JP2014194860A - 電線、該電線の接続構造およびジョイントコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】端子金具を接続することなく電線を他の導電材と接続可能にする。
【解決手段】複数本の電線の端末で絶縁被覆を皮剥ぎして露出させた芯線を抵抗溶接または超音波溶接で溶融すると共に角棒状の端子部として成形し、前記電線のサイズが相違しても、相手方導体と接触させる前記端子部の幅（Ｓ）の寸法を一定としていることを特徴とする電線を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線、該電線の接続構造、該電線の接続構造を用いたジョイントコネクタに関し、詳しくは、電線端末に端子金具を接続することなく、相手方導体と接続できる端子部を芯線に連続させた電線に関するものである。

車両等にワイヤハーネスとして配索される電線として、多数の素線を撚って形成した芯線を絶縁樹脂で被覆した丸電線が汎用されている。これら電線を他の電線、コネクタ等に接続する場合、図９に示すように、予め、電線１００の端末側で絶縁被覆１０１を皮剥ぎして芯線１０２を露出させ、圧着端子１１０の芯線バレル１１０ａ、絶縁被覆バレル１１０ｂを前記露出させた芯線１０２および絶縁被覆１０１にカシメ圧着して接続している。前記圧着端子１１０は電気接触部の形状をタブ状としたオス端子、ボックス状としたメス端子があり、相手方端子と雌雄嵌合接続するため、オス端子とメス端子のいずれかと接続している。前記圧着端子に代えて圧接端子を用いる場合もあるが、電線端末に導電性金属板を加工して形成した端子を予め接続している構成は同様であり、電線と端子とをセットとしている。

セットとなる電線と端子とは、電線径に応じて端子サイズが相違し、一般的に電線サイズが０．３〜０．５はＳサイズの端子、電線サイズが０．５〜１．２５はＭサイズの端子、電線サイズが２．０ではＬサイズの端子が用いられる。このように、端子の種類が多数必要となり、かつ、各電線毎に端子を接続する作業が必要となり、端子部品分がコスト高になると共に端子圧着に作業手数がかかる問題がある。

前記問題を解消するため、電線端末に端子を接続することなく、即ち、端子金具を取り付けることなく、接続相手方の導体と接続することが要望されている。
前記要望に応えるものとして、例えば、特表２００６−５１４７７７号公報で、図１０に示す電線２００が提案されている。該電線２００は絶縁被覆２０１を皮剥ぎして芯線２０２を露出させ、該芯線２０２の素線を成形パンチ内に挿入し、該成形パンチ内で超音波溶接法により素線を互いに固着または互いにカシメて、ピンエレメント２０５に成形している。該ピンエレメント２０５は薄板を長方形状としたタブ形状とされている。この電線２００の端末から突出させたピンエレメント２０５はソケットコネクタに嵌合可能であると記載されているが、該ソケットコネクタの構成は開示されておらず不明である。

特表２００６−５１４７７７号公報

特許文献１の電線は露出させた芯線自体をタブ形状のピンエレメントに成形しているため、タブ形状の電気接触部を備えたオス端子を電線に接続する必要を無くしている。
しかしながら、電線サイズが相違すると、該電線の芯線を溶融して形成する前記ピンエレンメントの形状は相違することになる。このように、ピンエレメントの形状が相違すると、相手方電線の導電材の形状も変化させる必要があり、部品点数の削減に余り寄与しない等の問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、特許文献１と同様に、電線の芯線を端子化して端子レス電線としながら、実用に供しえるものと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、複数本の電線の端末で絶縁被覆を皮剥ぎして露出させた芯線を抵抗溶接または超音波溶接で溶融すると共に角棒状の端子部として成形し、前記電線のサイズが相違しても、相手方導体と接触させる前記端子部の幅（Ｓ）を一定としていることを特徴とする電線を提供している。

前記発明の端子レスの電線は、被覆電線サイズが相違しても、角棒状の端子部の幅を一定としているため、共用の端子を接続した場合と同様な、端子レス電線とすることができる。よって、該角棒状の端子部に対して幅方向の外方から相手方の導電材の端子部を押し当てて接触させる方式とすると、相手方の導電材の端子部を共用化できる。

前記幅を一定とした角棒状の端子部は、該端子部の高さ（Ｈ）または端子部の長さ（Ｌ）を一定としていることが好ましい。

前記のように、端子部の長さ（Ｌ）が一定であると、複数サイズの電線をコネクタに接続した場合に、各電線のコネクタ挿入長さを揃えることができる。

前記端子部の高さ（Ｈ）、幅（Ｓ）および長さ（Ｌ）を一定とすると、電線サイズが相違しても端子部の形状は同一となる。
前記電線サイズが相違する電線で、皮剥ぎ長さを一定として露出させる芯線長さが一定であると、該芯線を溶融した状態での導電材量（銅量）が相違するため、成形する四角棒状の端子部は、幅を一定とすると端子部の長さ又は高さが相違する。しかし、溶融一体化せずに端子部としない部分の長さをかえると、端子部の幅（Ｓ）、高さ（Ｈ）、長さ（Ｌ）を一定にすることができる。

さらに、前記本発明の端子レス電線は、前記角棒状の端子部を断面正方形とし、高さ（Ｈ）と幅（Ｓ）とを同一とすることが好ましい。このように、端子部を断面正方形とすると、上下および左右方向を特定して、端子レス電線を相手方導電材と接続する必要はなく、接続作業を容易に行うことができる。

前記本発明の端子レス電線では、芯線は多数の素線を撚った撚線からなり、該撚線を抵抗溶接または超音波溶接で溶融した後に成形型で前記角棒状の端子部としている。
汎用されている被覆電線では、屈曲性を高めるために、その芯線は多数の素線を撚った撚線からなるが、該芯線は剛直性がなく直線保持力が低い。よって、該芯線を溶融して一体化して端子部を形成すると、端子部の剛性および直線保持力を高めることができる。
なお、芯線が単芯線である場合には、該単芯線の芯線を予め角棒状とし、該芯線を絶縁樹脂で被覆しておけば、絶縁被覆を端末から皮剥ぎするだけで、角棒状とした端子部を備えた本発明と同様の端子レス電線とすることができる。

また、本発明の端子レス電線は角棒状の端子部は、外面に係止用凹部を設けていることが好ましい。
前記係止用凹部はコネクタに設ける係止片（ランス）を挿入係止するものである。該係止用凹部は前記角棒状の端子部の少なくとも一辺の外面に設ければよいが、幅方向両面の対向位置あるいは高さ方向両面の対向位置に一対設け、あるいは幅方向両面および高さ方向両面に連続した全周方向に設けてもよい。

前記端子レス電線は端子部が断面正方形で且つ長さが一定で、さらに、前記係止用凹部を全周に設けた形状とすると、コネクタへの挿入時に電線の端子部の向きに規制がなくなる。よって、相手方導体との接続作業時に電線の向きに留意する必要がなく、接続作業が容易となる。

さらに、本発明は、前記電線を、電線端末に端子を接続した相手方電線と一対一で接続し、前記電線の端子部の外面に、前記相手方電線に接続した端子の幅方向に設けた一対の接点部を押し当てて接続する構成としている電線の接続構造を提供している。
例えば、他の電線端末に音叉端子またはメス端子を接続し、
前記音叉端子の一対のアーム片の間に前記電線の端子部を挿入し、該端子部の幅方向両側面に前記アーム片先端の接点部を押し当て、
または、前記電線の端子部を前記メス端子のボックス内に挿入し、該ボックスの幅方向両側面に設けたバネ接点部を前記端子部の幅方向両側面に押し当てて電線同士を接続している。

前記電線同士を一対一で接続（即ち、ワイヤーツーワイヤー接続）する場合、本発明の電線と接続する他方の電線には音叉端子やメス端子を接続する必要があるが、本発明の電線側では端子を不要とでき、必要とする端子を半減することができる。

また、電線同士を一対一ではなく、２本以上の多数本の電線を接続するジョイントコネクタに前記端子レス電線を用いることができる。即ち、
前記端子部の外面に係止用凹部を設けた電線をジョイントコネクタに挿入してジョイント接続しており、
前記ジョイントコネクタのコネクタケース内にジョイントバスバーを収容し、該ジョイントバスバーの共通部から分岐させた複数の分岐部を前記コネクタケースに設けた各キャビティに夫々突出させ、該各キャビティ内に突出させた前記ジョイントバスバーの分岐部に突設した端子部を、前記電線の角棒状の端子部の外面に押し当て、かつ、各キャビティに突設したランスを前記端子部に設けた係止用凹部に挿入係止して位置決め保持しているジョイントコネクタを提供している。

前記した構成のジョイントコネクタを用いると、ジョイント接続する複数の電線を全て端子レス電線とすることができ、端子を不要として部品点数の削減および端子取付作業を不要にでき、大幅なコスト低下を図ることができる。
さらに、電気接続箱等に収容するバスバーに音叉状端子部を設け、その端子部を前記端子レス電線の端子部の両側面に外方から押し付けるようにしてもよい。

前記のように、本発明の端子レス電線は、被覆電線の絶縁被覆を皮剥ぎして露出させた芯線を溶融した後に成形して角棒状の端子部とし、該端子部は被覆電線のサイズが相違しても、相手方導体と接触させる端子部の幅を一定としている。このように、共用の端子を電線に接続した状態と同等としているため、相手方導体の共用化を図ることができ、専用端子を削減でき、端子の部品点数を減少できる。

本発明の第１実施形態を示し、（Ａ）がサイズが相違する電線の斜視図、（Ｂ）は平面図である。 （Ａ）が第１実施形態の端子部の寸法を示す表、（Ｂ）は第２実施形態の端子部の寸法を示す表である。 第１実施形態の電線を他の電線と接続する状態を示す平面図である。 第１実施形態の電線を別の他の電線と接続する状態を示す平面図である。 第１実施形態の電線のジョイント接続に用いるジョイントコネクタを示し、（Ａ）は水平断面図、（Ｂ）は垂直断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は前記ジョイントコネクタのジョイントバスバーと前記電線の接続状態を示す断面図である。 第２実施形態の電線を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。 第３実施形態の電線の斜視図である。 従来例を示す斜視図である。 他の従来例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６に第１実施形態を示す。
図１に示すように、本実施形態で対象とする電線１は、端子金具を取り付けることなく、芯線に連続して設けた端子部３を相手方導体と接続できる、所謂、端子レス電線としている。かつ、電線１のサイズが相違しても端子部３は幅Ｓと高さＨは同一としている。

電線１は、導体銅系金属線からなる多数の素線１ａを撚った撚線からなる芯線１ｂを絶縁樹脂からなる絶縁被覆１ｃで被覆した丸電線からなる。該丸電線は先端から絶縁被覆１ｃを所定寸法で皮剥ぎして芯線１ｂを露出している。この露出させた芯線１ｂを成形型（図示せず）に挿入した状態で抵抗溶接を行い、露出させた芯線１ｂを溶かし、溶融した銅系金属とし、成形型のキャビティに沿った形状として、汎用されている丸電線の端末に四角棒状の端子部３を突出させた電線１としている。

前記電線１とする丸電線のサイズは相違し、電線１−Ａは電線サイズ３の大径電線（所謂太物電線）、電線１−Ｂは電線サイズ２の中径電線、電線１−Ｃは電線サイズ１．２５の小径電線（所謂細物電線）である。

前記電線サイズが相違する電線１−Ａ〜１−Ｃは先端からの皮剥ぎする絶縁被覆１ｃの長さを一定としているため、溶融した銅量が相違し、小径の電線１−Ｃの銅量は最小で、大径の電線１−Ａが最大となる。よって、成形型で断面四角状の角棒状の端子部３に成形し、幅（Ｓ）と高さ（Ｈ）を一定とすると、長さ（Ｌ）が相違することになる。

前記電線１−Ａ〜１−Ｃの端子部３には、長さ方向の中間位置に係止用凹部６を上下両側面３ａ、３ｂに設けている。後述する相手方導電材が押し付けられる左右側面３ｃと３ｄを接点面とし、この接点面に相手方導電材が押し付けられる接点位置より係止用凹部６の位置を後方にズラせている。

前記係止用凹部６を設けた四角棒状の端子部３を設けた端子レス電線１（１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃ）は、図３に示すように、相手方導電材となる電線５０と一対一でワイヤーツーワイヤー接続している。該電線５０の端末には図９に示す従来例と同様の手法で音叉端子金具５１を圧着接続している。該音叉端子金具５１を電線５０の端末の皮剥ぎ部にカシメ圧着し、この圧着部から突出する電気接触部は幅方向に分岐する一対の押し当て片５１ａ、５１ｂを設けた音叉状とし、押し当て片５１ａ、５１ｂの先端側内面に接点５１ｃ、５１ｄを設けている。前記押し当て片５１ａ、５１ｂの間に端子レス電線１の端子部３を押し込み、その左右幅方向の外面に接点５１ｃ、５１ｄを外方から押し当てて接触し、電線同士を接続している。

あるいは、図４に示すように、相手方の電線５０の端末にメス端子５５を圧着接続して、端子レス電線１の端子部３と嵌合接続して、電線同士を一対一でワイヤーツーワイヤー接続している。前記メス端子５５は四角筒形状の電線接触部５５ａを備え、該電線接触部５５ａの左右両側辺部に設けた内方へ突出させた円弧状バネ片５５ｂ、５５ｃを電線接触部５５ａ内に挿入する端子レス電線１の端子部３の幅方向両側面３ｃ、３ｄの接点位置に押し当てている。

また、本発明の端子レス電線１は図５および図６に示すジョイントコネクタ３０を用いてジョイント接続している。
該ジョイントコネクタ３０は、電線挿通側面を開口としたボックス形状のコネクタケース３１内には、開口３１ａと対向した閉鎖壁３１ｂに沿ってジョイントバスバー３３の共通基板部３３ａを収容固定している。該共通基板部３３ａから分岐した分岐片３３ｂ〜３３ｄをコネクタケース３１内に仕切壁３１ｄを設けて並列に形成した３個のキャビティ３１ｃ内にそれぞれ突出させている。

前記分岐片３３ｂ、３３ｃ、３３ｄはそれぞれ左右一対の押し当て片３３ｂ１と３３ｂ２、３３ｃ１と３３ｃ２、３３ｄ１と３３ｄ２を備え、これら各押し当て片３３ｂ１〜３３ｄ２には対向する内面に膨出させた接点３３ｅを設けている。

また、コネクタケースの各キャビティ３１ｃ内には底壁３１ｅと上壁３１ｆの中央部から互いに近接するように内方へ傾斜させた係止片（ランス）３１ｇ、３１ｈを突設し、その先端部に端子レス電線１の端子部３の上下面に設けた係止用凹部６に挿入係止する押さえ部３１ｉ、３１ｉを設けている。

３本の端子レス電線１（１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃ）をワイヤハーネスの幹線から引き出す。これらの端子レス電線１には予め端子部３を設けており、これら３本の電線端末の端子部３をジョイントコネクタ３０の各キャビティ３１ｃに挿入する。各キャビティ３１ｃ内で、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、上下面の係止用凹部６、６に係止片３１ｇ、３１ｈの押さえ部３１ｉ、３１ｉが挿入して端子部３をキャビティ３１ｃの所定位置に固定する。また、ジョイントバスバー３３の分岐片３３ｂの各左右一対の押し当て片３３ｂ１と３３ｂ２の接点３３ｅ、３３ｅが端子部３の左右両側面３ｃ、３ｄに押し当てられる。これにより、３本の端子レス電線１はジョイントバスバー３３を介して互いに導通し、ジョイント接続がなされる。該ジョイントコネクタ３０はワイヤハーネスの幹線の外周面に搭載し、テープ（図示せず）で固着している。

前記ジョイントコネクタ３０でジョイント接続する３本の端子レス電線１は端子金具を取り付けることなく、ジョイントバスバー３３と接続できると共に、ジョイントコネクタのケース内に位置決め固定することができる。このように、端子金具を不要とできるため、端子金具を削減してコスト低下を図ることが出来ると共に、端子金具を電線端末に取り付ける作業手数を省くことができる。

図７（Ａ）（Ｂ）に端子レス電線の第２実施形態を示す。
第２実施形態の端子レス電線１−ＩＩは、大径の電線１−Ａ、中径の電線１−Ｂは、端子部３の左右幅（Ｓ）および端子部３の長さ（Ｌ）は一定とし、高さ（Ｈ）を相違させている。即ち、電線１−Ａの高さが最大で、電線１−Ｃの高さが最小で、電線１−Ｂが中間高さとしている。具体的には、図２（Ｂ）の表に示す寸法としている。

前記端子部３の上下両側面３ａ、３ｂに係止用凹部６、６を設けている。電線サイズが相違しても相手方導電材と接触させる左右両側面３ｃ、３ｄの幅（Ｓ）は一定とし、接点部を一定位置としており、相手方導電材との接続形態は前記実施形態と同様であるため、説明を省略する。

第２実施形態では、相手方導電材との接続時に接点位置を規定する幅（Ｓ）および長さ（Ｌ）は電線サイズが相違しても一定としている。一方、バネ状の係止片を挿入係止する係止用凹部６を設けた上下高さは、高さ位置が変わっても係止片のバネ機能で追従できるため、電線サイズに応じた銅量の相違を、高さ（Ｈ）を変えて吸収している。

図８に第３実施形態の端子レス電線を示す。
該端子レス電線１−ＩＩＩは、電線サイズが相違しても、端子部３の幅（Ｓ）、高さ（Ｈ）、長さ（Ｌ）は一定とし、かつ、端子部３の幅（Ｓ）と高さ（Ｈ）は同一寸法として断面正方形の角棒状としている。かつ、端子部３の長さ方向の中間部の外面には、全周にわたって連続した係止用凹部６を設けている。

前記端子部３を同一形状とするため、電線サイズに応じて絶縁被覆の皮剥ぎ長さを変え、大径の電線１−Ａの皮剥ぎ長さを最小とし、小径の電線１−Ｃの皮剥ぎ長さを最大とし、溶融した銅量を同等として、前記同一形状の端子部を形成している。

前記端子部３を設けると、図３、４に示す電線同士の接続時および図５に示すジョイントコネクタへの挿入時に、電線の向き（上下面、左右面）に留意する必要はなく、接続作業を容易化し作業時間を短縮して生産性を高めることができる。

本発明は前記実施形態に限定されず、抵抗溶接に代えて超音波溶接で芯線を溶融した後に四角棒状の端子部として成形してもよい。また、端子部は断面形状は四角形に限定されず八角形等の多角形でもよい。さらに、本発明の電線端末に設けた芯線からなる端子部と接続される相手方導電材の形状は限定されず、前記端子部と確実に接触して電気接続できる形状であればよい。例えば、電気接続箱内に収容するバスバーに音叉状端子部を設け、該音叉状端子部を本発明の電線端末に設けた端子部と接続してもよい。

１ 端子レス電線
１−Ａ 大径の電線
１−Ｂ 中径の電線
１−Ｃ 小径の電線
３ 端子部
６ 係止用凹部
３０ ジョイントコネクタ
３１ コネクタケース
３３ ジョイントバスバー
Ｓ 端子部の幅
Ｈ 端子部の高さ
Ｌ 端子部の長さ

Claims (5)

1. 複数本の電線の端末で絶縁被覆を皮剥ぎして露出させた芯線を抵抗溶接または超音波溶接で溶融すると共に角棒状の端子部として成形し、前記電線のサイズが相違しても、相手方導体と接触させる前記端子部の幅（Ｓ）の寸法を一定としていることを特徴とする電線。
2. 前記電線サイズが相違しても、前記角棒状の端子部の高さ（Ｈ）または端子部の長さ（Ｌ）を一定としている請求項１に記載の電線。
3. 前記端子部の外面に係止用凹部を設けている請求項１または請求項２に記載の電線。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電線を、電線端末に端子を接続した相手方電線と一対一で接続し、
   前記電線の端子部の外面に、前記相手方電線に接続した端子の幅方向に設けた一対の接点部を押し当てて接続する構成としている電線の接続構造。
5. 請求項３に記載の電線を、ジョイントコネクタに挿入してジョイント接続しており、
   前記ジョイントコネクタのコネクタケース内にジョイントバスバーを収容し、該ジョイントバスバーの共通部から分岐させた複数の分岐部を前記コネクタケースに設けた各キャビティに夫々突出させ、該各キャビティ内に突出させた前記ジョイントバスバーの分岐部に突設した端子部を、前記電線の角棒状の端子部の外面に押し当て、かつ、各キャビティに突設したランスを前記端子部に設けた係止用凹部に挿入係止して位置決め保持しているジョイントコネクタ。

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