JP2016171657A - 端子化電線用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】環状導体を加圧及び加熱して良好に環状端子部を成形できる端子化電線用金型を提供する。
【解決手段】端子化電線用金型１１は、被覆２１が除去されて先端側が根本側に上下方向で重ねられた電線２３の環状導体が載置される固定側電極１３と、固定側電極１３に立設されて環状導体の内穴２７を貫通する穴形成治具１５と、固定側電極１３の周囲を囲む電線押え治具１７と、固定側電極１３と電線押え治具１７とによって区画形成された導体成形凹部に嵌合される導体押圧凸部３７を有して固定側電極１３との間で環状導体を加圧するとともに加熱する可動側電極１９と、を備える。電線押え治具１７が、電線２３及び穴形成治具１５を穴形成治具１５の軸線に直交する方向から挟む複数の分割電線押え治具４３，４５からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、端子化電線用金型に関する。

電線の芯素線を容易且つ確実に端子化することのできる成形用電極及び端子化電線が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図８の（ａ）に示すように、この成形用電極５０１は、雌型プレス電極５０３と、雄型プレス電極５０５とにより構成される。雌型プレス電極５０３は、環状溝５０７と、切欠溝５０９とからなる電線収容溝５１１を有する。電線収容溝５１１の中央には、電線屈曲用のガイドピン５１３が一体に立設されている。雄型プレス電極５０５は、環状部５１５と、キー状部５１７とからなる電線押圧用凸部５１９を有する。環状部５１５の中央には、ガイドピン５１３に対する挿通孔５２１が設けられている。電線押圧用凸部５１９は、隙間を介して電線収容溝５１１に嵌合する。
そして、図８の（ｂ）に示すように、雌型プレス電極５０３の電線収容溝５１１に電線５２３の芯素線５２５をセットし、該芯素線５２５を雄型プレス電極５０５の電線押圧用凸部５１９で加圧すると同時に雌型プレス電極５０３、雄型プレス電極５０５に通電して該芯素線５２５を加熱する。これにより、図８の（ｃ）に示す環状端子部５２７が固形化した端子化電線５２９を得ることができる。

特開平４−２４９８７５号公報

ところで、電線５２３の芯素線５２５がアルミニウムやその合金である場合、例えば、雌型プレス電極５０３が銅合金であると、溶融導体が電線収容溝５１１に接着しやすくなり、電線収容溝５１１にへばり付いた成形品の取出しが困難になる。このように電線収容溝５１１に接着した成形品を無理に取り出せば、破損等の生じる場合もある。
また、電線収容溝５１１に収容される芯素線５２５は、環状に曲げられた環状導体となる。この環状導体は、隙間が生じないように、芯素線５２５の先端側が根本側に上下方向で重ねられる。隙間が生じていると、溶融導体が端子化部に充分に行き渡らず、成形品にひけ巣や外引けのできる可能性があるためである。ところが、例えば環状部５１５とキー状部５１７とは、同一平面の平坦面である。そのため、加圧する際には、電線押圧用凸部５１９が、芯素線５２５の重ね合わせ形状部における隆起頂上部に先に当接する。その結果、ジュール熱の発生量にばらつきが生じ、重ね合わせ形状部の隆起頂上部が他の部分より早く溶融してしまう問題が生じる。このような溶融タイミングにズレが生じれば、溶けムラが発生し、ひけ巣等が出現して端子化電線５２９の成形性が低下する。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、環状導体を加圧及び加熱して良好に環状端子部を成形できる端子化電線用金型を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 被覆が除去されて先端側が根本側に上下方向で重ねられた電線の環状導体が載置される第１電極と、前記第１電極に立設されて前記環状導体の内穴を貫通する穴形成治具と、前記第１電極の周囲を囲む電線押え治具と、前記第１電極と前記電線押え治具とによって区画形成された導体成形凹部に嵌合される導体押圧凸部を有して前記第１電極との間で前記環状導体を加圧するとともに加熱する第２電極と、を備え、前記電線押え治具が、前記電線及び前記穴形成治具を前記穴形成治具の軸線に直交する方向から挟む複数の分割電線押え治具からなることを特徴とする端子化電線用金型。

上記（１）の構成の端子化電線用金型によれば、環状導体の成形後に、先ず、第２電極が導体成形凹部から上昇され、端子化部（キャビティ）が開放される。次いで、複数の分割電線押え治具が水平方向に開かれることで、キャビティの両側面が開放される。これによって、端子化電線の容易な取り出しが可能となる。このため、無理な取り出しにより端子化電線が破損することがない。

（２） 上記（１）の構成の端子化電線用金型であって、前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方に形成され、前記環状導体の先端側と根本側とが上下方向で重ねられた重ね合わせ形状部に沿うように形成された接触押圧面を備えることを特徴とする端子化電線用金型。

上記（２）の構成の端子化電線用金型によれば、被覆が除去されて先端側が根本側に上下方向で重ねられた電線の環状導体が、第１電極に載置される。環状導体の内穴には、第１電極の穴形成治具が貫通する。電線押え治具は、第１電極の周囲を囲んで配置される。電線押え治具は、第１電極の周囲を囲むことで、底側の第１電極と共同して導体成形凹部を区画形成する。上方が開放する導体成形凹部の開放側には、上方から第２電極の導体押圧凸部が嵌合される。第２電極は、所定の圧力で導体押圧凸部が嵌合するとともに、第１電極との間で電圧が印加される。従って、導体成形凹部に配置された環状導体は、導体成形凹部と導体押圧凸部とに囲まれた製品を成形するキャビティ（空間部）の内部でジュール熱により一旦溶けた後、キャビティの内形状に倣って固化して成形される。この際、環状導体は、重ね合わせ形状部が、他の部分よりも隆起した形状となっている。この重ね合わせ形状部に対向する接触押圧面は、この隆起形状に倣って形成されているので、重ね合わせ形状部の表面に均等に接触することができる。例えば、第２電極に形成された接触押圧面が重ね合わせ形状部に均等に接触することで、環状導体に生じるジュール熱に差異が生じにくくなる。つまり、環状導体に溶けムラやひけ巣等が生じなくなる。この結果、環状導体は、キャビティの内形状に倣った良好な成形が可能となる。そのため、良好な環状端子部の成形性が確保できる。

（３） 上記（２）の構成の端子化電線用金型であって、前記接触押圧面が、前記第１電極と前記第２電極との双方に設けられることを特徴とする端子化電線用金型。

上記（３）の構成の端子化電線用金型によれば、重ね合わせ形状部の厚み方向（重ね合わせ方向）の中心が、内穴が形成されている環状端子部の厚み方向の中心と一致する。これにより、成形後の重ね合わせ形状部の見栄えが良好となる。

本発明に係る端子化電線用金型によれば、環状導体を加圧及び加熱して良好に環状端子部を成形することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る端子化電線用金型を端子化電線と共に表した電線押え治具が型開き状態の斜視図である。 図１に示した端子化電線用金型の成形後の要部断面図である。 （ａ）は成形前の環状導体の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 接触押圧面が形成された第１電極及び第２電極の断面図である。 抵抗溶接時の端子化電線用金型の斜視図である。 第２電極上昇時の端子化電線用金型の斜視図である。 電線取り外し時の端子化電線用金型の斜視図である。 （ａ）は従来の成形用電極の斜視図、（ｂ）は従来の成形用電極の電線セット時の要部斜視図、（ｃ）は環状端子部が成形された端子化電線の斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る端子化電線用金型１１は、下方に配置された第１電極である固定側電極１３と、固定側電極１３に立設された穴形成治具１５と、固定側電極１３の周囲を囲む電線押え治具１７と、固定側電極１３の上方に対向配置された第２電極である可動側電極１９と、固定側電極１３と可動側電極１９に形成された固定側接触押圧面３１及び可動側接触押圧面４９と、を主要な構成として有する。

固定側電極（第１電極）１３には、被覆２１が除去されて導体５５の先端側が根本側に上下方向で重ねられた電線２３の環状導体２５が載置される。固定側電極１３は、例えば基台（図示略）に固定される。

穴形成治具１５は、固定側電極１３に立設（本実施形態では固定側電極１３と別体に形成されているが、一体に形成されてもよい）されて環状導体２５の内穴２７を貫通する。なお、穴形成治具１５は、環状導体２５の成形後に、可動側電極１９の上昇に合わせて固定側電極１３の下方へ移動するように構成することもできる。
固定側電極１３は、上面に固定側環状成形面２９を有する。固定側環状成形面２９には、上下方向で重ねられた環状導体２５の重ね合わせ形状部５１に沿うための接触押圧面である固定側接触押圧面３１（図４参照）が連続して形成される。固定側接触押圧面３１は、電線本体部３３に向かって徐々に環状導体２５から離反する傾斜面で形成されている。

電線押え治具１７は、固定側電極１３の周囲を囲む。電線押え治具１７は、底側に配置される固定側電極１３とによって、上方の開放された導体成形凹部３５（図６参照）を区画形成する。この導体成形凹部３５には、後述する可動側電極（第２電極）１９の導体押圧凸部３７が嵌合される。導体成形凹部３５と導体押圧凸部３７とは、嵌合されることで、環状端子部３９を成形する端子化部であるキャビティ（空間部）４１（図２参照）を形成する。キャビティ４１は、下降された可動側電極１９が、導体成形凹部３５の所定の位置で停止されることで、所定の容積となる。なお、環状端子部３９とは、成形前の環状導体２５が成形された後の成形部分である。

本実施形態において、電線押え治具１７は、電線２３及び穴形成治具１５を穴形成治具１５の軸線に直交する方向から挟む複数の分割電線押え治具である一対の第１電線押え治具４３と第２電線押え治具４５とからなる。第１電線押え治具４３及び第２電線押え治具４５は、アルミニウムやその合金に特に付きにくい材質（例えばセラミックやチタン、またはそれを含む合金）によって形成されることが望ましい。これにより、アルミニウムやその合金からなる導体５５により形成された環状端子部３９に対する離型性を良好としている。なお、本発明の電線押え治具は、３つ以上の分割電線押え治具により構成することもできる。

第２電極である可動側電極１９は、固定側電極１３と電線押え治具１７とによって区画形成された導体成形凹部３５に嵌合される導体押圧凸部３７を有する。可動側電極１９は、導体押圧凸部３７の下面に可動側環状成形面４７を有する。可動側環状成形面４７には、環状導体２５の重ね合わせ形状部５１に沿うための接触押圧面である可動側接触押圧面４９が連続して形成される。可動側接触押圧面４９は、電線本体部３３に向かって徐々に環状導体２５から離反する傾斜面で形成されている。

可動側電極１９は、加圧機（図示略）によって所定の荷重が加えられることで、導体成形凹部３５に配置された環状導体２５を加圧可能とされている。可動側電極１９と固定側電極１３とには、電源から所定の電流が通電される。可動側電極１９と固定側電極１３とに印加された電流は、導体自身の抵抗や、接触部の抵抗により、ジュール熱を発生させる。本実施形態の端子化電線用金型１１は、この抵抗溶接の熱と圧力を利用して環状導体２５を溶融し、環状端子部３９の成形を行う。

本実施形態では、図４に示すように、環状導体２５の重ね合わせ形状部５１に沿うための接触押圧面が、可動側電極１９及び固定側電極１３の双方に、可動側接触押圧面４９及び固定側接触押圧面３１として設けられている。但し、本発明の接触押圧面は、環状導体２５の先端側と根本側とが上下方向で重ねられた重ね合わせ形状部５１に沿うように、固定側電極１３と可動側電極１９の少なくとも一方に形成されていればよい。

次に、上記した端子化電線用金型１１を用いた端子化電線５３の製造方法を説明する。
本実施形態に係る端子化電線用金型１１は、加圧機や電源と共に、端子化電線５３の製造装置（図示略）の一構成要素として用いられる。端子化電線５３の製造装置は、例えば抵抗溶接機を応用して構成される。

端子化電線用金型１１は、第１電線押え治具４３と第２電線押え治具４５とが、基台の所定の位置に取り外し自在に組み付けられる。図１に示すように、これら第１電線押え治具４３及び第２電線押え治具４５が、基台に固定された固定側電極１３を囲むように組み付けられることで、導体成形凹部３５（図６参照）が区画形成される。

そして、この導体成形凹部３５に、電線２３の導体５５が環状に曲げられた環状導体２５となって配置される。環状導体２５は、被覆２１が除去されて露出された導体５５の根本部で先端側が上下に重ねられて重ね合わせ形状部５１が形成される。これにより、環状導体２５は、根本部での断面積が拡大される。

次に、溶融工程では、図５に示すように、導体成形凹部３５に可動側電極１９の導体押圧凸部３７を合わせ、導体押圧凸部３７によって導体成形凹部内の導体５５を加圧するとともに通電して加熱溶融させる。環状導体２５は、穴形成治具１５の周りに配置された環状部分から、重ねた根本までが抵抗溶接で溶融される。固定側電極１３と可動側電極１９には、電線本体部３３に向かって徐々に環状導体２５から離反する可動側接触押圧面４９及び固定側接触押圧面３１が設けられている。これにより、電線本体部３３に向かって断面積が徐々に増える端子根本部５７が、環状端子部３９と非成形の電線本体部３３における導体５５との間に成形される（図１参照）。

なお、環状導体２５は、溶融させる前に、プレフォーミングを行うことで、電線形状をなじませてもよい。

通電終了後、図６に示すように、可動側電極１９が上昇される。これによって、キャビティ４１の上面が開放される。次に、第１電線押え治具４３と第２電線押え治具４５とが水平方向に開かれる。これにより、キャビティ４１の側面が開放され、端子化電線５３を容易に取り外しすることが可能となる。

上記端子化電線用金型１１によって成形された端子化電線５３は、電線本体部３３と、導体５５と、環状端子部３９と、を有する。
電線本体部３３は、導体５５が絶縁性の被覆２１によって覆われて成る電線２３である。電線本体部３３の少なくとも一端側には、導体５５を加圧及び加熱することによって環状端子部３９が成形される。

導体５５は、単線、複数の素線が撚られた撚り線であってもよい。導体５５の材質としては、例えばアルミニウム合金や銅合金等が挙げられる。本実施形態では、電線本体部３３の端末における被覆２１が除去されて、アルミニウムやその合金からなる撚り線の導体５５が露出される。この他、導体５５を露出して環状端子部３９を形成する部分は、電線本体部３３の途中部分の被覆２１が除去されて露出した部分であってもよい。この場合、導体５５は、被覆２１に覆われた両側の電線本体部３３が同方向となるように纏められて環状に曲げられて導体成形凹部３５に配置される。

環状端子部３９は、被覆２１が除去されて露出した断面円形の導体５５を上記のように加圧及び加熱することによって成形される。すなわち、環状端子部３９は、露出された導体５５が、先ず、円環状に曲げられる。この際、導体５５は、先端側が根本側に、上下方向で重ねられる。これにより、環状端子部３９は、根本側（被覆２１に近い側）が、他の部分の倍の体積となる。円環状に曲げられた導体５５は、導体成形凹部３５と導体押圧凸部３７によって挟持された状態で、加圧加熱される。導体５５は、溶融した後に固化して、図１に示す環状端子部３９として成形される。

環状端子部３９は、図１に示すように、中央の内穴２７がボルト貫通穴５９となった平板状丸端子として形成される。環状端子部３９と非成形の導体５５との間は、端子根本部５７となる。端子根本部５７は、上述したように導体５５の先端側と根本側とが重ねられることにより、環状端子部３９の他の部分よりも倍程度の断面積を有する。この端子根本部５７は、可動側接触押圧面４９及び固定側接触押圧面３１によってテーパーを有した略四角錐台状に形成される。このテーパーは、環状端子部３９の円環部から非成形の導体５５に向かって断面積が徐々に増える向きとなる。端子化電線５３は、環状端子部３９と電線本体部３３との間の強度が、この端子根本部５７によって他の部分よりも高く確保されている。これにより、端子化電線５３は、ボルト貫通穴５９がボルト固定され、電線本体部３３に張力が作用した際にも端子根本部５７の破断が生じにくくなる。

なお、本実施形態に係る端子化電線５３は、後工程であるハウジングのモールド成形工程により、環状端子部３９と電線本体部３３の被覆２１のそれぞれの隣接部分が、絶縁樹脂によりモールド成形されるハウジングで一体に覆われてコネクタを構成する場合がある。この際、端子化電線５３は、ボルト貫通穴５９の内周縁のみがハウジング外に露出されることになる。

次に、上記した構成の端子化電線用金型１１の作用を説明する。
本実施形態に係る端子化電線用金型１１では、環状導体２５の成形後に、先ず、可動側電極１９が導体成形凹部３５から上昇され、端子化部（キャビティ４１）が開放される。次いで、第１電線押え治具４３と第２電線押え治具４５とが水平方向に開かれることで、キャビティ４１の両側面が開放される。これによって、端子化電線５３の容易な取り出しが可能となる。このため、無理な取り出しにより端子化電線５３が破損することがない。

また、本実施形態の端子化電線用金型１１では、被覆２１が除去されて先端側が根本側に上下方向で重ねられた電線２３の環状導体２５が、固定側電極１３に載置される。環状導体２５の内穴２７には、固定側電極１３の穴形成治具１５が貫通する。固定側電極１３の周囲を囲んで配置された電線押え治具１７は、固定側電極１３の周囲を囲むことで、底側の固定側電極１３と共同して導体成形凹部３５を区画形成する。

上方が開放する導体成形凹部３５の開放側には、上方から可動側電極１９の導体押圧凸部３７が嵌合される。可動側電極１９は、所定の圧力で導体押圧凸部３７が嵌合するとともに、固定側電極１３との間で電圧が印加される。従って、導体成形凹部３５に配置された環状導体２５は、導体成形凹部３５と導体押圧凸部３７とに囲まれた製品を成形するキャビティ４１の内部でジュール熱により一旦溶けた後、キャビティ４１の内形状に倣って固化して成形される。

この際、環状導体２５は、重ね合わせ形状部５１が、他の部分よりも隆起した形状となっている。固定側接触押圧面３１及び可動側接触押圧面４９は、環状導体２５における重ね合わせ形状部５１の隆起形状に倣って形成されているので、重ね合わせ形状部５１の表面に均等に接触することができる。例えば可動側電極１９に形成された可動側接触押圧面４９が重ね合わせ形状部５１に均等に接触することで、環状導体２５に生じるジュール熱に差異が生じにくくなる。つまり、環状導体２５に溶けムラやひけ巣等が生じなくなる。この結果、環状導体２５は、キャビティ４１の内形状に倣った良好な成形が可能となる。

このように、本実施形態の端子化電線用金型１１では、導体成形凹部３５と導体押圧凸部３７とで囲まれるキャビティ４１に倣った形状に環状端子部３９が成形される。環状端子部３９は、被覆２１から延出した導体５５の根本部で、導体５５の先端部が上下方向に重ねられることで、根本部（すなわち、重ね合わせ形状部５１）の断面積が拡大される。これにより、端子化電線５３には、端子根本部５７の強度の高い環状端子部３９が成形される。このように、可動側接触押圧面４９及び固定側接触押圧面３１は、強度の高い環状端子部３９を成形する効果も有する。

また、本実施形態の端子化電線用金型１１では、可動側接触押圧面４９及び固定側接触押圧面３１が、それぞれ固定側電極１３と可動側電極１９との双方に設けられているので、重ね合わせ形状部５１の厚み方向（重ね合わせ方向）の中心が、ボルト貫通穴５９が形成されている環状端子部３９の厚み方向の中心と一致する。これにより、成形後の端子根本部５７の見栄えが良好となる。

従って、本実施形態に係る端子化電線用金型１１によれば、環状導体２５を加圧及び加熱して良好に環状端子部３９を成形することができる。

ここで、上述した本発明に係る端子化電線用金型の実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 被覆（２１）が除去されて先端側が根本側に上下方向で重ねられた電線（２３）の環状導体（２５）が載置される第１電極（固定側電極１３）と、
前記第１電極（固定側電極１３）に立設されて前記環状導体（２５）の内穴（２７）を貫通する穴形成治具（１５）と、
前記第１電極（固定側電極１３）の周囲を囲む電線押え治具（１７）と、
前記第１電極（固定側電極１３）と前記電線押え治具（１７）とによって区画形成された導体成形凹部（３５）に嵌合される導体押圧凸部（３７）を有して前記第１電極（固定側電極１３）との間で前記環状導体（２５）を加圧するとともに加熱する第２電極（可動側電極１９）と、を備え、
前記電線押え治具（１７）が、前記電線（２３）及び前記穴形成治具（１５）を前記穴形成治具（１５）の軸線に直交する方向から挟む複数の分割電線押え治具（４３，４５）からなることを特徴とする端子化電線用金型（１１）。
［２］ 上記［１］に記載の端子化電線用金型（１１）であって、
前記第１電極（固定側電極１３）と前記第２電極（可動側電極１９）の少なくとも一方に形成され、前記環状導体（２５）の先端側と根本側とが上下方向で重ねられた重ね合わせ形状部（５１）に沿うように形成された接触押圧面（３１，４９）を備えることを特徴とする端子化電線用金型（１１）。
［３］ 上記［２］に記載の端子化電線用金型（１１）であって、
前記接触押圧面（３１，４９）が、前記第１電極（固定側電極１３）と前記第２電極（可動側電極１９）との双方に設けられることを特徴とする端子化電線用金型（１１）。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１…端子化電線用金型
１３…固定側電極（第１電極）
１５…穴形成治具
１７…電線押え治具
１９…可動側電極（第２電極）
２１…被覆
２３…電線
２５…環状導体
２７…内穴
３１…固定側接触押圧面（接触押圧面）
３５…導体成形凹部
３７…導体押圧凸部
４３…第１電線押え治具（分割電線押え治具）
４５…第２電線押え治具（分割電線押え治具）
４９…可動側接触押圧面（接触押圧面）
５１…重ね合わせ形状部

Claims (3)

1. 被覆が除去されて先端側が根本側に上下方向で重ねられた電線の環状導体が載置される第１電極と、
   前記第１電極に立設されて前記環状導体の内穴を貫通する穴形成治具と、
   前記第１電極の周囲を囲む電線押え治具と、
   前記第１電極と前記電線押え治具とによって区画形成された導体成形凹部に嵌合される導体押圧凸部を有して前記第１電極との間で前記環状導体を加圧するとともに加熱する第２電極と、を備え、
   前記電線押え治具が、前記電線及び前記穴形成治具を前記穴形成治具の軸線に直交する方向から挟む複数の分割電線押え治具からなることを特徴とする端子化電線用金型。
2. 請求項１記載の端子化電線用金型であって、
   前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方に形成され、前記環状導体の先端側と根本側とが上下方向で重ねられた重ね合わせ形状部に沿うように形成された接触押圧面を備えることを特徴とする端子化電線用金型。
3. 請求項２記載の端子化電線用金型であって、
   前記接触押圧面が、前記第１電極と前記第２電極との双方に設けられることを特徴とする端子化電線用金型。

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