JP2021190213A - 圧着端子および圧着端子付電線 - Google Patents

Abstract

【課題】芯線の断線を有利に抑制できる、新規な構造の圧着端子および圧着端子付電線を提供する。【解決手段】相手端子２０に接続される電気接続部２２と、電気接続部２２の基端側に連接されており、被覆電線１４の端末に露出された芯線１６に圧着される平板状の芯線圧着部２４と、を備え、芯線圧着部２４の基端部は、芯線１６への圧着面２９の側の角部が全長に亘って面取りされた面取部３４を有し、面取部３４の圧着面２９に対する傾斜角度となる面取角度：αが１５°〜３５°の範囲に設定されている。【選択図】図２

Description

本開示は、圧着端子および圧着端子付電線に関する。

従来から、被覆電線の端末に露出された芯線に対して、圧着により接続される圧着端子が知られている。圧着端子は、例えば特許文献１に示されるように、相手端子に接続される電気接続部と、電気接続部の基端側に連接されて被覆電線の芯線に圧着される平板状の芯線圧着部と、を有している。

このような圧着端子においては、芯線圧着部を芯線に圧着する際に、芯線圧着部の端部が芯線に食い込み断線することを防止するために、端部が導体から離れる方向に変形するように圧着されている。その結果、芯線圧着部の端部には、ベルマウス部が設けられている。

特開２００９−８７８４８号公報

ところが、芯線圧着部の端部にベルマウス部を設けた場合でも、芯線の断線を十分に抑制できない場合があった。特に、大電流の通電を許容するために芯線の断面積が大きくなると、芯線圧着部の板厚寸法もそれに応じて大きくなるため、芯線圧着部の剛性が高くなり、角部の食い込みにより芯線が断線するおそれも高くなる傾向にある。それゆえ、そのような場合であっても、有利に芯線の断線を抑制できる圧着端子が求められていた。

本開示は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、芯線の断線を有利に抑制できる、新規な構造の圧着端子および圧着端子付電線を提供することにある。

本開示の圧着端子は、相手端子に接続される電気接続部と、前記電気接続部の基端側に連接されており、被覆電線の端末に露出された芯線に圧着される平板状の芯線圧着部と、を備え、前記芯線圧着部の基端部は、前記芯線への圧着面の側の角部が全長に亘って面取りされた面取部を有し、前記面取部の前記圧着面に対する傾斜角度となる面取角度が１５°〜３５°の範囲に設定されている、圧着端子である。
本開示の圧着端子付電線は、被覆電線と、前記被覆電線の端末に露出された芯線に対して圧着された圧着端子と、を備える、圧着端子付電線である。

本開示によれば、芯線の断線を有利に抑制できる、新規な構造の圧着端子および圧着端子付電線を提供することができる。

図１は、実施形態１にかかる圧着端子付電線を示す斜視図である。 図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面拡大図である。 図３は、図１に示す圧着端子の展開図である。 図４は、図１に示す圧着端子の圧着前の斜視図である。 図５は、図１に示す圧着端子を芯線に圧着する工程を説明するための断面図である。 図６は、圧着端子付電線の振動試験を行う装置を示す概略図である。 図７は、実施形態１におけるベルマウス部の芯線の歪み量のシミュレーション結果を示すグラフである（ベルマウス部の長さ（Ｌ）依存性）。

＜本開示の実施形態の説明＞
最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の圧着端子は、
（１）相手端子に接続される電気接続部と、前記電気接続部の基端側に連接されており、被覆電線の端末に露出された芯線に圧着される平板状の芯線圧着部と、を備え、前記芯線圧着部の基端部は、前記芯線への圧着面の側の角部が全長に亘って面取りされた面取部を有し、前記面取部の前記圧着面に対する傾斜角度となる面取角度が１５°〜３５°の範囲に設定されている、圧着端子である。

本開示の圧着端子によれば、芯線圧着部の基端部において、芯線への圧着面の側の角部が全長に亘って、１５°〜３５°の面取角度で面取りされた面取部である。それゆえ、芯線圧着部を芯線に圧着した際に、芯線圧着部の端部の芯線の側の角部が、芯線に食い込むことを有利に抑制できる。特に、本発明者等は、面取部の面取角度を１５°〜３５°の範囲に設定することにより、芯線圧着部の端部による芯線の断線の発生を有利に抑制できることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。

なお、面取部の面取角度は、芯線圧着部の圧着面に対する面取部の傾斜角度である。面取部の面取角度は、より好ましくは２０°〜３０°、さらに好ましくは２５°に設定される。

（２）前記芯線圧着部は、２．０ｍｍ以上の板厚寸法を有していることが好ましい。大電流の通電が求められる被覆電線に圧着端子を圧着するためには、芯線圧着部の板厚寸法も２．０ｍｍ以上の大きなものになる。それゆえ、芯線圧着部の剛性の増大により、芯線圧着部の端部による芯線の断線の可能性も大きくなる。この場合にも、芯線圧着部の基端部において、芯線の側の角部に全長に亘って１５°〜３５°の面取角度で面取りされた面取部が設けられていることから、芯線の断線の発生を有利に抑制できる大電流用の圧着端子を有利に提供できる。

本開示の圧着端子付電線は、
（３）被覆電線と、前記被覆電線の端末に露出された芯線に対して圧着された上記（１）または上記（２）に記載の圧着端子と、を備える、圧着端子付電線である。

本開示の圧着端子付電線によれば、被覆電線の端末に露出された芯線に対して、上記（１）または上記（２）に記載の圧着端子が圧着されていることから、上記（１）または上記（２）の圧着端子が享受しうる作用効果を同様に有する圧着端子付電線を設けることができる。それゆえ、芯線圧着部の端部による芯線の断線の発生を有利に抑制できる圧着端子付電線を提供することができる。

（４）上記（３）において、前記芯線は、０．４ｍｍ以下の径寸法を有する素線が複数が束ねられて構成されており、前記芯線の断面積が２０ｍｍ² 以上である、ことが好ましい。被覆電線の芯線が２０ｍｍ² 以上の断面積を有していることから、大電流の通電が許容される圧着端子付電線を提供できる。しかも、芯線は、０．４ｍｍ以下の径寸法を有する素線が複数が束ねられて構成されていることから、大きな断面積を有しつつ、湾曲変形が容易であり、取り扱い性に優れている。このような大電流の通電が許容される圧着端子付電線においても、芯線の断線の発生を有利に抑制できる。

（５）上記（３）または（４）において、前記芯線圧着部の前記基端部は、前記被覆電線側に向かって次第に拡径するベルマウス部を有している、ことが好ましい。芯線圧着部の基端部がベルマウス部を有することにより、一層有利に、芯線の断線の発生を抑制できるからである。

（６）上記（５）において、前記ベルマウス部が、前記芯線の延出方向に沿う方向において、０．７５ｍｍ以上の長さ寸法を有している、ことが好ましい。ベルマウス部の芯線の延出方向に沿う方向における長さ寸法を、０．７５ｍｍ以上の範囲に設定することにより、芯線の断線の発生を有利に抑制しつつ、圧着端子や圧着端子付電線の不要な大型化を有利に抑制できるからである。

＜本開示の実施形態の詳細＞
本開示の圧着端子および圧着端子付電線の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜実施形態１＞
以下、本開示の実施形態１について、図１から図５を参照しつつ説明する。図１から図２には、本開示の実施形態１に従う圧着端子１０を備える圧着端子付電線１２が示されている。圧着端子付電線１２は、被覆電線１４と、被覆電線１４の端末に露出された芯線１６に対して圧着された圧着端子１０と、を備えている。なお、以下では、Ｚ方向を上方、Ｙ方向を幅方向左方、Ｘ方向を長さ方向前方として説明する。また、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。

＜被覆電線１４＞
被覆電線１４は、芯線１６と芯線１６を覆う絶縁被覆１８を有する。被覆電線１４の端末には、絶縁被覆１８が皮剥ぎされて芯線１６が露出されている。なお、被覆電線１４は、導体である銅やアルミニウムその他の複数の金属素線によって構成された芯線１６が、エチレン系樹脂やスチレン系樹脂等の電気絶縁性を有する絶縁被覆１８で覆われた構造である。複数の金属素線が束ねられて構成されている芯線１６の径寸法は、０．４ｍｍ以下に設定されており、芯線１６の断面積は、２０ｍｍ² 以上に設定されている。本実施形態では、芯線１６は、０．４ｍｍの径寸法を有する素線が複数が束ねられて構成されており、芯線１６の断面積は、２０ｍｍ² である。

＜圧着端子１０＞
図３および図４に示すように、圧着端子１０は、金属平板を所定の形状（図３参照）にプレス打ち抜きし、その後、後述する芯線圧着部２４に屈曲加工を施すことにより（図４参照）、一体的に形成されている。ここで、金属平板を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の電気抵抗の低い金属を適宜に選択することができる。図１および図３，４に示すように、圧着端子１０は、前方側（図１中、左側）に、相手端子２０に接続される矩形平板状の電気接続部２２を備えている。また、圧着端子１０は、後方側（図１中、右側）に、被覆電線１４の端末に露出された芯線１６に圧着される平板状の芯線圧着部２４を備えている。ここで、芯線圧着部２４は、電気接続部２２の基端側（図１および図３，４中、右端側）に連接されている。芯線圧着部２４の板厚寸法：ｔ（図２参照）は、２．０ｍｍ以上に設定されている。本実施形態では、３．０ｍｍである。

電気接続部２２には、前方側に円形断面形状を有する貫通孔２６が形成されており、ボルト締結されることにより電気的に接続されている。また、圧着端子１０の芯線圧着部２４では、図３，４中のＺ方向で上側に位置する面が芯線１６への圧着面２９である。そして、芯線圧着部２４は、被覆電線１４の端末に露出された芯線１６が載置される矩形平板状の底壁３０と、この底壁３０の幅方向の両側縁部から突出する一対の矩形平板状の圧着片３２，３２を有している。芯線圧着部２４は、芯線圧着部２４の基端部（図３および図４中、右側の端部）において、芯線１６への圧着面２９の側の角部が幅方向の全長に亘って面取りされた面取部３４を有している。芯線圧着部２４の面取部３４の面取角度：α（圧着面２９に対する面取部３４の傾斜角度）は、１５°〜３５°の範囲に設定され、より好ましくは２０°〜３０°に設定される。本実施形態では、２５°である（図４，図５参照）。そして、後述の圧着工程において、底壁３０と一対の圧着片３２，３２を備えた芯線圧着部２４が塑性変形して、芯線１６を外周面から包み込むようにして圧着する。

＜圧着端子付電線１２＞
図１および図２に示すように、圧着端子付電線１２は、芯線圧着部２４の基端部（図１および図２中、右側の端部）において、被覆電線１４側に向かって次第に拡径するベルマウス部３６を有している。ベルマウス部３６の内面（図２中、芯線１６側の面）の被覆電線１４側には、芯線１６から離隔する方向に向かって延びる面取部３４が配置されている。また、ベルマウス部３６は、芯線１６の延出方向に沿う方向（図２中、左右方向）において、長さ寸法：Ｌを有する。ベルマウス部３６の長さ寸法：Ｌは、０．７５ｍｍ以上に設定されている。本実施形態では、ベルマウス部３６の長さ寸法：Ｌは、１．０ｍｍである。

＜圧着端子付電線１２の製造方法＞
次に、本実施形態としての圧着端子付電線１２の製造方法について、図１から図５を用いて説明する。まず、金属平板をプレス加工および折り曲げ加工することにより、圧着端子１０を形成する（図３および図４参照）。圧着端子１０は、前方側（図３および図４中、左側）に、矩形平板状の電気接続部２２を有している。電気接続部２２の前方側には、貫通孔２６が貫設されている。圧着端子１０は、後方側（図３および図４中、右側）に、矩形平板状の芯線圧着部２４を有している。芯線圧着部２４は、底壁３０と一対の圧着片３２，３２を備えている。芯線圧着部２４の基端部の圧着面２９側の角部には、芯線圧着部２４の幅方向全長に亘って面取部３４が形成されている（図５参照）。

図５に示すように、圧着端子付電線１２の製造装置は、芯線圧着部２４用の下金型４０および上金型４２を備えており、いずれもブロック形状を有している。下金型４０は、図示しない基台上の所定の位置に固定されている。上金型４２は、下金型４０の上方で対向する位置に配置され、エアシリンダや油圧シリンダ等からなるアクチュエータ４４により、下金型４０に対して接近離隔移動可能に構成されている。本実施形態では、理解を容易とするため、アクチュエータ４４を仮想線で記載している。芯線圧着部２４用の下金型４０の上金型４２に対する押圧面である上面４６の長さ方向（図５中、左右方向）の右端部側の角部には、斜め下方に向かって傾斜する下型傾斜面４８が設けられている。また、芯線圧着部２４用の上金型４２の押圧面である下面５０の長さ方向（図５中、左右方向）の右端部側の角部には、斜め上方に傾斜する上型傾斜面５２が設けられている。

次に、図５に示すように、芯線圧着部２４用の下金型４０の上面４６に、圧着端子１０の芯線圧着部２４の底壁３０を載置する。また、芯線圧着部２４の底壁３０と一対の圧着片３２，３２の間に被覆電線１４の端末に露出された芯線１６を配置する。続いて、圧着端子１０の芯線圧着部２４が載置された芯線圧着部２４用の下金型４０の上面４６に対して、芯線圧着部２４用の上金型４２を重ねてプレス加工を施す。すなわち、芯線圧着部２４の底壁３０の幅方向の両端縁部から突出する一対の圧着片３２，３２を底壁３０に載置された被覆電線１４の端末に露出された芯線１６に対して上方から圧着する。これにより、底壁３０と一対の圧着片３２，３２を備えた芯線圧着部２４が塑性変形して、芯線１６を外周面から包み込むようにして圧着されて、芯線圧着部２４を圧着する工程が実行される。すなわち、この工程は、下金型４０と上金型４２との間で圧着端子１０の芯線圧着部２４を挟んで、芯線圧着部２４の底壁３０と一対の圧着片３２，３２を芯線１６に対して圧着する工程である。この工程により得られた圧着端子付電線１２においては、図１，図２に示すように、一対の圧着片３２，３２と底壁３０にはベルマウス部３６が形成される。加えて、ベルマウス部３６の内側に位置する一対の圧着片３２，３２と底壁３０の角部（芯線圧着部２４の圧着面２９の側の角部）が面取部３４で構成されている。このようにして、本実施形態の圧着端子付電線１２が完成される。

このようにして得られた本実施形態の圧着端子付電線１２においては、本実施形態の圧着端子１０を用いている。それゆえ、芯線圧着部２４の基端部において、芯線１６への圧着面２９の側の角部が全長に亘って、１５°〜３５°の面取角度：αで面取りされた面取部３４が設けられている。それゆえ、芯線圧着部２４を芯線１６に圧着した際に、芯線圧着部２４の端部の圧着面２９の側の角部が、芯線１６に食い込むことを有利に抑制できる。特に、面取部３４の面取角度が１５°〜３５°の範囲に設定されていることから、芯線圧着部２４の基端部における芯線１６の断線の発生を有利に抑制できる。

また、芯線圧着部２４の基端部は、被覆電線１４側に向かって次第に拡径するベルマウス部３６を有している、それゆえ、芯線圧着部２４の端部の圧着面２９の側の角部が芯線１６に食い込むことを有利に抑制でき、一層有利に芯線１６の断線の発生を抑制できる。

さらに、大電流の通電が求められる被覆電線１４に圧着端子１０を圧着するために、芯線圧着部２４の板厚寸法は２．０ｍｍ以上に設定されている。この結果、芯線圧着部２４の剛性が増大し、芯線圧着部２４の基端部による芯線１６の断線の可能性が大きくなる。このような場合であっても、芯線圧着部２４の基端部において、圧着面２９の側の角部に全長に亘って１５°〜３５°の面取角度で面取りされた面取部３４が設けられていることから、芯線１６の断線の発生を有利に抑制できる大電流用の圧着端子１０を有利に提供できる。

被覆電線１４の芯線１６が２０ｍｍ² 以上の断面積を有していることから、大電流の通電が許容される圧着端子付電線１２を提供できる。しかも、芯線１６は、０．４ｍｍ以下の径寸法を有する素線が複数が束ねられて構成されていることから、大きな断面積を有しつつ、湾曲変形が容易であり、取り扱い性に優れている。このような大電流の通電が許容される圧着端子付電線１２においても、芯線１６の断線の発生を有利に抑制できる。

ベルマウス部３６の長さ寸法：Ｌは、０．７５ｍｍ以上に設定されていることから、ベルマウス部３６に囲まれた芯線１６の歪み量を小さくできるので、芯線１６の断線の発生を抑制できる。その結果、例えば大型化によって圧着端子１０や圧着端子付電線１２における芯線１６の歪み量が増大し、芯線１６の断線が発生することを有利に抑制できる。

＜振動試験＞
圧着端子１０の芯線圧着部２４の面取部３４の面取角度：αを１５°，２５°，３５°とする本開示の実施例１〜３の圧着端子付電線１２と、αを０°，４５°とする比較例１，２の圧着端子付電線１２を用いて振動試験を行った。試験条件を以下に示す。まず、所定の長さに切断された被覆電線１４を準備する。続いて、この被覆電線１４の両端部の絶縁被覆１８を皮剥ぎして芯線１６を露出し、実施例１〜３および比較例１，２の圧着端子１０をそれぞれ圧着する。このように形成された各圧着端子付電線の両側の圧着端子１０を図６のように振動機５４の上に配置された治具５６上にボルト固定し一定条件の振動を実施する。

＜試験結果とその考察＞
振動試験の結果を、表１に示す。なお、振動試験の結果は、振動試験前後の抵抗値の比較や振動試験後の顕微鏡による検査によって判定された芯線１６の断線のあり・なしを示している。この結果、表１より、面取部３４の面取角度：αを１５°，２５°，３５°に設定した実施例１，２，３において、芯線圧着部２４の基端部において芯線１６の断線が発生していないことが確認できた。より詳細には、芯線圧着部２４を芯線１６に圧着した際に、芯線圧着部２４の基端部の圧着面２９の側の角部が、面取部３４によって芯線１６に食い込むことを抑制できることが確認できた。一方、面取角度を０°，４５°とした比較例１，２では、芯線１６の断線が発生していた。以上のことから、本開示の圧着端子１０を備える圧着端子付電線１２によれば、面取部３４の面取角度：αを、１５°〜３５°に設定することにより、芯線圧着部２４の基端部における芯線１６の断線の発生を有利に抑制できることが確認できた。

次に、図７に、本実施形態におけるベルマウス部３６に囲まれた芯線１６の歪み量のシミュレーション結果を示す。このシミュレーションには、本実施形態１の圧着端子付電線１２を用いた。すなわち、面取部３４の面取角度：αが２５°、芯線圧着部２４の板厚寸法が２．０ｍｍ、被覆電線１４の芯線１６の断面積が２０ｍｍ² 、芯線１６を構成する素線の径寸法が０．４ｍｍ、である。また、歪みシミュレーションは、有限要素法を用いたソフトウェア（Ａｂａｑｕｓ（登録商標））を用いて行った。シミュレーションは、ベルマウス部３６の長さ寸法：Ｌを０ｍｍから１．０ｍｍの範囲で変更して行った。図７より、ベルマウス部３６に囲まれた芯線１６の延出方向に沿う方向（図２中、左右方向）において、ベルマウス部３６全体の長さ寸法：Ｌは、０．７５ｍｍ以上で歪低減効果が飽和することから、０．７５ｍｍ以上が好ましいと考えられる。

＜他の実施形態＞
本明細書に記載された技術は上記記述および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、芯線圧着部２４の板厚寸法は３．０ｍｍであったが、これに限定されず、３．０ｍｍより厚くても薄くてもよい。芯線圧着部２４の板厚寸法が３．０ｍｍより厚くても、芯線１６の基端部の角部が全長に亘って１５°〜３５°の面取角度で面取りされていることから、芯線１６の断線の発生を抑制できる。

（２）また、上記実施形態では、芯線１６は、０．４ｍｍの径寸法を有する素線が複数が束ねられて構成されていたが、これに限定されない。例えば、芯線１６が０．４ｍｍ未満の径寸法を有する素線が複数が束ねられている場合でも、芯線１６の基端部の角部が全長に亘って１５°〜３５°の面取角度で面取りされていることから、芯線１６の断線の発生を抑制できる。また、芯線１６の断面積が、２０ｍｍ² 以下の圧着端子であってもよい。

（３）加えて、上記実施形態では、芯線圧着部２４の基端部は、被覆電線１４側に向かって次第に拡径するベルマウス部３６を有していたが、これに限定されず、ベルマウス部３６はなくてもよい。このような場合でも、芯線１６の基端部の角部が全長に亘って１５°〜３５°の面取角度で面取りされていることから、芯線１６の断線の発生を抑制できる。

１０ 圧着端子
１２ 圧着端子付電線
１４ 被覆電線
１６ 芯線
１８ 絶縁被覆
２０ 相手端子
２２ 電気接続部
２４ 芯線圧着部
２６ 貫通孔
２９ 圧着面
３０ 底壁
３２ 圧着片
３４ 面取部
３６ ベルマウス部
４０ 下金型（芯線圧着部用）
４２ 上金型（芯線圧着部用）
４４ アクチュエータ
４６ 上面
４８ 下型傾斜面
５０ 下面
５２ 上型傾斜面
５４ 振動機
５６ 治具

Claims (6)

1. 相手端子に接続される電気接続部と、
   前記電気接続部の基端側に連接されており、被覆電線の端末に露出された芯線に圧着される平板状の芯線圧着部と、を備え、
   前記芯線圧着部の基端部は、前記芯線への圧着面の側の角部が全長に亘って面取りされた面取部を有し、
   前記面取部の前記圧着面に対する傾斜角度となる面取角度が１５°〜３５°の範囲に設定されている、圧着端子。
2. 前記芯線圧着部は、２．０ｍｍ以上の板厚寸法を有している請求項１に記載の圧着端子。
3. 被覆電線と、
   前記被覆電線の端末に露出された芯線に対して圧着された請求項１または請求項２に記載の圧着端子と、を備える、圧着端子付電線。
4. 前記芯線は、０．４ｍｍ以下の径寸法を有する素線が複数が束ねられて構成されており、前記芯線の断面積が２０ｍｍ² 以上である、請求項３に記載の圧着端子付電線。
5. 前記芯線圧着部の前記基端部は、前記被覆電線側に向かって次第に拡径するベルマウス部を有している、請求項３または請求項４に記載の圧着端子付電線。
6. 前記ベルマウス部が、前記芯線の延出方向に沿う方向において、０．７５ｍｍ以上の長さ寸法を有している、請求項５に記載の圧着端子付電線。

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