JP2017050154A - 端子、端子付き電線、ワイヤハーネス、被覆導線と端子との接続方法 - Google Patents

端子、端子付き電線、ワイヤハーネス、被覆導線と端子との接続方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 圧着時の端子の削り屑の発生を抑制することが可能な端子等を提供する。【解決手段】 圧着部5は、端子の長手方向に垂直な断面形状が略U字状のバレル形状を有する。端子のU字状の互いに対向する側壁部を、一対のバレル13a、13bと称する。すなわち、端子1の幅方向(端子1の長手方向に垂直な方向)の端部近傍のバレル13a、13bは互いに対向する。一対のバレル13a、13bの先端の外面側縁部には、それぞれ、面取部23b、23cが形成される。また、一方のバレル13aの内面側縁部には、面取部23aが形成される。面取部23a、23b、23cは、C面取である。なお、面取部23b、23cは、必ずしも必要ではないが、少なくとも、面取部23aが形成されるバレル13aと対向するバレル13bの先端の外面側の縁部に、面取部23bを形成することが望ましい。【選択図】図2

Description

本発明は自動車等に用いられる端子付き電線等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銅系材料からなる電線が使用されている。特に、自動車分野においては、車両の高性能化、高機能化が急速に進められており、車載される各種電気機器や制御機器が増加している。したがって、これに伴い、使用される端子付き電線も増加する傾向にある。
一方、環境問題が注目される中、自動車の軽量化が要求されている。したがって、ワイヤハーネスの使用量増加に伴う重量増加が問題となる。このため、従来使用されている銅線に代えて、軽量なアルミニウム電線が注目されている。
ここで、このような電線同士を接続する際や機器類等の接続部においては、接続用端子が用いられる。しかし、アルミニウム電線を用いた端子付き電線であっても、接続部の信頼性等のため、端子部には、電気特性に優れる銅が使用される場合がある。このような場合には、アルミニウム電線と銅製の端子とが接合されて使用される。
しかし、異種金属を接触させると、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ため、接触部への水の飛散や結露等の影響により、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、接続部における電線と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、更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。
このような圧着端子の電線に対する接続構造としては、例えば、導体圧着部の前後において、止水シートが設けられ、導体圧着部と導体露出部との接続部の前後が止水シートで塞がれた接続構造がある(特許文献1)。
特開2015−65148号公報
特許文献1のように、電線導体圧着部と導体露出部との圧着部の前後に止水シートを配置することで、電線導体と端子との接合部分が密封され、接続部への水等の浸入を防止することができる。
一方、特許文献1の端子は、金型を用いて圧着作業を行う際、まず、圧着部の一方の端部と他方の端部とが重なり合うようにラップして丸められる。したがって、対向するバレル形状の重なり部に止水シートが設けられる。
ここで、圧着部の端部同士が重なった状態で丸められると、互いの端部の接触面同士が擦れて、一方の端部のエッジによって、他方の摺動面の表面が削られるおそれがある。例えば、外周側に位置する端部の内縁部のエッジによって、内周側に位置する端部の外周面が削り取られる恐れがある。このように、端子の表面が削り取られると、削り屑が発生し、止水性や絶縁性等に悪影響を与えるおそれがある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、圧着時の端子の削り屑の発生を抑制することが可能な端子等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、被覆導線と接続される端子であって、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、前記圧着部は、略U字状のバレル形状を有し、圧着時には、対向するバレルの端部同士が互いに重なりあうオーバーラップ型であり、前記端子の長手方向に垂直な断面において、対向する少なくとも一方の前記バレルの先端の内面側の縁部に、面取部が形成されることを特徴とする端子である。
対向する少なくとも他方の前記バレルの先端の外面側の縁部に、面取部を形成してもよい。
対向する両方の前記バレルの先端の内面側の縁部に、面取部を形成してもよい。
対向する少なくとも一方の前記バレルの先端の内面側の縁部に形成された前記面取部の大きさが、前記バレルの板厚の10%〜70%であることが望ましい。
対向する少なくとも一方の前記バレルの先端の内面側の縁部に形成された前記面取部の角度が、前記バレルに対して15°〜75°であってもよい。
前記圧着部は、前記被覆導線の被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部と、が一体で形成され、前記圧着部の内面であって、前記被覆圧着部の縁部から、前記面取部の形成範囲だけ離れた位置に樹脂が配置されてもよい。
第1の発明によれば、対向する一方のバレルの先端の内面側の縁部に、直線状の面取またはR形状の面取部を形成し、面取部が形成されたバレル先端を外周側に配置することで、内面側のバレル先端の表面が、外周側の内縁部で削られることを抑制することができる。このため、削り屑の発生を抑制することができる。
また、他方のバレルの先端の外面側の縁部にも、面取部を形成することで、外周側のバレル先端の表面が、内周側の外縁部で削られることを抑制することができる。
ここで、両方のバレル先端の内面側縁部に面取部を形成することで、より確実に、削り屑の発生を抑制することができる。
この際、バレルの先端の内面側の縁部に形成された面取部の大きさが、バレルの板厚の10〜70%であれば、より確実に、削り屑の発生抑制の効果を得ることができる。
また、バレルの先端の内面側の縁部に直線状の面取が形成される場合には、面取部の角度をバレルに対して15°〜75°とすることで、より確実に、削り屑の発生抑制の効果を得ることができる。
また、被覆導線の被覆部を圧着する被覆圧着部と、被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部とを一体で形成し、内面に樹脂を配置することで、確実に止水性を確保することができる。
第2の発明は、第1の発明にかかる端子と、被覆導線とが接続された端子付き電線であって、前記バレルの先端の内面側の縁部に面取部が形成された一方の前記バレルが外側に位置し、他方の前記バレルが内側に位置して互いに重なり合うことを特徴とする端子付き電線である。
前記端子は、銅又は銅合金製であり、前記被覆導線の導線は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であってもよい。
第2の発明によれば、バレルの先端同士が重ねられて丸められる際に、外側のバレル先端の内縁部に面取部が形成されるため、削り屑が生じることを抑制することができる。このため、削り屑による、止水性の悪化などを抑制することができる。
また、削り屑が発生せず、電線導体と圧着部との接続部を確実に密封することができるため、異種金属の接続時にも、電食の発生を抑制することができる。
第3の発明は、第2の発明にかかる端子付き電線が複数本束ねられたことを特徴とするワイヤハーネスである。
本発明では、複数本の端子付き電線を束ねて用いることもできる。
第4の発明は、被覆導線と端子との接続方法であって、前記端子は、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、前記圧着部は、略U字状のバレル形状を有し、圧着時には、対向するバレルの端部同士が互いに重なりあうオーバーラップ型であり、対向する少なくとも一方の前記バレルの先端の内面側の縁部に、面取部が形成され、前記圧着部に前記被覆導線の先端を配置し、前記圧着部で前記被覆導線を圧着する際に、前記バレルの先端の内面側の縁部に前記面取部が形成された一方の前記バレルを外側に位置し、他方の前記バレルを内側に位置して互いに重なり合わせることを特徴とする被覆導線と端子との接続方法である。
第4の発明によれば、バレルの先端同士が重ねられて丸められる際に、外側のバレル先端の内縁部に面取部が形成されるため、削り屑が生じることを抑制することができる。このため、削り屑による、止水性の悪化などを抑制することができる。
本発明によれば、圧着時の端子の削り屑の発生を抑制することが可能な端子等を提供することができる。
端子1の斜視図。 端子1の断面図であって、図1のA−A線断面図。 (a)は図2のB部拡大図、(b)は(a)の他の実施形態を示す図。 端子1へ被覆導線17を配置した状態の斜視図。 圧着部5を丸めた状態の斜視図。 (a)〜(d)は圧着部5を丸める工程を示す図。 圧着部5を圧縮した状態の斜視図。 (a)、(b)は、他の実施形態を示す図。 端子1aの展開平面図。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、被覆導線と接続される端子1を示す斜視図である。端子1は、例えば銅または銅合金製であり、端子本体3と圧着部5とからなる。端子本体3は、所定の形状の板状素材を、断面が矩形の筒体に形成したものである。端子本体3は、内部に、板状素材を矩形の筒体内に折り込んで形成される弾性接触片を有する。端子本体3は、前端部から雄端子などが挿入されて接続される。
圧着部5は、被覆導線と圧着される部位であり、端子1の長手方向に垂直な断面形状が略U字状のバレル形状を有する。圧着部5は、被覆導線の先端側の導線部を圧着する導線圧着部7と、被覆導線の被覆部の一部を圧着する被覆圧着部9とからなる。導線圧着部7と被覆圧着部9とは、一体で形成される。
導線圧着部7の内面の一部には、幅方向(後述する圧着部5を丸めた際の周方向)にセレーション11が設けられる。このようにセレーション11を形成することで、導線を圧着した際に、導線の表面の酸化膜を破壊しやすく、また、導線との接触面積を増加させることができる。
図2は、圧着部5(被覆圧着部9)の断面図であり、図1のA−A線断面図である。前述した様に、圧着部5は、端子1の長手方向に垂直な断面形状が略U字状のバレル形状を有する。以下の説明では、端子1のU字状の互いに対向する側壁部を、一対のバレル13a、13bと称する。すなわち、端子1の幅方向(端子1の長手方向に垂直な方向)の端部近傍のバレル13a、13bは互いに対向する。
一対のバレル13a、13bの先端の外面側縁部には、それぞれ、面取部23b、23cが形成される。また、一方のバレル13aの内面側縁部には、面取部23aが形成される。面取部23a、23b、23cは、直線状の面取部(例えばC面取)である。
なお、面取部23b、23cは、必ずしも必要ではないが、少なくとも、面取部23aが形成されるバレル13aと対向するバレル13bの先端の外面側の縁部に、面取部23bを形成することが望ましい。また、後述する圧着時に、スムーズに圧着部5を丸めるためには、一対のバレル13a、13bの両方に、面取部23b、23cを形成することが望ましい。
図3(a)は、図2のB部拡大図である。バレル13aの先端の内面側の縁部に形成された面取部23aの大きさ(図中D)は、バレル13aの板厚(図中C)の10%〜70%であることが望ましい。ここで、面取部23aの大きさとは、端子1の長手方向に垂直な断面において、バレル13aの内面から、バレル13aの板厚方向における面取部23aの形成範囲をいう。
面取部23aの大きさが板厚の10%未満または、面取部23aの大きさが、板厚の70%を超えると、面取部23aを形成した効果が小さい。
また、バレル13aに対する面取部23aの角度(図中F)は、15°〜75°であることが望ましい。ここで、バレル13aに対する面取部23aの角度とは、端子1の長手方向に垂直な断面において、バレル13aの板厚方向の中心線(図中E)に対する、面取部23aの形成角度をいう。
面取部23aの角度が、15°未満であっても、75°を超えても、面取部23aを形成することにより、後述する、バレル表面が削られることを防止する効果が小さい。
なお、本発明では、面取部23aは直線状の面取部には限られない。例えば、図3(b)に示すように、面取部23aが、R面取形状であってもよい。この場合でも、バレル13aの先端の内面側の縁部に形成された面取部23aの大きさ(図中D)は、バレル13aの板厚(図中C)の10%〜70%であることが望ましい。なお、以下の説明では、面取部の形状は、いずれも直線状の面取であるとして説明するが、いずれの部位の面取部もR面取形状としてもよい。
次に、被覆導線と端子1との接続方法について説明する。まず、図4に示すように、被覆導線17の先端の所定長さの被覆部21を除去して、導線19を露出させる。なお、被覆導線17の導線19は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることが望ましい。
次に、圧着部5に、被覆導線17の先端を配置する。この際、被覆部21から露出する導線19は、導線圧着部7(セレーション11の形成部)に配置され、被覆部21が被覆圧着部9に配置される。
次に、図5に示すように、圧着部5は、対向するバレル13a、13bの先端同士が互いに重なりあうように、断面が円形の筒体となるように板状素材が丸められる。すなわち、端子1は、圧着時に、対向するバレル13a、13bの端部同士が互いに重なりあうオーバーラップ型である。この際、前述した、内面縁部の面取部23aが形成されたバレル13aが、外側に位置するように、圧着部5が重ねられて丸められる。なお、圧着部5が丸められた際、被覆圧着部9は、導線圧着部7よりも径が大きい。
図6(a)〜図6(d)は、圧着部5を丸める際の詳細な工程を示す図である。圧着部5を丸めるためには、上下の金型27a、27bが用いられる。まず、図6(a)に示すように、下側の金型27b上に端子1および被覆導線17を配置し、上方から金型27aを降下させる(図中矢印H)。
この際、金型27aの内面には、バレル13a、13bの先端の外縁部が接触する。バレル13a、13bの外縁部には、面取部23b、23cが形成されるため、バレル13a、13bの先端は、スムーズに金型27aの内部に誘導される。このため、従来の端子では、金型との接触部であるバレルの外面側に面取部が形成されることはあるが、金型と接触しないバレル内面側には面取部が形成されることはなった。
さらに、金型27aを降下させると、図6(b)に示すように、金型27aの内面上部にバレル13a、13bの先端が接触する。このため、バレル13a、13bは、金型27aの形状により、徐々に丸められる。
さらに、金型27aを降下させると、図6(c)に示すように、バレル13a、13bの先端同士が接触する。この際、金型27aの内面形状は、バレル13aが外側、バレル13bが内側となるように、それぞれのバレル13a、13bの先端を誘導するように設計される。このため、バレル13aの内面側とバレル13bの外面側とが接触するように、バレル13a、13bが丸められる。
この際、外側に位置するバレル13aの内縁部には、面取部23aが形成され、内側に位置するバレル13bの外縁部には、面取部23bが形成されるため、互いの面取形状がガイドとなって、スムーズに、バレル13aがバレル13bの外側に誘導される。すなわち、バレルの先端の内面側の縁部に面取部23aが形成された一方のバレル13aを外側に位置させ、他方のバレル13bを内側に位置させて互いに重なり合わせることができる。
さらに、金型27aを降下させると、図6(d)に示すように、外側のバレル13aの内周面と内側のバレル13bの外周面とが摺動しながら、圧着部5がさらに丸められる。この際、外側のバレル13aの先端の内縁部には、面取部23aが形成される。このため、面取部23aが形成されない場合における、バレル13aの内縁部のエッジで、内側のバレル13bの外周面が削り取られることを抑制することができる。
また、さらに、内側のバレル13bの先端の外縁部には、面取部23bが形成される。このため、面取部23bが形成されない場合における、バレル13bの先端の外縁部のエッジで、外側のバレル13bの内周面が削り取られることを抑制することができる。
このように、本発明では、バレル13a、13bの重なり部において、互いの摺動面が、先端のエッジによって削られて、例えば糸状の削り屑が発生することを抑制することができる。
次に、図7に示すように、圧着部5を、図示を省略した金型で一括して圧縮して、被覆圧着部9で被覆導線17の被覆部21を圧着するとともに、導線圧着部7で被覆部21から露出する導線19を圧着する。以上により、バレル先端の内面側の縁部に面取部23aが形成された一方のバレル13aが外側に位置し、他方のバレル13bが内側に位置して互いに重なり合う端子付き電線20を得ることができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、圧着部5を丸める際に、バレル13a、13bの表面が削られて、削り屑が発生することを抑制することができる。このため、削り屑が、金属の重なり部などの水密性へ悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
次に、第2の実施形態について説明する。図8(a)は、第2の実施の形態にかかる端子の断面図であり、図2に対応する図である。なお、以下の説明において、端子1等と同一の機能を奏する構成については、図1〜図7と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図8(a)に示す例では、バレル13bの先端の内縁側に面取部23dが形成される。すなわち、圧着部5を丸める際に、内側に形成されるバレル13bの内縁部に面取部23dが形成される。この場合には、バレル13a、13bを重ねた際に、面取部23dは、バレル13a、13b同士の重なり部には位置しないが、面取部23dが、内部の被覆導線17の導線19に対して摺動する部位がある。このため、面取部23dが形成されない場合におけるバレル13bの先端の内縁部のエッジで、導線19外周面の一部が削り取られることを抑制することができる。
このように、本発明では、内側のバレル13bの先端の内縁部に面取部23dを形成しても、削り屑の発生を抑制することができる。すなわち、対向する少なくとも一方のバレル13a、またはバレル13bの先端の内面側の縁部に、面取部が形成されればよい。
また、図8(b)に示すように、対向する両方のバレル13a、13bの先端の内面側の縁部に、それぞれ面取部23a、23dを形成してもよい。このようにすることで、バレル13bの外周面と導線19が削られることを抑制することができる。
第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。このように、本発明では、対向する少なくとも一方のバレル13a、またはバレル13bの先端の内面側の縁部に、面取部が形成されればよく、望ましくは、対向する両方のバレル13a、13bの先端の内面側の縁部に、それぞれ面取部23a、23dが形成されることが好ましい。また、さらに対向する両方のバレル13a、13bの先端の外面側の縁部に、それぞれ面取部23b、23cが形成されることが望ましい。
次に、第3の実施の形態について説明する。図9は、第3の実施の形態にかかる端子1aの展開平面図である。端子1aは端子1とほぼ同様の構成であるが、樹脂25が配置される点で異なる。
圧着部5の内面側には、セレーション11(導線19と端子1aとの導通をとる部分)以外の略全面に対して樹脂25が配置される。樹脂25は、例えばポリアミドイミドである。なお、樹脂25は、端子1aの所定の部位に塗布によって設けてもよく、予め所定の形状に形成された樹脂シートを所定の位置に貼り付けてもよい。また、樹脂25は、図示したように、端子形状に成形する前の展開状態に配置してもよく、または端子形状に成形した後に配置してもよい。
樹脂25は、圧着部5の縁部からはみ出さないように配置される。具体的には、圧着部5の一方の側端部側において、圧着部5の内面側に形成された面取部23aだけ縁部から離れた部位に配置される。
樹脂25を配置した状態で圧着部5を丸めると、圧着部5を構成するバレル13a、13b同士の重なり部において、内周側のバレル13bと外周側のバレル13aとの間に樹脂25が配置される。このため、樹脂25によって止水性を確保することができる。
この状態で、圧着部5を圧縮して、端子と被覆導線17とを圧着すると、圧着部5を構成する対向するバレル13a、13b同士の重なり部において、樹脂25を外部にはみださせることができる。すなわち、適切な圧着が行われた場合には、圧着部5の長手方向に沿って形成されるバレル13a、13b同士の重なり部に沿って、樹脂25を縁部から外部にはみ出させることができる。
また、同様に、圧着部5の端子本体3側の端部であって、丸められた圧着部がつぶされて封止される部位において、樹脂25を外部にはみださせることができる。すなわち、適切な圧着が行われた場合には、圧着部5の端子本体3側の端部のバレル13a、13b同士の重なり部に、樹脂25を外部にはみ出させることができる。
このように、被覆導線17が、端子1の圧着部5で圧着され、圧着部5を構成するバレル13a、13b同士の重なり部において、樹脂25が外部にはみだしている端子付き電線20を得ることができる。
第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。このように、本発明では、バレル13a、13b同士の間など、金属同士の重なり部に樹脂25が配置されるため、確実に止水性を確保することができる。また、圧着後の樹脂25のはみ出し量から、圧着の良否を判定することができる。このため、金属の重なり部をより確実に密封することができる。
また、樹脂25は、圧着前では、端子1の縁部からはみ出さないため、取扱い時や圧着作業時に、樹脂25が破損することを抑制することができる。
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。
前述した実施の形態では、雌端子について説明したが、雄端子でも同様に使用することができる。また、本発明にかかる端子付き電線を複数本束ねてワイヤハーネスとして使用することもできる。
1、1a………端子
3………端子本体
5………圧着部
7………導線圧着部
9………被覆圧着部
11………セレーション
13a、13b………バレル
17………被覆導線
19………導線
20………端子付き電線
21………被覆部
23a、23b、23c、23d………面取部
27a、27b………金型

Claims (10)

  1. 被覆導線と接続される端子であって、
    前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、
    前記圧着部は、略U字状のバレル形状を有し、圧着時には、対向するバレルの端部同士が互いに重なりあうオーバーラップ型であり、
    前記端子の長手方向に垂直な断面において、対向する少なくとも一方の前記バレルの先端の内面側の縁部に、面取部が形成されることを特徴とする端子。
  2. 対向する少なくとも他方の前記バレルの先端の外面側の縁部に、面取部を形成したことを特徴とする請求項1記載の端子。
  3. 対向する両方の前記バレルの先端の内面側の縁部に、面取部を形成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の端子。
  4. 対向する少なくとも一方の前記バレルの先端の内面側の縁部に形成された前記面取部の大きさが、前記バレルの板厚の10%〜70%であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の端子。
  5. 対向する少なくとも一方の前記バレルの先端の内面側の縁部に形成された前記面取部の角度が、前記バレルに対して15°〜75°であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の端子。
  6. 前記圧着部は、前記被覆導線の被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部から露出する導線を圧着する導線圧着部と、が一体で形成され、前記圧着部の内面であって、前記被覆圧着部の縁部から、前記面取部の形成範囲だけ離れた位置に樹脂が配置されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の端子。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の端子と、被覆導線とが接続された端子付き電線であって、
    前記バレルの先端の内面側の縁部に前記面取部が形成された一方の前記バレルが外側に位置し、他方の前記バレルが内側に位置して互いに重なり合うことを特徴とする端子付き電線。
  8. 前記端子は、銅又は銅合金製であり、前記被覆導線の導線は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項7記載の端子付き電線。
  9. 請求項7または請求項8記載の端子付き電線が複数本束ねられたことを特徴とするワイヤハーネス。
  10. 被覆導線と端子との接続方法であって、
    前記端子は、前記被覆導線が圧着される圧着部と、端子本体とを有し、
    前記圧着部は、略U字状のバレル形状を有し、圧着時には、対向するバレルの端部同士が互いに重なりあうオーバーラップ型であり、
    対向する少なくとも一方の前記バレルの先端の内面側の縁部に、面取部が形成され、
    前記圧着部に前記被覆導線の先端を配置し、前記圧着部で前記被覆導線を圧着する際に、前記バレルの先端の内面側の縁部に前記面取部が形成された一方の前記バレルを外側に位置し、他方の前記バレルを内側に位置して互いに重なり合わせることを特徴とする被覆導線と端子との接続方法。
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