JP6053944B2 - 圧着接続構造体、ワイヤーハーネス、圧着接続構造体の製造方法、及び圧着接続構造体の製造装置 - Google Patents
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Description
上記圧着端子は、例えば、銅や銅合金などの銅系材料、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金などのアルミ系材料などとすることができる。
上記圧着凹部は、例えば、圧着部の径方向中心を通る略鉛直方向の中心軸に対する傾斜角度が同じ傾斜部分によって形成された逆台形状、W字状、V字状、U字状、あるいは圧着部の径方向中心を通る略鉛直方向の中心軸に対する傾斜角度が互いに異なる傾斜部分によって形成された形状などとすることができる。
具体的には、圧着接続構造体は、圧着部と導体露出部とを圧着する際、圧着凹部を形成することにより、径方向外方へ突出した突出部分を圧着凹部の両端に隣接して圧着部に形成することができる。
そこで、径方向で対面する傾斜部分がなす対面角としては、30°以上90°以下に制限することが望ましい。これにより、より安定した電気的接続を確保することができる。
この発明により、圧着接続構造体は、圧着部と導体露出部との電気的接続をより安定して確保することができる。
この発明により、圧着接続構造体は、電気的接続を確保した状態で、例えば、コネクタのキャビティなどに確実に装着することができる。
上記内面突部は、径方向断面において圧着凹部と略同一形状、あるいは圧着凹部とは異なる形状、例えば、内面部分だけが径方向の内方へ***した形状などとすることができる。
従って、圧着接続構造体は、圧着凹部と対向する内面突部を備えることにより、より安定した導電性を確保することができる。
従って、圧着接続構造体は、封止部によって止水性を確保して、より安定した導電性を確保することができる。
上記銅系材料は、銅、銅合金等で構成することができる。
しかしながら、導体をアルミ系材料で構成し、圧着部を銅系材料で構成した際、圧着部の内部に水分が侵入することで、いわゆる異種金属腐食(以下において電食という)が問題となることがある。
この発明により、圧着状態における圧着部の断面形状を制御して、安定した導電性を確保した複数の圧着接続構造体によって、良好な導電性を確保したワイヤーハーネスを構成することができる。
具体的には、所定の間隔を圧着部の全幅の68.8%以上73.7%以下に制限し、かつ傾斜部分の対面角を30°以上90°以下に制限して圧着凹部を形成することにより、圧着接続構造体の製造方法、及び圧着接続構造体の製造装置は、圧着凹部の両端に隣接して圧着部に突出部分を形成する際、圧着部の全幅に対して所定の割合の幅を確保した突出部分を形成することができる。
従って、圧着接続構造体の製造方法、及び圧着接続構造体の製造装置は、所定の間隔を圧着部の全幅の68.8%以上73.7%以下に制限し、かつ傾斜部分の対面角を30°以上90°以下に制限して圧着凹部を形成することにより、圧着状態における圧着部の断面形状を制御して、安定した導電性を確保することができる。
従って、圧着接続構造体の製造方法、及び圧着接続構造体の製造装置は、圧着凹部と内面突部とを同時に形成することにより、より安定した導電性を確保した圧着接続構造体を製造することができる。
まず、本実施形態における圧着接続構造体1について、図1から図5を用いて詳しく説明する。
なお、図1は圧着接続構造体1における上方からの外観斜視図を示し、図2は被覆電線10及び圧着端子20を説明する説明図を示し、図3は圧着部23における溶接について説明する説明図を示し、図4は図1中のA−A矢視断面図を示し、図5は圧着状態の芯線圧着部23bについて説明する説明図を示している。
被覆電線10は、図2(a)に示すように、複数のアルミニウム素線11aを束ねたアルミニウム芯線11を、絶縁性樹脂で構成する絶縁被覆12で被覆して構成している。例えば、アルミニウム芯線11は、断面が2.5mm2となるように、アルミニウム素線11aを撚って構成している。さらに、被覆電線10は、先端から長手方向Xに所定の長さだけ絶縁被覆12を剥がしてアルミニウム芯線11を露出させることで芯線露出部13を構成している。
つまり、圧着部23は、長手方向Xの前端、及び端部23e,23f同士を溶着して閉塞して、長手方向Xの後方に開口を有する略筒状に形成している。
***底部分233bは、後述する雌雄金型151によって、幅方向Yの略中央における外周面が上方へ向けて***した形状に形成されている。
なお、図6は製造装置100における外観の平面図を示し、図7は雌雄金型151について説明する説明図を示し、図8は雌雄金型151の芯線圧着部分155,157における幅方向Yの断面図を示し、図9は芯線圧着部23bの圧着工程における第1段階のA−A矢視断面図を示し、図10は芯線圧着部23bの圧着工程における第2段階のA−A矢視断面図を示している。
また、図7(a)は雌雄金型151における前方からの外観斜視図を示し、図7(b)は雌雄金型151における後方からの外観斜視図を示している。
被覆ストリップ工程部120は、例えば、上下二分割された断面V字状の被覆除去刃型(図示省略)や被覆除去刃型を所定の方向に移動させる移動機構(図示省略)などで構成し、搬送された被覆電線10の先端から所定の長さの絶縁被覆12を取り除いてアルミニウム芯線11を露出させる機能を有している。
検査工程部140は、イメージセンサー(図示省略)などで構成し、搬送された被覆電線10における先端近傍を上方から撮像して画像データを取得するとともに、撮像した画像データに基づいて被覆電線10における先端近傍の状態を検出する機能を有している。
製造工程を開始すると、搬送工程部170は、図6に示すように、把持した被覆電線10を搬送方向M1に沿って先端検出工程部110に搬送し、先端検出工程部110が被覆電線10の先端を検出するまで被覆電線10を移動させる。
被覆電線10が搬送されると、被覆ストリップ工程部120は、搬送工程部170により固定された被覆電線10に向けて移動するとともに、被覆電線10の先端から所定の長さの位置を被覆除去刃型で挟持する。
被覆電線10が搬送されると、検査工程部140は、被覆電線10の先端近傍を撮像して画像データとして取得するとともに、取得した画像データをもとに絶縁被覆12の剥ぎ取り状態、あるいは芯線露出部13におけるアルミニウム芯線11のばらけ具合などを検出する。
圧着接続構造体1が搬送されると、検査工程部140は、圧着接続構造体1の圧着部23近傍を撮像して画像データとして取得するとともに、取得した画像データをもとに圧着部23における圧着状態の良否を検出する。
このようにして、被覆電線10と圧着部23とを一組の雌雄金型151で上下方向に加締めて圧着接続構造体1を製造する。
なお、図11は全幅W1に対する所定の間隔W2が占める割合と、電気抵抗の関係を説明する説明図を示している。
また、表1における抵抗値のバラツキは、同一構成の複数の圧着接続構造体に対して冷熱衝撃試験後に計測した電気抵抗値のバラツキ具合に応じて「極小」、「小」、「中」、あるいは「大」で示した。
なお、図12はメス型コネクタ31とオス型コネクタ41との接続対応状態の外観斜視図を示し、図12中においてオス型コネクタ41を二点鎖線で図示している。
そして、メス型コネクタ31とオス型コネクタ41とを嵌合することで、ワイヤーハーネス30とワイヤーハーネス40とを接続する。
具体的には、圧着接続構造体1は、芯線圧着部23bと芯線露出部13とを圧着する際、圧着凹部233を形成することにより、径方向外方へ突出した突出部分235を圧着凹部233の両端に隣接して芯線圧着部23bに形成することができる。
そこで、傾斜部分233aの対面角θとしては、30°以上90°以下に制限することが望ましい。より好ましくは、傾斜部分233aの対面角θを30°以上60°以下に制限するとよい。これにより、より安定した電気的接続を確保することができる。
従って、圧着接続構造体1は、封止部23cによって止水性を確保して、より安定した導電性を確保することができる。
従って、メス型コネクタ31は、安定した導電性を確保した圧着接続構造体1によって、より確実な導電性を備えた接続状態を確保することができる。
また、圧着端子20を黄銅等の銅合金としたが、これに限定せず、圧着端子20をアルミニウム合金などで構成してもよい。
また、圧着部23のアルミニウム芯線11側先端に封止部23cを形成したが、これに限定せず、圧着部23の前端を別部材でシールしてもよい。あるいは、封止部23cを形成せず、圧着部23の前端を開口したままとしてもよい。
また、アルミニウム芯線11の断面積を2.5mm2としたが、これに限定せず、適宜の断面積、及び外径のアルミニウム芯線11、ならびにこれに対応する適宜の内外径を有する圧着部23としてもよい。
また、圧着接続構造体1を複数本束ねてワイヤーハーネス30を構成したが、これに限定せず、1本の圧着接続構造体1を単極のコネクタハウジングに装着した構成としてもよい。
また、圧着状態において、芯線圧着部23bの圧着凹部233と径方向で対向する位置に、別の圧着接続構造体1のA−A矢視断面を説明する図13(a)のように、少なくとも内面を径方向の内方へ向けて突設した内面突部236を形成してもよい。なお、図13(a)において、雌雄金型151を二点鎖線で図示している。
加えて、圧着凹部233の深さH2と、押し込み長さH3との合計が、クリンプハイトH1の10%以上75%以下の範囲、好ましくは15%以上60%以下の範囲、より好ましくは、15%以上50%以下の範囲に制限されるように形成している。
従って、圧着接続構造体1は、圧着凹部233と対向する内面突部236を備えることにより、より安定した導電性を確保することができる。
なお、内面突部236を1つ形成したが、これに限定せず、図13(b)に示すように、内面突部236を2つ形成してもよい。これにより、圧着接続構造体1は、芯線圧着部23bと芯線露出部13との機械的強度をより向上するとともに、電気的接続をより安定して確保することができる。
これにより、芯線露出部13を芯線圧着部23bによってしっかりと圧縮することができるため、良好な電気的接続性を確保することができる。
この発明の導体は、実施形態のアルミニウム芯線11に対応し、
以下同様に、
導体露出部は、芯線露出部13に対応し、
圧着部は、芯線圧着部23bに対応し、
挿入手段は、搬送工程部170に対応し、
圧着手段は、圧着工程部150、及び雌雄金型151に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
10…被覆電線
11…アルミニウム芯線
12…絶縁被覆
13…芯線露出部
20…圧着端子
23b…芯線圧着部
23c…封止部
30…ワイヤーハーネス
31…メス型コネクタ
32…メス型コネクタハウジング
40…ワイヤーハーネス
41…オス型コネクタ
42…オス型コネクタハウジング
100…製造装置
150…圧着工程部
151…雌雄金型
170…搬送工程部
233…圧着凹部
233a…傾斜部分
236…内面突部
C…中心軸
H1…クリンプハイト
H2…深さ
W1…全幅
W2…所定の間隔
X…長手方向
θ…対面角
Claims (12)
- 導電性の導体を絶縁性の絶縁被覆で被覆した被覆電線と、
少なくとも前記絶縁被覆の先端近傍を除去して前記導体を露出させた導体露出部の圧着接続を許容する圧着部を有する圧着端子とが備えられ、
前記圧着部で前記導体露出部が圧着されて接続された圧着接続構造体であって、
前記導体が、導体断面積が0.75mm 2 以上2.5mm 2 以下のアルミ系導体であり、
前記圧着部は、
少なくとも前記導体露出部を挿入許容するとともに、前記被覆電線の長手方向に延びる略筒状のクローズドバレル形式であり、
圧着状態において、前記圧着部における径方向の断面形状が、
略水平方向に所定の間隔を隔てた位置から内方へ傾斜させた2つの傾斜部分によって凹設した圧着凹部を有する断面略凹形状に形成され、
前記所定の間隔が、
前記略水平方向における前記圧着部の全幅の68.8%以上73.7%以下であり、
前記径方向で対面する前記傾斜部分がなす対面角が、30°以上90°以下であり、
前記径方向の断面において、圧着状態における前記導体露出部と前記圧着部との断面積の和が、圧着前における前記導体露出部と前記圧着部との断面積の和の50%以上60%以下である
圧着接続構造体。 - 前記圧着状態の前記圧着部における径方向の断面形状において、
前記圧着凹部における内方へ傾斜させた2つの傾斜部分の間に外周面が***する***底部分が形成された
請求項1に記載の圧着接続構造体。 - 前記圧着部の径方向中心を通る略鉛直方向の中心軸に沿った前記圧着凹部の長さである深さが、
前記圧着部におけるクリンプハイトの10%以上50%以下である
請求項1または請求項2に記載の圧着接続構造体。 - 前記圧着部の全幅に対するクリンプハイトの比が、1対0.4〜1.1である
請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の圧着接続構造体。 - 圧着状態において、前記圧着部の前記圧着凹部と径方向で対向する位置に、
少なくとも内面を前記径方向の内方へ向けて突設した内面突部が備えられた
請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の圧着接続構造体。 - 前記圧着部における前記導体露出部側先端に、
前記長手方向に延設するとともに、前記長手方向における先端を封止した封止部が備えられた
請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の圧着接続構造体。 - 少なくとも前記圧着部が、銅系材料で構成された
請求項1から請求項6のいずれか一つに記載の圧着接続構造体。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の圧着接続構造体が複数本備えられた
ワイヤーハーネス。 - 導電性の導体を絶縁性の絶縁被覆で被覆した被覆電線と、少なくとも前記絶縁被覆の先端近傍を除去して前記導体を露出させた導体露出部の圧着接続を許容する圧着部を有する圧着端子とを備え、前記圧着部で前記導体露出部を圧着して接続した圧着接続構造体の製造方法であって、
前記導体が、導体断面積が0.75mm 2 以上2.5mm 2 以下のアルミ系導体である前記被覆電線の長手方向に延びる略筒状のクローズドバレル形式の前記圧着部に、少なくとも前記導体露出部を挿入する挿入工程と、
略水平方向における前記圧着部の全幅に対して68.8%以上73.7%以下の間隔を隔てた前記圧着部の位置から内方へ向けて傾斜するように凹設した圧着凹部における2つの傾斜部分の対面角が、30°以上90°以下となるように形成して、前記圧着部における前記径方向の断面形状を断面略凹形状に形成するとともに、前記導体露出部と前記圧着部とを、前記径方向の断面において、圧着状態における前記導体露出部と前記圧着部との断面積の和が、圧着前における前記導体露出部と前記圧着部との断面積の和の50%以上60%以下になるように圧着する圧着工程とをこの順番で行う
圧着接続構造体の製造方法。 - 前記圧着工程において、
前記圧着部の前記圧着凹部と径方向で対向する位置に、少なくとも内面が前記径方向の内方へ向けて内面突部を突設するとともに、前記内面突部と前記圧着凹部とを同時に形成する
請求項9に記載の圧着接続構造体の製造方法。 - 導電性の導体を絶縁性の絶縁被覆で被覆した被覆電線と、少なくとも前記絶縁被覆の先端近傍を除去して前記導体を露出させた導体露出部の圧着接続を許容する圧着部を有する圧着端子とを備え、前記圧着部で前記導体露出部を圧着して接続した圧着接続構造体の製造装置であって、
前記導体が、導体断面積が0.75mm 2 以上2.5mm 2 以下のアルミ系導体である前記被覆電線の長手方向に延びる略筒状のクローズドバレル形式の前記圧着部に、少なくとも前記導体露出部を挿入する挿入手段と、
略水平方向における前記圧着部の全幅に対して68.8%以上73.7%以下の間隔を隔てた前記圧着部の位置から内方へ向けて傾斜するように凹設した圧着凹部における2つの傾斜部分の対面角が、30°以上90°以下となるように形成して、前記圧着部における前記径方向の断面形状を断面略凹形状に形成するとともに、前記導体露出部と前記圧着部とを、前記径方向の断面において、圧着状態における前記導体露出部と前記圧着部との断面積の和が、圧着前における前記導体露出部と前記圧着部との断面積の和の50%以上60%以下になるように圧着する圧着手段とが備えられた
圧着接続構造体の製造装置。 - 前圧着手段に、
前記圧着部の前記圧着凹部と径方向で対向する位置に、少なくとも内面が前記径方向の内方へ向けて内面突部を突設するとともに、前記内面突部と前記圧着凹部と同時に形成する手段を備えた
請求項11に記載の圧着接続構造体の製造装置。
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