JP3900473B2 - ピアシング端子接続構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線への突刺しによって接続されるピアシング端子の接続に関し、更に詳しくは、複数本の素線が撚り束ねられた芯線を有する電線に好適な素線の断線が回避されるピアシング端子の接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ワイヤハーネスなどにおいて、多数本の素線が撚り束ねられた芯線を有する電線の端末部分に端子を接続するのに、図６及び図７に示したような、いわゆる圧接刃による接続方法が知られている。
【０００３】
この圧接刃を有する接続端子５０は、図示しない相手方コネクタの接続端子（この例では、オス型端子）が挿入される挿入口を一開口端に有する角形筒状の嵌合筒部５１と、その嵌合筒部５１の他端側に電線Ｗの端末部分を電気的に導通接続する接続部５２とが一体的に設けられているもので、この接続部５２は、接続される電線Ｗの軸線方向に長手の断面略凹字形をしたベース枠５３を有すると共に、そのベース枠５３の幅方向両側壁板５４Ｌ，５４Ｒには、それぞれ対からなる内向きの圧接刃５５Ｌ，５５Ｒ、及び５５Ｌ，５５Ｒが切り起こし形成されている。
【０００４】
この電線接続部５２に電線Ｗの端末部分を各対の圧接刃５５Ｌ，５５Ｒ、及び５５Ｌ，５５Ｒ間に形成される各スロット５６，５６に装着したときに、電線Ｗの絶縁被覆材６１が各対の圧接刃５５Ｌ，５５Ｒ、及び５５Ｌ，５５Ｒにより切り裂かれ、図６に示すように電線Ｗの複数本の素線により構成される芯線６２が直接各圧接刃５５Ｌ，５５Ｒ、及び５５Ｌ，５５Ｒに接触し、圧接接続されるのである。このような圧接刃タイプの接続端子による接続構造は、電線Ｗの端末部分の絶縁被覆材６１を皮剥ぎすることなく簡便に接続できるということで、広く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような圧接刃による接続構造のものでは、電線の芯線を圧接刃で挟着することにより電気的な導通状態が得られるようにしたものであるから、電線の芯線を構成する各素線の径が細く、かつ素線の数も少ない細径の芯線である場合には、圧接刃の接圧（芯線に対する接触荷重）によって素線が切れ断線するという問題がある。
【０００６】
また、素線の数が多い太径の芯線である場合でも、芯線の外側に位置する素線にやはり接圧が集中して外側の素線が切れて圧接刃による接圧が低下することにより、圧接刃と芯線との接触状態が不安定となり接続の信頼性に欠けるといった問題があった。
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、複数本の素線を撚り束ねた芯線を有する電線を端末加工において、芯線を構成する各素線の断線が回避される接続信頼性の高いピアシング端子接続構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明に係るピアシング端子接続構造は、請求項１に記載のように、複数本の素線が撚り束ねられてなる芯線の周りが絶縁被覆材により被覆された電線の端末部分に接続されるピアシング端子を用いた電線への接続構造であって、該ピアシング端子は電線の外径寸法より薄い板厚の導電性板材から打ち抜き加工により形成され、そのベースの長さ方向の一方には相手方コネクタの接続端子が挿入されて弾性的に接触して導通する開口部を備えたメス型端子形状又はオス型端子形状の嵌合部が設けられると共に、前記ベースの長さ方向の他方にはその上縁に沿って電線端末への接続部分として電線の芯線に突刺して接触導通される突刺部が電線端縁から電線長さ方向に向かって漸次低くなるように複数並んで立設され、前記ピアシング端子が複数収容される絶縁性のハウジングには前記ピアシング端子を収容すると共に、電線の端末部分を１本ずつ受け入れる端子収容部が隔壁を介して複数並設されており、該各端子収容部にはピアシング端子の収容溝が形成されると共に、該各収容溝に収容固定された前記ピアシング端子の突刺部に電線が上方から受け入れられて接続されると同時に前記隔壁間に挟圧保持されることを要旨とするものである。
【０００９】
このピアシング端子接続構造によれば、ピアシング端子の電線接続部の一側面に複数並んで立設された突刺部が、接続の際電線に突刺挿入されると、電線内部の芯線と接触して導通接続される。このような突刺挿入による接続であるため、従来の圧接端子のように圧接刃で芯線を挟む場合と比較して、突刺部によって芯線を構成する素線が切断され接触不良となるおそれがない。また、これら突刺部高さが、接続される電線端縁から電線長さ方向に向かってそれぞれ漸次低くなるように形成されているので、突刺した際の各突刺部の電線への突刺挿入深さが電線端縁に向かって徐々に深くなる接続構造となる。つまり、電線端縁寄りの突刺部の突刺しが最も深く、他の突刺部の突刺しはその電線端縁から離れるに従って徐々に浅くなるという接続なので、これら複数の突刺部を電線に一括して突刺挿入した際でも素線切れが発生しない。
【００１０】
さらに、このように突刺挿入深さを電線端縁に向かって段階的に深くしたことにより、各突刺部による電線内部への応力の集中が緩和され、振動や熱サイクルに対する接触部位のずれ等による接触不良が防止されるので、そのような条件下における接続の信頼性を高めることが可能になる。
【００１１】
また、ピアシング端子の電線接続部が電線の外径寸法より幅狭に形成されている構成にすれば、従来技術の圧接用端子のような端子側壁を不要にし、その分端子幅も狭くすることで、ピアシング端子が内蔵されるハウジングやコネクタ等の小型化に貢献する。さらに、ピアシング端子の電線接続部と各突刺部とが導電性板材の打ち抜き加工により一体的に成形されている構成にすれば、ピアシング端子の電線接続部への突刺部の形成が容易になるばかりでなく、電線接続部の幅も突刺部の幅と同等に狭くできるので、内蔵されるコネクタ等の小型化のための設計を容易にする。
【００１２】
さらに、電線との接続部が電線外径寸法より幅狭な形状を有する上述のピアシング端子を、絶縁性のハウジングに複数収容固定すると共に、ハウジングの各端子収容部には、収容された各ピアシング端子の電線部を隔てる隔壁を形成し、電線をその隔壁間に受け入れて端子に接続させるという構成なので、当然に各端子間の絶縁状態を保つことができるばかりでなく、電線外径より幅狭な電線接続部を有するピアシング端子を用いたことにより、従来技術のような圧接刃を用いた接続端子を同様なハウジングに収容するのに比べて、端子幅方向のピッチを狭くすることが可能になり、コネクタの小型化に貢献する。また、ハウジングに設けた隔壁が、ピアシング端子の電線接続部への電線の接続の際の位置決めにもなって接続させ易い。
【００１３】
この場合、請求項２に記載されるように、ハウジングの端子収容部の隔壁間隔が電線径よりも小さく、この端子収容部に収容固定されたピアシング端子に電線を接続した際には電線が各端子収容部の隔壁間に挟圧保持される構成にすれば、ピアシング端子と電線との突刺挿入による突刺部と芯線との接触荷重を増大させることができると共に、そのような接続が保持されるので、より信頼性の高い接続構造とすることができる。
【００１４】
さらに、請求項３に記載されるように、ピアシング端子がハウジングの端子収容部に圧入により収容固定される構成にすれば、ハウジングの端子収容部へのピアシング端子の固定を簡易に構成することができ、また、その収容固定も容易に行うことができる。
【００１５】
また、請求項４に記載されるように、前記各端子収容部の側壁には前記収容溝と連通して前記相手方コネクタの接続端子への接続部分が挿通される挿入口が形成され、該挿入口よりハウジング外へ挿出されるピアシング端子の相手方端子との接続部分に相手方コネクタの接続端子が接続されるようにすると良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態に係るピアシング端子及びその接続構造について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図３はピアシング端子を用いて電線に接続する工程を順を追って示しており、そのうち図１は接続前のピアシング端子とそのピアシング端子を収容するハウジングの外観図、図２はハウジングに収容後のピアシング端子に電線を接続する直前の状態を示した外観図、図３はピアシング端子に電線が接続された状態を示した外観図、図４（ａ）〜（ｄ）は電線にピアシング端子の各突刺部が突刺挿入される過程を順に示した側面図、図５（ａ）〜（ｄ）は突刺挿入後の各突刺部と電線の芯線との接触状態を示した断面図である。
【００１８】
図１に示されるように電線Ｗは、複数本の軟銅線である素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・が撚り束ねられた芯線Ｗａが、電気絶縁性のビニール等の軟性樹脂材料による絶縁被覆材Ｗｄで被覆されたものである。この電線Ｗに接続されるピアシング端子２０は、図示されるように電線Ｗの芯線Ｗａ外径よりも板厚が薄い導電線板材の打ち抜き加工により成形されたもので、基部となる長手のベース２１の前方部分には図示しない相手方コネクタの接続端子への接続部分としての嵌合部２２が設けられ、後方部分には電線Ｗ端末への接続部分として４つの突刺部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する電線接続部２３が設けられている。
【００１９】
嵌合部２２のベース２１途中位置からは、前方に向かって湾曲して形成された嵌合片２４が形成されており、ベース２１の前端部分とこの嵌合片２４の先端より下方に突出した接触片２４ａとによって開口した開口部２５に、前述の相手方となるオス型端子のタブ部が挿入されて、そのタブ部に弾性的に接触して導通するいわゆるメス型端子の形状となっている。尚、図示しないがこれとは逆に相手方がメス型端子の形状である場合は、嵌合部２２をタブ状に形成して、ピアシング端子２０をオス型端子とすることは適宜変更可能である。
【００２０】
ピアシング端子２０の中央より後方部分に設けられ電線接続部２３のベース２１の上縁部分からは、上方に向かって先細状に突出した４つの突刺部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが形成されている。この場合、各突刺部Ａ〜Ｄの高さは、突刺部Ａが最も高く、突刺部Ｃ〜Ｄの順に漸次低くなるように立設されている。これら突刺部Ａ〜Ｄは電線Ｗの絶縁被覆材Ｗｄを突き破って電線Ｗ内部へ突刺し可能とされており、電線Ｗ内の芯線Ｗａを構成する素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・内に侵入してそれらと接触する。尚、立設された突刺部Ａ〜Ｄ外面のエッジ部分は突刺した際に、素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・を切断しない程度の稜角を有した形状となっており、素線切れが起こらないように素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・内に侵入して接触する
【００２１】
絶縁材料により成形されたハウジング３０は、ピアシング端子２０を収容すると共に、電線Ｗの端末部分を受け入れる端子収容部３１，３１，・・が複数並んで設けられている。各端子収容部３１はその上面と後面が開口しており、隣り合う端子収容部３１は側壁となる隔壁３２，３２，・・によって隔てられている。これら隔壁３２によって隣り合う収容後のピアシング端子２０や電線Ｗ同士が接触しないように絶縁される。
【００２２】
端子収容部３１の底壁３５には、ピアシング端子２０の板厚より幅狭の収容溝３３が凹設されており、ピアシング端子２０を収容する際には、この収容溝３３にそのベース２１部分が圧入されて収容固定されるようになっている。また、端子収容部３１の前面には、ピアシング端子２０の嵌合部２２が挿入される挿入口３４が収容溝３３と連通して形成されており、図２に示すようにピアシング端子２０の嵌合部２２がこの挿入口３４に挿入されると、ハウジング３０の端子収容部３１にはピアシング端子２０の電線接続部２３が露出されて収容固定される。
【００２３】
図２に示すように、ピアシング端子２０をハウジング３０の端子収容部３１に収容固定した後、露出したピアシング端子２０の電線接続部２３上方から電線Ｗの接続端末を押込むと、図３に示すように電線接続部２３の各突刺部Ａ〜Ｄが電線Ｗ内部に突刺挿入されると共に、電線Ｗの接続端末は端子収容部３１の隔壁３２，３２との間に押込まれる。
【００２４】
図４はこの押込み接続の際の各突刺部Ａ〜Ｄの電線Ｗへの突刺挿入の様子を順に示したもので、この場合ハウジング３０は省略して図示されている。図４（ａ）に示されるように電線Ｗの接続端末をピアシング端子２０電線接続部２３の位置に合わせつつベース２１の長手方向と平行になるように、上から押込んでいくと、図４（ｂ）に示されるように突刺部Ａが電線Ｗ内部の芯線Ｗａを構成する素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・内まで突刺挿入され、このとき突刺部Ｂは電線Ｗ下側の絶縁被覆材Ｗｄに突刺挿入される。
【００２５】
更に押込んでいくと、図４（ｃ）に示されるように突刺部Ａ，Ｂは更に深く電線内部に突刺挿入される共に、次に突刺部Ｃが下側の絶縁被覆材Ｗｄを超えて芯線Ｗａ部分まで突刺挿入され、そして突刺部Ｄも下側の絶縁被覆材Ｗｄに突刺挿入される。そして、図４（ｄ）に示されるようにベース２１位置まで電線Ｗを押し込んで、突刺部Ｃが芯線Ｗａ内にまで突刺挿入されると接続が完了する。このように電線Ｗ端縁寄りの突刺部Ａのベース２１からの高さを最も高くして、他の突刺部Ｂ〜Ｄをその電線端縁から離れる従って徐々に低くする構成にしたことで、電線Ｗ内部へ突刺挿入が、突刺部Ａから突刺部Ｂ，Ｃ，Ｄの順に随時されることになる。
【００２６】
この図４（ｄ）の接続完了後の各突刺部Ａ〜Ｄのそれぞれの突刺の状態を示す横断面が図５（ａ）〜（ｄ）に示されている。図５（ａ）の突刺挿入後の突刺部Ａは、芯線Ｗａ内で素線Ｗｂ同士に挟まれてその外面とが接触されると共に、電線Ｗをほぼ貫通して上側の絶縁被覆材Ｗｄより先端が突き出ている。図５（ｂ）の突刺挿入後の突刺部Ｂは、その先端が上側の絶縁被覆材Ｗｄ手前の芯線Ｗａ部分まで突刺されてた状態で素線Ｗｂ同士に挟まれて接触されている。
【００２７】
そして、図５（ｃ）の突刺部Ｃは、先端がほぼ芯線Ｗａ中央まで突刺された状態で素線Ｗｂに接触されており、図５（ｄ）の突刺部Ｄは、先端が芯線Ｗａの下部分にまで突刺された状態で素線Ｗｂに接触されている。このように電線Ｗ端縁寄りの突刺部Ａの突刺しが最も深く、他の突刺部Ｂ〜Ｄの突刺し深さはその電線Ｗ端縁から離れるに従って徐々に浅くなる構成、つまり突刺部Ａ〜Ｄの突刺挿入深さを電線Ｗ端縁に向かって段階的に深くして随時突刺挿入されるようにしたことで、突刺挿入時の芯線Ｗａへの応力の集中が緩和されながら突刺されることになり、これら複数の突刺部を一括して突刺挿入した際でも素線切れが発生するおそれがなくなる。
【００２８】
仮に、このような段階的な突刺挿入によっても素線切れが発生しまう場合があったとしても、そのおそれがあるのは最も突刺しが深い突刺部Ａが最も高く突刺部Ｂ〜Ｄの順に低くなるというものなので、例えば突刺部Ａにおいて素線切れによる断線が発生したとしても、それより手前の突刺部Ｂ〜Ｄの素線Ｗｂと接触には影響がなく、また突刺部Ｂにおいて素線切れによる断線が発生したとすれば、突刺部Ａの素線Ｗｂとの接触への影響はあるが、それより手前の突刺部Ｃ，Ｄの素線Ｗｂと接触には影響がない。つまり、突刺挿入による断線が起こる可能性が突刺部Ａ〜Ｄの順に低くなる構成でもあるので、素線切れが起こったとしてもそのことによる影響を少なくすることができる接続構造である。
【００２９】
この場合、ピアシング端子２０を収容する端子収容部３１の隔壁３２，３２の間隔を電線Ｗの外径寸法と同等かやや幅狭に形成すると共に、電線Ｗの接続端末の受け入れを隔壁３２，３２間に圧入する構成にすれば、その受け入れを強固にできる上に、各突刺部Ａ〜Ｄが複数の素線Ｗｂに挟まれることで発生していた接触荷重を電線Ｗの圧入によってさらに増大させることになり、更なる接続の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、このピアシング端子２０の構成は、従来技術の圧接用端子のような端子側壁を不要にして、電線接続部２３を電線Ｗの外径寸法より幅狭に形成されたものであるから、その分端子幅も狭くすることができ、さらには、このようなピアシング端子２０を収容固定する端子収容部３１の隔壁３２を、電線Ｗ受け入れの側壁とした構成を採用することで、ハウジング３０やコネクタ等の小型化を可能にする。
【００３１】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。上記実施例では、突刺部を４つ用いた構成を示したがもちろん２つや３つ又は５つ以上の数の突刺部を用いた構成でもよく、これら突刺部の数は電線との接続の仕様（電気的特性、機械的強度等）に応じて設定されるもので適宜変更可能である。また、電線接続部も上記実施例では導電性板材の板金加工により構成されたものを示したが、鋳造などの一体成形加工による構成であってもよく実施例のようには限定されない。
【００３２】
また、上記実施例では相手方となる端子への接続部分としての嵌合部を有したピアシング端子を示したが、このような接続部分がない構成、例えば電線同士の中継接続や分岐接続用に、突刺部を有する電線接続部を複数備えた構成にしてももちろん良い。さらに、ピアシング端子のハウジングへの収容固定の方法も上記実施例のように圧入による固定以外にも各種固定方法が適用可能なのは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係るピアシング端子接続構造によれば、ピアシング端子の電線接続部の一側面に複数並んで立設された突刺部が、接続の際電線に突刺挿入されると、電線内部の芯線と接触して導通接続される。このような突刺挿入による接続であるため、従来の圧接端子のように圧接刃で芯線を挟む場合と比較して、突刺部によって芯線を構成する素線が切断されて接触不良を起こすおそれが少ない。
【００３４】
また、これら突刺部高さが、接続される電線端縁から電線長さ方向に向かってそれぞれ漸次低くなるように形成されているので、突刺した際の各突刺部の電線への突刺挿入深さが電線端縁に向かって徐々に深くなる接続構造となっており、従って電線端縁寄りの突刺部の突刺しが最も深く、他の突刺部の突刺しはその電線端縁から離れるに従って徐々に浅くなるという接続なので、これら複数の突刺部を電線に一括して突刺挿入した際の素線切れの発生がより防止される。
【００３５】
さらに、このように突刺挿入深さを電線端縁に向かって段階的に深くしたことにより、各突刺部による電線内部への応力の集中が緩和され、振動や熱サイクルに対する接触部位のずれ等による接触不良が防止されるので、そのような条件下における接続の信頼性を高めることも可能になる。
【００３６】
そして、電線との接続部が電線外径寸法より幅狭な形状のピアシング端子を、絶縁性のハウジングに複数収容固定すると共に、ハウジングの各端子収容部には、収容された各ピアシング端子の電線部を隔てる隔壁を形成し、電線をその隔壁間に受け入れて端子に接続させるという接続構造によれば、当然に各端子間の絶縁状態を保つことができるばかりでなく、従来技術のような圧接刃を用いた接続端子を同様なハウジングに収容するのに比べて、端子幅方向のピッチを狭くすることが可能になり、コネクタの小型化に貢献する。
【００３７】
従って、本発明に係るピアシング端子接続構造は、突刺部によって芯線を構成する素線が切断され接触不良となることもなく、振動や熱サイクルに対する接続の信頼性が良く、しかも従来用いられてきた接続端末処理技術を用いた簡便な接続ができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るピアシング端子とハウジング及び電線を示した外観斜視図である。
【図２】 図１のハウジングに収容固定後のピアシング端子に電線を接続する前の状態を示した外観斜視図である。
【図３】 図２のピアシング端子に電線が接続された状態を示した外観斜視図である。
【図４】 （ａ）〜（ｄ）は電線にピアシング端子の各突刺部が突刺挿入される過程を順に示した側面図である。
【図５】 （ａ）〜（ｄ）は突刺挿入後の各突刺部と電線の芯線との接触状態を示した断面図である。
【図６】 （ａ）は従来の圧接刃による接続端子の外観斜視図、（ｂ）はその上面図である。
【図７】 図６に示した圧接刃による接続端子を用いた接続構造の断面図である。
【符号の説明】
２０ ピアシング端子
２１ ベース
２２ 嵌合部
２３ 電線接続部
２４ 嵌合片
２５ 開口部
３０ ハウジング
３１ 端子収容部
３２ 隔壁
３３ 収容溝
３４ 挿入口
３５ 底壁
Ａ〜Ｄ 突刺部
Ｗ 電線
Ｗａ 芯線
Ｗｂ 素線
Ｗｄ 絶縁被覆材
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線への突刺しによって接続されるピアシング端子の接続に関し、更に詳しくは、複数本の素線が撚り束ねられた芯線を有する電線に好適な素線の断線が回避されるピアシング端子の接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ワイヤハーネスなどにおいて、多数本の素線が撚り束ねられた芯線を有する電線の端末部分に端子を接続するのに、図６及び図７に示したような、いわゆる圧接刃による接続方法が知られている。
【０００３】
この圧接刃を有する接続端子５０は、図示しない相手方コネクタの接続端子（この例では、オス型端子）が挿入される挿入口を一開口端に有する角形筒状の嵌合筒部５１と、その嵌合筒部５１の他端側に電線Ｗの端末部分を電気的に導通接続する接続部５２とが一体的に設けられているもので、この接続部５２は、接続される電線Ｗの軸線方向に長手の断面略凹字形をしたベース枠５３を有すると共に、そのベース枠５３の幅方向両側壁板５４Ｌ，５４Ｒには、それぞれ対からなる内向きの圧接刃５５Ｌ，５５Ｒ、及び５５Ｌ，５５Ｒが切り起こし形成されている。
【０００４】
この電線接続部５２に電線Ｗの端末部分を各対の圧接刃５５Ｌ，５５Ｒ、及び５５Ｌ，５５Ｒ間に形成される各スロット５６，５６に装着したときに、電線Ｗの絶縁被覆材６１が各対の圧接刃５５Ｌ，５５Ｒ、及び５５Ｌ，５５Ｒにより切り裂かれ、図６に示すように電線Ｗの複数本の素線により構成される芯線６２が直接各圧接刃５５Ｌ，５５Ｒ、及び５５Ｌ，５５Ｒに接触し、圧接接続されるのである。このような圧接刃タイプの接続端子による接続構造は、電線Ｗの端末部分の絶縁被覆材６１を皮剥ぎすることなく簡便に接続できるということで、広く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような圧接刃による接続構造のものでは、電線の芯線を圧接刃で挟着することにより電気的な導通状態が得られるようにしたものであるから、電線の芯線を構成する各素線の径が細く、かつ素線の数も少ない細径の芯線である場合には、圧接刃の接圧（芯線に対する接触荷重）によって素線が切れ断線するという問題がある。
【０００６】
また、素線の数が多い太径の芯線である場合でも、芯線の外側に位置する素線にやはり接圧が集中して外側の素線が切れて圧接刃による接圧が低下することにより、圧接刃と芯線との接触状態が不安定となり接続の信頼性に欠けるといった問題があった。
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、複数本の素線を撚り束ねた芯線を有する電線を端末加工において、芯線を構成する各素線の断線が回避される接続信頼性の高いピアシング端子接続構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明に係るピアシング端子接続構造は、請求項１に記載のように、複数本の素線が撚り束ねられてなる芯線の周りが絶縁被覆材により被覆された電線の端末部分に接続されるピアシング端子を用いた電線への接続構造であって、該ピアシング端子は電線の外径寸法より薄い板厚の導電性板材から打ち抜き加工により形成され、そのベースの長さ方向の一方には相手方コネクタの接続端子が挿入されて弾性的に接触して導通する開口部を備えたメス型端子形状又はオス型端子形状の嵌合部が設けられると共に、前記ベースの長さ方向の他方にはその上縁に沿って電線端末への接続部分として電線の芯線に突刺して接触導通される突刺部が電線端縁から電線長さ方向に向かって漸次低くなるように複数並んで立設され、前記ピアシング端子が複数収容される絶縁性のハウジングには前記ピアシング端子を収容すると共に、電線の端末部分を１本ずつ受け入れる端子収容部が隔壁を介して複数並設されており、該各端子収容部にはピアシング端子の収容溝が形成されると共に、該各収容溝に収容固定された前記ピアシング端子の突刺部に電線が上方から受け入れられて接続されると同時に前記隔壁間に挟圧保持されることを要旨とするものである。
【０００９】
このピアシング端子接続構造によれば、ピアシング端子の電線接続部の一側面に複数並んで立設された突刺部が、接続の際電線に突刺挿入されると、電線内部の芯線と接触して導通接続される。このような突刺挿入による接続であるため、従来の圧接端子のように圧接刃で芯線を挟む場合と比較して、突刺部によって芯線を構成する素線が切断され接触不良となるおそれがない。また、これら突刺部高さが、接続される電線端縁から電線長さ方向に向かってそれぞれ漸次低くなるように形成されているので、突刺した際の各突刺部の電線への突刺挿入深さが電線端縁に向かって徐々に深くなる接続構造となる。つまり、電線端縁寄りの突刺部の突刺しが最も深く、他の突刺部の突刺しはその電線端縁から離れるに従って徐々に浅くなるという接続なので、これら複数の突刺部を電線に一括して突刺挿入した際でも素線切れが発生しない。
【００１０】
さらに、このように突刺挿入深さを電線端縁に向かって段階的に深くしたことにより、各突刺部による電線内部への応力の集中が緩和され、振動や熱サイクルに対する接触部位のずれ等による接触不良が防止されるので、そのような条件下における接続の信頼性を高めることが可能になる。
【００１１】
また、ピアシング端子の電線接続部が電線の外径寸法より幅狭に形成されている構成にすれば、従来技術の圧接用端子のような端子側壁を不要にし、その分端子幅も狭くすることで、ピアシング端子が内蔵されるハウジングやコネクタ等の小型化に貢献する。さらに、ピアシング端子の電線接続部と各突刺部とが導電性板材の打ち抜き加工により一体的に成形されている構成にすれば、ピアシング端子の電線接続部への突刺部の形成が容易になるばかりでなく、電線接続部の幅も突刺部の幅と同等に狭くできるので、内蔵されるコネクタ等の小型化のための設計を容易にする。
【００１２】
さらに、電線との接続部が電線外径寸法より幅狭な形状を有する上述のピアシング端子を、絶縁性のハウジングに複数収容固定すると共に、ハウジングの各端子収容部には、収容された各ピアシング端子の電線部を隔てる隔壁を形成し、電線をその隔壁間に受け入れて端子に接続させるという構成なので、当然に各端子間の絶縁状態を保つことができるばかりでなく、電線外径より幅狭な電線接続部を有するピアシング端子を用いたことにより、従来技術のような圧接刃を用いた接続端子を同様なハウジングに収容するのに比べて、端子幅方向のピッチを狭くすることが可能になり、コネクタの小型化に貢献する。また、ハウジングに設けた隔壁が、ピアシング端子の電線接続部への電線の接続の際の位置決めにもなって接続させ易い。
【００１３】
この場合、請求項２に記載されるように、ハウジングの端子収容部の隔壁間隔が電線径よりも小さく、この端子収容部に収容固定されたピアシング端子に電線を接続した際には電線が各端子収容部の隔壁間に挟圧保持される構成にすれば、ピアシング端子と電線との突刺挿入による突刺部と芯線との接触荷重を増大させることができると共に、そのような接続が保持されるので、より信頼性の高い接続構造とすることができる。
【００１４】
さらに、請求項３に記載されるように、ピアシング端子がハウジングの端子収容部に圧入により収容固定される構成にすれば、ハウジングの端子収容部へのピアシング端子の固定を簡易に構成することができ、また、その収容固定も容易に行うことができる。
【００１５】
また、請求項４に記載されるように、前記各端子収容部の側壁には前記収容溝と連通して前記相手方コネクタの接続端子への接続部分が挿通される挿入口が形成され、該挿入口よりハウジング外へ挿出されるピアシング端子の相手方端子との接続部分に相手方コネクタの接続端子が接続されるようにすると良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態に係るピアシング端子及びその接続構造について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図３はピアシング端子を用いて電線に接続する工程を順を追って示しており、そのうち図１は接続前のピアシング端子とそのピアシング端子を収容するハウジングの外観図、図２はハウジングに収容後のピアシング端子に電線を接続する直前の状態を示した外観図、図３はピアシング端子に電線が接続された状態を示した外観図、図４（ａ）〜（ｄ）は電線にピアシング端子の各突刺部が突刺挿入される過程を順に示した側面図、図５（ａ）〜（ｄ）は突刺挿入後の各突刺部と電線の芯線との接触状態を示した断面図である。
【００１８】
図１に示されるように電線Ｗは、複数本の軟銅線である素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・が撚り束ねられた芯線Ｗａが、電気絶縁性のビニール等の軟性樹脂材料による絶縁被覆材Ｗｄで被覆されたものである。この電線Ｗに接続されるピアシング端子２０は、図示されるように電線Ｗの芯線Ｗａ外径よりも板厚が薄い導電線板材の打ち抜き加工により成形されたもので、基部となる長手のベース２１の前方部分には図示しない相手方コネクタの接続端子への接続部分としての嵌合部２２が設けられ、後方部分には電線Ｗ端末への接続部分として４つの突刺部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する電線接続部２３が設けられている。
【００１９】
嵌合部２２のベース２１途中位置からは、前方に向かって湾曲して形成された嵌合片２４が形成されており、ベース２１の前端部分とこの嵌合片２４の先端より下方に突出した接触片２４ａとによって開口した開口部２５に、前述の相手方となるオス型端子のタブ部が挿入されて、そのタブ部に弾性的に接触して導通するいわゆるメス型端子の形状となっている。尚、図示しないがこれとは逆に相手方がメス型端子の形状である場合は、嵌合部２２をタブ状に形成して、ピアシング端子２０をオス型端子とすることは適宜変更可能である。
【００２０】
ピアシング端子２０の中央より後方部分に設けられ電線接続部２３のベース２１の上縁部分からは、上方に向かって先細状に突出した４つの突刺部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが形成されている。この場合、各突刺部Ａ〜Ｄの高さは、突刺部Ａが最も高く、突刺部Ｃ〜Ｄの順に漸次低くなるように立設されている。これら突刺部Ａ〜Ｄは電線Ｗの絶縁被覆材Ｗｄを突き破って電線Ｗ内部へ突刺し可能とされており、電線Ｗ内の芯線Ｗａを構成する素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・内に侵入してそれらと接触する。尚、立設された突刺部Ａ〜Ｄ外面のエッジ部分は突刺した際に、素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・を切断しない程度の稜角を有した形状となっており、素線切れが起こらないように素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・内に侵入して接触する
【００２１】
絶縁材料により成形されたハウジング３０は、ピアシング端子２０を収容すると共に、電線Ｗの端末部分を受け入れる端子収容部３１，３１，・・が複数並んで設けられている。各端子収容部３１はその上面と後面が開口しており、隣り合う端子収容部３１は側壁となる隔壁３２，３２，・・によって隔てられている。これら隔壁３２によって隣り合う収容後のピアシング端子２０や電線Ｗ同士が接触しないように絶縁される。
【００２２】
端子収容部３１の底壁３５には、ピアシング端子２０の板厚より幅狭の収容溝３３が凹設されており、ピアシング端子２０を収容する際には、この収容溝３３にそのベース２１部分が圧入されて収容固定されるようになっている。また、端子収容部３１の前面には、ピアシング端子２０の嵌合部２２が挿入される挿入口３４が収容溝３３と連通して形成されており、図２に示すようにピアシング端子２０の嵌合部２２がこの挿入口３４に挿入されると、ハウジング３０の端子収容部３１にはピアシング端子２０の電線接続部２３が露出されて収容固定される。
【００２３】
図２に示すように、ピアシング端子２０をハウジング３０の端子収容部３１に収容固定した後、露出したピアシング端子２０の電線接続部２３上方から電線Ｗの接続端末を押込むと、図３に示すように電線接続部２３の各突刺部Ａ〜Ｄが電線Ｗ内部に突刺挿入されると共に、電線Ｗの接続端末は端子収容部３１の隔壁３２，３２との間に押込まれる。
【００２４】
図４はこの押込み接続の際の各突刺部Ａ〜Ｄの電線Ｗへの突刺挿入の様子を順に示したもので、この場合ハウジング３０は省略して図示されている。図４（ａ）に示されるように電線Ｗの接続端末をピアシング端子２０電線接続部２３の位置に合わせつつベース２１の長手方向と平行になるように、上から押込んでいくと、図４（ｂ）に示されるように突刺部Ａが電線Ｗ内部の芯線Ｗａを構成する素線Ｗｂ，Ｗｂ，・・内まで突刺挿入され、このとき突刺部Ｂは電線Ｗ下側の絶縁被覆材Ｗｄに突刺挿入される。
【００２５】
更に押込んでいくと、図４（ｃ）に示されるように突刺部Ａ，Ｂは更に深く電線内部に突刺挿入される共に、次に突刺部Ｃが下側の絶縁被覆材Ｗｄを超えて芯線Ｗａ部分まで突刺挿入され、そして突刺部Ｄも下側の絶縁被覆材Ｗｄに突刺挿入される。そして、図４（ｄ）に示されるようにベース２１位置まで電線Ｗを押し込んで、突刺部Ｃが芯線Ｗａ内にまで突刺挿入されると接続が完了する。このように電線Ｗ端縁寄りの突刺部Ａのベース２１からの高さを最も高くして、他の突刺部Ｂ〜Ｄをその電線端縁から離れる従って徐々に低くする構成にしたことで、電線Ｗ内部へ突刺挿入が、突刺部Ａから突刺部Ｂ，Ｃ，Ｄの順に随時されることになる。
【００２６】
この図４（ｄ）の接続完了後の各突刺部Ａ〜Ｄのそれぞれの突刺の状態を示す横断面が図５（ａ）〜（ｄ）に示されている。図５（ａ）の突刺挿入後の突刺部Ａは、芯線Ｗａ内で素線Ｗｂ同士に挟まれてその外面とが接触されると共に、電線Ｗをほぼ貫通して上側の絶縁被覆材Ｗｄより先端が突き出ている。図５（ｂ）の突刺挿入後の突刺部Ｂは、その先端が上側の絶縁被覆材Ｗｄ手前の芯線Ｗａ部分まで突刺されてた状態で素線Ｗｂ同士に挟まれて接触されている。
【００２７】
そして、図５（ｃ）の突刺部Ｃは、先端がほぼ芯線Ｗａ中央まで突刺された状態で素線Ｗｂに接触されており、図５（ｄ）の突刺部Ｄは、先端が芯線Ｗａの下部分にまで突刺された状態で素線Ｗｂに接触されている。このように電線Ｗ端縁寄りの突刺部Ａの突刺しが最も深く、他の突刺部Ｂ〜Ｄの突刺し深さはその電線Ｗ端縁から離れるに従って徐々に浅くなる構成、つまり突刺部Ａ〜Ｄの突刺挿入深さを電線Ｗ端縁に向かって段階的に深くして随時突刺挿入されるようにしたことで、突刺挿入時の芯線Ｗａへの応力の集中が緩和されながら突刺されることになり、これら複数の突刺部を一括して突刺挿入した際でも素線切れが発生するおそれがなくなる。
【００２８】
仮に、このような段階的な突刺挿入によっても素線切れが発生しまう場合があったとしても、そのおそれがあるのは最も突刺しが深い突刺部Ａが最も高く突刺部Ｂ〜Ｄの順に低くなるというものなので、例えば突刺部Ａにおいて素線切れによる断線が発生したとしても、それより手前の突刺部Ｂ〜Ｄの素線Ｗｂと接触には影響がなく、また突刺部Ｂにおいて素線切れによる断線が発生したとすれば、突刺部Ａの素線Ｗｂとの接触への影響はあるが、それより手前の突刺部Ｃ，Ｄの素線Ｗｂと接触には影響がない。つまり、突刺挿入による断線が起こる可能性が突刺部Ａ〜Ｄの順に低くなる構成でもあるので、素線切れが起こったとしてもそのことによる影響を少なくすることができる接続構造である。
【００２９】
この場合、ピアシング端子２０を収容する端子収容部３１の隔壁３２，３２の間隔を電線Ｗの外径寸法と同等かやや幅狭に形成すると共に、電線Ｗの接続端末の受け入れを隔壁３２，３２間に圧入する構成にすれば、その受け入れを強固にできる上に、各突刺部Ａ〜Ｄが複数の素線Ｗｂに挟まれることで発生していた接触荷重を電線Ｗの圧入によってさらに増大させることになり、更なる接続の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、このピアシング端子２０の構成は、従来技術の圧接用端子のような端子側壁を不要にして、電線接続部２３を電線Ｗの外径寸法より幅狭に形成されたものであるから、その分端子幅も狭くすることができ、さらには、このようなピアシング端子２０を収容固定する端子収容部３１の隔壁３２を、電線Ｗ受け入れの側壁とした構成を採用することで、ハウジング３０やコネクタ等の小型化を可能にする。
【００３１】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。上記実施例では、突刺部を４つ用いた構成を示したがもちろん２つや３つ又は５つ以上の数の突刺部を用いた構成でもよく、これら突刺部の数は電線との接続の仕様（電気的特性、機械的強度等）に応じて設定されるもので適宜変更可能である。また、電線接続部も上記実施例では導電性板材の板金加工により構成されたものを示したが、鋳造などの一体成形加工による構成であってもよく実施例のようには限定されない。
【００３２】
また、上記実施例では相手方となる端子への接続部分としての嵌合部を有したピアシング端子を示したが、このような接続部分がない構成、例えば電線同士の中継接続や分岐接続用に、突刺部を有する電線接続部を複数備えた構成にしてももちろん良い。さらに、ピアシング端子のハウジングへの収容固定の方法も上記実施例のように圧入による固定以外にも各種固定方法が適用可能なのは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係るピアシング端子接続構造によれば、ピアシング端子の電線接続部の一側面に複数並んで立設された突刺部が、接続の際電線に突刺挿入されると、電線内部の芯線と接触して導通接続される。このような突刺挿入による接続であるため、従来の圧接端子のように圧接刃で芯線を挟む場合と比較して、突刺部によって芯線を構成する素線が切断されて接触不良を起こすおそれが少ない。
【００３４】
また、これら突刺部高さが、接続される電線端縁から電線長さ方向に向かってそれぞれ漸次低くなるように形成されているので、突刺した際の各突刺部の電線への突刺挿入深さが電線端縁に向かって徐々に深くなる接続構造となっており、従って電線端縁寄りの突刺部の突刺しが最も深く、他の突刺部の突刺しはその電線端縁から離れるに従って徐々に浅くなるという接続なので、これら複数の突刺部を電線に一括して突刺挿入した際の素線切れの発生がより防止される。
【００３５】
さらに、このように突刺挿入深さを電線端縁に向かって段階的に深くしたことにより、各突刺部による電線内部への応力の集中が緩和され、振動や熱サイクルに対する接触部位のずれ等による接触不良が防止されるので、そのような条件下における接続の信頼性を高めることも可能になる。
【００３６】
そして、電線との接続部が電線外径寸法より幅狭な形状のピアシング端子を、絶縁性のハウジングに複数収容固定すると共に、ハウジングの各端子収容部には、収容された各ピアシング端子の電線部を隔てる隔壁を形成し、電線をその隔壁間に受け入れて端子に接続させるという接続構造によれば、当然に各端子間の絶縁状態を保つことができるばかりでなく、従来技術のような圧接刃を用いた接続端子を同様なハウジングに収容するのに比べて、端子幅方向のピッチを狭くすることが可能になり、コネクタの小型化に貢献する。
【００３７】
従って、本発明に係るピアシング端子接続構造は、突刺部によって芯線を構成する素線が切断され接触不良となることもなく、振動や熱サイクルに対する接続の信頼性が良く、しかも従来用いられてきた接続端末処理技術を用いた簡便な接続ができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るピアシング端子とハウジング及び電線を示した外観斜視図である。
【図２】 図１のハウジングに収容固定後のピアシング端子に電線を接続する前の状態を示した外観斜視図である。
【図３】 図２のピアシング端子に電線が接続された状態を示した外観斜視図である。
【図４】 （ａ）〜（ｄ）は電線にピアシング端子の各突刺部が突刺挿入される過程を順に示した側面図である。
【図５】 （ａ）〜（ｄ）は突刺挿入後の各突刺部と電線の芯線との接触状態を示した断面図である。
【図６】 （ａ）は従来の圧接刃による接続端子の外観斜視図、（ｂ）はその上面図である。
【図７】 図６に示した圧接刃による接続端子を用いた接続構造の断面図である。
【符号の説明】
２０ ピアシング端子
２１ ベース
２２ 嵌合部
２３ 電線接続部
２４ 嵌合片
２５ 開口部
３０ ハウジング
３１ 端子収容部
３２ 隔壁
３３ 収容溝
３４ 挿入口
３５ 底壁
Ａ〜Ｄ 突刺部
Ｗ 電線
Ｗａ 芯線
Ｗｂ 素線
Ｗｄ 絶縁被覆材
Claims (4)
- 複数本の素線が撚り束ねられてなる芯線の周りが絶縁被覆材により被覆された電線の端末部分に接続されるピアシング端子を用いた電線への接続構造であって、該ピアシング端子は電線の外径寸法より薄い板厚の導電性板材から打ち抜き加工により形成され、そのベースの長さ方向の一方には相手方コネクタの接続端子が挿入されて弾性的に接触して導通する開口部を備えたメス型端子形状又はオス型端子形状の嵌合部が設けられると共に、前記ベースの長さ方向の他方にはその上縁に沿って電線端末への接続部分として電線の芯線に突刺して接触導通される突刺部が電線端縁から電線長さ方向に向かって漸次低くなるように複数並んで立設され、前記ピアシング端子が複数収容される絶縁性のハウジングには前記ピアシング端子を収容すると共に、電線の端末部分を１本ずつ受け入れる端子収容部が隔壁を介して複数並設されており、該各端子収容部にはピアシング端子の収容溝が形成されると共に、該各収容溝に収容固定された前記ピアシング端子の突刺部に電線が上方から受け入れられて接続されると同時に前記隔壁間に挟圧保持されることを特徴とするピアシング端子接続構造。
- 前記ハウジングの端子収容部の隔壁間隔が電線径よりも小さく、この端子収容部に収容固定された前記ピアシング端子に前記電線を接続した際には前記電線が前記各端子収容部の隔壁間に挟圧保持されることを特徴とする請求項１に記載のピアシング端子接続構造。
- 前記ピアシング端子が前記ハウジングの端子収容部の各収容溝へ圧入により収容固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のピアシング端子接続構造。
- 前記各端子収容部の側壁には前記収容溝と連通して前記相手方コネクタの接続端子への接続部分が挿通される挿入口が形成され、該挿入口よりハウジング外へ挿出されるピアシング端子の相手方端子との接続部分に相手方コネクタの接続端子が接続されることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のピアシング端子接続構造。
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