JP2019139947A - 端子付き電線、その製造方法およびワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】比較的低コストで防水性、防食性を向上させることのできる端子付き電線、その製造方法およびワイヤハーネスを提供する。【解決手段】導体２１及び該導体を覆う電線被覆材を有する電線２０と、電線の導体に接続する圧着端子１０と、導体と圧着端子との接触部を含む領域に塗布される塗布剤Ｃで形成される被膜Ｆと、から構成され、塗布剤は、アルカリ金属ケイ酸塩で構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、端子付き電線、その製造方法およびワイヤハーネスに関する。

自動車等の車両には種々の電子機器が搭載され、これらの電子機器に電力を供給したり、各種信号を伝達するために端子付き電線を用いたワイヤハーネスが配索されている。

端子付き電線としては、アルミニウム等で構成される電線の末端の絶縁被覆を除去（皮剥き）して導体を露出させ、この導体を銅や銅合金等で構成される端子金具の前端部で加締めて固定したものが一般的である。

露出させた導体と端子金具とは、互いに押圧状態で密接される。

ここで、導体と端子金具とが異種金属で構成される場合には、接続部分に水や薬品が付着すると、導体や端子金具にガルバニック腐食が発生し、端子付き電線やワイヤハーネスを劣化させてしまう。

そこで、接続部分に防水構造や防食構造を備える端子付き電線に関する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１５１６１７号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術には、次のような不都合があった。

即ち、ベンゾトリアゾール系防錆剤等は絶縁物であるため、露出した端子断面にも塗布した場合には、電線との電気的接続が阻害されるという不都合があった。

また、端子金具と電線とを接合した後に紫外線硬化型樹脂や光硬化型樹脂等を塗布する場合には、架橋による材料収縮によって隙間を生じる虞があり、密封性に劣るという難点があった。

また、ベンゾトリアゾール系防錆剤等は、比較的粘度が低いため、液垂れしたり、膜厚の均一化が難しく、管理コストが嵩むという問題もあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、比較的低コストで防水性、防食性を向上させることのできる端子付き電線、その製造方法およびワイヤハーネスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る端子付き電線は、導体及び該導体を覆う電線被覆材を有する電線と、前記電線の導体に接続する圧着端子と、前記導体と前記圧着端子との接触部を含む領域に塗布される塗布剤で形成される被膜と、から構成され、前記塗布剤は、アルカリ金属ケイ酸塩で構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明に係る端子付き電線は、請求項１に記載の発明において、前記導体と前記圧着端子は、同種の金属あるいは異種の金属で構成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明に係る端子付き電線は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記アルカリ金属ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウムを含むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明に係る端子付き電線は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記塗布剤は、前記アルカリ金属ケイ酸塩を所定の溶媒に溶解した溶液または塩であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明に係る端子付き電線は、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の発明において、前記塗布剤は、添加物として、硬化剤、造膜助剤および樹脂の１つを含んでもよい。

請求項６に記載の発明に係る端子付き電線は、請求項５に記載の発明において、前記硬化剤は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａを含む酸化剤、水酸化物、Ｎａ、Ｋ、Ｃａを含むケイ化物、ケイフッ化物、Ａｌ、Ｚｎを含むリン酸塩、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇを含むホウ酸塩の１つを含んでもよい。

請求項７に記載の発明に係る端子付き電線は、請求項１から請求項６の何れか１項に記載の発明において、前記塗布剤が塗布される前記圧着端子の接触側表面には、当該導体の端部表面を含むことを特徴とする。

請求項８に記載の発明に係る端子付き電線の製造方法は、電線の導体に圧着端子を接続する工程と、前記導体と前記圧着端子との接続部を含む領域にアルカリ金属ケイ酸塩で構成される塗布剤を塗付して乾燥する工程と、を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明に係る端子付き電線の製造方法は、請求項８に記載の発明において、前記アルカリ金属ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウムを含むことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明に係るワイヤハーネスは、請求項１から請求項６の何れか１項に記載の端子付き電線を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、比較的低コストで防水性、防食性を向上させることのできる端子付き電線、その製造方法およびワイヤハーネスを提供することができる。

実施の形態に係る端子付き電線の全体構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る端子付き電線に用いる端子金具の製造工程を示す工程図（ａ）、（ｂ）である。 図２に示す端子付き電線の製造工程に続きを示す斜視図である。 図３に示す端子付き電線の製造工程に続きを示す斜視図である。 実施の形態に係る端子付き電線の要部の断面を示す断面図である。 防食しない比較例と、塗布剤によって防食した試験片との実験結果を示す図表である。

［実施の形態］
図１〜図６を参照して、本発明の実施の形態に係る端子付き電線Ｅについて説明する。

（端子付き電線の構成例について）
図１は、実施の形態に係る端子付き電線Ｅの全体構成を示す斜視図である。

実施の形態に係る端子付き電線Ｅは、アルミニウムまたはアルミニウムを基材とした合金等で構成される導体２１と、導体２１を覆う電線被覆材２２を有する電線２０と、電線２０の導体２１に接続する圧着端子（金属端子）１０と、導体２１と圧着端子１０との接続部を含む領域Ａ１に塗布されて形成される塗布剤Ｃの皮膜Ｆとから構成されている。

なお、塗布剤Ｃの皮膜Ｆは、導体２１の端部周辺のみならず、導体２１の露出部全体に形成されている（図５等参照）。

ここで、塗布剤Ｃは、アルカリ金属ケイ酸塩で構成されている。

アルカリ金属ケイ酸塩は、Ｍ_２Ｏ・ｍＳｉＯ（但し、Ｍはアルカリ金属、ｍはモル比）で表わされる化合物である。

アルカリ金属ケイ酸塩は、具体的には、ケイ酸ナトリウムを含むようにできる。

また、塗布剤Ｃは、アルカリ金属ケイ酸塩を所定の溶媒に溶解した溶液または塩とすることができる。この場合には、塗布剤Ｃ自体の流動性を高めることができ、導体２１と圧着端子１０、導体２１と圧着端子１０の金属接触部のような複雑な形状や構造についても、その形状等に沿って塗布剤Ｃで覆うことが可能となる。

なお、塗布剤Ｃの溶媒を水とした場合には、有機溶剤を含んだ排気ガスや廃液を出すことが無いので、環境問題に配慮することができる。

また、塗布剤Ｃは、添加物として、硬化剤、造膜助剤および樹脂の１つを含んでもよい。

硬化剤としては、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａを含む酸化剤、水酸化物、Ｎａ、Ｋ、Ｃａを含むケイ化物、ケイフッ化物、Ａｌ、Ｚｎを含むリン酸塩、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇを含むホウ酸塩の少なくとも１つを含むようにできる。

さらに、塗布剤Ｃは、添加物として、着色剤を含むようにしてもよい。この場合には、塗布面における塗布剤Ｃの塗布状態や皮膜Ｆの形成状態の良否を色の有無や濃度で容易に確認することができ、より確実な防水性や防食性を確保することができる。

また、導体２１と圧着端子１０は、同種の金属（例えば、双方共にアルミニウム、銅、銅合金等）あるいは異種の金属（例えば、アルミニウム、銅、銅合金等の組み合わせ）で構成することができる。

皮膜Ｆは、防水効果を発揮する。その結果、同種の金属であっても、異種の金属であっても防食効果あるいは防錆効果を発揮することができる。

（圧着端子について）
圧着端子１０は、例えば、合金（母材）にメッキ（Ｓｎなど）が施された端子金具として構成される。

図２（ａ）に示すように、合金（母材）にメッキ（Ｓｎなど）が施された金属板５０を端子形状に切断する。

図２（ｂ）に例示する圧着端子１０は、コネクタ等に接続される端子部１１と、電線２０の導体２１を加締めて電気的に接合する接合部１２と、電線２０の電線被覆材２２を加締めて固定する固定部１３とを有している。

（端子付き電線の製造方法）
図２〜図５を参照して、本実施の形態に係る端子付き電線Ｅの製造方法について説明する。

まず、図２（ａ）に示すような銅および銅合金、またはＳＵＳ系、アルミ系の合金等で構成される金属板（母材）５０から図２（ｂ）に示すような端子形状に切断した部材（端子金具）１０を打ち抜き加工等によって切り出す。

次に、図３に示すように、端子形状に切断した部材を折曲げ加工して圧着端子１０を形成する。そして、先端側の電線被覆材２２を除去して導体２１を露出させた電線２０を圧着端子１０に装着する。

次いで、図４に示すように、電線２０の導体２１を圧着端子１０の接合部１２で加締め、電線２０の電線被覆材２２を圧着端子１０の固定部１３で加締めることにより、圧着端子１０と電線２０とを圧着する。

そして、アルカリ金属ケイ酸塩で構成される塗布剤Ｃを噴霧器（スプレー装置）２００または滴下、刷毛などによって、導体２１と圧着端子１０との接続部を含む領域Ａ１に塗布して乾燥させる。

本実施の形態によれば、光硬化樹脂や熱硬化樹脂のように、硬化させるために光や熱を照射する工程を省くことができ、端子付き電線の製造効率を一層向上させることができる。

このようにして、アルカリ金属ケイ酸塩で構成される塗布剤Ｃは、導体２１および圧着端子１０に金属表面に強固に付着されて皮膜Ｆが形成され、図１に示すような端子付き電線Ｅが作成される。

皮膜Ｆは、比較的薄い膜厚で防水効果あるいは防食効果を発揮するため、コネクタハウジングへの嵌合状態を阻害することがない。

また、着色剤の添加により塗布液Ｃが所定色を呈する場合には、濃度を調整することにより、作業工程での塗布状態の確認が容易となる。

また、皮膜Ｆは、耐熱性を有するため、エンジンルーム等の高温度環境下でも使用することができる。

また、複数本の端子付き電線Ｅを束にしてワイヤハーネスを作製することにより、防水性、防食性を向上させたワイヤハーネスを提供することができる。

（実験結果について）
本発明者は、上述のような皮膜Ｆの特性および効果を確認するために、以下のような実験を行った。

まず、アルカリ金属ケイ酸塩で構成される塗布剤Ｃ１及びＣ２、Ｃ３を用意する。

ここでは、株式会社日興製のクリスタルストーンを使用した。

アルミニウムを基材とした合金に錫めっきした黄銅の端子を圧着し、上記の塗布剤Ｃ１、Ｃ２及びＣ３を端子金具と電線導体の接触部に所定量（例えば、５〜２０μl）を塗布して乾燥したものを試験片とした。

また、比較対象として、防食処理をしない試験片（未防食：図６においてＤで示す）を用意した。

そして、上記の試験片を用いて、日本工業規格（ＪＩＳ）および日本自動車技術会規格（ＪＡＳＯ）に準拠した塩水噴霧試験および直流抵抗測定を行った。

具体的には、上記２種類の試験片について、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に準拠した塩水噴霧試験を７２時間で実施した。

塩水噴霧試験後、各試験片について、端子金具と電線相対の接触部の直流抵抗測定を行った。

ここで、直流抵抗測定の結果、塩水噴霧試験後に抵抗上昇について図６のような実験結果を得た。

即ち、防食を行わなかった比較対象に係る試験片（未防食）は、塩水噴霧試験前（０ｈ）と比較して塩水噴霧試験の７２時間では直流抵抗が大きく上昇したに対して、塗布剤Ｃ１およびＣ２は塩水噴霧試験の７２時間においても、直流抵抗の上昇が未防食よりも小さいことを確認した。また、塗布剤Ｃ３においては、未防食よりも抵抗上昇は低いものの大きな防食効果は得られなかった。

このように、塗布剤Ｃ１およびＣ２の塗布によれば、端子付き電線について、実用上十分な防食効果が得られることが分かった。

なお、図６において塗布剤Ｃ１は、株式会社日興製のクリスタルストーン、塗布剤Ｃ２は、株式会社日興製のクリスタルストーンＬ、塗布剤Ｃ３は、株式会社日興製のクリスタルストーンＮＲである。

以上、本発明の端子付き電線を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

１０…圧着端子（端子金具）
１１…端子部
１２…接合部
１３…固定部
２０…電線
２１…導体
２２…電線被覆材
５０…金属板
２００…噴霧器（スプレー装置）
Ａ１…領域
Ｃ…塗布剤
Ｅ…端子付き電線
Ｆ…皮膜

Claims (10)

1. 導体及び該導体を覆う電線被覆材を有する電線と、
   前記電線の導体に接続する圧着端子と、
   前記導体と前記圧着端子との接触部を含む領域に塗布される塗布剤で形成される被膜と、
   から構成され、
   前記塗布剤は、アルカリ金属ケイ酸塩で構成されていることを特徴とする端子付き電線。
2. 前記導体と前記圧着端子は、同種の金属あるいは異種の金属で構成されることを特徴とする請求項１に記載の端子付き電線。
3. 前記アルカリ金属ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の端子付き電線。
4. 前記塗布剤は、前記アルカリ金属ケイ酸塩を所定の溶媒に溶解した溶液または塩であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の端子付き電線。
5. 前記塗布剤は、添加物として、硬化剤、造膜助剤および樹脂の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の端子付き電線。
6. 前記硬化剤は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａを含む酸化剤、水酸化物、Ｎａ、Ｋ、Ｃａを含むケイ化物、ケイフッ化物、Ａｌ、Ｚｎを含むリン酸塩、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇを含むホウ酸塩の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載の端子付き電線。
7. 前記塗布剤が塗布される前記圧着端子の接触側表面には、当該導体の端部表面を含むことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の端子付き電線。
8. 電線の導体に圧着端子を接続する工程と、
   前記導体と前記圧着端子との接続部を含む領域にアルカリ金属ケイ酸塩で構成される塗布剤を塗付して乾燥する工程と、を有することを特徴とする端子付き電線の製造方法。
9. 前記アルカリ金属ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項８に記載の端子付き電線の製造方法。
10. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の端子付き電線を用いたことを特徴とするワイヤハーネス。

Images