JP2015210907A - 端子と該端子の電線接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電線との接続部の防水性が高められる端子を提供する。
【解決手段】電線接続部とする筒部と、電気接触部とする平板部を連続して備えた筒状の端子であって、前記平板部と接する筒部の前端に閉鎖壁を備え、該筒部の前半部を芯線加締め用の小径筒部とすると共に、該小径筒部と段差を介して、該筒部の後半部に絶縁被覆加締め用の大径筒部を設け、該大径筒部の内周面に所要厚さで弾性を有する防水層を環状に設けており、電線の芯線露出部を収容した前記小径筒部と該電線の絶縁被覆を収容した前記大径筒部の前記防水層を設けている部分を全周加締める構成としている。
【選択図】図２

Description

本発明は端子および該端子の電線接続構造に関し、詳しくは、浸水領域に配線する電線端末に接続する防水仕様の端子において、特に、電線の芯線と端子との電気接続部の防水を図るものである。

車両に配索する電線端末に接続する端子として、従来、図４に示す導電性に優れた銅系金属板を打ち抜き加工後に折り曲げ加工して形成した端子１００が汎用されている。該端子１００は基板１０１の長さ方向の一側を芯線バレル１０２と絶縁被覆バレル１０３を設けた電線接続部１０４とし、長さ方向の他側を相手方端子と接続する電気接触部１０５としている。端子１００をオス端子とした場合には平板形状のタブとし、メス端子とした場合にはボックス状に折り曲げ、また、車体パネルやバスバーにボルト締めするボルト締め端子の場合は基板にボルト穴を設けている。
前記端子１００と接続する電線１１０は、芯線１１１を被覆する絶縁被覆１１２を皮剥ぎして露出させ、該芯線露出部１１１ａに端子１００の芯線バレル１０２を加締め圧着すると共に皮剥ぎ端１１２ｅに連続する絶縁被覆１１２に絶縁被覆バレル１０３を加締め圧着している。

前記図４に示す汎用型の端子１００では、芯線バレル１０２で加締め圧着した状態で芯線露出部１１１ａの先端は芯線バレル１０２の先端より突出して外部に露出し、外部から芯線露出部１１１ａに浸水が生じる恐れがある。かつ、車両のエンジンルーム等の浸水領域に配線する電線１１０では、該電線１１０の外面に水滴が付着し、該水滴が絶縁被覆１１２の外周面に沿って流れ、端子１００との圧着部において、絶縁被覆バレル１０３の内周面を伝って露出した芯線１１１ａに浸水が生じる恐れがある。

前記のように、電線１１０の芯線露出部１１１ａに浸水が生じると、芯線１１１と端子１００の基板１０１との接触部に腐食が発生する。この水分の付着による腐食は、電線１１０の芯線１１１が銅系金属で、端子と同種金属である場合にも発生するが、特に、電線１１０の芯線１１１がアルミニウム系金属からなるアルミ電線の場合、銅系金属からなる端子１００とアルミニウム系金属からなる芯線１１１が異種金属であるため腐食の発生および腐食の進行が著しくなる問題がある。

前記図４に示す汎用の端子に対して、防水性が高い端子を用いた端子金具と電線との防水接続構造を特開２００１−１１０４６４号公報（特許文献１）で本出願人は先に提供している。該特許文献１では、図５に示すように、端子２００は筒部２０１からなる電線接続部の先端（奥端）に電気接触部となる平板部２０２を一体的に連続させた形状の防水型の筒状端子としている。前記筒部２０１は奥端を閉鎖する奥壁２０３を設けると共に対向側は電線挿入用の開口２０４とし、奥側は芯線露出部を挿入する小径筒部２０５とし、開口側は絶縁被覆を挿入する大径筒部２０６としている。該大径筒部２０６の長さ方向の中間位置の内周面にＯリング２１０を防水リングとして配置している。

前記端子２００に対して、図５（Ｂ）に示すように、電線１１０の端末で露出させた芯線１１１および連続する絶縁被覆１１２を開口２０４から挿入し、芯線１１１を小径筒部２０５に位置させ、大径筒部２０６に絶縁被覆１１２を位置させ、絶縁被覆１１２の外周面をＯリング２１０の内周面に密着させている。その後、芯線露出部１１１ａが挿入されている小径筒部２０５を加締め圧着して、芯線１１１と端子２００とを電気接続している。

前記防水用のＯリング２１０は図５（Ｂ）に示すように移動自在とすると共に開口２０４から脱落しないように、開口２０４の周縁に内周側へ屈曲させたリング係止部２０７を設けている。あるいは他の実施形態の図５（Ｃ）に示すように大径筒部２０６の内周面にリング溝２０８を凹設し、Ｏリング２１０をリング溝２０８に収容して抜け止めしている。

特開２００１−１１０４６４号公報

前記特許文献１の電線接続部を筒部２０１とした端子２００では、その小径筒部２０５内に露出した芯線１１１を挿入して加締め圧着すると共に、芯線１１１の全体を筒部２０１の内部に位置させ、露出した芯線１１１が外部に露出しないため、外部から芯線１１１への浸水を確実に防止できる。かつ、筒部２０１の先端の開口２０４から電線の絶縁被覆１１２の外面を伝って大径筒部２０６内に侵入する水をＯリング２１０で遮断し、芯線露出部１１１ａへ浸水するのを防止できる。しかしながら、該防水性能はＯリング２１０の内径と、電線の絶縁被覆１１２の外径とで決定される。

即ち、電線外径が小さくなると、絶縁被覆とＯリング２１０との隙間が大きくなり防水性能が低下する。一方、電線外径が大きくなると、筒部２０１への電線の挿入抵抗が増大し、芯線露出部を小径筒部まで挿入できなくなる。このように、適用できる電線は一種類の電線となり、電線外径が相違する毎に端子２００を変える必要があり、端子の種類が増加し、コスト高になる問題がある。

かつ、図５（Ｂ）に示すように、Ｏリング２１０を移動自在とすると、小径筒部２０５と大径筒部２０６との間に傾斜部２０９を設ける必要があり、かつ、端子２００に挿入される電線１１０の長さ寸法を一定に保持できない問題がある。
図５（Ｃ）に示すように、大径筒部２０６の内周面にリング溝２０８を設けてＯリング２１０を嵌合すると、Ｏリング２１０を位置決め保持できるが、リング溝へのＯリングの装着に手数がかかり、かつ、電線の絶縁被覆１１２の皮剥端１１２ｅを傾斜部２０９に突き当てて電線の挿入を停止しているため、電線挿入寸法が一定に保持しにくい問題がある。

本発明は前記問題を解消せんとするもので、特許文献１で提示した筒部を有する防水型の端子を用いるが、電線径が若干相違しても適用できるようにして端子の共用化を図ると共に、Ｏリングを用いる場合より筒部の電線挿入側の開口からの浸水をより確実に遮断し、防水性能を高め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、電線接続部とする筒部と、電気接触部とする平板部を連続して備えた筒状の端子であって、
前記平板部と接する筒部の前端に閉鎖壁を備え、該筒部の前半部を芯線加締め用の小径筒部とすると共に、該小径筒部と段差を介して、該筒部の後半部に絶縁被覆加締め用の大径筒部を設け、該大径筒部の内周面に所要厚さで弾性を有する防水層を環状に設けており、
電線の芯線露出部を収容した前記小径筒部と該電線の絶縁被覆を収容した前記大径筒部の前記防水層を設けている部分を全周加締める構成としていることを特徴とする端子を提供している。

前記防水層は防水材料を溶融した状態で前記大径筒部の内周面に１〜８ｍｍの厚さで塗布して設けることが好ましい。
前記防水層を形成する防水材料としてブチルゴム等が好適に用いられるが、溶融して塗布できる弾性材からなる防水材料であればブチルゴムに限定されない。該防水層は端子の大径筒部の長さ方向の両端を除く中間部分に全面に塗布することが好ましい。厚さは前記のように１〜８ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍである。なお、防水層をシート材とした防水材料を大径筒部の内周面に固着して形成してもよい。

前記のように、本発明の防水型の筒状の端子では、電線の絶縁被覆を収容する端子の大径筒部の内周面に、防水材としてＯリングに代えて、弾性を有する防水層を設けると共に、該防水層を備えた大径筒部を絶縁被覆加締め部として全周加締めて電線の絶縁被覆の外周面に密着させている。これにより、電線の外径が相違しても端子を共用で用いることができ、該端子の種類を減少して、コスト低下を図ることができる。
さらに、該防水層を内面に設けた大径筒部を小径筒部と同様に加締め、電線の絶縁被覆の外周面に隙間なく密着しているため、防水性能を確実に高めることができる。よって、筒部の後端の電線挿入口となる開口から筒部内に浸水が生じても前記防水層で確実に遮断でき、小径筒部内の芯線露出部まで浸水が生じるのを防止して、芯線露出部と端子との間に腐食が発生するのを確実に防止できる。

さらに、端末で絶縁被覆を皮剥して芯線を露出させた電線を前記筒状の端子に挿入する際、絶縁被覆の皮剥端を大径筒部と小径筒部との間の段差部に突き当てることで、筒状の端子への電線挿入量を一定に規定できる。

前記端子の電気接触部にはボルト穴を設け、浸水領域の車体パネルにボルト締め結合するアース端子として好適に用いられる。
車両のエンジンルーム等の浸水領域において、車体パネルにボルト締めされるアース端子では、端子と接続する電線端末の外面および端子の外面に水滴が付着しやすく、付着した水滴が端子の筒部内に電線挿入側の開口から浸入しやすい。よって、該開口に接する絶縁被覆加締め部とする大径筒部の内周面に防水層を設けると共に、該防水層を設けた部分を全周加締めることにより、浸水を遮断でき、芯線と端子の接触部に腐食が生じるのを防止できる。

特に、電線の芯線がアルミニウム系金属からなる一方、前記端子が銅系金属からなり、芯線露出部と端子との接触部が異種金属の接触部となる場合に好適に用いられる。
車両に配線する電線として、軽量化および経費節減の観点から、芯線がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミ電線が汎用される傾向である。
前記アルミ電線の場合、銅系金属からなる端子とは異種金属の接触となり、該接触部に水滴が付着すると腐食が急激に発生する。よって、筒部の絶縁被覆加締め部となる大径筒部で浸水を確実に遮断して、芯線への浸水を遮断すると、異種金属間における腐食発生を防止できる。

よって、本発明は、前記端子を用い、該端子の前記小径筒部に、アルミ電線のアルミニウム系金属からなる芯線を挿入すると共に前記大径筒部に前記電線の絶縁被覆を挿入し、前記小径筒部の全周を前記芯線に加締め圧着し、大径筒部の全周を加締め圧着して前記防水層を前記絶縁被覆の外周面に圧着している端子の電線接続構造を提供している。

前記した本発明の端子によれば、電線の絶縁被覆を収容する端子の大径筒部の内周面に、防水材としてＯリングに代えて、弾性を有する厚肉とした防水層を設けると共に、該防水層を備えた大径筒部を絶縁被覆加締め部として全周加締めて電線の絶縁被覆の外周面に密着させる構成としているため、電線の外径が相違しても端子を共用で用いることができ、該端子の種類を減少して、コスト低下を図ることができる。
さらに、該防水層を内面に設けた大径筒部を小径筒部と同様に加締め、電線の絶縁被覆の外周面に隙間なく密着しているため、防水性能を確実に高めることができる。よって、筒部の後端の電線挿入口となる開口から筒部内に浸水が生じても前記防水層で確実に遮断でき、小径筒部内の芯線露出部まで浸水が生じるのを防止して、芯線露出部と端子との間に腐食が発生するのを確実に防止できる。

本発明の実施形態の端子を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は前記端子に電線を接続する工程を示す断面図である。 本発明の端子の変形例を示す断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は従来の汎用されている端子を示す図面である。 （Ａ）〜（Ｃ）は他の従来例を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１および図２に実施形態を示す。

筒状の端子１は、自動車の浸水領域となるエンジンルームに配索する太物のアース電線からなるアルミ電線２０の端末に接続している。該アルミ電線２０はアルミニウム系金属製の多数の素線を撚った芯線２１を絶縁被覆２２で被覆した断面円形の電線からなる。該アルミ電線２０の端末で絶縁被覆２２を所要寸法皮剥して芯線２１を露出させ、該露出した芯線２１と絶縁被覆２２の皮剥端２２ｅに隣接する部分を前記筒状の端子１の筒部２に挿入し、挿入した芯線２１および絶縁被覆２２の外周面に筒部２を加締め圧着して接続している。

筒状の端子１は銅系金属材からなり、電線接続部とする筒部２と、電気接触部とする平板部３を連続して備えた筒状の端子からなる。電気接触部とする平板部３にはボルト穴１０を設けている。該平板部３と接する筒部２の前端に閉鎖壁７を設け、筒部２の前半部を芯線加締め用の小径筒部４としている。該小径筒部４と段差６を介して、該筒部２の後半部に絶縁被覆加締め用の大径筒部５を設け、該大径筒部５の後端に電線挿入用の開口８を設けている。

前記芯線加締め用の小径筒部４の長さはアルミ電線２０の端末で露出させる芯線２１の長さより大きくし、該小径筒部４の内径は芯線２１の外径より若干大きくすると共の絶縁被覆２２の外径より小さくしている。
なお、小径筒部４の長さおよび内径は露出した芯線２１をスムーズに収容できる大きさであればよく、閉鎖壁７は傾斜壁でもよい。

前記小径筒部４の後端と大径筒部５の前端との間を連続する段差６は、アルミ電線２０の絶縁被覆２２の皮剥端２２ｅを突き当てることができる寸法としている。このように、筒部２に挿入するアルミ電線２０の皮剥端２２ｅを段差６に突き当てて停止することで、端子１へのアルミ電線２０の挿入量を一定としている。

前記絶縁被覆加締め用の大径筒部５の内周面にブチルゴム等の防水材料を溶融して所要厚さで塗布して形成した弾性を有する防水層９を設けている。該防水層９の厚さは１〜８ｍｍの厚さとし、本実施形態では２ｍｍ〜５ｍｍの厚さとしている。かつ、該防水層９は大径筒部５の長さ方向の両端と隙間をあけて中間領域で内周面の全面に環状に設けている。該環状の防水層９の内径は、挿入するアルミ電線２０の絶縁被覆２２の外径より若干大きくし、大径筒部５内にアルミ電線２０の絶縁被覆２２がスムーズに挿入できるようにしている。

前記大径筒部５の長さは、本実施形態では小径筒部４の長さと同等としているが、大径筒部の長さは限定されない。
また、大径筒部５の内径は前記防水層９の厚さを含めて、アルミ電線２０の絶縁被覆２２がスムーズに挿入できる寸法としている。
後述するように大径筒部５を全周加締め圧着して防水層９を絶縁被覆２２の外周面に密着させるため、前記大径筒部５の内径および防水層９の厚さは比較的大きくして、アルミ電線２０の寸法が相違しても共用で用いられるようにしている。

前記端子１とアルミ電線２０との接続は、図２（Ａ）に示すように、まず、アルミ電線２０を端末で絶縁被覆２２を皮剥して芯線２１を露出させる。
この状態で、図２（Ｂ）に示すように、端子１の筒部２の電線挿入用の開口８に、アルミ電線２０の露出させた芯線２１から挿入する。芯線２１は大径筒部５を通して小径筒部４へと挿入し、連続して挿入する絶縁被覆２２の皮剥端２２ｅが段差６に突き当たる。

前記のように、端子１にアルミ電線２０の端末を挿入した状態で、加締め圧着装置（図示せず）上にセットし、芯線２１を収容した小径筒部４の長さ方向の中間部の全周を加締め圧着し、図２（Ｃ）に示すように、小径筒部４の内周面全体を芯線２１の外周面に密着させた加締め圧着部４０を設ける。該小径筒部４の加締め圧着と略同時に、大径筒部５の長さ方向の中間部で防水層９を設けている部分の全周を加締め圧着し、防水層９の内周面全体を絶縁被覆２２の外周面に密着させた加締め圧着部５０を設ける。

図２（Ｃ）に示すように、端子１の小径筒部４の全周がアルミ電線２０の芯線２１の外周面全面に加締め圧着されると共に、絶縁被覆２２の外周で大径筒部５が加締め圧着され、防水層９が絶縁被覆２２の外周面に強い力で圧着される。これにより、電線挿入用の開口８から大径筒部５内に浸水しても、防水層９で浸水を遮断でき、小径筒部４内で露出した芯線２１まで浸水が達するのを確実に防止できる。
このように、小径筒部４内で加締め圧着される芯線２１への浸水を確実に防止するため、アルミニウム系金属からなる芯線２１と銅系金属からなる端子１の小径筒部４との異種金属接触部に水分が付着して腐食が発生するのを防止できる。

また、芯線２１を収容する小径筒部４の全周を加締め圧着すると共に、絶縁被覆２２を収容する大径筒部５も全周を加締め圧着するため、小径筒部４および大径筒部の内径をアルミ電線の芯線外径及び絶縁被覆外径よりかなり大きな寸法として対応できる。特に、大径筒部５の内周面に弾性を有する防水層９を厚肉で設けているため、加締め圧着時に収縮する大径筒部の内径寸法と防水層９の圧縮寸法との両方で、電線の絶縁被覆外周面に圧着させる防水層９の内径を大幅に小さくできる。このように、一種類の端子１が適用できる電線の寸法範囲を大幅に広げることができ、端子１の種類を削減できる。

前記のように、アルミ電線２０の端末に接続した端子１は、自動車のエンジンルーム内において、車体パネルに穿設しているボルト穴に端子１のボルト穴１０を一致させ、ボルトを通して締結している。該エンジンルーム内は浸水領域であるため、アルミ電線２０の絶縁被覆２２の外周面に水滴が付着し、端子１との接続位置まで外周面に沿って流れてきても、また、端子１の電線挿入用の開口８から直接に水滴が流入しようとしても、防水層９で遮断でき、芯線２１へ浸水を確実に防ぎ、腐食の発生を防止できるため、電気接続信頼性を高めることができる。

図３に第１実施形態の変形例を示す。
変形例では、筒状の端子１Ｂの小径筒部４の閉鎖壁７を傾斜壁とし、挿入する電線３０の芯線３１の先端を突き当てていないが、該電線３０の絶縁被覆３２の皮剥端３２ｅを小径筒部４と大径筒部５との間の段差６に突き当てて、端子１Ｂへの電線３０の挿入量を一定としている。該電線３０の芯線３１は銅系金属からなる汎用されている銅電線からなる。
また、大径筒部５の内周面に設ける防水層９は厚さ２〜５ｍｍのブチルシートを接着剤９ａで固着して貼り付けて形成している。
他の構成は第１実施形態と同様であり、端子１Ｂと電線３０との接続工程も第１実施形態と同様であるため、同様の符号を付して説明を省略する。

変形例の銅電線の場合は、銅系金属からなる端子１Ｂと同種金属であるが、電線の芯線と端子との接触部に水滴が付着すると腐食が発生するため、絶縁被覆３２を収容する大径筒部５を全周加締め圧着し、内周面に設けた防水層９を絶縁被覆３２の外周面の全面に圧着することで、小径筒部４内に加締め圧着している芯線３１への浸水を確実に防いで、腐食発生を防止することができる。

本発明は前記実施形態に限定されず、大径筒部と小径筒部を連続して設けた筒部からなる電線接続部の先端に連続して設ける電気接触部はタブ形状、筒型のメス形状とし、電気接続する相手方端子と嵌合接続するものでもよい。

１ 端子
２ 筒部
３ 平板部
４ 小径筒部
５ 大径筒部
６ 段差
７ 閉鎖壁
８ 電線挿入用の開口
９ 防水層
２０ アルミ電線
２１ 芯線
２２ 絶縁被覆

Claims (4)

1. 電線接続部とする筒部と、電気接触部とする平板部を連続して備えた筒状の端子であって、
   前記平板部と接する筒部の前端に閉鎖壁を備え、該筒部の前半部を芯線加締め用の小径筒部とすると共に、該小径筒部と段差を介して、該筒部の後半部に絶縁被覆加締め用の大径筒部を設け、該大径筒部の内周面に所要厚さで弾性を有する防水層を環状に設けており、
   電線の芯線露出部を収容した前記小径筒部と該電線の絶縁被覆を収容した前記大径筒部の前記防水層を設けている部分を全周加締める構成としていることを特徴とする端子。
2. 前記防水層は防水材料を溶融した状態で前記大径筒部の内周面に１〜８ｍｍの厚さで塗布して設けている請求項１に記載の端子。
3. 前記電気接触部にはボルト穴を設け、浸水領域の車体パネルにボルト締め結合するアース端子からなる請求項１または請求項２に記載の端子。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の端子の前記小径筒部に、アルミ電線のアルミニウム系金属からなる芯線を挿入すると共に前記大径筒部に前記電線の絶縁被覆を挿入し、前記小径筒部の全周を前記芯線に加締め圧着し、大径筒部の全周を加締め圧着して前記防水層を前記絶縁被覆の外周面に圧着している端子の電線接続構造。

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