JP6454062B2 - 圧着端子 - Google Patents

Description

本発明は、圧着端子に関する。

例えば、自動車の電装系に用いられる圧着端子として、断面略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が使用されている。通常、この種の圧着端子の加締めは、Ｂクリンプと称する加締めが実施されている（特許文献１、２参照）。
図６に示すように、Ｂクリンプが実施される圧着端子５０１は、端子長手方向（接続する電線５０３の導体５０５の長手方向）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５０７を備える。また、電気接続部５０７に連なる端子長手方向の後部には、電線５０３の端末に露出した導体５０５に加締め付けられる導体圧着部５０９を備える。更にその後部には、電線５０３の絶縁被覆の上から加締められる被覆加締部５１１を備えている。
導体圧着部５０９は、底板部５１３と、底板部５１３の長手方向に沿った左右両側縁から上方に延設されて底板部５１３の内面上に配された電線５０３の導体５０５を包むように加締められる一対の導体加締片５１５とで断面略Ｕ字状に形成される（図７（ａ）参照）。

圧着端子５０１の導体圧着部５０９を電線５０３の端末の導体５０５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５０１を載せる。次いで、電線５０３の端末の導体５０５を導体圧着部５０９の一対の導体加締片５１５間に挿入し、底板部５１３の内面に載せる。そして、上型（クリンパー）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５１５の先端側を徐々に内側に倒して行く。

更に上型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５１５の先端を導体５０５側に折り返すように丸める（図７（ａ）参照）。導体加締片５１５の先端同士は、擦り合わせながら導体５０５に食い込ませられる。これにより、導体圧着部５０９は、一対の導体加締片５１５によって導体５０５をＢ字状に包むように加締めたＢクリンプとなる（図７（ａ）参照）。

ところが、上述のＢクリンプは、シーム合わせ部５１７からの水の浸入が発生し易く、導体５０５が腐食する可能性がある。特にアルミニウム電線が使用される場合には、腐食によって生成される酸化被膜が絶縁性を有することから、電気抵抗が上昇し、電気的信頼性を低下させる要因となる。そこで、特にアルミニウム電線が使用される場合、この対策として加締め形状を図７（ｂ）に示すように、一対の導体加締片５１５の一方を下側にして他方が一方の上側に重なるように加締めるオーバーラップクリンプを施して、水の浸入を遅らせることが提案されている（特許文献３参照）。

特開２０１１−９６４５１号公報 特開２０１１−９６４５２号公報 特開２００９−１５２０５３号公報

しかしながら、オーバーラップクリンプは、Ｂクリンプに比べ、圧着時の導体加締片５１５における図７（ｂ）に示す矢印ａ方向のスプリングバックが大きい。このため、導体圧着部５０９の加締め力が低下し易く、固着力低下や電気抵抗上昇等の圧着性能の低下が生じ易い。また、オーバーラップクリンプは、加締め部の剛性が低いため、周囲温度変化に対し、重ね合わせ面に隙間Ｓが生じ易い。これらの理由からオーバーラップクリンプは、電気的信頼性を更に向上させることが望まれている。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、圧着性能を高め、電気的信頼性を向上させることができる圧着端子を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）電線の端末に露出した導体が内面に載る底板部と、前記底板部の長手方向に沿った両側縁から上方に延長されて前記導体を包み込むように内側に曲げられることで前記導体を前記底板部の内面に密着した状態に加締める一対の導体加締片と、を有する断面Ｕ字状の導体圧着部を備えた圧着端子であって、前記一対の導体加締片の一方を下側にして前記一対の導体加締片の他方が前記一対の導体加締片の一方の上側に重なると共に、前記底板部と前記一方の導体加締片、及び前記底板部と前記他方の導体加締片が外側に突出するように加締められており、前記導体圧着部の内面には、前記底板部と前記一方の導体加締片との間の第１角部からそれぞれ前記底板部及び前記一方の導体加締片に亘って前記長手方向と交差する延在方向に連続して延びる第１部分と、前記底板部と前記他方の導体加締片との間の第２角部からそれぞれ前記底板部及び前記他方の導体加締片に亘って前記延在方向に連続して延びる第２部分とからなると共に、前記第１部分と前記第２部分とが前記延在方向に繋がっていない凸状の第１インデントが設けられていることを特徴とする圧着端子。

上記（１）の構成の圧着端子によれば、導体圧着部の内面における底板部と導体加締片との間の角部には、底板部及び導体加締片に亘って底板部の長手方向と交差する方向に連続して延びる凸状のインデントが形成される。インデントは、導体圧着部の内面に先端が突出するように打ち出し形成された突条であり、プレスにより線打ちして一方の面のみに浅い溝を形成するセレーションとは異なる。板金は、平面のままでは強度が低く、容易に撓んでしまうが、凸状のインデントを形成することにより大きな強度（撓みに対する剛性）が得られる。そして、底板部と導体加締片との間の角部の剛性が高められた導体圧着部には、電線の導体が底板部に置かれた後、導体を包むように一対の導体加締片がオーバーラップクリンプされる（一対の導体加締片の一方を下側にして一対の導体加締片の他方が一対の導体加締片の一方の上側に重なるように加締められる）。加締められた導体圧着部では、導電性金属と導体とが凝着する。この際、導体圧着部の内面に凸状のインデントが形成された底板部と導体加締片との間の角部は、剛性が高められて導体圧着部の加締め力が高くなるので、高い圧着性能が得られる。また、スプリングバックも小さく抑止される。更に、角部の剛性が高く、周囲温度変化に対し隙間が生じにくい。これにより、導体圧着部のオーバーラップ部には開きが生じにくくなる。

（２） 上記（１）の圧着端子であって、前記導体圧着部の内面には、前記長手方向において前記第１インデントが設けられた位置と異なる位置にて、前記第１インデントの延在方向と平行に延びると共に前記第１部分と前記第２部分とが前記延在方向に繋がった凸状の第２インデントが設けられていることを特徴とする圧着端子。

上記（２）の構成の圧着端子によれば、長手方向である電線の延在方向に沿って、複数列のインデントが並んで配設されることで、底板部と導体加締片との間の角部の剛性が更に高められ、より高い圧着性能が得られる。また、導体と交差するインデントによって、導体圧着部からの導体の抜け強度も高められる。

（３） 上記（１）または（２）の構成の圧着端子であって、前記電線が、前記導体としてアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を有するアルミニウム電線であることを特徴とする圧着端子。

上記（３）の構成の圧着端子によれば、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を有するアルミニウム電線に対して適用したので、銅製の導体に比べて強度や延性に劣るアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に対して、過度の負担をかけることなく、圧着作業を実施することができる。また、導体加締片の開きを確実に防止できることによって、銅製の導体に比べて導電性の落ちるアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体に対しての端子の圧着力を高めることができ、電気接続性能の向上が図れる。

本発明に係る圧着端子によれば、圧着性能を高め、電気的信頼性を向上させることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る圧着端子の導体圧着前の斜視図である。 図１に示した圧着端子の導体圧着後の斜視図である。 （ａ）は図１におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図２に置けるＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は複数のインデントが設けられた折り曲げ前の導体圧着部の平面図、（ｂ）はインデントが延在方向で分割された折り曲げ前の導体圧着部の平面図、（ｃ）は長尺インデントと分割インデントとが併設された折り曲げ前の導体圧着部の平面図である。 図４（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。 Ｂクリンプによって導体が圧着された従来の圧着端子の斜視図である。 （ａ）は図６のＤ−Ｄ断面図、（ｂ）はオーバーラップクリンプが施された従来の導体圧着部の要部断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２に示す本発明の一実施形態に係る圧着端子１１は、アルミニウム電線（電線）１３の端末に接続される。アルミニウム電線１３は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の素線が撚り合わされた導体１５の外周を絶縁被覆１７で被覆したものである。アルミニウム電線１３は、その一端部において、所定の長さで絶縁被覆１７が除去されて、導体１５が露出されており、圧着端子１１は、この一端部に圧着接続されることになる。なお、アルミニウム合金の好ましい具体例としては、アルミニウムと鉄との合金を挙げることができる。この合金を採用した場合には、アルミニウム製の導体１５に比べて、延び易く、強度（特に引っ張り強度）を増すことができる。

図１に示すように、本実施形態の圧着端子１１は、導電金属製の端子本体１９を備える。端子本体１９は、その長手方向（以下、この方向を「前後方向」、これと直交する方向を「左右方向」とも言う。）に延在する底板部２１と、この前後方向の前側部分に設けられて相手方端子と嵌合接触して電気的に接続するための電気接続部２３と、この前後方向の後端部分に設けられてアルミニウム電線１３を保持するための電線保持部２５と、を備える。ここで、圧着端子１１は、例えば銅または銅合金よりなる。また、端子本体１９の表面には、スズ（Ｓｎ）がメッキされていてもよい。端子本体１９は、一定板厚の銅または銅合金製の板材をプレス加工することにより形成される。

電線保持部２５には、その前側にアルミニウム電線１３の導体１５を加締め付けるための導体圧着部２７が設けられる。導体圧着部２７の後側には、アルミニウム電線１３の絶縁被覆１７を加締め付けて端子本体１９にアルミニウム電線１３を固定するための被覆加締部２９が設けられる。導体圧着部２７と被覆加締部２９とは、連続して設けられる。なお、これら電気接続部２３、導体圧着部２７及び被覆加締部２９は、底板部２１をそれぞれ含むものとして構成されている。

導体圧着部２７は、底板部２１の長手方向に沿った両側縁から上方に向かって延出されるように端子本体１９と一体的に形成される。図２に示すように、導体圧着部２７は、アルミニウム電線１３の導体１５を包み込むように端子本体１９の内側に曲げられることにより導体１５を底板部２１の内面に密着した状態に加締め付けてアルミニウム電線１３を端子本体１９に圧着接続するための一対の導体加締片３１ａ，３１ｂを有する。導体圧着部２７は、これら一対の導体加締片３１ａ，３１ｂにより挟まれた底板部２１の一部分を有して断面Ｕ字状に形成されている。

導体圧着部２７の内面３３には、少なくとも底板部２１と導体加締片３１ａ，３１ｂとの間の角部３７（図３（ａ）参照）からそれぞれ底板部２１及び導体加締片３１ａ，３１ｂに亘って長手方向と交差する方向に連続して延びるように凸状のインデント３５が設けられている。

本実施形態の圧着端子１１は、例えば図４（ａ）に示すように、後端部分がキャリア３９で繋がれた状態で、１枚の金属板上に連鎖状にプレス加工されて製造される。キャリア３９には圧着端子展開部分が繋がれ、圧着端子展開部分は１枚の金属板をプレス打ち抜きすることで、平らな展開状態の端子形状の板（展開素板４１）に形成される。

圧着端子１１は、この展開素板４１をプレス加工することによって製造される。圧着端子１１の導体圧着部２７は、例えばＵ形曲げによって好適に形成できる。Ｕ形曲げでは、導体圧着部２７の底板部２１がダイ底部の平坦部によって成形される。従って、圧着端子１１の導体圧着部２７には、曲げ半径の大小はあるものの図３（ｂ）に示したように、平坦な底板部２１と導体加締片３１ａ，３１ｂとの間に角部３７が形成されることになる。図４中の二点鎖線は、断面Ｕ字状における底板部２１と導体圧着部２７との境となる角部３７の中心位置を仮想線で示したものである。

導体圧着部２７の内面３３に突設されるインデント３５は、底板部２１の長手方向に並んで複数列設けることができる。本実施形態のインデント３５は、図４（ａ）に示すように、同一長のものが、前後方向に所定の間隔で複数列（図示例では３列）配設されている。勿論、インデント３５は、図４（ｂ）に示すように、延在方向で複数（図示例では２つ）に分割されてもよい。更に、インデント３５は、図４（ｃ）に示すように、長尺のインデント３５と分割されたインデント３５とが併設されてもよい。

なお、本実施形態における導体圧着部２７の内面３３には、セレーション（即ち、プレスにより線打ちした浅い溝）が形成されていない。即ち、導体圧着部２７の内面３３に突設されたインデント３５が、一般的に設けるセレーションと同様に、導体１５の引き抜き方向への規制力を高めることができるためである。そして、セレーションを形成しないことで、薄肉となることによる導体圧着部２７の剛性の低下が阻止される。尚、本発明の圧着端子には、導体圧着部の内面にインデント３５と共にセレーションを設けてもよいことは云うまでもない。

被覆加締部２９は、底板部２１の左右方向両端部から上方に向かって延出されるように導体圧着部２７と一体的に形成される。被覆加締部２９は、アルミニウム電線１３の絶縁被覆１７を包み込むように端子本体１９の内側に曲げられることによりアルミニウム電線１３を加締め付けて固定する一対の被覆加締片４３を有する。被覆加締部２９は、この一対の被覆加締片４３により挟まれた底板部２１の一部分とで、断面Ｕ字形状に形成される。

プレス加工によって図１に示す形状に成形された本実施形態の圧着端子１１は、アルミニウム電線１３の一端部に接続される。
圧着端子１１の導体圧着部２７をアルミニウム電線１３の導体１５に圧着接続するには、図示しない下型（アンビル）の載置面（上面）上に圧着端子１１を載せる。
次いで、アルミニウム電線１３の端末に露出させた導体１５を導体圧着部２７の一対の導体加締片３１ａ，３１ｂ間に挿入し、底板部２１の内面に載せる。
そして、上型（クリンパー）を下型に対して相対的に下降させることにより、上型の案内斜面で一方の導体加締片３１ａ及び一方の被覆加締片４３の先端側を徐々に内側に倒して行く。同様に、他の上型の案内斜面で他方の導体加締片３１ｂ及び他方の被覆加締片４３の先端側を、一方の導体加締片３１ａ及び一方の被覆加締片４３に重なるように徐々に内側に倒して行く。なお、一対の導体加締片３１ａ，３１ｂ及び被覆加締片４３は、左右の傾斜角度の異なる逆Ｖ字形状となった案内斜面を有する上型を用いて、同時に内側に倒してもよい。

そして、更に上型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、上型の案内斜面によって、一対の導体加締片３１ａ，３１ｂで導体１５を包むと共に、一対の被覆加締片４３で絶縁被覆１７を包むように丸める。その結果、導体圧着部２７は、一対の導体加締片３１ａ，３１ｂによって導体１５を筒状の内方に包むように加締めた図３（ｂ）に示すオーバーラップクリンプされる（導体加締片３１ａを下側にして導体加締片３１ｂが導体加締片３１ａの上側に重なるように加締められる）。これにより、導体圧着部２７に導体１５が圧着接続されると共に、被覆加締部２９にアルミニウム電線１３の絶縁被覆１７が加締められた圧着構造が得られる。

次に、上記構成を有する圧着端子１１の作用を説明する。
本実施形態に係る圧着端子１１によれば、導体圧着部２７の内面３３における底板部２１と導体加締片３１ａ，３１ｂとの間の角部３７には、底板部２１及び導体加締片３１ａ，３１ｂに亘って底板部２１の長手方向と交差する方向に連続して延びる凸状のインデント３５が形成される。ここで、角部３７とは、底板部２１と導体加締片３１ａ，３１ｂとが曲げられて外側に突出した部分を言う。インデント３５は、導体圧着部２７の内面３３に先端が突出するように打ち出し形成された突条である。インデント３５は、展開素板４１の状態では、図５に示すように、導体圧着部２７の内面３３に断面凸曲面の先端が突出する。
尚、本実施形態の凸状のインデント３５は、プレスにより線打ちして一方の面のみに浅い溝を形成するセレーションとは異なる。一般的なセレーションは、形成した部分の厚みが薄くなり、圧着時に導体圧着部２７が軸方向に伸びやすくなる。

凸状のインデント３５は、板金（一般的な耐蝕アルミ合金や、高力アルミ等のアルミ合金板）から型抜きされた展開素板４１の底板部２１及び導体加締片３１ａ，３１ｂに亘って突設された後、導体加締片３１ａ，３１ｂと共にインデント３５の凸側を曲げ内側にして、図３（ｂ）に示すように、曲げられる。その結果、底板部２１と導体加締片３１ａ，３１ｂとの間の角部３７にインデント３５を有した導体圧着部２７が形成される。

本実施形態のインデント３５は、少なくとも角部３７を含むことが必須となる。例えば、図３（ｂ）に示すように、インデント３５は、角部３７から底板部２１及び導体加締片３１の双方に延出していることがより大きな強度を得る上で好ましい。但し、底板部２１に延在しているインデント３５が角部３７を含んで形成され、その終端が導体加締片３１との境に接続している構造であってもよい。これによっても角部３７の強度向上がみられるからである。

このようにして底板部２１と導体加締片３１ａ，３１ｂとの間の角部３７の剛性が高められた導体圧着部２７には、アルミニウム電線１３の導体１５が底板部２１に置かれた後、導体１５を包むように一対の導体加締片３１がオーバーラップクリンプされる（一対の導体加締片３１ａ，３１ｂの一方を下側にして一対の導体加締片３１ａ，３１ｂの他方が一対の導体加締片３１ａ，３１ｂの一方の上側に重なるように加締められる）。加締められた導体圧着部２７では、導電性金属と導体１５とが凝着（分子や原子レベルで結合）する。この際、導体圧着部２７の内面３３に凸状のインデント３５が形成された底板部２１と導体加締片３１ａ，３１ｂとの間の角部３７は、剛性が高められて導体圧着部２７の加締め力が高くなるので、高い圧着性能が得られる。また、スプリングバックも小さく抑止される。更に、角部３７の剛性が高く、周囲温度変化に対し隙間が生じにくい。このため、従来のＢクリンプと同等以上の圧着性能を確保することができる。この結果、導体圧着部２７のオーバーラップ部には、図７（ｂ）に示したインデント３５が設けられていない従来の導体圧着部５０９のような開きＳが生じにくくなる。

そして、本実施形態の圧着端子１１では、長手方向であるアルミニウム電線１３の延在方向に沿って、複数列のインデント３５が並んで配設されることで、底板部２１と導体加締片３１ａ，３１ｂとの間の角部３７の剛性が更に高められ、より高い圧着性能が得られる。また、導体１５と交差するインデント３５によって、導体圧着部２７からの導体１５の抜け強度も高められる。

また、本実施形態の圧着端子１１では、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体１５を有するアルミニウム電線１３に対して適用したので、銅製の導体に比べて強度や延性に劣るアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体１５に対して、過度の負担をかけることなく、圧着作業を実施することができる。そして、導体加締片３１ａ，３１ｂの開きを確実に防止できることによって、銅製の導体に比べて導電性の落ちるアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体１５に対しての圧着端子１１の圧着力を高めることができ、電気接続性能の向上が図れる。

更に、本実施形態によれば、表面がスズメッキされた銅または銅合金よりなる端子本体１９を使用しているので、端子本体表面のスズとアルミニウム合金製の導体１５との凝着性を高めることができ、電気接続性能の向上が図れる。特に、端子本体表面のスズが、圧着接続により、導体１５を構成するアルミニウム合金製の素線の表面に凝着しながら各素線間の隙間を埋めることになるため、素線間及び素線と端子間の接触面積を大きくすることができて、接触抵抗の低減を図ることができる。また、圧着接続時の塑性変形により、導体圧着部２７の表面の酸化被膜が破壊されて、メッキしたスズの新生面がアルミニウム電線１３の導体１５と凝着することになるため、ガスタイト構造が得られ、接触信頼性が向上する。

従って、本実施形態に係る圧着端子１１によれば、圧着性能を高め、電気的信頼性を向上させることができる。

１１…圧着端子
１３…アルミニウム電線（電線）
１５…導体
２１…底板部
２７…導体圧着部
３１ａ，３１ｂ…導体加締片
３３…内面
３５…インデント
３７…角部

Claims (3)

1. 電線の端末に露出した導体が内面に載る底板部と、
   前記底板部の長手方向に沿った両側縁から上方に延長されて前記導体を包み込むように内側に曲げられることで前記導体を前記底板部の内面に密着した状態に加締める一対の導体加締片と、を有する断面Ｕ字状の導体圧着部を備えた圧着端子であって、
   前記一対の導体加締片の一方を下側にして前記一対の導体加締片の他方が前記一対の導体加締片の一方の上側に重なると共に、前記底板部と前記一方の導体加締片、及び前記底板部と前記他方の導体加締片が外側に突出するように加締められており、前記導体圧着部の内面には、前記底板部と前記一方の導体加締片との間の第１角部からそれぞれ前記底板部及び前記一方の導体加締片に亘って前記長手方向と交差する延在方向に連続して延びる第１部分と、前記底板部と前記他方の導体加締片との間の第２角部からそれぞれ前記底板部及び前記他方の導体加締片に亘って前記延在方向に連続して延びる第２部分とからなると共に、前記第１部分と前記第２部分とが前記延在方向に繋がっていない凸状の第１インデントが設けられていることを特徴とする圧着端子。
2. 請求項１記載の圧着端子であって、
   前記導体圧着部の内面には、前記長手方向において前記第１インデントが設けられた位置と異なる位置にて、前記第１インデントの延在方向と平行に延びると共に前記第１部分と前記第２部分とが前記延在方向に繋がった凸状の第２インデントが設けられていることを特徴とする圧着端子。
3. 請求項１または請求項２記載の圧着端子であって、
   前記電線が、前記導体としてアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体を有するアルミニウム電線であることを特徴とする圧着端子。

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