JP2014160560A - 圧着端子および圧着端子を用いたワイヤハーネス - Google Patents

Abstract

【課題】 コスト上昇を抑えることができ、かつ、電線との接触部分への水分の付着を予防可能な圧着端子およびその圧着端子を用いたワイヤハーネスを提供する。
【解決手段】 ワイヤハーネス１は、電線１０と圧着端子２０とを含む。電線１０は、芯線が絶縁体で被覆された絶縁被覆部１２と、絶縁被覆部１２の先端から芯線の一部が露出した露出芯線１１を有する。圧着端子２０は、前端部２０Ａに位置するボックス部２１と、後端部２０Ｂに位置するとともに電線１０を挿入可能な圧着部２２とを有する。圧着部２２は、後端部２０Ｂに開口し、絶縁被覆部１２に圧着される被覆圧着部２４と、露出芯線１１に圧着される芯線圧着部２３とを含む。圧着端子２０は、後端部２０Ｂから所与寸法離間する押圧部２５をさらに含む。
【選択図】図２

Description

本発明は自動車等に用いられるワイヤハーネスおよびワイヤハーネスに用いる圧着端子に関するものである。

従来、自動車、ＯＡ機器、家電製品等の分野では、電力線や信号線として、電気導電性に優れた導電線が使用されるワイヤハーネスが知られる。ワイヤハーネスは、電線に取り付けられ他の機器等との接続に用いられる圧着端子を含む。電線は、絶縁体で被覆された被覆部と、被覆部先端から芯線が露出する導体部分の露出部とを有し、圧着端子が被覆部および露出部のそれぞれに圧着されることによって、導電性のワイヤハーネスが構成される。軽量化の観点から、芯線材料としてアルミニウムを用いた電線が注目される。圧着端子としては、電気特性に優れる銅が使用されることが多い。

例えばアルミニウムと銅のような異種金属の接触部分に水分が付着すると、標準電極電位の違いから、いわゆる電食が発生する恐れがある。特に、アルミニウムと銅との標準電極電位差は大きいから、電気的に卑であるアルミニウム側の腐食が進行する。このため、芯線と圧着端子との接続状態が不安定となり、接触抵抗の増加や線径の減少による電気抵抗の増大、さらには断線が生じて電装部品の誤動作、機能停止に至る恐れがある。

このような異種金属が接触するワイヤハーネスにおいて、電線と圧着端子との接続部を覆うように樹脂材を充填したものがある（特許文献１）。樹脂材を充填することによって、電線と圧着端子との接触部分に水分が付着するのを防止する。

特開２００４−１１１０５８号公報

しかし、特許文献１の方法では、樹脂材を別途必要とするので、その分、ワイヤハーネス全体のコストが上がってしまうという問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、コスト上昇を抑えることができ、かつ、電線との接触部分への水分の付着を予防可能な圧着端子およびその圧着端子を用いたワイヤハーネスを提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、導電性の芯線が絶縁体で被覆された電線の絶縁被覆部に圧着される被覆圧着部および前記絶縁被覆部の先端から露出した前記電線の露出芯線に圧着される芯線圧着部を有する圧着端子であって、
前記芯線圧着部および前記被覆圧着部は、前記電線が挿入可能であって周方向において水密な断面中空形状を有し、前記芯線圧着部の前記被覆圧着部とは反対側に位置し、前記中空形状の内面が互いに水密に接着された封止部と、前記絶縁被覆部を径方向内側に押圧するとともに前記被覆圧着部から離間する押圧部とをさらに備えることを特徴とする圧着端子である。

前記押圧部は、前記絶縁被覆部の周方向に環状に設けられてもよい。

前記押圧部と前記被覆圧着部との間には、これらを連結する連結部が設けられてもよい。

前記連結部は、前記絶縁被覆部の周方向に離間して複数設けられてもよい。

前述した目的を達するために第２の発明は、導電性の芯線が絶縁体で被覆された絶縁被覆部および前記絶縁被覆部の先端から露出する露出芯線を有する電線と、前記絶縁被覆部に圧着される被覆圧着部および前記露出芯線に圧着される芯線圧着部を有する圧着端子とを含むワイヤハーネスであって、前記芯線圧着部および前記被覆圧着部は、前記電線が挿入可能であって周方向において水密な断面中空形状を有し、前記圧着端子は、前記芯線圧着部の前記被覆圧着部とは反対側に位置し、前記中空形状の内面が互いに水密に接着された封止部と、前記絶縁被覆部を径方向内側に押圧するとともに前記被覆圧着部から離間する押圧部とをさらに備え、前記芯線はアルミニウム系材料で構成され、前記芯線圧着部が銅系材料で構成されることを特徴とするワイヤハーネスである。

本発明によれば、圧着端子の芯線圧着部が電線の露出芯線に圧着され、被覆圧着部が絶縁被覆部に圧着され、さらに、絶縁被覆部から離間した押圧部が絶縁被覆部を押圧するから、絶縁被覆部側からの水分の侵入を防止することができ、電線と圧着端子との接触部分に水分が付着するのを予防することができる。また、押圧部を形成することによって、被覆圧着部の圧力が押圧部側へと逃げるように移動した場合であっても、その移動を押圧部で規制することができ、より確実に被覆圧着部と絶縁被覆部の圧着が可能となる。さらに、押圧部を設けるだけで水分の侵入を防止できるので、別途樹脂材等を用いる必要がなく、その分のコスト上昇を抑えられる。

また、押圧部は、絶縁被覆部の周方向に環状に設けられるので、その周方向全域において、被覆圧着部からの圧力の逃げを規制することができる。

また、押圧部と被覆圧着部との間には、これらを連結する連結部が設けられるので、これら押圧部と被覆圧着部との離間距離を所要寸法に維持することができる。

また、連結部は、絶縁被覆部の周方向に離間して複数設けられるので、押圧部と被覆圧着部との離間寸法を安定的に維持することができる。

本発明によれば、コストの低減を図ることができ、かつ、電線との接触部分に対する水分の付着を防止することができる圧着端子および圧着端子を用いたワイヤハーネスを提供することができる。

第１の実施形態のワイヤハーネスを示す分解斜視図。 ワイヤハーネスの斜視図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 第２の実施形態の圧着端子を示す斜視図。 図４の圧着端子の展開平面図の一部。

＜第１の実施形態＞
図１を参照すれば、ワイヤハーネス１は、長手方向Ｘおよびこれに直交する幅方向Ｙを有し、電線１０と圧着端子２０とを含む。電線１０は、導電性を有する芯線が絶縁体で被覆された絶縁被覆部１２と、絶縁被覆部１２の先端から芯線の一部が露出した露出芯線１１を有する。芯線は、アルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム系材料で構成され、より詳細には、複数のアルミニウム合金線等を撚って形成する。

圧着端子２０は、長手方向Ｘに延びるとともに、長手方向Ｘの前端部２０Ａに位置する図示しない雄型コネクタを挿入可能なボックス部２１と、後端部２０Ｂに位置する電線１０を挿入可能な圧着部２２とを有する。ボックス部２１には、雄型コネクタの挿入タブに接触する弾性接触片２１Ａを備える。

圧着部２２は、電線１０が後端部２０Ｂから挿入可能であって長手方向Ｘへ延びる断面中空形状を有するとともに後端部２０Ｂに開口する被覆圧着部２４と、被覆圧着部２４とボックス部２１との間に位置する芯線圧着部２３とを含む。圧着端子２０は、後端部２０Ｂから所与寸法離間する押圧部２５をさらに含む。押圧部２５は、絶縁被覆部１２の周方向に連続する環状である。圧着端子２０の少なくとも圧着部２２は銅系材料で構成される。

より詳細には、圧着端子２０は、表面が錫メッキされた黄銅等の銅合金条を平面展開した端子形状に打ち抜いた後（図示せず）、中空四角柱体のボックス部２１と中空円柱体の圧着部２２とから構成される立体的な端子形状に曲げ加工されて形成される。さらに、ボックス部２１と圧着部２２との間には、中空形状の内面を互いに水密に接触させた封止部２６が設けられる。封止部２６は、幅方向Ｙへ延びるとともに、圧着部２２の内面を互いに接触させ、水密に接着されることによって形成される。このような接着の方法として、例えばレーザ溶接を用いることができる。

圧着部２２は、長手方向Ｘへ延びる接合部２９によって水密に接合される。詳細には、端子形状に打ち抜いた銅合金条の端部を中空形状になるように互いに突合せ、突合せた部分をレーザ溶接等の溶接によって接合部２９を形成することができる。この実施形態において、接合部２９は図示の位置に形成されるが、これに限られるものではなく、被覆圧着部２４および押圧部２５の周囲のいずれの位置に形成されてもよい。

図２は、圧着端子２０に電線１０を挿入後、芯線圧着部２３および被覆圧着部２４を径方向内側へ加締めたものであり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。芯線圧着部２３には電線１０の露出芯線１１が位置し、被覆圧着部２４には絶縁被覆部１２が位置するように、電線１０が挿入される。圧着部２２の長手方向Ｘにおける寸法は、露出芯線１１の長手方向Ｘにおける寸法よりも大きい。したがって、露出芯線１１が封止部２６に当接するように電線１０を圧着部２２に挿入すると、露出芯線１１と絶縁被覆部１２とが圧着部２２の内周に対向して位置する。

圧着部２２に露出芯線１１および絶縁被覆部１２を挿入した状態で圧着部２２を加締めることによって、芯線圧着部２３は露出芯線１１に圧着され、被覆圧着部２４は絶縁被覆部１２に圧着される。これら芯線圧着部２３および被覆圧着部２４の圧着は、図示しない圧着工具によって一体的におこなうことができる。また、これら圧着と同時に封止部２６を略平板状に押しつぶすように変形させることができる。このように押しつぶした状態で、レーザ溶接することによって、封止部２６を水密にすることができる。

絶縁被覆部１２において、芯線を覆う絶縁体として弾性を有する熱可塑性合成樹脂を用いることができる。このような材料を用いることによって、被覆圧着部２４を圧着したときに後端部２０Ｂを水密に保持することができる。圧着部２２の後端部側を被覆圧着部２４によって水密に封鎖し、前端部側を封止部２６によって水密に封鎖したので、圧着部２２への水分の侵入を防止することができる。

上記のようなワイヤハーネス１において、電線１０の芯線はアルミニウム系材料で構成され、圧着端子２０の芯線圧着部２３は銅系材料で構成されているから、芯線圧着部２３では、異種金属が接触する。異種金属が接触した部分では、水分が付着することによって電食の可能性があるが、この実施形態では、圧着部２２への水分の侵入を防止することができるので、電食を予防することができる。

この実施形態において、電線１０の絶縁被覆部１２を構成する絶縁体が弾性を有することよって絶縁被覆部１２と被覆圧着部２４とを水密に維持することができるが、絶縁体を押圧する力は圧着部２２で覆われない押圧部２５側へと逃げるように移動しやすい。その結果、被覆圧着部２４の圧着力が低下しかねない。そこで、押圧部２５をさらに設けることによって、圧着部２２の押圧力の逃げを押圧部２５で止めるようにしている。

押圧部２５は、被覆圧着部２４から長手方向Ｘへ離間した位置に設けられ、電線１０の絶縁被覆部１２の径方向内側へと押圧される。したがって、被覆圧着部２４から押圧部２５側へと移動する力を押圧部２５で規制することができ、それ以上移動するのを抑制することができる。したがって、被覆圧着部２４の押圧力の低下を予防し、圧着部２２を確実に水密に維持することができる。

また、押圧部２５を設けることによって、被覆圧着部２４と押圧部２５との間には、絶縁体に発生した残留応力が部分的に高くなった応力残留領域１３が形成される。高温環境下において、熱可塑性樹脂性の絶縁体は、弾性力が低下しやすく、弾性力の低下に伴って、被覆圧着部２４と絶縁被覆部１２との圧着力が低下する可能性がある。しかし、この実施形態では、そのような場合であっても応力残留領域１３の残留応力によって圧着力の低下を補うことができる。したがって、高温環境下でワイヤハーネス１を使用した場合であっても、被覆圧着部２４と絶縁被覆部１２との圧着力低下を予防することができる。

押圧部２５は、絶縁被覆部１２の周方向において、環状に連続している。したがって、より効果的に圧着部２２の押圧力の逃げを止めることができるとともに、圧着力の低下を抑制することができる。

この実施形態において、電線１０を圧着端子２０に挿入後、押圧部２５を加締めてから圧着部２２を加締めることによって、圧着部２２からの押圧力の逃げをより効果的に防止することが期待できる。また、圧着部２２の押圧力よりも押圧部２５の押圧力を大きくすることによって、上記効果の向上をさらに期待することができる。

上記のような第１の実施形態によれば、押圧部２５を設けることによって、圧着部２２内を確実に水密に保持することができる。また、圧着部２２の水密保持のために、別途樹脂材等を用いる必要がないので、その分、ワイヤハーネス１のコストの低減を図ることができる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成要件については、第１の実施形態と同じ符号を用い、その構成要件については詳細な説明を省略する。
図４を参照すれば、第２の実施形態では、圧着部２２と押圧部２５との間には、これらを連結する連結部２７をさらに設けたことを特徴とする。連結部２７は、圧着部２２の周方向において対向するように２カ所設けられるとともに、圧着部２２の周方向において所与離間する。

この実施形態において、連結部２７を設けるので、押圧部２５と被覆圧着部２４との長手方向Ｘにおける離間寸法を一定に保持することができる。連結部２７がない場合には、被覆圧着部２４に対して押圧部２５の位置がずれてしまう可能性があり、被覆圧着部２４の押圧力の逃げの抑制効果が低下し、被覆圧着部２４の水密性が低下することも懸念される。また、応力残留領域１３の残留応力も低下し、高温環境下における被覆圧着部２４の圧着力の低下抑制の効果が低減する可能性がある。しかし、この実施形態では、連結部２７を設けることによって、被覆圧着部２４の押圧力の逃げを確実に防止し、さらに、応力残留領域１３における残留応力の低下を確実に抑制することができる。したがって、被覆圧着部２４と絶縁被覆部１２との圧着力の低下を確実に抑制することができる。

図５は、圧着端子２０の被覆圧着部２４および押圧部２５を展開したときの斜視図である。圧着端子２０は、銅合金条を所望の形状に打ち抜いた後、これを立体的に接合することによって製造され、図５は打ち抜いた後の銅合金条の一部である。図示したように、圧着端子２０は、少なくとも被覆圧着部２４、押圧部２５、連結部２７を一体成型することができ、これと同様にボックス部２１および芯線圧着部２３も一体成型することもできる。このような銅合金条の側縁２８を互いに突き合わせ、被覆圧着部２４および押圧部２５をそれぞれ中空円柱体、環状にすることができる。突き合せた側縁２８は、レーザ溶接等によって水密に接着され、接合部２９が形成される（図４参照）。同様に、押圧部２５もレーザ溶接等による接合部２９が形成される。

この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様、押圧部２５を設けることによって、圧着部２２内を確実に水密に保持することができる。また、圧着部２２の水密保持のために、別途樹脂材等を用いる必要がないので、その分、ワイヤハーネス１のコストの低減を図ることができる。さらに、押圧部２５を被覆圧着部２４と一体成型することができるので、押圧部２５のための特別な材料、成型工程が不要であり、より一層コストの低減が期待できる。

この実施形態において、連結部２７は２カ所設けられるが、これに限られるものではなく、少なくとも１つ設けられれば良い。ただし、複数設けることによって、連結部２７の屈曲等の変形を予防することができ、押圧部２５を幅方向Ｙに平行に維持し、圧着部２２と押圧部２５とを長手方向Ｘに延びる同軸線上に維持することができる。このように圧着部２２と押圧部２５とを同軸線上に維持することによって、圧着部２２における圧着力を均等にすることができる。また、連結部２７は周面において対向する位置に設けたが、これに限られるものではなく、適宜変更可能である。

押圧部２５および連結部２７として、圧着端子２０の製造時に使用されるキャリアを用いることもできる。キャリアは、圧着端子２０の製造時に、平面展開した銅合金条を端子形状に打ち抜く際、形成されるものである。すなわち、銅合金条には、複数の端子形状が打ち抜かれるが、キャリアはこれらを連結し、加工の位置決めをするためのものである。このようなキャリアは、通常、電線１０の圧着端子２０挿入前後に、圧着端子２０から切り落とされる。キャリアを切断せずに、環状に加工することによって、押圧部２５および連結部２７として用いることができる。キャリアを押圧部２５および連結部２７として用いることによって、通常切り落としていた部分を使用することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１…ワイヤハーネス
１０…電線
１１…露出芯線
１２…絶縁被覆部
２０…圧着端子
２１…ボックス部
２２…圧着部
２３…芯線圧着部
２４…被覆圧着部
２５…押圧部
２６…封止部
２７…連結部

Claims (5)

1. 導電性の芯線が絶縁体で被覆された電線の絶縁被覆部に圧着される被覆圧着部および前記絶縁被覆部の先端から露出した前記電線の露出芯線に圧着される芯線圧着部を有する圧着端子であって、
   前記芯線圧着部および前記被覆圧着部は、前記電線が挿入可能であって周方向において水密な断面中空形状を有し、
   前記芯線圧着部の前記被覆圧着部とは反対側に位置し、前記中空形状の内面が互いに水密に接着された封止部と、
   前記絶縁被覆部を径方向内側に押圧するとともに前記被覆圧着部から離間する押圧部とをさらに備えることを特徴とする圧着端子。
2. 前記押圧部は、前記絶縁被覆部の周方向に環状に設けられることを特徴とする請求項１記載の圧着端子。
3. 前記押圧部と前記被覆圧着部との間には、これらを連結する連結部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の圧着端子。
4. 前記連結部は、前記絶縁被覆部の周方向に離間して複数設けられることを特徴とする請求項３記載の圧着端子。
5. 導電性の芯線が絶縁体で被覆された絶縁被覆部および前記絶縁被覆部の先端から露出する露出芯線を有する電線と、
   前記絶縁被覆部に圧着される被覆圧着部および前記露出芯線に圧着される芯線圧着部を有する圧着端子と
   を含むワイヤハーネスであって、
   前記芯線圧着部および前記被覆圧着部は、前記電線が挿入可能であって周方向において水密な断面中空形状を有し、
   前記圧着端子は、前記芯線圧着部の前記被覆圧着部とは反対側に位置し、前記中空形状の内面が互いに水密に接着された封止部と、前記絶縁被覆部を径方向内側に押圧するとともに前記被覆圧着部から離間する押圧部とをさらに備え、
   前記芯線はアルミニウム系材料で構成され、前記芯線圧着部が銅系材料で構成されることを特徴とするワイヤハーネス。

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