JP6856138B2 - 端子付き電線およびワイヤーハーネス - Google Patents
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Description
<全体の構成>
まず、本発明の一実施形態にかかる端子付き電線1の全体の構成を、図1,2を参照しながら説明する。本発明の一実施形態にかかる端子付き電線1は、導体3が絶縁被覆4により被覆された電線2と、端子金具5が、電気接続部6において電気的に接続されてなる。そして、電気接続部6を含む部位を被覆して、樹脂材料よりなる樹脂被覆部7が形成されている。本明細書においては、端子付き電線1の長手方向に沿って、端子金具5が配置された側を前方、電線2が配置された側を後方とする。
以下、端子付き電線1を構成する電線2、端子金具5、樹脂被覆部7の具体的構成について説明する。
電線2の導体3は、単一の金属線よりなってもよいが、複数の素線が撚り合わされた撚線よりなることが好ましい。この場合、撚線は、1種の金属素線より構成されていてもよいし、2種以上の金属素線より構成されていてもよい。また、撚線は、金属素線以外に、有機繊維よりなる素線などを含んでいてもよい。撚線中には、電線2を補強するための補強線(テンションメンバ)等が含まれていてもよい。
端子金具5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5の表面の一部(例えば接点)もしくは全体には、スズ、ニッケル、金またはそれらを含む合金など、各種金属によりめっきが施されていてもよい。
上記のように、樹脂被覆部7は、端子金具5と導体3の間の電気接続部6を被覆することで、外部から電気接続部6への水等の腐食因子の侵入を防止することができる。これにより、樹脂被覆部7は、腐食因子による電気接続部6の腐食を防止する役割を果たす。
図1,2に示す形態においては、樹脂被覆部7が、第一の被覆層7aと第二の被覆層7bの2層からなっている。第一の被覆層7aと第二の被覆層7bは、相互に異なる樹脂材料よりなっている。
本発明の実施形態にかかるワイヤーハーネスは、上記本発明の実施形態にかかる端子付き電線1を含む複数の電線よりなる。ワイヤーハーネスを構成する電線の全てが本発明の実施形態にかかる端子付き電線1であってもよいし、その一部のみが本発明の実施形態にかかる端子付き電線1であってもよい。
樹脂被覆部が第一の被覆層と第二の被覆層の2層よりなる場合について、各界面の接着強度と、防食性能に対する温度サイクルの影響との関係を評価した。
樹脂被覆部を構成する材料として、以下のような樹脂材料を用いた。
・樹脂A1:ポリエステル系エラストマー樹脂(東レ・デュポン社製「ハイトレルHTD−741H」)
・樹脂A2:ポリウレタン系エラストマー樹脂(BASF社製「エラストランET580」)
・樹脂A3:ポリオレフィン系エラストマー樹脂(住友化学社製「エスポレックス3675」)
・樹脂A4:ポリウレタン系エラストマー樹脂(BASF社製「S60D」)
(2)第二の被覆層
・樹脂B1:ポリエステル系樹脂(ポリプラ社製「C7000NY」)
・樹脂B2:ポリカーボネート系樹脂(三菱化学社製「H−4000」)
・樹脂B3:ポリプロピレン系樹脂(ダイセルポリマー社製「ダイセルPP PT3F1」)
・樹脂B4:ナイロン系樹脂(東レ社製「アラミンU121」)
・樹脂B5:ポリフェニレンサルファイド系樹脂(DIC社製「FZ−2100」)
第一の被覆層の端子金具表面に対する接着強度を評価するために、端子金具材料のモデルとしてのスズめっき銅合金板の表面に、上記第一の被覆層を構成する樹脂材料をそれぞれ射出成形した。また、第二の被覆層の絶縁被覆に対する接着強度を評価するために、絶縁被覆のモデルとしてのPVCシートの表面に、上記第二の被覆層を構成する樹脂材料をそれぞれ射出成形した。さらに、第一の被覆層と第二の被覆層の間の接着性を評価するために、スズめっき銅合金板の表面に、第一の被覆層を構成する樹脂材料を射出成形し、さらにその表面に第二の被覆層を構成する樹脂材料を射出成形した。なお、各樹脂材料を射出成形する際の条件は、後述する防食性能評価において、各実施例および比較例にかかる端子付き電線について、第一の被覆層および第二の被覆層を形成する際の条件に合わせた。
(1)試料の作製
端子付き電線における防食性能を評価するために、まず、電線を作製した。つまり、ポリ塩化ビニル(重合度1300)100質量部に対して、可塑剤としてジイソノニルフタレート40質量部、充填剤として重炭酸カルシウム20質量部、安定剤としてカルシウム亜鉛系安定剤5質量部を180℃で混合し、ポリ塩化ビニル組成物を調製した。次いで、得られたポリ塩化ビニル組成物を、アルミニウム合金線を7本撚り合わせたアルミニウム合金撚線よりなる導体(断面積0.75mm2)の周囲に0.28mm厚で押出被覆した。これにより電線(PVC電線)を作製した。
上記で作製した各実施例および比較例にかかる端子付き電線に対して、JIS C 60068−2−14に準拠した温度サイクル試験を行った。この際、端子付き電線を125℃に30分間保持したのち、−40℃に30分間保持する工程を、1サイクルとして、1000サイクルの温度サイクル試験を実施した。
下の表1に、第一の被覆層(第一層)および第二の被覆層(第二層)を構成する樹脂材料の種類とともに、各界面における材料間の接着強度の測定結果を示す。そして、温度サイクル実施後の塩水噴霧による防食試験について、評価結果を示す。
次に、樹脂材料同士が接触している第二の被覆層と絶縁被覆の間の界面、および第一の被覆層と第二の被覆層の間の界面の状態を、断面の顕微鏡観察によって確認した。
第二の被覆層と絶縁被覆の間の接着部に対応する試料として、PVCシートの表面に、PBT(上記樹脂B1)を射出成形し、試料1とした。また、第一の被覆層と第二の被覆層の間の接着部に対応する試料として、スズめっき銅合金板の表面に、ポリエステル系エラストマー樹脂(上記樹脂A1)を射出成形し、さらにその表面にPBT(上記樹脂B1)を射出成形し、試料2とした。各射出成形時の条件を、下の表2にまとめる。なお、試料2の射出成形の条件は、上記防食性能試験における実施例1に対応するものとなっている。
上記試料1および試料2の断面の薄片試料を作製し、透過型電子顕微鏡(TEM)による観察を行った。この際、加速電圧は100kVとした。観察倍率は、8000倍および40000倍とした。
図3に、試料1のPVC/PBT界面のTEM像を示す。(a)が倍率8000倍、(b)が倍率40000倍の像である。画像上方の比較的明るいグレーの層がPBT、下方の比較的暗いグレーの層がPVCに対応している。画像中に白線で囲んで示すように、PVCとPBTの界面に、PBTの層およびPVCの層よりも暗く、厚さ100nm以下程度の、滑らかな凹凸を有する層が観察されている。この層は、PBTとPVCがともに溶融し、相互拡散した状態で固化して形成された融着層であると解釈できる。PVC層と融着層、またPBT層と融着層は、相互に密着しており、PVCとPBTの界面において、融着層を介した強固な接着が達成されていることが確認できる。
樹脂被覆部を構成する樹脂被覆層の接着強度と、その樹脂被覆層を形成する際の条件との関係を評価した。
PVCシートの表面に、PBT(上記樹脂B1)を射出成形し、試料を作製した。射出成形を行う際、表3に示すように、樹脂温度、金型温度、保持圧、接着強度の各条件を変化させて、複数の試料を作製した。いずれの試料においても、射出圧力は120MPaとし、冷却時間は10秒とした。また、PBT層の厚さは2.0mmとした。
上記接着性試験と同様に、室温にて、JIS K 6850に準拠してせん断接着試験を行うことで、各条件で作製した試料の引張せん断接着強度を測定した。
下の表3に、PBT樹脂の成形条件と、測定された接着強度を示す。
2 電線
3 導体
4 絶縁被覆
5 端子金具
52 第一のバレル部
53 第二のバレル部
6 電気接続部
7 樹脂被覆部
7a 第一の被覆層
7b 第二の被覆層
Claims (7)
- 端子金具と、導体の外周を絶縁被覆で被覆した電線とが、電気接続部において電気的に接続され、樹脂材料よりなり、前記電気接続部を被覆する樹脂被覆部を有する端子付き電線において、
前記樹脂被覆部は、前記端子金具の表面に接触して設けられた第一の被覆層と、前記第一の被覆層および前記絶縁被覆に接触して設けられた第二の被覆層と、を有し、
前記第一の被覆層と前記端子金具との間の引張せん断接着強度は、1.0MPa以上であり、前記第二の被覆層と前記絶縁被覆との間の引張せん断接着強度は、0.5MPa以上であり、前記第一の被覆層と前記第二の被覆層の間の引張せん断接着強度は、1.0MPa以上であることを特徴とする端子付き電線。 - 前記第二の被覆層と前記絶縁被覆との界面において、融着が生じ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。
- 前記第二の被覆層を構成する樹脂材料は、前記第一の被覆層を構成する樹脂材料よりも高い融点を有することを特徴とする請求項1または2に記載の端子付き電線。
- 前記第一の被覆層と前記第二の被覆層との界面において、融着が生じ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。
- 前記第一の被覆層は、ポリエステル系エラストマーおよびポリウレタン系エラストマーの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載に記載の端子付き電線。
- 前記第二の被覆層は、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂のいずれか少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の端子付き電線。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の端子付き電線を有することを特徴とするワイヤーハーネス。
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