JP2016001552A - 電線のジョイント構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数本のアルミ電線の露出した芯線端部の電気的接続を容易にする。【解決手段】複数のアルミ電線２の露出した芯線端部２１に対し、芯線端部２１を保持する保持部３と、保持部３から延出した複数個の導体４１から成る接合部４と、を備えた接続端子１を適用する。これら各接続端子１の接合部４が束状に揃うように、各電線２を並列させ、各接合部４を集束し接合して集束部４０を形成する。導体４１においては、銅または銅合金から成るワイヤ状の導体４１複数個を撚り合わせて形成し、保持部３から接続対象側に突出した支持部３２にて支持する。【選択図】図１

Description

本発明は、電線のジョイント構造であって、例えば自動車用ワイヤハーネスに用いられている複数の電線の露出した芯線端部を束ねて互いに電気的接続するジョイント構造に関するものである。

例えば自動車用ワイヤハーネスのように複数の電線を備えた構造においては、各電線の所望の箇所を皮剥ぎして露出し、それら露出した芯線端部を束ねて集束部を形成し互いに電気的接続するジョイント構造が知られている。

前記の各電線がアルミニウム製またはアルミニウム合金製の芯線を有したアルミ電線の場合には、芯線に形成され得る酸化被膜が、ジョイント構造の電気的特性に影響（接触抵抗の増加や不安定等）を及ぼす可能性がある。このようなジョイント構造における電気的特性の影響を抑制する手法としては、露出した各芯線端部を単に直接的に接続するのではなく、接続端子を介して電気的接続する手法が検討されている。

例えば特許文献１に示すように、芯線端部を保持する保持部（例えば芯線端部の外周側を保持するバレル状の保持部；特許文献１では圧着部２ａ）と、その保持部から延出（芯線端部の延在方向に突出）した形状の接合部（例えば雄タブ型の導体；特許文献１では接続部２ｂ））と、を有した接続端子を各アルミ電線の芯線端部に適用し、各アルミ電線の接続端子の接合部を束ねて集束部を形成し電気的接続する構造（特許文献１では層状に束ねた構造）が検討されている。

特開２００５−１００７０４号公報

しかしながら、前記のように接合部が単に保持部から延出した形状の接続端子では、例えば接合部の強度（折曲加工に対する強度等）が大きい場合や、アルミ電線の本数が多い場合（すなわち接続端子の個数が多い場合）には、各接続端子の接合部を集束して集束部を形成することが困難となる。

本発明は、前記の事情に鑑み、複数本のアルミ電線の露出した芯線端部の電気的接続を容易にする電線のジョイント構造を提供することにある。

この発明に係る電線のジョイント構造は、前記の課題を解決できる創作であり、具体的に、この発明の電線のジョイント構造の一態様は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の芯線を有した複数本のアルミ電線を電気的接続する構造であって、各アルミ電線の露出した芯線端部に、芯線端部を保持する保持部と、銅製または銅合金製のワイヤ状の導体複数個を撚り合わせた撚り線が前記保持部から延出した接合部と、を備えた接続端子がそれぞれ設けられ、前記の各接続端子の接合部を束ねた集束部が電気的接続されることを特徴とする。

また、他の態様は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の芯線を有した複数本のアルミ電線を電気的接続する構造であって、各アルミ電線の露出した芯線端部に、芯線端部を保持する保持部と、銅製または銅合金製の導体複数個が前記保持部から櫛歯状に延出し各導体間にスリットが形成された接合部と、を備えた接続端子がそれぞれ設けられ、前記の各接続端子の接合部を束ねた集束部が電気的接続されたことを特徴とする。

前記の集束部は、前記の各接続端子の接合部と、銅製または銅合金製の芯線を有した少なくとも一つの銅電線の露出した芯線端部と、を束ねたものであっても良い。

本発明に係る電線のジョイント構造によれば、複数本のアルミ電線の露出した芯線端部の電気的接続が容易になる。

本実施形態の電線のジョイント構造に適用可能な接続端子の一例を示す概略説明図。 接続端子１ａの概略説明図。 接続端子１ｂの概略説明図。 接続端子１ｃの概略説明図（（Ａ）は概略図、（Ｂ）はＸ−Ｘ線の概略断面図）。 接続端子１を適用したジョイント構造の一例を示す概略説明図。 接続端子１を適用したジョイント構造の他例を示す概略説明図。 従来端子を適用した場合の概略説明図。 従来端子を適用した場合の概略説明図。 従来端子を適用した場合の概略説明図。 ワイヤハーネスの概略説明図（（Ａ）は従来端子を適用した場合（図９（Ｂ）のＹ−Ｙ線の概略断面図に相当）、（Ｂ）は接続端子１を適用した場合（図５（Ｂ）のＺ−Ｚ線の概略断面図に相当））。

本発明の実施形態に係る電線のジョイント構造は、従来のように接合部が単に保持部から延出した形状の接続端子（例えば単なる延板状の雄タブ型の導体からなる接合部を有した端子；以下、従来端子）を複数のアルミ電線の芯線端部に適用した構造とは異なるものであって、芯線端部を保持する保持部と、銅製または銅合金製の導体複数個が前記保持部から延出した接合部と、を備えた接続端子を各電線に適用したものであり、各接続端子の接合部を束ねて形成した集束部が電気的接続されるものである。

本実施形態のように、各アルミ電線に適用される接続端子の接合部が、銅製または銅合金製の複数個の導体から成り当該各導体が保持部から延出した構成（すなわち、複数個の導体に分割された構成）であれば、柔軟性があるため各接続端子の接合部を束ねて集束したり接合して集束部を形成することが、従来端子を適用した場合と比較して容易となる。

本実施形態においては、各接続端子の接合部が、それぞれ前述のように複数個の導体が保持部から延出した構成のものであって、各接合部が集束されて集束部を形成できるものであれば、自動車分野，電線分野，端子分野，溶接分野等の各種分野で一般的に知られている技術等を適用して適宜設計することが可能であり、例えば以下に説明するように、ワイヤ状の導体を撚り合わせて形成された撚り線から成る接合部や、複数個の導体が櫛歯状に延出した形状の接合部を有した構造が挙げられる。

＜接続端子の一例＞
図１〜図３の接続端子１ａ，１ｂ（または後述の接続端子１ｃ；以下、それぞれを適宜略して接続端子１と称する）は、それぞれ本実施形態の電線のジョイント構造に適用される接続端子の一例であって、例えば自動車用ワイヤハーネスに適用可能な各電線２（例えば後述するアルミ電線２ａや銅電線２ｂ；以下、それぞれを適宜略して電線２と称する）の芯線端部２１を保持する保持部３と、その保持部３から延出（例えば、保持部３に保持される芯線端部２１の軸心方向に沿って延在）した接合部４ａ（または後述の接合部４ｂ；以下、それぞれを適宜略して接合部４と称する）と、を有している。このような接続端子１は、例えば導電性の板材を打ち抜き加工や折曲加工を施したり、その各加工が施された部材に接合部４を適宜設けることにより形成することが可能である。

保持部３は、例えばハーフパイプ状で内側に芯線端部２１を配置した状態にて外周側からの加圧により当該芯線端部２１を加締めて保持することが可能な周壁３１と、その周壁３１から接続対象側に突出して接合部４ａの一端側４２を支持する支持部３２（図１〜図３では符号３２ａ，３２ｂで示す２種類の支持部；以下、適宜略して支持部３２と称する）と、が形成されている。

接続端子１ａ，１ｂの接合部４ａにおいては、複数本のワイヤ状の導体４１を撚り合わせて形成されたものであって、その一端側４２が支持部３２に支持され、その一端側４２から他端側４３方向に向かって各導体４１が撚り合いながら延在した形状となっている。

支持部３２による接合部４の支持構造は、特に限定されるものでなく、例えば支持部３２ａの場合、図２（Ａ）に示すように、例えばハーフパイプ状の周壁３３ａを有するものであって、その周壁３３ａの内側に接合部４ａの一端側４２を配置し、その周壁３３ａを外周側から加圧して当該一端側４２を加締めることにより、図１（Ａ）に示すように支持できる構造が挙げられる。また、支持部３２ｂの場合、図３（Ａ）に示すように略延板状であって、その支持部３２ｂの一端面３３ｂに添接させた状態で溶接（例えば抵抗溶接や超音波溶接等）することにより、図１（Ｂ）に示すように支持できる構造が挙げられる。

このように接合部４が支持された接続端子１に対し、例えば図２（Ｂ）に示すように、周壁３１の内側に芯線端部２１を配置し、その周壁３１を外周側から加圧して芯線端部２１を加締めることにより、図２（Ｃ）や図３（Ｂ）に示すように芯線端部２１を保持することができる。

以上示したように構成された接続端子１によれば、例えば従来端子（後述する従来端子６）と比較すると、接合部４の横断面方向に所定の加圧力を加えた場合に当該接合部４が横断面方向に変形し易い。このため、接合部４複数個が揃って束ねられた状態であっても、従来端子の場合と比較して小さい加圧力で、各接合部４を容易に集束させて集束部（後述の集束部４０）を形成することが可能となる。

なお、接続端子１は、前述のように芯線端部２１を保持でき接合部４を支持できる構造であれば、目的とするジョイント構造に応じて適宜設計しても良い。例えば、保持部３においては、図１〜図３等に示すように芯線端部２１を保持するだけではなく、芯線端部２１の首下側の電線２の外周側も保持する構造（例えば後述する従来端子６のように保持する構造）であっても良い。接合部４ａは、電線２に適用される複数本の素線から成る芯線と同様の方法により、複数個の導体４１を撚り合わせて形成することができ、目的とするジョイント構造に応じて適宜設計（例えば延在方向の長さや横断面方向の径を設定）することが可能である。

また、前述した接続端子１ａ，１ｂの他に、図４の接続端子１ｃのように、接続端子１ａ，１ｂと同様の保持部３と、その保持部３の支持部３２から複数個の導体（図４では支持部３２と一体成形された４個の導体）４４が櫛歯状に延出し当該各導体４４間にスリット４５が形成された形状の接合部４ｂと、を有した構造でも良い。このような構造の接続端子１ｃであっても、従来端子と比較すると、複数個の接合部４ｂを揃えて束ね当該各接合部４ｂを容易に集束させて集束部を形成することが可能となる。

さらに、各電線２に適用される接続端子１の材料特性（接合部４の硬度，弾性係数等）がそれぞれ均一または近似し易いため、当該各接続端子１の接合部４を束ねて集束部４０を形成する際に最適な形成条件（加圧条件等）を設定することが可能であり、当該集束部４０において所望の強度（接合強度等）を得ることも容易となる。

また、接続端子１は、端子分野，電線分野等で一般的に知られている技術等を適用して適宜形成することが可能であり、例えば導電性の板材を用い打ち抜き加工や折曲加工等を施して形成することが挙げられる。

＜ジョイント構造の一例＞
図５は、例えば自動車用ワイヤハーネスの複数本（図５では５本）の電線２に接続端子１（図５では接続端子１ａ）を適用した場合のジョイント構造の一例を示すものであって、まず図５（Ａ）に示すように、各電線２の芯線端部２１に設けられた接続端子１の接合部４（図５では接合部４ａ）が束状に揃うように当該各電線２を並列させ、図５（Ｂ）または（Ｃ）に示すように各接続端子１の接合部４を集束し接合して集束部４０を形成する。この際、各電線２においても、例えば図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように束ねて纏まるようにし、各電線２の集合体の外径が小さくなるようにすると、集束部４０の形成し易さに貢献することが可能となる。

前記のように接合部４を集束して接合し集束部４０を形成して電気的接続する手法としては、特に限定されるものではないが、例えば図５（Ｂ）に示すように集束された各接合部４の外周側に圧着端子４６を圧着させて接合したり、図５（Ｃ）に示すように当該集束された各接合部４を超音波溶接等により溶接（例えば符号４７で示す領域を溶接）して接合し電気的接続することが挙げられる。

前記の電線２においては、特に種類が限定されるものではないが、芯線がアルミニウム製またはアルミニウム合金製のアルミ電線２ａであって、例えば自動車用ワイヤハーネスに適用されているような形態が挙げられる。このアルミ電線２ａにおいては、露出した芯線（すなわち芯線端部２１）の表面に酸化被膜（図示省略）が形成され得るため、芯線端部２１を単に束ねて集束部４０を形成した場合には、酸化被膜同士が接合されることになり、接触抵抗の増大を招く虞があるが、本実施形態のように各電線２に接続端子１を適用したジョイント構造であれば、当該酸化被膜による接触抵抗の増大を抑制することが可能となる。

また各電線２において、アルミ電線２ａと、芯線が銅製または銅合金製の銅電線２ｂと、を併用し各芯線端部２１を電気的接続する場合、アルミ電線２の接続端子１と銅電線２ｂの芯線端部２１との各材料特性（硬度，弾性係数等）がそれぞれ均一または近似し易いため、当該銅電線２ｂには接続端子１を設けなくても良く、例えば図６に示すように、各アルミ電線２ａの芯線端部２１に設けられた接続端子１の接合部と、銅電線２ｂの芯線端部２１と、を最適な形成条件（加圧条件等）で集束して接合し集束部４０を形成することができ、当該集束部４０において所望の強度（接合強度等）を得ることも可能となる。図６においては、複数本のアルミ電線と１本の銅電線２ｂとを併用した構成を開示しているが、当該銅電線２ｂを複数本併用した場合であっても、図６に示した構成と同様の作用効果を奏するものと言える。

ここで、図７（Ａ）示すように、単に保持部３から延出した形状の接合部（例えば単なる延板状の雄タブ型の導体）６１を有する従来端子６を適用した場合の電線２のジョイント構造に着目すると、電線２の本数が少ない場合には、図７（Ｂ）に示すよう接合部６１を集束させて集束部４０が形成できる可能性はあるが、図８に示すように電線２の本数が増加するに連れて当該集束部４０を形成することが困難となり、各電線２の間隔が拡大してしまう虞もある。このような現象を回避する手法として、例えば、集束部４０の形状を予測して図９（Ａ）に示すように各接合部６１を予め変形加工し、集束部４０を形成し易くすることも考えられるが、各従来端子６それぞれに変形加工（例えば図９に示すように、各接合部６１をそれぞれ異なる形状に変形加工）を施すことになり、コストの増加を招くことになる。さらに、従来端子６の接合部６１が延板状の雄タブ型の場合には、接合部６１の厚さ方向に変形することができても、その接合部の両端面に沿った方向（例えば図９の白抜き矢印方向）に対して変形させることは困難となる。この場合、各電線２においては、例えば図１０（Ａ）に示すように単に積層して束ねた形態となってしまい、それら各電線２の集合体を外皮７１で覆って構成したワイヤハーネス７の形状（横断面方向の径等）を小さくすることが困難となる。

一方、本実施形態によれば、図５，図６で示したように各電線２を小さく纏まるように束ねることができるため、例えば図１０（Ｂ）に示すように各電線２の集合体を外皮５１で覆って構成したワイヤハーネス５の形状（横断面方向の径等）を小さくし易くなる。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

ここで、以上示した各実施例等から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に列挙する。
＜イ＞複数本の電線から成るワイヤハーネスであって、各電線の芯線端部が請求項１〜３の何れかのジョイント構造によって電気的接続されたことを特徴とするワイヤハーネス。

１（１ａ〜１ｃ）…接続端子
２（２ａ，２ｂ）…電線
２１…芯線端部
３…保持部
３２（３２ａ，３２ｂ）…支持部
４（４ａ，４ｂ）…接合部
４０…集束部
４１，４４…導体
４２…一端側
４３…他端側
４５…スリット
５…ワイヤハーネス

Claims (3)

1. アルミニウム製またはアルミニウム合金製の芯線を有した複数本のアルミ電線を電気的接続する構造であって、
   各アルミ電線の露出した芯線端部に、芯線端部を保持する保持部と、銅製または銅合金製のワイヤ状の導体複数個を撚り合わせた撚り線が前記保持部から延出した接合部と、を備えた接続端子がそれぞれ設けられ、
   前記の各接続端子の接合部を束ねた集束部が電気的接続されることを特徴とする電線のジョイント構造。
2. アルミニウム製またはアルミニウム合金製の芯線を有した複数本のアルミ電線を電気的接続する構造であって、
   各アルミ電線の露出した芯線端部に、芯線端部を保持する保持部と、銅製または銅合金製の導体複数個が前記保持部から櫛歯状に延出し各導体間にスリットが形成された接合部と、を備えた接続端子がそれぞれ設けられ、
   前記の各接続端子の接合部を束ねた集束部が電気的接続されたことを特徴とする電線のジョイント構造。
3. 前記の集束部は、前記の各接続端子の接合部と、銅製または銅合金製の芯線を有した少なくとも一つの銅電線の露出した芯線端部と、を束ねたことを特徴とする請求項１または２記載の電線のジョイント構造。

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