JP2021190409A - アルミ電線と端子金具との圧着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ電線と端子金具とを強く圧着することが可能な圧着構造を提供する。【解決手段】圧着構造１として、電線接続部１１の底板部１２には、端子金具３の軸ＣＬに沿って延在する凸部１８が形成される。この凸部１８の突出先端には、摺接案内面１９が形成される。摺接案内面１９は、一対の導体圧着部１４における圧着部先端２０の先端外面２１が摺接する面に形成される。また、摺接案内面１９は、圧着部先端２０の先端外面２１が底板部１２の載置面１７の近傍で対向するように、又は、載置面１７に接触するように圧着部先端２０を案内する面に形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の導体を有するアルミ電線と、このアルミ電線が圧着される端子金具との圧着構造に関する。

例えば、自動車に搭載される機器間を電気的に接続するために、車両にはワイヤハーネスが配索される。ワイヤハーネスは、電線束と、この電線束の端末に配設される各種のコネクタとを備えて構成される。ワイヤハーネスのコネクタは、絶縁性のコネクタハウジングと、このコネクタハウジングの端子収容室に収容される複数の導電性の端子金具とを備えて構成される。端子金具は、電線束を構成する電線の端末に配設される。電線は、一般的に銅電線（導体が銅製又は銅合金製の撚り線になるもの）が用いられ、そして、この銅電線の端末を皮剥した後に端子金具が圧着により接続される。尚、端子金具は、母材が銅電線の導体と同じ銅製又は銅合金製であり、メッキが施されることもある。

近年、銅資源の不足に加え、車両の軽量化、材料のリサイクルの容易性を考慮して、銅電線に替えてアルミ電線が用いられることもある（アルミ電線とは、本明細書において、導体がアルミニウム製又はアルミニウム合金製のものを称する）。しかしながら、アルミ電線は、銅電線を構成する導体部の材料である銅に比べて表面に形成される酸化被膜が厚く、アルミ電線においては、この導体部と端子金具（圧着端子）との間の接触抵抗が比較的高くなる傾向にあることが知られる。そこで、アルミ電線の導体部と圧着端子との間の接触抵抗を低減するために、圧着端子に形成される一対の導体圧着部（導体加締め片）にて導体部を強く圧着して（加締めて）圧縮率を高くする構造が採用される（例えば下記特許文献１参照）。この構造によれば、アルミ電線の導体部を強く圧着することにより、導体部を構成する各素線の酸化被膜を破壊することができる。すなわち、導体部と圧着端子との間の接触抵抗を低減することができる。尚、下記特許文献１の構造では、強く圧着する側の第一圧着部と、これよりも弱く圧着する側の第二圧着部とが端子金具の軸方向に並んで形成される。二つの圧着部は、一対の導体圧着部だけで形成される。

特開２００８−２２６６７１号公報

上記従来技術にあっては、一対の導体圧着部の先端部分をアルミ電線の導体部に単に真っ直ぐ深く差し込むだけの構造であることから、十分な圧着ができないという問題点を有する。また、上記従来技術にあっては、上記二つの圧着部を形成するために、一つの圧着治具に圧着用凹部を多段に形成する必要があることから、複雑な構造の圧着治具になり、コストアップしてしまうという問題点も有する。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、アルミ電線と端子金具とを強く圧着することが可能な圧着構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の本発明のアルミ電線と端子金具との圧着構造は、複数の素線からなる導体部及び該導体部を被覆する絶縁体部を有するアルミ電線と、電気接触部及び該電気接触部に連続する電線接続部を有する端子金具とを備え、前記電線接続部は、前記導体部が載置される底板部と、該底板部の両側部の側にそれぞれ連続し且つ前記底板部に載置された前記導体部を圧着する部分として形成される一対の導体圧着部とを有し、前記底板部には、前記導体部の載置面から直交方向に突出する凸部が形成され、且つ、該凸部の突出先端には、摺接案内面が形成され、該摺接案内面は、前記一対の導体圧着部における圧着部先端の先端外面が摺接する面に形成され、且つ、前記摺接案内面は、前記先端外面が前記載置面の近傍で対向するように又は前記載置面に接触するように前記圧着部先端を案内する面に形成されることを特徴とする。

このような請求項１の特徴を有する本発明によれば、摺接案内面を突出先端に有する凸部が電線接続部の底板部に形成されることから、この端子金具を用いてアルミ電線の導体部との圧着を行うと、圧着部先端の先端外面が載置面の近傍で対向するように又は載置面に接触するように一対の導体圧着部を案内することができる。すなわち、圧着部先端が導体部に差し込まれた後は凸部にて向きが変えられ（凸部は移動ガイドとしての機能を有する）、その結果、圧着部先端の側で導体部を抱き込むような状態（巻き込むような状態）にすることができる。従って、本発明は、圧着部先端を単に真っ直ぐ差し込むだけの構造でないことから、一対の導体圧着部にて導体部を強く圧着することができる。また、本発明は、導体部に対する接触面積を大きくとることができ、以てアルミ電線に例えば引っ張り力が加わったとしても導体部の切れを防止することができる。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のアルミ電線と端子金具との圧着構造において、前記凸部は、前記端子金具の軸に沿って延在するように形成されることを特徴とする。

このような請求項２の特徴を有する本発明によれば、端子金具の軸に沿って延在するように凸部が形成されることから、凸部の突出先端の摺接案内面も同様に延在し、その結果、圧着部先端を安定して案内することができる。従って、本発明によれば、導体部の強い圧着に寄与するができる。

請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載のアルミ電線と端子金具との圧着構造において、前記電線接続部は、前記導体部を更に圧着する部分として、前記一対の導体圧着部よりも前記電気接触部の側に配置される一対の長さの短い第二導体圧着部を有することを特徴とする。

このような請求項３の特徴を有する本発明によれば、一対の第二導体圧着部が一対の導体圧着部よりも長さを短くして形成されることから、従来のような圧着用凹部を多段に形成した圧着治具を用いなくとも、強い圧着の部分となる第一圧着部（請求項１又は２により形成される圧着部分）と、これよりも弱い圧着の部分となる第二圧着部とを端子金具の軸方向に並んで形成することができる。本発明によれば、多段でない圧着用凹部を形成した圧着治具にて圧着できることから、圧着治具によるコストアップを防止することができる。この他、本発明によれば、二つの圧着部（上記第一圧着部及び第二圧着部）が形成されることから、導体部に対する保持力を高めることもできる。

請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載のアルミ電線と端子金具との圧着構造において、前記一対の導体圧着部により圧着された第一圧着部と、前記一対の長さの短い第二導体圧着部により圧着された第二圧着部は、共に圧着部外形サイズが同じに形成されることを特徴とする。

このような請求項４の特徴を有する本発明によれば、二つの圧着部（上記第一圧着部及び第二圧着部）の外形サイズが同じに形成されることから、圧着治具が簡素化され、結果、圧着治具によるコストアップ防止に寄与することができる。

本発明の圧着構造によれば、アルミ電線と端子金具とを従来よりも強く圧着することができるという効果を奏する。

本発明に係るアルミ電線と端子金具との圧着構造の一実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分における第一圧着部の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分における第二圧着部の断面図である。 （ａ）は先端外面が載置面の近傍で対向する場合の第一圧着部の拡大断面図、（ｂ）は先端外面が載置面に接触する場合の第一圧着部の拡大断面図である。 （ａ）は圧着構造の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分における電線接続部の展開図である。

アルミ電線と、電気接触部及び電線接続部を有する端子金具との圧着構造として、電線接続部の底板部には、端子金具の軸に沿って延在するように凸部が形成される。この凸部の突出先端には、摺接案内面が形成される。摺接案内面は、一対の導体圧着部における圧着部先端の先端外面が摺接する面に形成される。また、摺接案内面は、圧着部先端の先端外面が底板部の載置面の近傍で対向するように、又は、載置面に接触するように圧着部先端を案内する面に形成される。電線接続部は、一対の導体圧着部よりも電気接触部の側に配置される一対の長さの短い第二導体圧着部を更に有し、強く圧着する側の第一圧着部と、これよりも弱く圧着する側の第二圧着部とが端子金具の軸方向に並んで形成される。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明に係るアルミ電線と端子金具との圧着構造の一実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分における第一圧着部の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分における第二圧着部の断面図である。また、図２（ａ）は先端外面が載置面の近傍で対向する場合の第一圧着部の拡大図、（ｂ）は先端外面が載置面に接触する場合の第一圧着部の拡大図である。また、図３（ａ）は圧着構造の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部分における電線接続部の展開図である。

＜圧着構造１について＞
図１において、圧着構造１は、アルミ電線２と、端子金具３との圧着に係る構造であるものとする。圧着構造１は、接触抵抗を低減するために強く圧着することができる構造部分に形成される。尚、「圧着」を「加締め」と読み替えてもよいものとする。圧着構造１は、低電圧用となる構造及び高電圧用となる構造のいずれであってもよいものとする。圧着構造１は、本実施例において、図中のＡ部分に第一圧着部４と、第二圧着部５とが形成されるものとする。

＜アルミ電線２について＞
図１において、アルミ電線２は、導体部６と絶縁体部７とを備えて構成される。アルミ電線２は、公知のものが採用される。導体部６は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の複数の素線８を撚り合わせてなるものである。導体部６は、これが圧着される前まで断面略円形の状態が維持される。絶縁体部７は、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の絶縁性を有する樹脂部分であって、導体部６の周囲に断面円筒形状に押出成形される。絶縁体部７は、導体部６に対する被覆部材であって、所定の厚みに形成される。以上のようなアルミ電線２の端末は、所定の長さで絶縁体部７が皮剥され、そして、導体部６が露出するように加工される。尚、アルミ電線２における引用符号９は導体露出部を示す。

＜端子金具３について＞
図１及び図３において、端子金具３は、銅製又は銅合金製の金属板をプレス加工することにより、例えば図示の雌形端子形状に形成される（雄形端子形状であってもよいものとする）。端子金具３は、図示しないコネクタのコネクタハウジングに収容されて、相手コネクタの相手端子金具と電気的に接続される。端子金具３は、電気接触部１０と、電線接続部１１とを有して図示形状に形成される。電気接触部１０は、本実施例が雌形端子形状であるため、矩形の側面を有する箱形に形成される。電気接触部１０の内部には、相手端子金具に対する図示しない弾性接触片が形成される。電気接触部１０の一端は、相手端子金具が差し込まれる部分に形成される。電気接触部１０の他端には、電線接続部１１が連成される。電線接続部１１は、アルミ電線２を圧着して機械的・電気的に接続する部分に形成される。このような電線接続部１１は、底板部１２と、一対の側壁部１３と、一対の導体圧着部１４と、一対の第二導体圧着部１５と、一対の被覆圧着部１６とを有する。

＜底板部１２について＞
図１及び図３において、底板部１２は、端子金具３の軸ＣＬ（中心軸）の方向にのびる帯状の板部分に形成される。底板部１２は、端子金具３の底位置に配置される。底板部１２は、本実施例において、平板状に形成される（一例であるものとする。後述する凸部１８の機能を損なわなければ、例えば船底形状等であってもよいものとする）。このような底板部１２には、アルミ電線２に対する載置面１７が形成される。また、底板部１２には、凸部１８が形成される。

＜凸部１８について＞
図１ないし図３において、凸部１８は、載置面１７から直交方向に突出する部分に形成される。凸部１８は、載置面１７の反対側の面を叩くような打ち出しにより形成される。凸部１８は、端子金具３の軸ＣＬに合わせて底板部１２の中央に配置される。凸部１８は、一対の導体圧着部１４の位置に合わせて配置される。凸部１８は、一対の導体圧着部１４の幅に合わせてのびるような突条となる形状に形成される。尚、凸部１８の突出高さは、適宜設定されるものとする（後述する第一圧着部４の形状が形成できれば特に高さは限定されないものとする）。以上のような凸部１８の突出先端には、摺接案内面１９が形成される。摺接案内面１９は、凸部１８を断面で見ると円弧状の曲面に形成される。摺接案内面１９は、一対の導体圧着部１４における圧着部先端２０の先端外面２１（後述する）が摺接する面に形成される。また、摺接案内面１９は、先端外面２１が載置面１７の近傍で対向するような面（図２（ａ）参照）、又は、先端外面２１が載置面１７に接触するような面（図２（ｂ）参照）に形成される。摺接案内面１９は、圧着部先端２０を案内することができる面に形成される。摺接案内面１９は、エッジが生じない曲面に形成される。凸部１８は、以上から分かるように、圧着部先端２０の移動をガイドする移動ガイドとしての機能を有する。

＜一対の側壁部１３について＞
図１及び図３において、一対の側壁部１３は、底板部１２の両側部に連続する部分であって、本実施例では９０度曲げにより図示形状に形成される。一対の側壁部１３の端部には、一対の導体圧着部１４が連成される。また、一対の側壁部１３の端部には、一対の第二導体圧着部１５及び一対の被覆圧着部１６も連成される。一対の導体圧着部１４は、一対の第二導体圧着部１５及び一対の被覆圧着部１６の間に配置される。一対の側壁部１３の端部において、一対の導体圧着部１４及び一対の第二導体圧着部１５は近接するように並んで配置される。一方、一対の導体圧着部１４及び一対の被覆圧着部１６は、所定の間隔で離れるように配置される。

＜一対の導体圧着部１４について＞
図１ないし図３において、一対の導体圧着部１４は、一対の側壁部１３の端部から帯板状にのびる部分に形成される。一対の導体圧着部１４は、図３（ｂ）の展開図で見ると、端子金具３の軸ＣＬに対し直交する方向にのびるように形成される。一対の導体圧着部１４は、一対の第二導体圧着部１５よりも長くのびるように形成される。一対の導体圧着部１４における引用符号２０は圧着部先端を示すものとする。この圧着部先端２０は、先端外面２１と先端内面２２とを有し、先端外面２１は圧着部基端２３の外面２４及び第一圧着部４の外面２５に連続する面に形成される。先端外面２１は、凸部１８の摺接案内面１９を摺接する面に形成される。また、先端外面２１は、載置面１７の近傍で対向したり、載置面１７に接触したりする面に形成される。一方、先端内面２２は、第一圧着部４において、導体部６を抱き込むような面（巻き込むような面）に形成される。一対の導体圧着部１４は、一対の第二導体圧着部１５よりも長い部分が導体部６を抱き込むような部分（巻き込むような部分）に形成される。

＜一対の第二導体圧着部１５について＞
図１ないし図３において、一対の第二導体圧着部１５は、一対の側壁部１３の端部から帯板状にのびる部分に形成される。一対の第二導体圧着部１５は、図３（ｂ）の展開図で見ると、端子金具３の軸ＣＬに対し直交する方向にのびるように形成される。一対の第二導体圧着部１５は、一対の導体圧着部１４に比べて短くのびるように形成される。一対の第二導体圧着部１５は、本実施例において、一対の導体圧着部１４の半分くらいの長さでのびるように形成される。一対の第二導体圧着部１５は、一対の導体圧着部１４と同じ幅に形成される（幅は一例であるものとする）。

＜一対の被覆圧着部１６について＞
図１及び図３において、一対の被覆圧着部１６は、一対の側壁部１３の端部から帯板状にのびる部分に形成される。一対の被覆圧着部１６は、アルミ電線２における導体露出部９の近傍の絶縁体部７を圧着する部分に形成される。

＜第一圧着部４について＞
図１及び図２において、第一圧着部４は、一対の導体圧着部１４にて導体部６を圧着することにより形成される。もう少し詳しく説明すると、第一圧着部４は、圧着の際に一対の導体圧着部１４の圧着部先端２０が導体部６に差し込まれ、そして、圧着部先端２０の先端外面２１が凸部１８の摺接案内面１９を摺接し、この後に先端外面２１が載置面１７の近傍で対向するような圧着の状態（又は、先端外面２１が載置面１７に接触するような圧着の状態）に形成される。第一圧着部４は、一対の導体圧着部１４及び凸部１８にて最終的に導体部６を抱き込むような状態（巻き込むような状態）にすることから、導体部６を強く圧着することができる。

＜第二圧着部５について＞
図１及び図２において、第二圧着部５は、一対の第二導体圧着部１５にて導体部６を圧着することにより形成される。第二圧着部５は、一対の第二導体圧着部１５が短く、また、凸部１８もないことから、導体部６を第一圧着部４よりも弱く圧着する部分に形成される。第二圧着部５は、第一圧着部４よりも電気接触部１０に近い側に配置される。

尚、第一圧着部４及び第二圧着部５は、同じ形状の圧着治具が用いられて形成されるものとする。第一圧着部４及び第二圧着部５は、図１（ｂ）から分かるように、同じ外形サイズ（圧着部外形サイズ）に形成される。

＜圧着構造１の効果について＞
以上、図１ないし図３を参照しながら説明してきたように、本発明の一実施形態である圧着構造１によれば、摺接案内面１９を突出先端に有する凸部１８が電線接続部１１の底板部１２に形成されることから、この端子金具３を用いてアルミ電線２の導体部６との圧着を行うと、圧着部先端２０の先端外面２１が載置面１７の近傍で対向するように又は載置面１７に接触するように一対の導体圧着部１４を案内することができる。すなわち、圧着部先端２０が導体部６に差し込まれた後は凸部１８にて向きが変えられ（凸部１８は移動ガイドとしての機能を有する）、その結果、圧着部先端２０の側で導体部６を抱き込むような状態（巻き込むような状態）にすることができる。従って、圧着構造１は、圧着部先端２０を単に真っ直ぐ差し込むだけの構造でないことから、一対の導体圧着部１４にて導体部６を強く圧着することができるという効果を奏する。また、圧着構造１は、導体部６に対する接触面積を大きくとることができ、以てアルミ電線２に例えば引っ張り力が加わったとしても導体部６の切れを防止することができるという効果も奏する。

この他、圧着構造１によれば、第一圧着部４及び第二圧着部５が形成されることから、導体部６に対する保持力を高めることができるという効果を奏する。また、圧着構造１によれば、第一圧着部４及び第二圧着部５が共に同じ圧着部外形サイズになるように形成されることから、図示しない圧着治具によるコストアップを防止することができるという効果も奏する。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

ＣＬ…軸、 １…圧着構造、 ２…アルミ電線、 ３…端子金具、 ４…第一圧着部、 ５…第二圧着部、 ６…導体部、 ７…絶縁体部、 ８…素線、 ９…導体露出部、 １０…電気接触部、 １１…電線接続部、 １２…底板部、 １３…側壁部、 １４…導体圧着部、 １５…第二導体圧着部、 １６…被覆圧着部、 １７…載置面、 １８…凸部、 １９…摺接案内面、 ２０…圧着部先端、 ２１…先端外面、 ２２…先端内面、 ２３…圧着部基端、 ２４、２５…外面

Claims (4)

1. 複数の素線からなる導体部及び該導体部を被覆する絶縁体部を有するアルミ電線と、電気接触部及び該電気接触部に連続する電線接続部を有する端子金具とを備え、
   前記電線接続部は、前記導体部が載置される底板部と、該底板部の両側部の側にそれぞれ連続し且つ前記底板部に載置された前記導体部を圧着する部分として形成される一対の導体圧着部とを有し、
   前記底板部には、前記導体部の載置面から直交方向に突出する凸部が形成され、且つ、該凸部の突出先端には、摺接案内面が形成され、
   該摺接案内面は、前記一対の導体圧着部における圧着部先端の先端外面が摺接する面に形成され、且つ、前記摺接案内面は、前記先端外面が前記載置面の近傍で対向するように又は前記載置面に接触するように前記圧着部先端を案内する面に形成される
   ことを特徴とするアルミ電線と端子金具との圧着構造。
2. 請求項１に記載のアルミ電線と端子金具との圧着構造において、
   前記凸部は、前記端子金具の軸に沿って延在するように形成される
   ことを特徴とするアルミ電線と端子金具との圧着構造。
3. 請求項１又は２に記載のアルミ電線と端子金具との圧着構造において、
   前記電線接続部は、前記導体部を更に圧着する部分として、前記一対の導体圧着部よりも前記電気接触部の側に配置される一対の長さの短い第二導体圧着部を有する
   ことを特徴とするアルミ電線と端子金具との圧着構造。
4. 請求項３に記載のアルミ電線と端子金具との圧着構造において、
   前記一対の導体圧着部により圧着された第一圧着部と、前記一対の長さの短い第二導体圧着部により圧着された第二圧着部は、共に圧着部外形サイズが同じに形成される
   ことを特徴とするアルミ電線と端子金具との圧着構造。
   

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