JP2023080516A - 端子付き電線、ワイヤハーネス、端子、端子付き電線の製造方法 - Google Patents

端子付き電線、ワイヤハーネス、端子、端子付き電線の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 圧着作業性が良好であり、接続強度と接続抵抗を両立することが可能な端子付き電線等を提供する。【解決手段】 端子付き電線10は、端子1と被覆導線11とが電気的に接続されて構成される。端子1の圧着部5は、被覆導線11と圧着される部位であり、被覆導線11の被覆部15の先端側から露出する導線13を圧着する導線圧着部7と、被覆導線11の被覆部15を圧着する被覆圧着部9とを有する。周方向に閉じた略管状の導線圧着部7は、圧縮されて変形して、導線13と圧着される。また、導線圧着部7の先端部(電線保持部7a)と後端部(導通部7b)は、略同一の高さに圧縮されている。導線圧着部7の後端部(導通部7b)の変形量が、導線圧着部7の先端部(電線保持部7a)の変形量よりも大きい。【選択図】図1

Description

本発明は、例えば自動車等に用いられる端子付き電線等に関するものである。
通常、自動車用ワイヤハーネスは、被覆導線の導体に圧着端子が接続された後に束ねられて、自動車等の信号線などとして配索される。一般的な被覆導線と圧着端子は、被覆導線の先端部の被覆が除去され、露出させた導体と導線圧着部とが圧着され、被覆部が被覆圧着部で圧着されて接続される。自動車用ワイヤハーネスはこの導線圧着部の接続強度と被覆圧着部の接続強度の合算で、圧着端子と被覆導線の接続強度の要求を満足させている。
ここで、使用される電線が細くなると、電線を構成する導体だけでは強度を保つのが難しいため、抗張力体入りの電線が検討されている。例えば、引張強度が30N程度である導体からなる電線を使用する場合において、自動車用電線で要求される80Nを超える引張強度を確保する為に、抗張力体入りの電線として、金属製や非金属製の抗張力体の外周に導線が螺旋状に巻かれているものが提案されている。このような電線は、導体を段剥きし、抗張力体を露出させてスリーブに挿入し、抗張力体を鋼製クランプで圧着し、さらに接着剤等の硬化性樹脂により一体化するとともに、導体部分をアルミニウム等のクランプで圧着する方法がある(特許文献1、2)。
実開昭61-046827号公報 特開平8-237839号公報
近年、特に、自動車分野においては、CASE等の対応により、ECUやセンサ類等が増加し、これに伴い使用する電線本数の増加が著しい。このような中、ワイヤハーネスの線径増大が課題となる。このため、自動車用電線のさらなる細径電線が求められている。例えば、従来の一般的な0.35sq(sq:mmの意味)以下の細径の電線が求められている。
ここで、導線圧着部では、電線と端子の接続強度と、導体と端子の電気的な接続抵抗の両方の要求を満足する必要がある。このように、電線との接続強度と、導体との電気的な接続抵抗の両方に対して、要求仕様を満足するためには、導線圧着部の圧縮率を適切に設定する必要がある。しかし、電線径が細くなると、同じ圧縮率では、両者を満足することが困難となる。
例えば、太径の被覆導線を用いて従来の技術で圧着端子と接続を行う場合には、接続強度と接続抵抗が両立するような圧縮率で導線圧着部での圧着を行うことができるが、電線の径が細くなると、接続強度も接続抵抗も適切な圧着条件範囲が狭くなる。これは、接続強度を確保しようとすると導体が破断して接続抵抗が高くなり、接続抵抗を重視すると、接続強度を得ることができず、電線の抜けの要因となるためである。このように、電線径が細くなればなるほど、接続強度と接続抵抗の両立は難しくなる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、圧着作業性が良好であり、接続強度と接続抵抗を両立することが可能な端子付き電線等を提供することを目的とする。
前述した目的を達するために第1の発明は、被覆導線と端子とが電気的に接続される端子付き電線であって、前記端子は、前記被覆導線の先端の被覆部から露出する導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆導線の前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、を具備し、周方向に閉じた略管状の前記導線圧着部は、圧縮されて変形して、前記導線と圧着されており、前記導線圧着部の先端部と後端部とは、略同一の高さに圧縮されており、軸方向に垂直な断面において、前記導線圧着部の後端部の内周長が、前記導線圧着部の先端部の内周長よりも長いことを特徴とする端子付き電線である。
前記被覆導線は、複数の前記導線と、少なくとも1本の抗張力体からなってもよい。
前記被覆導線の長手方向に垂直な断面において、前記抗張力体が前記被覆導線の略中心に位置し、前記導線が前記抗張力体の外周部に配置されてもよい。
前記導線の断面積が0.35sq以下であってもよい。
第1の発明によれば、導線圧着部の先端側においては、相対的に導線圧着部の変形量が少ないため、過剰な変形(座屈)などが生じにくく、内面に凹凸が形成されずに内周長が短いため、導線圧着部を略均等に周囲から圧着することができる。このため、導線を確実に圧着して高い引張強度を得ることができる。例えば、導線圧着部に座屈などが生じると、周囲から均一に導線に荷重がかからずに、荷重の弱い部分で導線の滑り等が生じ、接続部の引張強度の低下のおそれがある。これに対し、導線圧着を適切に変形させて周囲から略均一な荷重で圧着することで、このような滑りを抑制し、接続部の引張強度を高めることができる。
一方、導線圧着部の後端側の変形量を大きくすることで、導線圧着部をあえて大きく変形させて座屈等を生じさせることができる。このような座屈が生じると、導線圧着部の内部空間が略均等な円形にならずに、例えば、内部空間の側方の一部が部分的に外方へ突出するような隙間が形成され、内周長が長くなる。このように、内周長が長くなり、隙間が形成されると、導線の一部が隙間に入り込むため、導線と導線圧着部との接触面積を増大させ、接続抵抗を低減することができる。また、導線を圧縮する際に、導線の一部がこの隙間に逃げるため、導線への荷重が十分にかからずに導線の滑りが生じやすくなるが、導線の過剰な潰れが抑制され、導線の破断を抑制することができる。
このように、導線圧着部の先端側が、接続強度を高くするために導線を保持する電線保持部として機能し、導線圧着部の後端側が、接続抵抗を低くするために導線との導通を確保する導通部と機能し、二つの機能部を有するため、接続強度と接続抵抗の両者を満足することができる。この際、導線圧着部の先端側と後端側は略同じ高さに圧縮されるため、通常の金型を使用することができる。このため、圧着作業が容易である。
また、被覆導線が、複数の導線と抗張力体とを有することで、抗張力体によって導線の引張強度を確保することができる。この際、電線保持部で、導線と抗張力体の両方が保持されるため、高い接続強度を確保することができる。また、従来のように、抗張力体と導線を別々のクランプで接続する必要がないため、部品点数も少なくて済み、接続作業も容易である。
また、被覆導線の長手方向に垂直な断面において、中心の抗張力体の外周部に導線が配置されていれば、確実に導線を圧着することができる。この際、抗張力体の外周部に、導線が長手方向に撚られていてもよい。
また、導線の断面積が0.35sq以下の細径の被覆導線、さらには導線の断面積が0.3sq以下の細径の被覆導線を用いるような場合には、本発明は特に有効である。特に、導線の断面積が0.05sq以下の細径の被覆導線を用いて、50N以上の導線の引張強度を得るような場合には、本発明はさらに有効である。
第2の発明は、第1の発明にかかる端子付き電線を含む、複数の端子付き電線が一体化されたことを特徴とするワイヤハーネスである。
第2の発明によれば、細径の電線が複数束ねられたワイヤハーネスを得ることができる。
第3の発明は、被覆導線と電気的に接続される端子であって、前記被覆導線の先端の被覆部から露出する導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆導線の前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、を具備し、周方向に閉じた略管状の前記導線圧着部は、内径及び外径が相対的に小さい小径部と、内径及び外径が相対的に大きい大径部とを有し、前記小径部は、前記導線圧着部の先端側に形成され、前記大径部は、前記導線圧着部の後端側に形成されることを特徴とする端子である。
第4の発明は、被覆導線と端子とが電気的に接続される端子付き電線の製造方法であって、前記端子は、前記被覆導線の先端の被覆部から露出する導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆導線の前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、を具備し、前記導線圧着部は、内径及び外径が相対的に小さい小径部と、内径及び外径が相対的に大きい大径部とを有し、前記小径部は、前記導線圧着部の先端側に形成され、前記大径部は、前記導線圧着部の後端側に形成され、前記導線圧着部に前記導線を挿入し、金型で圧縮して圧着する際に、前記大径部の変形量が前記小径部の変形量よりも大きいことを特徴とする端子付き電線の製造方法である。
第3、第4の発明によれば、特殊な金型を用いることなく、第1の発明にかかる端子付き電線を容易に得ることができる。
本発明によれば、圧着作業性が良好であり、接続強度と接続抵抗を両立することが可能な端子付き電線等を提供することができる。
端子付き電線10を示す斜視図。 端子付き電線10を示す断面図。 (a)~(d)は、導線圧着部7における断面図。 圧着前の端子1と被覆導線11を示す図。 (a)は、導線13の先端部を示す図、(b)~(d)は、端末処理前の導線13の先端部を示す図。 他の端末処理部19の形態を示す図。 被覆導線11を圧着部5に挿入した状態を示す斜視図。 (a)~(b)は、導線圧着部7における断面図。 (a)、(b)は、圧着部5の圧着工程を示す図。 圧着前の端子1aと被覆導線11を示す図。 圧着前の端子1bと被覆導線11を示す図。 圧着前の端子1cと被覆導線11を示す図。
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、端子付き電線10を示す斜視図であり、図2は、端子付き電線10の断面図である。端子付き電線10は、端子1と被覆導線11とが電気的に接続されて構成される。
被覆導線11は、例えば、銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である導線13と、導線13を被覆する被覆部15からなる。すなわち、被覆導線11は、被覆部15と、その先端から露出する導線13とを具備する。
端子1は、例えば銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。端子1には被覆導線11が接続される。端子1は、端子本体3と圧着部5とがトランジション部4を介して連結されて構成される。
端子本体3は、所定の形状の板状素材を、断面が矩形の筒体に形成したものである。端子本体3は、内部に、板状素材を矩形の筒体内に折り込んで形成される弾性接触片を有する。端子本体3は、前端部から雄型端子などが挿入されて接続される。なお、以下の説明では、端子本体3が、雄型端子等の挿入タブ(図示省略)の挿入を許容する雌型端子である例を示すが、本発明において、この端子本体3の細部の形状は特に限定されない。例えば、雌型の端子本体3に代えて雄型端子の挿入タブを設けてもよいし、丸型端子のようなボルト締結部を設けても良い。
端子1の圧着部5は、被覆導線11と圧着される部位であり、被覆導線11の被覆部15の先端側から露出する導線13を圧着する導線圧着部7と、被覆導線11の被覆部15を圧着する被覆圧着部9とを有する。すなわち、被覆部15が剥離されて露出する導線13が、導線圧着部7により圧着され、導線13と端子1とが電気的に接続される。また、被覆導線11の被覆部15は、端子1の被覆圧着部9によって圧着される。なお、本実施形態では、導線圧着部7と被覆圧着部9は、一体で、周方向に閉じた管状(略円筒状)に構成される。
なお、導線圧着部7の内面の一部には、幅方向(長手方向に垂直な方向)に、図示を省略したセレーションが設けられてもよい。このようにセレーションを形成することで、導線13を圧着した際に、導線13の表面の酸化膜を破壊しやすく、また、導線13との接触面積を増加させることができる。
本実施形態では、導線圧着部7の先端側(導線圧着部7の端子本体3側)には、導線13を保持する電線保持部7aが設けられ、導線圧着部7の後端側(被覆圧着部9側)には、導線13との導通を得るための導通部7bが設けられる。導線圧着部7の先端側(端子本体3側)に設けられる電線保持部7aは、導通部7bと比較して導線13の保持力が相対的に強く、導線圧着部7の後端側(被覆圧着部9側)に設けられる導通部7bは、導線13との導通を得るために形成される。
図3(a)、図3(b)は、導線圧着部7の軸方向に垂直な断面図であり、図3(a)は電線保持部7aの断面図、図3(b)は導通部7bの断面図である。前述したように、周方向に閉じた略管状の導線圧着部7は、圧縮されて変形して、導線13と圧着される。また、導線圧着部7の先端部(電線保持部7a)と後端部(導通部7b)は、略同一の高さに圧縮されている。すなわち、電線保持部7aと導通部7bは、略同一の外径であり、電線保持部7aの圧縮高さAと導通部7bの圧縮高さBは、略同一である。
ここで、電線保持部7aにおける圧縮率(圧縮後の導線13の断面積/圧縮前の導線13の断面積)と、導通部7bにおける圧縮率は略同一であるが、導線圧着部7の変形量が異なる。すなわち、導線圧着部7の後端部(導通部7b)の変形量が、導線圧着部7の先端部(電線保持部7a)の変形量よりも大きい。
より詳細には、電線保持部7aは、導線13が略円形に周方向に略均一に圧縮されて圧着され、内面側には周方向に大きな凹凸が形成されない。このため、導線13は、全周から略均一に圧縮される。このため、圧縮の弱い部分が存在せず、確実に導線13が全周から圧着されて強い引張強度を得ることができる。なお、略円形とは、圧縮方向に垂直な方向(図中左右方向)が広がるように多少偏平していてもよい。また、内面及び外面の周方向に多少の凹凸(後述する導通部7bにおける凹凸と比較して小さな凹凸)があってもよい。
また、導通部7bは、導線圧着部7の周方向の一部に折れ曲がり(座屈)が生じ、内面の周方向には大きな凹凸が形成される。すなわち、軸方向に垂直な断面において、導通部7b(導線圧着部7の後端部)の内周長が、電線保持部7a(導線圧着部7の先端部)の内周長よりも長い。例えば、導線圧着部7の内部空間が略均等な円形にならずに、内部空間の側部の一部が部分的に外方へ突出するような隙間が形成される。このように、導通部7bは、電線保持部7aと比較して、内面に大きな凹凸が形成されるため、この凹部近傍では、他の部位と比較して圧縮荷重が低くなる。このため、導線13と導線圧着部7との間で滑りが生じるおそれがあるが、電線保持部7aにおいて引張強度を確保することができるため問題ない。
一方、この凹部(隙間)には、導線13の一部が入り込むため、導通部7bの方が、導線13と導線圧着部7との接触面積が大きくなる。このように、導線13と導線圧着部7との接触面積が増加するため、接続抵抗を低減することができる。また、圧縮時に導線の一部が凹部(隙間)に逃げることができるため、過剰に導線13が潰れることを抑制することができる。このため、導線13の断線等を抑制し、導通を確実に確保することができる。
なお、図3(a)、図3(b)に示す例では、導線13が16本の素線からなるが、導線13の素線数は特に限定されない。例えば、素線は7本であってもよく、その他であってもよい。なお、素線同士は互いに撚り合わせられていることが望ましい。
また、被覆導線11は、複数の導線13(複数の導体素線)と、抗張力体17とが被覆部15で被覆されていてもよい。抗張力体は、引張荷重に対して張力を受ける部材である。例えば、図3(c)、図3(d)に示すように、被覆導線11の長手方向に垂直な断面において、少なくとも1本の抗張力体17が被覆導線11の略中心に位置し、複数の導線13が抗張力体17の外周部に配置されていてもよい。この場合には、電線保持部7a及び導通部7bでは、導線13と抗張力体17の両方が圧着されて保持される。なお、抗張力体17と導線13とから構成される導線を、複合導体12とする。
この際、抗張力体17の外周に配置されるそれぞれの導線13(素線)が、同一断面積の同一形状の導線13(素線)であってもよい。さらに、抗張力体17の外周部に、導線13が、被覆導線11の長手方向に螺旋状に撚られていてもよい。また、抗張力体17は、1本(一体)の抗張力線であってもよく、複数の素線からなってもよい。
ここで、導線13の断面積(素線の断面積の総計)又は抗張力体17が用いられる場合には、複合導体12の断面積(導線13と抗張力体17の断面積の総計)は、0.35sq以下であることが望ましく、この場合には、端子1は、断面積が0.35sq以下の導線13を圧着可能であることが望ましい。さらには、導線13又は複合導体12の断面積(素線の断面積の総計又は導線13と抗張力体17の断面積の総計)は、0.3sq以下であることが望ましく、この場合には、端子1は、断面積が0.3sq以下の導線13を圧着可能であることが望ましい。また、例えば複合導体12が用いられる場合には、導線13と抗張力体17の断面積の総計は0.05sq以下であってもよい。導線13の断面積(または導線13と抗張力体17の断面積の総計)が小さいほど、本実施形態の効果が大きい。
なお、抗張力体17は、鋼線などの金属線であってもよく、樹脂や繊維強化樹脂であってもよい。また、前述したように、抗張力体17としては、単線であってもよく、アラミド繊維などの複数の繊維を束ねたものであってもよい。このような抗張力体17を用いることで、例えば、複合導体12の断面積が0.05sq以下であっても、導線圧着部7における導線の引張強度として、50N以上を確保することができる。なお、このような複合導体としては、例えば表1のような電線を適用可能である。
Figure 2023080516000002
次に、端子付き電線10の製造方法について説明する。図4は、圧着前の端子1と被覆導線11を示す斜視図である。前述したように、端子1は、端子本体3と圧着部5とを有する。圧着部5は、導線圧着部7と被覆圧着部9とが一体で、両端が開口する略円筒状に構成される。圧着部5は、例えば、板部材を丸めて端部同士を突き合わせて、長手方向に溶接やロウ付けによって接合される。すなわち、電線保持部7a、導通部7b、被覆圧着部9の板厚は略同一である。
周方向に閉じた略管状の導線圧着部7は、導線圧着部7の先端側に形成され、内径及び外径が相対的に小さい小径部(電線保持部7aに対応する)と、導線圧着部7の後端側に形成され、内径及び外径が相対的に大きい大径部(導通部7bに対応する)とを有する。すなわち、電線保持部7aの外径及び内径は、導通部7bの外径及び内径よりも小さい。図示したように、圧着部5は、後方から順に、被覆圧着部9、導通部7b、電線保持部7aが形成され、それぞれの部位において、略同一径で軸方向に所定長さ形成される。一方、被覆圧着部9と導線圧着部7(導通部7b)との間、及び導通部7bと電線保持部7aとの間には、先端側に向けて徐々に縮径されるテーパ部が形成される。
なお、導通部7bと電線保持部7aとの間の段差は、全周に形成されてもよいが(すなわち、軸方向からみで、導通部7bと電線保持部7aを同心円としてもよいが)、例えば導線圧着部7の下面側は軸方向にストレート形状であり、上面側で径変化に伴う段差を形成してもよい。
まず、前述したように、被覆導線11の先端部の被覆部15を剥離して、先端部の導線13を露出する。次に、図5(a)に示すように、端子1の圧着部5へ挿入する前に、導線13の先端部に端末処理部19を形成してもよい。端末処理部19は、導線13の各素線がばらけないように一体化する処理部である。
図5(b)は、端末処理前における導線13の先端部の形態を示す図である。本実施形態では、被覆導線11の先端から見た際に、抗張力体17が略中央に配置され、その外周に導線13が配置される。導線13は複数の素線からなる。なお、本実施形態では、中央に抗張力体17を有する場合について説明するが他の被覆導線でも同様である。
このような場合において、図5(b)に示すように、導線13の少なくとも先端部を、外周側から圧縮することで、端末処理部19を形成することができる。このように、導線13の先端部が外周側から圧縮されることで、素線がばらけることが抑制され、管状の圧着部5への挿入が容易である。
また、図5(c)に示すように、導線13の少なくとも先端部に、一括してめっき処理を施して、めっき層21によって端末処理部19を形成してもよい。このように、導線13の先端部に外周から一括してめっき処理が施されていることで、素線がばらけることが抑制され、管状の圧着部5への挿入が容易である。
なお、導線13の外周から一括してめっき処理を施す際に、めっき方法によっては高温になる場合がある。このようなめっき方法によって、導線13を撚った後に一括めっきを行うと、抗張力体17が熱により劣化して、引張強度が低下するおそれがある。
このような場合には、図5(d)に示すように、それぞれの導体ごとにめっき層21を形成してから抗張力体17の外周に撚り合わせてもよい。また、図6に示すように、それぞれの導体ごとにめっき層21を形成し、さらに、複数の導体の先端部に外周から一括してめっき処理を施してもよい。この場合、導体ごとのめっきと、一括めっきの種類を変えてもよい。一括めっきを行うことで、導体のばらけを抑制することが可能であるが、導体を束ねて一括してめっき処理を行うと、導体の形状等の影響によって、部分的にめっきの厚い部分や薄い部分が生じてしまうおそれがある。これに対し、事前に導体ごとに下地めっき処置を行うことで、この影響を小さくして、略均一な一括めっきが可能となる。
なお、端末処理部19は、圧縮やめっきによる方法には限られず、例えば、導線13の先端を半田処理や溶接処理によって素線のばらけを抑制してもよい。また、外周からの圧縮と一括めっきなどの複数の端末処理を併用してもよい。
次に、図7に示すように、このように先端部を処理した導線13を、端子1の管状の圧着部5の後端部側から挿入する。被覆導線11の先端部を圧着部5へ挿入すると、導線圧着部7の内部には導線13の露出部が位置し、被覆圧着部9の内部には被覆部15が位置する。この際、導線13の先端が導線圧着部7の先端からはみ出してもよい。
図8(a)は、電線保持部7aにおける軸方向に垂直な断面図であり、図8(b)は、導通部7bにおける軸方向に垂直な断面図である。なお、いずれの断面図も、端末処理部19以外の部位における断面図とする。前述したように、電線保持部7aの外径Cよりも、導通部7bの外径Dは大きい。一方、導線13の外径Eは、略同一であるため、導線13の外面と電線保持部7aの内面との隙間が相対的に小さく、導線13の外面と導通部7bの内面との隙間が相対的に大きい。
図9(a)は、端子付き電線10を製造するための端子圧着刃型の圧着前における上刃型31a、下刃型31b等を示す断面図、図9(b)は、圧着中の圧着部5を示す断面図である。上刃型31a、下刃型31bは、長手方向に延びる略半円柱状の空洞を有する。また、上刃型31aは、被覆圧着部9に対応するとともに被覆圧着部9の半径よりも僅かに小さい径の被覆圧着刃型34と、導線圧着部7に対応するとともに被覆圧着刃型34よりも径の小さい導線圧着刃型32とを備える。すなわち、上刃型31a、下刃型31bは、導線圧着部7と被覆圧着部9に対応するいずれの部位も、端子1を圧着した際に、略円形断面となるように形成される。
なお、導通部7bは、被覆導線11と端子1との導通性を確保するため、電線保持部7aと比較して相対的に長さが長くてもよい。一方、電線保持部7aは、長さが短くても、確実に導線13もしくは抗張力体17と端子1とが適切な圧力で密着していれば、両者の強度は十分高くなるため、電線保持部7aは、導通部7bと比較して相対的に長さが短くてもよい。
図9(b)に示すように、上刃型31aと下刃型31bを噛み合わせて、圧着部5を圧縮すると、導線圧着部7が導線13に圧着され、被覆圧着部9は、被覆部15に圧着される。この際、電線保持部7aと導通部7bの外面の形状は、略同一となるように圧着される。ここで、金型で圧着部5を圧縮して圧着する際に、大径部の変形量は、小径部の変形量よりも大きくなる。すなわち、圧着前の端子1は、電線保持部7aよりも導通部7bの方が大きいため、導通部7bは、電線保持部7aよりも大きく変形し、部分的な座屈が生じやすくなる。すなわち、導通部7bの内面形状が電線保持部7aの内面と比較して凹凸が生じやすくなる。
このようにすることで、導通部7bの変形量が電線保持部7aの変形量よりも大きく、導通部7bの内周長が電線保持部7aの内周長よりも大きい端子付き電線10を得ることができる。さらに、得られた端子付き電線10を含む、複数の端子付き電線が一体化されたワイヤハーネスを得ることができる。
なお、前述したように、電線保持部7aの圧縮率と導通部7bの圧縮率は、略等しく、被覆圧着部9の圧縮率は、電線保持部7aと導通部7bの圧縮率よりも小さい。ここで、圧着工程前の被覆部15における断面積(被覆圧着部9の外周面に対する内側の全断面積)をA0とし、上刃型31aと下刃型31bによって圧縮された後の被覆圧着部9の内部の断面積をA2とすると、被覆圧着部9の圧縮率=A2/A0(%)である。
同様に、圧着工程前の導線13の断面積(導線13の全断面積)をA1とし、上刃型31aと下刃型31bによって圧縮された後の導線圧着部7(電線保持部7a又は導通部7b)の内部の断面積(導線13の全断面積)をA3とすると、電線保持部7a又は導通部7bの圧縮率=A3/A1(%)である。なお、電線保持部7aと導通部7bは、内面の凹凸分だけ断面積が多少異なるため、わずかに電線保持部7aの圧縮率の方が導通部7bの圧縮率よりも小さくてもよい。
なお、抗張力体17は、導線13と比較して強度が高く変形しにくいため、圧縮時には、抗張力体17の断面積は大きく低下せず、主に導線13の変形(断面積減少)が進行する。
また、圧縮時における抗張力体素線の移動によって、抗張力体17の外形が凹凸形状となることで、導線13と抗張力体17の接触面積が増え、摩擦力が大きくなる。このため、引張に対して導線13から抗張力体17へ力が伝わりやすくなり、導線13に引張力が付与された際の強度の上昇が見込める。
なお、抗張力体17は、導線13と比較して変形量が少ないため、断面積の減少による破断は生じにくい。特に、導線圧着部7が管状であるため、導線13が全周から圧縮され、抗張力体17と導線圧着部7との間に導線13が配置され、抗張力体17と導線圧着部7が接触しないため、抗張力体17が損傷することもない。
以上説明したように、本実施形態によれば、導線圧着部7が、電線保持部7aと導通部7bとを有するため、接続強度を確保するのに適した形態で電線保持部7aを圧着し、導通を確保するのに適した形態で導通部7bを圧着することができる。すなわち、電線保持部7aと導通部7bの圧着時のそれぞれの変形量を異なるようにすることができるため、各部を目的に適した内面形状となるように圧着を行うことができる。
また、導線圧着部7の先端部側(端子本体3側)を電線保持部7aとすることで、より強い接続強度を確保することができる。一方、導通部7bは、導線圧着部7の後端部側(被覆部15側)に配置されるため、仮に電線保持部7aにおいて、導線13の一部が破断しても、被覆導線11と端子1との導通を確保することができる。
また、圧着前の電線保持部7aと導通部7bは外径が異なる。このため、通常の端子付き電線の圧着と同様の金型を用いて圧着作業を行うことで、電線保持部7aと導通部7bの変形量を適切に変えることができる。このため、作業が容易である。また、導線圧着部7の後端側の内径が大きいため、導線13の挿入作業が容易である。
また、抗張力体17を含む被覆導線11にも適用可能であり、この場合、細径の被覆導線11であっても、高い接続強度を確保することができる。例えば、導線13の断面積が0.05sq以下であっても、電線保持部7aにおける導線13の引張強度を50N以上とすることができる。例えば、実際に、複合導体断面積0.05sqの被覆導線(導線材質:軟銅、抗張力体材質:PBO繊維)について、導体の圧縮率80%で圧着した結果、引張強度50N以上で、抵抗0.75mΩ以下の良好な結果を得ることができた。
この際、抗張力体17と導線13の両方が一括して電線保持部7aで圧着されるため、抗張力体17と導線13とを別々に圧着する必要がなく、圧着作業も容易である。なお、抗張力体17を含む被覆導線11の場合において、断面の略中央に抗張力体17を配置し、外周に導線13を配置することで、圧着時に端子1と導線13とを確実に圧着し、端子1と導線13とを接触させることができる。
また、導線圧着部7は略円筒状であるため、特に、電線保持部7aでは、導線13の全周360°から確実に圧着することができる。このため、圧着時に、導線13へ局所的な応力(変形)が生じることを抑制することができる。
ここで、抗張力体17の周囲に導線13が配置された被覆導線11の導線圧着部7においては、圧着された際に、導線圧着部7の内部には径方向に圧縮応力が作用する。この圧縮応力が小さい場合には、導線13と抗張力体17との接触面における摩擦力が、端子1と導線13との接触面における摩擦力よりも小さくなる。このために、端子付き電線10に引張荷重を与えた場合に、導線13に荷重が集中し、導線13が破断しやすくなる。
一方、導線13と抗張力体17との接触面においては滑りが生じ、抗張力体17に圧縮応力が作用せず、抗張力体17は切断することなく抜ける現象が生じ、抗張力体17による引張強度が十分に発現しないおそれがある。上記のような現象を防ぎ、圧着により十分な圧縮応力を得るために、導線13と抗張力体17との間の摩擦力を増大させても良い。例えば、導線圧着部7の内面に凹凸を設けることで、部分的に抗張力体17への圧縮応力を高め、引き抜け防止することができる。
さらには、本実施形態のように導線圧着部7が筒状であり、接合部にロウ付け部分がある場合には、硬度の低いロウ付け部は、導線13への圧縮応力が小さくなるため、抗張力体17が引き抜け易くなる。このため、ロウ付け部を除去するか、あるいは、ロウ付け部分がなく、導線圧着部7に形成される接合部の硬さを、導線圧着部7における材料の硬さと同等とすることが望ましい。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。図10は、第2の実施形態にかかる端子1aの圧着前の斜視図である。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同様の機能を奏する構成については、図1~図9と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
端子1aの圧着部5は、後方から順に、被覆圧着部9、導通部7b、電線保持部7aが形成される点では端子1と同様であるが、圧着部5の形態が異なる。端子1aは、導通部7bと被覆圧着部9の外径及び内径が略同一である。すなわち、導通部7bと被覆圧着部9が略同一径で軸方向に所定長さ形成され、被覆圧着部9と導通部7bとの間にはテーパ形状が形成されず、導通部7bと電線保持部7aとの間には、先端側に向けて徐々に縮径されるテーパ部が形成される。
なお、被覆圧着部9と導通部7bとの境界は明確ではないが、例えば、導通部7bの内面に、導線13との接触抵抗を低減するためのセレーションが形成されれば、被覆圧着部9と導通部7bとを区別可能である。また、圧着部5の先端が封止されて、被覆圧着部9の内面で水密性を確保する必要があるような特殊な端子を除き、通常、被覆圧着部9(大径部)の軸方向長さは導線圧着部7(小径部)の軸方向長さよりも短い場合が多いが、端子1aでは、導通部7bと被覆圧着部9(大径部)の長さの和が、電線保持部7a(小径部)の長さよりも長くてもよい。
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、被覆圧着部9の径によらず、電線保持部7aよりも導通部7bの外径を大きくすることで、導通部7bを圧着時に大きく変形させることができる。また、圧着部5の後端側が大径部となるため、導線13の挿入作業が容易である。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。図11は、第3の実施形態にかかる端子1bの圧着前の斜視図である。端子1bは、端子1と略同様の構成であるが、圧着部5の形態が異なる。端子1bは、電線保持部7a、導通部7b、被覆圧着部9との間にスリットが形成される。すなわち、導線圧着部7と被覆圧着部9とが分離して形成される。なお、導通部7bの外径は、電線保持部7aの外径よりも大きければよく、導通部7bの外径と被覆圧着部9の外径は同じであってもよく、異なっていてもよい。
端子1bも端子1と同様に圧着することができる。この場合には、被覆部15の端部が、導線圧着部7と被覆圧着部9の間のスリット部に位置するように圧着すればよい。このように、導線圧着部7において、電線保持部7aと導通部7bを形成するように圧着することで、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。図12は、第4の実施形態にかかる端子1cの圧着前の斜視図である。端子1cは、被覆圧着部9が略U字状に上方が開口したオープンバレル型である。この場合でも、導線圧着部7は、筒状であり、導通部7bの外径が電線保持部7aの外径よりも大きい。なお、電線保持部7aと導通部7bとの間にスリットを設けてもよい。
第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、被覆圧着部9がオープンバレル型であるため、例えば導線13を圧着部5へ配置するのが容易である。例えば、導線13を被覆圧着部9へ端子1cの上方から配置し、位置決めされた状態で導線13を導線圧着部7へスライド挿入することで、導線13を導線圧着部7へ挿入する作業が容易である。
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1、1a、1b、1c………端子
3………端子本体
4………トランジション部
5………圧着部
7………導線圧着部
7a………電線保持部
7b………導通部
9………被覆圧着部
10……端子付き電線
11………被覆導線
12………複合導体
13………導線
15………被覆部
17………抗張力体
19………端末処理部
21………めっき層
31a………上刃型
31b………下刃型
32………導線圧着刃型
34………被覆圧着刃型

Claims (7)

  1. 被覆導線と端子とが電気的に接続される端子付き電線であって、
    前記端子は、前記被覆導線の先端の被覆部から露出する導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆導線の前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、を具備し、
    周方向に閉じた略管状の前記導線圧着部は、圧縮されて変形して、前記導線と圧着されており、
    前記導線圧着部の先端部と後端部とは、略同一の高さに圧縮されており、軸方向に垂直な断面において、前記導線圧着部の後端部の内周長が、前記導線圧着部の先端部の内周長よりも長いことを特徴とする端子付き電線。
  2. 前記被覆導線は、複数の前記導線と、少なくとも1本の抗張力体からなることを特徴とする請求項1記載の端子付き電線。
  3. 前記被覆導線の長手方向に垂直な断面において、前記抗張力体が前記被覆導線の略中心に位置し、前記導線が前記抗張力体の外周部に配置されていることを特徴とする請求項2記載の端子付き電線。
  4. 前記導線の断面積が0.35sq以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の端子付き電線。
  5. 請求項1から請求項4のいずれかに記載の端子付き電線を含む、複数の端子付き電線が一体化されたことを特徴とするワイヤハーネス。
  6. 被覆導線と電気的に接続される端子であって、
    前記被覆導線の先端の被覆部から露出する導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆導線の前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、を具備し、
    周方向に閉じた略管状の前記導線圧着部は、内径及び外径が相対的に小さい小径部と、内径及び外径が相対的に大きい大径部とを有し、前記小径部は、前記導線圧着部の先端側に形成され、前記大径部は、前記導線圧着部の後端側に形成されることを特徴とする端子。
  7. 被覆導線と端子とが電気的に接続される端子付き電線の製造方法であって、
    前記端子は、前記被覆導線の先端の被覆部から露出する導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆導線の前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、を具備し、
    前記導線圧着部は、内径及び外径が相対的に小さい小径部と、内径及び外径が相対的に大きい大径部とを有し、
    前記小径部は、前記導線圧着部の先端側に形成され、前記大径部は、前記導線圧着部の後端側に形成され、
    前記導線圧着部に前記導線を挿入し、金型で圧縮して圧着する際に、前記大径部の変形量が前記小径部の変形量よりも大きいことを特徴とする端子付き電線の製造方法。
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