JP2009123623A - アルミ電線と端子との圧着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ電線の導体部と端子との接触抵抗の低減と、端子の圧着強度の確保と、を容易に且つ確実に両立させることができるアルミ電線と端子との圧着構造を提供する。
【解決手段】端子１０は、アルミ電線１の導体部２が載置される底板部２０と、底板部２０に載置された導体部２を挟むように底板部２０に連設された一対の加締片２１と、を備え、各加締片２１が、その先端部を導体部２に差し込んで導体部２の一部の素線３を抱き込んだ状態に導体部２に加締められている。導体部２の先端側および基端側に向く各加締片２１の両側縁部は、それぞれテーパ状に広がって成形されており、各加締片２１の両側縁部の先端角部２１ａは、それぞれ切り落とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の素線が撚り合わされた導体部を有するアルミ電線と端子との圧着構造に関する。

自動車等の車両に配索されるワイヤハーネスには銅電線が一般に使用されている。そして、ワイヤハーネス同士、あるいはワイヤハーネスと車載機器との接続にあたり、ワイヤハーネスの銅電線には端子が取り付けられ、この種の端子は、一般に圧着によって銅電線に取り付けられている。

銅電線へ圧着される端子は、典型的には、銅製の複数の素線を撚り合わせてなる銅電線の導体部が載置される底板部と、底板部に載置された導体部を挟むように底板部に連設された一対の加締片と、を備えている。そして、各加締片は、その先端部を導体部に差し込んで、導体部の一部の素線を抱き込んだ状態に導体部に加締められる。それにより、端子は銅電線の導体部に圧着される。そして、導体部の先端側および基端側に向く各加締片の両側縁部はテーパ状に広がって成形され、所謂ベルマウスが形成される。これは、加締片の両側縁部で導体部が急激に圧縮され、それにより導体部の素線が損傷ないし破断することを防止するためのものである。

ところで近年、銅資源の不足に加え、車両の軽量化やリサイクルの容易性を考慮して、アルミ電線が注目されている。しかしながら、アルミニウムは銅に比べて表面に形成される酸化皮膜が厚く、アルミ電線では、導体部と端子との間の接触抵抗が比較的高くなる傾向にある。この接触抵抗を低減することについて、端子の各加締片を導体部に強く加締め、導体部の圧縮率を高くする方法が知られている。これによれば、導体部を構成する各素線の酸化皮膜が破壊され、導体部と端子との間の接触抵抗が低減される。尚、本明細書において、導体部の圧縮率とは、圧着前の導体部の断面積に対する圧着後の導体部の断面積の比として規定される。

しかしながら、導体部の圧縮率を高くすることに伴い、導体部に作用する応力も高くなる。そして、アルミニウムは銅に比べて機械的強度に劣る。そのため、アルミ電線では、導体部に過度の応力が作用すると端子の圧着強度が著しく低下してしまう。そこで、アルミ電線への端子の圧着において、導体部と端子との接触抵抗の低減と、端子の圧着強度の確保と、を両立させることを目的としたアルミ電線と端子との圧着構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された圧着構造では、図５に示すように、アルミ電線１０１の導体部１０２に加締められる加締片が、保持用加締片１０３と導通用加締片１０４とで二対設けられている。そして、圧着された状態で、導体部１０２の基端側に位置した一対の保持用加締片１０３が導体部１０２の先端側に位置した一対の導通用加締片１０４よりも高くなるように、段差が設けられた圧着治具を用いて両加締片１０３，１０４を導体部１０２に加締めている。これにより、保持用加締片１０３による導体部１０２の圧縮率は銅電線への端子の圧着における導体部の圧縮率と同程度として圧着強度を確保し、導通用加締片１０４による導体部１０２の圧縮率を比較的高くして接触抵抗を低減するようにしている。この圧着構造においても、導体部１０２の基端側に向く保持用加締片１０３の一方の側縁部および導体部１０２の先端側に向く導通用加締片１０４の一方の側縁部が、それぞれテーパ状に広がって成形され、ベルマウス１０５が形成されている。
特開２００５−５０７３６号公報

上記特許文献１に開示された圧着構造では、保持用加締片１０３と導通用加締片１０４との高さを異ならせるように両加締片１０３，１０４を導体部１０２に加締めるために、専用の圧着治具が必要となり、また、保持用加締片１０３および導通用加締片１０４の２箇所の異なる高さを管理する必要があり、コストがかかる。

そして、上記特許文献１に開示された圧着構造でもベルマウス１０５が形成されているが、ベルマウスを形成する各加締片の側縁部は、その先端部を導体部に差し込まれる。そうすると、各加締片の側縁部の先端と底板部との間に挟まれる導体部の素線が急激に圧縮されて損傷ないし破断する虞があり、それに伴う端子の圧着強度の低下が懸念される。

また、導体部に加締められた加締片には一般にスプリングバックが生じ得る。上記特許文献１に開示された圧着構造についても両加締片１０３，１０４にスプリングバックが生じ得る。そして、アルミニウムが銅に比べて応力緩和を生じ易く、アルミ電線の導体部は、加締片にスプリングバックが生じて応力が軽減されても復元しにくい。それにより、導体部と加締片との間に隙間が生じ、所望の接触抵抗および圧着強度を得られない虞がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アルミ電線の導体部と端子との接触抵抗の低減と、端子の圧着強度の確保と、を容易に且つ確実に両立させることができるアルミ電線と端子との圧着構造を提供する。

上記目的は、下記（１）に記載のアルミ電線と端子との圧着構造により達成される。
（１）アルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の素線が撚り合わされた導体部を有するアルミ電線と端子との圧着構造であって、前記端子が、前記導体部が載置された底板部と、前記底板部に連設されて該底板部に載置された前記導体部を挟む一対の加締片と、を備え、前記各加締片が、その先端部を前記導体部に差し込んで該導体部の一部の素線を抱き込んだ状態に該導体部に加締められており、前記導体部の先端側および基端側に向く前記各加締片の両側縁部が、それぞれテーパ状に広がって成形され、前記各加締片の前記両側縁部の先端角部が、それぞれ切り落とされていることを特徴とするアルミ電線と端子との圧着構造。

上記（１）の構成の圧着構造によれば、導体部に加締められた加締片の両側縁部がテーパ状に広がって成形され、ベルマウスが形成されている。そして、このベルマウスを形成する加締片の各側縁部の先端角部が切り落とされている。そのため、加締片の各側縁部の先端と底板部との間に挟まれる導体部の素線が急激に圧縮されることはなく、これらの素線が損傷ないし破断することを回避して、端子の圧着強度を確保することができる。それに伴い、導体部の圧縮率を高めることができ、導体部と端子との接触抵抗を低減することができる。さらに、テーパ状に広がる加締片の両側縁部と中央部との間には歪が生じ、この歪に起因した内部応力により、加締片の特に先端部にスプリングバックが生じると考えられるが、両側縁部の先端角部が切り落とされていることにより、内部応力を軽減して加締片のスプリングバックを抑制することができる。それにより、導体部と端子との接触抵抗および端子の圧着強度を維持することができる。

本発明に係るアルミ電線と端子との圧着構造によれば、アルミ電線の導体部と端子との接触抵抗の低減と、端子の圧着強度の確保と、を容易に且つ確実に両立させることができる。

以下、本発明のアルミ電線と端子との圧着構造の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明のアルミ電線と端子との圧着構造の一実施形態に係り、アルミ電線および端子の分解斜視図、図２は図１の圧着構造の側面図、図３は図２におけるIII−III線断面図、図４は図２におけるIV-IV線断面図である。

図１に示すように、アルミ電線１は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の素線３が撚り合わされた導体部２を有し、導体部２の外周は絶縁材料で形成されたシース４で被覆されている。アルミ電線１は、その端末部において、所定の長さでシース４が除去されて導体部２が露出している。このアルミ電線１に圧着される端子１０は、アルミ電線１の上記端末部に圧着される。尚、アルミニウム合金の好ましい具体例としては、アルミニウムと鉄との合金を挙げることができる。この合金を採用した場合、アルミニウム製の導体に比べて、延び易く、強度（特に引っ張り強度）を増すことができる。

端子１０は、その先端部に相手側端子（図示せず）との接続部１１が設けられ、その基端部にアルミ電線１を保持する保持部１２が設けられている。さらに保持部１２は、その先端側にアルミ電線１の導体部２を保持する導体保持部１３が設けられ、その基端側にアルミ電線１のシース４を保持するシース保持部１４が設けられている。

導体保持部１３は、アルミ電線１の端末部に露出した導体部２が載置される底板部２０と、底板部２０に連設された一対の導体加締片２１と、を備えている。導体保持部１３は、底板部２０に載置される導体部２の軸方向に対して垂直な断面において略Ｕ字状に成形され、底板部２０に載置された導体部２は、一対の導体加締片２１により挟まれる。

そして、導体部２の先端側および基端側を向く各導体加締片２１の両側縁部の先端角部２１ａは切り落とされている。各先端角部２１ａの形状は特に限定されず、例えば図示のもののように略三角形状に切り落とされてもよいし、略円弧状に切り落とされてもよい。

シース保持部１４は、アルミ電線１の端末部のシース４が載置される底板部２２と、底板部２２に連設された一対のシース加締片２３と、を備えている。シース保持部１４は、導体保持部１３と同様に断面略Ｕ字状に成形され、底板部２２に載置されたシース４は、一対のシース加締片２３により挟まれる。

図２に示すように、端子１０は、導体保持部１３の一対の導体加締片２１を、この導体保持部１３の底板部２０に載置されたアルミ電線１の導体部２に加締められ、また、シース保持部１４の一対のシース加締片２３を、このシース保持部１４の底板部２２に載置されたアルミ電線１のシース４に加締められて、電線１に圧着される。

図３に示すように、一対の導体加締片２１は、導体部２の軸を含み底板部２０に垂直な面に関して略対称に導体部２に加締められ、各導体加締片２１の先端部を導体部２に差し込んで導体部２の一部の素線３を抱き込んだ状態に導体部２に加締められている。一対の導体加締片２１が加締められた導体部２の圧縮率は、５０〜９０％である。尚、一対のシース加締片２３の加締めの形態は特に限定されない。例えば、各シース加締片２３の先端部をシース４に食い込ませるようにしてもよいし、あるいは、シース４の外周に巻き付けるだけでもよい。

再び図２を参照して、導体部２の先端側および基端側に向く各導体加締片２１の両側縁部は、それぞれテーパ状に広がって成形され、導体保持部１３の両端部に所謂ベルマウス１２４が形成される。図４に示すように、ベルマウス１２４における導体部２の圧縮率は、導体保持部１３の中央部における圧縮率に比べて低くなっており、導体部２は、導体保持部１３の中央部に向けて徐々に圧縮されている。特に、各ベルマウス１２４を形成している導体加締片２１の各側縁部の先端と底板部２０との間に挟まれる導体部２の素線３についても、導体加締片２１の各側縁部の先端角部２１ａが切り落とされていることにより、導体保持部１３の中央部に向けて徐々に圧縮されている。

本実施形態の圧着構造によれば、導体部２に加締められた導体加締片２１の両側縁部がテーパ状に広がって成形され、ベルマウス２４が形成されている。そして、このベルマウス２４を形成する導体加締片２１の各側縁部の先端角部２１ａが切り落とされている。そのため、導体加締片２１の各側縁部の先端と底板部２０との間に挟まれる導体部２の素線３が急激に圧縮されることはなく、これらの素線３が損傷ないし破断することを回避して、端子１０の圧着強度を確保することができる。それに伴い、導体部２の圧縮率を高めることができ、導体部２と端子１０との接触抵抗を低減することができる。さらに、テーパ状に広がる導体加締片２１の両側縁部と中央部との間には歪が生じ、この歪に起因した内部応力により、導体加締片２１の特に先端部にスプリングバックが生じると考えられるが、両側縁部の先端角部２１ａが切り落とされていることにより、内部応力を軽減して導体加締片２１のスプリングバックを抑制することができる。それにより、導体部２と端子１０との接触抵抗および端子１０の圧着強度を維持することができる。

実施例として上述した端子１０をアルミ電線１に圧着し、端子１０の圧着強度、および所定時間経過後の導体加締片２１の高さを測定した。比較例として、上述した端子１０における導体加締片２１の両側縁部の先端角部２１ａの切り落としを無くした端子を用い、当該端子をアルミ電線１に圧着して、その圧着強度、および所定時間経過後の導体加締片の高さを測定した。測定した結果を表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１〜５のものは、比較例１〜５のものに対して、いずれも圧着強度が高くなっている。また、実施例１〜５のものは、比較例１〜５のものに対して、いずれも導体加締片の高さが低くなっており、即ち、導体加締片のスプリングバックが抑制されていることがわかる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明のアルミ電線と端子との圧着構造の一実施形態に係り、アルミ電線および端子の分解斜視図である。 図１の圧着構造の側面図である。 図２におけるIII−III線断面図である。 図２におけるIV-IV線断面図である。 従来のアルミ電線と端子との圧着構造を示す側面図である。

符号の説明

１ アルミ電線
２ 導体部
３ 素線
１０ 端子
２０ 底板部
２１ 導体加締片（加締片）
２１ａ 先端角部

Claims (1)

1. アルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の素線が撚り合わされた導体部を有するアルミ電線と端子との圧着構造であって、
   前記端子が、前記導体部が載置された底板部と、前記底板部に連設されて該底板部に載置された前記導体部を挟む一対の加締片と、を備え、
   前記各加締片が、その先端部を前記導体部に差し込んで該導体部の一部の素線を抱き込んだ状態に該導体部に加締められており、
   前記導体部の先端側および基端側に向く前記各加締片の両側縁部が、それぞれテーパ状に広がって成形され、
   前記各加締片の前記両側縁部の先端角部が、それぞれ切り落とされていることを特徴とするアルミ電線への端子の圧着構造。

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