説明

防食剤、端子付き被覆電線およびワイヤーハーネス

【課題】従来に比較して、塗布性が良く、防食性能に優れた防食剤を提供する。
【解決手段】熱可塑性ポリアミド樹脂を主成分とし、JIS K6850に準拠して測定されるアルミニウム同士の重ね合わせ引張せん断強度が6N/mm以上、ASTM D−1708に準拠して測定される伸び率が100%以上、JIS K7209に準拠して測定される吸水率が1.0%以下である防食剤とする。上記防食剤は、端子付き被覆電線10の電線導体18と端子金具14との電気接続部に好適に塗布することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、防食剤、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との電気接続部の防食に好適な防食剤、これを用いた端子付き被覆電線およびワイヤーハーネスに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車等の車両に配索される電線として、タフピッチ銅の軟質材などからなる導体の外周に絶縁体を被覆してなる被覆電線が広く用いられている。この種の被覆電線の端末では、絶縁体を皮剥ぎして露出させた導体に端子金具が接続されている。被覆電線の端末に電気接続された端子金具は、コネクタに挿入係止される。
【0003】
このような端子付き被覆電線が複数本束ねられ、ワイヤーハーネスが形成される。自動車等の車両では、通常、ワイヤーハーネスの形態で配索がなされる。
【0004】
被水領域のエンジンルームや一部の室内環境などに上記ワイヤーハーネスが配索される場合、熱および水の影響を受けて、電線導体と端子金具とが接触する電気接続部に錆が発生しやすくなる。そのため、このような環境下にワイヤーハーネスを配索する場合には、上記電気接続部における腐食を防止する必要がある。
【0005】
上記電気接続部における腐食を防止するため、例えば、特許文献1には、電線導体に接続された端子金具が挿入係止されているコネクタ内にグリースを注入する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平05−159846号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年、自動車等の車両の軽量化により燃費効率を向上させようとする動きが加速しており、ワイヤーハーネスを構成する電線材料についても軽量化が求められている。そのため、電線導体にアルミニウムを用いることが検討されるようになってきている。
【0008】
しかしながら、端子金具は、電気特性に優れた銅または銅合金が一般に用いられる。それ故、アルミ電線−銅端子金具の組み合わせ等で使用されることが多くなる。電線導体と端子金具との材質が異なると、その電気接続部で異種金属接触による腐食が発生する。この種の腐食は、電線導体と端子金具との材質が同じである場合よりも起こりやすい。そのため、電気接続部を確実に防食できる防食剤が必要となる。
【0009】
しかしながら、従来より使用されているグリースは、コネクタ内に密に注入しないと水の浸入を十分に防止することができない。防食効果を高めようとしてグリースの充填量を上げようとすると、本来防食の必要がない部分にまでグリースが塗布されてしまうことになる。さらに、過度の充填は、コネクタや電線のベタつきを招き、取り扱い性を低下させる。異種金属接触による腐食を鑑みると、塗布性が良く、高い防食性能を発揮することが可能な、グリースに代わる防食剤が求められている。
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、従来に比較して、塗布性が良く、防食性能に優れた防食剤を提供することにある。また、これを用いた端子付き被覆電線、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】
【0011】
上記課題を解決するため、本発明に係る防食剤は、熱可塑性ポリアミド樹脂を主成分とし、JIS K6850に準拠して測定されるアルミニウム同士の重ね合わせ引張せん断強度が6N/mm以上、ASTM D−1708に準拠して測定される伸び率が100%以上、JIS K7209に準拠して測定される吸水率が1.0%以下であることを要旨とする。
【0012】
ここで、上記熱可塑性ポリアミド樹脂は、ダイマー酸および/またはジカルボン酸とジアミンとの組み合わせより構成されていることが好ましい。
【0013】
また、上記防食剤は、電線導体と端子金具との電気接続部に適用されることが好ましい。
【0014】
本発明に係る端子付き被覆電線は、上記防食剤により電線導体と端子金具との電気接続部が覆われていることを要旨とするものである。
【0015】
ここで、上記電線導体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる素線を含有してなり、上記端子金具は、銅または銅合金よりなることが好ましい。
【0016】
本発明に係るワイヤーハーネスは、上記端子付き被覆電線を含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係る防食剤は、熱可塑性ポリアミド樹脂を主成分としている。そのため、グリースに比較して、塗布性に優れる。アルミニウム同士の重ね合わせ引張せん断強度、伸び率、吸水率の各物性が特定の範囲にあるため、防食性能に優れる。
【0018】
ここで、上記熱可塑性ポリアミド樹脂がダイマー酸および/またはジカルボン酸とジアミンとの組み合わせより構成される場合には、重ね合わせ引張せん断強度、伸び率、吸水率、溶融粘度等の各物性のバランスが良好であり、塗布性、防食性能のバランスに優れる。
【0019】
上記防食剤が電線導体と端子金具との電気接続部に適用される場合には、電気接続部の耐腐食性を高めることができる。そのため、接続信頼性を向上させることができる。
【0020】
本発明に係る端子付き被覆電線は、上記防食剤により電線導体と端子金具との電気接続部が覆われているため、電気接続部の耐腐食性が向上し、接続信頼性に優れた被覆電線とすることができる。
【0021】
ここで、上記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含有してなり、上記端子金具が銅または銅合金よりなる場合には、異種金属接続になるため、本発明の防食剤による効果を十分に発揮することができる。
【0022】
本発明に係るワイヤーハーネスは、上記防食性能に優れた端子付き被覆電線を含んでいる。そのため、例えば、被水領域のエンジンルームや一部の室内環境などに好適に配索することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の第一実施形態に係る端子付き被覆電線を示した図である。
【図2】図1におけるA−A断面図である。
【図3】腐食試験方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施形態に係る防食剤(以下、「本防食剤」ということがある。)、本発明の実施形態に係る端子付き被覆電線(以下、「本被覆電線」ということがある。)、本発明の実施形態に係るワイヤーハーネス(以下、「本ワイヤーハーネス」)について詳細に説明する。
【0025】
1.本防食剤
本防食剤は、熱可塑性ポリアミド樹脂を主成分とする。上記熱可塑性ポリアミド樹脂は、好ましくは、ダイマー酸および/またはジカルボン酸とジアミンとの組み合わせより構成されていることが好ましい。重ね合わせ引張せん断強度、伸び率、吸水率、溶融粘度等の各物性のバランスが良好であり、塗布性、防食性能のバランスに優れるからである。
【0026】
本防食剤は、熱可塑性ポリアミド樹脂単独で構成されていても良いし、あるいは、2種以上の熱可塑性ポリアミド樹脂が混合されていても良い。さらには、必要に応じて、物性を損なわない範囲で、添加剤、他のポリマ等が混合されていても良い。
【0027】
上記添加剤としては、一般的に樹脂成形材料に使用される添加剤であれば特に限定されるものではない。具体的には、例えば、無機充填剤、酸化防止剤、金属不活性化剤(銅害防止剤)、紫外線吸収剤、紫外線隠蔽剤、難燃助剤、加工助剤(滑剤、ワックスなど)、カーボンやその他の着色用顔料などを挙げることができる。
【0028】
本防食剤は、耐熱性や機械的強度を上げるなどの目的で、必要に応じて架橋されていても良い。架橋方法は、熱架橋、化学架橋、シラン架橋、電子線架橋、紫外線架橋等、その手段は特に限定されるものではない。なお、本防食剤の架橋処理は、本防食剤による防食処理後に行えば良い。
【0029】
ここで、本防食剤は、JIS K6850に準拠して測定されるアルミニウム同士の重ね合わせ引張せん断強度が6N/mm以上である。なお、JIS K6850(「接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法」)は、標準試験片を用いて、規定した調整及び試験条件下における、剛性被着材相互の接着接合物の重ね合わせ引張せん断強さを測定する方法について規定している。本願では、剛性被着材としてAl板を用い、Al板同士に挟持される接着層として本防食剤を用い、試験片を作製することになる。
【0030】
上記重ね合わせ引張せん断強度が6N/mm未満になると、防食剤を溶融させても、電線導体と端子金具との電気接続部等の防食性が要求される部位に十分に密着させることが困難になる。そのため、高い防食効果を得難くなる。上記重ね合わせ引張せん断強度は、好ましくは、7N/mm以上、より好ましくは、8N/mm以上であると良い。なお、十分な密着性を有することが望ましいため、上記重ね合わせ引張せん断強度の上限は特に限定されるものではない。
【0031】
また、本防食剤は、ASTM D−1708に準拠して測定される伸び率(常温24℃における)が100%以上である。
【0032】
上記伸び率が100%未満になると、電線導体と端子金具との電気接続部等の防食性が要求される部位に溶融塗布した後、冷えて固まる際に収縮割れを生じやすくなる。そのため、割れ部分から水分が侵入し、高い防食効果を得難くなる。上記伸び率は、好ましくは、150%以上、より好ましくは、200%以上であると良い。なお、十分な伸びを有することが望ましいため、上記伸び率の上限は特に限定されるものではない。
【0033】
また、本防食剤は、JIS K7209に準拠して測定される吸水率が1.0%以下である。なお、上記吸水率は、A法により、浸漬期間:7日間、試験片形状:シート状の条件で測定される値である。
【0034】
上記吸水率が1.0%超になると、車両環境下等、使用環境によっては防食剤が吸水しやすくなり、高い防食効果を得難くなる。上記吸水率は、好ましくは、0.8%以下、より好ましくは、0.5%以下であると良い。なお、吸水は少ないほど望ましいため、上記吸水率の下限は特に限定されるものではない。
【0035】
本防食剤は、例えば、自動車等の車両に配索される被覆電線の導体と端子金具との電気接続部などの腐食防止のために好適に用いることができる。
【0036】
2.本被覆電線
次に、本被覆電線について説明する。
【0037】
図1および図2に示すように、本被覆電線10は、電線導体18の外周に絶縁体20が被覆されてなる被覆電線12と、被覆電線12の電線導体18の端末に接続された端子金具14とを備えている。
【0038】
被覆電線12は、端末で絶縁体20が皮剥されて電線導体18が露出されており、この露出された電線導体18の端末に端子金具14が接続されている。電線導体18は、複数本の素線18a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補強線(テンションメンバ)等が含まれていても良い。
【0039】
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メッキ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。
【0040】
絶縁体20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20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。
【0041】
端子金具14は、相手側端子と接続されるタブ状の接続部14cと、接続部14cの基端より延設形成され、被覆電線12の電線導体18の端末を加締めるワイヤバレル14aと、ワイヤバレル14aよりさらに延設形成され、被覆電線12の端末の絶縁体20を加締めるインシュレーションバレル14bとを備えている。
【0042】
端子金具14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14の表面の一部(例えば接点)もしくは全体には、錫、ニッケル、金などの各種金属によりメッキが施されていても良い。
【0043】
電線端末における電線導体18と端子金具14との電気接続部においては、電線導体18の一部が露出されている。本被覆電線10は、上記防食剤によりこの露出部分が覆われている。具体的には、防食剤の塗膜16が、端子金具14の接続部14cの基端と電線導体18の先端との境界を跨いで接続部14cの基端まで覆うとともに、端子金具14のインシュレーションバレル14bと絶縁体20との境界を跨いで絶縁体20まで覆っている。
【0044】
用いる防食剤は、電線導体18の材料と端子金具14の材料との組み合わせ等を考慮して上述の物性範囲内から選択することができる。防食剤の塗膜16の厚さは、適宜調整すれば良いが、好ましくは、0.01mm〜0.1mmの範囲内であると良い。塗膜16の厚さが厚すぎると、端子金具14をコネクタへ挿入し難くなる。また、塗膜16の厚さが薄すぎると、防食効果が低下しやすくなる。
【0045】
防食剤は、電線端末で端子金具14を加締めて電線導体18と端子金具14とを接続した後、電線導体18と端子金具14との接続部分の表面、すなわち、端末の絶縁体20の表面と、インシュレーションバレル14bの表面と、ワイヤバレル14aの表面と、露出している電線導体18の表面と、接続部14cの基端の表面とに塗布される。これにより、電線導体18と端子金具14との接続部分の表面に塗膜16が形成される。
【0046】
なお、電気接続に影響を与えないのであれば、端子金具14のワイヤバレル14aから突出するタブ状の接続部14cの裏面側、ワイヤバレル14aおよびインシュレーションバレル14bの裏面側にも塗膜16を形成しても良い。
【0047】
防食剤を塗布するにあたっては、防食剤が塗布可能な程度に流動できれば良い。したがって、塗布するにあたっては、防食剤を適宜加熱しても良いし、適宜溶媒を用いて液状にしても良い。また、防食剤を塗布するにあたっては、滴下、塗布、押出などの方法を用いることができる。防食剤の加熱温度範囲としては、好ましくは150〜250℃であると良い。
【0048】
防食剤の塗膜16は、耐熱性や機械的強度を上げるなどの目的で、必要に応じて、架橋処理が施されても良い。架橋方法は、熱架橋、化学架橋、シラン架橋、電子線架橋、紫外線架橋等、その手段は特に限定されるものではない。
【0049】
上記防食剤は、熱可塑性ポリアミド樹脂を主成分とするものであるため、加熱することにより流動性を示す。そのため、塗布しやすい性質を有する。これにより、目的の場所に的確かつ確実に塗布を行なうことができる。例えば、被覆電線12が細い電線(例えば、φ0.8)であり、端子金具14が小さい(例えば、タブ幅0.64mm)場合等においても、電線導体18と端子金具14との電気接続部だけに狙いを定めた正確かつ確実な塗布を行うことができる。
【0050】
また、上記防食剤は、塗布後には冷却されて固化するので、取り扱い時にベタつくおそれがないことはもとより、長期にわたって塗布した場所に定着できる。そのため、長期にわたって防食効果を維持することができる。
【0051】
3.本ワイヤーハーネス
本ワイヤーハーネスは、上記本被覆電線10を含む複数本の端子付き被覆電線を束ねたものからなる。本ワイヤーハーネスにおいては、ハーネス中に含まれる被覆電線のうちの一部が本被覆電線10であっても良いし、全てが本被覆電線10であっても良い。
【0052】
本ワイヤーハーネスにおいて、複数本の被覆電線は、テープ巻きにより結束されていても良いし、あるいは、丸チューブ、コルゲートチューブ、プロテクタ等の外装部品により外装されていても良い。
【0053】
本ワイヤーハーネスは、自動車等の車両に配索されるものとして好適であり、特に、被水領域のエンジンルームや車内に配索されるものとして好適である。このような場所では、熱および水の影響を受けやすいため、ワイヤーハーネスがこのような場所に配索されると、電線導体18と端子金具14との電気接続部に錆が発生しやすくなる。本ワイヤーハーネスによれば、本被覆電線10における電線導体18と端子金具14との電気接続部における錆の発生を効果的に抑えることができる。
【実施例】
【0054】
以下に本発明を実施例を用いて詳細に説明する。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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
2.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、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)を被覆電線の端末に加締め圧着した。
【0058】
次いで、電線導体と端子金具との電気接続部に、下記の各種の防食剤を塗布して、露出している電線導体および端子金具のバレルを各種の防食剤により被覆した。これにより、端子付き被覆電線を作製した。なお、各種の防食剤は、230℃に加熱して液状にし、厚さ0.05mmで塗布した。
【0059】
(実施例1)
熱可塑性ポリアミド樹脂(A)[ヘンケルジャパン(株)製、「マクロメルト(登録商標)6801」]
(実施例2)
熱可塑性ポリアミド樹脂(B)[ヘンケルジャパン(株)製、「マクロメルト(登録商標)JP116」]
(実施例3)
熱可塑性ポリアミド樹脂(C)[ヘンケルジャパン(株)製、「マクロメルト(登録商標)6301」]
(比較例1)
熱可塑性ポリアミド樹脂(a)[ヘンケルジャパン(株)製、「マクロメルト(登録商標)6217」]
(比較例2)
熱可塑性ポリアミド樹脂(b)[ヘンケルジャパン(株)製、「マクロメルト(登録商標)6030」]
(比較例3)
熱可塑性ポリアミド樹脂(c)[ヘンケルジャパン(株)製、「マクロメルト(登録商標)6880」]
【0060】
3.評価方法
各種の防食剤を塗布した端子付き被覆電線を用い、ひび割れの有無の確認、防食性能の評価を以下のようにして行った。
【0061】
(ひび割れ)
各防食剤を塗布後、大気中に1日間放置し、ひび割れを顕微鏡を用いて目視観察した。ひび割れが見られなかった場合を○、ひび割れが見られた場合を×とした。
【0062】
(防食性能)
図3に示すように、作製した各端子付き被覆電線1を12V電源2の+極につなぐとともに、純銅板3(幅1cm×長さ2cm×厚み1mm)を12V電源2の−極につなぎ、端子付き被覆電線1の電線導体と端子金具との電気接続部および純銅板3を300ccのNaCl5%水溶液4に浸漬し、12Vで2分間通電した。通電後、NaCl5%水溶液4のICP発光分析を行ない、端子付き被覆電線1の電線導体からのアルミニウムイオンの溶出量を測定した。溶出量が0.1ppm未満であった場合を「○」とし、溶出量が0.1ppm以上であった場合を「×」とした。
【0063】
実施例および比較例に係る防食剤のJIS K6850に準拠して測定されたアルミニウム同士の重ね合わせ引張せん断強度、ASTM D−1708に準拠して測定された伸び率(常温24℃)、JIS K7209に準拠して測定された吸水率(A法、浸漬期間:7日間、試験片形状:シート状)、評価結果をまとめて表1に示す。
【0064】
【表1】

【0065】
表1によれば、以下のことが分かる。すなわち、比較例1に係る防食剤は、重ね合わせ引張せん断強度および吸水率が本発明の規定外である。そのため、密着性が悪い上、吸水しやすく、防食性能に劣る。
【0066】
比較例2に係る防食剤は、重ね合わせ引張せん断強度および伸び率が本発明の規定外である。そのため、密着性が悪い上、ひび割れによる侵水により、防食性能に劣る。
【0067】
比較例3に係る防食剤は、重ね合わせ引張せん断強度、伸び率および吸水率のいずれも本発明の規定外である。そのため、密着性が悪い上、吸水しやすく、ひび割れによる侵水もあり、防食性能に劣る。
【0068】
これらに対し、本発明に係る防食剤は、いずれも本発明で規定する重ね合わせ引張せん断強度、伸び率および吸水率の範囲内にある。そのため、電気接続部に対して十分に密着し、吸水も防止することができる。また、グリース等に比べて塗布性に優れる上、防食剤の塗布後、冷却による収縮によってひび割れなども生じ難い。その結果、優れた防食性能を発揮することができる。
【0069】
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。
【0070】
例えば、上記実施の形態に表わされている端子付き被覆電線10では、端子金具14として、タブ状の接続部14cを有するオス端子が示されているが、これに限定されるものではなく、例えば、オス端子と嵌合可能なメス端子であっても良いし、音叉端子などであっても良い。また、端子金具14は、インシュレーションバレル14bを有しないで、ワイヤバレル14aのみで圧着されるものであっても良い。さらに、電線導体12と端子金具14との接続方法としては、バレルによる圧着に限られず、圧接抵抗溶接、超音波溶接、ハンダ付け等の方法であっても良い。また、上記実施形態においては、撚線よりなる導体18が示されているが、導体18は単芯線であっても良い。
【符号の説明】
【0071】
10 端子付き被覆電線
12 被覆電線
14 端子金具
16 防食剤(塗膜)
18 電線導体
20 絶縁体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性ポリアミド樹脂を主成分とし、
JIS K6850に準拠して測定されるアルミニウム同士の重ね合わせ引張せん断強度が6N/mm以上、
ASTM D−1708に準拠して測定される伸び率が100%以上、
JIS K7209に準拠して測定される吸水率が1.0%以下であることを特徴とする防食剤。
【請求項2】
前記熱可塑性ポリアミド樹脂は、ダイマー酸および/またはジカルボン酸とジアミンとの組み合わせより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の防食剤。
【請求項3】
電線導体と端子金具との電気接続部に適用されることを特徴とする請求項1または2に記載の防食剤。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか1項に記載の防食剤により、電線導体と端子金具との電気接続部が覆われていることを特徴とする端子付き被覆電線。
【請求項5】
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含有してなり、前記端子金具は、銅または銅合金よりなることを特徴とする請求項4に記載の端子付き被覆電線。
【請求項6】
請求項4または5に記載の端子付き被覆電線を含むことを特徴とするワイヤーハーネス。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−103266(P2011−103266A)
【公開日】平成23年5月26日(2011.5.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−258571(P2009−258571)
【出願日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【出願人】(395011665)株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】