JP2006019074A - 導電路及びコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 接合信頼性の向上を図る。
【解決手段】 導電路Ａは、重ね合わせた端子金具３０とバスバー４０を、その板面と交差する方向にダイス７０で押圧することで、表面側に凹部Ｂが形成されるように変形させつつ接合して製造されている。重ね合わせた端子金具３０とバスバー４０をダイス７０で押圧して凹部Ｂが形成されるように変形させると、その押圧された接合領域３３ａ，４３ａにおいては端子金具３０の表面とバスバー４０の表面が変形しつつ金属学的に結合されるので、端子金具３０とバスバー４０の表面同士を単に当てているものに比べて、接合信頼性が高い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、導電路及びコネクタに関するものである。

従来、金属板材を結合させた形態の導電路として、特許文献１に、バスバーと端子金具とをリベットを用いて固定したものが開示されている。
特開平１１−２９７３７３号公報

上記従来のようにリベットを用いて固定したものでは、端子金具の表面とバスバーの表面が、単に当たり合うだけである。したがって、例えばプレス加工によって湾曲変形したバスバーの凸側の面に端子金具を接合させた場合には、接合面が面接触とならず、端子金具とバスバーとの間の接触抵抗が不安定となり、接触信頼性の低下とが懸念される。

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、接合信頼性の向上を図ることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、重ね合わせた端子金具とバスバーを、その板面と交差する方向にダイスで押圧することで、表面側に凹部が形成されるように変形させつつ接合したところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記端子金具と前記バスバーが、そのダイス押圧方向に視た投影形状を拡大させるように変形することを規制する規制部を備えた治具にセットされた状態で前記ダイスにより押圧されることで接合されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記端子金具と前記バスバーが前記凹部の周囲において前記ダイスの押圧方向とは反対側に反り返るように変形するのを規制する規制部を備えた治具にセットされた状態で前記ダイスにより押圧されることで接合されているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、端子金具とバスバーを重ね合わせて結合してなる導電路をハウジングに収容したものであって、前記導電路が、重ね合わせた前記端子金具と前記バスバーを、その板面と交差する方向にダイスで押圧することで、表面側に凹部が形成されるように変形させつつ接合したものであるところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記端子金具と前記バスバーが、そのダイス押圧方向に視た投影形状を拡大させるように変形することを規制する規制部を備えた治具にセットされた状態で前記ダイスにより押圧されることで接合されているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項４または請求項５に記載のものにおいて、前記端子金具と前記バスバーが前記凹部の周囲において前記ダイスの押圧方向とは反対側に反り返るように変形するのを規制する規制部を備えた治具にセットされた状態で前記ダイスにより押圧されることで接合されているところに特徴を有する。

＜請求項１及び請求項４の発明＞
重ね合わせた端子金具とバスバーをダイスで押圧して凹部が形成されるように変形させると、その押圧された接合領域においては端子金具の表面とバスバーの表面が変形しつつ金属学的に結合されるので、端子金具とバスバーの表面同士を単に当てているものに比べて、接合信頼性が高い。

＜請求項２の発明＞
端子金具とバスバーを治具にセットしてダイスで押圧したときに、端子金具とバスバーは、ダイス押圧方向に視た投影形状を拡大させるように変形することがないので、接合後の導電路の形状や大きさにバラツキが生じることがない。

＜請求項３の発明＞
端子金具とバスバーを治具にセットしてダイスで押圧したときに、端子金具とバスバーは、凹部の周囲においてダイスの押圧方向とは反対側に反り返るように変形することがないので、形状が安定する。

＜請求項５の発明＞
端子金具とバスバーを治具にセットしてダイスで押圧したときに、端子金具とバスバーは、ダイス押圧方向に視た投影形状を拡大させるように変形することがないので、接合後の導電路の形状や大きさにバラツキが生じることがない。したがって、ハウジングに対して導電路をガタ付きなく保持させることができる。

＜請求項６の発明＞
端子金具とバスバーを治具にセットしてダイスで押圧したときに、端子金具とバスバーは、凹部の周囲においてダイスの押圧方向とは反対側に反り返るように変形することがないので、接合後の導電路の形状や大きさにバラツキが生じることがない。したがって、ハウジングに対して導電路をガタ付きなく保持させることができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図６を参照して説明する。本実施形態の雌側コネクタＦは、端子金具３０とバスバー４０を冷間圧接により接合してなる導電路Ａをハウジング１０に収容したものである。ハウジング１０は、合成樹脂製のハウジング本体１１と、ハウジング本体１１内に組み付けられた合成樹脂からなる端子保持体１２と、ハウジング本体１１内に組み付けられた合成樹脂からなる複数のバスバー保持体１３とから構成される。端子保持体１２の内部には、導電路Ａの端子金具３０をガタ付きなく収容するキャビティ１２ａが形成されている。複数のバスバー保持体１３は、バスバー４０をガタ付きなく保持するキャビティ１３ａを構成する。

この雌側コネクタＦのハウジング１０には、上方へ開口する嵌合凹部１４が形成されており、この嵌合凹部１４には雄側コネクタＭが嵌合されるようになっている。雄側コネクタＭは、ハウジング２０内に形成されたキャビティ２１に雄端子金具３０２２を収容したものであり、ハウジング２０には、雄端子金具３０２１の先端の下向きのタブ２２ａを包囲するフード部２３が形成されている。フード部２３を嵌合凹部１４内に嵌合すると、タブ２２が端子保持部１２内に進入して、導電路Ａの端子金具３０に接続される。

次に、導電路Ａについて説明する。
端子金具３０は、所定形状に打ち抜いた銅合金製の板材を曲げ加工したものであり、上端部に箱形の接続部３１が形成されている。端子金具３０の下端側は、接続部３１の基板３２に対して面一状に連続する略方形の平板状をなす接合部３３となっている。接続部３１の基板３２には、タブ２２ａに接触可能な突起状をなす接点部３４が叩き出しによって形成されており、タブ２２ａは、接点部３４と接続部３１を構成する受け板３５との間で弾性的に挟まれた状態で端子金具３０に接続される。

バスバー４０は、所定形状に打ち抜いた銅製の板材を曲げ加工したものであり、細長い水平部４１と、水平部４１の一方の端部の上縁から略直角に延出する機器取付部４２と、水平部４１の他方の端部の上縁からオフセット状態で上方へ延出する接合部４３とからなる。接合部４３は、部端子金具３０の接合部３３と同じ幅の平板状をなす。

端子金具３０の硬度はＨＶ１１５であり、バスバー４０の硬度はＨＶ８５である。つまり、端子金具３０の方がバスバー４０よりも硬度が高く、端子金具３０の方が変形し難い。かかる端子金具３０とバスバー４０は、図３及び図４に示すように、その接合部３３，４３同士を上下に重ね合わせた状態（ハウジングに組み付けられる姿勢から直角に寝かせた状態）で電気的導通可能に接合される。ここで、硬度の高い端子金具３０の接合部３３がバスバー４０の接合部４３の上面（表面）側に重ねられるが、これは、接合手段であるダイス７０が上から下向きに接合部３３，４３を押圧することを考慮した配置である。

次に、冷間圧接装置について説明する。
上部治具５０は、合金工具鋼製（ＳＫＤ１１）であり、全体として厚い板状をなし、下面には端子金具３０を収容するためのキャビティ５１が形成されている。キャビティ５１内には、端子金具３０の接合部３３が水平方向（ダイス７０の押圧方向と略直交する方向）へのガタ付き（変位）なく位置決めして収容される。キャビティ５１の内側面は、端子金具３０がそのダイス押圧方向に視た投影形状、即ち接合部３３の上面（表面）の形状を拡大させるように変形することを規制するための規制部５２として機能する。また、キャビティ５１の天井面は、端子金具３０とバスバー４０が凹部Ｂの周囲においてダイス７０の押圧方向とは反対側に反り返るように変形することを規制する規制部５３として機能する。

また、上部治具５０には、その上面からキャビティ５１の天井面（内面）に至る上下方向（接合部３３，４３の板面と直角方向）の円形をなすガイド孔５４が形成されている。ガイド孔５４の内周面は、下方（端子金具３０及びバスバー４０に対してダイス７０が押圧する方向と同方向）に向かって次第に縮径するテーパ状をなしている。さらに、上部治具５０は、その周縁部（四隅）において軸線を上下方向に向けたボルト（図示せず）により下部治具６０に固定されているのであるが、後述するように両治具５０，６０の内部の圧力が上昇したときには、ボルト締め箇所から遠いガイド孔５４を略中心として上方へ湾曲するように弾性変形し得るようになっている。また、上部治具５０のキャビティ５１の天井面には、端子金具３０の接合部３３の上面との摩擦抵抗を低減するための手段として、鏡面加工がなされている。

下部治具６０は、上部治具５０と同じく合金工具鋼製（ＳＫＤ１１）であり、全体として肉厚の板状をなす。下部治具６０の上面には、バスバー４０の接合部４３を収容するためのキャビティ６１が形成されている。キャビティ６１に接合部４３を収容した状態では、接合部４３が水平方向へのガタ付き（変位）なく位置決めされる。このキャビティ６１の内側面は、バスバー４０がそのダイス押圧方向に視た投影形状、即ち接合部３３，４３の上面（表面）側から視た投影形状を拡大させるように変形することを規制するための規制部６２として機能する。また、キャビティ６１の底面は、端子金具３０とバスバー４０が凹部Ｂの周囲においてダイス７０の押圧方向とは反対側に反り返るように変形することを規制する規制部６３として機能する。さらに、下部治具６０のキャビティ６１の内面には、バスバー４０の接合部４３の下面との摩擦抵抗を低減するための手段として、鏡面加工がなされている。

ダイス７０は、合金工具鋼（ＳＫＤ１１）製であり、硬度はＨＶ７００〜７５０である。ダイス７０は、軸線を上下方向に向けた円柱形をなし、その外周面７１は、端子金具３０に対する押圧方向に向かって縮径するテーパ状をなしている。かかるダイス７０は上部治具５０の上方からガイド孔５４内に差し込まれ、端子金具３０とバスバー４０が正しく接合された状態（圧接が完了した状態）では、ダイス７０のテーパ状をなす部分がガイド孔５４に対して前後左右方向へのガタ付きなく嵌合されるようになっている。

ダイス７０の下面は、ダイス７０と同心の円形をなす押圧面７２となっている。この押圧面７２は、ダイス７０により接合部３３，４３を押圧する方向と直角な平坦面である。この押圧面７２とダイス７０のテーパ状の外周面７１とは、弧状面７３を介して連なっている。また、ダイス７０の表面のうち少なくとも端子金具３０と接触する領域（外周面７１、押圧面７２及び弧状面７３）には、端子金具３０の接合部３３の上面との摩擦抵抗を低減するための手段として、鏡面加工がなされている。

次に、端子金具３０とバスバー４０の接合工程について説明する。
端子金具３０とバスバー４０を接合して導電路Ａを製造する際には、スクレーパ（キサゲ）、ワイヤブラシ、バフ等を用いることにより、接合部３３，４３における接合領域３３ａ，４３ａ（ダイス７０との対応領域）を研磨する。この研磨処理を行うことで、接合部３３，４３の表面の酸化被膜が除去され、接合強度が高まるとともに、密着度が高まって電気的抵抗が低減される。

表面研磨処理の後、下部治具６０のキャビティ６１にバスバー４０の接合部４３をセットするとともに、その接合部４３の上面に端子金具３０の接合部３３を重ね、その上から上部治具５０を被せて、上下両治具５０，６０を合体させ、上部治具５０の下面と下部治具６０の上面とを面接触状態で当接させる。この状態では、双方の接合部３３，４３が上下に面接触状態で重なり合うとともに、上下両治具５０，６０の間で挟み付けられることで上下のガタ付きなく保持されるとともに、上下方向へ反るような変形が規制される。

この状態からダイス７０をガイド孔５４内に進入（下降）させると、進入の初期にダイス７０の下端の押圧面７２が端子金具３０の接合部３３の上面（表面）を上から押圧し、この押圧作用によって端子金具３０の接合部３３の上面が凹まされるように変形させられるとともに、この接合部３３の変形部分に押圧されたバスバー４０の接合部４３も、追従して変形する。このとき、硬度の低いバスバー４０の接合部４３の変形量は、端子金具３０の接合部３３の変形量よりも大きい。

そして、ダイス７０が接合完了位置まで下降すると、端子金具３０の接合部３３の上面には、円形の凹部Ｂが形成される。このように、双方の接合部３３，４３がダイス７０によって変形させられると、端子金具３０の接合部３３の下面とバスバー４０の接合部４３の上面とが、そのダイス７０の押圧面７２と対応する略円形の接合領域３３ａ，４３ａにおいて互いに強固に接合（圧接）し、もって、端子金具３０とバスバー４０が一体化されて導電路Ａが製造される。

尚、上記のようにダイス７０が端子金具３０の接合部３３に潜り込む過程では、ダイス７０の潜り込み量（キャビティ５１，６１への侵入量）を含む接合部３３，４３の体積が増加するため、接合部３３，４３の内部圧力上昇によって上部治具５０が上方へ膨らむように弾性変形する。これと同時に、ダイス７０で押圧された接合部３３，４３が、押圧面７２の中心から外周側へ向かって放射状に流れるように変位しつつ伸展変形するが、このとき上部治具５０と下部治具６０の規制部５２，６２によって接合部３３，４３は前後左右方向への拡がりを規制されているので、押圧面７２の中心から放射状に流れた変形部分は、ダイス７０の外周に沿って上方へ変位することになる。この上方への変位により、接合部３３，４３のうちダイス７０の押圧面７２と対応する接合領域３３ａ，４３ａを除いた部分が、上部治具５０に追従するように上方へ変位する。そして、この上方へ変位した部分と下部治具６０のキャビティ６１の下面との間にはごく僅かな隙間（図示せず）が生じる。以上により、バスバー４０の接合部４３の下面には、ダイス７０の押圧面７２と対応する略円形領域を下方（ダイス７０の押圧方向と同方向）へ膨らむような変形部４３ｂが生じることになる。

上記のようにして製造された導電路Ａは、その端子金具３０を端子保持部１２のキャビティ１２ａ内に収容するとともに、バスバー４０をバスバー保持体１３によって構成されるキャビティ１３ａ内に収容し、機器取付部４２をハウジング１０の側方へ突出させた状態で、ハウジング１０に対して組み付けられる。

上述のように本実施形態においては、重ね合わせた端子金具３０とバスバー４０を、その板面と交差する方向にダイス７０で押圧することで、表面側に凹部Ｂが形成されるように変形させつつ接合することによって導電路Ａを構成したところに特徴を有する。このように重ね合わせた端子金具３０とバスバー４０をダイス７０で押圧して凹部Ｂが形成されるように変形させると、その押圧された接合領域３３ａ，４３ａにおいては端子金具３０の表面とバスバー４０の表面が変形しつつ金属学的に結合される。したがって、リベットによって結合した場合のように端子金具３０とバスバー４０の表面同士を単に当てていることによる接触に比べると、接合される本実施形態の導電路Ａは接合信頼性に優れている。

また、端子金具３０とバスバー４０がダイス押圧方向に視た投影形状（接合部３３，４３の上面の形状）を拡大させるように変形することを規制する規制部５２，６２と、端子金具３０とバスバー４０が凹部Ｂの周囲においてダイス７０の押圧方向とは反対側に反り返るように変形することを規制する規制部５３，６３とを備えた治具５０，６０を用い、この治具５０，６０にセットした端子金具３０とバスバー４０をダイス７０で押圧することにより、端子金具３０とバスバー４０の内部圧力を上昇させることによって、両者３０，４０を接合するようになっている。このように、規制部５２，５３，６２，６３を設けた治具５０，６０によって端子金具３０とバスバー４０を拘束したので、圧接済みの導電路Ａの形状や大きさにバラツキが生じることがなく、ハウジング１０内のキャビティ１２ａ，１３ａに端子金具３０とバスバー４０をガタ付きなく収容することができる。

また、端子金具３０やバスバー４０をダイス７０で押圧して凹ませるように変形させると、端子金具３０やバスバー４０のうちダイス７０で押圧される領域は中心から外周側へ変位しつつ伸展変形する。ここで、ダイス７０が硬度の低いバスバー４０を直接押圧した場合には、ダイス７０の侵入に伴なう伸展量の多くの部分を変形し易いバスバー４０が受け持つこととなり、端子金具３０とバスバー４０の接触界面において過大な滑りが生じ、その結果、接合強度にバラツキが生じることが懸念される。
これに対し、本実施形態では、硬度が高い端子金具３０をダイス７０で押圧するようにしたので、硬度の高い端子金具３０が凹まされるように変形すると、それに伴って、硬度の小さいバスバー４０も追従して凹まされるように変形する。したがって、端子金具３０の伸展量とバスバー４０の伸展量がほぼ同じ量となり、端子金具３０とバスバー４０との接触面において過大な滑りが発生しないため、端子金具３０とバスバー４０の接合強度が低下することはない。

また、ダイス７０は端子金具３０の接合部３３の上面（表面）に対して潜り込むのであるが、ダイス７０の外周面７１は、接合部３３に対する押圧方向に向かって縮径するテーパ状をなしているので、ダイス７０の接合部３３への潜り込みが円滑に行われる。

また、端子金具３０の接合部３３のうちダイス７０の押圧面７２で押圧される領域は、押圧面７２の中心から外周側へ流れるとともにダイス７０の外周面７１に沿って流れるように変形するのであるが、本実施形態では、ダイス７０の押圧面７２と外周面７１は弧状面７３を介して滑らかに連なっているので、接合部３３の流れるような変形が安定して行われる。

また、端子金具３０の接合部３３のうちダイス７０の押圧面７２で押圧される領域は、ダイス７０の表面（押圧面７２及びテーパ状の外周面７１）に沿って流れるように変形するのであるが、本実施形態では、ダイス７０の表面が鏡面加工されているので、ダイス７０と接合部３３との間の摩擦抵抗が低減され、接合部３３の流れるような変形が安定して行われる。

また、バスバー４０の接合部４３のうちダイス７０の押圧面７２で押圧される領域は、下部治具６０のキャビティ６１の内面に沿って流れるように変形するのであるが、本実施形態では、下部治具６０における接合部４３との接触面が鏡面加工されているので、下部治具６０と接合部４３との間の摩擦抵抗が低減され、接合部４３の流れるような変形が安定して行われる。

＜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態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では導電路の表面に形成される凹部が端子金具の表面のみに開口する孔状としたが、本発明によれば、凹部が端子金具の表面だけでなく側面にも開口する溝状をなすものとしてもよい。
（２）上記実施形態では端子金具とバスバーが１枚ずつである場合について説明したが、本発明によれば、１つのバスバーに複数の端子金具を接合することもできる。
（３）上記実施形態では硬度が異なる端子金具とバスバーのうち、硬度が高い端子金具をダイスで押圧される表面側に配置したが、本発明によれば、硬度が低いバスバーをダイスで押圧される表面側に配置してもよい。
（４）上記実施形態ではダイスの断面形状を円形としたが、本発明によれば、ダイスの断面形状を非円形（例えば、楕円形、長円形、方形、多角形等）としてもよい。
（５）上記実施形態では端子金具とバスバーの硬度が互いに異なる場合について説明したが、本発明は、端子金具とバスバーの硬度が同一である場合にも適用できる。
（６）上記実施形態では端子金具とバスバーが共に平板状をなす場合について説明したが、本発明は、端子金具とバスバーが互いに同じ曲率で湾曲している場合にも適用できる。
（７）上記実施形態では端子金具が雌形である場合について説明したが、本発明は、端子金具が雄形である場合にも適用できる。
（８）本発明の導電路は、ハウジング内に収容されるコネクタに限らず、自動車において電力を電装品に分配するためのジャンクションボックスを構成する導電路や、信号回路と電力回路からなる回路構成体における電力回路としての導電路にも適用できる。

導電路の斜視図 端子金具とバスバーを分離した状態の斜視図 端子金具とバスバーを接合する工程をあらわす断面図 端子金具とバスバーの接合が完了した状態をあらわす断面図 コネクタを分離した状態をあらわす断面図 コネクタ同士を嵌合した状態をあらわす断面図

符号の説明

Ａ…導電路
Ｆ…コネクタ
１０…ハウジング
３０…端子金具
４０…バスバー
５０…上部治具
５２…規制部
５３…規制部
６０…下部治具
６２…規制部
６３…規制部
７０…ダイス

Claims (6)

1. 重ね合わせた端子金具とバスバーを、その板面と交差する方向にダイスで押圧することで、表面側に凹部が形成されるように変形させつつ接合したことを特徴とする導電路。
2. 前記端子金具と前記バスバーが、そのダイス押圧方向に視た投影形状を拡大させるように変形するのを規制する規制部を備えた治具にセットされた状態で前記ダイスにより押圧されることで接合されていることを特徴とする請求項１記載の導電路。
3. 前記端子金具と前記バスバーが前記凹部の周囲において前記ダイスの押圧方向とは反対側に反り返るように変形することを規制する規制部を備えた治具にセットされた状態で前記ダイスにより押圧されることで接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電路。
4. 端子金具とバスバーを重ね合わせて結合してなる導電路をハウジングに収容したものであって、
   前記導電路が、重ね合わせた前記端子金具と前記バスバーを、その板面と交差する方向にダイスで押圧することで、表面側に凹部が形成されるように変形させつつ接合したものであることを特徴とするコネクタ。
5. 前記端子金具と前記バスバーが、そのダイス押圧方向に視た投影形状を拡大させるように変形するのを規制する規制部を備えた治具にセットされた状態で前記ダイスにより押圧されることで接合されていることを特徴とする請求項４記載のコネクタ。
6. 前記端子金具と前記バスバーが前記凹部の周囲において前記ダイスの押圧方向とは反対側に反り返るように変形することを規制する規制部を備えた治具にセットされた状態で前記ダイスにより押圧されることで接合されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のコネクタ。

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