JP6519440B2 - 端子付き電線の製造方法、および圧着治具 - Google Patents

Description

本明細書によって開示される技術は、端子付き電線の製造方法、および圧着治具に関する。

従来、電線と端子との接続は、電線の端末において露出された芯線に対し、端子に設けられたワイヤバレルを圧着させることにより行われている。このような芯線に対するワイヤバレルの圧着は、圧着治具により行われる。具体的には、基台上に載置されたワイヤバレルに芯線を重ね合わせ、圧着冶具を基台に向かって降下させることにより、ワイヤバレル全体を圧着治具の形状に沿って芯線を包み込むように徐々に変形させるとともに、その先端部を芯線に食い込ませる。

特開２００５−５０７３６号公報

しかしながら、従来の圧着治具を用いてワイヤバレルを芯線に圧着すると、図７および図８に示すように、ワイヤバレル１２５のうち圧着治具１４１の端縁部（端子の軸方向における端縁部）と当接する部分に強い力がかかってワイヤバレル１２５の端部が浮き上がり、圧縮された芯線１１２が上方に押し出されるとともに、端子１２１の底板１２４が局部的に延ばされて、他と比べて薄くなる部分１２４Ｔが発生することがあった。

本明細書に開示される技術は、端子が部分的に薄くなることが回避された端子付き電線を提供することを目的とする。

本明細書に開示される技術は、電線の端末において露出した芯線に、底板部と当該底板部から側方に延出された一対のワイヤバレルとを備えた端子が圧着されている端子付き電線の製造方法であって、前記底板部に前記芯線を載置する工程と、圧着治具により前記ワイヤバレルを前記芯線に巻き付けて圧着する工程と、を含み、前記圧着治具は、前記底板部と前記芯線とが載置される載置面を有する第１治具と、前記載置面との間で前記ワイヤバレルを挟みつけて湾曲させる湾曲面を有する第２治具と、を含み、前記湾曲面は、前記電線が延びる延び方向における一端側において外側に向けて傾斜する第１傾斜面と、前記延び方向における他端側において外側に向けて傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に位置する当接面と、を備えており、前記湾曲面の前記延び方向における寸法は、前記ワイヤバレルの前記延び方向における寸法より大きく設定され、かつ、前記当接面の前記延び方向における寸法は、前記ワイヤバレルの前記延び方向における寸法と同等とされていることを特徴とする。

また、電線の端末において露出した芯線に、底板部と当該底板部から側方に延出された一対のワイヤバレルとを備えた端子が圧着されている端子付き電線の製造において、前記一対のワイヤバレルを前記芯線に圧着する圧着治具であって、前記底板部と前記芯線とが載置される載置面を有する第１治具と、前記載置面との間において前記ワイヤバレルを湾曲させる湾曲面を有する第２治具と、を含み、前記湾曲面は、前記電線が延びる延び方向における一端側において外側に向けて傾斜する第１傾斜面と、前記延び方向における他端側において外側に向けて傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に位置する当接面と、を備えており、前記湾曲面の前記延び方向における寸法は、前記ワイヤバレルの前記延び方向における寸法より大きく設定され、かつ、前記当接面の前記延び方向における寸法は、前記ワイヤバレルの前記延び方向における寸法と同等とされていることを特徴とする。

上記の端子付き電線の製造方法、および、圧着冶具によれば、ワイヤバレルを芯線に圧着する過程において、圧着治具（第２治具の当接面）により押圧されて芯線から離れる方向に浮き上がろうとするワイヤバレルの端部（電線の延び方向における端部）に対し、第１傾斜面および第２傾斜面が当接して過剰な浮き上がりを抑制する。従って、ワイヤバレルに形成されるバレル側第１傾斜部およびバレル側第２傾斜部、すなわち、いわゆるベルマウスが、従来のようになりゆきで形成されるのではなく、圧着治具（第２治具）により傾斜角度を制御されつつ形成される。

これにより、ワイヤバレルの一部（当接面の端部が当たる部分）に応力が集中することが抑制され、端子が部分的に薄くなることが回避されて、品質の高い端子付き電線が得られる。また、上記の端子付き電線の製造方法、および、圧着冶具を用いて製造された端子付き電線は、端子が部分的に薄くなることが回避されており、品質が高い。

なお、当接面に対する第１傾斜面および第２傾斜面の傾斜角度は、いずれも０°以上２０°以下の範囲内であることが好ましい。傾斜角度が２０°を上回ると、従来のようになりゆきで形成される場合の角度と近くなり、ワイヤバレルに対して部分的（当接面の端部が当たる部分）にかかる応力が大きくなるためである。またより好ましくは、約１０°であると良い。

また、本明細書に開示される技術は、電線の端末において露出した芯線に、底板部と当該底板部から側方に延出された一対のワイヤバレルとを備えた端子が圧着されている端子付き電線であって、前記底板部に配された前記芯線に、前記一対のワイヤバレルが巻き付けられた状態で圧着されており、前記ワイヤバレルは、前記電線の延び方向における一端側において前記芯線から離れる方向に傾斜するバレル側第１傾斜部と、前記延び方向における他端側において前記芯線から離れる方向に傾斜するバレル側第２方傾斜部と、前記バレル側第１傾斜部と前記バレル側第２傾斜部の間に位置する本体部と、を備えており、前記本体部の前記延び方向に延びる稜線に対する、前記バレル側第１傾斜部および前記バレル側第２傾斜部の傾斜角度が、いずれも０°以上２０°以下の範囲内であることを特徴とする。

本明細書に開示される技術によれば、電線に圧着される端子が部分的に薄くなることが回避された端子付き電線を提供することができる。

一実施形態の端子付き電線の斜視図 圧着治具の斜視図 圧着治具（第２治具）の正面図 圧着冶具と、芯線に圧着される前のワイヤバレルを概念的に示す部分拡大側断面図 圧着冶具により芯線に圧着されたワイヤバレルを概念的に示す部分拡大側断面図 圧着治具により芯線に圧着された実際のワイヤバレルを示す部分拡大断面図 従来の圧着冶具と、芯線に圧着される前のワイヤバレルを示す部分拡大側断面図 従来の圧着冶具により芯線に圧着されたワイヤバレルを示す部分拡大断面図

一実施形態を図１ないし図６によって説明する。以下の説明においては、図１の左下を前方、右上を後方、上を上方、下を下方とする。また、図１の右下から左上を左右方向（幅方向）とする。

本実施形態の端子付き電線１０は、圧着冶具３０を用いて、電線１１の端末に雌端子２１を圧着することによって製造される。

（端子付き電線１０）
端子付き電線１０は、図１に示すように、電線１１と、この電線１１の端末に圧着される雌端子２１とを有している。

（電線１１）
電線１１は、金属細線を螺旋状に撚り合わせてなる芯線１２と、この芯線１２を被覆する樹脂製の絶縁被覆１３とを有している。電線１１の端末部においては、絶縁被覆１３が剥き取られて芯線１２が露出されている。本実施形態において、芯線１２は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製である。

（雌端子２１）
雌端子２１は、金属板材を打ち抜き加工および曲げ加工して製造された部材である。雌端子２１の材料となる金属板材としては、例えば、銅または銅合金製であって表面にスズめっきが施されている板材を用いることができる。

この雌端子２１は、図１に示すように、相手側の端子と接続される端子接続部２２と、電線１１の端末に圧着される電線接続部２３とを備えている。端子接続部２２は、相手側の端子の雄タブ（図示せず）を内部に受け入れる矩形の筒状の部分である。

電線接続部２３は、端子接続部２２から連なる底板２４（底板部の一例）と、この底板２４から連なる一対のワイヤバレル２５と、同じく底板２４から連なる一対のインシュレーションバレル２９とを備えている。底板２４は、端子接続部２２の後端から後方に向けて延びる細長い板状の部分であって、電線１１に沿って配置されている。

一対のワイヤバレル２５は、底板２４から側方（電線１１の延び方向と交差する方向）に向けて延出されており、電線１１の端末において絶縁被覆１３から露出された芯線１２を囲んで配置される部位である。一対のワイヤバレル２５は、互いに向かい合って配置されており、底板２４との間で芯線１２を押し潰すように、芯線１２に圧着されている。

芯線１２に圧着された状態のワイヤバレル２５は、前後方向の中央部に配されて芯線１２に密着している本体部２６と、本体部２６の前端部に配され外側（芯線１２から離れる方向）に向けて拡がる前方テーパ部２８Ａ（バレル側第１傾斜部の一例）と、本体部２６の後端部に配され外側（芯線１２から離れる方向）に向けて拡がる後方テーパ部２８Ｂ（バレル側第２傾斜部の一例）とを有している。

一対のワイヤバレル２５の各本体部２６は相手側の本体部２６と向かい合って配置され、相手側の本体部２６に近づくように芯線１２側に向けて湾曲されるとともに、先端部（底板２４とは反対側の端部）が芯線１２に食い込むように内側に向かって曲げられている。先端部は、相手側の先端部と突き合わせられている。

一方、一対のインシュレーションバレル２９は、ワイヤバレル２５の後方側において底板２４から側方（電線１１の延び方向と垂直に交差する方向）に向けて延出されており、電線１１の絶縁被覆１３に圧着される部位である。

（圧着冶具３０）
圧着冶具３０は、図２に示すように、アンビル３１（第１冶具の一例）と、クリンパ４１（第２冶具の一例）とで構成されている。アンビル３１は、雌端子２１が載置される基台であり、クリンパ４１は、アンビル３１と対向して配され、アンビル３１との間でワイヤバレル２５を挟み付けて湾曲させ、芯線１２に圧着させる部材である。

アンビル３１は金属製の基台であって、図２に示すように、その上面が、雌端子２１が載置される載置面３２となっている。

クリンパ４１は、図２に示すように、アンビル３１の上方にアンビル３１と対向して配置される金属製の厚板状の部材である。クリンパ４１は、アンビル３１の載置面３２と平行に配された下面４１Ｕを有する。

クリンパ４１は、バレル押圧部４２（湾曲面の一例）を有している。バレル押圧部４２は、電線１１に雌端子２１を圧着する際に、雌端子２１およびアンビル３１の一部を内部に受け入れる、前後方向に延びるトンネル状の部分であって、下面４１Ｕを基準として上側（アンビル３１と反対側）に向かって凹んでいる。

バレル押圧部４２の内壁は、天壁部４３と、一対の側壁部４４と、２つのテーパ壁部４８Ａ、４８Ｂとを有している。

天壁部４３（当接面の一例）は、下面４１Ｕに対して上方（アンビル３１と反対側）に離れて位置する壁部である。天壁部４３は、図２および図３に示すように、前後方向に延びる２つのＵ字溝４５を、クリンパ４１の幅方向（バレル押圧部４２の貫通方向と直交する方向）に並列配置した形状となっている。２つのＵ字溝４５に挟まれた部分は、下方に（アンビル３１に向かって）突出し、前後方向に連なって延びる突出部４６となっている。

一対の側壁部４４のそれぞれは、図２および図３に示すように、各Ｕ字溝４５において、相手側のＵ字溝４５とは反対側の端縁から下面４１Ｕまで延びる壁部である。一対の側壁部４４は、互いに向かい合って配置されている。

２つのテーパ壁部４８Ａ、４８Ｂのうち前方側の前方テーパ壁部４８Ａ（第１傾斜面の一例）は、図２および図４に示すように、天壁部４３および側壁部４４の一部から前方に向かって外側に拡がるように傾斜して延びる壁部であり、後方側の後方テーパ壁部４８Ｂ（第２傾斜面の一例）は、同じく図２におよび図４に示すように、天壁部４３および側壁部４４の一部から後方に向かって外側に拡がるように延びる壁部である。本実施形態では、これら２つのテーパ壁部４８Ａ，４８Ｂの天壁部４３に対する各傾斜角度θ１、θ２が、いずれも０°、５°、１０°、２０°である４種類を用意した。

また本実施形態においては、図４に示すように、バレル押圧部４２の前後方向の寸法Ｌ１、すなわち電線１１が延びる延び方向Ｅの寸法は、ワイヤバレル２５の前後方向の寸法Ｌ３より大きくなるように設定されている（Ｌ１＞Ｌ３）。

さらに、天壁部４３の前後方向の寸法Ｌ２は、ワイヤバレル２５の前後方向の寸法Ｌ３と同等の寸法に設定されている（Ｌ２＝Ｌ３）。

（端子付き電線１０の製造方法）
圧着治具３０を用いて電線１１に雌端子２１を圧着する際には、まず、電線１１における端末部分の絶縁被覆１３を剥がして芯線１２の一部を露出させる。この電線１１（芯線１２および絶縁被覆１３）を、雌端子２１の底板２４に沿わせるようにして前後方向に延ばして配置する（底板２４に芯線１２を載置する工程）。

次に、電線１１を載置した雌端子２１を、アンビル３１の載置面３２に位置決めして配置する。一対の各ワイヤバレル２５は、電線１１に圧着される前の状態では平板状となっており、相手側のワイヤバレル２５と向かい合う姿勢で、底板２４からクリンパ４１に向かって立ち上がっている。

次いで、クリンパ４１をワイヤバレル２５に向かって下降させる。すると、一対のワイヤバレル２５が、クリンパ４１の側壁部４４および天壁部４３に突き当たり、先端部から徐々に、天壁部４３に沿うような形に湾曲していく。クリンパ４１がさらに降下していくと、ワイヤバレル２５の先端部が芯線１２側に向きを変え、芯線１２に食い込む。このようにして、芯線１２にワイヤバレル２５が圧着される（圧着治具３０によりワイヤバレル２５を芯線１２に巻き付けて圧着する工程）。

この時、ワイヤバレル２５の前後方向の両端部は、それぞれ、前方テーパ壁部４８Ａおよび後方テーパ壁部４８Ｂに押圧されつつ本体部２６との境界で屈曲され、引き伸ばされる。従って、ワイヤバレル２５の、本体部２６の延び方向（前後方向）に延びる稜線（図５のｄ）に対する前方テーパ部２８Ａおよび後方テーパ部２８Ｂの傾斜角度α１、α２は、いずれも、天壁部４３に対する前方テーパ壁部４８Ａおよび後方テーパ壁部４８Ｂの傾斜角度θ１、θ２とほぼ同等とされる。なお、傾斜角度θ１、θ２が小さい場合は、ワイヤバレル２５の復元力により、傾斜角度α１、α２が傾斜角度θ１、θ２よりも大きくなる場合がある。

また、前方テーパ部２８Ａ、および、後方テーパ部２８Ｂの上面は（バレル押圧部４２と対向する面）は、途中で屈曲することなく、平面状とされている。さらに、前方テーパ部２８Ａ、および、後方テーパ部２８Ｂの上面には、前方テーパ壁部４８Ａ、および、後方テーパ壁部４８Ｂと摺接した摺接痕が形成されている。

（作用効果）
次に、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、バレル押圧部４２の前後方向の長さ寸法Ｌ１がワイヤバレル２５の同方向の寸法Ｌ３より大きく設定され（Ｌ１＞Ｌ３）、かつ、天壁部４３の前後方向の長さ寸法Ｌ２がワイヤバレル２５の同方向の寸法Ｌ３と同等とされている（Ｌ２＝Ｌ３）。

よって、ワイヤバレル２５を芯線１２に圧着する過程において、天壁部４３により押圧されて芯線１２から離れる方向に浮き上がろうとするワイヤバレル２５の前後方向の端部に対し、前方テーパ壁部４８Ａおよび後方テーパ壁部４８Ｂが当接することとなり、ワイヤバレル２５の端部の過剰な浮き上がりが抑制される。すなわち、ワイヤバレル２５に形成される前方テーパ部２８Ａおよび後方テーパ部２８Ｂが、従来のようになりゆきで形成されるのではなく、バレル押圧部４２によりその傾斜角度を制御されつつ形成される。

これにより、ワイヤバレル２５の一部（天壁部４３の端縁部が当接する部分）に応力が集中することが抑制され、雌端子２１の底板２４が部分的に薄くなることが回避されるから、品質の高い端子付き電線１０が得られる（図６参照）。なお、図６の最下段に示す部分拡大断面図は、比較用の従来の端子付き電線のものである。

（結論）
これらの結果より、天壁部４３に対する前方テーパ部２８Ａおよび後方テーパ部２８Ｂの傾斜角度θ１、θ２は、いずれも０°以上２０°以下範囲内であることが好ましいと言える。傾斜角度が２０°を上回ると、従来のようになりゆきで形成される場合の角度と近くなり、ワイヤバレル２５に対して部分的（天壁部４３の端部が当たる部分）にかかる応力が大きくなるためである。またより好ましくは、約１０°であると良い。約１０°であると、ワイバレル２５の芯線１２への固着力が最も高まるためである。

＜他の実施形態＞
本明細書により開示される技術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技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、天壁部４３の寸法Ｌ２がワイヤバレル２５の寸法Ｌ３と同等（Ｌ２＝Ｌ３）とされた例を示したが、参考例として、天壁部４３の寸法Ｌ２がワイヤバレル２５の寸法Ｌ３より小さい寸法（Ｌ２＜Ｌ３）の形態としてもよい。

（２）上記実施形態では、前方テーパ壁部４８Ａおよび後方テーパ壁部４８Ｂの天壁部４３に対する傾斜角度を同等としたが、傾斜角度はそれぞれ異なっていてもよい。そのような構成とすると、端子付き電線１０の前方テーパ部２８Ａおよび後方テーパ部２８Ｂの、本体部２６の延び方向の稜線ｄに対する傾斜角度もそれぞれ異なって形成される。なお、これらの傾斜角度は０°以上２０°以下の範囲内で任意に設定することができる。

（３）上記実施形態においては、電線１１に圧着する端子は筒状の端子接続部２２を有する雌端子２１としたが、これに限られず、雄タブを有する雄端子としてもよいし、また金属板材に貫通孔が形成されたいわゆるＬＡ端子としてもよく、必要に応じて任意の形状の端子とすることができる。

（４）上記実施形態では、芯線１２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、芯線が銅製、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。

（５）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雌端子２１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。

１０…端子付き電線
１１…電線
１２…芯線
２１…雌端子
２４…底板（底板部）
２５…ワイヤバレル
２８Ａ…前方テーパ部（第１傾斜面）
２８Ｂ…後方テーパ部（第２傾斜面）
３０…圧着治具
３１…アンビル（第１治具）
３２…載置面
４１…クリンパ（第２治具）
４２…バレル押圧部（湾曲面）
４３…天壁部（当接面）
４８Ａ…テーパ壁部（バレル側第１傾斜部）
４８Ｂ…テーパ壁部（バレル側第２傾斜部）
θ１…前方テーパ部の傾斜角度（第１傾斜面の傾斜角度）
θ２…後方テーパ部の傾斜角度（第２傾斜面の傾斜角度）
α１…テーパ壁部の傾斜角度（バレル側第１傾斜部の傾斜角度）
α２…テーパ壁部の傾斜角度（バレル側第２傾斜部の傾斜角度）
ｄ…稜線

Claims (4)

1. 電線の端末において露出した芯線に、底板部と当該底板部から側方に延出された一対のワイヤバレルとを備えた端子が圧着されている端子付き電線の製造方法であって、
   前記底板部に前記芯線を載置する工程と、
   圧着治具により前記ワイヤバレルを前記芯線に巻き付けて圧着する工程と、を含み、
   前記圧着治具は、前記底板部と前記芯線とが載置される載置面を有する第１治具と、前記載置面との間で前記ワイヤバレルを挟みつけて湾曲させる湾曲面を有する第２治具と、を含み、
   前記湾曲面は、前記電線が延びる延び方向における一端側において外側に向けて傾斜する第１傾斜面と、前記延び方向における他端側において外側に向けて傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に位置する当接面と、を備えており、
   前記湾曲面の前記延び方向における寸法は、前記ワイヤバレルの前記延び方向における寸法より大きく設定され、かつ、
   前記当接面の前記延び方向における寸法は、前記ワイヤバレルの前記延び方向における寸法と同等とされている、端子付き電線の製造方法。
2. 前記当接面に対する前記第１傾斜面および前記第２傾斜面の傾斜角度がいずれも０°以上２０°以下の範囲内である請求項１に記載の端子付き電線の製造方法。
3. 電線の端末において露出した芯線に、底板部と当該底板部から側方に延出された一対のワイヤバレルとを備えた端子が圧着されている端子付き電線の製造において、前記一対のワイヤバレルを前記芯線に圧着する圧着治具であって、
   前記底板部と前記芯線とが載置される載置面を有する第１治具と、前記載置面との間において前記ワイヤバレルを湾曲させる湾曲面を有する第２治具と、を含み、
   前記湾曲面は、前記電線が延びる延び方向における一端側において外側に向けて傾斜する第１傾斜面と、前記延び方向における他端側において外側に向けて傾斜する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に位置する当接面と、を備えており、
   前記湾曲面の前記延び方向における寸法は、前記ワイヤバレルの前記延び方向における寸法より大きく設定され、かつ、
   前記当接面の前記延び方向における寸法は、前記ワイヤバレルの前記延び方向における寸法と同等とされている、圧着治具。
4. 前記当接面に対する前記第１傾斜面および前記第２傾斜面の傾斜角度がいずれも０°以上２０°以下の範囲内である請求項３に記載の圧着治具。

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