JP6485323B2

JP6485323B2 - ワイヤハーネス

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Publication number: JP6485323B2
Application number: JP2015212658A
Authority: JP
Inventors: 守恭山本
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: US9666959B2; US20170125926A1; JP2017084642A; CN106972288A

Description

本発明は、電線の端部にコネクタを備えるワイヤハーネスに関する。

従来、電線の端部にコネクタを備えるワイヤハーネスでは、電線の端部に圧着された接続端子をコネクタの端子挿入孔に挿入、係止する構造のものが多用されている（図６参照）。この構造において、電線を構成する導線と接続端子とに異なる種類の金属が採用される場合がある。異種金属が接触する箇所には接触電位差が発生し、その接触箇所に電解質水溶液としての水分が付着すると、標準電極電位が低い金属に腐食が発生する恐れがある。

例えば、アルミニウム電線に銅製の接続端子を圧着している場合、その接触箇所に水分が付着すると、標準電極電位が低い方のアルミニウム電線に腐食が発生しやすい。

このため、例えばアルミニウム電線に銅製端子を圧着する等、異種金属同士を接続する場合には、その接続箇所にて異種金属接触腐食を防止するために、種々の防水シールド処理が施されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１には、端子付き電線１２０における端子１３０と電線１２０との金属接触部分の電食を防止するために防食部材１４０を用いる技術が開示されている（図７参照）。この防食部材１４０は、密着部１４２と防食被覆部１４４とから構成された長尺筒状の部材であり、端子１３０の芯線圧着部１３４と、芯線圧着部１３４が圧着された電線１２０の芯線露出部１２２とを被覆することで、端子１３０と電線１２０との金属接触部分の防食を行っている。

特許文献２には、熱収縮性を有する樹脂チューブと、その内面に設けられた接着剤層とからなり、接着剤層が樹脂チューブの長さ方向の中央部のみに設けられている熱収縮チューブが開示されている。この熱収縮チューブ内に絶縁被覆電線の接合部を挿入後、加熱してその径方向に収縮させる。加熱により流動した接着剤層が該接合部を被覆し、その上から収縮した熱収縮チューブにより覆われることで、防水および防食を行っている。

特開２０１２−０７４１７６号公報、図３、段落００１６特開２０１４−０７３６３７号公報、図１、図３、段落００１０

しかしながら、特許文献２に記載のような接着剤付きの熱収縮チューブを用いて、特許文献１に記載のように電線と接続端子との圧着箇所に防水シールド処理を施す場合、まず電線の端部に圧着された接続端子を熱収縮チューブに通した後、圧着箇所を適切に覆う位置に熱収縮チューブを配置、固定した上で、加熱して熱収縮させていたので（図５参照）、作業工数が多くなり、防水シールドの位置の精度も良くなかった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、防水シールドを要する接続端子付き電線の所定領域上に熱収縮チューブを位置精度よく被せることで防水性能を向上させ、もって異種金属接触腐食を防止することができるとともに、組立作業性のよいワイヤハーネスを提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤハーネスは、上記目的を達成するため、絶縁被覆材が皮剥ぎされ導線端部が露出した複数の被覆電線と、接続部と第１のバレル部と第２のバレル部とを有し、前記第１のバレル部で前記導線端部を固定し、前記第２のバレル部で前記絶縁被覆材の皮剥ぎ後の端部を固定した接続端子と、内面に熱溶融性を有する接着剤が積層された熱収縮チューブであって、前記導線端部から前記接続端子の前記絶縁被覆材の固定部までを含む範囲に熱収縮した状態に被せられた複数の熱収縮チューブと、各端子挿入孔に前記接続端子の接続部のみを脱出不能に収容するコネクタと、を備え、前記接着剤が、前記熱収縮時に溶けて前記絶縁被覆材の内部空間を占めて固化し止水するようになっているワイヤハーネスであって、前記コネクタは、前記接続端子との接続側端面が前記熱収縮した熱収縮チューブの前記第１のバレル部寄りの端に一致しており、かつ、前記接続側端面より一体に延設され、熱収縮する前の前記熱収縮チューブと同一の長さの前記熱収縮チューブを保持する筒孔を有し、前記熱収縮した熱収縮チューブを覆う保持筒部を備えた構成となっている。

この構成により、本発明に係るワイヤハーネスでは、熱収縮する前の熱収縮チューブをコネクタ側の保持筒部の筒孔に保持した状態で、被覆電線の端部に固定された接続端子を熱収縮チューブの中に挿通して、接続端子の接続部をコネクタの端子挿入孔に脱出不能に挿入することができ、その後に、保持筒部の外方から加熱することにより、熱収縮チューブを熱収縮させて導線端部から接続端子の絶縁被覆材の固定部までを含む範囲に被せることができる。すなわち、接続端子の接続部を端子挿入孔に挿入する作業を行うと、被覆電線を熱収縮チューブに通す従来の作業も同時に行っていることになる。これにより、被覆電線を熱収縮チューブに通す従来の作業を別途行う必要がないので、組立作業性が向上する。

また、保持筒部は、熱収縮する前の熱収縮チューブと同一の長さで、コネクタの接続側端面に一体に延設されているので、接続端子の接続部がコネクタの端子挿入孔に収容されたとき、接続端子付きの被覆電線に対して熱収縮チューブが常に同じ位置に正確に配置されることになる。この状態で保持筒部の外から熱を加えて熱収縮チューブを熱収縮させることで、被覆電線において防水シールドが必要な領域に正確に熱収縮チューブを被せることができるので、防水性能が向上する。これにより、被覆電線の導線と接続端子とが異種の金属からなる場合にも、異種金属接触腐食を効果的に防止することができる。

本発明によれば、防水シールドを要する接続端子付き電線の所定領域上に熱収縮チューブを位置精度よく被せることで防水性能を向上させ、もって異種金属接触腐食を防止することができるとともに、組立作業性のよいワイヤハーネスを提供することができる。

本発明の一実施形態に係り、図１（ａ）は接続端子が取り付けられた被覆電線の側面図であり、図１（ｂ）はその平面図である。本発明の一実施形態に係り、図２（ａ）は熱収縮する前の熱収縮チューブが挿入された状態で図１の被覆電線の接続端子がコネクタに装着されている様子を示す断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本発明の一実施形態に係り、図３（ａ）は図２から熱収縮チューブが熱収縮した状態を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。本発明の別の実施形態に係り、図４（ａ）は熱収縮する前の熱収縮チューブが挿入された状態で図１の被覆電線の接続端子がコネクタに装着されている様子を示す断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。従来技術に係り、接続端子が取り付けられた被覆電線に熱収縮チューブを装着する様子を示す説明図である。従来技術に係り、図６（ａ）は接続端子付きの被覆電線がコネクタに装着された状態を示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。従来技術に係り、特許文献１に記載の端子付き電線を示す図である。

以下、本発明に係るワイヤハーネスの実施の形態について、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
まず、図１〜図３を参照して第１の実施形態について説明する。
第１の実施形態に係るワイヤハーネス１は、絶縁被覆材１３が皮剥ぎされ導線端部１２ａが露出した複数の被覆電線１１と、各被覆電線１１の端部に固定された接続端子１５と、防水シールドを要する各被覆電線１１の端部の所定領域上に熱収縮した状態で被せられた熱収縮チューブ３０と、コネクタ１９と、を備えている。

各被覆電線１１は、図１に示すように、径が小さいアルミニウム線の束である導線１２と、導線１２を被覆するＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの絶縁被覆材１３と、を有し、絶縁被覆材１３の端部、例えば長さ１０〜１５ｍｍの端部が皮剥ぎされ、導線１２が露出する構成である。なお、導線１２は、径が大きい１本のアルミニウム線等であってもよい。また、導線１２は、銅線であってもよい。

接続端子１５は、図１に示すように、接続部１６と第１のバレル部１７と第２のバレル部１８とを有し、第１のバレル部１７で導線端部１２ａを固定し、第２のバレル部１８で絶縁被覆材１３の皮剥ぎ後の端部１３ａを固定している。

接続部１６は、この例では、角筒形状、すなわち雌形に形成されているが、雄形でもよい。組付け前の第１のバレル部１７と第２のバレル部１８は、それぞれ両側一対に開いた平板片部であり、カシメ冶具により抱き込む形態にカシメられる。接続端子１５は、第１のバレル部１７がカシメられ導線１２を抱き込み状態に固定し、かつ第２のバレル部１８がカシメられ絶縁被覆材１３の皮剥ぎ後の端部１３ａを抱き込み状態に固定している。このようにして、接続端子１５は、各被覆電線１１の端部に設けられている。接続端子１５は、例えば、銅、無酸素銅（電気すずめっき）、黄銅、あるいはアルミニウム合金などの良導電性金属板を板金加工してなる成形体とすることができる。

熱収縮チューブ３０は、内面に熱溶融性を有する接着剤３２が積層されている。また、熱収縮チューブ３０は、導線端部１２ａから接続端子１５の絶縁被覆材１３の固定部までを含む範囲に熱収縮した状態に被せられている。

熱収縮チューブ３０は、例えば、ポリオレフィン系、ナイロン系、シリコン系、フッ素樹脂系又はポリエステルエラストマー系などの合成樹脂からなる筒状の部材とすることができる。熱収縮性を有する熱収縮チューブ３０は、例えば、溶融押出機などによりごく細い筒状の樹脂部材を成形し、電離放射線照射などにより樹脂を架橋し、チューブの内部に圧縮空気を送り込むなどして拡径した後、冷却固定することにより製造することができる。このようにして得られた熱収縮チューブ３０は、加熱されると拡径前の細い筒状まで径方向に収縮する形状記憶特性を有している。

熱収縮チューブ３０の内面に積層された接着剤３２は、熱収縮時に溶けて絶縁被覆材１３の内部空間を占めて固化し止水するようになっている。

接着剤３２は、例えば、熱溶融性（熱可塑性）のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等のホットメルト接着剤とすることができる。

コネクタ１９は、各端子挿入孔２０に接続端子１５の接続部１６のみを脱出不能に収容する構成となっている。

具体的には、図２および図３に示すように、コネクタ１９は、複数の端子挿入孔２０と、各端子挿入孔２０内に孔壁の一側より張り出すロック片２２と、を有している。コネクタ１９は、各端子挿入孔２０に接続端子１５の接続部１６を収容し、かつ、接続部１６の通過時に接続部１６により押し倒されて後張出状態に復帰するロック片２２が接続部１６の挿入方向後端をロック片２２が当接して脱出不能に収容するようになっている。コネクタ１９の前端部には相手方の接続端子を受け入れるための相手端子受孔２６が形成されている。

コネクタ１９は、例えば、ガラス繊維（ＧＦ）や無機フィラー等の充填材を配合して異方性を緩和し、精密成形性と耐熱性に優れるＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）製の射出成形体とすることができ、あるいは、ポリエステル樹脂、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂製であってもよい。また、コネクタ１９は、ＧＦおよび無機フィラーを配合した強化ポリエチレンテレフタレート樹脂の射出成形体とすることができる。

また、コネクタ１９は、接続端子１５との接続側端面２９が熱収縮した熱収縮チューブ３０の第１のバレル部１７寄りの端に一致している。また、コネクタ１９は、接続側端面２９より一体に延設され、熱収縮する前の熱収縮チューブ３０と同一の長さの熱収縮チューブ３０を保持する筒孔２５を有し、熱収縮した熱収縮チューブ３０を覆う保持筒部２４を備えている。

図２（ｂ）に示すように、保持筒部２４は、矩形の断面形状を有しており、その筒孔２５は同図平面視で端子挿入孔２０よりも大きくなっている。よって、図２（ａ）に示すように、筒孔２５の長手方向の先端部と端子挿入孔２０の長手方向の後端部とは、段状に連接されている。この段状の部分には長手方向に垂直な方向に延在する当接面部２８が形成されている。このため、熱収縮チューブを筒孔２５に収容する場合、熱収縮チューブ３０の長手方向の先端部が当接面部２８に当接するまで挿入することにより、熱収縮チューブ３０を筒孔２５内に常に一定の長手方向位置に正確に配置することができるようになっている。

また、図２（ａ）に示すように、保持筒部２４は、長手方向において熱収縮チューブ３０と同一の長さを有しているので、熱収縮チューブ３０を筒孔２５に収容する場合、熱収縮チューブ３０の後端部が保持筒部２４の端面と面一になるまで挿入することにより、熱収縮チューブ３０を筒孔２５内に常に一定の長手方向位置に正確に配置することができるようになっている。

また、熱収縮する前の熱収縮チューブ３０を筒孔２５内に収容した状態で、接続端子１５付きの被覆電線１１を筒孔２５に挿通し、接続部１６を端子挿入孔２０に収容することができるようになっている。

また、保持筒部２４を構成する壁部は、熱収縮チューブ３０を収容した状態で、ドライヤー等で外部から熱を加えた際に効率よく熱収縮チューブ３０を熱収縮させることができる程度まで肉薄になっている。このため、保持筒部２４の基部には接続側端面２９が形成されている。ただし、保持筒部２４は、熱収縮する前の熱収縮チューブ３０を保持しておく程の強度は有している。

保持筒部２４は、熱収縮する前の熱収縮チューブ３０を保持しておく機能の他にも、接続端子１５が取り付けられた被覆電線１１の端部を保護する機能も有している。

保持筒部２４は、その筒孔２５が、熱収縮させる前の熱収縮チューブ３０の外周長よりも長い内周長を有するように構成されている。こうすることで、熱収縮チューブ３０を、必要以上に大きく歪ませることなく、筒孔２５内に収容することができる。

また、保持筒部２４の断面矩形の筒孔２５は、その短辺の長さが熱収縮させる前の熱収縮チューブ３０の外形の直径よりも若干小さくしておくのが好ましい。これにより、熱収縮チューブ３０を筒孔２５に挿入した際に、熱収縮チューブ３０の壁部が弾性変形し、筒孔２５の断面矩形の短辺に対応する一対の対向する壁部を熱収縮チューブ３０の壁部が押圧した状態になるので、熱収縮チューブ３０を保持筒部２４に確実に保持することができる。この状態に加えて、さらに、筒孔２５の断面矩形の長辺に対応する一対の対向する壁部を、弾性変形した熱収縮チューブ３０の壁部が押圧した状態となるようにしてもよい。これにより、保持筒部２４の保持力がさらに強まる。

次に、組立方法を説明する。
まず、コネクタ１９の保持筒部２４の筒孔２５内に、熱収縮チューブ３０を挿入しておく。次いで、接続端子１５が端部に設けられた被覆電線１１を、コネクタ１９の保持筒部２４に挿通し、接続部１６がロック片２２によりロックされるまで、接続部１６を端子挿入孔２０に押し込む。その後、保持筒部２４の外部からドライヤー等で熱を加え、熱収縮チューブ３０を径方向に熱収縮させて被覆電線１１の端部の所定の防水シールド領域に被せるようにする。この熱収縮時に、熱収縮チューブ３０の内面に積層されていた熱溶融性の接着剤３２は、溶けて絶縁被覆材の内部空間を占めて固化し止水するようになっている。以上で組立が完了する。

次に、作用・効果を説明する。
第１の実施形態に係るワイヤハーネス１では、熱収縮する前の熱収縮チューブ３０をコネクタ側の保持筒部２４の筒孔２５に保持した状態で、被覆電線１１の端部に固定された接続端子１５を熱収縮チューブ３０の中に挿通して、接続端子１５の接続部１６をコネクタ１９の端子挿入孔２０に脱出不能に挿入することができ、その後に、保持筒部２４の外方から加熱することにより、熱収縮チューブ３０を熱収縮させて導線端部１２ａから接続端子１５の絶縁被覆材１３の固定部までを含む範囲に被せることができる。すなわち、接続端子１５の接続部１６を端子挿入孔２０に挿入する作業を行うと、被覆電線１１を熱収縮チューブ３０に通す従来の作業も同時に行っていることになる。これにより、被覆電線１１を熱収縮チューブ３０に通す従来の作業を別途行う必要がないので、組立作業性が向上する。

また、保持筒部２４は、熱収縮する前の熱収縮チューブ３０と同一の長さで、コネクタ１９の接続側端面２９に一体に延設されているので、接続端子１５の接続部１６がコネクタ１９の端子挿入孔２０に収容されたとき、接続端子１５付きの被覆電線１１に対して熱収縮チューブ３０が常に同じ位置に正確に配置されることになる。この状態で保持筒部２４の外から熱を加えて熱収縮チューブ３０を熱収縮させることで、被覆電線１１において防水シールドが必要な領域に正確に熱収縮チューブ３０を被せることができるので、防水性能が向上する。これにより、被覆電線１１の導線１２と接続端子１５とが異種の金属からなる場合にも、異種金属接触腐食を効果的に防止することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係り、熱収縮する前の熱収縮チューブ３０を保持筒部４４に保持した状態を示している。第２の実施形態は、保持筒部４４の断面形状が第１の実施形態と相違しているのみであり、その他の構成要素については、第１の実施の形態と同一の符号を付して、構成、作用、効果の説明を省略する。

図４（ｂ）に示すように、保持筒部４４は、楕円形の断面形状を有している。その筒孔５５は同図平面視で端子挿入孔２０よりも大きくなっている。よって、第１の実施形態と同様に、筒孔４５と端子挿入孔２０との継ぎ目に段状の当接面部２８が形成されている。このため、熱収縮チューブを筒孔４５に収容する場合、熱収縮チューブ３０の長手方向の先端部が当接面部２８に当接するまで挿入することにより、熱収縮チューブ３０を筒孔４５内に常に一定の長手方向位置に正確に配置することができるようになっている。

保持筒部４４は、その筒孔４５が、熱収縮させる前の熱収縮チューブ３０の外周長よりも長い内周長を有するように構成されている。こうすることで、熱収縮チューブ３０を、必要以上に大きく歪ませることなく、筒孔４５内に収容することができる。

また、保持筒部４４の断面楕円形の筒孔４５は、その短径が熱収縮させる前の熱収縮チューブ３０の外形の直径よりも小さくしておくのが好ましい。これにより、熱収縮チューブ３０を筒孔４５に挿入した際に、熱収縮チューブ３０の壁部が弾性変形し、筒孔４５の断面楕円形の短径に対応する一対の対向する壁部を熱収縮チューブ３０の壁部が押圧した状態になるので、熱収縮チューブ３０を保持筒部４４に確実に保持することができる。

また、保持筒部４４の断面楕円形の筒孔４５は、熱収縮させる前の熱収縮チューブ３０を収容した状態で、熱収縮チューブ３０の外周面が筒孔４５の内周面に接触している面積を比較的広くできるので、保持筒部４４の外から加熱する場合に効率的に熱収縮チューブ３０を加熱することができる。

上記各実施形態の説明では、コネクタ１９における１つの端子挿入孔２０およびそれに対応して設けられた保持筒部２４、４４について主に説明してきたが、複数の端子挿入孔およびそれに対応する複数の保持筒部をコネクタ１９に設け得ることは勿論である。また、保持筒部２４、４４の断面形状として、矩形、楕円形の他にも円形、長矩形、多角形等、任意の形状にすることができる。

本発明のワイヤハーネスは、接続端子付き電線の防水シールドを要する領域の上に熱収縮チューブを位置精度よく被せることで防水性能を向上させ、もって異種金属接触腐食を防止することができるとともに、組立作業性がよいという効果を有し、電線の端部にコネクタを備えるワイヤハーネス全般に有用である。

１ワイヤハーネス
１１被覆電線
１２導線
１２ａ導線端部
１３絶縁被覆材
１３ａ皮剥ぎ後の端部
１５接続端子
１６接続部
１７第１のバレル部
１８第２のバレル部
１９、４９コネクタ
２０端子挿入孔
２２ロック片
２４、４４保持筒部
２５、４５筒孔
２８当接面部（接続側端面）
２９接続側端面
３０熱収縮チューブ
３２接着剤

Claims

絶縁被覆材が皮剥ぎされ導線端部が露出した複数の被覆電線と、
接続部と第１のバレル部と第２のバレル部とを有し、前記第１のバレル部で前記導線端部を固定し、前記第２のバレル部で前記絶縁被覆材の皮剥ぎ後の端部を固定した接続端子と、
内面に熱溶融性を有する接着剤が積層された熱収縮チューブであって、前記導線端部から前記接続端子の前記絶縁被覆材の固定部までを含む範囲に熱収縮した状態に被せられた複数の熱収縮チューブと、
各端子挿入孔に前記接続端子の接続部のみを脱出不能に収容するコネクタと、
を備え、前記接着剤が、前記熱収縮時に溶けて前記絶縁被覆材の内部空間を占めて固化し止水するようになっているワイヤハーネスであって、
前記コネクタは、前記接続端子との接続側端面が前記熱収縮した熱収縮チューブの前記第１のバレル部寄りの端に一致しており、かつ、前記接続側端面より一体に延設され、熱収縮する前の前記熱収縮チューブと同一の長さの前記熱収縮チューブを保持する筒孔を有し、前記熱収縮した熱収縮チューブを覆う保持筒部を備えたことを特徴とするワイヤハーネス。