JP5820153B2 - 電線間接続構造及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、二本の電線の芯線間を接続する電線間接続構造、及び、その製造方法に関する。

例えば電線としてアルミニウム電線を使用する場合、端子が銅製であることから端子との接続が異種金属接合となる。異種金属接合の箇所に水分が浸入すると腐食が懸念されるため、端子との接続箇所を防食構造とする必要がある。端子の接続箇所を防食構造とすることは、端子の形状変更が必要であったり、その信頼性確認等をその都度行う必要があるため、非常に面倒で、高コストになる。そこで、アルミニウム電線の端末を、短尺の銅電線を介して端子に接続する構造が従来より提案されている。

このような構造に適用した電線間接続構造の一従来例が図８に示されている（特許文献１参照）。図８において、アルミニウム電線Ｗ１の端末と、端子１４０が接続された短尺の銅電線Ｗ２とが接続されている。

アルミニウム電線Ｗ１は、芯線１０１とこの芯線１０１の外周を被覆する絶縁被覆部１０２とを有する。芯線１０１は、複数の素線１０１ａが縒って構成されている。アルミニウム電線Ｗ１の端部は、絶縁被覆部１０２が剥がされて内部の芯線１０１が露出されている。

銅電線Ｗ２は、芯線１１１とこの芯線１１１の外周を被覆する絶縁被覆部１１２とを有する。芯線１１１は、複数の素線１１１ａが縒って構成されている。銅電線Ｗ２の端部は、絶縁被覆部１１２が剥がされて内部の芯線１１１が露出されている。

アルミニウム電線Ｗ１と銅電線Ｗ２の双方の露出された芯線１０１，１１１同士は、超音波溶接等で接合されている。これにより、芯線接合部１２１が形成されている。アルミニウム電線Ｗ１と銅電線Ｗ２の双方の露出された芯線１０１，１１１の箇所と、これの両側に位置する絶縁被覆部、１１２の箇所が熱収縮チューブ１３０で被覆されている。

この従来例によれば、端子１４０の接続箇所が同種金属間の接続となるため、水分による腐食が発生しない。従って、端子１４０の接続箇所に防食対策を施す必要がない。

又、アルミニウム電線Ｗ１と銅電線Ｗ２の接続箇所（各絶縁被覆部１０２，１１２より露出された芯線１０１，１１１の箇所）は、密着された熱収縮チューブ１３０によって被覆されている。そのため、熱収縮チューブ１３０と各絶縁被覆部１０２，１１２の間から水分が芯線接合部１２１に浸入するのを防止でき、水分による腐食を防止できる。

特開２００９−９７３６号公報

しかしながら、前記従来の電線間接続構造では、端子１４０側から銅電線Ｗ２の内部より毛管現象によって水分が芯線接合部１２１に入り込む恐れがある。具体的には、芯線１１１の素線１１１ａ間の隙間や、芯線１１１と絶縁被覆部１１２間の隙間より毛管現象によって芯線接合部１２１に浸入し、芯線接合部１２１で水分による腐食が発生する恐れがある。

特に、図９に示すように、芯線接合部１２１の外周面が略多角形である場合には、芯線１１１と熱収縮チューブ１３０の間に隙間ｄが発生する可能性が大きく、かかる隙間ｄより水分が毛管現象によって芯線接合部１２１に浸入する可能性が高い。

ここで、銅電線Ｗ２の芯線１１１内に止水剤を浸透させる手段があるが、浸透させる場合には、銅電線Ｗ２等がセットされた雰囲気を加圧したり減圧したり、又、反対側のアルミニウム電線Ｗ１等がセットされた雰囲気を減圧したりする必要がある。そのため、設備が大がかりとなり、多くの工数も必要であるため、実用的ではない。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、芯線接合部への止水と異種金属接合時の防食とを容易に、且つ、確実に行うことができる電線間接続構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、共に絶縁被覆部で被われた芯線が複数の素線より成る第１電線と第２電線間を接続する電線間接続構造であって、前記絶縁被覆部よりそれぞれ露出した双方の前記芯線同士が、外周面を円周面にして接合している芯線接合部と、前記芯線接合部に隣接しており、前記絶縁被覆部よりそれぞれ露出した双方の前記芯線のうちの少なくとも一方の複数の素線が、外周面を円周面にして単線化している単線化構造部と、前記絶縁被覆部より露出された双方の前記芯線の箇所と、その両外側に位置する前記絶縁被覆部の箇所とを共に密着状態で覆っているチューブとを備えたことを特徴とする電線間接続構造である。

他の発明は、共に絶縁被覆部で被われた芯線が複数の素線より成る第１電線と第２電線間を接続する電線間接続構造の製造方法であって、前記絶縁被覆部より露出された少なくとも一方の前記芯線に、その複数の素線を単線化加工し、且つ、外周面が円周面である単線化構造部を形成する単線化工程と、単線化工程の後に、前記単線化構造部の全領域が重ならない位置で、前記絶縁被覆部よりそれぞれ露出された双方の前記芯線同士を接合し、且つ、その外周面が円周面である芯線接合部を形成する芯線接合工程と、芯線接合工程の後に、前記絶縁被覆部より露出された双方の前記芯線の箇所と、その両外側に位置する前記絶縁被覆部の箇所とにチューブを被せ、被せた前記チューブを収縮させるチューブ被覆工程とを備えたことを特徴とする電線間接続構造の製造方法である。

前記第１電線は、アルミニウム電線であり、前記第２電線は、前記アルミニウム電線との接続箇所の反対側に端子が接続された短尺の銅電線であるものを含む。

本発明によれば、各絶縁被覆部とチューブの間は密着しているため、その隙間から水分が芯線接合部に浸入することがない。又、各電線の内部より水分が毛管現象によって芯線接合部に向かって浸入する恐れがあるが、単線化構造部の箇所では、素線間に隙間がないため、毛管現象によって通過することができず、水分の浸入がこの位置で堰き止められる。仮に、水分が芯線接合部の手前位置まで入り込んでも、芯線接合部の外周面とチューブの内周面の間には隙間がないため、芯線接合部の箇所に水分が入り込むことができない。以上より、芯線接合部への止水と異種金属接合時の防食とを容易に、且つ、確実に行うことができる。

本発明の一実施形態を示し、（ａ）は電線間接続構造の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ１線断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ２−Ａ２線断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）は電線間接続構造の一製造工程を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）は電線間接続構造の一製造工程を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の一実施形態を示し、電線間接続構造の一製造工程を示す正面図である。 本発明の一実施形態を示し、超音波溶接装置の要部斜視図である。 本発明の一実施形態を示し、超音波溶接した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態を示し、電線間接続構造の一製造工程を示す正面図である。 従来例を示し、電線間接続構造の斜視図である。 従来例を示し、電線間接続構造の断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の一実施形態を示す。この実施形態の電線間接続構造は、アルミニウム電線Ｗ１の端末部を短尺の銅電線Ｗ２を介して端子４０に接続する端子接続構造に適用されている。以下、説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）において、電線間接続構造は、第１電線であるアルミニウム電線Ｗ１と、この厚みニウム電線Ｗ１に接続された第２電線である銅電線Ｗ２と、銅電線Ｗ２の芯線１１に形成された単線化構造部２０と、双方の芯線１，１１間が接合された芯線接合部２１と、露出された双方の芯線１，１１を覆うチューブ３０とを備えている。

アルミニウム電線Ｗ１は、芯線１とこの芯線１の外周を被覆する絶縁被覆部２とを有する。芯線１は、複数のアルミニウム製若しくはアルミニウム合金製の素線１ａが縒って構成されている。アルミニウム電線Ｗ１の端部は、絶縁被覆部２が剥がされて内部の芯線１が露出されている。

銅電線Ｗ２は、アルミニウム電線Ｗ１の長さに比べて短尺である。銅電線Ｗ２は、芯線１１とこの芯線１１の外周を被覆する絶縁被覆部１２とを有する。芯線１１は、複数の銅製若しくは銅合金製の素線１１ａが縒って構成されている。銅電線Ｗ２の一端側は、絶縁被覆部１２が剥がされて内部の芯線１１が露出されている。銅電線Ｗ２の他端側には、端子４０が接続されている。

単線化構造部２０は、図１（ｃ）に詳しく示すように、銅電線Ｗ２の芯線１１を構成する複数の素線１１ａがボンダー溶接や超音波溶接等によって単線化されている。単線化構造部２０は、その外周面が円周面に形成されている。

芯線接合部２１は、単線化構造部２０の少なくとも一部が重ならない位置で、絶縁被覆部２，１２よりそれぞれ露出された双方の芯線１，１１同士が溶融等によって接合されている。接合は、超音波溶接、ボンダー溶接、冷間圧接等により行う。尚、接合方法は、双方の芯線１，１１を接合できる方法であれば良い。芯線接合部２１は、図１（ｂ）に詳しく示すように、その外周面が円周面の形状に形成されている。

チューブ３０は、絶縁被覆部２，１２より露出された双方の芯線１，１１の箇所と、その両外側に位置する絶縁被覆部２，１２の箇所とを共に覆っている。チューブ３０は、熱収縮性で内面にホットメルトが付着されていない安価なものである。熱収縮されたチューブ３０は、その内面が芯線接合部２１、単線化構造部２０、それ以外の露出された各芯線１，１１の箇所、芯線１，１１の両外側に位置する絶縁被覆部２，１２の各外周面が全周に亘って密着されている。尚、チューブ３０は、芯線接合部２１等の外周に配置した後に、収縮できる構造であれば良く、例えば紫外線硬化性のものであっても良い。

次に、電線間接続構造の製造方法を説明する。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、銅電線Ｗ２の端末は、芯線１１が露出されている。先ず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、銅電線Ｗ２の露出された芯線１１にボンダー溶接等によって単線化構造部２０を形成する（単線化工程）。

次に、図４に示すように、アルミニウム電線Ｗ１と銅電線Ｗ２の双方の露出された芯線１，１１同士を接合する（芯線接合工程）。芯線接合工程では、銅電線Ｗ２の露出された芯線１１の単線化構造部２０の全領域を接合部としないように、一部を外側に残して接合する。超音波溶接する場合には、超音波溶接装置５０を用いて行う。超音波溶接装置５０のアンビル５１とホーン５２は、図５に示すように、互いに対向する位置に半円弧状の芯線収容凹部５１ａ，５２ａを有する。アンビル５１とホーン５２の芯線収容凹部５１ａ，５２ａ内に、アルミニウム電線Ｗ１と銅電線Ｗ２の双方の露出された芯線１，１１同士を重ね合わせた状態でセットし、超音波を所定時間だけ印加する。すると、双方の芯線１，１１が超音波エネルギーによって溶融し、芯線接合部２１が形成される。芯線接合部２１の外周面は、アンビル５１とホーン５２の芯線収容凹部５１ａ，５２ａの形状によって外周面が円周面とされる。

次に、芯線接合部２１、単線化構造部２０、これら以外の双方の芯線１，１１の箇所、その両側の絶縁被覆部２，１２の外周をチューブ３０で被覆する（チューブ被覆工程）。具体的には、チューブ被覆工程は、図７に示すように、所定幅のチューブ３０を例えば芯線接合部２１等の外側に配置する。そして、チューブ３０に熱を加えて熱収縮させる。この熱収縮によってチューブ３０を芯線接合部２１等の外周に密着する。

このように製造された電線間接続構造では、各絶縁被覆部２，１２とチューブ３０間が密着されているため、その隙間から水分がチューブ３０内に浸入することがない。又、端子４０側から銅電線Ｗ２の内部に入り込んだ水分は、芯線１１の素線１１ａ間の隙間や、芯線１１の外周面とチューブ３０の内周面の間の隙間から毛管現象によって芯線接合部２１に向かって浸入する恐れがある。ここで、単線化構造部２０の箇所では、素線１１ａ間に隙間がないため、毛管現象によって通過することができず、水分の浸入がこの位置で堰き止められる。仮に、水分が芯線接合部２１の手前位置まで入り込んでも、芯線接合部２１の外周面とチューブ３０の内周面の間には隙間がないため、芯線接合部２１の箇所に水分が入り込むことができない。以上より、芯線接合部２１への止水と異種金属接合時（本実施形態の場合）の防食とを容易に、且つ、確実に行うことができる。

芯線接合部２１は、その外周面が円周面に形成されている。従って、チューブ３０は芯線接合部２１の全周に亘って均等に収縮する。そのため、チューブ３０の収縮力のみによって、図９に示すような隙間を発生させることなく、芯線接合部２１の外周面の全周に亘って密着するため、ホットメルト付きでない安価なチューブで収縮封止できる。

単線化構造部２０は、その外周面が円周面に形成されている。従って、単線化構造部２０の箇所では、チューブ３０が単線化構造部２０の全周に亘って均等に収縮し、この収縮力のみによって全周に亘って密着するので、単線化構造部２０の外周面とチューブ３０の内周面との間には隙間ができない。従って、単線化構造部２０の外周面とチューブ３０の内周面との間からの水分の浸入をも防止できる。つまり、単線化構造部２０では、芯線１１の素線１１ａ間の隙間からの浸入と、単線化された芯線１１の外周面とチューブ３０の内周面の間の隙間からの浸入を共に防止できる。

第１電線はアルミニウム電線Ｗ１であり、第２電線は銅電線Ｗ２であるが、これら以外の各種の異種金属間の接続であっても良い。また、アルミニウム電線Ｗ１同士や銅電線Ｗ２同士等のように同種金属間の接続に本発明を適用しても良い。同種金属同士の場合には、浸水による防食はないが、芯線接合部２１への確実な止水効果を有する電線間接続構造を提供できる。

銅電線Ｗ２は、アルミニウム電線Ｗ１との接続箇所の反対側に端子４０が接続された短尺のものである。従って、端子４０との接続箇所で止水や防食対策を行う場合に較べて容易に止水や防食対策を行うことができる。このように、端子４０との接続箇所で止水や防食対策を行う必要がないため、端子４０の形状が変更になっても止水や防食の効果を維持できる。端子４０との接続箇所で止水や防食対策を行う必要がないため、端子４０のハウジング（図示せず）への挿入等に支障が出ない。

前記実施形態の芯線接合工程では、銅電線Ｗ２の露出された芯線１１の単線化構造部２０の少なくとも一部が重ならない位置で接合したが、単線化構造部２０に全くオーバーラップしない位置で接合しても良い。

前記実施形態では、短尺である銅電線Ｗ２側からの浸水を防止するために、銅電線Ｗ２の芯線１１にのみ単線化構造部２０を形成したが、アルミニウム電線Ｗ１側からの浸水を防止する必要がある場合にはアルミニウム電線Ｗ１の芯線１にも単線化構造部２０を形成すれば良い。つまり、第１電線と第２電線の双方に浸水の恐れがあれば双方の芯線１，１１に単線化構造部２０を、第１電線と第２電線のいずれか一方にのみ浸水の恐れがあればその恐れがある芯線１，１１側にのみ単線化構造部２０を形成すれば良い。

１，１１ 芯線
１ａ，１１ａ 素線
２，１２ 絶縁被覆部
２０ 単線化構造部
２１ 芯線接合部
３０ チューブ
Ｗ１ アルミニウム電線（第１電線）
Ｗ２ 銅電線（第２電線）

Claims (4)

1. 共に絶縁被覆部で被われた芯線が複数の素線より成る第１電線と第２電線間を接続する電線間接続構造であって、
   前記絶縁被覆部よりそれぞれ露出した双方の前記芯線同士が、外周面を円周面にして接合している芯線接合部と、
   前記芯線接合部に隣接しており、前記絶縁被覆部よりそれぞれ露出した双方の前記芯線のうちの少なくとも一方の複数の素線が、外周面を円周面にして単線化している単線化構造部と、
   前記絶縁被覆部より露出された双方の前記芯線の箇所と、その両外側に位置する前記絶縁被覆部の箇所とを共に密着状態で覆っているチューブとを備えたことを特徴とする電線間接続構造。
2. 請求項１に記載の電線間接続構造であって、
   前記第１電線は、アルミニウム電線であり、
   前記第２電線は、前記アルミニウム電線との接続箇所の反対側に端子が接続された短尺の銅電線であることを特徴とする電線間接続構造。
3. 共に絶縁被覆部で被われた芯線が複数の素線より成る第１電線と第２電線間を接続する電線間接続構造の製造方法であって、
   前記絶縁被覆部より露出された少なくとも一方の前記芯線に、その複数の素線を単線化加工し、且つ、外周面が円周面である単線化構造部を形成する単線化工程と、
   単線化工程の後に、前記単線化構造部の全領域が重ならない位置で、前記絶縁被覆部よりそれぞれ露出された双方の前記芯線同士を接合し、且つ、その外周面が円周面である芯線接合部を形成する芯線接合工程と、
   芯線接合工程の後に、前記絶縁被覆部より露出された双方の前記芯線の箇所と、その両外側に位置する前記絶縁被覆部の箇所とにチューブを被せ、被せた前記チューブを収縮させるチューブ被覆工程とを備えたことを特徴とする電線間接続構造の製造方法。
4. 請求項３に記載の電線間接続構造の製造方法であって、
   前記第１電線は、アルミニウム電線であり、
   前記第２電線は、前記アルミニウム電線との接続箇所の反対側に端子が接続された短尺の銅電線であることを特徴とする電線間接続構造の製造方法。
   

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