JP6228949B2 - 被覆装置及び被覆方法 - Google Patents

Description

本発明は、電線の露出した導体部を被覆材によって被覆する被覆装置及び被覆方法に関する。

従来、アルミニウム電線の露出した導体部を防食材（被覆材）によって覆うことで腐食を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、液状のシリコーンゴムで構成された防食材を塗工する際に空気等を吹き付けることにより、導体部に取り付けられた端子金具における相手側の端子との接続部に防食材が流入しないようにしている。

特開２０１１−１１３７０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、アルミニウムの表面に液体が付着した際に大きな表面張力が生じやすいことに加え、空気等を吹き付けるため、アルミニウムの表面から液状の防食材が流れてしまい、防食材の塗り残しが生じやすいという不都合があった。このような問題は、アルミニウム電線に限らず他の金属によって導体部が構成された電線においても生じ得る。また、複数のアルミニウム電線に対して防食材を被覆しようとすると、各アルミニウム電線に対応したディスペンサ（出射部）を設ける必要があり、装置が複雑化してしまう。

本発明の目的は、簡単な構成で複数の電線の導体部を被覆材によって被覆するとともに、導体部が露出しないように被覆することができる被覆装置及び被覆方法を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、電線の露出した導体部、及び、該導体部に電気的に接続された端子金具を被覆材によって被覆する被覆装置であって、複数の前記電線を並べて保持する保持手段と、前記保持手段に対して間隔をあけて配置された金属製の出射部を有し、前記被覆材を含む液体を該出射部から出射する出射手段と、前記出射部と前記導体部とに電圧を印加して帯電させる電圧印加手段と、前記複数の電線の並設方向に沿って前記出射部と前記保持手段とを相対移動させる移動手段と、前記出射部に前記液体を出射させつつ前記移動手段によって該出射部と前記保持手段とを前記並設方向に沿って相対移動させる制御手段と、を備え、前記保持手段は、前記端子金具のうち相手側の端子に電気的に接続される電気接続部を覆う端子保持部を有し、前記端子保持部は、前記電気接続部の先端部に接触して電気的に接続される電極部を有し、前記電圧印加手段が前記電極部に電気的に接続されることを特徴とする被覆装置である。

請求項２に記載された発明は、前記電線は、アルミニウム電線であることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記電圧印加手段は、前記出射部と前記導体部とが互いに異なる極性を有して帯電するように電圧を印加することを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記移動手段は、前記電線の長手方向に沿って前記出射部と前記保持手段とを相対移動可能であることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記被覆材が防食材であることを特徴とするものである。

請求項６に記載された発明は、電線の露出した導体部、及び、該導体部に電気的に接続された端子金具を被覆材によって被覆する被覆方法であって、前記端子金具のうち相手側の端子に電気的に接続される電気接続部の先端部に接触する電極部を有するとともに前記電気接続部を覆う端子保持部を備えた保持手段によって複数の前記電線を並べて保持し、前記電線に対して間隔をあけて配置された金属製の出射部と、前記電極部と、に電圧を印加して帯電させ、前記被覆材を含む液体を前記出射部から出射しつつ、前記複数の電線の並設方向に沿って該出射部と該複数の電線とを相対移動させることを特徴とする被覆方法である。

請求項１、６に記載された発明によれば、出射部と電線の導体部とに電圧を印加して帯電させることで、出射部から出射された液体が帯電し、導体部に引き寄せられる。このように液体が導体部に電気的に引き寄せられることにより、導体部の表面において液体が表面張力によって弾かれにくく、被覆材が導体部の表面から流れてしまうことを抑制することができ、導体部が露出しないように被覆材によって被覆することができる。さらに、出射部に液体を出射させつつ出射部と保持手段（複数の電線）とを電線の並設方向に沿って相対移動させることで、簡単な構成で複数の電線の導体部を被覆材によって被覆することができる。このとき、帯電した液体は、拡散されやすく、且つ、導体部に引き寄せられることから、液体の出射時に導体部の形状等に合わせて出射部と保持手段との他の方向への相対移動を制御しなくても、導体部が露出しないように被覆材によって被覆することができる。

請求項２に記載された発明によれば、電線がアルミニウム電線であることで、電線を軽量化することができる。また、導体部をアルミニウム又はアルミニウム合金で構成することによって表面張力が大きくなってしまっても、上記のように導体部が露出しないように被覆材によって被覆することができる。

請求項３に記載された発明によれば、出射部と導体部とが互いに異なる極性を有して帯電するように電圧を印加することで、出射部から出射されて帯電した液体が、異なる極性を有して帯電した導体部により引き寄せられやすくなる。また、導体部全体が略等電位となるのに対し、導体部に付着した液体は、導体部と同じ極性となるように帯電するものの、比較的高い抵抗値を有するため、液体の層全体が等電位とはならず、液体表面の接地電位に対する電位の絶対値は、導体部表面の接地電位に対する電位の絶対値よりも小さくなる。従って、新たに出射された液体は、導体部のうち液体が付着していない部分に引き寄せられやすく、液体を導体部の表面全体に付着させやすくすることができる。

請求項４に記載された発明によれば、出射部と保持手段とを電線の長手方向に沿って相対移動させることにより、露出した導体部が長い場合や、導体部に端子金具等が取り付けられて端子金具も被覆材によって被覆する場合に、出射液を出射させつつ出射部と保持手段とを並設方向に沿って相対移動させた後、長手方向において出射部と保持手段とを相対移動させ、再び出射液を出射させつつ出射部と保持手段とを並設方向に沿って相対移動させることで、導体部や端子金具全体を被覆することができる。

請求項５に記載された発明によれば、防食材によって導体部を被覆することで腐食を抑制することができる。尚、防食材は、水性のウレタン樹脂塗料であることがより好ましく、ウレタン樹脂塗料を水に溶解又は分散させて防食材を含む液体としての出射液とすることにより、容易に取り扱うことできる。

本発明の実施形態に係る被覆装置全体の構成を示す斜視図である。 前記被覆装置によって被覆材が被覆される端子付電線を示す斜視図である。 前記端子付電線の金属表面に出射液が付着する様子を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の被覆装置１は、図１に示すように、被覆材としての防食材によって複数の端子付電線１００の後述する被覆領域Ａを被覆する装置であって、防食材を含む液体としての出射液を出射する出射手段としてのスプレーガン２と、スプレーガン２のノズル２１と後述する電極部５２１とに電圧を印加する電圧印加手段３と、ノズル２１を移動させる移動手段４と、複数の端子付電線１００を並べて保持する保持手段５と、装置全体の制御を司る図示しない制御手段と、を備える。尚、本実施形態では、図１に示すように、複数の端子付電線１００の並設方向をＸ方向とし、端子付電線１００の長手方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に交差する方向をＺ方向とする。

端子付電線１００は、図２に示すように、電線としてのアルミニウム電線２００と、アルミニウム電線２００の端部に接続された端子金具３００と、を備える。アルミニウム電線２００は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成された導体部２００Ａと、導体部２００Ａの外側を被覆する絶縁被覆２００Ｂと、を有する。端子金具３００は、例えば銅等の適宜な金属で構成され、導体部２００Ａのうち絶縁被覆２００Ｂから露出した部分に加締められる第１加締め部３００Ａと、絶縁被覆２００Ｂに加締められる第２加締め部３００Ｂと、相手側の端子に電気的に接続される電気接続部３００Ｃと、を有し、導体部２００Ａに電気的に接続される。端子付電線１００の露出した金属部分のうち、電気接続部３００Ｃ以外の部分を被覆領域Ａ（即ち、露出した導体部２００Ａ、第１加締め部３００Ａ、及び、第２加締め部３００Ｂ）として防食材が被覆される。

防食材は、例えば水性のウレタン樹脂であって、水に溶解又は分散させることで出射液となる。即ち、金属表面において出射液が乾燥することによって防食材が残り、金属が防食材によって被覆されるようになっている。

スプレーガン２は、出射液を出射する出射部としてのノズル２１と、出射液を収容する図示しない収容部と、ノズル２１と収容部とを接続する可撓性の図示しない接続部と、圧力を加えることでノズル２１に出射液を出射させる図示しない加圧部と、を有し、図１に示すＺ方向（即ち、端子付電線１００の並設方向及び長手方向を含む平面に交差する方向）を出射方向として出射液を出射する。スプレーガン２は、例えば空気を含ませることによって出射液を霧状に出射する。ノズル２１は、例えば鉄やアルミ等の導電性の金属で構成されている。

電圧印加手段３は、直流電源３１と、後述する電極部５２１に電気的に接続される第１接続部３２と、ノズル２１に電気的に接続される第２接続部３３と、を有する。直流電源３１は、第１接続部３２と第２接続部３３との間に例えば２０ｋＶの電圧を印加するものとする。本実施形態では、第１接続部３２が直流電源３１の負極に接続され、第２接続部３３が直流電源３１の正極に接続され、即ち、電圧印加手段３は、電極部５２１が負の電荷を有して帯電し、ノズル２１が正の電荷を有して帯電するように電圧を印加する。尚、独立な２つの直流電源を用い、一方の直流電源の負極に第１接続部を接続するとともに他方の直流電源の正極に第２接続部を接続してもよく、接地電位と第１接続部との電位差と、接地電位と第２接続部との電位差と、は互いに異なる値であってもよい。

移動手段４は、例えばそれぞれＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に沿って進退する３つの直動モータを有し、ノズル２１をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に平行移動可能に構成され、出射方向をＺ方向に保ちつつノズル２１を三次元的に移動させる。

保持手段５は、複数の端子付電線１００のアルミニウム電線２００が載置される溝部を有する電線載置部５１と、複数の端子金具３００の電気接続部３００ＣをＺ方向から挟み込んで保持する端子保持部５２と、を有する。端子保持部５２は、電気接続部３００Ｃを覆うことで防食材の付着を抑制するとともに、アルミニウム電線２００側から電気接続部３００Ｃ側に出射液が流れ込まないように、アルミニウム電線２００側において隙間が生じないように端子金具３００に密着して保持している。また、端子保持部５２は、複数の端子金具３００における電気接続部３００Ｃのそれぞれの先端部に接触して電気的に接続される電極部５２１を有している。電極部５２１が正の電荷を有して帯電することで、導体部２００Ａ及び端子金具３００も正の電荷を有して帯電し、端子付電線１００は被覆領域Ａにおいて正の電荷を有して帯電する。端子保持部５２は、端子金具３００を保持したままＹ方向を軸方向として１８０°回転させることにより、全体を裏返すことができるように構成されている。

以下、被覆装置１を用いて端子付電線１００に向けて出射液を出射し、防食材によって端子付電線１００を被覆する方法について説明する。

まず、作業者は、保持手段５に複数の端子付電線１００を保持させ、被覆装置１を起動させる。制御手段は移動手段を制御してノズル２１の位置を調節する。即ち、ノズル２１のＹ方向位置を端子金具３００の第１加締め部３００Ａに合わせするとともに、Ｘ方向位置を一方側（図１における左側）に配置された端子付電線１００に合わせ、端子付電線１００とのＺ方向における間隔を調節する。次に、制御手段は、直流電源３１に電圧の印加を開始させた後、スプレーガン２に出射液の出射を開始させ、図１に二点鎖線で示すようにノズル２１をＸ方向の他方側（図１における右側）に移動させていく。即ち、ノズル２１に出射液を出射させつつノズル２１をＸ方向に移動させる。尚、出射開始時に出射液の品質が安定しない場合には、出射液が端子付電線１００に届かない位置において予め出射液を出射しておいてもよい。

ノズル２１がＸ方向の他方側の端子付電線１００に対向する位置まで移動したら、制御手段は、出射液の出射を一旦停止し、ノズル２１をＹ方向に沿って移動させた後、出射を再開するとともにノズル２１をＸ方向の一方側に向けて移動させる。尚、ノズル２１をＸ方向に移動させる回数は、防食材の被覆厚さや、出射液の出射量等に応じて適宜に設定されればよい。また、端子付電線１００の被覆領域Ａの広さに応じてノズル２１をＹ方向に移動させればよく、被覆領域Ａが狭い場合にはノズル２１をＹ方向に移動させなくてもよい。

ノズル２１の移動及び出射が終了したら、作業者は、被覆装置１を一旦停止させ、端子保持部５２を裏返す。次に、作業者は被覆装置１を再起動させ、端子保持部５２を裏返す前の工程と同様にノズル２１を移動させつつ出射液を出射させる。尚、出射液が端子付電線１００におけるノズル２１の反対側にまで回り込み、反対側においても防食材の被覆厚さが充分に確保できる場合には、端子保持部５２を裏返さなくてもよい。また、ノズル２１のＸ方向における移動回数は、端子保持部５２の裏返しの前後で異なっていてもよい。

出射液の出射が完了したら、作業者は被覆装置１を停止させ、端子付電線１００に付着した出射液を乾燥させる。このとき、ヒータ等を用いて加熱することで乾燥させてもよいし、自然乾燥させてもよい。出射液が乾燥したら、防食材による被覆層が端子付電線１００の表面に形成される。

ここで、出射液と、端子付電線１００の被覆領域Ａにおける金属表面と、の電気的な相互作用について説明する。まず、ノズル２１が正に帯電していることから、出射液も正に帯電する。従って、図３（Ａ）に示すように、出射液Ｌはクーロン力Ｆ１によって負に帯電した被覆領域Ａに引き寄せられる。

図３（Ｂ）に示すように、出射液Ｌが金属表面に付着すると、出射液Ｌが有していた正の電荷は金属側に移り、さらに金属表面が負に帯電していることにより、付着した出射液Ｌも負に帯電する。このとき、金属全体が略等電位となるのに対し、出射液Ｌは比較的高い抵抗値を有するため、出射液の層全体は等電位とはならず、付着した出射液Ｌのノズル２１側の表面の電位Ｖ１は、金属表面のうち出射液Ｌが付着していない部分の電位Ｖ２よりも、絶対値が小さくなる。

従って、図３（Ｂ）に示すように金属表面の一部に出射液Ｌが付着した状態でさらに出射液Ｌを出射すると、この出射液Ｌは露出した金属表面に引き寄せられやすくなる。即ち、露出した金属表面を向いたクーロン力Ｆ２がはたらく。このように出射液Ｌの出射を継続すると、図３（Ｃ）に示すように出射液Ｌが金属表面の全体に付着して出射液Ｌの層が形成される。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、電圧印加手段３によってノズル２１と端子付電線１００の被覆領域Ａとが互いに異なる極性を有して帯電するように電圧を印加し、出射液を出射することで、被覆領域Ａ全体に出射液の層を形成し、防食材による被覆層を端子付電線１００の表面に形成することができる。従って、防食材によって導体部２００Ａを含む被覆領域Ａが露出しないように被覆することができる。

さらに、ノズル２１に出射液を出射させつつノズル２１を端子付電線１００の並設方向であるＸ方向に沿って移動させることで、簡単な構成で複数の端子付電線１００の被覆領域Ａを防食材によって被覆することができる。このとき、帯電した出射液は、拡散されやすく、且つ、被覆領域Ａに引き寄せられることから、出射液の出射時に被覆領域Ａの形状等に合わせてノズル２１のＹ方向又はＺ方向への移動を制御しなくても、被覆領域Ａが露出しないように防食材によって被覆することができる。

さらに、端子保持部５２によって電気接続部Ｃを覆うことにより、端子金具３００に引き寄せられた出射液が電気接続部３００Ｃに付着することを抑制し、電気接続部３００Ｃの導電性を良好に保つことができる。

さらに、被覆材としての防食材によって端子付電線１００の被覆領域Ａを被覆することで、被覆領域Ａの腐食を抑制することができる。また、防食材は防水性も有し、被覆領域Ａにおいて導体部２００Ａ及び端子金具３００の表面まで水が浸入することを抑制することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記実施形態では、電圧印加手段３は、電極部５２１が負の電荷を有して帯電するとともにノズル２１が正の電荷を有して帯電するように電圧を印加するものとしたが、電圧印加手段３は、電極部５２１が正の電荷を有して帯電するとともにノズル２１が負の電荷を有して帯電するように電圧を印加してもよい。また、電圧印加手段３が、電極部５２１とノズル２１とが同じ極性を有して帯電するように電圧を印加してもよいし、一方が接地電位とされてもよく、これらの構成において、帯電した出射液は、ノズル２１と被覆領域Ａとの間に形成された電界によって移動し、被覆領域Ａに引き寄せられる。

また、前記実施形態では、移動手段４がノズル２１を移動させるものとしたが、保持手段５を移動させる移動手段を設けることでノズル２１と端子付電線１００とを相対移動させてもよい。また、移動手段は少なくともＸ方向に沿ってノズル２１又は保持手段５を移動させるものであればよく、Ｙ方向及びＺ方向には移動不能であってもよい。

また、前記実施形態では、被覆材として防食材を例示したが、被覆材は、例えば金属の露出した部分に絶縁層を形成するためのものであってもよいし、金属表面に傷がつくことを抑制するためのコーティング材であってもよく、端子付電線１００のうち少なくとも導体部２００Ａを被覆する適宜なものであればよい。また、出射液は、適宜な液体に被覆材が溶解又は分散されていてもよいし、液体の被覆材によって構成され、例えば紫外線やＸ線を照射したり加熱したりすることによって硬化するものであってもよい。

また、前記実施形態では、導体部２００Ａがアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されたアルミニウム電線を有する端子付電線１００を対象として防食材を被覆するものとしたが、電線の導体部の材質はアルミニウムに限定されず、例えば銅等の適宜な金属や、適宜な金属が組み合わされた合金であってもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ 被覆装置
２ スプレーガン（出射手段）
３ 電圧印加手段
４ 移動手段
５ 保持手段
２１ ノズル（出射部）
２００ アルミニウム電線（電線）
２００Ａ 導体部
Ｌ 出射液（液体）

Claims (6)

1. 電線の露出した導体部、及び、該導体部に電気的に接続された端子金具を被覆材によって被覆する被覆装置であって、
   複数の前記電線を並べて保持する保持手段と、
   前記保持手段に対して間隔をあけて配置された金属製の出射部を有し、前記被覆材を含む液体を該出射部から出射する出射手段と、
   前記出射部と前記導体部とに電圧を印加して帯電させる電圧印加手段と、
   前記複数の電線の並設方向に沿って前記出射部と前記保持手段とを相対移動させる移動手段と、
   前記出射部に前記液体を出射させつつ前記移動手段によって該出射部と前記保持手段とを前記並設方向に沿って相対移動させる制御手段と、を備え、
   前記保持手段は、前記端子金具のうち相手側の端子に電気的に接続される電気接続部を覆う端子保持部を有し、
   前記端子保持部は、前記電気接続部の先端部に接触して電気的に接続される電極部を有し、
   前記電圧印加手段が前記電極部に電気的に接続されることを特徴とする被覆装置。
2. 前記電線は、アルミニウム電線であることを特徴とする請求項１に記載の被覆装置。
3. 前記電圧印加手段は、前記出射部と前記導体部とが互いに異なる極性を有して帯電するように電圧を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の被覆装置。
4. 前記移動手段は、前記電線の長手方向に沿って前記出射部と前記保持手段とを相対移動可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の被覆装置。
5. 前記被覆材が防食材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の被覆装置。
6. 電線の露出した導体部、及び、該導体部に電気的に接続された端子金具を被覆材によって被覆する被覆方法であって、
   前記端子金具のうち相手側の端子に電気的に接続される電気接続部の先端部に接触する電極部を有するとともに前記電気接続部を覆う端子保持部を備えた保持手段によって複数の前記電線を並べて保持し、
   前記電線に対して間隔をあけて配置された金属製の出射部と、前記電極部と、に電圧を印加して帯電させ、
   前記被覆材を含む液体を前記出射部から出射しつつ、前記複数の電線の並設方向に沿って該出射部と該複数の電線とを相対移動させることを特徴とする被覆方法。

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