JP5225794B2 - 圧着端子の圧着構造 - Google Patents

Description

本発明は、底板部と、該底板部の両側縁から上方に延長し且つ、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで電線の導体を底板部の上面に密着した状態となるように加締める導体加締片と、を有するオープンバレルタイプの導体圧着部を備えた圧着端子の電線に対する圧着構造に関するものである。

一般に、特許文献１に記載されるように、圧着端子の後端には、断面Ｕ字状の導体圧着部が設けられると共に、その更に後側には被覆加締部が設けられている。従来の圧着端子の導体圧着部は、共通の端子底板部の左右両側縁に、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで、導体を端子底板部の上面に密着状態で加締める一対の導体加締片（バレルとも言われる。）を起立形成したものである。

図５は従来のオープンバレルタイプの圧着端子を電線の導体に対して圧着している状態を示している。この圧着処理を行う前に、電線は、その端末から所定長さで絶縁被覆が剥離され、導体（芯線）の端部が露出するように予備処理されている。

圧着端子２１４の取り付けには、圧着治具としてクリンパ２２１とアンビル２２８が用いられる。このクリンパは、いわゆるＦ型と呼ばれるもので、下端両側２２２、２２３が下方へ突出し、それらの間に圧着端子２１４を受け入れるガイド溝２２４が形成されている。ガイド溝２２４の奥部は、左右対称な円弧２２５を連ねたように切欠き左右の円弧２２５の間に突出部２２７を設けた形状とされている。

クリンパ２２１と対向して下側からアンビル２２８が上昇するようになっており、アンビル２２８の上端はクリンパ２２１のガイド溝２２４内に入り、緩やかな円弧状に形成された上面２２９で、圧着端子２１４の底板部２１８の下面を支持する。クリンパ２２１とアンビル２２８の間で圧着端子２１４を加締めたとき、導体加締片２１６は、ガイド溝２２４に挿入され、円弧２２５に沿って内側に曲がり、それぞれの先端が突き当たった後、突出部２２７にガイドされて、電線の導体２１３に食い込む。これにより、アルファベットの「Ｂ」の文字に似たＢ型の圧着構造（以下、「Ｂ型クリンプ」と言う。）が完成する。
特開昭６３−１９８２６８号公報

ところで、自動車の車内に配索されるワイヤーハーネスには銅電線を使用するのが一般的であり、導電性や強度等の特性（物性）に劣るアルミニウム電線は、使用が困難であり、あまり使われたことがない。しかしながら、近年、車両の軽量化およびそれによる低燃費化と、リサイクル性に鑑みて、アルミニウム電線の使用に関する要望が高まっている。

アルミニウム電線を使用する場合、銅電線との物性に違いにより、従来の端子をそのまま使用すると、問題が生じやすいことが分かってきた。例えば、アルミニウム電線のアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体は、銅電線の銅製の導体よりも強度が低い（小さい）ので、アルミニウム電線の導体に導体圧着部を強く圧着すると、導体に対するダメージが大きく、却って圧着強度が低下するという問題が起きやすい。特に、Ｂ型クリンプを行うと、導体に導体加締片が食い込むことになるので、導体の受けるダメージが大きくなりやすい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、導体に対するダメージを少なくして、電線に対する圧着性能のアップを図ることのできる圧着端子の圧着構造を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る圧着端子の圧着構造は、下記（１）を特徴としている。
（１） 底板部と、該底板部の幅方向の左右両側縁から上方に延設され且つ、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで前記導体を前記底板部の上面に密着した状態となるように加締める複数の導体加締片と、を有する導体圧着部を備えた圧着端子の圧着構造であって、
前記電線は、前記導体としてアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を有するアルミニウム電線であり、
前記導体加締片は、前記導体の長手方向に位置をずらして左右交互に配置され、
前記底板部の上面に前記電線の導体が配置された状態で、前記導体加締片それぞれが前記導体の外周を包み込むようにそれぞれＣ型に曲げられて加締められ、それにより前記導体に前記導体圧着部が圧着され、
前記底板部の上面には、前記導体の長手方向と交差する方向に延びるセレーションが形成され、
前記セレーションは、前記導体加締片の前記導体に接触する接触面にまで延長されており、
前記アルミニウム電線の導体は、複数の素線を撚り合わした撚線により構成され、
前記導体加締片は、前記底板部の左右両側縁のうちの、前記電線の撚り方向と同一の方向に曲げられる当該導体加締片が配置された側に、より多く配置されており、
前記圧着端子の板厚がｔ、前記導体の径がｄ、前記加締め後の導体圧着部の幅寸法Ｃ／Ｗを実現する圧着型の幅寸法が型Ｃ／Ｗである場合、
４ｔ ≦ 型Ｃ／Ｗ ＜ ｄ＋２ｔの条件を満たす、
こと。

上記（１）の構成の圧着構造によれば、各導体加締片を、導体の外周を包み込むようにＣ型に曲げて加締めただけで、導体に食い込ませていないので、導体へのダメージを軽減することができ、安定した機械的接続性能を得ることができる。また、従来のＢ型クリンプに比べて、導体圧着部の幅（Ｃ／Ｗ）を小さくできるので、圧着端子をコネクタに組み付ける際の端子間ピッチの縮小を図ることができ、それによりコネクタの小型化を図ることができる。
また、上記（１）の構成の圧着構造によれば、底板部の導体に接触する上面にセレーションを設けたので、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に対する圧着端子の凝着を促進させることができる。特に、セレーションを、導体加締片の導体に接触する接触面にまで延長させて設けているので、凝着性を一層高めることができる。
また、上記（１）の構成の圧着構造によれば、左右の導体加締片の数を、電線の撚り方向と同一の方向に曲げられる導体加締片が配置される側が多くなるように設定しているので、安定した電気接続性能を得ることができる。即ち、電線の導体が撚線で構成されている場合は、素線間の接触部の酸化被膜の影響が懸念されるが、加締めた際に電線の撚りが締まる側の導体加締片の数を多くしたので、圧着時の素線間の摺動量を多くすることができ、それにより素線表面の酸化被膜の破壊を助長することができて、結果的に安定した電気接続性能を得ることができる。
また、上記（１）の構成の圧着構造によれば、機械的性能を高めながら、圧着端子を電線に圧着することができる。

本発明によれば、圧着端子の導体加締片を電線の導体に食い込ませていないので、導体へのダメージを軽減することができ、安定した圧着性能を得ることができる。また、導体圧着部の幅を小さくできるので、圧着端子をコネクタに組み付ける際の端子間ピッチの縮小を図ることができ、コネクタの小型化に貢献することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１（ａ）は第１実施形態の圧着構造を得るための圧着端子および電線の要部の構成を示す斜視図、図１（ｂ）は前記圧着端子を電線に圧着した後の状態における図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面およびＣ−Ｃ矢視断面に相当する断面図、図１（ｃ）は前記圧着端子を電線に圧着した後の状態における図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面に相当する断面図である。図２（ａ）は同実施形態の要部の寸法の定義内容を示す断面図、図２（ｂ）は同実施形態で使用する圧着型（クリンパとアンビル）の構成図である。

図１（ａ）に示すように、この実施形態に使用される圧着端子１０は、導電性金属製の板体をプレス成形することにより形成されたものであって、その長手方向（以下、この方向を「前後方向」、これと直交する方向を「左右方向」と記述する。）の前端部側に相手方端子と接触して電気的に接続するための電気接続部（図示略）を備えると共に、後端部側に、電線Ｗの先端部の絶縁被覆Ｗｂを除去することにより露出された導体Ｗａを圧着するための導体圧着部１２と、電線Ｗの絶縁被覆Ｗｂを有する部分に加締め付けるための被覆加締部１３と、を備えている。これら図示略の電気接続部と導体圧着部１２と被覆加締部１３は、共通の底板部１１を含むものとして構成されている。

導体圧着部１２は、共通の底板部１１と、該底板部１１の左右両側縁から上方に延長するように起立形成され且つ、接続すべき電線Ｗの導体Ｗａを包み込むように内側に曲げられることで電線Ｗの導体Ｗａを底板部１１の上面に密着した状態となるように加締める３枚の導体加締片２１と、を有する。導体圧着部１２は、圧着端子１０の前端側または後端側から見て断面Ｕ字状になった部分であり、その内面には、圧着端子１０の前後方向と直交する左右方向に延びる複数本のセレーション（即ち、プレスにより線打ちした浅い溝）２５が設けられている。

この場合、底板部１１の左右両側縁から上方に延長した前記導体加締片２１は、電線Ｗの導体Ｗａの長手方向に位置を交互にずらして左右非対称に配置されている。そして、導体加締片２１が配置された位置における底板部１１の導体Ｗａに接触する接触面に、左右方向に延びるようにセレーション２５が設けられ、それらセレーション２５が、左右非対称に配置された導体加締片２１の導体Ｗａに接触する接触面にまで延長されていることにより、左右非対称の長さに形成されている。

また、被覆加締部１３は、底板部１１の左右方向両側縁に、一対の被覆加締片３１を上方に延長するように起立形成した断面Ｕ字状の部分である。導体圧着部１２と被覆加締部１３は、圧着端子１０の前後方向に適当な間隔をおいて配置されている。

このように構成された圧着端子１０をアルミニウム電線に圧着固定することにより、実施形態の圧着構造が得られている。即ち、左右非対称に配置された導体加締片２１の間に電線Ｗの導体Ｗａが配置された状態で、各導体加締片２１が、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、導体Ｗａの外周を包み込むようにそれぞれＣ型に曲げられて加締められており、それにより導体Ｗａに対して導体圧着部１２が圧着されている。図１（ｂ）および（ｃ）中の矢印Ｘ１、Ｘ２は左右の導体加締片２１の曲げ方向をそれぞれ示している。

この場合の電線Ｗの導体Ｗａは、アルミニウム製（ここでいうアルミニウム製には、アルミニウムが１００％である純アルミニウムであるものも含む。）またはアルミニウム合金製の導体であり、本第１実施形態では、導体Ｗａが単線により構成されている。尚、アルミニウム合金の具体例としては、アルミニウムと鉄との合金を挙げることができる。当該アルミニウム合金を採用した場合、アルミニウム製の導体に比べて、延び易く、強度（特に引っ張り強度）を増すことができる。

圧着端子１０の導体圧着部１２を電線Ｗに圧着するには、まず、図２（ｂ）に示すようなクリンパ１０１とアンビル１１０を用意する。この場合のクリンパ１０１は、下端両側１０２が下方へ突出し、それらの間に圧着端子１０を受け入れるガイド溝１０３が形成されたものである。ガイド溝１０３の奥部は、左右連続した円弧１０３ａとなっており、図５のクリンパのように突出部を持っていない。また、クリンパ１０１に対して相対的に昇降するアンビル１１０は、上面１１３が緩やかな凹状の円弧になっている。

圧着に際しては、アンビル１１０の上面１１３に圧着端子１０の底板部１１を載せると共に、露出した導体Ｗａを、導体圧着部１２の左右の導体加締片２１間に位置するように底板部１１上に載せる。そして、クリンパ１０１を下降またはアンビル１１０を上昇させることにより、クリンパ１０１のガイド溝１０３の円弧１０３ａの案内によって、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、導体加締片２１を、導体１０の外周を包み込むように、内側にＣ型に曲げて導体Ｗａに加締め、それにより導体Ｗａに導体圧着部１２を圧着する。また、同様に絶縁被覆Ｗｂが付いた部分に対しては、被覆加締部１３の被覆加締片３１を加締める。このように加締めることにより、図１（ｂ）、（ｃ）に断面を示すような圧着構造が得られる。

ここで、図１（ａ）、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、圧着端子１０の板厚をｔ、アルミニウム電線Ｗの導体Ｗａの径をｄ、加締め後の導体圧着部１２の幅寸法Ｃ／Ｗを実現するクリンパ（圧着型）１０１のガイド溝１０３の幅寸法を型Ｃ／Ｗとした場合、
４ｔ ≦ 型Ｃ／Ｗ ＜ ｄ＋２ｔ
の条件を満たすように導体加締片１２が加締められている。

このように構成した圧着構造によれば、各導体加締片２１を、導体Ｗａの外周を包み込むようにＣ型に曲げて加締めているだけであり、Ｂ型クリンプのように導体Ｗａに食い込ませていないので、導体Ｗａへのダメージを軽減することができ、安定した機械的接続性能を得ることができる。また、従来のＢ型クリンプに比べて、導体圧着部１２の幅Ｃ／Ｗを小さくできるので、圧着端子１０をコネクタに組み付ける際の端子間ピッチの縮小を図ることができ、それによりコネクタの小型化を図ることができる。

また、本実施形態の圧着構造によれば、底板部１１の導体Ｗａに接触する接触面にセレーション２５を設けているので、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体Ｗａに対する圧着端子１０の凝着を促進させることができる。つまり、加締め時の圧着端子１０と導体Ｗａの相対的な摺動により、セレーション２５の角部を導体Ｗａに食いつかせることができ、それにより導体Ｗａの表面の酸化被膜を破りながら、導体の主体であるアルミニウム（またはアルミニウム合金）と圧着端子１０の表面にメッキした錫との凝着性を促進させることができる。特に、セレーション２５が導体加締片２１の導体Ｗａに接触する接触面にまで延長して設けられているので、凝着性を一層高めることができる。

また、本実施形態の圧着構造によれば、電線Ｗの導体Ｗａが単線よりなるため、Ｂ型クリンプのように導体加締片の食い込みが無くても、安定した電気接続性能を得ることができる。即ち、複数の素線を撚り合わせた撚線で導体が構成されている場合は、素線間の接触部が存在するので、素線の表面の酸化被膜を破壊するように導体加締片を導体に食い込ませることが圧着性能の向上に有効であるが、単線の場合は素線間の接触部が存在しないので、導体の外周と端子が単純に接触するＣ型に導体加締片２１が曲げられて加締められてさえいれば、電気接続性能を安定させることができる。

次に本発明の第２実施形態の圧着構造について説明する。図３（ａ）は本発明の第２実施形態で使用する電線の斜視図であり、図３（ｂ）は第２実施形態の圧着構造を得るための圧着端子および電線の要部の構成を示す斜視図である。

この第２実施形態の圧着構造は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、アルミニウム電線Ｗの導体Ｗａが、複数の素線Ｗｃが撚り合わされた撚線Ｗｄより構成されていて、前処理として超音波アルミ半田処理を施されて単線化されたものに対して前記圧着端子１０を圧着固定したものである。それ以外は第１実施形態と全く同様である。

このように、導体Ｗａが撚線Ｗｄで構成されていても、撚線Ｗｄが超音波アルミ半田処理されることによって単線化されている場合は、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。即ち、素線Ｗｃ同士の接触部を無くすことができるので、Ｂ型クリンプのように導体加締片の食い込みが無くても、安定した電気接続性能を得ることができる。

次に本発明の第３実施形態の圧着構造について説明する。図４（ａ）は本発明の第３実施形態の圧着構造を得るための圧着端子および電線の要部の構成を示す斜視図、図４（ｂ）は前記圧着端子を電線に圧着した後の状態における（ａ）のＡ−Ａ矢視断面およびＣ−Ｃ矢視断面に相当する断面図、図４（ｃ）は前記圧着端子を電線に圧着した後の状態における（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面に相当する断面図である。

この第３実施形態の圧着構造は、図４（ａ）に示すように、アルミニウム電線Ｗの導体Ｗａが、複数の素線Ｗｃが撚り合わされた撚線Ｗｄより構成されていて、その導体Ｗａに対して前記圧着端子１０を圧着固定したものである。ここで重要なことは、左右非対称に配置された導体加締片２１の数が、電線Ｗの撚り方向（矢印Ｙ方向）に対して導体加締片２１を加締めた際に撚りが締まる側（つまり、電線の撚り方向と同一の方向に曲げられる導体加締片が配置される側）が多くなるように設定されていることである。

図４に示すように、３枚の導体加締片２１のうち、２枚の導体加締片２１は撚線Ｗｄよりなる導体Ｗａの撚り方向Ｙと同じ方向に加締められ、うち１枚の導体加締片２１は撚線Ｗｄよりなる導体Ｗａの撚り方向Ｙと逆方向に加締められており、撚りが締める側、つまり撚り方向Ｙと同じ方向に加締められる導体加締片２１の数の方が多くなっている。それ以外は第１実施形態と全く同様である。

この第３実施形態の圧着構造によれば、左右の導体加締片２１の数を、電線Ｗの導体Ｗａの撚り方向に対して、圧着した際に電線Ｗの撚りが締まる側が多くなるように設定しているので、安定した電気接続性能を得ることができる。即ち、電線Ｗの導体Ｗａが撚線Ｗｄで構成されている場合は、素線Ｗｃ間の接触部の酸化被膜の影響が懸念されるが、加締めた際に電線Ｗの撚りが締まる側の導体加締片２１の数を多くなっているので、圧着時の素線Ｗｃ間の摺動量を多くすることができ、それにより素線Ｗｃの表面の酸化被膜の破壊を助長することができて、結果的に安定した電気接続性能を得ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

（ａ）は本発明の第１実施形態の圧着構造を得るための圧着端子および電線の要部の構成を示す斜視図、（ｂ）は前記圧着端子を電線に圧着した後の状態における（ａ）のＡ−Ａ矢視断面およびＣ−Ｃ矢視断面に相当する断面図、（ｃ）は前記圧着端子を電線に圧着した後の状態における（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面に相当する断面図である。 （ａ）は同実施形態の要部の寸法の定義内容を示す断面図、（ｂ）は同実施形態で使用する圧着型（クリンパとアンビル）の構成図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態で使用する電線の斜視図、（ｂ）は第２実施形態の圧着構造を得るための圧着端子および電線の要部の構成を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態の圧着構造を得るための圧着端子および電線の要部の構成を示す斜視図、（ｂ）は前記圧着端子を電線に圧着した後の状態における（ａ）のＡ−Ａ矢視断面およびＣ−Ｃ矢視断面に相当する断面図、（ｃ）は前記圧着端子を電線に圧着した後の状態における（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面に相当する断面図である。 従来の圧着構造を説明するための断面図である。

符号の説明

Ｗ 電線
Ｗａ 導体
Ｗｃ 素線
Ｗｄ 撚線
１０ 圧着端子
１２ 導体圧着部
２１ 導体加締片

Claims (1)

1. 底板部と、該底板部の幅方向の左右両側縁から上方に延設され且つ、接続すべき電線の導体を包み込むように内側に曲げられることで前記導体を前記底板部の上面に密着した状態となるように加締める複数の導体加締片と、を有する導体圧着部を備えた圧着端子の圧着構造であって、
   前記電線は、前記導体としてアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を有するアルミニウム電線であり、
   前記導体加締片は、前記導体の長手方向に位置をずらして左右交互に配置され、
   前記底板部の上面に前記電線の導体が配置された状態で、前記導体加締片それぞれが前記導体の外周を包み込むようにそれぞれＣ型に曲げられて加締められ、それにより前記導体に前記導体圧着部が圧着され、
   前記底板部の上面には、前記導体の長手方向と交差する方向に延びるセレーションが形成され、
   前記セレーションは、前記導体加締片の前記導体に接触する接触面にまで延長されており、
   前記アルミニウム電線の導体は、複数の素線を撚り合わした撚線により構成され、
   前記導体加締片は、前記底板部の左右両側縁のうちの、前記電線の撚り方向と同一の方向に曲げられる当該導体加締片が配置された側に、より多く配置されており、
   前記圧着端子の板厚がｔ、前記導体の径がｄ、前記加締め後の導体圧着部の幅寸法Ｃ／Ｗを実現する圧着型の幅寸法が型Ｃ／Ｗである場合、
   ４ｔ ≦ 型Ｃ／Ｗ ＜ ｄ＋２ｔの条件を満たす、
   ことを特徴とする圧着端子の圧着構造。

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