(57)【要約】【課題】電線導体と、表面にスズを含む金属層が形成された端子金具との間の電気接続部が防食剤によって被覆された端子付き被覆電線において、端子金具の防食剤に被覆されていない部位に発生した腐食が電気接続部および電線導体に達することが抑制された端子付き被覆電線、およびそのようなワイヤーハーネスを提供すること。【解決手段】端子付き被覆電線は、被覆電線の電線導体と端子金具５とが、電気接続部において電気的に接続され、電気接続部が絶縁性樹脂よりなる防食剤７によって被覆されてなる。端子金具５の少なくとも防食剤７に被覆された部位の表面には、銅スズ合金層５６が防食剤７の下層に露出して形成されている。【選択図】図３
2015109168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆電線の電線導体と端子金具とが、電気接続部において電気的に接続され、前記電気接続部が絶縁性樹脂よりなる防食剤によって被覆されてなり、
前記端子金具の少なくとも前記防食剤に被覆された部位の表面には、銅スズ合金層が前記防食剤の下層に露出して形成されていることを特徴とする端子付き被覆電線。
【請求項２】
前記電線導体はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる素線を有し、前記端子金具は銅または銅合金を母材としてなることを特徴とする請求項１に記載の端子付き被覆電線。
【請求項３】
請求項１または２に記載の端子付き被覆電線を有することを特徴とするワイヤーハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子付き被覆電線およびワイヤーハーネスに関し、さらに詳しくは、電線導体と端子金具の電気接続部の防食性に優れた端子付き被覆電線、およびそれを用いたワイヤーハーネスに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に配索される被覆電線の端末の電線導体には端子金具が接続されている。端子金具と被覆電線の電線導体とが電気的に接続された電気接続部においては、腐食を防止することが求められる。
【０００３】
特に近年、自動車等の車両の軽量化などを目的として、電線導体の材料にアルミニウムやアルミニウム合金を用いることが検討されている。一方、端子金具の材料には銅や銅合金が用いられることが多い。また、端子金具の表面にはスズめっきなどのめっきが施されることが多い。つまり、電線導体と端子金具の材質が異なる場合が生じる。電線導体と端子金具の材質が異なると、その電気接続部で異種金属接触による腐食が発生する。このため、電気接続部を確実に防食することが求められる。そこで、電気接続部の防食を図るため、例えば特許文献１に、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる電線導体と銅または銅合金よりなる端子金具との電気接続部を、接着性の樹脂よりなる防食剤によって覆うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
防食剤によって電線導体と端子金具との間の電気接続部を覆うことで、電気接続部における腐食の発生を高度に抑制することができる。しかし、端子金具の表面には、スズめっき層が形成されることが一般的であるが、スズは種々の金属種の中で比較的低い酸化還元電位を有し、腐食を受けやすい。端子金具のうち、防食剤に覆われず、スズめっき層が露出した部位において錆が発生すると、錆の発生が端子金具の表面に沿って進行して電気接続部にまで達し、さらには電線導体にまで到達する場合がある。すると、電気接続部や電線導体において、電気的特性や機械的特性の低下が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、電線導体と、表面にスズを含む金属層が形成された端子金具との間の電気接続部が防食剤によって被覆された端子付き被覆電線において、端子金具の防食剤に被覆されていない部位に発生した腐食が電気接続部および電線導体に達することが抑制された端子付き被覆電線、およびそのようなワイヤーハーネスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る端子付き被覆電線は、被覆電線の電線導体と端子金具とが、電気接続部において電気的に接続され、前記電気接続部が絶縁性樹脂よりなる防食剤によって被覆されてなり、前記端子金具の少なくとも前記防食剤に被覆された部位の表面には、銅スズ合金層が前記防食剤の下層に露出して形成されていることを要旨とする。
【０００８】
ここで、前記電線導体はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる素線を有し、前記端子金具は銅または銅合金を母材としてなることを特徴とする請求項１に記載の端子付き被覆電線。
【０００９】
本発明にかかるワイヤーハーネスは、上記の端子付き被覆電線を有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る端子付き被覆電線によれば、端子金具と電線導体の間の電気接続部が防食剤によって被覆されており、電気接続部が直接腐食環境に晒されることによる電気接続部の腐食が防止される。加えて、端子金具の少なくとも前記防食剤に被覆された部位の表面に、スズよりも高い酸化還元電位を有し、腐食を受けにくい銅スズ合金よりなる層が形成されている。これにより、端子金具のうち、防食剤に覆われていない電気接続部以外の部位の表面において、腐食が発生した場合にも、前記防食剤に被覆された電気接続部、および電気接続部に連続する電線導体には腐食が進行しにくくなっている。
【００１１】
ここで、電線導体がアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる素線を有し、端子金具が銅または銅合金を母材としてなる場合には、端子付き被覆電線の電気接続部において異種金属が接するので、適切な防食処理が施されなければ腐食が起こる確率が高くなるが、この電気接続部が防食剤によって被覆されていることで、電気接続部が直接水分等に接触することによる異種金属間の腐食が起こるのが高度に回避される。また、端子金具が銅または銅合金を母材とすることで、端子金具の表面にスズ層を作成し、適宜加熱を行うことで、銅スズ合金層が積層された構造を簡便に形成することができる。
【００１２】
本発明にかかるワイヤーハーネスは、上記の端子付き被覆電線を有するため、端子金具と電線導体との間の電気接続部において高い防食性能が得られ、また、端子金具の防食剤に覆われていない表面で発生した腐食が電気接続部に達することが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の端子付き被覆電線の一例の外観斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線縦断面図である。
【図３】端子金具の断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
（端子付き被覆電線の概略）
図１は本発明の端子付き被覆電線の一例を示す外観斜視図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線縦断面図である。図１および図２に示すように、本発明の端子付き被覆電線１は、電線導体３が絶縁体４により被覆された被覆電線２の電線導体３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いる。
【００１６】
端子金具５は、相手側端子と接続される細長い平板からなるタブ状の接続部５１と、接続部５１の端部に延設形成されているワイヤバレル５２とインシュレーションバレル５３からなる電線固定部５４を有する。
【００１７】
電気接続部６では、被覆電線２の端末の絶縁体４を皮剥ぎして、電線導体３を露出させ、この露出させた電線導体３が端子金具５の片面側に圧着されて、被覆電線２と端子金具５が接続される。端子金具５のワイヤバレル５２を被覆電線２の電線導体３の上から加締め、電線導体３と端子金具５が電気的に接続される。又、端子金具５のインシュレーションバレル５３を、被覆電線２の絶縁体４の上から加締める。
【００１８】
そして、電気接続部６は、図１において一点鎖線で示した範囲が、防食剤７により被覆される。尚、図１の電気接続部６は、防食剤７を透視した状態で示している。防食剤７は、電線導体３、電線導体３と端子金具５との接触部分等に外部から水分等が侵入して金属部分が腐食するのを防止する。
【００１９】
防食剤７が被覆している具体的な部分は、以下の部分である。図１に示すように、被覆電線２の先端２ａ側は、電線導体３の先端から端子金具５の接続部５１側に少しはみ出すように防食剤７で被覆する。端子金具５の先端５ａ側は、インシュレーションバレル５３の端部から被覆電線２の絶縁体４側に少しはみ出すように防食剤７で被覆する。図２に示すように、端子金具５の側面５ｂも防食剤７で被覆する。端子金具５の裏面５ｃは防食剤７で被覆しない。こうして、端子金具５と被覆電線２の外側周囲の形状に沿って、電気接続部６を防食剤７により所定の厚さで被覆する。被覆電線２の端末が皮剥ぎされて電線導体３が露出した部分は、防食剤７によって完全に覆われていて、外部に露出しないようになっている。なお、電気接続に影響を与えないのであれば、端子金具５の電線固定部５４の裏面側（ワイヤバレル５２およびインシュレーションバレル５３の裏面側も含む）を、防食剤７により被覆してもよい。
【００２０】
したがって、電気接続部６を被覆する防食剤７の周端のうち３方が端子金具５の表面に接し、１方が絶縁体４の表面に接する。つまり、防食剤７の周端の大部分が端子金具５の表面に接する。
【００２１】
以下、端子付き被覆電線１の各部を構成する材料について説明する。
（被覆電線）
被覆電線２の電線導体３は、複数の素線３ａが撚り合わされてなる撚線よりなる。この場合、撚線は、１種の金属素線より構成されていても良いし、２種以上の金属素線より構成されていても良い。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良い。なお、１種の金属素線より構成されるとは、撚線を構成する全ての金属素線が同じ金属材料よりなることをいい、２種以上の金属素線より構成されるとは、撚線中に互いに異なる金属材料よりなる金属素線を含んでいることをいう。撚線中には、被覆電線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良い。
【００２２】
上記電線導体３を構成する金属素線の材料としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、もしくはこれらの材料に各種めっきが施された材料などを例示することができる。また、補強線としての金属素線の材料としては、銅合金、チタン、タングステン、ステンレスなどを例示することができる。また、補強線としての有機繊維としては、ケブラーなどを挙げることができる。
【００２３】
絶縁体４の材料としては、例えば、ゴム、ポリオレフィン、ＰＶＣ、熱可塑性エラストマーなどを挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、２種以上混合して用いても良い。絶縁体４の材料中には、適宜、各種添加剤が添加されていても良い。添加剤としては、難燃剤、充填剤、着色剤等を挙げることができる。
【００２４】
（端子金具）
図３に、端子金具５を構成する材料の構成を断面図として示す。端子金具５を構成する母材５５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のうち、少なくとも防食剤７に被覆された部位には、母材５５の表面に銅スズ合金層５６が形成され、銅スズ合金層５６の表面が防食剤７に被覆されている。
【００２５】
銅または銅合金よりなる母材５５の表面に、電解めっき等によってスズ層を形成し、適宜加熱することで、スズ層と母材５５の銅の間の合金化による銅スズ合金層５６を形成することができる。長時間加熱を行えば、最終的に、図３のように、最初に形成したスズ層の全てを銅スズ合金層５６とすることができる。合金化を行う際の加熱温度としては、１５０〜２００℃の範囲を例示することができる。この範囲の加熱温度を選択すれば、合金化が効果的に進行するとともに、厚さの均一性が高い銅スズ合金層５６を形成することができる。
【００２６】
防食剤７に被覆された部位以外の端子金具５の表面は、防食剤７に被覆された部位と同様に銅スズ合金層５６に被覆されてなるものでも、異なる金属層に被覆されてなるものでもよい。端子金具５の製造の簡便性の観点からは、防食剤７に被覆された部位および被覆されていない部位にわたる端子金具５の表面全体に、銅スズ合金層５６が一様に形成されていることが好ましい。
【００２７】
（防食剤）
防食剤７は、接着性を有する樹脂を主成分としてなる絶縁性樹脂よりなる。接着性樹脂としては、金属表面に接着可能な樹脂であれば、どのようなものでもかまわない。特に、流動性の高い状態で塗布し、塗布後に流動性の低い状態に変化させられるものであれば、容易に、密着性が高い防食剤７の層を電気接続部６を含む部位に形成することができる。そのような樹脂としては、熱可塑性樹脂および種々の硬化性樹脂を挙げることができる。硬化性樹脂としては、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、湿気硬化型樹脂、および二液反応硬化型樹脂を挙げることができる。また、樹脂種としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂などを挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。また、防食剤７には、着色用顔料、粘度調整剤、老化防止剤、無機充填材、保存安定剤、分散剤など、添加剤が加えられていてもよい。
【００２８】
防食剤７の層を端子付き被覆電線１の電気接続部６を含む領域に形成するためには、上記のように、防食剤７を流動性の高い状態にして所定の部位に塗布した後、流動性の低い状態とすればよい。具体的には、防食剤７が熱可塑性樹脂を含んでなる場合には、加熱して液状にした防食剤７を所定の部位に塗布した後、放冷すればよい。防食剤７が種々の硬化性樹脂を含んでなる場合は、所定の部位に液状で塗布したあと、それぞれの樹脂に応じた硬化方法で硬化させればよい。つまり、紫外線硬化型樹脂であれば紫外線照射、熱硬化型樹脂であれば加熱、湿気硬化型樹脂であれば加湿、二液反応硬化型樹脂であれば二液混合後所定時間の放置を行えばよい。液状にした防食剤７の塗布には、滴下法、塗布法、押し出し法等の公知の手段を用いることができる。また、防食剤７の浸透性（塗布性）を高めるため、塗布する際には防食剤７を溶剤で希釈してもよい。
【００２９】
（電気接続部における防食性）
電気接続部６においては、異種金属が接触しているため、水分の侵入等を受けると、金属の腐食が起こりやすい。しかし、電気接続部６を含む領域が、密着した防食剤７によって被覆されているため、電気接続部６には容易には水分が侵入せず、電気接続部６が直接水分に接触することによる腐食の発生が防止される。特に、電線導体３がアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる場合には、電気接続部６を構成する端子金具５の表面に、純スズと比べて酸化還元電位が高い銅スズ合金層５６が形成され、酸化還元電位の低いアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる電線導体３と接触するため、水分との接触時に電線導体３の腐食が発生しやすい状態にあるが、防食剤７に被覆されていることで、このような腐食の発生も高度に抑制することができる。
【００３０】
一方、端子金具５の表面のうち、防食剤７によって被覆されていない表面には、金属が直接露出しており、このような部位は、水分との接触により、腐食を起こしやすい。防食剤７に被覆されていない部位で腐食が発生した場合に、防食剤７の下層に腐食を受けやすいスズ層が露出して形成されていると、端子金具５の表面に沿って、隣接する防食剤７に被覆された部分の表面にまで腐食が進行し、さらには腐食が電線導体３にまで達するおそれがある。しかし、本端子付き被覆電線１においては、少なくとも防食剤７に被覆された部位の表面に、銅スズ合金層５６が形成されている。上記のように、銅スズ合金層５６は、スズよりも高い酸化還元電位を有して腐食を受けにくいので、端子金具５の防食剤７に被覆されていない部位において腐食が発生しても、その腐食が、端子金具５の表面に沿って、防食剤７に被覆された部位を電線導体３側へと向かって進行する速度が、スズ層のみが表面に形成されている場合と比べ、遅くなる。これにより、端子金具５の防食剤７に覆われない部位で発生した腐食が、防食剤７に覆われた電気接続部６において進行するのが抑制される。
【００３１】
このように、２つの経路で進行しうる電気接続部５の腐食が、防食剤７の存在と、銅スズ合金層５６の存在の効果によって、抑制される。これにより、電気接続部６およびそれに連続する電線導体３における電気的特性および機械的特性が、腐食環境に晒されても維持される。
【００３２】
（ワイヤーハーネス）
本発明にかかるワイヤーハーネスは、上記本発明にかかる端子付き被覆電線１を含む複数の被覆電線よりなる。ワイヤーハーネスを構成する被覆電線の全てが本発明にかかる端子付き被覆電線１であってもよいし、その一部のみが本発明にかかる端子付き被覆電線１であってもよい。
【実施例】
【００３３】
以下に本発明の実施例、比較例を示す。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００３４】
１．被覆電線の作製
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質量部をオープンロールにより１８０℃で混合し、ペレタイザーにてペレット状に成形することにより、ポリ塩化ビニル組成物を調製した。
【００３５】
次いで、５０ｍｍ押出機を用いて、上記得られたポリ塩化ビニル組成物を、アルミ合金線を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０．７５ｍｍ）の周囲に０．２８ｍｍ厚で押出被覆した。これにより被覆電線（ＰＶＣ電線）を作製した。
【００３６】
２．端子金具の作製
自動車用として汎用されている黄銅製のオス形状の圧着端子金具（タブ幅０．６４ｍｍ）の表面全体にスズ層を形成した。実施例１の端子金具については、次いで１７０℃においてアニール処理を行うことで、スズ層全体を母材の銅と合金化させ、銅スズ合金層を形成した。スズ層全体が銅スズ合金となっていることは、端子金具の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察することで確認した。一方、アニール処理を施していないスズ層を形成したままの端子金具を、比較例１にかかる端子金具とした。
【００３７】
３．端子付き被覆電線の作製
上記作製した被覆電線の端末を皮剥して電線導体を露出させた後、作製した各端子金具を被覆電線の端末に加締め圧着した。次いで、電線導体と端子金具との電気接続部に、ウレタン系接着剤（コニシ製「ウルトラＳＵ」）よりなる防食剤を塗布し、２５℃で７日間静養して硬化させた。このようにして、実施例１および比較例１にかかる端子付き被覆電線を得た。
【００３８】
４．評価方法
各端子付き被覆電線について、ＪＩＳ  Ｃ００２３に準拠して塩水噴霧試験を行い、防食性能を評価した。つまり、電気接続部を含む端子金具全体に９６時間の塩水噴霧試験を行った。そして、防食剤および樹脂被覆を剥がした後、電気接続部の電線導体の外観を目視にて判定した。腐食が生じていない場合（錆が発生していない場合）を合格「○」、腐食が生じている場合（錆が発生している場合）を不合格「×」とした。なお、いずれの端子付き被覆電線においても、端子金具のうち防食剤に被覆されていない部位には、腐食が観測された。
【００３９】
＜結果および考察＞
表１に、実施例１および比較例１にかかる端子付き被覆電線について、塩水噴霧試験の結果を示す。
【表１】
2015109168.tif 000003
【００４０】
表１によると、銅スズ合金層が端子金具表面に形成されている実施例１にかかる端子付き被覆電線においては、塩水噴霧試験において、電線導体に腐食が発生しなかった。これに対し、端子金具の表面にスズ層が形成されている比較例１にかかる端子付き被覆電線においては、塩水噴霧試験において電線導体に腐食が観測された。このことは、スズよりも高い酸化還元電位を有する銅スズ合金層を端子金具の表面に設けることで、防食剤に覆われない部位で発生した腐食が、防食剤に覆われた電気接続部および電気接続部に連続した電線導体に到達するのを防止できることを示している。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１        端子付き被覆電線
２        被覆電線
３        電線導体
４        絶縁体
５        端子金具
５２      ワイヤバレル
５３      インシュレーションバレル
５４      電線固定部
５５      母材
５６      銅スズ合金層
６        電気接続部
７        防食剤
【図１】
2015109168.tif 000004
【図２】
2015109168.tif 000005
【図３】
2015109168.tif 000006