JP2022003644A - 端子付電線及び端子付電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁材の損傷を抑制しつつも、モールド部における止水性を高めることのできる端子付電線を提供する。【解決手段】端子付電線１は、芯線４と芯線４の周囲を被覆する絶縁材５とを有する絶縁電線１ａと、絶縁電線１ａの端部において芯線４と電気的に接続された端子金具２と、絶縁材５の端部を被覆する接着性チューブ７とを有する。端子付電線１は、端子金具２における芯線４と接続される芯線接続部２ｂから接着性チューブ７の軸線方向の中間部までの領域を被覆するように形成されたモールド部３を有する。接着性チューブ７の外周面はモールド部３の内周面に接着され、接着性チューブ７の内周面は絶縁材５の外周面に接着されている。【選択図】図１

Description

本発明は、端子付電線及び端子付電線の製造方法に関するものである。

近年の電気自動車やハイブリッド車等では、種々の電気機器がワイヤハーネス等で電気的に接続される。ワイヤハーネスにおいて、端子付電線は、絶縁電線とその絶縁電線の端部に接続された端子金具とを備えている。絶縁電線は、芯線及びその芯線の周囲を覆う絶縁材を備えている。また、端子付電線は、絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分を被覆するモールド部を備えている。

さらに、モールド部の端縁による絶縁材の損傷を防止するために、絶縁材の端部を熱収縮チューブで被覆し、その被覆部分にモールド部の端縁が位置するようにモールド部を成型する構成を採用した端子付電線が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１３５７６１号公報

ところで、上記端子付電線では、熱収縮チューブとモールド部との間から液体が浸入するおそれがある。絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分まで液体が浸入すると、接続部分に短絡等の電気的な問題が生じるおそれがある。そこで、上記端子付電線では、絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分を覆うモールド部における止水性の向上が求められている。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁材の損傷を抑制しつつも、モールド部における止水性を高めることができる端子付電線を提供することにある。

上記課題を解決する端子付電線は、芯線と前記芯線の周囲を被覆する絶縁材とを有する絶縁電線と、前記絶縁電線の端部において前記芯線と電気的に接続された端子金具と、前記絶縁材の端部を被覆する接着性チューブと、前記端子金具における前記芯線との接続部から前記接着性チューブの軸線方向の中間部までの領域を被覆するように形成されたモールド部と、を有し、前記接着性チューブは、前記絶縁材の端部に設けられる前の状態において筒状に形成された部材であり、前記接着性チューブの外周面は前記モールド部の内周面に接着され、前記接着性チューブの内周面は前記絶縁材の外周面に接着されている。

本発明の端子付電線によれば、絶縁材の損傷を抑制しつつも、モールド部における止水性を高めることができる。

一実施形態の端子付電線を示す断面図である。 一実施形態の端子付電線の製造工程を示す断面図である。 一実施形態の端子付電線の製造工程を示す断面図である。 一実施形態の端子付電線の製造工程を示す断面図である。

以下、端子付電線の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す端子付電線１は、自動車に搭載される種々の電気機器を電気的に接続するワイヤハーネスを構成する電線である。端子付電線１は、例えば、電気機器に高圧電源を給電する電線として使用される。

端子付電線１は、絶縁電線１ａと、端子金具２と、モールド部３と、接着性チューブ７とを有している。
絶縁電線１ａは、長尺な導体である芯線４と、芯線４の周囲を被覆する絶縁材５とを有している。芯線４は、例えば、銅、銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料から構成されている。芯線４としては、例えば、複数の素線が撚り合わされた撚り線や単芯線を用いることができる。絶縁材５の材料としては、例えば、架橋ポリエチレンや架橋ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂を主成分とする合成樹脂を用いることができる。絶縁材５の材料としては、１種の材料を単独で、又は２種以上の材料を適宜組み合わせて用いることができる。

絶縁電線１ａの端部には、芯線４を絶縁材５から露出させた露出部６が形成されている。例えば、露出部６では、絶縁電線１ａの端部において、絶縁電線１ａの末端部から一定の長さの分の絶縁材５が剥がされることで、芯線４の端部が絶縁材５から露出されている。

端子金具２は、接点部２ａと芯線接続部２ｂとを有している。端子金具２は、例えば、銅や銅合金から構成されている。接点部２ａは、バスバー、電装機器の端子部や他の端子付電線の端子などの接続相手と電気的に接続される部分である。接点部２ａは、モールド部３から露出され、モールド部３の外方に突出するように形成されている。本例の接点部２ａは、ネジが通される貫通孔が形成された平板状に形成されている。なお、接点部２ａは、貫通孔を有さない板状又は棒状などの他の形状に形成されていてもよい。

芯線接続部２ｂは、露出部６の芯線４に固定されている。芯線接続部２ｂは、露出部６の芯線４と電気的に接続されている。芯線接続部２ｂは、例えば、圧着や超音波溶接などによって露出部６の芯線４に固定される。

接着性チューブ７は、絶縁材５の端部を被覆するように形成されている。接着性チューブ７は、絶縁材５の端部の外周面を周方向全周に亘って包囲するように形成されている。接着性チューブ７の内周面は、絶縁材５の外周面に対しその周方向全周に亘って隙間無く接着されている。また、接着性チューブ７の外周面は、モールド部３の内周面に対しその周方向全周に亘って隙間無く接着されている。例えば、接着性チューブ７の内周面が溶着により絶縁材５の外周面に接着されており、接着性チューブ７の外周面が溶着によりモールド部３の内周面に接着されている。ここで、溶着（熱溶着）としては、例えば、超音波溶着、振動溶着、高周波溶着、レーザ溶着、赤外線溶着、摩擦溶着、熱板溶着や熱風溶着を用いることができる。

接着性チューブ７は、予め筒状に成形された部材が絶縁材５の端部に取り付けられ、絶縁材５の外周面に全周に亘って密着したものである。すなわち、接着性チューブ７は、絶縁材５の外周面に塗布又は滴下などで形成される接着剤ではなく、内部に絶縁材５（絶縁電線１ａ）が配置される前の状態からすでに筒体（管体）として形成されているものである。また、接着性チューブ７は、内部に絶縁材５が配置される前の状態では、その内径が絶縁材５の外径よりも大きくなっている。このような接着性チューブ７としては、例えば、収縮チューブを用いることができる。収縮チューブとしては、例えば、熱収縮チューブを用いることができる。熱収縮チューブは、例えば、押し出し成形によりごく細い筒状に成形された樹脂部材が、加熱された状態で太い筒状へ引き伸ばされた後に冷却されることによって得られる。このようにして得られた熱収縮チューブは、加熱された場合に、引き伸ばされる前の細い筒状まで収縮する形状記憶特性を有する。

本例の接着性チューブ７は、単一層からなる部材である。すなわち、本例の接着性チューブ７は、例えば、熱収縮チューブの内周面及び外周面に接着層が形成された積層構造を有する部材とは異なる。

接着性チューブ７の材料としては、例えば、熱可塑性の合成樹脂を用いることができる。熱可塑性の合成樹脂としては、例えば、架橋構造を有する熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。例えば、熱可塑性の合成樹脂としては、電子線を照射して架橋した架橋構造を有する熱可塑性樹脂を用いることができる。このような接着性チューブ７の材料としては、例えば、絶縁材５と同種の合成樹脂（例えば、架橋ポリエチレンや架橋ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂を主成分とする合成樹脂）を用いることができる。接着性チューブ７の材料としては、１種の材料を単独で、又は２種以上の材料を適宜組み合わせて用いることができる。

接着性チューブ７の肉厚は、例えば、５０〜２０００μｍの範囲が好ましく、１００〜１５００μｍの範囲がより好ましく、１００〜１０００μｍの範囲がさらに好ましい。接着性チューブ７は、内部に絶縁材５が配置される前の状態からすでに筒体として形成されたものであるため、塗布などで形成される接着剤よりも厚く形成することができる。

モールド部３は、端子金具２における芯線４との接続部（つまり、芯線接続部２ｂ）から接着性チューブ７の外周面までの領域を含む保護領域を被覆するように形成されている。また、モールド部３は、端子金具２の接点部２ａを露出するように形成されている。本例のモールド部３は、端子金具２の中間部（具体的には、接点部２ａと芯線接続部２ｂとの間の部分）から接着性チューブ７の軸線方向（長手方向）の中間部までの保護領域を被覆するように形成されている。すなわち、本例のモールド部３には、接着性チューブ７の一部と、露出部６を含む絶縁電線１ａの端部と、端子金具２と芯線４との接続部と、端子金具２の芯線接続部２ｂとが埋設されている。また、モールド部３の先端部３ａから端子金具２の接点部２ａが突出して形成されており、モールド部３の後端部３ｂから接着性チューブ７の一部が露出されている。換言すると、モールド部３の後端部３ｂが接着性チューブ７の軸線方向の中間部に位置するように形成されており、モールド部３の後端部３ｂと絶縁材５との間には接着性チューブ７が介在されている。

モールド部３は、例えば、端子付電線１の上記保護領域をインサート部とするインサート成形によって形成されている。このモールド部３は、絶縁電線１ａ及び端子金具２と一体に形成されている。

モールド部３の後端部３ｂの内周面では、その内周面に対して接着性チューブ７の外周面が接着されている。また、モールド部３は、例えば、先端部３ａの内周面において、端子金具２における接点部２ａと芯線接続部２ｂとの間の部分の外周面に対して全周に亘って密着している。このため、絶縁電線１ａの芯線４と端子金具２の芯線接続部２ｂとの接続部分に液体が侵入することを抑制できる。

モールド部３の材料としては、例えば、芳香族ナイロン樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂を主成分とする合成樹脂を用いることができる。モールド部３の材料としては、１種の材料を単独で、又は２種以上の材料を適宜組み合わせて用いることができる。

次に、端子付電線１の製造方法について説明する。
図２に示すように、端子付電線１を製造するには、まず、絶縁電線１ａの端部において、絶縁材５を剥がして芯線４が露出された露出部６を形成する。次に、露出部６の芯線４に対して、溶接や圧着により端子金具２の芯線接続部２ｂを接続する。これにより、絶縁電線１ａの芯線４と端子金具２とが、一体に連結されるとともに電気的に接続される。

続いて、絶縁電線１ａの端部を接着性チューブ７に挿通する。この工程における接着性チューブ７の内径は、絶縁電線１ａ（絶縁材５）の外径よりも大きく形成されている。
次いで、図３に示す工程では、接着性チューブ７が絶縁材５の端部を包囲する位置に配置された状態で、接着性チューブ７をヒーター等により加熱する。この加熱により、熱収縮チューブである接着性チューブ７が収縮して絶縁材５の外周面に密着されるとともに、熱可塑性樹脂からなる接着性チューブ７の内周面が溶着により絶縁材５の外周面に接着される。すなわち、接着性チューブ７を収縮させるための熱によって、接着性チューブ７の内周面が絶縁材５の外周面に接着される。このとき、接着性チューブ７と絶縁材５とは、同種の合成樹脂（ここでは、ポリオレフィン系樹脂）によって構成されているため、相互に分子レベルで結合しやすく、強固に接合する。

なお、接着性チューブ７を絶縁電線１ａの端部に接着する工程は、絶縁電線１ａの端部に端子金具２を接続する前に行ってもよいし、絶縁電線１ａの端部に端子金具２を接続した後に行ってもよい。

次いで、図４に示す工程では、端子金具２における芯線接続部２ｂから接着性チューブ７の軸線方向の中間部までをインサート部とするインサート成形によってモールド部３を形成する。本実施形態では、端子金具２における接点部２ａと芯線接続部２ｂとの間の部分から接着性チューブ７の長手方向の中間部までの保護領域をインサート部とするインサート成形によって、保護領域を被覆するモールド部３を形成する。

詳述すると、まず、上金型９ａと下金型９ｂとを最接近させた状態において、３つの収容空間１０，１１，１２が形成される金型９を準備する。次に、端子金具２における接点部２ａと芯線接続部２ｂとの間の部分から接着性チューブ７の長手方向の中間部までの保護領域を金型９の収容空間１１に収容する。このとき、端子金具２において上記保護領域よりも接点部２ａ側に延出された部分の一部が収容空間１０に収容され、絶縁電線１ａ及び接着性チューブ７において上記保護領域よりも接点部２ａとは反対側に延出された部分の一部が収容空間１２に収容される。続いて、溶融した合成樹脂を金型９の収容空間１１に注入し、その合成樹脂を固化する。これにより、収容空間１１内に上記保護領域を被覆するモールド部３が形成される。本工程では、インサート成形時の熱によって、接着性チューブ７が加熱され、接着性チューブ７の外周面が溶着によりモールド部３の内周面に接着される。すなわち、モールド部３を形成するための熱によって、接着性チューブ７の外周面がモールド部３の内周面に接着される。

また、本工程では、金型９の収容空間１１における収容空間１２との境界部分で成形されるモールド部３の後端部３ｂの内縁端と絶縁電線１ａの絶縁材５との間に接着性チューブ７が介在した状態でモールド部３のインサート成形が行われる。これにより、インサート成形時に、収容空間１１における収容空間１２との境界部分において溶融した合成樹脂が絶縁材５に食い込むことを接着性チューブ７により抑制することができる。このため、モールド部３の後端部３ｂの内縁端が絶縁材５に食い込むことを抑制できる。

上記のような端子付電線１では、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）接着性チューブ７の内周面が絶縁材５の外周面に接着され、接着性チューブ７の外周面がモールド部３の内周面に接着されている。これにより、絶縁材５と接着性チューブ７との間の隙間が塞がれ、接着性チューブ７とモールド部３との間の隙間が塞がれる。この結果、モールド部３における止水性を高めることができ、絶縁電線１ａの芯線４と端子金具２との接続部に液体が侵入することを抑制できる。

（２）絶縁電線１ａの絶縁材５とモールド部３の後端部３ｂの内縁端との間に接着性チューブ７を介在させた。これにより、モールド部３の後端部３ｂの内縁端による絶縁材５の損傷を抑制することができる。

（３）単一の接着性チューブ７が、モールド部３の止水性を向上させる接着機能と、絶縁材５の保護機能とを併せ持つようにした。これにより、モールド部３の止水性を向上させるための接着層と、絶縁材５の損傷を抑制するための保護チューブとを別部材で構成し、それら接着層と保護チューブとを絶縁電線１ａの長手方向に並設する場合に比して、モールド部３の長手方向の寸法Ｗ（図１参照）を短くすることができる。さらに、構成部品を減らすことができるため、製造工程を簡略化することができる。

（４）接着性チューブ７を、絶縁材５の端部に設けられる前から筒状に形成された筒状部材で構成した。すなわち、接着性チューブ７は、絶縁材５の外周面に塗布又は滴下などで形成される液状の接着剤ではなく、内部に絶縁材５が配置される前の状態から筒体として形成された部材である。これにより、絶縁材５の外周面に液状の接着剤を塗布又は滴下する工程を省略することができ、製造工程を簡略化することができる。

（５）さらに、単一層からなる接着性チューブ７の内周面が絶縁材５の外周面に溶着により接着され、接着性チューブ７の外周面がモールド部３の内周面に溶着により接着されている。これにより、液状の接着剤を使用せずに、モールド部３の止水性を高めることができる。

ところで、液状接着剤を用いてモールド部３の止水性を確保しようとすると、液状接着剤の膜厚にばらつきが生じやすく、液状接着剤の粘度調整に手間がかかるという問題がある。また、液状接着剤を用いる場合には、溶剤を乾燥させる乾燥工程が必要となり、その乾燥工程に多大な時間を要するという問題がある。これに対し、本実施形態では、液状接着剤を使用せずに、モールド部３の止水性を高めることができるため、上述した問題の発生を抑制できる。

（６）また、接着性チューブ７を熱収縮チューブ等で構成したため、液状接着剤を用いる場合に比べて、接着性チューブ７の肉厚を容易に厚く設定することができる。例えば、液状接着剤を用いる場合には、その厚みを５０μｍ以上に設定することが製造上困難であるのに対し、本実施形態の接着性チューブ７の肉厚は１００〜１０００μｍ程度に設定することができる。すなわち、接着性チューブ７の肉厚を、液状接着剤の厚みの２倍〜２０倍程度に設定することができる。ここで、接着性チューブ７の肉厚が厚くなるほど、絶縁材５とモールド部３との間の熱膨張・熱収縮の差によって発生する隙間に接着性チューブ７が追随しやすくなるため、接着性チューブ７に求められる接着強度を小さくすることができる。これにより、接着性チューブ７の材料選定の自由度を向上させることができる。

（７）熱収縮チューブからなる接着性チューブ７を熱収縮させる際の熱によって、接着性チューブ７の内周面を絶縁材５の外周面に接着させた。このため、接着性チューブ７を熱収縮させる工程と、接着性チューブ７の内周面を絶縁材５の外周面に接着させる工程とを別に実施する場合に比べて、製造工程を簡略化することができる。

（８）モールド部３を成形する際の熱によって、接着性チューブ７の外周面をモールド部３の内周面に接着させた。このため、モールド部３を形成する工程と、接着性チューブ７の外周面をモールド部３の内周面に接着させる工程とを別に実施する場合に比べて、製造工程を簡略化することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、単一層からなる接着性チューブ７を用いたが、これに限定されない。例えば、熱収縮チューブと、熱収縮チューブの内周面に形成された熱可塑性の第１接着剤層と、熱収縮チューブの外周面に形成された熱可塑性の第２接着剤層とを含む３層構造を有する接着性チューブを採用してもよい。この場合には、例えば、第１接着剤層と絶縁材５とが、それらの間に両者が混和した混和層（相溶層ともいう。）が形成された状態で接着される。また、第２接着剤層とモールド部３とが、それらの間に混和層が形成された状態で接着される。

・上記変形例において、熱収縮チューブの材料は熱可塑性樹脂に限定されない。

１…端子付電線、１ａ…絶縁電線、２…端子金具、３…モールド部、４…芯線、５…絶縁材、６…露出部、７…接着性チューブ。

Claims (5)

1. 芯線と前記芯線の周囲を被覆する絶縁材とを有する絶縁電線と、
   前記絶縁電線の端部において前記芯線と電気的に接続された端子金具と、
   前記絶縁材の端部を被覆する接着性チューブと、
   前記端子金具における前記芯線との接続部から前記接着性チューブの軸線方向の中間部までの領域を被覆するように形成されたモールド部と、を有し、
   前記接着性チューブは、前記絶縁材の端部に設けられる前の状態において筒状に形成された部材であり、
   前記接着性チューブの外周面は、前記モールド部の内周面に接着され、前記接着性チューブの内周面と前記絶縁材の外周面とは、接着剤層を介在することなく接着されている端子付電線。
2. 請求項１に記載の端子付電線において、
   前記接着性チューブと前記絶縁材とは、同種の合成樹脂によって構成されている端子付電線。
3. 請求項１又は請求項２に記載の端子付電線において、
   前記接着性チューブは、電子線を照射して架橋した架橋構造を有する熱可塑性樹脂で構成されている端子付電線。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の端子付電線において、
   前記接着性チューブの肉厚は、１００μｍ〜１０００μｍの範囲に設定されている端子付電線。
5. 芯線と前記芯線の周囲を被覆する絶縁材とを有する絶縁電線の端部において端子金具を前記芯線に電気的に接続する工程と、
   熱可塑性樹脂からなる筒状の接着性チューブに前記絶縁材の端部を挿通する工程と、
   前記接着性チューブを前記絶縁材の端部の外周面に接着する工程と、
   前記端子金具における前記芯線との接続部から前記接着性チューブの軸線方向の中間部までの領域をインサート部とするインサート成形によって前記領域を被覆するモールド部を形成する工程と、を有し、
   前記モールド部を形成する工程において、前記接着性チューブの外周面と前記モールド部の内周面とが接着剤層を介在することなく溶着により接着されることを特徴とする端子付電線の製造方法。

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