JP5601926B2

JP5601926B2 - 圧着端子

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Publication number: JP5601926B2
Application number: JP2010176147A
Authority: JP
Inventors: 雅則大沼; 幸祐竹村
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-08-05
Also published as: US8814611B2; EP2602873B1; CN103069651B; EP2602873A1; CN103069651A; WO2012017800A1; EP2602873A4; US20130143454A1; JP2012038493A

Description

本発明は、例えば、自動車の電装系に使用される断面Ｕ字状の導体圧着部を有したオープンバレルタイプの圧着端子に関する。

図７は、例えば特許文献１に記載された従来の圧着端子の構成を示す斜視図である。

この圧着端子１０１は、端子の長手方向（接続する電線の導体の長手方向でもある）の前部に、相手コネクタ側の端子に接続される電気接続部１１０を備え、その後部に、電線（図示略）の端末の露出した導体に加締められる導体圧着部１１１を備え、さらにその後部に、電線の絶縁被覆の付いた部分に加締められる被覆加締部１１２を備えている。また、電気接続部１１０と導体圧着部１１１の間に、それらの間を繋ぐ第１の繋ぎ部１１３を備え、導体圧着部１１１と被覆加締部１１２の間に、それらの間を繋ぐ第２の繋ぎ部１１４を備えている。

導体圧着部１１１は、底板１１１Ａと、該底板１１１Ａの左右両側縁から上方に延設されて該底板１１１Ａの内面上に配された電線の導体を包むように加締められる一対の導体加締片１１１Ｂ、１１１Ｂと、で断面略Ｕ字状に形成されている。また、被覆加締部１１２は、底板１１２Ａと、該底板１１２Ａの左右両側縁から上方に延設されて該底板１１２Ａの内面上に配された電線（絶縁被覆の付いた部分）を包むように加締められる一対の被覆加締片１１２Ｂ、１１２Ｂと、で断面略Ｕ字状に形成されている。

また、導体圧着部１１１の前後の第１の繋ぎ部１１３および第２の繋ぎ部１１４は、共に、底板１１３Ａ、１１４Ａと、該底板１１３Ａ、１１４Ａの左右両側縁から上方に起立した低背の側板１１３Ｂ、１１４Ｂと、で断面Ｕ字状に形成されている。

そして、前部の電気接続部１１０の底板（図示略）から最後部の被覆加締部１１２までの範囲の底板（第１の繋ぎ部１１３の底板１１３Ａ、導体圧着部１１１の底板１１１Ａ、第２の繋ぎ部１１４の底板１１４Ａ、被覆加締部１１２の底板１１２Ａ）が、１枚の帯板状に連続して形成されている。また、第１の繋ぎ部１１３の低背の側板１１３Ｂの前後端は、電気接続部１１０の側板（符号省略）の後端および導体圧着部１１１の導体加締片１１１Ｂの前端の各下半部にそれぞれ連続し、第２の繋ぎ部１１４の低背の側板１１４Ｂの前後端は、導体圧着部１１１の導体加締片１１１Ｂの後端および被覆加締部１１２の被覆加締片１１２Ｂの前端の各下半部にそれぞれ連続している。

また、導体圧着部１１１の内面１１１Ｒ及び外面１１１Ｓのうち、電線の導体に接する側の内面１１１Ｒには、電線の導体の延びる方向（端子長手方向）と直交する方向に延びる複数本の凹溝状のセレーション１２０が設けられている。

図８は導体圧着部１１１の内面に形成されたセレーション１２０の詳細図であり、図８（ａ）は導体圧着部１１１を展開して示す平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図８（ｃ）は図８（ｂ）のＣ部の拡大図である。

凹溝状のセレーション１２０の断面形状は矩形状か逆台形状になっており、内底面１２０Ａは、導体圧着部１１１の外面１１１Ｓとほぼ平行に形成されている。また、内側面１２０Ｂと内底面１２０Ａの交わる内隅部１２０Ｃは、平面と平面が交わる角張った部分として形成され、内側面１２０Ｂと導体圧着部１１１の内面１１１Ｒの交わる孔縁１２０Ｄはエッジとして形成されている。

このようなセレーション１２０を持った導体圧着部１１１は、一般的に、図９に示すように、凹溝状のセレーション１２０に対応した位置に凸部２２０を有した金型２００（これは、実際にはプレス金型の上型に組み付けられるセレーションコマと呼ばれるものである）を用いてプレス加工により作製されている。

また、この場合の金型２００は、図１０に示すように、凸部２２０が直線状のものであるので、回転砥石２５０を用いてブロック２１０の上面に研削加工を施すことで製作されている。図１１はその金型２００の外観を示している。

このように構成された圧着端子１０１の導体圧着部１１１を電線の端末の導体に圧着するには、図示しない下型（アンビル）の載置面（上面）上に圧着端子１０１を載せると共に、電線の導体を導体圧着部１１１の導体加締片１１１Ａ間に挿入し、底板１１１Ａの上面に載せる。そして、上型（クリンパ）を下型に対して相対的に下降させることにより、上型の案内斜面で導体加締片１１１Ｂの先端側を徐々に内側に倒して行く。

そして、さらに上型（クリンパ）を下型に対して相対的に下降させることにより、最終的に、上型の案内斜面から中央の山形部に連なる湾曲面で、導体加締片１１１Ｂの先端を導体側に折り返すように丸めて、導体加締片１１１Ｂの先端同士を擦り合わせながら導体に食い込ませることにより、導体を包むように導体加締片１１１Ｂを加締める。

以上の操作により、圧着端子１０１の導体圧着部１１１を電線の導体に圧着によって接続することができる。なお、被覆加締部１１２についても同様に、下型と上型を用いて被覆加締片１１２Ｂを内側に徐々に曲げて行き、被覆加締片１１２Ｂを電線の絶縁被覆の付いた部分に加締める。こうすることにより、圧着端子１０１を電線に電気的および機械的に接続することができる。

このような加締めによる圧着を行った際、加圧力により電線の導体は、導体圧着部１１１の内面のセレーション１２０の中に塑性変形しながら入り込み、それにより、圧着端子１０１と電線の接合が強化される。

特開２００９−２４５６９５号公報（図１）

ところで、上述した従来の圧着端子１０１では、導体圧着部１１１の内面１１１Ｒに、電線の延びる方向に直交する凹溝状のセレーション１２０が設けられていたが、必ずしも十分な接触導通性が得られないことがあった。

すなわち、導体圧着部１１１を電線の導体に圧着させた際には、押圧力により流動する導体の表面とセレーションの孔縁とが擦れ合ったり、セレーションの中に入り込む導体の表面とセレーションの内側面とが擦れ合ったりすることで、導体の表面の酸化皮膜が剥ぎ取られて、露出した新生面が端子と接触導通する。この点、従来のセレーション１２０は直線状のものであるため、電線の導体が端子の長手方向に流動する場合には有効性を発揮するものの、それ以外の方向への導体の伸びに対してはあまり有効性を発揮することができなかった。そのため、必ずしも十分い高い接触導通性が得られないことがあった。

そこで、本出願人は、導体圧着部の内面にセレーションとして、多数の小円形の凹部を互いに離間した状態で点在するように設けた圧着端子を開発した。この圧着端子によれば、次のような効果を得ることができると考えられる。

すなわち、この圧着端子を使用して導体圧着部を電線の導体に圧着させた場合、導体圧着部の内面にセレーションとして設けられた小円形の各凹部の中に電線の導体が塑性変形しながら入り込むことで、端子と導体の接合を強化することができる。その際、押圧力により流動する導体の表面と各凹部の孔縁とが擦れ合ったり、凹部の中に入り込む導体の表面と凹部の内側面とが擦れ合ったりすることで、導体の表面の酸化皮膜が剥ぎ取られて、露出した新生面が端子と接触導通する。しかも、この圧着端子では、多数の小円形の凹部が点在するように設けられていることにより、導体の伸び方向に拘わらず、凹部の孔縁のトータル長が酸化皮膜を削り取る上で有効性を発揮する。従って、従来の電線の導体の延びる方向に交差する直線状のセレーションを設けた圧着端子よりも、新生面の露出による接触導通効果を高めることができる。

しかしながら、多数の小円形の凹部を導体圧着部の内面にセレーションとして形成するようにした場合でも、まだ、端子と導体の接触導通性を高める上で改善の余地があることが分かってきた。

すなわち、端子の圧着時には、プレス圧力によって電線の導体が前後方向に伸びると同時に端子も前後方向に伸びる。端子の伸びは、主に小円形の各凹部の底面部分で大きく生じることが分かっている。これは、凹部の底面部分は肉厚が薄くなっているからである。このように端子が伸びると、圧着前の凹部の形状を剛性が一番大きく発揮される真円に近い形状に形成しておいても、前後方向に長い長円形に変形してしまうことが分かった。そうなると、凹部の孔縁による導体への接触圧力が低下してしまい、結果的に、端子と導体の接触導通性が低下する。

本発明は、上記事情を考慮し、導体との接触導通性をより一段と高めることができる圧着端子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明の圧着端子は、端子長手方向の前部に電気接続部が設けられ、該電気接続部の後部に、電線の端末の導体に圧着して接続される導体圧着部が設けられ、該導体圧着部が、底板と、該底板の左右両側縁から上方に延設されて該底板の内面上に配された前記導体を包むように加締められる一対の導体加締片と、で断面略Ｕ字状に形成されると共に、前記導体圧着部の内面に凹状のセレーションが設けられた圧着端子において、前記凹状のセレーションとして、前記導体圧着部の内面に、多数の小円形の凹部が互いに離間した状態で点在するように設けられ、前記各凹部が、前記導体圧着部が前記電線の導体に圧着された後の状態において真円形に近い形状となるように、圧着前の状態において、短径方向を前後方向に向けると共に長径方向を前後方向と直交する方向に向けた姿勢の長円形状に形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の圧着端子であって、前記長円形状の凹部の短径と長径の比率が１：１．７〜２．３とされていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、導体圧着部の圧着後の状態において、セレーションとして設けられた凹部が、剛性の高い真円形に近い形状になるので、剛性アップにより、凹部の孔縁と導体の接触圧力が高まり、その結果、導体の酸化皮膜の剥離性が促進されて、新生面の面積が増え、端子と導体の接触導通性が高く維持される。また、真円形状と違って長円形状の場合、前後方向に短径側が並ぶことにより、凹部の配置個数を前後方向に増やすことができるので、全凹部の孔縁のトータル長を増やすことができ、その点からも新生面の面積増加に寄与することができて、端子と導体の接触導通性の向上が図れる。

請求項２の発明によれば、短径と長径の比率を１：１．７〜２．３としたので、適度なプレスをかけて圧着した場合に、端子と導体の接触導通性を最も向上させることができる。

本発明の第１及び第２実施形態の圧着端子に共通の全体構成を示す斜視図である。本発明の第１実施形態の圧着端子の導体圧着部の構成を示す図で、（ａ）は圧着前の状態を示す展開平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視部分の圧着前と圧着後の状態を示す断面図である。本発明の第２実施形態の圧着端子の導体圧着部の構成を示す図で、（ａ）は圧着前の状態を示す展開平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視部分の圧着前と圧着後の状態を示す断面図である。本発明の実施形態に対する比較例の圧着端子の導体圧着部の構成を示す図で、（ａ）は圧着前の状態を示す展開平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視部分の圧着前と圧着後の状態を示す断面図である。セレーションとして設けられた小円形の凹部の圧着前と圧着後の形状の違いを示す断面図で、（ａ）は第１実施形態の場合、（ｂ）は第２実施形態の場合、（ｃ）は比較例の場合を示す図である。前記導体圧着部を電線の導体に圧着した部分の縦断面図である。従来の圧着端子の構成を示す斜視図である。同従来の圧着端子の導体圧着部の圧着前の状態を示す図で、（ａ）は展開平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ部の拡大図である。同従来の圧着端子のセレーションをプレス加工している状態を示す断面図である。図９のプレス加工時に使用するプレス金型に、セレーション加工用の凸部を研削加工によって形成している様子を示す側面図である。図１０の加工を経て作製したプレス金型の外観斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１及び第２実施形態の圧着端子に共通の全体構成を示す斜視図、図２は本発明の第１実施形態の圧着端子の導体圧着部の構成を示す図で、図２（ａ）は圧着前の状態を示す展開平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視部分の圧着前と圧着後の状態を示す断面図、図３は本発明の第２実施形態の圧着端子の導体圧着部の構成を示す図で、図３（ａ）は圧着前の状態を示す展開平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ矢視部分の圧着前と圧着後の状態を示す断面図、図４は本発明の実施形態に対する比較例の圧着端子の導体圧着部の構成を示す図で、図４（ａ）は圧着前の状態を示す展開平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ矢視部分の圧着前と圧着後の状態を示す断面図である。

図１に示すように、第１、第２実施形態の圧着端子１、１Ｂは、雌型のもので、端子の長手方向（接続する電線の導体の長手方向つまり電線の延びる方向でもある）の前部に、相手コネクタ側の雄端子に接続されるボックス型の電気接続部１０を備え、その後部に、電線Ｗの端末の露出した導体Ｗａ（図６参照）に加締められる導体圧着部１１を備え、さらにその後部に、電線Ｗの絶縁被覆の付いた部分に加締められる被覆加締部１２を備えている。また、電気接続部１０と導体圧着部１１の間に、それらの間を繋ぐ第１の繋ぎ部１３を備え、導体圧着部１１と被覆加締部１２の間に、それらの間を繋ぐ第２の繋ぎ部１４を備えている。

導体圧着部１１は、底板１１Ａと、該底板１１Ａの左右両側縁から上方に延設されて該底板１１Ａの内面上に配された電線Ｗの導体Ｗａを包むように加締められる一対の導体加締片１１Ｂ，１１Ｂと、で断面略Ｕ字状に形成されている。また、被覆加締部１２は、底板１２Ａと、該底板１２Ａの左右両側縁から上方に延設されて該底板１２Ａの内面上に配された電線（絶縁被覆の付いた部分）を包むように加締められる一対の被覆加締片１２Ｂ、１２Ｂと、で断面略Ｕ字状に形成されている。

また、導体圧着部１１の前後の第１の繋ぎ部１３および第２の繋ぎ部１４は、共に、底板１３Ａ、１４Ａと、該底板１３Ａ、１４Ａの左右両側縁から上方に起立した低背の側板１３Ｂ、１４Ｂと、で断面Ｕ字状に形成されている。

そして、前部の電気接続部１０の底板（図示略）から最後部の被覆加締部１２までの範囲の底板（第１の繋ぎ部１３の底板１３Ａ、導体圧着部１１の底板１１Ａ、第２の繋ぎ部１４の底板１４Ａ、被覆加締部１２の底板１２Ａ）が、１枚の帯板状に連続して形成されている。また、第１の繋ぎ部１３の低背の側板１３Ｂの前後端は、電気接続部１０の側板（符号省略）の後端および導体圧着部１１の導体加締片１１Ｂの前端の各下半部にそれぞれ連続し、第２の繋ぎ部１４の低背の側板１４Ｂの前後端は、導体圧着部１１の導体加締片１１Ｂの後端および被覆加締部１２の被覆加締片１２Ｂの前端の各下半部にそれぞれ連続している。

また、図２及び図３に示すように、導体圧着部１１が電線Ｗの導体Ｗａに圧着される前の状態において、導体圧着部１１の内面１１Ｒ及び外面１１Ｓのうち、電線Ｗの導体Ｗａに接する側の内面１１Ｒには、凹状のセレーションとして、多数の小円形の凹部２０、２２が互いに離間した状態で、千鳥状に点在するように設けられている。

但し、第１実施形態の圧着端子１では、図２に示すように、各凹部２０が、圧着後の状態において真円形に近い形状となるように、圧着前の状態において、短径方向を前後方向に向けると共に長径方向を前後方向と直交する方向に向けた姿勢の楕円形（長円形状）に形成されている。

また、第２実施形態の圧着端子１Ｂでは、図３に示すように、各凹部２２が、圧着後の状態において真円形に近い形状となるように、圧着前の状態において、短径方向を前後方向に向けると共に長径方向を前後方向と直交する方向に向けた姿勢の角丸長方形（長円形状）に形成されている。

この場合、長円形状の凹部２０、２２の短径と長径の比率は、１：１．７〜２．３に設定されている。

一方、比較例の圧着端子１Ｃでは、図４に示すように、各凹部２０が、圧着前の状態において真円形状に形成されている。

これらの圧着端子１、１Ｂ、１Ｃの導体圧着部１１を電線の端末の導体に圧着するには、図６に示すように、下型（アンビル）５０１の載置面（上面）上に圧着端子１、１Ｂ、１Ｃを載せると共に、電線Ｗの端末の導体Ｗａを導体圧着部１１の導体加締片１１Ｂ間に挿入し、底板１１Ａの上面（内面１１Ｒ）に載せる。そして、上型（クリンパ）５０２を下型に対して相対的に下降させることにより、上型の案内斜面で導体加締片１１Ｂの先端側を徐々に内側に倒して行く。

そして、さらに上型５０２を下型５０１に対して相対的に下降させることにより、最終的に、上型５０２の案内斜面から中央の山形部に連なる湾曲面で、導体加締片１１Ｂの先端を導体側に折り返すように丸めて、導体加締片１１Ｂの先端同士を擦り合わせながら導体Ｗａに食い込ませることにより、導体Ｗａを包むように導体加締片１１Ｂを加締める。この圧着の際に、導体圧着部１１の前後方向の両端には、ベルマウス１１Ｅと呼ばれるテーパ状の部分が、導体Ｗａに対するダメージを和らげるために作られる。

以上の操作により、圧着端子１、１Ｂ、１Ｃの導体圧着部１１を電線Ｗの導体Ｗａに圧着によって接続することができる。なお、被覆加締部１２についても同様に、下型と上型を用いて被覆加締片１２Ｂを内側に徐々に曲げて行き、被覆加締片１２Ｂを電線Ｗの絶縁被覆の付いた部分に加締める。こうすることにより、圧着端子１を電線Ｗに電気的および機械的に接続することができる。

上記の第１実施形態及び第２実施形態の圧着端子１、１Ｂによれば、次の効果を得ることができる。

すなわち、圧着端子１、１Ｂを使用して導体圧着部１１を電線Ｗの導体Ｗａに圧着させた場合、導体圧着部１１の内面１１Ｒにセレーションとして設けられた小円形の各凹部２０、２２の内部に電線Ｗの導体Ｗａが塑性変形しながら入り込むことで、圧着端子１、１Ｂと導体Ｗａの接合が強化される。その際、押圧力により流動する導体Ｗａの表面と各凹部２０、２２の孔縁２０Ｄ、２２Ｄとが擦れ合ったり、凹部２０、２２の中に入り込む導体Ｗａの表面と凹部２０、２２の内側面２０Ｂ、２２Ｂが擦れ合ったりすることで、導体Ｗａの表面の酸化皮膜が剥ぎ取られて、露出した新生面が圧着端子１、１Ｂと接触導通する。

特に、圧着端子１、１Ｂでは、多数の小円形の凹部２０、２２がセレーションとして設けられているので、導体Ｗａの伸び方向に拘わらず、凹部２０、２２の孔縁２０Ｄ、２２Ｄのトータル長が酸化皮膜を削り取る上で有効性を発揮する。従って、従来例のように電線Ｗの導体Ｗａの延びる方向に交差する直線状のセレーションが設けられている場合よりも、新生面の露出による接触導通効果を高めることができる。

また、導体圧着部１１の圧着後の状態において、セレーションとして設けられた凹部２０、２２が、剛性の高い真円形に近い形状に変形するので、剛性アップにより、凹部２０、２２の孔縁と導体Ｗａの接触圧力が高まり、その結果、導体Ｗａの酸化皮膜の剥離性が促進されて、新生面の面積が増え、圧着端子１、１Ｂと導体Ｗａの接触導通性が高く維持される。特に、長円形状の凹部２０、２２の短径と長径の比率を１：１．７〜２．３としているので、適度なプレスをかけて圧着した場合に、圧着端子１と導体Ｗａの接触導通性を最も向上させることができる。

また、真円形状と違って長円形状の場合、図２（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）を比べてみると分かるように、前後方向に短径側が並ぶことにより、凹部２０、２２の配置個数を前後方向に増やすことができるので、全凹部２０、２２の孔縁のトータル長を増やすことができ、その点からも新生面の面積増加に寄与することができて、圧着端子１、１Ｂと導体Ｗａの接触導通性の向上が図れる。

なお、導体圧着部１１を電線Ｗの導体Ｗａに圧着させた場合、導体Ｗａや導体圧着部１１は、図６に示す中央部ＣＯではあまり伸びないが、その両側ＣＦ、ＣＲの領域でよく伸びるので、その領域に配置された凹部２０、２２だけを長円形状に形成しておいてもよい。

また、前記実施形態においては、圧着端子１、１Ｂはボックス型の電気接続部１０を有する雌端子金具としたが、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圧着端子とすることができる。

１，１Ｂ圧着端子
１０電気接続部
１１導体圧着部
１１Ａ底板
１１Ｂ導体加締片
１１Ｒ内面
２０，２２小円形の凹部
Ｗ電線
Ｗａ導体

Claims

端子長手方向の前部に電気接続部が設けられ、該電気接続部の後部に、電線の端末の導体に圧着して接続される導体圧着部が設けられ、該導体圧着部が、底板と、該底板の左右両側縁から上方に延設されて該底板の内面上に配された前記導体を包むように加締められる一対の導体加締片と、で断面略Ｕ字状に形成されると共に、前記導体圧着部の内面に凹状のセレーションが設けられた圧着端子において、
前記凹状のセレーションとして、前記導体圧着部の内面に、多数の小円形の凹部が互いに離間した状態で点在するように設けられ、前記各凹部が、前記導体圧着部が前記電線の導体に圧着された後の状態において真円形に近い形状となるように、圧着前の状態において、短径方向を前後方向に向けると共に長径方向を前後方向と直交する方向に向けた姿勢の長円形状に形成されていることを特徴とする圧着端子。
請求項１に記載の圧着端子であって、
前記長円形状の凹部の短径と長径の比率が１：１．７〜２．３とされていることを特徴とする圧着端子。