JP7495336B2 - 端子付き電線および端子付き電線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、端子付き電線および端子付き電線の製造方法に関する。

自動車等の車両は、ハイブリッド自動車や電気自動車等に代表される電動化や、自動運転システムやコネクテッドカー等に代表される多機能化或いは高機能化が急速に進んでいる。このため、このような車両に用いるワイヤーハーネスは、複雑な配策経路に対応でき、しかも高い放熱性を有する必要がある。この目的に対応したワイヤーハーネスには、複数の素線を並列させた薄い帯状の扁平電線が用いられることがある。

このような扁平電線の一端部には圧着端子が圧着接続されるが、例えば、底辺がＵ字やＶ字型のオープンバレル形の圧着端子のワイヤバレルおよびインシュレーションバレルで、複数の素線からなる導体露出部および絶縁被覆で被覆された被覆部をそれぞれ丸めて圧着する場合、インシュレーションバレル片でかしめられる絶縁被覆の上部側にしわがより絶縁被覆と素線との間に隙間が生じたり、余分な絶縁被覆の上部側がインシュレーションバレル上からはみ出したりすることがある。係る場合、防水処理やコネクタへの収容に影響を及ぼすおそれがあった。

これに対し、ワイヤバレル片の間隔を扁平電線の導体露出部の長さより長くし、インシュレーションバレル片の間隔を絶縁被覆の幅より長くすることで確実に圧着しうる端子金具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－１４２８３号

特許文献１では、導体露出部や絶縁被覆で覆われた被覆部を事前に曲げる等の処理を行うことなく圧着端子内に収容できるものの、扁平電線の形状に合わせた圧着端子とすることが必要となる。また、扁平なワイヤバレルおよびインシュレーションバレルを丸めて圧着するには、２方向からの押圧のみでは困難であり、また、丸めた際の絶縁被覆のシワの発生等を完全に防止することは困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、丸めて圧着された導体圧着部を有し、防水性能および電気接続信頼性に優れる端子付き電線およびその製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る端子付き電線は、複数の素線で構成される導体部と、前記導体部を被覆する絶縁被覆とを有する扁平状の被覆電線と、前記導体部が前記絶縁被覆から露出した導体露出部を丸めて圧着接続する圧着端子と、を備え、前記絶縁被覆の前記圧着端子側の端部に切り欠きが設けられること特徴とする。

また、本発明の一態様に係る端子付き電線は、上記の発明において、
前記絶縁被覆の切り欠き形状は、三角形、台形、紡錘形、またはスリット状であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る端子付き電線は、上記の発明において、前記導体部は、前記複数の素線が並列に配列した導体並列型、または周状に撚り合わせた扁平撚線であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る端子付き電線は、上記の発明において、前記圧着端子は、前記導体露出部を丸めて圧着接続するワイヤバレルと、前記絶縁被覆を丸めて圧着接続するインシュレーションバレルと、を有するオープンバレル形式の端子であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る端子付き電線は、上記の発明において、前記ワイヤバレルの形状は、Ｕ字状またはＶ字状である。

また、本発明の一態様に係る端子付き電線は、上記の発明において、前記導体露出部の少なくとも一部は、前記複数の素線が接合されていることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る端子付き電線の製造方法は、複数の素線で構成される導体部と、前記導体部を被覆する絶縁被覆と、を有する扁平状の被覆電線の一端部の前記絶縁被覆を切除して、前記導体部を露出させた導体露出部を形成するとともに、前記絶縁被覆の端部に切り欠きを形成し、前記導体露出部を、圧着接続する圧着端子の形状に沿うように折り曲げて、前記圧着端子に収容し、収容した前記導体露出部を前記圧着端子により丸めて圧着接続することを特徴とする。

本発明に係る端子付き電線および端子付き電線の製造方法によれば、扁平状の被覆電線を、導体露出部の収容部が円形等の一般的な圧着端子により圧着接続した場合でも、防水性能および電気接続信頼性に優れる端子付き電線を提供することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態による端子付き電線における圧着端子と被覆電線との概略構成を示す模式図である。 図２Ａは、本発明の第１の実施形態による被覆電線の導体露出部における長手方向に直交した断面図である。 図２Ｂは、本発明の第１の実施形態による被覆電線の導体露出部を折り曲げた状態での長手方向に直交した断面図である。 図２Ｃは、本発明の第１の実施形態による端子付き電線の導体圧着部における長手方向に直交した断面図である。 図３Ａは、本発明の第１の実施形態による被覆電線の絶縁被覆の端部近傍における長手方向に直交した断面図である。 図３Ｂは、本発明の第１の実施形態による被覆電線を折り曲げた状態での絶縁被覆の端部近傍における長手方向に直交した断面図である。 図３Ｃは、本発明の第１の実施形態による端子付き電線の被覆圧着部における長手方向に直交した断面図である。 図４Ａは、本発明の第１の実施形態の変形例１に係る被覆電線の上面図である。 図４Ｂは、本発明の第２の実施形態の変形例２に係る被覆電線の上面図である。 図５は、本発明の第２の実施形態による端子付き電線の圧着前の圧着部における被覆電線の長手方向に直交した断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

（第１の実施形態）
（圧着端子および被覆電線）
本発明の実施形態に係る端子付き電線１について説明する前に、図１を参照して、圧着端子および被覆電線の概略構成について説明する。図１に示すように、扁平状の被覆電線１０は、導体１１および絶縁被覆１２を有する。導体１１は、長手方向Ｘに延伸した複数の素線１１１が横並びに並べられて、それぞれの素線１１１が２層に並列に配列された導体並列型の扁平状の導体部である。絶縁被覆１２は、扁平状の導体１１の外周に形成された絶縁性の被覆部である。扁平状の被覆電線１０は、先端部において導体１１の外周の絶縁被覆１２が除去されて、所定の長さの導体１１が露出した導体露出部１１２を有する。以下の説明において、被覆電線１０は、長手方向Ｘにおいて、前方側を先端側となる導体端部側とし、後方側を基端側となる被覆側とする。

導体１１は、複数の素線１１１から構成され、例えば純度の高いアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金（Ａｌ合金）からなるが、必ずしもこれらの材料に限定されない。本実施形態において被覆電線１０は、断面積が例えば３．５ｍｍ^２（３．５ｓｑ）以上９０ｍｍ^２（９０ｓｑ）以下の、例えば２０ｓｑの電線である。被覆電線１０の断面積は、それぞれの素線１１１の断面積の総和、すなわち総断面積である。絶縁被覆１２は、絶縁性を有する例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンやノンハロゲン材料などの樹脂からなる。絶縁被覆１２を構成する樹脂には、可塑剤などの添加剤が添加されていてもよい。

圧着接続前の圧着端子２０は、オープンバレル形式の端子である。圧着端子２０は、表面に錫メッキ（Ｓｎメッキ）処理が施された黄銅などの銅合金からなる板材が加工されて形成される。圧着端子２０は、先端側である長手方向Ｘの前方から基端側である後方に向かって順次接続された、端子接続部（図示せず）、トランジション部２２、ワイヤバレル２３、およびインシュレーションバレル２４を有する。導体圧着部は、導体露出部１１２がワイヤバレル２３により丸められて圧着接続された部分であり、被覆圧着部は、絶縁被覆１２により被覆された導体１１がインシュレーションバレル２４により丸めて圧着接続された部分である。

端子接続部（図示せず）は、例えば、雌型圧着端子の接続構造やスリーブ形状の端子（以下、スリーブ端子）の接続構造からなる。なお、接続構造はこれに限定されず、雄型圧着端子や丸型圧着端子などの他の形状の接続構造であってもよい。トランジション部２２は、端子接続部とワイヤバレル２３とを接続する部分である。

ワイヤバレル２３は、ＹＺ平面における断面が、高さ方向Ｚにおける上側に開口しているとともに下側に底部が位置するＵ字形状であって、かつ長手方向Ｘに延伸した形状を有する。インシュレーションバレル２４も同様に、ＹＺ平面における断面が、高さ方向Ｚにおける上側に開口しているとともに下側に底部が位置するＵ字形状であり、かつ長手方向Ｘに延在した形状を有する。ワイヤバレル２３とインシュレーションバレル２４とは下側で連結している。本実施形態では、ワイヤバレル２３およびインシュレーションバレル２４は、ともにＵ字形状のものを使用しているが、Ｖ字形状のものなども好適に使用することができる。なお、本明細書において、高さ方向Ｚにおける上側および下側は、構成要素間の相対的な位置関係を説明するために便宜的に向きを特定したものである。ワイヤバレル２３の表面２３ａには、複数のセレーション２３ｂが形成されている。本実施形態におけるセレーション２３ｂの本数は３本であるが、本数は３本に限定されるものではない。

図２Ａは、本発明の第１の実施形態による被覆電線の導体露出部における長手方向に直交した断面図である。図２Ｂは、本発明の第１の実施形態による被覆電線の導体露出部を折り曲げた状態での長手方向に直交した断面図である。図２Ｃは、本発明の第１の実施形態による端子付き電線１の導体圧着部における長手方向に直交した断面図である。図３Ａは、本発明の第１の実施形態による被覆電線の絶縁被覆の端部近傍における長手方向に直交した断面図である。図３Ｂは、本発明の第１の実施形態による被覆電線を折り曲げた状態での絶縁被覆の端部近傍における長手方向に直交した断面図である。図３Ｃは、本発明の第１の実施形態による端子付き電線１の被覆圧着部における長手方向に直交した断面図である。図２Ａに示すように、第１の実施形態による被覆電線１０は、導体１１が１３本の素線１１１を２層で横並びに配列した扁平電線の一種である並列電線である。被覆電線１０は、素線１１１を１層で並列させたものであってもよい。あるいは、素線１１１を、一方向且つ周状に撚り合わせるとともに、圧縮成形によって所望の断面略長方形に形成した扁平撚線であってもよい。

素線１１１は、例えば、被覆されていない単芯線からなる。被覆電線１０のサイズは、必要とされる電流値に応じて適宜設定される。

絶縁被覆１２は、図１に示すように、圧着端子２０と接続される側の端部に切り欠き１２ａを有する。切り欠き１２ａは、絶縁被覆１２の端部側が底辺となる三角形状をなしている。絶縁被覆１２の端部に切り欠き１２ａを設けることにより、ワイヤバレル２３で導体露出部１１２を丸めて圧着した際に、インシュレーションバレル２４により圧着される絶縁被覆１２の端部側が導体露出部１１２の変形に追随して変形しやすくなり、絶縁被覆１２のしわの発生や、絶縁被覆１２と導体１１との間に隙間が生じにくくなる。本実施の形態では、切り欠き１２ａは三角形状としているがこれに限定するものではなく、図４Ａ、図４Ｂに示すような台形、または紡錘形の切り欠き１２ａを有する被覆電線１０Ａおよび１０Ｂも好適に使用することができる。あるいは、被覆電線の延伸方向と平行な直線状の切込みを、例えばスリット状の幅の狭い切り欠き１２ａとして設けてもよい。

（端子付き電線の製造方法）
次に、以上のように構成された第１の実施形態による被覆電線１０および圧着端子２０を接続する端子付き電線の製造方法について説明する。第１の実施形態による端子付き電線１を製造する場合には、まず、扁平状の被覆電線１０の一端部の絶縁被覆１２を切除して、導体１１を露出させた導体露出部１１２を形成する。次いで、絶縁被覆１２の端部に切り欠き１２ａを形成する。次に、導体露出部１１２がワイヤバレル２３の底部に収容され、絶縁被覆１２の先端側の一部がインシュレーションバレル２４の底部に収容されるように、被覆電線１０と圧着端子２０とを重ね合わせる。

被覆電線１０は、導体露出部１１２の幅ｒ１がワイヤバレル２３の開口の幅より大きく、絶縁被覆１２の幅ｒ４がインシュレーションバレル２４の幅より大きいため、図２Ｂおよび図３Ｂの矢印で示すように、導体露出部１１２および絶縁被覆１２をワイヤバレル２３およびインシュレーションバレル２４の底面形状に沿うように折り曲げた後、ワイヤバレル２３およびインシュレーションバレル２４の底部にそれぞれ収容することが好ましい。あるいは、導体露出部１１２については、少なくとも一部が超音波接合により断面形状が丸くなるように接合されていてもよい。導体露出部１１２の一部を超音波接合する場合、導体露出部１１２の前方側、または後方側を超音波接合部としてもよい。導体露出部１１２の一部を超音波接合することにより、ワイヤバレル２３内への導体露出部１１２の収容を容易に行うことができるとともに、素線１１１間の導通性を確保することができる。

次に、圧着端子２０の外周に圧力を加えて、圧着端子２０を導体露出部１１２と絶縁被覆１２の一部とに圧着接続する圧着工程を行う。これにより、圧着端子２０は、ワイヤバレル２３が加締められて、その表面２３ａが導体露出部１１２と接触して導体１１を包み込み、インシュレーションバレル２４が絶縁被覆１２の一部を包み込むように丸めて圧着接続される。すなわち、図２Ｃおよび図３Ｃに示すように、ワイヤバレル２３は導体１１の外周に沿って接触して圧着され、インシュレーションバレル２４は絶縁被覆１２の外周に沿って接触して圧着される。これにより端子付き電線１が完成する。

なお、ワイヤバレル２３により導体露出部１１２が圧着接続された導体圧着部は、図２Ｃに示すように、例えば、断面のＹ方向の幅ｒ２とＺ方向の高さｒ３との比が、０．７～２．０程度であり、インシュレーションバレル２４により絶縁被覆１２が圧着接続された被覆圧着部は、図３Ｃに示すように、例えば、断面のＹ方向の幅ｒ５とＺ方向の高さｒ６との比が、０．７～２．０程度である。絶縁被覆１２に切り欠き１２ａを設けることにより、導体圧着部および被覆圧着部を丸めて圧着しやすくなる。なお、本明細書では、便宜上、導体圧着部および被覆圧着部のＹ方向とＺ方向の長さにより断面形状を特定しているが、これに限定するものではなく、断面形状のＹ方向の幅とＺ方向の高さの比が０．７～２．０程度であればよい。

本実施形態では、ワイヤバレル２３およびインシュレーションバレル２４の形状がＵ字形状の圧着端子２０を、扁平状の被覆電線１０と圧着接続する。扁平状の被覆電線１０を、Ｕ字形状またはＶ字形状の圧着端子で圧着する場合、インシュレーションバレル２４と接していない絶縁被覆１２の上部側にしわがよりやすくなり、絶縁被覆１２と素線１１１との間に隙間が生じたり、余分な絶縁被覆１２の上部側が突出して変形したりすることがある。本実施形態では、絶縁被覆１２の端部に切り欠き１２ａを設けることにより、絶縁被覆１２をインシュレーションバレル２４の底面形状に沿うように折り曲げる際、およびインシュレーションバレル２４により絶縁被覆１２の外周を丸めて圧着する際、切り欠き１２ａの存在により絶縁被覆１２を折り曲げやすくなり、またインシュレーションバレル２４の形状に沿って丸めやすくなる。これにより絶縁被覆１２にシワが発生しにくくなり、絶縁被覆１２と導体１１とを密着した状態、すなわち隙間を生ずることなくインシュレーションバレル２４により圧着することができる。また、切り欠き１２ａにより絶縁被覆１２が変形しやすくなるため、インシュレーションバレル２４により丸めて圧着する際、導体１１に無理な力が加わらず、断線のおそれも低くなり、接続信頼性を向上することができる。

以上説明した第１の実施形態によれば、被覆電線１０が、絶縁被覆１２の端部に切り欠き１２ａを有することにより、断面形状が略丸の被覆圧着部を形成しやすくなり、防水処理やコネクタへの収容も容易となる。

なお、第１の実施形態におけるワイヤバレル２３およびインシュレーションバレル２４については、両方がＵ字形状、Ｖ字形状等のオープンバレルの例を示しているが、一方がオープンバレル、他方が筒型形状のようなクローズバレルの例も適用することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態による管端子からなる端子付き電線の製造方法について説明する。図５は、第２の実施形態による端子付き電線の製造方法を説明するための斜視図である。図５に示すように、クローズバレル形式の管端子からなる圧着端子２０Ｄは、管状接続部３０を有する。管状接続部３０は、被覆圧着範囲３０ａ、導体圧着範囲３０ｂ、および封止部３０ｃを備える。被覆圧着範囲３０ａは、被覆電線１０の絶縁被覆１２を覆う範囲である。導体圧着範囲３０ｂは、被覆電線１０から露出した導体１１と接続される範囲である。封止部３０ｃは、導体圧着範囲３０ｂより前方側が押しつぶされて封止された一方の端部側の部位である。管状接続部３０は、バレル構成片３２が丸められてバレル構成片３２の対向端部同士を突き合せて溶接することによって、後方視略管形状に形成される。なお、第２の実施形態において、封止部３０ｃの存在は任意であり、例えば導体圧着範囲３０ｂの前方側が開放されていてもよい。

まず、被覆電線１０の先端の絶縁被覆１２を除去することにより、導体１１の先端部に導体露出部１１２を露出させるとともに、絶縁被覆１２の端部に切り欠き１２ａを形成する。次に、導体露出部１１２および絶縁被覆１２を、導体圧着範囲３０ｂおよび被覆圧着範囲３０ａの内部形状に沿うように折り曲げ、導体圧着範囲３０ｂおよび被覆圧着範囲３０ａに被覆電線１０を挿入する。被覆電線１０は、被覆電線１０の中心軸が管状接続部３０の長手方向Ｘに平行になるように挿通される。この際、長手方向Ｘに沿った導体露出部１１２の先端の位置が管状接続部３０における封止部３０ｃより後方になるように挿通される。導体圧着範囲３０ｂの前方側が開放された圧着端子２０Ｄに挿通する場合は、、長手方向Ｘに沿った導体露出部１１２の先端の位置が管状接続部３０における導体圧着範囲３０ｂの前方側端部付近になるように挿通すればよい。

次に、圧着端子２０Ｄの外周に圧力を加えて、圧着端子２０Ｄを導体露出部１１２と絶縁被覆１２の一部とに丸めて圧着接続する圧着工程を行う。これにより、圧着端子２０Ｄは、管状接続部３０の導体圧着範囲３０ｂおよび被覆圧着範囲３０ａが加締められる。すなわち、導体圧着範囲３０ｂの内表面が導体露出部１１２と接触して導体１１を包み込み、被覆圧着範囲３０ａが絶縁被覆１２の一部を包み込むように圧着接続される。以上により、端子付き電線１Ｄが完成する。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、断面形状が略丸の被覆圧着部を形成しやすくなり、防水処理やコネクタへの収容も容易となる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上述の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値や材料はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値や材料を用いてもよく、本発明は、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により限定されることはない。

１、１Ｄ 端子付き電線
１０、１０Ａ、１０Ｂ 被覆電線
１１ 導体
１２ 絶縁被覆
１２ａ 切り欠き
２０、２０Ｄ 圧着端子
２２ トランジション部
２３ ワイヤバレル
２３ａ 表面
２３ｂ セレーション
２４ インシュレーションバレル
３０ 管状接続部
３０ａ 被覆圧着範囲
３０ｂ 導体圧着範囲
３０ｃ 封止部
３２ バレル構成片

Claims (7)

1. 複数の素線で構成される導体部と、前記導体部を被覆する絶縁被覆とを有する扁平状の被覆電線と、
   前記導体部が前記絶縁被覆から露出した導体露出部を丸めて圧着接続するオープンバレル形式の圧着端子と、を備え、
   前記絶縁被覆の前記圧着端子側の端部に切り欠きが設けられ、前記切欠きは前記圧着端子のバレル片の開放側に位置するように配置されて圧着されていること特徴とする端子付き電線。
2. 前記絶縁被覆の切り欠き形状は、三角形、台形、紡錘形、またはスリット状であることを特徴とする請求項１に記載の端子付き電線。
3. 前記導体部は、前記複数の素線が並列に配列した導体並列型、または周状に撚り合わせた扁平撚線であることを特徴とする請求項１または２に記載の端子付き電線。
4. 前記圧着端子は、前記導体露出部を丸めて圧着接続するワイヤバレルと、前記絶縁被覆を丸めて圧着接続するインシュレーションバレルと、を有するオープンバレル形式の端子であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の端子付き電線。
5. 前記ワイヤバレルの形状は、Ｕ字状またはＶ字状である請求項４に記載の端子付き電線。
6. 前記導体露出部の少なくとも一部は、前記複数の素線が接合されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の端子付き電線。
7. 複数の素線で構成される導体部と、前記導体部を被覆する絶縁被覆と、を有する扁平状の被覆電線の一端部の前記絶縁被覆を切除して、前記導体部を露出させた導体露出部を形成するとともに、前記絶縁被覆の端部に切り欠きを形成し、
   前記導体露出部を、圧着接続するオープンバレル形式の圧着端子の形状に沿うように折り曲げて、前記切欠きを前記圧着端子のバレル片の開放側に位置するように前記圧着端子に収容し、
   収容した前記導体露出部を前記圧着端子により丸めて圧着接続することを特徴とする端子付き電線の製造方法。

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