JP6850168B2 - Estimator of resistance value of crimping part of electric wire with terminal - Google Patents
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Description
本発明は、電線が有する導体芯線に端子が圧着された端子付き電線の圧着部における電気抵抗値である圧着部抵抗値を推定する推定方法、及び、そのような推定を行う推定装置、に関する。 The present invention relates to an estimation method for estimating a crimping portion resistance value, which is an electrical resistance value at a crimping portion of an electric wire with terminals whose terminals are crimped to a conductor core wire of the electric wire, and an estimation device for performing such estimation.
従来から、端子付き電線の電気的特性を向上する観点などから、電線の導体芯線に端子が圧着されている圧着部において生じる電圧降下の大きさ(換言すると、圧着部における電気抵抗値)を評価する手法について、様々な提案がなされている。なお、圧着部における電圧降下は、主に、導体芯線と端子とが接触している箇所における接触抵抗(2つの導体の界面近傍に存在する電気抵抗)に起因して生じると考えられる。 Conventionally, from the viewpoint of improving the electrical characteristics of an electric wire with a terminal, the magnitude of the voltage drop (in other words, the electric resistance value at the crimped portion) that occurs at the crimped portion where the terminal is crimped to the conductor core wire of the electric wire is evaluated. Various proposals have been made regarding the method of doing so. It is considered that the voltage drop in the crimping portion is mainly caused by the contact resistance (electrical resistance existing near the interface between the two conductors) at the position where the conductor core wire and the terminal are in contact with each other.
例えば、従来の評価手法の一つ(以下「従来手法」という。)では、端子付き電線のサンプル(実物)を実際に製造すると共に、四端子測定法(測定対象への通電および電流測定のための回路と、測定対象における電圧降下測定のための回路と、を別々の回路とすることにより、回路自体の電気抵抗等を排除しながら測定対象の電気抵抗値を測定する測定法)を用い、導体芯線と端子との圧着部における電気抵抗値を測定(実測)するようになっている(例えば、特許文献1を参照。)。 For example, in one of the conventional evaluation methods (hereinafter referred to as "conventional method"), a sample (actual) of a wire with a terminal is actually manufactured, and a four-terminal measurement method (for energization and current measurement of a measurement target) is performed. By making the circuit for measuring the voltage drop in the measurement target and the circuit for measuring the voltage drop in the measurement target separate circuits, the measurement method for measuring the electric resistance value of the measurement target while eliminating the electric resistance of the circuit itself) is used. The electric resistance value at the crimping portion between the conductor core wire and the terminal is measured (actually measured) (see, for example, Patent Document 1).
上述した従来手法では、端子付き電線(実物)の圧着部の電気抵抗値が実際に測定されるようになっている。そのため、例えば、端子付き電線の開発段階において多種多様なバリエーションのサンプルを評価する場合、従来手法を用いると、多数の試作品を実際に製造した上で、圧着部の電気抵抗値の測定(実測)を繰り返すことになる。その結果、従来手法では、試作品を製造するための金型の製造コスト及び実測のための評価工数が多大となり、端子付き電線の評価コストが高まることとなり得る。そこで、出来る限り評価コストを低減しながら、端子付き電線の圧着部における電気抵抗値を評価可能な手法が望まれている。 In the above-mentioned conventional method, the electric resistance value of the crimping portion of the electric wire with a terminal (actual) is actually measured. Therefore, for example, when evaluating a wide variety of samples in the development stage of a wire with a terminal, if a conventional method is used, a large number of prototypes are actually manufactured and then the electric resistance value of the crimping portion is measured (actual measurement). ) Will be repeated. As a result, in the conventional method, the manufacturing cost of the mold for manufacturing the prototype and the evaluation man-hours for the actual measurement become large, and the evaluation cost of the electric wire with a terminal may increase. Therefore, there is a demand for a method capable of evaluating the electric resistance value at the crimping portion of the electric wire with a terminal while reducing the evaluation cost as much as possible.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、端子付き電線の圧着部における電気抵抗値(以下「圧着部抵抗値」という。)を出来る限り低コストにて評価可能とする圧着部抵抗値の推定装置、を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to evaluate an electric resistance value (hereinafter referred to as "crimping portion resistance value") in a crimping portion of an electric wire with a terminal at the lowest possible cost. and to provide an estimation device, the crimping portion resistance to.
更に、前述した目的を達成するために、本発明に係る「端子付き電線の圧着部抵抗値の推定装置」は、下記(1)を特徴としている。
(1)
電線が有する導体芯線に端子が圧着された端子付き電線の圧着部における電気抵抗値である圧着部抵抗値をシミュレーションによって推定する推定装置であって、
前記導体芯線に前記端子を圧着する過程のシミュレーションを行う第1演算部と、
前記過程を経た後に前記導体芯線と前記端子とが接触している箇所のうち、前記導体芯線の表面に形成された酸化皮膜が前記過程を経て破壊されることによって前記導体芯線の母材と前記端子とが凝着している凝着箇所、を特定する第2演算部と、
前記凝着箇所を介して前記導体芯線と前記端子との間に通電が生じたときの前記電気抵抗値を前記圧着部抵抗値として推定する第3演算部と、を備えた、
端子付き電線の圧着部抵抗値の推定装置であること。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the "device for estimating the resistance value of the crimping portion of the electric wire with a terminal" according to the present invention is characterized by the following (1).
( 1 )
It is an estimation device that estimates the resistance value of the crimping part, which is the electrical resistance value at the crimping part of the electric wire with terminals whose terminals are crimped to the conductor core wire of the electric wire, by simulation.
A first calculation unit that simulates the process of crimping the terminal to the conductor core wire,
Of the locations where the conductor core wire and the terminal are in contact after the process, the oxide film formed on the surface of the conductor core wire is destroyed through the process, so that the base material of the conductor core wire and the terminal are destroyed. The second calculation unit that identifies the adhesion point where the terminals are adhered,
A third calculation unit that estimates the electric resistance value when an electric current is generated between the conductor core wire and the terminal via the adhesion portion as the crimping portion resistance value is provided.
It must be a device for estimating the resistance value of the crimping part of an electric wire with terminals.
上記(1)の構成の推定装置によれば、従来手法のように端子付き電線のサンプル(実物)を製造することに代えて、導体芯線に端子を圧着する過程のシミュレーションに基づき、圧着過程を経て導体芯線の酸化皮膜が破壊されると共に導体芯線の母材と端子とが凝着している箇所(凝着箇所)を特定する。そして、この凝着箇所を介して電流が流れたときの電気抵抗値(換言すると、凝着箇所における接触抵抗に起因する電気抵抗値)を、圧着部抵抗値として推定する。よって、従来手法のように試作品ごとに金型を準備する必要がなく、シミュレーションの下で評価を完結できるため評価工数を低減できる。 According to the estimation device having the configuration of ( 1 ) above, instead of manufacturing a sample (actual) of a wire with a terminal as in the conventional method, the crimping process is performed based on a simulation of the process of crimping a terminal to a conductor core wire. The location where the oxide film of the conductor core wire is destroyed and the base material of the conductor core wire and the terminal are adhered (adhesion location) is specified. Then, the electric resistance value when a current flows through the adhesion portion (in other words, the electric resistance value due to the contact resistance at the adhesion portion) is estimated as the pressure-bonding portion resistance value. Therefore, unlike the conventional method, it is not necessary to prepare a mold for each prototype, and the evaluation can be completed under simulation, so that the evaluation man-hours can be reduced.
更に、例えば、アルミニウム系電線を用いる場合、導体芯線の表面に形成される酸化皮膜(酸化アルミニウム)の絶縁性を考慮した上で、実際に通電に寄与する箇所(凝着箇所。単に接触している箇所よりも通常は狭い)を特定し、この凝着箇所を介して電気が流れたときの電気抵抗値が、圧着部抵抗値として推定される。よって、導体芯線がアルミニウム又はアルミニウム合金から構成されている電線(以下、便宜上、「アルミニウム系電線」という。)を用いる場合であっても、圧着部抵抗値が精度良く推定される。 Further, for example, when an aluminum-based electric wire is used, a portion that actually contributes to energization (adhesion portion; simply in contact) is taken into consideration in consideration of the insulating property of the oxide film (aluminum oxide) formed on the surface of the conductor core wire. (Usually narrower than the existing part) is specified, and the electric resistance value when electricity flows through this adhesion part is estimated as the pressure-bonding part resistance value. Therefore, even when an electric wire whose conductor core wire is made of aluminum or an aluminum alloy (hereinafter, referred to as " aluminum-based electric wire " for convenience) is used, the resistance value of the crimping portion can be estimated accurately.
したがって、本構成の推定装置は、端子付き電線の圧着部における電気抵抗値(圧着部抵抗値)を出来る限り低コストにて評価可能である。更に、アルミニウム系電線を用いる場合であっても、圧着部抵抗値が精度良く推定される。 Therefore, the estimation device having this configuration can evaluate the electric resistance value (crimping portion resistance value) in the crimping portion of the electric wire with a terminal at the lowest possible cost. Further, even when an aluminum-based electric wire is used, the resistance value of the crimping portion is estimated with high accuracy.
本発明によれば、端子付き電線の圧着部における電気抵抗値(圧着部抵抗値)を出来る限り低コストにて評価可能とする圧着部抵抗値の推定装置、を提供できる。
The present invention can provide an estimation device, the crimping portion resistance to be evaluated at a low cost as possible electric resistance value (crimp portion resistance value) at the compression bonding portion of the wire with terminals.
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。 The present invention has been briefly described above. Further, the details of the present invention will be further clarified by reading through the embodiments described below (hereinafter referred to as "embodiments") with reference to the accompanying drawings.
<圧着部抵抗値の推定装置>
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る推定装置10について説明する。推定装置10は、電線が有する導体芯線に端子が圧着された端子付き電線(図2(b)に示す端子付き電線WT)の圧着部における電気抵抗値(図6(a)に示す圧着部抵抗値R)をシミュレーションによって推定する装置である。
<Crimping part resistance value estimation device>
Hereinafter, the
先ず、図1を参照しながら、推定装置10のハードウェア構成の概略について簡単に説明する。図1に示すように、推定装置10は、CPU11、メモリ12、入力部13、表示部14、及び、HDD15を有する。
First, the outline of the hardware configuration of the
CPU11は、いわゆるマイクロコンピュータであり、圧着部抵抗値を推定するために実行するプログラム(詳細は図4を参照しながら後述される。)を含む各種プログラムを実行することにより、推定装置10を制御するようになっている。メモリ12は、揮発性の記憶領域であり、実行される各種プログラムの作業領域などとして利用されるようになっている。
The
入力部13は、マウス及びキーボードを含む入力装置であり、推定装置10を使用するユーザからの入力を受け付けるようになっている。表示部14は、ディスプレイ等の出力装置であり、入力部13からの入力情報、プログラムの実行状況、圧着部抵抗値の推定結果などを逐次表示するようになっている。
The
HDD15は、いわゆる不揮発性の記憶領域であり、圧着部抵抗値を推定するために実行するプログラム(図4を参照)を含む各種プログラム、プログラム実行の際に使用される各種データ(テーブル及びマップ等)を格納して記憶するようになっている。
The
<端子付き電線の構造>
以下、図2を参照しながら、推定装置10によって圧着部抵抗値が推定される対象の一例として、端子付き電線WTについて説明する。図2に示すように、端子付き電線WTは、電線20と、端子30と、を備える。
<Structure of electric wire with terminal>
Hereinafter, the electric wire WT with a terminal will be described as an example of a target for which the crimping portion resistance value is estimated by the
図2(a)に示すように、電線20は、複数の導体芯線21が束ねられた芯線束22の外周を絶縁被覆23によって覆うように構成されている。本例では、導体芯線21は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の非メッキ素線である。換言すると、電線20は、いわゆるアルミニウム系電線(アルミニウム電線またはアルミニウム合金電線)である。
As shown in FIG. 2A, the
端子30は、電気接続部31と、圧着接続部32と、を有している。端子30は、例えば、銅または銅合金などの導電性金属材料からなる金属板をプレス加工することによって形成されている。本例において、端子30の厚さは、いずれの箇所においても実質的に同一である。
The terminal 30 has an
電気接続部31は、平板状の接続板部33を有しており、この接続板部33には、接続孔33aが形成されている。接続板部33は、例えば、接続孔33aに締結ボルトを挿通させて接続機器の端子台などに締結することにより、端子台に電気的に接続される。
The
圧着接続部32は、電気接続部31側から順に、導体圧着部34と、外被圧着部35と、を有している。導体圧着部34は、基底部36と、基底部36の両側部に形成された一対の導体圧着片37と、を有している。基底部36には、芯線束22が載置される。導体圧着片37は、芯線束22を挟むように基底部36から延設されている。導体圧着部34の内壁面には、セレーション(凹凸。図示省略)が形成されている。導体圧着部34は、一対の導体圧着片37を内側へ向けて湾曲させる(加締める)ことにより、電線20の芯線束22を圧着する。これにより、端子30が電線20の芯線束22と導通接続されることになる。
The crimping
外被圧着部35は、基底部38と、基底部38の両側部に形成された一対の外被圧着片39と、を有している。外被圧着部35の基底部38は、導体圧着部34の基底部36から延在されている。基底部38には、電線20の絶縁被覆23が載置される。外被圧着片39は、基底部38から電線20の絶縁被覆23部分を挟むように延設されている。外被圧着部35は、一対の外被圧着片39を内側へ向けて湾曲させる(加締める)ことにより、電線20の絶縁被覆23の部分を圧着し、且つ、固定することになる。
The outer
より詳細には、端子付き電線WT(実物)は、以下の手順に従って製造される。 More specifically, the terminald electric wire WT (actual) is manufactured according to the following procedure.
先ず、図2(a)に示すように、電線20の端部の絶縁被覆23を皮剥きし、導体芯線21を束ねた芯線束22を所定長さだけ露出させる。露出させる芯線束22の所定長さは、端子30を圧着するのに十分な長さであればよい。
First, as shown in FIG. 2A, the insulating
次いで、端子圧着機(アンビル及びクリンパを用いた圧着機構を備えた一般的な装置。図示省略)を用いて、図2(b)に示すように、芯線束22に端子30を圧着する。具体的には、端子圧着機のアンビル(図示省略)の支持面に端子30を載せ、この端子30に電線20の端部を配置させた状態にて、アンビルの上方に配置されたクリンパ(図示省略)を下降させる。そして、クリンパのアーチ溝によって導体圧着片37を互いに近接する方向へ押圧して内側に湾曲させると共に、導体圧着部34をアンビルとクリンパとによって挟んで芯線束22に押圧させる(加締める)。これら処理により、図2(b)に示すような端子付き電線WTが製造される。
Next, the terminal 30 is crimped to the
端子付き電線WTでは、後述する図6(b)に示すように、導体圧着部34の基底部36及び導体圧着片37が芯線束22に圧着され、導体圧着部34(即ち、端子30)が芯線束22と電気的に接続される(導通される)ことになる。なお、端子圧着の前に、芯線束22に対して超音波接合処理を施し、超音波接合処理が施された芯線束22に端子30を圧着させてもよい。
In the electric wire WT with terminals, as shown in FIG. 6B described later, the
端子付き電線WTにおいて、端子30の圧着に寄与している部分(電線20の芯線束22(導体芯線21)と、端子30の導体圧着部34(=基底部36+導体圧着片37)と、を含む部分)を、便宜上、「圧着部40」と称呼する。
In the electric wire WT with terminals, the portion contributing to the crimping of the terminal 30 (the core wire bundle 22 (conductor core wire 21) of the
なお、端子30の外被圧着片39についても、端子圧着機に設けられた外被用のアンビル及びクリンパ(図示省略)によって加締められる。これにより、端子30の外被圧着部35が、電線20の絶縁被覆23を圧着し、固定することになる。
The outer
ところで、端子付き電線WTの電気的特性を向上する観点などから、端子圧着後の圧着部40において生じる電圧降下の大きさ(圧着部40における電気抵抗値)を評価することは重要である。以下、圧着部40における電気抵抗値を「圧着部抵抗値」と称呼する。圧着部抵抗値は、具体的には、電線20の芯線束22(導体芯線21)と端子30の導体圧着部34(=基底部36+導体圧着片37)とが接触(又は凝着)している箇所における接触抵抗(2つの導体の界面近傍に存在する電気抵抗)の値ということもできる。
By the way, from the viewpoint of improving the electrical characteristics of the electric wire WT with terminals, it is important to evaluate the magnitude of the voltage drop (electrical resistance value in the crimping portion 40) that occurs in the crimping
<圧着部抵抗値の推定方法>
以下、推定装置10による圧着部抵抗値の推定方法について、特に図3〜図6を参照しながら説明する。
<Estimation method of crimp resistance value>
Hereinafter, a method of estimating the pressure-bonding portion resistance value by the
圧着部抵抗値を推定するためには、電線20の芯線束22と端子30の導体圧着部34との間にて通電が生じ得る箇所(換言すると、芯線束22と導体圧着部34との接触箇所A)を特定する必要がある。図3において、この接触箇所Aが、概略的に図示されている(斜線にて示す領域を参照)。
In order to estimate the resistance value of the crimping portion, a place where energization can occur between the
ここで、電線20がアルミニウム系電線の場合、芯線束22(導体芯線21)の表面には、通常、酸化皮膜(酸化アルミニウム。Al2O3)が形成される。この酸化被膜は、絶縁性が高いため、芯線束22(導体芯線21の母材)と端子30との間の通電の妨げとなる。そのため、端子付き電線WTのようにアルミニウム系電線を用いる場合、圧着部抵抗値を精度良く推定するためには、芯線束22と導体圧着部34との接触箇所Aのうち、実際に通電に寄与する箇所(凝着箇所B)を特定することが好ましい。具体的には、凝着箇所Bは、芯線束22の表面に形成された酸化皮膜が圧着の過程を経て破壊されると共に導体芯線21の母材と導体圧着部34とが凝着している箇所である。図3において、この凝着箇所Bも、概略的に図示されている(交差する斜線にて示す領域を参照)。
Here, when the
推定装置10は、接触箇所Aに加えて(又は、接触箇所Aの特定を省略可能であれば、接触箇所Aに代えて)、凝着箇所Bを特定するようになっている。そして、推定装置10は、この凝着箇所Bを介して電気が流れたときの電気抵抗値(接触抵抗に起因する電気抵抗値)を、圧着部抵抗値Rとして推定するようになっている。
The
具体的には、推定装置10のCPU11は、図4にフローチャートにて示すルーチン(プログラム)を実行することにより、圧着部抵抗値Rを推定するようになっている。このプログラムは、HDD15(図1を参照)に格納されている。このプログラムの処理は、ユーザが圧着部抵抗値Rの推定処理を開始する指示を入力部13に入力したとき、開始される。
Specifically, the
このプログラムの処理が開始されると、図4のステップS1にて、電線20の芯線束22の形状および材料などの各種諸元に関するデータがCPU11に入力される。入力された芯線束22の形状はメッシュ分割される。この入力は、入力部13を介して行われる。
When the processing of this program is started, data regarding various specifications such as the shape and material of the
次いで、ステップS2にて、端子30についての形状および材料などの各種諸元に関するデータがCPU11に入力される。入力された端子30の形状はメッシュ分割される。この入力も、入力部13を介して行われる。
Next, in step S2, data regarding various specifications such as the shape and material of the terminal 30 are input to the
次いで、ステップS3にて、電線20の導体芯線21(芯線束22)に端子30を圧着する圧着過程のシミュレーション(圧着シミュレーション)が実行される。圧着シミュレーションでは、ステップS1,S2の実行により入力された各種データ、及び、HDD15に事前に格納されている端子圧着機に関する各種データ(アンビル及びクリンパの形状及び材料を含む)等に基づき、芯線束22に導体圧着部34を圧着する圧着処理の過程における圧着部40の変形挙動および押圧状態などが、例えば分割された微小領域ごとに時系列に沿って模擬されるようになっている。
Next, in step S3, a simulation of a crimping process (crimping simulation) of crimping the terminal 30 to the conductor core wire 21 (core wire bundle 22) of the
この圧着シミュレーションの実行により、圧着処理が完了した後における圧着部40の形状および押圧状態(接触状態)が推定されることに加え、圧着処理の過程において、芯線束22と導体圧着部34とが接触した状態を維持しながら相対的に移動していく場合の相対移動量(相対的な滑り量)なども推定され得る。この圧着シミュレーションは、例えば、周知の有限要素法(FEM)等を用いることで実現され得る。
By executing this crimping simulation, the shape and pressing state (contact state) of the crimping
次いで、ステップS4にて、圧着シミュレーションの結果に基づき、圧着処理完了後における接触箇所A(図3を参照)が特定される。接触箇所Aは、具体的には、圧着処理完了後において導体圧着部34が芯線束22に押圧されている(接触圧力が正の値となる)箇所として特定され得る。
Next, in step S4, the contact point A (see FIG. 3) after the crimping process is completed is specified based on the result of the crimping simulation. Specifically, the contact point A can be specified as a place where the
次いで、ステップS5にて、圧着シミュレーションの結果に基づき、圧着処理完了後における凝着箇所B(図3を参照)が特定される。凝着箇所Bは、具体的には、ステップS4にて特定された接触箇所Aのうち、圧着処理の過程において芯線束22と導体圧着部34とが接触した状態(接触圧力が正の状態)を維持しながら相対的に移動した相対移動量(相対滑り量)が所定の閾値以上となる箇所として特定され得る。
Next, in step S5, the adhesion portion B (see FIG. 3) after the completion of the crimping process is specified based on the result of the crimping simulation. Specifically, the adhesion portion B is a state in which the
ここで、相対移動量が閾値以上となる箇所を凝着箇所Bと特定する理由は、圧着処理の過程にて芯線束22と導体圧着部34とが接触した状態を維持しながら相対移動すると、芯線束22と導体圧着部34との摩擦等によって芯線束22(導体芯線21)の表面に形成された酸化皮膜(酸化アルミニウム)が破壊され、導体芯線21の母材と導体圧着部34との間での凝着が発生する、と考えられるためである。なお、この場合に用いられる閾値は、あらかじめ種々の実験等を行うことによって適宜決定され得る。
Here, the reason why the portion where the relative movement amount is equal to or more than the threshold value is specified as the adhesion portion B is that when the
図5は、ステップS4及びステップS5によって特定される接触箇所A及び凝着箇所Bの一例を示す模式図である。図5において、一点鎖線によって囲まれる領域が、図3における圧着部40(芯線束22に導体圧着部34が圧着されている部分)に対応する。図5では、接触箇所Aが薄い灰色にて示されており、凝着箇所Bが濃い灰色にて示されている。図5に示すように、本例では、凝着箇所Bは接触箇所Aの一部分にあたり、凝着箇所Bの面積は接触箇所Aの面積よりも小さく(狭く)なっている。なお、圧着部40の中央領域におけるリング状の凝着箇所Bは、導体圧着部34の内壁面に形成されたセレーション(凹凸)に起因して生じていると考えられる。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of the contact portion A and the adhesion portion B specified by steps S4 and S5. In FIG. 5, the region surrounded by the alternate long and short dash line corresponds to the crimping portion 40 (the portion where the
次いで、ステップS6にて、ステップS5にて特定された凝着箇所Bの面積Sが算出される。この面積Sは、凝着箇所Bとして特定された微小領域の面積の総和として算出され得る。 Next, in step S6, the area S of the adhesion portion B specified in step S5 is calculated. This area S can be calculated as the sum of the areas of the minute regions specified as the adhesion points B.
次いで、ステップS7にて、ステップS6にて算出された凝着箇所Bの面積Sに基づき、圧着部抵抗値Rを推定する。圧着部抵抗値Rは、面積Sに応じた通電電流と電圧降下をCPU11により数値計算し、算出される。本例では、圧着部抵抗値Rは、面積Sの増加に応じて反比例して減少するように算出される。ステップS7の処理が完了すると、このプログラムの処理が終了する。
Next, in step S7, the pressure-bonding portion resistance value R is estimated based on the area S of the adhesion portion B calculated in step S6. The crimping portion resistance value R is calculated by numerically calculating the energizing current and the voltage drop according to the area S by the
以上の処理により、端子付き電線WTの圧着過程のシミュレーションに基づき、圧着部40における圧着部抵抗値Rが推定されることになる。
By the above processing, the crimping portion resistance value R in the crimping
<実用例>
以下、図6を参照しながら、上述した推定装置10及び推定方法を実用する例について、記載する。
<Practical example>
Hereinafter, an example in which the above-mentioned
図6(a)は、端子付き電線WTの圧着処理完了後における圧着部40の高さ(図6(b)に示すクリンプハイトCH)を変更しながら図4に示す処理(圧着シミュレーション)を繰り返し実行することによって得られた「クリンプハイトCHと、圧着部抵抗値Rと、の関係」の一例を示す。 In FIG. 6A, the process (crimping simulation) shown in FIG. 4 is repeated while changing the height of the crimping portion 40 (crimp height CH shown in FIG. 6B) after the crimping process of the electric wire WT with terminals is completed. An example of "the relationship between the crimp height CH and the crimping portion resistance value R" obtained by the execution is shown.
圧着シミュレーションにおけるクリンプハイトCHの変更は、HDD15に事前に格納されている端子圧着機に関する各種データのうちアンビル及びクリンパの相対位置を変更することによってなされ得る。なお、クリンプハイトCHが大きいほど、圧着処理完了後における圧着部40の圧着の度合いが小さく(低圧縮であり)、クリンプハイトCHが小さいほど、圧着処理完了後における圧着部40の圧着の度合いが大きい(高圧縮である)ことになる。
The crimp height CH in the crimping simulation can be changed by changing the relative positions of the anvil and the crimp among various data related to the terminal crimping machine stored in advance in the
図6(a)に示す例では、推定された圧着部抵抗値R(グラフの縦軸)は、クリンプハイトCH(グラフの横軸)が所定値CHth以下の範囲では基準値Rth未満の比較的小さいほぼ一定の値にて推移し、クリンプハイトCHが所定値CHthに近付くと上昇を始め、クリンプハイトCHが所定値CHthであるときに基準値Rthに達し、クリンプハイトCHが所定値CHthを超えると基準値Rthを超えた比較的大きい値にて推移するようになっている。 In the example shown in FIG. 6A, the estimated crimp resistance value R (vertical axis of the graph) is relatively less than the reference value Rth in the range where the crimp height CH (horizontal axis of the graph) is equal to or less than the predetermined value CHth. It changes at a small and almost constant value, starts to rise when the crimp height CH approaches the predetermined value CHth, reaches the reference value Rth when the crimp height CH is the predetermined value CHth, and the crimp height CH exceeds the predetermined value CHth. It has become a relatively large value that exceeds the reference value Rth.
そこで、例えば、端子付き電線WTに要求される電気的特性に基づいて基準値Rthを定め、推定装置10による推定方法を用いて算出(推定)される圧着部抵抗値Rがこの基準値Rthを超えないように、電線20及び端子30の諸元、並びに、端子圧着機(図示省略)の諸元を設定することが考えられる。このように設定された諸元に準じて実際に端子付き電線WT(実物)を製造すれば、上述した従来手法のように多数のサンプル(試作品)を製造することなく、要求される電気的特性を満足する端子付き電線WTを製造できることになる。推定装置10及び推定方法は、例えば、このように実用され得る。
Therefore, for example, the reference value Rth is determined based on the electrical characteristics required for the electric wire WT with terminals, and the crimping portion resistance value R calculated (estimated) by using the estimation method by the
ところで、図6(a)に示す圧着部抵抗値Rの推移は、クリンプハイトCHが大きい(又は小さい)場合に凝着箇所Bの面積Sが小さく(又は大きく)なることから説明され得る。なお、通常の端子圧着機では、圧着の前後において圧着部40の厚さ(クリンプハイトCH)は大きく変化するものの、圧着部40の幅は実質的に変化しない。そのため、圧着部抵抗値Rを評価する上で、圧着部40の厚さ(クリンプハイトCH)の重要度が高い。よって、図6(a)に示す例では、圧着部40の厚さ(クリンプハイトCH)のみが検討され、圧着部40の幅は検討されていない。
By the way, the transition of the crimping portion resistance value R shown in FIG. 6A can be explained by the fact that the area S of the adhesion portion B becomes small (or large) when the crimp height CH is large (or small). In a normal terminal crimping machine, the thickness of the crimping portion 40 (crimp height CH) changes significantly before and after crimping, but the width of the crimping
なお、発明者が実際の端子付き電線(実物)を用いて行った比較試験等によれば、図6(a)に示す推定装置10による圧着部抵抗値Rの推定結果と、実際の端子付き電線(実物)を利用した測定結果(クリンプハイトCHと圧着部抵抗値Rとの関係)と、が実用上十分な程度に一致することが確認されている。
According to a comparative test or the like conducted by the inventor using an actual electric wire with a terminal (actual), the estimation result of the crimping portion resistance value R by the
<作用・効果>
以上、本発明の実施形態に係る推定装置10及び推定方法(図4のフローチャートを参照)によれば、従来手法のように端子付き電線のサンプル(実物)を製造することに代えて、電線20の芯線束22に端子30の導体圧着部34を圧着するシミュレーションを行い、芯線束22と導体圧着部34との接触箇所A(図3を参照)のうち、芯線束22の表面に形成された酸化皮膜が圧着の過程を経て破壊されることによって導体芯線21の母材と導体圧着部34とが凝着している凝着箇所Bを特定する。そして、この凝着箇所Bを通電する際の電気抵抗値(接触抵抗の値)を、圧着部抵抗値Rとして推定する。
<Action / effect>
As described above, according to the
この結果、従来手法のように試作品ごとに金型を準備する必要がなく、シミュレーションの下で評価を完結できるため評価工数を低減できる。更に、芯線束22(導体芯線21)として、表面に酸化被膜(酸化アルミニウム。Al2O3)が形成され易いアルミニウム系電線を用いる場合であっても、圧着部抵抗値Rを精度良く推定し得る。 As a result, unlike the conventional method, it is not necessary to prepare a mold for each prototype, and the evaluation can be completed under simulation, so that the evaluation man-hours can be reduced. Further, even when an aluminum-based electric wire in which an oxide film (aluminum oxide. Al 2 O 3 ) is easily formed on the surface is used as the core wire bundle 22 (conductor core wire 21), the pressure-bonding portion resistance value R is estimated accurately. obtain.
したがって、推定装置10及び上述した推定方法(図4)によれば、端子付き電線WTの圧着部40における電気抵抗値(圧着部抵抗値R)を出来る限り低コストにて評価可能である。更に、アルミニウム系電線を用いる場合であっても、圧着部抵抗値Rが精度良く推定され得る。
Therefore, according to the
<他の態様>
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
<Other aspects>
The present invention is not limited to each of the above embodiments, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention. For example, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified, improved, and the like. In addition, the material, shape, size, number, arrangement location, etc. of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
例えば、上記実施形態に係る推定装置10及び推定方法では、導体芯線21(芯線束22)の表面に形成される酸化皮膜(酸化アルミニウム)の絶縁性を考慮した上で、実際に通電に寄与する箇所(凝着箇所B)を特定し、凝着箇所Bを介して通電が生じたときの電気抵抗値(接触抵抗の値)を圧着部抵抗値Rとして推定している。
For example, the
しかし、電線20として導体芯線21の表面に形成される酸化皮膜の絶縁性を敢えて考慮する必要がない電線(例えば、銅または銅合金から構成された導体芯線21を有する電線。いわゆる銅電線)を用いる場合、接触箇所Aのみを特定し、接触箇所Aを介して通電が生じたときの電気抵抗値(接触抵抗の値)を圧着部抵抗値Rとして推定してもよい。この場合、図4に示すフローチャートにおいて、ステップS5を省略し、ステップS6にて、凝着箇所Bに代えて接触箇所Aの面積Sを算出するように、推定方法を構成すればよい。
However, as the
更に、上記実施形態では、圧着シミュレーションに基づいて導体芯線21(芯線束22)と端子30(導体圧着部34)との相対移動量(相対的な滑り量)の大小により、凝着箇所Bを特定(推定)するようになっている(図4のステップS6)。しかし、凝着箇所Bの特定(推定)は、この手法とは異なる手法によっても行い得る。 Further, in the above embodiment, the adhesion portion B is determined by the magnitude of the relative movement amount (relative slip amount) between the conductor core wire 21 (core wire bundle 22) and the terminal 30 (conductor crimping portion 34) based on the crimping simulation. It is designed to be specified (estimated) (step S6 in FIG. 4). However, the adhesion portion B can be specified (estimated) by a method different from this method.
具体的には、例えば、導体芯線21と端子30との摩擦によって生じる摩耗痕の深さを圧着シミュレーションに基づいて算出し、この摩耗痕の深さの大小により、凝着箇所Bを特定(推定)してもよい。更に、例えば、導体芯線21に生じる変形(歪み)の大小により、凝着箇所Bを特定(推定)してもよい。更に、実際にいくつかの端子付き電線のサンプル(各種諸元が異なる試作品)を製造、分解および分析し、諸元ごと及び圧縮の度合いごとに凝着箇所の面積等を実測すると共に、その実測値(グラフ等)を利用し、特定の諸元を有する端子付き電線の凝着箇所Bを特定(推定)してもよい。
Specifically, for example, the depth of the wear mark caused by the friction between the
加えて、上記実施形態では、端子付き電線WTの凝着箇所Bの面積Sが内部的に算出されている。しかし、必要に応じて、圧着後の導体芯線21(芯線束22)の画像上に凝着箇所Bをマッピングして表示部14に表示することにより、端子付き電線WTの凝着箇所Bを可視化してもよい。
In addition, in the above embodiment, the area S of the adhesion portion B of the electric wire WT with a terminal is internally calculated. However, if necessary, the adhesion portion B of the electric wire WT with a terminal is visualized by mapping the adhesion portion B on the image of the conductor core wire 21 (core wire bundle 22) after crimping and displaying it on the
ここで、上述した本発明に係る「端子付き電線の圧着部抵抗値の推定方法」及び「端子付き電線の圧着部抵抗値の推定装置」の実施形態の特徴をそれぞれ以下(1)〜(4)に簡潔に纏めて列記する。
(1)
電線(20)が有する導体芯線(21)に端子(30)が圧着された端子付き電線(WT)の圧着部(40)における電気抵抗値である圧着部抵抗値(R)をシミュレーションによって推定する推定方法(図4)であって、
前記導体芯線(21)に前記端子(30)を圧着する圧着過程のシミュレーションを行う第1工程(図4のS3)と、
前記圧着過程を経た後に前記導体芯線と前記端子とが接触している接触箇所(A)を特定する第2工程(図4のS4,S5)と、
前記接触箇所(A)を介して前記導体芯線と前記端子との間に通電が生じたときの前記電気抵抗値を前記圧着部抵抗値(R)として推定する第3工程(図4のS6,S7)と、を含む、
端子付き電線の圧着部抵抗値の推定方法。
(2)
上記(1)に記載の推定方法において、
前記導体芯線(21)が、
アルミニウム又はアルミニウム合金から構成されており、
前記第2工程(図4のS4,S5)が、
前記接触箇所(A)のうち、前記導体芯線(21)の表面に形成された酸化皮膜が前記圧着過程を経て破壊されると共に前記導体芯線の母材と前記端子(30)とが凝着している凝着箇所(B)、を特定する工程(S5)であり、
前記第3工程(図4のS6,S7)が、
前記凝着箇所(B)を介して前記通電が生じたときの前記電気抵抗値を前記圧着部抵抗値(R)として推定する工程(S7)である、
端子付き電線の圧着部抵抗値の推定方法。
(3)
上記(2)に記載の推定方法において、
前記第2工程が、
前記圧着過程において、前記導体芯線(21)と前記端子(30)とが接触した状態にて前記導体芯線と前記端子とが相対的に移動したときの相対移動量が所定の閾値以上である箇所を、前記凝着箇所(B)として特定する工程(図4のS5)である、
端子付き電線の圧着部抵抗値の推定方法。
(4)
電線(20)が有する導体芯線(21)に端子(30)が圧着された端子付き電線(WT)の圧着部(40)における電気抵抗値である圧着部抵抗値(R)をシミュレーションによって推定する推定装置(10)であって、
前記導体芯線(21)に前記端子(30)を圧着する圧着過程のシミュレーションを行う第1演算部(11,図4のS3)と、
前記圧着過程を経た後に前記導体芯線(21)と前記端子(30)とが接触している箇所のうち、前記導体芯線の表面に形成された酸化皮膜が前記圧着過程を経て破壊されると共に前記導体芯線の母材と前記端子とが凝着している凝着箇所(B)、を特定する第2演算部(11,図4のS4,S5)と、
前記凝着箇所(B)を介して前記導体芯線と前記端子との間に通電が生じたときの前記電気抵抗値を前記圧着部抵抗値(R)として推定する第3演算部(11,図4のS6,S7)と、を備える、
端子付き電線の圧着部抵抗値の推定装置。
Here, the features of the embodiments of the "method for estimating the crimping portion resistance value of the electric wire with terminals" and the "apparatus for estimating the crimping portion resistance value of the electric wire with terminals" according to the present invention described above are as follows (1) to (4), respectively. ) Is briefly summarized and listed.
(1)
The crimping portion resistance value (R), which is the electrical resistance value at the crimping portion (40) of the terminald electric wire (WT) in which the terminal (30) is crimped to the conductor core wire (21) of the electric wire (20), is estimated by simulation. The estimation method (Fig. 4)
The first step (S3 in FIG. 4) of simulating the crimping process of crimping the terminal (30) to the conductor core wire (21), and
A second step (S4, S5 in FIG. 4) of identifying a contact portion (A) in which the conductor core wire and the terminal are in contact after the crimping process is performed.
A third step (S6, FIG. 4) of estimating the electric resistance value when an electric current is generated between the conductor core wire and the terminal via the contact portion (A) as the crimping portion resistance value (R). S7) and, including,
A method for estimating the resistance value of the crimping part of an electric wire with a terminal.
(2)
In the estimation method described in (1) above,
The conductor core wire (21)
Consists of aluminum or aluminum alloy
The second step (S4, S5 in FIG. 4)
Of the contact points (A), the oxide film formed on the surface of the conductor core wire (21) is destroyed through the crimping process, and the base material of the conductor core wire and the terminal (30) adhere to each other. This is a step (S5) for identifying the adhesion location (B).
The third step (S6, S7 in FIG. 4)
This is a step (S7) of estimating the electric resistance value when the energization occurs through the adhesion portion (B) as the crimping portion resistance value (R).
How to estimate the resistance value of the crimped part of a wire with a terminal.
(3)
In the estimation method described in (2) above,
The second step is
A location where the relative movement amount when the conductor core wire (21) and the terminal (30) are in contact with each other in the crimping process and the conductor core wire and the terminal move relative to each other is equal to or greater than a predetermined threshold value. Is a step (S5 in FIG. 4) for identifying the adhesion portion (B).
A method for estimating the resistance value of the crimping part of an electric wire with a terminal.
(4)
The crimping portion resistance value (R), which is the electrical resistance value at the crimping portion (40) of the terminald electric wire (WT) in which the terminal (30) is crimped to the conductor core wire (21) of the electric wire (20), is estimated by simulation. The estimation device (10)
The first calculation unit (11, S3 in FIG. 4) that simulates the crimping process of crimping the terminal (30) to the conductor core wire (21), and
Of the locations where the conductor core wire (21) and the terminal (30) are in contact with each other after the crimping process, the oxide film formed on the surface of the conductor core wire is destroyed and destroyed through the crimping process. The second calculation unit (11, S4 and S5 in FIG. 4) for specifying the adhesion portion (B) where the base material of the conductor core wire and the terminal are adhered to each other.
The third arithmetic unit (11, FIG. 3) estimates the electric resistance value when an electric current is generated between the conductor core wire and the terminal via the adhesion portion (B) as the crimping portion resistance value (R). 4 with S6, S7),
A device for estimating the resistance value of the crimping part of an electric wire with a terminal.
WT 端子付き電線
10 推定装置
20 電線
21 導体芯線
22 芯線束
30 端子
40 圧着部
Electric wire with
Claims (1)
前記導体芯線に前記端子を圧着する圧着過程のシミュレーションを行う第1演算部と、
前記圧着過程を経た後に前記導体芯線と前記端子とが接触している箇所のうち、前記導体芯線の表面に形成された酸化皮膜が前記圧着過程を経て破壊されると共に前記導体芯線の母材と前記端子とが凝着している凝着箇所、を特定する第2演算部と、
前記凝着箇所を介して前記導体芯線と前記端子との間に通電が生じたときの前記電気抵抗値を前記圧着部抵抗値として推定する第3演算部と、を備える、
端子付き電線の圧着部抵抗値の推定装置。 It is an estimation device that estimates the resistance value of the crimping part, which is the electrical resistance value at the crimping part of the electric wire with terminals whose terminals are crimped to the conductor core wire of the electric wire, by simulation.
The first calculation unit that simulates the crimping process of crimping the terminal to the conductor core wire,
Of the locations where the conductor core wire and the terminal are in contact after the crimping process, the oxide film formed on the surface of the conductor core wire is destroyed through the crimping process and becomes a base material of the conductor core wire. A second calculation unit that identifies the adhesion location where the terminals are adhered, and
A third calculation unit that estimates the electric resistance value when an electric current is generated between the conductor core wire and the terminal via the adhesion portion as the crimping portion resistance value is provided.
A device for estimating the resistance value of the crimping part of an electric wire with a terminal.
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