KR101825312B1 - 압착 접속 구조체, 와이어 하니스, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치 - Google Patents

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다까히또 나까시마
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히로야스 다가
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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
후루카와 에이에스 가부시키가이샤
도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

알루미늄 심선(11)을 절연 피복(12)으로 피복한 피복 전선(10)과, 알루미늄 심선(11)을 노출시킨 심선(core) 노출부(13)의 압착 접속을 허용하는 심선 압착부(23b)를 갖는 압착 단자(20)를 압착해서 접속한 압착 접속 구조체(1)이며, 심선 압착부(23b)를 클로즈드 배럴 형식으로 하고, 직경 방향의 단면 형상을, 소정의 간격 W2를 이격한 위치로부터 경사지도록 한 경사 부분(233a)에 의해 오목하게 형성한 압착 오목부(233)를 갖는 단면이 대략 오목한 형상으로 형성하고, 소정의 간격(W2)을 심선 압착부(23b)의 전체 폭(W1)의 90% 이하로 하고, 경사 부분(233a)이 이루는 대면각 θ를 10° 이상 120° 이하로 하였다.

Description

압착 접속 구조체, 와이어 하니스, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치{CRIMP-CONNECTION STRUCTURE, WIRE HARNESS, METHOD FOR MANUFACTURING CRIMP-CONNECTION STRUCTURE, AND DEVICE FOR MANUFACTURING CRIMP-CONNECTION STRUCTURE}
본 발명은 예를 들어 자동차용 와이어 하니스의 커넥터 등에 장착되는 압착 접속 구조체, 와이어 하니스, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치에 관한 것이다.
자동차 등에 장비된 전장 기기는, 피복 전선을 묶은 와이어 하니스를 개재하여, 별도의 전장 기기나 전원 장치와 접속해서 전기 회로를 구성하고 있다. 이때, 와이어 하니스와 전장 기기나 전원 장치는, 각각에 장착한 커넥터끼리를 자웅 감합함으로써 접속되어 있다. 그리고, 커넥터에는, 피복 전선과 압착 단자를 접속한 압착 접속 구조체가 장착되어 있다.
이 압착 접속 구조체에 있어서의 압착 단자는, 피복 전선을 압착하는 압착부의 형태에 의해 2종류로 크게 구별된다. 보다 상세하게는, 압착 단자에는, 한쪽이 개방된 종단면이 대략 U자형으로 압착부가 형성된 오픈 배럴 형식과, 대략 원통 형상으로 압착부가 형성된 클로즈드 배럴 형식이 있다.
이 중, 오픈 배럴 형식의 압착 단자는, 예를 들어 절연 피복으로부터 노출시킨 도체를 재치한 압착부에 있어서의 피복 전선으로부터 돌출되어 있는 부분을 내측으로 절곡함과 함께, 절곡된 부분의 선단을 도체에 삽입하도록 해서 도체를 압착한다. 이에 의해, 오픈 배럴 형식의 압착 단자를 사용한 압착 접속 구조체는, 피복 전선의 도체와 압착 단자의 압착부와의 접촉 면적을 크게 해서 도전성을 확보하고 있다.
한편, 클로즈드 배럴 형식의 압착 단자는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 도체 접속 방법과 같이, 압축용 컬러를 외주면에 장착한 압착 단자의 접속관부에 피복 전선의 도체를 삽입 관통한 후, 압축용 컬러를 한 쌍의 다이스로 단면 육각 형상으로 코오킹해서 도체를 압착하고 있다. 이에 의해, 클로즈드 배럴 형식의 압착부를 사용한 압착 접속 구조체는, 단면이 원 형상인 내주면 형상을 유지한 상태로 직경을 축소한 접속관부에 의해 도체를 압착할 수 있는 것으로 하고 있다.
또한, 클로즈드 배럴 형식의 압착 단자(50)를 사용한 별도의 압착 접속 구조체는, 종래의 압착 접속 구조체에 있어서의 도체 압착부(51)의 폭 방향 단면을 도시하는 도 15에 도시하는 바와 같이, 대략 원통 형상의 도체 압착부(51)를 직경 축소 방향으로 소성 변형시킴과 함께, 직경 방향의 중심을 향해서 임의의 형상의 압착 오목부(52)를 도체 압착부(51)에 형성하고, 도체 압착부(51)와 도체(60)를 압착 접속하고 있다.
또한, 도 15에 도시한 도체 압착부(51)에는, 직경 축소 방향으로의 소성 변형에 부가해서, 압착 오목부(52)의 형성에 의해, 직경 방향 외측으로 돌출된 돌출 부분(53)이 압착 오목부(52)에 인접해서 형성된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 폭 방향 단면이란, 도체 압착부(51)의 길이 방향에 대하여 대략 직교하는 폭 방향 Y에 있어서의 단면을 나타낸다.
이러한 별도의 압착 접속 구조체는, 압착 오목부(52)에서 도체(60)를 강압 압착함과 함께, 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 도체 압착부(51)의 내주면과 도체(60)의 외주면과의 접촉 부분의 접촉 길이를 길게 해서 도전성을 확보하고 있다.
그런데, 이러한 별도의 압착 접속 구조체는, 도체 압착부(51)와 도체(60)를 압착할 때, 압착 금형의 내면 형상에 의해, 조립성의 저하나 압착 형상의 변동이 발생하는 경우가 있다.
예를 들어, 대략 띠 형상의 캐리어에 복수 연결한 압착 단자(50)를 1조의 압착 금형으로 상하에 코오킹함으로써, 도체(60)의 압착 및 캐리어와 압착 단자(50)와의 분리를 행하는 경우, 하방에 위치하는 금형의 내면 깊이에 따라서는, 압착 단자(50)의 도체 압착부(51)를 재치하는 공정이 필요하였다. 또는, 예를 들어 압착 단자(50)를 1조의 압착 금형으로 압착하는 경우, 압착 금형의 내면 형상을 따라서 돌출 부분(53)이 소성 변형되지 않고, 그 형상이 변동되는 경우가 있었다.
또한, 압착 상태에 있어서의 도체 압착부(51)의 대략 수평 방향의 길이인 전체 폭 W1 및 대략 연직 방향의 길이인 크림프 하이트 H1은, 예를 들어 압착 단자를 장착하는 커넥터에 있어서의 캐비티의 크기나 형상, 압착 공구의 형상, 또는 도체 압착부(51)와 도체(60)와의 기계적 강도 등에 의해 제한되고 있다.
이로 인해, 폭 방향 단면에 있어서, 압착 상태에 있어서의 도체 압착부(51)의 외면 형상이 제한되지만, 내면 형상이나 두께는, 전혀 제한되는 일 없이 소성 변형하게 된다. 이에 의해, 종래의 압착 접속 구조체에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이 돌출 부분(53)의 내주면과 도체(60)의 외주면 사이에 간극 등이 발생하는 경우가 있었다.
즉, 임의의 형상의 압착 오목부(52)에서는, 돌출 부분(53)의 내면 형상이나 두께를 제어할 수 없기 때문에, 압착 접속 구조체는, 도체 압착부(51)의 내주면과 도체(60)의 외주면과의 접촉 부분의 접촉 길이가 안정되지 않는다는 문제가 있었다.
일본 특허 공개 제2011-243467호 공보
본 발명은 상술의 문제를 감안하여, 압착 상태에 있어서의 압착부의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있는 압착 접속 구조체, 와이어 하니스, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 도전성 도체를 절연성의 절연 피복으로 피복한 피복 전선과, 적어도 상기 절연 피복의 선단 근방을 제거해서 상기 도체를 노출시킨 도체 노출부의 압착 접속을 허용하는 압착부를 갖는 압착 단자를 구비하고, 상기 압착부에서 상기 도체 노출부를 압착해서 접속한 압착 접속 구조체이며, 상기 압착부를, 적어도 상기 도체 노출부를 삽입 허용함과 함께, 상기 피복 전선의 길이 방향으로 연장되는 대략 통 형상의 클로즈드 배럴 형식으로 하고, 압착 상태에 있어서, 상기 압착부에 있어서의 직경 방향의 단면 형상을, 대략 수평 방향으로 소정의 간격을 둔 위치로부터 내측으로 경사지도록 한 2개의 경사 부분에 의해 오목하게 형성한 압착 오목부를 갖는 단면이 대략 오목한 형상으로 형성하고, 상기 소정의 간격을, 상기 대략 수평 방향에 있어서의 상기 압착부의 전체 폭의 90% 이하로 하고, 상기 직경 방향에서 대면하는 상기 경사 부분이 이루는 대면각을, 10° 이상 120° 이하로 한 것을 특징으로 한다.
상기 도체는, 예를 들어 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 알루미늄계 재료, 또는 구리나 구리 합금 등의 구리계 재료로 할 수 있다.
상기 압착 단자는, 예를 들어 구리나 구리 합금 등의 구리계 재료, 또는 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 알루미늄계 재료 등으로 할 수 있다.
상기 압착 오목부는, 예를 들어 압착부의 직경 방향 중심을 통과하는 대략 연직 방향의 중심축에 대한 경사 각도가 동일한 경사 부분에 의해 형성된 역 사다리꼴 형상, W자 형상, V자 형상, U자 형상, 또는 압착부의 직경 방향 중심을 통과하는 대략 연직 방향의 중심축에 대한 경사 각도가 서로 상이한 경사 부분에 의해 형성된 형상 등으로 할 수 있다.
본 발명에 의해, 압착 상태에 있어서의 압착부의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
구체적으로는, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부를 압착할 때, 압착 오목부를 형성함으로써, 직경 방향 외측으로 돌출된 돌출 부분을 압착 오목부의 양단에 인접해서 압착부에 형성할 수 있다.
이때, 소정의 간격을 압착부의 전체 폭의 90% 이하로 제한하고, 또한 직경 방향에서 대면하는 경사 부분이 이루는 대면각을 10° 이상 120° 이하로 제한함으로써, 압착 접속 구조체는, 압착부의 전체 폭에 대한 돌출 부분에 있어서의 대략 수평 방향의 폭을 소정의 비율로 확보할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체는, 돌출 부분에 있어서의 내면 형상이나 두께 제어를 용이하게 하여, 압착부와 도체 노출부와의 전기적 접속을 보다 안정되게 확보할 수 있다.
또한, 압착 직후에 있어서의 접속 상태를 보다 양호하게 함으로써, 예를 들어 냉열 충격 시험과 같이 압착부나 도체 노출부에 열팽창 및 열수축이 반복해서 발생한 경우에도, 압착 접속 구조체는, 접속 상태의 변화에 의한 전기 저항의 상승이나 변동을 억제할 수 있다. 이에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착 직후뿐만 아니라 안정된 전기적 접속을 계속해서 확보할 수 있다.
환언하면, 소정의 간격 및 대면각 중 어느 하나라도 상술한 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부와의 전기적 접속을 안정되게 확보할 수 있는 내면 형상을 형성할 수 없어, 안정된 도전성을 확보할 수 없다.
보다 상세하게는, 압착부의 전체 폭에 대한 소정의 간격이 차지하는 비율이 작을수록, 돌출 부분에 있어서의 대략 수평 방향의 폭이 넓어진다. 이로 인해, 압착부는, 소성 변형에 수반하는 돌출 부분의 두께 변화를 작게 할 수 있지만, 직경 방향 단면에 있어서, 도체 노출부의 외주 길이에 대하여 압착부의 내주 길이가 길어지기 쉬워지기 때문에, 도체 노출부와의 사이에 간극이 발생할 우려가 있다.
한편, 압착부의 전체 폭에 대한 소정의 간격이 차지하는 비율이 클수록, 돌출 부분에 있어서의 대략 수평 방향의 폭이 좁아진다. 이로 인해, 돌출 부분에는, 압착에 수반하여 도체 노출부가 인입할 수 있는 내부 공간이 형성되기 어렵다. 또한, 압착부의 전체 폭에 대한 소정의 간격이 차지하는 비율이 너무 크면, 폭 방향의 단면에 있어서, 예각인 단면 형상이고, 부분적으로 두께가 얇은 돌출 부분이 형성되기 때문에, 돌출 부분에 깨짐이 발생할 우려가 있다.
따라서, 압착부의 전체 폭에 대한 소정의 간격이 차지하는 비율이 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부 사이에 간극이 발생하거나 해서 안정된 접촉 길이를 확보할 수 없다.
그래서, 압착 오목부에 있어서의 소정의 간격으로서는, 압착부의 전체 폭의 90% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 소정의 간격을 압착부의 전체 폭의 60% 이상 80% 이하의 범위로 제한하면 되고, 더욱 바람직하게는, 압착 오목부에 있어서의 소정의 간격을, 압착부의 전체 폭의 45% 이상 80% 이하로 제한하면 된다. 이에 의해, 보다 안정된 접촉 길이를 확보할 수 있다.
또한, 압착 오목부에 있어서의 소정의 간격을, 압착부의 전체 폭의 45%보다 작게 하면, 압착 오목부에 있어서의 소정의 간격이 좁아지기 때문에, 압착 오목부에 깨짐이 발생하거나, 또는 압착 오목부를 형성하는 압착 금형이 손상될 우려가 있다. 또한, 압착부의 압축률이 변동되기 쉬워지기 때문에, 압착에 수반하여 도체 노출부를 돌출 부분에 압입하기 어려워진다. 이로 인해, 도체 압착부와 도체 노출부와의 접촉 길이를 확보할 수 없거나, 또는 도체 노출부의 산화 피막이 충분히 찢어지지 않아, 원하는 전기 특성을 얻기 어려워진다.
한편, 압착 오목부에 있어서의 소정의 간격을, 압착부의 전체 폭의 90%보다 크게 하면, 돌출 부분에 있어서의 대략 수평 방향의 폭이 좁아지기 때문에, 도체 노출부가 돌출 부분에 인입되지 않아, 도체 압착부와 도체 노출부와의 접촉 길이를 확보할 수 없어, 원하는 전기 특성을 얻기 어려워진다.
또한, 대면각이 작을수록, 경사 부분이 대략 기립하는 경향으로 되기 때문에, 압착 오목부에 있어서의 기단부측의 두께가 굴곡에 의해 박막으로 되기 쉽다. 이로 인해, 압착 오목부의 박막 부분에는, 열팽창 및 열수축 등에 의해 균열 등이 발생하기 쉬워진다.
또한, 압착부와 도체 노출부를 압착할 때, 경사 부분이 대략 기립하도록 소성 변형함으로써, 돌출 부분의 내부 공간에 도체 노출부가 원활하게 인입되기 어려워지기 때문에, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부와의 접촉 길이를 안정되게 확보할 수 없다.
한편, 대면각이 클수록, 압착부에는, 돌출 부분이 형성되기 어려워진다. 이로 인해, 압착 접속 구조체는, 압착부의 압착 오목부에서 도체 노출부를 강압 압착할 수 없고, 예를 들어, 압착 단자로부터 피복 전선을 뽑아내는 하중에 대한 기계적 강도를 확보할 수 없다. 또한, 기계적 강도를 확보하기 위해서는 압착부 전체를 강압 압착할 필요가 있고, 이 경우, 과잉의 소성 변형에 의해 도체 노출부가 단선될 우려가 있다.
따라서, 대면각이 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체는, 안정된 전기적 접속을 확보할 수 없다.
그래서, 직경 방향에서 대면하는 경사 부분이 이루는 대면각으로서는, 10° 이상 120° 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 대면각을 90° 이하로 제한하면 되고, 더욱 바람직하게는, 대면각을 30° 이상 60° 이하로 제한하면 된다. 이에 의해, 보다 안정된 전기적 접속을 확보할 수 있다.
그리고, 소정의 간격을 압착부의 전체 폭의 90% 이하로 제한하고, 또한 직경 방향에서 대면하는 경사 부분이 이루는 대면각을 10° 이상 120° 이하로 제한한 것에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착 오목부에 있어서의 중심축에 따른 길이인 깊이를 소정의 범위로 제한해서 최적화할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체는, 압착 오목부의 깊이가 과도하게 깊거나, 또는 과도하게 얕아지는 것을 방지하여, 돌출 부분의 내면 형상이나 두께를 보다 확실하게 제어할 수 있다.
이에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착부의 외경이나 도체의 외경에 관계없이 돌출 부분의 내면 형상이나 두께 등을 제어하여, 압착부의 내주면과 도체 노출부의 외주면과의 접촉 부분의 접촉 길이를 안정되게 확보할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체는, 대략 원통 형상의 압착부의 길이 방향에 있어서, 압착부와 도체 노출부와의 접촉 면적을 안정되게 확보할 수 있다. 게다가, 압착 오목부에서 도체 노출부를 강압 압착할 수 있기 때문에, 압착 접속 구조체는, 전기적 접속과 기계적 강도를 양립해서 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체는, 소정의 간격을 압착부의 전체 폭의 90% 이하로 제한하고, 또한 경사 부분의 대면각을 10° 이상 120° 이하로 제한함으로써, 압착 상태에 있어서의 압착부의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
본 발명의 형태로서, 상기 직경 방향의 단면에 있어서, 압착 상태에 있어서의 상기 도체 노출부와 상기 압착부와의 단면적의 합을, 압착 전에 있어서의 상기 도체 노출부와 상기 압착부와의 단면적의 합의 40% 이상 90% 이하로 할 수 있다.
또한, 압착 상태에 있어서의 도체 노출부의 단면적은, 압착 전에 있어서의 도체 노출부의 단면적의 40% 이상 85% 이하로 하고, 도체를 알루미늄제나 알루미늄 합금제 등의 알루미늄계 재료로 구성한 도체 노출부의 경우에 있어서는, 40% 이상 75% 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해, 압착 접속 구조체는, 전기적 접속과 기계적 강도를 보다 안정되게 확보할 수 있다.
구체적으로는, 압착 전에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합에 대하여, 압착 상태에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합의 비율, 즉 압축률이 작을수록, 압착 접속 구조체는, 압착부 및 도체 노출부를 과잉으로 압축한 상태로 된다. 이로 인해, 피복 전선의 도체 노출부가, 압착에 수반하는 신장에 의해 단선되는 경우가 있다.
한편, 압착 전에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합에 대하여, 압착 상태에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합의 비율, 즉 압축률이 클수록, 압착 접속 구조체는, 압착부가 도체 노출부를 가압하는 압력이 작아지기 때문에, 예를 들어 압착 단자로부터 피복 전선을 뽑아내는 하중에 대한 기계적 강도를 확보할 수 없다.
따라서, 압착 전에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합에 대하여, 압착 상태에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합의 비율이 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체는, 전기적 접속, 또는 기계적 강도를 안정되게 확보할 수 없다.
그래서, 압착 상태에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합으로서는, 압착 전에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합의 40% 이상 90% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압착 접속 구조체는, 전기적 접속과 기계적 강도를 양립해서 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체는, 압착 상태에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합을, 압착 전에 있어서의 도체 노출부와 압착부와의 단면적의 합의 40% 이상 90% 이하의 범위로 제한함으로써, 기계적 강도와 전기적 접속을 양립해서 확보할 수 있어, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 형태로서, 상기 압착부의 직경 방향 중심을 통과하는 대략 연직 방향의 중심축을 따른 상기 압착 오목부의 길이인 깊이를, 상기 압착부에 있어서의 크림프 하이트의 10% 이상 50% 이하로 할 수 있다.
본 발명에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부와의 전기적 접속을 보다 안정되게 확보할 수 있다.
구체적으로는, 압착 오목부의 깊이가 깊을수록, 깊게 형성된 압착 오목부에 의해 도체 노출부가 단선되거나, 또는 소성 변형으로 형성되는 압착 오목부의 두께가 얇아져, 압착 오목부에 균열이 발생할 우려가 있다.
한편, 압착 오목부의 깊이가 얕을수록, 압착 오목부가 도체 노출부를 강압 압착할 수 없기 때문에, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부와의 기계적 강도를 안정되게 확보할 수 없다. 따라서, 압착 오목부의 깊이가 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부와의 전기적 접속을 안정되게 확보할 수 없다.
그래서, 압착 오목부의 깊이로서는, 10% 이상 50% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부와의 전기적 접속을 안정되게 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체는, 압착 오목부의 깊이를 10% 이상 50% 이하로 제한함으로써, 압착부와 도체 노출부와의 전기적 접속을 보다 안정되게 확보함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 형태로서, 상기 압착부의 전체 폭에 대한 크림프 하이트의 비를, 1대 0.4 내지 1.1로 할 수 있다.
본 발명에 의해, 압착 접속 구조체는, 전기적 접속을 확보한 상태에서, 예를 들어 커넥터의 캐비티 등에 확실하게 장착할 수 있다.
구체적으로는, 압착 후에 크림프 하이트가 소정의 범위 내인지를 측정함으로써, 압착 접속 구조체는, 절단하지 않고 압착부의 압착 상태를 확인할 수 있다. 이로 인해, 크림프 하이트가 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체는, 그 압착 상태가 불량하다고 판단된다.
그런데, 압착부의 전체 폭은, 예를 들어 압착부가 장착되는 커넥터에 있어서의 캐비티의 형상이나 크기에 따라 제한된다. 게다가, 압착부와 도체 노출부를 압착 접속할 때, 도체 노출부 및 압착부의 압축률에는, 전기적 접속을 확보하는 관점에서 그 범위에 한도가 있다.
이로 인해, 압착부의 전체 폭에 대하여 크림프 하이트가 작을수록, 압착 접속 구조체는, 압착부 및 도체 노출부가 과잉으로 압축되고, 압착에 수반하는 신장에 의해 도체 노출부가 단선되는 경우가 있다. 한편, 압착부의 전체 폭에 대하여 크림프 하이트가 클수록, 압착 접속 구조체는, 예를 들어 커넥터의 캐비티에 장착을 할 수 없다는 문제가 발생하기 쉽다.
따라서, 압착 오목부에서 도체 노출부를 강압 압착하는 압착 접속 구조체에 있어서, 보다 안정된 도전성을 확보한 상태에서, 예를 들어 커넥터의 캐비티에 장착하기 위해서는, 압착부의 전체 폭과 크림프 하이트와의 관계를 최적화 할 필요가 있다.
그래서, 압착부의 전체 폭에 대한 크림프 하이트의 비로서는, 1대 0.4 내지 1.1의 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압착 접속 구조체는, 상술한 바와 같은 보다 안정된 전기적 접속을 확보할 수 있고, 또한 커넥터의 캐비티 등에 확실하게 장착할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체는, 압착부의 전체 폭에 대한 크림프 하이트의 비를, 1대 0.4 내지 1.1의 범위로 제한함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보한 상태로, 커넥터 등에 확실하게 장착할 수 있다.
또한, 본 발명의 형태로서, 압착 상태에 있어서, 상기 압착부의 상기 압착 오목부와 직경 방향에서 대향하는 위치에, 적어도 내면을 상기 직경 방향의 내측을 향해서 돌출 설치한 내면 돌기부를 구비할 수 있다.
상기 내면 돌기부는, 직경 방향 단면에 있어서 압착 오목부와 대략 동일 형상, 또는 압착 오목부와는 다른 형상, 예를 들어 내면 부분만이 직경 방향의 내측으로 융기된 형상 등으로 할 수 있다.
본 발명에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착부의 압착 오목부와 내면 돌기부 사이에 도체 노출부를 끼움 지지할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부와의 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 내면 돌기부를 형성함으로써, 압착부는, 직경 방향의 단면에 있어서의 내주 길이가 길어진다. 게다가, 압착부에 있어서의 돌출 부분의 내면 형상이나 두께를 제어하고 있기 때문에, 압착 접속 구조체는, 내면 돌기부를 형성해도, 돌출 부분의 내부 공간에 도체 노출부를 인입시킬 수 있고, 도체 노출부와의 접촉 길이를 길게 할 수 있다.
이에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착부와 도체 노출부와의 기계적 강도를 향상시킴과 함께, 전기적 접속을 안정되게 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체는, 압착 오목부와 대향하는 내면 돌기부를 구비함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 형태로서, 상기 압착부에 있어서의 상기 도체 노출부측 선단에, 상기 길이 방향으로 연장 설치됨과 함께, 상기 길이 방향에 있어서의 선단을 밀봉한 밀봉부를 구비할 수 있다.
본 발명에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착부에 있어서의 도체 노출부측의 개구로부터의 수분의 침입을 방지할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체는, 침입한 수분에 의해 도체 노출부가 부식되거나 하여, 압착부와 도체 노출부와의 전기적 접속을 확보할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 예를 들어 피복 전선의 절연 피복과 압착부를 압착함으로써, 압착 접속 구조체는, 압착 상태에 있어서의 압착부의 내부를 용이하게 밀폐 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 압착 접속 구조체는, 압착부의 내부에의 수분의 침입을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체는, 밀봉부에 의해 지수성을 확보하여, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 형태로서, 상기 도체를, 알루미늄계 재료로 구성함과 함께, 적어도 상기 압착부를, 구리계 재료로 구성할 수 있다.
상기 구리계 재료는, 구리, 구리 합금 등으로 구성할 수 있고, 또한 알루미늄계 재료로 구성하는 도체는, 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제의 심선이나 소선을 따른 연선으로 구성할 수 있다.
본 발명에 의해, 압착 접속 구조체는, 안정된 도전성을 확보한 상태로, 구리선에 의한 도체를 갖는 피복 전선에 비하여 경량화할 수 있다.
그러나, 도체를 알루미늄계 재료로 구성하고, 압착부를 구리계 재료로 구성했을 때, 압착부의 내부에 수분이 침입함으로써, 소위 이종 금속 부식(이하에 있어서 전식이라고 함)이 문제가 되는 경우가 있다.
상세하게는, 클로즈드 배럴 형식의 압착 단자에 있어서, 압착부의 내부에 수분이 침입하면, 도체 및 압착부의 금속 표면이 산화, 부식되어 전기 저항이 상승하는 등의 문제가 있었다. 특히, 피복 전선의 도체에 종래 사용되고 있던 구리계 재료를 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 알루미늄계 재료로 치환하고, 그 알루미늄계 재료제의 도체를 압착 단자에 압착한 경우에 있어서는, 단자 재료의 주석 도금, 금 도금, 구리 합금 등의 귀한 금속과의 접촉에 의해, 흔한 금속인 알루미늄계 재료가 부식되는 현상, 즉 전식이 문제가 된다.
또한, 전식이란, 귀한 금속과 흔한 금속이 접촉하고 있는 부위에 수분이 부착되면, 부식 전류가 발생하여, 흔한 금속이 부식, 용해, 소실되거나 하는 현상이다. 이 현상에 의해, 압착 단자의 압착부에 압착된 알루미늄계 재료제의 도체 노출부가 부식, 용해, 소실되고, 드디어는 전기 저항이 상승한다. 그 결과, 충분한 도전 기능을 달성할 수 없게 된다는 문제가 있었다.
이에 비해, 클로즈드 배럴 형식의 압착 단자는, 압착부의 개구를 별체의 시일 부재에 의해 시일하거나, 또는 코오킹함으로써 밀봉함으로써, 압착부의 내부에의 수분의 침입에 대한 지수성을 용이하게 확보할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체는, 구리계 재료에 의한 도체를 갖는 피복 전선에 비하여 경량화를 도모하면서, 소위 전식을 방지할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체는, 피복 전선의 도체를 구성하는 금속종에 의하지 않고, 경량화를 도모하고, 안정된 도전성을 확보할 수 있다. 또한, 압착 접속 구조체는, 압착부의 개구를 밀봉하거나 하여 지수성을 확보함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 압착 접속 구조체를 복수개 구비한 와이어 하니스인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 압착 상태에 있어서의 압착부의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보한 복수의 압착 접속 구조체에 의해, 양호한 도전성을 확보한 와이어 하니스를 구성할 수 있다.
또한, 상술한 압착 접속 구조체에 있어서의 압착 단자를 커넥터 하우징 내에 배치한 커넥터, 예를 들어 단극의 커넥터 등일 수도 있다.
또한, 본 발명은, 도전성 도체를 절연성의 절연 피복으로 피복한 피복 전선과, 적어도 상기 절연 피복의 선단 근방을 제거해서 상기 도체를 노출시킨 도체 노출부의 압착 접속을 허용하는 압착부를 갖는 압착 단자를 구비하고, 상기 압착부에서 상기 도체 노출부를 압착해서 접속한 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치이며, 상기 피복 전선의 길이 방향으로 연장되는 대략 통 형상의 클로즈드 배럴 형식의 상기 압착부에, 적어도 상기 도체 노출부를 삽입하는 삽입 공정과, 대략 수평 방향에 있어서의 상기 압착부의 전체 폭에 대하여 90% 이하의 간격을 둔 상기 압착부의 위치로부터 내측을 향해서 경사지도록 오목하게 형성한 압착 오목부에 있어서의 2개의 경사 부분의 대면각이, 10° 이상 120° 이하로 되도록 형성하여, 상기 압착부에 있어서의 상기 직경 방향의 단면 형상을 단면이 대략 오목한 형상으로 형성함과 함께, 상기 도체 노출부와 상기 압착부를 압착하는 압착 공정을 이 순서로 행하는 것 및 동일 공정을 행하는 수단을 구비한 제조 장치인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 압착 상태에 있어서의 압착부의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
구체적으로는, 소정의 간격을 압착부의 전체 폭의 90% 이하로 제한하고, 또한 경사 부분의 대면각을 10° 이상 120° 이하로 제한해서 압착 오목부를 형성함으로써, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치는, 압착 오목부의 양단에 인접해서 압착부에 돌출 부분을 형성할 때, 압착부의 전체 폭에 대하여 소정의 비율의 폭을 확보한 돌출 부분을 형성할 수 있다.
이로 인해, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치는, 돌출 부분에 있어서의 내면 형상이나 두께 제어가 보다 용이하게 되고, 압착부의 내주면과 도체 노출부의 외주면과의 접촉 길이를 보다 안정되게 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치는, 소정의 간격을 압착부의 전체 폭의 90% 이하로 제한하고, 또한 경사 부분의 대면각을 10° 이상 120° 이하로 제한해서 압착 오목부를 형성함으로써, 압착 상태에 있어서의 압착부의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 바람직하게는 소정의 간격을 압착부의 전체 폭의 60% 이상 80% 이하의 범위로 제한하면 되고, 나아가서는, 경사 부분이 이루는 대면각을 90° 이하로 제한하면 된다. 또한, 보다 바람직하게는, 경사 부분이 이루는 대면각을 30° 이상 60° 이하로 되도록 제한하면 된다.
또한, 본 발명의 형태로서, 상기 압착 공정 및 압착 수단에, 상기 압착부의 상기 압착 오목부와 직경 방향에서 대향하는 위치에, 적어도 내면이 상기 직경 방향의 내측을 향하게 해서 내면 돌기부를 돌출 설치함과 함께, 상기 내면 돌기부와 상기 압착 오목부를 동시에 형성하는 것 및 동일 공정을 행하는 수단을 구비할 수 있다.
본 발명에 의해, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치는, 도체 노출부를 끼움 지지하는 압착 오목부와 내면 돌기부를 압착부에 효율적으로 형성할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치는, 압착부와 도체 노출부와의 기계적 강도를 보다 향상시킴과 함께, 압착과 도체 노출부를 효율적으로 압착 접속할 수 있다.
또한, 압착부는, 직경 방향의 단면에 있어서의 내주 길이가 길어지는 것, 및 압착부에 있어서의 돌출 부분의 내면 형상이나 두께의 용이한 제어에 의해, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치는, 압착부의 내부 공간에 도체 노출부를 간극 없이 인입시켜서, 압착부와 도체 노출부를 압착 접속할 수 있다.
이에 의해, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치는, 압착부와 도체 노출부와의 기계적 강도를 향상시킴과 함께, 전기적 접속을 안정되게 확보한 압착 접속 구조체를 제조할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치는, 압착 오목부와 내면 돌기부를 동시에 형성함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보한 압착 접속 구조체를 제조할 수 있다.
본 발명에 의해, 압착 상태에 있어서의 압착부의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있는 압착 접속 구조체, 와이어 하니스, 압착 접속 구조체의 제조 방법 및 압착 접속 구조체의 제조 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 압착 접속 구조체에 있어서의 상방으로부터의 외관을 도시하는 외관 사시도.
도 2는 피복 전선 및 압착 단자를 설명하는 설명도.
도 3은 압착부에 있어서의 용접에 대해서 설명하는 설명도.
도 4는 도 1 중의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도.
도 5는 압착 상태의 도체 압착부에 대해서 설명하는 설명도.
도 6은 제조 장치에 있어서의 상방으로부터의 외관을 도시하는 평면도.
도 7은 자웅 금형에 대해서 설명하는 설명도.
도 8은 자웅 금형의 도체 압착 부분에 있어서의 폭 방향의 단면을 도시하는 단면도.
도 9는 도체 압착부의 압착 공정에 있어서의 제1 단계를 나타내는 A-A 화살표 방향에서 본 단면도.
도 10은 도체 압착부의 압착 공정에 있어서의 제2 단계를 나타내는 A-A 화살표 방향에서 본 단면도.
도 11은 전체 폭에 대한 소정의 간격이 차지하는 비율과, 전기 저항의 관계를 설명하는 설명도.
도 12는 암형 커넥터와 수형 커넥터와의 접속 대응 상태를 도시하는 외관 사시도.
도 13은 다른 압착 접속 구조체에 있어서의 A-A 화살표 방향에서 본 단면을 설명하는 설명도.
도 14는 다른 압착 접속 구조체에 있어서의 A-A 화살표 방향에서 본 단면을 설명하는 설명도.
도 15는 종래의 압착 접속 구조체에 있어서의 도체 압착부의 직경 방향 단면을 도시하는 단면도.
본 발명의 일 실시 형태를 이하의 도면과 함께 설명한다.
먼저, 본 실시 형태에 있어서의 압착 접속 구조체(1)에 대해서, 도 1 내지 도 5를 이용해서 상세하게 설명한다.
또한, 도 1은 압착 접속 구조체(1)에 있어서의 상방으로부터의 외관 사시도를 나타내고, 도 2는 피복 전선(10) 및 압착 단자(20)를 설명하는 설명도를 나타내고, 도 3은 압착부(23)에 있어서의 용접에 대해서 설명하는 설명도를 나타내고, 도 4는 도 1 중의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도를 나타내고, 도 5는 압착 상태의 심선 압착부(23b)에 대해서 설명하는 설명도를 나타내고 있다.
또한, 도 1 중에 있어서, 화살표 X는 길이 방향을 나타내고(이하 「길이 방향 X」라고 함), 화살표 Y는 폭 방향을 나타내고 있다(이하, 「폭 방향 Y」라고 함). 또한, 길이 방향 X에 있어서, 후술하는 박스부(21)측(도 1 중의 좌측)을 전방으로 하고, 박스부(21)에 대하여 후술하는 피복 전선(10)측(도 1 중의 우측)을 후방으로 한다. 게다가, 도 1 중의 상측을 상방으로 하고, 도 1 중의 하측을 하방으로 한다.
또한, 도 2 중에 있어서, 도 2의 (a)는 피복 전선(10) 및 압착 단자(20)의 외관 사시도를 나타내고, 도 2의 (b)는 압착 전의 압착 단자(20)를 길이 방향 X를 따라서 분단한 단면 사시도를 나타내고 있다. 또한, 도 4 중에 있어서, 피복 압착부(23a)를 이점쇄선으로 나타내고 있다.
압착 접속 구조체(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 피복 전선(10)과, 피복 전선(10)을 코오킹해서 압착한 압착 단자(20)로 구성하고 있다.
피복 전선(10)은, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 복수의 알루미늄 소선(11a)을 묶은 알루미늄 심선(11)을, 절연성 수지로 구성하는 절연 피복(12)으로 피복해서 구성하고 있다. 예를 들어, 알루미늄 심선(11)은, 단면이 2.5㎟이 되도록, 알루미늄 소선(11a)을 꼬아서 구성하고 있다. 또한, 피복 전선(10)은, 선단으로부터 길이 방향 X로 소정의 길이만큼 절연 피복(12)을 박리해서 알루미늄 심선(11)을 노출시킴으로써 심선 노출부(13)를 구성하고 있다.
압착 단자(20)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 암형 단자이며, 길이 방향 X의 전방으로부터 후방을 향하여, 도시를 생략하는 수형 단자의 수(雄) 탭의 삽입을 허용하는 박스부(21)와, 박스부(21)의 후방에서, 소정 길이의 트랜지션부(22)를 개재하여 배치된 압착부(23)를 일체로 구성하고 있다.
이 압착 단자(20)는, 판 두께가 0.25㎜이고, 표면이 주석 도금(Sn 도금)된 황동 등의 구리 합금 돌기(도시하지 않음)를, 평면 전개한 단자 형상으로 펀칭한 후, 중공 사각 기둥체의 박스부(21)와 후방에서 보았을 때 대략 O형의 압착부(23)를 포함하는 입체적인 단자 형상으로 굽힘 가공함과 함께, 압착부(23)를 용접해서 구성한 클로즈드 배럴 형식의 단자이다.
박스부(21)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 저면부(21a)에 있어서의 폭 방향 Y의 양측에 세워 설치된 측면부(21b)의 한쪽을, 다른 쪽의 단부에 중첩되도록 절곡하여, 길이 방향 X의 전방측에서 보았을 때 대략 직사각형의 거꾸로 되어 있는 중공 사각 기둥체로 구성되어 있다.
또한, 박스부(21)의 내부에는, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 저면부(21a)에 있어서의 길이 방향 X의 전방측을 연장 설치하여, 길이 방향 X의 후방을 향해서 절곡해서 형성함과 함께, 삽입되는 수형 단자의 삽입 탭(도시 생략)에 접촉하는 탄성 접촉편(21c)을 구비하고 있다.
압착부(23)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 절연 피복(12)을 압착하는 피복 압착부(23a)와, 심선 노출부(13)를 압착하는 심선 압착부(23b)와, 심선 압착부(23b)보다 전방 단부를 대략 평판 형상으로 압궤하도록 변형시킨 밀봉부(23c)를, 길이 방향 X의 후방으로부터 이 순서로 일체로 해서 구성하고 있다.
피복 압착부(23a) 및 심선 압착부(23b)는, 대략 동등한 내외경을 갖는 대략 원통 형상으로 형성하고 있다. 또한, 심선 압착부(23b)의 내주면에는, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 길이 방향 X의 단면에 있어서, 직경 방향 외측을 향해서 오목하게 형성함과 함께, 둘레 방향을 따라 연속해서 형성한 세레이션부(23d)를, 길이 방향 X로 소정의 간격을 두고 3개 형성하고 있다.
이 압착부(23)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 단자 형상으로 펀칭한 구리 합금 돌기를 피복 전선(10)의 외경과 대략 동등, 또는 피복 전선(10)의 외경보다 약간 큰 내경으로 피복 전선(10)의 외주를 포위하도록 둥글게 함과 함께, 둥글게 한 단부(23e, 23f)끼리를 맞대서 길이 방향 X의 용접 개소 J1을 따라 용접해서 후방에서 보았을 때 대략 O형으로 형성하고 있다. 환언하면, 압착부(23)는, 폭 방향 Y에 있어서의 단면 형상을 폐단면 형상으로 형성하고 있다.
또한, 압착부(23)의 밀봉부(23c)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 단부(23e, 23f)끼리를 용접한 압착부(23)의 길이 방향 X의 전단부를 폐색하도록 압궤함과 함께, 폭 방향 Y의 용접 개소 J2를 따라 용접해서 밀봉하고 있다.
즉, 압착부(23)는, 길이 방향 X의 전단부 및 단부(23e, 23f)끼리를 용착해서 폐색하여, 길이 방향 X의 후방에 개구를 갖는 대략 통 형상으로 형성하고 있다.
또한, 용접 개소 J1 및 용접 개소 J2는, 초음파 용접이나 저항 용접과 같은 압접을 수반하는 용접에서는, 압접에 의한 네킹이 발생해서 재료 강도가 저하할 우려가 있기 때문에, 예를 들어 레이저 용접과 같이 비접촉에 의한 용접이 바람직하다.
또한, 압착 상태의 심선 압착부(23b)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 압착에 수반하는 소성 변형에 의해 상부가 오목하게 형성된 단면이 대략 오목 형상으로 형성됨과 함께, 그 내주면에서 심선 노출부(13)를 가압해서 압착 상태를 구성하고 있다.
또한, 압착 상태의 심선 압착부(23b)는, 폭 방향 Y에 있어서의 길이인 전체 폭 W1(도 5 참조)에 대한 상하 방향의 길이인 크림프 하이트 H1(도 5 참조)의 비가, 1대 0.4 내지 1.1의 범위로 제한되도록 압착되어 있다.
보다 상세하게는, 압착 상태 심선 압착부(23b)는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 폭 방향 Y로 폭이 넓은 대략 원호 형상으로 소성 변형한 압착 저부(231)와, 압착 저부(231)로부터 대략 상방을 향해서 연속되는 압착 측부(232)와, 압착 측부(232)의 상단부로부터 완만하게 만곡해서 연속됨과 함께, 하방을 향해서 오목하게 형성한 압착 오목부(233)로 단면이 대략 오목한 형상을 구성하고 있다.
또한, 압착 저부(231)에 있어서의 하부는, 그 외주면이 대략 평면이 되도록 형성하고 있다. 게다가, 압착 측부(232)와 압착 저부(231)와의 경계에는, 후술하는 1조의 자웅 금형(151)(도 7 참조)에 의해, 폭 방향 Y의 외측을 향해서 돌출되도록 소성 변형한 릴리프 부분(234)이 형성되어 있다.
압착 오목부(233)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 폭 방향 Y의 단면이 대략 역 사다리꼴 형상이며, 폭 방향 Y에 있어서의 소정의 간격 W2를 이격한 위치로부터 직경 방향 내측을 향해서 경사진 경사 부분(233a)과, 경사 부분(233a)의 하단부로부터 대략 수평으로 소성 변형한 융기 저부분(233b)을 포함하고 있다. 이 소정의 간격 W2는, 압착 상태에 있어서, 심선 압착부(23b)에 있어서의 전체 폭 W1의 90% 이하의 범위, 바람직하게는 80% 이하의 범위로 제한되도록 형성되어 있다. 또한, 간격 W2의 하한으로서는, W1의 45% 이상, 보다 바람직하게는 60% 이상이 되도록 형성해도 된다.
2개의 경사 부분(233a)은, 심선 압착부(23b)에 있어서의 직경 방향의 중심을 통과하는 대략 연직된 중심축 C로부터의 경사 각도가 대략 동등하게 되도록 형성하고 있다. 그리고, 폭 방향 Y에서 대면하는 2개의 경사 부분(233a)이 이루는 대면각 θ는, 10° 이상 120° 이하의 범위, 바람직하게는 90° 이하의 범위로 제한하고, 더욱 바람직하게는 30° 이상 60° 이하의 범위로 제한되도록 형성하고 있다.
융기 저부분(233b)은, 후술하는 자웅 금형(151)에 의해, 폭 방향 Y의 대략 중앙에 있어서의 외주면이 상방을 향해서 융기된 형상으로 형성되어 있다.
이 경사 부분(233a)과 융기 저부분(233b)을 포함한 압착 오목부(233)는, 중심축 C를 따른 경사 부분(233a)에 있어서의 외주면의 상단부와 하단부의 길이, 즉 압착 오목부(233)의 깊이 H2가, 압착 상태의 심선 압착부(23b)에 있어서의 크림프 하이트 H1의 10% 이상 50% 이하의 범위로 제한되도록 형성하고 있다.
그리고, 압착 오목부(233)의 경사 부분(233a)과 압착 측부(232)에 의해서, 압착 상태에 있어서의 압착부(23)에, 상방으로 돌출됨과 함께 내부 공간을 갖는 돌출 부분(235)을 형성하고 있다. 이 돌출 부분(235)은, 심선 압착부(23b)에 있어서의 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2 및 2개의 경사 부분(233a)이 이루는 대면각 θ를 제한함으로써, 내면 형상을 제어해서 알루미늄 소선(11a)의 인입을 억제하고 있다.
보다 상세하게는, 심선 압착부(23b)에 있어서의 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2 및 2개의 경사 부분(233a)이 이루는 대면각 θ를 제한함으로써, 돌출 부분(235)에 있어서의 폭 방향 Y의 폭 W3(도 5 참조)을, 심선 압착부(23b)의 압착 저부(231)에 있어서의 판 두께의 2배로, 알루미늄 소선(11a)의 직경을 가산한 값 이하로 제한하고 있다. 이에 의해, 압착 상태에 있어서의 심선 압착부(23b)는, 알루미늄 심선(11)을 보다 강압 압착하고 있다.
이어서, 이와 같은 구성의 압착 접속 구조체(1)를 제조하는 방법 및 제조 장치(100)에 대해서, 도 6 내지 도 10을 이용해서 상세하게 설명한다.
또한, 도 6은 제조 장치(100)에 있어서의 외관의 평면도를 나타내고, 도 7은 자웅 금형(151)에 대해서 설명하는 설명도를 나타내고, 도 8은 자웅 금형(151)의 심선 압착 부분(155, 157)에 있어서의 폭 방향 Y의 단면도를 나타내고, 도 9는 심선 압착부(23b)의 압착 공정에 있어서의 제1 단계의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도를 나타내고, 도 10은 심선 압착부(23b)의 압착 공정에 있어서의 제2 단계의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도를 나타내고 있다.
또한, 도 7의 (a)는 자웅 금형(151)에 있어서의 전방으로부터의 외관 사시도를 나타내고, 도 7의 (b)는 자웅 금형(151)에 있어서의 후방으로부터의 외관 사시도를 나타내고 있다.
먼저, 압착 접속 구조체(1)를 제조하는 제조 장치(100)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 선단 검출 공정부(110)와, 피복 스트립 공정부(120)와, 마킹 공정부(130)와, 검사 공정부(140)와, 압착 공정부(150)와, 불량품 제거 공정부(160)를 이 순서로 배치해서 구성하고 있다. 또한, 제조 장치(100)에는, 선단 검출 공정부(110)로부터 불량품 제거 공정부(160)까지의 사이를 이동 가능하게 구성하고, 피복 전선(10) 및 압착 접속 구조체(1)를 반송하는 반송 수단인 반송 공정부(170)를 구비하고 있다.
선단 검출 공정부(110)는, 접촉 센서 등으로 구성하고, 반송된 피복 전선(10)의 선단을 검출하는 기능을 갖고 있다.
피복 스트립 공정부(120)는, 예를 들어 상하 2분할된 단면 V자 형상의 피복 제거날틀(도시 생략)이나 피복 제거날틀을 소정 방향으로 이동시키는 이동 기구(도시 생략) 등으로 구성하고, 반송된 피복 전선(10)의 선단으로부터 소정 길이의 절연 피복(12)을 제거해서 알루미늄 심선(11)을 노출시키는 기능을 갖고 있다.
마킹 공정부(130)는, 도료 탱크(도시 생략)나 도료를 분출하는 분출구(도시 생략) 등으로 구성하고, 피복 전선(10)에 있어서의 소정의 위치에 대하여 도료를 분출해서 표시를 마킹하는 기능을 갖고 있다.
검사 공정부(140)는, 이미지 센서(도시 생략) 등으로 구성하고, 반송된 피복 전선(10)에 있어서의 선단 근방을 상방에서 촬상해서 화상 데이터를 취득함과 함께, 촬상한 화상 데이터에 기초하여 피복 전선(10)에 있어서의 선단 근방의 상태를 검출하는 기능을 갖고 있다.
압착 공정부(150)는, 압착 단자(20)를 연속해서 반송하는 반송 기구(도시 생략), 압착부(23)를 압착하는 자웅 금형(151)(도 7 참조) 및 자웅 금형(151)을 소정 방향으로 이동시키는 이동 기구(도시 생략) 등으로 구성하고, 압착 단자(20)를 반송하는 기능이나 압착부(23)에 삽입된 피복 전선(10)을 압착하는 기능을 갖고 있다. 또한, 자웅 금형(151)에 대해서는, 나중에 상세하게 설명한다.
불량품 제거 공정부(160)는, 피복 전선(10)을 절단하는 절단날틀(도시 생략) 및 절단날틀을 소정 방향으로 이동시키는 이동 기구(도시 생략) 등으로 구성하고, 압착 상태가 불량이라고 판정된 압착 접속 구조체(1)에 있어서의 피복 전선(10)을 절단하는 기능을 갖고 있다.
반송 공정부(170)는, 피복 전선(10)을 보유 지지하는 보유 지지 기구(도시 생략)나, 보유 지지 기구를 이동하는 이동 기구(도시 생략) 등으로 구성하고, 피복 전선(10)을 보유 지지하는 기능과, 보유 지지한 피복 전선(10)을 각 공정으로 반송하는 기능과, 길이 방향 X로 피복 전선(10)을 반송하는 기능을 갖고 있다.
상술한 압착 공정부(150)에 있어서의 자웅 금형(151)은, 예를 들어 도 7에 도시하는 바와 같이, 압착부(23)를 압착 가능한 길이 방향 X의 길이를 갖고, 상하 2분할된 수 금형(152)과 암 금형(153)으로 구성하고 있다. 또한, 수 금형(152)은, 절연 피복(12)과 피복 압착부(23a)를 압착하는 피복 압착 부분(154) 및 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)를 압착하는 심선 압착 부분(155)을 일체로 해서 구성하고 있다. 마찬가지로, 암 금형(153)은, 절연 피복(12)과 피복 압착부(23a)를 압착하는 피복 압착 부분(156) 및 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)를 압착하는 심선 압착 부분(157)을 일체로 해서 구성하고 있다.
상세하게 설명하면, 수 금형(152)의 피복 압착 부분(154)은, 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 압착 단자(20)에 있어서의 압착부(23)의 외경보다 약간 작은 폭을 갖는 단면이 대략 직사각형으로 형성하고 있다. 그리고, 수 금형(152)의 피복 압착 부분(154)에는, 폭 방향 Y에 있어서의 양단에 설치한 평면부(154a) 사이에 개재하여, 압착부(23)의 외경에 대하여 약간 작은 직경으로 하방을 향해서 오목하게 형성한 단면이 대략 반원 형상인 제1 수형 오목부(154b)를 형성하고 있다.
수 금형(152)의 심선 압착 부분(155)은, 압착 상태에 있어서의 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1과 대략 동등한 폭을 갖는 단면이 대략 직사각인 형태로 형성하고 있다. 그리고, 수 금형(152)의 심선 압착 부분(155)에는, 폭 방향 Y에 있어서의 양단에 설치한 평면부(155a) 사이에 개재하여, 압착부(23)의 외경에 대하여 약간 작은 직경으로 하방을 향해서 오목하게 형성한 단면이 대략 반원 형상인 제2 수형 오목부(155b)를 형성하고 있다. 또한, 제2 수형 오목부(155b)의 저면은, 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 대략 평면 형상으로 형성하고 있다.
암 금형(153)의 피복 압착 부분(156)은, 수 금형(152)의 피복 압착 부분(154)이 감합 가능한 크기로, 압착부(23)의 외경에 대하여 약간 작은 직경으로 대략 역 U자 형상으로 오목하게 형성한 제1 암형 오목부(156a)에 의해, 폭 방향 Y에 있어서의 단면 형상을 대략 문형(門型) 형상으로 형성하고 있다.
암 금형(153)의 심선 압착 부분(157)은, 수 금형(152)의 심선 압착 부분(155)이 감합 가능한 크기로, 상방을 향해서 오목하게 형성한 제2 암형 오목부(157a)에 의해, 폭 방향 Y에 있어서의 단면 형상을 대략 문형 형상으로 형성하고 있다. 이 제2 암형 오목부(157a)에 있어서의 상면 부분에는, 대략 문형 형상의 내측면으로부터 완만하게 만곡해서 연속됨과 함께, 상술한 깊이 H2와 대략 동등한 상하 방향의 길이로 하방을 향해서 돌출된 돌기부(157b)가, 폭 방향 Y의 대략 중앙에 형성되어 있다.
이 돌기부(157b)는, 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 상술한 소정의 간격 W2와 대략 동등한 간격을 둔 위치로부터 비스듬하게 아래쪽을 향해서 경사지도록 함과 함께, 하단부로부터 완만하게 상방을 향해서 만곡하도록 오목하게 형성해서 단면 대략 W자 형상으로 형성하고 있다. 또한, 돌기부(157b)에 있어서의 비스듬하게 아래쪽으로 경사진 부분의 대면각은, 상술한 경사 부분(223a)의 대면각 θ와 대략 동등하게 되도록 형성하고 있다.
이러한 제조 장치(100)에 있어서, 압착부(23)와 피복 전선(10)을 압착 접속하는 공정의 동작에 대해서 설명한다.
제조 공정을 개시하면, 반송 공정부(170)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 파지한 피복 전선(10)을 반송 방향 M1을 따라 선단 검출 공정부(110)로 반송하고, 선단 검출 공정부(110)가 피복 전선(10)의 선단을 검출할 때까지 피복 전선(10)을 이동시킨다.
그리고, 선단 검출 공정부(110)가 피복 전선(10)의 선단을 검출하면, 반송 공정부(170)는, 피복 전선(10)을 반송 방향 M2를 따라 피복 스트립 공정부(120)로 반송한다.
피복 전선(10)이 반송되면, 피복 스트립 공정부(120)는, 반송 공정부(170)에 의해 고정된 피복 전선(10)을 향해서 이동함과 함께, 피복 전선(10)의 선단으로부터 소정 길이의 위치를 피복 제거날틀 사이에 끼움 지지한다.
그 후, 피복 스트립 공정부(120)는, 피복 전선(10)로부터 이격되는 방향으로 이동함으로써, 피복 제거날틀 사이에 끼움 지지된 절연 피복(12)을 벗겨내어 알루미늄 심선(11)을 노출시켜서 심선 노출부(13)를 형성한다. 절연 피복(12)을 벗겨내면, 반송 공정부(170)는, 피복 전선(10)을 반송 방향 M3을 따라 마킹 공정부(130)로 반송한다.
피복 전선(10)이 반송되면, 마킹 공정부(130)는, 심선 노출부(13)의 선단으로부터 길이 방향 X로 소정 길이의 위치를 검출하고, 해당 위치에 도료를 도포해서 표시(도시 생략)를 형성한다. 또한, 심선 노출부(13)로부터의 소정 길이의 위치는, 압착부(23)에 피복 전선(10)을 삽입했을 때, 압착부(23)의 내부 후단부에 대응하는 절연 피복(12)의 위치로 한다.
절연 피복(12)에 표시를 도포하면, 반송 공정부(170)는, 피복 전선(10)을 반송 방향 M4를 따라 검사 공정부(140)에 반송한다.
피복 전선(10)이 반송되면, 검사 공정부(140)는, 피복 전선(10)의 선단 근방을 촬상해서 화상 데이터로서 취득함과 함께, 취득한 화상 데이터를 바탕으로 절연 피복(12)의 벗겨냄 상태, 또는 심선 노출부(13)에 있어서의 알루미늄 심선(11)의 흐트러짐 상태 등을 검출한다.
이때, 제조 장치(100)는, 절연 피복(12)이 원하는 길이만큼 제거되어 있지 않거나 하는 문제가 있을 경우, 해당 피복 전선(10)을 배제한다. 한편, 절연 피복(12)의 벗겨냄 상태가 정상적일 경우, 제조 장치(100)의 지시에 따라 반송 공정부(170)는, 반송 방향 M5를 따라 피복 전선(10)을 압착 공정부(150)로 반송한다.
피복 전선(10)이 반송되면, 압착 공정부(150)는, 피복 전선(10)과 압착부(23)가 대향하도록 압착 단자(20)를 반송한다. 그 후, 반송 공정부(170)는, 길이 방향 X에 있어서의 전방을 향해서 소정의 거리만큼 피복 전선(10)을 이동시켜서, 알루미늄 심선(11)을 노출시킨 피복 전선(10)을 압착부(23) 후방으로부터 삽입한다. 이때, 도 9에 도시하는 바와 같이, 피복 전선(10)의 외경에 대하여 압착부(23)의 내경이 약간 크게 형성되어 있기 때문에, 피복 전선(10)은, 압착부(23)에 대하여 헐겁게 삽입된다.
그리고, 압착 공정부(150)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 피복 전선(10)을 삽입한 압착부(23)의 하방에 위치하는 수 금형(152)을, 압착부(23)의 상방에 위치하는 암 금형(153)에 끼워 맞추도록 해서 압착부(23)를 상하 방향으로 코오킹하여, 피복 전선(10)과 압착부(23)를 압착 접속한다.
보다 상세하게는, 피복 전선(10)을 삽입한 압착부(23)에 대하여 자웅 금형(151)을 상하 방향으로 이동시키면, 예를 들어 심선 압착부(23b)는, 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 수 금형(152)의 제2 수형 오목부(155b)와 암 금형(153)의 돌기부(157b) 사이에 끼움 지지하게 가압된다. 이때, 심선 압착부(23b)는, 단면이 대략 W자 형상인 돌기부(157b)에 있어서의 2군데의 하단부와, 수 금형(152)의 평면부(155a)의 내측 단부 사이에 끼움 지지됨으로써, 심선 압착부(23b)의 구름을 규제받는다.
그리고, 자웅 금형(151)이 심선 압착부(23b)를 가압하면, 심선 압착부(23b)는, 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 수 금형(152)의 심선 압착 부분(155) 및 암 금형(153)의 심선 압착 부분(157)의 내면 형상에 의해, 전체 폭 W1을 제한받으면서 소성 변형된다. 또한, 암 금형(153)의 돌기부(157b)에 의해, 심선 압착부(23b)는, 압착 오목부(233)를 형성하면서 소성 변형된다.
심선 압착부(23b)의 소성 변형이 진행되면, 심선 노출부(13)는, 심선 압착부(23b)에 의해 가압되어 소성 변형을 개시한다. 이때, 심선 노출부(13)는, 경사 부분(233a) 및 압착 측부(232)의 내면을 따라, 돌출 부분(235)의 내부 공간에 인입하도록 소성 변형된다.
그 후, 자웅 금형(151)은, 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비를 1대 0.4 내지 1.1의 범위로 제한함과 함께, 심선 노출부(13) 및 심선 압착부(23b)의 압축률을 40% 이상 90% 이하의 범위로 제한하여, 심선 노출부(13) 및 심선 압착부(23b)를 소성 변형시킨다. 이때, 심선 노출부(13)의 압축률이 40% 이상 75% 이하의 범위가 되도록 해서 소성 변형시킨다. 이와 같이 하여, 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)를 압착 접속한다.
또한, 절연 피복(12)과 피복 압착부(23a)는, 상세한 설명을 생략하지만, 수 금형(152)의 피복 압착 부분(154) 및 암 금형(156)의 피복 압착 부분(156)의 내면 형상을 따르도록 소성 변형하여, 심선 노출부(13) 및 심선 압착부(23b)의 압착과 동시에 압착 접속된다.
압착 단자(20)와 피복 전선(10)을 압착 접속하면, 반송 공정부(170)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 반송 방향 M6을 따라 압착 접속 구조체(1)를 검사 공정부(140)에 반송한다.
압착 접속 구조체(1)가 반송되면, 검사 공정부(140)는, 압착 접속 구조체(1)의 압착부(23) 근방을 촬상해서 화상 데이터로서 취득함과 함께, 취득한 화상 데이터를 바탕으로 압착부(23)에 있어서의 압착 상태의 불량을 검출한다.
예를 들어, 화상 데이터로부터 압착부(23)로부터 표시가 노출되어 있는 경우, 압착부(23)에 대한 피복 전선(10)의 삽입 길이가 짧고, 심선 노출부(13)가 심선 압착부(23b)에 도달하지 않은 상태에서 압착된 압착 불량이라고 판정한다. 또는, 압착 상태에 있어서의 압착부(23)의 전체 폭 W1 또는/및 크림프 하이트 H1을 검출함과 함께, 각각의 소정의 값과 비교해서 압착 상태의 불량을 판정한다.
압착 접속 구조체(1)의 압착 상태가 정상이면, 반송 공정부(170)는, 압착 접속 구조체(1)를 완성품으로서 반송 방향 M7을 따라 제조 장치(100)로부터 소정의 장소로 배출한다. 한편, 압착 접속 구조체(1)의 압착 상태가 불량이면, 반송 공정부(170)는, 반송 방향 M8을 따라 압착 접속 구조체(1)를 불량품 제거 공정부(160)로 반송한다.
압착 접속 구조체(1)가 반송되면, 불량품 제거 공정부(160)는, 반송 공정부(170)에 의해 고정된 피복 전선(10)을 향해서 이동함과 함께, 압착 접속 구조체(1)의 선단으로부터 소정 길이의 위치에 있어서의 피복 전선(10)을 절단날틀로 절단하여, 압착 상태에 있어서의 압착 단자(20)를 분리한다. 그 후, 반송 공정부(170)는, 압착 단자(20)가 절단된 피복 전선(10)을 반송 방향 M9를 따라 정상품과는 상이한 장소에 분별해서 배출한다.
이와 같이 하여, 피복 전선(10)과 압착부(23)를 1조의 자웅 금형(151)으로 상하 방향으로 코오킹해서 압착 접속 구조체(1)를 제조한다.
계속해서, 상술한 바와 같이 제조된 압착 접속 구조체(1)에 있어서, 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율(W2/W1), 대면각 θ, 크림프 하이트 H1에 대한 깊이 H2가 차지하는 비율(H2/H1), 압축률 및 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비(W1:H1)가 상이한 압착 접속 구조체(1)에 있어서의 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 간극의 유무, 및 전기 저항값의 편차를 비교한 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 압축률이 동일하고, 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율이 상이한 압착 접속 구조체에 있어서의 전기 저항의 차이를, 도 11을 사용해서 설명한다.
또한, 도 11은 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율과, 전기 저항의 관계를 설명하는 설명도를 나타내고 있다.
Figure 112016020764000-pct00001
※W2/W1 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율
※H2/H1 크림프 하이트 H1에 대한 깊이 H2가 차지하는 비율
※W1:H1 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비
※-: 산출 불가
또한, 표 1에 있어서, 실시예 1 내지 실시예 12가 본 실시 형태에 있어서의 압착 오목부(233)를 갖는 압착 접속 구조체(1)를 나타내고, 비교예 1 및 비교예 2가 임의의 형상의 오목부(52)를 갖는 종래의 압착 접속 구조체(도 15 참조)를 나타내고 있다. 또한, 실시예 1 내지 실시예 12와, 비교예 1 및 비교예 2는, 모두 압착 직후의 상태에서는, 전기 저항값에 큰 차이가 없는 압착 상태를 확보하고 있다.
또한, 비교예 1 및 비교예 2에 있어서의 종래의 압착 접속 구조체는, 돌출 부분(53)(도 15 참조)이 안정되게 형성되지 않기 때문에, 안정된 크림프 하이트 H1을 계측할 수 없다. 이로 인해, 비교예 1 및 비교예 2에 있어서의 크림프 하이트 H1에 대한 깊이 H2가 차지하는 비율 및 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비는, 산출 불가라고 하고 있다.
또한, 표 1에 있어서의 심선 단면적은, 압착 상태에 있어서의 단면적을 나타내고 있다.
또한, 표 1에 있어서의 저항값의 편차는, 동일 구성의 복수의 압착 접속 구조체에 대하여 냉열 충격 시험 후에 계측한 전기 저항값의 편차 상태에 따라서 「극소」, 「소」, 「중」, 또는 「대」로 나타냈다.
또한, 압착 접속 구조체의 판정 조건은, 냉열 충격 시험 후에 있어서의 전기 저항값의 편차가 극소로 양호한 경우를 「◎」라고 판정하고, 전기 저항값의 편차가 작아 허용할 수 있는 경우를 「○」, 전기 저항값의 편차가 중 정도인 경우를 「△」, 전기 저항값의 편차가 허용 범위를 초과하는 경우를 「×」라고 하고 있다. 또한, 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 심선 압착부(23b)의 내주면과 심선 노출부(13)의 외주면 사이에 간극이 있는 경우, 양호한 접속 상태가 아니기 때문에 전기 저항값의 편차가 「극소」이어도, 종합적으로 판단해서 「×」라고 하고 있다.
먼저, 표 1에 있어서, 압축률 60%의 비교예 1과 압축률 70%의 비교예 2를 비교하면, 전기 저항값의 편차가 동일 정도이어도 압축률이 클수록 도체 압착부(51)와 도체(60) 사이에 간극이 발생하기 쉬운 것을 알 수 있다.
한편, 실시예 1 내지 실시예 12는, 비교예 1 및 비교예 2와 동일 정도의 압축률이어도, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13) 사이에 간극이 발생하지 않았다. 즉, 실시예 1 내지 실시예 12는, 압착 오목부(233)의 형상을 제어한 것에 의해, 심선 압착부(23b)의 내면 형상이 제어되면서 소성 변형하여, 심선 노출부(13)와의 양호한 접속 상태를 확보하고 있는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 동일한 압축률인 실시예 9와 비교예 2에서는, 압착 상태에 있어서의 심선의 단면적이 실시예 9에서는 1.86㎟인 데 반해, 비교예 2에서는 1.93㎟로 되어 있다. 즉, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)의 둘레 길이는, 실시예 9에 비하여 비교예 2 쪽이 길다고 할 수 있다.
그런데, 실시예 9에서는 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13) 사이에 간극이 없는 데 반해, 비교예 2에서는 도체 압착부(51)와 도체(60) 사이에 간극이 발생하였다. 이로 인해, 심선의 외주면과 도체 압착부의 내주면이 접촉하는 접촉 길이가, 비교예 2에 대하여 실시예 9 쪽이 안정되게 확보하기 쉽다고 할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 실시예 12는, 대면각 θ가 작을수록 저항값의 편차가 작아지는 경향이 있는 것을 알 수 있다. 게다가, 실시예 1 내지 실시예 12는, 압축률이 작아질수록, 즉 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비가 작아질수록, 심선 노출부(13)의 단면적이 작아질수록 저항값의 편차가 작아지는 경향이 있다.
또한, 심선 노출부 및 심선 압착부의 압축률이 동일하고, 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율이 상이한 압착 접속 구조체에 있어서의 전기 저항을 비교하면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율이 약 40%인 경우에 있어서, 전기 저항이 가장 작아진다. 그리고, 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율이 약 40%보다 작거나, 또는 클수록 전기 저항이 증가하는 경향인 것을 알 수 있다.
상술한 표 1에서는 단면적이 2.5㎟인 알루미늄 심선(11)에 대해서 설명했지만, 참고로서 단면적이 0.75㎟인 알루미늄 심선(11)으로 구성한 압착 접속 구조체에 있어서의 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 간극의 유무 및 전기 저항값의 편차를 표 2에 나타낸다.
Figure 112016020764000-pct00002
※W2/W1 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율
※H2/H1 크림프 하이트 H1에 대한 깊이 H2가 차지하는 비율
※W1:H1 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비
표 2에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 심선의 단면적이 0.75㎟인 경우, 실시예 13 내지 실시예 18 모두, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 간극이 없고, 또한 전기 저항값의 편차가 극소한 양호한 접속으로 되는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 압착 오목부(233)에 있어서의 소정의 간격 W2, 대면각 θ, 깊이 H2를 제한함으로써, 알루미늄 심선(11)의 외경이나 심선 압착부(23b)의 내외경에 관계없이, 양호한 접속 상태를 확보하고 있다고 할 수 있다.
계속해서, 상술한 압착 접속 구조체(1)를 커넥터 하우징의 내부에 장착한 커넥터에 대해서 도 12를 이용해서 설명한다.
또한, 도 12는 암형 커넥터(31)와 수형 커넥터(41)와의 접속 대응 상태의 외관 사시도를 나타내고, 도 12 중에 있어서 수형 커넥터(41)를 이점쇄선으로 나타내고 있다.
암형 커넥터 하우징(32)은, 압착 단자(20)를 길이 방향 X를 따라 장착 가능한 복수의 캐비티를 내부에 갖고, 폭 방향 Y에 있어서의 단면 형상이 대략 직사각 형상인 박스형 형상으로 형성하고 있다. 이러한 암형 커넥터 하우징(32)의 내부에 대하여 상술한 압착 단자(20)로 구성한 복수의 압착 접속 구조체(1)를 길이 방향 X를 따라 장착해서 암형 커넥터(31)를 구비한 와이어 하니스(30)를 구성한다.
또한, 암형 커넥터 하우징(32)에 대응하는 수형 커넥터 하우징(42)은, 암형 커넥터 하우징(32)과 마찬가지로, 압착 단자를 장착 가능한 복수의 개구를 내부에 갖고, 폭 방향 Y에 있어서의 단면 형상이 대략 직사각 형상이며 암형 커넥터 하우징(32)에 대하여 요철 대응해서 접속 가능하게 형성하고 있다.
이러한 수형 커넥터 하우징(42)의 내부에 대하여 도시를 생략하는 수형의 압착 단자로 구성한 압착 접속 구조체(1)를 길이 방향 X를 따라 장착해서 수형 커넥터(41)를 구비한 와이어 하니스(40)를 구성한다.
그리고, 암형 커넥터(31)와 수형 커넥터(41)를 끼워 맞춤으로써, 와이어 하니스(30)와 와이어 하니스(40)를 접속한다.
이상과 같은 구성을 실현하는 압착 접속 구조체(1)는, 압착 상태에 있어서의 심선 압착부(23b)의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
구체적으로는, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)를 압착할 때, 압착 오목부(233)를 형성함으로써, 직경 방향 외측으로 돌출된 돌출 부분(235)을 압착 오목부(233)의 양단에 인접해서 심선 압착부(23b)에 형성할 수 있다.
이때, 소정의 간격 W2를 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1의 90% 이하로 제한하고, 또한 경사 부분(233a)의 대면각 θ를 10° 이상 120° 이하로 제한함으로써, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대한 돌출 부분(235)에 있어서의 대략 수평 방향의 폭을 소정의 비율로 확보할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체(1)는, 돌출 부분(235)에 있어서의 내면 형상이나 두께 제어를 용이하게 하여, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 전기적 접속을 보다 안정되게 확보할 수 있다.
또한, 압착 직후에 있어서의 접속 상태를 보다 양호하게 함으로써, 예를 들어 냉열 충격 시험과 같이 심선 압착부(23b)나 심선 노출부(13)에 열팽창 및 열수축이 반복해서 발생한 경우에도, 압착 접속 구조체(1)는, 접속 상태의 변화에 의한 전기 저항의 상승이나 변동을 억제할 수 있다. 이에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 압착 직후뿐만 아니라 안정된 전기적 접속을 계속해서 확보할 수 있다.
환언하면, 소정의 간격 W2 및 대면각 θ 중 어느 하나라도 상술한 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 전기적 접속을 안정되게 확보할 수 있는 내면 형상을 형성할 수 없어, 안정된 도전성을 확보할 수 없다.
보다 상세하게는, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율이 작을수록, 돌출 부분(235)에 있어서의 대략 수평 방향의 폭이 넓어진다. 이로 인해, 심선 압착부(23b)는, 소성 변형에 수반하는 돌출 부분(235)이 두께 변화를 작게 할 수 있지만, 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 심선 노출부(13)의 외주 길이에 대하여 심선 압착부(23b)의 내주 길이가 길어지기 쉬워지기 때문에, 심선 노출부(13)와의 사이에 간극이 발생할 우려가 있다.
한편, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율이 클수록, 돌출 부분(235)에 있어서의 대략 수평 방향의 폭이 좁아진다. 이로 인해, 돌출 부분(235)에는, 압착에 수반하여 심선 노출부(13)가 인입할 수 있는 내부 공간이 형성되기 어렵다. 또한, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율이 너무 크면, 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 예각인 단면 형상이고, 부분적으로 두께가 얇은 돌출 부분(235)이 형성되기 때문에, 돌출 부분(235)에 깨짐이 발생할 우려가 있다.
따라서, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대한 소정의 간격 W2가 차지하는 비율이 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13) 사이에 간극이 발생하거나 해서 안정된 접촉 길이를 확보할 수 없다.
그래서, 압착 오목부(233)에 있어서의 소정의 간격 W2로서는, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1의 90% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 압착 오목부(233)에 있어서의 소정의 간격 W2를, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1의 45% 이상 90% 이하로 제한하면 된다. 이에 의해, 보다 안정된 접촉 길이를 확보할 수 있다.
또한, 대면각 θ가 작을수록, 경사 부분(233a)이 대략 기립하는 경향으로 되기 때문에, 압착 오목부(233)에 있어서의 기단부측의 두께가 굴곡에 의해 박막으로 되기 쉽다. 이로 인해, 압착 오목부(233)의 박막 부분에는, 열팽창 및 열수축 등에 의해 균열 등이 발생하기 쉬워진다.
또한, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)를 압착할 때, 경사 부분(233a)이 대략 기립하도록 소성 변형함으로써, 돌출 부분(235)의 내부 공간에 심선 노출부(13)가 원활하게 인입하기 어려워지기 때문에, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 접촉 길이를 안정되게 확보할 수 없다.
한편, 대면각 θ가 클수록, 심선 압착부(23b)에는, 돌출 부분(235)이 형성되기 어려워진다. 이로 인해, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)의 압착 오목부(233)에서 심선 노출부(13)를 강압 압착할 수 없고, 예를 들어, 압착 단자(20)로부터 피복 전선(10)을 뽑아내는 하중에 대한 기계적 강도를 확보할 수 없다. 또한, 기계적 강도를 확보하기 위해서는 심선 압착부(23b) 전체를 강압 압착할 필요가 있고, 이 경우, 과잉의 소성 변형에 의해 심선 노출부(13)가 단선될 우려가 있다.
따라서, 대면각 θ가 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체(1)는, 안정된 전기적 접속을 확보할 수 없다.
그래서, 경사 부분(233a)의 대면각 θ로서는, 10° 이상 120° 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 경사 부분(233a)의 대면각 θ를 30° 이상 60° 이하로 제한하면 된다. 이에 의해, 보다 안정된 전기적 접속을 확보할 수 있다.
그리고, 소정의 간격 W2를 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1의 90% 이하로 제한하고, 또한 경사 부분(233a)의 대면각 θ를 10° 이상 120° 이하로 제한한 것에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 압착 오목부(233)에 있어서의 중심축 C를 따른 길이인 깊이 H2를 소정의 범위로 제한해서 최적화할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체(1)는, 압착 오목부(233)의 깊이 H2가 과도하게 깊거나, 또는 과도하게 얕아지는 것을 방지하여, 돌출 부분(235)의 내면 형상이나 두께를 보다 확실하게 제어할 수 있다.
이에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)의 외경이나 알루미늄 심선(11)의 외경에 관계없이 돌출 부분(235)의 내면 형상이나 두께 등을 제어하여, 심선 압착부(23b)의 내주면과 심선 노출부(13)의 외주면과의 접촉 부분의 접촉 길이를 안정되게 확보할 수 있다.
이로 인해, 압착 접속 구조체(1)는, 대략 원통 형상 심선 압착부(23b)의 길이 방향에 있어서, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 접촉 면적을 안정되게 확보할 수 있다. 게다가, 압착 오목부(233)에서 심선 노출부(13)를 강압 압착할 수 있기 때문에, 압착 접속 구조체(1)는, 전기적 접속과 기계적 강도를 양립해서 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)는, 소정의 간격 W2를 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1의 90% 이하로 제한하고, 또한 경사 부분(233a)의 대면각 θ를 10° 이상 120° 이하로 제한함으로써, 압착 상태에 있어서의 심선 압착부(23b)의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합을, 압착 전에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합의 40% 이상 90% 이하로 한 것에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 전기적 접속과 기계적 강도를 보다 안정되게 확보할 수 있다.
구체적으로는, 압착 전에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합에 대하여, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합의 비율, 즉 압축률이 작을수록, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b) 및 심선 노출부(13)를 과잉의 압축률로 압착한 상태로 된다. 이로 인해, 피복 전선(10)의 심선 노출부(13)가, 압착에 수반하는 신장에 의해 강도가 저하되어, 단선될 우려가 있다. 또한, 단면적의 감소에 수반하여 저항값이 높아질 우려가 있다.
한편, 압착 전에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합에 대하여, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합의 비율, 즉 압축률이 클수록, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)가 심선 노출부(13)를 가압하는 압력이 작아지기 때문에, 예를 들어 압착 단자(20)로부터 피복 전선(10)을 뽑아내는 하중에 대한 기계적 강도를 확보할 수 없다. 또한, 충분한 접속 저항을 얻지 못할 우려가 있다.
따라서, 압착 전에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합에 대하여, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합의 비율이 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체(1)는, 전기적 접속, 또는 기계적 강도를 안정되게 확보할 수 없다.
그래서, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합으로서는, 압착 전에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합의 40% 이상 90% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 전기적 접속과 기계적 강도를 양립해서 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)는, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합을, 압착 전에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합의 40% 이상 90% 이하의 범위로 제한함으로써, 기계적 강도와 전기적 접속을 양립해서 확보할 수 있어, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 압착 오목부(233)의 깊이 H2를, 심선 압착부(23b)에 있어서의 크림프 하이트 H1의 10% 이상 50% 이하로 한 것에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 전기적 접속을 보다 안정되게 확보할 수 있다.
구체적으로는, 압착 오목부(233)의 깊이 H2가 깊을수록, 깊게 형성된 압착 오목부(233)에 의해 심선 노출부(13)가 단선되거나, 또는 소성 변형으로 형성되는 압착 오목부(233)의 두께가 얇아져, 압착 오목부(233)에 균열이 발생할 우려가 있다.
한편, 압착 오목부(233)의 깊이 H2가 얕을수록, 압착 오목부(233)가 심선 노출부(13)를 강압 압착할 수 없기 때문에, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 기계적 강도를 안정되게 확보할 수 없다. 따라서, 압착 오목부(233)의 깊이 H2가 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 전기적 접속을 안정되게 확보할 수 없다.
그래서, 압착 오목부(233)의 깊이 H2로서는, 심선 압착부(23b)에 있어서의 크림프 하이트 H1의 10% 이상 50% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 전기적 접속을 안정되게 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)는, 압착 오목부(233)의 깊이 H2를, 심선 압착부(23b)에 있어서의 크림프 하이트 H1의 10% 이상 50% 이하로 제한함으로써, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 전기적 접속을 보다 안정되게 확보함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비를, 1대 0.4 내지 1.1로 한 것에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 전기적 접속을 확보한 상태에서, 암형 커넥터 하우징(32)의 캐비티 등에 확실하게 장착할 수 있다.
구체적으로는, 압착 후에 크림프 하이트 H1이 소정의 범위 내인지를 측정함으로써, 압착 접속 구조체(1)는, 절단하지 않고 심선 압착부(23b)의 압착 상태를 확인할 수 있다. 이로 인해, 크림프 하이트 H1이 소정의 범위를 초과한 경우, 압착 접속 구조체(1)는, 그 압착 상태가 불량하다고 판단된다.
그런데, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1은, 예를 들어 압착부(23)가 장착되는 암형 커넥터 하우징(32)에 있어서의 캐비티의 형상이나 크기에 의해 제한된다. 게다가, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)를 압착 접속할 때, 심선 노출부(13) 및 심선 압착부(23b)의 압축률에는, 전기적 접속을 확보하는 관점에서 그 범위에 한도가 있다.
이로 인해, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대하여 크림프 하이트 H1이 작을수록, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b) 및 심선 노출부(13)가 과잉으로 압축되고, 압착에 수반하는 신장에 의해 심선 노출부(13)가 단선되는 경우가 있다. 한편, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대하여 크림프 하이트 H1이 클수록, 압착 접속 구조체(1)는, 예를 들어 암형 커넥터 하우징(32)의 캐비티에 장착할 수 없다는 문제가 발생하기 쉽다.
따라서, 압착 오목부(233)에서 심선 노출부(13)를 강압 압착하는 압착 접속 구조체(1)에 있어서, 보다 안정된 도전성을 확보한 상태에서, 예를 들어 암형 커넥터 하우징(32)의 캐비티에 장착하기 위해서는, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1과 크림프 하이트 H1과의 관계를 최적화할 필요가 있다.
그래서, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비로서는, 1대 0.4 내지 1.1의 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 상술한 바와 같은 보다 안정된 전기적 접속을 확보할 수 있고, 또한 암형 커넥터 하우징(32)의 캐비티 등에 확실하게 장착할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대한 크림프 하이트 H1의 비를, 1대 0.4 내지 1.1의 범위로 제한함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보한 상태로, 암형 커넥터 하우징(32) 등에 확실하게 장착할 수 있다.
또한, 압착부(23)에 밀봉부(23c)를 구비한 것에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 압착부(23)에 있어서의 심선 노출부(13)측의 개구로부터의 수분의 침입을 방지할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체(1)는, 침입한 수분에 의해 심선 노출부(13)가 부식되거나 하여, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 전기적 접속을 확보할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 피복 전선(10)의 절연 피복(12)과 피복 압착부(23a)를 압착함으로써, 압착 접속 구조체(1)는, 압착 상태에 있어서의 압착부(23)의 내부를 용이하게 밀폐 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 압착부(23)의 내부에의 수분의 침입을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)는, 밀봉부(23c)에 의해 지수성을 확보하여, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 피복 전선(10)의 심선을 알루미늄 합금으로 구성함과 함께, 압착부(23)를 구리 합금으로 구성함으로써, 압착 접속 구조체(1)는, 안정된 도전성을 확보한 상태로, 구리선에 의한 심선을 갖는 피복 전선에 비하여 경량화할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 밀봉부(23c) 및 피복 압착부(23a)에 의해, 압착부(23)의 길이 방향 X의 양단의 지수성을 확보함으로써, 구리 합금에 의한 도체 부분을 갖는 피복 전선에 비하여 경량화를 도모하면서, 소위 전식을 방지할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)는, 피복 전선(10)의 도체를 구성하는 금속종에 의하지 않고, 경량화를 도모하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다. 또한, 압착 접속 구조체(1)는, 밀봉부(23c) 및 피복 압착부(23a)에 의해 지수성을 확보함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 압착 상태에 있어서의 심선 압착부(23b)의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보한 압착 접속 구조체(1)를 복수개 구비한 것에 의해, 양호한 도전성을 확보한 와이어 하니스(30)를 구성할 수 있다.
또한, 와이어 하니스(30)에 있어서의 압착 단자(20)를 암형 커넥터 하우징(32) 내에 배치한 것에 의해, 압착 상태에 있어서의 심선 압착부(23b)의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보한 압착 접속 구조체(1)에 의해, 양호한 도전성을 확보한 암형 커넥터(31)를 구성할 수 있다.
또한, 암형 커넥터(31)와 수형 커넥터(41)를 서로 끼워 맞춰서, 각 커넥터의 커넥터 하우징(32, 42) 내에 배치한 압착 단자(20)를 서로 접속할 때, 안정된 도전성을 확보한 상태로 각 커넥터의 압착 단자(20)를 서로 접속할 수 있다.
따라서, 암형 커넥터(31)는, 안정된 도전성을 확보한 압착 접속 구조체(1)에 의해, 보다 확실한 도전성을 구비한 접속 상태를 확보할 수 있다.
또한, 심선 압착부(23b)의 압착 저부(231)에 있어서의 하부를, 그 외주면이 대략 평면이 되도록 형성한 것에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 외주면이 대략 원호 형상의 압착 저부에 비하여, 폭 방향 Y로 구르는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체(1)는, 반송 공정부(170)에 의한 반송을 용이하게 할 수 있다.
또한, 심선 압착부(23b)에서 심선 노출부(13)를 압착해서 접속한 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)이며, 심선 압착부(23b)에 심선 노출부(13)를 삽입하는 삽입 공정과, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대하여 90% 이하의 간격을 둔 심선 압착부(23b)의 위치로부터 오목하게 형성한 압착 오목부(233)에 있어서의 2개의 경사 부분(233a)의 대면각 θ가, 10° 이상 120° 이하로 되도록 형성하여, 심선 압착부(23b)에 있어서의 폭 방향 Y의 단면 형상을 단면이 대략 오목한 형상으로 형성함과 함께, 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)를 압착하는 압착 공정을 이 순서로 행하는 것 및 동일 공정을 행하는 수단을 구비한 것에 의해, 압착 상태에 있어서의 심선 압착부(23b)의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
구체적으로는, 소정의 간격 W2를 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1의 90% 이하로 제한하고, 또한 경사 부분(233a)의 대면각 θ를 10° 이상 120° 이하로 제한해서 압착 오목부(233)를 형성함으로써, 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)는, 압착 오목부(233)의 양단에 인접해서 심선 압착부(23b)에 돌출 부분(235)을 형성할 때, 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1에 대하여 소정의 비율의 폭을 확보한 돌출 부분(235)을 형성할 수 있다.
이로 인해, 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)는, 돌출 부분(235)에 있어서의 내면 형상이나 두께 제어가 보다 용이하게 되어, 심선 압착부(23b)의 내주면과 심선 노출부(13)의 외주면과의 접촉 길이를 보다 안정되게 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)는, 소정의 간격 W2를 심선 압착부(23b)의 전체 폭 W1의 90% 이하로 제한하고, 또한 경사 부분(233a)의 대면각 θ를 10° 이상 120° 이하로 제한해서 압착 오목부(233)를 형성함으로써, 압착 상태에 있어서의 심선 압착부(23b)의 단면 형상을 제어하여, 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 피복 전선(10)에 있어서의 심선을 알루미늄 합금으로 했지만, 이것에 한정하지 않고, 피복 전선(10)에 있어서의 심선을 황동 등의 구리 합금 등으로 구성해도 된다. 이 경우에는, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합을, 압착 전의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)와의 단면적의 합의 40% 이상 90% 이하의 범위로 한다. 이때, 압착 상태에 있어서의 심선 노출부(13)의 단면적을, 압착 전의 심선 노출부(13)의 단면적의 40% 이상 85% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
또한, 압착 단자(20)를 황동 등의 구리 합금으로 했지만, 이것에 한정하지 않고, 압착 단자(20)를 알루미늄 합금 등으로 구성해도 된다.
또한, 압착 단자(20)를 암형의 압착 단자로 했지만, 이것에 한정하지 않고, 암형의 압착 단자에 대하여 길이 방향 X로 끼워 맞추는 수형의 압착 단자이어도 된다. 또는, 박스부(21)가 아니라 대략 U자 형상 또는 환상의 평판 등이어도 된다.
또한, 단자 형상으로 펀칭한 구리 합금 돌기를 둥글게 한 단부(23e, 23f)끼리를 맞대어 용착해서 압착부(23)를 형성했지만, 이것에 한정하지 않고, 중첩한 단부를 용착해서 일체로 한 폐단면 형상의 압착부이어도 된다.
또한, 피복 압착부(23a)와 심선 압착부(23b)가 대략 동일한 직경의 압착부(23)로 했지만, 이것에 한정하지 않고, 클로즈드 배럴 형식의 압착부(23)이면, 피복 압착부(23a)와 심선 압착부(23b)와의 내외경이 각각 상이한 압착부(23)로 해도 된다.
또한, 압착부(23)의 알루미늄 심선(11)측 선단에 밀봉부(23c)를 형성했지만, 이것에 한정하지 않고, 압착부(23)의 전단부를 별도의 부재로 시일해도 된다. 또는, 밀봉부(23c)를 형성하지 않고, 압착부(23)의 전단부를 개구한 상태로 해도 된다.
또한, 압착부(23)의 피복 압착부(23a)와 절연 피복(12)과의 지수성을 향상시키기 위해서, 별도의 부재로 시일하거나, 또는 피복 압착부(23a)에 직경 방향 내측을 향해서 오목하게 형성함과 함께, 둘레 방향으로 연속되는 강압 압착 부분을 형성하거나 해도 된다.
또한, 알루미늄 심선(11)의 단면적을 2.5㎟로 했지만, 이것에 한정하지 않고, 적당한 단면적 및 외경의 알루미늄 심선(11), 및 이것에 대응하는 적절한 내외경을 갖는 압착부(23)로 해도 된다.
또한, 압착 접속 구조체(1)를 복수개 묶어서 와이어 하니스(30)를 구성했지만, 이것에 한정하지 않고, 1개의 압착 접속 구조체(1)를 단극의 커넥터 하우징에 장착한 구성으로 해도 된다.
또한, 압착 오목부(233)를 단면 대략 W자 형상으로 형성했지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들어 역 사다리꼴 형상, V자 형상, U자 형상, 또는 중심축 C에 대한 경사 각도가 서로 상이한 경사 부분(233a)에 의해 형성된 형상으로 해도 된다.
또한, 압착 상태에 있어서, 심선 압착부(23b)의 압착 오목부(233)와 직경 방향에서 대향하는 위치에, 별도의 압착 접속 구조체(1)의 A-A 화살표 방향에서 본 단면을 설명하는 도 13의 (a)와 같이, 적어도 내면을 직경 방향의 내측을 향해서 돌출 설치한 내면 돌기부(236)를 형성해도 된다. 또한, 도 13의 (a)에 있어서, 자웅 금형(151)을 이점쇄선으로 나타내고 있다.
이 내면 돌기부(236)는, 수 금형(152)의 제2 수형 오목부(155b)에 있어서의 저면에 세워 설치한 돌기에 의해, 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)를 압착할 때, 압착 오목부(233)를 형성하면, 동시에 형성하는 것으로 한다.
게다가, 압착 오목부(233)의 깊이 H2와, 압입 길이 H3의 합계가, 크림프 하이트 H1의 10% 이상 75% 이하의 범위, 바람직하게는 15% 이상 60% 이하의 범위, 보다 바람직하게는, 15% 이상 50% 이하의 범위로 제한되도록 형성하고 있다.
예를 들어, 대면각 θ가 60°이고, 심선 노출부(13)의 압축률이 50%가 되도록 압착했을 때의 크림프 하이트 H1이 1.45㎜인 경우, 깊이 H2가 0.4㎜, 압입 길이 H3이 0.31㎜가 되도록 압착한다. 환언하면, 압입 길이 H3이 크림프 하이트 H1의 21%, 깊이 H2와 압입 길이 H3의 합계가 크림프 하이트 H1의 49%가 된다. 이때, 자웅 금형(151)을 압착부(23)로부터 떼어내고, 제하(除荷)한 압착부(23) 내면의 평균 압력은, 10㎫로 되었다.
또는, 대면각 θ가 45°이고, 심선 노출부(13)의 압축률이 61%가 되도록 압착했을 때의 크림프 하이트 H1이 1.67㎜인 경우, 깊이 H2가 0.6㎜, 압입 길이 H3이 0.21㎜가 되도록 압착한다. 환언하면, 압입 길이 H3이 크림프 하이트 H1의 13%, 깊이 H2와 압입 길이 H3의 합계가 크림프 하이트 H1의 49%가 된다. 이때, 자웅 금형(151)을 압착부(23)로부터 떼어내고, 제하한 압착부(23) 내면의 평균 압력은, 12.5㎫로 되었다.
또는, 대면각 θ가 60°이고, 심선 노출부(13)의 압축률이 71%가 되도록 압착했을 때의 크림프 하이트 H1이 1.87㎜인 경우, 깊이 H2가 0.6㎜, 압입 길이 H3이 0.06㎜가 되도록 압착한다. 환언하면, 압입 길이 H3이 크림프 하이트 H1의 3%, 깊이 H2와 압입 길이 H3의 합계가 크림프 하이트 H1의 35%가 된다. 이때, 자웅 금형(151)을 압착부(23)로부터 떼어내고, 제하한 압착부(23) 내면의 평균 압력은, 12.5㎫로 되었다.
이에 비해, 압입 길이 H3이 0㎜인 경우, 자웅 금형(151)을 압착부(23)로부터 떼어내고, 제하한 압착부(23) 내면의 평균 압력은, 5㎫ 이하로 된다. 즉, 압착 후에 있어서의 심선 노출부(13)와 심선 압착부(23b)의 내면이 충분히 접촉되어 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)의 압착 오목부(233)와 내면 돌기부(236) 사이에 심선 노출부(13)를 끼움 지지할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 기계적 강도와 전기적 접속성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 내면 돌기부(236)를 형성함으로써, 심선 압착부(23b)는, 폭 방향 Y의 단면에 있어서의 내주 길이가 길어진다. 게다가, 심선 압착부(23b)에 있어서의 돌출 부분(235)의 내면 형상이나 두께를 제어하고 있기 때문에, 압착 접속 구조체(1)는, 내면 돌기부(236)를 형성해도, 돌출 부분(235)의 내부 공간에 심선 노출부(13)를 인입시킬 수 있어, 심선 노출부(13)와의 접촉 길이를 길게 할 수 있다.
게다가, 압착 후의 심선 압착부(23b)는, 압착 오목부(233)의 깊이 H2와, 압입 길이 H3의 합계를, 크림프 하이트 H1의 10% 이상 75% 이하의 범위로 제한함으로써, 돌출 부분(235)에 심선 노출부(13)를 인입시키면서, 심선 노출부(13)를, 돌출 부분(235)과 내면 돌기부(236) 사이에 확실하게 끼움 지지할 수 있다. 이때, 압입 길이 H3이 클수록, 내열 시험 후의 저항률 상승을 억제할 수 있다.
이로 인해, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 기계적 강도를 향상시킴과 함께, 전기적 접속을 안정되게 확보할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)는, 압착 오목부(233)과 대향하는 내면 돌기부(236)를 구비함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보할 수 있다.
또한, 내면 돌기부(236)를 1개 형성했지만, 이것에 한정하지 않고, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 내면 돌기부(236)를 2개 형성해도 된다. 이에 의해, 압착 접속 구조체(1)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 기계적 강도를 보다 향상시킴과 함께, 전기적 접속을 보다 안정되게 확보할 수 있다.
또한, 도 13에 있어서 내면 돌기부(236)를, 압착 오목부(233)와는 상이한 형상으로 형성했지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들어 폭 방향 Y의 단면에 있어서, 압착 오목부(233)와 대략 동일 형상, 또는 내면 부분만이 직경 방향의 내측으로 융기된 형상 등으로 할 수 있다.
또한, 별도의 압착 접속 구조체에 있어서의 A-A 화살표 방향에서 본 단면을 설명하는 도 14와 같이, 돌출 부분(235)은, 외면 반경에서 판 두께를 감산했을 때, 알루미늄 심선(11)을 구성하는 알루미늄 소선(11a)의 외경보다도 작고, 심선 압착부(23b)의 판 두께보다도 커지도록 외면 반경을 설정하는 쪽이 바람직하다.
이에 의해, 돌출 부분(235)에 알루미늄 소선(11a)이, 보다 확실하게 인입되기 쉬워지기 때문에, 심선 압착부(23b)의 단면에 있어서, 알루미늄 소선(11a)이 치우치지 않고 압착되어, 양호한 전기적 접속성을 확보할 수 있다.
또한, 돌출 부분(235)에 있어서의 상단부(235z, 235z)는, 심선 압착부(23b)의 압착 상태에 있어서의 직경 방향의 단면에 있어서, 압착 저부(231)에 있어서의 하단부(231z, 231z)보다도 대략 수평 방향 내측에 위치하도록 압착시키는 것이 바람직하다.
이에 의해, 심선 노출부(13)를 심선 압착부(23b)에 의해 단단하게 압축할 수 있기 때문에, 양호한 전기적 접속성을 확보할 수 있다.
또한, 압착 공정 및 압착 수단에 있어서, 내면 돌기부(236)와 압착 오목부(233)를 동시에 형성하는 것 및 동일 공정을 행하는 수단을 구비함으로써, 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)는, 심선 노출부(13)를 끼움 지지하는 압착 오목부(233)와 내면 돌기부(236)를 심선 압착부(23b)에 효율적으로 형성할 수 있다. 이로 인해, 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 기계적 강도를 보다 향상시킴과 함께, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)를 효율적으로 압착 접속할 수 있다.
또한, 심선 압착부(23b)는, 직경 방향의 단면에 있어서의 내주 길이가 길어지는 것, 및 심선 압착부(23b)에 있어서의 돌출 부분(235)의 내면 형상이나 두께의 용이한 제어에 의해, 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)은, 심선 압착부(23b)의 내부 공간에 심선 노출부(13)를 간극 없이 인입시켜서, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)를 압착 접속할 수 있다.
이에 의해, 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)는, 심선 압착부(23b)와 심선 노출부(13)와의 기계적 강도를 향상시킴과 함께, 전기적 접속을 안정되게 확보한 압착 접속 구조체(1)를 제조할 수 있다.
따라서, 압착 접속 구조체(1)의 제조 방법 및 압착 접속 구조체(1)의 제조 장치(100)는, 압착 오목부(233)와 내면 돌기부(236)를 동시에 형성함으로써, 보다 안정된 도전성을 확보한 압착 접속 구조체(1)를 제조할 수 있다.
본 발명의 구성과, 상술한 실시 형태와의 대응에 있어서,
본 발명의 도체는, 실시 형태의 알루미늄 심선(11)에 대응하고,
이하 마찬가지로,
도체 노출부는, 심선 노출부(13)에 대응하고,
압착부는, 심선 압착부(23b)에 대응하고,
삽입 수단은, 반송 공정부(170)에 대응하고,
압착 수단은, 압착 공정부(150) 및 자웅 금형(151)에 대응하지만,
본 발명은 상술한 실시 형태의 구성에만 한정되는 것이 아니라, 많은 실시 형태를 얻을 수 있다.
1 압착 접속 구조체
10 피복 전선
11 알루미늄 심선
12 절연 피복
13 심선 노출부
20 압착 단자
23b 심선 압착부
23c 밀봉부
30 와이어 하니스
31 암형 커넥터
32 암형 커넥터 하우징
40 와이어 하니스
41 수형 커넥터
42 수형 커넥터 하우징
100 제조 장치
150 압착 공정부
151 자웅 금형
170 반송 공정부
233 압착 오목부
233a 경사 부분
236 내면 돌기부
C 중심축
H1 크림프 하이트
H2 깊이
W1 전체 폭
W2 소정의 간격
X 길이 방향
θ 대면각

Claims (12)

  1. 도전성의 도체를 절연성의 절연 피복으로 피복한 피복 전선과,
    적어도 상기 절연 피복의 선단의 일부를 제거해서 상기 도체를 노출시킨 도체 노출부의 압착 접속을 허용하는 압착부를 갖는 압착 단자가 구비되고,
    상기 압착부에서 상기 도체 노출부가 압착되어 접속된 압착 접속 구조체로서,
    상기 도체가, 상기 도체 단면적이 0.75mm2 이상 2.5mm2 이하인 알루미늄계 도체이고,
    상기 압착부는,
    적어도 상기 도체 노출부를 삽입 허용함과 함께, 상기 피복 전선의 길이 방향으로 연장되는 통 형상의 클로즈드 배럴 형식이고,
    압착 상태에 있어서, 상기 압착부에 있어서의 직경 방향의 단면 형상이,
    수평 방향으로 소정의 간격을 둔 위치로부터 내측으로 경사지도록 한 2개의 경사 부분에 의해 오목하게 형성한 압착 오목부를 갖는 단면이 오목한 형상으로 형성되고,
    상기 소정의 간격이,
    상기 수평 방향에 있어서의 상기 압착부의 전체 폭의 68.8% 이상 73.7% 이하이고,
    상기 직경 방향에서 대면하는 상기 경사 부분이 이루는 대면각이, 30° 이상 90° 이하이고,
    상기 직경 방향의 단면에 있어서, 압착 상태에 있어서의 상기 도체 노출부와 상기 압착부와의 단면적의 합이, 압착 전에 있어서의 상기 도체 노출부와 상기 압착부와의 단면적의 합의 50% 이상 60% 이하인
    압착 접속 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압착 상태의 상기 압착부에 있어서의 직경 방향의 단면 형상에 있어서,
    상기 압착 오목부에 있어서의 내측으로 경사지도록 한 2개의 경사 부분 사이에 외주면이 융기하는 융기 저부분(底部分)이 형성된 압착 접속 구조체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압착부의 직경 방향 중심을 통과하는 연직 방향의 중심축을 따른 상기 압착 오목부의 길이인 깊이가,
    상기 압착부에 있어서의 크림프 하이트의 10% 이상 50% 이하인 압착 접속 구조체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압착부의 전체 폭에 대한 크림프 하이트의 비가, 1대 0.4 내지 1.1인 압착 접속 구조체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    압착 상태에 있어서, 상기 압착부의 상기 압착 오목부와 직경 방향에서 대향하는 위치에,
    적어도 내면을 상기 직경 방향의 내측을 향해서 돌출 설치한 내면 돌기부가 구비된 압착 접속 구조체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압착부에 있어서의 상기 도체 노출부측 선단에,
    상기 길이 방향으로 연장 설치됨과 함께, 상기 길이 방향에 있어서의 선단을 밀봉한 밀봉부가 구비된 압착 접속 구조체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 상기 압착부가, 구리계 재료로 구성된 압착 접속 구조체.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 압착 접속 구조체가 복수개 구비된 와이어 하니스.
  9. 도전성의 도체를 절연성의 절연 피복으로 피복한 피복 전선과, 적어도 상기 절연 피복의 선단의 일부를 제거해서 상기 도체를 노출시킨 도체 노출부의 압착 접속을 허용하는 압착부를 갖는 압착 단자를 구비하고, 상기 압착부에서 상기 도체 노출부를 압착해서 접속한 압착 접속 구조체의 제조 방법으로서,
    상기 도체가, 도체 단면적이 0.75mm2 이상 2.5mm2 이하인 알루미늄계 도체인 상기 피복 전선의 길이 방향으로 연장되는 통 형상의 클로즈드 배럴 형식의 상기 압착부에, 적어도 상기 도체 노출부를 삽입하는 삽입 공정과,
    수평 방향에 있어서의 상기 압착부의 전체 폭에 대하여 68.8% 이상 73.7% 이하의 간격을 둔 상기 압착부의 위치로부터 내측을 향해서 경사지도록 오목하게 형성한 압착 오목부에 있어서의 2개의 경사 부분의 대면각이, 30° 이상 90° 이하로 되도록 형성하여, 상기 압착부에 있어서의 직경 방향의 단면 형상을 단면이 오목한 형상으로 형성함과 함께, 상기 도체 노출부와 상기 압착부를, 상기 직경 방향의 단면에 있어서, 압착 상태에 있어서의 상기 도체 노출부와 상기 압착부와의 단면적의 합이, 압착 전에 있어서의 상기 도체 노출부와 상기 압착부와의 단면적의 합의 50% 이상 60% 이하가 되도록 압착하는 압착 공정을 이 순서로 행하는 압착 접속 구조체의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압착 공정에 있어서,
    상기 압착부의 상기 압착 오목부와 직경 방향에서 대향하는 위치에, 적어도 내면이 상기 직경 방향의 내측을 향하게 해서 내면 돌기부를 돌출 설치함과 함께, 상기 내면 돌기부와 상기 압착 오목부를 동시에 형성하는 압착 접속 구조체의 제조 방법.
  11. 도전성의 도체를 절연성의 절연 피복으로 피복한 피복 전선과, 적어도 상기 절연 피복의 선단의 일부를 제거해서 상기 도체를 노출시킨 도체 노출부의 압착 접속을 허용하는 압착부를 갖는 압착 단자를 구비하고, 상기 압착부에서 상기 도체 노출부를 압착해서 접속한 압착 접속 구조체의 제조 장치로서,
    상기 도체가, 도체 단면적이 0.75mm2 이상 2.5mm2 이하인 알루미늄계 도체인 상기 피복 전선의 길이 방향으로 연장되는 통 형상의 클로즈드 배럴 형식의 상기 압착부에, 적어도 상기 도체 노출부를 삽입하는 삽입 수단과,
    수평 방향에 있어서의 상기 압착부의 전체 폭에 대하여 68.8% 이상 73.7% 이하의 간격을 둔 상기 압착부의 위치로부터 내측을 향해서 경사지도록 오목하게 형성한 압착 오목부에 있어서의 2개의 경사 부분의 대면각이, 30° 이상 90° 이하로 되도록 형성하여, 상기 압착부에 있어서의 직경 방향의 단면 형상을 단면이 오목한 형상으로 형성함과 함께, 상기 도체 노출부와 상기 압착부를, 상기 직경 방향의 단면에 있어서, 압착 상태에 있어서의 상기 도체 노출부와 상기 압착부와의 단면적의 합이, 압착 전에 있어서의 상기 도체 노출부와 상기 압착부와의 단면적의 합의 50% 이상 60% 이하가 되도록 압착하는 압착 수단을 구비한 압착 접속 구조체의 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 압착 수단에,
    상기 압착부의 상기 압착 오목부와 직경 방향에서 대향하는 위치에, 적어도 내면이 상기 직경 방향의 내측을 향하게 해서 내면 돌기부를 돌출 설치함과 함께, 상기 내면 돌기부와 상기 압착 오목부와 동시에 형성하는 수단을 구비한 압착 접속 구조체의 제조 장치.
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