JP2021128906A - 圧接端子及び電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被覆電線の被覆を剥離して電線導体を導通状態で保持する場合に、電線導体の外周を削り取ってしまうことを抑制する。【解決手段】被覆電線５の被覆５ｂをせん断部１３で剥離して電線導体５ａを外部に露出させる場合に、被覆電線５の外周を圧接端子９に設けられた梁２１の刃部２１ａによりエッジ形状にせん断することで被覆電線５の外周である被覆５ｂや電線導体５ａを被覆電線５に繋がった状態で剥離するようにした。これにより、被覆５ｂや電線導体５ａが被覆電線５から切削紛として落下して電気回路がショートしてしまうことを防止できる。【選択図】図１

Description

本発明は、圧接端子及び電子装置に関する。

例えば特許文献１には、圧接端子に設けられた圧接刃により被覆電線の被覆を剥離し、外部に露出した電線導体を導通状態で保持する構成が記載されている。

特開２０１６−１８６９９号公報

しかしながら、特許文献１のものは、圧接刃により被覆を剥離すると同時に圧接させる構成であるので、被覆の剥離時に電線導体の外周を削り取ってしまう。このため、電線導体の断面積が減少して圧接端子による被覆電線の保持力が低下したり、被覆電線自身の強度が低下したりするおそれがある。
また、削り取った切削粉により電気回路の動作に支障を生じるおそれもある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、被覆電線の被覆を剥離して電線導体を導通状態で保持する場合に、電線導体の外周を削り取ってしまうことを抑制できる圧接端子及び電子装置を提供することにある。

請求項１の発明によれば、導入部（１２）は、隙間部（１１）に挿入された被覆電線（５）の移動に伴って被覆電線（５）を隙間部（１１）に沿った挿入方向に案内する。続けて、せん断部（１３）は、導入部（１２）により案内された被覆電線（５）の外周を被覆電線（５）の移動に伴って被覆電線（５）と繋がった状態で挿入方向と反対方向にせん断して電線導体（５ａ）を外部に露出させる。続けて、せん断解除部（１４）は、せん断部（１３）による被覆電線（５）の外周に対するせん断を被覆電線（５）の移動に伴って解除する。続けて、挟持部（１６）は、せん断部（１３）により外部に露出した電線導体（５ａ）を被覆電線（５）の移動に伴って導通状態で保持する。

第１実施形態に係る圧接端子の平面図 圧接端子の側面図 被覆電線の断面図 モータのステータを示す側面図 接続部の斜視図 圧接端子のプレス工程による打ち抜き領域を示す図 第１隙間部を移動する被覆電線を示す圧接端子の平面図 第２隙間部を移動する被覆電線を示す圧接端子の平面図 第３隙間部を移動する被覆電線を示す圧接端子の平面図 第４隙間部を移動する被覆電線を示す圧接端子の平面図 第５隙間部を移動する被覆電線を示す圧接端子の平面図 圧接端子による被覆電線の剥離の変化を示す図 変形形態に係る圧接端子の側面図 第２実施形態に係る圧接端子の平面図 圧接端子の側面図 第３実施形態に係る圧接端子の平面図 圧接端子の側面図 図１７のＡ−Ａ断面図 圧接端子による被覆電線の剥離の変化を示す図 被覆電線の剥離部と圧接端子との位置関係を示す図 第４実施形態に係る圧接端子の平面図 圧接端子の側面図 モータのステータを示す側面図 変形実施形態に係る圧接端子の平面図 圧接端子の側面図 変形実施形態に係る圧接端子の平面図 圧接端子の側面図

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。複数の実施形態において、機能的または構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する場合がある。

（第１実施形態）
第１実施形態について図１から図１３を参照して説明する。
例えば車両には図示しない各種モータが搭載されている。これらのモータと制御基板とは電気的に接続されており、制御基板からの駆動信号に応じてモータが動作する。制御基板には圧接端子が実装されており、駆動用の電気回路と接続されている。モータと制御基板とを電気的に接続するには、モータ巻線を制御基板に実装された圧接端子により導通状態で保持するようにしている。モータが電気回路に相当し、モータと制御基板とから電子装置が構成されている。

モータは、図３に示すステータ１を有して構成されている。ステータ１は、電磁鋼板２をインシュレータ３に一体成型して形成されている。ステータ１にはボビン４が一体に設けられており、そのボビン４に被覆電線５が図示しない巻線機で巻装されることによりモータ巻線が構成されている。

インシュレータ３の上面には接続部６が突出成型されている。図４に示すように接続部６の上面には穴部７が形成されている。穴部７の前後に位置する壁面には上方が開口したスリット８が形成されており、そのスリット８が開口する部位に被覆電線５を案内するためのテーパ８ａが形成されている。スリット８の奥端部には被覆電線５の端部が位置決め状態で装着されている。これにより、被覆電線５の端部は、穴部７を前後方向に貫通した状態で懸架されている。

一方、図示しない制御基板には、図３に示す圧接端子９の脚部がはんだ付けにより固定されている。圧接端子９は、例えば厚み寸法が１ｍｍ程度の黄銅やリン青銅等の平板部材から形成されている。接続部６に形成されている穴部７は圧接端子９の外形寸法よりも僅かに大きく形成されており、制御基板の組み付け時に接続部６の穴部７に圧接端子９が挿入されるようになっている。

接続部６の穴部７に圧接端子９が挿入された状態では、接続部６に懸架されている被覆電線５の端部が圧接端子９により導通状態で保持される。これにより、モータ巻線が制御基板に搭載された電気回路と電気的に接続される。

図１に示すように圧接端子９は相対する一対の腕部１０を有しており、これらの腕部１０間に図示上方が開放した隙間部１１が形成されている。この隙間部１１に被覆電線５が挿入される。

圧接端子９の隙間部１１に挿入される被覆電線５は、図２に示すように例えば銅からなる電線導体５ａの外周をポリエステルイミドやポリアミドイミド等の絶縁体の被覆５ｂで覆って形成されている。電線導体５ａは単線でも撚り線でもよい。

圧接端子９の隙間部１１に被覆電線５が挿入された状態では、被覆電線５は圧接端子９の腕部１０により導通状態で保持される。圧接端子９の隙間部１１に挿入された被覆電線５が腕部１０により導通状態で保持されるには、腕部１０が被覆電線５の被覆５ｂを切込んで電線導体５ａの外周に直接接触する必要がある。このように腕部１０が被覆電線５の被覆５ｂに切込む場合、腕部１０により被覆５ｂや電線導体５ａが削り取られてしまって切削粉として落下しないことが重要である。

このような事情から、本実施形態では、圧接端子９の形状を以下のように工夫した。
即ち、図１に示すように圧接端子９の腕部１０間に形成された隙間部１１には、第１導入部１２、せん断部１３、せん断解除部１４、第２導入部１５、挟持部１６の５つの領域が設定されている。

図２に示すように第２導入部１５とせん断解除部１４との間となる第１折曲部１７で１３５°折曲され、せん断解除部１４のほぼ中央となる第２折曲部１８で第１折曲部１７と反対方向に９０°折曲され、せん断解除部１４と第１導入部１２との間となる第３折曲部１９で第２折曲部１８と反対方向に１３５°折曲されている。これにより、第１導入部１２の面方向は、圧接端子９の基端部の面方向と同一方向を指向している。

（１）第１導入部１２
第１導入部１２は、被覆電線５を狙った位置に導くことを目的として設けられており、被覆電線５の位置を矯正する機能を有する。図１に示すように第１導入部１２に対応する隙間部１１を第１隙間部１１ａとする。第１隙間部１１ａの先端は開口しており、その開口に対応した腕部１０にテーパ１０ａが形成されている。第１導入部が導入部に相当する。

（２）せん断部１３
せん断部１３は、電線導体５ａの露出を目的として設けられており、被覆電線５の外周である被覆５ｂや電線導体５ａをせん断する機能を有する。せん断部１３に対応する隙間部１１を第２隙間部１１ｂとする。第２隙間部１１ｂと直交する方向に横溝部２０が設けられている。第２隙間部１１ｂと横溝部２０とにより、相対する一対の平板形状の梁２１が腕部１０に一体形成されている。梁２１の図示上方に位置する先端角部はエッジ形状に形成されている。以下、梁２１において図示上方に位置する先端角部を刃部と称する。

梁２１の刃部２１ａは、上述したように腕部１０が第１〜第３折曲部１７〜１９で折曲されることで被覆電線５の挿入方向と反対方向に対して推奨値の傾斜角度である４５°傾斜している。これにより、刃部２１ａをエッジ形状の刃部として機能させることができる。

また、梁２１の刃部２１ａの頂点は、挟持部１６の板厚方向の中心線上に位置している。これは、せん断部１３による被覆電線５のせん断中心と挟持部１６による被覆電線５の保持中心とを一致させるためである。

（３）せん断解除部１４
せん断解除部１４は、被覆電線５の被覆５ｂのせん断完了を目的として設けられており、せん断を解除する機能を有する。せん断解除部１４に対応する隙間部１１を第３隙間部１１ｃとする。第３隙間部１１ｃの距離は、第２隙間部１１ｂの距離よりも大きく設定されており、このような設定によりせん断解除の機能を発揮するようになっている。

（４）第２導入部１５
第２導入部１５は、被覆電線５を挟持部１６に導くことを目的として設けられており、被覆電線５の位置を矯正する機能を有する。第２導入部１５に対応した腕部１０にテーパ部１０ｂが形成されている。第２導入部１５に対応する隙間部１１を第４隙間部１１ｄとする。

（５）挟持部１６
挟持部１６は、被覆電線５の保持と導通経路を確保することを目的として設けられており、露出した被覆電線５の電線導体５ａを梁２１と梁２１とで挟み込む機能を有する。挟持部１６に対応する隙間部１１を第５隙間部１１ｅとする。

ここで、図１に示すように第１隙間部１１ａの最大距離をＷ1、最小距離をＷ2、第２隙間部１１ｂの距離をＷ3、第３隙間部１１ｃの距離をＷ4、第５隙間部１１ｅの距離をＷ5、図３に示すように被覆電線５の直径をｄ0とすると、Ｗ1＞Ｗ2≧ｄ0＞Ｗ4＞Ｗ3＞Ｗ5の関係を満足するように設定されている。

次に、梁２１の形成方法について説明する。図６は、圧接端子９を第１〜第３折曲部１７〜１９でプレスにより折曲する前の平板形状を示している。図６に左斜線で示す隙間部１１全体に対応する領域を第１プレス工程により打ち抜き加工する。その後、右斜線で示す横溝部２０に対応する領域を第２プレス工程により打ち抜き加工する。これにより、相対する平板形状の一対の梁２１が腕部１０に一体形成され、同時に梁２１にＲ０のエッジ形状の刃部２１ａが形成される。

つまり、横溝部２０を含む隙間部１１全体に対応する領域を一回のプレス工程により打抜き加工した場合は、梁２１の先端角部がＲ０のエッジ形状とならずに僅かにＲを有する形状となり、エッジ形状の刃部２１ａを形成できないからである。
最後に、第１折曲部１７、第２折曲部１８、第３折曲部１９を第３プレス工程により同時または順番に折曲形成する。

以上のように第１〜第３プレス工程を順に実行することにより、梁２１の刃部２１ａをエッジ形状とし、さらに刃部２１ａを被覆電線５の挿入方向と反対方向に指向させることができる。

さて、制御基板を組み付けると、圧接端子９が接続部６に挿入される。すると、図７に示すように圧接端子９の隙間部１１に被覆電線５が挿入されるので、被覆電線５が第１隙間部１１ａを移動するようになる。このとき、被覆電線５は腕部１０に形成されたテーパ１０ａにより第１隙間部１１ａの中心を移動するように案内される。

さらに被覆電線５が第１隙間部１１ａを移動すると、第２隙間部１１ｂに進入して図１２（ａ）に示すように被覆電線５の外周が梁２１の刃部２１ａに当接するようになる。この場合、梁２１は被覆電線５の挿入方向と反対方向に対して４５°傾斜して設けられているので、刃部２１ａがエッジ形状として機能させることができる。

さらに被覆電線５が第２隙間部１１ｂを移動すると、図８及び図１２（ｂ），（ｃ）に黒塗りで示すように梁２１の刃部２１ａにより被覆電線５の外周がせん断されるようになる。つまり、被覆電線５の被覆５ｂがエッジ形状にせん断されるのに続けて電線導体５ａの外周がエッジ形状にせん断されるようになる。この場合、被覆電線５の外周がエッジ形状にせん断されることから、被せん断部５ｃは剥がれ落ちることはなく被覆電線５と繋がった状態を維持する。これにより、被覆電線５の外周を平刃でせん断する場合と異なり、切削紛が発生して被覆電線５から落下してしまうことを防止することができる。

さらに被覆電線５が第２隙間部１１ｂを移動すると、第３隙間部１１ｃに進入するようになる。このとき、第３隙間部１１ｃの距離Ｗ4は第２隙間部１１ｂの距離Ｗ3よりも大きく設定されているので、図９及び図１２（ｄ）に示すように刃部２１ａによるせん断が解除されるようになる。

さらに被覆電線５が第３隙間部１１ｃを移動すると、第４隙間部１１ｄに進入することで挿入方向に案内される。このとき、図１０に示すように被覆電線５の電線導体５ａが楕円形状に徐々に変形するようになる。

さらに被覆電線５が第４隙間部１１ｄを移動すると、第５隙間部１１ｅに進入する。このとき、図１１に示すように被覆電線５の電線導体５ａにおいて楕円形状に変形した部位が挟持部１６により強く挟持されるようになる。
以上のようにして、圧接端子９が接続部６に装着され、その装着状態では被覆電線５は圧接端子９により電気的及び機械的に保持される。

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
被覆電線５の被覆５ｂをせん断部１３で剥離して電線導体５ａを外部に露出させる場合に、被覆電線５の外周を圧接端子９に設けられた梁２１の刃部２１ａによりエッジ形状にせん断することで被覆電線５の外周である被覆５ｂや電線導体５ａを被覆電線５に繋がった状態で剥離するようにしたので、被覆５ｂや電線導体５ａが被覆電線５から切削紛として落下して電気回路がショートしてしまうことを防止できる。

梁２１を被覆電線５が移動する方向と反対方向に対して４５°傾斜させるようにしたので、梁２１の刃部２１ａを左右対称のエッジ形状の刃部として機能させることができる。
第１プレス工程により隙間部１１に対応する領域を打ち抜いてから、第２プレス工程により横溝部２０に対応する領域を打ち抜くようにしたので、梁２１の先端角部にエッジ形状の刃部２１ａを形成することができる。
尚、図１３に示すように第３折曲部１９を廃止し、第１導入部１２の面方向をせん断部１３の面方向と同一としてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。この第２実施形態は、梁のみを傾斜したことを特徴とする。

図１４に示すように梁２２は、縦溝部２３により腕部１０から分離された形態で一体形成されている。図１５に示すように圧接端子９の腕部１０は折曲形成されておらず、その面方向は圧接端子９の基端部と同一方向を指向している。梁２２は第１実施形態と同様に第１折曲部１７と第２折曲部１８とで折曲されている。つまり、第１実施形態と同様に、梁２２にはエッジ形状の刃部２２ａが形成されており、その刃部２２ａが被覆電線５の挿入方向と反対方向を指向している。

このような実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏しながら、圧接端子９の厚み寸法を抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について図１６から図２０を参照して説明する。この第３実施形態は、刃部がプレス工程により形成されていることを特徴とする。

図１６及び図１７に示すように梁２４の先端角部には４５°のエッジ形状の刃部２４ａが形成されている。この刃部２４ａはプレス工程により圧設することで形成されている。ここで、図１７に示すように刃部２４ａの図示右面は被覆電線５の挿入方向に対して４５°傾斜し、図示左面は挿入方向と一致している。

また、刃部２４ａの図示右面の右端は挟持部１６の右端と一致していることから、図示左面は挟持部１６の左端よりも図示右側、つまり圧接端子９の厚さ方向の中央側に位置している。つまり、ｔ1＜ｔ2の関係となっている。このような関係の場合、刃部２４ａの図示右面は刃部として機能するが、図示左面は刃部として機能することはない。このため、図１９に示すように被覆電線５が隙間部１１を移動すると、被覆電線５の被覆５ｂ及び電線導体５ａはせん断されることで刃部２４ａの図示右面に対応する領域のみが剥離するようになる。

被覆電線５が第４隙間部１１ｄを移動すると、最終的に被覆電線５は腕部１０により挟持されるが、刃部２４ａの図示左面が挟持部１６の左端よりも圧接端子９の厚さ方向の中央側に位置していることから、被覆電線５が第４隙間部１１ｄを移動する際に挟持部１６による被覆電線５の挟持領域の一部が被覆５ｂとなってしまう。このため、被覆５ｂを介して被覆電線５を圧接端子９により挟持することになることから、被覆電線５の電線導体５ａと圧接端子９との導通状態が不安定となるおそれがある。

そこで、本実施形態では、図１７のＡ−Ａ断面である図１８に示すように、第５隙間部１１ｅに対応する梁２４の端部に湾曲形状の逃げ部２５を形成することで挟持部１６による被覆電線５の挟持領域がせん断領域内となるようにした。これにより、図２０に示すように挟持部１６による挟持領域がせん断領域となる位置関係を満足するので、挟持部１６により被覆電線５の外部に露出した電線導体５ａを確実に挟持することができる。
尚、逃げ部２５形状としては、湾曲形状に限定されることなく直線形状としてもよい。

このような実施形態によれば、梁２４に４５°の刃部２４ａを形成することで圧接端子９による挟持領域がせん断領域からはみ出る場合であっても、圧接端子９において隙間部１１に対応する形状を工夫することで挟持領域をせん断領域内とするようにしたので、圧接端子９により被覆電線５を確実な導通状態で保持できる。

（第４実施形態）
第４実施形態について図２１から図２３を参照して説明する。この第４実施形態は、接続部６に圧接端子９を装着する際に装着を補助する構成を付加したことを特徴とする。つまり、第１実施形態や第２実施形態で説明した圧接端子９は腕部１０が折曲されており、圧接端子９が接続部６に挿入される過程でがたつきを生じるおそれがあることから、それを改善することを目的としている。

図２１及び図２２に示すように第１実施形態で説明した圧接端子９の側方には、棒形状の被案内部２６が一体形成されている。一方、図２３に示すように接続部６の上面には穴形状の案内部２７が形成されている。被案内部２６は案内部２７にほぼ嵌合状態で挿入可能である。

圧接端子９を接続部６に装着方向へ挿入すると、圧接端子９に一体形成された被案内部２６が接続部６に形成された案内部２７にほぼ嵌合状態で挿入されるので、圧接端子９はがたつくことなく円滑に挿入方向に案内される。

このような実施形態によれば、圧接端子９に被案内部２６を一体形成すると共に接続部６に案内部２７を形成し、それらにより接続部６に挿入された圧接端子９を挿入方向に案内するようにしたので、圧接端子９が折曲形状であっても接続部６に円滑に装着することができる。
尚、圧接端子９に穴形状の被案内部を形成し、接続部６に棒形状の案内部を形成するようにしてもよい。

（その他の実施形態）
図２４及び図２５に示すように平板形状の圧接端子９をプレスにより圧接して圧接部２８を形成することで刃部２８ａを形成するようにしてもよい。
図２６及び図２７に示すように平板形状の圧接端子９をプレスにより斜めに打ち抜いて傾斜面部２９を形成することで刃部２９ａを形成するようにしてもよい。
梁２１の傾斜角度である４５°は推奨値の傾斜角度であるが、４５°に限定されることなく１°〜８９°であれば刃部として機能させることが可能である。
位置決めされている圧接端子９に被覆電線５を挿入するようにしてもよい。
被覆電線５としてフレキシブルなものを採用してもよい。
モータと制御基板との接続に限定されることなく、各種アクチュエータと制御基板との接続に適用するようにしてもよい。

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、５は被覆電線、６は接続部、９は圧接端子、１０は腕部、５ａは電線導体、５ｂは被覆、１２は導入部、１３はせん断部、１４はせん断解除部、１６は挟持部、２０は横溝部、２１，２２，２４は梁２１、２１ａ，２２ａ，２４ａは刃部、２６は被案内部、２７は案内部である。

Claims (9)

1. 電線導体（５ａ）の表面が絶縁体の被覆（５ｂ）により覆われた被覆電線（５）を導通状態で保持する圧接端子（９）であって、
   前記被覆電線が挿入される隙間部（１１）を形成する一対の腕部（１０）と、
   前記隙間部に挿入された前記被覆電線の移動に伴って前記被覆電線を前記隙間部に沿った挿入方向に案内する導入部（１２）と、
   前記隙間部に前記挿入方向と反対方向に対して所定の傾斜角度となるように設けられ、前記導入部により案内された前記被覆電線の外周を前記被覆電線の移動に伴って前記被覆電線と繋がった状態で前記挿入方向と反対方向にせん断して前記電線導体を外部に露出させる刃部（２１ａ）を有したせん断部（１３）と、
   前記せん断部による前記被覆電線の外周に対するせん断を前記被覆電線の移動に伴って解除するせん断解除部（１４）と、
   前記せん断部により外部に露出した前記電線導体を前記被覆電線の移動に伴って導通状態で保持する挟持部（１６）と、
   を備えた圧接端子。
2. 前記せん断部は、前記挿入方向と反対方向に対して所定の傾斜角度で前記腕部に片持ち支持されることで相対する一対の梁（２１）を有し、前記梁の間に形成された前記隙間部を前記被覆電線が移動するのに伴って前記刃部により前記被覆を前記挿入方向と反対方向にせん断する請求項１に記載の圧接端子。
3. 前記せん断解除部は、当該せん断解除部に対応した前記隙間部を前記せん断部に対応した前記隙間部よりも拡幅することで形成されている請求項１または２に記載の圧接端子。
4. 前記挟持部は、前記被覆電線が移動するのに伴って前記電線導体に対する挟持領域が前記せん断部によるせん断領域内となる形状に形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の圧接端子。
5. 前記隙間部は、第１プレス工程により打ち抜かれて形成され、
   前記刃部は、前記隙間部と直交する横溝部（２０）が第２プレス工程により打ち抜かれることで形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の圧接端子。
6. 前記傾斜角度は、推奨値である４５°を含む１°から８９°に設定されている請求項１から５のいずれか一項に記載の圧接端子。
7. 前記刃部は、前記傾斜角度が推奨値である４５°に設定されている場合は前記挟持部の板厚方向の中心線上に位置している請求項６に記載の圧接端子。
8. 電気回路と接続された請求項１から７のいずれか一項に記載の圧接端子と、
   電気回路と接続され、電線導体の表面が絶縁体からなる被覆により覆われた被覆電線と、
   を備えた電子装置。
9. 前記圧接端子が装着されるように設けられ、装着された前記圧接端子と前記被覆電線とを導通状態とする接続部（６）と、
   前記圧接端子に設けられた被案内部（２６）と、
   前記被案内部を装着方向へ案内する案内部（２７）を備えた請求項８に記載の電子装置。

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