JP5063751B2 - ワイヤーハーネスの端末構造 - Google Patents

Description

この発明は、車載用のワイヤーハーネスの端末構造に関する。

所定の端子金具との固定が施されるワイヤーハーネスの端末において、樹脂モールドして防水処理を施した構造として例えば特許文献１に開示された被覆電線端末接続部がある。

特許文献１に示された被覆電線端末接続部は、上下型からなる成形金型の内部に、被覆電線の先端部導体に端子金具を圧着した端末接続部を収容してセットする成型空洞のモールド空間を設け、このモールド空間に溶融状態のモールド樹脂を射出注入することにより、樹脂モールドされた被覆電線端末接続部を得ている。

このように、特許文献１に示された被覆電線端末接続部は、ワイヤーハーネスの端末部分を樹脂モールドすることにより一定の防水、腐食防止効果を発揮させている。

特許第３６２７８４６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された被覆電線端末接続部において、端子金具を自動車ボディ等の平坦面上に設置する関係上、端子金具の裏面に関し上記モールド樹脂は端子金具の裏面の平坦性を妨げないレベルで塗布されているに過ぎなかった。

したがって、端子金具の裏面は完全に樹脂モールドされていないため、十分な腐食防止効果を発揮できていないという問題点があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、腐食防止効果度合の高い車載用のワイヤーハーネスの端末構造を得ることを目的とする。

この発明に係るワイヤーハーネスの端末構造は、車載用のワイヤーハーネスの端末構造であって、複数の裸線導体を被覆部により被覆してなる被覆電線を備え、前記複数の裸線導体は一部が露出した電線露出部を端末に有し、前記被覆電線に固定される端子金具をさらに備え、前記端子金具はその一方端に、第一の部分と第二の部分よりなり、前記第一の部分が前記電線露出部近傍における前記被覆電線の前記被覆部の外周に沿ってかしめられるとともに、前記第二の部分が前記電線露出部に露出した前記複数の裸線導体の外周に沿ってかしめられることにより前記被覆電線に固定されるかしめ部を有するとともに、前記端子金具は表面がメッキ処理されたメッキ領域を有し、少なくとも前記かしめ部の前記第一の部分及び前記第二の部分のメッキ処理が施されていない端部露出領域及びその隣接するメッキ処理が施されていない無メッキ領域の全外周を覆って形成される樹脂部をさらに備え、前記樹脂部は、エポキシ樹脂を主成分とし、ＪＩＳ Ｚ８８０３に準拠して測定される２５℃での粘度が１０００〜３００００ｍＰａ・ｓの範囲内にある材料の硬化物より形成されている。

また、前記複数の裸線導体の構成材料はアルミを含み、前記端子金具の構成材料は銅を含み、前記メッキ領域のメッキ材料は錫を含んでいることが好ましい。

本願発明において、樹脂部はかしめ部の第一の部分及び第二の部分のメッキ処理が施されていない端部露出領域及びそれらの隣接するメッキ処理が施されていない無メッキ領域の全外周を覆って形成されるため、上記端部露出領域から電解液が浸入し、かしめ部の構成材料が浸食され、最終的に裸線導体の一部が浸食される危険性を確実に回避することができる。さらに、上記樹脂部が、エポキシ樹脂を主成分とし、ＪＩＳ Ｚ８８０３に準拠して測定される２５℃での粘度が１０００〜３００００ｍＰａ・ｓの範囲内にある材料の硬化物から形成されているため、材質面からも防食性能の向上に寄与することができる。

その結果、腐食防止効果度合の高い車載用のワイヤーハーネスの端末構造を得ることができる効果を奏する。

したがって、かしめ部を得るための加工処理等により、かしめ部の端部露出領域はメッキ処理が施されていない無メッキ領域となっても、改めてメッキ処理を行う必要がないため、かしめ部を有する端子金具の製造コストの低減化を図ることができる。

また、銅を構成材料とした端子金具からアルミニウムを構成材料とした複数の裸線導体にかけての浸食の連鎖の可能性が高い金属の組合せを用いた場合であっても、上記樹脂部により、上記端部露出領域から電解液が浸入し、最終的に裸線導体の一部が浸食される危険性を確実に回避することができる。

そのため、この場合には、端子金具及び裸線導体により適した銅及びアルミを用いることにより、使用勝手に優れたワイヤーハーネスの端末構造を得ることができる。

参考実施形態である車載用のワイヤーハーネスの端末の断面構造を模式的に示す説明図である。 本参考実施形態のワイヤーハーネスの端末構造の寸法特性を示す説明図である。 図２のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 本参考実施形態の効果を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態を模式的に示す説明図である。 実施の形態に対応する従来のワイヤーハーネスの端末構造を示す説明図である。 実施例における腐食試験方法を模式的に説明するための図である。

＜実施の形態＞
（参考実施形態）
図１は参考実施形態である車載用のワイヤーハーネスの端末の断面構造を模式的に示す説明図である。

同図に示すように、複数の裸線導体１１を被覆部１３（図１では図示せず）により絶縁被覆してなる被覆電線１０は、複数の裸線導体１１からなる導体群１２の一部が露出した電線露出部２２を端末部分に有している。なお、裸線導体１１の構成材料として例えばアルミニウムが用いられる。

そして、この被覆電線１０の端末部分に端子金具１が固定される。すなわち、被覆電線１０の端末領域において、端子金具１の一方端に形成されるかしめ部１Ａが被覆電線１０の被覆部分の外周に沿ってかしめられ、加えて、端子金具１のかしめ部１Ｂ（かしめ部１Ａより内部に形成）が電線露出部２２における導体群１２の外周に沿ってかしめられることにより、端子金具１は被覆電線１０の端末部分に固定される。なお、端子金具１の構成材料として例えば黄銅や銅合金が用いられる。

また、端子金具１は予め表面が錫メッキされることによりメッキ領域１ｍを有しているが、かしめ部１Ａ及びかしめ部１Ｂを加工する際、表面の銅が露出した破断面１ｒが存在している。図１において、破断面１ｒの表面部分を太線で示している。

そして、少なくともかしめ部１Ａの端部露出領域（図中右端の破断面１ｒ及び根元エッジ部１ｅを含む領域）及びその近傍領域の全外周を完全に覆って樹脂部２０が形成される。樹脂部２０は、さらに、端子金具１の上方領域において、かしめ部１Ａから電線露出部２２及びかしめ部１Ｂにかけても形成される。樹脂部２０は、寸法設定等を調節しやすい観点から、モールド成型法によるモールド成形体であると良い。樹脂部２０は、滴下、塗布、押出などの方法を用いて形成することも可能である。

図２は本実施の形態のワイヤーハーネスの端末構造の寸法特性を示す説明図である。同図に示すように、かしめ部１Ａの裏面の端部露出領域の根元エッジ部１ｅを起点として、端子金具１の一方端方向（被覆電線１０方向）に１ｍｍ以上、他方端方向（かしめ部１Ｂ、導体群１２方向）に１ｍｍ以上の幅で樹脂部２０が形成されている。また、根元エッジ部１ｅにおける樹脂部２０の膜厚は０．１ｍｍ以上に設定される。

したがって、根元エッジ部１ｅを完全に覆うと共に、メッキ領域１ｍのメッキ材料である錫が浸食されることによる悪影響も完全に回避可能にする寸法特性で樹脂部２０が形成されている。

図３は図２のＡ−Ａ断面の断面構造を示す断面図である。同図に示すように、図２のＡ−Ａ断面（端子金具１（かしめ部１Ａ）の一方端断面）においてかしめ部１Ａの全外周を完全に覆って樹脂部２０が形成される。すなわち、樹脂部２０はかしめ部１Ａの全外周を０．１ｍｍ以上の膜厚で覆って形成されている。なお、図３に示すように、被覆電線１０は導体群１２とその外周の被覆部１３より構成されている。

本実施の形態のワイヤーハーネスの端末構造において、樹脂部２０を形成するための樹脂部形成材料は、エポキシ樹脂を主成分とする。上記エポキシ樹脂は、１液形、２液形のいずれであっても良い。１液形である場合には２液形である場合に比較して混合工程が不要になるので、ワイヤーハーネス端末構造の生産性の向上に寄与することができるからである。

上記エポキシ樹脂としては、例えば、フェノール類を原料とするビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、アルコール類等を原料とする脂肪族型エポキシ樹脂、アミン類を原料とするエポキシ樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂を原料とするクレゾールノボラックエポキシ樹脂などを例示することができる。

樹脂部形成材料は、エポキシ樹脂単独で構成されていても良いし、あるいは、２種以上のエポキシ樹脂が混合されていても良い。さらには、必要に応じて、物性を損なわない範囲で、添加剤、他のポリマ等が混合されていても良い。

上記添加剤としては、一般的に樹脂成形材料に使用される添加剤であれば特に限定されるものではない。具体的には、例えば、硬化剤、無機充填剤、酸化防止剤、金属不活性化剤（銅害防止剤）、紫外線吸収剤、紫外線隠蔽剤、難燃助剤、加工助剤（滑剤、ワックスなど）、カーボンやその他の着色用顔料、可撓性付与材、耐衝撃性付与材、有機充填材、希釈材（溶媒など）、揺変材、各種カップリング材、消泡材、レベリング材などを挙げることができる。

樹脂部形成材料は未硬化物であり、塗布後に、機械的強度を上げるなどの目的で硬化される。硬化方法としては、例えば、湿気硬化、熱硬化、化学硬化等を挙げることができ、特に限定されるものではない。

ここで、樹脂部形成材料は、ＪＩＳ Ｚ８８０３に準拠して測定される２５℃での粘度が１０００〜３００００ｍＰａ・ｓの範囲内にある。なお、測定に用いる粘度計は、回転粘度計である。

上記粘度が１０００ｍＰａ・ｓ未満になると、塗布時に材料が流れ出してしまい、防食性が要求される部位に十分な量の樹脂部形成材料を確保することが困難になり、高い防食効果を得難くなる。上記粘度の下限値は、好ましくは、１５００ｍＰａ・ｓ以上であると良い。一方、上記粘度が３００００ｍＰａ・ｓを越えると、塗布時に材料が十分に流れず、防食性が要求される部位に十分な量の防食剤を確保することが困難になり、高い防食効果を得難くなる。上記粘度の上限値は、生産性、防食性などの観点から、好ましくは、２５０００ｍＰａ・ｓ以下であると良い。

（従来との比較）
図４及び図６は本実施の形態の効果を説明するための説明図である。図４は実施の形態の構造を、図６は実施の形態に対応する従来の構造をそれぞれ示している。

図４の構造は図１〜図３で説明した実施の形態の内容と同様であるため説明は省略する。一方、図６で示す従来構造は、樹脂部３０の形成領域は、被覆電線１０の裏面を覆ってかしめ部１Ａの根元エッジ部１ｅにまで延びている。しかしながら、樹脂部３０はかしめ部１Ａの裏面には形成されていないため、根元エッジ部１ｅを含む領域を完全に覆って形成されていない。

したがって、海水等が根元エッジ部１ｅから電解液として浸水し、端子金具１（かしめ部１Ａ）の構成材料である黄銅や銅合金、及び表面の錫めっきを浸食しながら電解液混入経路Ｒ１を伝って電解液が浸入する可能性を確実に回避できていない。その結果、電解液混入経路Ｒ１を伝って上記電解液が導体群１２に達すると、裸線導体１１の構成材料であるアルミニウムは端子構成材料である黄銅や銅合金よりもイオン化傾向が大きいため浸食される。

このように、特許文献１等に代表される従来のワイヤーハーネスの端末構造における樹脂部３０はかしめ部１Ａの根元エッジ部１ｅを完全に覆えていないため、電解液混入経路Ｒ１を完全に遮断することができず、結果的に裸線導体１１が浸食される恐れがあるという問題点があった。

一方、本実施の形態１のワイヤーハーネスの端末構造は図４（及び図１〜図３）に示すように、根元エッジ部１ｅを含むかしめ部１Ａの端部露出領域の外周を完全に覆って樹脂部２０が形成されるため、図４に示すように、端子金具１の一方端の破断面１ｒからの仮想電解液混入経路Ｒ２を完全に遮断することができる。

このように、本実施の形態のワイヤーハーネスの端末構造において、樹脂部２０はかしめ部１Ａの破断面１ｒとなる端部露出領域及びその近傍領域の全外周を完全に覆って形成されるため、上記端部露出領域における破断面１ｒ（根元エッジ部１ｅ）から電解液が浸入し、かしめ部１Ａの黄銅や銅合金、及び表面の錫めっきが浸食され、最終的に裸線導体１１の一部が浸食される危険性を確実に回避することができる。

さらに、上記樹脂部２０が、エポキシ樹脂を主成分とし、ＪＩＳ Ｚ８８０３に準拠して測定される２５℃での粘度が１０００〜３００００ｍＰａ・ｓの範囲内にある材料の硬化物から形成されているため、材質面からも防食性能の向上に寄与することができる。

その結果、本実施の形態は、腐食防止効果度合の高い車載用のワイヤーハーネスの端末構造を得ることができる効果を奏する。したがって、複数の裸線導体１１の電気的特性を安定性良く保持することができる。

また、かしめ部１Ａの上記端部露出領域はメッキ領域１ｍでない無メッキ領域（破断面１ｒ）となっているが、上述したように、樹脂部２０により、上記端部露出領域から電解液が浸入し、最終的に裸線導体の一部が浸食される危険性を確実に回避することができる。

したがって、端子金具１からかしめ部１Ａを得るための加工処理等により、かしめ部１Ａの端部露出領域はメッキ処理が施されていない破断面１ｒとなっても、改めてメッキ処理を行う必要がないため、かしめ部１Ａを有する端子金具１の製造コストの低減化を図ることができる。

また、本実施の形態のように、黄銅や銅合金を構成材料とした端子金具１からアルミニウムを構成材料とした複数の裸線導体１１にかけての浸食の連鎖の可能性が高い金属の組合せを用いても、樹脂部２０により、上記端部露出領域から電解液が浸入し、最終的に裸線導体１１の一部が浸食される危険性を確実に回避することができる。

このため、端子金具１及び裸線導体１１により適した銅及びアルミニウムを用いることにより、使用勝手に優れたワイヤーハーネスの端末構造を得ることができる。

（実施形態）
図５は本発明の実施の形態を模式的に示す説明図である。同図に示すように、本実施形態においては、樹脂部２１を端子金具１の他方端部１ｓの破断面１ｒ上に延長して形成している。なお、樹脂部２１の他の領域の形成内容は図１〜図４で示した樹脂部２０と同様である。また、樹脂部３０が樹脂部２１に置き換わった以外の構造は図１〜図４で示した参考実施形態の構造と同様である。

同図に示すように、端子金具１の先端部１ｓにおける破断面１ｒ上にも樹脂部２１を形成することにより、先端部１ｓの破断面１ｒからの電解液浸入に伴う裸線導体１１の浸食をも確実に回避することができるという効果をさらに奏する。

このように、本実施形態のワイヤーハーネスの端末構造は、端子金具１における全ての破断面１ｒ（無メッキ領域）上に樹脂部２１を設けることにより、端子金具１の構成材料である黄銅や銅合金の浸食に伴う裸線導体１１の浸食をより確実に回避することができる効果を奏する。

以下に本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

１．被覆電線の作製
ポリ塩化ビニル（重合度１３００）１００質量部に対して、可塑剤としてジイソノニルフタレート４０質量部、充填剤として重炭酸カルシウム２０質量部、安定剤としてカルシウム亜鉛系安定剤５質量部をオープンロールにより１８０℃で混合し、ペレタイザーにてペレット状に成形することにより、ポリ塩化ビニル組成物を調製した。

次いで、５０ｍｍ押出機を用いて、上記得られたポリ塩化ビニル組成物を、アルミ合金線を７本撚り合わせたアルミニウム合金撚線よりなる導体群（断面積０．７５ｍｍ）の周囲に０．２８ｍｍ厚で押出被覆した。これにより被覆電線（ＰＶＣ電線）を作製した。

２．端子金具の圧着及び樹脂部の形成
上記作製した被覆電線の端末を皮剥して導体群を露出させた後、自動車用として汎用されている黄銅製のオス形状の圧着端子金具（タブ幅０．６４ｍｍ、導体群のかしめ部及び被覆部のかしめ部を有する）を被覆電線の端末にかしめ圧着した。

次いで、圧着端子金具の被覆部のかしめ部から電線露出部及び導体群のかしめ部にかけて、被覆部のかしめ部の端部露出領域およびその近傍領域の外周を覆うようにして、下記の各種の樹脂部形成材料を塗布した。その後、恒温槽にて各硬化条件で所定時間の硬化処理を行った。なお、各種の樹脂部形成材料は、厚さ０．１ｍｍで塗布し、硬化させた。

（実施例１）
１液エポキシ樹脂（Ａ）［スリーボンド（株）製、「２２１２Ｃ」、２５℃における粘度２５０００ｍＰａ・ｓ、硬化条件８０℃×３０分］
（実施例２）
１液エポキシ樹脂（Ｂ）［スリーボンド（株）製、「２２１２」、２５℃における粘度１３０００ｍＰａ・ｓ、硬化条件９０℃×３０分］
（実施例３）
１液エポキシ樹脂（Ｃ）［スリーボンド（株）製、「２２１０」、２５℃における粘度８０００ｍＰａ・ｓ、硬化条件９０℃×３０分］
（実施例４）
１液エポキシ樹脂（Ｄ）［味の素ファインテクノ（株）製、「プレーンセットＡＥ−４００」、２５℃における粘度１００００ｍＰａ・ｓ、硬化条件８０℃×３０分］
（実施例５）
１液エポキシ樹脂（Ｅ）［味の素ファインテクノ（株）製、「プレーンセットＡＥ−１５」、２５℃における粘度２０００ｍＰａ・ｓ、硬化条件８０℃×３０分］
（実施例６）
２液エポキシ樹脂（Ｆ）［田岡化学工業（株）製、「テクノダインＡＨ６０２１Ｗ」、２５℃における粘度１５０００ｍＰａ・ｓ、硬化条件８０℃×６０分］
（比較例１）
１液エポキシ樹脂（ａ）［スリーボンド（株）製、「２２１２Ｅ」、２５℃における粘度３５０００ｍＰａ・ｓ、硬化条件９０℃×３０分］
（比較例２）
１液エポキシ樹脂（ｂ）［味の素ファインテクノ（株）製、「プレーンセットＡＥ−９０１Ｂ」、２５℃における粘度６００００ｍＰａ・ｓ、硬化条件６０℃×３０分］
（比較例３）
２液エポキシ樹脂（ｃ）［田岡化学工業（株）製、「テクノダインＡＨ３０５１Ｋ」、２５℃における粘度３５０００ｍＰａ・ｓ、硬化条件１００℃×３０分］

３．評価方法
各種の樹脂部を形成した被覆電線を用い、樹脂部の剥がれ、防食性能の評価を以下のようにして行った。

（剥がれ試験）
形成した各樹脂部を爪で引っ掻き、各樹脂部が剥がれなかったものを「○」とし、剥がれたものを「×」とした。なお、剥がれがある場合には、明らかに防食性能に劣る。そのため、以下の防食性能評価の前に試験を行ったものである。

（防食性能）
図７に示すように、作製した端子付き被覆電線１００を１２Ｖ電源２００の＋極につなぐとともに、純銅板３００（幅１ｃｍ×長さ２ｃｍ×厚み１ｍｍ）を１２Ｖ電源２００の−極につなぎ、端子付き被覆電線１００の導体群と端子金具とのかしめ部および純銅板３００を３００ｃｃのＮａＣｌ５％水溶液４００に浸漬し、１２Ｖで２分間通電した。通電後、ＮａＣｌ５％水溶液４００のＩＣＰ発光分析を行ない、端子付き被覆電線１００の導体群からのアルミニウムイオンの溶出量を測定した。溶出量が０．１ｐｐｍ未満であった場合を「○」とし、溶出量が０．１ｐｐｍ以上であった場合を「×」とした。

各樹脂部形成材料のＪＩＳ Ｚ８８０３に準拠して測定される２５℃での粘度、評価結果をまとめて表１に示す。

表１によれば、以下のことが分かる。すなわち、比較例１、２、３は、粘度が本発明の規定外である材料を硬化させて樹脂部を形成している。そのため、防食性能に劣る。これは、電気接続部から剥がれることなく防食剤は密着しているものの、電気接続部内部への樹脂の浸透が十分でなかったため、十分な防食性能を発揮できなかったものと推察される。

これらに対し、実施例は、いずれも粘度が本発明で規定される範囲内にある材料を硬化させて樹脂部を形成している。そのため、電気接続部に対して十分に密着しており、優れた防食性能を発揮することができる。これは、樹脂部形成材料の粘度が特定の範囲内にあったため、電気接続部内部への樹脂の浸透が十分であったからであると推察される。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ 端子金具
１Ａ，１Ｂ かしめ部
１ｅ 根元エッジ部
１ｍ メッキ領域
１ｒ 破断面
１０ 被覆電線
１１ 裸線導体
１２ 導体群
１３ 被覆部
２０，２１，３０ 樹脂部

Claims (2)

1. 車載用のワイヤーハーネスの端末構造であって、
   複数の裸線導体を被覆部により被覆してなる被覆電線を備え、前記複数の裸線導体は一部が露出した電線露出部を端末に有し、
   前記被覆電線に固定される端子金具をさらに備え、前記端子金具はその一方端に、第一の部分と第二の部分よりなり、前記第一の部分が前記電線露出部近傍における前記被覆電線の前記被覆部の外周に沿ってかしめられるとともに、前記第二の部分が前記電線露出部に露出した前記複数の裸線導体の外周に沿ってかしめられることにより前記被覆電線に固定されるかしめ部を有するとともに、前記端子金具は表面がメッキ処理されたメッキ領域を有し、
   少なくとも前記かしめ部の前記第一の部分及び前記第二の部分のメッキ処理が施されていない端部露出領域及びその隣接するメッキ処理が施されていない無メッキ領域の全外周を覆って形成される樹脂部をさらに備え、
   前記樹脂部は、
   エポキシ樹脂を主成分とし、
   ＪＩＳ Ｚ８８０３に準拠して測定される２５℃での粘度が１０００〜３００００ｍＰａ・ｓの範囲内にある材料の硬化物より形成されていることを特徴とするワイヤーハーネスの端末構造。
2. 前記複数の裸線導体の構成材料はアルミを含み、
   前記端子金具の構成材料は銅を含み、
   前記メッキ領域のメッキ材料は錫を含むことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーハーネスの端末構造。

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