JP2007503083A - 電気接触子かしめ方法およびこの方法によって得られた接触子 - Google Patents

電気接触子かしめ方法およびこの方法によって得られた接触子 Download PDF

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Abstract

本発明は電線に対して実施される電気接触子かしめ方法に関し、この接触子は、電線(２)を受けるためのバレル(３)を備えたかしめセクションを具備してなり、上記バレルは、変形によって電線を留めるのに使用される部分を具備してなる。本方法は、第１の押し型要素(６)およびアンビル(７)を備えたかしめ具によって、かしめセクションの第１の面を電線(２)の上に折り込む、第１のかしめ高さ(ｈ１)で実施される、かしめセクションの局限領域に関する第１のかしめ段階と、第１のかしめ高さよりも低い第２のかしめ高さ(ｈ２)で実施される第２のかしめ段階とを具備する。本発明はまた、本方法によって得られた接触子に関する。

Description

本発明は、電気接触子かしめ方法およびこの方法によって得られた接触子に関する。
電線、特に多糸電線と金属製接触子要素との間の電気的接点を、かしめ処理によって形成する方法が知られている。このかしめ処理に関しては、金属製接触子要素を切り欠いて形成されたウイングが、押し型‐アンビルタイプのかしめ工具を用いて、被覆が剥がされた電線の周囲で曲げられる。この技術は、切断され折り曲げられた金属製ブランクからなる接触子に応用される。
特許文献１は、たとえば、一方のかしめウイングを他方の上に被せることを可能にする、異なるサイズのウイングを具備してなる、かしめられる接触子、および特別に設計された押し型‐アンビル工具を用いたかしめ方法に関する。
かしめられた接触子は、小電流および低電圧の印加に関する信頼性の問題をはらみ、さらに詳しく言うと、時間の経過と共に微小亀裂が現れる。かしめは、かしめウイングの弾性スプリングバック現象によって、その効力を失う傾向があり、これは、ウイングと、かしめられた電線のストランドとの間の接触圧力を低減させ、そして接触抵抗を増大させるか不安定にすることがあり、電気的接触が断たれることさえある、ということが分かっている。
特許文献２は、その一部に関して、電気伝導を改善するために、はんだ付けペーストが付加されたかしめに係るものである。そうした組み合わせにおける問題は、自動車配線に関する生産ラインにおける自動化されたかしめ処理において、特定の場所に、しかもそれと連係した速さで、僅かな量のはんだ付けペーストを載せるのが困難なことである。
米国特許第5,561,267号明細書 米国特許第5,025,554号明細書
本発明は、かしめられた電気接触子を改善すること、ならびに接触子の耐用期間を通じて高い接触圧を維持するため弾性スプリングバックの問題を解決することを目的とする。
さらに詳しく言うと、本発明は、電気接触子を電線に対してかしめる方法であって、この接触子は電線を受けるためのバレルを備えたかしめセクションを有し、バレルは変形によって電線を留めるよう構成された部分を具備してなり、押し型要素およびアンビルを具備してなるかしめ具によって、かしめセクションの第１の面を電線の上に折り込むことによる第１のかしめ高さでの第１のかしめステップと、かしめセクションの局限領域での、第１のかしめ高さよりも低い第２のかしめ高さでの第２のかしめステップとを具備する方法に関する。
さらに詳しく言うと、上記かしめセクションが電線を受けるためのオープンバレルおよびかしめウイングを有し、このウイングがバレルを越えて延在しかつ電線を留めるよう構成されてなる場合、第１のかしめステップでは、ウイングの第１の面を第１の高さで電線の上に折り込むと共に、第２のかしめステップでは、ウイングの局限区間を第１のかしめ高さよりも低い第２のかしめ高さで折り込むことになる。
ある特定の実施形態では、上記第２のかしめを、ウイングの二つの離間した区間に対して実施できる。さらに言えば、上記第２のかしめは、注目すべきことに、ウイングの二つの端部区間に対して実施されてもよい。
代替的実施形態では、上記第２のかしめは、ウイングの中央区間に対して実施できる。
有利なことを言えば、上記第１のかしめステップは、ウイングを電線に近接させるために、このウイングの全面にわたって実施できる。
本発明の好ましい実施形態によれば、上記第２のかしめステップは、上記第１のかしめステップを経たウイング表面の一部に対して実施される。
本方法は、注目すべきことに、かしめ具が共有アンビルと分離式押し型要素部片とを有するようなものとすることができる。特にバレルを第１のかしめステップ中に変形させると共に、第２のかしめステップ中は、その形状を保持することができる。
本発明はまた、電線に対してかしめるためのウイングを備えたオープンバレルを有する、かしめセクションを具備してなる電気接触子要素であって、かしめセクションは上記方法によって電線に対してかしめられ、かしめ後、かしめセクションは電線に対してウイングを圧着させるための三つの連続した区間を有し、この三つの区間のうちの二つは第３の区間よりも厚みの小さなものであり、これによって電線が第３の区間のレベルでウイングに弾性力を加えるようになっている電気接触子要素に関する。別の例では、上記三つの区間のうちの一つが、他の二つの区間よりも厚みの小さなものであり、これによって電線が他の二つの区間のレベルで、ウイングに弾性力を加えるようになっている。
他の特徴および利点は、非限定的実施例として挙げた本発明の特定の実施形態に関する以下の説明ならびに図面から、より良く理解されるであろう。
図２に示す本出願の例によれば、かしめはオープンバレルを用いて電気接触子上で実施される。そうした接触子は、特に従来公知の相補的接触子に対する結合のための前部Ａを具備し、しかも中間部分には、かしめによる接合のために、電線２の剥取り部１２に対してかしめるためのウイング４,５を備えたオープンバレル３を有する、かしめセクション３０を具備する。このかしめセクションは、電線２と接触子要素１との間の電気的接触を得るため、電線に対してかしめられるよう構成されている。
この例によれば、接触子１は、電線２の絶縁材１３上へ近接させられるよう構成されたウイング１０,１１を備えた力吸収区間を形成する端子セクション３１を有する。
接触子要素の前部Ａはどのような型のものとすることもでき、しかも、たとえば、接合部を形成するため、かしめによる接続のための第２のセクションから形成することさえ可能であろう。
そうした接触子要素は、０.２ｍｍないし数ｍｍ厚のオーダーの小さな厚みの金属片を切断し、折り込むことによって形成される。
これら接触子は良好な剛性を、そして接触子スプリングブレードを備えた接触子の場合には良好な弾力性を有している必要があるので、使用される金属はあまり延性のあるものではなく、そして折り曲げあるいは成形作業中に弾性スプリングバックの影響を受ける。
この弾性スプリングバックは、かしめのためのウイング４,５のレベルに存在し、しかも寸法のバラつきが、ほんの数ミクロンのオーダーのものに過ぎない場合でも、この弾性スプリングバックは、たとえば自動車に搭載される要素のための自己診断処置のような特に小電流および低電圧の印加時に、ストランドと接触子要素との間の接触の断続的喪失を引き起こし得ることが知られている。
さらに、電線(概ね銅ベース)は僅かな弾性スプリングバック機能を有し、しかも、それは、接触子要素として、しばしば採用される銅‐ベリリウム合金のような合金のそれよりも著しく小さい。
本発明は、特定の接触区間にわたって、有利な意味で弾性スプリングバックの物理的現象を利用するために、機械的かしめ様式を改変することを目的とする。
これを行うため、本発明による電線２の上へ電気接触子要素１のかしめセクションをかしめる方法は、第１のかしめステップを具備し、この第１のかしめステップは、第１の高さｈ１で、押し型要素６およびアンビル７を具備してなるかしめ具を用いて電線２の上にウイング４,５を折り込むことによって、電線の剥取り部１２の上にセクション３０をかしめるためのものである。この第１のステップに関して、その初期状態が図６に示されており、押し型要素６(この例によれば三つの部片６ａ,６ｂ,６ｃからなる)は、その三つの部片がウイング４および５の全体にわたって作用させられ、しかもアンビルが、バレル３、連続したウイングであるウイング４および５の下方で作用させられる。
かしめ高さｈ１は、接触子および電線の寸法の関数として、旧来のかしめ(これはウイングを電線に近接させるため５％のオーダーの最小圧縮量によって実現される)によって得られる。この第１のかしめステップは、ウイング４,５の面の主要部分にわたって、あるいはこれらウイング全体にわたってさえ、押し型要素６を用いて、そしてバレル３の主要部あるいは全体にわたってさえ、アンビル７を用いて実施される。
本方法は、第２のステップすなわち、かしめ工程を具備し、この工程は、ウイングの局限された区間において、第１の高さよりも低い第２の高さｈ２で実施される。このステップは、かしめ具のもとで、１５％よりも大きな、通常は２５ないし３０％のオーダーのかなりの量の圧縮が達成されるよう実施される。第２のステップが、第１の実施形態を表す図４および図５ｂに概略的に示されており、これに関して、押し型要素６の部片６ａ,６ｃのみがウイングの端部４ａ,４ｃ,５ａ,５ｃに押し付けられ、部片６ｂは後退位置に留まり、ウイングとは接触状態とならない。そして図５ａの第２実施形態に関しては、押し型要素部片６ｂのみがウイングの一部４ｂおよび５ｂに押し付けられ、押し型部片６ａおよび６ｃは後退位置に留まり、ウイングとは接触状態とならない。
両方の実施形態に関して、第２のかしめステップは、第１のかしめステップを経たウイング表面の一部に対して実施される。
第２のかしめの上記二つの実施形態は、接触子に関する二つの変形例につながり、その一つでは、図３ａに示すように、ウイングの長手方向端部区間４ｂ,４ｃ,５ｂ,５ｃがさらに圧潰され、これによって接触子の対応する高さｈ２は厚みｅ２となっており、しかも中央区間厚みｅ１は、これらウイング上で実施された、かしめ高さｈ１に起因する。別の変形例では、図３ｂに示すように、第２のかしめが上記ウイングの中央区間４ａ,５ａに対して実施され、この結果、厚みｅ１およびｅ２は、ここではまたそれぞれ、かしめ高さｈ１およびｈ２に対応する。
図３ａの例によれば、かしめられた接触子は、電線の上にウイングを押し付けて潰す(圧着させる)ための三つの連続した区間を有し、この三つの区間のうちの二つは、第３の区間に比べて厚みが低減されており、これによって電線は第３の区間のレベルでウイングに弾性力を加える。
図３ｂの例によれば、かしめられた接触子は、電線の上にウイングを押し付けて潰すための三つの連続した区間を有する。この三つの区間のうちの一つは、他の二つの区間に比べて厚みが低減されており、これによって電線は他の二つの区間のレベルでウイングに弾性力を加える。
二重かしめは弾性スプリングバックを逆にし、それが積極的な役割を果たすようにする。すなわち、バレルと電線ストランドとの間の接触圧を発生させる。この方法によれば(そして図４に示すように)、第２のかしめ処理の最後に、図３ａの実施形態に関しては、電線ストランドが、二つの工具部片６ａおよび６ｃ間の区間２０ｂにおいて局所的に膨脹して、第２のかしめステップを生じる。この結果、工具６ａおよび６ｃ下のウイング区間に関して、ウイングの弾性スプリングバックは電線ストランドのそれよりも大きなままであるが、区間２０ｂにおいては、膨脹作用によってウイングを変形させるのは電線である。
ウイングの弾性はそれゆえ、この部分２０ｂにおいて積極的な作用を持つ。なぜなら、それは電線を圧縮しようとするからであり、これは機械的接触圧力を、したがって機械的あるいは熱的ストレスのもとでも良好な電気伝導をもたらす。
図１に示しかつ本発明による方法のために設計されたかしめ工具は、共用アンビル７と、分離可能な押し型要素部片６ａ,６ｂ,６ｃとを具備してなる。こうした工具は、押し型要素部片に関する別個の制御によって、従来使用されている自動式プレスにおいて機能を発揮できる。
もちろん、二つの別個のステーション上でかしめ操作を実施できる。第１のステーションは、第１のかしめを実施する第１の押し型要素を有すると共に、第２のステーションは、特定の接触子区間に対して第２のかしめを施すよう設計された押し型要素を有する。押し型要素６が、別個に作動可能な可動押し型要素部片へと分割される実施形態が、接触子要素の、押し型要素部片との完全な整列状態の維持を、そして一度のプレスで二つの作業を連続的に実施することを可能にするということは、そのままである。
共用アンビルの目的は、バレル３が第１のかしめステップ中に変形させられ、そして第２のかしめステップ中はその形状が維持されるようにすることである。ゆえに、バレルは良好な機械的剛性および電線が引っ張られた場合の機械的応力に対する良好な抵抗力を備える。
上記方法は、切欠き・折曲げ型電気接触子用のオープンバレルを用いてかしめられる接触子にも応用できる。だが、シート状金属製の切欠き・圧延接触子のような閉鎖型バレル接触子にも応用できる。
押し型要素が別個に作動可能な可動式押し型要素部片に分割されてなる本発明によれば、第１のかしめステップは、(図３ａに示すタイプの第２のステップの最終結果用の)押し型要素部片６ｂのみによって、あるいは、(図３ｂに示すタイプの第２のステップの最終結果用の)押し型要素の部片６ａおよび６ｃのみによって実施可能であり、これは、部片６ａおよび６ｃと、部片６ｂとが別々に、第１のステップ中、アンビル上に配されたバレルのウイング４および５に強く圧接させられることなく、高い位置に保持されたままであることを意味する、ということに留意されたい。それにもかかわらずウイング４および５は、ウイングの単一区間(その上に、押し型要素の部片６ｂ、あるいは部片６ａ／６ｃが作用することになる)を越えて、その長さの全てあるいは大部分にわたって、幾分際立った折込み／かしめ作用を受けることになる。この場合、第１のかしめ高さは、ウイングの中央区間のかしめ高さを、あるいはウイングの端部区間のかしめ高さを規定する。第１のステップに続く第２のかしめステップは、それゆえ本発明によれば、部片６ａ,６ｃによって、あるいは部片６ｂによって実施され、この押し型部片の押し型要素部片６ｂ、あるいは６ａおよび６ｃは、第１のステップの行程端位置に留まり、バレルをこの第１のステップによって獲得した形状に保持する。ゆえに、第１のかしめステップでは、バレルの各ウイング４および５の少なくとも一つの第１の区間を、上記少なくとも一つの第１の区間を越えて延在する面にわたって、幾分際立った様式でウイングを折り込むことによって第１のかしめ高さでかしめ、そして第２のかしめステップでは、上記少なくとも一つの第１の区間に対して相補的な、各ウイング４および５の少なくとも一つの第２の区間(かしめセクションの局限領域と呼ぶ)において第２のかしめ高さでかしめる。
本発明の一態様によるかしめ具の図である。 本発明に係る方法によってかしめられる電気接触子要素および電線の図である。 本発明に係る方法によってかしめられた接触子の図である。 本発明に係る方法によってかしめられた接触子の図である。 本発明による方法によって得られた電線のかしめに係る概略断面図である。 本発明による方法の第２のかしめステップの第１バーションの図である。 本発明による方法の第２のかしめステップの第２バーションの図である。 本発明による方法の第１のかしめステップの概略図である。
符号の説明
Ａ 前部
１ 接触子要素
２ 電線
３ バレル
４,５ ウイング
４ａ,５ａ 中央区間
４ｂ,４ｃ,５ｂ,５ｃ 端部区間
６ 押し型要素
６ａ,６ｂ,６ｃ 部片
７ アンビル
１０,１１ ウイング
１２ 剥取り部
１３ 絶縁材
３０ かしめセクション
３１ 端子セクション

Claims (11)

  1. 電気接触子(１)を電線(２)に対してかしめる方法であって、前記接触子は前記電線(２)を受けるためのバレル(３)を備えた、かしめセクション(３０)を有し、前記バレルは変形によって前記電線を留めるよう構成された部分を具備してなり、
    押し型要素(６)およびアンビル(７)を具備してなるかしめ具によって、前記かしめセクションの第１の面を前記電線(２)の上に折り込むことによる第１のかしめ高さ(ｈ１)での第１のかしめステップと、
    前記かしめセクションの局限領域(４ａ,４ｂ,４ｃ,５ａ,５ｂ,５ｃ)での、前記第１のかしめ高さよりも低い第２のかしめ高さ(ｈ２)での第２のかしめステップと、
    を具備することを特徴とする電気接触子(１)のかしめ方法。
  2. 前記かしめセクション(３０)は前記電線(２)を受けるためのオープンバレル(３)およびかしめウイング(４,５)を有し、前記ウイングは前記バレルを越えて延在しかつ前記電線を留めるよう構成されてなると共に、
    前記第１のかしめステップでは、前記ウイング(４,５)の第１の面を前記第１の高さ(ｈ１)で前記電線(２)の上に折り込み、前記第２のかしめステップでは、前記ウイングの前記局限領域(４ａ,４ｂ,４ｃ,５ａ,５ｂ,５ｃ)を前記第１の高さよりも低い第２のかしめ高さ(ｈ２)で折り込むことを特徴とする請求項１に記載の電気接触子(１)のかしめ方法。
  3. 前記第２のかしめは、前記ウイングの二つの離間した区間(４ｂ,４ｃ,５ｂ,５ｃ)に対して実施されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記第２のかしめは、前記ウイングの二つの端部区間(４ｂ,４ｃ,５ｂ,５ｃ)に対して実施されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 前記第２のかしめは、前記ウイングの中央区間(４ａ,５ａ)に関して実施されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
  6. 前記第１のかしめステップは、前記ウイング(４,５)の全面にわたって実施されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記第２のかしめステップは、前記第１のかしめステップを経た前記ウイングの表面の一部(４ａ,４ｂ,４ｃ,５ａ,５ｂ,５ｃ)に対して実施されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 前記かしめ具は、共有アンビル(７)と、分離式押し型要素部片(６ａ,６ｂ,６ｃ)とを有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記バレル(３)を前記第１のかしめステップ中に変形させると共に、前記第２のかしめステップ中は、その形状を保持することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 電線(２)に対してかしめるためのウイング(４,５)を備えたオープンバレル(３)を有する、かしめセクション(３０)を具備してなる電気接触子要素であって、
    前記かしめセクションは、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の方法によって、前記電線に対してかしめられ、かしめ後、前記かしめセクション(３０)は、前記電線に対して前記ウイングを圧着させるための三つの連続した区間を有し、この三つの区間のうちの二つは第３の区間よりも厚みの小さなものであり、これによって前記電線が、前記第３の区間のレベルで、前記ウイングに弾性力を加えるようになっていることを特徴とする電気接触子要素。
  11. 電線(２)に対してかしめるためのウイング(４,５)を備えたオープンバレル(３)を有する、かしめセクション(３０)を具備してなる電気接触子要素であって、
    前記かしめセクションは、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の方法によって、前記電線に対してかしめられ、かしめ後、前記かしめセクション(３０)は、前記電線に対して前記ウイングを圧着させるための三つの連続した区間を有し、この三つの区間のうちの一つは他の二つの区間よりも厚みの小さなものであり、これによって前記電線が、前記他の二つの区間のレベルで、前記ウイングに弾性力を加えるようになっていることを特徴とする電気接触子要素。
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