JP2020017407A - アルミニウム電線圧着端子、圧着装置、および圧着方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アルミニウム電線と圧着端子の接続において、電気的接続の信頼性が向上することができるアルミニウム電線圧着端子、圧着装置、および圧着方法を提供すること。【解決手段】アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が接続されたアルミニウム電線圧着端子１は、圧着部１１に低圧縮凹部１１２と高圧縮凹部１１３を有している。高圧縮凹部１１３が、低圧縮凹部１１２による圧縮力によりも、強い圧縮力で複数の芯線Ｗ１を圧縮している。よって、隣接する芯線Ｗ１間に介在する酸化被膜、および、芯線Ｗ１と圧着部１１における内周面との間に介在する酸化被膜は破壊され、隣接する芯線Ｗ１同志の接触部分で金属同士が凝着し、および、芯線Ｗ１と圧着部１１おける内周面との接触部分で金属同士が凝着する。【選択図】図３
Description
本発明は、アルミニウム電線と圧着端子が接続されたアルミニウム電線圧着端子、圧着装置、および圧着方法に関する。
従来から、アルミニウム電線と圧着端子が接続されたアルミニウム電線圧着端子が知られている。アルミニウム電線は、導電性金属材料であるアルミニウムやアルミニウム合金より成形された複数の芯線と、複数の芯線を覆う絶縁性樹脂材料より成形された被覆を有している。圧着端子は、接触部と円筒状の圧着部を有している。複数の芯線が円筒状の圧着部における挿通孔に挿入され、圧着装置や圧着治具により圧縮されることにより、アルミニウム電線と圧着端子の機械的接続、および、電気的接続がなされる。芯線は、アルミニウムやアルミニウム合金より成形されているため、芯線の表面には酸化被膜が成形され、アルミニウム電線と圧着端子間に酸化被膜が介在することから、アルミニウム電線と圧着端子の電気的接続における抵抗が大きくなってしまう。
特許文献１には、アルミニウム電線と円筒状の圧着部を有する圧着端子を接続する技術が開示されている。アルミニウム電線の導体（芯線）が、圧着部の挿入穴に捩りながら挿入され、挿入穴の内底面に渦巻き状に配置されている突起部と導体が当接して、酸化被膜が除去される。圧着端子とアルミニウム電線の接続において、酸化被膜を除去することで抵抗を小さくし、電気的接続の信頼性を向上させるようにしている。
アルミニウム電線と圧着端子が接続されるアルミニウム電線圧着端子において、電気的接続の信頼性を向上させることが要望されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アルミニウム電線と圧着端子の接続において、電気的接続の信頼性が向上することができるアルミニウム電線圧着端子、圧着装置、および圧着方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるアルミニウム電線圧着端子は、アルミニウム電線と、前記アルミニウム電線が接続される圧着端子を備え、前記アルミニウム電線は、複数の芯線と前記複数の芯線を覆う被覆を有し、前記圧着端子は、接触部と筒状の圧着部を有し、前記圧着部は、挿通孔を有し、前記複数の芯線が前記挿通孔に挿通され、かつ、前記圧着部が圧縮され、前記複数の芯線と前記圧着部が接続された状態において、前記圧着部には、前記複数の芯線を圧縮する低圧縮凹部と、前記複数の芯線を圧縮する高圧縮凹部が成形されており、前記高圧縮凹部は、前記低圧縮凹部の先端面より更に下方向に突出しており、前記低圧縮凹部による圧縮力によりも、強い圧縮力で前記複数の芯線を圧縮していることを特徴とする。
また、上記アルミニウム電線圧着端子において、前記高圧縮凹部は、前記低圧縮凹部の前方向側に位置して成形されているものである。
また、本発明にかかる圧着装置は、アルミニウム電線圧着端子を製造する圧着装置であり、アルミニウム電線は、複数の芯線と、前記複数の芯線を覆う被覆を有し、圧着端子は、接続部と筒状の圧着部を有し、前記圧着部は、挿通孔を有し、前記圧着装置は、下型と上型を有し、前記下型は、上方向側に位置する載置部を有し、前記上型は、一体で成形されており下方向に突出する低圧縮凸部と高圧縮凸部を有し、前記高圧縮凸部は、前記低圧縮凸部の下方向の平坦面より下方向に更に突出しており、前記複数の芯線が、前記挿通孔に挿通された状態において、前記上型が、下方向に位置する前記下型に向けて下降すると、前記低圧縮凸部により、前記圧着部と前記複数の芯線が圧縮されるとともに、前記高圧縮凸部により、前記圧着部と前記複数の芯線が前記低圧縮凸部による前記圧着部と前記複数の芯線との圧縮よりも強く圧縮されて、前記圧着部に、低圧縮凹部と高圧縮凹部が成形されることを特徴とする。
また、本発明にかかる圧着方法は、アルミニウム電線圧着端子において、圧着端子とアルミニウム電線を接続する圧着方法であり、アルミニウム電線は、複数の芯線と、前記複数の芯線を覆う被覆を有し、前記圧着端子は、接続部と筒状の圧着部を有し、前記圧着部は、挿通孔を有し、圧着装置は、下型と上型を有し、前記下型は、上方向側に位置する載置部を有し、前記上型は、一体で成形されており下方向に突出する低圧縮凸部と高圧縮凸部を有し、前記高圧縮凸部は、前記低圧縮凸部の下方向の平坦面より下方向に更に突出しており、前記複数の芯線を前記挿通孔に挿通する工程と、前記圧着部を前記載置部に載せる工程と、前記上型を下方向に下降させる工程と、を含み、前記上型を下方向に下降させる工程において、前記低圧縮凸部が、前記圧着部と前記複数の芯線を圧縮するとともに、前記高圧縮凸部が、前記圧着部と前記複数の芯線が前記低圧縮凸部による前記圧着部と前記複数の芯線との圧縮よりも強く圧縮されて、前記圧着部に低圧縮凹部と高圧縮凹部を成形することを特徴とする。
また、本発明にかかる圧着装置は、アルミニウム電線圧着端子を製造する圧着装置であり、アルミニウム電線は、複数の芯線と、前記複数の芯線を覆う被覆を有し、圧着端子は、接続部と筒状の圧着部を有し、前記圧着部は、挿通孔を有し、前記圧着装置は、下型と第１上型、および、第２上型を有し、前記下型は、上方向側に位置する載置部を有し、前記第１上型は、一体で成形されており下方向に突出する低圧縮凸部を有し、前記第２上型は、一体で成形されており下方向に突出する高圧縮凸部を有し、前記複数の芯線が、前記挿通孔に挿通された状態において、前記第１上型が、前記下型と対向しつつ、下方向に下降すると、前記低圧縮凸部により、前記圧着部と前記複数の芯線が圧縮されつつ、前記圧着部に低圧縮凹部が成形され、前記第１上型が下方向に下降した状態で、前記第２上型が、前記下型と対向しつつ、下方向に下降すると、前記高圧縮凸部により、前記低圧縮凹部の一部と芯線が前記低圧縮凸部による前記圧着部と前記複数の芯線との圧縮よりも強く圧縮されつつ、前記低圧縮凹部内に高圧縮凹部が成形されることを特徴とする。
また、本発明にかかる圧着方法は、アルミニウム電線圧着端子において、アルミニウム電線と圧着端子と接続する圧着方法であり、圧着端子は、接続部と筒状の圧着部を有し、前記圧着部は、挿通孔を有し、アルミニウム電線は、複数の芯線と、前記複数の芯線を覆う被覆を有し、圧着装置は、下型と第１上型、および、第２上型を有し、前記下型は、上方向側に位置する載置部を有しており、前記第１上型は、一体で成形されており下方向に突出する低圧縮凸部を有し、前記第２上型は、一体で成形されており下方向に突出する高圧縮凸部を有し、前記複数の芯線を前記挿通孔に挿通する工程と、前記圧着部を前記載置部に載せる工程と、前記第１上型を下方向に下降させる工程と、前記第２上型を下方向に下降させる工程と、を含み、前記第１上型を下方向に下降させる工程において、前記第１上型の低圧縮凸部が、前記圧着部と前記複数の芯線を圧縮しつつ、前記圧着部に低圧縮凹部を成形し、前記第２上型を下方向に下降させる工程において、前記第２上型の高圧縮凸部が、前記低圧縮凹部の一部と芯線を前記低圧縮凸部による前記圧着部と前記複数の芯線との圧縮よりも強く圧縮しつつ、前記低圧縮凹部内に高圧縮凹部を成形することを特徴とする。
本発明にかかるアルミニウム電線と圧着端子が接続されたアルミニウム電線圧着端子は電気的接続の信頼性が向上し、圧着装置および圧着方法は電気的接続の信頼性が向上したアルミニウム電線圧着端子を製造するという効果を奏する。
以下に、本発明に係るアルミニウム電線と圧着端子が接続されたアルミニウム電線圧着端子と、圧着装置、および、圧着方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図中で、Ｘは前後方向を示しており、Ｘ１は前方向であり、Ｘ２後方向である。Ｙは幅方向を示しており、Ｙ１は左方向であり、Ｙ２は右方向である。Ｚは高さ方向を示しており、Ｚ１は上方向であり、Ｚ２は下方向である。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚはお互いに直交する方向である。
〔第一実施形態〕
図１から図８は第一実施形態に係るものであり、図１は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０を示す斜視図である。図２は、アルミニウム電線圧着端子１の斜視図である。図３は、アルミニウム電線圧着端子１の図２のＡ−Ａから視た断面図である。図４は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が圧着装置２により接続されるようすを示す断面図である。図５は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が圧着装置２により接続されるようすを示す断面図である。図６は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が圧着装置２により接続されるようすを示す図４のＢ−Ｂから視た断面模式図である。図７は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が圧着装置２により接続されるようすを示す図５のＣ−Ｃから視た断面模式図である。図８は、アルミニウム電線圧着端子１における抵抗の値を示す図である。なお、図１はアルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が接続される前の状態であり、図６、図７は芯線Ｗ１を模式的に表している。ここで、アルミニウム電線圧着端子１とは、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１が接続されたものである。
図１から図８は第一実施形態に係るものであり、図１は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０を示す斜視図である。図２は、アルミニウム電線圧着端子１の斜視図である。図３は、アルミニウム電線圧着端子１の図２のＡ−Ａから視た断面図である。図４は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が圧着装置２により接続されるようすを示す断面図である。図５は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が圧着装置２により接続されるようすを示す断面図である。図６は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が圧着装置２により接続されるようすを示す図４のＢ−Ｂから視た断面模式図である。図７は、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が圧着装置２により接続されるようすを示す図５のＣ−Ｃから視た断面模式図である。図８は、アルミニウム電線圧着端子１における抵抗の値を示す図である。なお、図１はアルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が接続される前の状態であり、図６、図７は芯線Ｗ１を模式的に表している。ここで、アルミニウム電線圧着端子１とは、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１が接続されたものである。
アルミニウム電線Ｗは、図１に示すように、導体として導電性金属材料であるアルミニウムやアルミニウム合金より成形された複数の芯線Ｗ１と、複数の芯線Ｗ１を覆う絶縁性樹脂材料より成形された被覆Ｗ２を有している。
圧着端子１０は、アルミニウム電線Ｗが接続されるものであり、前後方向Ｘにおいて、前方向Ｘ１側に接触部１２と、後方向Ｘ２側に円筒状の圧着部１１を有している。圧着端子１０は、銅や銅合金等の導電性金属材料より成形されており、スズメッキやクロムメッキ等が施されている。円筒状の圧着部１１には、前後方向Ｘにおいて、貫通する挿通孔１１１が成形されており、挿通孔１１１には、アルミニウム電線Ｗの複数の芯線Ｗ１が挿通されるものである。接触部１２は、高さ方向Ｚにおいて、貫通する貫通孔１２１を有している。接触部１２は、圧着端子１０が高さ方向Ｚにおいて不図示の被接続体と重ねられ、不図示のボルトが貫通孔１２１に挿通され締結されると、被接続体と機械的、および電気的に接続される。
アルミニウム電線圧着端子１は、図２および図３に示すように、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が接続される。アルミニウム電線圧着端子１における圧着端子１０の圧着部１１には、低圧縮凹部１１２と高圧縮凹部１１３が形成されている。高圧縮凹部１１３は、低圧縮凹部１１２の先端面１１２Ａより更に下方向Ｚ２に突出している。本実施形態における高圧縮凹部１１３は、前後方向Ｘおよび幅方向Ｙにおいて、低圧縮凹部１１２の略中央に成形されている。
圧着端子１０における圧着部１１の挿通孔１１１に、アルミニウム電線Ｗのうち被覆Ｗ２が剥かれ、外部に一部が露出した複数の芯線Ｗ１が前方向Ｘ１に向けて挿通され、かつ、後述する圧着装置２の低圧縮凸部２２３と高圧縮凸部２２４により圧着部１１と複数の芯線Ｗ１が圧縮されると、複数の芯線Ｗ１と圧着部１１が接続された状態になる。圧着部１１には、後述する圧着装置２により、下方向Ｚ２に突出して複数の芯線Ｗ１を圧縮する低圧縮凹部１１２と、高圧縮凹部１１３が成形される。低圧縮凹部１１２は、後述する低圧縮凸部２２３により、円筒状の圧着部１１の一部が下方向Ｚ２に向けて窪むことにより成形される。高圧縮凹部１１３は、後述する高圧縮凸部２２４により、低圧縮凹部１１２の先端面１１２Ａの一部が下方向Ｚ２に向けて更に窪むことに成形される。なお、高圧縮凹部１１３は、下方向Ｚ２側に突出して成形される際、複数の芯線Ｗ１に切れなどの損傷が起きない突出高さで突出するように設定されている。
ここで、アルミニウム電線圧着端子１の機械的接続は、主に低圧縮凹部１１２によりなされている。前後方向Ｘにおいて、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０がお互いに離れる方向の力が加わった場合、複数の芯線Ｗ１を圧縮している低圧縮凹部１１２による圧縮力が、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０がお互いに離れないようにしている。従って、アルミニウム電線圧着端子１の機械的接続に係る保持力（固着力）は、低圧縮凹部１１２により確保されている。
アルミニウム電線圧着端子１の電気的接続は、主に高圧縮凹部１１３によりなされている。高圧縮凹部１１３は、低圧縮凹部１１２の先端面１１２Ａより更に下方向Ｚ２に突出している。高圧縮凹部１１３は、低圧縮凹部１１２による圧縮力に比べ、より強い圧縮力、すなわち低圧縮凹部１１２による圧縮力よりも強い圧縮力で複数の芯線Ｗ１を圧縮しているので、隣接する芯線Ｗ１間に介在する酸化被膜、および、芯線Ｗ１と圧着部１１における内周面との間に介在する酸化被膜は、破壊される。そして、隣接する芯線Ｗ１同志の接触部分で金属同士が凝着し、および、芯線Ｗ１と圧着部１１おける内周面との接触部分で金属同士が凝着する。アルミニウム電線圧着端子１の電気的接続の信頼性は、高圧縮凹部１１３による酸化被膜の破壊と金属同士の凝着により確保されており、抵抗が小さくなることにより電気的接続の信頼性が向上している。
次に、アルミニウム電線圧着端子１を製造する圧着装置２について説明する。圧着装置２は、図４〜図７に示すように、下型（アンビル）２１と上型（クリンパ）２２を有している。下型２１と上型２２は、高さ方向Ｚにおいて、不図示の駆動手段によりお互いが近づくことにより圧着端子１０の圧着部１１を圧縮し、圧縮後には、お互いが離れるようになっている。
下型２１は、上方向Ｚ１側に位置する載置凹部２１１を有している。載置凹部２１１は、下型２１における上方向Ｚ１の上面より下方向Ｚ２に窪むように切り欠かかれ、半円筒の成形面により区画され、半円筒状である。載置凹部２１１は、円筒状の圧着部１１が載せられた状態において、幅方向Ｙにおいて、圧着部１１がずれないように位置規制をしている。
上型２２は、下方向Ｚ２側に位置する凹部２２１を有している。凹部２２１は、上型２２における下方向Ｚ２の下面より上方向Ｚ１に窪むように切り欠かかれ、半円筒の成形面により区画され、半円筒状である。凹部２２１内には、下方向Ｚ２に突出する低圧縮凸部２２３と高圧縮凸部２２４が一体で成形されている。低圧縮凸部２２３と高圧縮凸部２２４は、半円筒状の成形面より下方向Ｚ２に突出している。低圧縮凸部２２３は、圧着端子１０の圧着部１１に低圧縮凹部１１２を成形するものである。高圧縮凸部２２４は、圧着端子１０の圧着部１１に高圧縮凹部１１３を成形するものである。低圧縮凸部２２３は、四角錐の先端側を底面に平行な平面で切り取った形状であり、図４および図６に示すように、幅方向Ｙにおける断面視、および、前後方向Ｘにおける断面視において、台形状であり、下方向Ｚ２に向けて先細りしている。高圧縮凸部２２４は、低圧縮凸部２２３の平坦面２２５より下方向に更に突出するように成形されている。高圧縮凸部２２４は、四角錐の先端側を底面に平行な平面で切り取った形状であり、幅方向Ｙにおける断面視、および前後方向Ｘにおける断面視において、台形状であり、下方向Ｚ２に向けて先細りしている。なお、本実施形態における高圧縮凸部２２４は、前後方向Ｘおよび幅方向Ｙにおいて、低圧縮凸部２２３の略中央に成形されている。また、低圧縮凸部２２３と高圧縮凸部２２４のそれぞれが下方向Ｚ２に向けて先細りするように突出して成形されているのは、高さ方向Ｚにおいて、下型２１と上型２２が離れる際に、低圧縮凸部２２３と高圧縮凸部２２４が、圧着部１１を圧縮したときに成形される低圧縮凹部１１２と高圧縮凹部１１３から容易に抜けるようにするためである。
次に、アルミニウム電線圧着端子１の圧着方法について説明する。圧着方法は、図４〜図７に示すように、まず、アルミニウム電線Ｗにおける複数の芯線Ｗ１を、圧着端子１０における圧着部１１の挿通孔１１１に挿通する。次に、圧着部１１を、圧着装置２における下型２１の載置凹部２１１に載せる。このとき、複数の芯線Ｗ１は、圧着部１１の挿通孔１１１に挿通した状態を維持する。次に、圧着装置２に設けられている不図示の駆動機構により、上型２２を下方向Ｚ２に位置する下型２１向けて下降させる。このとき、上型２２の高圧縮凸部２２４が、まず圧着部１１と芯線Ｗ１を圧縮しつつ、高圧縮凹部１１３を成形しつつ、続いて、低圧縮凸部２２３が、圧着部１１と芯線Ｗ１を圧縮しつつ、低圧縮凹部１１２を成形する。そして、下型２１における上方向Ｚ１側の上面と、上型２２おける下方向Ｚ２側の下面が当接することにより、圧縮が終了し、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０の接続が完了する。次に、圧着装置２に設けられている不図示の駆動機構により、上型２２を上方向Ｚ１に向けて上昇させ、アルミニウム電線圧着端子１を下型２１から取り外す。上記の工程により、アルミニウム電線圧着端子１が圧着装置２により製造される。
本実施形態おけるアルミニウム電線圧着端子１によれば、複数の芯線Ｗ１が挿通孔１１１に挿通され、かつ、圧着部１１が圧縮され、複数の芯線Ｗ１と圧着部１１が接続された状態において、圧着部１１には、複数の芯線Ｗ１を圧縮する低圧縮凹部１１２と、複数の芯線Ｗ１を圧縮する高圧縮凹部１１３が成形されている。高圧縮凹部１１３は、低圧縮凹部１１２の先端面１１２Ａより更に下方向Ｚ２に突出しており、低圧縮凹部１１２による圧縮力に比べ、より強い圧縮力、すなわち低圧縮凹部１１２による圧縮力よりも強い圧縮力で複数の芯線Ｗ１を圧縮している。従って、高圧縮凹部１１３は、低圧縮凹部１１２による圧縮力よりも強い圧縮力で複数の芯線Ｗ１を圧縮しているので、隣接する芯線Ｗ１間に介在する酸化被膜、および、芯線Ｗ１と圧着部１１における内周面との間に介在する酸化被膜は、破壊される。そして、隣接する芯線Ｗ１同志の接触部分で金属同士が凝着し、および、芯線Ｗ１と圧着部１１おける内周面との接触部分で金属同士が凝着する。これにより、アルミニウム電線圧着端子１の電気的接続の信頼性は、高圧縮凹部１１３による酸化被膜の破壊と金属同士の凝着により確保されており、抵抗が小さくなることにより向上している。
ここで、アルミニウム電線圧着端子１の抵抗を測定した結果を説明する。図８においては、左側が複数のサンプルより得られた比較サンプルの抵抗値であり、右側が複数のサンプルより得られた第一実施形態の抵抗値を表している。比較サンプルは、低圧縮凹部１１２のみが成形された圧着端子に、所定の決められた長さのアルミニウム電線２を接続したアルミニウム電続圧着端子である。第一実施形態のサンプルは、低圧縮凹部１１２と高圧縮凹部１１３が成形された圧着端子１０に、所定の決められた長さのアルミニウム電線２を接続したアルミニウム電続圧着端子１である。
同図に示すように、初期の抵抗値は、比較サンプルと第一実施形態のサンプルとも０．１００（ｍΩ）より低く、第一実施形態のサンプルほうがより低い。一方、比較サンプルと第一実施形態のサンプルに対して、同じ所定時間、同じ所定温度の熱を加えた後（サーマルショック後）の抵抗値については、比較サンプルが約０．３００（ｍΩ）〜０．７００（ｍΩ）強であり、第一実施形態のサンプルが約０．３００（ｍΩ）〜０．２００（ｍΩ）強である。つまり、第一実施形態のサンプルのほうが、初期、および、サーマルショック後で抵抗値が小さく、特に、サーマルショック後の抵抗値が小さくなっている。これにより、高圧縮凹部１１３を成型することで、電気的接続の信頼性を向上することができる。
また、本実施形態おける圧着装置２によれば、複数の芯線Ｗ１が、挿通孔１１１に挿通された状態において、上型２２が、下方向Ｚ２に位置する前記下型２１に向けて下降すると、低圧縮凸部２２３により、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１が圧縮されるとともに、高圧縮凸部２２４により、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１がより強く圧縮されて、圧着部１１に、低圧縮凹部１１２と高圧縮凹部１１３が成形される。従って、圧着装置２により製造されるアルミニウム電線圧着端子１における電気的接続の信頼性は、高圧縮凹部１１３による酸化被膜の破壊と金属同士の凝着により確保されており、抵抗が小さくなることにより電気的接続の信頼性が向上する。
第一実施形態おける圧着方法によれば、上型２２を下方向Ｚ２に下降させる工程において、低圧縮凸部２２３が、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１を圧縮するとともに、高圧縮凸部２２４が、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１をより強く圧縮して、圧着部１１に低圧縮凹部１１２と高圧縮凹部１１３を成形する。従って、第一実施形態の圧着方法により、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０が接続されるアルミニウム電線圧着端子１における電気的接続の信頼性は、高圧縮凹部１１３による酸化被膜の破壊と金属同士の凝着により確保されており、抵抗が小さくなることにより電気的接続の信頼性が向上する。
〔第二実施形態〕
次に、第二実施形態におけるアルミニウム電線圧着端子を製造する圧着装置および圧着方法について説明する。図９は、第二実施形態に係るアルミニウム電線と圧着端子が圧着装置により接続されるようすを示す断面模式図である。図１０は、第二実施形態に係るアルミニウム電線と圧着端子が圧着装置により接続されるようすを示す断面模式図である。図９および図１０においては、芯線Ｗ１を模式的に表している。なお、第二実施形態では、第一実施形態と同じ部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、第二実施形態におけるアルミニウム電線圧着端子を製造する圧着装置および圧着方法について説明する。図９は、第二実施形態に係るアルミニウム電線と圧着端子が圧着装置により接続されるようすを示す断面模式図である。図１０は、第二実施形態に係るアルミニウム電線と圧着端子が圧着装置により接続されるようすを示す断面模式図である。図９および図１０においては、芯線Ｗ１を模式的に表している。なお、第二実施形態では、第一実施形態と同じ部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
アルミニウム電線圧着端子１を製造する圧着装置２Ａは、図９、および図１０に示すように、下型２１と、第１上型２２Ａ、および、第２上型２２Ｂを有している。下型２１と、第１上型２２Ａ、および、第２上型２２Ｂは、高さ方向Ｚにおいて、不図示の駆動手段により下型２１と第１上型がお互いに近づくことにより圧着端子１０の圧着部１１を圧縮し、続いて、下型２１と第２上型がお互いに近づくことにより圧着端子１０の圧着部１１をより強く圧縮するようになっている。
下型２１は、上方向Ｚ１側に位置する載置凹部２１１を有している。載置凹部２１１は、下型２１における上方向Ｚ１の上面より下方向Ｚ２に窪むように切り欠かかれ、半円筒の成形面により区画され、半円筒状である。
第１上型２２Ａは、下方向Ｚ２側に位置する凹部２２１Ａを有している。凹部２２１Ａは、第１上型２２Ａにおける下方向Ｚ２の下面より上方向Ｚ１に窪むように切り欠かかれ、半円筒状の成形面により区画され、半円筒状である。凹部２２１Ａ内には、下方向Ｚ２に突出する低圧縮凸部２２３Ａが一体で成形されている。低圧縮凸部２２３Ａは、半円筒状の成形面より下方向Ｚ２に突出している。低圧縮凸部２２３Ａは、圧着端子１０の圧着部１１に低圧縮凹部１１２を成形するものである。低圧縮凸部２２３Ａは、四角錐の先端側を底面に平行な平面で切り取った形状であり、幅方向Ｙにおける断面視、および前後方向Ｘにおける断面視において、台形状であり、下方向Ｚ２に向けて先細りしている。
第２上型２２Ｂは、下方向Ｚ２側に位置する半円筒状の凹部２２１Ｂを有している。凹部２２１Ｂは、第２上型２２Ｂにおける下方向Ｚ２の下面より上方向Ｚ１に窪むように切り欠かかれ、半円筒状の成形面により区画され、半円筒状である。凹部２２１Ｂ内には、下方向Ｚ２に突出する凸部２２３Ｂと高圧縮凸部２２４Ｂが一体で成形されている。低圧縮凸部２２３Ｂと高圧縮凸部２２４Ｂは、半円筒状の成形面より下方向Ｚ２に突出している。高圧縮凸部２２４Ｂは、圧着端子１０の圧着部１１に高圧縮凹部１１３を成形するものである。凸部２２３Ｂは、四角錐の先端側を底面に平行な平面で切り取った形状であり、幅方向Ｙにおける断面視、および前後方向Ｘにおける断面視において、台形状であり、下方向Ｚ２に向けて先細りしている。高圧縮凸部２２４Ｂは、凸部２２３Ｂの平坦面２２５Ｂより下方向に更に突出するように成形されている。高圧縮凸部２２４Ｂは、四角錐の先端側を底面に平行な平面で切り取った形状であり、幅方向Ｙにおける断面視において、および前後方向Ｘにおける断面視において台形状であり、下方向Ｚ２に向けて先細りしている。また、本実施形態における凸部２２３Ｂは、第１上型２２Ａの低圧縮凸部２２３Ａと同じ寸法で同形状でもよいし、小さい寸法で異なる形状としてもよい。
次に、アルミニウム電線圧着端子１の圧着方法について説明する。圧着方法は、図９、および図１０に示すように、まず、アルミニウム電線Ｗにおける複数の芯線Ｗ１を、圧着端子１０における圧着部１１の挿通孔１１１に挿通する。次に、圧着部１１を、圧着装置２Ａにおける下型２１の載置凹部２１１に載せる。このとき、複数の芯線Ｗ１は、圧着部１１の挿通孔１１１に挿通した状態を維持する。次に、圧着装置２Ａに設けられている不図示の駆動機構により、高さ方向Ｚにおいて、第１上型２２と下型２１を対向させた状態において、第１上型２２Ａを、下方向Ｚ２に位置する下型２１に向けて下降させる。このとき、第１上型２２Ａの低圧縮凸部２２３Ａが、圧着部１１と芯線Ｗ１を圧縮しつつ、圧着部１１に低圧縮凹部１１２を成形する。これにより、下型２１における上方向Ｚ１側の上面と、第１上型２２Ａにおける下方向Ｚ２側の下面が当接することによる１次的な圧縮が終了する。次に、圧着装置２Ａに設けられている不図示の駆動機構により、高さ方向Ｚにおいて、第１上型２２Ａを、上方向Ｚ１に向けて上昇させた後、第２上型２２Ｂと下型２１を対向させた状態において、第２上型２２Ｂを、下方向Ｚ２に位置する下型２１に向けて下降させる。このとき、第２上型２２Ｂの高圧縮凸部２２４Ｂが、低圧縮凹部１１２の一部と芯線Ｗ１をより強く圧縮しつつ、低圧縮凹部１１２内に高圧縮凹部１１３を成形する。これにより、下型２１における上方向Ｚ１側の上面と、第２上型２２Ｂにおける下方向Ｚ２側の下面とが当接することによる２次的な圧縮が終了し、アルミニウム電線Ｗと圧着端子１０の接続が完了する。次に、圧着装置２Ａに設けられている不図示の駆動機構により、第２上型２２Ｂを、上方向Ｚ１に向けて上昇させ、アルミニウム電線圧着端子１を、下型２１からを取り外す。上記の工程により、アルミニウム電線圧着端子１が製造される。
本実施形態おける圧着装置２Ａによれば、複数の芯線Ｗ１が、挿通孔１１１に挿通された状態において、第１上型２２Ａが、下型２１と対向しつつ、下方向Ｚ２に下降すると、低圧縮凸部２２３Ａにより、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１が圧縮されつつ、圧着部１１に低圧縮凹部１１２が成形される。続いて、第２上型２２Ｂが、下型２１と対向しつつ、下方向Ｚ２に下降すると、高圧縮凸部２２４Ｂにより、低圧縮凸部２２３Ａにより圧縮された圧着部１１と複数の芯線Ｗ１における一部がより強く圧縮されつつ、圧着部１１に高圧縮凹部１１３が成形される。従って、圧着装置２により製造されるアルミニウム電線圧着端子１における電気的接続の信頼性は、高圧縮凹部１１３による酸化被膜の破壊と金属同士の凝着により確保されており、抵抗が小さくなることにより電気的接続の信頼性が向上する。また、本実施形態における圧着装置２Ａは、第１上型２２Ａの低圧縮凸部２２３Ａで、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１を圧縮し、続いて第２上型２２Ｂの高圧縮凸部２２４Ｂで、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１を圧縮するように上型を分けて、２工程で低圧縮凹部１１２と高圧縮凹部１１３を成形するようにしたので、アルミニウム電線圧着端子１を製造する際、芯線Ｗ１の切れなどの損傷を抑制できる。
本実施形態おける圧着方法によれば、第１上型２２Ａを下方向Ｚ２に下降させる工程において、第１上型２２Ａの低圧縮凸部２２３Ａが、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１を圧縮しつつ、圧着部１１に低圧縮凹部１１２を成形する。続いて、第２上型２２Ｂを下方向Ｚ２に下降させる工程において、第２上型２２Ｂの高圧縮凸部２２４Ｂが、低圧縮凹部１１２の一部と芯線Ｗ１をより強く圧縮しつつ、低圧縮凹部１１２内に高圧縮凹部１１３を成形する。従って、圧着装置２により製造されるアルミニウム電線圧着端子１における電気的接続の信頼性は、高圧縮凹部１１３による酸化被膜の破壊と金属同士の凝着により確保されており、抵抗が小さくなることにより電気的接続の信頼性が向上する。また、本実施形態における圧着方法は、第１上型２２Ａの低圧縮凸部２２３Ａで、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１を圧縮し、続いて第２上型２２Ｂの高圧縮凸部２２４Ｂで、圧着部１１と複数の芯線Ｗ１を圧縮するように工程を分けて、２工程で低圧縮凹部１１２と高圧縮凹部１１３を成形するようにしたので、アルミニウム電線圧着端子１を製造する際、芯線Ｗ１の切れなどの損傷を抑制できる。
なお、上記実施形態におけるアルミニウム電線圧着端子１は、１つの圧着端子１０と１つのアルミニウム電線Ｗとを接続するものであるがこれに限定されるものではない。図１１は、変形例に係る複数のアルミニウム電線と圧着端子が接続されたアルミニウム電線圧着端子の斜視図である。圧着端子１０には、図１１に示すように、複数のアルミニウム電線ＷＡ、ＷＢ、ＷＣ、ＷＤ、ＷＥ・・・が接続されるようにしてもよい。複数のアルミニウム電線ＷＡ、ＷＢ、ＷＣ、ＷＤ、ＷＥ・・・が束ねられた状態で、それぞれの芯線Ｗ１を圧着端子１０における圧着部１１の挿通孔１１１に挿入し、圧着装置２や圧着装置２Ａにより圧着部１１が圧縮されることにより、一つの圧着端子１０と複数のアルミニウム電線ＷＡ、ＷＢ、ＷＣ、ＷＤ、ＷＥ・・・が接続されるので、電気回路的にジョイント回路を成形することができる。
また、上記実施形態におけるアルミニウム電線圧着端子１は、低圧縮凹部１１２に対する高圧縮凹部１１３の成形位置は、前後方向において略中央であるがこれに限定されるものではない。図１２は、変形例に係るアルミニウム電線圧着端子の断面図である。アルミニウム電線圧着端子１Ｂの高圧縮凹部１１３Ｂは、前後方向Ｘにおいて、低圧縮凹部１１２Ｂの接触部１２側である前方向Ｘ１側に成形されていてもよい。前後方向Ｘにおいて、高圧縮凹部１１３Ｂの後方向Ｘ２側では、より広い幅Ｔで低圧縮凹部１１２Ｂが複数の芯線Ｗ１を圧縮している。従って、アルミニウム電線Ｗにより強い引っ張り力Ｆが加わっても、その力はより広い幅Ｔの低圧縮凹部１１２Ｂで圧縮されている複数の芯線Ｗ１によって吸収されるので、高圧縮凹部１１３Ｂで圧縮されている芯線Ｗ１に加わる力を低減できるので、芯線Ｗ１の損傷を抑制できる。なお、この場合、上型２２の高圧縮凸部２２４は低圧縮凸部２２３に対して前方向Ｘ１側に成形することとなり、第２上型２２Ｂの高圧縮凸部２２４Ｂは凸部２２３Ｂに対して前方向Ｘ１側に成形することとなる。
また、上記アルミニウム電線圧着端子１の圧着部１１は、円筒状であったが、角筒状にしてもよい。
上記第二実施形態の圧着装置２Ａでは、２つの上型を設け、第１上型２２Ａに低圧縮凸部２２３Ａを成形し、第２上型２２Ｂに高圧縮凸部２２４Ｂを成形して、２工程で圧着部１１と複数の芯線Ｗ１を圧縮している。しかし、１つの上型に低圧縮凸部２２３Ａを成形するとともに、スライド型を上型に組み込み、低圧縮凸部２２３Ａから、スライド型の一端側を一時的に突出させることにより、高圧縮凸部２２４Ａとして機能させて、１つの上型により２工程で圧着部１１と複数の芯線Ｗ１を圧縮するようにしてもよい。
１ アルミニウム電線圧着端子
１０ 圧着端子
１１ 圧着部
１１１ 挿通孔
１１２ 低圧縮凹部
１１３ 高圧縮凹部
１２ 接触部
２ 圧着装置
２１ 下型
２１１ 載置部
２２ 上型
２２３ 低圧縮凸部
２２４ 高圧縮凸部
Ｗ アルミニウム電線
Ｗ１ 芯線
Ｗ２ 被覆
１０ 圧着端子
１１ 圧着部
１１１ 挿通孔
１１２ 低圧縮凹部
１１３ 高圧縮凹部
１２ 接触部
２ 圧着装置
２１ 下型
２１１ 載置部
２２ 上型
２２３ 低圧縮凸部
２２４ 高圧縮凸部
Ｗ アルミニウム電線
Ｗ１ 芯線
Ｗ２ 被覆
Claims (6)
- アルミニウム電線と、前記アルミニウム電線が接続される圧着端子を備え、
前記アルミニウム電線は、複数の芯線と前記複数の芯線を覆う被覆を有し、
前記圧着端子は、接触部と筒状の圧着部を有し、
前記圧着部は、挿通孔を有し、
前記複数の芯線が前記挿通孔に挿通され、かつ、前記圧着部が圧縮され、前記複数の芯線と前記圧着部が接続された状態において、
前記圧着部には、前記複数の芯線を圧縮する低圧縮凹部と、前記複数の芯線を圧縮する高圧縮凹部が成形されており、
前記高圧縮凹部は、前記低圧縮凹部の先端面より更に下方向に突出しており、前記低圧縮凹部による圧縮力によりも、強い圧縮力で前記複数の芯線を圧縮している
ことを特徴とするアルミニウム電線圧着端子。 - 前記高圧縮凹部は、前記低圧縮凹部の前方向側に位置して成形されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム電線圧着端子。 - アルミニウム電線圧着端子を製造する圧着装置であり、
アルミニウム電線は、複数の芯線と、前記複数の芯線を覆う被覆を有し、
圧着端子は、接続部と筒状の圧着部を有し、
前記圧着部は、挿通孔を有し、
前記圧着装置は、下型と上型を有し、
前記下型は、上方向側に位置する載置部を有し、
前記上型は、一体で成形されており下方向に突出する低圧縮凸部と高圧縮凸部を有し、
前記高圧縮凸部は、前記低圧縮凸部の下方向の平坦面より下方向に更に突出しており、
前記複数の芯線が、前記挿通孔に挿通された状態において、
前記上型が、下方向に位置する前記下型に向けて下降すると、
前記低圧縮凸部により、前記圧着部と前記複数の芯線が圧縮されるとともに、前記高圧縮凸部により、前記圧着部と前記複数の芯線が前記低圧縮凸部による前記圧着部と前記複数の芯線との圧縮よりも強く圧縮されて、
前記圧着部に、低圧縮凹部と高圧縮凹部が成形される
ことを特徴とする圧着装置。 - アルミニウム電線圧着端子において、圧着端子とアルミニウム電線を接続する圧着方法であり、
アルミニウム電線は、複数の芯線と、前記複数の芯線を覆う被覆を有し、
前記圧着端子は、接続部と筒状の圧着部を有し、
前記圧着部は、挿通孔を有し、
圧着装置は、下型と上型を有し、
前記下型は、上方向側に位置する載置部を有し、
前記上型は、一体で成形されており下方向に突出する低圧縮凸部と高圧縮凸部を有し、
前記高圧縮凸部は、前記低圧縮凸部の下方向の平坦面より下方向に更に突出しており、
前記複数の芯線を前記挿通孔に挿通する工程と、
前記圧着部を前記載置部に載せる工程と、
前記上型を下方向に下降させる工程と、
を含み、
前記上型を下方向に下降させる工程において、
前記低圧縮凸部が、前記圧着部と前記複数の芯線を圧縮するとともに、前記高圧縮凸部が、前記圧着部と前記複数の芯線が前記低圧縮凸部による前記圧着部と前記複数の芯線との圧縮よりも強く圧縮されて、
前記圧着部に低圧縮凹部と高圧縮凹部を成形する
ことを特徴とする圧着方法。 - アルミニウム電線圧着端子を製造する圧着装置であり、
アルミニウム電線は、複数の芯線と、前記複数の芯線を覆う被覆を有し、
圧着端子は、接続部と筒状の圧着部を有し、
前記圧着部は、挿通孔を有し、
前記圧着装置は、下型と第１上型、および、第２上型を有し、
前記下型は、上方向側に位置する載置部を有し、
前記第１上型は、一体で成形されており下方向に突出する低圧縮凸部を有し、
前記第２上型は、一体で成形されており下方向に突出する高圧縮凸部を有し、
前記複数の芯線が、前記挿通孔に挿通された状態において、
前記第１上型が、前記下型と対向しつつ、下方向に下降すると、
前記低圧縮凸部により、前記圧着部と前記複数の芯線が圧縮されつつ、前記圧着部に低圧縮凹部が成形され、
前記第１上型が下方向に下降した状態で、前記第２上型が、前記下型と対向しつつ、下方向に下降すると、
前記高圧縮凸部により、前記低圧縮凹部の一部と芯線が前記低圧縮凸部による前記圧着部と前記複数の芯線との圧縮よりも強く圧縮されつつ、前記低圧縮凹部内に高圧縮凹部が成形される
ことを特徴とする圧着装置。 - アルミニウム電線圧着端子において、アルミニウム電線と圧着端子と接続する圧着方法であり、
圧着端子は、接続部と筒状の圧着部を有し、
前記圧着部は、挿通孔を有し、
アルミニウム電線は、複数の芯線と、前記複数の芯線を覆う被覆を有し、
圧着装置は、下型と第１上型、および、第２上型を有し、
前記下型は、上方向側に位置する載置部を有しており、
前記第１上型は、一体で成形されており下方向に突出する低圧縮凸部を有し、
前記第２上型は、一体で成形されており下方向に突出する高圧縮凸部を有し、
前記複数の芯線を前記挿通孔に挿通する工程と、
前記圧着部を前記載置部に載せる工程と、
前記第１上型を下方向に下降させる工程と、
前記第２上型を下方向に下降させる工程と、
を含み、
前記第１上型を下方向に下降させる工程において、
前記第１上型の低圧縮凸部が、前記圧着部と前記複数の芯線を圧縮しつつ、前記圧着部に低圧縮凹部を成形し、
前記第２上型を下方向に下降させる工程において、
前記第２上型の高圧縮凸部が、前記低圧縮凹部の一部と芯線を前記低圧縮凸部による前記圧着部と前記複数の芯線との圧縮よりも強く圧縮しつつ、前記低圧縮凹部内に高圧縮凹部を成形する
ことを特徴とする圧着方法。
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