WO2015199078A1 - 電線接続構造体の製造方法、及び電線接続構造体 - Google Patents

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Abstract

　圧着端子と被覆電線との間の止水性を確保し易くした電線接続構造体の製造方法、及び電線接続構造体を提供する。　電線（１３）の絶縁被覆部（１５）が挿入される第２筒部（５４）よりも、芯線部（１４）が挿入される第１筒部（５２）が小径に形成され、且つ、第２筒部（５４）の内径が、絶縁被覆部（１５）の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成された管状部（２５）を有する圧着端子（１１）を準備し、電線（１３）を管状部（２５）に挿入し、第２筒部（５４）と絶縁被覆部（１５）とを圧縮して圧着するようにした。

Description

電線接続構造体の製造方法、及び電線接続構造体
　本発明は、電気導通を担う部品に関する。より詳しくは、電線と端子との電線接続構造体の製造方法、及び電線接続構造体に関する。
　自動車等には、複数本の電線を束ねたワイヤーハーネス（組電線）が配索され、このワイヤーハーネスを介して複数の電装機器が互いに電気接続されている。このワイヤーハーネスと電装機器との接続、或いは、ワイヤーハーネス同士の接続は、それぞれに設けたコネクタによって行われる。この種の電線には、芯線部（導体部）を絶縁体で被覆して形成された被覆電線が使用される。例えば、被覆電線の被覆を剥離して露出させた芯線端部に圧着端子を接続し、この圧着端子を介してコネクタが装着される。
　電線を銅電線からアルミ電線に置き換えた場合には、圧着端子が銅製であるため、圧着端子と電線とは異種金属接触となり、水が浸入すると容易に腐食してしまう。止水性を向上する技術として、オープンバレル型の圧着端子とアルミ電線との間に中間キャップや防水チューブを設ける構造を開示する特許文献１、２等があるが、製造工程が複雑化する等の難点がある。そこで、本出願人は、これらの難点を回避すべく、生産コストを抑えつつ量産できるようにして、防食の簡素化を図るようにしたクローズドバレル型の圧着端子を提案している（特許文献３）。
特許第４５９８０３９号公報 特開２０１０－１６５６３０号公報 特開２０１４－０４９３３４号公報
　本発明は、圧着端子と被覆電線との間の止水性を確保し易くした電線接続構造体の製造方法、及び電線接続構造体を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は、管状部を有する端子と、被覆電線の導体部とを前記管状部で圧着した電線接続構造体の製造方法であって、前記被覆電線の被覆部が挿入される被覆挿入部よりも、前記導体部が挿入される導体挿入部が小径に形成され、且つ、前記被覆挿入部の内径が、前記被覆部の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成された前記管状部を有する前記端子を準備し、前記被覆電線を前記管状部に挿入し、前記被覆挿入部と前記被覆部とを圧縮して圧着することを特徴とする。
　また、本発明は、前記被覆部の外径が１．３～１．９ｍｍの前記被覆電線の場合、前記被覆挿入部の内径を、前記被覆部の外径に対して１．０～１．４倍の範囲内に形成することを特徴とする。この場合、前記被覆挿入部の長さは、前記被覆部の外径に対して０．８倍以上でも良い。
　また、本発明は、前記被覆部の外径が１．１～１．７ｍｍの前記被覆電線の場合、前記被覆挿入部の内径を、前記被覆部の外径に対して１．０～１．５倍の範囲内に形成することを特徴とする。この場合、前記被覆挿入部の長さは、前記被覆部の外径に対して０．８倍以上でも良い。
　また、本発明は、前記被覆部の外径が０．９～１．５ｍｍの前記被覆電線の場合、前記被覆挿入部の内径を、前記被覆部の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成することを特徴とする。この場合、前記被覆挿入部の長さは、前記被覆部の外径に対して０．７倍以上でも良い。
　また、本発明は、前記導体挿入部の内径を、前記導体部の外径に対して１．１～２．０倍の範囲内に形成することを特徴とする。
　また、本発明は、前記被覆挿入部と前記導体挿入部が同軸に形成されることを特徴とする。
　また、本発明は、前記管状部の電線挿入口と反対側の端部を閉口し、前記反対側の端部から前記電線挿入口に向かって前記電線挿入口以外が閉塞する閉塞筒状体を形成することを特徴とする。
　また、本発明は、前記管状部の電線挿入口と反対側の端部を閉口し、前記反対側の端部から前記電線挿入口に向かって前記電線挿入口以外が閉塞する閉塞筒状体を形成することを特徴とする。
　また、本発明は、管状部を有する端子と、被覆電線の導体部とを前記管状部で圧着した電線接続構造体であって、前記管状部は、前記電線の被覆部が挿入される被覆挿入部よりも、前記導体部が挿入される導体挿入部が小径に形成され、且つ、前記被覆挿入部の内径が、前記被覆部の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成され、前記被覆挿入部と前記被覆部とが圧縮して圧着されていることを特徴とする。
　本発明では、被覆電線の被覆部が挿入される被覆挿入部よりも、被覆電線の導体部が挿入される導体挿入部が小径に形成され、且つ、前記被覆挿入部の内径が、前記被覆部の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成された管状部を有する端子を準備し、前記被覆電線を前記管状部に挿入し、前記被覆挿入部と前記被覆部とを圧縮して圧着するので、被覆電線の導体部を導体挿入部内に入れ易くし、且つ、端子と被覆電線との間の止水性を確保し易くなる。
図１は実施形態に係る電線接続構造体の圧着接合前の状態を示す斜視図である。 図２は圧着端子の側断面図である。 図３は圧着接合後の電線接続構造体を示す斜視図である。 図４は圧着接合の工程を説明する図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
　図１は実施形態に係る電線接続構造体の圧着接合前の状態を示す斜視図である。
　この電線接続構造体１０は、例えば自動車のワイヤーハーネスに使用されるものである。電線接続構造体１０は、圧着端子（管端子）１１と、この圧着端子１１に圧着接合（圧着結合とも言う）される電線（被覆電線）１３とを備える。圧着端子１１は、雌型端子のボックス部２０と管状部２５とを有し、これらの橋渡しとしてトランジション部４０を有する。
　圧着端子１１は、導電性と強度を確保するために基本的に金属（本実施形態では、銅、又は銅合金）の基材で製造されている。例えば、黄銅やコルソン系銅合金材料等が用いられる。あるいは、基材上に、スズ、ニッケル、銀、金等からなる層が積層された金属部材を用いても良い。金属部材は、金属基材にめっきやリフロー処理を施すことで形成したものである。なお、通常、めっきやリフローの処理は、基材を端子形状に加工する前に行われるが、端子形状に加工後に行っても良い。なお、圧着端子１１の基材は、銅、又は銅合金に限るものではなく、アルミニウムや鉄、又はこれらを主成分とする合金等を用いることもできる。本実施形態で例示する圧着端子１１は、全体にスズめっきが施された金属部材を加工して端子形状に形成したものである。
　電線１３は、芯線部１４（導体部）と絶縁被覆部１５（被覆部）とからなる。芯線部１４は、電線１３の電気伝導を担う金属材料の素線１４ａからなる。素線１４ａは、銅系材料やアルミニウム系材料等からなる。アルミニウム系材料の芯線部を有する電線（アルミニウム電線ともいう）は、銅系材料の芯線部を有する電線と比べて軽量であることから、自動車の燃費向上等に有利である。本実施形態の電線１３は、アルミニウム合金の素線１４ａを束ねて構成する芯線部１４を、ポリ塩化ビニル等からなる絶縁樹脂で構成する絶縁被覆部１５で被覆して構成されている。芯線部１４は、所定の断面積となるように、素線１４ａを撚った撚線で構成している。芯線部１４の撚線は、撚った後に、圧縮加工を加えたものであっても良い。
　なお、電線１３の素線１４ａをアルミニウム合金とする場合、組成としては、例えば鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、シリコン（Ｓｉ）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｍｎ（マンガン）等の合金元素を含んだアルミニウム合金を用いることができる。ワイヤーハーネス用途として好ましい６０００系のアルミニウム合金等が好ましい。
　電線１３の絶縁被覆部１５を構成する樹脂材としては、ポリ塩化ビニルを主成分とする樹脂が代表される。ポリ塩化ビニル以外にも、例えば、架橋ポリ塩化ビニル、クロロプレンゴム等を主成分とするハロゲン系樹脂や、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、エチレンプロビレンゴム、珪素ゴム、ポリエステル等を主成分とするハロゲンフリー樹脂が用いられる。なお、これらの樹脂材には、可塑剤や難燃剤等の添加剤が含まれていても良い。
　図２は圧着端子１１の側断面図である。
　圧着端子１１のボックス部２０は、雄型端子やピン等の挿入タブの挿入を許容する雌型端子のボックス部に形成されている。本発明において、このボックス部２０の細部の形状は特に限定されない。すなわち、圧着端子１１は、少なくともトランジション部４０を介して管状部２５を備えていれば良い。ボックス部２０を有さなくても良いし、例えばボックス部２０が雄型端子の挿入タブであっても良い。また、管状部２５に他の形態に係る端子端部が接続された形状であっても良い。本明細書では、本発明の圧着端子１１を説明するために便宜的に雌型ボックスを備えた例を示している。
　管状部２５は、圧着端子１１と電線１３とを圧着接合する部位であり、管状圧着部とも言う。この管状部２５は、トランジション部４０からボックス部２０の反対側に延びる中空管に形成され、管状部２５の一端には、電線１３を挿入可能な電線挿入口（開口部）３１が開口している。
　より具体的には、管状部２５は、電線挿入口３１に向かって段階的に拡径する段差状の中空管（段差管ともいう）に形成されており、トランジション部４０側から順に、管状部２５の軸方向に筒状に延在する第１筒部５２、第１筒部５２から電線挿入口３１に向かって拡径する拡径筒部５３、及び、拡径筒部５３の最大内径と同じ内径で管状部２５の軸方向に筒状に延在する第２筒部５４を一体に備えている。
　これら第１筒部５２、拡径筒部５３、及び第２筒部５４は同軸に配置されており、つまり、第１筒部５２、拡径筒部５３、及び第２筒部５４は共通の中心軸Ｌ１を有している。
　管状部２５の電線挿入口３１側の他端は、トランジション部４０に接続される。この管状部２５の他端は、封止のために潰したり、溶接したりして閉口され、トランジション部４０側から水分等が浸入しないように形成されている。
　本実施形態では、管状部２５の他端を潰した後に溶接ビード部２５Ａを形成し、この溶接ビード部２５Ａにより管状部２５の他端を閉塞している。
　この管状部２５は、例えば、銅合金基材上にスズ層を有する金属部材の板材からなる。或いは、銅合金基材を打ち抜き、曲げ加工を施す前後でスズめっきを施して形成しても良い。ボックス部２０、トランジション部４０、及び管状部２５を連続した状態で一枚の板材から作ることも可能であるし、ボックス部２０と管状部２５とを同一あるいは別の板材から形成して、その後にトランジション部４０において接合することも可能である。
　管状部２５は、基材、或いは金属部材の板材を圧着端子１１の展開図状に打ち抜き、曲げ加工し、接合を施すことによって形成される。曲げ加工では、長手方向に垂直な断面が略Ｃ字型となるように加工する。接合では、開放されたＣ字の端面同士を突き合わせ、若しくは、重ね合わせて溶接や圧着等によって接合する。管状部２５とするための接合は、レーザー溶接が好ましいが、電子ビーム溶接、超音波溶接、抵抗溶接等の溶接法でもかまわない。また、はんだ、ろう等、接続媒体を使っての接合でも良い。
　管状部２５には、電線挿入口３１側から電線１３が挿入される。したがって、管状部２５の内径という場合は、その径の正円を有する電線１３が接することができるものとする。すなわち、管状部２５が楕円形や矩形等であっても、管状部２５の内径がｒといえば、外径ｒの電線１３を挿入可能である（ただし、挿入時の摩擦抵抗等の現実的な問題は考慮しない）と解する。
　本実施形態ではレーザー溶接により管状部２５を形成した例を示し、この例では図１に示すように、管状部２５には、軸方向に伸びる溶接ビード部４３（図１）が形成される。管状部２５の電線挿入口３１と反対側の他端は閉口部５１を有する。閉口部５１は、プレス後に溶接や圧着等の手段によって閉鎖されており、トランジション部４０側から水分等が浸入しないように形成されている。これによって、管状部２５はトランジション部４０側が閉塞した閉塞筒状体となる。
　管状部２５は、上記したＣ字型断面の両端部を接合する方法に限らず、深絞り工法で形成されても良い。さらに、連続管を切断するとともに一端側を閉塞して、管状部２５、及びトランジション部４０を形成しても良い。なお、管状部２５は管状であればよく、必ずしも長手方向に対して円筒である必要はない。断面が楕円や矩形の管であっても良い。また、径が一定である必要はなく、長手方向で半径が変化する形状であっても良い。
　管状部２５の電線挿入口３１には、電線１３の絶縁被覆部１５の端部（被覆先端部１５ａ）まで挿入される。この場合、電線１３の芯線部１４は、管状部２５の第１筒部５２内に入り、電線１３の絶縁被覆部１５は、管状部２５の第２筒部５４内に入る。つまり、第１筒部５２は、芯線部１４が挿入される導体挿入部として機能し、第２筒部５４は、絶縁被覆部１５が挿入される被覆挿入部として機能する。
　ここで、本構成では、管状部２５の第１筒部５２と第２筒部５４の間に、電線挿入口３１に向かって拡径する拡径筒部５３を設けているので、拡径筒部５３が、電線１３の芯線部１４を第１筒部５２内に案内する導体ガイドとして機能し、芯線部１４を第１筒部５２内に円滑に案内することができる。
　しかも、第１筒部５２、拡径筒部５３、及び第２筒部５４が同軸であるため、電線１３を管状部２５の中心軸Ｌ１に沿って真っ直ぐに挿入していけば、電線１３の芯線部１４、及び絶縁被覆部１５を第１筒部５２、及び第２筒部５４にそれぞれ円滑に挿入できる。これにより、電線１３を管状部２５に挿入する際に、芯線部１４が曲がって入ってしまう等の不具合を解消し易くなる。
　本実施形態では、管状部２５の第１筒部５２、及び第２筒部５４の両方を圧縮することによって、管状部２５と電線１３との圧着接合を行う。
　図３は、圧着接合後の電線接続構造体１０を示す斜視図である。
　図３に示すように、圧着接合の際には、電線１３の芯線部１４を覆う領域（第１筒部５２）が、電線１３の絶縁被覆部１５を覆う領域（第２筒部５４）と比べて強圧縮され、芯線部１４に向けて凹んだ圧着痕２５Ｂが形成される。
　第１筒部５２内には、溝や突起等の係止溝（セレーションとも称する、図２中、符号αで示すハッチング領域）が設けられ、この係止溝により電線１３との電気的接続を良好にすると共に、電線１３を抜けにくくしている。
　図４は圧着接合の工程を説明する図である。なお、図４は管状部２５の第２筒部５４の断面（電線長手方向に垂直な断面）を圧着部品と共に模式的に示している。圧着端子１１の管状部２５と電線１３の絶縁被覆部１５とは、クリンパ１０１とアンビル１０３とを用いて圧縮され、互いに密着する。クリンパ１０１は、圧着端子１１の外形状に沿う圧着壁１０２を有し、アンビル１０３は、圧着端子１１を載せる受部１０４を有する。アンビル１０３の受部１０４は、管状部２５の外形形状に対応する曲面とされている。図４に示すように、圧着端子１１に電線１３が挿入された状態で、受部１０４に圧着端子１１を載せ、図中矢印で示すようにクリンパ１０１を下降させることで、圧着壁１０２と受部１０４とにより管状部２５が圧縮される。
　管状部２５では、芯線部１４を強圧縮して導通を維持する機能と、絶縁被覆部１５（被覆先端部１５ａ）を圧縮してシール性（止水性）を維持する機能とが要求される。被覆圧着部３６では、その断面を略正円にかしめ、絶縁被覆部１５の全周に渡ってほぼ同等の圧力を与えることにより、全周に渡って均一な弾性反発力を発生させて、シール性を得ることが好ましい。実際の圧着工程では、アンビル１０３上にセットした圧着端子１１に、所定の芯線部１４を吐出させた電線１３を挿入し、上方からクリンパ１０１を下降させ、圧力を加えて、第１筒部５２、及び第２筒部５４を同時に圧縮する（かしめる）工法が採られる。
　本構成では、管状部２５は、一端が閉塞するとともに他端が開放した有底の管状に形成されているため、一端側からの水分等の浸入を抑制することができる。一方、管状部２５の他端側においては、圧着端子１１と電線１３との間に隙間が存在すると、その隙間から水分が入り、芯線部１４に付着するおそれが生じる。圧着端子１１の金属基材（銅、又は銅合金）、若しくは金属部材（基材上にスズ層を有する材料）と、芯線部１４との接合部に水分等が付着すると、両金属の起電力（イオン化傾向）の差からいずれかの金属が腐食する現象（すなわち電食）が生じて製品寿命が短くなるという問題が生じる。特に、管状部２５の基材が銅系材料、芯線部１４がアルミニウム系材料である場合、この問題は顕著となる。
　そこで、発明者等は、絶縁被覆部１５を有する電線１３（被覆電線）と圧着端子１１との間の止水性をより長期に渡って確保可能な端子形状の検討を行った。
　以下、本発明の電線接続構造体１０の実施例を比較例とともに説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
　電線１３には、電線１３の長手方向に垂直な導体断面積が０．７５ｍｍ２、０．５ｍｍ２、０．３５ｍｍ２の３種類を用意した。
　圧着端子１１を構成する金属部材には、古河電気工業製の銅合金ＦＡＳ－６８０（厚さ０．２５ｍｍ、Ｈ材）の金属基材上に部分的にスズ層を設けたものを用いた。ＦＡＳ－６８０はＮｉ-Ｓｉ系銅合金である。スズ層は、めっきにより設けた。
　電線１３の芯線部１４は、合金組成が鉄（Ｆｅ）を約０．２質量％、銅（Ｃｕ）を約０．２質量％、マグネシウム（Ｍｇ）を約０．１質量％、シリコン（Ｓｉ）を約０．０４質量％、残部がアルミニウム（Ａｌ）、及び不可避不純物である素線１４ａを撚線にして用いた。この芯線部１４を用い、上記３種類の導体断面積の電線１３を形成した。
　また、電線１３の絶縁被覆部１５には、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を主成分とする樹脂を用いた。電線１３は、ワイヤストリッパを用いて電線端部の絶縁被覆部１５を剥離して芯線部１４の端部を露出させた。この状態で、電線１３と圧着端子１１の複数種類の組み合わせで、電線１３を圧着端子１１の管状部２５に差し込み、管状部２５の第１筒部５２、及び第２筒部５４を、クリンパ１０１、及びアンビル１０３を用いて圧縮することで圧着接合し、電線接続構造体１０を製作した。
　そして、製作したそれぞれサンプルについて、管状部２５と絶縁被覆部１５との間の隙間等からエアリークがあるか否かを調べるエアリーク試験を行った。このエアリーク試験は、電線接続構造体１０に対し、圧着端子１１を接続していない側の電線１３の端部から空気圧を上げることで空気を送風しリークを確認する。なお、１０ｋＰａ以下でリークしないこと（エアリーク圧が１０ｋＰａ以上）を合格条件として定めた。また、耐環境性を調べるために１２０℃で１２０時間放置した後（高温放置後）にもエアリークがあるか否かを調べた。こちらもエアリーク圧が１０ｋＰａ以上であれば、合格と判断した。その試験結果を表１～表６に示す。
　ここで、止水性には、管状部２５の第２筒部５４の形状が重要であることから各表には、第２筒部５４の内径（管内径）Ｂ、及び長さ（管長さ）Ｄを記載し（図２参照）、これらと試験結果との対応関係を明確にしている。
　また、表１～表４には、引っ張り試験後にエアリーク試験をした結果も記載している。この引っ張り試験では、管状部２５に電線１３を圧着接合した圧着端子１１全体を保持した状態で、電線１３を圧着端子１１の長手方向に対し、平行（０度）、４５度、９０度の向きに５０Ｎに達するまで引っ張り荷重を加えた。その後、他の高温放置後等と同様のエアリーク試験を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１は、導体断面積が０．７５ｍｍ２の電線１３の試験結果を示している。この試験において、電線１３の被覆厚は０．１５～０．３０ｍｍであり、圧着端子１１の板厚は０．２５ｍｍである。
　表中には、管内径Ｂと電線径ＲＢ（絶縁被覆部１５の外径、電線１３の仕上がり外径とも称する）の比率ＴＢ、及び、電線径ＲＢと管長さＤとの比率ＴＤを記載している。
　比率ＴＢ＝（管内径Ｂ）／（電線径ＲＢ）
　比率ＴＤ＝（管長さＤ）／（電線径ＲＢ）
　表１に記載する実施例は、管内径Ｂが、電線１３の絶縁被覆部１５よりも大径か、若しくは、絶縁被覆部１５よりも小径であっても電線挿入時に第２筒部５４が容易に拡径変形し、絶縁被覆部１５を容易に挿入できる条件を満たしている。このため、図４に示すクリンパ１０１とアンビル１０３を用いた方法で容易に圧着接合することが可能である。
　表１に示すように、比率ＴＢが１．０～１．４の組み合わせ、つまり、管内径Ｂが電線径ＲＢの１．０～１．４倍未満の場合に、初期（製造直後）のエアリーク試験でエアリークがなく、且つ、高温放置後、及び引っ張り試験後のいずれも良好な結果が得られた。より具体的には、比率ＴＢが１．０～１．４、管長さＤが１．１ｍｍ以上、且つ、比率ＴＤが０．８以上で良好な結果が得られた。なお、表中の丸（○）が１００％止水できたものを示し、表中の三角が、丸よりも劣るが良好な止水性が得られたものである。また、表中のばつ（×）は十分な止水性が得られなかったものを示す。
　これに対し、比率ＴＢが１．５～１．７の比較例では、初期は比率ＴＢが１．７のサンプルを除き良好な止水性が得られたものの、高温放置後、及び引っ張り試験後のいずれも止水性が不十分であった。また、比率ＴＢが１．０～１．４の組み合わせであっても、管長さＤが１．０ｍｍ以下、且つ、比率ＴＤが０．７以下の比較例についても、初期は良好な止水性が得られたものの、高温放置後、及び引っ張り試験後のいずれも止水性が不十分であった。
　止水性に関しては、特に管内径Ｂと電線径ＲＢの関係が重要であり、比率ＴＢが１．６倍より小さければ、初期で１００％エアリークしないので、基本的に使用可能である。より環境が厳しい箇所で使用する場合は、高温放置の加速度試験に耐えた、比率ＴＢが１．４より小さいほうが好ましい。すなわち、表１によれば、管内径Ｂを電線径ＲＢの１．０～１．４倍にすることが有効であり、より好ましくは１．０～１．４倍未満が良いことが分かった。
　管長さＤについては、実施例及び比較例に記載のように、管長さＤが３．０ｍｍでは比率ＴＤが２．０～２．３の範囲で止水性を確保できることが確認される。また、管長さＤが３．０ｍｍ未満（１．１～３．０ｍｍ）であっても比率ＴＤが０．８以上（０．８～２．２）の範囲で止水性を確保でき、管長さＤが３．０ｍｍ以上（３．０～４．５ｍｍ）であっても比率ＴＤが３．２以下（２．２～３．２）の範囲で止水性を確保できることが確認された。
　管長さＤは、コンパクト化を図る観点からは短いことが望まれる一方、短くしすぎると絶縁被覆部１５との接触力が弱くなり、止水性に不利となる。発明者等は、管長さＤを電線径ＲＢ以上、つまり、比率ＴＤを１．０以上確保すれば、止水性を確保できることを確認している。なお、管長さＤが電線径ＲＢよりも極端に小さくない程度であれば、止水性を確保できる可能性があり、比率ＴＤを１．０未満の値にしても良い。但し、管長さＤの最小値は初期止水を満たす値に設定され、つまり、管長さＤが最小値より小さい場合は初期止水を満たさない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２は、導体断面積が０．５０ｍｍ２の電線１３の試験結果を示している。この試験において、電線１３の被覆厚は０．１５～０．３０ｍｍであり、圧着端子１１の板厚は０．２５ｍｍである。
　表２に示すように、導体断面積が０．５０ｍｍ２の電線１３の場合、比率ＴＢが１．０～１．５の組み合わせ、つまり、管内径Ｂが電線径ＲＢの１．０～１．５倍の場合に、初期（製造直後）、高温放置後、及び引っ張り試験後のいずれも良好な結果が得られ、比率ＴＢが１．６倍以上の比較例では、良好な結果が得られなかった。
　この表２によれば、比率ＴＢが１．７倍より小さければ、初期でエアリークし難いので、基本的に使用可能であり、より環境が厳しい箇所で使用する場合は、高温放置の加速度試験に耐えた、比率ＴＢが１．５倍より小さいほうが好ましい。すなわち、表２によれば、管内径Ｂを電線径ＲＢの１．０～１．５倍にすることが有効であり、より好ましくは１．０～１．５倍未満が良いことが分かった。
　管長さＤについては、実施例及び比較例に記載のように、比率ＴＤが０．８～３．５の範囲で止水性を確保できることが確認された。但し、比率ＴＤが０．８～３．５の範囲であっても、比率ＴＢが１．６～１．８で比率ＴＤが２．８では良好な止水性が得られなかった。
　管長さＤは、コンパクト化を図る観点からは短いことが望まれ、この電線１３の場合でも、管長さＤを電線径ＲＢ以上、つまり、比率ＴＤを１．０以上確保すれば、止水性を確保できることを確認している。なお、管長さＤが電線径ＲＢよりも極端に小さくない程度であれば、止水性を確保できる可能性があるため、比率ＴＤを１．０未満の値にしても良い。但し、管長さＤは初期止水を満たす値に設定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３は、導体断面積が０．３５ｍｍ２の電線１３の試験結果を示している。この試験において、電線１３の被覆厚は０．１５～０．３０ｍｍであり、圧着端子１１の板厚は０．２５ｍｍである。
　表３に示すように、導体断面積が０．３５ｍｍ２の電線１３の場合、比率ＴＢが１．０～１．７の組み合わせ、つまり、管内径Ｂが電線径ＲＢの１．０～１．７倍の場合に、初期（製造直後）、高温放置後、及び引っ張り試験後のいずれも良好な結果が得られ、比率ＴＢが１．８倍以上の比較例では、良好な結果が得られなかった。
　この表３によれば、比率ＴＢが１．９倍より小さければ、初期でエアリークし難いので、基本的に使用可能であり、より環境が厳しい箇所で使用する場合は、高温放置の加速度試験に耐えた、比率ＴＢが１．７倍以下が好ましい。すなわち、管内径Ｂを電線径ＲＢの１．０～１．７倍にすることが有効であることが分かった。
　管長さＤについては、実施例及び比較例に記載のように、比率ＴＤが０．７～４．１の範囲で止水性を確保できることを確認した。但し、比率ＴＤが０．７～４．１の範囲であっても、比率ＴＢが１．８～２．０で比率ＴＤが３．４では良好な止水性が得られなかった。
　管長さＤは、コンパクト化を図る観点からは短いことが望まれ、この電線１３の場合でも、管長さＤを電線径ＲＢ以上、つまり、比率ＴＤを１．０以上確保すれば、止水性を確保できることを確認している。なお、管長さＤが電線径ＲＢよりも極端に小さくない程度であれば、止水性を確保できる可能性があるため、比率ＴＤを１．０未満の値にしても良い。但し、管長さＤは初期止水を満たす値に設定される。
　表４～表６は、第１筒部５２の管内径Ａ、及び管長さＣ（図２参照）についての試験結果を示したものである。
　管内径Ａ、及び管長さＣは、圧着後の端子内倒れなどの異常変形にも関与する部分であるため、発明者等はこれらの点について検討した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４は、導体断面積が０．７５ｍｍ２の電線１３の試験結果を示している。この試験において、電線１３の被覆厚は０．１５～０．３０ｍｍであり、圧着端子１１の板厚は０．２５ｍｍである。また、実施例の管内径Ｂは１．６ｍｍであり、比較例の管内径Ｂは１．８ｍｍである。
　表４～表６中には、管内径Ａと導体外径ＲＡ（芯線部１４の外径）の比率ＴＡ、及び、導体外径ＲＡと管長さＣとの比率ＴＣも記載している。
　比率ＴＡ＝（管内径Ａ）／（導体外径ＲＡ）
　比率ＴＣ＝（管長さＣ）／（導体外径ＲＡ）
　表４に示すように、導体断面積が０．７５ｍｍ２の電線１３の場合、比率ＴＡが１．１～１．８の組み合わせ、つまり、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．１～１．８倍の場合に、初期（製造直後）、高温放置後、及び引っ張り試験後のいずれも良好な止水性が得られ、また、圧着後の端子内倒れなどの異常変形を十分に防止できる、という結果が得られた。より好ましくは、比率ＴＡが１．４以下、つまり、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．４倍以下の場合に、高温放置の加速度試験に耐える止水性が得られ、且つ、異常変形も抑えられることが分かった。これに対し、比率ＴＡが１．９倍以上の比較例では、良好な結果が得られなかった。
　管長さＣについては、実施例に記載のように、比率ＴＣが２．０～３．９の範囲で止水性を確保できること、及び異常変形を防止できることが確認された。止水性に関わる変形を抑える点、及び異常変形を防止する観点から管長さＣはある程度長いことが望まれる。このため、以上の結果から、管長さＣは導体外径ＲＡの２倍以上確保することが好ましい。また、２倍以上確保すれば、図２に符号αで示す係止溝（セレーション）の面積も確保し易くなり、電気的接続を良好にし、電線１３も抜けにくくなる。
　但し、管長さＣの最小値は、導体挿入部である第１筒部５２の引っ張り強度を満たす長さに設定され、つまり、管長さＣが最小値より小さい場合は第１筒部５２の引っ張り強度を保てなくなり、自動車に使用することが難しくなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表５は、導体断面積が０．５０ｍｍ２の電線１３の試験結果を示している。この試験において、電線１３の被覆厚は０．１５～０．３０ｍｍであり、圧着端子１１の板厚は０．２５ｍｍである。また、実施例の管内径Ｂは１．４ｍｍであり、比較例の管内径Ｂは１．６ｍｍである。
　表５に示すように、導体断面積が０．５０ｍｍ２の電線１３の場合、比率ＴＡが１．１～１．７の組み合わせ、つまり、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．１～１．７倍の場合に、初期（製造直後）、高温放置後、及び引っ張り試験後のいずれも良好な止水性が得られ、また、圧着後の端子内倒れなどの異常変形を十分に防止できる、という結果が得られた。より好ましくは、比率ＴＡが１．５以下、つまり、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．５倍以下の場合に、高温放置の加速度試験に耐える止水性が得られ、且つ、異常変形も抑えられることが分かった。これに対し、比率ＴＡが１．９倍以上の比較例では、良好な結果が得られなかった。
　管長さＣについては、実施例に記載のように、比率ＴＣが２．５～４．９の範囲で止水性を確保できること、及び異常変形を防止できることが確認された。また、管長さＣを、表４の場合と同じく、２．６ｍｍに揃えることで、導体断面積が０．７５ｍｍ２の電線１３の場合と共通化できる。また、管長さＣを導体外径ＲＡの２倍以上に確保することで、電気的接続を良好にし、電線１３が抜けにくくなる。
　但し、管長さＣは、導体挿入部である第１筒部５２の引っ張り強度を保つ値に設定され、自動車などへの使用に対応する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表６は、導体断面積が０．３５ｍｍ２の電線１３の試験結果を示している。この試験において、電線１３の被覆厚は０．１５～０．３０ｍｍであり、圧着端子１１の板厚は０．２５ｍｍである。また、実施例の管内径Ｂは１．２ｍｍであり、比較例の管内径Ｂは１．４ｍｍである。
　表６に示すように、導体断面積が０．３５ｍｍ２の電線１３の場合、比率ＴＡが１．１～２．０の組み合わせ、つまり、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．１～２．０倍の場合に、初期（製造直後）、高温放置後、及び引っ張り試験後のいずれも良好な止水性が得られ、また、圧着後の端子内倒れなどの異常変形を十分に防止できる、という結果が得られた。より好ましくは、比率ＴＡが１．６以下、つまり、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．４倍以下の場合に、高温放置の加速度試験に耐える止水性が得られ、且つ、異常変形も抑えられることが分かった。
　これに対し、比率ＴＡが２．１倍以上の比較例では、良好な結果が得られなかった。
　管長さＣについては、実施例に記載のように、比率ＴＣが２．８～５．６の範囲で止水性を確保できること、及び異常変形を防止できることが確認された。また、管長さＣを、表３及び表４の場合と同じく、２．６ｍｍに揃えることで、導体断面積が０．７５ｍｍ２及び０．５０ｍｍ２の電線１３の場合と共通化できる。また、比率ＴＣを２倍以上確保することで、電気的接続を良好にすることができると共に、芯線部１４を抜けにくくし易くなる。
　但し、管長さＣは、導体挿入部である第１筒部５２の引っ張り強度を十分に保つ値に設定され、自動車などへの使用に対応する。
　このような試験を行った結果、発明者等は、導体断面積が０．７５ｍｍ２の電線１３の場合、管内径Ｂは電線径ＲＢの１．０～１．４倍が好ましく、１．５倍を超えると止水性が不利になることを確認した。また、管長さＤは少なくとも電線径ＲＢの０．８～３．２倍で止水性を阻害せず、管長さＤは１．０ｍｍ以上、且つ、比率ＴＤは０．８以上が好ましいことを確認した。また、管内径Ａは、導体外径ＲＡの１．１～１．８倍が好ましく、２．０倍を超えると、端子内倒れなどの異常変形の防止に不利であり、管長さＣは少なくとも導体外径ＲＡの２．０～３．９倍の範囲で良好性能を維持できることを確認した。
　また、導体断面積が０．５０ｍｍ２の電線１３の場合、管内径Ｂは電線径ＲＢの１．０～１．５倍が好ましく、１．６倍を超えると徐々に止水性が不利になることを確認した。また、管長さＤは、少なくとも電線径ＲＢの０．８～３．５倍で止水性を阻害しないことを確認した。また、管内径Ａは、導体外径ＲＡの１．１～１．７倍が好ましく、２．０倍を超えると、端子内倒れなどの異常変形の防止に不利であり、管長さＣは少なくとも導体外径ＲＡの２．５～４．９倍の範囲で良好性能を維持できることを確認した。
　また、導体断面積が０．３５ｍｍ２の電線１３の場合、管内径Ｂは電線径ＲＢの１．０～１．７倍が好ましく、１．９倍を超えると止水性が不利になることを確認した。また、管長さＤは、少なくとも電線径ＲＢの０．８～３．４倍で止水性を阻害しないことを確認した。また、管内径Ａは、導体外径ＲＡの１．１～２．０倍が好ましく、２．３倍以上で、端子内倒れなどの異常変形の防止に不利であり、管長さＣは少なくとも導体外径ＲＡの２．８～５．６倍の範囲で良好性能を維持できることを確認した。
　なお、いずれの導体断面積でも、管長さＤは初期止水を満たす長さに設定され、管長さＤが最小値より小さい場合は初期止水を満たさない。また、管長さＣは導体挿入部である第１筒部５２の引っ張り強度を保つ長さに設定され、管長さＣが最小値より小さい場合は第１筒部５２の引っ張り強度を保てなくなり、自動車に使用することが難しくなる。
　ところで、導体断面積が０．３５～０．７５ｍｍ２の電線１３は、芯線部１４の構造（本数など）、及び／又は電線１３の被覆厚に応じて、電線径ＲＢ、及び／又は導体外径ＲＡが変わることが知られている。
　発明者等は、様々な電線径ＲＢ、及び導体外径ＲＡのものに対し、上記条件を満たすものを検討した。その検討結果を表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表７に示すように、導体断面積が０．７５ｍｍ２の電線１３は、電線径ＲＢが１．３～１．９ｍｍ、導体外径ＲＡが０．９～１．３ｍｍの範囲であり、この電線１３に用いる圧着端子１１については、止水性、及び異常変形防止の観点から、管内径Ａが１．０～１．６ｍｍ、管内径Ｂが１．４～２．１ｍｍ、管長さＣが１．３～４．５ｍｍ、管長さＤが１．１～４．５ｍｍの範囲が好ましい。
　また、導体断面積が０．５０ｍｍ２の電線１３は、電線径ＲＢが１．１～１．７ｍｍ、導体外径ＲＡが０．８～１．１ｍｍの範囲であり、この電線１３に用いる圧着端子１１については、止水性、及び異常変形防止の観点から、管内径Ａが０．８５～１．４ｍｍ、管内径Ｂが１．２５～１．９ｍｍ、管長さＣが１．２～４．５ｍｍ、管長さＤが１．０～４．５ｍｍの範囲が好ましい。
　また、導体断面積が０．３５ｍｍ２の電線１３は、電線径ＲＢが０．９～１．５ｍｍ、導体外径ＲＡが０．６～０．９ｍｍの範囲であり、この電線１３に用いる圧着端子１１については、止水性、及び異常変形防止の観点から、管内径Ａが０．７～１．２ｍｍ、管内径Ｂが１．１～１．７ｍｍ、管長さＣが１．０～４．５ｍｍ、管長さＤが０．８～４．５ｍｍの範囲が好ましい。
　この表７には、上記範囲の略中央の値を記載している。この略中央の値を基準にして製作することにより、製作上の誤差が生じても上記範囲内に納めやすくなる。
　以上説明したように、本実施の形態では、電線１３の絶縁被覆部１５（被覆部）が挿入される第２筒部５４（被覆挿入部）よりも、芯線部１４（導体部）が挿入される第１筒部５２（導体挿入部）が小径に形成され、且つ、第２筒部５４の内径（管内径Ｂ）が、絶縁被覆部１５の外径（電線径ＲＢ）に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成された管状部２５を有する圧着端子１１を準備し、電線１３を管状部２５に挿入し、第２筒部５４と絶縁被覆部１５とを圧縮して圧着するので、電線１３の芯線部１４を第１筒部５２内に入れ易くし、且つ、圧着端子１１と被覆電線１３との間の止水性を確保し易くなる。
　従って、管状部２５、及び／又は電線１３の腐食を抑え、製品寿命を長くすることが可能になる。また、プレス加工、及びレーザー溶接によって前記閉塞筒状体を形成するため、大量生産にも対応し易い。
　しかも、これらの条件は、導体断面積が０．３５～０．７５ｍｍ２以外の電線１３を圧着する他の圧着端子１１に容易に適用でき、適用することで、サイズの異なる電線１３と圧着端子１１との間の止水性も確保し易くなる。
　また、絶縁被覆部１５の外径（電線径ＲＢ）が１．３～１．９ｍｍとなる導体断面積が０．７５ｍｍ２の電線１３の場合、第２筒部５４（被覆挿入部）の内径（管内径Ｂ）を電線径ＲＢに対して１．０～１．４倍の範囲内に形成することで、圧着端子１１と電線１３との間の止水性を確保し易くなる。
　また、電線径ＲＢが１．１～１．７ｍｍとなる導体断面積が０．５０ｍｍ２の電線１３の場合、第２筒部５４（被覆挿入部）の内径（管内径Ｂ）を、絶縁被覆部１５の外径に対して１．０～１．５倍の範囲内に形成することで、圧着端子１１と電線１３との間の止水性を確保し易くなる。
　また、電線径ＲＢが０．９～１．５ｍｍとなる導体断面積が０．３５ｍｍ２の電線１３の場合、第２筒部５４（被覆挿入部）の内径（管内径Ｂ）を、絶縁被覆部１５の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成することで、圧着端子１１と電線１３との間の止水性を確保し易くなる。
　また、第１筒部５２（導体挿入部）の内径（管内径Ａ）を、芯線部１４（導体部）の外径（導体外径ＲＡ）に対して１．１～２．０倍の範囲内に形成することで、止水性を確保し易くすると共に、圧着後の端子内倒れなどの異常変形を防止し易くなる。また、これらの条件は、導体断面積が０．３５～０．７５ｍｍ２以外の電線１３を圧着する他の圧着端子１１に容易に適用でき、適用することで、サイズの異なる電線１３と圧着端子１１との間の止水性を確保し易くすると共に、異常変形を防止し易くなる。
　また、電線径ＲＢが０．９～１．３ｍｍとなる導体断面積が０．７５ｍｍ２の電線１３の場合、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．１～１．８倍が好ましく、更に１．４倍以下に限定することで、より止水性が向上し、且つ、異常変形も抑えられる。また、電線径ＲＢが０．８～１．１ｍｍとなる導体断面積が０．５０ｍｍ２の電線１３の場合、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．１～１．７倍が好ましく、更に１．５倍以下に限定することで、より止水性が向上し、且つ、異常変形も抑えられる。また、電線径ＲＢが０．６～０．９ｍｍとなる導体断面積が０．３５ｍｍ２の電線１３の場合、管内径Ａが導体外径ＲＡの１．１～２．０倍が好ましく、更に１．６倍以下に限定することで、より止水性が向上し、且つ、異常変形も抑えられる。
　また、第２筒部５４（被覆挿入部）と第１筒部５２（導体挿入部）とを同軸に形成しているので、電線１３の芯線部１４、及び絶縁被覆部１５を第１筒部５２、及び第２筒部５４にそれぞれ円滑に挿入できる。
　また、管状部２５を電線挿入口３１以外が閉塞する閉塞筒状体に形成するので、第２筒部５４（被覆挿入部）と電線１３の絶縁被覆部１５（被覆部）との間の隙間を閉塞することに注意すれば、止水性を確保できる。つまり、管状部２５を閉塞筒状体に構成した上で、上記の条件を満たすように形成することで、止水性を効率良く確保することができる。
　上記説明では、図１等に示す電線接続構造体１０に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らない。例えば、上記説明では、圧着端子１１のボックス部２０が雌型端子を有する場合を例示したが、ボックス部２０が雄型端子を有する構成（雄型ボックス）でも良い。また、芯線部１４を構成する金属材料は、銅系材料でも良く、電線としての実用が可能な導電性を有する金属材料を広く適用可能である。
　１０　電線接続構造体
　１１　圧着端子
　１３　電線（被覆電線）
　１４　芯線部（導体部）
　１５　絶縁被覆部（被覆部）
　１５ａ　被覆先端部
　２０　ボックス部
　２５　管状部（段差管）
　３１　電線挿入口（開口部）
　５２　第１筒部（導体挿入部）
　５３　拡径筒部（導体ガイド）
　５４　第２筒部（被覆挿入部）

Claims (11)

  1. 　管状部を有する端子と、被覆電線の導体部とを前記管状部で圧着した電線接続構造体の製造方法であって、
    　前記被覆電線の被覆部が挿入される被覆挿入部よりも、前記導体部が挿入される導体挿入部が小径に形成され、且つ、前記被覆挿入部の内径が、前記被覆部の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成された前記管状部を有する前記端子を準備し、
    　前記被覆電線を前記管状部に挿入し、前記被覆挿入部と前記被覆部とを圧縮して圧着することを特徴とする電線接続構造体の製造方法。
  2. 　前記被覆部の外径が１．３～１．９ｍｍの前記被覆電線の場合、前記被覆挿入部の内径を、前記被覆部の外径に対して１．０～１．４倍の範囲内に形成することを特徴とする請求項１に記載の電線接続構造体の製造方法。
  3. 　前記被覆部の外径が１．１～１．７ｍｍの前記被覆電線の場合、前記被覆挿入部の内径を、前記被覆部の外径に対して１．０～１．５倍の範囲内に形成することを特徴とする請求項１に記載の電線接続構造体の製造方法。
  4. 　前記被覆部の外径が０．９～１．５ｍｍの前記被覆電線の場合、前記被覆挿入部の内径を、前記被覆部の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成することを特徴とする請求項１に記載の電線接続構造体の製造方法。
  5. 　前記導体挿入部の内径を、前記導体部の外径に対して１．１～２．０倍の範囲内に形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電線接続構造体の製造方法。
  6. 　前記被覆挿入部と前記導体挿入部が同軸に形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電線接続構造体。
  7. 　前記管状部の電線挿入口と反対側の端部を閉口し、前記反対側の端部から前記電線挿入口に向かって前記電線挿入口以外が閉塞する閉塞筒状体を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電線接続構造体の製造方法。
  8. 　前記被覆挿入部の長さは、前記被覆部の外径に対して０．８倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の電線接続構造体の製造方法。
  9. 　前記被覆挿入部の長さは、前記被覆部の外径に対して０．８倍以上であることを特徴とする請求項３に記載の電線接続構造体の製造方法。
  10. 　前記被覆挿入部の長さは、前記被覆部の外径に対して０．７倍以上であることを特徴とする請求項４に記載の電線接続構造体の製造方法。
  11. 　管状部を有する端子と、被覆電線の導体部とを前記管状部で圧着した電線接続構造体であって、
    　前記管状部は、前記電線の被覆部が挿入される被覆挿入部よりも、前記導体部が挿入される導体挿入部が小径に形成され、且つ、前記被覆挿入部の内径が、前記被覆部の外径に対して１．０～１．７倍の範囲内に形成され、
    　前記被覆挿入部と前記被覆部とが圧縮して圧着されていることを特徴とする電線接続構造体。
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