JP2016177946A - 圧着端子の電線接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】異種金属の端子と電線の芯線との接続部の防水信頼性を確保すること。
【解決手段】圧着端子１１の底面１９に載置された電線２３の周方向の下側の樹脂被覆２７が除去され、この樹脂被覆から露出された芯線２５よりも前方に樹脂被覆２７の周方向の上側２７ａが伸延して設けられる。圧着端子１１は、電線２３に圧着される圧着片１５を有している。圧着片１５は、露出された芯線２５よりも前方に伸延する絶縁被覆２７ａを底面１９に押し付けて圧着され、かつ、露出された芯線２５とその後方の電線の樹脂被覆２７を包囲して圧着される。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧着端子の電線接続構造に係り、具体的には、電線に圧着される端子と電線の芯線とが異種金属の場合に好適な圧着端子の電線接続構造に関する。

例えば、自動車の燃費向上等のために、自動車内のワイヤーハーネスに使用される電線の芯線を、銅又は銅合金（以下、銅と総称する。）よりも軽いアルミニウム又はアルミニウム合金（以下、アルミと総称する。）を用いて車両重量を軽量化することが進められている。

ところで、アルミ電線に圧着（加締め）される端子は、機械的特性等から銅端子が適している。この場合、アルミ電線の芯線と端子とは、異種金属接合となる。このような異種金属の接合部に水分等が付着すると、電食による腐食が進行して接合部に割れや接触不良等が起こりうる。このような問題に対応するため、例えば、特許文献１〜４において、異種金属の接合に適した圧着端子の電線接続構造が提案されている。

特許文献１には、端子の圧着部を先端が封止された中空筒体とし、その中空筒体に電線の芯線部を挿入して圧着することにより、銅とアルミの異種金属の圧着接合部への水の浸入を防止することが提案されている。

特許文献２には、アルミ電線の露出された芯線とその被覆の先端部及び端子の圧着部の全体を樹脂被覆で覆うことにより、芯線と端子の圧着接合部への水の浸入を防止することが提案されている。

特許文献３には、電線の芯線の先端部に被覆を残す一方、被覆を剥ぎ取って露出された芯線に圧着端子を加締めた後、この部分に先端部を折り返して、超音波溶着等で折り重なる被覆を溶融させ、アルミ電線の芯線及び被覆の先端部と端子の圧着部の全体を溶融樹脂で覆うことにより、芯線と端子の圧着接合部への水の浸入を防水することが提案されている。

特許文献４には、アルミ電線の芯線とその被覆先端部及び端子の圧着部の全体を樹脂でモールドすることにより、圧着接合部への水の浸入を防止することが提案されている。

特開２０１４−１８７０１５号公報 特開２０１４−１０７０７２号公報 特開２０１３−２１９８７７号公報 特開２０１３−２１４４７７号公報

特許文献１〜４に記載の電線接続構造によれば、異種金属の圧着接合部への水浸入を防止できるから、端子や電線の電食による腐食を防止して、圧着接合部に割れや接触不良等を引き起こすおそれを回避できる。しかし、特許文献１によれば、レーザ溶接等により中空筒体を形成していることから、作業工数が多くなるという問題がある。

また、特許文献２によれば、温度変化に伴う端子金具等の膨張収縮により、樹脂被覆が剥がれるおそれがあり、防水信頼性に問題がある。また、特許文献３によれば、電線の先端部の被覆のみでは、電線接続部の全体を覆うための樹脂量が不足する場合があり、防水信頼性に問題がある。

特許文献４によれば、圧着接合部の防水信頼性は高いが、端子或いは電線接続部の形状が異なるごとに、樹脂被覆成形用のモールド型が必要になるという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、異種金属の端子と電線の芯線との接続部の防水信頼性を確保することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の圧着端子の電線接続構造は、圧着端子の底面に載置された電線の周方向の下側の樹脂被覆が除去され、この樹脂被覆から露出された芯線よりも前方に樹脂被覆の周方向の上側が伸延して設けられ、圧着端子は、電線に圧着される圧着片を有しており、圧着片は、露出された芯線よりも前方に伸延する絶縁被覆を底面に押し付けて圧着され、かつ、露出された芯線とその後方の電線の絶縁被覆を包囲して圧着されてなることを特徴とする。

これによれば、圧着端子に圧着された電線は、露出された芯線が圧着端子の底面に押圧されて圧着端子と電気的に接続される。露出された芯線は、芯線の上側に被せられた樹脂被覆とともに圧着片で包囲されることにより、圧着端子と樹脂被覆とで形成される壁の内側に位置され、露出された芯線よりも前方に伸延する樹脂被覆が圧着端子の底面に押し付けられることで、前方からの水の浸入を防ぎ、露出された芯線の後方の絶縁被覆が圧着端子で包囲されることで、後方からの水の浸入を防ぐことができる。これにより、異種金属の端子と芯線との接続部に水が接触するのを防ぎ、接続部の防水信頼性を確保することができる。

この場合において、圧着片は、底面の両側からそれぞれ立ち上げられて、その先端部同士が互いに折り重なるように圧着されていることが好ましい。これによれば、圧着片の先端部同士が折り重なる隙間からの水の浸入を抑制することができる。

また、圧着片の内周面と底面の少なくとも一方は、露出された芯線と当接する面に凹凸面が形成されていることが好ましい。これによれば、凹凸面に露出された芯線を食い込ませることができるから、芯線と圧着端子との接続性を向上させることができる。

本発明によれば、異種金属の端子と電線の芯線との接続部の防水信頼性を確保することができる。

本発明が適用される圧着端子の電線接続構造に使用される圧着端子の外観斜視図である。 本発明が適用される圧着端子の電線接続構造に使用される電線の側面図である。 電線の圧着前後を比較した説明図である。 図３の電線の（ａ）〜（ｃ）に対応する断面図である。 圧着端子の一対の圧着片を電線に圧着させた断面図である。 圧着端子の一対の圧着片を電線に圧着させた他の実施形態の断面図である。 圧着端子の底板と芯線との接続状態を示す断面図である。

以下、本発明が適用される圧着端子の電線接続構造の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の圧着端子の電線接続構造は、例えば、電気自動車やハイブリッドカー等のワイヤーハーネスを構成する電線等に適用されるものであるが、この例に限定されるものではなく、種々の電線に適用することができる。

本実施形態の圧着端子の電線接続構造に適用される圧着端子は、銅または銅合金（以下、銅と総称する。）の母材にプレス加工等を施して形成され、さらに適宜メッキが施されている。なお、圧着端子は、銅以外の母材を用いて形成することもできる。

圧着端子１１は、図１に示すように、先端の雌型の端子箱１３に連続して、一対の圧着片１５ａ，１５ｂと、一対の電線加締め片１７ａ，１７ｂが、底面板材１９に列設されて形成される。

圧着片１５ａ，１５ｂは、底面板材１９の幅方向（圧着端子１１の軸方向と直交する方向）の両側縁から立ち上げられて、圧着端子１１の軸方向を長手とする矩形状に形成される。この圧着片１５ａ，１５ｂは、底面板材１９の上に後述する電線を載置し、電線から露出された芯線を包囲するように、それぞれ対向方向内側に折り曲げることで、芯線を圧着保持するようになっている。

電線加締め片１７ａ，１７ｂは、底面板材１９の幅方向の両側縁から立ち上げられて、高さ方向を長手とする矩形状に形成される。この電線加締め片１７ａ，１７ｂは、底面板材１９の上に電線を載置した後、樹脂被覆で覆われた電線の基端部を包囲するように、それぞれ対向方向内側に折り曲げることで、電線を圧着保持するようになっている。

端子箱１３は、図示しない相手側端子（雄タブ）が挿入されるようになっており、前方から折り返されたバネ性を有する舌片２１が収容されている。これにより、端子箱１３に挿入された相手側端子は、舌片２１に押し上げられて所定の接圧が確保されるようになっている。

このような圧着端子１１が圧着される電線２３は、図２に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金（以下、アルミと総称する。）の芯線２５を熱可塑性の樹脂被覆２７で覆って構成される。この電線２３は、端末部の周方向の下半分の樹脂被覆２７が除去され、複数の芯線２５の下方が露出されている。下半分の樹脂被覆２７が除去された残りの周方向の上半分の樹脂被覆２７ａは、露出された芯線２５よりも前方（図の左側）に伸延して形成されている。この前方に伸延する樹脂被覆２７ａの長さは、例えば、露出する芯線２５の長さの少なくとも半分以上に設定される。なお、電線２３は、アルミ電線以外を用いることもできる。

ここで、本実施形態の圧着端子１１の電線接続構造の詳細を製造手順に従って説明する。まず、図３に示すように、点線で表された圧着端子１１の底面板材１９の上に、芯線２５が露出された電線２３を矢印の方向に近づけて載置する。このとき電線２３は、露出された芯線２５を下方に向けて底面板材１９と対向させるとともに、樹脂被覆２７ａの先端が、端子箱１３と干渉しないように配置する。図３では、圧着前の電線２３ａと圧着後の電線２３ｂをそれぞれ表している。また、電線２３ａの４箇所の断面（ａ）〜（ｃ）をそれぞれ図４に示す。

電線２３ａは、一対の圧着片１５ａ，１５ｂの間の底面板材１９に電線２３の露出された芯線２５とその前後の電線が配置され、一対の電線加締め片１７ａ，１７ｂの間の底面板材１９に電線２３の加締め部２９が配置される。

次に、このように圧着端子１１に載置された電線２３を圧着端子１１に圧着接続する圧着処理を行う。この圧着処理は、周知の圧着機を用いて行う。圧着機は、アンビル３１とこのアンビル３１に相対しかつ接離するクリンパ３３，３５とを備えている。図３に示すように、電線２３が載置された圧着端子１１を、アンビル３１の窪み状の受け面に載置し、クリンパ３３，３５をそれぞれ矢印の方向に下降させる。

クリンパ３３が下降すると、一対の電線加締め片１７ａ，１７ｂはクリンパ３３に形成された受け面に案内され、電線２３の加締め部２９を包囲するように曲線状に折り曲げられる。これにより、電線２３が圧着端子１１に保持される。

一方、クリンパ３５が下降すると、一対の圧着片１５ａ，１５ｂはクリンパ３５に形成された受け面に案内され、電線２３の露出された芯線２５とこの上に被せられた樹脂被覆２７ａを包囲するとともに、露出された芯線２５の前後の電線を包囲するように折り曲げられる。このとき、一対の圧着片１５ａ，１５ｂは、互いに折り曲げられて、前方に向かって先窄みとなる筒状に形成される。なお、圧着片１５ａ，１５ｂは、矩形状の前方の角部を傾斜面とすれば、先窄み形状を容易に形成することができる。

一対の圧着片１５ａ，１５ｂが折り曲げられ、樹脂被覆２７ａが圧着片１５ａ，１５ｂに押し付けられると、図３に示すように、下方に露出された芯線２５は、底面板材１９に押圧された状態となり、この状態が保持される。これにより、電線２３は、圧着端子１１と電気的及び機械的に接続される。

一対の圧着片１５ａ，１５ｂに包囲された芯線２５は、図５に示すように、断面方向において、圧着端子１１と樹脂被覆２７ａに囲まれた空間３７内に収容される。このとき、芯線２５に被せられた樹脂被覆２７ａは、幅方向両側の下方側縁３９ａ，３９ｂが、それぞれ軸方向に沿って、圧着片１５ａ，１５ｂの内周面に押し付けられる。これにより、圧着片１５ａ，１５ｂと樹脂被覆２７ａとの隙間から空間３７内に水が浸入するのを防ぐことができる。

また、一対の圧着片１５ａ，１５ｂは、図５に示すように、先端部４１ａ，４１ｂが互いに折り重なるように折り曲げられている。これにより、先端部４１ａ，４１ｂ同士が重なる隙間から水が浸入するのを防ぐことができる。

一方、一対の圧着片１５ａ，１５ｂは、露出された芯線２５よりも前方の電線近傍、つまり、芯線２５よりも前方に伸延する樹脂被覆２７ａを包囲して、底面板材１９に押し付けるように先窄み状に折り曲げられる。これにより、樹脂被覆２７ａは、図３に示すように、露出された芯線２５を前方に向かって覆うように被せられ、内周面が扁平状に押し潰されて、底面板材１９に密着された状態で保持される。これにより、底面板材１９と樹脂被覆２７ａの隙間を介して、前方から空間３７内に水が浸入するのを防ぐことができる。

なお、圧着片１５ａ，１５ｂは、軸方向に亘って互いに折り重なるように折り曲げられ、折り重なる隙間からの水の浸入を防止できるが、先端部に形成される尖った部分は、圧着片１５ａ，１５ｂ同士を重ねることができないため、僅かに隙間が生じてしまう。しかし、圧着片１５ａ，１５ｂの内側の空間は、前方に向かって先窄み状に狭くなり、その狭い空間を埋めるように樹脂被覆２７ａが収容されているから、このような隙間からの水の浸入を防ぐことができる。

また、一対の圧着片１５ａ，１５ｂは、露出された芯線２５よりも後方の電線近傍、つまり、加締め部２９の外周面（樹脂被覆２７）に沿って圧着される。これにより、後方から加締め部２９の外周面を伝って空間３７内に水が浸入するのを防ぐことができる。

以上述べたように、本実施形態によれば、電線２３から露出された芯線２５と圧着端子１１の底面板材１９との接続部を、圧着端子１１と樹脂被覆２７で囲まれた空間３７に収容して防水することができるから、異種金属の圧着端子１１と電線２３の芯線２５との接続部の防水信頼性を確保することができる。

また、本実施形態では、圧着端子１１と既存の電線２３の樹脂被覆２７を用いて接続部を防水しているから、例えば、接続部を防水するために、樹脂被覆２７を溶融させる等、圧着設備の使用変更を行う必要がなく、設備費用の増加を抑えることができる。また、接続部を樹脂被覆２７で封止するために、樹脂被覆２７をモールドする必要がないため、金型等を製造する必要がなく、製造コストを大幅に削減することができる。

本実施形態では、図５で示したように、一対の圧着片１５ａ，１５ｂを互いに折り重なるように折り曲げる例を説明したが、一対の圧着片１５ａ，１５ｂを折り重ねることなく、例えば、図６に示すように、各圧着片１５ａ，１５ｂの端部４２ａ，４２ｂをそれぞれ内側に湾曲させ、樹脂被覆２７ａの下方に食い込ませることもできる。このように圧着片１５ａ，１５ｂを食い込ませることで、樹脂被覆２７ａを全体的に押圧することができるから、圧着片１５ａ，１５ｂと樹脂被覆２７ａとが密着する面積を増加させ、樹脂被覆２７ａと各圧着片１５ａ，１５ｂとの隙間から水が浸入するのを防ぐことができる。

次に、本発明が適用される圧着端子の電線接続構造の他の実施形態について説明する。ただ、本実施形態は、基本的には上記の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態の特徴的な構成についてだけ説明し、上記の実施形態と共通する点については、説明を省略する。

本実施形態では、圧着端子１１の底面板材１９の内面または圧着片１５ａ，１５ｂの内周面の少なくとも一方において、芯線２５と当接する面に凹凸面が形成されている点が、上記の実施形態と相違する。具体的に、本実施形態では、軸方向に延びる複数の溝部４４を所定のピッチで設けることにより、セレーションを構成している。溝部４４は、プレス加工により形成することができる。

溝部４４は、溝断面が矩形状に形成され、溝幅が芯線２５の外径よりも僅かに小さく設定されている。これにより、露出された芯線２５を溝部４４に食い込ませることができるから、芯線２５と圧着端子１１との接続性を向上させることができる。なお、この溝部４４の溝長さは、溝部４４を伝って空間３７に水が浸入することがないように、所定の範囲に制限することが好ましい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を図面により詳述してきたが、これらの実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

例えば、上述した各実施形態では、電線２３の周方向の下半分の樹脂被覆２７を除去する例を説明したが、樹脂被覆２７を除去する量は、周方向の下半分に限定されるものではなく、要は、一対の圧着片１５ａ，１５ｂに下方側縁３９ａ，３９ｂがそれぞれ押圧される程度の樹脂被覆２７ａが上側に残存していれば、特に限定されるものではない。ただ、樹脂被覆２７ａが少なすぎると、防水性が低下し、多すぎると、露出する芯線２５の量が減少して電気的信頼性が低下することから、防水性と電気的信頼性を考慮して設定する必要がある。

１１ 圧着端子
１３ 端子箱
１５ａ，１５ｂ 圧着片
１７ａ，１７ｂ 電線加締め片
１９ 底面板材
２３ 電線
２５ 芯線
２７，２７ａ 樹脂被覆
２９ 加締め部
３７ 空間
４４ 溝部

Claims (3)

1. 圧着端子の底面に載置された電線の周方向の下側の樹脂被覆が除去され、この樹脂被覆から露出された芯線よりも前方に前記樹脂被覆の周方向の上側が伸延して設けられ、
   前記圧着端子は、前記電線に圧着される圧着片を有しており、
   前記圧着片は、露出された前記芯線よりも前方に伸延する前記絶縁被覆を前記底面に押し付けて圧着され、かつ、露出された前記芯線とその後方の電線の樹脂被覆を包囲して圧着されてなる圧着端子の電線接続構造。
2. 前記圧着片は、前記底面の両側からそれぞれ立ち上げられて、その先端部同士が互いに折り重なるように圧着されてなる請求項１に記載の圧着端子の電線接続構造。
3. 前記圧着片の内周面と前記底面の少なくとも一方は、露出された前記芯線と当接する面に凹凸面が形成されている請求項１又は２に記載の圧着端子の電気接続構造。

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