JP2014164897A - 端子付き電線及び端子付き電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧着作業を適切に行うことで良好な導通性を有する端子付き電線を提供する。
【解決手段】端子付き電線１は、被覆電線５０と、電線接続部３０と、ボックス部２０と、カバー部材６０と、を備える。被覆電線５０は、導体部５１及び被覆部５２を有する。電線接続部３０は、中空状の部分を有し、当該中空状の部分の内側に被覆電線５０が圧着される。ボックス部２０は、電線接続部３０と連結されており、他の端子に接続される。カバー部材６０は、導電性を有する素材で構成されており、導体部５１の表面の少なくとも一部を覆うように配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、主要には、被覆電線と端子とで構成される端子付き電線に関する。

ワイヤハーネスは、自動車の車体に配索され、当該自動車が備える各種電気機器への電力供給、電気機器間の制御信号の通信等に利用される。ワイヤハーネスは、束ねられた複数の被覆電線、及びこれらの被覆電線に接続された端子から構成される。

特許文献１は、端子と被覆電線との接続方法を開示する。特許文献１の端子は、端子本体（端子接続部）と、圧着部（電線接続部）と、を備える。端子本体は、他の端子と接続可能に構成される。圧着部は、圧着により被覆電線の導体部と接続可能に構成される。

また、電線の導体部が酸化して酸化膜が形成されている場合、圧着端子と電線を圧着により接続しても、導通を良好に確保できない可能性がある。特に、導体部の素材がアルミニウムである場合は、酸化膜の影響により導通の確保が困難であることが知られている。この点、特許文献２では、圧着端子の表面に溝を形成し、溝の縁部分を導体部に押し付けることで、酸化膜を剥がして導通を良好にする技術が開示されている。

特開２０１０−１０８８２８号公報 特開２０１０−３５８４号公報

ところで、特許文献１及び２のように被覆電線の導体部を圧着する場合、導体部を端子の圧着部（ワイヤバレル、電線接続部）に挿入するが、この際に導体部が端子の圧着部に当たってしまい、導体部が曲がってしまうことがある。

また、導体部は金属の素線を束ねたものであるため、被覆電線の取扱い中に、素線の一部だけが他と異なる方向を向いてしまったり、素線同士の結束が解けて素線がバラけてしまったりすることが考えられる。

上記のような場合、圧着作業を行っても良好な導通性が得られないことがあり、改善が望まれていた。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、圧着作業を適切に行うことで良好な導通性を有する端子付き電線を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の端子付き電線が提供される。即ち、この端子付き電線は、被覆電線と、電線接続部と、端子接続部と、カバー部材と、を備える。前記被覆電線は、導体部及び被覆部を有する。前記電線接続部は、中空状の部分を有し、当該中空状の部分の内側に前記被覆電線が圧着される。前記端子接続部は、前記電線接続部と連結されており、他の端子に接続される。前記カバー部材は、導電性を有する素材で構成されており、前記導体部の表面の少なくとも一部を覆うように配置される。

これにより、カバー部材により導体部の動きを規制できるので、被覆電線の挿入時等に導体部がバラけたり導体部の一部が折れ曲がったりすること等を防止できる。従って、導体部を電線接続部に確実に圧着して導通性を確実に確保することができる。

前記の端子付き電線においては、前記カバー部材のうち、前記導体部と接触する部分には、溝又は突起が形成されていることが好ましい。

これにより、溝の縁や突起等により導体部を強く押圧することができるので、例えば導体部に酸化膜が形成されていた場合であっても、導通性を確保することができる。

前記の端子付き電線においては、前記カバー部材は、前記導体部の表面の少なくとも一部に加え、前記被覆部の表面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。

これにより、カバー部材が被覆部を覆うことで圧着時に被覆部を圧縮することができるので、高い防水性を発揮することができる。

前記の端子付き電線においては、前記カバー部材のうち前記被覆部を覆う部分と、前記電線接続部の内側と、が係合していることが好ましい。

一般的に中空状の電線接続部を有する端子は被覆電線の挿入量を視認しにくい。この点、上記の構成では、被覆電線の挿入量を適量にすることができる。

前記の端子付き電線においては、前記カバー部材は、前記導体部の外周面を全周にわたって覆うことが好ましい。

これにより、導体部を束ねることができるので、導体部がバラけることを一層確実に防止できる。

前記の端子付き電線においては、前記電線接続部は、一端が前記被覆電線の挿入口となっており、他端が封止されていることが好ましい。

これにより、電線接続部の上記他端側が封止されているので高い防水性を実現できる。

前記の端子付き電線においては、前記導体部は、アルミニウム又は銅であることが好ましい。

これにより、一般的な被覆電線について本願の効果を発揮させることができる。

本発明の第２の観点によれば、以下の端子付き電線の製造方法が提供される。即ち、この方法は、導体部及び被覆部を有する被覆電線を端子に挿入して接続することで端子付き電線を製造する方法であり、挿入工程と、圧着工程と、を含む。前記挿入工程では、被覆電線を前記カバー部材とともに前記電線接続部の中空状の部分に挿入する。前記圧着工程では、前記電線接続部と前記被覆電線とを圧着する。

これにより、カバー部材により導体部の動きを規制できるので、被覆電線の挿入時等に導体部の一部が折れ曲がること等を防止できる。従って、導体部を電線接続部に適切に圧着して導通性を確実に確保することができる。

本発明の一実施形態に係る端子付き電線の構成を示す分解斜視図及び外観斜視図。 カバー部材の構成を示す図。 圧着端子に被覆電線を挿入する工程を説明する側面断面図。 圧着を行って圧着端子と被覆電線とを接続する工程を説明する側面断面図。 変形例に係る圧着端子の断面斜視図及び側面断面図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、端子付き電線の構成を示す分解斜視図及び外観斜視図である。

図１に示すように、端子付き電線１は、圧着端子（端子）１０と、被覆電線５０と、カバー部材６０と、から構成されている。

被覆電線５０は、導体部５１と被覆部５２から構成されている。導体部５１は、複数のアルミニウム素線を束ねたものである。なお、導体部５１は導体であればアルミニウム以外の素材（例えば銅）から構成されていても良い。被覆部５２は、樹脂等の絶縁性を有する素材から構成されており、導体部５１の周囲を覆うように配置されている。

圧着端子１０は、表面が錫（Ｓｎ）でメッキされた黄銅等から構成されたメス端子である。なお、圧着端子１０は、導体であれば銅以外の素材（例えばアルミニウム）から構成されていても良い。圧着端子１０は、被覆電線５０の導体部５１と電気的に接続可能であるとともに、図略のオス端子とも電気的に接続可能である。このオス端子には他の電線や電気機器が接続されており、これにより、電気機器に電力又は電気信号を供給することができる。

なお、以下の説明では、図１（ｂ）に示すように、オス端子（他の端子、相手の端子）に接続される側を先端側と称し、被覆電線５０の挿入方向の反対側を基端側と称する。

以下、圧着端子１０について詳細に説明する。圧着端子１０は、金属板に対して、打抜き、折曲げ、及び溶接等を行うことで成形される。図１に示すように圧着端子１０は、ボックス部（端子接続部）２０と、電線接続部３０と、トランジション部４０と、を備えている。

ボックス部２０は、金属板を折り曲げて中空の直方体状とした部分である。後述の図３に示すように、ボックス部２０には、当該ボックス部２０の一面である底面部２２を内側に向けて折り曲げることにより、弾性接触片２１が形成されている。

弾性接触片２１は、ボックス部２０の先端側に形成されている。弾性接触片２１は、底面部２２から離れる方向及び近づく方向に弾性変形可能に構成されている。図略のオス端子をボックス部２０に挿入することで、オス端子に押された弾性接触片２１が底面部２２に近づくように変形する。そして、オス端子が奥まで挿入されると弾性接触片２１の変形が戻る。これにより、ボックス部２０とオス端子とが電気的及び機械的に接続される。

電線接続部３０は、トランジション部４０を介してボックス部２０の基端側に接続されている。電線接続部３０は、円筒状（中空状）であり、電線接続部３０の基端側の端部は、被覆電線５０を挿入可能なように開放されている（開放部３１）。また、電線接続部３０の先端側の端部は防水のために封止されている（封止部３２）。

電線接続部３０を成形する工程では、初めに、金属板を円形に折り曲げ、端部同士をファイバーレーザ等により溶接して（図１の溶接箇所Ａ）円筒状の部分を成形する。その後、この円筒状の部分の一端（先端側の端部）を潰した後に、当該箇所を塞ぐように溶接することで（溶接箇所Ｂ）、封止部３２を形成する。ここで、溶接箇所Ａは、被覆電線５０の挿入方向（円筒状の部分の軸方向）と平行に形成されていると表現することができる。また、溶接箇所Ｂは、被覆電線の挿入方向に垂直に形成されていると表現することができる。

なお、電線接続部３０の成形方法は上記に限られず、例えば初めに金属板を折り曲げて円筒状の部分を作成しつつ（この段階では溶接を行わない）、更に一端（先端側の端部）を潰し、その後にまとめて溶接を行っても良い。この場合、工数を減らすことができるのでコストを低減させることができる。また、溶接方法も任意であり、金属板の端面同士を接触させた状態で溶接を行っても良いし、金属板の端部を重ね合わせた状態で溶接を行っても良い。更には、溶接箇所は上面側（図１の上側）でなくても良く、底面側（図１の下側）であっても良い。

以上の処理を行うことにより、電線接続部３０が完成する。上記のように溶接箇所Ａに溶接を行うことで、電線接続部３０の表面からの浸水を防止できる。また、上記のように溶接箇所Ｂに溶接を行って封止部３２を形成することで、電線接続部３０とボックス部２０との間からの浸水を防止することができる。なお、開放部３１からの浸水（被覆電線５０を伝う経路からの浸水）を防止する方法については後述する。

また、電線接続部３０の内側の壁面である内壁面３３には、全周にわたって係止溝３３ａ（図３を参照）が形成されている。この係止溝３３ａは、カバー部材６０を取り付けるための溝として機能する。

以下、図２を参照して、カバー部材６０について説明する。図２（ａ）はカバー部材６０の斜視図であり、図２（ｂ）はカバー部材６０の断面図であり、図２（ｃ）はカバー部材６０の導体カバー部６１の展開図である。

カバー部材６０は、図２（ａ）に示すように、径が異なる２つの円筒状の部分を有する部材である。カバー部材６０は、導体カバー部６１と、被覆カバー部６２と、を備えている。また、被覆カバー部６２の一端部（基端側の端部）には、係止突起６３が形成されている。

導体カバー部６１は、被覆電線５０の導体部５１を覆う部分である。従って、導体カバー部６１の内径は、導体部５１の外径と同程度である。また、導体カバー部６１の内面（導体部５１と接触する部分）には、矩形状の複数の導通用溝６１ａが形成されている。

被覆カバー部６２は、被覆電線５０の被覆部５２を覆う部分である。従って、被覆カバー部６２の内径は、被覆部５２の外径と同程度である。係止突起６３は、被覆電線５０の挿入時に係止溝３３ａと係合するように構成されている（詳細は後述）。

次に、図３及び図４を参照して、端子付き電線１を製造する方法及びカバー部材６０を備える効果を説明する。図３は、圧着端子１０に被覆電線５０を挿入する工程を説明する側面断面図である。図４は、圧着を行って圧着端子１０と被覆電線５０とを接続する工程を説明する側面断面図である。なお、図３等の側面断面図において、電線接続部３０の断面よりも紙面奥側の形状（溝等）は、視認性を良くするために描画を省略することがある。

初めに、上述したように金属板を加工することで、圧着端子１０を成形する。

また、作業者は、圧着端子１０を成形する工程の前後において、図３（ａ）に示すように、カバー部材６０を被覆電線５０に嵌め込む。なお、本実施形態では被覆カバー部６２の内側には特に何も形成されていないが、被覆部５２に食い込むような突起を被覆カバー部６２の内側に形成することもできる。

このように導体カバー部６１で導体部５１を覆うことにより、被覆電線５０を取り扱う際に導体部５１がバラけること及び折れ曲がることを防止できるので、適切に圧着を行うことができる。従って、導通性を良好にすることができる。

次に、作業者は、図３（ｂ）に示すように、カバー部材６０を嵌め込んだ被覆電線５０を電線接続部３０に挿入する。被覆電線５０を挿入していくと、係止突起６３が係止溝３３ａに入り込む。そして、その状態から被覆電線５０を更に奥に挿入すると、係止突起６３と、係止溝３３ａの先端側の縁（壁部）とが干渉し、それ以上は被覆電線５０を奥へ挿入できない。

このように、本実施形態では、係止溝３３ａと係止突起６３により、被覆電線５０の挿入量を適切な値にすることができる。

次に、作業者は、図４（ａ）に示すように、第１圧着型７１と第２圧着型７２とから構成される圧着工具を操作して、電線接続部３０を挟み込むようにしてカシメて圧着する。なお、第１圧着型７１には、段差が形成されているので、導体部５１だけでなく被覆部５２も強力に圧着することができる。

ここで、本実施形態では係止溝３３ａ及び係止突起６３により被覆電線５０の挿入量を適切な値にすることができるので、この段差部分で導体部５１のみを的確に圧着することができる。従って、導体部５１と電線接続部３０との導通性を更に良好にすることができる。

更に、本実施形態では、導体カバー部６１の内側に導通用溝６１ａが複数形成されている。導体部５１の圧着時には、この導通用溝６１ａの縁は、面ではなく線に近い形で導体部５１を押圧する。従って、導体部５１の表面に酸化膜が形成されていた場合であっても、当該酸化膜の内部のアルミニウム部分まで導通用溝６１ａを到達させることができる。これにより、導体部５１と電線接続部３０との導通性を更に良好にすることができる。

導通用溝６１ａは、圧着時に導体部５１を局所的に押圧することができるのであれば他の形状とすることもできる。例えば、矩形状の溝に代えて細長状の溝又は断面円弧状の溝が形成されていても良いし、溝に代えて突起が形成されていても良い。

また、本実施形態では、被覆カバー部６２により被覆部５２が覆われている。この部分は、被覆部５２の他の部分よりも径が大きくなっているので、圧着時においては、被覆カバー部６２が取り付けられた部分に圧着力が集中する。これにより、被覆部５２を強く圧縮して隙間を無くすことができる。従って、被覆電線５０を伝う経路からの浸水を確実に防止できる。

また、本実施形態では、導体部５１をアルミニウムで構成し、圧着端子１０を銅で構成している。このように電線接続部３０と導体部５１とで異なる金属を用いる場合、電食を発生させないためにも、高い防水性能が要求される。この点、本実施形態では、上述のように溶接箇所Ａ及びＢにより圧着端子１０の表面からの浸水を防止するとともに、被覆部５２を圧縮することで被覆電線５０を伝う経路からの浸水を防止している。このように防水を行う本実施形態の構成は、電線接続部３０とボックス部２０との隙間をモールド樹脂等により塞ぐ構成と比較して、大幅にコストを低減することができる。

次に、図５を参照して上記実施形態の変形例について説明する。図５は、変形例に係る圧着端子の断面斜視図及び側面断面図である。

上記では、電線接続部３０の内壁面３３には、係止溝３３ａ以外の溝や突起は形成されていない。この点、変形例の電線接続部３０の内壁面３３には、導体部５１が圧着される位置（係止溝３３ａよりも先端側）に矩形状の複数の溝からなる導通用押圧部３３ｂが形成されている。更に、電線接続部３０の内壁面３３には、被覆部５２が圧着される位置（係止溝３３ａよりも基端側）に、円弧状の突起からなる防水用圧縮部３３ｃが形成されている。

導通用押圧部３３ｂは、電線接続部３０と導体部５１（導体カバー部６１）との導通を確保するために形成されている。即ち、導通用押圧部３３ｂの矩形状の溝の縁部等で導体カバー部６１を強く押圧することで、導体カバー部６１（ひいては導体部５１）との導通をより確実に確保することができる。なお、導通用押圧部３３ｂは、矩形状の溝に限られず、その他の形状の溝又は突起であっても良い。

防水用圧縮部３３ｃは、開放部３１からの浸水をより確実に防止するために形成されている。上述のように、防水性能を向上させるためには、被覆部５２を局所的に圧縮することが好ましいため、防水用圧縮部３３ｃの円弧状の突起で被覆部５２を強く圧縮することで、防水性能を向上させることができる。なお、防水用圧縮部３３ｃは、円弧状の突起に限られず、その他の形状の突起又は溝であっても良い。

以上に説明したように、上記の端子付き電線１は、被覆電線５０と、電線接続部３０と、ボックス部２０と、カバー部材６０と、を備える。被覆電線５０は、導体部５１及び被覆部５２を有する。電線接続部３０は、中空状の部分を有し、当該中空状の部分の内側に被覆電線５０が圧着される。ボックス部２０は、電線接続部３０と連結されており、他の端子に接続される。カバー部材６０は、導電性を有する素材で構成されており、導体部５１の表面の少なくとも一部を覆うように配置される。

これにより、カバー部材６０により導体部５１の動きを規制できるので、被覆電線５０の挿入時等に導体部５１がバラけたり導体部５１の一部が折れ曲がったりすること等を防止できる。従って、導体部５１を電線接続部３０に確実に圧着して導通性を確実に確保することができる。

また、上記の端子付き電線１においては、カバー部材６０のうち、導体部５１と接触する部分には、溝（導通用溝６１ａ）又は突起が形成されている。

これにより、溝の縁や突起等により導体部５１を強く押圧することができるので、例えば導体部５１に酸化膜が形成されていた場合であっても、導通性を確保することができる。

また、上記の端子付き電線１においては、カバー部材６０は、導体部５１の表面の少なくとも一部に加え、被覆部５２の表面の少なくとも一部を覆う。

これにより、カバー部材６０が被覆部５２を覆うことで圧着時に被覆部５２を圧縮することができるので、高い防水性を発揮することができる。

また、上記の端子付き電線１においては、カバー部材６０のうち被覆部５２を覆う部分と電線接続部３０の内側とは、被覆電線５０の挿入時に係合するように構成される。

一般的に中空状の電線接続部３０を有する端子は被覆電線５０の挿入量を視認しにくい。この点、上記の構成では、被覆電線５０の挿入量を適量にすることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

圧着端子１０の溶接方法及び溶接箇所は、上記で挙げた例以外であっても良い。また、圧着端子１０は、一枚の金属板から形成される構成に限られない。例えば、ボックス部２０と電線接続部３０とを個別に成形し、適宜の接続方法（例えば溶接）により接続することもできる。

上記の電線接続部３０は、封止部３２により片側が封止されているが、両方が開放されている形状であっても良い。

カバー部材６０は、少なくとも導体部５１がバラけるのを防止する形状であれば良く、導体部５１の外周部分を全て覆う形状でなくても良い。また、導体カバー部６１と被覆カバー部６２とを一体形状とする構成に限られず、別個の部品とすることもできる。また、カバー部材の先端側（導体カバー部６１側）が封止されていても良い。この場合、密閉性がより向上するので、導体部５１に水が掛かることをより確実に防止できる。

係止溝３３ａは、係止突起６３に対応する部分に形成されていれば足り、必ずしも全周にわたって形成されていなくても良い。

圧着端子１０は、単線同士（又は単線と電気機器）を接続する端子として利用することができる。また、圧着端子１０は、複数を並べて配置して、ジョイントコネクタの一部とすることができる。

上記では、メス端子の圧着端子１０を例に挙げて説明したが、本願の圧着端子１０をオス端子に適用することもできる。

端子付き電線１は、例えば自動車に設置されるワイヤハーネスへの適用が想定されているが、防水性が要求される様々な箇所のコネクタの一部として用いることができる。

１ 端子付き電線
１０ 圧着端子（端子）
２０ ボックス部（端子接続部）
２１ 弾性接触片
３０ 電線接続部
３１ 開放部
３２ 封止部
３３ 内壁面
３３ａ 係止溝
３３ｂ 導通用押圧部
３３ｃ 防水用圧縮部
５０ 被覆電線
５１ 導体部
５２ 被覆部
６０ カバー部材
６１ 導体カバー部
６１ａ 導通用溝
６２ 被覆カバー部
６３ 係止突起

Claims (8)

1. 導体部及び被覆部を有する被覆電線と、
   中空状の部分を有し、当該中空状の部分の内側に前記被覆電線が圧着される電線接続部と、
   前記電線接続部と連結されており、他の端子に接続される端子接続部と、
   導電性を有する素材で構成されており、前記導体部の表面の少なくとも一部を覆うように配置されるカバー部材と、
   を備えることを特徴とする端子付き電線。
2. 請求項１に記載の端子付き電線であって、
   前記カバー部材のうち、前記導体部と接触する部分には、溝又は突起が形成されていることを特徴とする端子付き電線。
3. 請求項１又は２に記載の端子付き電線であって、
   前記カバー部材は、前記導体部の表面の少なくとも一部に加え、前記被覆部の表面の少なくとも一部を覆うことを特徴とする端子付き電線。
4. 請求項３に記載の端子付き電線であって、
   前記カバー部材のうち前記被覆部を覆う部分と、前記電線接続部の内側と、が係合していることを特徴とする端子付き電線。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の端子付き電線であって、
   前記カバー部材は、前記導体部の外周面を全周にわたって覆うことを特徴とする端子付き電線。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の端子付き電線であって、
   前記電線接続部は、一端が前記被覆電線の挿入口となっており、他端が封止されていることを特徴とする端子付き電線。
7. 請求項１から６までの何れか一項に記載の端子付き電線であって、
   前記導体部は、アルミニウム又は銅であることを特徴とする端子付き電線。
8. 導体部及び被覆部を有する被覆電線を端子に挿入して圧着することで端子付き電線を製造する方法において、
   前記端子は、
   中空状の部分を有する電線接続部と、
   前記電線接続部と連結されており、他の端子に接続される端子接続部と、
   導電性を有する素材で構成されており、前記導体部の表面の少なくとも一部を覆うように配置されるカバー部材と、
   を備えており、
   前記被覆電線を前記カバー部材とともに前記電線接続部の前記中空状の部分に挿入する挿入工程と、
   前記電線接続部と前記被覆電線とを圧着する圧着工程と、
   が含まれることを特徴とする端子付き電線の製造方法。

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