JP6123739B2 - 端子付き電線の製造方法、端子付き電線および圧着治具 - Google Patents

Description

本発明は、端子付き電線の製造方法、端子付き電線および圧着治具に関する。

従来、端子と電線の端末との接続構造としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この接続構造において、電線の端末は、端子のワイヤーバレル部の上に載置され、上下に配された圧着治具でワイヤーバレル部を圧着することにより、端子と接続される。

特開２００５−５０７３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように、端子の形状に沿った圧着治具１２１，１２５を用いて端子１１２を圧着すると、ワイヤーバレル１１６のうち、上側の治具１２５の端部（端子の軸方向における端部）と当接する部分に応力が集中して、圧着により圧縮された電線１１１の導体１１３が、図５に示すように、上方に押し出されるとともに、図６に示すように、端子１１２が局部的に延ばされて他と比べて薄くなる部分１１２Ａが発生することがあった。
本発明は、電線に圧着される圧着部が部分的に薄くなることを防止した端子付き電線を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、端子を導体に圧着する一対の圧着治具のうち、端子の導体が載置される面とは反対側の面に配される治具として、端子の圧着部に対応する位置に端子側に突出する突部を有するとともに、圧着前の端子の圧着部の最大板厚に対する突部の突出高さの比が所定の範囲となるように設定したものを用いることで、圧着後の圧着部の厚みが不均一となることを防止できることを見出した。本発明はかかる新規な知見に基づくものである。

すなわち本発明は、電線の端末において露出した導体が載置された端子の圧着部を、対向する位置に配された第１の治具および第２の治具で圧着して得られる端子付き電線の製造方法であって、前記第１の治具は、前記端子の前記導体が載置される面とは反対側に配されるとともに、前記圧着部が配される位置と対応する位置に前記端子側に突出する突部を有し、圧着前の前記圧着部の最大板厚に対する前記突部の突出高さの比が０．２以上１．０以下である端子付き電線の製造方法である。

また本発明は、上記端子付き電線の製造方法により得られる端子付き電線である。

また本発明は、電線の端末において露出した導体が載置された端子の圧着部を圧着する圧着治具であって、前記端子の前記導体が載置される面とは反対側に配されるとともに、前記圧着部が配される位置と対応する位置に前記端子側に突出する突部を有する第１の治具と、前記第１の治具と対向する位置に配されて前記第１の治具とともに前記端子の圧着部を圧着する第２の治具と、を備え、圧着前の前記圧着部の最大板厚に対する前記突部の突出高さの比が０．２以上１．０以下となるように設定されている圧着治具である。

本発明においては、端子の前記導体が載置される面とは反対側に配されるとともに、圧着片が配される位置と対応する位置に端子側に突出する突部を有し、圧着前の圧着部の最大板厚に対する突部の突出高さの比が０．２以上１．０以下である第１の治具と、この第１の治具と対向する位置に配された第２の治具と、を用いて端子の圧着部を導体に圧着する。

したがって、本発明によれば、上記のような構成の突部を有する第１の治具と第２の治具を用いて端子を導体に圧着するので、圧着の際に圧着部にかかる応力が分散され、電線に圧着される圧着部が部分的に薄くなることを防止した端子付き電線を提供することができる。

本発明は以下の構成としてもよい。
前記突部の突出高さが０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であってもよい。このような構成とすると端子の破損を防ぎつつ、本発明の効果を得ることができて好ましい。

圧着前の前記圧着部の最大板厚が０．２０ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であってもよい。このような構成とすると、圧着部の最大板厚が０．２０ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下の端子に本発明を適用できる。

前記第２の治具の前記端子の軸線方向における端部の位置と、前記第１の治具の前記突部の軸線方向における端部の位置とのずれが、０以上０．２ｍｍ以下であってもよい。
第２の治具の軸線方向における端部と第１の治具の突部の軸線方向における端部との位置ずれが大きいと端子の圧着部に治具の端部が食い込んで応力が集中することが懸念されるが、上記のような構成とすると、突部の軸線方向における端部と第２の治具の軸線方向における端部のずれを小さくし、応力の集中を抑制することができる。

前記圧着部により圧着された前記導体の圧縮率を、前記圧着部が圧着された後の前記導体の断面積の、前記圧着部が圧着される前の前記導体の断面積に対する百分率としたとき、前記圧縮率が７０％以下であってもよい。
このような構成とすると、高い圧縮率で圧着部が圧着されるので、導体の表面に形成された酸化膜が破れやすくなり、接触抵抗を小さくすることができる。

前記導体がアルミニウム製またはアルミニウム合金製であってもよい。
導体がアルミニウム製またはアルミニウム合金製のアルミニウム電線では、導体に酸化膜が形成されやすいため、当該酸化膜を破るために端子の圧着部が高い圧着力で圧着される。導体に端子の圧着部を高い圧着力で圧着すると圧着部の厚みが不均一となりやすくなるが、上記構成によれば、高い圧着力で端子の圧着部が圧着されるアルミニウム電線において、本発明が適用されるので、アルミニウム電線に接続される端子の圧着部が部分的に薄くなることを防止することができる。

前記圧着部が圧着される前の前記導体の断面積が０．５ｍｍ^２以下であってもよい。
導体の断面積が０．５ｍｍ^２以下の高強度電線では電気的な接続を確保するために端子の圧着部が高い圧着力で圧着されるため、圧着部の厚みが不均一となりやすい。しかしながら、上記構成によれば、高強度電線が圧着される端子において、本発明が適用されるので、高強度電線が圧着される端子の圧着部が部分的に薄くなることを防止することができる。

本発明によれば、電線に圧着される圧着部が部分的に薄くなることを防止した端子付き電線を提供することができる。

実施形態１の端子付き電線の斜視図 圧着治具の斜視図 圧着治具を用いて端子を電線に圧着する様子を示す一部断面図 圧着治具を用いて圧着された部分を示す一部断面図 従来の圧着治具を用いて端子を電線に圧着する様子を示す一部断面図 従来の圧着治具を用いて圧着された部分を示す一部断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。図１に示すように、本実施形態は、電線１１の端末から露出する導体１３に端子１２が圧着された端子付き電線１０である。

（電線１１）
図１に示すように、電線１１は、導体１３と、この導体１３の外周を包囲する絶縁性の合成樹脂からなる絶縁被覆１４と、を備える。電線１１の端末においては絶縁被覆１４が剥がされて、導体１３が露出している。本実施形態において、導体１３はアルミニウム製またはアルミニウム合金製である。導体１３は複数の金属細線をより合わせてなる芯線からなる。

本実施形態において、電線１１は、端子１２のワイヤーバレル１６（圧着部の一例）が圧着される前の導体１３の断面積が０．５ｍｍ^２以下の高強度電線である。

端子１２のワイヤーバレル１６により圧着された導体１３の圧縮率は、ワイヤーバレル１６が圧着された後の導体１３の断面積の、ワイヤーバレル１６が圧着される前の導体１３の断面積に対する百分率としたとき、７０％以下であるのが好ましい。圧縮率が７０％以下であると酸化膜が破壊されて新生面が露出しやすくなるので、電気的な接続の信頼性が高まる。圧縮率は４０％以上７０％以下であるとさらに好ましく、４０％以上６０％以下であると特に好ましい。

（端子１２）
電線１１の導体１３に圧着される端子１２は、金属板材を図示しない金型により所定の形状にプレス加工してなる。端子１２は、電線１１の絶縁被覆１４の外周を抱き込むように圧着されるインシュレーションバレル１５と、このインシュレーションバレル１５に連なって、導体１３を外側から抱き込むように圧着されるワイヤーバレル１６と、このワイヤーバレル１６に連なって、図示しない相手方の端子と接続される接続部１７と、を備える。ワイヤーバレル１６の電線１１が載置される側の面（電線載置面１６Ａ）には、凹部（図示せず）が形成されていてもよい。凹部は電線１１の導体１３と接触して導体１３の表面に形成される酸化膜を剥がし、新生面を露出させる機能を有しており、導体１３の新生面とワイヤーバレル１６とが接触することにより電線１１と端子１２とが電気的に接続される。

端子１２を構成する金属板材としては、特に限定されないが、本実施形態では銅または銅合金製の金属板材であって表面にスズめっきが施されているものを用いる。

端子１２の接続部１７は、相手方の端子の雄タブ（図示せず）を挿入可能な筒状をなしている。端子１２の接続部１７の内部に相手方の端子の雄タブが挿入されて接触することにより、端子１２と相手方の端子とが電気的に接続されるようになっている。

本実施形態の端子付き電線１０の製造方法および圧着治具２０について説明する。
まず、銅または銅合金製の金属板材をプレス成形することで所定の形状に形成する。このとき、ワイヤーバレル１６の電線載置面１６Ａに凹部を形成してもよい。

その後、所定形状に形成された金属板材を曲げ加工することで接続部１７を形成する（図１参照）。このときに凹部を形成してもよい。

続いて、電線１１の端末の絶縁被覆１４を剥がして導体１３を露出させる。端末において露出した導体１３をワイヤーバレル１６の電線載置面１６Ａの上に載置し、且つ、電線１１の絶縁被覆１４で覆われた被覆部１１Ａをインシュレーションバレル１５の上に載置した状態で、圧着治具２０により、両バレル１５，１６を電線１１に対して外側からかしめて圧着する。

露出した導体１３が載置された端子１２のワイヤーバレル１６（圧着部）は、対向する位置に配された第１の治具２１と第２の治具２５で圧着される。圧着治具２０は、図３に示すように端子１２の導体１３が載置される面とは反対側（下側）に配される第１の治具２１と、第１の治具２１と対向する位置（上側）に配されて、第１の治具２１とともに端子１２のワイヤーバレル１６を圧着する第２の治具２５と、を備える。

第１の治具２１は、図３に示すように、ワイヤーバレル１６が配される位置と対応する位置に端子１２側（上側）に突出する突部２２を有する。詳しくは第１の治具２１には、図２に示すように、上側面の中央に上側に突出する突部２２が形成され、突部２２の両側には偏平面２３がそれぞれ形成されている。突部２２は、図２に示すように側面視において中央が凹んだ弧状をなしている。

本実施形態では、圧着前の端子１２のワイヤーバレル１６の最大板厚Ｔに対する第１の治具２１の突部２２の突出高さＨの比（Ｈ／Ｔ）が０．２以上１．０以下となるように設定されている。Ｈ／Ｔを０．２〜１．０の範囲とすることにより、圧着時にかかる応力を分散する効果が得られる。突部２２の突出高さＨが大きすぎてＨ／Ｔが１．０を超えると圧着により端子１２が破損するおそれがあり、突部２２の突出高さＨが小さすぎてＨ／Ｔが０．２未満となると応力分散効果が充分に得られない。

本実施形態において、第１の治具２１の突部２２の突出高さＨは、０．０５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であると、端子１２の破損を防ぎつつ、電線１１に圧着されるワイヤーバレル１６が部分的に薄くなることを防止する効果が得られるので好ましい。また、圧着前の端子１２のワイヤーバレル１６の最大板厚Ｔは０．２０ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であるのが好ましい。

第２の治具２５は第１の治具２１の突部２２と重なり合う位置に配される。第２の治具２５は側面視Ｍ字状の押圧面２６を有している。

第２の治具２５の、端子１２の軸線方向（図３の左右方向）における端部の位置と、第１の治具２１の突部２２の、軸線方向（図３の左右方向）における端部の位置とのずれＷは、０以上０．２ｍｍ以下である（図３を参照）のが好ましい。ずれＷが０とは、第２の治具２５の端部と第１の治具２１の突部２２の端部とが一致していることを意味する。第２の治具２５の端部の位置と第１の治具２１の突部２２の端部の位置とのずれは、一方の端部がずれている場合のみならず、両方の端部がずれている場合も含む。両方の端部がずれている場合、一方のずれが０．２ｍｍで他方のずれが０．３ｍｍ等、ずれ寸法が相違していてもよい。

第２の治具２５の軸線方向における端部の位置と第１の治具２１の突部２２の軸線方向における端部の位置とのずれＷが大きいと端子１２のワイヤーバレル１６に第２の治具２５の端部が食い込んで応力が集中することが懸念されるが、ずれＷを上記のような範囲とすると、突部２２の軸線方向における端部の位置と第２の治具２５の軸線方向における端部の位置のずれを小さくし、応力の集中を抑制することができるので好ましい。

第１の治具２１と第２の治具２５を用いて、ワイヤーバレル１６を導体１３に圧着する。具体的には、第１の治具２１の突部２２の上に、電線１１の端末において露出する導体１３を載置したワイヤーバレル１６を配置し、当該ワイヤーバレル１６の上方に第２の治具２５の押圧面２６を配して、第１の治具２１と第２の治具２５によりワイヤーバレル１６を押圧して導体１３に圧着する。第２の治具２５の押圧面２６と第１の治具２１の突部２２とに押圧されたワイヤーバレル１６は図１に示すような形状に変形し導体１３に圧着される。

ここで、ワイヤーバレル１１６を図５に示すような端子１１２の形状に沿った下側治具１２１と、上側治具１２５とを用いて端子１１２を圧着すると、ワイヤーバレル１１６のうち、上側治具１２５の図５における左右方向における端部１２５Ａと当接する部分１１６Ａに応力が集中して、圧着により圧縮された電線１１１の導体１１３が、図５に示すように、上方に押し出されるとともに、図６に示すように、局部的に端子１１２が延ばされて、他の部分よりも薄くなる部分１１２Ａが発生することがある。図中、１１０は端子付き電線、１１４は絶縁被覆、１１５はインシュレーションバレル、１１７は接続部を示す。

しかしながら本実施形態では、圧着の際に、図３に示すように、端子１２のワイヤーバレル１６の下側面が第１の治具２１の突部２２に当接し、端子１２の接続部１７の下側面と、インシュレーションバレル１５の下側面は第１の治具２１の偏平面２３に当接する。つまり、本実施形態では、第１の治具２１のワイヤーバレル１６が配される位置と対応する位置に、端子１２側に突出する突部２２が設けられているので、ワイヤーバレル１６を高圧着力で圧着したとしても、圧着の際にかかる応力が分散する。その結果、端子１２のワイヤーバレル１６が部分的に薄くなることを防止した端子付き電線１０を提供することができる。

ワイヤーバレル１６とインシュレーションバレル１５を電線１１に圧着すると、図１に示すような端子付き電線１０が得られる。

以下、本実施形態の作用および効果を説明する。
本実施形態によれば、突部２２を有するとともに、圧着前の端子１２のワイヤーバレル１６の最大板厚Ｔに対する当該突部２２の突出高さＨの比（Ｈ／Ｔ）が０．２以上１．０以下となるように設定された第１の治具２１と、第２の治具２５を用いて端子１２を導体１３に圧着するので、圧着の際にワイヤーバレル１６にかかる応力が分散され、端子１２のワイヤーバレル１６が部分的に薄くなることを防止した端子付き電線１０を提供することができる。

また、本実施形態によれば、高い圧着力で端子１２のワイヤーバレル１６が圧着されるアルミニウム電線に接続される端子１２の、ワイヤーバレル１６が部分的に薄くなることを防止することができる。

＜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）上記実施形態では、導体１３（芯線）がアルミニウム製またはアルミニウム合金製の電線１１を示したが、導体が銅製、銅合金製またはその他の任意の金属からなる電線であってもよい。
（２）上記実施形態では、筒状の接続部１７を有する端子１２を示したが、これに限定されない。たとえば、雄タブを有する雄端子であってもよいし、また金属板材に貫通孔が形成されたいわゆるＬＡ端子であってもよい。
（３）上記実施形態では、銅または銅合金製の金属板材にスズめっきが施された材料を用いた端子１２を示したが、これに限定されない。たとえばアルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属板材からなる端子であってもよい。まためっき金属としてはスズを用いてもよいし、めっきが施されていないものであっても構わない。
（４）上記実施形態では、導体１３の断面積が０．５ｍｍ^２以下の電線１１を示したが導体の断面積が０．５ｍｍ^２以上の電線であってもよい。なお導体の断面積は０．３５ｍｍ^２以上０．５ｍｍ^２以下であると本発明の効果が顕著であり好ましい。

１０…端子付き電線
１１…電線
１２…端子
１３…導体
１６…ワイヤーバレル（圧着部）
１６Ａ…電線が載置される面（電線載置面）
２０…圧着治具
２１…第１の圧着治具
２２…突部
２３…偏平面
２５…第２の治具
２６…押圧面
Ｈ…（突部の）突出高さ
Ｔ…（ワイヤーバレルの）最大板厚
Ｗ…ずれ

Claims (10)

1. 電線の端末において露出した導体が載置された端子の圧着部を、対向する位置に配された第１の治具および第２の治具で圧着して得られる端子付き電線の製造方法であって、
   前記第１の治具には、前記第１の治具の幅方向の全域にわたり、かつ、その長さ方向の両側の領域から段差状に前記第２の治具側に向かって隆起する突部が設けられ、
   圧着前の前記圧着部の最大板厚に対する前記突部の突出高さの比が０．２以上１．０以下であって、
   前記第１の治具及び前記第２の治具による前記端子の圧着時に、前記突部によって前記圧着部の底面を押圧して圧着する、端子付き電線の製造方法。
2. 前記突部の突出高さが０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である請求項１に記載の端子付き電線の製造方法。
3. 圧着前の前記圧着部の最大板厚が０．２０ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である請求項１または請求項２に記載の端子付き電線の製造方法。
4. 前記第２の治具の前記端子の軸線方向における端部の位置と、前記第１の治具の前記突部の軸線方向における端部の位置とのずれが、０以上０．２ｍｍ以下である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の端子付き電線の製造方法。
5. 前記圧着部により圧着された前記導体の圧縮率を、前記圧着部が圧着された後の前記導体の断面積の、前記圧着部が圧着される前の前記導体の断面積に対する百分率としたとき、前記圧縮率が７０％以下である請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の端子付き電線の製造方法。
6. 前記導体がアルミニウム製またはアルミニウム合金製である請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の端子付き電線の製造方法。
7. 前記圧着部が圧着される前の前記導体の断面積が０．５ｍｍ^２以下である請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の端子付き電線の製造方法。
8. 電線の端末において露出した導体が載置された端子の圧着部を圧着する圧着治具であって、
   幅方向の全域にわたり、かつ、その長さ方向の両側の領域から段差状に前記第２の治具側に向かって隆起する突部が設けられた第１の治具と、
   前記第１の治具と対向する位置に配されて前記第１の治具とともに前記端子の圧着部を圧着する第２の治具と、を備え、
   圧着前の前記圧着部の最大板厚に対する前記突部の突出高さの比が０．２以上１．０以下であって、
   前記第１の治具及び前記第２の治具による圧着時に、前記突部によって前記圧着部の底面を押圧して圧着する、圧着治具。
9. 前記突部の突出高さが０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である請求項８に記載の圧着治具。
10. 前記第２の治具の前記端子の軸線方向における端部の位置と、前記第１の治具の前記突部の軸線方向における端部の位置とのずれが、０以上０．２ｍｍ以下である請求項８または請求項９に記載の圧着治具。

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