(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、一般的に被覆電線は、先端の導体部が露出しているので、先端のみが細くなっている。これに対し、特許文献2の電線接続スリーブは、内面が平坦な円筒形状である。従って、この電線接続スリーブで被覆電線を圧着する場合、導体部の圧着量(押し潰し量)が大きくなってしまう。
【0007】
しかし、被覆電線を圧着により接続する場合、圧着量が小さいことが好ましい。例えば圧着工具等により端子を押し潰していくと、初めに端子(電線接続スリーブ)が潰されて被覆電線に接触し、その後に端子と被覆電線がともに潰されていく。ここで、被覆電線に対して必要な圧縮率は決まっているため、後者の圧着量(即ち被覆電線を潰す量)は変更することができない。従って、全体の圧着量を低減するためには、前者の圧着量(即ち端子のみを潰す量)を低減させる必要がある。
【0008】
圧着量を低減することで、端子の変形量を抑えることができる。これにより、端子の変形による割れを防止するとともに、寸法の不均一さも防止することができる。
【0009】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、被覆電線を圧着する際の圧着量を低減することができる端子を提供することにある。
【0010】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【0011】
本発明の第1の観点によれば、以下の構成の端子が提供される。即ち、この端子は、電線接続部と、端子接続部と、を備える。前記電線接続部は、板材を曲げて少なくとも一部を重ねた状態で接続することで形成された中空状の部分を有し、当該中空状の部分の内側に被覆電線を圧着可能である。前記端子接続部は、前記電線接続部と連結されており、他の端子に接続される。前記電線接続部を構成する板材同士の重なり面積
は、前記被覆電線が挿入される側の端部よりも、その反対側の端部の方が大きい。
【0012】
一般的に、被覆電線が挿入される側の反対側の端部には、被覆電線の導体部(被覆部が無い分だけ小径)が位置する。従って、この部分の重なり面積を大きくして内径を小さくすることで、圧着量を効果的に低減することができる。従って、圧着時の電線接続部の変形による割れを防止して適切に被覆電線を接続することができる。
また、所定の挿入量で被覆電線と電線接続部が干渉するように、電線接続部の重なり面積(即ち内径)を調整することで、被覆電線の挿入量を適切な値にすることができる。
【0015】
前記の端子においては、板材同士の重なり面積は、前記被覆電線の長手方向に沿って徐々に変化することが好ましい。
【0016】
これにより、電線接続部の奥ほど内径が小さくなるので、被覆電線の径が小さいほど挿入量を多くすることで、被覆電線の径に合わせて圧着量を低減できる。
【0017】
前記の端子においては、板材同士の重なり面積は、前記被覆電線の長手方向に沿って1度だけ離散的に変化することが好ましい。
【0018】
これにより、例えば被覆部が電線接続部の内部の段差に引っ掛かることで、被覆電線の挿入量を適切な値にすることができる。また、板材同士の重なり部分と被覆電線の導体部との位置を揃えることで、電線接続部の形状と被覆電線の形状とを精度良く合わせて圧着量を効果的に低減できる。
【0019】
前記の端子においては、板材同士の重なり部分は、溶接により接続されることが好ましい。
【0020】
これにより、安価かつ位置ズレを防止しつつ、板材を接続することができる。
【0021】
本発明の第2の観点によれば、以下の端子付き電線の製造方法が提供される。即ち、この方法は、導体部及び被覆部を有する被覆電線を端子に挿入して接続することで端子付き電線を製造する方法であり、成形工程と、挿入工程と、圧着工程と、を含む。前記成形工程では、板材を、当該板材同士の重なり面積が
前記被覆電線が挿入される側の端部よりも、その反対側の端部の方が大きくなるように重ね合わせて接続して電線接続部を成形する成。前記挿入工程では、前記被覆電線を前記電線接続部の前記中空状の部分に挿入する。前記圧着工程では、前記被覆電線を前記電線接続部に圧着する。
【0022】
一般的に、被覆電線が挿入される側の反対側の端部には、被覆電線の導体部(被覆部が無い分だけ小径)が位置する。従って、この部分の重なり面積を大きくして内径を小さくすることで、圧着量を効果的に低減することができる。従って、圧着時の電線接続部の変形による割れを防止して適切に被覆電線を接続することができる。
また、所定の挿入量で被覆電線と電線接続部が干渉するように、電線接続部の重なり面積(即ち内径)を調整することで、被覆電線の挿入量を適切な値にすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、端子付き電線の構成を示す分解斜視図及び外観斜視図である。
図2は、圧着端子の展開図である。
図3は、電線接続部を成形する処理を示す図である。
【0025】
図1に示すように、端子付き電線1は、圧着端子(端子)10と、被覆電線50と、から構成されている。
【0026】
被覆電線50は、導体部51と被覆部52から構成されている。導体部51は、複数のアルミニウム素線を束ねたものである。なお、導体部51は導体であればアルミニウム以外の素材(例えば銅)から構成されていても良い。被覆部52は、樹脂等の絶縁性を有する素材から構成されており、導体部51の周囲を覆うように配置されている。
【0027】
圧着端子10は、表面が錫(Sn)でメッキされた黄銅等から構成されたメス端子である。なお、圧着端子10は、導体であれば銅以外の素材(例えばアルミニウム)から構成されていても良い。圧着端子10は、被覆電線50の導体部51と電気的に接続可能であるとともに、図略のオス端子とも電気的に接続可能である。このオス端子には他の電線や電気機器が接続されており、これにより、電気機器に電力又は電気信号を供給することができる。
【0028】
なお、以下の説明では、
図1(b)に示すように、オス端子(他の端子、相手の端子)に接続される側を先端側と称し、被覆電線50の挿入方向の反対側を基端側と称する。また、単に「長手方向」と称したときは、被覆電線50の長手方向を示すものとする。
【0029】
以下、圧着端子10について詳細に説明する。圧着端子10は、打ち抜いた金属板(板材、
図2を参照)に対して、折曲げ及び溶接等を行うことで成形される。
図1に示すように圧着端子10は、ボックス部(端子接続部)20と、電線接続部30と、トランジション部40と、を備えている。
【0030】
ボックス部20は、
図2に符号20で示す金属板を折り曲げて中空の直方体状とした部分である。後述の
図4(a)に示すように、ボックス部20には、当該ボックス部20の一面である底面部22を内側に向けて折り曲げることにより、弾性接触片21が形成されている。
【0031】
弾性接触片21は、ボックス部20の先端側に形成されている。弾性接触片21は、底面部22から離れる方向及び近づく方向に弾性変形可能に構成されている。図略のオス端子をボックス部20に挿入することで、オス端子に押された弾性接触片21が底面部22に近づくように変形する。そして、オス端子が奥まで挿入されると弾性接触片21の変形が戻る。これにより、ボックス部20とオス端子とが電気的及び機械的に接続される。
【0032】
電線接続部30は、トランジション部40を介してボックス部20の基端側に接続されている。電線接続部30は、円筒状(中空状)であり、電線接続部30の基端側の端部は、被覆電線50を挿入可能なように開放されている(開放部31)。また、電線接続部30の先端側の端部は防水のために封止されている(封止部32)。
【0033】
以下、電線接続部30について詳細に説明する。初めに、成形前の電線接続部30(金属板)について説明する。成形前の電線接続部30は、
図2に示すように、矩形状の板材であって、一部(突出部30a)が矩形状に突出している。この突出部30aは、成形前の電線接続部30のうち、ボックス部20及びトランジション部40に近い側に形成されている。なお、成形前の電線接続部30は、矩形状の板材の一部を打ち抜くこと等によって形成される。
【0034】
次に、金属板から電線接続部30を成形する処理の一例について説明する。電線接続部30を成形する際には、
図3(a)に示すように、金属板を折り曲げて金属板同士を重ね合わせる。より具体的には、突出部30aだけでなく長手方向の全ての箇所で金属板同士を重ね合わせる。
【0035】
次に、
図3(a)に溶接箇所Aで示す箇所に溶接を行うことで円筒形状の部材を形成する。溶接を行う方法は任意であるが、例えばファイバーレーザで溶接を行うことができる。また、図に示す直線状の溶接箇所Aに加え、突出部30aとその外側の金属板とを接続するように更に溶接を行っても良い。
【0036】
これにより、金属板同士が重なっている部分の面積(以下、重なり面積)が長手方向で不均一な電線接続部30が成形される。特に、本実施形態では突出部30aが先端側に形成されているので、先端側の端部の方が基端側(被覆電線50が挿入される側)の端部よりも重なり面積が大きい。従って、
図3(b)に示すA−A断面図とB−B断面図を比較すると明らかなように、電線接続部30の内径は、基端側よりも先端側の方が小径となっている。なお、本実施形態では突出部30aが矩形状なので、重なり面積は、長手方向に沿って一度だけ離散的に変化する。
【0037】
次に、この円筒形状の部材の先端側を圧縮して潰した後に、
図3(c)に溶接箇所Bで示す箇所に溶接を行うことで、電線接続部30の先端側の端部を封止して封止部32を形成する。
【0038】
ここで、溶接箇所Aは、被覆電線50の挿入方向(円筒状の部分の軸方向)と平行に形成されていると表現することができる。また、溶接箇所Bは、被覆電線の挿入方向に垂直に形成されていると表現することができる。
【0039】
なお、電線接続部30の成形方法は上記に限られず、例えば初めに金属板を折り曲げて円筒状の部分を作成しつつ(この段階では溶接を行わない)、更に先端側の端部を潰し、その後に溶接箇所Aと溶接箇所Bとにまとめて溶接を行っても良い。この場合、工数を減らすことができるのでコストを低減させることができる。また、溶接箇所は上面側(
図1の上側)でなくても良く、底面側(
図1の下側)であっても良い。
【0040】
以上の処理を行うことにより、電線接続部30が完成する。上記のように溶接箇所Aに溶接を行うことで、電線接続部30の表面からの浸水を防止できる。また、上記のように溶接箇所Bに溶接を行って封止部32を形成することで、電線接続部30とボックス部20との間からの浸水を防止することができる。なお、開放部31からの浸水(被覆電線50を伝う経路からの浸水)を防止する方法については後述する。
【0041】
次に、
図4及び
図5を参照して、端子付き電線1を製造する方法について説明する。
図4は、圧着端子10に被覆電線50を挿入する工程を説明する側面断面図である。
図5は、圧着を行って圧着端子10と被覆電線50とを接続する工程を説明する側面断面図である。
【0042】
初めに、金属板に上記で説明した処理等を行うことで、圧着端子10を成形する。次に、作業者は、被覆電線50を電線接続部30に挿入する(
図4(a)を参照)。なお、
図4(b)には、被覆電線50の挿入後の様子が示されている。
【0043】
ここで、上述のように電線接続部30には、突出部30aが形成されている。言い換えれば、電線接続部30の内壁面には、所定の位置に突出部30aによる段差が形成されている。本実施形態では、被覆電線50を電線接続部30に挿入したときに、導体部51と突出部30aとは干渉しないが、被覆部52と突出部30aとが干渉するように部材の形状及び位置が定められている。つまり、被覆電線50を電線接続部30に挿入していくと、突出部30aと被覆部52が接触する。これにより、被覆電線50の挿入量を適切な値にすることができる。
【0044】
次に、作業者は、第1圧着型71と第2圧着型72とから構成される圧着工具を操作して、電線接続部30を挟み込むようにしてカシメて圧着する(
図5(a)を参照)。第1圧着型71には、段差が形成されているので、導体部51だけでなく被覆部52も強力に圧着することができる。なお、
図5(b)には、被覆電線50を圧着した後の様子が示されている。
【0045】
ここで、被覆電線50の先端は導体部51が露出しているので、被覆電線50の先端は小径となっている。一方、電線接続部30の先端には突出部30aが存在するので、電線接続部30の先端も小径となっている。従って、被覆電線50と電線接続部30の内部の形状を対応させることができるので、通常の円筒形状の電線接続部と比較して、圧着量を低減することができる。従って、電線接続部30の変形による割れを防止できる。
【0046】
また、上記のように、導体部51と電線接続部30を圧着することで、被覆電線50と電線接続部30(圧着端子10)とを電気的に接続することができる。また、被覆部52と電線接続部30を圧着することで、被覆電線50を伝う経路からの浸水(開放部31からの浸水)を防止できる。
【0047】
また、本実施形態では、導体部51をアルミニウムで構成し、圧着端子10を銅で構成している。このように電線接続部30と導体部51とで異なる金属を用いる場合、電食を発生させないためにも、高い防水性能が要求される。この点、本実施形態では、上述のように溶接箇所A及びBにより圧着端子10の表面からの浸水を防止するとともに、被覆部52を圧縮することで被覆電線50を伝う経路からの浸水を防止している。このように防水を行う本実施形態の構成は、電線接続部30とボックス部20との隙間をモールド樹脂等により塞ぐ構成と比較して、大幅にコストを低減することができる。
【0048】
次に、
図6を参照して、上記実施形態の第1変形例について説明する。
図6は、第1変形例に係る圧着端子10の電線接続部30を成形する処理を示す図である。
【0049】
上記実施形態では、成形前の電線接続部30の突出部30aは矩形状であったが、第1変形例の突出部30bは、三角状である。従って、この電線接続部30を上記実施形態と同様に処理を行うことで、
図6(b)に示す形状の電線接続部30が成形される。
【0050】
この電線接続部30は、基端側から先端側に向かうに従って重なり面積が徐々に増加する構成となっている。言い換えれば、第1変形例の電線接続部30は、基端側から先端側に向かうに従って内径が徐々に小さくなる構成である。
【0051】
従って、被覆電線50を電線接続部30に挿入した場合、電線接続部30の内径が徐々に小さくなるため、被覆電線50の径に応じた位置まで当該被覆電線50を挿入することができる。従って、例えば被覆電線50の径が小さい場合、比較的奥まで当該被覆電線50を挿入できるので、圧着量を低減できる。
【0052】
次に、
図7を参照して上記実施形態の第2変形例について説明する。
図7は、第2変形例に係る圧着端子10の断面斜視図及び側面断面図である。
【0053】
上記では、電線接続部30の内壁面には、溝や突起は形成されていない。この点、
図7に示すように、第2変形例の電線接続部30の内壁面33には、導体部51が圧着される位置に矩形状の複数の溝からなる導通用押圧部33aが形成されている。更に、電線接続部30の内壁面33には、被覆部52が圧着される位置に、円弧状の突起からなる防水用圧縮部33bが形成されている。
【0054】
導通用押圧部33aは、電線接続部30と導体部51とをより確実に電気的に接続するために形成されている。即ち、導体部51をアルミニウムで構成した場合、アルミニウムは銅よりも酸化被膜の影響が大きいため、導通性が悪くなることが考えられる。この点、導通用押圧部33aの矩形状の溝の縁部等で導体部51を強く押圧することで、この酸化被膜を破って導通を確保することができる。なお、導通用押圧部33aは、矩形状の溝に限られず、その他の形状の溝又は突起であっても良い。
【0055】
防水用圧縮部33bは、開放部31からの浸水をより確実に防止するために形成されている。防水性能を向上させるためには、被覆部52を局所的に圧縮して電線接続部30との密着性を高くすることが好ましい。この点、本変形例では、防水用圧縮部33bの円弧状の突起で被覆部52を強く圧縮することで、高い防水性能を発揮させることができる。なお、防水用圧縮部33bは、円弧状の突起に限られず、その他の形状の突起又は溝であっても良い。
【0056】
以上に説明したように、上記の圧着端子10は、電線接続部30と、ボックス部20と、を備える。電線接続部30は、金属板を曲げて少なくとも一部を重ねた状態で接続することで形成された中空状の部分を有し、当該中空状の部分の内側に被覆電線50を圧着可能である。ボックス部20は、電線接続部30と連結されており、他の端子に接続される。電線接続部30を構成する金属板同士の重なり面積が被覆電線50の長手方向で不均一である。
【0057】
これにより、電線接続部30の内径を不均一にすることができるので、電線接続部30の内径を被覆電線50の形状に対応させることで、圧着量を低減することができる。従って、圧着時の電線接続部30の変形による割れを防止して適切に被覆電線50を接続することができる。
【0058】
また、上記の圧着端子10においては、金属板同士の重なり面積は、被覆電線50が挿入される側の端部(基端側の端部)よりも、その反対側の端部(先端側の端部)の方が大きい。
【0059】
これにより、通常の被覆電線50の圧着量を効果的に低減することができる。また、所定の挿入量で被覆電線50と電線接続部30が干渉するように、電線接続部30の内径を調整することで、被覆電線50の挿入量を適切な値にすることができる。
【0060】
また、本実施形態の圧着端子10においては、金属板同士の重なり面積は、被覆電線50の長手方向に沿って1度だけ離散的に変化する。
【0061】
これにより、例えば被覆部52が電線接続部30の内部の段差(突出部30a)に引っ掛かることで、被覆電線50の挿入量を適切な値にすることができる。また、金属板同士の重なり部分と被覆電線50の導体部51との位置を揃えることで、電線接続部30の形状と被覆電線50の形状とを精度良く合わせて圧着量を効果的に低減できる。
【0062】
また、第1変形例の圧着端子10においては、金属板同士の重なり面積は、被覆電線50の長手方向に沿って徐々に変化する。
【0063】
これにより、電線接続部30の奥(先端側)ほど内径が小さくなるので、被覆電線50の径が小さいほど挿入量を多くすることで、被覆電線50の径に合わせて圧着量を低減できる。
【0064】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【0065】
圧着端子10の溶接方法及び溶接箇所は、上記で挙げた例以外であっても良い。また、圧着端子10は、一枚の金属板から形成される構成に限られない。例えば、ボックス部20と電線接続部30とを個別に成形し、適宜の接続方法(例えば溶接)により接続することもできる。
【0066】
上記の電線接続部30は、封止部32により片側が封止されているが、両方が開放されている形状であっても良い。
【0067】
電線接続部30の形状は任意であり、適宜変更することができる。例えば、重なり面積が段階的に大きくなるように矩形状の突出部30aが複数形成されていても良い。また、上記では基端側から先端側に向かうに従って重なり面積が大きくなる構成であるが、その逆、つまり、基端側から先端側に向かうに従って重なり面積が小さくなる構成であっても良い。この構成は、例えば導体部51にキャップ等を被せて導体部51が被覆部52より大径となっている場合に有効である。
【0068】
圧着端子10は、単線同士(又は単線と電気機器)を接続する端子として利用することができる。また、圧着端子10は、複数を並べて配置して、ジョイントコネクタの一部とすることができる。
【0069】
上記では、メス端子の圧着端子10を例に挙げて説明したが、本願の圧着端子10をオス端子に適用することもできる。
【0070】
端子付き電線1は、例えば自動車に設置されるワイヤハーネスへの適用が想定されているが、防水性が要求される様々な箇所のコネクタの一部として用いることができる。