JP2010033781A - 異径電線の接続具及び接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異径電線の接続を簡便に且つ確実に行ない得る異径電線の接続具及び接続方法を提供する。
【解決手段】太径の被覆線Ｌとこれより細い細径線Ｈとの異径電線の接続具であって、束ねた電線に沿うように位置決めされる基部２０と、該基部の先端側において両側部へ延びる１対の前部バレル片３０、基部２０の基端側において両側部へ延びる１対の後部バレル片４０とを備え、前部バレル片３０は、被覆線Ｌの芯線Ｌ０とこれに沿う細径線Ｈとを周回するように曲げられたときにこれらの電線との間に溶融はんだの侵入間隙Ｃを残して周方向に覆い得る長さを有し、後部バレル片４０は、被覆線の被覆部分とこれに沿う細径線Ｈとを周回するように曲げられたときに細径線Ｈを基部２０側に配置した状態で被覆線Ｌを周方向に緊く抱持し得る長さを有していることを特徴とする異径電線用接続具。
【選択図】図１

Description

本発明は、太径の被覆線とこれより細い細径線との異径電線を束ねて電気的に接続するための接続具及び接続方法に関する。

自動車用シートヒータ、電気毛布、電熱マット等に使用されるシート状ヒータは、図１に示すように、シートＳ内を蛇行するヒータ線Ｈの発熱により暖房効果が得られるようになっている。ヒータ線Ｈは端部をリード線Ｌの端部と接続され、リード線を介して電力を供給される。

従来、リード線とヒータ線とは、例えば図２に示すような接続具１によって接続されていた。この接続具１は、１箇所がスリット状に割れた筒状をした金具であり、リード線Ｌの芯線Ｌ０とヒータ線Ｈとを先端が揃う方向に束ねた状態で筒内に通し、かしめによって両電線を仮止めし、その部分を溶融はんだに浸漬することによりはんだ付けする。これにより形成されるはんだ部２により、リード線Ｌの芯線Ｌ０とヒータ線Ｈとが電気的に接続された状態に保持される。

また、ピンとリード線との接続構造として、文献１に記載のものがある。これは、電気的接続を必要とするピンの先端部にリード線の先端部を同じ方向に沿わせるようにして巻き付け、はんだ付けをした構造である。

特開２０００−３４０２７２号公報

上記の接続具１では、リード線とヒータ線とを圧締によって接続していた。しかしながら、リード線は芯線部分の径が約１〜１０ｍｍであり、ヒータ線は導体が露出した線であり、径がリード線芯線部分の径の２〜３割程度（約０．０５〜２．５ｍｍ）というように、両者の径が大きく異なる。その結果、はんだ付け後に細いヒータ線ははんだ部から揺動し易い状態となり、揺動によりはんだ部との境界部分で断線することがあった。

一方、文献１の接続構造は、剛性の高いピンを対象としているので、これにリード線を巻きつけることができるが、被覆電線の芯線が撓みやすい場合は、細い線を巻きつけるのが困難である。また、巻きつけが可能な場合であっても、はんだ付け工程までに外れないように確実に巻きつける必要があり、その作業に手間を要することとなる。

これらの問題は、太径と細径との異径電線を束ねて接続することに起因する問題である。

そこで、本発明は、異径電線の接続を簡便に且つ確実に行ない得る異径電線の接続具及び接続方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、太径の被覆線とこれより細い細径線との異径電線を先端が揃う方向に束ねて接続するための接続具であって、束ねた電線に沿うように位置決めされる基部と、該基部の先端側において両側部へ延びる１対の前部バレル片と、上記基部の基端側において両側部へ延びる１対の後部バレル片とを備え、上記前部バレル片と後部バレル片とは相互に間隔をおいて設けられ、上記前部バレル片は、被覆線の先端部において露出した芯線とこれに沿う細径線とを周回するように曲げられたときに溶融はんだの侵入間隙を残してこれらの電線を周方向に覆い得る長さを有し、上記後部バレル片は、被覆線の被覆部分とこれに沿う細径線とを周回するように曲げられたときに上記細径線を基部側に配置した状態で上記被覆線を周方向に緊く抱持し得る長さを有していることを特徴とする異径電線用接続具を提供するものである。

本発明はまた、上記目的を達成するため、太径及び細径の異径電線を先端が揃う方向に束ねて接続するための接続方法であって、束ねた電線に沿うように位置決めされる基部と、該基部の先端側において両側部へ延びる１対の前部バレル片と、上記基部の基端側において両側部へ延びる１対の後部バレル片とを備え、上記前部バレル片と後部バレル片とは相互に間隔をおいて設けられた接続具を用い、上記前部バレル片により、被覆線及び細径線の先端部を束ねた状態で両側部から周方向に曲げはんだの侵入間隙を残して覆い、上記後部バレル片により、被覆線及び細径線を先端部から間隔をおいた位置で束ねた状態で両側部から周方向に曲げて緊く抱持し、上記前部バレル片を上記被覆線及び細径線と共に溶融はんだ中に浸漬してはんだ付けすることを特徴とする異径電線の接続方法を提供するものである。

本発明に係る接続具は、基部に対して前部バレル片と後部バレル片とが相互に間隔をおいて設けられているので、各バレル片によって異径電線を的確に束ねて接続することができる。すなわち、前部バレル片は、被覆線の芯線と細径線とを周回するように曲げられたときに溶融はんだの侵入間隙を残してこれらの電線を周方向に覆い得る長さを有しているので、溶融はんだの侵入間隙を残して両電線を周方向に覆うことができる。また、後部バレル片は、被覆線の被覆部分とこれに沿う細径線とを周回するように曲げられたときに上記細径線を基部側に配置した状態で上記被覆線を周方向に緊く抱持し得る長さを有しているので、両電線を周方向に緊く抱持することができる。この状態で、前部バレル片を太径線及び細径線と共に溶融はんだ中に浸漬すれば、はんだは上記侵入間隙に侵入し、固化することにより強固なはんだ付け状態が得られる。したがって、この接続具によれば、異径電線の接続を簡便に且つ確実に行なうことができる。

特に、前部バレル片に、はんだを通すための窓部が設ければ、上記侵入間隙への溶融はんだの侵入が確実に得られる。

また、上記基部が、上記後部バレル片が両側部へ延びている位置に、細径線を緩く受け入れるための凹所を太径線に沿って延びるように備えれば、細径線は、前部バレル片でのはんだ付けにより確実に太径線と接続される一方、後部バレル片による抱持によって緊く拘束されることがない。したがって、拘束位置を境とした局部的な変形や応力集中が回避され、切断等の損傷が防止される。

本発明に係る接続方法は、前部バレル片により、太径線及び細径線の先端部を束ねた状態で両側部から周方向に延びはんだの侵入間隙を残して覆い、後部バレル片により、太径線及び細径線を先端部から間隔をおいた位置で束ねた状態で両側部から周方向に緊く抱持し、この状態で、前部バレル片を太径線及び細径線と共に溶融はんだ中に浸漬するので、はんだは上記侵入間隙に侵入し、固化することにより強固なはんだ付け状態が得られる。したがって、この接続方法によれば、異径電線の接続を簡便に且つ確実に行なうことができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る異径電線用接続具の斜視図、図４はその接続具を使用して径の異なる２本の電線を接続した状態を示す側面図である。図は、前述のシート状ヒータのリード線Ｌとヒータ線Ｈとの接続を例示している。リード線Ｌは複数の芯線Ｌ０を絶縁性樹脂の被覆で覆った被覆線であり、ヒータ線Ｈは発熱用抵抗体の細い撚り線であり、通常薄い絶縁膜で覆われている。

図示の異径電線用接続具１０は、太径の被覆線であるリード線Ｌと、これより細いヒータ線Ｈとの異径電線を先端が揃う方向に束ねた状態に対し、これらの電線に沿うように位置決めされる基部２０と、該基部の先端側において両側部へ延びる１対の翼片３０ａ，３０ｂからなる前部バレル片３０と、基部２０の基端側において両側部へ延びる１対の翼片４０ａ，４０ｂからなる後部バレル片４０とを備えている。前部バレル片３０と後部バレル片４０とは相互に間隔をおいて設けられており、各々独立して電線を囲むように曲げることができる。前部バレル片３０は、被覆線の先端部において露出した芯線Ｌ０とこれに沿うヒータ線Ｈとを周回するように曲げられたときにこれらの電線との間に溶融はんだの侵入間隙を残して周方向に覆い得る長さを有し、後部バレル片４０は、被覆線の被覆部分とこれに沿う細径線とを周回するように曲げられたときに上記細径線を基部側に配置した状態で上記被覆線を周方向に緊く抱持し得る長さを有している。

前部バレル片３０の各翼片３０ａ，３０ｂには、溶融はんだに浸漬した時にはんだを通すための窓部３２が設けられている。窓部３２は、溶融はんだを通し、且つ電線を囲むように前部バレル片３０を曲げたときの保形性を損なわない程度の大きさとされる。

基部２０は、後端から後部バレル片４０の結合部分に対応する位置まで前後方向に延びた凹所２１を備えている。凹所２１は、ヒータ線Ｈを緩く受け入れ得る断面寸法とされている。

前部バレル片３０と後部バレル片４０との間には、これらを連結する補強部５０が設けられている。補強部５０は、図３，図４に示すように、基部２０の近傍に設けるのが望ましい。こうすれば、前部バレル片３０及び後部バレル片４０を独立して曲げるのが妨げられない。

さらに、後述する効果が得られるように、以下の構成を採用している。前部バレル片３０の前端縁３１及び後部バレル片４０の後端縁４１は、なだらかに拡径されている。前部バレル片３０及び後部バレル片４０の各々は、一方の翼片３０ｂ，４０ｂが他方の翼片３０ａ、４０ａより幅が狭く且つ長く延びている。補強部５０に溶融はんだへの浸漬時の深さの目安となるマーキング５１が設けられている。

図７に示すこの接続具１０は、芯線径が１．２ｍｍ（素線：径０．２３ｍｍ×１９本）のリード線、径が０．４４ｍｍ（素線：径０．０５ｍｍ×４０本）のヒータ線に対して最もよく適合する接続具であり、主要部の寸法及び材質は以下の通りである：
基部２０
幅Ｗ２０（前後方向の全長）：１０ｍｍ
前部バレル片３０の上端奥行きＤ３０：３ｍｍ
後部バレル片４０の上端奥行きＤ４０：５ｍｍ
前部バレル片３０：
翼片３０ａの幅Ｗ３０ａ、高さＨ３０ａ：５ｍｍ、２ｍｍ
翼片３０ｂの幅Ｗ３０ｂ、高さＨ３０ｂ：４ｍｍ、３ｍｍ
後部バレル片４０：
翼片４０ａの幅Ｗ４０ａ、高さＨ４０ａ：３ｍｍ、４ｍｍ
翼片４０ｂの幅Ｗ４０ｂ、高さＨ４０ｂ：２ｍｍ、５ｍｍ
窓部３２
窓部の幅Ｗ３２：０．５ｍｍ
窓部の高さＨ３２：１ｍｍ
補強部５０
補強部の高さＨ５０：１ｍｍ
基部２０から補強部までの距離Ｃ５０：０．５ｍｍ
マーキング５１
前部バレル片３０前端からマーキング５１までの距離：５ｍｍ
接続具１０全体の材質及び厚さ：リン青銅、０．３ｍｍ
なお、上記寸法及び材質は、図示の実施形態の場合の例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

この接続具１０を使用すれば、以下のようにしてリード線Ｌとヒータ線Ｈとを接続することができる。図３の状態にある接続具１０に対して、ヒータ線Ｈを基部２０の凹所２１に納め、その上にリード線Ｌを置く。リード線Ｌは予め先端部の被覆Ｌ１を除去して芯線Ｌ０を露出させておく。ヒータ線Ｈの絶縁膜が薄い場合は、後の溶融はんだへの浸漬時に絶縁膜が溶けて除去される。そのような除去ができない程にヒータ線Ｈの絶縁膜が厚い場合は、予め先端部の絶縁膜を除去しておく。ヒータ線Ｈ及びリード線Ｌは、先端が前部バレル片３０の前端縁から僅かに突出し、ヒータ線Ｈの後部側は凹所２１内に入り、リード線Ｌの被覆部が後部バレル片４０の位置となるように置く。

この状態で、手動のカシメ具または専用のプレス機を用いて、後部バレル片４０の翼片４０ａ，４０ｂを内側に曲げ、図６に示すようにリード線Ｌを緊く抱持する。多くの場合、凹所２１の上端の位置で基部２０がリード線Ｌと接し、翼片４０ａの先端部の上に翼片４０ｂの先端部が重なるようにしてリード線Ｌに押し付けられた状態となる。そして、リード線Ｌが外れないように後部バレル片４０を緊く締め付ける。

この実施形態では、前述の寸法が示すとおり、後部バレル片は、翼片４０ｂが翼片４０ａより幅が狭くされている。これにより、図８に示すように、翼片４０ａの上に翼片４０ｂを重ねて巻き締めたときに、幅の広い翼片４０ｂの縁部が幅の狭い翼片４０ａから幅方向にはみ出し、翼片４０ａの押し付け力Ｐにより、はみ出した縁部が持ち上がるように変形する。その結果、翼片４０ｂの縁部によってリード線Ｌの表面が傷付けるのが防止される。また、翼片４０ｂが翼片４０ａより長くされている。これにより、翼片４０ａよりも巻き径が大きくなる翼片４０ｂの巻き付け長さが十分に確保される。尤も、これらの効果が特に必要ない場合は、翼片４０ａ，４０ｂの幅及び長さのいずれかまたは双方を同じとすることができる。

次に、手動のカシメ具または専用のプレス機で、前部バレル片３０の翼片３０ａ，３０ｂを内側に曲げ、図５に示すように溶融はんだの侵入間隙を残してこれらの電線を周方向に覆う。多くの場合、基部２０がリード線Ｌの下部及びヒータ線Ｈに接し、翼片３０ａ，３０ｂの先端が相互に接し、各々が芯線Ｌ０に接した状態となる。しかし、基部２０、前部バレル片３０及びリード線Ｌの形状や寸法によっては、翼片３０ａ，３０ｂの先端が相互に離反し若しくは重なったり、基部２０及び前部バレル片３０の他の部分が芯線Ｌ０に接したりする形態となることもある。いずれにしても、前部バレル片３０は、溶融はんだの侵入間隙を残してヒータ線Ｈ及びリード線Ｌを周方向に覆う。溶融はんだの侵入間隙は、溶融はんだ浴への浸漬時に溶融はんだが侵入し易く、且つ浴から引き上げたときに溶融はんだが間隙内に保持される寸法とされ、０．１〜０．３ｍｍ程度とするのが望ましい。

この実施形態では、前述の寸法が示すとおり、前部バレル片３０は、翼片３０ｂが３０ａより幅が狭く且つ長く延びている。これにより、後部バレル片４０の場合と同様、図８に示すように、幅の広い翼片３０ｂのはみ出した縁部が、翼片３０ａの押し付け力Ｐにより、持ち上がるように変形し、翼片３０ｂの縁部によってヒータ線Ｈが傷付けるのが防止される。また、翼片３０ｂが翼片３０ａより長くされていることにより、翼片３０ａよりも巻き径が大きくなる翼片３０ｂの巻き付け長さが十分に確保される。尤も、これらの効果が特に必要ない場合は、翼片３０ａ，３０ｂの幅及び長さのいずれかまたは双方を同じとすることができる。

また、接続具１０は、前述の通りリン青銅で製造されているので、はんだ付け性が良好である上、高いばね性を有する。このばね性により、前部バレル片３０及び後部バレル片４０を電線の周囲に沿って曲げたときに、重ねられた翼片の先端部が緊く接して固定する一方、他の部分は電線を必要以上に締め付けることがなく、電線の傷つきが防止される。

上記の高いばね性を必要としない場合は、黄銅系等の材料で接続具を製造することも可能である。

次に、接続具１０の先端側を電線と共に溶融はんだ浴に浸漬する。これにより、溶融はんだは前部バレル片３０と電線との間の間隙内に侵入し、固化により前部バレル片３０に対してヒータ線Ｈ及び芯線Ｌ０を固定し、ヒータ線Ｈと芯線Ｌ０とを導通状態に接続する。

浸漬深さは、接続具１０と電線との固定と接続が確実となる深さとされる。一般的には、前部バレル片３０の全体が液面下となるまで浸漬する。この実施形態では、マーキング５１が設けられているので、該マーキングが液面に達するまで浸漬することにより、最適の浸漬深さが得られ、確実な固定と接続が可能となる。マーキングは、凹凸部、切欠き部、インク等による表示部等の適宜の手段で設けることができる。

この実施形態では、溶融はんだを通すための窓部３１が設けられているので、ここからも溶融はんだが侵入し、より確実な固定と接続が迅速に得られる。電線を溶融はんだ浴に浸漬している時間が長いと、銅等の電線の金属成分がはんだ中に溶出し、径が細くなってしまい、特にヒータ線のような細径線の場合にこの問題が大きい。したがって、接続具と電線との間にはんだを迅速に侵入させることが重要である。

浸漬により溶融はんだが間隙に侵入した後は、接続具１０を電線と共に引き上げれば、温度低下に伴ってはんだが固化し、接続具と電線の固定と接続が得られる。

この実施形態では、後端から前後方向に延びヒータ線Ｈを緩く受け入れ得る凹所２１が基部２０に設けられているので、後の工程やシートヒータの使用時等に、接続具１０やヒータ線Ｈに振動や力が作用しても、細いヒータ線Ｈが接続具による保持箇所での応力集中が避けられ、保持箇所での断線のおそれを低減することができる。

また、前部バレル片３０の前端縁３１及び後部バレル片４０の後端縁４１は、なだらかに拡径されているので、接続具１０に対してリード線Ｌまたはヒータ線Ｈが振り動かされても、接続具の端縁によってリード線Ｌまたはヒータ線Ｈが傷つけられるのを防止することができる。

さらに、前部バレル片３０と後部バレル片４０との間には、これらを連結する補強部５０が設けられているので、接続具１０に力が作用したときにも不要な変形が生じにくい。補強部５０は基部２０の近傍に設けられているので、前部バレル片３０及び後部バレル片４０を独立して曲げるのが妨げられない。また、補強部５０と基部２０との間に前述の距離ｃ５０の間隙が形成されているので、平板を打ち抜いた後に、図３の状態に曲げる際に、基部２０に対して前部バレル片３０及び後部バレル片４０を容易に曲げることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の変形が可能である。例えば、基部２０、前部バレル片３０、後部バレル片４０、窓部３１等の形状や寸法は他のモノとすることもできる。また、窓部は必ずしも設ける必要はない。前部バレル片３０と後部バレル片４０とは連続した板材の一部にに切れ目を入れて形成してもよく、その場合は両者の間隙寸法は０かこれに近い値となるが、両バレル片は独立して曲げることができる。

以上の説明は、シート状ヒータのリード線とヒータ線とを接続する接続具を例にとって行なったものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、太径と細径との異径電線を束ねて接続する種々の場合に適用することができる。

シート状ヒータの内部構造の一例を示す斜視図である。 異径電線の従来の接続構造を示す斜視図であり、(a) は接続途中、(b) は接続完成の状態を示す。 本発明の一実施形態に係る異径電線用接続具を示す斜視図である。 図３に示した接続具を電線と共に示す側面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図３に示した接続具の寸法を表示箇所を示す図である。 図３に示した接続具の変形状態の説明図である。

符号の説明

１０ 異径電線用接続具
２０ 基部
２１ 凹所
３０ 前部バレル片
３１ 前部バレル片の前端縁
３２ 窓部
４０ 後部バレル片
４１ 後部バレル片の後端縁
５０ 補強部
５１ マーキング
Ｈ ヒータ線
Ｌ リード線
Ｌ０ 芯線
Ｌ１ 被覆
Ｃ 溶融はんだの侵入間隙

Claims (8)

1. 太径の被覆線とこれより細い細径線との異径電線を先端が揃う方向に束ねて接続するための接続具であって、束ねた電線に沿うように位置決めされる基部と、該基部の先端側において両側部へ延びる１対の前部バレル片と、上記基部の基端側において両側部へ延びる１対の後部バレル片とを備え、
   上記前部バレル片と後部バレル片とは相互に間隔をおいて設けられ、上記前部バレル片は、被覆線の先端部において露出した芯線とこれに沿う細径線とを周回するように曲げられたときに溶融はんだの侵入間隙を残してこれらの電線を周方向に覆い得る長さを有し、上記後部バレル片は、被覆線の被覆部分とこれに沿う細径線とを周回するように曲げられたときに上記細径線を基部側に配置した状態で上記被覆線を周方向に緊く抱持し得る長さを有していることを特徴とする異径電線用接続具。
2. 上記前部バレル片は、はんだを通すための窓部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の異径電線用接続具。
3. 上記基部は、後端から上記後部バレル片の結合部分に対応する位置まで前後方向に延び、細径線を緩く受け入れ得る凹所を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の異径電線用接続具。
4. 上記前部バレル片と上記後部バレル片とを連結する補強部が上記基部との間に間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の異径電線用接続具。
5. 上記前部バレル片の前端縁及び後部バレル片の後端縁の少なくとも一方が、なだらかに拡径されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の異径電線用接続具。
6. 上記１対の後部バレル片は、一方が他方より幅が狭く且つ長く延びていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の異径電線用接続具。
7. 上記基部又は補強部に溶融はんだへの浸漬時の深さの目安となるマーキングが設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の異径電線用接続具。
8. 太径及び細径の異径電線を先端が揃う方向に束ねて接続するための接続方法であって、
   束ねた電線に沿うように位置決めされる基部と、該基部の先端側において両側部へ延びる１対の前部バレル片と、上記基部の基端側において両側部へ延びる１対の後部バレル片とを備え、上記前部バレル片と後部バレル片とは相互に間隔をおいて設けられた接続具を用い、
   上記前部バレル片により、被覆線及び細径線の先端部を束ねた状態で両側部から周方向に曲げはんだの侵入間隙を残して覆い、上記後部バレル片により、被覆線及び細径線を先端部から間隔をおいた位置で束ねた状態で両側部から周方向に曲げて緊く抱持し、
   上記前部バレル片を上記被覆線及び細径線と共に溶融はんだ中に浸漬してはんだ付けすることを特徴とする異径電線の接続方法。

Images