(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】
しかしながら、上述した従来の端子付き電線では、実際に端子付き電線を大量に生産するにあたり、ひとつひとつの端子金具のバレル部にシール材を位置ズレ等が生じないように位置合わせしながら取り付けることが求められ、端子付き電線の生産性を向上させ難いと考えられる。このように、従来の端子付き電線は、電気的接続の信頼性を維持し得るものの、実際の生産の上で更なる改善の余地があると考えられる。
【0007】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性の高さと電気的接続の信頼性の維持とを両立可能な端子付き電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述した目的を達成するために、本発明に係る端子付き電線は、下記(1)〜(5)を特徴としている。
(1)
電線と、前記電線に取り付けられる端子金具と、を備えた端子付き電線であって、
前記端子金具は、
前記電線から露出した導体芯線に圧着されるバレル部と、
相手側端子に接続されることになる接点部と、を備え、
前記バレル部は、
圧着後に一端と他端とが重なった筒状形状をなす板状体であって、前記電線の被覆体を覆う基端部と、前記基端部から離れて前記導体芯線を覆う先端部と、前記基端部と前記先端部とを繋ぎ且つ前記基端部と前記先端部との間において前記導体芯線を外部から隔離するように覆う中間部と、を含む板状体を有するとともに、
圧着前の前記導体芯線の断面積S1に対する、圧着前の前記導体芯線の断面積S1から圧着後の前記導体芯線の断面積S2を減じた値の割合((S1−S2)/S1)を芯線圧縮率と定義したとき、前記先端部における先端側開口
端より基端側且つ前記導体芯線の先端より基端側の位置から基端側に延びる高圧縮領域の芯線圧縮率が、前記先端部における前記高圧縮領域以外の領域の芯線圧縮率より大きくなるように、前記導体芯線に圧着され、
前記先端部における前記一端と前記他端とが重なった箇所に、前記高圧縮領域として前記導体芯線の断面積を小さくする向きに窪んだ領域を有する、
端子付き電線であること。
(2)
上記(1)に記載の端子付き電線において、
前記導体芯線の末端が前記バレル部から露出して前記バレル部から離れる向きに延びている、
端子付き電線であること。
(3)
電線と、前記電線に取り付けられる端子金具と、を備えた端子付き電線であって、
前記端子金具は、
前記電線から露出した導体芯線に圧着されるバレル部と、
相手側端子に接続されることになる接点部と、を備え、
前記バレル部は、
圧着後に一端と他端とが重なった筒状形状をなす板状体であって、前記電線の被覆体を覆う基端部と、前記基端部から離れて前記導体芯線を覆う先端部と、前記基端部と前記先端部とを繋ぎ且つ前記基端部と前記先端部との間において前記導体芯線を外部から隔離するように覆う中間部と、を含む板状体を有するとともに、
圧着前の前記導体芯線の断面積S1に対する、圧着前の前記導体芯線の断面積S1から圧着後の前記導体芯線の断面積S2を減じた値の割合((S1−S2)/S1)を芯線圧縮率と定義したとき、前記先端部における先端側開口部よりも基端側に位置する高圧縮領域の芯線圧縮率が、前記先端部における前記高圧縮領域以外の領域の芯線圧縮率より大きくなるように、前記導体芯線に圧着され、
前記先端部における前記一端と前記他端とが重なった箇所に、前記高圧縮領域として前記導体芯線の断面積を小さくする向きに窪んだ領域を有し、
前記導体芯線の末端が前記バレル部から露出して前記バレル部から離れる向きに延びており、
前記導体芯線の前記バレル部からの露出量は、所定の腐食試験を経て前記導体芯線が腐食した際に前記導体芯線の端末が前記高圧縮領域中にある露出量である、
端子付き電線であること。
(4)
上記(1)〜上記(3)の何れか一つに記載の端子付き電線において、
前記バレル部は、
前記先端部に、前記導体芯線を視認可能であるように前記先端部を厚さ方向に貫通した箇所を有する、
端子付き電線であること。
(5)
上記(1)〜上記(4)の何れか一つに記載の端子付き電線において、
前記バレル部は、
前記基端部に、前記被覆体を視認可能であるように前記基端部を厚さ方向に貫通した箇所を有する、
端子付き電線であること。
【0009】
上記(1)の構成の端子付き電線によれば、バレル部を構成する板状体が、一端と他端とが重なった筒状形状をなすように導体芯線に圧着される。よって、導体芯線の外周面がバレル部に覆われて外部から隔離されるため、導体芯線の外周面に水が接触することを抑制できる。一方、導体芯線の端末(先端)には水が接触する可能性があるものの、バレル部の先端部に高圧縮領域が設けられているため、仮に導体芯線の端末(先端)に水が接触したとしても、高圧縮領域よりも基端側には水が侵入し難い。換言すると、バレル部の高圧縮領域よりも先端側の領域においては導体芯線が腐食することを受け入れつつ、高圧縮領域で導体芯線の腐食の進行を食い止める。これにより、例えば、高圧縮領域の軸方向長さを端子付き電線の耐用期間に応じた長さに設定すれば、導体芯線全体の完全な止水はできなくても、少なくとも耐用期間中は端子付き電線としての機能を維持(延命)できることになる。
【0010】
よって、本構成の端子付き電線は、従来の端子付き電線のように止水用のシール部材を設けることなく、実用的な止水性を有する。したがって、本構成の端子付き電線は、生産性の高さと電気的接続の信頼性の維持とを両立可能である。
【0011】
更に、本構成の端子付き電線によれば、バレル部の先端部に高圧縮領域を設けるにあたり、バレル部(板状体)の一端と他端とが重なった箇所を窪ませるようになっている。これにより、例えば、バレル部(板状体)の一端と他端とが噛み合うように変形することで、高圧縮領域の周辺の内部応力が高まって導体芯線間の密着度が高まるとともに、端子金具と導体芯線との接触面積も増大する。よって、端子付き電線の使用時の温度変化などに起因してバレル部の膨張収縮が繰り返されても、バレル部の緩みが生じ難い。よって、電気的接続の信頼性を向上できる。
【0012】
上記(2)の構成の端子付き電線によれば、導体芯線の端末がバレル部から露出しているため、上述したガルバニック腐食によって導体芯線が腐食する場合、バレル部から露出している端末がバレル部に覆われている部分よりも優先的に腐食することになる。即ち、導体芯線の端末から徐々に腐食が進行するため、バレル部から露出している導体芯線の分だけ、バレル部に覆われている部分の腐食を遅延させられる。換言すると、バレル部から露出した導体芯線を犠牲的に腐食させることにより、バレル部と導体芯線との接触箇所(バレル部の内側の導体芯線)の腐食を抑制できる。
【0013】
上記(3)の構成の端子付き電線によれば、一般に行われる端子付き電線の腐食試験を経て導体芯線が徐々に腐食した場合であっても、導体芯線の端末がバレル部の高圧縮領域内に留まっているため、端子金具と導体芯線との良好な電気的接続を維持することができる。なお、一般に行われる端子付き電線の腐食試験として、例えば、特開2005−174896号公報、特開2005−327690号公報、及び、特開2013−080682号公報に記載のサーマルショック試験、並びに、SAE Internationalが定める米国規格USCAR−21のAccelerated Environmental Exposure Test等が挙げられる。
【0014】
上記(4)の構成の端子付き電線によれば、バレル部の先端部を厚さ方向に貫通した箇所を設けることで、バレル部の圧着時などにおいて、導体芯線の端末の位置を視認しやすい。よって、端子付き電線の生産性を更に向上できる。なお、厚さ方向に貫通した箇所の形態は、特に制限されず、切り欠き、貫通穴、及び、スリット等を含む。
【0015】
上記(5)の構成の端子付き電線によれば、バレル部の基端部を厚さ方向に貫通した箇所を設けることで、バレル部の圧着時などにおいて、電線の絶縁体の位置を視認し易い。よって、端子付き電線の生産性を更に向上できる。なお、厚さ方向に貫通した箇所の形態は、特に制限されず、切り欠き、貫通穴、及び、スリット等を含む。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、生産性の高さと電気的接続の信頼性の維持とを両立可能な端子付き電線を提供できる。
【0017】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0019】
<実施形態>
以下、図面を参照しながら、電線10に端子金具20を取り付けた端子付き電線1について説明する。以下、説明の便宜上、端子金具20の軸方向(嵌合方向)において、相手側端子(図示省略)が嵌合する側(
図1、
図2及び
図4において左側)を先端側(前方側)とし、その反対側(
図1、
図2及び
図4において右側)を基端側(後方側)と称呼する。また、
図1、
図2及び
図4において上側及び下側をそれぞれ、上側及び下側と称呼する。
【0020】
図1〜
図4に示すように、電線10の端部に端子金具20が圧着され、端子金具20と電線10の導体芯線11とが電気的に接続されている。電線10と端子金具20とにより、端子付き電線1が構成されている。端子付き電線1は、例えば、自動車等の車両に配索されるワイヤハーネスを構成する。
【0021】
電線10は、導体芯線11と、この導体芯線11を覆う樹脂からなる被覆12とを有した絶縁電線である。導体芯線11は、アルミニウム又はアルミニウム合金から構成され、複数の素線を撚り合わせて構成されている。電線10の導体芯線11をアルミニウム又はアルミニウム合金から構成することで、端子付き電線1が軽量化され、端子付き電線1を含んで構成されるワイヤハーネスも軽量化される。軽量化された端子付き電線1は、特に電気自動車やハイブリッド自動車などのワイヤハーネスが多用される車両に好適に用いられる。
【0022】
端子金具20は、相手側端子と接続することになる接点部31を先端側に有し、電線10の導体芯線11と接続することになるバレル部41を基端側に有している。接点部31とバレル部41とは、連結部35によって互いに繋がっている。
【0023】
端子金具20は、金属板(板状体)に対してプレス加工(打ち抜き加工および曲げ加工)を施すことで形成されたものである。端子金具20は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる導体芯線11と異なる金属材料から形成されている。具体的には、端子金具20は、銅または銅合金などからなる金属板(板状体)を母材として形成されている。
【0024】
端子金具20は、プレス加工によって打ち抜いた後、電線10への圧着前に、電線10の導体芯線11の腐食を抑制して耐食性を向上させる等の目的から、メッキ処理が施されることが好適である。本例では、電線10への圧着前の端子金具20に、スズ(錫。Sn)によるメッキ処理が施されている。具体的には、端子金具20には、表裏面及びプレス加工で形成された切断面からなる側面を覆うように、スズを含むメッキ層が設けられている。
【0025】
上述したように表面処理が施された後、接点部31は、
図1に示すように先端部が開口された矩形筒状に形成される。この接点部31の開口部分に相手側端子が挿し込まれ、接点部31と相手側端子とが電気的に接続される。
【0026】
バレル部41は、電線10の端部に圧着されて電気的に接続される。
図2に示すように、バレル部41は、一対の圧着片42を有している。圧着片42のそれぞれは、先端側が導体圧着部45とされ、基端側が被覆圧着部46とされている。また、圧着片42は、導体圧着部45と被覆圧着部46との間が繋ぎ部47とされている。即ち、圧着片42(導体圧着部45+繋ぎ部47+被覆圧着部46)のそれぞれは、軸方向(嵌合方向)に連続している。
【0027】
一対の圧着片42は、後に、
図3に示すように、一方の圧着片42の延出端部が他方の圧着片42の延出端部の内側に重なり合うように(オーバーラップするように)加締められて電線10の端部に圧着されることになる。以下、説明の便宜上、一方の圧着片42及び他方の圧着片42をそれぞれ、「内側圧着片42」及び「外側圧着片42」とも称呼する。
【0028】
バレル部41は、板状体における上面側(内面側)が、電線10の端部が配置される載置面41aとされている。本例では、バレル部41の一対の圧着片42を加締める際、
図5に示す下型(アンビル)61及び上型(クリンパ)62が用いられる。下型61の上面には、支持面61aが形成されている。上型62の下面には、一対の案内傾斜面62aと、一対の案内傾斜面62aの上端部同士が集合する箇所にて下方に突出する突起62bと、が形成されている。
【0029】
図5に示すように、電線10(導体芯線11)の端部がバレル部41の載置面41aに載置され、且つ、そのバレル部41が下型61の支持面61aに支持された状態で、下型61に対して上型62を上方から近づけていく。
【0030】
この結果、先ず、上型62の案内傾斜面62aに拾われた一対の圧着片42の延出端が一対の案内傾斜面62a上を摺動することで、一対の圧着片42が、電線10の端部を包み込むように、且つ、内側圧着片42の延出端部が外側圧着片42の延出端部の内側に重なり合うように(オーバーラップするように)加締められる。次いで、突起62bが、導体圧着部45における内側圧着片42及び外側圧着片42の延出端部同士が重なった箇所を、上方から下方に向けて押圧する。
【0031】
これにより、
図1、
図3及び
図4に示すように、導体圧着部45が電線10の導体芯線11に圧着され、被覆圧着部46が電線10の被覆12に圧着される。この結果、筒状形状を有するバレル部41が、導体圧着部45が電線10の導体芯線11を覆い、被覆圧着部46が電線10の被覆12を覆い、且つ、繋ぎ部47が導体圧着部45と被覆圧着部46との間において導体芯線11を外部から隔離して覆うように、電線10の端部に圧着される。本例では、電線10の導体芯線11の先端11aは、筒状形状を有するバレル部41(導体圧着部45)の先端側開口よりも先端側に位置しており、バレル部41から露出している。
【0032】
圧着後、筒状形状をなすバレル部41において、被覆圧着部46の太さは電線10の外径程度である一方、導体圧着部45の太さは被覆圧着部46より小さい。このように、両者の太さが異なることから、これらの間に位置する繋ぎ部47は、導体圧着部45に連続する先端側から被覆圧着部46に連続する基端側に移動するにつれて徐々に太くなる形状を有している。
【0033】
更に、
図1、
図3(b)、及び
図4に示すように、導体圧着部45における内側圧着片42及び外側圧着片42の延出端部同士が重なった箇所のうち突起62bにより押圧された領域に、下方に窪んだ窪み部45aが形成されている。本例では、窪み部45aは、
図1及び
図4に示すように、導体圧着部45の先端側開口部より基端側の所定位置から導体圧着部45の基端側端部(導体圧着部45と繋ぎ部47との境界部)の近傍位置までに亘って軸方向に延びている。特に、
図3(b)に示すように、窪み部45aは、導体圧着部45における内側圧着片42及び外側圧着片42の延出端部のそれぞれの一部が下方に窪むことで形成されており、窪み部45aの底面は、下方に窪んだ形状を有している。この結果、導体圧着部45における窪み部45aが形成された箇所では、内側圧着片42及び外側圧着片42の延出端部同士が噛み合うように強固に密着する。
【0034】
ここで、「圧着前の導体芯線11の断面積S1」に対する「圧着前の導体芯線11の断面積S1から圧着後の導体芯線11の断面積S2を減じた値」の割合((S1−S2)/S1)を「芯線圧縮率」と定義する。更に、軸方向において導体圧着部45における窪み部45aが形成されている領域を「高圧縮領域R」(
図4参照)と定義する。
【0035】
端子付き電線1において、導体芯線11に端子金具20を圧着する際、導体圧着部45における高圧縮領域Rの芯線圧縮率が、導体圧着部45における高圧縮領域R以外の領域の芯線圧縮率より大きくなるように圧着されている。
【0036】
以上、本発明の実施形態に係る端子付き電線1によれば、バレル部41が一端と他端とが重なった筒状形状をなすように導体芯線11に圧着されることで、導体芯線11の外周面がバレル部41に覆われて外部から隔離されるため、導体芯線11の外周面に水が接触することを抑制できる。
【0037】
一方、導体芯線11の端末(先端11a)には水が接触する可能性があるが、バレル部41の導体圧着部45に高圧縮領域Rがあるため、導体芯線11の端末に水が接触したとしても、高圧縮領域Rよりも基端側に水が侵入しにくくなる。換言すると、バレル部41の高圧縮領域Rより先端側の領域において導体芯線11が腐食することを受け入れつつ、高圧縮領域Rで腐食の進行を食い止める。これにより、例えば、高圧縮領域Rの軸方向長さLを端子付き電線1の耐用期間に応じた長さに設定すれば、導体芯線11の完全な止水はできなくても、少なくとも耐用期間中は端子付き電線1としての機能を維持(延命)できることになる。なお、この耐用期間に応じた長さは、実験等によって定め得る。
【0038】
よって、本構成の端子付き電線1は、従来の端子付き電線のように止水用のシール部材を設けなくても、実用的な止水性を有する。即ち、生産性の高さと電気的接続の信頼性の維持とを両立可能である。
【0039】
更に、導体圧着部45に窪み部45aを設けることで、高圧縮領域Rが形成されている。更に、バレル部41(板状体)の一端と他端とが重なった箇所を窪ませることで、バレル部41(板状体)の一端と他端とが噛み合うように変形し、高圧縮領域Rの周辺の内部応力が高まって導体芯線11間の密着度が高まるとともに、端子金具20と導体芯線11との接触面積も増大する。これにより、端子付き電線1の使用時の温度変化などに起因してバレル部41の膨張収縮が繰り返されても、バレル部41の緩みが生じ難い。よって、電気的接続の信頼性を向上できる。
【0040】
更に、導体芯線11の先端11aがバレル部41から露出しているため、上述したガルバニック腐食によって導体芯線11が腐食するとしても、バレル部41から露出している先端11aが、バレル部41に覆われている部分よりも優先的に腐食することになる。このとき、導体芯線11の先端11aから徐々に腐食が進行するため、バレル部41から露出している導体芯線11の分だけ、バレル部41に覆われている部分の腐食を遅延させられる。換言すると、バレル部41から露出した導体芯線11を犠牲的に腐食させることにより、バレル部41と導体芯線11との接触箇所(バレル部41の内側の導体芯線11)の腐食を抑制できる。
【0041】
ここで、導体芯線11のバレル部41からの露出量(軸方向における露出長さ)は、所定の腐食試験を経て導体芯線11が腐食した際に導体芯線11の端末が高圧縮領域R中にある露出量であることが好適である。これにより、所定の腐食試験を経て導体芯線11が徐々に腐食した場合であっても、導体芯線11の端末がバレル部41の高圧縮領域R内に留まっているため、端子金具20と導体芯線11との間での良好な電気的接続を維持することができる。なお、所定の腐食試験として、例えば、特開2005−174896号公報、特開2005−327690号公報、及び、特開2013−080682号公報に記載のサーマルショック試験、並びに、SAE Internationalが定める米国規格USCAR−21のAccelerated Environmental Exposure Test等が挙げられる。
【0042】
<他の形態>
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0043】
上記実施形態では、高圧縮領域R(
図4参照)を形成するため、
図3(b)に示すように、導体圧着部45の上面(内側圧着片42及び外側圧着片42の延出端部同士が重なった箇所)のみに窪み部45aが形成されている。しかし、窪み部45aは、このような形態に制限されない。例えば、高圧縮領域R(
図4参照)を形成するため、
図6(a)に示すように、導体圧着部45の上面に窪み部45aが形成され、更に、導体圧着部45の下面に窪み部45bが形成されていてもよい。また、
図6(b)に示すように、高圧縮領域Rを形成するための窪み部として、底面が平坦な形状を有する窪み部45cが形成されていてもよい。
【0044】
更に、上記実施形態では、
図4に示すように、高圧縮領域R(窪み部45a)が、導体圧着部45における軸方向の1箇所のみに形成されている。これに対し、
図7に示すように、高圧縮領域R1,R2(窪み部45a)が、導体圧着部45における軸方向の複数箇所(
図7では、2箇所)に形成されていてもよい。このように軸方向の複数箇所に窪み部45a,45bを設ける場合、複数の窪み部45a,45bの各々の軸方向長さL1,L2の合計が、端子付き電線1の耐用期間に応じた長さに設定されればよい。
【0045】
更に、
図8に示すように、バレル部41の導体圧着部45の先端部に、導体芯線11を視認可能であるように導体圧着部45を厚さ方向に貫通した箇所45d,45e,45fが形成されていてもよい。前記貫通した箇所として、
図8(a)、
図8(b)、
図8(c)ではそれぞれ、切り欠き45d、貫通穴45e、スリット45fが例示されている。これらのように、バレル部41の先端部を厚さ方向に貫通した箇所を設けることで、バレル部41の圧着時などにおいて、導体芯線11の端末の位置が視認しやすい。この結果、生産性を更に向上できる。
【0046】
更に、
図9に示すように、バレル部41の被覆圧着部46の基端部に、電線10の被覆12を視認可能であるように被覆圧着部46を厚さ方向に貫通した箇所46a,46b,46cが形成されていてもよい。前記貫通した箇所として、
図9(a)、
図9(b)、
図9(c)ではそれぞれ、切り欠き46a、貫通穴46b、スリット46cが例示されている。これらのように、バレル部41の基端部を厚さ方向に貫通した箇所を設けることで、バレル部41の圧着時などにおいて、電線10の被覆12の位置が視認しやすい。この結果、生産性を更に向上できる。
【0047】
ここで、上述した本発明に係る端子付き電線1の実施形態の特徴をそれぞれ以下(1)〜(5)に簡潔に纏めて列記する。
(1)
電線(10)と、前記電線(10)に取り付けられる端子金具(20)と、を備えた端子付き電線(1)であって、
前記端子金具(20)は、
前記電線(10)から露出した導体芯線(11)に圧着されるバレル部(41)と、
相手側端子に接続されることになる接点部(31)と、を備え、
前記バレル部(41)は、
圧着後に一端と他端とが重なった筒状形状をなす板状体であって、前記電線(10)の被覆体(12)を覆う基端部(46)と、前記基端部(46)から離れて前記導体芯線(11)を覆う先端部(45)と、前記基端部(46)と前記先端部(45)とを繋ぎ且つ前記基端部(46)と前記先端部(45)との間において前記導体芯線(11)を外部から隔離するように覆う中間部(47)と、を含む板状体を有するとともに、
圧着前の前記導体芯線(11)の断面積S1に対する、圧着前の前記導体芯線(11)の断面積S1から圧着後の前記導体芯線(11)の断面積S2を減じた値の割合((S1−S2)/S1))を芯線圧縮率と定義したとき、前記先端部(45)における先端側開口部より基端側に位置する高圧縮領域(R)の芯線圧縮率が、前記先端部(45)における前記高圧縮領域(R)以外の領域の芯線圧縮率より大きくなるように、前記導体芯線(11)に圧着され、
前記バレル部(41)は、
前記先端部(45)における前記一端と前記他端とが重なった箇所に、前記高圧縮領域(R)として前記導体芯線(11)の断面積を小さくする向きに窪んだ領域(45a,45b,45c)を有する、
端子付き電線(1)。
(2)
上記(1)に記載の端子付き電線(1)において、
前記導体芯線(11)の末端が前記バレル部(41)から露出して前記バレル部(41)から離れる向きに延びている、
端子付き電線(1)。
(3)
上記(2)に記載の端子付き電線(1)において、
前記導体芯線(11)の前記バレル部(41)からの露出量は、所定の腐食試験を経て前記導体芯線(11)が腐食した際に前記導体芯線(11)の端末が前記高圧縮領域(R)中にある露出量である、
端子付き電線(1)。
(4)
上記(1)〜上記(3)の何れか一つに記載の端子付き電線(1)において、
前記バレル部(41)は、
前記先端部(45)に、前記導体芯線(11)を視認可能であるように前記先端部(45)を厚さ方向に貫通した箇所(45d,45e,45f)を有する、
端子付き電線(1)。
(5)
上記(1)〜上記(4)の何れか一つに記載の端子付き電線(1)において、
前記バレル部(41)は、
前記基端部(46)に、前記被覆体(12)を視認可能であるように前記基端部(46)を厚さ方向に貫通した箇所(46a,46b,46c)を有する、
端子付き電線(1)。