WO2013089171A1 - 端子付き電線および端子付き電線の製造方法 - Google Patents

端子付き電線および端子付き電線の製造方法 Download PDF

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electric wire
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wire
resin composition
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宏伸 良知
細川 武広
中村 哲也
成幸 田中
高田 裕
能章 山野
直也 西村
大塚 保之
文敏 今里
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • H01R4/70Insulation of connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/40Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
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    • HELECTRICITY
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    • H01R4/183Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section
    • H01R4/184Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion
    • H01R4/185Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion combined with a U-shaped insulation-receiving portion
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    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/62Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors

Definitions

  • the present invention relates to a terminal-attached electric wire and a method of manufacturing a terminal-attached electric wire, and more specifically, an anticorrosion treatment is applied to an end of a wire conductor of a terminal-attached electric wire routed in a vehicle such as an automobile and an electric connection portion of a terminal fitting.
  • the present invention relates to an electric wire with terminal and a method of manufacturing an electric wire with terminal.
  • Terminal fittings are connected to the ends of insulated wires that are routed in vehicles such as automobiles. If moisture enters the contact portion between the electric wire conductor of the insulated wire and the electric connection portion of the terminal fitting, a battery may be formed between the electric wire conductor and the terminal fitting and metal corrosion may occur. When the wire conductor and the terminal fitting are made of different metal species, metal corrosion is particularly likely to occur at the contact portion. Therefore, in Patent Document 1, in a grounding electric wire, a mold is attached so as to surround a bare wire conductor, urethane resin is foamed in the mold, and a rectangular parallelepiped mold part is formed on the outer periphery of the bare wire conductor to be waterproofed. Has been done.
  • thermoplastic resin When the thermoplastic resin is molded in the region surrounding the electrical connection portion between the wire conductor of the insulated wire and the terminal fitting, the thermoplastic resin is injection-molded into the mold using a mold surrounding the electrical connection portion.
  • a screw type injection molding machine of a type in which a thermoplastic resin is injected by rotating a screw.
  • thermoplastic resin is injection-molded using this type of injection molding machine, there is a problem that bubbles are caught in the thermoplastic resin in the injection molding machine and bubbles are mixed into the molded part, resulting in a product defect. there were.
  • the problem to be solved by the present invention is that when a thermoplastic resin composition is molded in a region surrounding an electrical connection portion between a wire conductor of an insulated wire and a terminal fitting by injection molding, bubbles are mixed into the molded portion. It is providing the manufacturing method of the electric wire with a terminal and the electric wire with a terminal which suppressed this and reduced the product defect.
  • a terminal-attached electric wire has a terminal at an end of an electric wire conductor that is exposed by peeling off the insulator at the end of an insulated wire constituted by covering the outer periphery of the electric wire conductor with an insulator.
  • the gist is that the electrical connection portion is sealed by molding with a composition.
  • the thermoplastic resin composition preferably contains a polyamide resin. And it is preferable that the ratio of the polyamide resin to the said thermoplastic resin composition is 70 mass% or more. Moreover, it is preferable that the said terminal metal fitting is formed of copper or copper alloy, and the said electric wire conductor is formed of aluminum or aluminum alloy.
  • the manufacturing method of the electric wire with a terminal which concerns on this invention is a terminal metal fitting to the terminal of the electric wire conductor by which the said insulator was peeled and exposed by the terminal of the insulated electric wire comprised by covering the outer periphery of an electric wire conductor with the insulator.
  • Thermoplastic having a viscosity of 5000 mPa ⁇ s or more at a molding temperature measured in accordance with JIS K6862 by injection molding in a region surrounding the terminal of the wire conductor and the electrical connection portion of the terminal fitting of the electric wire with terminal connected to The gist is to seal the electrical connection portion by molding the resin composition.
  • the region surrounding the electrical connection portion of the terminal of the electric wire conductor and the terminal fitting is 5000 mPa ⁇ s or more in viscosity at 200 ° C. measured according to JIS K6862 by injection molding. Since the electrical connection part is sealed by being molded with the thermoplastic resin composition, it is possible to prevent bubbles from being mixed into the molded part. Thereby, product defects are reduced.
  • the viscosity in the molding temperature measured based on JISK6862 is 5000 mPa by injection molding in the area
  • FIG.1 (a) is a top view of the electric wire with a terminal before molding the thermoplastic resin composition as an anticorrosion agent
  • FIG.1 (b) surrounds the electric connection part of the terminal of a wire conductor, and a terminal metal fitting. It is a top view of the electric wire with a terminal concerning one embodiment of the present invention which molded the thermoplastic resin composition in the field. It is the side view which looked at the electric wire with a terminal of Drawing 1 (b) from the side.
  • an electric wire with terminal 10 includes an insulated wire 12 configured by covering an outer periphery of a wire conductor 18 made of a plurality of metal strands 20 with an insulator 22. And a terminal fitting 14 connected to the end of the insulated wire 12.
  • the insulated wire 12 has the insulator 22 peeled off at the terminal to expose the wire conductor 18.
  • the terminal fitting 14 includes a rectangular tube-shaped terminal connection portion 14a that is electrically connected to the counterpart terminal, a wire barrel 14c that is formed to extend from the rear end side of the terminal connection portion 14a via a terminal base portion 14b, And an insulation barrel 14d formed to extend on the rear end side of the wire barrel 14c.
  • the wire barrel 14c is for caulking the wire conductor 18 exposed at the end of the insulated wire 12 to electrically connect the terminal fitting 14 and the wire conductor 18, and the insulation barrel 14d is the exposed wire conductor.
  • the terminal fitting 14 is attached to the end of the insulated wire 12 by crimping the insulator 22 (insulator 22 at the end of the insulated wire 12) in the vicinity of 18.
  • the wire conductor 18 exposed at the end of the insulated wire 12 is crimped by the wire barrel 14c of the terminal fitting 14, and an electrical connection portion (wire connection portion) between the terminal fitting 14 and the wire conductor 18 is formed.
  • the insulator 22 (insulator 22 at the end of the insulated wire 12) in the vicinity of the exposed wire conductor 18 is crimped by an insulation barrel 14 d of the terminal fitting 14, and the terminal fitting 14 is fixed to the insulator 22. Has been.
  • the metal strand 20 which comprises the electric wire conductor 18, aluminum, an aluminum alloy, gold
  • Examples of the main material of the insulator 22 include a polyolefin resin.
  • Examples of the polyolefin resin include polyethylene, polypropylene, a copolymer of ethylene and an ⁇ -olefin having 4 or more carbon atoms, and a copolymer of propylene and an ⁇ -olefin having 4 or more carbon atoms.
  • Various additives may be appropriately added to the material of the insulator 22. Examples of the additive include a flame retardant, a filler, a colorant and the like.
  • the polyolefin resin used as the main material of the insulator 22 may be modified with an unsaturated carboxylic acid or the like. Alternatively, a combination of one modified with an unsaturated carboxylic acid or the like and one not modified may be used.
  • the unsaturated carboxylic acid used for modifying the polyolefin resin include maleic acid and fumaric acid.
  • the unsaturated carboxylic acid derivative include maleic anhydride, maleic acid monoester, maleic acid diester and the like. Of these, maleic acid and maleic anhydride are more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Such an acid-modified polyolefin resin may be formed by introducing an unsaturated carboxylic acid or an unsaturated carboxylic acid derivative into the polyolefin resin by a graft method, or may be formed by combining a polyolefin resin monomer with a copolymerization method. It may be formed by copolymerization with an unsaturated carboxylic acid or an unsaturated carboxylic acid derivative.
  • Examples of the material (base material) of the terminal fitting 14 include various commonly used copper alloys, copper, and the like. A part (for example, a contact) or the entire surface of the terminal fitting 14 may be plated with various metals having electrical conductivity such as tin, nickel, and gold.
  • the metal wire 20 of the electric wire conductor 18 is made of aluminum or an aluminum alloy and the terminal fitting 14 is made of copper, a copper alloy, or a tin plating material, at the electrical connection portion between the terminal fitting 14 and the electric wire conductor 18, a different metal contact is made. Part is formed.
  • the wire conductor 18 exposed at the end of the insulated wire 12 is crimped by the wire barrel 14c of the terminal fitting 14 and partially covered by the wire barrel 14c, but the front end side and the rear end of the wire barrel 14c. Exposed on the side. Therefore, an exposed portion of the electrical connection portion between the terminal fitting 14 and the wire conductor 18 exists.
  • the terminal base portion 14 b that is exposed on the tip side of the tip side conductor 18 a that is exposed on the tip side of the wire barrel 14 c is exposed on the rear end side of the wire barrel 14 c.
  • the region surrounding the electrical connection portion between the terminal fitting 14 and the wire conductor 18 up to the insulator 22 on the rear end side with respect to the insulation barrel 14d on the rear end side further than the rear end side conductor 18b is a thermoplastic resin. Molded with the composition.
  • a part of the terminal base portion 14b, the front end side conductor 18a adjacent to the terminal base portion 14b, the wire barrel 14c adjacent to the front end side conductor 18a, the rear end side conductor 18b adjacent to the wire barrel 14c, and the rear end side A part of the insulator 22 adjacent to the conductor 18b is continuously covered with the mold part 16 (part indicated by a two-dot chain line). Thereby, the electrical connection part of the terminal metal fitting 14 and the electric wire conductor 18 is sealed.
  • the mold part 16 is made of a thermoplastic resin composition. This material functions as an anticorrosive for the electrical connection portion of the terminal-attached electric wire 10.
  • the mold part 16 is formed by injecting a thermoplastic resin composition into the mold after a mold is attached so as to surround the electrical connection part between the terminal fitting 14 and the electric wire conductor 18.
  • an injection molding machine including a screw of a type that injects a thermoplastic resin composition by rotation of the screw is used.
  • thermoplastic resin composition one having a viscosity of 5000 mPa ⁇ s or more at the injection molding temperature is used. This makes it difficult for air bubbles to be caught in the thermoplastic resin composition in the injection molding machine during injection molding. As a result, since it is difficult for air bubbles to be mixed into the mold part 16, occurrence of product defects can be suppressed.
  • the viscosity in this case is measured according to JIS K6862.
  • the viscometer used for the measurement is a rotational viscometer.
  • the injection molding temperature of the thermoplastic resin composition is usually set in the range of 100 to 300 ° C., although it depends on the type of thermoplastic resin.
  • a method of increasing the molecular weight of the thermoplastic resin is employed.
  • the viscosity of a thermoplastic resin composition can also be set to 5000 mPa * s or more by adding a thickener etc. Examples of such a thickener include Aerosil 200 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., AEROSIL is a registered trademark).
  • the thermoplastic resin composition may be composed of one kind of thermoplastic resin, or may be composed of a combination of two or more kinds of thermoplastic resins.
  • the viscosity of the thermoplastic resin composition at the injection molding temperature is more preferably 10,000 mPa ⁇ s or more, and further preferably 15000 mPa ⁇ s or more.
  • the upper limit of the viscosity of the thermoplastic resin composition at the injection molding temperature is preferably 100,000 mPa ⁇ s or less, from the viewpoint that the surrounding of the thermoplastic resin becomes worse at the time of injection molding and the injection molding becomes difficult.
  • it is 80,000 mPa ⁇ s or less.
  • the thermoplastic resin of the thermoplastic resin composition preferably contains a polyamide resin.
  • polyamide resin is contained in the thermoplastic resin, adhesion to the terminal fitting 14 and the wire conductor 18 is improved. For this reason, the effect which suppresses that water penetrate
  • the effect is particularly high when the proportion of the polyamide resin in the thermoplastic resin is 70% by mass or more.
  • Examples of the polyamide resin include a copolycondensate of dicarboxylic acid and diamine, and a ring-opening polycondensate of lactam.
  • Examples of the dicarboxylic acid include an aliphatic dicarboxylic acid having an aliphatic hydrocarbon skeleton and an aromatic dicarboxylic acid having an aromatic hydrocarbon skeleton.
  • the carbon number of the dicarboxylic acid is preferably in the range of 2-40.
  • Examples of such dicarboxylic acid include adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, diphenic acid, naphthalenedicarboxylic acid, dimer acid obtained by dimerization of fatty acid, and the like. These may be used alone or in combination of two or more dicarboxylic acids.
  • diamine examples include an aliphatic diamine having an aliphatic hydrocarbon skeleton and an aromatic diamine having an aromatic hydrocarbon skeleton.
  • the carbon number of the diamine is preferably in the range of 2-40.
  • diamines include ethylene diamine, propylene diamine, hexamethylene diamine, nonane diamine, methyl pentadiamine, p-phenylene diamine, and m-phenylene diamine. These may be used alone or in combination of two or more diamines.
  • lactam examples include ⁇ -caprolactam, undecane lactam, and lauryl lactam. These may be used alone or in combination of two or more lactams.
  • a copolycondensation product of an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diamine is more preferable.
  • the thermoplastic resin of the thermoplastic resin composition may contain a polyolefin resin together with a polyamide resin.
  • a polyolefin resin is used as the main material of the insulator 22
  • the adhesion with the insulator 22 is improved.
  • invades into the contact part of the electric connection part of the terminal of the electric wire conductor 18 and the terminal metal fitting 14 from between the mold part 16 and the insulator 22 improves, and anticorrosion performance improves.
  • the effect is particularly high when the proportion of the polyolefin resin in the thermoplastic resin is 10% by mass or more.
  • polyolefin resin examples include the same polyolefin resin as the insulator 22. From the standpoint of superior adhesion to the insulator 22, the polyolefin resin of the mold part 16 is preferably the same type of polyolefin resin as the polyolefin resin of the insulator 22.
  • the same type of polyolefin resin refers to a case where one is polypropylene and the other is polypropylene, for example.
  • the polyolefin resin of the thermoplastic resin composition contains an acid-modified polyolefin resin
  • the acid number of the acid-modified polyolefin resin is preferably in the range of 5 to 60 KOHmg / g. More preferably, it is in the range of 20 to 55 KOH mg / g.
  • the acid-modified amount of the acid-modified polyolefin resin is preferably in the range of 1 to 10% by mass.
  • the thermoplastic resin of the thermoplastic resin composition is a combination of a polyamide resin and a polyolefin resin
  • the injection molding temperature should be set to 200 ° C. or a temperature around 200 ° C. Can do. Therefore, in this case, for example, the viscosity of the thermoplastic resin composition at 200 ° C. is preferably 5000 mPa ⁇ s or more.
  • the thermoplastic resin composition may be composed of only a thermoplastic resin, or may contain additives as long as the physical properties are not impaired.
  • Such an additive is not particularly limited as long as it is an additive generally used for a resin molding material. Specifically, antioxidants, inorganic fillers, metal deactivators (copper damage inhibitors), UV absorbers, UV masking agents, flame retardants, flame retardant aids, processing aids (such as lubricants and waxes), Carbon and other colorants (pigments, etc.), tackifiers, flexibility agents, impact resistance agents, organic fillers, diluents (solvents, etc.), thixotropic agents, antifoaming agents, leveling agents, etc. Can be mentioned.
  • the mold part 16 may be subjected to a crosslinking treatment as necessary for the purpose of increasing heat resistance and mechanical strength.
  • a crosslinking treatment there are no particular limitations on the means of crosslinking, such as thermal crosslinking, chemical crosslinking, silane crosslinking, electron beam crosslinking, and ultraviolet crosslinking.
  • the elongation is 10% or more from the viewpoint of making it difficult for the mold part 16 to be peeled even when a bending force is applied. More preferably, it is 30% or more, More preferably, it is 50% or more.
  • the elongation in this case is a tensile elongation measured according to JIS K 6251.
  • the adhesive strength with the insulator 22 is preferably 1.0 MPa or more. More preferably, it is 1.5 MPa or more, More preferably, it is 2.0 MPa or more.
  • the adhesive strength in this case is a tensile shear adhesive strength measured according to JIS K 6850.
  • the adhesive strength with the terminal fitting 14 and the electric wire conductor 18 is preferably 1.0 MPa or more. More preferably, it is 1.5 MPa or more, More preferably, it is 2.0 MPa or more.
  • the adhesive strength in this case is a tensile shear adhesive strength measured according to JIS K 6850.
  • thermoplastic resin composition Since the thermoplastic resin composition is cooled and solidified after molding, it can be fixed in a place where it has been applied over a long period of time, as well as being free from stickiness during handling. Therefore, the anticorrosion effect can be maintained over a long period of time.
  • thermoplastic resin composition (Preparation of thermoplastic resin composition) The materials listed in Table 1 were used as evaluation materials. About what was comprised by the combination of 2 or more types of thermoplastic resins, it mixed at 200 degreeC with the twin-screw extruder, and was set as the thermoplastic resin composition by shape
  • the viscosity of each material is a value measured according to JIS K6862.
  • the viscometer used for the measurement is a rotational viscometer.
  • each material of Comparative Examples 1 and 2 had a viscosity at an injection molding temperature (200 ° C.) of less than 5000 mPa ⁇ s, 3 bubble-mixed products were confirmed per 100 molded products. Therefore, it can be seen that many of the product defects occur in the materials of Comparative Examples 1 and 2.
  • each material of the examples had a viscosity of 5000 mPa ⁇ s or more at the injection molding temperature (200 ° C.), and therefore, the number of air bubble mixed products was 1 or less per 100 molded products. In particular, when the viscosity at the injection molding temperature (200 ° C.) was 10000 mPa ⁇ s or more, no bubble-containing product was confirmed. Therefore, it can be seen that product defects are reduced in each material of the example.
  • the terminal-attached electric wire 10 includes the terminal fitting 14 (female terminal) having the rectangular tube-shaped terminal connection portion 14a, but the terminal fitting (male terminal) having the tab-like terminal connection portion. ).
  • the terminal fitting 14 of the electric wire with terminal 10 includes both the wire barrel 14c and the insulation barrel 14d, but may include only the wire barrel 14c.
  • the terminal fitting 14 of the terminal-attached electric wire 10 is a so-called crimp terminal for crimping to the end of the electric wire.
  • the connection method between the electric wire conductor 18 and the terminal fitting 14 is not limited to the crimping by the barrel, but pressure welding, ultrasonic welding A method such as soldering may be used.
  • the insulated wire 12 may include a reinforcing wire (tension member) that reinforces the insulated wire together with the wire conductor 18.
  • the reinforcing wire is preferably disposed inside the insulator 22 together with the wire conductor 18.
  • the reinforcing wire may be arranged at the center of the stranded wire so as to be surrounded by the plurality of metal strands 20, or may be evenly arranged outside the stranded wire.
  • the reinforcing wire may be a metal wire or a non-metallic wire such as an organic fiber.
  • the metal wire material include copper alloy, titanium, tungsten, and stainless steel.
  • the organic fiber material include aramid fibers.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

 射出成形により絶縁電線(12)の電線導体(18)と端子金具(14)との電気接続部を取り囲む領域に熱可塑性樹脂組成物をモールドする場合に、モールドされた部分に気泡が混入するのを抑えて製品不良を低減させた端子付き電線および端子付き電線の製造方法を提供すること。 電線導体(18)の外周に絶縁体(22)が被覆されて構成される絶縁電線(12)の端末で絶縁体(22)が皮剥されて露出された電線導体(18)の端末に端子金具(14)が接続されるとともに、電線導体(18)の端末と端子金具(14)の電気接続部を取り囲む領域が、射出成形により、JIS K6862に準拠して測定される200℃における粘度が5000mPa・s以上の熱可塑性樹脂組成物によってモールドされて電気接続部が封止されている。

Description

端子付き電線および端子付き電線の製造方法
 本発明は、端子付き電線および端子付き電線の製造方法に関し、さらに詳しくは、自動車等の車両に配索される端子付き電線の電線導体の端末と端子金具の電気接続部に防食処理が施された端子付き電線および端子付き電線の製造方法に関するものである。
 自動車等の車両に配索される絶縁電線の端末には端子金具が接続されている。絶縁電線の電線導体と端子金具の電気接続部の接触部分に水分が侵入すると、電線導体と端子金具との間で電池が形成されて金属腐食が発生することがある。電線導体と端子金具が互いに異なる金属種で形成されている場合には、その接触部分で金属腐食が特に発生しやすい。そこで特許文献1では、アース用電線において、裸線導体を取り囲むように金型を取り付け、金型内でウレタン樹脂を発泡させ、裸線導体の外周に直方体のモールド部を形成して防水することが行われている。
特開2007-052999号公報
 絶縁電線の電線導体と端子金具との電気接続部を取り囲む領域に熱可塑性樹脂をモールドする場合には、電気接続部を取り囲む金型を用いてこの金型内に熱可塑性樹脂を射出成形する。射出成形機にはスクリューの回転によって熱可塑性樹脂を射出させるタイプのスクリュー式射出成形機がある。この種の射出成形機を用いて熱可塑性樹脂を射出成形したときに、射出成形機内で熱可塑性樹脂に気泡が巻き込まれ、モールドされた部分に気泡が混入して製品不良が発生するという問題があった。
 本発明が解決しようとする課題は、射出成形により絶縁電線の電線導体と端子金具との電気接続部を取り囲む領域に熱可塑性樹脂組成物をモールドする場合に、モールドされた部分に気泡が混入するのを抑えて製品不良を低減させた端子付き電線および端子付き電線の製造方法を提供することにある。
 上記課題を解決するため本発明に係る端子付き電線は、電線導体の外周に絶縁体が被覆されて構成される絶縁電線の端末で前記絶縁体が皮剥されて露出された電線導体の端末に端子金具が接続されるとともに、該電線導体の端末と端子金具の電気接続部を取り囲む領域が、射出成形により、JIS K6862に準拠して測定される200℃における粘度が5000mPa・s以上の熱可塑性樹脂組成物によってモールドされて該電気接続部が封止されていることを要旨とするものである。
 この場合、前記熱可塑性樹脂組成物にはポリアミド樹脂が含まれていることが好ましい。そして、前記熱可塑性樹脂組成物に占めるポリアミド樹脂の割合が70質量%以上であることが好ましい。また、前記端子金具が銅または銅合金によって形成されており、前記電線導体がアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されていることが好ましい。
 そして、本発明に係る端子付き電線の製造方法は、電線導体の外周に絶縁体が被覆されて構成される絶縁電線の端末で前記絶縁体が皮剥されて露出された電線導体の端末に端子金具が接続された端子付き電線の該電線導体の端末と端子金具の電気接続部を取り囲む領域に、射出成形により、JIS K6862に準拠して測定される成形温度における粘度が5000mPa・s以上の熱可塑性樹脂組成物をモールドすることによって該電気接続部を封止することを要旨とするものである。
 本発明に係る端子付き電線によれば、電線導体の端末と端子金具の電気接続部を取り囲む領域が、射出成形により、JIS K6862に準拠して測定される200℃における粘度が5000mPa・s以上の熱可塑性樹脂組成物によってモールドされて電気接続部が封止されているので、モールドされた部分に気泡が混入するのが抑えられている。これにより、製品不良が低減される。
 また、本発明に係る端子付き電線の製造方法よれば、電線導体の端末と端子金具の電気接続部を取り囲む領域に、射出成形により、JIS K6862に準拠して測定される成形温度における粘度が5000mPa・s以上の熱可塑性樹脂組成物をモールドすることによって電気接続部を封止するので、モールドされた部分に気泡が混入するのが抑えられている。これにより、製品不良が低減される。
図1(a)は、防食剤としての熱可塑性樹脂組成物をモールドする前の端子付き電線の平面図であり、図1(b)は、電線導体の端末と端子金具の電気接続部を取り囲む領域に熱可塑性樹脂組成物をモールドした、本発明の一実施形態に係る端子付き電線の平面図である。 図1(b)の端子付き電線を側面方向から見た側面図である。
 次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
 図1に示すように、本発明の一実施形態に係る端子付き電線10は、複数本の金属素線20よりなる電線導体18の外周に絶縁体22が被覆されて構成される絶縁電線12と、絶縁電線12の端末に接続される端子金具14とを備えている。絶縁電線12は、端末で絶縁体22が皮剥されて電線導体18が露出されている。
 端子金具14は、相手側端子に電気的に接続される角筒状の端子接続部14aと、端子接続部14aの後端側に端子基部14bを介して延設形成されたワイヤバレル14cと、ワイヤバレル14cの後端側に延設形成されたインシュレーションバレル14dとを備えている。ワイヤバレル14cは、絶縁電線12の端末で露出された電線導体18を加締めて端子金具14と電線導体18とを電気的に接続するものであり、インシュレーションバレル14dは、露出された電線導体18の近傍の絶縁体22(絶縁電線12の端末の絶縁体22)を加締めて端子金具14を絶縁電線12の端末に取り付けるものである。
 絶縁電線12の端末で露出された電線導体18は、端子金具14のワイヤバレル14cにより加締められており、端子金具14と電線導体18との電気接続部(電線接続部)が形成されている。露出された電線導体18の近傍の絶縁体22(絶縁電線12の端末の絶縁体22)は、端子金具14のインシュレーションバレル14dにより加締められており、端子金具14は、絶縁体22に固定されている。
 電線導体18を構成する金属素線20の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、金、銀、銅、銅合金、もしくはこれらの材料に、錫、ニッケル、金などの各種メッキが施された材料を挙げることができる。
 絶縁体22の主材料としては、ポリオレフィン樹脂を挙げることができる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンと炭素数4以上のα-オレフィンの共重合体、プロピレンと炭素数4以上のα-オレフィンの共重合体などを挙げることができる。絶縁体22の材料中には、適宜、各種添加剤が添加されていても良い。添加剤としては、難燃剤、充填剤、着色剤等を挙げることができる。
 絶縁体22の主材料として用いるポリオレフィン樹脂は、不飽和カルボン酸などで変性されたものであっても良い。あるいは、不飽和カルボン酸などで変性されたものと変性されていないものとの組み合わせであっても良い。ポリオレフィン樹脂の変性に用いられる不飽和カルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸などを挙げることができる。不飽和カルボン酸誘導体としては、無水マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステルなどを挙げることができる。このうち、マレイン酸、無水マレイン酸がより好ましい。これらは1種または2種以上併用しても良い。
 このような酸変性ポリオレフィン樹脂は、グラフト法でポリオレフィン樹脂に不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸誘導体を導入することにより形成されたものであっても良いし、共重合法でポリオレフィン樹脂のモノマーと不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸誘導体との共重合により形成されたものであっても良い。
 端子金具14の材料(母材の材料)としては、一般的に用いられる黄銅の他、各種銅合金、銅などを挙げることができる。端子金具14の表面の一部(例えば接点)もしくは全体には、錫、ニッケル、金などの電気伝導性を有する各種金属によりメッキが施されていても良い。
 電線導体18の金属素線20がアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなり、端子金具14が銅、銅合金、もしくは錫メッキ材からなる場合、端子金具14と電線導体18との電気接続部では、異種金属接触部が形成される。
 絶縁電線12の端末で露出された電線導体18は、端子金具14のワイヤバレル14cにより加締められて、ワイヤバレル14cにより部分的に覆われているものの、ワイヤバレル14cよりも先端側と後端側で露出されている。そのため、端子金具14と電線導体18との電気接続部は露出されている部分が存在している。
 図1(b)、図2に示すように、ワイヤバレル14cよりも先端側で露出されている先端側導体18aよりも先端側の端子基部14bから、ワイヤバレル14cよりも後端側で露出されている後端側導体18bよりもさらに後端側にあるインシュレーションバレル14dよりも後端側の絶縁体22まで、端子金具14と電線導体18との電気接続部を取り囲む領域が、熱可塑性樹脂組成物によってモールドされている。すなわち、端子基部14bの一部と、端子基部14bに隣接する先端側導体18aと、先端側導体18aに隣接するワイヤバレル14cと、ワイヤバレル14cに隣接する後端側導体18bと、後端側導体18bに隣接する絶縁体22の一部は、モールド部16(二点鎖線で示した部分)により連続的に覆われている。これにより、端子金具14と電線導体18との電気接続部が封止されている。
 モールド部16は、熱可塑性樹脂組成物によって構成されている。この材料が、端子付き電線10の電気接続部の防食剤として機能する。モールド部16は、端子金具14と電線導体18との電気接続部を取り囲むように金型を取り付けた後、金型内に熱可塑性樹脂組成物を注入することによって形成される。射出成形機には、スクリューの回転によって熱可塑性樹脂組成物を射出させるタイプのスクリューを備えた射出成形機が用いられる。
 熱可塑性樹脂組成物には、射出成形温度における粘度が5000mPa・s以上のものが用いられる。これにより、射出成形時に射出成形機内で熱可塑性樹脂組成物に気泡が巻き込まれにくくなる。この結果、モールド部16に気泡が混入されにくくなるため、製品不良の発生が抑えられる。この場合の粘度は、JIS K6862に準拠して測定される。なお、測定に用いる粘度計は、回転粘度計である。
 熱可塑性樹脂組成物の射出成形温度は、熱可塑性樹脂の種類にもよるが、通常、100~300℃の範囲に設定される。射出成形温度での熱可塑性樹脂組成物の粘度を5000mPa・s以上に設定するには、例えば熱可塑性樹脂の分子量を上げる方法などが採用される。また、増粘剤などを添加して熱可塑性樹脂組成物の粘度を5000mPa・s以上に設定することもできる。このような増粘剤としては、アエロジル200(日本アエロジル社製、AEROSILは登録商標)などが挙げられる。熱可塑性樹脂組成物は、1種類の熱可塑性樹脂で構成されていても良いし、2種類以上の熱可塑性樹脂の組み合わせによって構成されていても良い。
 射出成形温度での熱可塑性樹脂組成物の粘度としては、より好ましくは10000mPa・s以上、さらに好ましくは15000mPa・s以上である。一方、射出成形時に熱可塑性樹脂のまわりこみが悪くなって射出成形しにくくなるなどの観点から、射出成形温度での熱可塑性樹脂組成物の粘度の上限値としては、好ましくは100000mPa・s以下、さらに好ましくは80000mPa・s以下である。
 熱可塑性樹脂組成物の熱可塑性樹脂には、ポリアミド樹脂が含まれていることが好ましい。熱可塑性樹脂にポリアミド樹脂が含まれていると、端子金具14や電線導体18との密着性が向上する。このため、モールド部16と端子金具14あるいは電線導体18との間から電線導体18の端末と端子金具14の電気接続部の接触部分に水が侵入するのを抑える効果が向上し、防食性能が向上する。熱可塑性樹脂に占めるポリアミド樹脂の割合が70質量%以上であると、その効果が特に高い。
 ポリアミド樹脂としては、ジカルボン酸とジアミンとの共重縮合物、ラクタムの開環重縮合物などを挙げることができる。ジカルボン酸としては、脂肪族炭化水素骨格を有する脂肪族ジカルボン酸、芳香族炭化水素骨格を有する芳香族ジカルボン酸を挙げることができる。ジカルボン酸の炭素数としては、2~40の範囲内であることが好ましい。このようなジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェン酸、ナフタレンジカルボン酸、脂肪酸の二量化により得られるダイマー酸などを挙げることができる。これらは、単独で用いても良いし、2種以上のジカルボン酸を組み合わせて用いても良い。
 ジアミンとしては、脂肪族炭化水素骨格を有する脂肪族ジアミン、芳香族炭化水素骨格を有する芳香族ジアミンを挙げることができる。ジアミンの炭素数としては、2~40の範囲内であることが好ましい。このようなジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナンジアミン、メチルペンタジアミン、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミンなどを挙げることができる。これらは、単独で用いても良いし、2種以上のジアミンを組み合わせて用いても良い。
 ラクタムとしては、ε-カプロラクタム、ウンデカンラクタム、ラウリルラクタムなどを挙げることができる。これらは、単独で用いても良いし、2種以上のラクタムを組み合わせて用いても良い。
 これらのうちでも、柔軟性に優れるなどの観点から、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとの共重縮合物がより好ましい。
 熱可塑性樹脂組成物の熱可塑性樹脂には、ポリアミド樹脂とともにポリオレフィン樹脂が含まれていても良い。絶縁体22の主材料にポリオレフィン樹脂が用いられる場合には、熱可塑性樹脂にポリオレフィン樹脂が含まれていると、絶縁体22との密着性が向上する。このため、モールド部16と絶縁体22との間から電線導体18の端末と端子金具14の電気接続部の接触部分に水が侵入するのを抑える効果が向上し、防食性能が向上する。熱可塑性樹脂に占めるポリオレフィン樹脂の割合が10質量%以上であると、その効果が特に高い。
 熱可塑性樹脂組成物の熱可塑性樹脂に含まれても良いポリオレフィン樹脂としては、絶縁体22のポリオレフィン樹脂と同様のものを挙げることができる。絶縁体22との密着性により優れるなどの観点から、モールド部16のポリオレフィン樹脂は、絶縁体22のポリオレフィン樹脂と同種のポリオレフィン樹脂であることが好ましい。同種のポリオレフィン樹脂とは、例えば、一方がポリプロピレンで他方もポリプロピレンである場合などをいう。
 熱可塑性樹脂組成物のポリオレフィン樹脂が酸変性ポリオレフィン樹脂を含む場合には、ポリオレフィン樹脂によって絶縁体22との密着性が向上するだけでなく、端子金具14や電線導体18との密着性も向上する。酸変性ポリオレフィン樹脂の酸価数としては、5~60KOHmg/gの範囲内であることが好ましい。より好ましくは、20~55KOHmg/gの範囲内である。酸価数が5~60KOHmg/gの範囲内にある場合には、端子金具14や電線導体18との密着性が特に高まる。この観点から、酸変性ポリオレフィン樹脂の酸変性量は、1~10質量%の範囲内であることが好ましい。
 熱可塑性樹脂組成物の熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂の組み合わせである場合、端子金具14や電線導体18との密着性と、絶縁体22との密着性とのバランスなどの観点から、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂の割合(質量%)は、ポリアミド樹脂:ポリオレフィン樹脂=70:30~90:10の範囲内であることが好ましい。より好ましくはポリアミド樹脂:ポリオレフィン樹脂=75:25~85:15の範囲内である。
 熱可塑性樹脂組成物の熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂の組み合わせである場合、あるいは、ポリアミド樹脂のみで構成される場合には、射出成形温度を200℃あるいは200℃付近の温度に設定することができる。よって、この場合には、例えば200℃における熱可塑性樹脂組成物の粘度が5000mPa・s以上であることが好ましい。
 熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂のみで構成されていても良いし、必要に応じて、物性を損なわない範囲で、添加剤を含んでいても良い。このような添加剤としては、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、酸化防止剤、無機充填剤、金属不活性剤(銅害防止剤)、紫外線吸収剤、紫外線隠蔽剤、難燃剤、難燃助剤、加工助剤(滑剤、ワックスなど)、カーボンおよびその他の着色剤(顔料など)、粘着付与剤、可撓性付与剤、耐衝撃性付与剤、有機充填剤、希釈剤(溶媒など)、揺変剤、消泡剤、レベリング剤などを挙げることができる。
 モールド部16には、耐熱性や機械的強度を上げるなどの目的で、必要に応じて、架橋処理が施されても良い。架橋方法は、熱架橋、化学架橋、シラン架橋、電子線架橋、紫外線架橋等、その手段は特に限定されるものではない。
 熱可塑性樹脂組成物の物性としては、曲げの力が加わった場合でもモールド部16が剥離しにくくなるなどの観点から、伸びが10%以上であることが好ましい。より好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上である。この場合の伸びは、JIS K 6251に準拠して測定される引張伸びである。また、絶縁体22との密着性を確保するなどの観点から、絶縁体22との接着強度は1.0MPa以上であることが好ましい。より好ましくは1.5MPa以上、さらに好ましくは2.0MPa以上である。この場合の接着強度は、JIS K 6850に準拠して測定される引張せん断接着強度である。また、端子金具14や電線導体18との密着性を確保するなどの観点から、端子金具14や電線導体18との接着強度は1.0MPa以上であることが好ましい。より好ましくは1.5MPa以上、さらに好ましくは2.0MPa以上である。この場合の接着強度は、JIS K 6850に準拠して測定される引張せん断接着強度である。
 熱可塑性樹脂組成物は、モールド後には冷却されて固化するので、取り扱い時にベタつくおそれがないことはもとより、長期にわたって塗布した場所に定着できる。そのため、長期にわたって防食効果を維持できる。
 以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
(熱可塑性樹脂組成物の調製)
 表1に記載の材料を評価材料として用いた。2種類以上の熱可塑性樹脂の組み合わせで構成されるものについては、二軸押出機により200℃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、熱可塑性樹脂組成物とした。使用材料は、以下の通りである。
[使用材料]
・ポリアミド樹脂(PA)
 マクロメルト6212(ヘンケル社製、200℃における粘度3000mPa・s)
 マクロメルト6238(ヘンケル社製、200℃における粘度5000mPa・s)
 マクロメルト6240(ヘンケル社製、200℃における粘度20000mPa・s)
・ポリオレフィン樹脂(PP)
 無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂:[三洋化成社製、「ユーメックス1010」、酸価数52KOHmg/g]
 各材料の粘度は、JIS K6862に準拠して測定された値である。なお、測定に用いる粘度計は、回転粘度計である。
(気泡の混入について)
 スクリュー式射出成形機(山城精機製作所社製「Cフレーム型堅型射出成形機」)を用いて各材料よりなる1cmの立方体を100個射出成形したときの気泡混入品の個数により評価した。なお、射出成形温度は200℃とした。気泡が混入しているか否かの判断は目視にて外観観察により行った。通常、気泡発生個数は、成形品100個につき1個以下が望ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 比較例1,2の各材料は、射出成形温度(200℃)における粘度が5000mPa・s未満であったため、成形品100個につき3個の気泡混入品が確認された。したがって、比較例1,2の各材料では、製品不良が多く発生することが分かる。これに対し、実施例の各材料は、射出成形温度(200℃)における粘度が5000mPa・s以上であったため、気泡混入品の数は成形品100個につき1個以下であった。特に、射出成形温度(200℃)における粘度が10000mPa・s以上の場合には、気泡混入品が確認されなかった。したがって、実施例の各材料では、製品不良が低減されることが分かる。
 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。
 例えば、上記実施形態の端子付き電線10は、角筒状の端子接続部14aを有する端子金具14(メス型端子)を備えているが、タブ状の端子接続部を有する端子金具(オス型端子)であっても良い。また、端子付き電線10の端子金具14は、ワイヤバレル14cとインシュレーションバレル14dの両方を備えるものであるが、ワイヤバレル14cのみを備えたものであっても良い。
 端子付き電線10の端子金具14は、電線端末に圧着するいわゆる圧着端子であるが、電線導体18と端子金具14との接続方法としては、バレルによる圧着に限られず、圧接抵抗溶接、超音波溶接、ハンダ付け等の方法であっても良い。
 絶縁電線12中には、電線導体18とともに、絶縁電線を補強する補強線(テンションメンバ)が含まれていても良い。補強線は、電線導体18とともに、絶縁体22の内側に配置されることが好ましい。補強線は、複数本の金属素線20で囲まれるように撚線の中心に配置されていても良いし、撚線の外側に均等配置されていても良い。
 補強線は、金属線であっても良いし、有機繊維などの非金属線であっても良い。金属線の材料としては、銅合金、チタン、タングステン、ステンレスなどを例示することができる。有機繊維の材料としては、アラミド繊維などを挙げることができる。

Claims (5)

  1.  電線導体の外周に絶縁体が被覆されて構成される絶縁電線の端末で前記絶縁体が皮剥されて露出された電線導体の端末に端子金具が接続されるとともに、該電線導体の端末と端子金具の電気接続部を取り囲む領域が、射出成形により、JIS K6862に準拠して測定される200℃における粘度が5000mPa・s以上の熱可塑性樹脂組成物によってモールドされて該電気接続部が封止されていることを特徴とする端子付き電線。
  2.  前記熱可塑性樹脂組成物にはポリアミド樹脂が含まれていることを特徴とする請求項1に記載の端子付き電線。
  3.  前記熱可塑性樹脂組成物に占めるポリアミド樹脂の割合が70質量%以上であることを特徴とする請求項2に記載の端子付き電線。
  4.  前記端子金具が銅または銅合金によって形成されており、前記電線導体がアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の端子付き電線。
  5.  電線導体の外周に絶縁体が被覆されて構成される絶縁電線の端末で前記絶縁体が皮剥されて露出された電線導体の端末に端子金具が接続された端子付き電線の該電線導体の端末と端子金具の電気接続部を取り囲む領域に、射出成形により、JIS K6862に準拠して測定される成形温度における粘度が5000mPa・s以上の熱可塑性樹脂組成物をモールドすることによって該電気接続部を封止することを特徴とする端子付き電線の製造方法。
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