JP5088578B2 - 端子金具及び端子金具付き電線 - Google Patents

Description

本発明は、端子金具及び端子金具付き電線に関する。

従来より、電線から露出する芯線に、端子金具に形成されたバレルを金型によって圧着してなる端子金具付き電線が知られている。

上記の芯線の表面に酸化膜が形成されると、電線と端子金具の電気抵抗が大きくなることが懸念される。電気抵抗を小さくするためには、圧着後におけるバレルの高さ（圧着高さ）を小さくすることが考えられる。圧着高さを小さくすることにより芯線に対して大きな圧力でバレルを圧着することができる。この結果、芯線の表面に形成された酸化膜が破れて芯線の新生面が露出し、この新生面と端子金具とが接触することにより電気抵抗が小さくなることが期待された。

しかしながら上記の手法によると、芯線の断面積が大きく減少するため、機械的強度、特に衝撃的な荷重に対する引張強度（より具体的には圧着端子が電線を保持する強度）が低下する。

上記の問題を解決するため、特許文献１では、バレルに、圧着高さの大きな部分と、小さな部分と、を形成する技術が開示されている。これにより、圧着高さの大きな部分は機械的強度の維持に寄与し、圧着高さの小さな部分は電気抵抗を小さくすることに寄与するようになっている。
特開平２００５−５０７３６公報

上記の技術によると、端子金具のうち圧着高さの大きい部分と、圧着高さの小さい部分との間に不連続な段差が存在する。この段差が大きくなると、端子金具に亀裂等の損傷が生じやすくなる。

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、電線に対する端子金具の圧着高さを電線の延びる方向に大きく変えることなく、端子金具付き電線の機械的強度の確保と、電線と端子金具との間の電気抵抗を小さくすることと、を両立させることを可能にする技術の提供を目的とする。

本発明は、端子金具であって、電線の端部が載置される底板と、前記底板の両側部から側方に延出されて前記電線に巻き付くように圧着される一対のバレルと、前記底板から延びて相手側端子と接続される接続部と、を備え、
前記バレルは前記電線と接触する接触面を有し、前記バレルには、前記電線の端部側に位置する端縁から、前記電線の延びる方向外方に延びて形成された延出片が前記接触面に折り返されており、前記延出片の延出端部は先細り形状をなしている。

また、本発明は、端子金具付き電線であって、芯線を含む電線と、前記電線の端部から露出する前記芯線に圧着される端子金具と、を備え、前記端子金具は、前記芯線が載置される底板と、前記底板の両側部から側方に延出されて前記芯線に巻き付くように圧着される一対のバレルと、前記底板から延びて相手側端子と接続される接続部と、を備え、前記バレルは前記芯線と接触する接触面を有し、前記バレルには、前記電線の端部側に位置する端縁から、前記電線の延びる方向外方に延びて形成された延出片が前記接触面に折り返されており、前記延出片の延出端部は先細り形状をなしている。

本発明によれば、バレルの圧着高さに差を設けなくても、すなわち、電線の延びる方向について均一な圧着高さが設定されても、バレルに形成された延出片を折り曲げるという簡便な手法により、バレルにおいて、電線の延びる方向の前後で圧縮率に差を与えることができる。このため、バレルに大きな段差を生じさせることなく、容易に端子金具の圧着を行うことができる。

さらに、本発明によれば、延出片の延出端部は先細り形状をなしている。これにより、圧縮率を連続的に変化させることができる。この結果、急激に圧縮率を小さくすることによって、バレルが圧着される際に芯線が切断されてしまうことを抑制できる。

なお、圧縮率とは、圧着前の芯線の断面積に対する圧着後の芯線の断面積の比率をいう。圧縮率が小さい場合とは圧着高さが小さい場合であり、芯線が比較的に大きい圧力で圧縮された場合を言う。また、圧縮率が大きい場合とは圧着高さが大きい場合であり、芯線が比較的に小さい圧力で圧縮された場合を言う。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記延出片は三角形状をなしていてもよい。

上記の構成によれば、延出片の先端に形成された角部によって、芯線の表面に形成された酸化膜が剥ぎ取られて、芯線の新生面が露出する。この芯線の新生面と、バレルとが接触することにより、電気抵抗が一層低減される。

前記延出片は、前記バレルから延びて矩形状をなす基部と、前記基部の先端から延びて三角形状をなす先端部と、からなる構成としてもよい。

上記の構成によれば、基部に対応する領域においては、圧縮率を比較的に大きくすることができる。そして、基部から延出される先端部は三角形状をなしているから、先端部に対応する領域おいては、圧縮率が連続的に小さくなる。これにより、比較的に圧縮率の大きな領域を形成することができるから、電線と端子金具との間の電気抵抗を一層低減できる。

前記芯線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる構成としてもよい。

芯線がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、芯線の表面には酸化膜が比較的に形成されやすい。上記の構成は、芯線の表面に酸化膜が形成されやすい場合に有効である。

本発明によれば、電線に対する端子金具の圧着高さを電線の延びる方向について大きく変えることなく、端子金具付き電線の機械的強度の確保と、電線と端子金具との間の電気抵抗を小さくすることと、を両立させることができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６を参照しつつ説明する。本実施形態は、芯線１０を含む電線１１と、この電線１１の端部から露出する芯線１０に圧着される雌端子金具１２（特許請求の範囲に記載の端子金具に相当）と、を備える端子金具付き電線１３である。

（電線１１）
図１に示すように、電線１１は、複数の金属細線を撚り合わせてなる芯線１０と、芯線１０の外周を覆う合成樹脂製の絶縁被覆１４と、を備える。芯線１０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。本実施形態においては、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられている。

（雌端子金具１２）
雌端子金具１２は金属板材を所定形状にプレス加工することにより形成される。金属板材は銅又は銅合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。本実施形態では銅又は銅合金が用いられる。また、金属板材にはスズ、ニッケル等任意の金属によるメッキが施されていてもよい。本実施形態ではスズメッキが施されている。図２に示すように、雌端子金具１２は、電線１１の絶縁被覆１４の外側から巻き付くように圧着される一対のインシュレーションバレル１５と、インシュレーションバレル１５に連なって形成されて芯線１０が載置される底板１６と、底板１６の両側部から側方に延出された一対のワイヤーバレル１７（特許請求の範囲に記載のバレルに相当）と、底板１６から延びて図示しない雄端子金具（特許請求の範囲に記載の相手側端子に相当）と接続される接続部１８と、を備える。

接続部１８は角筒状をなしており、雄端子金具が挿入可能になっている。接続部１８の内部には弾性変形可能な弾性接触片１９が形成されており、この弾性接触片１９が雄端子金具と弾性的に接触することにより、雄端子金具と雌端子金具１２とが電気的に接続される。

図３に示すように、芯線１０に圧着する前の状態においては、ワイヤーバレル１７は概ね矩形状をなしている。一対のワイヤーバレル１７は同形状をなしている。それぞれのワイヤーバレル１７には、電線１１に雌端子金具１２が圧着された状態における電線１１の端部側（図３における左側）の端縁に、電線１１の延びる方向（図３において矢線Ａで示す方向）外方に延びる延出片２０が形成されている。２つの延出片２０は同形状をなしている。

図３に示すように、延出片２０は、延出片２０と、ワイヤーバレル１７との境界部分から延出片２０の延出端部に向かうに従って先細り形状をなしている。詳細には、延出片２０は三角形状をなしており、詳細には二等辺三角形状をなしている。延出片２０の先端には角部２１が形成されている。電線１１の延びる方向（図３において矢線Ａで示す方向）における延出片２０の長さ寸法は、ワイヤーバレル１７の、電線１１の延びる方向についての長さ寸法よりも短く設定されている。本実施形態においては、電線１１の延びる方向についての延出片２０の長さ寸法は、ワイヤーバレル１７の長さ寸法の略三分の一に設定されている。

図３に示すように、底板１６及びワイヤーバレル１７には、芯線１０と接触する接触面２２が形成されている。底板１６及びワイヤーバレル１７の接触面２２には、電線１１の延びる方向（図３において矢線Ａで示す方向）と直交する方向に延びる３つの凹部２３が、電線１１の延びる方向に間隔を空けて並んで形成されている。凹部２３のうち、電線１１の先端側（図３において左側）に位置する凹部２３は、他の凹部２３に比べて、電線１１の延びる方向と直交する方向の長さ寸法が短く設定されている。

図２に示すように、延出片２０は、ワイヤーバレル１７の接触面２２側に折り返されている。電線１１の先端側に位置する凹部２３の上には、折り返された延出片２０と重ならないようになっている。折り返された状態における延出片２０は、ワイヤーバレル１７のうち電線１１の先端側の端縁から略三分の一の領域に位置するようになっている。

（電線１１と雌端子金具１２との接続構造）
図１に示すように、電線１１に雌端子金具１２が圧着された状態において、ワイヤーバレル１７の圧着後の高さ寸法Ｈ（圧着高さ）は、電線１１の延びる方向（図１における矢線Ａで示す方向）に亘って実質的に同じに設定されている。実質的に同じとは、圧着高さが同じ場合を含むと共に、圧着高さが異なっている場合でも、実質的に同じとみなせる程度に圧着高さが近接している場合を含む。

図４に、図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図を示す。図４に示すように、一対のワイヤーバレル１７は芯線１０に巻き付くように圧着されている。一対のワイヤーバレル１７の端縁同士は、雌端子金具１２の幅方向（図４における左右方向）の中央付近の位置において互いに当接した状態で、芯線１０に外方（図４における上方）から当接している。なお、図４においては、芯線１０の詳細な構造については省略して記載してある。以下、図５及び図６においても同様である。

芯線１０の外側にワイヤーバレル１７が巻き付くように圧着されることにより、機械的強度、特に衝撃的な荷重に対する引張強度（より具体的には圧着端子が電線１１を保持する強度）が確保されるようになっている。

芯線１０の外側にワイヤーバレル１７が巻き付くように圧着されることにより、芯線１０にはワイヤーバレル１７から圧力が加えられる。すると、芯線１０の表面に形成された酸化膜が破れて芯線１０の新生面が露出し、この新生面とワイヤーバレル１７及び底板１６の接触面２２とが接触することにより、電線１１と雌端子金具１２とが電気的に接続される。

また、ワイヤーバレル１７から圧力が加えられることにより、芯線１０が塑性変形し、底板１６及びワイヤーバレル１７の接触面２２に形成された凹部２３内に入り込む。すると、凹部２３と接触面２２との間に形成されたエッジと、芯線１０の表面と、が摺接することにより、芯線１０の酸化膜が剥ぎ取られて芯線１０の新生面が露出する。この新生面と、ワイヤーバレル１７及び底板１６の接触面２２と、が接触することにより、電線１１と雌端子金具１２との電気的接続を確実なものとなっている。

図５には、図１におけるＶ−Ｖ線断面図を示す。図５に示すように、ワイヤーバレル１７の接触面２２側には、折り返された延出片２０が位置している。この延出片２０の肉厚の分だけ、芯線１０に対して実質的に圧着高さが小さくなるようになっている。これにより、芯線１０に対してワイヤーバレル１７及び延出片２０から加えられる圧力が、延出片２０がない場合（図４参照）と比べて大きくなる。この結果、芯線１０の表面に形成された酸化膜が破れやすくなるので、電線１１と雌端子金具１２との電気抵抗が小さくなるようになっている。

図６には、図１におけるＶＩ−ＶＩ線断面図を示す。図６は、ワイヤーバレル１７のうち、電線１１の先端側の近傍の断面図を示すものである。図６に示すように、延出片２０は先細り形状となっていることから、図６における左右方向についての延出片２０の幅寸法は、図５に表された延出片２０の幅寸法よりも大きくなっている。これにより、ワイヤーバレル１７及び延出片２０から芯線１０に加えられる圧力は、図５に示された位置におけるよりも大きなものとなっている。この結果、電線１１と雌端子金具１２との電気抵抗は一層小さなものとなっている。

また、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線１０の新生面と、雌端子金具１２の表面に形成されたスズメッキ層とが、圧力を受けて摺接することにより合金層が形成されている。これにより、電線１１と雌端子金具１２との電気抵抗は一層小さなものとなっている。

上述したように、延出片２０は先細り形状（詳細には三角形状）をなしているので、芯線１０に加えられる圧力は、延出片２０の形状に対応して、連続的に変化するようになっている。

続いて、本実施形態の製造工程の一例を説明する。まず、金属板材を所定形状にプレス成形する。このとき凹部２３を形成してもよい。

次に、金属板材を曲げ加工して接続部１８を形成する。また、延出片２０をワイヤーバレル１７の接触面２２側に曲げ加工する。このとき凹部２３を形成してもよい。これにより雌端子金具１２が形成される。

図示しない下型の上に、雌端子金具１２を載置する。続いて、電線１１の端部に位置する絶縁被覆１４を剥がして芯線１０を露出させる。露出した芯線１０を雌端子金具１２の底板１６の上に載置する。

その後、図示しない上型を下型に向かって移動させる。すると、上型と下側との間に挟まれることにより、インシュレーションバレル１５が電線１１の絶縁被覆１４の外側に巻き付くように圧着されると共に、ワイヤーバレル１７が芯線１０の外側に巻き付くように圧着される。これにより、端子金具付き電線１３が完成する。

続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、ワイヤーバレル１７の接触面２２側は、延出片２０が折り返されることにより、延出片２０の肉厚寸法の分だけ、内方に突出するように形成されている。これにより、図１に示すように、ワイヤーバレル１７が電線１１の延びる方向（図１における矢線Ａで延びる方向）に亘って均一な圧着高さＨで芯線１０に圧着されても、図５及び図６に示すように、延出片２０が折り返された領域においては、芯線１０は、延出片２０がない領域に比べて高い圧力で圧縮されることになる。このため、電線１１の先端側の圧縮率（圧着前の芯線１０の断面積に対する圧着後の芯線１０の断面積の比率）は、電線１１の根元側（電線１１の先端側と反対側）の圧縮率に比べて低くなっている。これにより、芯線１０の先端側部分での高圧縮による圧着が芯線１０とワイヤーバレル１７との間の電気抵抗を有効に低減させる一方、芯線１０の根元側での抑制された圧縮によって、端子金具付き電線１３の引張強度、より具体的にはワイヤーバレル１７による芯線１０の保持強度を高く確保することが可能となる。つまり、電気抵抗の低減と、高い機械的強度の確保との両立が可能である。

このように、ワイヤーバレル１７の圧着高さに大きな差を与えなくても電気抵抗の低下と引張強度の確保とを両立させることができることは、以下の利点をもたらす。

例えば、前記特許文献１に記載される従来技術のように、ワイヤーバレル１７の前側端部（すなわち芯線１０の先端側部分に圧着される部分）の圧着高さと、後ろ側部分（すなわち芯線１０の根元側部分に圧着される部分）の圧着高さと、に差を与えることにより、電気抵抗の低減と引張強度の確保とを両立させるためには、その圧着高さの差をかなり大きくしなければならない。このような圧着高さの差は、ワイヤーバレル１７の前側部分と後ろ側部分との間の大きな段差を生じさせる。このような段差は、ワイヤーバレル１７の亀裂の要因となりやすい。特に、芯線１０がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合には、芯線１０の表面に形成された酸化膜を破って電気抵抗を小さくするためには、例えば圧縮率を４０％〜７０％にまで必要とされる場合がある。このような圧縮率の下で、機械的強度をも確保しようとするためには、上記の段差が非常に大きくなるおそれがある。

これに対し、本実施形態においては、圧着高さに差を設けなくても、すなわち、電線１１の延びる方向について均一な圧着高さＨが設定されても、ワイヤーバレル１７に形成された延出片２０を折り曲げるという簡便な手法により、ワイヤーバレル１７の前後で圧縮率に差を与えることができる。このため、ワイヤーバレル１７に大きな段差を生じさせることなく、容易に雌端子金具１２の圧着を行うことができる。

さらに、本実施形態においては、延出片２０は、ワイヤーバレル１７との境界部分から延出片２０の先端に向かうに従って先細りとなる形状をなしている。これにより、圧縮率を連続的に変化させることができる。この結果、急激に圧縮率を小さくすることによって、ワイヤーバレル１７が圧着される際に芯線１０が切断されてしまうことを抑制できる。

また、本実施形態においては、延出片２０は三角形状をなしている。このため、延出片２０の先端に形成された角部２１によって、芯線１０の表面に形成された酸化膜が剥ぎ取られて、芯線１０の新生面が露出する。この芯線１０の新生面と、底板１６又はワイヤーバレル１７とが接触することにより、電気抵抗が一層低減される。

また、本実施形態においては、芯線１０はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。このように、芯線１０がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、芯線１０の表面には酸化膜が比較的に形成されやすい。本発明は、芯線１０の表面に酸化膜が形成されやすい場合に有効である。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７及び図８を参照して説明する。図７に示すように、本実施形態においては、一対のワイヤーバレル１７には、電線１１に雌端子金具１２が圧着された状態における電線１１の端部側（図７における左側）の端縁に、電線１１の延びる方向（図７において矢線Ａで示す方向）外方に延びる延出片３０が形成されている。２つの延出片３０は同形状をなしている。

延出片３０は、ワイヤーバレル１７から電線１１の延びる方向外方（図７における左方）に延びて矩形状をなす基部３１と、基部３１の先端（図７における左端）から電線１１の延びる方向外方（図７における左方）に延びて三角形状をなす先端部３２と、からなる。先端部３２は二等辺三角形状をなしている。

図７に示すように、底板１６及びワイヤーバレル１７には、芯線１０と接触する接触面２２が形成されている。底板１６及びワイヤーバレル１７の接触面２２には、電線１１の延びる方向（図７において矢線Ａで示す方向）と直交する方向に延びる３つの凹部３３が、電線１１の延びる方向に間隔を空けて並んで形成されている。凹部３３のうち、電線１１の根元側（図３において右側）に位置する凹部３３は、他の凹部３３に比べて、電線１１の延びる方向と直交する方向の長さ寸法が長く設定されている。

図８に示すように、延出片３０は、ワイヤーバレル１７の接触面２２側に折り返されている。凹部３３の上には、折り返された延出片３０が重ならないようになっている。折り返された状態における延出片３０は、ワイヤーバレル１７のうち電線１１の先端側の端縁から略三分の二の領域に位置するようになっている。

図８に示すように、ワイヤーバレル１７のうち、基部３１に対応する領域は、基部３１が内方に突出することにより、比較的に圧縮率の大きな高圧縮領域Ｐとされる。また、先端部３２に対応する領域は、圧縮率が連続的に変化する遷移領域Ｑとされる。そして、ワイヤーバレル１７のうち、延出片３０が位置する領域と異なる領域は、比較的に圧縮率が小さな低圧縮領域Ｒとされる。

上記以外の構成については、実施形態１と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態によれば、ワイヤーバレル１７のうち基部３１に対応する高圧縮領域Ｐにおいては、圧縮率を比較的に大きくすることができる。そして、基部３１から延出される先端部３２は三角形状をなしているから、先端部３２に対応する遷移領域Ｑにおいては、圧縮率を連続的に小さくすることができる。

このように本実施形態によれば、比較的に圧縮率の大きな高圧縮領域Ｐを形成することができるから、電線１１と雌端子金具１２との間の電気抵抗を確実に低減できる。また、比較的に圧縮率の小さな低圧縮領域Ｒを形成できるから、機械的強度を維持できる。さらに、高圧縮領域Ｐと低圧縮領域Ｒとの間に、連続的に圧縮率が変化する遷移領域Ｑを形成したので、雌端子金具１２に亀裂等が発生することを抑制できる。

＜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形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施形態１においては、延出片２０は二等辺三角形状をなす構成としたが、これに限られず、二等辺三角形とは異なる任意の三角形状としてもよく、また、先細り形状であれば、四角形状、五角形等、任意の形状となしうる。また、先端に角部２１が形成されていなくてもよい。
（２）実施形態１においては、延出片２０の延出長さ寸法は、ワイヤーバレル１７の略三分の一としたが、必要に応じて任意の寸法とすることができる。
（３）本実施形態においては、底板１６及びワイヤーバレル１７には凹部２３が形成されていたが、凹部２３は省略してもよい。また、インシュレーションバレル１５も仕様によっては省略してもよい。
（４）本実施形態においては、一対のワイヤーバレル１７にはそれぞれ、同形状をなす延出片２０が形成される構成としたが、これに限られず、延出片２０の形状は、ワイヤーバレル１７によって異なるものとしてもよい。また、一方のワイヤーバレル１７にのみ延出片２０が形成される構成としてもよい。これにより、電線１１と雌端子金具１２との電気抵抗と、機械的強度とのバランスを緻密に調節することができる。
（５）本実施形態においては、端子金具は筒状の接続部１８を有する雌端子金具１２としたが、これに限られず、雄タブを有する雄端子金具としてもよいし、また金属板材に貫通孔が形成されたいわゆるＬＡ端子としてもよく、必要に応じて任意の形状の端子金具とすることができる。
（６）本実施形態においては、電線１１は、芯線１０の外周を絶縁被覆１４で覆う被覆電線としたが、これに限られず、シールド電線を用いてもよく、必要に応じて任意の電線を用いることができる。また、芯線１０は単芯線でもよい。

本発明の実施形態１に係る端子金具付き電線を示す側面図 雌端子金具を示す斜視図 芯線に圧着される前の状態における雌端子金具を示す要部拡大平面図 図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図 図１におけるＶ−Ｖ線断面図 図１におけるＶＩ−ＶＩ線断面図 本発明の実施形態２に係る雌端子金具について、芯線に圧着される前の状態を示す要部拡大平面図 端子金具付き電線を示す側面図

符号の説明

１０…芯線
１１…電線
１２…雌端子金具（端子金具）
１３…端子金具付き電線
１４…絶縁被覆
１６…底板
１７…ワイヤーバレル（バレル）
１８…接続部
２０、３０…延出片
２２…接触面
３１…基部
３２…先端部

Claims (7)

1. 電線の端部が載置される底板と、前記底板の両側部から側方に延出されて前記電線に巻き付くように圧着される一対のバレルと、前記底板から延びて相手側端子と接続される接続部と、を備え、
   前記バレルは前記電線と接触する接触面を有し、前記バレルには、前記電線の端部側に位置する端縁から、前記電線の延びる方向外方に延びて形成された延出片が前記接触面に折り返されており、前記延出片の延出端部は先細り形状をなしている端子金具。
2. 前記延出片は三角形状をなしている請求項１に記載の端子金具。
3. 前記延出片は、前記バレルから延びて矩形状をなす基部と、前記基部の先端から延びて三角形状をなす先端部と、からなる請求項１に記載の端子金具。
4. 芯線を含む電線と、前記電線の端部から露出する前記芯線に圧着される端子金具と、を備え、
   前記端子金具は、前記芯線が載置される底板と、前記底板の両側部から側方に延出されて前記芯線に巻き付くように圧着される一対のバレルと、前記底板から延びて相手側端子と接続される接続部と、を備え、
   前記バレルは前記芯線と接触する接触面を有し、前記バレルには、前記電線の端部側に位置する端縁から、前記電線の延びる方向外方に延びて形成された延出片が前記接触面に折り返されており、前記延出片の延出端部は先細り形状をなしている端子金具付き電線。
5. 前記延出片は三角形状をなしている請求項４に記載の端子金具付き電線。
6. 前記延出片は、前記バレルから延びて矩形状をなす基部と、前記基部の先端から延びて三角形状をなす先端部と、からなる請求項４に記載の端子金具付き電線。
7. 前記芯線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の端子金具付き電線。

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