JP6663714B2 - 圧着端子及びコネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、圧着端子及びそれを備えるコネクタに関する。
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線のように酸化しやすい芯線と接続される圧着端子には、酸化被膜破壊等のためにセレーションが形成されている。この種の圧着端子としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。図１４及び図１５を参照すると、特許文献１の圧着端子９５の圧着バレル９１１の内面９１２には、複数の窪み９１５を有するセレーション９１４が形成されている。図１５に示されるように、特許文献１のセレーション９１４の窪み９１５は、窪み９１５の深さ方向と直交する面内において、略平行四辺形の形状を有している。詳細には、平行四辺形の２対の対角のうち、鋭角をなす一対の対角に丸みが付けられている。換言すると、特許文献１の圧着端子９５において、セレーション９１４の窪み９１５の形状は、４つの直線部９５１と外側に突き出す２つの曲線部９５３とを含んでいる。この曲線部９５３の存在により、特許文献１の圧着端子９５は、接続安定性が向上するという利点を有している。
特開２０１０−２７４６３号公報
圧着端子のセレーションの形成には、窪みに対応する凸部を有する金型が用いられる。この金型の製造において、セレーションの窪みの形状に含まれる外側に突き出す曲線部に対応する形状を形成することには手間がかかる。即ち、特許文献１の圧着端子には、その製造に用いられる金型の製造に手間がかかるという問題点がある。
そこで、本発明は、窪みの形状が曲線部を含んでいるにもかかわらず、金型を製造し易いセレーションの構造を有する圧着端子を提供することを目的とする。
本発明は、第１の圧着端子として、
ケーブルの芯線に圧着される圧着バレルを有する圧着端子であって、
前記圧着バレルの内面には、互いに独立した複数の窪みが形成されており、
前記窪みの夫々は、前記圧着バレルが圧着される前の状態において、前記窪みの深さ方向と直交する面内において所定形状を有しており、
前記所定形状は、少なくとも２つの直線部とそれらをつなぐ１つの凹曲線部とを有しており、
前記凹曲線部は、前記所定形状内に向かって凹んでおり、
互いに異なる前記所定形状に含まれる複数の前記凹曲線部であって、互いに近接する複数の前記凹曲線部は、同一の円又は長円上に位置している
圧着端子を提供する。
また、本発明は、第２の圧着端子として、第１の圧着端子であって、
前記直線部は、前記圧着端子の長手方向と交差する方向に延びている
圧着端子を提供する。
また、本発明は、第３の圧着端子として、第２の圧着端子であって、
前記所定形状に含まれる前記直線部の数は３以上であり、
前記所定形状に含まれる前記凹曲線部の数は前記直線部の数と同じであり、
前記所定形状は、前記直線部と前記凹曲線部とが交互に接続された形状である
圧着端子を提供する。
また、本発明は、第４の圧着端子として、第３の圧着端子であって、
前記直線部の各々の長さは、その両端にそれぞれ一方の端部が接続される２つの前記凹曲線部の残りの一方の端部間の距離よりも短い
圧着端子を提供する。
また、本発明は、第５の圧着端子として、第３又は第４の圧着端子であって、
前記所定形状に含まれる前記直線部の数は偶数であり、
前記凹曲線部の各々は、前記所定形状内において他の前記凹曲線部のいずれか一つと互いに向かい合っている
圧着端子を提供する。
さらに、本発明は、第１のコネクタとして、
第１から第５までのいずれかの圧着端子と、前記圧着端子を保持する保持部材とを備えるコネクタを提供する。
セレーションを構成する各窪みの所定形状が凹曲線部を含み、かつ近接する複数の凹曲線部が同一の円又は長円上に位置しているので、セレーションの形成に用いられる金型の製造が容易である。
本発明の一実施の形態によるコネクタを示す斜視図である。 図１のコネクタを示す分解斜視図である。 図１のコネクタをIII−III線に沿って示す断面図である。 図２のコネクタに含まれる圧着端子を示す斜視図である。圧着端子にはケーブルが接続されている。 図４の圧着端子を示す他の斜視図である。圧着端子は未だキャリアから切り離されておらず、ケーブルも接続されていない。圧着バレルは、圧着前の状態である。 図５の圧着端子の圧着バレルのみを模式的に示す斜視図である。 図６の圧着バレルに形成されるセレーションを示す平面図である。セレーションに含まれる窪みの一つを破線円内に拡大して表示している。また、複数の窪みの凹曲線部が同一の円上にあることを示すため、その円を一点鎖線で示している。 図７のセレーションの形成に用いられる金型の一部を示す斜視図である。 セレーションの変形例の一部を示す図である。図示される外枠は、圧着バレルの外形とは無関係である。また、複数の窪みの凹曲線部が同一の円上にあることを示すため、その円を一点鎖線で示している。 セレーションの他の変形例の一部を示す図である。図示される外枠は、圧着バレルの外形とは無関係である。また、複数の窪みの凹曲線部が同一の円上にあることを示すため、その円を一点鎖線で示している。 セレーションの他の変形例の一部を示す図である。図示される外枠は、圧着バレルの外形とは無関係である。また、複数の窪みの凹曲線部が同一の円上にあることを示すため、その円を一点鎖線で示している。 セレーションの他の変形例の一部を示す図である。図示される外枠は、圧着バレルの外形とは無関係である。また、複数の窪みの凹曲線部が同一の円上にあることを示すため、その円を一点鎖線で示している。 セレーションの他の変形例の一部を示す図である。図示される外枠は、圧着バレルの外形とは無関係である。また、複数の窪みの凹曲線部が同一の円上にあることを示すため、その円を一点鎖線で示している。 特許文献１の圧着端子を示す斜視図である。 図１４の圧着端子の圧着部を平板状に開いて示す平面図である。
図１から図３までを参照すると、本発明の実施の形態によるコネクタ１は、絶縁体からなる保持部材３と、導電体からなる圧着端子５とを備えている。コネクタ１は複数の圧着端子５を備えるものであるが、図においては１本の圧着端子５のみが示されている。圧着端子５は、その長手方向を前後方向に一致させた状態で、後方から保持部材３に挿入され、保持部材３によって保持される。本実施の形態において、前後方向はＸ方向であり、前方は＋Ｘ方向、後方は−Ｘ方向である。圧着端子５には、ケーブル２０が接続されている。図４に示されるように、ケーブル２０は、導電体からなる芯線２２と、芯線２２を覆う絶縁体からなる外被２４とを備えている。本実施の形態のケーブル２０の芯線２２の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金である。但し、本発明はこれに限定されるわけではなく、芯線２２は他の金属からなるものであってもよい。
図４及び図５に示されるように、圧着端子５は、一枚の金属板を打ち抜き、曲げ加工して得られるものである。即ち、本実施の形態の圧着端子５は、複数の部品の組み合わせではなく、単一の部品からなるものである。圧着端子５は、曲げ加工後にキャリア１９から切り離される。図示された圧着端子５は、相手側コネクタ（図示せず）の相手側コンタクト（図示せず）と接続されるソケット部１０と、芯線２２を保持する圧着バレル１１と、ケーブル２０を外被２４の上から保持するケーブル保持部１８とを有している。具体的には、圧着バレル１１は、ケーブル２０の芯線２２に巻き付けられ圧着される。ケーブル保持部１８は、ケーブル２０の外被２４上に巻き付けられるようにカシメられる。図４及び図５から理解されるように、ケーブル２０の芯線２２は、圧着バレル１１の内面１２上に前後方向（長手方向）に延びるように配置される。その芯線２２に対して圧着バレル１１を巻き付けるように圧着することで、圧着端子５はケーブル２０に接続される。
図５及び図６に示されるように、圧着バレル１１の内面１２には、互いに独立した複数の窪み１５を有するセレーション１４が形成されている。複数の窪み１５により、圧着時の芯線（電線）２２の接触面の摩擦抵抗が増加し、塑性流動による圧着バレル１１内の芯線２２の減肉を抑制する効果がある。また、窪み１５は、圧着時における芯線２２の前後方向の伸びも抑制するため、圧着バレル１１内の芯線２２の減肉が少なく、圧着強度の低下を抑えることができ、安定した電気的接続性能も維持できる。
本実施の形態のセレーション１４の窪み１５の各々は、圧着バレル１１が芯線２２に圧着される前の状態（即ち、図５及び図６に示される状態）において、その窪み１５の深さ方向と直交する面内（即ち、圧着端子５を構成している金属板の板厚方向と直交する面内）において次の三つの条件を満たす所定形状を有している。（条件１）形状の構成要素として少なくとも二つの直線部とそれらをつなぐ凹曲線部を有している；（条件２）凹曲線部は、所定形状内に向かって凹んでいる；及び（条件３）近接する複数の凹曲線部は、同一の円又は長円上に位置している。
所定形状の条件１は、所定形状が少なくとも一つの凹曲線部を含むことを表す。また、凹曲線部の両端には、それぞれ直線部が接続されていることを表す。条件１は、直線部同士が接続されることを否定するものではない。所定形状に含まれる直線部の数は３以上であってよい。所定形状に含まれる凹曲線部の数は、直線部の数と同じかそれよりも少ない。直線部の数と凹曲線部の数とが等しい場合、直線部と凹曲線部とは交互に接続される。
所定形状の条件２は、凹曲線部が、所定形状の外側に向かって突き出したものではないことを明確にしたものである。条件２は、凹曲線部の両端を結ぶ仮想線分を想定したときに、仮想線分が所定形状の外側にあるということもできる。
所定形状の条件３は、凹曲線部が円の一部（円弧）又は長円の一部（円弧及び直線）であること、及びその円又は長円は、近接する凹曲線部に共通であることを表す。この記載から理解されるように、各凹曲線部は、円の一部の場合は円弧のみ、長円の一部の場合は円弧と直線とをつないだものであり、凹んでいても直線のみからなるものは除外される。また、本明細書では、近接する複数の凹曲線部は、互いに異なる窪み１５に属しているものとする。即ち、本明細書では、所定形状に複数の凹曲線部が含まれており、それらの凹曲線部間の距離が他の凹曲線部との距離よりも短い場合であっても、互いに近接しているとは言わない。また、本明細書において、“長円”は一対の平行な直線とそれらの両端を結ぶ一対の外側に突き出した半円で形成される形状を指す。
条件１〜条件３を満たす所定形状を有する窪み１５の形成に用いられる金型の作成は、図８を参照して後述するように、直線的な切削加工と、円形の穴あけ加工とで実現できる。即ち、金型の作成において、角部に丸みをつけるための難しい曲線的な切削加工や、複雑な形状の電極を用いる放電加工を必要としない。よって、条件１〜条件３を満たす所定形状を有する窪み１５で構成されるセレーション１４を採用することで、セレーション１４を作成するための金型の製造が容易になる。
図６及び図７に示されるように、本実施の形態の窪み１５の所定形状は、全ての角部が円弧状に切り取られた略正三角形である。即ち、所定形状は、三つの直線部１５１と三つの凹曲線部１５３とが交互に接続されて構成されている。各凹曲線部１５３は、二つの直線部１５１をつないでいる。凹曲線部１５３は、略正三角形（所定形状）の内側へ凹んでいる。各直線部１５１の長さＬ１は、その両端にそれぞれ一端が接続される二つの凹曲線部１５３の他端間の距離Ｌ２よりも短い。すべての窪み１５は、互いに同じ構造（形状及びサイズ）を有している。但し、本発明はこれに限定されるわけではなく、条件１〜３を満たしている限り、窪み１５の所定形状は、略正三角形以外の形状であってもよい。例えば、正三角形以外の三角形や多角形の角又は辺の一部を円弧状に切り取った形状であってもよい。また、各窪み１５は他の窪み１５と異なる構造（形状やサイズ）を有していてもよい。例えば、セレーション１４には、複数種の窪み１５が混在していてもよい。
図６及び図７から理解されるように、本実施の形態において、窪み１５は、規則的に二次元に配列されている。三つの直線部１５１がそれぞれ延びる方向に沿って、複数の窪み１５が並ぶ窪み列を見ることができる。各窪み１５は、三つの直線部１５１のうちの一つが前後方向と直交するように配置されている。これにより、各窪み１５の三つの直線部１５１のすべてが、前後方向と交差する。各窪み１５は、近接する一つ以上の他の窪み１５と直線部１５１同士を対向させるように配置されている。各窪み１５は、最大で三つの他の窪み１５と近接する。本実施の形態において、互いに近接する二つの窪み１５の間隔は、近接する方向にかかわらず一定である。但し、本発明はこれに限らず、近接する二つの窪み１５の間隔は、近接する方向毎に異なってもよい。互いに近接する二つの窪み１５は、回転対称の関係にある。本実施の形態では、所定形状が略正三角形で、かつ近接する窪み１５の間隔が一定なので、互いに近接する二つの窪み１５は、鏡像対象の関係でもある。各窪み１５の凹曲線部１５３は、近接する凹曲線部１５３と同一の仮想の円２６上に位置する。本実施の形態では、最大六つの窪み１５の六つの凹曲線部１５３が、一つの円２６上に位置している。
芯線２２に圧着バレル１１を圧着させる際、芯線２２は、圧着バレル１１内部から前後方向の外側に向かって伸びるように加圧変形させられる。窪み１５の所定形状の直線部１５１が前後方向と交差していると、芯線２２が圧着バレル１１内部から外側に移動することを抑制できる。また、凹曲線部１５３は、直線部１５１と同様の働きをするとともに、所定形状から鋭角部分を無くし、圧着バレル１１の変形に伴って窪み１５の鋭角部分が潰れてしまうことを防止する。これにより、圧着の際に芯線２２は、窪み１５へ部分的に進入することが可能となる。その結果、圧着バレル１１と芯線２２との間の電気的、機械的接続安定性が向上する。
窪み１５の形成に用いられる金型は、図８に示されるように、窪み１５に対応する複数の凸部３０を有している。これらの凸部３０の形成は、金属ブロック４０の一面に直線的な切削加工と穴あけ加工を施すことで実現できる。詳細には、まず、金属ブロック４０の一面に、三つの異なる方向に沿った複数の溝４２を形成する。このとき、金属ブロック４０の一面に残存する部分（残存部）の平面形状が正三角形となるように溝４２を形成する。即ち、本実施の形態において、三つの異なる方向は互いに６０度の角度で交差する方向であり、三つの異なる方向に沿って形成される複数の溝４２の間隔は互いに等しい。各方向に沿って形成される溝４２の幅は任意に設定可能であるが、本実施の形態では、全ての溝４２の幅を等しくしている。溝４２の形成は、単純な直線的な切削加工により実現できる。次に、平面視において、残存部の角部を円弧状に除去するように、穴あけ加工を行って穴４４を形成する。この穴あけ加工は、近接する複数の角部に対して同時に行う。このような円形の穴あけ加工は、ドリルを用いて容易に行うことができる。また、円柱状の電極を用いて放電加工を行ってもよい。本実施の形態では、一か所につき、最大６個の角部が含まれるように円形の穴あけ加工を行なう。このような穴あけ加工を行っていることから、穴４４に対応する凹曲線部１５３は、近接する他の凹曲線部１５３と同一の円上に位置する。以上のようにして製造された金型を用いてプレス加工を行えば、図７に示されるセレーション１４を有する圧着バレル１１を形成することができる。以上のように、本実施の形態による圧着端子５のセレーション１４の形成に用いられる金型は、直線的な切削加工とドリルを用いた穴あけ加工で容易に製造することができる。
以上、本発明について実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが本発明は、これに限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。
上記実施の形態では、近接する二つの窪み１５の間隔を、その近接方向にかかわらず一定にしている。しかしながら、本発明はこれに限らず、近接する二つの窪み１５の間隔を、その近接方向毎に設定してもよい。例えば、図９に示される例では、前後方向に近接する二つの窪み１５Ａの間隔を、他の方向に近接する窪み１５Ａの間隔より広くしている。近接する二つの窪み１５Ａの間隔を、その近接方向毎に設定する場合、直線部１５１Ａ及び凹曲線部１５３Ａの長さは、各方向における窪み１５Ａの間隔に依存する。そのため、三つの直線部１５１Ａの長さは互いに異なる場合がある。同様に、三つの凹曲線部１５３Ａの長さは互いに異なる場合がある。それでも、各窪み１５Ａの所定形状は、条件１〜３を満たしている。即ち、複数の凹曲線部１５３Ａは、同一の円２６Ａの上に位置する。よって、そのような窪み１５Ａを有するセレーション１４Ａの形成に用いられる金型の製造も容易である。
上記実施の形態では、窪み１５の所定形状を略正三角形としたが、本発明は、これに限られない。例えば、図１０に示されるように、窪み１５Ｂの所定形状は、略平行四辺形であってもよい。本例においても、各窪み１５Ｂの所定形状は、条件１〜３を満たしている。詳細には、窪み１５Ｂの所定形状は、四つの直線部１５１Ｂと四つの凹曲線部１５３Ｂとを有し、直線部１５１Ｂと凹曲線部１５３Ｂとは交互に接続される。窪み１５Ｂは、直線部１５１Ｂが延びる２方向に沿って２次元に配列される。また、窪み１５Ｂは、全ての直線部１５１Ｂが前後方向と交差するように配置される。図１０の例では、一対の直線部１５１Ｂが前後方向と直交している。各窪み１５Ｂの各直線部１５１Ｂは、近接する他の窪み１５Ｂの直線部１５１Ｂの一つと対向している。各窪み１５Ｂにおいて、四つの各凹曲線部１５３Ｂの各々は、他の三つの凹曲線部１５３Ｂのいずれかと対向している。また、各窪み１５Ｂの凹曲線部１５３Ｂの各々は、近接する他の窪み１５Ｂの凹曲線部１５３Ｂと同一の円２６Ｂ上に位置している。最大四つの窪み１５Ｂの四つの凹曲線部１５３Ｂが一つの円２６Ｂ上に位置する。このような略平行四辺形の所定形状を有する窪み１５Ｂで構成されるセレーション１４Ｂの形成に用いられる金型もまた、直線的な切削加工とドリルを用いる穴あけ加工により容易に製造することができる。
上記実施の形態では、図７に示されるように、多角形の角部に相当する部分に凹曲線部１５３を設けたが、本発明はこれに限られず、多角形の辺に相当する部分に凹曲線部を設けてもよい。例えば、図１１に示され例では、平行四辺形の一対の辺に相当する部分に凹曲線部１５３Ｃを設けている。本例においても、各窪み１５Ｃの所定形状は、条件１〜３を満たしている。詳細には、窪み１５Ｃの所定形状は、六つの直線部１５１Ｃと、二つの凹曲線部１５３Ｃとを有している。各凹曲線部１５３Ｃは、二つの直線部１５１Ｃをつないでいる。また、各凹曲線部１５３Ｃは、所定形状の内側へ凹み、近接する他の凹曲線部１５３Ｃと同一の円２６Ｃ上に位置している。このような窪み１５Ｃで構成されるセレーション１４Ｃの形成に用いられる金型もまた、直線的な切削加工とドリルを用いる穴あけ加工により容易に製造することができる。
図１２や図１３に示されるように、多角形の角部に相当する部分と辺に相当する部分の両方に凹曲線部１５３Ｄ又は１５３Ｅを設けてもよい。図１２に示される例では、窪み１５Ｄの所定形状は、六つの直線部１５１Ｄと、六つの凹曲線部１５３Ｄとを有する。また、図１３に示される例では、窪み１５Ｅの所定形状は、八つの直線部１５１Ｅと、八つの凹曲線部１５３Ｅとを有する。いずれの例においても、各窪み１５Ｄ，１５Ｅの所定形状は、条件１〜３を満たしている。詳細には、直線部１５１Ｄ又は１５１Ｅと凹曲線部１５３Ｄ又は１５３Ｅとは、交互に接続される。凹曲線部１５３Ｄ及び１５３Ｅの各々は、所定形状の内側へ凹み、近接する他の凹曲線部１５３Ｄ又は１５３Ｅと同一の円２６Ｄ又は２６Ｅ上に位置している。このようなる窪み１５Ｄ又は１５Ｅで構成されるセレーション１４Ｄ又は１４Ｅの形成に用いられる金型もまた、直線的な切削加工とドリルを用いる穴あけ加工により容易に製造することができる。
なお、図９から図１３は、窪み１５Ａ〜１５Ｅの所定形状と配列パターンを説明するためのものであり、圧着バレル１１に形成されるセレーション１４Ａ〜１４Ｅの一部を抜き出して示している。実際に圧着バレル１１に形成されるセレーション１４Ａ〜１４Ｅは、Ｘ方向に直交する方向（各図における左右方向）へさらに続いている。本発明は、図９から図１３に示される例に限定されず、窪み１５Ａ〜１５Ｅの数や大きさ、窪み１５Ａ〜１５Ｅが形成する窪み列の数を任意に設定することができる。
上記実施の形態では、互いに近接する凹曲線部１５３は同一の円２６上に位置しているが、同一の長円の上に位置してもよい。互いに近接する凹曲線部１５３が長円上に位置する場合として、互いに近接する窪み１５の間隔が、近接方向によって異なる場合が想定される。この場合も、金型の製造は、直線的な切削加工とドリルを用いた穴あけ加工により容易に行える。穴あけ加工を行う際に、ドリルを用いて穴あけを行いつつ直線的にドリルを移動させることにより、長円を容易に形成することができる。なお、凹曲線部の形状は、楕円の一部や多数の頂点を有する多角形（例えば、８角形以上の多角形）の一部などであっても、円や長円の一部の場合と同様の効果が得られる。しかしながら、金型の製造の容易さという観点からは、凹曲線部の形状は、円又は長円形の一部であることが望ましい。
１ コネクタ
３ 保持部材
５ 圧着端子
１０ ソケット部
１１ 圧着バレル
１２ 内面
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ セレーション
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ 窪み
１５１，１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃ，１５１Ｄ，１５１Ｅ 直線部
１５３，１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ，１５３Ｄ，１５３Ｅ 凹曲線部
１８ ケーブル保持部
１９ キャリア
２０ ケーブル
２２ 芯線
２４ 外被
２６ 円
３０ 凸部
４０ 金属ブロック
４２ 溝
４４ 穴

Claims (6)

  1. ケーブルの芯線に圧着される圧着バレルを有する圧着端子であって、
    前記圧着バレルの内面には、互いに独立した複数の窪みが形成されており、
    前記窪みの夫々は、前記圧着バレルが圧着される前の状態において、前記窪みの深さ方向と直交する面内において所定形状を有しており、
    前記所定形状は、少なくとも二つの直線部とそれらをつなぐ一つの曲線部とを有しており、
    全ての前記曲線部は、前記所定形状内に向かって凹んでおり、
    互いに異なる前記所定形状に含まれる複数の前記曲線部であって、互いに近接する複数の前記曲線部は、同一の円又は長円上に位置している
    圧着端子。
  2. 請求項１に記載の圧着端子であって、
    前記直線部は、前記圧着端子の長手方向と交差する方向に延びている
    圧着端子。
  3. 請求項２に記載の圧着端子であって、
    前記所定形状に含まれる前記直線部の数は３以上であり、
    前記所定形状に含まれる前記曲線部の数は前記直線部の数と同じであり、
    前記所定形状は、前記直線部と前記曲線部とが交互に接続された形状である
    圧着端子。
  4. 請求項３に記載の圧着端子であって、
    前記直線部の各々の長さは、その両端にそれぞれ一方の端部が接続される二つの前記曲線部の残りの一方の端部間の距離よりも短い
    圧着端子。
  5. 請求項３又は請求項４に記載の圧着端子であって、
    前記所定形状に含まれる前記直線部の数は偶数であり、
    前記曲線部の各々は、前記所定形状内において他の前記曲線部のいずれか一つと互いに向かい合っている
    圧着端子。
  6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の圧着端子と、前記圧着端子を保持する保持部材とを備えるコネクタ。
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