JP5739923B2

JP5739923B2 - ワイヤハーネス、端子および、端子と被覆導線の接続方法

Info

Publication number: JP5739923B2
Application number: JP2013032373A
Authority: JP
Inventors: 博折戸; 泰木原; 幸大川村; 翔外池
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: JP2014164824A

Description

本発明は自動車等に用いられるワイヤハーネス等に関するものである。

従来、自動車、ＯＡ機器、家電製品等の分野において、電力線や信号線として、ワイヤハーネスが用いられている。ワイヤハーネスは、電線に取り付けられ他の機器等との接続に用いられる圧着端子を含む。電線は、絶縁体で被覆された被覆部と、被覆部先端から芯線が露出する導体部分の露出部とを有し、圧着端子が被覆部および露出部のそれぞれに圧着されることによって、導電性のワイヤハーネスが構成される。軽量化の観点から、芯線材料としてアルミニウムを用いた電線が注目される。圧着端子としては、電気特性に優れる銅が使用されることが多い。

例えばアルミニウムと銅のような異種金属の接触部分に水分が付着すると、標準電極電位の違いから、いわゆる電食が発生する恐れがある。特に、アルミニウムと銅との標準電極電位差は大きいから、電気的に卑であるアルミニウム側の腐食が進行する。このため、芯線と圧着端子との接続状態が不安定となり、接触抵抗の増加や線径の減少による電気抵抗の増大、さらには断線が生じて電装部品の誤動作、機能停止に至る恐れがある。

このような異種金属が接触するワイヤハーネスにおいて、電線と圧着端子との接続部を覆うように樹脂材を充填したものがある（特許文献１）。樹脂材を充填することによって、電線と圧着端子との接触部分に水分が付着するのを防止することができる。

特開２００４−１１１０５８号公報

しかし、特許文献１の方法では、樹脂材を別途充填しなければならないので、製造工程が複雑になり、その分、製造工程における管理も複雑化するという問題が生じる。また、工程が複雑になった分、ワイヤハーネス全体のコストも上がってしまう。従って、樹脂材を用いない止水方法が望まれている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、樹脂材を用いずに電線との接触部分への水分の付着を予防可能であり、かつ、製造工程の簡略化を図ることが可能な圧着端子およびこの圧着端子を用いたワイヤハーネスを提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、被覆導線と端子とが接続されるワイヤハーネスであって、前記端子は、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、前記圧着部は、被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部とを有し、前記被覆導線が挿入される部位を除き、他の部位が封止されており、前記導線圧着部は、前記被覆圧着部より圧縮量が大きく、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との境界部には圧縮量が徐々に変化するテーパ部が形成され、前記圧着部に前記被覆導線が挿入され、前記圧着部で前記被覆導線が圧着された際に、前記テーパ部の内面の少なくとも一部に前記圧着部の内面に突出する凸部が形成されることを特徴とするワイヤハーネスである。

前記導線と前記被覆部との間の外径段差部に対応する位置の少なくとも一部に、前記凸部が形成されてもよい。

前記凸部は、前記圧着部の周方向に連続して形成されてもよい。

第１の発明によれば、導線を強圧着し、被覆部を相対的に弱く圧着した場合であっても、圧縮後の導線と被覆部との境界のテーパ部に形成されるエア溜りを、凸部によって小さくすることができる。このようなエア溜りは、使用時において、熱膨張を起こす恐れがある。この場合、エアが被覆部を圧縮して、外部に逃げる。この際、エアの流路から、水分が浸入する恐れがある。したがって、このようなエア溜りはできるだけ小さくすることが望ましい。本発明では、凸部によってテーパ部により生じる空間が縮小されるため、エア漏れやエア漏れに伴う水の浸入を抑制することができる。

また、このような凸部が導線と被覆部との境界の外径段差部に形成されることで、確実に外径段差部に対応する位置のエア溜りの発生を抑制することができる。

また、凸部が周方向に連続して形成されることで、テーパ部および被覆部と導線部との境界の外径段差部の全周に対して、エア溜りの発生を抑制することができる。

第２の発明は、被覆導線と接続される端子であって、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、前記圧着部は、被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部とを有し、前記被覆導線が挿入される部位を除き、他の部位が封止されており、前記圧着部に前記被覆導線が挿入され、前記圧着部で前記被覆導線が圧着された際に、前記導線と前記被覆部との境界近傍のテーパ部に対応する位置の少なくとも一部に、前記圧着部の内面に突出する凸部が形成されることを特徴とする端子である。

第２の発明によれば、被覆電線と接続した際に、被覆部と導線部との境界のテーパ部に形成されるエア溜りを抑制することが可能な端子を得ることができる。

第３の発明は、端子と被覆導線との接続する方法であって、前記端子は、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、前記圧着部は、被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部とを有し、前記被覆導線が挿入される部位を除き、他の部位が封止されており、前記圧着部の内面の少なくとも一部は内面に突出する凸部が形成されており、前記圧着部に前記被覆導線を挿入し、前記導線圧着部が前記被覆圧着部より圧縮量が大きく、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との境界部には圧縮量が徐々に変化するテーパ部を形成するように前記圧着部で前記被覆導線を圧着し、この際に、前記凸部を前記テーパ部に対応する位置の少なくとも一部に位置するように前記圧着部を圧着することを特徴とする端子と被覆導線の接続方法である。

第３の発明によれば、被覆部と導線部との境界のテーパ部に形成されるエア溜りを抑制することが可能な端子と被覆導線の接続方法を得ることができる。

本発明によれば、樹脂材を用いずに電線との接触部分への水分の付着を予防可能であり、かつ、製造工程の簡略化を図ることが可能な圧着端子およびこの圧着端子を用いたワイヤハーネスを提供することができる。

ワイヤハーネス１を示す分解斜視図。図１のＡ−Ａ線断面図。ワイヤハーネスの圧着方法の説明図。圧着後のワイヤハーネス１の斜視図。図４のＢ−Ｂ線断面図。圧着後の被覆部と電線との境界のテーパ部近傍の部分の拡大図であって、（ａ）は、凸部がない場合のエア溜り２７を示す図、（ｂ）は、凸部２５ｂを設けた状態を示す図。

以下、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。図１はワイヤハーネス１の分解斜視図であって、加締め前の状態を示し、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。ワイヤハーネス１は、電線１０と圧着端子２０とを有する。電線１０は、絶縁被覆部１２と芯線露出部１１を有する。絶縁被覆部１２は、導電性を有する芯線１６が絶縁体で被覆されて構成される。芯線露出部１１は、絶縁被覆部１２の長手方向Ｘ先端から芯線１６の一部が露出する部位である。芯線１６は、アルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム系材料で構成され、より詳細には、複数のアルミニウム合金線等を撚って形成される。

圧着端子２０は、端子本体２１と、圧着部２２とを有する。端子本体２１は、長手方向Ｘの前端部２０Ａから、図示しない雄型コネクタを挿入可能である。端子本体２１には、雄型コネクタの挿入タブに接触する弾性接触片２１Ａを備える。圧着部２２は、後端部２０Ｂから電線１０を挿入可能である。

圧着部２２は、導線圧着部２３と、被覆圧着部２４とを有する。導線圧着部２３は、被覆圧着部２４と端子本体２１との間に位置する。被覆圧着部２４は、後端部２０Ｂに開口するとともに、電線１０が後端部２０Ｂから挿入可能なように、長手方向Ｘへ延びる断面中空の略円筒形状を有する。

圧着端子２０は、例えばプレス加工により製造される。この場合、まず、表面が錫メッキされた黄銅等の銅合金条を、端子を平面展開した形状に打ち抜く。次いで、中空四角柱体の端子本体２１と中空円柱体の圧着部２２とから構成される立体的な端子形状に曲げ加工する。

さらに、圧着部２２が水密になるように、封止される。詳細には、圧着部形状に円状に形成された縁部同士を互いに突合せ、接合部２９を形成する。また、圧着部２２の端子本体２１側の端部がつぶされて、封止部２６が設けられる。接合部２９および封止部２６は、例えばレーザ溶接等によって溶接される。

このようにすることで、圧着部２２は、略筒状の中空体となり、内部に空間が形成される。この結果、電線１０が挿入される後端部２０Ｂを除き、圧着部２２は、周方向および一方の端部が封止される。

上記のような圧着部２２において、被覆圧着部２４の内面には、中心方向へ突出する凸部２５ａ、２５ｂが形成される。凸部２５ａ、２５ｂは、被覆圧着部２４の周方向において環状に形成される。

なお、芯線１６を覆う絶縁被覆部１２としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン等、この技術の分野において通常用いられるものを選択することができる。

このようにすることで、後述する圧着後において、圧着部２２の後端部側（電線挿入側）を被覆圧着部２４と絶縁被覆部１２との密着によって水密に封止することができる。この際、圧着部２２の後端部側以外の他の部位は、接合部２９および封止部２６によって水密に封止することで、圧着部２２への水分の浸入を防止することができる。

次に、ワイヤハーネス１の圧着方法について説明する。図３はワイヤハーネス１の圧着方法を示す概略図である。図示したように、導線圧着部２３および被覆圧着部２４は、圧着工具３０によって圧着することができる。圧着工具３０は、上金型３１と下金型３２とによって構成される。上金型３１は、略半円状である。上金型３１は、大径部３４と、大径部３４よりも小さい半径を有する小径部３３とを備える。大径部３４は、被覆圧着部２４に対応する。小径部３３は、導線圧着部２３に対応する。

導線圧着部２３は、被覆圧着部２４よりも圧縮量が大きく、強く圧着される。すなわち、大径部３４と小径部３３との間には、徐々に圧縮量が変化するテーパ部が形成される。

小径部３３および大径部３４のいずれも、加締め前の圧着部２２の直径よりも、その径が小さい。下金型３２は、略半円状であり、導線圧着部２３および被覆圧着部２４に対応するいずれの部分もその半径は同じである。なお、上金型３１と下金型３２とを組み合わせることで、断面略円状に、圧縮対象を圧縮することができる。なお、圧縮部の形状は、図示した例に限られず、円形以外の形状で圧着することもできる。

図４は、導線圧着部２３および被覆圧着部２４を径方向内側へ加締めて圧着したワイヤハーネス１を示す斜視図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。圧着部２２には、電線１０が挿入される。この際、導線圧着部２３には電線１０の芯線露出部１１が位置し、被覆圧着部２４には絶縁被覆部１２が位置するように、電線１０が挿入される。圧着部２２の長手方向Ｘにおける寸法は、芯線露出部１１の長手方向Ｘにおける寸法よりも大きい。したがって、電線１０を圧着部２２に挿入すると、芯線露出部１１と絶縁被覆部１２との境界部が圧着部２２の内周に対向して位置する。

圧着部２２に芯線露出部１１および絶縁被覆部１２を挿入した状態で、前述した金型によって圧着部２２が加締められる。これにより、導線圧着部２３と芯線露出部１１とが圧着され、被覆圧着部２４と絶縁被覆部１２とが圧着される。

被覆圧着部２４には、凸部２５ａ、２５ｂが設けられる。圧着部２２を加締めると、凸部２５ａは、絶縁被覆部１２の外周面に対して他の部分よりも強圧着することができる。したがって、絶縁被覆部１２には強圧着部１３が形成される。

なお、前述したように、導線圧着部２３は被覆圧着部２４よりも圧縮量が大きく、強く圧着されるため、導線圧着部２３と被覆圧着部２４との間に徐々に圧縮量が変化するテーパ部２８が形成される。すなわち、テーパ部２８は、絶縁被覆部１２と芯線露出部１１との境界部近傍の外周部に形成される。

テーパ部２８には、凸部２５ｂが設けられる。凸部２５ｂは、テーパ部２８のどこに位置されてもよい。すなわち、圧着後にテーパ部２８に対応するいずれかの位置にあらかじめ凸部２５ｂが設けられる。なお、テーパ部２８は、端子の上面にのみ形成される例を示したが、全周にわたってテーパ部２８が形成されてもよい。

また、さらに望ましくは、凸部２５ｂは、絶縁被覆部１２と芯線露出部１１との境界部近傍に形成される外径段差部に対応する位置に設けられる。ここで、絶縁被覆部１２と芯線露出部１１とは、圧着前の状態で外径が異なる。このため、絶縁被覆部１２と芯線露出部１１との境界には、外径が変化する外径段差部が形成される。このように、凸部２５ｂは、絶縁被覆部１２と芯線露出部１１との間に形成される外径段差部に対応する位置に設けられることが望ましい。

図６は、絶縁被覆部１２と芯線露出部１１との間に形成されるテーパ部２８近傍の拡大図である。図６（ａ）に示すように、テーパ部２８近傍に凸部２５ｂのような形状を有さないと、テーパ形状に応じたエア溜り２７が形成される。これは、導線圧着部２３と被覆圧着部２４とは圧縮量が異なり、その境界にテーパ部２８が形成されるが、内部の絶縁被覆部１２と芯線露出部１１は、このテーパ形状に完全に追従できないためである。このようなエア溜りが生じると、使用時において、エアが熱膨張する恐れがある。この場合、エアが絶縁被覆部１２と被覆圧着部２４との隙間から外部に逃げる。この際、エアの流路から、水分が浸入する恐れがある。したがって、このようなエア溜りはできるだけ小さくすることが望ましい。

これに対し、図６（ｂ）に示すように、本発明では、テーパ部２８に絶縁被覆部１２と芯線露出部１１の境界部が位置する。また、テーパ部２８には凸部２５ｂが設けられる。したがって、テーパ部２８や外径段差部によって形成される、エア溜りに対して、凸部２５ｂが突出し、この空間が縮小される。このため、エア漏れやエア漏れに伴う水の浸入を抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、圧着部２２の内部のエア溜りの発生を抑制することができる。したがって、エアの漏れや、エア膨張時における水分の浸入などを抑制することができる。このため、例えば、電線１０の芯線１６がアルミニウム系材料で構成され、圧着端子２０の導線圧着部２３が銅系材料で構成されるような、異種金属が接触する部位に対して、水分の浸入を防止し、電食を防止することができる。

また、通常、導線圧着部２３は、被覆圧着部２４よりも強く圧着する必要があるため、導線圧着部２３と被覆圧着部２４との間には、圧縮量が徐々に変化するテーパ部２８が形成される。したがって、テーパ部２８に凸部２５ｂを配置することで、確実に絶縁被覆部１２と芯線露出部１１との境界近傍に形成される空間に凸部２５ｂを配置することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、凸部２５ａ、２５ｂの断面形状は図示した形状に限定するものではない。その断面形状が、半円形、三角形などの多角形等を有するものであってもよい。また、凸部２５ａ、２５ｂの径方向内側部分の断面形状が、長手方向Ｘに平行延びる軸線に傾斜するようにしてもよい。すなわち、前端部２０Ａ側から後端部２０Ｂ側に向かってその径が大きくなるように傾斜していてもよい。このように傾斜することによって、後端部２０Ｂ側から電線１０を挿入したときには比較的挿入しやすいが、その逆方向には移動しにくく、挿入した電線１０を抜けにくくすることができる。

また、凸部２５ｂは、周方向に連続した環状に形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、上部および下部にのみ凸部２５ｂを形成し、圧着部の側方は、平滑にしてもよい。この場合、圧縮方向の上下に凸部２５ｂを配置することで、圧着時に、凸部２５ｂを段差部に押し込むことができる。このように、凸部２５ｂは段差部に対応する部位の少なくとも一部に形成されればよい。

また、本発明では、凸部２５ａ、２５ｂの両方を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、凸部２５ｂのみであっても、前述したエア溜りの生成を抑制する効果を得ることができる。したがって、本発明では、凸部２５ａは、必ずしも必要ではない。また、逆に凸部２５ａを複数個所に形成することもできる。

１…ワイヤハーネス
１０…電線
１１…芯線露出部
１２…絶縁被覆部
１３…強圧着部
１６…芯線
２０…圧着端子
２０Ａ…前端部
２０Ｂ…後端部
２１…端子本体
２１Ａ…弾性接触片
２２…圧着部
２３…導線圧着部
２４…被覆圧着部
２５ａ、２５ｂ…凸部
２６…封止部
２７…エア溜り
２８…テーパ部
２９…接合部
３０…圧着工具
３１…上金型
３２…下金型
３３…小径部
３４…大径部

Claims

被覆導線と端子とが接続されるワイヤハーネスであって、
前記端子は、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、
前記圧着部は、被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部とを有し、前記被覆導線が挿入される部位を除き、他の部位が封止されており、
前記導線圧着部は、前記被覆圧着部より圧縮量が大きく、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との境界部には圧縮量が徐々に変化するテーパ部が形成され、
前記圧着部に前記被覆導線が挿入され、前記圧着部で前記被覆導線が圧着された際に、
前記テーパ部の内面の少なくとも一部に前記圧着部の内面に突出する凸部が形成されることを特徴とするワイヤハーネス。
前記導線と前記被覆部との間の外径段差部に対応する位置の少なくとも一部に、前記凸部が形成されることを特徴とする請求項１記載のワイヤハーネス。
前記凸部は、前記圧着部の周方向に連続して形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のワイヤハーネス。
被覆導線と接続される端子であって、
前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、
前記圧着部は、被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部とを有し、前記被覆導線が挿入される部位を除き、他の部位が封止されており、
前記圧着部に前記被覆導線が挿入され、前記圧着部で前記被覆導線が圧着された際に、前記導線と前記被覆部との境界近傍のテーパ部に対応する位置の少なくとも一部に、前記圧着部の内面に突出する凸部が形成されることを特徴とする端子。
端子と被覆導線との接続する方法であって、
前記端子は、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、
前記圧着部は、被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部とを有し、前記被覆導線が挿入される部位を除き、他の部位が封止されており、
前記圧着部の内面の少なくとも一部は内面に突出する凸部が形成されており、
前記圧着部に前記被覆導線を挿入し、
前記導線圧着部が前記被覆圧着部より圧縮量が大きく、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との境界部には圧縮量が徐々に変化するテーパ部を形成するように前記圧着部で前記被覆導線を圧着し、
この際に、前記凸部を前記テーパ部に対応する位置の少なくとも一部に位置するように前記圧着部を圧着することを特徴とする端子と被覆導線の接続方法。