JP6363884B2

JP6363884B2 - 圧着端子

Info

Publication number: JP6363884B2
Application number: JP2014126411A
Authority: JP
Inventors: 裕也瀬下; 石川　茂; 茂石川
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: JP2016004763A

Description

本発明は、圧着端子に関するものである。

円筒凹部からなるセレーションを内面に備えた導体圧着部を電線の導体の端末に圧着させて、当該導体圧着部を電線の導体に接続させる圧着端子が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−３８４５３号公報

導体圧着部と電線の導体との接続は、セレーションを構成する凹部の縁部分が電線の導体表面に形成された酸化被膜を破壊することにより得られる。しかしながら、上記の圧着端子では、セレーションを構成する凹部の外縁形状が円形であるため、セレーションの占有面積に対して当該セレーションの縁部分が短い。このため、セレーションの加工に要するエネルギーが大きいという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、セレーションの加工に要するエネルギーの増大を抑えつつ、電線の導体部分との接続信頼性を向上することができる圧着端子を提供することである。

［１］本発明に係る圧着端子は、凹状のセレーションが形成されたバレルを備え、前記バレルが折り曲げられて電線の導体部分に圧着される圧着端子であって、前記セレーションの外縁形状は、外側に向かって凸状の少なくとも３つの円弧が連なって構成されており、全ての前記円弧は、仮想の円又は仮想の楕円と接触していることを特徴とする。

［２］上記発明において、前記外縁形状は、隣り合う前記円弧同士の連結部分に形成されたアール形状を含んでもよい。

［３］上記発明において、前記外縁形状を構成する前記円弧の数は、３、４又は６であってもよい。

本発明によれば、外側に向かって凸状の複数の円弧を連ねてセレーションの外縁形状を構成することにより、セレーションの占有面積に対して当該セレーションの外縁を長くすることができる。これにより、セレーションの加工に要するエネルギーの増大を抑えつつ、電線の導体部分との接続信頼性を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態における圧着端子を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態における圧着端子及び電線を示す側面図である。図３は、図２のIII-III線に沿った断面図である。図４は、本発明の実施形態における圧着端子のバレルを示す展開図である。図５は、図４のＶ-Ｖ線に沿った断面図である。図６は、本発明の実施形態における圧着端子のバレルに形成されたセレーションの島状部を示す平面図である。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、本発明の実施形態におけるセレーションの第１〜第３変形例をそれぞれ示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態における圧着端子１を示す斜視図であり、図２は本実施形態における圧着端子１及び電線２を示す側面図であり、図３は図２のIII-III線に沿った断面図であり、図４は本実施形態における圧着端子１の第２のバレル１３を示す展開図であり、図５は図４のＶ-Ｖ線に沿った断面図であり、図６はセレーションの島状部を示す平面図である。

本実施形態における圧着端子１は、電線２（図２参照）の端部に取り付けられ、接続相手方端子（不図示）と嵌合することにより当該接続相手方端子と当該電線２の導体部分２１との導通を図るための端子である。この圧着端子１は、図１及び図２に示すように、接続部１１と、第１のバレル１２と、第２のバレル１３と、を備えており、金属材料（銅、銅合金、鉄等）からなる板材に対してプレス加工及びベンディング加工を施すことにより製造される。なお、圧着端子１を製造するために用いる板材の表面に錫メッキ等が施されていてもよい。

圧着端子１に取り付けられる電線２は、図２に示すように、導体部分２１と、当該導体部分２１を被覆する被覆部分２２と、から構成される。導体部分２１は、アルミニウムやアルミニウム合金等の導電性材料から構成されており、複数（例えば３本や７本）の細線２１１が撚って形成されている。なお、電線２が、１本の素線から構成される導体部分２１を有する単線であってもよい。被覆部分２２を構成する材料としては、合成樹脂等の絶縁性材料を例示することができる。

圧着端子１の接続部１１は、圧着端子１の一方端部（図１中の−Ｙ側端部）に設けられており、矩形状の断面外形を有している。この接続部１１は、当該接続部１１の形状に対応する形状を有する不図示の接続相手方端子（プラグ）と嵌合して電気的に接続されるレセプタクルの機能を有している。

圧着端子１の底面には、図２に示すように、係止穴１１１が形成された係止片１１２が設けられており、例えば、圧着端子１が挿入されるコネクタハウジング（不図示）に形成された係止凹部や係止凸部と係合して、当該コネクタハウジング内での圧着端子１の位置が規定され、固定される。

なお、接続部１１の構造、形状又は接続相手方端子との接続方法は特に限定されない。例えば、圧着端子１の接続部１１をプラグとし、接続相手方端子をレセプタクルとしてもよい。

圧着端子１の第１のバレル１２は、圧着端子１に電線２が取り付けられた際に、当該電線２の被覆部分２２に接触して固定される部分であり、図１に示すように、圧着端子１の他方端部（図１中の＋Ｙ側端部）に設けられている。この第１のバレル１２は、底部１２１と、側部１２２と、から構成されている。側部１２２は底部１２１の両端からそれぞれ立設されており、これにより第１のバレル１２は、取り付けられる電線２の延在方向（図１中のＹ軸方向）からみて略Ｕ字形状を有している。側部１２２は、底部１２１に載置された電線２の被覆部分２２に向かって折り曲げ（加締め）られることにより、当該被覆部分２２を圧着して固定する。このため、この第１のバレル１２は、電線２の被覆部分２２を圧着して固定するために十分な長さ（高さ）Ｈ１（図２参照）を有している。

第２のバレル１３は、圧着端子１に電線２が取り付けられた際に、当該電線２の導体部分２１を固定する部分であり、図１及び図３に示すように、接続部１１と第１のバレル１２との間に形成されている。本実施形態における第２のバレル１３が、本発明のバレルの一例に相当する。

第２のバレル１３も、図３に示すように、底部１３１と、側部１３２と、から構成されている。側部１３２は底部１３１の両端からそれぞれ立設されており、取り付けられる電線２の延在方向（図１中のＹ軸方向）からみて略Ｕ字形状を有している。側部１３２は、底部１３１に載置された電線２の導体部分２１に向かって折り曲げ（加締め）られることにより、当該導体部分２１を圧着して固定する。このため第２のバレル１３は、電線２の導体部分２１を圧着して固定するために十分な長さ（高さ）Ｈ２を有している（図２参照）。また、第２のバレル１３の幅Ｄは、図２に示すように、圧着端子１に電線２の導体部分２１の長さと略等しくなっている。

圧着端子１に電線２を取り付ける際は、まず、電線２の被覆部分２２を第１のバレル１２の底部１２１に載置すると共に、当該電線２の導体部分２１を第２のバレル１３の底部１３１に載置する（図２中の矢印参照）。次いで、第１のバレル１２が有する２つの側部１２２の先端部１２３が、被覆部分２２における径方向の略中央部分を図２中の−Ｚ方向に向かって押圧するように当該側部１２２をそれぞれ折り曲げる。

また、同様に、第２のバレル１３が有する２つの側部１３２の先端部１３３が、導体部分２１における径方向の略中央部分を図２中の−Ｚ方向に向かって押圧するように、当該側部１３２をそれぞれ折り曲げる。これにより、電線２は圧着端子１に固定されると共に、当該電線２の導体部分２１は第２のバレル１３の内面（圧着面）１３０に圧着される。

本実施形態における第２のバレル１３の内面１３０には、図１及び図３に示すように、セレーション１４が設けられている。このセレーション１４は、図４に示すように、第２のバレル１３における側部１３２の内面１３０の全面に形成されていると共に、底部１３１の内面１３０の略中央部に形成されている。なお、第２のバレル１３の内面１３０においてセレーション１４が形成される領域は、圧着端子１に電線２を取り付けた際に、当該電線２の導体部分２１と接触する部分を含んでいればよく、特に上記に限定されない。例えば、第２のバレル１３における底部１３１の内面１３０の全面のみにセレーション１４が形成されていてもよい。

本実施形態におけるセレーション１４は、図４及び図５に示すように、線状部１４１と、島状部１４２と、から構成されている。

セレーション１４の線状部１４１は、図４に示すように、図４中のＹ方向に対して斜め方向に延在するように形成されている。本実施形態では、合計１０個の線状部１４１が略等間隔に並んで平行に形成されているが、第２のバレル１３の内面１３０に形成される線状部１４１の数は、特に限定されない。また、線状部１４１が形成される向きも特に限定されず、例えば、線状部１４１が図４中のＸ軸方向に沿って延在するように形成してもよい。なお、線状部１４１を省略してセレーション１４を構成してもよいが、第２のバレル１３と電線２の導体部分２１との接続安定性向上の観点から、線状部１４１を設けることが好ましい。

この線状部１４１は、図５に示すように、第２のバレル１３の内面１３０に凹部として形成されている。なお、島状部１４２も同様に、第２のバレル１３の内面１３０に凹部として形成されている。こうした凹部は、例えば、圧着端子１を製造する際に用いる板材（金属材料）に対してプレス加工を施すことにより形成することができる。本実施形態では、線状部１４１を形成する凹部の深さと、島状部１４２を形成する凹部の深さと、は略等しくなっているが、特にこれに限定されず、それらの凹部の深さがそれぞれ異なっていてもよい。

島状部１４２は、図４に示すように、線状部１４１同士の間に形成されており、当該線状部１４１の延在方向に沿って略等間隔で並んで配置されている。なお、島状部１４２の配置は特にこれに限定されない。

例えば、１つの線状部１４１の一方側に形成された島状部１４２同士の間隔と、当該線状部１４１の他方側に形成された島状部１４２同士の間隔と、が互いに異なっていてもよい。また、本実施形態では、隣り合う線状部１４１同士の間には１列に並んで配置された島状部１４２が形成されているが、隣り合う線状部１４１同士の間に複数列に並んで配置された島状部１４２が形成されていてもよい。また、１列に並んで配置された島状部１４２同士の間に複数の線状部１４１が形成されていてもよい。

島状部１４２の外縁形状（内面１３０の平面視における縁部分１４４（図５参照）の形状）は、図６に示すように、４つの円弧Ａ１〜Ａ４が連なって構成されている。円弧Ａ１〜Ａ４は、島状部１４２の中心Ｃに対して外側に向かう凸状にそれぞれ形成されている。

具体的には、第１の円弧Ａ１は、図６中の＋Ｙ方向に向かって突出する凸状に形成されており、当該第１の円弧Ａ１の左端は第２の円弧Ａ２の右端に連結されている。第２の円弧Ａ２は、図６中の−Ｘ方向に向かって突出する凸状に形成されており、当該第２の円弧Ａ２の左端は第３の円弧Ａ３の右端に連結されている。第３の円弧Ａ３は、図６中の−Ｙ方向に向かって突出する凸状に形成されており、当該第３の円弧Ａ３の左端は第４の円弧Ａ４の右端に連結されている。そして、第４の円弧Ａ４は、図６中の＋Ｘ方向に向かって突出する凸状に形成されており、当該第４の円弧Ａ４の左端は第１の円弧Ａ１の右端に連結されている。

本実施形態では、第１〜第４の円弧Ａ１〜Ａ４はそれぞれ半径ｒ／２の半真円形状となっている。このため、島状部１４２の外縁形状を内包する内包円１５は真円となる。因みに、図６において、Ｘ軸及びＹ軸に沿って描かれた破線Ｌは、島状部１４２の外縁形状の把握を容易とするための仮想の方眼（幅ｒ／２の正方形状の升目）である。

なお、本実施形態における「内包円」とは、島状部１４２を構成する全ての円弧Ａ１〜Ａ４に点接触する最小の仮想円である。例えば、島状部１４２を構成する円弧の半径が異なるような場合には、この内包円は楕円となる。本実施形態では、上記のように、島状部１４２を構成する全ての円弧Ａ１〜Ａ４は半真円形状であるため、内包円１５は真円となっている。本実施形態における内包円１５が、本発明の「外縁形状を内包する最小の円」の一例に相当する。

また、本実施形態では、図６中の右側の引き出し拡大図のように、島状部１４２の外縁形状を構成する第１の円弧Ａ１と第４の円弧Ａ４との連結部分１４３ａには、島状部１４２の中心Ｃに向かって凸状となるアール形状Ｒが形成されている。このアール形状Ｒにより、第１の円弧Ａ１の仮想の延長線Ａ１ｂと、第４の円弧Ａ４の仮想の延長線Ａ４ｂと、の交点Ｔよりも僅かに中心Ｃ側から外側に離れて連結部分１４３ａは位置している。

本実施形態では、第１の円弧Ａ１と第２の円弧Ａ２との連結部分１４３ｂ、第２の円弧Ａ２と第３の円弧Ａ３との連結部分１４３ｃ、及び、第３の円弧Ａ３と第４の円弧Ａ４との連結部分１４３ｄについても、連結部分１４３ａと同様にアール形状Ｒが形成されている。これにより、島状部１４２の外縁形状における縁部分１４４の全長に対して、当該島状部１４２に形成されたアール形状Ｒが占める縁部分１４４の長さの割合は、５％以下となっている。なお、連結部分１４３ａ〜１４３ｄを、円弧Ａ１〜Ａ４同士が交わる頂点（交点Ｔ）としてもよいが、当該連結部分１４３ａ〜１４３ｄをアール形状Ｒとすることによりセレーション１４の加工が容易となる。

本実施形態では、図４に示すように、第２のバレル１３の内面１３０に形成された全ての島状部１４２は同一の向きに配置されている。即ち、それぞれの島状部１４２の外縁形状を構成する４つの円弧Ａ１〜Ａ４のうち、第２の円弧Ａ２及び第４の円弧Ａ４はＹ軸を挟んで互いに対向するようにＸ軸方向に沿って配置されている。一方、それぞれの島状部１４２の外縁形状を構成する４つの円弧Ａ１〜Ａ４のうち、第１の円弧Ａ１及び第３の円弧Ａ３は、図６中のＸ軸を挟んで互いに対向するようにＹ軸方向に沿って配置されている。

なお、第２のバレル１３の内面１３０に形成される島状部１４２の配置（向き）は、特に上記に限定されない。例えば、それぞれの島状部１４２が、図４に示した配置（向き）に対して所定角度（例えば４５°）回転した配置（向き）としてもよい。また、第２のバレル１３の内面１３０に形成される個々の島状部１４２が、それぞれ異なる配置（向き）であってもよい。

また、島状部１４２の形状も特に上記に限定されない。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、本実施形態におけるセレーションの島状部の変形例を示す平面図である。

例えば、図７（Ａ）に示す島状部１４２Ｂのように、当該島状部１４２Ｂを構成する４つの円弧Ａ１〜Ａ４がそれぞれ楕円の一部に相当する円弧であってもよい。また、特に図示しないが、真円の一部に相当する円弧と、楕円の一部に相当する円弧とが混在してもよい。

また、この図７（Ａ）に示す例の場合には、島状部１４２Ｂを内包する内包円１５が楕円状となる。なお、このように、内包円１５が楕円状となる場合には、第２のバレル１３と電線２の導体部分２１との接続安定性向上の観点から、当該楕円の長軸方向が図４におけるＸ軸方向に沿うように当該島状部１４２Ｂが配置されることが好ましい。

また、島状部を構成する円弧の数も特に限定されない。例えば、図７（Ｂ）に示す島状部１４２Ｃのように、合計３つの円弧Ａ１〜Ａ３から島状部１４２Ｃが構成されてもよく、図７（Ｃ）に示す島状部１４２Ｄのように、合計６つの円弧Ａ１〜Ａ６から島状部１４２Ｄが構成されてもよい。

また、上述の例において、島状部は線対称の外縁形状であるが、特にこれに限定されず、非線対称の外縁形状であってもよい。

次に、本実施形態における圧着端子１の作用について説明する。

導体部分にアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた電線を圧着端子に接続する場合、当該導体部分の表面には、通常、電気的に抵抗値の高い酸化被膜が生成されている。このため、圧着接続に際しては、当該酸化被膜を削りながら圧着端子と電線の導体部分との間の接触導通を図る必要がある。

凹状のセレーションが形成されたバレルを備えた圧着端子では、バレルが電線の導体部分に圧着された際、導体部分の表面の酸化被膜がセレーションの縁部分によって削られることによって圧着端子と電線の導体部分との電気的接続が図られる。このため、圧着端子と電線の導体部分との間の接続信頼性を向上するためには、バレルに形成されるセレーションが長い外縁を有する形状であることが好ましい。

この点、セレーションの外縁形状が円形状（真円形状又は楕円形状）である場合には、当該セレーションの縁部分が短いため、外縁形状の占有面積を拡大化して当該縁部分の全長を増加させる必要がある。しかしながら、外縁形状の占有面積が拡大すると、セレーションの加工を施すために要するエネルギーが増大してしまう。この際、セレーションの深さ（凹形状の深さ）を小さくする構成によって、当該セレーションの加工を施すために要するエネルギーの増大を抑制することが可能ではある。しかしながら、この場合には、セレーションの縁部分が電線の導体部分の酸化被膜を削る効率が低下し、結果として圧着端子と電線の導体部分との間の接続信頼性が低下するため、この様な構成を採用することはできない。

これに対し、本実施形態では、第２のバレル１３の内面１３０に形成されたセレーション１４の島状部１４２の外縁形状は、図６に示すように、複数の円弧（本例では、第１〜第４の円弧Ａ１〜Ａ４）が連なって構成されている。このため、島状部１４２の外縁形状の占有面積に対して当該セレーション１４の外縁を長くすることができる。

具体的には、図６において、島状部１４２の縁部分１４４の全長および当該島状部１４２の外縁形状を内包する内包円１５の円周長は、何れも２πｒである。一方、島状部１４２の外縁形状の占有面積はｒ^２＋πｒ^２／２であるのに対し、内包円１５の面積はπｒ^２であり、島状部１４２の外縁形状の占有面積は内包円１５の面積に比べて小さい。このため、島状部１４２の外縁形状の占有面積と同じ面積を有する円１６の円周長は、内包円１５の円周長（＝島状部１４２の円周長）に比べて小さくなる。つまり、島状部１４２の円周長は、当該島状部１４２の外縁形状の占有面積と同じ面積を有する円１６の円周長に比べて大きくなる。

これにより、本実施形態における圧着端子１では、セレーション１４の加工に要するエネルギーの増大を抑えつつ、圧着端子１と電線２の導体部分２１との接続信頼性を向上することができる。また、図６に示すように、島状部１４２の外縁形状を内包する内包円１５が真円である場合には、当該島状部１４２の外縁形状の占有面積と同じ面積を有する円１６の円周長に比べて、島状部１４２の円周長を効果的に増加できるため、圧着端子１と電線２の導体部分２１との接続信頼性を一層向上することができる。

因みに、第２のバレル１３の内面１３０に錫メッキが施されている場合には、電線２との接続を行う際、当該電線２の導体部分２１を構成する細線２１１に錫の新生面が凝着しながら各細線２１１の間の隙間を埋めることにより、ガスタイト構造が得られる。このため、圧着端子１と電線２の導体部分２１との接続信頼性をより一層高めることができる。

また、本実施形態において島状部１４２の外縁形状は、４つの円弧Ａ１〜Ａ４が連なって構成されている。これにより、第２のバレル１３の内面１３０に最密に島状部１４２を配置することが可能となるため、圧着端子１と電線２の導体部分２１との接続信頼性をより一層向上することができると共に、圧着端子１と電線２との間の電気的抵抗値の増大を抑制することができる。この効果は、３つの円弧Ａ１〜Ａ３によって外縁形状が構成された島状部１４２Ｃ（図７（Ｂ）参照）や、６つの円弧Ａ１〜Ａ６によって外縁形状が構成された島状部１４２Ｄ（図７（Ｃ）参照）の場合においても、同様に奏することができる。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１・・・圧着端子
１１・・・接続部
１２・・・第１のバレル
１３・・・第２のバレル
１３０・・・内面（圧着面）
１３１・・・底部
１３２・・・側部
１４・・・セレーション
１４１・・・線状部
１４２・・・島状部
１４３ａ〜１４３ｄ・・・連結部分
１４４・・・縁部分
１５・・・内包円
２・・・電線
２１・・・導体部分
２２・・・被覆部分
Ａ１〜Ａ６・・・円弧
Ｒ・・・アール形状

Claims

凹状のセレーションが形成されたバレルを備え、前記バレルが折り曲げられて電線の導体部分に圧着される圧着端子であって、
前記セレーションの外縁形状は、外側に向かって凸状の少なくとも３つの円弧が連なって構成されており、
全ての前記円弧は、仮想の円又は仮想の楕円と接触し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、
前記外縁形状は、隣り合う前記円弧同士の連結部分に形成されたアール形状を含むことを特徴とする圧着端子。
請求項１又は２に記載の圧着端子であって、
前記外縁形状を構成する前記円弧の数は、３、４又は６であることを特徴とする圧着端子。