JP2010225529A - 端子金具付き電線 - Google Patents

Abstract

【課題】芯線と端子金具との間の電気的接続状態を良好に保つことができる端子金具付き電線を提供する。
【解決手段】複数のアルミ素線が撚り合わされた芯線１１を有する電線１０の端末部に端子金具２０が取り付けられた端子金具付き電線は、その切断端面が、電線１０の軸方向と直交する面に対して正の角度に傾斜した第一傾斜面１５と、電線１０の軸方向と直交する面に対して負の角度に傾斜した第二傾斜面１６とからなり、第一傾斜面１５及び第二傾斜面１６の全体には、ハンダ１８が付着させてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、端子金具付き電線に関する。

近年、自動車のワイヤハーネス等の分野においても、軽量化等を目的としてアルミ電線を使用するようになった。アルミ電線は、多数本のアルミ素線を撚り合わせた撚り線からなる芯線を被覆で覆った構造であって、ハーネス化される場合は一般に、電線の端末に端子金具が接続される。具体的には、アルミ電線の被覆の端末が皮剥きされて芯線の端末が露出され、この露出された芯線の端末に対して、端子金具に設けられたバレルが圧着されて接続されるようになっている。

一方、この種のアルミ電線では、銅線等と比較すると、電線製造時に芯線の表面に酸化被膜ができやすく、且つ強固である。この状態で端子金具のバレルが圧着されると、芯線とバレルとの間に酸化被膜が介在した状態で電気的な接続がなされるために、電気抵抗が大きくなるという問題がある。その対策としては、図１０に示すように、芯線１の端末における切断端面にハンダ２を付着させることが行われている。このように比較的酸化被膜が形成されていない芯線の切断端面にハンダを付着させることで、芯線１と端子金具３との間の電気抵抗を少なくするようになっている。

特開平０８−２２２２８５号公報

ところで、このような端末処理が施されたハーネスの搭載箇所によっては、外部からなんらかの力を受けることがある。そのような力がかかると、芯線１の切断端面に付着させたハンダ２が取れてしまい良好な電気的接続状態が図られなくなるおそれがあり、その対策が求められていた。なお、アルミ電線以外の例えば銅電線の場合も、酸化被膜が形成されるという問題は上記と同様に生じるところである。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、芯線と端子金具との間の電気的接続状態を良好に保つことができる端子金具付き電線を提供することを目的とする。

本発明に係る端子金具付き電線は、複数の金属素線が撚り合わされた芯線を有する電線の端末部に端子金具が取り付けられ、前記芯線の切断端面にハンダが付着されてなる端子金具付き電線であって、前記切断端面は、前記電線の軸方向と直交する面に対して傾斜した傾斜面を有するところに特徴を有する（手段１）。
手段１の構成によれば、切断端面を電線の軸方向と直交する面に対して傾斜した傾斜面とすることで切断端面の面積が大きくなる。この広い切断端面に付着したハンダは剥がれにくいため、芯線と端子金具との間の電気的接続状態を良好に保つことができる。

手段１の構成に加えて、前記傾斜面は、前記電線の軸方向と直交する面に対して正の角度に傾斜した第一傾斜面と、前記電線の軸方向と直交する面に対して負の角度に傾斜した第二傾斜面とを有するようにしてもよい（手段２）。なお、正の角度は、０度より大きく１８０度よりも小さい角度のうち任意の角度とすることができ、負の角度は、０度より小さく−１８０度よりも大きい角度のうち任意の角度とすることができる。
傾斜面が、電線の軸方向と直交する面に対して正又は負の一方の角度に傾斜した面のみからなる場合には、露出した芯線に占める傾斜面の部分（部分の長さ）が多くなる。この場合は、芯線が配される端子金具を長くする必要が生じたり、傾斜面を避けてバレルをかしめる場合にバレルを更に後方に配するために被覆を剥いだりする必要が生じる。一方、手段２の構成のように、正の角度に傾斜した第一傾斜面と、負の角度に傾斜した第二傾斜面とを有するようにすれば、露出した芯線に占める傾斜面の部分（部分の長さ）を短くできる。また、傾斜面の形成の際に、芯線を複数回に分けて切断すればよいから、一度に大きな傾斜面を切断するよりも、芯線の切断が容易になる。

手段１又は手段２の構成に加えて、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面とは、双方が連なる稜線に前記電線の中心軸が通るように形成され、前記端子金具は、前記芯線が載置される底板部と、この底板部から立ち上る一対のバレル片を有し、前記一対のバレル片の各先端部は、前記稜線に沿った方向で前記芯線に食い込むように圧着されているようにしてもよい（手段３）。
手段３の構成によれば、バレル片をかしめた際に、芯線の変形に伴って第一傾斜面や第二傾斜面が変形しにくくなるから、傾斜面の変形により切断端面に付着したハンダがはがれることを防止できる。

手段１ないし手段３のいずれかの構成に加えて、前記端子金具は、前記芯線が載置される底板部と、この底板部から立ち上る一対のバレル片を有し、前記一対のバレル片は、前記芯線の外周のうち、前記傾斜面の後端から所定寸法離間した部分をかしめるようにしてもよい（手段４）。
手段４の構成によれば、バレル片をかしめた際に、傾斜面の変形により、傾斜面に付着したハンダが取れてしまうことを防止できる。

手段１ないし手段４のいずれかの構成に加えて、前記金属素線は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ素線であるようにしてもよい（手段５）。
手段５の構成によれば、酸化被膜により電気抵抗が増加しやすいアルミ線について電気的接続状態を良好にすることができる。

本発明によれば、芯線と端子金具との間の電気的接続状態を良好に保つことができる。

実施形態１に係る端子金具付き電線を表す上面図 図１の側断面図 第一傾斜面の形成を説明する図 第二傾斜面の形成を説明する図 第一傾斜面及び第二傾斜面が形成された電線を表す斜視図 電線をハンダ槽に進入させる際の図 電線の端末にハンダが付着した状態の図 実施形態２に係る電線の端末部を表す図 実施形態３に係る電線の端末部を表す図 従来の端子金具付き電線を表す側断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７を参照して説明する。以下では、図２の左方を前方とし、右方を後方として説明する。

端子金具付き電線は、図１に示すように、電線１０と、電線１０の端末部に取り付けられた雌側の端子金具２０とを備える。
電線１０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素線（アルミ素線）を複数本を撚り合せた撚り線によって芯線１１が形成され、この芯線１１の周りが合成樹脂製の絶縁被覆１２で覆われた構造となっている。

この芯線１１の切断端面は、電線１０の軸方向と直交する面Ａ（図４参照）に対して４５度の角度（正の角度。０度以上１８０度以下）に傾斜した第一傾斜面１５と、電線１０の軸方向と直交する面Ａに対して−４５度の角度（負の角度。０度以下−１８０度以上）に傾斜した第二傾斜面１６とからなる。

これら第一傾斜面１５及び第二傾斜面１６は、芯線１１の幅方向の中心に、双方が連なる（交わる）稜線１７が形成される。即ち、稜線１７は、電線１０の中心軸を通る（中心軸と交わる）ようになっている。
そして、電線１０は、後述する端子金具２０の底板部２３の面に対して稜線１７が直交するように底板部２３の上に配される（図２参照）。

ここで、芯線１１の端末部における切断端面は、図１に示すように、ハンダ１８で覆われている。
具体的には、ハンダ１８は、切断端面である第一傾斜面１５及び第二傾斜面１６の全体を覆うように（芯線１１の先端から切断端面の後縁の少し後方まで）付着させてある。
これは、芯線１１の切断端面には、比較的酸化被膜が形成されていないため切断端面にハンダ１８を付着させて芯線１１と端子金具２０との間の電気抵抗を少なくするものである。

ハンダ１８には、いわゆる「アルミハンダ１８」が用いられており、本実施形態では、その成分割合が、Ｓｎ：約８０％、Ｚｎ：約２０％のものが適用されている。この成分割合のハンダ１８は、アルミニウムに対する濡れやすさに優れている特性を持つ。

端子金具２０は、相手側雄端子（図示せず）と電気的に接続される環状の端子接続部２１と、端子接続部２１の後方にて電線１０が接続される電線接続部２２とからなり、銅合金等からなる導電性に優れた金属板をプレス加工することで形成される。

端子接続部２１は、例えば、環状の端子にボルト状の相手側雄端子（バッテリー端子等）が挿通されることにより電気的に接続される。
電線接続部２２は、図２に示すように、電線１０の端末部が載置される底板部２３と、この底板部２３から側縁から立ち上るワイヤバレル２４を有する。

ワイヤバレル２４は、芯線１１の露出した部分のうち、ハンダ１８よりも後方の部分（ハンダ１８が付着していない部分）をかしめ圧着するものであり、オープンバレル形式であって、左右一対の幅広のバレル片２４Ａ，２４Ａが、底板部２３の左右の側縁から互いに対向するようにして立ち上がり形成されている。そして、両バレル片２４Ａ，２４Ａがそれぞれの突出端を突き合わせつつ、芯線１１の端末の外周を左右両側から抱き込むようにして、いわゆるハート型にかしめられる。

言い換えると、一対のバレル片２４Ａ，２４Ａの各先端部は、第一傾斜面１５及び第二傾斜面１６が連なる（交わる）稜線１７に沿った方向（図２の下方）で芯線１１に食い込むように圧着されている。

続いて、本実施形態に係る端子金具付き電線１０の製造工程を説明する。
まず、電線１０の絶縁被覆１２の端末が皮剥きされて、芯線１１の端末が所定長さに亘って露出状態とされる。

次に、図３に示すように、露出した芯線１１の外周のうち、芯線１１の先端から所定寸法（本実施形態では芯線１１の半径分）離間した部分から軸方向と直交する面に対して４５度の角度で切断刃Ｅを用いて切断する（第一切断工程）。これにより第一傾斜面１５が形成される。

次に、図４に示すように、露出した芯線１１の外周のうち、第一切断工程において切断刃を入刃した位置とは反対側の外周に、軸方向と直交する面に対して−４５度の角度で切断刃Ｅを用いて切断する（第二切断工程）。これにより第二傾斜面１６が形成される。
これにより、電線１０の中心軸を通る稜線１７を有する第一傾斜面１５及び第二傾斜面１６が形成される（図５）。
なお、絶縁被覆１２を有する電線１０の端末を皮剥きする前に、絶縁被覆１２を有する電線１０を切断刃Ｅで切断して第一傾斜面１５及び第二傾斜面１６を形成した後に、絶縁被覆１２を皮剥きして端末部を露出させるようにしてもよい。

次に、芯線１１の端末部を、図６に示すように、溶融ハンダが貯留されたハンダ槽Ｐにどぶ漬けするフロー方式によりハンダ１８を付着させる。
具体的には、芯線１１の端末を、第一傾斜面１５及び第二傾斜面１６の全体にハンダ１８が付着する深さ（先端からの長さ）まで、ハンダ槽Ｐに進入させてから（浸漬させてから）、芯線１１の端末を、ハンダ槽Ｐから引き上げる。すると、図７に示すように、第一傾斜面１５及び第二傾斜面１６の全体に溶融ハンダ１８が付着し、しばらくすると固化する。

次に、圧着装置によって、電線１０の端末のうち、ハンダ１８が付着していない部分（被覆に近い部分）にワイヤバレル２４が圧着接続される。詳細には、圧着装置にはアンビルとクリンパとが設けられ、端子金具２０のワイヤバレル２４に対して、芯線１１の端末の露出部分の後端部が配された状態でセットされ、両バレル片２４Ａ，２４Ａは、アンビルとクリンパとの間で挟圧されてかしめられる。これにより、ワイヤバレル２４は、ハンダ１８が含浸された芯線１１の端末に対して、ハート型にかしめられる。
以上により、本実施形態に係る電線１０の端末に端子金具２０を接続する作業が終了する。

なお、ワイヤバレル２４をかしめた後、ワイヤバレル２４による圧着部分に対して、抵抗溶接の処理を施してもよい。この抵抗溶接は、上下一対のホーン（電極）を有し、両ホーンによりワイヤバレル２４による圧着部分を加圧して挟むとともに、圧着部分に所定時間通電することにより、ハンダ１８の融点以上の温度に加熱する。

上記のように形成された端子金具付き電線が、複数本纏められてハーネスが構成され、例えば当該電線１０の端末の端子金具２０が車両の所定箇所の雄端子に取付けられて、当該雄端子と電気的に接続される。

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）切断端面を電線１０の軸方向と直交する面に対して傾斜した傾斜面１５，１６とすることで切断端面の面積が大きくなる。この広い切断端面に付着したハンダ１８は剥がれにくいため、芯線１１と端子金具２０との間の電気的接続状態を良好に保つことができる。

（２）切断端面が、電線１０の軸方向と直交する面に対して正又は負の一方の角度に傾斜した面のみからなる場合には、露出した芯線１１に占める傾斜面の部分（部分の前後方向の長さ）が多くなる。この場合は、芯線１１が配される端子金具２０を長くする必要が生じたり、傾斜面を避けてバレルをかしめる場合にバレルを更に後方に配するために被覆を剥いだりする必要が生じる。一方、手段２の構成のように、正の角度に傾斜した第一傾斜面１５と、負の角度に傾斜した第二傾斜面１６とを有するようにすれば、露出した芯線１１に占める傾斜面の部分（部分の長さ）を短くできる。また、傾斜面の形成の際に、芯線１１を複数回に分けて切断すればよいから、一度に大きな傾斜面を切断するよりも、芯線１１の切断が容易になる。

（３）第一傾斜面１５と第二傾斜面１６とは、双方が連なる稜線１７に電線１０の中心軸が通る（交わる）ように形成され、端子金具２０は、芯線１１が載置される底板部２３と、この底板部２３から立ち上る一対のバレル片２４Ａ，２４Ａを有し、一対のバレル片２４Ａ，２４Ａの各先端部は、稜線１７に沿った方向で芯線１１に食い込むように圧着されている。
このようにすれば、バレル片２４Ａ，２４Ａをかしめた際に、芯線１１の変形に伴って第一傾斜面１５や第二傾斜面１６が変形しにくくなるから、傾斜面の変形により切断端面に付着したハンダ１８がはがれることを防止できる。

（４）一対のバレル片２４Ａ，２４Ａは、芯線１１の外周のうち、傾斜面の後端から所定寸法離間した部分をかしめるから、バレル片２４Ａ，２４Ａをかしめた際に、傾斜面の変形により、傾斜面に付着したハンダ１８が取れてしまうことを防止できる。

（５）芯線１１を構成する金属素線は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ素線であるから、酸化被膜により電気抵抗が増加しやすいアルミ線について電気的接続状態を良好にすることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８を参照して説明する。
実施形態１の端子金具付き電線は、芯線１１の切断端面が第一傾斜面１５と第二傾斜面１６とからなるものであったが、実施形態２の端子金具付き電線は、図８に示すように、芯線１１の切断端面が傾斜面３１のみからなるものである。以下、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

傾斜面３１は、露出した芯線１１の外周のうち、芯線１１の先端から所定寸法（芯線１１の直径分）離間した部分から軸方向に対して例えば４５度の角度で切断刃Ｅを用いて切断したものである。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図９を参照して説明する。
実施形態３の端子金具付き電線は、図９に示すように、芯線１１の切断端面が円錐状に形成された傾斜面４１となっているものである。
この円錐の中心軸に対する角度は、例えば４５度とすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、アルミ電線を用いたが、これに限らず、例えば、銅又は銅合金の芯線や、これら以外の金属からなる芯線を有する電線に適用することも可能である。また、付着させるハンダ１８もアルミハンダ以外を用いることが可能である。

（２）上記実施形態では、芯線１１の切断端面の全体を傾斜面としたが、これに限らず、電線の軸方向と直交する切断端面が残されていてもよい。

（３）傾斜面の数は、１又は２種類に限らず、３種類以上であっても良い。

１０…電線
１１…芯線
１５…第一傾斜面
１６…第二傾斜面
１７…稜線
１８…ハンダ
２０…端子金具
２３…底板部
２４…ワイヤバレル
２４Ａ…バレル片
３１，４１…傾斜面

Claims (5)

1. 複数の金属素線が撚り合わされた芯線を有する電線の端末部に端子金具が取り付けられ、前記芯線の切断端面にハンダが付着されてなる端子金具付き電線であって、
   前記切断端面は、前記電線の軸方向と直交する面に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする端子金具付き電線。
2. 前記傾斜面は、前記電線の軸方向と直交する面に対して正の角度に傾斜した第一傾斜面と、前記電線の軸方向と直交する面に対して負の角度に傾斜した第二傾斜面とを有することを特徴とする請求項１記載の端子金具付き電線。
3. 前記第一傾斜面と前記第二傾斜面とは、双方が連なる稜線に前記電線の中心軸が通るように形成され、
   前記端子金具は、前記芯線が載置される底板部と、この底板部から立ち上る一対のバレル片を有し、前記一対のバレル片の各先端部は、前記稜線に沿った方向で前記芯線に食い込むように圧着されていることを特徴とする請求項２記載の端子金具付き電線。
4. 前記端子金具は、前記芯線が載置される底板部と、この底板部から立ち上る一対のバレル片を有し、
   前記一対のバレル片は、前記芯線の外周のうち、前記傾斜面の後端から所定寸法離間した部分をかしめることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の端子金具付き電線。
5. 前記金属素線は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ素線であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の端子金具付き電線。

Images