JP2017162650A - 端子付電線 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、芯線が異なる種類の金属で形成された電線同士を接続する場合でも、良好な接続を安定して得ることができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】端子付電線１０は、複数の電線１２と、前記複数の電線１２に圧着されている端子２０と、を備える。端子２０は、内部に収容空間２３が形成された管状の端子本体部２２と、前記端子本体部２２の内面同士をつなぐように設けられ前記収容空間２３を仕切って複数の仕切空間２３ａ、２３ｂを形成する仕切壁２４とを含む。端子２０は、前記複数の電線１２の各端部が前記複数の仕切空間２３ａ、２３ｂに分かれて配設された状態で圧着されている。【選択図】図１

Description

この発明は、電線同士を接続する技術に関する。

特許文献１は、複数の電線端部を管状のジョイント端子内に挿入した状態でジョイント端子を電線に強く圧着することによって、電線に形成された酸化被膜を破壊しつつ電線同士を接続する技術を開示している。

特開２０１５−１０３５０１号公報

ここで、芯線が銅を材料として形成された銅電線と、芯線がアルミニウムを材料として形成されたアルミニウム電線とを接続する場合も考えられる。銅電線とアルミニウム電線とでは芯線の硬さが異なる。この際、特許文献１に記載の技術では、銅電線とアルミニウム電線とが混在した場合に電線の位置関係がばらつくことによって、端子付電線の外形は同じ形状を呈していても電線にかかる力にはばらつきが生じてしまう恐れがある。この場合、酸化被膜を破壊しきれず、十分な導通が図れない恐れがある。

そこで、本発明は、芯線が異なる種類の金属で形成された電線同士を接続する場合でも、良好な接続を安定して得ることができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様に係る端子付電線は、複数の電線と、内部に収容空間が形成された管状の端子本体部と、前記端子本体部の内面同士をつなぐように設けられ前記収容空間を仕切って複数の仕切空間を形成する仕切壁とを含み、前記複数の電線の各端部が前記複数の仕切空間に分かれて配設された状態で前記複数の電線に圧着されている端子と、を備える。

第２の態様に係る端子付電線は、第１の態様に係る端子付電線であって、前記仕切壁は前記端子本体部の内部で第１方向に延在し、前記端子は前記第１方向と交差する第２方向に圧縮されている。

第３の態様に係る端子付電線は、第２の態様に係る端子付電線であって、前記仕切壁は、前記端子本体部と連なる一端部と他端部との間で湾曲状を呈している。

第４の態様に係る端子付電線は、第１から第３のいずれか１つの態様に係る端子付電線であって、前記複数の電線は、第１電線と前記第１電線の芯線よりも酸化被膜によって導電性が低下しやすい材料で形成された芯線を有する第２電線とを含み、前記第１電線が前記仕切空間のうちの第１仕切空間に配設されると共に前記第２電線が前記仕切空間のうちの第２仕切空間に配設され、前記第１電線の芯線に比べて前記第２電線の芯線が高圧縮されている。

第１から第４の態様によると、複数の電線の各端部が端子における複数の仕切空間に分かれて配設された状態で端子が複数の電線に圧着されている。この際、芯線が異なる種類の金属で形成された電線同士を接続する場合に、例えば、種類ごとに異なる仕切空間に分けて配設することで、圧着にかかる力がばらつきにくくなり良好な接続を安定して得ることができる。

仕切壁が圧縮方向と平行に延在していると、端子の圧縮時に仕切壁が曲がってしまうことがあり得る。この場合、圧縮ごとに仕切壁の曲げの形状が変わる恐れがあり、品質が安定しない恐れがある。これに対して、第２の態様によると、仕切壁が圧縮方向と交差する方向に延在しているため、端子の圧縮時に仕切壁が曲がりにくくなり、品質が安定しやすくなる。

特に、第３の態様によると、仕切壁が端子本体部と連なる一端部と他端部との間で湾曲状を呈しているため、端子の圧縮時に仕切壁が伸びることができることによって、端子の圧縮時に仕切壁が破壊されることを抑制することができる。

特に、第４の態様によると、第２電線の芯線を高圧縮とすることで第２電線の酸化被膜を破壊しやすくなり、導電性の低下を抑制することができる。

実施形態に係る端子付電線を示す正面図である。 実施形態に係る端子付電線を示す平面図である。 実施形態に係る端子付電線を製造する様子を示す説明図である。 実施形態に係る端子付電線の変形例を示す正面図である。

｛実施形態｝
以下、実施形態に係る端子付電線について説明する。図１は、実施形態に係る端子付電線１０を示す正面図である。図２は、実施形態に係る端子付電線１０を示す平面図である。

端子付電線１０は、複数の電線１２と、複数の電線１２に圧着されている端子２０とを備える。複数の電線１２は、端子２０を介して接続されている。

各電線１２は、芯線１３と、芯線１３の周囲に形成された被覆１６とを備える。芯線１３は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性材料によって線状に形成されている。ここでは、芯線１３は、複数の素線が撚り合わされた構成とされているものとして説明する。もっとも、芯線１３は、単線によって構成されていてもよい。被覆１６は、絶縁性樹脂材料が押出装置等により芯線１３の周りに押し出されることによって形成される。この電線１２の先端部には、芯線１３が露出しており、所定長の芯線露出部１４が形成されている。端子２０が当該芯線露出部１４に圧着されることで端子２０と電線１２とが電気的に接続される。

複数の電線１２は、第１電線１２ａと第２電線１２ｂとを含む。以下では、第１電線１２ａが銅電線１２ａであり、第２電線１２ｂがアルミニウム電線１２ｂであるものとして説明する。銅とアルミニウムとを比べると、アルミニウムの方が、酸化被膜によって導電性が低下しやすい。導電性の低下のしやすさは、酸化被膜の形成されやすさ及び形成された酸化被膜による電気抵抗率の上昇度又は上昇率等によって判断される。従って、ここでは、第２電線１２ｂは、第１電線１２ａの芯線１３よりも酸化被膜によって導電率が低下しやすい材料で形成された芯線１３を有する。もっとも、第１電線１２ａと第２電線１２ｂとの組み合わせは上記したものに限られない。例えば、第１電線１２ａと第２電線１２ｂとは、共にアルミニウム電線１２ｂである場合など、共に同種の金属芯線１３を有していてもよい。

端子２０は、複数の電線１２に圧着されている。端子２０は、例えば、銅又は銅合金等の導電性材料によって形成され、電線１２と電気的に接続する部材として用いられている。端子２０の表面には、錫メッキ等が施されていてもよい。第１電線１２ａ及び第２電線１２ｂがそれぞれ端子２０と電気的に接続することで、第１電線１２ａ及び第２電線１２ｂが端子２０を介して電気的に接続された状態となる。ここでは、端子２０として、クローズドバレル型の端子２０が用いられている。具体的には、端子２０は、端子本体部２２と、仕切壁２４とを含む。

端子本体部２２は、管状に形成されている。ここでは、端子２０は、圧着前の状態で円管状に形成され（図３参照）、圧着後の状態で楕円管状を呈している。端子本体部２２の内部には、電線１２を収容する収容空間２３が形成されている。もっとも、端子２０の圧着前及び圧着後の形状は適宜設定されていればよく、角管状であってもよい。また、端子本体部２２は、軸心方向に沿って同一断面とされているものとして説明するが、軸心方向に沿って徐々に断面が小さくなるように形成されていてもよい。

仕切壁２４は、端子本体部２２の内面同士をつなぐように設けられている。仕切壁２４は、収容空間２３を仕切って複数の仕切空間２３ａ、２３ｂを形成する。ここでは、仕切壁２４は、一枚の板状に形成され、端子本体部２２のうち一部分と反対側部分とをつないでいる。このため、端子本体部２２の内部には２つの仕切空間２３ａ、２３ｂが形成されている。以下では、端子本体部２２の内部で仕切壁２４が延在する方向、つまり端子本体部２２のうち仕切壁２４と連なる２つの部分を結ぶ方向を第１方向ｄ１と称する。

複数の電線１２の各端部が複数の仕切空間２３ａ、２３ｂに分かれて配設されている。ここでは、第１電線１２ａの芯線露出部１４が第１仕切空間２３ａに配設されると共に第２電線１２ｂの芯線露出部１４が第２仕切空間２３ｂに配設されている。図２に示す例では、第１電線１２ａ及び第２電線１２ｂは端子２０に対して同じ側に延出しているが、このことは必須ではない。第１電線１２ａ及び第２電線１２ｂは端子２０に対して反対側に延出していてもよい。

端子２０は第１方向ｄ１と交差（ここでは、直行）する第２方向ｄ２に圧縮されている。つまり、仕切壁２４が圧縮方向と交差する方向に延在している。このため、圧縮時に仕切壁２４が意図しない方向に曲がることを抑制することができる。もっとも、端子２０は、第１方向ｄ１に圧縮されていてもよい。

より詳細には、仕切壁２４が圧縮方向に延在していると、端子２０の圧縮時に仕切壁２４のうち端子本体部２２に連なる一端部２５と他端部２６とが接近するように圧縮され、仕切壁２４の一部分が圧縮方向と交差する方向に突出するように曲がると考えられる。この際、仕切壁２４の曲げの形状が圧縮ごとに異なる恐れがあり、仕切壁２４の曲げの形状によってはアルミニウム電線１２ｂを十分に圧縮できない恐れがある。これに対して、仕切壁２４が圧縮方向と交差する方向に延在していると、端子２０の圧縮時に仕切壁２４のうち端子本体部２２に連なる一端部２５と他端部２６とが接近するように圧縮されることが抑制される。このため、仕切壁２４が曲がりにくくなることによって、圧縮ごとの形状を一定に保ちやすくなり、品質が安定する。

仕切壁２４は、端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で湾曲状を呈している。このため、端子２０の圧縮時に仕切壁２４が破壊されにくい。

より詳細には、上述したように、仕切壁２４が圧縮方向と交差する方向に延在している。端子２０の圧縮時に、仕切壁２４のうち端子本体部２２に連なる一端部２５と他端部２６とには、離間する方向への力がかかる。仕切壁２４は、端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で湾曲状を呈しているため、余長が存在している状態となっている。端子２０の圧縮時に、仕切壁２４のうち端子本体部２２に連なる一端部２５と他端部２６とに離間する方向への力がかかった際に、仕切壁２４のうち余長部分が短くなるように変形する、つまり、湾曲が緩やかになるように変形することによって、一端部２５と他端部２６とが離間可能となる。これにより、仕切壁２４に過度の引っ張り応力がかかることに起因して仕切壁２４が破壊されてしまうことを抑制することができる。

なお、ここでは圧着前及び圧着後の端子２０において、仕切壁２４が端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で湾曲状を呈している。もっとも、仕切壁２４は、端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で直線状を呈していてもよい。

＜製造方法＞
次に、上記端子付電線１０の製造方法について説明する。図３は、実施形態に係る端子付電線１０を製造する様子を示す説明図である。

まずは、圧着前の端子２０に電線１２を配設する。具体的には、第１仕切空間２３ａに第１電線１２ａの芯線露出部１４を配設すると共に、第２仕切空間２３ｂに第２電線１２ｂの芯線露出部１４を配設する。

次に、電線１２が配設された端子２０を圧着する。図３に示す例では、端子２０を上型８０と下型８２とで挟み込むことで、端子２０を電線１２に圧着する。上型８０と下型８２とが並ぶ方向が圧縮方向とされる。圧着された端子２０は、上型８０及び下型８２の内周面に応じた形状に形成される。端子２０は、仕切壁２４が圧縮方向と交差（ここでは、直交）する方向に延在する姿勢で圧着される。電線１２は圧縮方向に並んだ状態で圧縮される。なお、第１仕切空間２３ａと第２仕切空間２３ｂとはどちらが上型８０に向けられていてもよい。

ここで、銅とアルミニウムとでは、硬さが異なる。従って、銅電線１２ａの芯線１３とアルミニウム電線１２ｂの芯線１３とが圧縮方向に互いに接して並んだ状態でこれらを決まった形状まで圧縮した場合、銅電線１２ａとアルミニウム電線１２ｂとの割合が変わるとそれらの圧縮率も変わる。圧縮方向にアルミニウム電線１２ｂと銅電線１２ａとが並んだ状態で圧縮した場合、銅電線１２ａとアルミニウム電線１２ｂとの割合によっては、どちらか一方が十分に圧縮されない又は圧縮され過ぎる恐れが生じる。その結果、圧縮が足りない場合、酸化被膜が十分に破壊されずに、導電性が悪化する恐れがある。また、圧縮され過ぎた場合、素線が切れる恐れがある。

銅電線１２ａの芯線１３とアルミニウム電線１２ｂの芯線１３とがそれぞれ複数の素線を含む場合、銅電線１２ａとアルミニウム電線１２ｂとを１つの収容空間２３に収容した場合に、圧縮方向における銅電線１２ａの素線の割合とアルミニウム電線１２ｂの素線の割合とを圧縮ごとに一定に保つことは難しい。圧縮方向におけるアルミニウム電線１２ｂと銅電線１２ａとの割合の管理が難しいことから、圧着後の品質にばらつきが生じる恐れがある。

しかしながらここでは、銅電線１２ａとアルミニウム電線１２ｂとが別々の仕切空間２３ａ、２３ｂに配設された状態で圧縮されるため、銅電線１２ａとアルミニウム電線１２ｂとが混在しない。このため、圧縮方向に並ぶ銅電線１２ａの量とアルミニウム電線１２ｂの量とが圧縮ごとに均一に保たれ易くなる。この結果、端子２０を同じ外形に圧縮すれば、第１電線１２ａ及び第２電線１２ｂの圧縮量は圧縮ごとにある程度均一に保たれ易くなり、圧縮ごとに圧縮量に過不足が生じるといった事態が起こりにくくなる。

端子２０の圧縮時に仕切壁２４の余長が小さくなり、端子２０は仕切壁２４のうち端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６とが離間する方向に変形する。端子２０は、圧縮後も仕切壁２４が端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で若干湾曲する形状を呈している。

もっとも、圧着前の端子２０において、仕切壁２４が端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で湾曲状を呈しており、圧着後の端子２０において、仕切壁２４が端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で直線状を呈していてもよい。

圧着後の端子２０において、仕切壁２４が、端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で直線状を呈している状態で、圧着前の端子２０において、仕切壁２４が、端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で湾曲状を呈していたかどうかは、圧着後の端子２０の形状及び電線１２の圧縮率等から判別可能と考えられる。すなわち、ここでは、クローズドバレル型の端子２０を圧着するため、電線１２を圧縮するには、同じ周長で断面積を小さくする必要が生じる。端子２０の断面積を小さくするには、端子２０を扁平にする又は外周の一部を内周側に凹ますことが考えられる。端子２０が扁平になっている場合で、端子本体部２２のうち仕切壁２４と連なる部分の周辺が仕切壁２４の延在方向に沿って外方に突出していない場合に、圧着前の端子２０において、仕切壁２４が、端子本体部２２と連なる一端部２５と他端部２６との間で湾曲状を呈していた可能性が高く、外周が凹んでいた場合でも凹み具合及び電線１２の圧縮率を調べることで、圧着前の端子２０の形状を予測できる。

このような端子付電線１０によると、複数の電線１２の各端部が端子２０における複数の仕切空間２３ａ、２３ｂに分かれて配設された状態で端子２０が複数の電線１２に圧着されている。銅電線１２ａとアルミニウム電線１２ｂとを異なる仕切空間２３ａ、２３ｂに分けて配設することで、圧着にかかる力がばらつきにくくなり良好な接続を安定して得ることができる。

仕切壁２４が圧縮方向と平行に延在していると、端子２０の圧縮時に仕切壁２４が曲がってしまうことがあり得る。この場合、圧縮ごとに仕切壁２４の曲げの形状が変わる恐れがあり、品質が安定しない恐れがある。これに対して、上記端子付電線１０においては、仕切壁２４が圧縮方向と交差する方向に延在しているため、端子２０の圧縮時に仕切壁２４が曲がりにくくなり、品質が安定しやすくなる。

仕切壁２４が端子本体部２２と連なる一端と他端との間で湾曲状を呈しているため、端子２０の圧縮時に仕切壁２４が伸びることができることによって、端子２０の圧縮時に仕切壁２４が破壊されることを抑制することができる。

異種の金属芯線１３をそれぞれ有する複数の電線１２が種類ごとに仕切られているため、芯線１３間での腐食を抑制することができる。

｛変形例｝
第１電線１２ａの芯線１３に比べて第２電線１２ｂの芯線１３が高圧縮されていることが考えられる。第１電線１２ａの芯線１３に比べて第２電線１２ｂの芯線１３を高圧縮するには、例えば、図４に示すように、端子付電線１０Ａにおいて端子２０Ａの端子本体部２２Ａのうち第１仕切空間２３ａを囲う部分の厚みを、第２仕切空間２３ｂを囲う部分の厚みに比べて厚くすることが考えられる。これにより、端子本体部２２Ａのうち第１仕切空間２３ａを囲う部分の剛性が第２仕切空間２３ｂを囲う部分の剛性よりも高くなり、第１仕切空間２３ａを囲う部分が変形し難くなる。第２仕切空間２３ｂに配設される第２電線１２ｂの芯線１３を高圧縮することができる。

第２電線１２ｂの芯線１３を高圧縮とすることで第２電線１２ｂに酸化膜が形成されやすくとも酸化膜を破壊しやすくなる。

もっとも、第１電線１２ａの芯線１３に比べて第２電線１２ｂの芯線１３を高圧縮する構成は上記したものに限られない。例えば、端子本体部２２のうち第２仕切空間２３ｂを囲う部分に当接する型に突部を設けて端子本体部２２のうち第２仕切空間２３ｂを囲う部分を内周側に凹ますことも考えられる。また、例えば、仕切壁２４が圧縮方向に沿って延在している場合に、端子本体部２２のうち第２仕切空間２３ｂを囲う部分の外形がより小さく圧縮されるように型を形成することも考えられる。また、例えば、仕切壁２４が圧縮方向に沿って延在している場合に、圧着後の仕切壁２４が第２仕切空間２３ｂ側に曲がることでも第２電線１２ｂを高圧縮することができる。この場合、圧着前の仕切壁２４の中間部分を第２仕切空間２３ｂ側に曲げておくことによって、圧着後の仕切壁２４が第２仕切空間２３ｂ側に曲がり易くなる。

少なくとも一方の仕切空間２３ａ、２３ｂの内周面にセレーションが形成されていることが考えられる。内周面にセレーションが形成されている仕切空間２３ａ、２３ｂにアルミニウム電線１２ｂが配設されるとよい。これにより、圧着時にセレーションがアルミニウム電線１２ｂの芯線１３に食い込み、酸化被膜が破壊され易くなる。

端子２０が圧着部のみを含む例で説明したが、このことは必須ではない。端子２０が他の導体との接続を可能にする接続部を有することも考えられる。

実施形態において仕切空間２３ａ、２３ｂが２つであるものとして説明したが、このことは必須ではない。仕切空間は３つ以上形成されていてもよい。仕切空間が３つ以上形成される場合、例えば、複数の仕切壁が１つの方向に沿って平行に並ぶように形成されることが考えられる。この場合、１つの方向に沿って平行に並ぶ少なくとも３つの仕切空間が存在する。また例えば、一部の仕切壁が端子本体部２２の内面同士をつなぐ仕切壁の中間部分と、端子本体部２２の内面とをつなぐように形成されることが考えられる。この場合、平行に並ばない少なくとも３つの仕切空間が存在する。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０ 端子付電線
１２ 電線
１２ａ 第１電線（銅電線）
１２ｂ 第２電線（アルミニウム電線）
１３ 芯線
１４ 被覆
２０ 端子
２２ 端子本体部
２３ 収容空間
２３ａ 第１仕切空間
２３ｂ 第２仕切空間
２４ 仕切壁
２５ 一端部
２６ 他端部
ｄ１ 第１方向
ｄ２ 第２方向

Claims (4)

1. 複数の電線と、
   内部に収容空間が形成された管状の端子本体部と、前記端子本体部の内面同士をつなぐように設けられ前記収容空間を仕切って複数の仕切空間を形成する仕切壁とを含み、前記複数の電線の各端部が前記複数の仕切空間に分かれて配設された状態で前記複数の電線に圧着されている端子と、
   を備える、端子付電線。
2. 請求項１に記載の端子付電線であって、
   前記仕切壁は前記端子本体部の内部で第１方向に延在し、前記端子は前記第１方向と交差する第２方向に圧縮されている、端子付電線。
3. 請求項２に記載の端子付電線であって、
   前記仕切壁は、前記端子本体部と連なる一端部と他端部との間で湾曲状を呈している、端子付電線。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の端子付電線であって、
   前記複数の電線は、第１電線と前記第１電線の芯線よりも酸化被膜によって導電性が低下しやすい材料で形成された芯線を有する第２電線とを含み、
   前記第１電線が前記仕切空間のうちの第１仕切空間に配設されると共に前記第２電線が前記仕切空間のうちの第２仕切空間に配設され、
   前記第１電線の芯線に比べて前記第２電線の芯線が高圧縮されている、端子付電線。

Images