JP5125941B2 - 端子圧着装置 - Google Patents

Description

本発明は、端子圧着装置に関する。

従来より、電線の端部に端子金具を圧着するための端子圧着装置として特許文献１に記載のものが知られている。この端子圧着装置は、電線から露出する芯線が載置される底板及び底板の側縁から側方に延びるバレル片を有する端子金具の前底板が載置されるアンビルと、アンビルの上方の位置に、アンビルに対して上下方向に相対移動可能に配されると共に、アンビルと対向する面にバレル片と摺接することで芯線に巻き付くようにバレル片を圧着させる摺接面を有するクリンパと、を備え、アンビルとクリンパとを互いに接近する方向に相対移動させてバレル片をアンビルと前記クリンパとの間で挟むことにより、端子金具に載置された芯線に前記バレル片を圧着するようになっている。
特開平６−１２４７６２号公報

上記の芯線の表面に酸化膜が形成されると、電線と端子金具との電気抵抗が増大することが懸念される。この問題を解決するために、芯線にバレル片を圧着する際の圧力を大きくすることが考えられる。これにより、芯線がバレル片から圧力を受けて大きく塑性変形し、芯線の表面と、バレル片の内壁とが摺接する。すると、芯線の表面に形成された酸化膜が剥がれて芯線の新生面が露出する。この新生面と、バレル片とが接触することにより電線と端子金具との電気抵抗が低減することが期待された。

しかしながら、上記の構成によると、バレル片に比較的に大きな圧力を加えることにより、バレル片自身が塑性変形し、端子金具の長さ寸法が大きくなってしまうという問題がある。特に、電線の延びる方向についての端子金具の長さ寸法が大きく変化すると、端子金具をコネクタハウジング内に収容する際に、端子金具がコネクタハウジングからはみ出してしまう等の問題が懸念される。

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、圧着の前後において、電線の延びる方向について端子金具の長さ寸法が大きくなることを抑制可能な端子圧着装置を提供することを目的とする。

本発明は、芯線を含む電線から露出する前記芯線が載置される底板及び前記底板の側縁から側方に延びるバレル片を有する端子金具の前記底板が載置されるアンビルと、前記アンビルの上方の位置に、前記アンビルに対して上下方向に相対移動可能に配されると共に、前記アンビルと対向する面に前記バレル片と摺接することで前記芯線に巻き付くように前記バレル片を圧着させる摺接面を有するクリンパと、を備え、前記アンビルと前記クリンパとを互いに接近する方向に相対移動させて前記バレル片を前記アンビルと前記クリンパとの間で挟むことにより、前記端子金具に載置された前記芯線に前記バレル片を圧着する端子圧着装置であって、前記クリンパは、前記摺接面が形成された本体と、前記本体から前記電線の延びる方向両側に突出すると共に、前記摺接面と交差する方向内方に更に突出して形成されて、前記バレル片が前記芯線に圧着される際に、前記電線の延びる方向について両側から前記バレル片に当接する当接部が設けられており、前記摺接面における前記電線の延びる方向の幅寸法は、上下方向について等しく設定されていることを特徴とする。

バレル片を芯線に圧着する際に、バレル片がクリンパとアンビルとに挟まれることで、バレル片には圧力が加わる。これによりバレル片は電線の延びる方向に伸びようとする。本発明によれば、クリンパに形成された当接部は、電線の延びる方向について両側からバレル片に当接するようになっている。これにより、バレル片を芯線に圧着する際に、バレル片が電線の延びる方向に伸びる事を抑制できる。この結果、圧着の前後において、電線の延びる方向について端子金具の長さ寸法が大きくなることを抑制できる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記アンビルのうち前記底板が載置される面には、突出又は陥没されてなると共に、前記底板に形成された係合受け部と凹凸嵌合する係合部が前記電線の延びる方向に間隔を開けて複数並んで形成されていてもよい。

バレル片を芯線に圧着する際の圧力を大きくすると、底板に対しても比較的に大きな圧力が加わることが懸念される。すると、底板が電線の延びる方向に伸びることが懸念される。

上記の構成によれば、アンビルに形成された係合部が、底板に形成された係合受け部と凹凸嵌合する。これにより、係合受け部と係合部が当接することにより、係合受け部の形成された底板が、電線の延びる方向に伸びることを抑制できる。

前記係合部は、前記アンビルから上方に突出して形成された凸部であり、前記係合受け部は、前記底板のうち前記アンビルと対向する面に形成された凹部であってもよい。

なお、凹部は、底板のうちアンビルと対向する面にくぼんだ形状が形成されていればよく、底板を貫通する貫通孔を含む。

本発明によれば、圧着の前後において、電線の延びる方向について端子金具の長さ寸法が大きくなることを抑制できる。

本発明の一実施形態を図１ないし図６を参照しつつ説明する。
（端子金具付き電線１３）
まず、本実施形態により製造される端子金具付き電線１３について図１を参照して説明する。端子金具付き電線１３は、電線１１と、この電線１１の端末に接続された雌端子金具１２（特許請求の範囲に記載の端子金具に相当）を含む。図１に示すように、雌端子金具１２に接続された状態で、電線１１は、図１における左右方向に延びている。

図１に示すように、電線１１は、芯線１０の外周を絶縁被覆１４で包囲してなる。芯線１０は、アルミニウム、若しくはアルミニウム合金、又は銅、若しくは銅合金等、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。また、芯線１０は、多数の細線を撚り合わせた撚り線でもよいし、単芯線でもよい。本実施形態にいては芯線１０は撚り線からなる。電線１１の端末からは、絶縁被覆１４が所定の長さだけ剥がされることにより、芯線１０が露出している。

雌端子金具１２は、図示しない金属板材を所定形状にプレス成形してなる。雌端子金具１２は、電線１１及び電線１１の芯線１０が載置される底板１５が形成されている。底板１５の側縁には、側方に延びて電線１１の絶縁被覆１４に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片１６が形成されている。インシュレーションバレル片１６の図１における左方に位置する底板１５の側縁には、側方に延びる一対のワイヤーバレル片１７（特許請求の範囲に記載のバレル片）が形成されている。ワイヤーバレル片１７は、電線１１の芯線１０に外側から巻き付くように圧着されるようになっている。

図１におけるワイヤーバレル片１７の左方の位置には、底板１５に連なって、図示しない相手側端子金具と嵌合して電気的に接続される接続部１８が形成されている。本実施形態においては、相手側端子金具は雄端子金具とされる。また、接続部１８は筒状をなしており、雄端子金具が筒内に挿入可能になっている。

図２に示すように、雌端子金具１２の底板１５には、電線１１の延びる方向（図２における矢線Ａで示す方向）に間隔を空けて複数（本実施形態では２つ）の貫通孔４０（特許請求の範囲に記載の係合受け部、凹部に相当）が形成されている。両貫通孔４０，４０は、底板１５のうち、ワイヤーバレル片１７が形成された領域よりも、電線１１の延びる方向について外方に位置して形成されている。図５に示すように、貫通孔４０は、電線１１の延びる方向（図５における矢線Ａで示す方向）と交差する方向に延びて形成されている。本実施形態においては、貫通孔４０は、電線１１の延びる方向と直交する方向に延びて形成されている。

図２に示すように、雌端子金具１２の底板１５及びワイヤーバレル片１７のうち芯線１０と接触する接触面２０には、溝２１が形成されている。本実施形態においては、溝２１は電線１１の延びる方向（図２における矢線Ａで示す方向）に間隔を空けて３つ並んで形成されている。

芯線１０にワイヤーバレル片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片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、底板１５及びワイヤーバレル片１７の接触面２０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、ワイヤーバレル片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１５及びワイヤーバレル片１７の接触面２０に形成された溝２１内に入り込む。すると、溝２１の開口縁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、底板１５及びワイヤーバレル片１７の接触面２０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。

（端子圧着装置５０）
次に、本発明の一実施形態に係る端子圧着装置５０について説明する。端子圧着装置５０は、下側に位置するアンビル３０と、アンビル３０の上方に位置してアンビル３０に対して上下方向に相対移動可能に配されたクリンパ３１とを備える。

（アンビル３０）
アンビル３０は、図示しない基台に取付けられている。図２に示すように、アンビル３０の上面には、雌端子金具１２の底板１５が載置されるようになっている。アンビル３０の上面には、底板１５に形成された貫通孔４０に対応する位置に、複数（本実施形態では一対）の凸部４２（特許請求の範囲に記載の係合部、凸部に相当）が上方に突出して形成されている。底板１５がアンビル３０の上面に載置される際には、アンビル３０の凸部４２は、底板１５の貫通孔４０内に挿入されるようになっている。

凸部４２の外側面と、貫通孔４０の内側面とは、ワイヤーバレル片１７が芯線１０に圧着される工程において当接していればよく、底板１５がアンビル３０に載置されただけの状態においては、凸部４２の外側面と、貫通孔４０の内側面とは当接していてもよいし、また、離間していてもよい。

(クリンパ３１)
図３に示すように、クリンパ３１は、アンビル３０の上方の位置に、アンビル３０と対向して配置されている。クリンパ３１は、クリンパ３１を上下方向に移動させる昇降装置（図示せず）に取付けられている。昇降装置により、クリンパ３１は、アンビル３０に対して接近する方向に移動可能になっている。なお、図３においてはインシュレーションバレル片１６は電線１１の絶縁被覆１４に圧着されているが、インシュレーションバレル片１６を電線１１の絶縁被覆１４に圧着する工程は、ワイヤーバレル片１７を芯線１０に圧着する工程と同時でもよく、任意の時点で実行できる。

図４に破線で示すように、クリンパ３１のうちアンビル３０と対向する面には、アンビル３０に向けて下方に開口すると共に、クリンパ３１がアンビル３０に向けて接近する際に、端子金具のワイヤーバレル片１７の先端が摺接する摺接面５１が形成されている。摺接面５１は、上方に向かうに従って先細り形状に形成されている。摺接面５１の最上部は、アーチ形状をなす２つの半円弧面が雌端子金具１２の幅方向（図４における矢線Ｂで示す方向）に並んで配されるアーチ部５２とされる。

（当接部５４）
図３に示すように、クリンパ３１は、摺接面５１が形成された本体５３と、本体５３から電線１１の延びる方向（図３における矢線Ａで示す方向）両側に突出すると共に、摺接面５１と交差する方向内方に更に突出して形成されて、ワイヤーバレル片１７が芯線１０に圧着される際に、電線１１の延びる方向について両側から当接する一対の当接部５４が設けられている。

図４に示すように当接部５４は、下方に開口してなり、概ね門形状をなしている。当接部５４は、上下方向に延びる一対の側枠部５５，５５と、一対の側枠部５５，５５の上部を連結する上枠部５６と、を備える。

図４に示すように、雌端子金具１２の幅方向（図４における矢線Ｂで示す方向）についての側枠部５５，５５同士の間隔Ｌ１は、雌端子金具１２の幅方向についてのアンビル３０の長さ寸法Ｌ２と同じか、やや大きく設定されている。これにより、クリンパ３１が下方に移動したときに、クリンパ３１とアンビル３０が干渉しないようになっている。

図４に示すように、上枠部５６のうち、摺接面５１のアーチ部５２に対応する領域は、ワイヤーバレル片１７の板厚寸法と略同じ長さ寸法だけ、アーチ部５２から下方に垂下して形成されて、アーチ部５２の形状と相似形をなしている。

側枠部５５の内側縁部は、上枠部５６の下縁部に対して、外方にオフセットした形状になっている。これにより、クリンパ３１をアンビル３０に接近させて、ワイヤーバレル片１７を芯線１０に圧着させる際に、底板１５の端縁と、側枠部５５とが干渉しないようになっている。

続いて、端子金具付き電線１３の製造工程の一例を説明すると共に、本実施形態の作用、効果について説明する。まず、金属板材を所定形状にプレス成形する。このとき、図２に示すように溝２１を形成してもよい。また、このときに貫通孔４０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。このとき溝２１を形成してもよい。また、このときに貫通孔４０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。

続いて、図２に示すように、アンビル３０の上に、底板１５に形成された貫通孔４０内にアンビル３０に形成された凸部４２を挿入させつつ、底板１５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。図４に示すように、露出した芯線１０を雌端子金具１２の底板１５の上に載置する。芯線１０は、底板１５をアンビル３０の上に載置する前に、底板１５の上に載置してもよい。

その後、クリンパ３１をアンビル３０に向かって下方に移動させる。すると、図５に示すように、クリンパ３１とアンビル３０との間に挟まれることにより、ワイヤーバレル片１７の先端がクリンパ３１の摺接面５１と摺接する。さらにクリンパ３１を下方に移動させると、ワイヤーバレル片１７は、上方に向かうに従って先細り形状に形成された摺接面５１に案内されて、芯線１０に接近する方向に塑性変形する。このとき、図５に示すように、ワイヤーバレル片１７は、電線１１の延びる方向（図５における矢線Ａで示す方向）両側から、クリンパ３１の当接部５４（側枠部５５）と当接する。これにより、ワイヤーバレル片１７が電線１１の延びる方向に伸びることが抑制される。なお、図５においては、電線１１を省略して記載してある。

さらにクリンパ３１を下方に移動させると、ワイヤーバレル片１７は摺接面５１のアーチ部５２に案内されて、芯線１０に巻き付くように塑性変形する。図６に示すように、芯線１０にワイヤーバレル片１７が圧着された状態においては、ワイヤーバレル片１７は、電線１１の延びる方向（図６における矢線Ａで示す方向）両側からクリンパ３１の当接部５４（上枠部５６）と当接する。これにより、ワイヤーバレル片１７が電線１１の延びる方向に伸びることを抑制できる。上枠部５６の下縁部は、ワイヤーバレル片１７の板厚寸法と略同じ寸法だけクリンパ３１の本体５３から垂下して形成されているので、上枠部５６の下縁部が、芯線１０を上方から押圧することが抑制される。

また、ワイヤーバレル片１７が芯線１０に圧着されると、芯線１０を介して底板１５に圧力が加わる。すると、底板１５は、電線１１の延びる方向（図５における矢線Ａで示す方向）に塑性変形して伸びようとする。すると、底板１５に形成された貫通孔４０内に、アンビル３０に形成された凸部４２が挿入されているので、凸部４２の外側面が貫通孔４０の内側面と当接する。

この結果、底板１５のうち一対の貫通孔４０の間に位置する領域が、電線１１の延びる方向について伸びることを抑制できる。これにより、電線１１の延びる方向について、雌端子金具１２の長さ寸法が大きくなることを抑制できる。

さらに、本実施形態によれば、貫通孔４０は、底板１５のうち、ワイヤーバレル片１７が形成された領域よりも、電線１１の延びる方向（図５における矢線Ａで示す方向）について外方の位置に形成されている。これにより、底板１５のうちワイヤーバレル片１７が形成された領域が電線１１の延びる方向に伸びるのを、確実に抑制できる。

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。このため、芯線１０の酸化膜を剥ぎ取ろうとすると、比較的に大きな圧力によって、ワイヤーバレル片１７を芯線１０に圧着する必要がある。すると、ワイヤーバレル片１７も塑性変形しやすくなる。本実施形態は、上記のように比較的に強い圧力でワイヤーバレル片１７を芯線１０に圧着する場合に有効である。

なお、電線１１の絶縁被覆１４に雌端子金具１２のインシュレーションバレル片１６を圧着する工程については、図示しないアンビルと図示しないクリンパとの間に挟むことにより実行できる。この工程は、芯線１０にワイヤーバレル片１７を圧着する際に同時に実行してもよく、また、芯線１０にワイヤーバレル片１７を圧着する前又は後に実行してもよく、必要に応じて任意の時点で実行できる。

＜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）本実施形態においては、係合部はアンビル３０に形成された凸部４２とし、係合受け部は底板１５に形成された貫通孔４０としたが、これに限られず、係合部をアンビル３０のうち底板１５が載置される面に陥没して形成された凹部とし、係合受け部を、底板１５のうちアンビル３０と対向する面に、凹部と対応する位置に突出して形成された凸部としてもよい。
（２）本実施形態においては、貫通孔４０は、電線１１の延びる方向と交差する方向に延びて形成される構成としたが、これに限られず、貫通孔４０の形状は、必要に応じて任意の形状としうる。
（３）本実施形態においては、底板１５には一対の貫通孔４０が形成される構成としたが、これに限られず、３つ以上の複数の貫通孔４０が形成されてもよい。
（４）貫通孔４０は、必要に応じて、底板１５の任意の位置に形成しうる。
（５）凹部は底板１５を貫通する貫通孔４０としたが、これに限られず、底板１５を接触面２０側にくぼませてなる有底の凹部としてもよい。
（６）一対のワイヤーバレル片１７は、互いに電線１１の延びる方向にずれた配置で芯線１０に圧着されてもよく、また、３本以上に分岐したワイヤーバレル片１７が左右両側から互い違いに形成されていてもよく、また、ワイヤーバレル片１７が１本のみ形成されて芯線１０に圧着されていてもよく、ワイヤーバレル片１７の形状は必要に応じて任意の形状としうる。
（７）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。
（８）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１１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１１を用いることができる。また、芯線１０は単芯線でもよい。
（９）溝２１は必要に応じて任意の配置で形成可能である。また、溝２１は必要に応じて省略可能である。また、芯線１０の表面と摺接するエッジが形成される構造であれば、底板１５又はワイヤーバレル片１７の接触面２０に、任意の形状をなす凹部を形成してもよい。
（１０）本実施形態ではクリンパ３１を上下方向に移動可能な構成としたが、アンビル３０を上下方向に移動可能な構成としてもよい。

本実施形態に係る端子圧着装置によって製造された端子金具付き電線を示す側面図 アンビルに底板が載置された状態を示す要部拡大断面図 アンビルに雌端子金具が載置された状態を示す側断面図 アンビルに雌端子金具が載置された状態を示す正断面図 ワイヤーバレル片を芯線に圧着する工程の途中の状態を示す要部拡大平断面図 芯線へのワイヤーバレル片の圧着が完了した状態を示す側断面図

符号の説明

１０…芯線
１１…電線
１２…雌端子金具（端子金具）
１５…底板
１７…ワイヤーバレル片（バレル片）
３０…アンビル
３１…クリンパ
４０…貫通孔（係合受け部、凹部）
４２…凸部（係合部）
５０…端子圧着装置
５１…摺接面
５３…本体
５４…当接部

Claims (3)

1. 芯線を含む電線から露出する前記芯線が載置される底板及び前記底板の側縁から側方に延びるバレル片を有する端子金具の前記底板が載置されるアンビルと、前記アンビルの上方の位置に、前記アンビルに対して上下方向に相対移動可能に配されると共に、前記アンビルと対向する面に前記バレル片と摺接することで前記芯線に巻き付くように前記バレル片を圧着させる摺接面を有するクリンパと、を備え、前記アンビルと前記クリンパとを互いに接近する方向に相対移動させて前記バレル片を前記アンビルと前記クリンパとの間で挟むことにより、前記端子金具に載置された前記芯線に前記バレル片を圧着する端子圧着装置であって、
   前記クリンパは、前記摺接面が形成された本体と、前記本体から前記電線の延びる方向両側に突出すると共に、前記摺接面と交差する方向内方に更に突出して形成されて、前記バレル片が前記芯線に圧着される際に、前記電線の延びる方向について両側から前記バレル片に当接する当接部が設けられており、
   前記摺接面における前記電線の延びる方向の幅寸法は、上下方向について等しく設定されていることを特徴とする端子圧着装置。
2. 前記アンビルのうち前記底板が載置される面には、突出又は陥没されてなると共に、前記底板に形成された係合受け部と凹凸嵌合する係合部が前記電線の延びる方向に間隔を開けて複数並んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の端子圧着装置。
3. 前記係合部は、前記アンビルから上方に突出して形成された凸部であり、前記係合受け部は、前記底板のうち前記アンビルと対向する面に形成された凹部であることを特徴とする請求項２に記載の端子圧着装置。

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