JP4734136B2 - 端子金具及び端子金具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、端子金具及び端子金具の製造方法に関するものである。

一方の導体が単芯線で、他方の導体が撚り線であるような異種金属からなる２本の導体を接続する手段としては、棒状部の基端部にオープンバレル状の圧着部を一体に形成した形態の撚り線と同種の金属からなる端子金具を用いて、棒状部の先端面に単芯線の先端面を面接触させる冷間圧接によって略同心状に固着するとともに、圧着部を構成するカシメ片を撚り線に対して巻き付けるようにカシメ付けて固着する構造が考えられる。
かかる構造によれば、圧着部と撚り線の接続部分には被水する虞があるものの、圧着部を備える端子金具と撚り線は同種の金属であるので電食が発生することはない。また、異種金属である棒状部と単芯線は、冷間圧接によって接続されているので、水などの電解物質が介在しない限りは、その接続部分において電食が発生する虞はない。
尚、冷間圧接により導体同士を接続する手段としては、特許文献１に記載されているものなどがある。
特開平５−５４９４９号公報

上記のような端子金具を製造する方法として、棒状部と同径の金属棒材を用い、金属棒材の端部をプレスにより平板状に叩き潰すように変形させて圧着部を形成する方法が考えられる。しかし、薄く延ばして形成した圧着部を、撚り線に巻き付けるように曲げ変形させつつカシメ付けたときに、圧着部に割れが生じることが懸念される。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、圧着部が曲げ変形に伴って割れるのを回避することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、棒状部の基端部にオープンバレル状の圧着部を一体に形成した形態の端子金具であって、板厚よりも幅の広い第１板部と、前記圧着部となる第２板部とを有する金属板材に対し、前記第１板部の幅を狭めるとともに板厚を増すようにプレス加工を施すことで前記棒状部が形成されており、前記第２板部の板厚を薄くするようにプレス加工を施すことで前記圧着部が形成されているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、棒状部の基端部にオープンバレル状の圧着部を一体に形成した形態の端子金具を製造する方法であって、板厚よりも幅の広い第１板部と、前記圧着部となる第２板部とを有する金属板材に対し、前記第１板部の幅を狭めるとともに板厚を増すようにプレス加工を施して前記棒状部を形成し、前記第２板部の板厚を薄くするようにプレス加工を施すことで前記圧着部を形成するところに特徴を有する。

＜請求項１及び請求項２の発明＞
圧着部は、金属板材の板厚を大きく変えずに形成することができるので、圧着部を曲げ変形させたときに割れが生じる虞はない。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図１１を参照して説明する。本実施形態の端子金具Ｔは、棒状部１０と圧着部１１とを一体に形成したものであって、円形断面の棒状をなすアルミニウム合金製の単芯線からなる第１導体Ｗａと、複数本の銅合金製の細線を撚り合わせた撚り線からなる第２導体Ｗｂとを接続するために用いられる。端子金具Ｔの材質は、圧着部１１に接続される第２導体Ｗｂと同じ種類の銅合金製、即ち棒状部１０に接続される第１導体Ｗａとは異なる種類となっている。

棒状部１０は、断面形状が円形をなし、全長に亘って外径が一定であり、その外径寸法は第１導体Ｗａの外径と同じ寸法とされている。棒状部１０の先端面（前端面）は、棒状部１０の軸線に対して直角な平坦な圧接面１０Ｆとなっている。
圧着部１１は、棒状部１０の基端部（後端部）に連なっており、棒状部１０の後端から後方へ延出する板状の台形部１２と、台形部１２の後端縁からさらに後方へ延出する板状のカシメ部１３とからなる。台形部１２の板厚は、棒状部１０の外径（直径）寸法よりも小さく、棒状部１０からカシメ部１３に向かって次第に薄くなっている。つまり、台形部１２の上面は棒状部１０の軸線に対して後下がりの向きに傾斜した平坦面となっており、台形部１２の下面は棒状部１０の軸線と平行な平坦面となっている。台形部１２の平面形状は、後方に向かって次第に幅が広くなるような形状をなしている。また、台形部１２は、棒状部１０の軸線に関して左右対称な形状をなしている。カシメ部１３は、棒状部１０の軸線に関して左右対称な略方形をなし、その幅寸法は、全長に亘って一定であって、台形部１２の後端縁（台形部１２の最大幅）の長さよりも大きく、且つ第２導体Ｗｂの外周の寸法とほぼ同じ寸法とされている。また、カシメ部１３の板厚は、その全体に亘ってほぼ一定であって、台形部１２の後端縁の板厚（最小板厚）と同じ寸法とされている。さらに、カシメ部１３の上下両面は棒状部１０の軸線と平行な平坦面となっており、カシメ部１３の下面（第２導体Ｗｂとの接続状態における第２導体Ｗｂと反対側の面）は、台形部１２の板面に対して面一状に連なっている。

次に、本実施形態の端子金具Ｔの製造工程を説明する。
図１に示す板厚が全体に亘って一定な平板状の銅合金製の板材２０を打ち抜くことにより、図２に示す金属板材２１を得る。この金属板材２１は、棒状部１０となる第１板部２２と、圧着部１１となる第２板部２３とを有する。
第１板部２２の長さ方向（前後方向）と直角な横断面形状は、板厚よりも幅寸法が大きい長方形をなしている。第１板部２２の板厚寸法は棒状部１０の外径よりも小さく、第１板部２２の幅寸法は棒状部１０の外径よりも大きい。この第１板部２２の幅寸法は、第１板部２２の横断面積が棒状部１０の横断面積とほぼ同じとなるような寸法に設定されている。

第２板部２３は、台形部１２となる台形板部２４と、カシメ部１３となる方形板部２５とからなる。台形板部２４の平面形状は台形部１２と概ね同じであり、台形板部２４の寸法は台形部１２よりも僅かに小さい寸法とされている。方形板部２５は、カシメ部１３と相似形の略方形をなし、その前後方向の寸法と幅方向の寸法は、カシメ部１３よりも小さい寸法とされている。また、第２板部２３の板厚は、台形部１２と同じ寸法であるが、カシメ部１３よりも大きい寸法となっている。

かかる金属板材２１に対し、プレス加工を施す。まず、図４に示すように、第１板部２２を、全長に亘り、左右両側方から一次プレス金型３１で挟み付けることにより、横断面形状が概ね正方形となるように変形させる（図５を参照）。次いで、図６に示すように、正方形断面に加工された第１板部２２を、全長に亘り、上下両側から二次プレス金型３２で挟み付けることにより、横断面形状が真円形となるように変形させる（図７を参照）。以上により、棒状部１０の形成が完了する。

この後、図８に示すように、第２板部２３の上面を三次プレス金型３３を用いて潰すように変形させる。これにより、台形板部２４の上面が傾斜するように変形して台形部１２が形成されるとともに、方形板部２５が、略方形を保ったまま板厚が小さくなるように延展させられる。この後、さらに、方形板部２５の上面に対して幅方向に延びる複数の溝２６を形成するためのプレス加工が施され、カシメ部１３が形成される。以上により、圧着部１１の成型が完了し、もって、端子金具Ｔの製造が完了する。

かかる端子金具Ｔを用いて第１導体Ｗａと第２導体Ｗｂを接続する際には、第１導体Ｗａの後端面と棒状部１０の先端の圧接面１０Ｆを研磨して、その研磨した双方の端面を同軸状に突き当てて面接触状態とし、その突き当てた端面同士を常温の下で強く押圧させる。その際に、第１導体Ｗａの後端面と棒状部１０の先端の圧接面１０Ｆに生じていた酸化被膜は、押圧に起因する両材（第１導体Ｗａと棒状部１０）の変形に伴う移動（通称、バリ出し）により押圧面の外側へ排除される。かかる冷間圧接法により、棒状部１０と第１導体Ｗａが、一直線の棒状をなすように且つ導通可能に接合（圧接）される。棒状部１０と第１導体Ｗａは、互いに異なる種類の金属であるが、冷間圧接によって金属結合しているので、水などの電解物質が介在しない限り、双方の端面同士の接合部に電食が発生する虞はない。

一方、オープンバレル状の圧着部１１においては、図１０に示すように、カシメ部１３の両側縁部を立ち上げるように曲げ加工しておき、そのカシメ部１３の幅方向中央位置に第２導体Ｗｂを載せ、カシメ部１３を左右両側から第２導体Ｗｂに対して巻き付けるようにしてカシメ付ける。このカシメ付けにより圧着部１１に対して第２導体Ｗｂが導通可能に圧着される。この圧着部分では、第２導体Ｗｂの外周面とカシメ部１３の内面（カシメ付け前においては上面）との間に水分の浸入を許容する僅かな隙間が生じることは避けられないが、第２導体Ｗｂと圧着部１１は同じ種類の金属なので、電食が発生する虞はない。尚、第２導体Ｗｂの外周は絶縁被覆で包囲されている。

本実施形態の端子金具Ｔは、板厚よりも幅の広い第１板部２２と、圧着部１１となる第２板部２３とを有する金属板材２１に対し、第１板部２２の幅を狭めるとともに板厚を増すようにプレス加工を施すことによって棒状部１０を形成するようになっているので、圧着部１１の形成に際しては、プレスにより打ち抜いた金属板材２１の板厚を大きく変えずに圧着部１１を得ることができる。したがって、圧着部１１を第２導体Ｗｂに巻き付けるように曲げ変形させたときに割れが生じる虞はない。

尚、本実施形態では、圧着部１１は、金属板材２１の方形板部２５を全体に亘って板厚が少し薄くなるように延展して形成しているのであるが、その延展前の板厚寸法と延展後の板厚寸法の比率（潰れ率）は、カシメ部１３の全領域に亘って均一であるため、円形の棒材を一定厚さに延ばしたもののように板厚の減少率（潰れ率）が部位によって大きく異なる形態のものと比較すると、本実施形態の端子金具Ｔではカシメ部１３の破壊が生じ難い。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及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態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では棒状部の先端に第１導体を冷間圧接によって接続したが、本発明によれば、棒状部の先端に目玉状の接続部を一体に形成し、この目玉状の接続部にボルトを貫通させることによって別の導体（端子金具等）を接続してもよい。
（２）上記実施形態では棒状部の先端に第１導体を接続する手段として冷間圧接による接続方法を用いたが、本発明によれば、棒状部と第１導体を溶接によって接続してもよい。
（３）上記実施形態では棒状部と第１導体とを冷間圧接によって容易に離脱できないように接続したが、本発明によれば、棒状部の先端部に細長いタブ状の接続部を形成し、このタブ状の接続部を、雌形の端子金具に対して離脱可能に接続（嵌合）させてもよい。
（４）上記実施形態では棒状部の断面形状を円形としたが、本発明によれば、棒状部の断面形状を非円形（例えば、長円形、楕円形、略方形等）としてもよい。
（５）上記実施形態では端子金具に接続される第１導体をアルミニウム合金製としたが、本発明は、アルミニウム合金以外の金属からなる第１導体に接続される端子金具にも適用できる。
（６）上記実施形態では端子金具に接続される第２導体を銅合金製としたが、本発明は、銅合金以外の金属からなる第２導体に接続される端子金具にも適用することができる。
（７）上記実施形態では端子金具を介して接続される第１導体と第２導体を互いに異なる金属としたが、本発明は、第１導体と第２導体が同種の金属である場合にも適用することができる。
（８）上記実施形態では棒状部に接続される第１導体と端子金具を異なる種類の金属としたが、本発明によれば、第１導体と端子金具を同じ種類の金属とすることができる。
（９）上記実施形態では圧着部に接続される第２導体と端子金具を同じ種類の金属としたが、本発明によれば、第２導体と端子金具を異なる種類の金属とすることができる。

実施形態１の端子金具の製造過程において金属板材を得る工程をあらわす平面図 金属板材の斜視図 金属板材の正面図 金属板材の第１板部に一次プレス加工を施す工程をあらわす斜視図 一次プレス加工された金属板材の正面図 第１板部に二次プレス加工を施す工程をあらわす斜視図 二次プレス加工された金属板材の正面図 第２板部に三次プレス加工を施す工程をあらわす斜視図 三次プレス加工されて得られた端子金具の斜視図 圧着部に曲げ加工を施した状態の端子金具の斜視図 端子金具に第１導体と第２導体を接続した状態をあらわす側面図

符号の説明

Ｔ…端子金具
１０…棒状部
１１…圧着部
２１…金属板材
２２…第１板部
２３…第２板部

Claims (2)

1. 棒状部の基端部にオープンバレル状の圧着部を一体に形成した形態の端子金具であって、
   板厚よりも幅の広い第１板部と、前記圧着部となる第２板部とを有する金属板材に対し、前記第１板部の幅を狭めるとともに板厚を増すようにプレス加工を施すことで前記棒状部が形成されており、
   前記第２板部の板厚を薄くするようにプレス加工を施すことで前記圧着部が形成されていることを特徴とする端子金具。
2. 棒状部の基端部にオープンバレル状の圧着部を一体に形成した形態の端子金具を製造する方法であって、
   板厚よりも幅の広い第１板部と、前記圧着部となる第２板部とを有する金属板材に対し、前記第１板部の幅を狭めるとともに板厚を増すようにプレス加工を施して前記棒状部を形成し、
   前記第２板部の板厚を薄くするようにプレス加工を施すことで前記圧着部を形成することを特徴とする端子金具の製造方法。

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