JP5330195B2 - 多段かしめ部を備えた電気端子 - Google Patents

Description

電気デバイスは、一般的には、電気導体（導体や同軸ケーブルアッセンブリ等）及び導電性端子を含む何らかの種類の電気ケーブルアッセンブリを使用して互いに連結される。端子は、一般的には金属製チューブ又はＵ字形状金属であり、導体の周囲にかしめられる。かしめ作用（例えば、クリンプ作用）により、端子を導体の周囲で効果的に再形成し、強固な電気的及び物理的連結部を形成する。多くの場合、電気デバイスの信頼性は、部分的には、端子と導体との間に形成された連結部（かしめ、例えば、クリンプ止め）の品質で決まる。かくして、かしめ（例えば、クリンプ止め）は、電気的連結を提供するばかりでなく、捩じり力及び引っ張り力に対して保護するための機械的連結部を提供する。こうした力は、端子又は導体を損傷し、電気的連結を絶つ場合がある。

最も一般的には、銅製の導体を端子に取り付けるのに、かしめによる連結（例えば、クリンプ止め連結部）が使用されてきた。しかしながら、アルミニウムが安価であり且つ軽量であるため、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成した導体が、銅に対する代替物として普及しつつある。しかしながら、銅に対して一般的に使用されている同じ種類のクリンプ止め連結部は、アルミニウムをベースとした材料では必ずしもうまくいかない。これは、端子及び／又は導体の表面（端子の表面及び導体の表面のうちの少なくとも一方）上に溜まった腐食生成物が電気的接続を妨げ、物理的連結を弱くしてしまうためである。

既知のクリンプ型コネクタは、端子と導体との間を電気的に及び機械的に連結する上で、かしめ作用（例えば、クリンプ作用）の力又は圧力だけを使用する傾向にある。しかしながら、この力は、導体又は端子のいずれかを損傷したり破壊したりし易い。損傷や破壊が起こらないようにするために比較的小さいかしめ力（例えば、クリンプ力）を使用すると、電気的又は機械的連結がシステムの必要に対して不適当になってしまう場合がある。
更に、圧力接触法を使用して端子と導体との間に効果的な電気連結部を形成することは、端子及び導体の表面上の様々な腐食生成物によって妨げられる。

こうした障害を解決するために様々な方法が使用されてきたが、これらのうち、大量生産に成功したものはほとんどなかった。導体を長期間に亘って及び多くの様々な環境因子に対して電気的に安定して接触するには、腐食生成物を破壊して、導体の腐食していない部分を露呈し、端子の表面上の腐食生成物を除去し、導体及び端子の腐食していない部分を、経時変化、温度変化及び他の環境変化に亘って物理的に安定するように、互いに電気的に連結することによって、導体及び端子の両方の表面腐食を解消することが必要とされる。この種の連結は、アルミニウム導体を使用する場合に特に困難である。これは、アルミニウムの硬さが低く、アルミニウム上に形成された腐食生成物がアルミニウムそれ自体よりも遥かに硬いためである。

かくして、導体及び／又は端子（導体及び端子のうちの少なくとも一方）を損傷したり破壊したりすることなく、堅固な電気的及び機械的連結を提供する、腐食による連結部の障害を解消できるコネクタが必要とされている。

ケーブルアッセンブリは、導体にかしめられた又は圧着された（例えば、クリンプ止めした）端子を含む。端子は、互いに間隔が隔てられた複数のかしめ部（例えば、クリンプ部）と、これらの間に配置された移行かしめ部（例えば、移行クリンプ）を有する。

方法は、導体の周囲で端子を変形して、かしめ高さ（例えば、クリンプ高さ）が異なる複数のかしめ部（例えば、クリンプ部）を形成する工程と、導体の周囲で端子を変形し、複数のかしめ部（例えば、クリンプ部）の各々の間に移行かしめ部（例えば、移行クリンプ部）を形成する工程とを含む。移行かしめ部（例えば、移行クリンプ部）のかしめ高さ（例えば、クリンプ高さ）は、複数のクリンプ部の各々と異なる。

図１は、一実施例による多段かしめ部（例えば、多段クリンプ部）を持つ例示のケーブルアッセンブリの斜視図である。

ケーブルアッセンブリは、ワイヤ等の導体にかしめられた（例えば、クリンプ止めした）端子を含む。端子は、互いに間隔が隔てられた複数のかしめ部としての複数のクリンプ部と、これらのクリンプ部間に配置された移行かしめ部としての移行クリンプ部とを含む。これらのクリンプ部の一つが、導体に強くかしめ（例えば、クリンプ止めさ）られており、導体と端子との間の電気的連結を最大にする。もう一つのクリンプ部は、導体の引き出し強度を最大にする。しかしながら、これらの二つのクリンプ部間のかしめ高さとしてのクリンプ高さがいきなり変化することにより、実際には、導体と端子との間の電気的及び／又は物理的連結を減少してしまう可能性がある。従って、移行クリンプ部は、複数のクリンプ間のクリンプ高さのいきなりの変化の影響を最小にし、かくして、導体を端子に電気的及び物理的に強く連結できる。かしめ工具としてのクリンプ止め工具を使用して、ケーブルアッセンブリを形成し、複数のクリンプ部と移行クリンプ部とを形成している。クリンプ止め工具により、端子を導体の周囲で変形させて、複数のクリンプ部と、これらの複数のクリンプ部の各々間の移行クリンプ部とを形成する。移行クリンプ部と複数のクリンプの各々とは、クリンプ高さが異なる。

図１は、多段かしめ部としての多段クリンプ部を持つ例示のケーブルアッセンブリ１０の斜視図である。一つの例示のアプローチでは、ケーブルアッセンブリ１０は、ワイヤ等の導体１４にかしめられた（クリンプ止めし）た端子１２を含む。換言すると、端子１２を導体１４の周囲で変形し、導体１４に対して強固な物理的及び電気的連結を提供する。端子１２は、互いに間隔が隔てられた複数のかしめ部としてのクリンプ部を有する。詳細には、端子１２は、少なくとも、第１クリンプ部（第１かしめ部）１６及び第２クリンプ部（第２かしめ部）１８を形成する。更に、端子１２は、複数のクリンプ部の各々の間に配置された移行クリンプ部（移行かしめ部）２０を形成する。

導体１４は、アルミニウム及びアルミニウムをベースとした材料を含む様々な材料で形成されていてもよい。アルミニウム及びアルミニウムをベースとした導体は酸化物コーティングを形成し、多くの場合、強固な電気的連結部を形成する上で強くクリンプ止めすることが必要とされる。従って、第１クリンプ部１６は、酸化物コーティングを除去し且つ導体１４と端子１２との間の電気的連結を効果的に最大にするため、導体１４の周囲で第２クリンプ部１８及び移行クリンプ部２０よりも強くクリンプ止めされる。端子１２を導体１４に強くクリンプ止めすると、電気的接触が向上するけれども、端子１２と導体１４との間の物理的連結が減少してしまう場合がある。物理的連結の減少というのは、導体１４を端子１２から比較的容易に引き出すことができるということを意味する。換言すると、第１クリンプ部１６は、導体１４の引き出し強度を低下してしまう可能性がある。従って、例示のアプローチでは、第２クリンプ部１８は第１クリンプ部１６よりも緩くクリンプ止めされている。このようにして、第１クリンプ部１６は、端子１２と導体１４との間の電気的接触を最大にし、これと同時に第２クリンプ部１８が端子１２からの導体１４の引き出し強度を効果的に最大にする。第１クリンプ部１６及び第２クリンプ部１８の組み合わせにより、端子１２が導体１４に対して強固な物理的及び電気的連結を持つことができるようにする。 第１クリンプ部１６が導体１４上に第２クリンプ部１８よりも強くクリンプ止めされているため、第１クリンプ部１６のクリンプ高さは、第２クリンプ部１８のクリンプ高さよりも小さい。一実施例では、第１クリンプ部１６のクリンプ高さ（かしめ高さ）は、第２クリンプ部１８のクリンプ高さよりも０．３５ｍｍ小さい。クリンプ高さがこのようにいきなり変化することにより、端子１２に対する導体１４の電気的及び／又は物理的連結を実際に低下させりことができるということは理解されるべきである。換言すると、クリンプ高さの差が大きいと、電気的連結及び／又は端子１２に対する導体１４の引き出し強度が弱くなってしまう。従って、端子１２に対する導体１４の電気的及び／又は物理的連結を犠牲にすることなく、第１クリンプ部１６と第２クリンプ部１８との間のクリンプ高さの差を大きくできるようにするため、移行クリンプ部２０が設けられる。第１クリンプ部１６は、移行クリンプ部２０よりも強く導体１４にクリンプ止めされ、移行クリンプ部２０は、第２クリンプ部１８よりも強く導体１４にクリンプ止めされる。従って、移行クリンプ部２０は、第１クリンプ部１６と第２クリンプ部１８との間に移行部を提供するように形成された所定のクリンプ高さを有する。一つの例示のアプローチでは、移行クリンプ部２０は、第１クリンプ部１６よりも大きく、高さの差は０．３５ｍｍよりも小さい。また、移行クリンプ部２０は、第２クリンプ部１８よりも小さく、高さの差は０．３５ｍｍよりも小さい。 第１クリンプ部１６、第２クリンプ部１８、及び移行クリンプ部２０は、端子１２と一体成形されていてもよいということは理解されるべきである。更に、端子１２は、互いに間隔が隔てられた任意の数のクリンプ部を含み、これらのクリンプ部間に追加の移行クリンプ部２０が配置されていてもよいということは理解されるべきである。更に、本明細書中に説明したように第１クリンプ部１６、第２クリンプ部１８、及び移行クリンプ部２０を持つ端子１２は、とりわけ米国自動車研究協議会(United States Council for Automotive Research:USCAR) 等の様々な産業品質規格を満たすことができるということは理解されるべきである。例えば、本明細書中に開示したケーブルアッセンブリ１０は、クリンプ部の有効性の仕様であるＵＳＣＡＲ２１の要件と、現場相関寿命試験(field correlated life test)であるＵＳＣＡＲ２０の要件を満たす。

かしめ工具としてのクリンプ止め工具（図示せず）を使用して、端子１２を導体１４の周囲で変形させ、第１クリンプ部１６及び第２クリンプ部１８を形成でき、詳細には、各クリンプ部のクリンプ高さが異なるように端子１２をかしめる（クリンプ止めする）ことができる。更に、クリンプ止め工具は、第１クリンプ部１６と第２クリンプ部１８との間に移行クリンプ部２０を形成するように、端子１２を導体１４の周囲で変形してもよい。その結果、ケーブルアッセンブリ１０は、第１クリンプ部１６、第２クリンプ部１８、及び移行クリンプ部２０の各々のクリンプ高さが異なる端子１２を含む。様々なクリンプ高さを形成するため、クリンプ止め工具は、第１クリンプ部１６が第２クリンプ部１８及び移行クリンプ部２０よりも強く、移行クリンプ部２０が第２クリンプ部１８よりも強く、導体１４にクリンプ止めされるように、端子１２をクリンプ止めしなければならない。クリンプ止め工具は、第１クリンプ部１６、第２クリンプ部１８、及び移行クリンプ部２０が同時に形成されるような形体を持つように構成されていてもよい。換言すると、端子１２は、二回又はそれ以上の別々のクリンプ止め作用で変形される代わりに、クリンプ止め工具によって一回の作用で変形されてもよい。更に、クリンプ止め工具は、間に移行クリンプ部２０を置いた二つ以上のクリンプ部を持つように端子１２を変形してもよいということは理解されよう。従って、クリンプ工具は、任意の数のクリンプ部及び移行クリンプ部２０を端子１２に形成してもよい。

端子１２をダブルノッチ端子（即ち、端子１２は、クリンプ部の頂部に二つの「ウィンドウ」を有する）として示したが、端子１２は、その代わりに、ノッチを０個、１個、又はこれ以外の任意の数で備えていてもよい。

以上の説明は例示を意図したものであって、限定を意図したものではない。当業者は、以上の説明を読むことにより、上述の例以外の多くの変形例のアプローチ又は用途が明らかになるであろう。本発明の範囲は、以上の説明を参照して決定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びこのような特許請求の範囲の範疇の全ての均等物の範囲を参照して決定されるべきである。将来、本明細書中に論じた技術において開発が行われ、開示のシステム及び方法は、このような将来の例に組み込まれると考えられる。要するに、本発明は、変形及び変更を行うことができ、以下の特許請求の範囲のみによって限定されるということは理解されるべきである。

特定的に図示し且つ説明した上述の実施例は、最良の態様の例示に過ぎない。特許請求の範囲を実施する上で、以下の特許請求の範囲に定義した精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書中に説明した実施例に対する様々な変更を使用してもよいということは当業者には理解されるべきである。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義しようとするものであり、これらの特許請求の範囲の範疇の方法及び装置、及びそれらの均等物は、特許請求の範囲に含まれる。この説明は、本明細書中に説明したエレメントの全ての新規な及び自明でない組み合わせを含むものと理解されるべきであり、本願及び後の出願の特許請求の範囲が、これらのエレメントの任意の新規な及び自明でない組み合わせに対して提供されるかもしれない。更に、上述の実施例は例示であって、本願及び後の出願で特許請求される全ての可能な組み合わせに対して重要な単一の特徴又はエレメントはない。

特許請求の範囲で使用した全ての用語には、これに反する明らかな表記がない限り、それらの用語の最も広い妥当な構造及び当業者によって理解されるそれらの通常の意味が与えられている。詳細には、「前記」等により単数であることが示されたものであっても、単数であることが特許請求の範囲に明快に記載されていない限り、一つ又はそれ以上の表記のエレメントがあるものと読まれるべきである。

１０ ケーブルアッセンブリ
１２ 端子
１４ 導体
１６ 第１クリンプ部（第１のかしめ部）
１８ 第２クリンプ部（第２のかしめ部）
２０ 移行クリンプ部（移行かしめ部）

Claims (11)

1. ケーブルアッセンブリ（１０）であって、
   導体（１４）と、
   前記導体（１４）にかしめられた端子（１２）とを含み、
   前記端子（１２）は、互いに間隔が隔てられた複数のかしめ部（１６、１８）と、これらのかしめ部間に配置された移行かしめ部（２０）を有し、
   前記複数のかしめ部のうちの少なくとも一つのかしめ部（１６）は、前記導体（１４）に、前記複数のかしめ部のうちの別のかしめ部（１８）よりも強くかしめられることによって、前記導体（１４）と前記端子（１２）との間の電気的連結を最大にし、
   前記複数のかしめ部のうちの少なくとも一つの別のかしめ部（１８）は、前記導体（１４）の前記端子（１２）からの引き出し強度を最大にし
   前記複数のかしめ部のうちの一つのかしめ部（１６）は、前記導体（１４）に、前記移行かしめ部（２０）よりも強くかしめられており、
   前記移行かしめ部（２０）は、前記導体（１４）に、前記複数のかしめ部のうちの別のかしめ部（１８）よりも強くかしめられており、
   前記少なくとも一つのかしめ部（１６）と前記別のかしめ部（１８）と前記移行かしめ部（２０）の３つのかしめ部（１６、１８、２０）の全てが、前記導体（１４）にかしめられている、ケーブルアッセンブリ（１０）。
2. 請求項１に記載のケーブルアッセンブリ（１０）において、
   前記複数のかしめ部（１６、１８）及び前記移行かしめ部（２０）は、前記端子（１２）と一体的に成形されている、ケーブルアッセンブリ（１０）。
3. 請求項１に記載のケーブルアッセンブリ（１０）において、
   前記移行かしめ部（２０）は、前記複数のかしめ部（１６、１８）の各々の間に移行部を設けるように形成された所定のかしめ高さを有する、ケーブルアッセンブリ（１０）。
4. 請求項１に記載のケーブルアッセンブリ（１０）において、
   前記複数のかしめ部のうちの一つのかしめ部（１６）のかしめ高さは、前記複数のかしめ部のうちの別のかしめ部（１８）のかしめ高さよりも約０．３５ｍｍ小さい、ケーブルアッセンブリ（１０）。
5. 請求項１に記載のケーブルアッセンブリ（１０）において、
   前記導体（１４）は、アルミニウム又はアルミニウムをベースとした材料を含む、ケーブルアッセンブリ（１０）。
6. 請求項１に記載のケーブルアッセンブリ（１０）において、
   前記端子（１２）は、ＵＳＣＡＲ２１の要件を満たす、ケーブルアッセンブリ（１０）。
7. 請求項１に記載のケーブルアッセンブリ（１０）において、
   前記端子（１２）は、ＵＳＣＡＲ２０の要件を満たす、ケーブルアッセンブリ（１０）。
8. 端子（１２）を導体（１４）の周囲で変形させて、かしめ高さが異なる複数のかしめ部（１６、１８）を形成する工程と、
   前記端子（１２）を前記導体（１４）の周囲で変形させ、前記複数のかしめ部（１６、１８）の各々とかしめ高さが異なる移行かしめ部（２０）を前記複数のかしめ部（１６、１８）間に形成する工程とを含み、
   前記複数のかしめ部（１６、１８）のうちの少なくとも一つのかしめ部（１６）が、前記複数のかしめ部（１６、１８）のうちの一つのかしめ部（１６）が前記複数のかしめ部（１６、１８）のうちの別のかしめ部（１８）よりも前記導体（１４）に強くかしめられることによって、前記導体（１４）と前記端子（１２）との間の電気的接触を最大にし、
   前記複数のかしめ部（１６、１８）のうちの別のかしめ部（１８）が、前記導体（１４）の前記端子（１２）からの引き出し強度を最大にし、
   前記端子（１２）を変形させて前記複数のかしめ部（１６、１８）を形成する工程は、前記複数のかしめ部（１６、１８）のうちの一つかしめ部（１６）が前記移行かしめ部（２０）よりも前記導体（１４）に強くかしめられるように、前記端子（１２）をかしめる工程を含み、
   前記端子（１２）を変形させて前記移行かしめ部（２０）を形成する工程は、前記移行かしめ部（２０）が前記複数のかしめ部（１６、１８）のうちの別のかしめ部（１８）よりも前記導体（１４）に強くかしめられるように、前記端子（１２）をかしめる工程を含み、
   前記少なくとも一つのかしめ部（１６）と前記別のかしめ部（１８）と前記移行かしめ部（２０）の３つのかしめ部（１６、１８、２０）の全てが、前記導体（１４）にかしめられている、方法。
9. 請求項８に記載の方法において、
   前記端子（１２）を変形させて前記複数のかしめ部（１６、１８）を形成する工程は、前記複数のかしめ部（１６、１８）のうちの一つのかしめ部のかしめ高さが、前記複数のかしめ部（１６、１８）のうちの別のかしめ部のかしめ高さよりも約０．３５ｍｍ小さいようにかしめを行う工程を含む、方法。
10. 請求項８に記載の方法において、
    前記導体（１４）は、アルミニウム又はアルミニウムをベースとした材料を含む、方法。
11. 請求項８に記載の方法において、
    前記端子（１２）を変形させて前記複数のかしめ部（１６、１８）を形成する工程は、前記端子（１２）を変形させて前記移行かしめ部（２０）を形成する工程と同時に行われる、方法。

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