JP2009295352A - 圧着端子 - Google Patents

Abstract

【課題】芯線バレルと加締め圧着される芯線が芯線バレルの後端エッジで断線するのを防止する。
【解決手段】複数の素線からなる芯線を絶縁被覆層で被覆している電線の端末側で、絶縁被覆層より突出させた芯線に加締め圧着される芯線バレルのみを備え、絶縁被覆バレルを備えていない圧着端子であって、電気接触部２に連続する基板部４の左右両端から前記芯線１２に加締め圧着する前記芯線バレル３が突出し、芯線に前記芯線バレルを加締め圧着した状態で、芯線に加えられる芯線バレルの圧縮荷重を、該芯線バレルの電気接触部側の前端より後端を減少させている。
【選択図】図１

Description

本発明は電線に加締め圧着される圧着端子に関し、特に、自動車に配索されるワイヤハーネスの電線端末に接続される圧着端子の振動耐久性を高めるものである。

電線端末に接続される端子として、加締め圧着される圧着端子は、撚線からなる芯線に対する電気接続信頼性が高いことより汎用されている。
該圧着端子については、種々の提案がなされており、例えば、加締められる芯線の断線を防止するものとして、特開２００１−３３２３１４号公報（特許文献１）が提供されている。

前記特許文献１のネジ止め用接続端子は図９に示すように、電線１００の先端に露出させた芯線１００ａと絶縁被覆部１００ｂとをそれぞれ加締め圧着する芯線バレルと絶縁被覆バレルとを有する圧着端子１０１からなる。該圧着端子１０１では、ボルト孔を設けた接続部１０２に対して屈曲して段差を設けて高位置に連続する電線接続部１０３に、基板の幅方向の両側から位置ずれさせて芯線圧着バレル１０４Ａと１０４Ｂを突設し、続いて、絶縁被覆バレル１０５Ａと１０５Ｂも位置ずれさせて突設している。
該特許文献１では、芯線圧着バレル１０４Ａ、１０４Ｂを芯線１００ａに加締め時に屈曲に伴う芯線１００ａの断線を防止している。

前記特許文献１の圧着端子は、芯線バレルと絶縁被覆バレルとを備え、芯線バレルで芯線を加締め圧着していると共に、電線の絶縁被覆部１００ｂも絶縁被覆バレル１０５Ａ、１０５Ｂで加締め圧着している。よって、電線１００に振動や曲げ応力が負荷された時、絶縁被覆部１００ｂが絶縁被覆バレル１０５Ａ、１０５Ｂで加締め圧着されているため、芯線バレル１０３Ｂに加締め圧着された芯線１００ａは直接的に振動や曲げが負荷されず、電線側の振動や曲げにより芯線バレルの後端で芯線１００ａに断線が発生することは少ない。

しかしながら、図１０（Ａ）（Ｂ）に示す圧着端子２００では、電気接触部２００ａに連続する電線加締め部２００ｂには、比較的長尺な芯線圧着バレル２０１Ａと２０１Ｂのみを設けて、絶縁被覆バレルは設けていない。該圧着端子２００は、芯線バレル２０１Ａ、２０１Ｂに夫々に長さ方向に均等の圧縮比をかけて芯線と加締め圧着しており、電線１００の絶縁被覆１００ｂとは圧着されていない。

前記圧着端子２００では、電線１００に振動や曲げが負荷された時、芯線圧着バレル２０１Ａ、２０１Ｂの後端２０１Ａａ、２０１Ｂａで芯線１００ａに応力が集中しやすい。そのため、この後端２０１Ａａ、２０１Ｂａと接触する位置で芯線１００ａに断線が発生する恐れがある。
即ち、図１０（Ｃ）に示すように、芯線１００ａに曲げが生じた時、芯線バレルの後端２０１Ａａ、２０１Ｂａが芯線１００ａに対して鋭角のエッジとなる。芯線１００ａを構成する多数の素線１０６は、夫々直径０．３２ｍｍの非常に細い線からなるため、前記エッジで断線されることとなる。

特開２００１−３３２３１４号公報

本発明は、前記図１０に示す芯線圧着バレルのみを有し、絶縁被覆バレルを有しない圧着端子において、芯線圧着バレルの後端位置で芯線に断線が生じないようにした圧着端子を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、複数の素線からなる芯線を絶縁被覆層で被覆している電線の端末側で、絶縁被覆層より突出させた芯線に加締め圧着される芯線バレルのみを備え、絶縁被覆バレルを備えていない圧着端子であって、
電気接触部に連続する基板部の左右両端から前記芯線に加締め圧着する前記芯線バレルが突出し、
芯線に前記芯線バレルを加締め圧着した状態で、芯線に加えられる芯線バレルの圧縮荷重を、該芯線バレルの電気接触部側の前端より後端を減少させていることを特徴とする圧着端子を提供している。

前記のように、本発明の圧着端子は、芯線に対する芯線バレルの圧縮荷重を、電線の長さ方向に対応する芯線バレルの長さ方向で均等とせず、芯線の断線が発生する恐れがある芯線バレルの後端側に向けて圧縮荷重を低減している。このように、芯線バレルの後端位置での芯線に対する圧縮荷重を低減し、芯線に屈曲自由度を付与できるクリアランスを設けているため、芯線が屈曲しても芯線の素線に断線が生じるのを低減、防止できる。
一方、電気接触部側の芯線バレルの前側位置では、圧縮比を大とし強く加締め圧着しているため、芯線バレルと芯線との電気接続信頼性を確保することができる。

前記のように、芯線バレルの電気接触部側の前端に対して後端の圧縮荷重を小さくする具体的な芯線バレルの形状および配置として、下記の形態がある。

第１の形態では、前記芯線バレルは、前記基板部の左右両端の全長より突出した左右一対の長尺バレルを備え、該左右一対の長尺バレルは電気接触部側の前端より後端にかけて突出量を増加させた傾斜形状としている。

前記のように、芯線バレルを左右一対の２個の長尺バレルとし、これらの左右の長尺バレルの形状を後方に向けて突出量が大となるように傾斜させると、芯線への芯線バレルの加締め圧着時に、加締め治具で同一の圧縮荷重をかけても、前側より後端側にむけて圧縮荷重は低減する。よって、加締め後の芯線バレルの高さは後端側が前端側より高くなり、芯線との間に確実にクリアランスを設けることができる。
前記左右一対の長尺な芯線バレルの長さは１０ｍｍ〜４０ｍｍ程度であり、芯線バレルの前端の突出端から５度〜１０度で後端に向けて突出させていることが好ましい。
なお、前記長尺な左右一対の芯線バレルの突出量は前端から後端にかけて同一とし、加締め治具での加締め時に、前端側から後端側に向けて圧縮荷重が小さくなるように加締めてもよい。

第２の形態では、前記芯線バレルは、前記基板部の前端側に左右両端から突出した左右一対の第１バレルと、該第１バレルと間隔をあけて後端側から突出した左右一対の第２バレルを備え、第２のバレルの突出量は第１バレルの突出量より大としている。
前記第１バレルは長さ方向の突出量は一定とし、第２バレルも長さ方向の突出量は一定とし、該突出量は第１バレルと第２バレルとでは相違させて、第２バレルの突出量を大としている。
このように、第２の形態では、芯線バレルを前端側と後端側とに分割し、かつ、各バレルの突出端は傾斜させずに水平方向に一定としている。該形状とすると、各芯線バレルには加締め圧縮時に均等の圧縮荷重を負荷して無理無く加締め作業ができ、かつ、前端側の第１バレルと後端側の第２バレルとでは後端側の第２バレルの圧縮荷重を小さくできる。

第３の形態では、前記芯線バレルは、前記基板部の前端側から後端側にかけて間隔をあけて左右交互に基板部の側端縁から突出した少なくとも３個以上のバレルを備えたものとしている。
第４の形態では、前記芯線バレルは、前記基板部の前端側の左右両側から突設した左右一対のバレルと、該バレルから間隔をあけた後部側に長さ方向に左右交互に突出するバレルを備えたものとしている。
前記第３および第４の形態のいずれも、左右交互に設けたバレルは、後端側の突出量を大としている。

本発明の圧着端子は、前記電気接触部がボルト孔を備えたボルト締め端子部としたアース端子、メス端子部またはオス端子部としたコネクタ接続端子のいずれにも適用できる。
その中でも、特に、車体に固定され、振動が負荷されたり曲げ負荷が直接的に作用するボルト止め端子として好適に用いられる。

具体的には、本発明の圧着端子がアース端子とされ、該アース端子に接続される電線が、自動車に配線され、圧着端子が車体パネルにボルトで締結固定される場合に最も好適に用いられる。
特に、エンジンルームに配線される電線に圧着接続されると共に車体パネルにボルト締め締結される圧着端子には、自動車走行時に振動が直接的に負荷され、他の箇所よりも芯線バレルの後端エッジでの芯線の断線が発生しやすいため、本発明の圧着端子は最適となる。

上述したように、本発明の絶縁被覆バレルが無く、芯線バレルのみからなる圧着端子において、芯線に対する芯線バレルの圧縮荷重を、電線の長さ方向に対応する芯線バレルの長さ方向で均等とせず、芯線の断線が発生する恐れがある芯線バレルの後端側に向けて圧縮荷重を低減している。これにより、芯線バレルの後端位置で芯線と芯線バレルとの間にクリアランスを発生させて、芯線の曲げ自由度を高めることができる。よって、電線が振動して芯線に曲げ負荷が生じた時に、芯線バレルの後端エッジでの芯線の素線の断線を確実に防止することができる。

以下、本発明の圧着端子の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５に第一実施形態を示す。

第一実施形態の圧着端子１（１−Ａ）は、ボルト締め用の圧着端子からなる。図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、円形とした電気接触部２にボルト孔２ａを有し、該電気接触部２の一側部から延在する長方形状の基板部４の幅方向の左右両端から長尺な左右一対の２個の芯線バレル３（３Ａ、３Ｂ）を上向きに突設し、図１（Ｂ）に示すように、断面Ｕ形状としている。
該圧着端子１は、図２の展開図に示すように、銅系金属からなる導電性金属板５０を打ち抜いた後に、芯線バレル３Ａ、３Ｂを曲げ加工して基板部４より垂直方向に立ち上げている。

前記左右一対の芯線バレル３Ａ、３Ｂは基板部４の後端まで延在させ、絶縁被覆バレルは設けていない。電線長さ方向と対応する各芯線バレル３Ａ、３Ｂの長さＬは３ｍｍ〜２０ｍｍとしている。
これら芯線バレル３Ａ、３Ｂは電気接触部２側の前端３ａより後端３ｂにむけて、突出量（ｔ）を増加するように上端面３ｃを傾斜している。該傾斜角度θは５〜１０程度としている。該傾斜は図２の展開形状に示すように、導電性金属板５０の打ち抜き時に傾斜となるように打ち抜いている。

図３に示すように、前記圧着端子１を加締め圧着する電線１０は被覆丸電線からなり、その端末側で絶縁被覆部１１を所要寸法皮剥して、多数の素線１２ａを撚った芯線１２を露出して突出している。前記露出させた芯線１２の長さは、圧着端子１の芯線バレル３の長さＬと略同等としている。

前記電線１０に圧着端子１を加締め圧着する圧着工程では、電線１０の露出させた芯線１２を圧着端子１の芯線バレル３Ａ、３Ｂで挟まれた基板部４の上面に載置するように挿入し、芯線バレル３Ａ、３Ｂの後端３ｂは絶縁被覆部１１の切除面１１ａに近接して位置させている。

この状態で、圧着装置（図示せず）にセットし、加締め治具で芯線バレル３Ａ、３Ｂを芯線１２をハート状に囲むように円弧状に変形し、かつ、所要の圧縮荷重をかけて、図５（Ａ）（Ｂ）に示す状態に加締めている。図４（Ａ）は芯線バレル３Ａ、３Ｂの前端の加締め状態の断面図であり、図４（Ｂ）は後端の断面図である。

図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、芯線バレル３Ａ、３Ｂの突出側は芯線１２の上側部を両側から円弧状に変形して芯線１２の上面に密着している。其の際、図４（Ａ）に示す前端では芯線バレル３Ａ、３Ｂの突出量は小さいため、下面となる基板部４から芯線バレル３の上端までの高さはＨ１と低くなる。一方、図４（Ｂ）に示す後端では、芯線バレル３Ａ、３Ｂの突出量は大きいため、下面となる基板部４から芯線バレル３の上端までの高さはＨ２と高くなる。即ち、基板部４と芯線バレル３Ａ、３Ｂで囲まれる容積が前端より後端の方が大きくなり、芯線１２に対して芯線バレル３Ａ、３Ｂにより負荷される圧縮荷重は、電気接触部側の前端３ａより後端３ｂで減少している。その結果、図４（Ｂ）に示す後端では芯線１２と芯線バレル３および基板部４との間にクリアランスが生じ、かつ、芯線１２を構成する素線１２ａが強固に密着されず、各素線１２ａの自由度が高くなる。

このように芯線１２は芯線バレル３の後端位置で自由度が高くなっているため、電線１０に振動や曲げが負荷され、芯線１２が屈曲しても、芯線バレル３の後端３ｂのエッジに強く接触せず、芯線１２の素線１２ａが断線するのを防止できる。

前記圧着端子１を加締め圧着した電線１０には、自動車のエンジンルームに配索される電線の端末にアース端子として接続する場合に好適に用いられる。
即ち、図５に示すように、電線１０の端末に圧着接続した圧着端子１を、車体パネル１５の取付孔１６に、電気接触部２のボルト孔２ａを位置合わせし、ボルト１７を挿入して車体パネル１５の裏面に固定したナット１８にネジ締めで固定している。
自動車走行時に車体パネル１５が振動し、電線１０が共振して芯線１２が芯線バレル３の後端に接触しても、前記のように、芯線１２の断線を防ぐことができる。

図６（Ａ）（Ｂ）に第２実施形態の圧着端子１（１−Ｂ）を示す。
第２実施形態の圧着端子１ーＢでは、芯線バレル３として、基板部３の前端側に左右両端から対向して突出した左右一対の第１バレル３Ｃ、３Ｄと、第１バレル３Ｃ、３Ｄと間隔をあけて後端側から突出した左右一対の第２バレル３Ｅと３Ｆを設け、芯線バレル３を前後方向で間隔をあけて分割している。

前記第１バレル３Ｃと３Ｄの突出量（ｔ１）は長さ方向で一定とし、第２バレル３Ｅと３Ｆも突出量（ｔ２）は長さ方向で一定としている。かつ、第１バレル３Ｃ、３Ｄの突出量（ｔ１）より第２バレル３Ｅ、３Ｆの突出量（ｔ２）を大としている。

該第２実施形態においても、芯線バレル３を芯線１２に加締めると、第１バレル３Ｃ、３Ｄにより形成される上端と基板部４との間の高さより、第２バレル３Ｅ、３Ｆで形成される上端と基板部４との間の高さが大となる。よって、後端側の第２バレル３Ｅと３Ｆと基板２で囲まれた容積が大となって、芯線１２との間にクリアランスが発生し、芯線１２の自由度を高めることができる。その結果、第１実施形態と同様に、電線１０に振動や曲げが負荷され、芯線１２が屈曲しても、第２バレル３Ｅ、３Ｆの後端のエッジに強く接触せず、芯線１２の素線１２ａが断線するのを防止できる。かつ、第１バレル３Ｃ、３Ｄは芯線１２に強く加締められているため、芯線１２と第１バレル３Ｃ、３Ｄの電気接続信頼性を確保することができる。
他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

図７（Ａ）（Ｂ）に第３実施形態の圧着端子１（１−Ｃ）を示す。
第３実施形態の圧着端子１−Ｃでは、芯線バレル３として、基板部４の前端側から後端側にかけて間隔をあけて左右交互に基板部の側端縁から突出した少なくとも３個の第１バレル３Ｇ、第２バレル３Ｈ、第３バレル３Ｉを設けている。
各第１〜第３バレル３Ｇ〜３Ｉの突出量（ｔ）はそれぞれ長さ方向で一定とし、第１バレル３Ｇの突出量（ｔ１）、第２バレル３Ｈの突出量（ｔ３）、第３バレル３Ｉの突出量（ｔ２）は、ｔ１＜ｔ３＜ｔ２としている。

前記第１〜第３バレル３Ｇ〜３Ｉを設けることにより、後端の第３バレル３Ｉの上端の基板部４との間の高さは第１、第２バレル３Ｇ、３Ｈより高くなり、第３バレル３Ｉで加締められた芯線１２の自由度を高めることができる。かつ、第３バレル３Ｉでは左右方向の一方側からのみ加締めているため、他方側へと移動する自由度がある。さらに、第２バレル３Ｈは他方側から加締めているため、第１〜第３バレル３Ｇ〜３Ｉを組み合わせることにより、芯線バレル３で芯線１２をしっかりと保持して電気接続信頼性も確保できる。
他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

図８（Ａ）（Ｂ）に第４実施形態の圧着端子１（１−Ｄ）を示す。
第４実施形態の圧着端子１−Ｄでは、芯線バレル３として、基板部４の前端側の左右両側から突設した左右一対の第１バレル３Ｊ、３Ｋと、該第１バレル３Ｊ、３Ｋから間隔をあけた後部側に長さ方向に左右交互に突出する第２バレル３Ｌ、第３バレル３Ｍを設けている。
前記第１バレル３Ｊ、３Ｋは突出量（ｔ１）、第２バレル３Ｌは突出量（ｔ３）、第３バレル３Ｍは突出量（ｔ２）とし、これら各バレルの突出量は長さ方向において一定とし、かつ、ｔ１＜ｔ３＜ｔ２としている。

該第４実施形態の圧着端子１−Ｄでは、圧縮荷重が大となる前端側では左右対向した第１バレル３Ｊ、３Ｋとしているため、前端側で芯線１２を第１バレル３Ｊ，３Ｋで強固に加締めることができる一方、後端側では第３実施形態の圧着端子と同様に、左右方向の一方側からのみ加締めているため、他方側へと移動する自由度がある。

なお、本発明の圧着端子は前記実施形態に限定されず、芯線に加えられる芯線バレルの圧縮荷重を、芯線バレルの電気接触部側の前端より後端側で減少させることができる形状であればよい。
また、実施形態ではボルト締め用の圧着端子で示しているが、ボルト締め用に限定されず、電気接触部がタブ状のオス端子でも良いし、ボックス状としてメス端子でもよい。

本発明の第１実施形態の圧着端子を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。 第１実施形態の圧着端子の展開図である。 電線に圧着端子を圧着接続した状態の斜視図である。 （Ａ）は芯線バレルの前端部で芯線を加締めた状態の断面図、（Ｂ）は芯線バレルの後端部で芯線を加締めた状態の断面図である。 前記圧着端子を電線に接続して車体に締結固定している状態を示す図面である。 第２実施形態の圧着端子を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は電線への圧着状態を示す平面図である。 第３実施形態の圧着端子を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は電線への圧着状態を示す平面図である。 第４実施形態の圧着端子を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は電線への圧着状態を示す平面図である。 従来例の圧着端子を示す図面である。 他の従来の圧着端子を示す図面である。

符号の説明

１（１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃ、１−Ｄ） 圧着端子
２ 電気接触部
３（３Ａ〜３Ｍ） 芯線バレル
４ 基板部
１０ 電線
１２ 芯線
１２ａ 素線

Claims (8)

1. 複数の素線からなる芯線を絶縁被覆層で被覆している電線の端末側で、絶縁被覆層より突出させた芯線に加締め圧着される芯線バレルのみを備え、絶縁被覆バレルを備えていない圧着端子であって、
   電気接触部に連続する基板部の左右両端から前記芯線に加締め圧着する前記芯線バレルが突出し、
   芯線に前記芯線バレルを加締め圧着した状態で、芯線に加えられる芯線バレルの圧縮荷重を、該芯線バレルの電気接触部側の前端より後端を減少させていることを特徴とする圧着端子。
2. 前記芯線バレルは、前記基板部の左右両端の全長より突出した左右一対の長尺バレルを備え、該左右一対の長尺バレルは電気接触部側の前端より後端にかけて突出量を増加させた傾斜形状としている請求項１に記載の圧着端子。
3. 前記芯線バレルは、前記基板部の前端側に左右両端から突出した左右一対の第１バレルと、該第１バレルと間隔をあけて後端側から突出した左右一対の第２バレルを備え、第２のバレルの突出量は第１バレルの突出量より大としている請求項１に記載の圧着端子。
4. 前記芯線バレルは、前記基板部の前端側から後端側にかけて間隔をあけて左右交互に基板部の側端縁から突出した少なくとも３個以上のバレルを備えている請求項１に記載の圧着端子。
5. 前記芯線バレルは、前記基板部の前端側の左右両側から突設した左右一対のバレルと、該バレルから間隔をあけた後部側に長さ方向に左右交互に突出するバレルを備えている請求項１に記載の圧着端子。
6. 前記左右交互に設けたバレルは、後端側の突出量を大としている請求項４または請求項５に記載の圧着端子。
7. 前記電気接触部は、ボルト孔を備えたボルト締め端子部、メス端子部またはオス端子部からなる請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の圧着端子。
8. 前記電気接触部にボルト孔を設けたボルト締め用の圧着端子であり、該圧着端子に接続される電線は自動車に配線され、前記電気接触部は車体パネルにボルト締め固定されるものである請求項７に記載の圧着端子。

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