JP2019160569A - Terminal-equipped wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端子付電線に関し、特に端子と電線の導体とが異種金属から形成された端子付電線に関するものである。 The present invention relates to a terminal-attached electric wire, and more particularly to a terminal-attached electric wire in which a terminal and a conductor of the electric wire are formed from different metals.
電線に端子を接続した端子付電線として、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる複数の素線から構成された導体に絶縁材が被覆された電線と、銅又は銅合金からなる端子とを接続したものが知られている。電線の導体と端子とが異種金属から形成されたこのような端子付電線では、導体と端子との接続部分が被水すると、イオン化傾向が大きい卑な金属(アルミニウムまたはアルミニウム合金)からなる導体が電解質溶液(塩水など)に溶出して腐食(ガルバニック腐食)し、その結果、導体において素線切れが生じて電気的信頼性が低下する可能性があった。 As a terminal-attached electric wire in which a terminal is connected to an electric wire, an electric wire in which an insulating material is coated on a conductor made of a plurality of strands made of aluminum or an aluminum alloy and a terminal made of copper or a copper alloy are connected. It has been. In such an electric wire with a terminal in which the conductor and the terminal of the electric wire are formed of different metals, when the connection portion between the conductor and the terminal is exposed to water, a conductor made of a base metal (aluminum or aluminum alloy) having a large ionization tendency Elution into an electrolyte solution (salt water or the like) causes corrosion (galvanic corrosion). As a result, the conductor may be broken and the electrical reliability may be lowered.
このようなガルバニック腐食の進行速度は、異種金属間の電位差や表面積比などに左右されることが知られている。すなわち、上述の卑な金属とイオン化傾向が小さい貴な金属との間の電位差が大きいほど、また、貴な金属に対する卑な金属の表面積が小さいほど、卑な金属の腐食が進行する。そこで、導体と端子とが異種金属から形成された端子付電線において、電線の導体露出部の外周に、イオン化傾向がこれら金属の中間となる金属材料から構成されたキャップ部材を被せ、その外周から端子を圧着したものが知られている(例えば、特許文献1)。 It is known that the progress speed of such galvanic corrosion depends on a potential difference between different metals, a surface area ratio, and the like. That is, the corrosion of the base metal proceeds as the potential difference between the above-mentioned base metal and the noble metal having a low ionization tendency increases, and as the surface area of the base metal relative to the noble metal decreases. Therefore, in the electric wire with a terminal in which the conductor and the terminal are formed of different metals, the outer periphery of the conductor exposed portion of the electric wire is covered with a cap member made of a metal material whose ionization tendency is intermediate between these metals. One obtained by crimping a terminal is known (for example, Patent Document 1).
しかしながら、このような構成では、異種金属間(端子とキャップ部材との間、キャップ部材と素線(導体)との間)の電位差は小さくなるものの、キャップ部材に対する素線の表面積比が非常に小さいため、キャップ部材の内部に水が浸入すると、ガルバニック腐食による素線切れが生じて電気的信頼性が低下する可能性があった。 However, in such a configuration, although the potential difference between dissimilar metals (between the terminal and the cap member and between the cap member and the strand (conductor)) is small, the surface area ratio of the strand to the cap member is very high. Since it is small, when water enters the cap member, there is a possibility that wire breakage due to galvanic corrosion occurs and electrical reliability is lowered.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ガルバニック腐食による素線切れを効果的に抑制し、電気的信頼性を向上させた端子付電線を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a terminal-attached electric wire that effectively suppresses wire breakage due to galvanic corrosion and has improved electrical reliability. And
本発明の一態様によれば、ガルバニック腐食による素線切れを効果的に抑制し、電気的信頼性を向上させた端子付電線が提供される。この端子付電線は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる複数の素線から構成される導体に絶縁材が被覆され、導体露出部と絶縁材被覆部とを含む電線と、上記素線と同じ材料からなり、上記導体露出部の外周を覆うキャップ部材と、上記素線と異なる材料からなり、上記キャップ部材の外周から上記導体露出部を加締める導体圧着部を有する端子とを備える。そして、上記導体圧着部には、上記導体露出部及び上記キャップ部材の圧縮率が、加締め後の断面積/加締め前の断面積の比率で60%〜70%の範囲となるように、上記導体露出部及び上記キャップ部材を加締める強圧着部が含まれる。 According to one aspect of the present invention, there is provided a terminal-attached electric wire that effectively suppresses wire breakage due to galvanic corrosion and improves electrical reliability. This electric wire with a terminal is made of the same material as the above-mentioned wire, and an electric wire including a conductor exposed portion and an insulating material covering portion, with a conductor composed of a plurality of strands made of aluminum or an aluminum alloy covered with an insulating material. A cap member that covers the outer periphery of the exposed conductor portion, and a terminal that is made of a material different from that of the element wire and includes a conductor crimping portion that caulks the exposed conductor portion from the outer periphery of the cap member. And in the said conductor crimping | compression-bonding part, the compression ratio of the said conductor exposed part and the said cap member becomes the range of 60%-70% by the ratio of the cross-sectional area after caulking / cross-sectional area before caulking. A strong pressure bonding part for caulking the conductor exposed part and the cap member is included.
このような端子付電線によれば、強圧着部において、金属部材同士が金属融合し、端子とキャップ部材との導通、キャップ部材と素線との導通及び素線間の導通が確保される。また、素線と同じ材料からなるキャップ部材によって導体露出部が覆われ、素線に異種金属が接触しないように構成されているため、キャップ部材の内部に水が浸入しても、ガルバニック腐食による素線切れが発生せず、電気的信頼性を向上させることができる。 According to such a terminal-attached electric wire, the metal members are fused with each other in the strong pressure bonding portion, and conduction between the terminal and the cap member, conduction between the cap member and the strand, and conduction between the strands are ensured. In addition, the conductor exposed portion is covered with a cap member made of the same material as the element wire so that different metals do not come into contact with the element wire. Therefore, even if water enters the cap member, it is caused by galvanic corrosion. Wire breakage does not occur, and electrical reliability can be improved.
ここで、上記端子付電線において、上記端子は、上記キャップ部材の外周から上記絶縁材被覆部を加締める被覆材圧着部を更に有してもよい。これにより、端子と電線の固定強度が増大するだけでなく、キャップ部材の開口が塞がれてキャップ部材の内部への水の浸入を抑制することができる。 Here, in the electric wire with terminal, the terminal may further include a covering material crimping portion that caulks the insulating material covering portion from the outer periphery of the cap member. Thereby, not only the fixing strength of the terminal and the electric wire is increased, but also the opening of the cap member is blocked, and the intrusion of water into the cap member can be suppressed.
また、上記端子付電線において、上記強圧着部が、上記導体圧着部の中間部分に形成されていてもよい。これにより、キャップ部材の外周から導体圧着部を圧着するとき、導体圧着部の端部でキャップ部材に損傷をあたえることを抑制することができる。 Moreover, the said electric wire with a terminal WHEREIN: The said strong crimping | compression-bonding part may be formed in the intermediate part of the said conductor crimping | compression-bonding part. Thereby, when crimping | bonding a conductor crimping | compression-bonding part from the outer periphery of a cap member, it can suppress giving a damage to a cap member in the edge part of a conductor crimping | compression-bonding part.
さらに、上記端子付電線において、上記キャップ部材の外周面にスズめっき層が形成されていてもよい。これにより、キャップ部材のカルバニック腐食を抑制することができる。 Furthermore, in the electric wire with terminal, a tin plating layer may be formed on the outer peripheral surface of the cap member. Thereby, carbonic corrosion of the cap member can be suppressed.
本発明によれば、ガルバニック腐食による素線切れを効果的に抑制し、電気的信頼性を向上させた端子付電線を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wire with a terminal which suppressed the strand cut | disconnection by galvanic corrosion effectively, and improved electrical reliability can be provided.
以下、本発明に係る端子付電線の実施形態について図1から図8を参照して詳細に説明する。なお、図1から図8において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図1から図8においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。 Hereinafter, embodiments of the electric wire with terminal according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8. 1 to 8, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, in FIG. 1 to FIG. 8, there are cases where the scales and dimensions of each component are exaggerated and some components are omitted.
図1は本発明の一実施形態における端子付電線1を示す平面図、図2は端子付電線1を示す側面図、図3は図1のA−A線断面図、図4は図2のB−B線切断部端面図、図5は図2のC−C線切断部端面図である。 1 is a plan view showing a terminal-attached electric wire 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view showing the terminal-attached electric wire 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 5 is an end view of the cutting section taken along the line B-B, and FIG.
図1から図3に示すように、端子付電線1は、電線10と、電線10の先端部(+X方向側の端部)に装着されたキャップ部材30と、キャップ部材30の外周から電線10を加締めることにより電線10に固定された端子20とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the terminal-attached electric wire 1 includes an
電線10は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線から構成された導体15と、導体15の外周を被覆する絶縁材とから構成されている。そして、導体15を被覆する絶縁材の一部が除去され、導体15が露出された導体露出部16と、導体15が絶縁材で被覆された絶縁材被覆部11とを含んでいる。導体露出部16は、電線10の先端部に形成されており、その全長がキャップ部材30に覆われている。
The
キャップ部材30は、導体15(素線)と同様に、イオン化傾向が卑なアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。そしてキャップ部材30は、+X方向側の端部が端面31により塞がれ、−X方向側の端部に開口35が形成された、有底筒状の構成を有している(図3参照)。電線10の導体露出部16は、開口35からキャップ部材30の内部に挿入されており、導体露出部16の先端から絶縁材被覆部11の一部までがこのキャップ部材30に覆われている。
The
端子20は、イオン化傾向が貴な銅又は銅合金からなり、電線10と接続される電線接続部と、相手方端子(図略)と接続される端子接続部とを含んでいる。本実施形態の端子20は、電線接続部として、端子20のX方向中央に位置する導体圧着部21と、−X方向側端部に位置する被覆材圧着部25とを有している。また端子接続部として、+X方向側端部に位置するボックス部27を有し、ボックス部27の内部には弾性片27Aが設けられている(図3参照)。そして、このボックス部27に挿入された相手方端子(図略)が弾性片27Aに圧接することにより、端子20と相手方端子との電気的接続が図られる。
The
端子20の被覆材圧着部25は、端子20の底部26の−Y方向側縁部から延出する被覆圧着片25Aと、底部26の+Y方向側縁部から延出する被覆圧着片25Bとを含んでいる。これら一対の被覆圧着片25A,25B(すなわち、被覆材圧着部25)は、キャップ部材30の外周から電線10の絶縁材被覆部11を加締めて該絶縁材被覆部11を圧着している。
The covering crimping
端子20の導体圧着部21は、端子20の底部26の−Y方向側縁部から延出する導体圧着片21Aと、底部26の+Y方向側縁部から延出する導体圧着片21Bとを含んでいる。これら一対の導体圧着片21A,21B(すなわち、導体圧着部21)は、キャップ部材30の外周から電線10の導体露出部16を加締めて該導体露出部16を圧着している。
The
図1から図5に示すように、端子20の導体圧着部21は、中間部分に位置する第3の部分24と、第3の部分24の+X方向側に位置する第1の部分22と、第3の部分24の−X方向側に位置する第2の部分23とを含んでいる。なお、底部26を基準とした第3の部分24の最大高さ(Z方向の最大長さ)は、第1の部分22及び第2の部分23の底部26を基準とした最大高さよりも小さくなっている。このように導体圧着部21の第3の部分24が低くなっているのは、第3の部分24が第1の部分22及び第2の部分23に比べて大きな力で導体露出部16を加締めていることに起因する。このような第3の部分24は、導体露出部16及びキャップ部材30の圧縮率が「加締め後の断面積/加締め前の断面積」の比率で60〜70%の範囲となるように導体露出部16を加締めている。すなわち、図3及び図5に示すように、第3の部分24は、第1の部分22及び第2の部分23に比べて大きな力で導体露出部16を圧着する(強圧着する)強圧着部である。一方、図3及び図4に示すように、第1の部分22及び第2の部分23は第3の部分よりも弱い力(通常の力)で導体露出部16を圧着する部分である。以下、第1の部分22及び第2の部分23をそれぞれ通常圧着部22及び通常圧着部23と記載し、第3の部分24を強圧着部24と記載する。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
ここで、図6は、導体の断面積が0.5mm2の電線に端子を様々な圧縮率で圧着したときの接続抵抗の上昇値(mΩ)を示すグラフである。図6からは、70%の圧縮率を境として接続抵抗の上昇が顕著になっていることが分かる。すなわち、強圧着部24における圧縮率を70%以下としたのは、このようにすることで、強圧着部24において電線10との間で良好な導通を確保することができるためである。一方、強圧着部24における圧縮率を60%以上としたのは、圧縮率が60%よりも小さくなるような強い力で加締めると、強圧着部24における把持力が低下してしまうため(具体的には、40Nの引っ張り力に抗しきれなくなるため)である。
Here, FIG. 6 is a graph showing an increase in connection resistance (mΩ) when a terminal is crimped to an electric wire having a conductor cross-sectional area of 0.5 mm 2 at various compression rates. From FIG. 6, it can be seen that the increase in the connection resistance becomes remarkable at the compression rate of 70%. That is, the reason why the compression rate in the strong
このように、本実施形態における端子付電線1によれば、導体露出部16及びキャップ部材30の圧縮率が「加締め後の断面積/加締め前の断面積」の比率で60〜70%の範囲となる強圧着部24が導体圧着部21に設けられているため、端子20とキャップ部材30との間、キャップ部材30と導体15との間、及び導体15の各素線間において良好な導通を確保することができる。
Thus, according to the electric wire with terminal 1 in the present embodiment, the compression ratio of the conductor exposed
また、本実施形態によれば、図3に示すように、導体露出部16は全長にわたって、導体15(素線)と同じ材料からなるキャップ部材30に覆われるため、導体15のカルバニック腐食を効果的に防止することができる。具体的には、キャップ部材30によって導体露出部16が覆われ、端子20はキャップ部材30の外周から導体露出部16を加締めているため、導体露出部16(導体15)と端子20とが直接接触することがなく、さらに導体露出部16はキャップ部材30内で被水しにくい。そして、導体露出部16(導体15)の代わりに、導体露出部16を覆うキャップ部材30が端子20と直接接触することとなるが、このキャップ部材30と端子20との接続部分が被水したとしても、キャップ部材30の表面積は導体15の素線自体の表面積に比べて極めて大きいため、キャップ部材30に生じるガルバニック腐食の進行を抑えることができる。また、キャップ部材30の外周面に腐食が生じたとしても、電線10と端子20との電気的接続信頼性に影響を与えることがない。
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the conductor exposed
さらに、キャップ部材30の開口35からキャップ部材30の内部に水が浸入したとしても、キャップ部材30は導体15(素線)と同一の材料からなるため、素線にガルバニック腐食が生じることがなく、素線切れの発生が防止され、端子付電線の電気的信頼性が向上する。なお、図1及び図2に示すように、本実施形態によれば、端子20の被覆材圧着部25によってキャップ部材30の開口35近傍が圧着されるため、端子20と電線10との間の固定強度が増大するとともに、キャップ部材30の開口35が塞がれてキャップ部材30内部への水の浸入が抑制される。
Furthermore, even if water enters the
次に、このような端子付電線1の製造方法の一例について図7及び図8を参照して説明する。この製造方法では、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線から構成された導体15の外周に絶縁材が被覆された電線10と、導体15(素線)と同じ材料からなる有底筒状のキャップ部材30と、銅又は銅合金からなる端子20とを用意する。なお、電線10の先端の被覆材は除去されて導体露出部16が形成されている。また本製造方法において、導体露出部16はキャップ部材30の全長よりも短い長さに形成されている。
Next, an example of the manufacturing method of such a terminal-attached electric wire 1 will be described with reference to FIGS. In this manufacturing method, the
まず、図7に示すように、電線10の導体露出部16をキャップ部材30の開口35からキャップ部材30の内部に挿入し、導体露出部16の先端16Bをキャップ部材30の端面31の内面に突き当てる。これにより、導体露出部16の全長がキャップ部材30によって覆われたキャップ付電線2が形成される。
First, as shown in FIG. 7, the conductor exposed
その後、図8に示すように、キャップ付電線2のキャップ部材30が端子20の電線接続部(導体圧着部21と被覆材圧着部25)に配置されるようにキャップ付電線2を端子20上に載置してこれらを圧着装置にセットし、キャップ付電線2に端子20を圧着することによって端子付電線1を製造する。より具体的には、電線10に装着されているキャップ部材30の端面31が端子20の導体圧着部21よりも+X方向側に配置され、キャップ部材30の開口35が端子20の被覆材圧着部25よりも−X方向側に配置されるように、キャップ付電線2を端子20上に載置した後、圧着装置によって、このキャップ付電線2に対して、端子20の導体圧着部21と被覆材圧着部25とをそれぞれ圧着し、端子付電線1を製造する。
Thereafter, as shown in FIG. 8, the cap-equipped
本製造方法では、2回の加締め工程によって、端子20の導体圧着部21をキャップ付電線2に圧着する。具体的には、キャップ部材30の外周から導体露出部16を加締めるように、導体圧着部21全体で圧着する第1の加締め工程と、第1の加締め工程の後に、導体圧着部21の中間部分をさらに強い力で圧着する第2の加締め工程とを含む。これにより、強圧着部24と該強圧着部24の両側に位置する通常圧着部22,23とを含む導体圧着部21が形成される(図2及び図3参照)。
In this manufacturing method, the
そして、第2の加締め工程では、導体露出部16及びキャップ部材30の圧縮率が、「第2の加締め工程後の断面積/第1の加締め工程前の断面積」の比率で60〜70%の範囲になるように、導体圧着部21の中間部分を強圧着し、強圧着部24を形成する(図5)。このような強圧着により、キャップ部材30及びキャップ部材30内の導体15が強く押しつぶされ、これにより、キャップ部材30を形成するアルミニウム及び導体15の素線を形成するアルミニウムが大きく展延してアルミニウムの酸化被膜が破壊され、金属融合する。その結果、導体15を構成する素線間の導通が図られるとともに、導体15とキャップ部材30との間の導通が図られる。
In the second caulking step, the compression ratio of the conductor exposed
また第2の加締め工程において、導体圧着部21の中間部分を強圧着して強圧着部24を形成することで、強圧着の際に導体圧着部21のエッジ部分29がキャップ部材30に食い込んでキャップ部材30が破損してしまうことが防止される。
In the second caulking step, the intermediate portion of the
なお、上述の実施形態では、端子20が導体圧着部21と被覆材圧着部25とを有し、被覆材圧着部25がキャップ部材30の外周から絶縁材被覆部11を加締めることで、キャップ部材30の開口35を塞いでいるが、これに限定されるものではない。例えば、絶縁材被覆部11のキャップ部材30で覆われてない部分を被覆材圧着部25で加締めてもよいし、被覆材圧着部25を有さない端子20を使用してもよい。このような構成では、キャップ部材の開口から水が浸入する可能性があるが、キャップ部材が導体(素線)と同じ材料から形成され、導体(素線)には異種金属が接触しないため、上述の実施形態と同様に、ガルバニック腐食による素線切れを防止することができる。
In the above-described embodiment, the terminal 20 includes the
また、上述の実施形態では、キャップ部材30が導体露出部16の全長を覆っているが、これに限定されるものではない。例えば、電線の導体露出部の全長をキャップ部材が覆ってなくてもよい。このような構成では、導体露出部が被水する可能性があるが、端子はキャップ部材の外周から加締められているため導体露出部に端子が直接接触していない。そのため、導体(素線)には異種金属が接触せず、ガルバニック腐食による素線切れを防止することができる。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the
なお、他の実施形態として、キャップ部材(アルミニウム又はアルミニウム合金)の外周面にスズめっき層を形成してもよい。スズはアルミニウムに比べて銅との間のイオン化傾向の差が小さいため、キャップ部材の外周から端子(銅)を圧着接続する端子付き電線において、キャップ部材の表面にガルバニック腐食が生じることが抑制され、端子付電線1の耐久性が向上する。 As another embodiment, a tin plating layer may be formed on the outer peripheral surface of the cap member (aluminum or aluminum alloy). Since tin has a smaller difference in ionization tendency from copper than aluminum, in a wire with a terminal that crimps and connects a terminal (copper) from the outer periphery of the cap member, the occurrence of galvanic corrosion on the surface of the cap member is suppressed. The durability of the terminal-attached electric wire 1 is improved.
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the present invention may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
なお、本明細書において使用した位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているのであり、これに限定されるものではない。 In addition, the term which shows the positional relationship used in this specification is used in connection with illustrated embodiment, It is not limited to this.
1 端子付電線
2 キャップ付電線
10 電線
11 絶縁材被覆部
15 導体
16 導体露出部
20 端子
21 導体圧着部
21A,21B 導体圧着片
22,23 通常圧着部
24 強圧着部
25 被覆材圧着部
25A,25B 被覆圧着片
26 底部
27 ボックス部
30 キャップ部材
31 端面
35 開口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric wire with a
Claims (4)
前記素線と同じ材料からなり、前記導体露出部の外周を覆うキャップ部材と、
前記素線と異なる材料からなり、前記キャップ部材の外周から前記導体露出部を加締める導体圧着部を有する端子と、
を備え、
前記導体圧着部には、前記導体露出部及び前記キャップ部材の圧縮率が、加締め後の断面積/加締め前の断面積の比率で60〜70%の範囲となるように、前記導体露出部及び前記キャップ部材を加締める強圧着部が含まれることを特徴とする端子付電線。 An electric conductor comprising a conductor composed of a plurality of strands made of aluminum or an aluminum alloy and coated with an insulating material, including an exposed conductor portion and an insulating material covering portion;
A cap member made of the same material as the strand and covering the outer periphery of the conductor exposed portion;
A terminal made of a material different from the element wire, and having a conductor crimping portion for caulking the conductor exposed portion from the outer periphery of the cap member;
With
In the conductor crimping portion, the conductor exposure portion and the cap member have a compression ratio such that the ratio of the cross-sectional area after crimping / the cross-sectional area before crimping is in the range of 60 to 70%. The terminal-attached electric wire is characterized in that a strong pressure-bonding part for crimping the part and the cap member is included.
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