JP5913854B2 - 端子及び端子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、芯線が繊維導体である電線を接続する端子及び端子の製造方法に関する。
電線に接続される端子としては、バレル部を加締めて電線の芯線を圧着力によって固定するものが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。バレル部の加締め過程で電線の芯線には剪断力が作用するが、銅製やアルミニウム製の芯線であれば加締め過程の剪断力によって接続箇所の電気的特性に悪影響（例えば導体の破断）を及ぼすようなダメージを受けることがない。
ところで、芯線が繊維導体で形成されている電線がある。繊維導体は、繊維の表面にメッキ処理を施したものを複数本縒ったものであり、超極細電線の芯線とすることができる。従って、繊維導体を使用した電線は、軽量化、引張強度、屈曲性に優れている。
しかしながら、繊維導体は、１本１本の繊維が極細寸法であるため、剪断強度が低い。そのため、銅製やアルミニウム製の芯線と同様にバレル部を加締めて圧着すると、繊維の破断を引き起こし、接続箇所の機械的強度が低下するという問題がある。
特許文献１には、バレル部を複数に分割し、各分割バレル部の加締め変形量を可変する構造が示されている。しかし、最も大きな加締め変形箇所の境界では、大きな剪断力が作用して繊維の破断を引き起こすため、その接続箇所の機械的強度が低下する。
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、芯線が繊維導体である電線を接続するものにあって、電線との接続箇所の機械的強度が高い端子、及び、その製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、芯線が繊維導体である電線を接続する端子であって、クローズドバレル形態のバレル部内に前記繊維導体が挿入されており、前記バレル部には電線挿入方向に向かって徐々に加締め量が大きく、幅方向に徐々に大きく膨らむ加締め状態の部位が形成されており、前記バレル部の加締め状態の部位より電線挿入方向側は、加締め加工前の形状であることを特徴とする端子である。
前記バレル部の内部には、前記繊維導体と前記繊維導体を被覆する被覆部の箇所が共に配置され、前記バレル部の加締め状態の部位では前記繊維導体と前記被覆部の箇所が共に圧縮接続されているようにしても良い。
他の発明は、クローズドバレル形態のバレル部の内部に電線の繊維導体を配置する電線セット工程と、前記バレル部に、電線挿入方向に向かって徐々に加締め量を大きくし、幅方向に徐々に大きく膨らむ状態で加締めて加締め変形部を形成すると共に、前記バレル部の前記加締め変形部より電線挿入方向側は加締め力を作用させずに加締め加工前の形状とするバレル加締め工程とを備えたことを特徴とする端子の製造方法である。
前記バレル加締め工程では、バレル押圧部材を移動して前記バレル部に加締め力を作用させ、前記バレル押圧部材の加締め移動は、その加締め量を徐々に大きくしつつ複数回行うようにしても良い。
本発明によれば、バレル部が電線挿入方向に向かうに従って徐々に大きく加締められ、バレル部内の繊維導体は、電線挿入方向に向かうに従って徐々に幅方向にばらけた状態となる。ここで、繊維導体の各繊維は、それ自体の屈曲性及び引っ張り強度によって破断することなく幅方向にばらけることができる。このように繊維導体は、バレル部の加締め量の大きさに応じてばらけるために、繊維導体の一箇所にバレル部からの圧縮応力が集中しない。従って、繊維導体には小さな剪断力しか作用せず、バレル部からの圧縮力によっても繊維導体の各繊維が破断しない。以上より、芯線が繊維導体である電線を接続する端子にあって、電線との接続箇所の機械的強度が高い。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は本発明の第１実施形態を示す。図１及び図２に示すように、電線Ｗは、芯線が繊維導体１である。この繊維導体１の外周は、絶縁性の被覆部２で被われている。繊維導体１は、各繊維の表面に導電性材のメッキ処理が施され、これら複数本の繊維を縒ることによって形成されている。電線Ｗの端部では、被覆部２が剥がされて繊維導体１が露出されている。この露出された繊維導体１が下記するバレル部１１内に電線挿入方向Ｓより挿入されている。
端子１０は、導電性材より形成されている。端子１０は、相手端子が接続される端子接続部（図示せず）と、電線Ｗを接続するバレル部１１を一体に備えている。バレル部１１は、加締め加工前は円筒形状であり、内部に電線挿入孔１２を有する。つまり、バレル部１１は、クローズドバレル形態である。バレル部１１は、上面側からの加締め力によって加締められ、バレル部１１には、円筒形状の潰れによる加締め変形部１１ａが形成されている。加締め変形部１１ａは、電線挿入方向Ｓの各位置で均一ではなく、電線挿入方向Ｓに向かうに従って徐々に大きいものである。内部の電線挿入孔１２も電線挿入方向Ｓに沿って徐々に長楕円形状に向かって変形している。これにより、バレル部１１内の繊維導体１は、電線挿入方向Ｓに向かうに従って徐々に幅方向Ｄにばらけた（拡散）状態となり、バレル部１１に圧縮接続されている。図３（ｂ）に示すように、バレル部１１の加締め変形部１１ａ以外の箇所は、断面円形状であり、繊維導体１は円形に集束している。図３（ａ）に示すように、バレル部１１の加締め変形部１１ａの箇所は、断面が長楕円形状でり、繊維導体１は、横方向にばらけている。
次に、バレル加締め装置２０を説明する。バレル加締め装置２０は、端子１０のバレル部１１の下方側を支持する下型（図示せず）と、この下型の上方に配置されたバレル押圧部材である上型２０ａとを備えている。下型（図示せず）は、端子１０を載置する端子載置面を有し、端子載置面上では端子１０の電線挿入方向Ｓへの移動を規制する。又、端子載置面では、バレル部１１の幅方向Ｄへの変形が自由にできるようになっている。上型２０ａは、その下方先端面が円弧面に形成されている。上型２０ａは、下型（図示せず）に対して移動可能であり、図５に示すような円弧運動（１→２→３→４→５）を行うよう設定されている。この円弧運動によって、上型２０ａは、バレル部１１の上面側を電線挿入方向Ｓに向かうに従って徐々に大きく加締める。
次に、端子１０への電線Ｗの接続工程を説明する。先ず、図４（ａ）に示すように、バレル加締め装置２０の下型（図示せず）の端子載置面に端子１０を載置し、そのバレル部１１内に電線Ｗの端部で露出された繊維導体１を挿入する（電線セット工程）。
次に、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、バレル加締め装置２０の上型２０ａを移動してバレル部１１の上面側に加締め力（圧縮力）を作用させる。上型２０ａの加締め移動は、その加締め量を徐々に大きくしつつ複数回行う（バレル加締め工程）。これにより、バレル部１１は、電線挿入方向Ｓに向かって徐々に加締め量を大きくし、幅方向Ｄに徐々に大きく膨らむ状態で加締められる。これで、完了する。
上記したバレル加締め過程では、バレル部１１が電線挿入方向Ｓに向かうに従って徐々に大きく加締められ（潰され）、内部の電線挿入孔１２も電線挿入方向Ｓに向かうに従って徐々に長楕円形状に変形する。この電線挿入孔１２の長楕円形状への変形に追従してバレル部１１内の繊維導体１は、電線挿入方向Ｓに向かうに従って徐々に幅方向Ｄにばらけた（拡散）状態となる。ここで、繊維導体１の各繊維は、それ自体の屈曲性及び引っ張り強度によって破断することなく幅方向Ｄにばらけることができる。このように繊維導体１は、バレル部１１の加締め量（潰れ量）の大きさに応じてばらけるために、繊維導体１の一箇所にバレル部１１からの圧縮応力が集中しない。従って、繊維導体１には小さな剪断力しか作用せず、バレル部１１からの圧縮力によっても繊維導体１の各繊維が破断しない。以上より、芯線が繊維導体１である電線Ｗを接続する端子１０にあって、電線Ｗとの接続箇所の機械的強度が高い。
図６には、比較例１〜比較例３の各端子と本実施形態の端子について、電線Ｗの引っ張り強度を測定したデータ結果が示されている。比較例１〜比較例３は、従来例に基づく加締め加工によって電線Ｗの繊維導体１をバレル部１１に圧着したものである。比較例１は圧縮率５０％、比較例２は圧縮率７５％、比較例３は圧縮率１００％に圧着した。ここで、圧縮率は、加締め加工後におけるバレル部１１内の断面積に対する繊維導体１の断面積比率をいう。図６に示すように、比較例１〜比較例３では、電線Ｗの引っ張り強度である設計目標値（５０Ｎ）を下回るが、本実施形態では、最小実測値でさえ設計目標値（５０Ｎ）を上回ることが確認できた。
図７は、本発明の第２実施形態を示す。図７において、バレル部１１の内部には繊維導体１と共に被覆部２の箇所まで挿入されている。そして、被覆部２の箇所をも含めて加締められている。
他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、図面の同一箇所には同一符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、芯線が繊維導体１である電線Ｗを接続する端子１０にあって、電線Ｗとの接続箇所の機械的強度が高い。
特に、第２実施形態では、被覆部２までも同時に加締められている。従って、電線Ｗの引っ張り力を繊維導体１にみならず被覆部２でも受けるため、更に電線Ｗの引っ張り強度が向上する。
Ｗ 電線
１ 繊維導体
２ 被覆部
１０ 端子
１１ バレル部
１ 繊維導体
２ 被覆部
１０ 端子
１１ バレル部
Claims (4)
- 芯線が繊維導体である電線を接続する端子であって、
クローズドバレル形態のバレル部内に前記繊維導体が挿入されており、前記バレル部には電線挿入方向に向かって徐々に加締め量が大きく、幅方向に徐々に大きく膨らむ加締め状態の部位が形成されており、前記バレル部の加締め状態の部位より電線挿入方向側は、加締め加工前の形状であることを特徴とする端子。 - 請求項１記載の端子であって、
前記バレル部の内部には、前記繊維導体と前記繊維導体を被覆する被覆部の箇所が共に配置され、前記バレル部の加締め状態の部位では前記繊維導体と前記被覆部の箇所が共に圧縮接続されていることを特徴とする端子。 - クローズドバレル形態のバレル部の内部に電線の繊維導体を配置する電線セット工程と、
前記バレル部に、電線挿入方向に向かって徐々に加締め量を大きくし、幅方向に徐々に大きく膨らむ状態で加締めて加締め変形部を形成すると共に、前記バレル部の前記加締め変形部より電線挿入方向側は加締め力を作用させずに加締め加工前の形状とするバレル加締め工程とを備えたことを特徴とする端子の製造方法。 - 請求項３に記載の端子の製造方法であって、
前記バレル加締め工程では、バレル押圧部材を移動して前記バレル部に加締め力を作用させ、前記バレル押圧部材の加締め移動は、その加締め量を徐々に大きくしつつ複数回行うことを特徴とする端子の製造方法。
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