JP2015201259A - 圧着端子及び圧着端子と電線の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電線に対して十分な固着力を確保できる圧着端子及び圧着端子と電線の接続構造を提供する。【解決手段】圧着端子２１は、電線１１の端末部の被覆２５が除去されて導体２３が露出した導体露出部を圧着する導体圧着部３５と電線１１の端末部に残された被覆２５の一部を圧着する被覆圧着部３９とが、導体圧着部３５の圧着部前端６５から被覆圧着部３９の圧着部後端６７まで連続して囲繞するように圧着される電線接続部１９と、被覆圧着部３９の導体圧着部３５と反対側に連設部５１を介して一体に形成され、電線１１を被覆２５の外周から保持する電線保持部２９と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、圧着端子及び圧着端子と電線の接続構造に関する。

車両の軽量化は燃費向上に大きな影響を与える。二酸化炭素排出量の低減が求められている現在では、ガソリン自動車に比べてワイヤーハーネスが多用される特に電気自動車やハイブリット自動車では、ワイヤーハーネスに、軽量材質のアルミニウムやアルミニウム合金製の電線の使用が好都合となる。ところが、アルミニウムやアルミニウム合金で構成するアルミニウム製の電線は、銅や銅合金で構成する圧着端子に圧着接続された状態で、両者の接触部に水が介在すると、この水が異種金属間で電解液となる。銅製端子とアルミ製導体等の異種の金属は、電解液を介して電気回路ができると、両者の腐食電位の違いのため、よりひ（卑）な電位の金属（例えばアルミ導体）の腐食が促進される。すなわち、ガルバニック腐食が生じる。

そこで、圧着後において、圧着部の内部に水分が浸入することを防止できるとともに、確実な止水性と、長期に亘って高い信頼性を得ることができる端子の提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
図７に示すように、この雌型圧着端子（圧着端子）５０１は、圧着部５０３の一対のバレル片５０５が、被覆電線であるアルミ電線５０７の絶縁被覆５０９の被覆先端５１１より露出されたアルミニウム芯線５１３の電線露出部５１５を囲繞するように圧着されている。その後、レーザーシーム溶接機によりバレル片５０５を重ね合わせてなる重ね合い部５１７の段差部分と、圧着部５０３の圧着底面５１９に対してバレル片５０５の前方側端部を圧着してなる先端側重ね合い部５２１の段差部分とを溶接する。これにより、圧着後において、圧着部５０３の内部に水分が浸入することを防止している。

特開２０１３−６２２０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の雌型圧着端子５０１は、圧着部５０３を溶接して円筒状の構造としていることから、アルミ電線５０７を屈曲させる空間が無い。そのため、アルミ電線５０７を屈曲させて、固着力を増大させる構造（例えば、突起形状等）がつくりにくい。従って、上記雌型圧着端子５０１は、アルミ電線５０７に対して十分な固着力を確保できない可能性がある。このことは、特に細径（０．５ｓｑ以下）のアルミ電線５０７の場合に問題が顕著となった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、電線に対して十分な固着力を確保できる圧着端子及び圧着端子と電線の接続構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 電線の端末部の被覆が除去されて導体が露出した導体露出部を圧着する導体圧着部と前記電線の端末部に残された前記被覆の一部を圧着する被覆圧着部とが、前記導体圧着部の前端から前記被覆圧着部の後端まで連続して囲繞するように圧着される電線接続部と、前記被覆圧着部の前記導体圧着部と反対側に連設部を介して一体に形成され、前記電線を前記被覆の外周から保持する電線保持部と、を備えることを特徴とする圧着端子。

上記（１）の構成の圧着端子によれば、導体を露出させた電線の端末部が、電線接続部によって囲繞されて圧着端子に接続される。電線接続部は、導体圧着部にて圧着端子と導体の導通を確保しつつ、被覆圧着部にて電線の被覆も同時に加締め固定する。これにより、露出した導体が電線接続部に密閉され、導体（特に、ガルバニック腐食の生じやすいアルミ電線）の腐食が抑制される。更に、この電線接続部から導出された電線が、電線接続部に連設部を介して一体に形成された電線保持部によっても被覆の外周側から保持される。圧着端子の電線保持部は、電線接続部とは独立して電線を保持することができるので、細径のアルミ電線等であっても、従来構造に比べ電線に対して高い固着力の確保が可能となる。

（２） 上記（１）の構成の圧着端子であって、前記連設部は、前記被覆圧着部の底板部に連続して一体に形成され、前記連設部の内面には、前記電線接続部の軸方向に沿って前記電線を屈曲させる凸部が突設されていることを特徴とする圧着端子。

上記（２）の構成の圧着端子によれば、電線接続部と電線保持部とを接続する連設部が、被覆圧着部の底板部に連続して一体に形成されている。そこで、電線接続部から導出された電線が載置される連設部の上方は開放空間となる。そして、連設部に載置された電線は、電線保持部によって加締められて保持される際、連設部の凸部によって山形に屈曲する。即ち、連設部の上方の開放空間は、電線を山形に屈曲させるためのスペースとなる。凸部により山形に屈曲して電線接続部と電線保持部に固定された電線は、強度の低い細径（０．５ｓｑ以下）のアルミ電線であっても、圧着端子に確実に固定される。

（３） 上記（１）または（２）の構成の圧着端子を備えた圧着端子と電線の接続構造であって、前記導体と前記導体圧着部とを接触させる開口部を有するとともに圧着される前記導体と前記被覆の一部を包囲する大きさを有する防水材が、前記電線接続部と前記電線の間に介装されることを特徴とする圧着端子と電線の接続構造。

上記（３）の構成の圧着端子と電線の接続構造によれば、電線接続部が端子圧着時に加締められることで、自らが塑性変形するとともに、止水シート等の防水材を介して電線の導体及び被覆も塑性変形させる。電線接続部が加締められることで導体及び被覆を変形させた止水材は、これら導体及び被覆から反力を受ける。反力を受けた止水材は、圧縮され、加締められた電線接続部の内側の余剰空間等に移動する。加締められた電線接続部の内側には、変形した止水材が隙間なく、高密度に配置される。その結果、電線接続部は、外部から水が内側に浸入しにくくなる。これにより、異種金属間に電解液が供給されなくなる。従って、銅や銅合金製の導体圧着部に圧着した例えばアルミニウムやアルミニウム合金製の電線に生じようとするガルバニック腐食が抑制される。

本発明に係る圧着端子及び圧着端子と電線の接続構造によれば、電線に対して十分な固着力を確保できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る圧着端子と電線の接続構造に用いられる圧着端子の斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は軸線が電線と直交方向の半円弧のアーチ状に形成された凸部の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は軸線が電線に沿う方向の半円弧のアーチ状に形成された凸部の斜視図、（ｄ）は（ｃ）のＣ−Ｃ断面図、（ｅ）は山形に形成された凸部の斜視図、（ｆ）は（ｅ）のＤ−Ｄ断面図である。 止水材組付前の圧着端子の分解斜視図である。 止水材を用いない電線圧着前の圧着端子の分解斜視図である。 先端部分が潰された電線接続部の断面図である。 （ａ）は従来の雌型圧着端子と被覆電線の圧着状態を説明する斜視図、（ｂ）はその縦断側面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る圧着端子２１と電線１１の接続構造は、電線１１と、圧着端子２１と、防水材である止水シート５５と、を備える。

電線１１は、導体２３が絶縁性の被覆２５によって覆われる。導体２３は、複数の素線を撚り合わせてなる。なお、導体２３は、単線であってもよい。導体２３には、例えばアルミニウム、アルミ合金等が用いられる。被覆２５には、合成樹脂が用いられる。合成樹脂としては、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリオレフィン、ポリアミド等をベースに難燃剤を添加した樹脂を用いることができる。

本実施形態に係る圧着端子２１は、１枚の導電性金属（銅や銅合金）の金属板からのプレス加工（打ち抜き加工及び折り曲げ加工）により形成される。圧着端子２１は、キャリア（図示略）に連鎖状に連なった状態で打ち抜き加工される。圧着端子２１は、例えばコネクタハウジング（図示略）に装着されて使用される。圧着端子２１は、先端側から、電気接触部２７、電線接続部１９、電線保持部２９が連設される。電気接触部２７は、相手端子と電気的に接触する。電線接続部１９は、電線１１と接続される。電気接触部２７には、バネ部３２を備える箱部３１が形成される。箱部３１は、相手端子である雄端子（図示略）のタブ状導体接続部を受け入れ、バネ部３２と雄端子を導通接続する。つまり、圧着端子２１は、雌端子である。

箱部３１には、ランス係止部３３が形成されている。ランス係止部３３は、圧着端子２１がコネクタハウジングの端子収容室に進入した際、後方から、コネクタハウジングに形成されたランス（図示略）に係止される。これにより、圧着端子２１は、端子収容室からの後抜けが規制される。

電線接続部１９は、前側の位置に、電線１１の端末部の被覆２５が除去されて導体２３が露出した導体露出部に圧着される導体圧着部３５を有する。電線接続部１９は、その後側の位置に、繋ぎ部３７を介して、電線１１の端末部の被覆２５に圧着される被覆圧着部３９を有する。繋ぎ部３７は、導体圧着部３５の後側と被覆圧着部３９の前側を連結する。導体圧着部３５及び被覆圧着部３９は、導体２３の径や被覆２５の径に応じたサイズに形成される。

図２に示すように、導体圧着部３５、繋ぎ部３７及び被覆圧着部３９は、共通の底板部４１を有する。電線接続部１９の底板部４１は、左右両側縁から上方に立設される左右一対の共通の加締片４３を有する。加締片４３は、電線１１の導体２３と被覆２５を包み込むように、内側に曲げられることで導体２３と被覆２５を底板部４１の上面に密着した状態で加締める。電線接続部１９は、導体圧着部３５の前端から被覆圧着部３９の後端まで連続し、断面Ｕ字状に形成される（図４参照）。電線接続部１９は、電線１１の端末部に圧着された状態で、導体前端４５（図２参照）よりも前方側から、被覆前端４７（図２参照）よりも後方側までを、連続して一体的に覆う長さを有している一体バレル部である。即ち、電線接続部１９は、導体圧着部３５の前端から被覆圧着部３９の後端まで連続して囲繞するように圧着される。被覆前端４７から被覆圧着部３９までの間は、被覆２５に被覆圧着部３９が密着した止水領域４９となる。

更に、電線接続部１９には、電線保持部２９が連続して形成される。電線保持部２９は、被覆圧着部３９の導体圧着部３５と反対側に、連設部５１を介して一体に形成されている。本実施形態の電線保持部２９は、被覆圧着部３９の底板部４１に連続して一体に形成された連設部５１を介して一体に形成された一対の保持片５３を有し、断面Ｕ字状に形成されている。電線保持部２９における一対の保持片５３は、電線１１を被覆２５の外周から保持する。

被覆圧着部３９の底板部４１に連続して一体に形成された連設部５１は、電線１１の外周の一部分に沿う断面半円弧状の樋状に形成され、電線接続部１９と電線保持部２９とを一体に接続している。そこで、電線接続部１９から導出された電線１１が載置される連設部５１の上方は開放空間となる。連設部５１の内面には、電線接続部１９の軸方向に沿って電線１１を屈曲させる凸部１３が突設されている。

本実施形態に係る凸部１３は、図３の（ａ），（ｂ）に示すように、軸線が電線１１と直交方向の半円弧のアーチ状に形成されている。そこで、連設部５１に載置される電線１１は、電線接続部１９によって加締められて保持される際、この凸部１３に沿って山形に屈曲される（図２参照）。なお、本実施形態に係る凸部１３は、図３の（ｃ），（ｄ）に示すように、軸線が電線１１に沿う方向の半円弧のアーチ状に形成された凸部１５としてもよい。更に、本実施形態に係る凸部１３は、図３の（ｅ），（ｆ）に示すように、山形に膨出させて形成した凸部１７としてもよい。これら凸部１３及び凸部１５は、例えば切り起こし加工等によって形成され、凸部１７は、プレス加工等によって成形される。

また、本実施形態に係る圧着端子２１と電線１１の接続構造は、図４に示すように、防水材である止水シート５５を備えている。
止水シート５５は、一定の厚み、及び弾性を有する樹脂材、ゴム等の絶縁材からなる。止水シート５５は、導体２３と導体圧着部３５とを接触させる開口部５７を有する。本実施形態の開口部５７は、止水シート５５をコ字状に打ち抜いて形成されている。開口部５７は、この他、周囲が閉じた穴であってもよい。

止水シート５５は、圧着される導体２３と被覆２５とを包囲する大きさを有している。止水シート５５は、電線接続部１９の内側に配置されることで、電線接続部１９と電線１１との間に介装される。従って、止水シート５５は、電線接続部１９が加締められることで、導体２３と被覆２５を包み込むようにして封止する。
ここで、止水シート５５は、基材シートの両面に接着層が設けられた両面粘着シートで構成することできる。そして、使用前の止水シート５５の各接着層には、剥離層を介して剥離シートが設けられる。

次に、圧着端子２１と電線１１の接続手順を説明する。
まず、図４に示すように、圧着端子２１の断面Ｕ字状に形成された電線接続部１９の内面の導体露出部に対応する位置に開口部５７を有した止水シート５５を配置する。この止水シート５５は、開口部５７よりも前側の位置に電線接続部１９の幅方向に延在する前側シート部５９を有し、開口部５７よりも後側の位置に電線接続部１９の幅方向に延在する後側シート部６１を有している。更に、止水シート５５は、開口部５７の側方の位置に前側シート部５９と後側シート部６１を繋ぐ側方シート部６３を有している。

また、この止水シート５５は、電線接続部１９を電線１１の端末部に対して圧着した際に、電線接続部１９の圧着部前端（前端）６５と圧着部後端（後端）６７とから止水シート５５の防水材前端７１と防水材後端７３とが外部に突出するような長さに形成されている。具体的には、止水シート５５は、前側シート部５９の防水材前端７１が導体圧着部３５の圧着部前端６５よりも前側に位置し、後側シート部６１の防水材後端７３が被覆圧着部３９の圧着部後端６７よりも後側に位置する長さに形成されている。止水シート５５は、該止水シート５５の一方の面における剥離シートを剥がして露出させた塗布された接着層剤によって、電線接続部１９の内側に貼り付けられる。

止水シート５５を電線接続部１９の内側に配置したら、該止水シート５５の他方の面における剥離シートを剥がして接着層を露出させ、次に皮むき（被覆２５を所定長さ切除）した電線１１の端末部を電線接続部１９の底板部４１の上面に配置する。その際、導体露出部の導体前端４５は、止水シート５５の防水材前端７１よりも後側に配置される。被覆２５の被覆前端４７は、止水シート５５の防水材後端７３よりも前側で、電線接続部１９の圧着部後端６７よりも前側に配置する。

その状態で、電線接続部１９を電線１１の端末部に対して圧着する。つまり、左右の加締片４３を電線１１の端末部を包み込むように順番に内側に曲げて加締め、一方の加締片４３の先端部の上に他方の加締片４３の先端部を重ねる。

このように加締めることで、止水シート５５に形成された開口部５７を通して、圧着端子２１の導体圧着部３５と電線１１の導体２３とが電気的に接続される。また、導体圧着部３５と導体２３の接続部分の前後が、止水シート５５によって塞がれる。また、電線接続部１９の圧着部前端６５と圧着部後端６７とから、止水シート５５の防水材前端７１と防水材後端７３とが、外部に突出した状態となり、圧着端子２１と電線１１の接続構造が完成する。

なお、上述した本実施形態に係る圧着端子２１と電線１１の接続構造では、止水シート５５を用いる場合について説明したが、止水シート５５を用いずに圧着部前端６５を潰すことで、導体圧着部３５の前方で露出する導体前端４５を覆うこともできる。
図５に示すように、圧着端子２１と電線１１の接続構造が、上記止水シート５５を用いない場合には、まず、圧着端子２１の断面Ｕ字状に形成された電線接続部１９の内面に電線１１を配置する。電線１１は、皮むき（被覆２５を所定長さ切除）した端末部を電線接続部１９の底板部４１の上面に配置する。その際、導体前端４５は、圧着部前端６５よりも後側に配置する。被覆２５の被覆前端４７は、圧着部後端６７よりも前側に配置する。

その状態で、加締め型（図示略）を用いて電線接続部１９を電線１１の端末部に対して圧着する。つまり、左右の加締片４３を電線１１の端末部を包み込むように順番に内側に曲げて加締め、一方の加締片４３の先端部の上に他方の加締片４３の先端部を重ねる。

このように加締めることで、圧着端子２１の導体圧着部３５と電線１１の導体２３とが電気的に接続される。また、被覆圧着部３９と電線１１の被覆２５とが固定される。
その後、電線保持部２９の一対の保持片５３を電線１１に加締めた後、図６に示すように、圧着部前端６５が更に潰される。これにより、導体圧着部３５の前方で露出する導体前端４５が、潰された圧着部前端６５によって覆われ、圧着端子２１と電線１１の接続構造が完成する。
なお、この導体圧着部３５の前方で露出する導体前端４５は、導体圧着部３５の前方に、接着剤やシール剤が充填されて塞がれてもよい。

次に、上記の構成を有する圧着端子２１及び圧着端子２１と電線１１の接続構造の作用を説明する。
本実施形態に係る圧着端子２１では、導体２３を露出させた電線１１の端末部が、電線接続部１９によって囲繞されて圧着端子２１接続される。電線接続部１９は、導体圧着部３５にて圧着端子２１と導体２３の導通を確保しつつ、被覆圧着部３９にて電線１１の被覆２５も同時に加締め固定する。これにより、露出した導体２３が電線接続部１９に密閉され、導体２３（特に、ガルバニック腐食の生じやすいアルミ電線）の腐食が抑制される。更に、この電線接続部１９から導出された電線１１が、電線接続部１９に連設部５１を介して一体に形成された電線保持部２９によっても被覆２５の外周側から保持される。圧着端子２１の電線保持部２９は、電線接続部１９とは独立して電線１１を保持することができるので、細径のアルミ電線等であっても、従来構造に比べ電線１１に対して高い固着力の確保が可能となる。

また、本実施形態の圧着端子２１では、電線接続部１９と電線保持部２９とを接続する連設部５１が、被覆圧着部３９の底板部４１に連続して一体に形成されている。そこで、電線接続部１９から導出された電線１１が載置される連設部５１の上方は開放空間となる。そして、連設部５１に載置された電線１１は、電線保持部２９によって加締められて保持される際、連設部５１の凸部１３によって山形に屈曲する。即ち、連設部５１の上方の開放空間は、電線１１を山形に屈曲させるためのスペースとなる。凸部１３により山形に屈曲して電線接続部１９と電線保持部２９に固定された電線１１は、強度の低い細径（０．５ｓｑ以下）のアルミ電線であっても、圧着端子２１に確実に固定される。

また、本実施形態に係る止水シート５５を備えた圧着端子と電線１１の接続構造では、電線接続部１９が端子圧着時に加締められることで、自らが塑性変形するとともに、止水シート５５を介して電線１１の導体２３及び被覆２５も塑性変形させる。電線接続部１９が加締められることで導体２３及び被覆２５を変形させた止水シート５５は、これら導体２３及び被覆２５から反力を受ける。反力を受けた止水シート５５は、圧縮され、加締められた電線接続部１９の内側の余剰空間等に移動する。加締められた電線接続部１９の内側には、変形した止水シート５５が隙間なく、高密度に配置される。その結果、電線接続部１９は、外部から水が内側に浸入しにくくなる。これにより、異種金属間に電解液が供給されなくなる。従って、銅や銅合金製の導体圧着部３５に圧着した例えばアルミニウムやアルミニウム合金製の電線１１に生じようとするガルバニック腐食が抑制される。

電線接続部１９は、止水シート５５が介在して電線１１が加締められると、電線１１に対して滑りが生じることがある。しかしながら、本実施形態の電線保持部２９によって電線１１を固定することで、この滑りを抑制することができる。すなわち、電線保持部２９を設けることは、特に止水シート５５を備える圧着端子と電線１１の接続構造において、固着力を高める大きな効果を奏する。

従って、本実施形態に係る圧着端子２１及び圧着端子２１と電線１１の接続構造によれば、十分な固着力を確保できる。

ここで、上述した本発明に係る圧着端子及び圧着端子と電線の接続構造の実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 電線１１の端末部の被覆２５が除去されて導体２３が露出した導体露出部を圧着する導体圧着部３５と前記電線１１の端末部に残された前記被覆２５の一部を圧着する被覆圧着部３９とが、前記導体圧着部３５の前端（圧着部前端）６５から前記被覆圧着部３９の後端（圧着部後端）６７まで連続して囲繞するように圧着される電線接続部１９と、
前記被覆圧着部３９の前記導体圧着部３５と反対側に連設部５１を介して一体に形成され、前記電線１１を前記被覆２５の外周から保持する電線保持部２９と、
を備えることを特徴とする圧着端子２１。
［２］ 上記［１］の構成の圧着端子２１であって、
前記連設部５１は、前記被覆圧着部３９の底板部４１に連続して一体に形成され、前記連設部５１の内面には、前記電線接続部１９の軸方向に沿って前記電線１１を屈曲させる凸部１３が突設されていることを特徴とする圧着端子２１。
［３］ 上記［１］または［２］の構成の圧着端子２１を備えた圧着端子２１と電線１１の接続構造であって、前記導体２３と前記導体圧着部３５とを接触させる開口部５７を有するとともに圧着される前記導体２３と前記被覆２５の一部を包囲する大きさを有する防水材（止水シート）５５が、前記電線接続部１９と前記電線１１の間に介装されることを特徴とする圧着端子２１と電線１１の接続構造。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１…電線
１３…凸部
１９…電線接続部
２１…圧着端子
２３…導体
２５…被覆
２９…電線保持部
３５…導体圧着部
３９…被覆圧着部
５１…連設部
５５…止水シート（防水材）
６５…圧着部前端（前端）
６７…圧着部後端（後端）

Claims (3)

1. 電線の端末部の被覆が除去されて導体が露出した導体露出部を圧着する導体圧着部と前記電線の端末部に残された前記被覆の一部を圧着する被覆圧着部とが、前記導体圧着部の前端から前記被覆圧着部の後端まで連続して囲繞するように圧着される電線接続部と、
   前記被覆圧着部の前記導体圧着部と反対側に連設部を介して一体に形成され、前記電線を前記被覆の外周から保持する電線保持部と、
   を備えることを特徴とする圧着端子。
2. 請求項１に記載の圧着端子であって、
   前記連設部は、前記被覆圧着部の底板部に連続して一体に形成され、
   前記連設部の内面には、前記電線接続部の軸方向に沿って前記電線を屈曲させる凸部が突設されていることを特徴とする圧着端子。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧着端子を備えた圧着端子と電線の接続構造であって、
   前記導体と前記導体圧着部とを接触させる開口部を有するとともに圧着される前記導体と前記被覆の一部を包囲する大きさを有する防水材が、前記電線接続部と前記電線の間に介装されることを特徴とする圧着端子と電線の接続構造。

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