JP6876025B2

JP6876025B2 - 端子金具

Info

Publication number: JP6876025B2
Application number: JP2018198333A
Authority: JP
Inventors: 聖子前堀; 洋人中田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2038-10-22
Also published as: JP2020068057A; CN111082232B; US20200127392A1; CN111082232A; US11171428B2

Description

本発明は、被覆電線の端部において露出した導体部に接続される端子金具に関するものである。

一般に、被覆電線の端部には、露出した導体部に対して端子金具が圧着等によって接続されることがある。このとき、導体部と端子金具とが互いに異なる金属によって構成されている場合、これらの接触部に水分が浸入すると、局部電池が形成されてガルバニック腐食が発生してしまうことがあった。そこで、表面に保護膜が形成された端子金具が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照）。特許文献１〜６に記載された端子金具では、保護膜として錫メッキ層等が形成されており、導体部に接触する部分においてガルバニック腐食が抑制されている。

特開２００９−１５２０５２号公報特開２０１３−１４９５９８号公報特開２０１３−１２７９０７号公報特開２０１３−２１８８６６号公報特開２０１３−１８２８６１号公報特開２０１３−１３４８９１号公報

しかしながら、端子金具は圧着（加締め）によって導体部に接続され、例えば圧着部が変形することで保護膜の下地が露出してしまうことがあった。露出した下地と導体部とが直接接触すると、ガルバニック腐食が発生してしまう可能性がある。そこで、保護膜を厚く形成する構成が考えられるものの、保護膜が厚くなると、端子金具のうち相手方端子と接触する電気接触部において、接続時の特性（端子金具の変形のしやすさや摩擦力等）が変化してしまう可能性がある。

本発明の目的は、ガルバニック腐食を抑制しつつ接続時の特性の変化を抑制することができる端子金具を提供することにある。

本願発明の端子金具は、被覆電線の端部において露出した導体部に接続される端子金具であって、相手方端子と接触する電気接続部を含む電気接続領域と、前記導体部に圧着される導体圧着片を含む圧着領域と、を備え、表面に錫メッキ層が形成されるとともに、当該錫メッキ層が、前記電気接続領域よりも前記圧着領域において厚く形成され、前記圧着領域における前記錫メッキ層は、当該錫メッキ層の下地が露出しないような厚さを有していることを特徴とする。

このような本願発明の端子金具によれば、相手方端子と接触する電気接続領域よりも、導体圧着片を含む圧着領域において錫メッキ層が厚く形成されていることで、圧着領域における錫メッキ層の下地と導体部とが直接接触しにくく、ガルバニック腐食を抑制することができる。また、電気接続領域において、錫メッキ層を形成することによる影響を小さくし、相手方端子との接続時の特性の変化を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る端子付電線を示す斜視図である。前記端子付電線の端子金具を示す平面図である。前記端子金具の電気接続領域における断面を示す断面図である。前記端子金具の中間領域における断面を示す断面図である。前記端子金具の圧着領域における断面を示す断面図である。前記端子金具の基材部を構成する銅母材を示す断面図である。前記銅母材の表面にニッケル下地層が形成された様子を示す断面図である。前記ニッケル下地層の表面に銅中間層が形成された様子を示す断面図である。前記銅中間層の表面のうち第１領域に錫リフロー層が形成された様子を示す断面図である。前記銅中間層の表面のうち第２領域に錫無光沢層が形成された様子を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る端子付電線の端子金具の電気接続領域における断面を示す断面図である。前記端子金具の中間領域における断面を示す断面図である。前記端子金具の圧着領域における断面を示す断面図である。本発明の第３実施形態に係る端子付電線の端子金具の電気接続領域における断面を示す断面図である。前記端子金具の圧着領域における断面を示す断面図である。本発明の第４実施形態に係る端子付電線の端子金具の電気接続領域における断面を示す断面図である。前記端子金具の中間領域における断面を示す断面図である。前記端子金具の圧着領域における断面を示す断面図である。本発明の変形例に係る端子付電線の端子金具を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。尚、第２〜４実施形態においては、第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材及び同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態と同じ符号を付すとともに説明を省略する。

［第１実施形態］
本実施形態の端子付電線１は、図１に示すように、被覆電線２と、端子金具３と、を備え、例えば車両において配索されるワイヤハーネスを構成する。

被覆電線２は、導体部２１と、導体部２１を覆う絶縁被覆２２と、を備える。導体部２１は例えばアルミニウムやアルミニウム合金によって構成されている。尚、導体部２１は、複数の細線が撚り合わされた撚り線であってもよいし、一本の導線によって構成されていてもよい。被覆電線２の端部において、絶縁被覆２２が除去されることにより、導体部２１が露出している。

端子金具３は、先端側から順に、箱状部３１と、導体接続部３２と、被覆接続部３３と、を有する。端子金具３は、図２に示すような板状部材４を屈曲させることで組み立てられ、導体接続部３２および被覆接続部３３によって被覆電線２に接続されるようになっている。

板状部材４は、被覆電線２の長手方向に沿って延びるとともに被覆電線２が載置される底板部４１と、底板部４１を挟むように形成された一対の壁部４２Ａ、４２Ｂと、底板部４１の先端側に連続する帯板状の接触片４３と、底板部４１を挟むように形成された一対の導体圧着片（バレル）４４Ａ、４４Ｂと、底板部４１を挟むように形成された一対の被覆圧着片（バレル）４５Ａ、４５Ｂと、を一体に有する。

一対の壁部４２Ａ、４２Ｂが屈曲されることにより、底板部４１とともに四角筒状の箱状部３１が形成される。箱状部３１は先端側において開口し、接触片４３が開口近傍において屈曲されて四角筒の内側に向かって延びている。相手方端子が開口から箱状部３１の内側に挿入され、接触片４３が変形することで所定の挿入圧が得られるようになっている。箱状部３１のうち相手方端子と接触する部分が電気接続部３１１となる。

一対の導体圧着片４４Ａ、４４Ｂは、底板部４１から立設するように屈曲された後、導体部２１に加締められて圧着される。即ち、一対の導体圧着片４４Ａ、４４Ｂと底板部４１とによって導体接続部３２が形成される。

一対の被覆圧着片４５Ａ、４５Ｂは、底板部４１から立設するように屈曲された後、絶縁被覆２２に加締められて圧着される。即ち、一対の被覆圧着片４５Ａ、４５Ｂと底板部４１とによって被覆接続部３３が形成される。

板状部材４において、電気接続部３１１に対応した領域が電気接続領域Ａ１となり、導体接続部３２および被覆接続部３３に対応した領域が圧着領域Ａ２となり、電気接続領域Ａ１と圧着領域Ａ２とによって挟まれた領域が中間領域Ａ３となる。即ち、電気接続領域Ａ１には電気接続部３１１が含まれており、圧着領域Ａ２には一対の導体圧着片４４Ａ、４４Ｂが含まれている。尚、中間領域Ａ３には、箱状部３１のうち相手方端子と接触しない部分、及び、壁部４２Ａ、４２Ｂと導体圧着片４４Ａ、４４Ｂとの間の部分が含まれている。

端子金具３は、図３〜５に示すように、銅製の基材部３４の表面に対し、ニッケル層（下地層）３５と銅層（中間層）３６と錫メッキ層３７とがこの順で積層されることで構成されている。尚、図示の例では、端子金具３のうち被覆電線２が配置される面にのみ各層３５〜３７が形成されているが、両面にこれらの層が形成されていてもよい。

銅層３６と錫メッキ層３７とが熱等によって反応することにより、これらの間に銅と錫の合金部３０が形成される。合金部３０は、例えば、底板部４１の板厚方向を突出方向とし、先端側に向かうにしたがって面内方向寸法が小さくなるような突起形状を有している。

図３は、電気接続領域Ａ１における底板部４１の断面を示しており、図４は、中間領域Ａ３における底板部４１の断面を示しており、図５は、圧着領域Ａ２における底板部４１の断面を示している。ニッケル層３５および銅層３６は、全ての領域Ａ１〜Ａ３において略一定の厚さを有している。

錫メッキ層３７は、電気接続領域Ａ１よりも圧着領域Ａ２において厚く形成されている。尚、錫メッキ層３７は、電気接続領域Ａ１および圧着領域Ａ２のそれぞれにおいて略一定の厚さを有しており、中間領域Ａ３においては、電気接続領域Ａ１から圧着領域Ａ２に向かうにしたがって厚くなるように形成されている。

電気接続領域Ａ１における錫メッキ層３７の厚さは１μｍ以下であることが好ましく、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の厚さは３μｍ以上であることが好ましい。尚、中間領域Ａ３における厚さは例えば１〜３μｍであればよい。このように、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の厚さが、電気接続領域Ａ１における錫メッキ層３７の厚さの３倍以上となっていることが好ましい。

電気接続領域Ａ１および中間領域Ａ３において、合金部３０が錫メッキ層３７を貫通して露出している。一方、圧着領域Ａ２において合金部３０は露出していない（即ち錫メッキ層３７によって覆われている）。

ニッケル層３５の厚さは、領域Ａ１〜Ａ３のいずれにおいても略一定であり、例えば０．２μｍである。銅層３６の厚さは、領域Ａ１〜Ａ３のいずれにおいても略一定であり、例えば０．４μｍである。尚、各層の厚さは多少の誤差（例えば±０．０２μｍを含んでいてもよい）

ここで、基材部３４の表面にニッケル層３５と銅層３６と錫メッキ層３７とを形成する方法について説明する。まず、図６に示すような銅母材３４Ａ（基材部３４に対応）の表面に、図７に示すように下地処理によってニッケル下地層３５Ａ（ニッケル層３５に対応）を形成する。さらに、図８に示すように、下地処理によってニッケル下地層３５Ａの表面に銅中間層３６Ａ（銅層３６に対応）を形成する。尚、図６における左右両側は、板状部材４の端面に相当する。

次に、図９に示すように、錫リフロー処理によって銅中間層３６Ａの表面のうち第１領域Ａ４に錫リフロー層３７Ａ（錫メッキ層３７に対応）を形成する。さらに、図１０に示すように、錫無光沢処理によって銅中間層３６Ａの表面のうち第２領域Ａ５に錫無光沢層３７Ｂ（錫メッキ層３７に対応）を形成する。

第１領域Ａ４は、上記の電気接続領域Ａ１を含むものであり、即ち、電気接続部３１１を含む領域である。第２領域Ａ５は、上記の圧着領域Ａ２を含むものであり、即ち、一対の導体圧着片４４Ａ、４４Ｂを含む領域である。尚、中間領域Ａ３は、第１領域Ａ４と第２領域Ａ５とに跨っている。このように、電気接続領域Ａ１を含む第１領域Ａ４においては錫リフロー処理によって錫リフロー層３７Ａを形成するとともに、圧着領域Ａ２を含む第２領域Ａ５においては錫無光沢処理によって錫無光沢層３７Ｂを形成することにより、錫メッキ層３７を、電気接続領域Ａ１よりも圧着領域Ａ２において厚く形成することができる。

尚、後述する第２〜４実施形態においては、ニッケル下地層３５Ａおよび銅中間層３６Ａを形成する工程は適宜に省略されればよく、銅母材３４Ａ、ニッケル下地層３５Ａおよび銅中間層３６Ａ（ニッケル下地層３５Ａおよび銅中間層３６Ａをまとめて「下地層」という）のうち適宜なものの表面に錫リフロー層３７Ａおよび錫無光沢層３７Ｂを形成すればよい。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、相手方端子と接触する電気接続領域Ａ１よりも、導体圧着片４４Ａ、４４Ｂを含む圧着領域Ａ２において錫メッキ層３７が厚く形成されていることで、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の下地である合金部３０と導体部２１とが直接接触しにくく、ガルバニック腐食を抑制することができる。また、電気接続領域Ａ１において、錫メッキ層３７を形成することによる影響を小さくし、相手方端子との接続時の特性の変化を抑制することができる。

また、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の厚さが、電気接続領域Ａ１における錫メッキ層３７の厚さの３倍以上であれば、ガルバニック腐食をさらに抑制するとともに、相手方端子との接続時の特性の変化をさらに抑制することができる。

また、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の厚さが３μｍ以上であり、且つ、電気接続領域Ａ１における錫メッキ層３７の厚さが１μｍ以下であれば、ガルバニック腐食をさらに抑制するとともに、相手方端子との接続時の特性の変化をさらに抑制することができる。

［第２実施形態］
本実施形態の端子付電線は、被覆電線２と、図１１〜１３に示すような端子金具３Ｂと、を備える。端子金具３Ｂは、前記第１実施形態の端子金具３と同様に、箱状部３１と、導体接続部３２と、被覆接続部３３と、を有している。端子金具３Ｂは、ニッケル層３５が省略されている点で前記第１実施形態の端子金具３とは異なっている。

即ち、端子金具３Ｂは、基材部３４の表面に対し、銅層（下地層）３６と錫メッキ層３７とがこの順で積層されることで構成されている。図１１は、電気接続領域Ａ１における底板部４１の断面を示しており、図１２は、中間領域Ａ３における底板部４１の断面を示しており、図１３は、圧着領域Ａ２における底板部４１の断面を示している。

端子金具３Ｂにおける銅層３６および錫メッキ層３７の厚さは、前記第１実施形態と同等である。また、端子金具３Ｂには、前記第１実施形態の端子金具３と同様に、合金部３０が形成されている。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、電気接続領域Ａ１よりも圧着領域Ａ２において錫メッキ層３７が厚く形成されていることで、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の下地である合金部３０と導体部２１とが直接接触しにくく、ガルバニック腐食を抑制することができる。また、電気接続領域Ａ１において、錫メッキ層３７を形成することによる影響を小さくし、相手方端子との接続時の特性の変化を抑制することができる。

［第３実施形態］
本実施形態の端子付電線は、被覆電線２と、図１４、１５に示すような端子金具３Ｃと、を備える。端子金具３Ｃは、前記第１実施形態の端子金具３と同様に、箱状部３１と、導体接続部３２と、被覆接続部３３と、を有している。端子金具３Ｃは、銅層３６が省略されている点で前記第１実施形態の端子金具３とは異なっている。

即ち、端子金具３Ｃは、基材部３４の表面に対し、ニッケル層（下地層）３５と錫メッキ層３７とがこの順で積層されることで構成されている。図１４は、電気接続領域Ａ１における底板部４１の断面を示しており、図１５は、圧着領域Ａ２における底板部４１の断面を示している。

端子金具３Ｃにおけるニッケル層３５および錫メッキ層３７の厚さは、前記第１実施形態と同等である。また、端子金具３Ｃには銅層が形成されていないことから、前記第１実施形態の端子金具３とは異なり、合金部３０が形成されない。

導体圧着片４４Ａ、４４Ｂが導体部２１に圧着される際、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７が多少削れることがある。このとき、圧着領域Ａ２において錫メッキ層３７が厚く形成されていることで、下地であるニッケル層３５が露出しにくくなっている。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、電気接続領域Ａ１よりも圧着領域Ａ２において錫メッキ層３７が厚く形成されていることで、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の下地であるニッケル層３５と導体部２１とが直接接触しにくく、ガルバニック腐食を抑制することができる。また、電気接続領域Ａ１において、錫メッキ層３７を形成することによる影響を小さくし、相手方端子との接続時の特性の変化を抑制することができる。

［第４実施形態］
本実施形態の端子付電線は、被覆電線２と、図１６〜１８に示すような端子金具３Ｄと、を備える。端子金具３Ｄは、前記第１実施形態の端子金具３と同様に、箱状部３１と、導体接続部３２と、被覆接続部３３と、を有している。端子金具３Ｄは、ニッケル層３５および銅層３６が省略されている点で前記第１実施形態の端子金具３とは異なっている。

即ち、端子金具３Ｄは、基材部３４の表面に対し、錫メッキ層３７が直接積層されることで構成されている。図１６は、電気接続領域Ａ１における底板部４１の断面を示しており、図１７は、中間領域Ａ３における底板部４１の断面を示しており、図１８は、圧着領域Ａ２における底板部４１の断面を示している。

端子金具３Ｄにおける錫メッキ層３７の厚さは、前記第１実施形態と同等である。また、端子金具３Ｄには、前記第１実施形態の端子金具３と同様に、合金部３０が形成されている。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記第１実施形態では、電気接続領域Ａ１における錫メッキ層３７の厚さが１μｍ以下であることが好ましく、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の厚さが３μｍ以上であることが好ましく、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７の厚さが、電気接続領域Ａ１における錫メッキ層３７の厚さの３倍以上であることが好ましいとしたが、これらの寸法は適宜に設定されればよい。

即ち、例えば錫メッキ層３７の下地が露出しにくい場合には、圧着領域Ａ２における厚さが３μｍ未満であってもよいし、例えば錫メッキ層３７を形成することによって相手方端子との接続時の特性が変化しにくい場合には、電気接続領域Ａ１における厚さが１μｍよりも大きくてもよい。

また、前記実施形態では、圧着領域Ａ２における錫メッキ層３７が、下地が露出しないような厚さを有しているものとしたが、下地が多少露出してもよい。このような場合であっても、電気接続領域Ａ１よりも圧着領域Ａ２において錫メッキ層３７を厚くすることで、下地の露出面積を小さくすることができ、ガルバニック腐食を抑制することができる。

また、前記実施形態では、基材部３４の片面（表面）および側面にのみ錫メッキ層３７が形成されているものとしたが、図１９に示すように、基材部３４の裏表両面および側面が錫メッキ層３７によって覆われる構成としてもよい。尚、図１９では電気接続領域Ａ１のみを示しているが、領域Ａ２、Ａ３においても同様の構成であればよい。また、裏面側のニッケル層３５および銅層３６は適宜省略されていてもよい。さらに、第２〜４実施形態のようにニッケル層３５や銅層３６が省略された構成においても、基材部３４の裏面に錫メッキ層３７を設けてもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

２被覆電線
２１導体部
３、３Ｂ、３Ｃ端子金具
３１１電気接続部
３４基材部
３５ニッケル層
３６銅層
３７錫メッキ層
４４Ａ、４４Ｂ導体圧着片
Ａ１電気接続領域
Ａ２圧着領域

Claims

被覆電線の端部において露出した導体部に接続される端子金具であって、
相手方端子と接触する電気接続部を含む電気接続領域と、
前記導体部に圧着される導体圧着片を含む圧着領域と、を備え、
表面に錫メッキ層が形成されるとともに、当該錫メッキ層が、前記電気接続領域よりも前記圧着領域において厚く形成され、
前記圧着領域における前記錫メッキ層は、当該錫メッキ層の下地が露出しないような厚さを有しており、
前記電気接続領域における前記錫メッキ層の厚さは１μｍ以下であり、
前記圧着領域における前記錫メッキ層の厚さは３μｍ以上であり、
前記圧着領域における前記錫メッキ層の厚さが、前記電気接続領域における前記錫メッキ層の厚さの３倍以上であり、
前記電気接続領域における前記錫メッキ層は錫リフロー層であり、
前記圧着領域における前記錫メッキ層は錫無光沢層であることを特徴とする端子金具。
銅製の基材部の表面に対し、ニッケル層と銅層と前記錫メッキ層とがこの順で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具。
銅製の基材部の表面に対し、銅層と前記錫メッキ層とがこの順で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具。
銅製の基材部の表面に対し、ニッケル層と前記錫メッキ層とがこの順で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具。
銅製の基材部の表面に対し、前記錫メッキ層が積層されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具。
前記基材部の裏表両面および側面が前記錫メッキ層によって覆われていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の端子金具。
被覆電線の端部において露出した導体部に接続される端子金具を製造する端子金具製造方法であって、
銅製の基材部、又は、その外側の下地層の表面に、錫メッキ層を形成する錫メッキ層形成工程を含み、
前記錫メッキ層形成工程において、相手方端子と接触する電気接続部を含む第１領域に対して錫リフロー処理によって前記錫メッキ層を形成するとともに、前記導体部に圧着される導体圧着片を含む第２領域に対して錫無光沢処理によって前記錫メッキ層を形成し、
前記錫メッキ層を、前記第１領域よりも前記第２領域において厚く形成するとともに、前記第２領域における前記錫メッキ層を、当該錫メッキ層の下地が露出しないような厚さを有するように形成することを特徴とする端子金具製造方法。