JP2014060105A - 端子圧着構造 - Google Patents

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宏芳 前岨
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Abstract

【課題】外導体端子をバレルを介してシールド電線の端末に圧着した端子圧着構造において、スプリングバックによるバレルの拡開を抑制することができる端子圧着構造を提供すること。
【解決手段】外導体端子のバレルは、シールド導体の外周に密着してシールド電線をかしめるかしめ部を有し、前記かしめ部の対向する端縁に相互に係合可能な形状を有する第一の鉤状片と第二の鉤状片とを有し、前記かしめ部が前記シールド導体の外周にかしめられるとともに、前記第一の鉤状片と前記第二の鉤状片が係合される。
【選択図】図2

Description

本発明は、端子圧着構造に関し、さらに詳しくは、外導体端子がシールド電線の端末に圧着された端子圧着構造に関する。
近年、自動車の電気装置に内蔵される電子部品や制御用のプリント基板へ伝送される電気信号は高周波化されてきている。一般的に、高周波の電気信号を伝送するためにシールドケーブルが用いられるが、伝送される電気信号の更なる高周波化に伴って、このシールドケーブルに接続されるシールドコネクタにも更なる高周波化対応の要求が高まっている。
シールドケーブルの1種である同軸ケーブルは、信号線と、その外周を被覆する絶縁体と、複数の素線を編んだ編組等のシールド導体と、シールド導体の外周を覆う絶縁性のシースとが同軸状に配された構造を有する。通常、同軸ケーブルの端末部分に接続されるシールドコネクタには、高周波信号を伝達する信号導体と接続される内導体端子と、シールド導体と接続される共に内導体端子の外周を覆う外導体端子と、これら内導体端子と外導体端子の間に介在される所定の比誘電率を有する誘電体とが備えられており、同軸ケーブルの端末部分の絶縁体とシースが剥ぎ取られて露出された信号導体とシールド導体にそれぞれ内導体端子と外導体端子が接続される。このようなシールドコネクタは、例えば下記特許文献1に開示されている。
この種のシールドコネクタにおいては、外導体端子は、その一部として形成されたバレルの圧着片を介して、同軸ケーブルのシールド導体に圧着接続される。図7に、このバレル部分の断面図を示す。外導体端子の圧着片103a、103bは、露出された編組Wdを折り返してシースWe端末部外周に被せた編組反転部Wf上にかしめられて編組Wdと圧着されている。この際、一方の圧着片103aの上に他方の圧着片103bがオーバーラップするようにかしめられている。
特開2000−173725号公報
しかしながら、このように圧着片103a、103bを先端同士がオーバーラップするようにかしめた場合に、塑性変形させた材料にその材料自体の弾性によって復元力が働くスプリングバックと呼ばれる現象が発生する場合がある。すると、圧着片103a、103bが開いてしまい、圧着片103a、103bによる編組反転部Wfへの締め付けが低下する結果、シールドコネクタ100に対する同軸ケーブルWの引き抜き強度が低下してしまう。
そこで本発明が解決する課題は、外導体端子をバレルを介してシールド電線の端末に圧着した端子圧着構造において、スプリングバックによるバレルの拡開を抑制することができる端子圧着構造を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明にかかる端子圧着構造は、シールド導体を有するシールド電線の端末部に露出されたシールド導体の外周に外導体端子のバレルが圧着された端子圧着構造において、前記バレルは、前記シールド導体の外周に密着して前記シールド電線をかしめるかしめ部を有し、前記かしめ部の対向する端縁に相互に係合可能な形状を有する第一の鉤状片と第二の鉤状片とを有し、前記かしめ部が前記シールド導体の外周にかしめられるとともに、前記第一の鉤状片と前記第二の鉤状片が係合されていることを要旨とする。
ここで、前記第一の鉤状片及び第二の鉤状片は、前記シールド電線の周方向に沿う断面が鉤型になるように前記バレルの端部が湾曲されて形成されていることが好適である。
この場合に、前記端子圧着構造は、前記バレルの一端部が前記バレルの一方の面に向かって曲げ返されて形成された第一の鉤状片と、前記バレルの他端部が前記バレルの他方の面に向かって曲げ返されて形成された第二の鉤状片を有する外導体端子を用いて形成されているとよい。
また、前記第一の鉤状片と第二の鉤状片の係合部が、前記シールド電線に向かって外側から押圧されているとよい。
あるいは、前記第一の鉤状片及び第二の鉤状片は、前記バレルの端部を面内に鉤型に切り欠いて形成されていることが好適である。
上記発明にかかる端子圧着構造によると、かしめ部の両端に形成された相互に係合可能な形状を有する第一の鉤状片と第二の鉤状片とが相互に係合されていることにより、かしめ部が両端部を相互に引き離される方向に拡開する運動が阻止される。これにより、かしめ部がスプリングバックによって拡開するのが防止され、シールド電線の外導体端子に対する引き抜き強度が向上される。
ここで、第一の鉤状片及び第二の鉤状片が断面鉤型に湾曲されて形成されているものである場合には、特殊な形状のバレルを作成しなくても、その端部に折り曲げによって相互に強固に係合可能な鉤状片を形成することができるので、高い汎用性をもって、電線の引き抜き強度が向上された端子圧着構造を形成することができる。
この場合に、端子圧着構造が、バレルの一端部がバレルの一方の面に向かって曲げ返されて形成された第一の鉤状片と、バレルの他端部がバレルの他方の面に向かって曲げ返されて形成された第二の鉤状片を有する外導体端子を用いて形成されるならば、相互に強固に係合しうる2つの鉤状片を簡便に得ることができる。
また、第一の鉤状片と第二の鉤状片の係合部が、シールド電線に向かって外側から押圧されていると、かしめ部が第一の鉤状片を伴って外側に向かって開こうとするのが一層強固に阻止され、かしめ部の拡開が効果的に防止される。
あるいは、第一の鉤状片及び第二の鉤状片がバレルの端部を面内に鉤型に切り欠いて形成されている場合には、切り欠き部分を相互に面内で引掛けるだけで両者を係合させることができるので、バレルをシールド電線の外周に圧着して端子圧着構造を形成する工程を容易に実行することができる。
本発明の第一の実施形態にかかる端子圧着構造に使用される外導体端子の構造の一例を示す図であり(a)は上面図、(b)は側面図((a)のA−A方向)、(c)は背面図((a)のB−B方向)である。 本発明の第一の実施形態にかかる端子圧着構造の一例を製造手順とともに示した模式図である。 上記第一の実施形態にかかる端子圧着構造を製造する装置の例を製造手順とともに示した模式図である。 本発明の第二の実施形態にかかる端子圧着構造に使用される外導体端子の模式図である。 本発明の第二の実施形態にかかる端子圧着構造の一例を製造手順とともに示した模式図である。 上記第二の実施形態にかかる端子圧着構造を製造する装置の例を製造手順とともに示した模式図である。 従来のシールドコネクタの外導体端子について、シールド電線の外周に圧着されたバレル部分の断面図である。
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図1に、本発明の第一の実施形態にかかる端子圧着構造の形成に使用される外導体端子を示す。外導体端子1は同軸ケーブルWの端末に接続される。
同軸ケーブルWは、信号導体Waと、シールド導体として、複数の素線を編んだ編組Wdと、それらの間に介在される絶縁体Wbと、編組Wdの外周を被覆する絶縁性のシースWeが同軸状に配された構成を有する。外導体端子1は編組Wdに接続され、その内部に収容される内導体端子及び誘電体とともに、シールドコネクタを形成する。
外導体端子1は、導電性の板材が折り曲げ加工されて形成されたもので、前方に略円筒状のシェル部2が形成されている。シェル部2には、同軸ケーブルWの信号導体Waに接続されたメス型又はオス型の内導体端子(不図示)が収容される。また、内導体端子と外導体端子1の間には、所定の誘電率を有し、両端子間の絶縁を確保する略円筒状に形成された誘電体(不図示)が配置される。なお、本実施形態においては、シールド導体が編組である場合を例として採用しているため、「編組バレル」との名称を採用しているが、シールド導体は、金属箔等、編組以外の構成をとることもでき、その場合にも、「編組バレル」と同様の構成を有するバレル構造を使用することができる。
外導体端子1の後方には、編組に圧着され、編組と電気的に接続される編組バレル3を有する。編組バレル3のさらに後方には、同軸ケーブルWのシースWeの外側から同軸ケーブルWに圧着され、外導体端子1の同軸ケーブルWへの物理的接続を強固に行うインシュレーションバレル4が形成されている。
本発明にかかる外導体端子1は、編組バレル3の構成に特徴を有する。編組バレル3は、断面略U字形に形成されたかしめ部3aを有する。かしめ部3aは、同軸ケーブルWの露出された編組の外周を1周囲んで密着し、編組にかしめられることで、編組と外導体端子1との間の物理的、電気的接続を形成する役割を果たす。
かしめ部3aのU字形状上部に位置する両端縁には、上方、つまり同軸ケーブルWの周方向となる方向に延出して、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cが形成されている。第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cは、かしめ部3aが編組Wdの外周にかしめられた際に、スプリングバック現象によってかしめ部3aが拡開し、同軸ケーブルWが外導体端子から抜けやすくなるのを、協働して防止する役割を果たす。
第一の鉤状片3b及び第二の鉤状片3cは、同軸ケーブルの周方向となる方向の断面が鉤型になるように湾曲された構造を有する。両者は、同じ方向(図1(c)では左側)に先端が配されるように曲げられ、同一の形状に湾曲されている。つまり、第一の鉤状片3bは、板状の編組バレル3の同軸ケーブルWの周方向となる方向の一端部が外側の面(同軸ケーブルWと接触しない方の面)に向かって曲げ返されたものであり、第二の鉤状片3cは、編組バレル3の他端部が内側の面(同軸ケーブルWと接触する方の面)に向かって曲げ返されたものである。この構成により、かしめ部3aが略円筒状に曲げられて第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cが対向したとき、それらの曲げ返された先端部は逆向きになり、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cが相互に係合可能な相補的形状を有する状態となる。図1(c)の構成においては、内側の面に向かって曲げ返されている方の第二の鉤状片3cが、第一の鉤状片3bよりも上方に突出して形成されている。このように、2つの鉤状片3b、3cの高さに差を設けることは、必須ではないが、差を設けておくことで、後述する2つの鉤状片3b、3cの係合が行いやすくなる。
第一の鉤状片3b及び第二の鉤状片3cの幅(同軸ケーブルWの周に沿う方向と直交する方向の長さ)は、かしめ部3aの幅と同じでも、それよりも小さくてもいずれでもよい。いずれの場合にも、かしめ部3aの端延より延出して形成された矩形の板状片を湾曲させてこれらの鉤状片3b、3cを形成すればよい。
このような構成を有する外導体端子1を同軸ケーブルWの端末に圧着して形成される本発明の第一の実施形態にかかる端子圧着構造の一例を、その製造方法とともに図2に示す。図2においては、外導体端子1のうち編組バレル3のみを抜き出し、図1(c)に対応する背面から見た構成を簡略化して示している。
端子圧着構造の形成にあたり、まず、同軸ケーブルWの端部の所定長さにわたり、シールドWeを剥離し、露出された編組WdをシールドWeの外側に折り返して、編組反転部Wfを形成しておく。この状態で、図2(a)のように、同軸ケーブルWの端末をバレル3のかしめ部3aの底部に載置する。
次に、図2(b)のように、かしめ部3aを、編組反転部Wfの外周に1周にわたり密着させ、同軸ケーブルWの中心に向かう力を印加することで、かしめ部3aを編組反転部Wfの外周にかしめる。それとともに、第二の鉤状片3cを第一の鉤状片3bに上方から被せるように配置し、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cを、それぞれの開口部3b1、3c1が互いを臨むように、対向させる。そして、第一の鉤状片3bの先端部3b2を第二の鉤状片3cの開口部3c1に挿入するともに第二の鉤状片3cの先端部3c2を第一の鉤状片3bの開口部3b1に挿入し、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cを、相互に引掛けるようにして、同軸ケーブルWの径方向に係合させる。このようにして、2つの鉤状片3b、3cよりなる拡開防止構造5が形成される。
さらに、形成された拡開防止構造5に対して、図2(b)中に矢印で示したように、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cが重なった箇所において、第一の鉤状片3bの上方から同軸ケーブルWの方に向かって押圧を行い、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cをかしめ部3a及び同軸ケーブルWに押し付けてもよい。
拡開防止構造5においては、第一の鉤状片3bの先端部3b2が第二の鉤状片3cの開口部3c1の内部に挿入され、第二の鉤状片3cの先端部3c2が第一の鉤状片3bの開口部3b1の内部に挿入されて、2つの鉤状片3b、3cが同軸ケーブルWの径方向に相互に係合しているので、かしめ部3aを押し広げようとする力が働いても、この係合構造がそれを阻止する。つまり、かしめ部3aを構成する材料の弾性により、かしめ部3aの第一の鉤状片3b側及び/又は第二の鉤状片3c側の端部に、図2(b)の上方へ持ち上がるような力が働いても、第一の鉤状片3b及び第二の鉤状片3cの先端部3b2、3c2は、相手の開口部3c1、3b1から脱することができない。それどころか、このような力が働くことにより、各鉤状片3b、3cの先端部3b2、3c2が相手の開口部3c1、3b1の中に一層深く挿入されるようになり、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cの間の係合が一層深くなる。このようにして、かしめ部3aがスプリングバックによって拡開するのが阻止される。つまり、同軸ケーブルWが外導体端子1から抜けにくくなり、引き抜き強度が向上する。さらに、図2(b)の状態において、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cが重なった箇所への押圧が行われていると、外側から同軸ケーブルWの中心方向に働く力が及ぼされることにより、スプリングバックによる拡開が一層強固に防止される。
上記のように、かしめ部3aを拡開する力が働くと、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cの間の係合関係が一層深くなるが、この意味において、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cを相互に引掛けて係合させた後、かしめ部3aが一部拡開し、2つの鉤状片3b、3cの先端部3b2、3c2が相手の開口部3c1、3b1の底部に突き当たって、かしめ部3aの拡開が止まった状態において、この押圧を行うことが好適である。
以上のような端子圧着構造は、同軸ケーブルWの編組反転部Wfの外周にかしめ部3aをかしめる工程と、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cを相互に係合させる工程とが実行できるならば、どのような手段を用いて形成されてもよい。例えば、図3に示すような装置を使用する方法を例示することができる。
図3に示す圧着装置30は、対向するアンビル31とクリンパ32と、クリンパ32内に設けられた挿通孔33内に挿通された押圧具34よりなる。クリンパ32は上下動可能であり、押圧具34も、クリンパ32と独立して挿通孔33内で上下動可能である。
断面略U字状に開いたバレル3は、アンビル31上に配置される。そのアンビル31に向かってクリンパ32が徐々に下降され、その過程において、図3(a)のように、アンビル31の上面及びクリンパ32の下面の曲面形状によって、編組バレル3のかしめ部3aが同軸ケーブルWの外周に沿う形状に曲げられ、同軸ケーブルWの外周に密着される。そして、図3(b)に示したようにクリンパ32が最下端の位置に達すると、かしめ部3aが同軸ケーブルWの外周を1周してかしめられる。それとともに、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cが相互に係合される。こうして拡開防止構造5が形成され、端子圧着構造が完成される。
さらに第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cの重なった部分を外側から押圧する場合は、かしめ部3aがわずかに拡開して第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cの間の係合が深くなって止まった状態で、図3(c)のように押圧具34を下降させて、押圧を行えばよい。
端子圧着構造は必ずしもこのような圧着装置30を使用しなくても形成可能であるが、圧着装置30を使用することで、かしめ部3aを同軸ケーブルWの外周に密着させてかしめる工程と、第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cを相互に係合させる工程と、さらには重ねた第一の鉤状片3bと第二の鉤状片3cを押圧する工程とを連続的に単一の装置内で完結することができる。この点において、上記の方法は生産性に優れる。
上記第一の実施形態にかかる端子圧着構造は、かしめ部3aの端部が同軸ケーブルWの周に沿う面の外に湾曲されて形成された2つの鉤状片を利用し、両鉤状片を同軸ケーブルWの径方向に係合させるものであった。一方、2つの鉤状片を同軸ケーブルWの周に沿う面内に形成し、それらを同軸ケーブルの周に沿う面内で係合させる構成とすることもできる。次に第二の実施形態としてそのような場合を示す。
図4に、第二の実施形態にかかる端子圧着構造を形成するための外導体端子の編組バレル13の模式図を示す。これは、編組バレル13を平面的に表現したものであり、実際は図1の編組バレル3のように断面略U字状に曲げられている。本外導体端子は、編組バレルの構造以外は、図1に示した第一の実施形態にかかる端子圧着構造を形成するための外導体端子1と同様の構成を有する。
編組バレル13は、同軸ケーブルWの露出された編組の外周を1周囲んで密着し、編組にかしめられるかしめ部13aを有し、その両端縁からかしめ部13aの面内に平板状に延出する第一の鉤状片13bと第二の鉤状片13cを有する。
第一の鉤状片13bと第二の鉤状片13cは、かしめ部13aを略円筒形に曲げた時に相互に係合可能な相補的な鉤型に切り欠いて形成されている。具体的には、第一の鉤状片13bは、同軸ケーブルWの周に沿う方向と直交するかしめ部13aの一方の端縁の端部(例えば外導体端子の後方側端部)から略L字状に突出して形成されている。そして、第二の鉤状片13cは、かしめ部13aの中心に関して第一の鉤状片13bと点対称に形成されている。つまり、第二の鉤状片13cは、かしめ部13aの他方の端縁の第一の鉤状片13bが形成されているのと反対側の端部(例えば外導体端子の前方側端部)から、第一の鉤状片13bから反転した略L字状に突出して形成されている。なお、第一の鉤状片13bと第二の鉤状片13cは、必ずしもこのような略L字状に形成されていなくても、かしめ部13aを略円筒形に曲げた時に相互に係合可能であれば、どのような形状を有していてもよい。
このような編組バレル13を有する外導体端子を用いて形成される端子圧着構造をその製造方法とともに図5に示す。端子圧着構造の形成にあたり、まず、この状態で、図5(a)のように、編組反転部Wfを形成した同軸ケーブルWの端末をバレル13のかしめ部13aの底部に載置する。
次に、図5(b)のように、かしめ部13aを、編組反転部Wfの外周に1周にわたり密着させ、同軸ケーブルWの中心に向かう力を印加することで、かしめ部13aを編組反転部Wfの外周にかしめる。それとともに、第一の鉤状片13bと第二の鉤状片13cを、それぞれのL字型を相互に引掛けるようにして、面一になるように相互に係合させる。このようにして、2つの鉤状片13b、13cよりなる拡開防止構造15が形成される。図5(c)にこの拡開防止構造15を同軸ケーブルWの径方向外側から見た図を示す。
拡開防止構造15においては、第一の鉤状片13bと第二の鉤状片13cが略L字型部分を相互に引掛けて、同軸ケーブルWの周方向に係合しているので、かしめ部13aを押し広げようとする力が同軸ケーブルの周方向に働いても、この係合構造がそれを阻止する。それどころか、このような力が働くことにより、各鉤状片13b、13cのL字型部分が相互に対して強く押し付けられるようになり、第一の鉤状片13bと第二の鉤状片13cの間の係合が一層深くなる。このようにして、かしめ部13aがスプリングバックによって拡開するのが阻止される。つまり、同軸ケーブルWが外導体端子から抜けにくくなり、引き抜き強度が向上する。
この第二の実施形態にかかる端子圧着構造も、図3に示した第一の実施形態にかかる端子圧着構造を製造する圧着装置30を用いて製造することができる。製造手順を図6に示す。
本実施形態の場合、図6(b)に示したようにクリンパ32が最下端の位置に達すると、かしめ部13aが同軸ケーブルWの外周を1周してかしめられる。それとともに、第二の鉤状片13cが第一の鉤状片13bの外側に配置され、2つの鉤状片13b、13cが係合位置から上下方向にのみずれた状態とされる。
そして、図6(c)のように、押圧具34が下降され、第二の鉤状片13cを外側から押圧する。これによって、第二の鉤状片13cが第一の鉤状片13bに面一に嵌まり込み、両者が係合される。このようにして、拡開防止構造15が形成される。
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上述したように、シールド導体が編組として構成されている必要はない。また、各図では、編組バレルが編組反転部の外周にかしめられているが、編組反転部を形成せず、シースを剥離して露出した単層の編組の上に直接編組バレルを取り付けてもよい。さらに、上記では単一の同軸ケーブルの末端に外導体端子が取付けられているが、複数の絶縁電線を束ねてその外周に形成されたシールド導体に(編組)バレルを接続する構成とすることもできる。また、上記編組バレルの構成及びそれを用いた端子圧着構造と類似の構成は、外導体端子のシールド導体用のバレルのみならず、外導体端子のインシュレーションバレル、さらには内導体端子のワイヤバレルにも適用することが可能である。
1 外導体端子
2 シェル部
3、13 編組バレル
3a、13a かしめ部
3b、13b 第一の鉤状片
3c、13c 第二の鉤状片
5、15 拡開防止構造

Claims (5)

  1. シールド導体を有するシールド電線の端末部に露出されたシールド導体の外周に外導体端子のバレルが圧着された端子圧着構造において、
    前記バレルは、前記シールド導体の外周に密着して前記シールド電線をかしめるかしめ部を有し、前記かしめ部の対向する端縁に相互に係合可能な形状を有する第一の鉤状片と第二の鉤状片とを有し、
    前記かしめ部が前記シールド導体の外周にかしめられるとともに、
    前記第一の鉤状片と前記第二の鉤状片が係合されていることを特徴とする端子圧着構造。
  2. 前記第一の鉤状片及び第二の鉤状片は、前記シールド電線の周方向に沿う断面が鉤型になるように前記バレルの端部が湾曲されて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の端子圧着構造。
  3. 前記バレルの一端部が前記バレルの一方の面に向かって曲げ返されて形成された第一の鉤状片と、前記バレルの他端部が前記バレルの他方の面に向かって曲げ返されて形成された第二の鉤状片を有する外導体端子を用いて形成されていることを特徴とする請求項2に記載の端子圧着構造。
  4. 前記第一の鉤状片と第二の鉤状片の係合部が、前記シールド電線に向かって外側から押圧されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の端子圧着構造。
  5. 前記第一の鉤状片及び第二の鉤状片は、前記バレルの端部を面内に鉤型に切り欠いて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の端子圧着構造。
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