JP5311962B2 - アルミ電線用圧着端子及びアルミ電線用圧着端子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、アルミ電線に圧着されるアルミ電線用圧着端子及びアルミ電線用圧着端子の製造方法に関し、さらに詳しくは、アルミ電線との凝着面積を増やす改良技術に関する。
従来、圧着端子は、端子部の後方に導体加締め部を設け、一枚の金属板のプレス成形によって一体形成される。図７に示すように、導体加締め部５００は、被覆電線５０１の絶縁被覆５０３を剥いで露出させた電線導体５０５を圧着接続する部分で、電線導体５０５を載置する底板部５０７と、この底板部５０７の両側に延出されて、底板部５０７上の電線導体５０５に加締め付けられる加締め爪５０９とを備える。
圧着端子において、電線導体５０５と底板部５０７との電気的な接続性能及び機械的な接続性能を高めるために、電線導体５０５が接触する底板部５０７の内面５０７ａに、電線導体５０５の軸線Ｇと交差する方向（通常、直交方向）に延伸した複数本の凹状の導体係止溝（以下、セレーションと呼ぶ）５１１を装備することが知られている。銅電線を圧着する場合、セレーション５１１は、図８に示すように、加締め爪５０９が加締め付けられた際、溝の縁５１１ａが強く押圧されて電線導体５０５の表面に適度に食い込むことで、機械的な接続性能及び電気的な接続性能の双方を向上させることができ、加締めによる接続信頼性を確保する。
特開２００３−３１２７４号公報
近年、電線の軽量化を目的に電線導体５０５にアルミを使用するアルミ電線が多用される傾向にある。特に車両に搭載されるワイヤーハーネスではその総重量が低減できることから燃費や加速性能の向上に有効となる。
しかしながら、アルミ電線を圧着する場合、電気性能を安定させるには強圧着が必要であり、機械的性能とのバランスをとることが困難であった。セレーション５１１はその縁５１１ａが電線導体５０５に食い込んだ際、導体表面に酸化によって形成される酸化被膜を除去できるために、食い込み量が大きくなるように設定される必要がある。食い込み量を大きくするには、セレーション５１１の深さｄを深く形成する必要がある。一方、食い込み量が大きくなるように設定すると、外部より引張力が電線導体５０５に作用した場合、加締め付けられた導体部位に応力が集中するため、特にアルミ電線の場合、電線導体５０５の切断が生じ易くなり、結果的に機械的な接続性能の低下を招く。また、強圧着による端子自体の強度確保も難しい。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、電気的な接続性能及び機械的な接続性能の双方を向上させることのできるアルミ電線用圧着端子及びアルミ電線用圧着端子の製造方法を提供することにある。
しかしながら、アルミ電線を圧着する場合、電気性能を安定させるには強圧着が必要であり、機械的性能とのバランスをとることが困難であった。セレーション５１１はその縁５１１ａが電線導体５０５に食い込んだ際、導体表面に酸化によって形成される酸化被膜を除去できるために、食い込み量が大きくなるように設定される必要がある。食い込み量を大きくするには、セレーション５１１の深さｄを深く形成する必要がある。一方、食い込み量が大きくなるように設定すると、外部より引張力が電線導体５０５に作用した場合、加締め付けられた導体部位に応力が集中するため、特にアルミ電線の場合、電線導体５０５の切断が生じ易くなり、結果的に機械的な接続性能の低下を招く。また、強圧着による端子自体の強度確保も難しい。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、電気的な接続性能及び機械的な接続性能の双方を向上させることのできるアルミ電線用圧着端子及びアルミ電線用圧着端子の製造方法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。
電線導体を載置する底板部と、該底板部の両側に延出され前記電線導体に加締め付けられる加締め爪と、前記底板部に設けられ前記電線導体の軸線に沿う方向の傾斜面を有して前記電線導体に向かって山形状に突出される***部と、前記傾斜面に突設される副接触部と、を具備し、
前記***部は、前記底板部の一部分が該底板部から突出するように打ち出されることにより形成され、
前記副接触部は、前記傾斜面の傾斜方向に沿って複数設けられ、
前記電線導体を圧着する押圧加重にて前記副接触部が前記軸線に沿う方向に移動して前記電線導体を延伸させることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。
電線導体を載置する底板部と、該底板部の両側に延出され前記電線導体に加締め付けられる加締め爪と、前記底板部に設けられ前記電線導体の軸線に沿う方向の傾斜面を有して前記電線導体に向かって山形状に突出される***部と、前記傾斜面に突設される副接触部と、を具備し、
前記***部は、前記底板部の一部分が該底板部から突出するように打ち出されることにより形成され、
前記副接触部は、前記傾斜面の傾斜方向に沿って複数設けられ、
前記電線導体を圧着する押圧加重にて前記副接触部が前記軸線に沿う方向に移動して前記電線導体を延伸させることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。
このアルミ電線用圧着端子によれば、アルミ電線の凝着する面積が、副接触部の分、多くなる。山形状のみでは、加締めによる押圧により、アルミ電線が***部に押付けられた際、アルミ電線が軸線方向に伸びるため***部の頂上部以外は押圧力を斜めに受け、凝着が生じ難い。副接触部を傾斜面に設けることで、その副接触部がアルミ電線に凝着し、凝着面積がより多く確保されることとなる。
また、このアルミ電線用圧着端子によれば、頂上部から徐々に低くなる位置に副接触部が配置され、頂上部が押圧されて平坦に変形する過程で、上位の副接触部から下位の副接触部が順次接触し、凝着面積が徐々に増大する。
また、このアルミ電線用圧着端子によれば、頂上部から徐々に低くなる位置に副接触部が配置され、頂上部が押圧されて平坦に変形する過程で、上位の副接触部から下位の副接触部が順次接触し、凝着面積が徐々に増大する。
（２） （１）のアルミ電線用圧着端子であって、
前記副接触部が、前記山形状の逆方向の傾斜面の双方に設けられることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。
前記副接触部が、前記山形状の逆方向の傾斜面の双方に設けられることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。
このアルミ電線用圧着端子によれば、片側の傾斜面のみに副接触部が設けられる場合に比べ、凝着面積が倍増する。また、頂上部を挟んで配置される凝着面積が等しくなり、***部に押付けられた際、アルミ電線が頂上部を中心に逆方向へ均等に伸び、安定した凝着性が得られる。
（３） （１）又は（２）のアルミ電線用圧着端子であって、
前記副接触部が、前記底板部と平行な平面を有する階段状の段部であることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。
前記副接触部が、前記底板部と平行な平面を有する階段状の段部であることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。
このアルミ電線用圧着端子によれば、階段状の所謂踏み板部に相当する平面が各副接触部に形成され、凝着性の良好となる平面が確実に増大する。圧着によって電線導体が圧縮され軸線方向に伸びる。その際、圧着による上下荷重と伸びによる左右移動により、段部の平面に電線導体の凝着が推進される。つまり、圧着によって伸びた電線導体が段部の平面に凝着し易くなる。この凝着により電気的な接続性能が安定する。
（４） （１）〜（３）のいずれか１つのアルミ電線用圧着端子であって、
前記***部が、前記電線導体の軸線に沿って伸びて前記底板部に形成される一対のスリットの間の領域を、前記底板部から***させて設けたことを特徴とするアルミ電線用圧着端子。
前記***部が、前記電線導体の軸線に沿って伸びて前記底板部に形成される一対のスリットの間の領域を、前記底板部から***させて設けたことを特徴とするアルミ電線用圧着端子。
このアルミ電線用圧着端子によれば、一対のスリットの間の領域が例えば打ち出されて、打ち出し部が底板部から一部分離されて***し、平坦な傾斜面が形成可能となる。
（５） 電線導体を載置する底板部と、該底板部の両側に延出され前記電線導体に加締め付けられる加締め爪と、前記底板部に設けられ前記電線導体の軸線に沿う方向の傾斜面を有して前記電線導体に向かって山形状に突出される***部と、前記傾斜面に突設される副接触部と、を具備するアルミ電線用圧着端子の製造方法であって、
前記底板部の一部分を山形状に打ち出して前記***部を形成し、
該***部に、階段状の押型を押圧して前記副接触部を形成することを特徴とするアルミ電線用圧着端子の製造方法。
前記底板部の一部分を山形状に打ち出して前記***部を形成し、
該***部に、階段状の押型を押圧して前記副接触部を形成することを特徴とするアルミ電線用圧着端子の製造方法。
このアルミ電線用圧着端子の製造方法によれば、先ず、大きな押圧力で山形状の***部が打ち出された後（成型された後）、小さな押圧力にて***部の傾斜面に副接触部が形成され、山形状への変形が小さく抑えられる。
（６） （５）のアルミ電線用圧着端子の製造方法であって、
前記打出面と前記副接触部とを、山形階段状の押型にて同時に形成することを特徴とするアルミ電線用圧着端子の製造方法。
前記打出面と前記副接触部とを、山形階段状の押型にて同時に形成することを特徴とするアルミ電線用圧着端子の製造方法。
このアルミ電線用圧着端子の製造方法によれば、一回の押圧工程で副接触部を傾斜面に有した***部が形成され、アルミ電線用圧着端子の生産性が高められる。
本発明に係るアルミ電線用圧着端子によれば、底板部に山形状の***部を設け、この***部の傾斜面に副接触部を突設し、電線導体を圧着する押圧加重にて副接触部が軸線に沿う方向に移動して電線導体を延伸させるので、一つの頂上部のみを有する単なる山形状の***部に比べ、アルミ電線が凝着する面積をより多く確保でき、***部による高い弾性反発力を得ながら、凝着面積を増大させることができる。この結果、電気的な接続性能及び機械的な接続性能の双方を向上させることができる。
本発明に係るアルミ電線用圧着端子の製造方法によれば、底板部の一部分を山形状に打ち出して***部を形成し、この***部に、階段状の押型を押圧して副接触部を形成するので、底板部を大きな押圧力で山形状に打ち出して（成型して）***部を得た後、小さな押圧力にて、山形状を変形させずに、***部の傾斜面に副接触部を突設できる。
以下、本発明に係るアルミ電線用圧着端子及びアルミ電線用圧着端子の製造方法の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るアルミ電線用圧着端子の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は電線導体が加締められた導体加締め部の図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
アルミ電線用圧着端子１００は、金属板のプレス成形によって一体形成したコネクタ用の圧着端子で、図１の右方の基端側から順に、被覆加締め部１と、導体加締め部３と、電気接触部５とを連設して構成されている。本実施の形態では、雌型の電気接触部５を図示するが、電気接触部５はこの他、雄型、或いはねじ挿通穴を有したねじ止め端子部等であってもよい。
図１は本発明に係るアルミ電線用圧着端子の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は電線導体が加締められた導体加締め部の図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
アルミ電線用圧着端子１００は、金属板のプレス成形によって一体形成したコネクタ用の圧着端子で、図１の右方の基端側から順に、被覆加締め部１と、導体加締め部３と、電気接触部５とを連設して構成されている。本実施の形態では、雌型の電気接触部５を図示するが、電気接触部５はこの他、雄型、或いはねじ挿通穴を有したねじ止め端子部等であってもよい。
アルミ電線用圧着端子１００は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの導電性金属板で作製できるが、導電性および機械的強度に優れる銅または銅合金で作製するのが望ましい。
被覆加締め部１は、被覆アルミ電線７（図４参照）を載置する底板部９の後部両側９ａに延出した一対の加締め爪１１，１１を備えて構成され、底板部９上に載置された被覆アルミ電線７に対し、圧着設備１３（図５、図６参照）によって絶縁被覆１５（図６参照）上から一対の加締め爪１１，１１を加締め付けることにより、被覆アルミ電線７を固定する。
導体加締め部３は、被覆アルミ電線７の一端部において絶縁被覆１５を剥いで露出させた電線導体１７（図４参照）を載置する底板部９の導体載置部９ｂと、この導体載置部９ｂの両側に延出した一対の加締め爪１９，１９とを備えて構成され、底板部９上に載置された電線導体１７に対し、一対の加締め爪１９，１９を圧着設備１３によって加締め付けることにより、被覆アルミ電線７を固定する。
アルミ電線用圧着端子１００は、導体載置部９ｂの内側に***部２１をさらに備えている。この***部２１は、導体載置部９ｂに載置される電線導体１７の軸線Ｇ（図４参照）に沿う方向と平行に伸びる一対のスリット２３，２３を底板部９に形成して、これら一対のスリット２３，２３の間の領域を底板部９から***させ、底板部９から打ち出して形成される。打ち出し部が底板部９から一部分離されて***し、平坦な傾斜面が形成可能となっている。***部２１は、両端が底板部９に支持される。このように、板材から切り出して形成された***部２１のエッジ２１ａは先鋭なものとなっている。
軸線方向のスリット２３，２３の間の領域を***させることで、***部２１は、電線導体１７の軸線に沿う方向の傾斜面２５，２７を有して電線導体１７に向かって山形状（或いは円弧状であってもよい。）に突出される。
***部２１の傾斜面２５，２７には副接触部２９が突設される。副接触部２９は、傾斜面２５，２７から突出することで、その先端が、***部２１の頂上部３１と同様に、電線導体１７に凝着する。凝着とは、固体同士の接触面において、双方の表面の原子が及ぼし合う結合力により固体同士がくっつく現象を意味する。単なる***部２１のみの形状では、圧着の過程において頂上部３１が主に電線導体１７と凝着するが、副接触部２９が設けられることで、***部２１は、圧着の過程において、頂上部３１と副接触部２９とが電線導体１７に凝着する。
副接触部２９は、山形状の逆方向の傾斜面２５，２７の双方に設けられる。片側の傾斜面２５（又は傾斜面２７）のみに副接触部２９が設けられる場合に比べ、凝着面積が倍増する。また、頂上部３１を挟んで配置される凝着面積が等しくなり、***部２１に押付けられた際、電線導体１７が頂上部３１を中心に逆方向へ均等に伸び、安定した凝着性が得られる。
副接触部２９は、傾斜面２５，２７の傾斜方向に沿って複数設けられる。したがって、頂上部３１から徐々に低くなる位置に副接触部２９が配置され、頂上部３１が押圧されて平坦に変形する過程で、上位の副接触部２９から下位の副接触部２９が順次接触し、凝着面積が徐々に増大することとなる。
本実施の形態において、副接触部２９は、底板部９と平行な平面３３を有する階段状の段部３５として形成される。階段状の所謂踏み板部に相当する平面３３が各副接触部２９に形成され、凝着性の良好となる平面３３が確実に増大する。導体加締め部３では、圧着によって電線導体１７が圧縮され軸線Ｇ（図４参照）に沿う方向に伸びる。電線導体１７を圧着する押圧加重にて副接触部２９が軸線Ｇに沿う方向（図４の矢印ａ方向）に移動して電線導体１７を延伸させる。その際、圧着による上下荷重と伸びによる左右移動により、段部３５の平面３３に電線導体１７の凝着が推進される。つまり、圧着によって伸びた電線導体１７が段部３５の平面３３に凝着し易くなる。この凝着により電気的な接続性能が安定する。
次に、上記したアルミ電線用圧着端子とアルミ電線の接続手順をその導体加締め部の作用と共に説明する。
図４は加締め手順とその際の作用を（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した説明図、図５は加締め爪の加締め成形を行う圧着設備の正面図、図６は図５のＣ−Ｃ断面図である。
圧着設備１３は、図５及び図６に示すように、被覆加締め部１及び導体加締め部３の底板部９を支えるアンビル４３と、アンビル４３の上方に昇降可能に装備されて加締め爪１１，１１及び加締め爪１９，１９を加締め成形する２つのクリンパ４５，４７とを備える。
図４は加締め手順とその際の作用を（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した説明図、図５は加締め爪の加締め成形を行う圧着設備の正面図、図６は図５のＣ−Ｃ断面図である。
圧着設備１３は、図５及び図６に示すように、被覆加締め部１及び導体加締め部３の底板部９を支えるアンビル４３と、アンビル４３の上方に昇降可能に装備されて加締め爪１１，１１及び加締め爪１９，１９を加締め成形する２つのクリンパ４５，４７とを備える。
一対の加締め爪１９，１９は、図３に示すように、電線導体１７の軸を含み底板部９に略垂直な面に関して略対称に電線導体１７に加締められる。より詳細には、一対の加締め爪１９，１９は、それらの先端部が電線導体１７にそれぞれ差し込まれるように、曲げられ、これにより電線導体１７の一部の素線４９を抱き込んだ状態となるように電線導体１７に加締められている。
電線導体１７は、加締め爪１９，１９が加締められて圧縮される過程で、***部２１の先鋭なエッジ２１ａに接触する。エッジ２１ａに接触する電線導体１７の各素線４９は、その表面の酸化皮膜が削ぎ落とされ、アルミニウムまたはアルミニウム合金の素地を露出させる。それにより、電線導体１７とアルミ電線用圧着端子１００との間に良好な導通が確保される。
一対の加締め爪１９，１９が加締められて圧縮された電線導体１７は、***部２１を底板部９に向けて押圧する。***部２１は、底板部９との隙間を狭めるように弾性的に撓み変形し、電線導体１７に弾性反力を作用させる。これにより、電線導体１７の圧縮率を高めなくとも電線導体１７とアルミ電線用圧着端子１００との接触抵抗を低減することができ、電線導体１７の圧縮率を銅電線の場合と同程度としてアルミ電線用圧着端子１００の圧着強度を確保することができる。また、加締め爪１９，１９にスプリングバックが生じた際にも、***部２１の復元により加締め爪１９，１９と電線導体１７との間の隙間を埋めることができ、電線導体１７とアルミ電線用圧着端子１００の接触抵抗およびアルミ電線用圧着端子１００の圧着強度を維持することができる。
そして、アルミ電線用圧着端子１００では、電線導体１７の凝着する面積が、副接触部２９の平面３３の分、多くなっている。山形状の***部２１のみでは、加締めによる押圧により、被覆アルミ電線７の電線導体１７が***部２１に押付けられた際、電線導体１７が軸線方向に伸びるため***部２１の頂上部３１以外は押圧力を斜めに受け、凝着が生じ難い。これに対し、平面３３を有する段部３５として形成した副接触部２９を傾斜面２５，２７に設けることで、その副接触部２９の平面３３が電線導体１７に凝着し、凝着面積がより多く確保されることとなる。
上記のように構成されるアルミ電線用圧着端子１００の製造は、底板部９の一部分を山形状に打ち出して、***部２１を形成する。この***部２１に、階段状の押型（図示せず）を押圧して、副接触部２９を形成することができる。これにより、先ず、大きな押圧力で山形状の***部２１が打ち出された後（成型された後）、小さな押圧力にて***部２１の傾斜面２５，２７に副接触部２９が形成され、山形状への変形が小さく抑えられる。
また、アルミ電線用圧着端子１００の製造は、打出面と副接触部２９とを、山形階段状の押型（図示せず）にて同時に形成することもできる。このような一体の山形階段状の押型を用いることで、一回の押圧工程で、副接触部２９を傾斜面２５，２７に有した***部２１を形成でき、アルミ電線用圧着端子１００の生産性を高めることができる。
したがって、上記のアルミ電線用圧着端子１００によれば、底板部９部に山形状の***部２１を設け、この***部２１の傾斜面２５，２７に副接触部２９を突設し、電線導体１７を圧着する押圧加重にて副接触部２９が軸線に沿う方向（図４の矢印ａ方向）に移動して電線導体１７を延伸させるので、一つの頂上部３１のみを有する単なる山形状の***部２１に比べ、電線導体１７が凝着する面積をより多く確保でき、***部２１による高い弾性反発力を得ながら、凝着面積を増大させることができる。この結果、電気的な接続性能及び機械的な接続性能の双方を向上させることができる。
また、上記のアルミ電線用圧着端子１００の製造方法によれば、底板部９の一部分を山形状に打ち出して***部２１を形成し、この***部２１に、階段状の押型を押圧して副接触部２９を形成するので、底板部９を大きな押圧力で山形状に打ち出して（成型して）***部２１を得た後、小さな押圧力にて、山形状を変形させずに、***部２１の傾斜面２５，２７に副接触部２９を突設できる。
９ 底板部
１７ 電線導体
１９ 加締め爪
２１ ***部
２３ 一対のスリット
２５，２７ 傾斜面
２９ 副接触部
３３ 底板部と平行な平面
３５ 段部
Ｇ 電線導体の軸線
１７ 電線導体
１９ 加締め爪
２１ ***部
２３ 一対のスリット
２５，２７ 傾斜面
２９ 副接触部
３３ 底板部と平行な平面
３５ 段部
Ｇ 電線導体の軸線
Claims (6)
- 電線導体を載置する底板部と、該底板部の両側に延出され前記電線導体に加締め付けられる加締め爪と、前記底板部に設けられ前記電線導体の軸線に沿う方向の傾斜面を有して前記電線導体に向かって山形状に突出される***部と、前記傾斜面に突設される副接触部と、を具備し、
前記***部は、前記底板部の一部分が該底板部から突出するように打ち出されることにより形成され、
前記副接触部は、前記傾斜面の傾斜方向に沿って複数設けられ、
前記電線導体を圧着する押圧加重にて前記副接触部が前記軸線に沿う方向に移動して前記電線導体を延伸させることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。 - 請求項１記載のアルミ電線用圧着端子であって、
前記副接触部が、前記山形状の逆方向の傾斜面の双方に設けられることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。 - 請求項１又は請求項２記載のアルミ電線用圧着端子であって、
前記副接触部が、前記底板部と平行な平面を有する階段状の段部であることを特徴とするアルミ電線用圧着端子。 - 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のアルミ電線用圧着端子であって、
前記***部が、前記電線導体の軸線に沿って伸びて前記底板部に形成される一対のスリットの間の領域を、前記底板部から***させて設けたことを特徴とするアルミ電線用圧着端子。 - 電線導体を載置する底板部と、該底板部の両側に延出され前記電線導体に加締め付けられる加締め爪と、前記底板部に設けられ前記電線導体の軸線に沿う方向の傾斜面を有して前記電線導体に向かって山形状に突出される***部と、前記傾斜面に突設される副接触部と、を具備するアルミ電線用圧着端子の製造方法であって、
前記底板部の一部分を山形状に打ち出して前記***部を形成し、
該***部に、階段状の押型を押圧して前記副接触部を形成することを特徴とするアルミ電線用圧着端子の製造方法。 - 請求項５記載のアルミ電線用圧着端子の製造方法であって、
前記打出面と前記副接触部とを、山形階段状の押型にて同時に形成することを特徴とするアルミ電線用圧着端子の製造方法。
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