JP2009230998A - 端子金具付き電線の製造方法及び端子金具付き電線 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な作業で水分の浸入を防ぐことが可能な端子金具付き電線の製造方法及び端子金具付き電線を提供する
【解決手段】電線の芯線２１を端子金具の電線接続部に接続し、そ電線接続部に接続した芯線２１の金属素線間の間隙へ浸透可能な樹脂を付着させる。その後、電線接続部の樹脂部分に熱収縮チューブ４０を外挿し、熱収縮チューブ４０を収縮させることで樹脂を芯線２１の金属素線間に浸透させる。これにより、熱収縮チューブ４０を収縮させるという簡易な作業で、樹脂を芯線２１の金属素線間に浸透させることができ、水分の浸入を防ぐことが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、端子金具付き電線の製造方法及び端子金具付き電線に関する。

例えば、電気自動車に使用される被覆電線には、その芯線が露出された先端部と端子金具とをかしめて圧着したものが使用されている。そして、この端子金具を介してバッテリーやインバーター等の電気部品や機器間の接続が行われるようになっている。

ここで、圧着後の露出した芯線は、そのままの状態にすると水分が付着して素線間の隙間に浸透し、そこから毛細管現象等によって被覆電線中に水分が浸入するおそれがある。そのため、かかる芯線部分に防水処理を施す必要がある。

例えば、特許文献１に示すように、電線の芯線に端子金具が圧着されて露出した先端部を、成形のキャビティに収容してセットし、溶融状態のモールド樹脂を射出注入することにより、露出した接続部分の防水を図る技術がある。
特開２００１−１６２６５７公報

ところで、被覆電線の芯線に、複数本の金属素線が撚り合わされてなる撚り線が使用されている場合には、樹脂を射出注入するだけでは、各撚り線間の間隙（隙間）の部分に樹脂が十分に浸透せずに間隙が残り、かかる間隙を介して水分が浸入するおそれがある。そこで、露出した部分に樹脂を注入する際に、樹脂を圧入したり、真空引き作業をすることにより各撚り線間の間隙の部分に樹脂を十分に浸透させることも考えられるが、かかる場合にはその分の作業が必要になる。また、電線径が太くなると、電線に樹脂を注入し、真空引きしても、金属素線間に充填されにくくなる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡易な作業で水分の浸入を防ぐことが可能な端子金具付き電線の製造方法及び端子金具付き電線を提供することを目的とする。

本発明は、複数本の金属素線が撚り合わされてなる芯線を有する電線に端子金具を接続してなる端子金具付き電線の製造方法であって、前記電線の芯線を前記端子金具の電線接続部に接続する接続工程と、その後、前記電線接続部に接続した前記芯線に前記金属素線間の間隙へ浸透可能な樹脂を付着させる樹脂付着工程と、その後、前記電線接続部の樹脂部分に収縮性チューブを外挿するチューブ外挿工程と、その後、前記収縮性チューブを収縮させることで樹脂を前記芯線の金属素線間に浸透させるチューブ収縮工程とを含むところに特徴を有する。
なお、金属素線間の間隙へ浸透可能な樹脂は、かかる間隙へ浸透可能な粘性（粘度）の樹脂とすることができる。
この種の樹脂としては、前記芯線に吸着されている水分と反応して硬化する反応硬化性樹脂（湿気硬化性樹脂）が浸透性が高く好適である。
また、収縮性チューブは加熱により収縮するものとすると、設備費が低コストとなる。
また、樹脂及び収縮性チューブを透明とすると電線接続部の接続状態を視認することが可能になる。

本発明によれば、収縮性チューブを収縮させるという簡易な作業で、樹脂を芯線の金属素線間に浸透させることができ、水分の浸入を防ぐことが可能になる。これにより、真空引き作業や圧入等により樹脂を金属素線間に浸透させる必要がなくなる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７を参照しつつ説明する。
本実施形態の端子金具付き電線１０は、被覆電線２０の先端部に端子金具３０が接続されてなり、例えば電気自動車において走行用の動力源を構成するバッテリ、インバータ、モータなどの装置（図示せず）の間に配索されるものである。

端子金具付き電線１０は、図１に示すように、被覆電線２０と、被覆電線２０の先端部に接続される端子金具３０と、接続部分への水分の浸入を防ぐ防水樹脂４０（本発明の「金属素線間の間隙へ浸透可能な樹脂」に相当）と、その接続部分の周囲を被覆する熱収縮チューブ５０（本発明の「収縮性チューブ」に相当）と、を有する。

被覆電線２０は、複数本の細いアルミ線の金属素線２１Ａが撚り合わされてなる芯線２１を樹脂製の絶縁被覆２２（絶縁層）で被覆したものであり、その端末部においては、絶縁被覆２２が剥き取られて芯線２１が露出されている。なお、本実施形態の被覆電線２０は、銅合金製の従来の芯線に代えてアルミ製の芯線２１を使用することで、軽量化や低コスト化が図られている。

端子金具３０は、図３に示すように、いわゆるオープンバレル型であって、被覆電線２０が接続される電線接続部３１と、電線接続部３１と連続しバッテリー等の電気機器に取り付けられる環状の端子部３５と、からなり、アルミ製よりも高い強度が得られる銅合金製とされている。

電線接続部３１は、芯線２１と接続される芯線接続部３２と、被覆電線２０を保持する電線保持部３３と、を有する。
芯線接続部３２は、長方形状で下方に湾曲した底板３２Ａの側縁部３２Ｂ,３２Ｂが立ち上げられてなる半円筒（樋）状をなし、この内部に露出状態の芯線２１が収容される。そして、この状態で露出した芯線２１を溶接用のホーン（図示しない）で上から押さえ付け、そのホーンにより高周波振動を加えることにより、芯線接続部３２と、芯線２１とが電気的に接続（超音波溶接）されるようになっている。
電線保持部３３は、芯線接続部３２から連続した底板の左右両側縁から一対のカシメ片３３Ａ，３３Ａが立ち上げられてなり、これらの一対のカシメ片を芯線２１側に湾曲させることにより、被覆電線２０を離脱しないように保持する。

端子部３５は、電線接続部３１と連続して設けられており、バッテリー端子等の棒状の端子に円環の孔３５Ａから挿入されて導通が図られる。

防水樹脂４０は、図５に示すように、水分を通さない透明（半透明）の樹脂であり、水分により硬化するいわゆる湿気硬化型や熱により硬化する熱硬化型等の外部からの何らかの影響で硬化する反応硬化性樹脂が用いられる。この樹脂は、硬化前は、ジェル状（半液体）であって、芯線２１の金属素線間の間隙へ浸透可能な程度の粘性を有する。本実施形態では、防水樹脂４０としては、例えば、シリコーン樹脂を用いている。この防水樹脂４０は、芯線２１（の金属素線２１Ａ間の間隙Ｇ）に水分が吸着されていれば、芯線２１の金属素線２１Ａ間の間隙Ｇへ浸透したときに、芯線２１に吸着されている水分と反応して硬化する。
なお、防水樹脂４０としては、２種類の物質を混合させるいわゆる２液型のエポキシ樹脂でもよいが、シリコーン樹脂を用いれば、硬化後も柔軟性を有するから、より好適である。

熱収縮チューブ５０は、図２に示すように、円筒形状をなし、加熱により収縮が可能な樹脂材料（例えば、電子線架橋ポリエチレンなど）からなる。この熱収縮チューブ５０により、外部の衝撃から保護するようになっている。

製造当初（熱収縮前）における熱収縮チューブ５０の径の大きさは、端子金具３０が取り付けられた被覆電線２０を容易に挿通できる大きさとなっている（図６参照）。この熱収縮チューブ５０は、透明のものが用いられており、透明の防水樹脂４０を介して、芯線２１と電線接続部３１との接続状態を視認できるようになっている。なお、熱収縮チューブ５０に防水性を持たせると、防水性を持たせるための内層の接着剤等が高温で溶融するおそれがあるため、本実施形態では、熱収縮チューブ５０は、非防水のものが用いられている。

そして、後述するチューブ収縮工程の際には、この熱収縮チューブ５０により防水樹脂４０を金属素線２１Ａ間の間隙Ｇへ押し込む役割を果たす。

次に、端子金具付き電線の製造方法ついて説明する。
被覆電線２０と端子金具３０とを接続する接続工程、防水樹脂４０を付着させる樹脂付着工程、熱収縮チューブ５０を通すチューブ外挿工程、熱収縮チューブ５０を収縮させるチューブ収縮工程の順に行われる。
以下、順番に説明する。

（接続工程）
図３に示すように、被覆電線２０の端部にて絶縁層を剥ぎ取って芯線２１を露出させ、端子金具３０の芯線接続部３２（電線接続部３１）上に芯線２１を載置（収容）する。そして、アルミはんだで芯線接続部３２と芯線２１とをはんだ付けし、芯線２１を溶接用のホーン（図示しない）で上から押さえ付け、そのホーンにより高周波振動を加える。これにより、芯線２１が一部溶融して端子金具３０に溶接され、電気的に接続される。

（樹脂付着工程）
次に、図４に示すように、樹脂注入機（図示しない）から、芯線２１と端子金具３０との接続部分及び芯線２１の露出した部分の近傍に、ジェル状の防水樹脂４０を付着させる。これにより、防水樹脂４０が、露出した芯線２１と、芯線２１と端子金具３０との接続部分付近と、を覆うようになる。

（チューブ外挿工程）
次に、図６に示すように、熱収縮チューブ５０を、端子金具３０等の取り付けられた被覆電線２０に通す。そして、露出した芯線２１及び芯線２１と端子金具３０との接続部分に付着した防水樹脂４０の全体（電線接続部３１の防水樹脂部分全体を含む部分）を覆うように熱収縮チューブ５０が外挿される位置で保持する。このとき、防水樹脂４０はまだ液体に近い状態となっている。

（チューブ収縮工程）
次に、図７に示すように、端子金具の接続された電線を、防水樹脂４０、熱収縮チューブ５０とともに回転させる。これらをヒータ６０で熱すると、熱収縮チューブ５０の全体が徐々に収縮していく。すると、防水樹脂４０が熱収縮チューブ５０の収縮によって芯線２１内部に向けて押される。このとき、防水樹脂４０は、未硬化であって粘度が低いから、図２に示すように、熱収縮チューブ５０に押された防水樹脂４０が芯線２１の金属素線２１Ａ間の間隙Ｇにまで浸透して、金属素線２１Ａ間の間隙Ｇを埋める。また、防水樹脂４０は、反応硬化性樹脂であるから、芯線２１に吸着されている水分に触れて硬化し、間隙Ｇ（金属素線間）を埋める。

このように、本実施形態によれば、熱収縮チューブ５０を収縮させるという簡易な作業で、防水樹脂４０を芯線２１の金属素線２１Ａ間に浸透させることができ、水分の浸入を防ぐことが可能になる。これにより、真空引き作業や圧入等により防水樹脂４０を金属素線２１Ａ間に浸透させる必要がなくなる。

また、防水樹脂４０は、芯線２１に吸着されている水分と反応して硬化する反応硬化性樹脂である。そのため、間隙Ｇへ浸透して十分に硬化するから、間隙Ｇへの浸透性を高くできる。

さらに、熱収縮チューブ５０（収縮性チューブ）は加熱により収縮するものであるから、収縮設備がヒータ６０だけでよく、収縮設備を簡易な構成とすることができる。

また、防水樹脂４０及び熱収縮チューブ５０は透明であるから、電線の芯線２１と端子金具３０との接続状態を視認することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、水分の浸入を防ぐ防水樹脂４０としたが、これに限られず、芯線２１の金属素線２１Ａ間の間隙Ｇへ浸透可能な樹脂であればよい。このように、樹脂が防水性を有さなくても間隙Ｇに樹脂が浸透することにより、間隙へ水分が浸入しにくくなり、本発明の目的を達することが可能になる。また、樹脂は、熱硬化型や湿気硬化型等の反応硬化型に限らず、金属素線２１Ａ間の間隙Ｇへの水分の浸入を防ぐことが可能であれば他の樹脂でもよい。

（２）電線接続部と芯線を接続するに際しては、本実施形態のように、超音波接続に限らす、他の方法でも良い。例えば、底板の左右両側縁から一対のカシメ片を立ち上げた形態をなし、電線接続部の一対のカシメ片を芯線２１側に湾曲させて芯線２１を端子金具に圧着接続する構成としてもよい。また、オープンバレル型に限らず、環状の電線接続部の内部に通した芯線をかしめて圧着するいわゆるクローズドバレル型でもよい。

（３）上記実施形態では、熱収縮チューブ５０は、防水性を有さないものを用いたが、防水性を有するものを用いることも可能である。このように、熱収縮チューブ自体が防水効果を有すれば、より確実な防水が可能になる。また、加熱により収縮する熱収縮チューブ５０に限らず、何らかの反応等や力で収縮する収縮性チューブを用いても良い。

（４）上記実施形態では、接続工程にて芯線２２と端子金具３０とを圧着接続した後に、チューブ外挿工程にて端子金具３０の圧着された被覆電線２０に熱収縮チューブ４０を通す構成としたが、これに限らず、例えば、接続工程に先立って熱収縮チューブ４０を端子金具３０の取り付けられていない電線に通しておき、その後、接続工程にて端子金具３０を被覆電線２０に取り付けて圧着接続し、その後のチューブ外挿工程では、被覆電線２０に通されている熱収縮チューブ４０を被覆電線２０に沿って移動させて電線接続部３１の防水樹脂４０（樹脂部分）に外挿（樹脂部分まで移動）する構成としてもよい。

端子金具付き電線の側面図 図１のＡ−Ａ断面図 被覆電線に端子金具を取り付けた状態の図 防水樹脂注入後の側面図 図４のＢ−Ｂ断面図 熱収縮チューブの挿入を説明する図 熱収縮チューブの収縮を説明する図

符号の説明

１０…端子金具付き電線
２０…被覆電線
２１…絶縁被覆
２２Ａ…金属素線
２２…芯線
３０…端子金具
３１…電線接続部
３２…芯線接続部
４０…防水樹脂
５０…熱収縮チューブ（収縮性チューブ）

Claims (5)

1. 複数本の金属素線が撚り合わされてなる芯線を有する電線に端子金具を接続してなる端子金具付き電線の製造方法であって、
   前記電線の芯線を前記端子金具の電線接続部に接続する接続工程と、その後、前記電線接続部に接続した前記芯線に前記金属素線間の間隙へ浸透可能な樹脂を付着させる樹脂付着工程と、その後、前記電線接続部の樹脂部分に収縮性チューブを外挿するチューブ外挿工程と、その後、前記収縮性チューブを収縮させることで前記樹脂を前記芯線の金属素線間に浸透させるチューブ収縮工程とを含む端子金具付き電線の製造方法。
2. 前記樹脂は、前記芯線に吸着されている水分と反応して硬化する反応硬化性樹脂である請求項１記載の端子金具付き電線の製造方法。
3. 前記収縮性チューブは加熱により収縮するものである請求項１又は請求項２記載の端子金具付き電線の製造方法。
4. 前記樹脂及び前記収縮性チューブは透明であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の端子金具付き電線の製造方法。
5. 複数本の金属素線が撚り合わされてなる芯線を有する電線に端子金具を接続してなる端子金具付き電線であって、
   前記電線の芯線が前記端子金具の電線接続部に接続され、前記電線接続部に接続された前記芯線に前記金属素線間の間隙へ浸透可能な樹脂が付着され、前記電線接続部の樹脂部分に外挿された収縮性チューブを収縮させることで前記樹脂を前記芯線の金属素線間に浸透させてなる端子金具付き電線。

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