JP2006331931A - 電線の接続構造及びその接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 導線の接続端部の腐食を防止する電線の接続構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 多数本の導線２を絶縁体３で被覆して成る電線１の一端部の絶縁体３を剥離して露出させた導線端部２ａと、端子４とを、接続する電線の接続構造に於けるものである。端子４は有底孔状の挿入孔９を有している。かつ、挿入孔９内に導線端部２ａと絶縁体３の剥離側先端部３ａが挿入されている。かつ、挿入孔９の開口部14近傍より底部12側にて端子４をその外面からかしめ加工して導線端部２ａに接続されている。さらに、開口部14近傍にて端子４が絶縁体３の剥離側先端部３ａに圧着されているものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電線の端子接続構造とその接続方法に関する。

従来、自動車等に使用されるバッテリーケーブルの一つとして、アルミニウム製等の多数本の導線（導体）を絶縁体で被覆して形成された電線が使用されている。そして、この電線とバッテリーは接続端子を介して接続されており、従来の電線の接続構造は、電線の一端部を剥離して露出させた導線端部に、端子をかしめ加工して圧着保持させていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２９９１４０号公報

しかし、従来の電線の接続構造（接続方法）では、絶縁体が剥離された導線端部の表面は剥き出しになっており、特に、電線が自動車のバッテリーケーブル等に使用される場合は、電線が雨水や海水等に曝されることがあり、導線端部が腐食し易いという問題があった。
そこで、本発明は、導線の接続端部の腐食を防止する電線の接続構造とその接続方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電線の接続構造は、多数本の導線を絶縁体で被覆して成る電線の一端部の絶縁体を剥離して露出させた導線端部と、端子とを、接続する電線の接続構造に於て、上記端子は有底孔状の挿入孔を有し、該挿入孔内に上記導線端部と上記絶縁体の剥離側先端部が挿入され、上記挿入孔の開口部近傍より底部側にて上記端子をその外面からかしめ加工して上記導線端部に接続され、さらに、上記開口部近傍にて上記端子が上記絶縁体の剥離側先端部に圧着されている。

また、上記絶縁体の剥離側先端部と上記端子の上記開口部近傍の内周面との間に防水材を介在させたものである。

また、上記有底孔状の挿入孔を有する端子のかしめ加工される部位と上記開口部近傍との間にスリットを設けたものである。

また、上記端子の上記スリットと上記導線端部との間、及び、上記端子の上記開口部近傍の内周面と上記絶縁体の剥離側先端部との間に、防水材を介在させたものである。

また、上記導線がアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。
また、上記電線が自動車のバッテリーケーブルに使用されているものである。

また、本発明に係る電線の接続方法は、多数本の導線を絶縁体で被覆して成る電線の一端部の該絶縁体を剥離して露出させた導線端部に端子をかしめ加工にて接続する電線の接続方法に於て、上記端子の有底孔状の挿入孔内に上記導線端部と上記絶縁体の剥離側先端部を挿入して、上記端子の開口部近傍の外面を押さえつつ上記挿入孔の開口部近傍よりも底部側にて上記端子をかしめ加工して上記導線端部に圧着させると同時に、又は、その圧着後に、上記端子を上記開口部近傍にて上記絶縁体の剥離側先端部に圧着させる。

本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る電線の接続構造及びその接続方法によれば、導線端部は端子の挿入孔内に挿入されており、外部に剥き出しになっていないので、導線端部に雨水や海水等が付着するのを防止できる。このことによって、雨水や海水等によって導線端部が腐食するのを防止して、導線の導通性を長期に維持することができる。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
まず、本発明の電線の接続構造について説明する。
図１〜図３に示す第１の実施の形態に於て、１は、多数本の導線２を絶縁体３で被覆して成る電線であり、その電線１の一端部の絶縁体３は剥離され導線端部２ａが露出している。
４は、電線に接続される端子であり、図３に示すように、端子４は有底孔状の挿入孔９を有している。この挿入孔９内に導線端部２ａと絶縁体３の剥離先端部３ａが挿入され、挿入孔９の開口部14近傍より底部12側にて、端子４はその外面からかしめ加工されて導線端部２ａに圧着されている。さらに、挿入孔９の開口部14近傍にて、端子４が絶縁体３の先端部３ａに圧着されている。

図３に於て、具体的には、端子４は、先端部に図外の電気機器の端子等に接続される端子本体部７を有し、端子本体部７の基端にはスリーブ部８が一体状に連設されている。さらに、スリーブ部８には、有底孔状の挿入孔９が形成されている。挿入孔９は、スリーブ部８の内周面部13と、端子本体部７の基端側に配置された底部12と、底部12と反対側に配置された開口部14と、から形成されている。また、端子本体部７は、自動車のバッテリー等の端子を挿入して接続するための孔部10を有している。

また、挿入孔９の開口部14近傍より底部12側では、スリーブ部８の外面からプレス機等によりリング状に縮径塑性加工されている（かしめ加工されている）。その縮径塑性加工されたスリーブ部８の外面には、かしめ凹部15が形成され、かしめ凹部15に対応するスリーブ部８の内周面部13には、かしめ凸部16が形成されている。このかしめ凸部16が、挿入孔９内の導線端部２ａの表面に圧着され、電気的接続（導通接続）されている。
さらに、挿入孔９の開口部14近傍では、スリーブ部８の内周面部13が絶縁体３の先端部３ａの表面に圧着されている。

図９に示す第２の実施の形態に於て、端子４の挿入孔９内には導線端部２ａと絶縁体３の先端部３ａが挿入されており、導線端部２ａの先端Ｚは、ハンダ11を介して端子４と電気的接続されている。挿入孔９内の底部12近傍にはハンダ11が配設され、導線端部２ａの先端Ｚはこのハンダ11に埋設されている。
端子４は、挿入孔９の中間部20にてかしめ加工されて導線端部２ａに圧着されている。そして、スリーブ部８には、挿入孔９の中間部20にてかしめ凸部16（かしめ凹部15）が形成されている。
また、挿入孔９の開口部14近傍にて、絶縁体３の先端部３ａに圧着されている。
なお、図９に於て、図３と同一の符号は図３と同様の構成であるので、説明を省略する。

図10に示す第３の実施の形態に於て、絶縁体３の先端部３ａと端子４の開口部14近傍の内周面との間に防水材19を介在させている。この防水材19は、例えば、ブチルゴムを含む粘着剤をテープ状に形成し、絶縁体３の先端部３ａに巻着している。そして、先端部３ａに巻着された防水材19は、スリーブ部８の開口部14近傍の内周面部13に密着し、導線端部２ａが挿入された挿入孔９内は密封状態となっている。
また、導線端部２ａは、挿入孔９内に配設されたハンダ11を介して端子４と電気的接続されている。ハンダ11は挿入孔９内の底部12から中間部20に配設され、導線端部２ａはこのハンダ11に埋設されている。端子４は、挿入孔９の中間部20にてかしめ加工され、ハンダ11を介して導線端部２ａに圧着されている。

なお、この中間部20のかしめ加工による端子４と導線端部２ａとの接続は、主に機械（強度）的接続であり、端子４や導線端部２ａ（電線１）にかかる引張力や衝撃によって端子４と導線端部２ａとが分離するのを防止することを目的とするものであるが、端子４と導線端部２ａはハンダ11を介して電気的接続（導通接続）もされている。また、（かしめ加工しない）底部12近傍での端子４と導線端部２ａの先端Ｚとのハンダ11を介した接続は、主に電気的接続を目的とするものである。
なお、図10に於て、図３と同一の符号は図３と同様の構成であるので、説明を省略する。

図11と図12に於ける第４の実施の形態に於て、端子４の挿入孔９内に導線端部２ａと絶縁体３の剥離先端部３ａが挿入されている。そして、挿入孔９の開口部14近傍より底部12側にて、端子４はその外面からかしめ加工されて導線端部２ａに圧着され、挿入孔９の開口部14近傍にて、端子４が絶縁体３の先端部３ａに圧着されている。
さらに、端子４の上記かしめ加工される部位（かしめ凸部16）と開口部14との間には一対のスリット18，18が形成されている。スリット18は、スリーブ部８の外面から内周面部13へ貫通して設けられ、スリーブ部８の周方向に伸びて形成されている。

端子４のスリット18と導線端部２ａとの間、及び、端子４の開口部14近傍の内周面部13と絶縁体３の先端部３ａとの間に、防水材19が介在されている。この防水材19は、例えば、ホットメルト接着剤であり、熱可塑性樹脂を加熱溶融して、絶縁体３の先端部３ａとスリーブ部８の内周面部13との間、及び、スリット18の開口部とを、塞ぐように充填し、その後冷却固化されている。これにより、導線端部２ａが挿入された挿入孔９内は密封状態となっている。
なお、図11及び図12に於て、図２及び図３と同一の符号は図２及び図３と同様の構成であるので、説明を省略する。

また、電線１が自動車のバッテリーケーブルに使用される場合は、軽量化のため導線２はアルミニウム製又はアルミニウム合金製であることが好ましい。
そして、導体２がアルミニウム合金製の場合は、耐熱性を有する点でＡｌ− 0.01 ｗｔ％〜 0.2ｗｔ％Ｚｒ合金が好ましい。さらに、電線１は、酸化皮膜を形成防止及びハンダ11との密着性を高めるため（図９、図10参照）、導線端部２ａの表面をハンダで覆ったりジンケート浴等による亜鉛めっき処理をすることが望ましい。
また、端子４はアルミニウム合金製（ＪＩＳ規格Ａ６０６３−Ｏ）であり、さらに、耐食性を向上させるためにＳｎメッキを施したものが好ましい。

本発明の電線の接続方法について説明する。
予め電線１の一端部の絶縁体３を剥離して導線端部２ａを露出させ、図４に示すように、端子４の挿入孔９内に導線端部２ａと絶縁体３の先端部３ａを挿入する。次に、図５に示すように、押さえ具21，21でスリーブ部８（端子４）の開口部14近傍の外面を押さえる。なお、開口部14近傍を押さえる力（押圧力）Ｐは、スリーブ部８を押圧変形させない程度の力である。そして、図６に示すように、スリーブ部８の開口部14近傍の外面を押さえ具21，21で押さえつつ（押圧力Ｐを付与したまま）、かしめ具22，22によりスリーブ部８の中間部20をその外面から押圧する。このかしめ具22，22による押圧力Ｑにて、中間部20が縮径塑性加工（かしめ加工）し、中間部20に形成されるかしめ凸部16が導線端部２ａに圧着される。
また、押圧力Ｑによってスリーブ部８の中間部20が縮径塑性変形すると同時に（中間部20での縮径塑性変形に伴って）、開口部14近傍でも縮径塑性変形し、スリーブ部８の開口部14近傍の内周面部13が、絶縁体３の先端部３ａに圧着される。つまり、中間部20に押圧力Ｑを付与することによって、中間部20と開口部14近傍とが同時に電線１（導線端部２ａと絶縁体３の先端部３ａ）に圧着される。このようにして、電線１が端子４に接続される。

また、電線１の絶縁体３の径寸法が小さい場合は、中間部20にてスリーブ部８の外面から押圧力Ｑを付与しても、開口部14近傍で端子４が絶縁体３の先端部３ａに圧着しないことがある。つまり、図７に示すように、絶縁体３の先端部３ａの表面と、二点鎖線で示すスリーブ部８の開口部14近傍の内周面部13との間に隙間Ｓが生じる場合がある。この場合は、開口部14近傍にてスリーブ部８を外面から押圧力Ｒにて押圧し、絶縁体３の先端部３ａに圧着させるとよい。

また、図８は、本発明の電線の接続方法の比較例を示す図であり、かしめ具22，22によりスリーブ部８の中間部20をその外面から押圧して縮径塑性加工する際に、開口部14近傍でスリーブ部８を外面から押さえていない。この場合、スリーブ部８の中間部20に於ける縮径塑性変形に伴って、スリーブ部８の開口部14は外側へ膨張し、開口部14近傍にてスリーブ部８の内周面部13は、絶縁体３の先端部３ａを押圧することができない。

次に、38ＳＱのアルミニウム製の導線２を有する電線１を用いて、図13の（イ)(ロ)(ハ）に示すように、３種類の接続構造（接続方法）にて導線２と端子４とを接続し、それぞれの接続構造に於て、初期及び振動を与えた後の電圧降下値と端子固着力（接続強度）を測定する試験を行った。

図13の（イ)(ロ)(ハ）に示される接続構造について説明する。
（イ）比較例：挿入孔９の中間部20にて導線端部２ａと端子４とをかしめ加工して圧 着し、絶縁体３の先端部３ａと端子４とは接続（圧着）されていない。
（ロ）本発明の実施例：挿入孔９の中間部20にて導線端部２ａと端子４とをかしめ加 工して圧着し、開口部14近傍にて絶縁体３の先端部３ａと端子４とを圧着した。 （ハ）本発明の他の実施例：端子４は挿入孔９の中間部20と開口部14近傍との間にス リット18，18を有しており、中間部20にて導線端部２ａと端子４とをかしめ加工 して圧着し、開口部14近傍にて絶縁体３の先端部３ａと端子４とを圧着した。

そして、具体的には、（イ)(ロ)(ハ）のそれぞれの場合の接続構造で接続した時（初期）の電圧降下値と、その後一定時間振動を与えた後の各接続構造に於ける電圧降下値を測定した。
また、端子固着力（接続強度）を測定するために、（イ)(ロ)(ハ）のそれぞれ接続した状態（初期状態）で、導線２に引張力を徐々に強く与えていき、導線２が破断して端子４と分離するまでの引張力を測定した。さらに、（イ)(ロ)(ハ）の接続を行って一定時間振動を与えた後、導線２に引張力を徐々に強く与えていき、導線２が破断して端子４と分離するまでの引張力を測定した。
なお、図13の（イ)(ロ)(ハ）の全ての接続構造に於て、導線端部２ａの先端Ｚは挿入孔９内のハンダ11を介して端子４に電気的に接続され、端子４の材質はアルミニウム合金（Ａ６０６３−Ｏ）製で表面にＳｎメッキを施している。
それぞれの試験結果を下記の表１及び表２に示す。

表１について説明すると、（イ)(ロ)(ハ）の接続構造の初期の電圧降下値は、全て0.05ｍΩであった。また、一定時間振動を与えた後、（イ）の場合は、導線２が、露出した導線２の部分（導線端部２ａ）と絶縁体３で被覆される導線２の部分との境界近傍で破断（断線）したので、電圧降下値は測定できなかった。これに対し、振動付与後の（ロ）の電圧降下値は0.06ｍΩであり、（ハ）の電圧降下値は0.05ｍΩであった。つまり、（ロ)(ハ）の場合は一定時間振動を与えても、導線２は破断せず、また、電圧降下値も初期の値からほとんど変化することはなく導通性を維持されていることが確認できた。

表２について説明すると、（イ)(ロ)(ハ）の初期の端子固着力は、（イ）の場合は3200Ｎであり、（ロ）の場合は3150Ｎであった。また、（ハ）の場合は3200Ｎとなった。
そして、振動を与えた後、（イ）の場合は振動によって、導線２が、露出した導線２の部分（導線端部２ａ）と絶縁体３で被覆される導線２の部分との境界近傍で破断（断線）したので、端子固着力は測定できなかった。（ロ)(ハ）の振動付与後の端子固着力は、（ロ）の場合は3200Ｎであり、（ハ）の場合は3150Ｎとなった。このことにより、（ロ)(ハ）の場合は一定時間振動を与えても、導線２は破断せず、また、端子固着力は初期の値からほとんど変化することはなく維持されていることが確認できた。

以上のように、本発明である電線の接続構造は、多数本の導線２を絶縁体３で被覆して成る電線１の一端部の絶縁体３を剥離して露出させた導線端部２ａと、端子４とを、接続する電線の接続構造に於て、端子４は有底孔状の挿入孔９を有し、挿入孔９内に導線端部２ａと絶縁体３の剥離側先端部３ａが挿入され、挿入孔９の開口部14近傍より底部12側にて端子４をその外面からかしめ加工して導線端部２ａに接続され、さらに、開口部14近傍にて端子４が絶縁体３の剥離側先端部３ａに圧着されているので、導線端部２ａに雨水や海水等が付着するのを防止できる。つまり、導線端部２ａは端子４の挿入孔９内に挿入されており、外部に剥き出しになっていないので、導線端部２ａに雨水・海水等が付着して腐食するのを防ぐことができる。このことにより、導線２の導通性を長期に維持することが可能となる。
さらに、互いに接続された端子４及び電線１に振動が付与された場合、露出した導線２の部分（導線端部２ａ）と絶縁体３で被覆される導線２の部分との境界近傍で応力が集中して、導線２が破断する虞れがあったが、開口部14近傍にて端子４が絶縁体３の剥離側先端部３ａに圧着されているので、導線２の応力集中を低減させることができ、導線２の破断を確実に防止することができる。

また、絶縁体３の剥離側先端部３ａと端子４の開口部14近傍の内周面との間に防水材19を介在させたので、挿入孔９内に雨水や海水等が浸入するのを確実に防ぐことができ、導線端部２ａに雨水・海水等が付着して腐食するのを防止することができる。このことにより、導線２の導通性を長期に維持することができる。
また、防水材19が粘着性を有するものであれば、開口部14近傍にて端子４と絶縁体３の剥離側先端部３ａとを強固に固着することができる。

また、有底孔状の挿入孔９を有する端子４のかしめ加工される部位と開口部14近傍との間にスリット18を設けたので、（開口部14近傍より底部12側での）かしめ加工による端子４の縮径塑性変形に伴って、開口部14近傍にて端子４が絶縁体３の先端部３ａに過度に圧着するのを抑制できる。従って、その過度の圧着力にて絶縁体３の先端部３ａが破損するのを防止することができ、端子４は絶縁体３の先端部３ａを適度に圧着保持することができる。言い換えれば、スリット18を設けることにより、端子４と絶縁体３の先端部３ａとの圧着強度を調整することができる。

また、端子４のスリット18と導線端部２ａとの間、及び、端子４の開口部14近傍の内周面と絶縁体３の剥離側先端部３ａとの間に、防水材19を介在させたので、挿入孔９内に雨水や海水等が浸入するのを確実に防止でき、導線端部２ａに雨水・海水等が付着し腐食するのを防止できる。このことにより、導線２の導通性を長期に維持することができる。
また、防水材19が粘着性を有するものであれば、開口部14近傍にて端子４と絶縁体３の剥離側先端部３ａとを強固に固着することができる。

また、導線２がアルミニウム製又はアルミニウム合金製であるので、電線１を軽量化できると共に、強度の低いアルミニウム製又はアルミニウム合金製の導線２であっても、開口部14近傍にて端子４が絶縁体３の剥離側先端部３ａに圧着されているので、導線２の応力集中を低減させることができ、導線２の破断を確実に防止することができる。

また、電線１が自動車のバッテリーケーブルに使用されているので、自動車の走行時に発生する振動によって、導線２（導線端部２ａ）が破断（断線）することはない。また、自動車が雨水や海水に曝されることがあっても、導線端部２ａに雨水や海水が付着することがなく、導線２の導通性を長期に維持できる。

また、本発明である電線の接続方法は、多数本の導線２を絶縁体３で被覆して成る電線１の一端部の絶縁体３を剥離して露出させた導線端部２ａに端子４をかしめ加工にて接続する電線の接続方法に於て、端子４の有底孔状の挿入孔９内に導線端部２ａと絶縁体３の剥離側先端部３ａを挿入して、端子４の開口部14近傍の外面を押さえつつ挿入孔９の開口部14近傍よりも底部12側にて端子４をかしめ加工して導線端部２ａに圧着させると同時に、又は、その圧着後に、端子４を開口部14近傍にて絶縁体３の剥離側先端部３ａに圧着させるので、導線端部２ａに雨水や海水等が付着するのを防止できる。つまり、導線端部２ａは端子４の挿入孔９内に挿入されており、外部に剥き出しになっていないので、導線端部２ａに雨水・海水等が付着して腐食するのを防ぐことができる。このことにより、導線２の導通性を長期に維持することが可能となる。
さらに、互いに接続された端子４及び電線１に振動が付与された場合、露出した導線２の部分（導線端部２ａ）と絶縁体３で被覆される導線２の部分との境界近傍で応力が集中して、導線２が破断する虞れがあったが、開口部14近傍にて端子４が絶縁体３の剥離側先端部３ａに圧着されているので、導線２の応力集中を低減させることができ、導線２の破断を確実に防止することができる。
また、端子４の開口部14近傍の外面を押さえつつ（開口部14近傍よりも底部12側にて）かしめ加工するので、端子４のかしめ加工による縮径塑性変形に伴って、端子４の開口部14が外側へ膨張することを防止し、端子４は開口部14近傍にて絶縁体３の先端部３ａに圧着させることができる。

本発明の第１の実施の形態を示す側面図である。 平面図である。 断面側面図である。 説明用断面側面図である。 説明用断面側面図である。 説明用断面側面図である。 説明用断面側面図である。 比較例を示す説明用断面側面図である。 第２の実施の形態を示す断面側面図である。 第３の実施の形態を示す断面側面図である。 第４の実施の形態を示す平面図である。 断面側面図である。 説明用断面側面図であって、（イ）は比較例の断面側面図、（ロ）は本発明 の実施例の断面側面図、（ハ）は本発明の他の実施例の断面側面図である。

符号の説明

１ 電線
２ 導線
２ａ 導線端部
３ 絶縁体
３ａ 剥離先端部
４ 端子
９ 挿入孔
12 底部
14 開口部
18 スリット
19 防水材

Claims (7)

1. 多数本の導線（２）を絶縁体（３）で被覆して成る電線（１）の一端部の絶縁体（３）を剥離して露出させた導線端部（２ａ）と、端子（４）とを、接続する電線の接続構造に於て、
   上記端子（４）は有底孔状の挿入孔（９）を有し、該挿入孔（９）内に上記導線端部（２ａ）と上記絶縁体（３）の剥離側先端部（３ａ）が挿入され、上記挿入孔（９）の開口部（14）近傍より底部（12）側にて上記端子（４）をその外面からかしめ加工して上記導線端部（２ａ）に接続され、さらに、上記開口部（14）近傍にて上記端子（４）が上記絶縁体（３）の剥離側先端部（３ａ）に圧着されていることを特徴とする電線の接続構造。
2. 上記絶縁体（３）の剥離側先端部（３ａ）と上記端子（４）の上記開口部（14）近傍の内周面との間に防水材（19）を介在させた請求項１記載の電線の接続構造。
3. 上記有底孔状の挿入孔（９）を有する端子（４）のかしめ加工される部位と上記開口部（14）近傍との間にスリット（18）を設けた請求項２記載の電線の接続構造。
4. 上記端子（４）の上記スリット（18）と上記導線端部（２ａ）との間、及び、上記端子（４）の上記開口部（14）近傍の内周面と上記絶縁体（３）の剥離側先端部（３ａ）との間に、防水材（19）を介在させた請求項３記載の電線の接続構造。
5. 上記導線（２）がアルミニウム製又はアルミニウム合金製である請求項１，２，３又は４記載の電線の接続構造。
6. 上記電線（１）が自動車のバッテリーケーブルに使用されている請求項１，２，３，４又は５記載の電線の接続構造。
7. 多数本の導線（２）を絶縁体（３）で被覆して成る電線（１）の一端部の該絶縁体（３）を剥離して露出させた導線端部（２ａ）に端子（４）をかしめ加工にて接続する電線の接続方法に於て、
   上記端子（４）の有底孔状の挿入孔（９）内に上記導線端部（２ａ）と上記絶縁体（３）の剥離側先端部（３ａ）を挿入して、上記端子（４）の開口部（14）近傍の外面を押さえつつ上記挿入孔（９）の開口部（14）近傍よりも底部（12）側にて上記端子（４）をかしめ加工して上記導線端部（２ａ）に圧着させると同時に、又は、その圧着後に、上記端子（４）を上記開口部（14）近傍にて上記絶縁体（３）の剥離側先端部（３ａ）に圧着させることを特徴とする電線の接続方法。

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