JP6112022B2 - モールド部付電線 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁電線と端子金具との接続部分にインサート成形によって形成されたモールド部を有するモールド部付電線に関する。

自動車などの車両において、ワイヤーハーネスは、電気の伝導を行う絶縁電線と、絶縁電線の端部に接続された端子金具とを有する端子付電線を備える。端子金具は、一般的には、銅を主成分とする金属の部材である。

車両に搭載される端子付電線においては、端子金具の一部である被接続部に絶縁電線の絶縁被覆の部分から露出した芯線が、圧着又は超音波溶接などの溶接により接続される。

ところで、端子付電線において、絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分に液体が侵入するとこの接続部分に腐食が生じてしまう。特に、絶縁電線の芯線がアルミニウム線である場合には、異種金属接触腐食による腐食が生じてしまう。

そこで、絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分の腐食を防止するため、例えば、特許文献１に示されるようなモールド部を備えた端子付電線が提案されている。以下、そのような端子付電線をモールド部付電線と称する。

モールド部は、絶縁電線の接続先の機器を収容する筐体の開口部において絶縁電線と筐体との隙間を塞ぎ、機器へ液体が侵入することを防ぐ役割も果たす。モールド部は、射出成形によって得られる合成樹脂の部材である。

特許文献１に示されるモールド部付電線は、端子付電線における絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分から絶縁被覆の端部までに亘る止水領域を密封したモールド部を備える。この場合、絶縁電線と端子金具との接続部分がモールド部により止水され、腐食が防がれる。

特許文献１に示されるようなモールド部付電線のモールド部は、モールド部の成形用のモールド金型とモールド金型内に溶融した合成樹脂を射出する射出装置とを用いたインサート成形によって作られる。

モールド金型は、一般的には、上金型と下金型とで構成される。上金型及び下金型は、それらの一方又は両方が相互に対向する状態で接近すること及び離隔することが可能に支持されている。上金型と下金型とが最接近した状態のモールド金型においては、端子金具における止水領域以外の部分が収容される第一収容空間、端子付電線の止水領域の部分が収容される第二収容空間及び絶縁電線の端部における止水領域以外の部分が収容される第三収容空間がその順番で並んで形成される。

射出装置は、溶融した合成樹脂をモールド金型の第二収容空間内に射出する装置である。モールド部付電線のモールド部は、端子付電線における止水領域の部分がモールド金型の第二収容空間内に収容された状態で、第二収容空間内に射出された合成樹脂が固化することにより形成される。

以下、モールド部付電線のモールド部において、モールド金型の第二収容空間における第三収容空間との境界部分で成形される部分を後端と称する。

一方、特許文献２に示されるモールド部付電線は、端子付電線における絶縁電線の芯線と端子金具との接続部分から絶縁電線の被覆端部までに亘る領域を封止する第１モールド部と絶縁電線の被覆端部と第１モールド部の端部との間に介在する第２モールド部とを備える。第２モールド部は、エラストマーの部材である。

特開２００２−３１５１３０号公報 国際公開第２０１１／０１９０２７号

ところで、絶縁電線の曲げ仕様の条件が厳しい場合、絶縁電線の柔軟性を高めるため、より柔らかく薄い絶縁被覆を有する絶縁電線の採用が必要となる。例えば、車両への取り付け時などに絶縁電線を特に大きな曲率で曲げることが必要な場合、或いは絶縁電線の曲げ変形の頻度が特に高い場合などである。

一方、絶縁電線の絶縁被覆が、一般的な被覆材料よりも柔らかな材料で構成されている場合、上記のようなモールド部がインサート成形によって成形されると、モールド部の後端の内縁部が絶縁電線の絶縁被覆に食い込む形状になりやすい。そのようなモールド部付きの絶縁電線が、厳しい曲げ仕様の条件の下で使用されると、モールド部の食い込み部が柔らかく薄い絶縁被覆にダメージを与える可能性を否定できない。

特許文献２に示されるモールド部付電線における第２モールド部の後端の内縁部も同様である。

また、特許文献２に示されるモールド部付電線の製造においては、第１モールド部及び第２モールド部について２回のモールド成形を行う必要がある。この場合、第２モールド部の成形後、第２モールド部の成形用の金型から第１モールド部が形成されたモールド部付電線を一旦取り出し、第１モールド部の成形用の金型に移すなどの手間のかかる作業を必要とする。そのような手間のかかる作業を行うことは、コスト抑制及びリードタイム短縮の要請に反する。

本発明は、モールド部付電線において、絶縁電線の柔軟性を損なうことなく、絶縁被覆に食い込む部分がモールド部に形成されにくいモールド部付電線を簡易に提供できることを目的とする。

第１態様に係るモールド部付電線は、絶縁電線と端子金具とモールド部とを備える。上記絶縁電線は、芯線及び二重被覆を有する。上記二重被覆は、上記芯線の周囲を覆う非導電性の内側被覆及び上記内側被覆の外側面に全周に亘って接して形成され上記内側被覆よりも硬質かつ薄い非導電性の外皮層を含む２層構造を有する。上記端子金具は、上記絶縁電線の端部の上記芯線が接続された被接続部を有する。上記モールド部は、上記絶縁電線及び上記端子金具における上記端子金具の上記被接続部から上記絶縁電線の上記二重被覆の端部までの範囲にインサート成形によって形成されている。

第２態様に係るモールド部付電線は、第１態様に係るモールド部付電線の一態様である。第２態様に係るモールド部付電線においては、上記外皮層が、熱硬化性樹脂を含む。

上記の各態様においては、モールド部付電線が、芯線及び二重被覆を有する絶縁電線を備える。二重被覆は、芯線の周囲を覆う非導電性の内側被覆及び内側被覆の外側面に全周に亘って接して形成され内側被覆よりも硬質の非導電性の外皮層を含む２層構造を有する。この場合、モールド部の後端の内縁部は、内側被覆の外側面に形成された硬質の外皮層の存在により、内側被覆に食い込む形状に成形されにくくなる。

ところで、絶縁電線の絶縁被覆全体が硬質である場合、絶縁電線が曲げにくい又は大きな曲率で曲げられない等の弊害が生じる。このような絶縁電線は、厳しい曲げ条件の下で使用される絶縁電線には適さない。

一方、上記の各態様においては、硬質かつ薄い外皮層がより柔軟な内側被覆を含む二重被覆全体の柔軟性を損なうことなくモールド部が局部的に絶縁被覆（二重被覆）に食い込む形状に成形されることを防ぐ。従って、上記の各態様においては、絶縁電線の柔軟性を損なうことなく、絶縁被覆、特に内側被覆に食い込む部分がモールド部に形成されにくいモールド部付電線を提供することが可能となる。

また、上記の各態様におけるモールド部付電線の製造工程においては、モールド成形を複数回行う必要がない。この場合、ある金型から別の金型に移し変えるような手間のかかる作業を行う必要がない。

そのため、上記の各態様によれば、絶縁被覆に食い込む部分がモールド部に形成されにくいモールド部付電線を簡易に提供することが可能となる。

従って、例えば、柔らかく比較的薄い内側被覆を有する絶縁電線がモールド部付近で大きな曲率で曲げられる等の厳しい曲げ条件の下で使用されるような場合でも、モールド部付電線の耐久性を向上させることができる。

また、上記の第２態様においては、絶縁電線の二重被覆における外皮層が、熱硬化性樹脂を含む。この場合、モールド部のインサート成形時に外皮層がモールド樹脂から受ける熱によって軟化しない。これにより、モールド部が絶縁被覆に食い込む度合をより確実に緩和することが可能となる。

第１実施形態に係るモールド部付電線１の主要部の平面図である。 モールド部付電線１の主要部の縦断面図である。 モールド部付電線１における絶縁電線の正断面図である。 モールド部付電線１の製造に用いられる金型の断面図である。 モールド部付電線１の製造工程における一部の工程を表した断面図である。 第２実施形態に係るモールド部付電線１Ｘの平面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。

＜第１実施形態＞
まず、図１〜５を参照しつつ、第１実施形態に係るモールド部付電線１の構成について説明する。モールド部付電線１は、絶縁電線９、端子金具８及びモールド部６を備える。モールド部付電線１は、自動車などの車両に搭載されるワイヤーハーネスの一部である。

図１は、モールド部付電線１の端部の平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ平面におけるモールド部付電線１の断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ平面におけるモールド部付電線１の断面図である。

＜絶縁電線＞
図１〜３に示されるように、端子金具８が取り付けられる対象となる絶縁電線９は、長尺な導体である芯線９１０と、芯線９１０の周囲を覆う二重被覆９２０と、を有する。

芯線９１０は、通常、細い導体からなる複数の素線が撚り合わされた撚り線である。しかしながら、芯線９１０が単線であることも考えられる。絶縁電線９の芯線９１０は、例えば、銅又はアルミニウムを主成分とする金属の線材である。

二重被覆９２０は、非導電性の内側被覆９２１と内側被覆９２１よりも硬質かつ薄い非導電性の外皮層９２２とを含む２層構造を有する。即ち、二重被覆９２０は、２層構造を有する絶縁被覆である。

絶縁電線９における二重被覆９２０は、例えば、２つの異なる合成樹脂の材料を内層と外層との２層に重ねて押出成形することによって作られる。

内側被覆９２１は、芯線９１０の外側面に全周に亘って接して形成されている。絶縁電線９の内側被覆９２１は、例えば、ポリエチレン、塩化ビニル又はポリアミド系ナイロンなどを主成分とする合成樹脂の部材である。

外皮層９２２は、内側被覆９２１の外側面に全周に亘って接して形成されている。例えば、絶縁電線９の外皮層９２２は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などのエンジニアリングプラスチック又は熱硬化性樹脂等を含む合成樹脂の層である。外皮層９２２は、内側被覆９２１の厚みよりも小さな厚みで形成されている。例えば、外皮層９２２は、内側被覆９２１の十分の一〜四分の一程度の厚みで形成されている。

端子金具８が取り付けられる絶縁電線９の端部は、予め一定の長さの分の芯線９１０の周囲から二重被覆９２０が剥がれた状態、即ち、一定の長さ分の芯線９１０が二重被覆９２０から伸び出た状態に加工されている。

以下、絶縁電線９の端部において、二重被覆９２０の端から伸び出た芯線９１０を裸線部９１と称する。また、絶縁電線９の二重被覆９２０における端部の一定の範囲（数ミリメートルから十数ミリメートル程度の長さの範囲）の部分を被覆端部９２と称する。

＜端子金具＞
図１，２に示されるように、端子金具８は、被接続部８２を有する。本実施形態において、端子金具８は、さらに接点部８１を有する。

被接続部８２は、絶縁電線９の端部の裸線部９１が接続された部分である。

本実施形態においては、被接続部８２が、底板部８２１と２つの芯線かしめ部８２２とを有する。即ち、本実施形態は、被接続部８２が圧着により絶縁電線９に接続される場合の事例である。

被接続部８２は、絶縁電線９に圧着される前の状態において、曲がって形成された板状の部分であり、絶縁電線９の裸線部９１が挿入される溝を形成している。

底板部８２１は、端子金具８が取り付けられる対象の絶縁電線９における裸線部９１を一方の側から支える部分である。

２つの芯線かしめ部８２２は、底板部８２１から裸線部９１の両側へ起立して形成された部分である。なお、本実施形態における被接続部８２は、２つの芯線かしめ部８２２が重ならない突き合わせタイプである。しかしながら、被接続部８２が、２つの芯線かしめ部８２２が重ねられて裸線部９１にかしめられる重ね合わせタイプであること、或いは、筒状に形成されたクローズドバレルタイプであることも考えられる。

モールド部付電線１において、絶縁電線９は、被接続部８２が形成する溝の内側に挿入される。そして、起立した２つの芯線かしめ部８２２が、裸線部９１の周囲に沿って曲げられ、底板部８２１に対向する向きへ折り曲げられて裸線部９１にかしめられる。これにより、被接続部８２が、裸線部９１に対して圧着される。

以下、端子金具８の被接続部８２が裸線部９１に接続された絶縁電線９を端子付電線９０と称する。

接点部８１は、他の部材と接続可能な部分である。本実施形態においては、例えば端子固定台等の端子金具８の接続相手への固定用のネジが通される接続孔８１０が、接点部８１に形成されている。接点部８１は、底板部８２１に連なっている。

端子金具８は、金属の板材の折り曲げ加工によって得られる。また、端子金具８を構成する金属の板材は、メッキが形成された板状の金属の母材に対する打ち抜き加工によって得られる。従って、端子金具８を構成する金属の板材は、基材と、その基材の表面に形成されたメッキとにより構成されている。

例えば、端子金具８の基材は、銅又は銅の合金など、銅を主成分とする金属材料からなる部材である。この場合、メッキを含む端子金具８全体は、銅を主成分とする金属材料からなる。一方、メッキは、錫（Ｓｎ）もしくは錫に銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）などが添加された錫合金など、錫を主成分とする金属材料からなる部材である。なお、銀（Ａｇ）メッキ、又はニッケル（Ｎｉ）メッキも考えられる。

＜モールド部＞
図１，２に示されるモールド部６は、絶縁電線９及び端子金具８における端子金具８の被接続部８２から絶縁電線９の被覆端部９２までの範囲にインサート成形によって形成された部分である。本実施形態において、モールド部６は、絶縁電線９及び端子金具８における端子金具８の接点部８１と被接続部８２との間の部分から絶縁電線９の被覆端部９２までの範囲に形成されている。

以下、モールド部６に関し、端子金具８の接点部８１側の端のことを先端と称し、その反対側の端のことを後端と称する。

モールド部付電線１において、モールド部６は、例えば、先端部分の内側面において、端子金具８における接点部８１と被接続部８２との間の部分の外側面に対して全周方向に亘って密接している。

また、モールド部付電線１において、モールド部６は、例えば、後端部分の内側面において、絶縁電線９の被覆端部９２の外周面に対して全周方向に亘って密接している。そのため、絶縁電線９の裸線部９１と端子金具８の被接続部８２との接続部分に液体が侵入することが防がれる。

モールド部６は、合成樹脂の部材である。モールド部６を構成する合成樹脂は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）樹脂、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）樹脂、ＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）、フェノール系、ポリエステル系、ポリアミド系又はエポキシ系の樹脂である。

モールド部６の成形工程については後述する。

＜モールド部付電線の製造工程＞
次に、図４，５を参照しつつ、モールド部付電線１を製造するための工程について説明する。図４は、モールド部付電線１の製造において、モールド部６のインサート成形に使用される金型５の断面図である。図５は、モールド部付電線１の製造工程における一部の工程を示した図であり、モールド部付電線１の製造工程においてモールド部６のインサート成形時の金型５、絶縁電線９及び端子金具８の断面図である。

＜モールド部付電線の製造工程：金型＞
まず、本実施形態におけるモールド部付電線１の製造に使用される金型５について説明する。金型５は、モールド部付電線１の製造において使用される型部材の一例である。金型５は、図５に示されるように上金型５１と下金型５２とを備える。上金型５１及び下金型５２は、不図示の支持機構により、それらの一方又は両方が相互に対向する状態で接近すること及び離隔することが可能に支持されている。

金型５には、モールド部６の成形用の合成樹脂で満たされる空間と合成樹脂で満たされない空間とが形成される。本実施形態においては、上金型５１と下金型５２とが最接近した状態の金型５には、端子付電線９０が収容される第一収容空間５０１、第二収容空間５０２及び第三収容空間５０３が形成されている。第二収容空間５０２は、モールド部６の成形用の合成樹脂で満たされる空間である。第一収容空間５０１及び第三収容空間５０３は、モールド部６の成形用の合成樹脂で満たされない空間である。

図５に示されるように、上金型５１には、第一成形部５１１、第二成形部５１２及び第三成形部５１３が形成されている。同様に、下金型５２にも、第一成形部５２１、第二成形部５２２及び第三成形部５２３が形成されている。

上金型５１と下金型５２とが最接近した状態において、上金型５１における第一成形部５１１及び下金型５２における第一成形部５２１に囲まれる空間は、端子付電線９０の端子金具８におけるモールド部６が成形される範囲以外の部分、即ち、端子金具８の接点部８１と被接続部８２との間の部分から接点部８１の先端部までの部分、が収容される第一収容空間５０１を形成する。

また、上金型５１と下金型５２とが最接近した状態において、上金型５１における第二成形部５１２及び下金型５２における第二成形部５２２に囲まれる空間は、端子付電線９０における端子金具８の接点部８１と被接続部８２との間の部分から被覆端部９２までの範囲に該当する部分が収容される第二収容空間５０２を形成する。

また、上金型５１と下金型５２とが最接近した状態において、上金型５１における第三成形部５１３及び下金型５２における第三成形部５２３に囲まれる空間は、端子付電線９０における絶縁電線９の被覆端部９２以外の部分の一部が収容される第三収容空間５０３を形成する。

＜モールド部付電線の製造工程：モールド部成形工程＞
次に、図５を参照しつつ、モールド部付電線１におけるモールド部６の成形工程について説明する。

モールド部６の成形工程は、絶縁電線９への端子金具８の接続工程（圧着工程）が行われた後に行われる。

モールド部６の成形工程においては、例えば、端子付電線９０が下金型５２にセットされた後、上金型５１が下金型５２に対向する状態で下金型５２に近付けられる。これにより、端子付電線９０は、金型５が形成する第一収容空間５０１、第二収容空間５０２及び第三収容空間５０３に収容される。

そして、端子付電線９０が金型５の第一収容空間５０１、第二収容空間５０２及び第三収容空間５０３に収容された状態において、不図示の射出装置により溶融した合成樹脂が第二収容空間５０２内に射出される。

第二収容空間５０２に射出された合成樹脂が固化することにより、端子付電線９０における金型５の第二収容空間５０２に収容されていた部分、即ち、端子付電線９０における端子金具８の接点部８１と被接続部８２との間の部分から絶縁電線９の被覆端部９２までの範囲に該当する部分の周囲にモールド部６が隙間なく形成される。

モールド部６の成形時に、第二収容空間５０２における第三収容空間５０３との境界部分において溶融した合成樹脂が絶縁電線９の二重被覆９２０に食い込むことを絶縁電線９の外皮層９２２が防止する。より具体的には、モールド部６が、硬質の外皮層９２２の存在により、絶縁電線９の内側被覆９２１に食い込む形状に形成されにくくなる。

また、外皮層９２２が熱硬化性樹脂を含む場合、モールド部６の成形時に外皮層９２２の温度が上昇しても、外皮層９２２が内側被覆９２１よりも硬質な状態、即ち、流動樹脂の圧力による局所的な食い込みが生じにくい状態にすることができる。

＜効果＞
本実施形態においては、モールド部付電線１が、芯線９１０と、芯線９１０の周囲を覆う非導電性の内側被覆９２１及び内側被覆９２１の外側面に全周に亘って接して形成され内側被覆９２１よりも硬質の非導電性の外皮層９２２を含む２層構造を有する二重被覆９２０と、を有する絶縁電線９を備える。この場合、モールド部６の後端の内縁部は、内側被覆９２１の外側面に形成された硬質の外皮層９２２の存在により、内側被覆９２１に食い込む形状に成形されにくくなる。

また、本実施形態においては、硬質かつ薄い外皮層９２２がより柔軟な内側被覆９２１を含む二重被覆９２０全体の柔軟性を損なうことなくモールド部６が局部的に二重被覆９２０における内側被覆９２１に食い込む形状に成形されることを防ぐ。従って、本実施形態においては、絶縁電線９の柔軟性を損なうことなく、二重被覆９２０における内側被覆９２１に食い込む部分がモールド部６に形成されにくいモールド部付電線１を提供することが可能となる。

また、本実施形態におけるモールド部付電線１の製造工程においては、モールド成形を複数回行う必要がない。この場合、ある金型から別の金型に移し変えるような手間のかかる作業を行う必要がない。

そのため、本実施形態によれば、二重被覆９２０の内側被覆９２１に食い込む部分がモールド部６に形成されにくいモールド部付電線１を簡易に提供することが可能となる。

従って、例えば、柔らかく比較的薄い内側被覆９２１を有する絶縁電線９がモールド部６付近で大きな曲率で曲げられる等の厳しい曲げ条件の下で使用されるような場合でも、モールド部付電線１の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態においては、絶縁電線９の二重被覆９２０における外皮層９２２が、熱硬化性樹脂を含む。この場合、モールド部６のインサート成形時に外皮層９２２がモールド樹脂から受ける熱によって軟化しない。これにより、モールド部６が二重被覆９２０、特に内側被覆９２１に食い込む度合をより確実に緩和することが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、図６を参照しつつ、第２実施形態に係るモールド部付電線１Ｘの構成について説明する。図６は、第２実施形態に係るモールド部付電線１Ｘの端部の平面図である。モールド部付電線１Ｘは、モールド部付電線１と比較して、複数の端子付電線９０を有する点が異なっている。なお、図６において、図１〜５に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。

以下、モールド部付電線１Ｘにおけるモールド部付電線１と異なる点について説明する。

図６に示されるように、モールド部付電線１Ｘは、複数の端子付電線９０を備える。本実施形態は、モールド部付電線１Ｘが３本の端子付電線９０を備えている場合の事例である。

モールド部付電線１Ｘは、例えば、モールド部付電線１と同様の製造工程を経て製造される。モールド部付電線１Ｘにおいて、モールド部６は、並列に並ぶ複数の端子付電線９０各々における端子金具８の被接続部８２から絶縁電線９の被覆端部９２までの範囲を一括して覆っている。本実施形態においては、モールド部６は、絶縁電線９及び端子金具８における端子金具８の接点部８１と被接続部８２との間の部分から絶縁電線９の被覆端部９２までの範囲を一括して覆っている。

＜応用例＞
端子金具８の被接続部８２がさらに絶縁電線９の二重被覆９２０に圧着される被覆圧着部を有していてもよい。また、端子金具８が超音波溶接などの溶接により絶縁電線９に接続されていてもよい。

また、金型５に第一収容空間５０１が形成されておらず、端子付電線９０の端子金具８における接点部８１と被接続部８２との間の部分から接点部８１の先端部までの部分が金型５の外に出されている場合も考えられる。

なお、本発明に係るモールド部付電線は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された各実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは各実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

１ モールド部付電線
１Ｘ モールド部付電線
５ 金型
５０１ 第一収容空間
５０２ 第二収容空間
５０３ 第三収容空間
５１ 上金型
５１１ 第一成形部
５１２ 第二成形部
５１３ 第三成形部
５２ 下金型
５２１ 第一成形部
５２２ 第二成形部
５２３ 第三成形部
６ モールド部
８ 端子金具
８１ 接点部
８１０ 接続孔
８２ 被接続部
８２１ 底板部
８２２ 芯線かしめ部
９ 絶縁電線
９０ 端子付電線
９１ 裸線部
９１０ 芯線
９２ 被覆端部
９２０ 二重被覆
９２１ 内側被覆
９２２ 外皮層

Claims (2)

1. 芯線と、前記芯線の周囲を覆う非導電性の内側被覆及び前記内側被覆の外側面に全周に亘って接して形成され前記内側被覆よりも硬質かつ薄い非導電性の外皮層を含む２層構造を有する二重被覆と、を有する絶縁電線と、
   前記絶縁電線の端部の前記芯線が接続された被接続部を有する端子金具と、
   前記絶縁電線及び前記端子金具における前記端子金具の前記被接続部から前記絶縁電線の前記二重被覆の端部までの範囲にインサート成形によって形成されたモールド部と、を備えるモールド部付電線。
2. 請求項１に記載のモールド部付電線であって、
   前記外皮層が、熱硬化性樹脂を含む、モールド部付電線。

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