JP5737090B2 - 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。

自動車等で使用される被覆電線の端末には、端子金具が取り付けられている。この種の端子金具は、具体的には、前記被覆電線の絶縁層から露出した複数本の素線からなる撚り線（芯線）の先端に取り付けられるものであり、相手側の端子や電極等と電気的に接続される。

このような端子金具としては、特許文献１に示されるような、クローズドバレル型のものが知られている。このクローズドバレル型の端子金具は、前記被覆電線の撚り線が挿入される円筒状の部分（バレル部）を有している。前記端子金具は、この円筒状の部分が前記撚り線を囲んだ状態でかしめられて（圧縮変形されて）、前記被覆電線に取り付けられる。クローズドバレル型の端子金具は、一般的なオープンバレル型の端子金具と比べて、バレル部（円筒状の部分）の強度を充分に確保できる等の利点を有しており、汎用されている。

特開２００３−８６２５９号公報

しかしながら、前記被覆電線の撚り線を構成する素線の本数（撚り本数）が多い場合（特に、撚り線全体が太い場合）、クローズドバレル型の端子金具を、その撚り線の中央付近にある素線に対して、直接、接触させることが難しい。そのため、各素線間に、ある程度の接触抵抗が生じてしまうと、前記端子金具と前記撚り線との間の導通不良が発生する虞があり、問題となっている。特に、各素線がアルミニウム製の素線からなる場合、各素線の表面に接触抵抗の原因となる酸化被膜が形成され易いため、問題となっている。

本発明の目的は、導通不良の発生が抑制されたクローズドバレル型の端子金具を提供することである。

本発明に係る端子金具は、一端が閉塞し他端が開口した円筒状の胴体部と、前記胴体部の内周面に対して間隔を保った状態で、前記胴体部の閉塞した前記一端側から開口した前記他端側に向かって延びる棒状の心棒部と、を備える。

前記端子金具において、前記心棒部の先端が、先細り形状をなしてもよい。前記心棒部の先端が、先細り形状をなしていると、前記端子金具の前記導体部内に、複数本の素線からなる電線の芯線を挿入し易くなる。

前記端子金具において、前記心棒部が、円柱状をなしてもよい。このような、円柱状をなす心棒部は、フライス盤を利用して形成し易い。そのため、このような心棒部を備えた端子金具は、加工し易く、量産性に優れる。

前記端子金具において、前記心棒部が、多角柱状をなしてもよい。前記心棒部が多角柱状であると、その周りには、縁（エッジ）部分が形成されることになる。例えば、心棒部が六角注状であれば、６個の縁部が形成されることになる。このような心棒部を備えた端子金具に、電線の芯線を挿入すると、その挿入時に、前記縁部分が芯線と接触することによって、部分的に削り取られることになる。そのため、心棒部が多角柱状であると、端子金具と電線の芯線との導通性が向上して、導通不良が更に抑制される。

本発明に係る端子金具付き電線は、複数本の素線からなる芯線と、前記芯線を被覆する絶縁層とを有する被覆電線と、一端が閉塞し他端が開口した円筒状をなすと共に、前記芯線を内側に挿入させた状態で、前記芯線と密着するように圧縮変形される胴体部と、前記胴体部の内周面に対して間隔を保った状態で、前記胴体部の閉塞した前記一端側から開口した前記他端側に向かって延びると共に、前記芯線と密着する棒状の心棒部とを有する端子金具と、を備える。

前記端子金具付き電線において、前記胴体部は、前記心棒部の外周面形状と、同じ形状となるように圧縮変形されてもよい。

本発明によれば、導通不良の発生が抑制されたクローズドバレル型の端子金具を提供できる。

実施形態１に係る端子金具の斜視図 端子金具の正面図 図２のＡ−Ａ’線断面図 端末部に端子金具が被せられた被覆電線の上面図 被覆電線の正面図 図４のＢ−Ｂ’線断面図 実施形態１に係る端子金具付き電線の上面図 図７のＣ−Ｃ’線断面図 実施形態２に係る端子金具付き電線の上面図 図９のＤ−Ｄ’線断面図 実施形態３に係る端子金具の正面図 実施形態３に係る端子金具付き電線の断面図

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１に係る端子金具１０と、この端子金具１０を備えた端子金具付き電線１とについて、図１ないし図８を参照しつつ説明する。

図１は、実施形態１に係る端子金具１０の斜視図であり、図２は、端子金具１０の正面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ’線断面図である。端子金具１０は、所謂、クローズドバレル型であり、後述する被覆電線に圧着される円筒状のバレル部（本発明の胴体部に相当）１１と、このバレル部１１の内側に設けられている棒状の心棒部１２と、バッテリー等の電気機器が備える電極等に取り付けられる端子部１３とを備えている。この端子金具１０は、純銅製の基材にすずめっきを施したものからなる。

バレル部１１は、被覆電線の芯線に対してかしめられる（圧着される）部分であり、全体的には、一端が開口し他端が閉塞した円筒状をなしている。このバレル部１１の閉塞した端部（以下、閉塞端部）１１ａは、図２に示されるように、端子金具１０（バレル部１１）を正面から見た場合、略円形状をなしている。なお、この閉塞端部１１ａの背面側には、上述した端子部１３が連続的に設けられている。また、バレル部１１の開口した端部（以下、開口端部）１１ｂは、図２に示されるように、略円環状をなしており、被覆電線の芯線の挿入口となっている。なお、開口端部１１ｂの内縁部分は、被覆電線の芯線をバレル部１１内に挿入し易くするために、面取りされている。閉塞端部１１ａと開口端部１１ｂとの間の部分は、円筒状の壁部１１ｃからなり、その内側に、被覆電線の芯線が収容される。

本実施形態の場合、バレル部１１の外径は１８．６ｍｍ、バレル部１１の内径は１６．１ｍｍに設定されている。

心棒部１２は、バレル部１１の内周面に対して所定の間隔を保った状態で、閉塞端部１１ａから開口端部１１ｂに向かって真っ直ぐに延びている。心棒部１２の根元部１２ａは、略円形状をなす閉塞端部１１ａの中心部分に一体的に設けられている。また、心棒部１２の先端部１２ｂは、面取りされており、所謂、先細り形状をなしている。その先端部１２ｂの外周面は、先端部１２ｂ側から根元部１２ａ側に向かって広がるように傾斜した円錐面状をなしている。なお、先端部１２ｂ以外の心棒部１２の外周面は、図２に示されるように、円柱面状をなしている。本実施形態の場合、心棒部１２の太さ（直径）は、バレル部１１の周壁部分の厚みよりも、大きく設定されている。本実施形態の場合、心棒部１２の直径は、４．０ｍｍに設定されている。本実施形態の場合、心棒部１２の先端部１２ｂは、バレル部１１内に収容されている。

端子部１３は、閉塞端部１１ａからバレル部１１の長さ方向に沿って張り出す枠部１１ａと、この枠部１１ａで囲まれると共にバッテリー端子等の棒状の端子が挿入される孔部１３ｂとを備えている。端子部１３は、相手側の前記棒状の端子が孔部１３ｂ内に挿入された状態で、前記棒状の端子に対して導通が図られる。

本実施形態の端子金具１０は、例えば、所定の金属部材を、フライス盤を利用して加工することによって得られる。なお、他の実施形態においては、端子金具１０の心棒部１２を、バレル部１１等とは別個に製造しておき、その後、心棒部１２をバレル部１１の閉塞端部１１ａに、ろう付けによって取り付けてもよい。

図４は、端末部に端子金具１０が被せられた被覆電線２０の上面図であり、図５は、被覆電線２０の正面図であり、図６は、図４のＢ−Ｂ’線断面図である。被覆電線２０は、複数の細いアルミ製の素線２３（２３ａ，２３ｂ）を螺旋状に撚り合せてなる芯線２２を樹脂製の絶縁被覆（絶縁層）２１で被覆したものであり、その端末部においては、絶縁被覆２１が剥ぎ取られて芯線２２が露出されている。なお、撚り線状の芯線２２の直径は、１０５ｓｑである。

図５には、端子金具１０が被せられる前の状態の被覆電線２０が示されている。図５に示されるように、この被覆電線２０は、芯線２２及び絶縁被覆２１が共に略円形状をなしている。本実施形態の被覆電線２０は、アルミ製の芯線２２を使用することで、軽量化や低コスト化が図られている。なお、説明の便宜上、芯線２２を構成する複数の素線２３のうち、中心側に配されるものを素線２３ｂと称し、外側に配されるものを素線２３ａと称する。本実施形態の場合、芯線２２の中心側には、７本の素線２３ｂが配されており、芯線２２の外側には、前記素線２３ｂを囲むように１２本の素線２３ａが配されている。

被覆電線２０の芯線２２は、その先端部分が閉塞端部１１ａに突き当る位置まで端子金具１０内に挿入されている。図６に示されるように、端子金具１０内において、中心側の各素線２３ｂは、心棒部１２を取り囲むように配され、外側の各素線２３ａは、バレル部１１（壁部１１ｃ）の内周面に沿って配されている。なお、心棒部１２の先端部１２ｂは、上述したように、所謂、先細り形状をなしているため、心棒部１２が、撚り線状の芯線２２内（素線２３同士の間）に挿し込まれ易くなっていると共に、前記芯線２２がバレル部１１（壁部１１ｃ）内を進み易くなっている。

端子金具１０は、その内側に被覆電線２０の芯線２２が挿入された状態で、公知の圧着機（不図示）により圧縮変形されて、被覆電線２０の芯線２２にかしめられる。図７は、実施形態１に係る端子金具付き電線１の上面図であり、図８は、図７のＣ−Ｃ’線断面図である。図７に示されるように、端子金具１０は、そのバレル部１１の軸方向（電線方向）における略中央部が、前記圧着機が備える一対の圧着ダイス間で挟まれて圧縮変形される。バレル部１１は、その外周面側から内周面側に向かって、芯線２２を締め付けるように圧縮変形される。図８に示されるように、バレル部１１（壁部１１ｃ）の圧縮変形された部分（以下、圧着部）１１１は、その断面が六角形状をなしている。本実施形態の場合、圧着部１１は、１辺が７．８ｍｍの六角形状に圧縮変形されている。なお、バレル部１１において、圧着部１１１以外の部分１１２，１１３は、略円筒状をなしており、それぞれ芯線２２の周りを囲んでいる。

圧着部１１１の内面は、芯線２２の外側にある各素線２３ａが密着している。図８に示されるように、各素線２３ａは、六角形状をなす圧着部１１１の内面に沿って環状に並んでいる。芯線２２のうち少なくとも素線２３ａは、バレル部１１（壁部１１ｃ）と直に接触することによって、互いに導通することができる。なお、各素線２３ａは、中心側の各素線２３ｂを取り囲むようにも並んでおり、各素線２３ａと各素線２３ｂとが、互いに密着されている。

また、バレル部１１の内側にある心棒部１２の周り（周面）には、芯線２２の中心側にある各素線２３ｂが密着している。そのため、芯線２２のうち少なくとも素線２３ｂは、心棒部１２と直に接触することによって、互いに導通することができる。したがって、本実施形態の端子金具１０は、外側の各素線２３ａのみならず、中心側の各素線２３ｂに対しても、直に接触することができるため、導通不良の発生を抑制できる。

なお、本実施形態の端子金具１０は、上述したように、心棒部１２が円柱状をなしている。このような、円柱状をなす心棒部は、フライス盤を利用して形成し易い。そのため、このような心棒部を備えた端子金具は、加工し易く、量産性に優れる。

なお、本実施形態の端子金具付き電線１は、例えば、電気自動車において走行用の動力源を構成するバッテリー、インバータ、モータ等の装置（不図示）の間に、配索されて利用される。

＜実施形態２＞
次いで、本発明の実施形態２を、図９及び図１０を参照しつつ説明する。図９は、実施形態２に係る端子金具付き電線１Ａの上面図であり、図１０は、図９のＤ−Ｄ’線断面図である。本実施形態の端子金具付き電線１Ａは、実施形態１と同様、被覆電線２０及び端子金具１０からなる。本実施形態の端子金具付き電線１Ａも、実施形態１と同様、被覆電線２０の末端部に取り付けられた端子金具１０（図４参照）を、所定の圧着機（不図示）を利用して圧縮変形されたものからなる。ただし、本実施形態の端子金具付き電線１Ａは、圧縮変形後の端子金具１０の形状（圧着部１１Ａの形状）が、実施形態１のものと異なっている。

本実施形態では、実施形態１とは異なる一対の圧着ダイスを備えた圧着機（不図示）が利用される。本実施形態の場合、図１０に示されるような、端子金具１０の断面形状が得られるような圧着ダイスが用いられる。端子金具１０の圧着部１１１Ａは、図１０に示されるように、六方対称形状に圧縮変形されている。圧着部１１１Ａは、軸方向に沿って延びると共に外側に向かって突出した６つの突出部１１１Ａ１と、隣り合った突出部１１１Ａ１間に形成される６つの溝部１１１Ａ２とを備える。

各突出部１１１Ａ１の内側には、芯線２２の外側にある各素線２３ａが挟まっている。本実施形態の場合、１つの突出部１１１Ａ１に対して、２本の素線２３ａが挟まっている。そして、突出部１１１Ａ１をなす壁部１１ｃの内面は、各素線２３ａと密着している。また、溝部１１１Ａ２をなす壁部１１ｃの内面は、芯線２２の中心側にある各素線２３ｂと密着している。つまり、本実施形態では、端子金具１０のバレル部１１（壁部１１ｃ）は、芯線２２の外側の各素線２３ａのみならず、芯線２２の中心側の各素線２３ｂにも直接、接触している。なお、心棒部１２には、実施形態１と同様、芯線２２の中心側の各素線２３ｂが密着している。

本実施形態の端子金具付き電線１Ａは、実施形態１と比べて、圧着部１１１Ａにおける端子金具１０の芯線２２に対する接触面積が大きくなっている。また、芯線２２の中心側にある各素線２３ｂは、心棒部１２によってバレル部１１の内面側に寄せられており、各素線２３ｂが、圧縮部１１１Ａをなす壁部１１ｃの内面と、直接、接触し易くなっている。したがって、本実施形態の端子金具付き電線１Ａは、そのバレル部１１が芯線２２の外側にある各素線２３ａのみならず、芯線２２の中心側にある各素線２３ｂに対して直接、接触することができるため、実施形態１と比べて、端子金具１０と芯線２２との間の導通性（電気接続性）に優れるものとなっている。

＜実施形態３＞
次いで、本発明の実施形態３を、図１１及び図１２を参照しつつ説明する。図１１は、実施形態３に係る端子金具１０Ｂの正面図であり、図１２は、実施形態３に係る端子金具付き電線１０Ｂの圧着部Ｂにおける断面図である。本実施形態における端子金具１０Ｂの基本的な構成は、実施形態１の端子金具１０と同様である。ただし、端子金具１０Ｂの心棒部１２Ｂの形状が、実施形態１のものと異なっている。

端子金具１０Ｂの心棒部１２Ｂは、六角柱状をなしており、その断面形状が六角形状をなしている。つまり、心棒部１２Ｂの外周面形状は、六角柱の周面形状（六角柱面状）となっている。そして、図１２に示されるように、芯線２２の周りにかしめられる端子金具１０Ｂのバレル部１１（圧着部１１１Ｂ）の断面形状も、六角形状をなしている。つまり、心棒部１２Ｂにおける断面形状と、圧縮変形後のバレル部１１（圧着部１１１Ｂ）の断面形状とは、互いに相似形であり、互いの各頂点の位置も対応している。

本実施形態の場合、心棒部１２Ｂの外周面と、圧着部１１１Ｂの内周面との間隔は、略一定に設定される。したがって、本実施形態の端子金具１０Ｂは、心棒部１２Ｂとバレル部１１（圧着部１１１Ｂ）との間に、芯線２２を構成する各素線２３を均等に配置し易くなると共に圧縮し易くなっている。

なお、本実施形態においても、心棒部１２Ｂの先端部１２Ｂｂは、実施形態１と同様、面取りされている。そのため、被覆電線２０の芯線２２を、バレル部１１内に挿入する際、心棒部１２Ｂの先端部１２Ｂｂが芯線２２に対して干渉することが抑制されている。

本実施形態の端子金具１０Ｂにおいて、心棒部１２Ｂは、多角柱状（六角注状）をなしている。つまり、心棒部１２Ｂの周りには、心棒部１２Ｂの長さ方向（軸方向）に沿った６つの縁（エッジ）部分が形成されている。このような心棒部１２Ｂを備えた端子金具１９Ｂに、被覆電線２０の芯線２２を挿入すると、その挿入時に、前記縁部分が芯線２２（特に素線２３ｂ）と接触することによって、芯線２２（素線２３ｂ）表面上に形成されている酸化被膜が、部分的に削り取られることになる。すると、端子金具１０Ｂと被覆電線２０の芯線２２との導通性（導電性）が向上して、導通不良が更に抑制されることになる。

＜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）上記実施形態１では、端子金具１０として、純銅製の基材にすずめっきを施したものを利用していたが、他の実施形態においては、他の金属材料からなるものを利用してもよい。

（２）上記実施形態１では、端子金具１０における心棒部１２の先端部１２ｂが、略円錐状（円錐台状）の先細り形状をなしていたが、他の実施形態においては、例えば、略四角錐状、略三角錐状等の他の先細り形状をなすものであってもよい。

（３）上記実施形態１では、撚り線状の芯線２２をなす各素線２３は、１本のアルミ線（導体）からなるものであったが、他の実施形態においては、素線２３自身が、撚り線状であってもよい。

（４）上記実施形態１では、心棒部１２は、中心側の素線２３ｂと接触する構成であったが、他の実施形態においては、心棒部１２は、素線２３ｂと共に、外側の素線２３ａにも接触してもよい。また、上記実施形態１では、バレル部１１（圧着部１１１）は、外側の素線２３ａと接触する構成であったが、他の実施形態においては、バレル部１１（圧着部）１１１は、素線２３ａと共に、中心側の素線２３ｂと接触してもよい。

（５）上記実施形態１では、端子金具付き電線１は、電気自動車に利用されるものであったが、他の実施形態においては、例えば、ハイブリッド自動車等の他の車両で利用されてもよいし、自動車以外の装置に利用されてもよい。

（６）上記実施形態１では、円筒状の端子金具１０（バレル部１１）を正面から見た場合、その断面形状は、略真円状であったが、他の実施形態においては、例えば、楕円状であってもよい。

（７）上記実施形態１では、心棒部１２が円柱状をなしていたが、他の実施形態においては、例えば楕円柱状をなしていてもよい。更に、他の実施形態においては、心棒部１２が、三角柱状、四角柱状、五角柱状、六角柱状等の多角柱状をなしていてもよい。

（８）上記実施形態１では、心棒部１２は、バレル部１１内に収容されていたが、他の実施形態においては、例えば、心棒部１２の先端部１２ｂがバレル部１１の開口端部１１ｂから露出していてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ…端子金具付き電線、１０，１０Ｂ…端子金具、１１…バレル部（胴体部）、１２…心棒部、１３…端子部、１１１…圧着部

Claims (6)

1. 複数本の内側素線と、それらを取り囲むように配される複数の外側素線とからなる芯線と、前記芯線を被覆する絶縁層とを有する被覆電線と、
   一端が閉塞し他端が開口した円筒状をなすと共に、前記芯線を内側に挿入させた状態で、前記芯線と密着するように圧縮変形される胴体部と、前記胴体部の内周面に対して間隔を保った状態で、前記胴体部の閉塞した前記一端側から開口した前記他端側に向かって延びると共に、前記芯線のうち前記内側素線と密着する棒状の心棒部とを有する端子金具と、を備え、
   圧縮変形後の前記胴体部は、各々が軸方向に沿って延びると共に、周方向において互いに間隔を保ちつつ、外側に向かって突出する複数の突出部と、周方向において隣り合った前記突出部の間に形成される複数の溝部とを有し、
   前記突出部を構成する折れ曲がった壁部の内側には、前記外側素線が挟まれており、
   前記溝部を構成する壁部の内側は、前記内側素線と密着する端子金具付き電線。
2. 複数の前記突出部の内側には、それぞれ、複数の前記外側素線が配されている請求項１に記載の端子金具付き電線。
3. 複数の前記突出部の内側には、それぞれ、同数の前記外側配線が配されている請求項１又は請求項２に記載の端子金具付き電線。
4. 圧縮変形後の前記胴体部は、六方対称形状である請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の端子金具付き電線。
5. 複数本の内側素線と、それらを取り囲むように配される複数の外側素線とからなる芯線と、前記芯線を被覆する絶縁層とを有する被覆電線と、
   一端が閉塞し他端が開口した円筒状をなすと共に、前記芯線を内側に挿入させた状態で、前記芯線と密着するように圧縮変形される胴体部と、前記胴体部の内周面に対して間隔を保った状態で、前記胴体部の閉塞した前記一端側から開口した前記他端側に向かって延びると共に、前記芯線のうち前記内側素線と密着する棒状の心棒部とを有する端子金具と、を備え、
   前記心棒部は、断面形状が多角形である多角柱状をなし、
   前記胴体部は、前記心棒部の前記断面形状に対して、互いの各頂点の位置が対応する相似形の断面形状となるように圧縮変形される端子金具付き電線。
6. 前記心棒部は、前記断面形状が六角形である六角柱状をなし、
   圧縮変形後の前記胴体部は、断面六角形状をなす請求項５に記載の端子金具付き電線。

Images