JP5132397B2 - 端子金具、及びワイヤーハーネス - Google Patents

Description

本発明は、端子金具、及び端子金具を備えたワイヤーハーネスに関する。

従来より、電線の端末に接続される端子金具として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この端子金具は、金属板材からなると共に電線の端末から露出する芯線に外側からかしめられる圧着部と、この圧着部に連なって相手側端子と接続する接続部と、を備える。

上記した芯線の表面に酸化膜が形成されると、芯線と圧着部との間に酸化膜が介在することにより、芯線と圧着部との間の接触抵抗が大きくなることが懸念される。

そこで、従来技術においては、圧着部の内側（芯線側）には、電線の軸方向と交差する方向に連続して延びる凹部（セレーション）が形成されている。

電線の芯線に圧着部をかしめつけると、芯線は圧着部に押圧されて軸方向に延びる。すると、芯線の表面に形成された酸化膜が、凹部の開口縁と摺接することにより、剥離される。すると、芯線の新生面と、圧着部とが接触する。これにより、電線と端子金具との間の接触抵抗を小さくすることができる。
特開平１０−１２５３６２号公報

近年、芯線の材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金の使用が検討されている。このアルミニウム又はアルミニウム合金の表面には酸化膜が比較的に形成されやすい。このため、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を電線の芯線に用いた場合には、凹部を形成した場合でも、芯線と圧着部との間の接触抵抗を十分に小さくすることができないおそれがある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電線との間の接触抵抗を低減させた端子金具、及びこの端子金具を備えたワイヤーハーネスを提供することを目的とする。

本発明は、金属板材からなると共に電線の端末に外側からかしめられる圧着部と、前記圧着部に連なって相手側端子金具と接続される接続部と、を備えた端子金具であって、前記圧着部には、前記圧着部の一部を前記電線側に突出させた後、前記圧着部を前記電線に圧着することで前記電線から押圧されて前記電線の径方向外方に変形してなる変形部が設けられており、前記変形部のうち前記電線側の面には凹部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、導体を含む電線と、前記電線の端末から露出する前記導体に接続される端子金具と、を備えたワイヤーハーネスであって、前記端子金具は、金属板材からなると共に前記導体に外側からかしめられる圧着部と、前記圧着部に連なって相手側端子金具と接続される接続部と、を備え、前記圧着部には、前記圧着部の一部を前記導体側に突出させた後、前記圧着部を前記導体に圧着することで前記電線から押圧されて前記電線の径方向外方に変形してなる変形部が設けられており、前記変形部のうち前記導体側の面には凹部が形成されていることを特徴とする。

圧着部を電線にかしめつけると、電線は圧着部に押圧されて軸方向に延びる。すると、凹部の開口縁と電線とが摺接する。これにより電線の表面に形成された酸化膜が剥離され、電線の新生面が露出する。この電線の新生面と、圧着部とが接触することにより、電線と端子金具との接触抵抗を小さくすることができる。

さらに、圧着部に形成された変形部は、圧着部を電線にかしめつける際には、電線側に突出した状態になっている。この、電線側に突出した変形部は、圧着部が電線に圧着される際に、電線から押圧されることで電線の径方向外方に変形する。すると、変形部に形成された凹部は、変形部の変形に伴って、電線の径方向外方に移動する。このように、電線が延びることに加えて、凹部自体も移動するので、変形部を形成しない場合に比べて、電線と凹部とが摺接する面積を大きくすることができる。この結果、電線の新生面と端子金具との接触面積を大きくすることができるので、電線と端子金具との接触抵抗を一層小さくすることができる。

本発明の実施態様としては、以下の態様が好ましい。
前記凹部は、前記変形部が前記電線側に突出した状態における頂部に形成されていてもよい。

上記の構成によれば、変形部が電線側に突出した状態における頂部に形成された凹部の開口縁は、電線にと確実に接触する。これにより、凹部の開口縁により電線に形成された酸化膜を確実に除去できるので、電線と端子金具との接触抵抗を一層小さくすることができる。

前記変形部は、前記電線側に突出した状態において、対向して位置する一対の側壁部を有し、前記側壁部の一方は第１側壁部とされ、前記側壁部の他方は前記圧着部の壁面に対して前記第1側壁部よりも緩やかに傾斜して形成されて第２側壁部とされていてもよい。

圧着部を導体にかしめつけると、圧着部が導体に押圧されることで、変形部が電線の径方向外方に変形する。このとき、変形部の頂部は、変形部が電線の径方向外方に変形することに伴って、圧着部の壁面に沿う方向にも移動する。

上記の構成によれば、変形部は、第1側壁部と、この第1側壁部よりも緩やかに傾斜して形成された第２側壁部と、を有する。これにより、図３に示すように、圧着部の壁面に対して比較的に切り立って形成された第１側壁部の、圧着部の壁面に沿う方向（図３における左右方向）についての移動量は、第１側壁部よりも緩やかに傾斜して形成された第２側壁部よりも大きくなる。この結果、変形部の頂部に形成された凹部は、全体として第２側壁部が形成された側に移動する。図３においては、左側に位置する変形部は、図３における左方（矢線Ａで示す方向）に移動し、右側に位置する変形部は、右方（矢線Ｂで示す方向）に移動する。

このように、上記の構成によれば、変形部の頂部に形成された凹部の、圧着部の壁面に沿う方向についての移動量を制御できる。

前記第１側壁部及び前記第２側壁部は、前記変形部のうち前記電線の軸方向と交差する位置に設けられていてもよい。

上記の構成によれば、圧着部が電線にかしめつけられる際、変形部の頂部に形成された凹部は、電線の軸方向に移動する。また、上述したように、電線は、圧着部がかしめられることにより電線の軸方向に延びる。上記の構成によれば、電線が、その軸方向に延びるのに加えて、凹部も電線の軸方向に移動する。この結果、電線と、電線の凹部とが摺接する面積を一層大きくすることができる。これにより、電線の新生面と端子金具との接触面積を一層大きくすることができるので、電線と端子金具との接触抵抗を一層小さくすることができる。

導体は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる構成としてもよい。

導体がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、導体の表面に形成された酸化被膜を破って接触抵抗を小さくするためには、高い圧縮率で圧着部を芯線にかしめつける必要がある。このような場合に、本構成は有効である。

本発明によれば、端子金具と、電線との間の接触抵抗を低減させることができる。

本発明の一実施形態を図１ないし図５を参照しつつ説明する。本実施形態に係るワイヤーハーネス１０は、電線１１と、この電線１１の端末に接続された雌端子金具１２（端子金具に相当）を含む。

図1に示すように、電線１１は、芯線１３（導体に相当）の外周を絶縁被覆１４で包囲してなる。芯線１３は、アルミニウム、若しくはアルミニウム合金、又は銅、若しくは銅合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。また、芯線１３は、複数の素線を撚り合せてなる。電線１１の端末においては絶縁被覆１４が剥がされ、芯線１３が露出している。

図１に示すように、雌端子金具１２は、図示しない金属板材を所定形状にプレス成形してなる。雌端子金具１２は、電線１１の絶縁被覆１４を外側から抱くようにしてかしめるインシュレーションバレル１５を有する。インシュレーションバレル１５の図１における左方には、インシュレーションバレル１５に連なって、電線１１の芯線１３を外側から抱くようにしてかしめるワイヤーバレル１６（圧着部に相当）が形成されている。

ワイヤーバレル１６の図１における左方には、ワイヤーバレル１６に連なって、図示しない雄端子金具（相手側端子金具に相当）と嵌合して電気的に接続される、筒状の接続部１７が形成されている。

さて、図２には、展開状態におけるワイヤーバレル１６を示す。図２における紙面手前側の面が、電線１１をワイヤーバレル１６にかしめた時に内側となって、電線１１側に位置するようになっている。

ワイヤーバレル１６には、電線１１側（図２における紙面を貫通する方向手前側）に突出して複数の変形部３０が設けられている。各変形部３０は、ワイヤーバレル１６の壁面と交差する方向から見て概ね矩形状をなしている。ワイヤーバレル１６には、電線１１の軸方向（図２における左右方向）に間隔を開けて並ぶ一対の変形部３０，３０が、電線１１の軸方向（図２における左右方向）に間隔を開けて２列に並ぶと共に、電線１１の軸方向と交差する方向（図２における上下方向）について間隔を開けて３列に並んで形成されている。

図４には、ワイヤーバレル１６に変形部３０を形成した後であって、電線１１にワイヤーバレル１６をかしめる前の状態におけるワイヤーバレル１６の断面図を示す。変形部３０は、ワイヤーバレル１６を曲げ形成した状態で、図４におけるワイヤーバレル１６の底部と、図４における底部の左右両側縁から斜め上方に立ち上げる一対の側部とに位置するように配されている。

図３に示すように、変形部３０は、側方から見て、図３における下方に向かうに従って幅広に形成された略台形状をなす。この変形部３０は、電線１１の軸方向（図３における左右方向）と交差する位置に、ワイヤーバレル１６の壁面から比較的に切り立って形成される第１側壁部３１と、電線１１の軸方向と交差する位置であって、第１側壁部３１と対向する位置に、ワイヤーバレル１６の壁面に対して第１側壁部３１よりも緩やかに傾斜して形成された第２側壁部３２を有する。なお、対をなす変形部３０，３０は、第１側壁部３１，３１同士が対向する姿勢で形成されている。

図３に示すように、変形部３０のうちワイヤーバレル１６からの突出高さ寸法が最も大きくなっている頂部３３には、凹部３４が陥没形成されている。図２に示すように、ワイヤーバレル１６の壁面と交差する方向から見て、凹部３４は概ね矩形状をなしている。矩形状をなす凹部３４は、電線１１の軸方向と交差する方向（図２における上下方向）に延びて形成されている。

図５には、ワイヤーバレル１６を電線１１の芯線１３にかしめた後の状態における、ワイヤーバレル１６近傍の要部拡大側断面図を示す。ワイヤーバレル１６を芯線１３にかしめると、芯線１３からの反作用により、ワイヤーバレル１６は電線１１の径方向外方（図５における下方）に押圧される。これにより、芯線１３へのワイヤーバレル１６のかしめつけが完了した状態では、変形部３０は電線１１の径方向外方に変形する。本実施形態においては、変形部３０は、ワイヤーバレル１６のうち変形部３０が形成された領域と異なる領域の壁面と、略面一になるまで変形している。図５においては、変形部３０は、ワイヤーバレル１６のうち点線で囲まれた領域で表されている。

なお、ワイヤーバレル１６のうち、変形部３０と、変形部３０とは異なる領域とは、例えば、肉眼により変形の有無を確認することで識別可能となっており、また、例えば、変形部３０及び変形部３０と異なる領域における変形痕やバレル圧の変化等を解析することにより識別可能となっている。

続いて、本実施形態に係るワイヤーハーネス１０の製造工程の一例を説明する。
（成形工程）
まず、金属板材をプレス加工することにより、所定形状に形成する。このとき、図２に示すように、ワイヤーバレル１６に複数の変形部３０を形成する。続いて、所定形状に形成された金属板材を曲げ加工することにより接続部１７を形成すると共に、ワイヤーバレル１６及びインシュレーションバレル１５を、図４に示すように曲げ加工する。

（かしめ工程）
雌端子金具１２を、図示しない下型の上に載置する。この雌端子金具１２のワイヤーバレル１６の上に、電線１１の端末において絶縁被覆１４を剥がすことで露出させた芯線１３を載置し、雌端子金具１２のインシュレーションバレル１５の上に、電線１１の絶縁被覆１４を載置する。

続いて、図示しない上型を下方に移動させ、下型との間で、雌端子金具１２及び電線１１を挟みこむ。すると、上型の下面がワイヤーバレル１６及びインシュレーションバレル１５に当接する。さらに上型により下方に押圧されることで、ワイヤーバレル１６が芯線１３を外側から抱くようにかしめられると共に、インシュレーションバレル１５が電線１１の絶縁被覆１４を外側から抱くようにかしめられる。以上により、ワイヤーハーネス１０が完成する。

続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。
ワイヤーバレル１６が芯線１３にかしめられると、芯線１３はワイヤーバレル１６に押圧されて、芯線１３の軸方向に延びる。すると、凹部３４の開口縁と芯線１３とが摺接する。これにより芯線１３の表面に形成された酸化膜が剥離され、芯線１３の新生面が露出する。この芯線１３の新生面と、ワイヤーバレル１６とが接触することにより、電線１１と雌端子金具１２との接触抵抗を小さくすることができる。

そして、本実施形態においては、ワイヤーバレル１６に形成された変形部３０は、ワイヤーバレル１６を芯線１３にかしめつける際には、芯線１３側に突出した状態になっている。この、芯線１３側に突出した変形部３０は、ワイヤーバレル１６が芯線１３に圧着される際に、芯線１３から押圧されることで電線１１の径方向外方に変形する。すると、変形部３０に形成された凹部３４は、変形部３０の変形に伴って、電線１１の径方向外方に移動する。このように、芯線１３が延びることに加えて、凹部３４自体も移動するので、変形部３０を形成しない場合に比べて、芯線１３と凹部３４とが摺接する面積を大きくすることができる。この結果、芯線１３の新生面と雌端子金具１２との接触面積を大きくすることができるので、電線１１と雌端子金具１２との接触抵抗を一層小さくすることができる。

また、ワイヤーバレル１６を芯線１３にかしめつけると、ワイヤーバレル１６が芯線１３に押圧されることで、変形部３０が電線１１の径方向外方に変形する。このとき、変形部３０の頂部３３は、変形部３０が電線１１の径方向外方に変形することに伴って、ワイヤーバレル１６の壁面に沿う方向にも移動する。

本実施形態によれば、変形部３０は、ワイヤーバレル１６の壁面に対して比較的に切り立って形成された第1側壁部と、この第1側壁部よりも緩やかに傾斜して形成された第２側壁部３２と、を有する。これにより、図３に示すように、ワイヤーバレル１６の壁面に対して切り立って形成された第１側壁部３１の、ワイヤーバレル１６の壁面に沿う方向（図４における左右方向）についての移動量は、第１側壁部３１よりも緩やかに傾斜して形成された第２側壁部３２よりも大きくなる。この結果、変形部３０の頂部３３に形成された凹部３４は、全体として第２側壁部３２が形成された側に移動する。図３においては、左側に位置する変形部３０は、図３における左方（矢線Ａで示す方向）に移動し、右側に位置する変形部３０は、右方（矢線Ｂで示す方向）に移動する。

このように、本実施形態によれば、変形部３０の頂部３３に形成された凹部３４の、ワイヤーバレル１６の壁面に沿う方向についての移動量を制御できる。

また、本実施形態においては、第１側壁部３１及び第２側壁部３２は、電線１１の軸方向と交差する位置に設けられている。これにより、ワイヤーバレル１６が芯線１３にかしめつけられる際、変形部３０の頂部３３に形成された凹部３４は、電線１１の軸方向に移動する。また、上述したように、芯線１３は、ワイヤーバレル１６がかしめられることにより電線１１の軸方向に延びる。本実施形態によれば、芯線１３が、その軸方向に延びるのに加えて、凹部３４も電線１１の軸方向に移動する。この結果、芯線１３と、凹部３４とが摺接する面積を一層大きくすることができる。これにより、芯線１３の新生面と雌端子金具１２との接触面積を一層大きくすることができるので、電線１１と雌端子金具１２との接触抵抗を一層小さくすることができる。

また、本実施形態においては、変形部３０のうち、電線１１側に突出した状態における頂部３３に形成された凹部３４の開口縁は、芯線１３と確実に接触する。これにより、凹部３４の開口縁により芯線１３に形成された酸化膜を確実に除去できるので、電線１１と雌端子金具１２との接触抵抗を一層小さくすることができる。

なお、芯線１３がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、芯線１３の表面に形成された酸化被膜を破って接触抵抗を小さくするためには、高い圧縮率（例えば４０〜７０％程度）でワイヤーバレル１６を芯線１３にかしめつける必要がある。このような場合に、本実施形態は極めて有効となる。なお、圧縮率は、｛（圧縮後導体面積）／（圧縮前導体面積）｝×１００ で定義される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態においては、１つのワイヤーバレル１６には複数の変形部３０が形成される構成としたが、変形部３０は１つでもよい。
（２）本実施形態においては、１つの変形部３０に１つの凹部３４が形成される構成としたが、１つの変形部３０に複数の凹部３４が形成される構成としてもよい。
（３）変形部３０は、必要に応じて、ワイヤーバレル１６のうち任意の位置に形成される構成としてもよい。
（４）変形部３０の高さ寸法は、全て同一であってもよいし、また、変形部３０の形成される部位に応じて異なっていてもよい。
（５）本実施形態においては、対をなす変形部３０には、第１側壁部３１が対向して形成される構成としたが、これに限られず、第１側壁部３１は、必要に応じて、変形部３０の任意の位置に形成してもよい。
（６）本実施形態においては、凹部３４は、変形部３０のうち頂部３３の近傍に形成される構成としたが、これに限られず、凹部３４は、必要に応じて、変形部３０の任意の位置に形成してもよい。
（７）本実施形態においては、第１側壁部３１と第２側壁部３２とを設ける構成としたが、これに限られず、ワイヤーバレル１６の壁面に対する、変形部３０の全ての側壁の傾斜を、実質的に等しくしてもよい。
（８）本実施形態においては、端子金具は雌端子金具１２としたが、これに限られず、雄端子金具としてもよく、また、板材を貫通する貫通孔が形成された形状（いわゆるＬＡ端子）としてもよい。すなわち、端子金具の接続部１７は、必要に応じて任意の形状を取りうる。
（９）本実施形態においては、電線１１は被覆電線１１としたが、これに限られず、周囲との絶縁がなされる場合には裸電線でもよく、また、シールド電線でもよく、必要に応じて任意の電線を用いることができる。電線の導体は、被覆電線の芯線でもよく、また、シールド電線の中心導体、又は編組線でもよく、必要に応じて任意の構成を取りうる。
（１０）ワイヤーバレル１６のバレル片の形状は、３本以上が左右両側から互い違いに形成されていたもよく、また、１本のみが形成されていてもよい。
（１１）本実施形態においては、ワイヤーバレル１６のかしめつけが完了した状態では、変形部３０は、ワイヤーバレル１６のうち変形部３０が形成されたのと異なる領域の壁面と略面一になるまで変形しているが、これに限られず、ワイヤーバレル１６のかしめつけが完了した状態では、変形部３０は、電線１１側に突出していてもよい。

本発明の一実施形態に係るワイヤーハーネスを示す側面図 展開状態における雌端子金具を示す要部拡大平面図 図２におけるIII−III線断面図 芯線にかしめる前のワイヤーバレルを示す縦断面図 芯線にかしめた後の雌端子金具を示す要部拡大側断面図

符号の説明

１０…ワイヤーハーネス
１１…電線
１２…雌端子金具（端子金具）
１６…ワイヤーバレル（圧着部）
１７…接続部
３０…変形部
３１…第１側壁部
３２…第２側壁部
３３…頂部
３４…凹部

Claims (9)

1. 金属板材からなると共に電線の端末に外側からかしめられる圧着部と、前記圧着部に連なって相手側端子金具と接続される接続部と、を備えた端子金具であって、
   前記圧着部には、前記圧着部の一部を前記電線側に突出させた後、前記圧着部を前記電線に圧着することで前記電線から押圧されて前記電線の径方向外方に変形してなる変形部が設けられており、前記変形部のうち前記電線側の面には凹部が形成されていることを特徴とする端子金具。
2. 前記凹部は、前記変形部が前記電線側に突出した状態における頂部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具。
3. 前記変形部は、前記電線側に突出した状態において、対向して位置する一対の側壁部を有し、前記側壁部の一方は第１側壁部とされ、前記側壁部の他方は前記圧着部の壁面に対して前記第1側壁部よりも緩やかに傾斜して形成されて第２側壁部とされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の端子金具。
4. 前記第１側壁部及び前記第２側壁部は、前記変形部のうち前記電線の軸方向と交差する位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の端子金具。
5. 導体を含む電線と、前記電線の端末から露出する前記導体に接続される端子金具と、を備えたワイヤーハーネスであって、
   前記端子金具は、金属板材からなると共に前記導体に外側からかしめられる圧着部と、前記圧着部に連なって相手側端子金具と接続される接続部と、を備え、前記圧着部には、前記圧着部の一部を前記導体側に突出させた後、前記圧着部を前記導体に圧着することで前記電線から押圧されて前記電線の径方向外方に変形してなる変形部が設けられており、前記変形部のうち前記導体側の面には凹部が形成されていることを特徴とするワイヤーハーネス。
6. 前記凹部は、前記変形部が前記導体側に突出した状態における頂部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のワイヤーハーネス。
7. 前記変形部は、前記導体側に突出した状態において、対向して位置する一対の側壁部を有し、一方の前記側壁部は前記圧着部の壁面に対して切り立って形成された第１側壁部とされ、他方の前記側壁部は前記圧着部の壁面に対して前記第1側壁部よりも緩やかに傾斜して形成されて第２側壁部とされることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のワイヤーハーネス。
8. 前記第１側壁部及び前記第２側壁部は、前記変形部のうち前記電線の軸方向と交差する位置に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のワイヤーハーネス。
9. 前記導体は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか一項に記載のワイヤーハーネス。

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