JP7233230B2 - 端子、端子付き電線およびその製造方法 - Google Patents

端子、端子付き電線およびその製造方法 Download PDF

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本発明は例えば自動車等に用いられる端子、端子付き電線およびその製造方法に関するものである。
従来、自動車、OA機器、家電製品等の分野では、電力線や信号線として、電気導電性に優れた銅系材料からなる電線が使用されている。特に、自動車分野においては、車両の高性能化、高機能化が急速に進められており、車載される各種電気機器や制御機器が増加している。したがって、これに伴い、使用される端子付き電線も増加する傾向にある。
一方、環境問題が注目される中、自動車の軽量化が要求されている。したがって、ワイヤハーネスの使用量増加に伴う重量増加が問題となる。このため、従来使用されている銅線に代えて、軽量なアルミニウム電線が注目されている。
ここで、このような電線同士を接続する際や機器類等の接続部においては、接続用端子が用いられる。しかし、アルミニウム電線を用いた端子付き電線であっても、接続部の信頼性等のため、端子部には、電気特性に優れる銅が使用される場合がある。このような場合には、アルミニウム電線と銅製の端子とが接合されて使用される。
しかし、異種金属を接触させると、標準電極電位の違いから、いわゆる電食が発生する恐れがある。特に、アルミニウムと銅との標準電極電位差は大きいため、接触部への水の飛散や結露等の影響により、電気的に卑であるアルミニウム側の腐食が進行する。このため、接続部における電線と端子との接続状態が不安定となり、接触抵抗の増加や線径の減少による電気抵抗の増大、更には断線が生じて電装部品の誤動作、機能停止に至る恐れがある。
このため、電線と端子との接続部を樹脂部材で被覆する方法が提案されている。例えば、被覆圧着部と導線圧着部との間に露出する導線等に樹脂部材を塗布して被覆した端子付き電線が提案されている(特許文献1)。
図8は、従来の端子付き電線の部分断面図である。通常、被覆導線111の先端近傍は、被覆部115が除去されて内部の導線103が露出する。露出した導線103は導線圧着部107で圧着され、被覆部115は、被覆圧着部109で圧着される。被覆圧着部109と導線圧着部107の間のバレル間部108には、導線103の一部が露出するため、バレル間部108から導線圧着部107は、樹脂部材117で被覆される。
しかし、被覆部115の端部と導線103の露出部の境界部において、外径の変化に伴う微小な隙間(図中X)が生じやすい。このような隙間が生じると、被覆圧着部109と被覆部115との間を浸透した水分が、導線103及び導線圧着部107へ浸透する恐れがある。このため、十分な防食性を確保するためには、この隙間Xへも樹脂部材117を浸透させて硬化させる必要がある。
この隙間Xへの樹脂部材117で埋めるために、例えば、導線103をまず先に圧着し、樹脂部材117を塗布した後に被覆部115を圧着する方法が提案されている(例えば特許文献2)。
また、バレル間部108の底面に孔を設けて、塗布した樹脂部材117を孔から吸引することで、隙間に樹脂部材117を浸透させる方法が提案されている(例えば特許文献3)。
特開2017-102998号公報 特開2018-063762号公報 特開2017-199602号公報
しかし、従来の方法では、製造工程が複雑となるため、加工コストが増加するという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、加工コストの増加を抑制し、防食性に優れた端子、端子付き電線およびその製造方法を提供することを目的とする。
前述した目的を達するために第1の発明は、被覆導線と端子とが接続される端子付き電線であって、前記被覆導線は、被覆部と、前記被覆部の先端から露出する導線とを具備し、前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、前記圧着部は、前記導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、前記バレル間部には、前記導線に対して突出する凸部が形成され、前記凸部によって前記導線と前記バレル間部の上面との間に隙間が形成され、少なくとも、前記バレル間部から前記導線圧着部までの前記導線が露出する部位が樹脂部材で覆われており、平面視において、前記凸部は、前記バレル間部の幅方向における略中央部が両端部よりも前記導線圧着部側に張り出した湾曲形状となっていることを特徴とする端子付き電線である。
前記被覆導線の軸方向の断面において、前記導線と接触する前記凸部の上面の断面形状が円弧状に形成されることが望ましい。
前記凸部が、前記バレル間部の幅方向に対して断続的に形成されてもよい。
前記被覆導線の軸方向に垂直な断面において、前記バレル間部の幅方向の端部における前記凸部の突出高さが、幅方向の中央部と比較して低くなってもよい。
前記被覆導線の軸方向の断面において、前記被覆部の端部から、前記凸部までの距離が0.5mm以上であることが望ましい。
前記凸部の突出高さが、前記バレル間部と接触する部位の前記被覆部の端部における厚みの0.8倍以上の高さであることが望ましい。
第1の発明によれば、バレル間部に、導線に対して突出する凸部が形成されるため、導線とバレル間部の上面との間に、あえて大きな隙間を形成することができる。このため、樹脂部材を浸透させやすくなり、被覆部端部における隙間に樹脂部材をより確実に充填させることができる。
また、導線と接触する凸部の上面の断面形状が円弧状に形成されれば、凸部によって導線が傷付くことを抑制することができる。
また、バレル間部の幅方向に対して凸部が断続的に形成されれば、隙間の領域をより広くすることができるため、より確実に樹脂部材を隙間に浸透させることができる。
また、バレル間部の幅方向の端部における凸部の突出高さが、幅方向の中央部と比較して低くなるようにすることで、被覆導線の下方における隙間を確実に確保することができるとともに、バレル間部の幅が広くなることを抑制することができる。
また、被覆部の端部から凸部までの距離が0.5mm以上であれば、より確実に隙間を確保して樹脂部材を浸透させることができる。
また、凸部の突出高さが、被覆部の端部における厚みの0.8倍以上であれば、隙間を確保する効果をより確実に得ることができる。
第2の発明は、被覆導線と端子とが接続される端子付き電線の製造方法であって、前記被覆導線は、被覆部と、前記被覆部の先端から露出する導線とを具備し、前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、前記圧着部は、前記導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、前記バレル間部には、上面に突出し、かつ、平面視において、前記バレル間部の幅方向における略中央部が両端部よりも前記導線圧着部側に張り出した湾曲形状となっている凸部が形成されており、前記圧着部に前記被覆導線を配置して、前記導線圧着部で前記導線を圧着するとともに、前記被覆圧着部で前記被覆部を圧着し、少なくとも、前記バレル間部から前記導線圧着部までの前記導線が露出する部位に樹脂部材を塗布して硬化させることを特徴とする端子付き電線の製造方法である。
第2の発明によれば、予め端子のバレル間部に凸部が形成されているため、従来の金型で圧着するのみで、導線下部の隙間を確保し、樹脂部材を浸透させやすくすることができる。
第3の発明は、被覆導線と端子とが接続される端子付き電線の製造方法であって、前記被覆導線は、被覆部と、前記被覆部の先端から露出する導線とを具備し、前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、前記圧着部は、前記導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、前記圧着部に前記被覆導線を配置して、前記導線圧着部で前記導線の圧着し、前記被覆圧着部で前記被覆部を圧着するとともに、前記バレル間部に、前記導線側に突出し、かつ、平面視において、前記バレル間部の幅方向における略中央部が両端部よりも前記導線圧着部側に張り出した湾曲形状となる凸部を形成し、少なくとも、前記バレル間部から前記導線圧着部までの前記導線が露出する部位に樹脂部材を塗布して硬化させることを特徴とする端子付き電線の製造方法である。
第3の発明によれば、圧着時に端子のバレル間部に凸部を形成するため、従来の端子を用いて圧着するのみで、導線下部の隙間を確保し、樹脂部材を浸透させやすくすることができる。
第4の発明は、被覆導線と接続されるオープンバレル型の端子であって、前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、前記圧着部は、前記被覆導線の導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆導線の被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、前記バレル間部には、上方に突出し、かつ、平面視において、前記バレル間部の幅方向における略中央部が両端部よりも前記導線圧着部側に張り出した湾曲形状となる凸部が形成されることを特徴とする端子である。
第4の発明によれば、予め端子のバレル間部に凸部が形成されているため、従来の金型で圧着するのみで、導線下部の隙間を確保し、樹脂部材を浸透させやすくすることができる。
本発明によれば、加工コストの増加を抑制し、防食性に優れた端子、端子付き電線およびその製造方法を提供することができる。
端子付き電線10を示す斜視図。 端子付き電線10を示す断面図。 (a)は図1のA部拡大図、(b)は、図2のB-B線断面図。 圧着前の端子1と被覆導線11を示す図。 (a)~(d)は凸部19の断面形状を示す図。 (a)は端子付き電線10の平面図であり、(b)、(c)は、凸部19の平面視形状を示す図。 (a)、(b)は、凸部19の平面視の配置を示す図。 従来の端子付き電線の部分断面図。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、端子付き電線10を示す斜視図であり、図2は断面図である。なお、図1は、樹脂部材17を透視した図である。端子付き電線10は、端子1と被覆導線11が接続されて構成される。
被覆導線11は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である導線13と、導線13を被覆する被覆部15からなる。すなわち、被覆導線11は、被覆部15と、その先端から露出する導線13とを具備する。導線13は、例えば、複数の素線が撚り合わせられた撚り線である。
端子1は、オープンバレル型であり、銅または銅合金製である。端子1には被覆導線11が接続される。端子1は、端子本体3と圧着部5とがトランジション部を介して連結されて構成される。圧着部5と端子本体3の間に位置するトランジション部は、上方が開口する。
端子本体3は、所定の形状の板状素材を、断面が矩形の筒体に形成したものである。端子本体3は、内部に、板状素材を矩形の筒体内に折り込んで形成される弾性接触片を有する。端子本体3は、前端部から雄型端子などが挿入されて接続される。なお、以下の説明では、端子本体3が、雄型端子等の挿入タブ(図示省略)の挿入を許容する雌型端子である例を示すが、本発明において、この端子本体3の細部の形状は特に限定されない。例えば、雌型の端子本体3に代えて雄型端子の挿入タブを設けてもよいし、丸型端子のようなボルト締結部を設けても良い。
圧着部5は、被覆導線11と圧着される部位であり、圧着前においては、端子1の長手方向に垂直な断面形状が略U字状のバレル形状を有する。端子1の圧着部5は、被覆導線11の先端側に被覆部15から露出する導線13を圧着する導線圧着部7と、被覆導線11の被覆部15を圧着する被覆圧着部9と、導線圧着部7と被覆圧着部9の間のバレル間部8からなる。
導線圧着部7の内面の一部には、幅方向(長手方向に垂直な方向)に、図示を省略したセレーションが設けられる。このようにセレーションを形成することで、導線13を圧着した際に、導線13の表面の酸化膜を破壊しやすく、また、導線13との接触面積を増加させることができる。
被覆導線11の先端は、被覆部15が剥離され、内部の導線13が露出する。被覆導線11の被覆部15は、端子1の被覆圧着部9によって圧着される。また、被覆部15が剥離されて露出する導線13は、導線圧着部7により圧着される。導線圧着部7において、導線13と端子1とが電気的に接続される。なお、被覆部15の端面は、被覆圧着部9と導線圧着部7の間のバレル間部8に位置する。
本発明では、少なくとも、被覆部15から露出する導線13が、樹脂部材17で覆われる。すなわち、少なくとも、バレル間部8から導線圧着部7までの導線13が露出する部位が樹脂部材17で覆われており、導線13は、樹脂部材17によって外部に露出しない。
図3(a)は、図2のA部拡大図であり、図3(b)は、図2のB-B線断面図である。バレル間部8の上面には、導線13に対して突出する凸部19が形成される。凸部19によって、被覆部15の先端部における導線13の下方の隙間が潰れることを抑制することができる。すなわち、凸部19によって導線13とバレル間部8の上面との間の隙間が形成される。このため、導線13の下方に十分な隙間が確保され、隙間へ樹脂部材17を容易に浸透させることができる。
なお、図3(a)に示すように、凸部19のバレル間部8の上面からの突出高さ(図中D)は、バレル間部8と接触する部位(例えば、バレル間部8の幅方向の略中央)の被覆部15の端部における厚み(図中C)の0.8倍以上の高さであることが望ましい。凸部19の高さが低いと、隙間を維持する効果が小さくなる。なお、凸部19の突出高さは、バレル間部8の板厚以下であることが望ましい。
また、被覆導線11の軸方向の断面において、被覆部15の端部から、凸部19(凸部19のほぼ中心)までの距離は、0.5mm以上であることが望ましい。凸部19と被覆部15の端部との距離が近くなりすぎると、凸部19によって隙間を形成する効果が小さくなる。なお、凸部19は、導線圧着部7にはみ出さないことが望ましい。
また、図3(b)に示すように、被覆導線11の軸方向に垂直な断面において、バレル間部8の内面に対する凸部19の突出高さは、略円形の導線13の断面に沿うように、幅方向の端部に行くにつれて低くなる。すなわち、バレル間部8の幅方向の端部における凸部19の突出高さが、幅方向の中央部(図中D)と比較して低くなる。このようにすることで、バレル間部の内部の幅(凸部19間の寸法)が狭くなることを抑制することができ、電線を配置する際に、凸部19がその妨げとなることを防止することができる。
次に、端子付き電線10の製造方法について説明する。図4は、圧着前の端子1と被覆導線11を示す斜視図である。前述したように、端子1は、被覆導線11と接続されるオープンバレル型の端子である。端子1は、端子本体3と圧着部5とを有し、圧着部5は、導線圧着部7と、被覆圧着部9と、導線圧着部7と被覆圧着部9との間のバレル間部8とからなる。バレル間部8には、予め上方に突出する凸部19が形成される。
まず、図示したように、被覆導線11の先端の所定長さの被覆部15を剥離して、内部の導線13を露出させる。次に、露出した導線13を導線圧着部7の位置に配置し、被覆部15を被覆圧着部9の位置に配置する。すなわち、バレル間部8には、被覆部15の端部が位置する。この際、被覆部15の端部が、凸部19よりも被覆圧着部9側に位置するように、導線13を凸部19上に配置する。
このように圧着部5に被覆導線11を配置して、導線圧着部7で導線13を圧着するとともに、被覆圧着部9で被覆部15を圧着する。その後、少なくとも、バレル間部8から導線圧着部7までの導線13が露出する部位に樹脂部材17を塗布して硬化させる。以上により、端子付き電線10を得ることができる。
なお、樹脂部材17を確実に導線13の隙間まで浸透させるためには、樹脂部材17の粘度としては、600mPa・s以下であることが望ましい。また、樹脂部材17としては、例えばシリコーンアクリレート、ウレタンアクリレート、アクリルアクリレートなどを主成分とした樹脂が適用可能であり、紫外線硬化性、湿気硬化性または嫌気硬化性の少なくとも1種以上の硬化性樹脂であることが望ましい。
なお、前述した例では、予め凸部19を形成した端子1を用いたが、これには限定されない。例えば、凸部19を有しない従来の端子1を用い、圧着部5に被覆導線11を配置して、導線圧着部7で導線13の圧着し、被覆圧着部9で被覆部15を圧着するとともに、バレル間部8において導線13側に突出する凸部19を形成してもよい。すなわち、圧着に用いる金型に凸部19に対応する凸形状を形成しておき、圧着時に凸部19を形成してもよい。
また、図5(a)に示すように、被覆導線11の軸方向の断面において、導線13と接触する凸部19の上面の断面形状は、円弧状に形成されることが望ましいが、これには限定されない。例えば、図5(b)に示すように、凸部19の断面形状を略台形としてもよく、図5(c)に示すように、略長方形としてもよく、図5(d)に示すように、略三角形としてもよい。但し、凸部19の上面形状が円弧状である方が、導線13を傷つけることを抑制することができるため望ましい。
また、図6(a)は、端子付き電線10の平面図であり、図6(b)は、図6(a)のF部拡大図である。なお、図6(a)、図6(b)は、樹脂部材17の図示を省略し、図6(b)では、導線13の透視図である。凸部19は、バレル間部8の全幅にわたって形成される。この際、凸部19は、端子1の幅方向にまっすぐに形成される。
これに対し、凸部19の平面視における形態を湾曲させてもよい。例えば、図6(c)に示すように、端子1(バレル間部8)の幅方向の略中央部における凸部19の位置が、導線圧着部7側に張り出し、バレル間部8の幅方向の端部近傍における凸部19の位置が、被覆圧着部9側に湾曲するようにしてもよい。
また、凸部19は、バレル間部8の幅方向に連続して形成されなくてもよい。例えば、図7(a)に示すように、バレル間部8の幅方向に対して凸部19が断続的に形成されてもよい。すなわち、凸部19は、幅方向に複数に分割して配置してもよい。なお、この場合でも、凸部19がバレル間部8の全幅に配置されるとする。
また、被覆導線11の軸方向に対する断面において、凸部19の断面形状が円弧状(図5(a)参照)の場合には、図7(b)に示すように、被覆導線11の軸方向に垂直な断面においても、凸部19の断面形状が円弧状であってもよい。すなわち、それぞれの凸部19が、略半球形状であってもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、バレル間部8の上面に凸部19が形成されるため、導線13の下方におけるバレル間部8との隙間が潰れることを抑制することができる。このため、隙間の大きさを確保することができるため、樹脂部材17が隙間に入りやすく、隙間を確実に樹脂部材17で埋めることができる。このため、高い止水性を確保することができる。
また、凸部19の上面形状が円弧状であれば、導線13と接触した際に、導線13が凸部19によって傷つくことを抑制することができる。
また、凸部19がバレル間部8の幅方向に対して断続的に配置されることで、凸部19間にも隙間を形成することができるため、隙間に樹脂部材17を浸透させやすい。
また、凸部19をバレル間部8の幅方向の全幅に配置した際に、幅方向の端部における凸部19の突出高さを低くすることで、バレル間部8の幅が広くなることを抑制することができる。
また、凸部19の配置を、被覆部15の端部から0.5mm以上離すことで、効率よく導線13下方の隙間が潰れることを抑制し、隙間を維持することができる。
また、凸部19の高さが被覆部15の端部における厚みの0.8倍以上であれば、効率よく導線13下方の隙間が潰れることを抑制し、隙間を維持することができる。
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1………端子
3………端子本体
5………圧着部
7………導線圧着部
8………バレル間部
9………被覆圧着部
10………端子付き電線
11………被覆導線
13………導線
15………被覆部
17………樹脂部材
19………凸部
103………導線
107………導線圧着部
108………バレル間部
109………被覆圧着部
111………被覆導線
115………被覆部
117………樹脂部材

Claims (9)

  1. 被覆導線と端子とが接続される端子付き電線であって、
    前記被覆導線は、被覆部と、前記被覆部の先端から露出する導線とを具備し、
    前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、
    前記圧着部は、前記導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、
    前記バレル間部には、前記導線に対して突出する凸部が形成され、前記凸部によって前記導線と前記バレル間部の上面との間に隙間が形成され、
    少なくとも、前記バレル間部から前記導線圧着部までの前記導線が露出する部位が樹脂部材で覆われており、
    平面視において、前記凸部は、前記バレル間部の幅方向における略中央部が両端部よりも前記導線圧着部側に張り出した湾曲形状となっていることを特徴とする端子付き電線。
  2. 前記被覆導線の軸方向の断面において、前記導線と接触する前記凸部の上面の断面形状が円弧状に形成されることを特徴とする請求項1記載の端子付き電線。
  3. 前記凸部が、前記バレル間部の幅方向に対して断続的に形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の端子付き電線。
  4. 前記被覆導線の軸方向に垂直な断面において、前記バレル間部の幅方向の端部における前記凸部の突出高さが、幅方向の中央部と比較して低くなることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の端子付き電線。
  5. 前記被覆導線の軸方向の断面において、前記被覆部の端部から、前記凸部までの距離が0.5mm以上であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の端子付き電線。
  6. 前記凸部の突出高さが、前記バレル間部と接触する部位の前記被覆部の端部における厚みの0.8倍以上の高さであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の端子付き電線。
  7. 被覆導線と端子とが接続される端子付き電線の製造方法であって、
    前記被覆導線は、被覆部と、前記被覆部の先端から露出する導線とを具備し、
    前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、
    前記圧着部は、前記導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、
    前記バレル間部には、上面に突出し、かつ、平面視において、前記バレル間部の幅方向における略中央部が両端部よりも前記導線圧着部側に張り出した湾曲形状となっている凸部が形成されており、
    前記圧着部に前記被覆導線を配置して、前記導線圧着部で前記導線を圧着するとともに、前記被覆圧着部で前記被覆部を圧着し、
    少なくとも、前記バレル間部から前記導線圧着部までの前記導線が露出する部位に樹脂部材を塗布して硬化させることを特徴とする端子付き電線の製造方法。
  8. 被覆導線と端子とが接続される端子付き電線の製造方法であって、
    前記被覆導線は、被覆部と、前記被覆部の先端から露出する導線とを具備し、
    前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、
    前記圧着部は、前記導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、
    前記圧着部に前記被覆導線を配置して、前記導線圧着部で前記導線の圧着し、前記被覆圧着部で前記被覆部を圧着するとともに、前記バレル間部に、前記導線側に突出し、かつ、平面視において、前記バレル間部の幅方向における略中央部が両端部よりも前記導線圧着部側に張り出した湾曲形状となる凸部を形成し、
    少なくとも、前記バレル間部から前記導線圧着部までの前記導線が露出する部位に樹脂
    部材を塗布して硬化させることを特徴とする端子付き電線の製造方法。
  9. 被覆導線と接続されるオープンバレル型の端子であって、
    前記端子は、端子本体と圧着部とを有し、
    前記圧着部は、前記被覆導線の導線が圧着される導線圧着部と、前記被覆導線の被覆部が圧着される被覆圧着部と、前記導線圧着部と前記被覆圧着部との間のバレル間部と、を具備し、
    前記バレル間部には、上方に突出し、かつ、平面視において、前記バレル間部の幅方向における略中央部が両端部よりも前記導線圧着部側に張り出した湾曲形状となる凸部が形成されることを特徴とする端子。
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