金により有底筒部２２を構成することにより、ビスマス半田２６を溶融させるために加熱した際にスパイラル状の凹条部２４が復元するので、凹条部２４を復元するための追加の加熱工程を行う必要がない。また、溶融したビスマス半田２６をスパイラル状の凹条部２４を通って流れるようにすることで、絶縁被覆材１６と有底筒部２２との間の狭い空間全域に容易に行き渡らせることができる。しかも、予めクリーム状のビスマス半田２６を有底筒部２２の内面に塗布する際には、内周面に凹条部２４が未だ形成されていないので、塗布し易い。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、接続端子３８が形状記憶合金ではない点、有底筒部２２の内周面に形成された凹条部４４がスパイラル状ではなく、環状である点が第１の実施形態と相違しているのみであり、その他の構成要素については、第１の実施の形態と同一の符号を付して説明を省略する。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る端子付き被覆電線３０の縦断面図である。図４に示すように、第２の実施形態に係る凹条部４４は、絶縁被覆材１６の端部１６ａに対応する有底筒部４２の内周面を１周する環状に形成された凹条部４４である。なお、凹条部４４は、スパイラル状であってもよい。この凹条部４４は、予め形成しておく。図４では、環状の凹条部４４が２つ形成されているが、これに限定されず、空間的な制約が許せば任意の個数の凹条部４４を形成してもよい。

接続端子３８は、銅、無酸素銅（電気すずめっき）、黄銅、あるいはアルミニウム合金などの良導電性金属で構成してもよい。

また、接続端子３８は、形状記憶合金からなる構成としてもよい。この場合には、第１の実施形態と同様に、有底筒部４２を加熱したときに、その内周面に環状の凹条部４４が復元するようにする。

第２の実施形態に係る端子付き被覆電線３０では、形状記憶合金を用いることなく、ビスマス半田２６を溶融して環状の凹条部４４を通って流れるようにし、絶縁被覆材１６と有底筒部４２との間の狭い空間全域に行き渡らせることができる。また、凹条部４４内に存在していたビスマス半田２６が固化して、環状の凸条部を形成し、その凸条部が有底筒部４２側の環状の凹条部４４と係合するので、簡単な構成でありながら被覆電線１２を接続端子１８から引き抜き難くすることができる。

以上述べたように、本発明の端子付き被覆電線は、導線端部と接続端子との接触部の防水性・防食性を向上させることができるとともに、簡単な組立作業で接続端子を導線端部に確実に固着することができるという効果を有し、電線の端部に接続端子が取付けられた端子付き被覆電線全般に有用である。

１０、３０ 端子付き被覆電線
１２ 被覆電線
１４ａ 導線端部
１６ 絶縁被覆材
１６ａ 絶縁被覆材の端部
１８、３８ 接続端子
２０、４０ 端子部
２２、４２ 有底筒部
２２ａ、４２ａ 底部
２２ｂ、４２ｂ 狭窄部
２４、４４ 凹条部
２６ ビスマス半田

Claims (2)

1. 絶縁被覆材が皮剥ぎされ導線端部が露出した被覆電線と、
   有底筒部と前記有底筒部の底部外面より外方に延びた端子部とを有し、前記導線端部および前記絶縁被覆材の端部が前記有底筒部に収容され、前記有底筒部の底部側に前記導線端部を挟圧し固定する狭窄部が形成され、前記絶縁被覆材の端部に対応するスパイラル状または内周面を１周する環状に凹条部が形成された接続端子と、
   前記凹条部を含む前記有底筒部の内部空間を占めて固化しているビスマス半田と、
   を有することを特徴とする端子付き被覆電線。
2. 前記接続端子は形状記憶合金からなり、前記凹条部は、前記接続端子が加熱により記憶形状を復元したものであることを特徴とする請求項１に記載の端子付き被覆電線。

Images