JP3371360B2 - 圧接端子の応力緩和測定装置 - Google Patents

圧接端子の応力緩和測定装置

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JP3371360B2 JP19434197A JP19434197A JP3371360B2 JP 3371360 B2 JP3371360 B2 JP 3371360B2 JP 19434197 A JP19434197 A JP 19434197A JP 19434197 A JP19434197 A JP 19434197A JP 3371360 B2 JP3371360 B2 JP 3371360B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、U字状のスロット
絶縁被覆電線を圧入して電気的接続を行う圧接端子
おける該スロットの応力の経時的緩和を測定する応力緩
和測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に示すように、圧接端子20は、一
般に導電性の端子板20aにU字状のスロット20bを
設けて構成される。スロット20bの幅は絶縁被覆電線
23の芯線23aの太さより少し細めとなっており、電
線23をスロット20bに押込むと、例えば塩化ビニー
ル等の被覆23bが切断され、芯線23aはスロット2
0bの両側板と接触しつつ押圧され、その応力によって
機械的および電気的に接続状態が維持される。
【0003】この応力は経時的に減少したり緩和され
しまい、或る一定値になることが知られている。圧接端
子においては、電線との接触抵抗の面から一定値になっ
たときの応力が規定値以上の接触圧をもつことが要求さ
れ、この応力の経時的な緩和を測定することが必要とな
る。
【0004】図6(A)に示すように、長さLの試料を
δなるたわみを与えたときの曲げ応力σは、 σ=3Etδ/(2L2 ) …(1) ただし、E:試料のヤング率 t:試料の板厚 で与えられる。
【0005】図6(A)の状態を長時間保った後、δな
るたわみを開放すると、図6(B)に示すように、δ=
σとならず、εなるたわみが生じる。このたわみεは時
間tが0の場合はε=0となるが、時間tが大になると
εは或る一定値となる。このようにたわみεが生じるこ
とは応力が経時的に減衰ないし緩和されることを示して
おり、その応力緩和率は 応力緩和率(%)=(1−(δ−ε)/δ)・100 =ε/δ・100 …(2) で計算することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、式
(1)または式(2)で求められる応力または応力緩和
率は、板材の変形量をマイクロメータ等で直接測定でき
るものに対しては容易に適用できるが、図5で説明した
圧接端子20のような形状では、電線をスロット20b
に圧入してもスロット20bの開口部の広がりを測定す
ることは不可能であり、従来の方法では応力および応力
緩和率を求めることができなかった。本発明の課題は圧
接端子の応力緩和を簡便かつ定量的に測定することがで
きる応力緩和測定装置を提供することにある
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項1の発明においては、圧接端子のU字状の
スロットにおける応力の経時的緩和を測定する応力緩和
測定装置であって、前記スロットの一方の側板を固定す
る取付基板と、前記取付基板に固定された圧接端子のス
ロットの他方の側板を押し広げるように押圧力を伝達す
る押圧棒と、前記押圧棒に対して回転して押圧を与え
る押圧ボルトと、前記押圧力を検出するロードセルと、
前記押圧ボルトによる押圧力が前記ロードセルで設定さ
れた押圧力となったとき前記押圧ボルトの回転を停止固
定させる固定用ナットとを備える。なお、本発明でいう
圧接端子とは、絶縁被覆電線を圧入するU字状のスロッ
トをもつ実際の圧接端子と、以下の説明で明らかとなる
ように、圧接端子と同等の応力緩和測定結果の得られる
形状をもつ試験片を含むものとする。
【0008】請求項2の発明においては、前記取付基板
に複数本の固定用ボルトを立設し、前記圧接端子のU字
状のスロットの一方の側板に前記固定用ボルトと対応す
る位置にボルト挿通孔を設け、前記ボルト挿通孔に前記
固定用ボルトを挿通し、ナットによるボルト締めによっ
て圧接端子を取付基板に固定する。
【0009】取付基板に複数本のボルトを立設し、圧接
端子のU字状のスロットの一方の側板に前記ボルト挿通
孔を設けてナットによって締付ける等の方法で圧接端子
を取付基板に固定し、固定された圧接端子のスロットの
他方の側板を、押圧ボルトの回転により押圧棒を介して
押圧し、該押圧ボルトによる押圧力が設定された押圧力
となったとき固定用ナットで押圧ボルトを固定するよう
にしたので、押圧力を検出するロードセルの出力から応
力緩和を測定することができる。
【0010】請求項3の発明においては、前記圧接端子
のU字状のスロットの一方の側板の自由端側を該スロッ
トと直交する方向に所定の幅だけ切断し、該切断された
部分に前記押圧棒が配置されてスロットの他方の側板を
押し広げる。圧接端子のU字状のスロットの一方の側板
をスロットと直交する方向に切断除去し、切断除去され
た部分に押圧棒を配置して他方の側板を広げるようにし
たので、装置構成を簡単にすることができる。
【0011】また、請求項4の発明においては、前記圧
接端子のU字状のスロットの開口側において、一方の側
板の自由端縁と平行に前記押圧棒を配置し、該押圧棒の
先端には前記スロットに挿入されて他方の側板を押し広
げるL字状押圧部を設ける。圧接端子のU字状のスロッ
トの開口側において、一方の側板の端縁と平行に押圧棒
を配置し、押圧棒の先端に前記スロットに挿入され、他
方の側板を押し広げるL字状の押圧部を設けるようにし
たので、圧接端子を変形させることなく容易に応力緩和
を測定することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1およ
び図2を参照して説明する。図1は本発明の応力緩和測
定装置の構成図、図2は図1で使用する圧接端子の試験
片の拡大説明図である。図1において、Aは応力緩和測
定装置を示し、実際の圧接端子の代わりに試験片1を用
いるようになっている。試験片1は、図2に示されるよ
うに、圧接端子と同じ金属板材から成る板片に該圧接端
子と同一寸法のU字状のスロット1aを設けると共に、
一方の側板1bは実際の圧接端子の側板より巾広で、他
方の側板1cは実際の圧接端子の側板と同じ巾に形成さ
れている。また、他方の側板1bは下端部即ち自由端部
が所定の幅だけ切断されて、他方の側板1cよりも短く
形成され、切断により生じた他方の側板1cとの段差部
分1dに後述する第1の押圧棒6aを配置できるように
なっている。また、一方の側板1bの下半部には後述す
る取付基板2に固定するための2個のボルト通し孔1
e,1eが横に並設されている。
【0013】図1に戻って説明すると、応力緩和測定装
置Aは、その基台20の一側(図中右側)に試験片1の
取付基板2が立設されており、該取付基板2上には、断
熱用のセラミック板3を介して面状のヒータ4が設けら
れている。このヒータ4の上に試験片1をセットして、
取付基板2に立設した固定用ボルト5にナットを螺合し
て試験片1を固定する。
【0014】第1の押圧棒6aは前述した試験片1に荷
重をかけるものであり、スロット1aの一方の側板1b
の下端縁と平行に配置され、その先端が他方の側板1c
に係合して押圧する。この第1の押圧棒6aは基台20
に固定された受台7aに設けた直動システム8aによっ
て抵抗なく左右に移動可能となっている。
【0015】また、第1の押圧棒6aと同一軸上には第
2の押圧棒6bが配置され、該押圧棒6bの押圧棒6a
との接触部にはロードセル固定部9が取付けられてい
る。ロードセル固定部9の押圧棒6a側には凹部9aが
設けられ、該凹部9a内には圧力検出素子であるロード
セル10と共に断熱用のセラミック板11が設けられて
いる。なお、第2の押圧棒6bも基台20に固定された
受台7bに設けた直動システム8bによってスムーズに
左右に移動可能となっている。
【0016】12は第1,第2の押圧棒6a,6bと同
一軸上に配置された押圧ボルトであって、上記受台7b
の端側に立設されたボルト取付部13に螺着されてい
る。また、14aは押圧ボルト12を回転させるための
回転用六角ナット、14bは押圧ボルト12を固定する
ための固定用ナットである。また、試験片1のスロット
1aの底部付近には温度を検出する熱電対15が取付ら
れ、検出結果を制御部16に出力している。
【0017】応力緩和測定においては、先ず、図2で説
明した試験片1を取付基板2に固定する。次に、制御部
16よりヒータ4に電力を供給し、熱電対15で検出さ
れた温度が設定した温度になるように制御を行い、試験
片1の温度を所定の温度にする。試験片1の温度が設定
温度になった後で、回転用六角ナット14aを回転し、
押圧ボルト12を第1,第2の押圧棒6a,6b方向に
押込み、試験片1の他方の側板1cに圧力(荷重)を加
える。加えた圧力はロードセル10で検出され、その値
は表示部17で表示される。表示部17で表示される圧
力が設定された圧力に達したとき、固定用ナット14を
回転し、押圧ボルト11を固定する。
【0018】試験片1(圧接端子)の応力緩和は、押圧
ボルト12を固定したときのロードセル10の圧力をF
O 、時間t経過後のロードセル10の圧力をFt とする
と、 応力緩和=FO −Ft …(3) また、応力緩和率は、 応力緩和率=(FO −Ft )/FO …(4) で算出することができる。また、式(3)および式
(4)を制御部16で算出させて表示部17で表示させ
るようにしてもよい。
【0019】図3は試験片1をリン青銅と黄銅I種で作
製したときの応力緩和率の測定結果を示しており、応力
緩和率は両者とも時間と共に上昇し、一定時間経過後は
ほぼ一定値となる。
【0020】第1の実施例では、図2に示すように、試
験片1のスロット1aの一方の側板1bを切断した例に
ついて説明したが、このように切断しても、実際の圧接
端子に電線を圧入した状態においては、電線を押圧する
応力はU字状のスロット1aの底部Rに集中的に発生
し、側板の自由端部側は殆ど影響を受けず、このことは
有限要素法による解析結果よりも確かめられている。
【0021】図4は試験片の他の実施の形態の説明図で
ある。第1の実施例ではスロットの一方の側板の一部を
切断したが、第2の実施例では実際の圧接端子とほぼ同
形の試験片1′を使用する。ただし、試験片1′には一
方の側板1bに取付基板2に固定するためのボルト挿通
孔1e′を設ける。また、図1で説明した第1の押圧棒
6aの先端にスロット1aに挿入されて他方の側板1c
を押圧するL字状の押圧部6cを設ける。このようにす
ることによって、試験片1′の加工が少なくなり、容易
に応力緩和を測定することができる。
【0022】以上の第1,第2の実施例から明らかなよ
うに、圧接端子の応力緩和測定のためには、必ずしも図
2および図4に示すような形状の試験片1,1′を用い
る必要はなく、実際の圧接端子を使用して測定すること
が可能であり、要はU字状のスロットの一方の側板を固
定し、他方の側板を押し広げる手段を備えるようにすれ
ばよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
効果が得られる。取付基板に複数本のボルトを立設し、
圧接端子のU字状のスロットの一方の側板に前記ボルト
挿通孔を設けてナットによって締付ける等の方法で圧接
端子を取付基板に固定し、固定された圧接端子のスロッ
トの他方の側板を、押圧ボルトの回転により押圧棒を介
して押圧し、該押圧ボルトによる押圧力が設定された押
圧力となったとき固定用ナットで押圧ボルトを固定する
ようにしたので、押圧力を検出するロードセルの出力か
ら応力緩和を測定することができる(請求項1,2)。
【0024】圧接端子のU字状のスロットの一方の側板
の自由端部をスロットと直交する方向に切断除去し、切
除去された部分に押圧棒を配置して他方の側板を広げ
るようにしたので、装置構成を簡単にすることができる
(請求項3)。
【0025】また、圧接端子のU字状のスロットの開口
側において、一方の側板の自由端縁と平行に押圧棒を配
置し、押圧棒の先端に前記スロットに挿入されて他方の
側板を押し広げるL字状の押圧部を設けるようにしたの
で、圧接端子を変形させることなく容易に応力の経時的
緩和を測定することができる(請求項4)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す応力緩和装置の構
成図である。
【図2】図1で使用する試験片の説明図である。
【図3】応力緩和率の測定結果の一例を示す図である。
【図4】本発明で使用する試験片の他の実施の形態の説
明図である。
【図5】一般の圧接端子の説明図である。
【図6】平板の応力緩和の説明図である。
【符号の説明】
A 応力緩和測定装置 1,1′ 試験片 1a (U字状の)スロット 1b 一方の側板 1c 他方の側板 1e ボルト挿通孔 2 取付基板 6a,6b 第1,第2の押圧棒 7a,7b 受台 10 ロードセル 12 押圧ボルト 13 ボルト取付部 14a 回転用六角ナット 14b 固定用ナット 20 基台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 5/00 G01L 1/00 G01N 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧接端子のU字状のスロットにおける応
    力の経時的緩和を測定する応力緩和測定装置であって、
    前記スロットの一方の側板を固定する取付基板と、前記
    取付基板に固定された圧接端子のスロットの他方の側板
    を押し広げるように押圧力を伝達する押圧棒と、前記押
    圧棒に対して回転して押圧を与える押圧ボルトと、前
    記押圧力を検出するロードセルと、前記押圧ボルトによ
    る押圧力が前記ロードセルで設定された押圧力となった
    とき前記押圧ボルトの回転を停止固定させる固定用ナッ
    トとを備えたことを特徴とする圧接端子の応力緩和測定
    装置。
  2. 【請求項2】 前記取付基板に複数本の固定用ボルトを
    立設し、前記圧接端子のU字状のスロットの一方の側板
    に前記固定用ボルトと対応する位置にボルト挿通孔を設
    け、前記ボルト挿通孔に前記固定用ボルトを挿通し、ナ
    ットによるボルト締めによって圧接端子を取付基板に固
    定する構造としたことを特徴とする請求項1記載の圧接
    端子の応力緩和測定装置。
  3. 【請求項3】 前記スロットの一方の側板の自由端側を
    該スロットと直交する方向に所定の幅だけ切断除去し、
    該切断除去された部分に前記押圧棒が配置されてスロッ
    トの他方の側板を押し広げる構造としたことを特徴とす
    る請求項1または2記載の圧接端子の応力緩和測定装
    置。
  4. 【請求項4】 前記圧接端子のスロットの開口側におい
    て、一方の側板の自由端縁と平行に前記押圧棒を配置
    し、該押圧棒の先端には前記スロットに挿入されて他方
    の側板を押し広げるL字状押圧部を設けたことを特徴と
    する請求項1または2記載の圧接端子の応力緩和測定装
    置。
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RU2649673C1 (ru) * 2017-03-02 2018-04-04 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Способ определения релаксации напряжений в вершине трещины или концентраторе напряжений
RU2687528C2 (ru) * 2017-06-13 2019-05-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" Способ определения вида остаточных сварочных напряжений
CN108051298B (zh) * 2017-11-28 2020-07-31 海洋石油工程股份有限公司 用于多规格螺母的保载试验夹具

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