JP2010021016A - 端子金具及び端子付き電線 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、接触抵抗が低減されると共に固着力が向上された端子金具及び端子付き電線を提供する。
【解決手段】電線１１の端末において露出する芯線１３が載置される底板３０と、底板３０の両側部から電線１１の延びる延び方向と交差する方向に突出すると共に、芯線１３に巻きつくようにして芯線１３を圧縮しながら芯線１３に圧着される一対のワイヤーバレル１６，１６と、底板３０に連なって雄端子金具と接続される接続部１７と、底板３０のうちワイヤーバレル１６が芯線１３に圧着された状態で芯線１３を介してワイヤーバレル１６の端部２８と対向する位置に設けられた対向部３１と、を備え、底板３０のうち芯線１３が配される配設面２７には、対向部３１と異なる位置に凹部１８が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、端子金具及び端子付き電線に関する。

従来より、電線の端末に接続される端子金具として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この端子金具は、電線の端末から露出する芯線に外側からかしめられる圧着部と、この圧着部に連なって相手側端子と接続する接続部と、を備える。圧着部は、一対の金型によって圧着部を上下に挟むことにより、芯線に圧着される。

上記した芯線の表面に酸化膜が形成されると、芯線と圧着部との間に酸化膜が介在することにより、芯線と圧着部との間の接触抵抗が大きくなることが懸念される。

そこで、従来技術においては、圧着部の内側（芯線側）には、電線の延びる方向と交差する方向に連続して延びる凹部（セレーション）が形成されている。

電線の芯線に圧着部をかしめつけると、芯線は圧着部に押圧されて電線の延びる方向に塑性変形する。すると、芯線の表面に形成された酸化膜が、凹部の開口縁と摺接することにより、剥離される。すると、芯線の新生面と、圧着部とが接触する。これにより、電線と端子金具との間の接触抵抗を小さくすることができる。
特開平１０−１２５３６２号公報

圧着部を芯線にかしめつけることにより、芯線には、芯線の径方向内方を向く力が加わる。この力の反作用として、圧着部には芯線の径方向外方を向く力が加わる。

上述したように、圧着部は、一対の金型で上下に挟むことにより芯線に圧着される。このため、圧着部に力が加えられたとしても、金型により包囲されている領域については、金型の内周面により、圧着部の寸法が変化することは規制される。

しかしながら、金型は、接続部や電線を逃がすために電線の延びる方向について開口している。このため、圧着部は、電線の延びる方向については金型によって寸法の変化が規制されていない。この結果、圧着部に力が加えられた場合、圧着部は電線の延びる方向について変形する可能性がある。

この圧着部のうち凹部が形成された部分の肉厚は、凹部が形成されていない部分に比べて薄くなっているので、比較的に変形しやすい。このため、従来の技術においては、凹部が電線の延びる方向に延びることにより、電線の延びる方向についての端子金具の長さ寸法が変化してしまうことが懸念される。この結果、端子金具の寸法精度が低下することが懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、寸法精度の向上した端子金具及び端子付き電線を提供することを目的とする。

本発明は、端子金具であって、電線の端末において露出する芯線が載置される底板と、前記底板の両側部から前記電線の延びる延び方向と交差する方向に突出すると共に、前記芯線に巻きつくようにして前記芯線を圧縮しながら前記芯線に圧着される一対のバレルと、前記底板に連なって相手側端子金具と接続される接続部と、前記底板のうち前記バレルが前記芯線に圧着された状態で前記芯線を介して前記バレルの端部と対向する位置に設けられた対向部と、を備え、前記底板及び前記バレルのうち前記芯線が配される配設面には、前記対向部と異なる位置に凹部が設けられている。

また、本発明は、端子付き電線であって、芯線を含む電線と、前記電線の端末に圧着される端子金具と、を備える。

本発明によれば、バレルは芯線に巻きついて圧着される。芯線に圧着された状態で、バレルは芯線を圧縮する。底板及びバレルのうち芯線が配設される配設面には凹部が形成されている。芯線は、バレルから底板側に向けて圧力を受けることで、凹部内に嵌入する。すると、凹部の孔縁と、芯線の表面とが摺接し、芯線の表面に形成された酸化膜が剥ぎ取られる。これにより、芯線の新生面が露出する。この新生面と、底板又はバレルとが接触することにより、芯線と、端子金具とが電気的に接続される。

また、本発明によれば、凹部は、対向部と異なる位置に形成されている。換言すれば、対向部には凹部が形成されていない。これにより、対向部は、バレルの端部からの圧力を受けても、凹部が形成された部分に比べて、電線の延び方向について延びにくくなっている。この対向部により、底板が電線の延び方向に延びることを抑制できる。この結果、電線の延び方向について、端子金具の寸法精度を向上させることができる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記凹部は、前記対向部を中心として、対称な位置に形成されていてもよい。

上記の構成によれば、底板又はバレルに形成された凹部が延びた場合、端子金具は、全体として、対向部に対して対称に変形する。これにより、端子金具の寸法が対向部について非対称に変形することが抑制される。

前記凹部は、前記延び方向に間隔を空けて複数並んで設けられていてもよい。

上記の構成によれば、底板には複数の凹部が形成されているから、芯線と、凹部の孔縁とが接触する面積が増大する。これにより、芯線の酸化膜が剥離される面積が増大するので、芯線の新生面が露出する面積も増大する。この結果、電線と端子金具との間の接触抵抗を低減することができる。

前記凹部は、直線状に並んで配されていてもよい。

上記の構成によれば、例えば凹部が千鳥状に配されている場合に比べて、電線の延び方向について、電線と端子金具との間の固着力を向上させることができる。

前記対向部は、前記バレルが前記芯線に圧着される前の状態において、前記底板のうち前記延び方向と交差する方向の中央付近に位置している構成としてもよい。

上記の構成によれば、底板のうち、延び方向と交差する方向の中央付近置に、凹部が形成された領域に比べて変形しにくい対向部が位置している。これにより、バレルを芯線に圧着した前後において、電線の延び方向と交差する方向について端子金具が偏って変形することを抑制できる。

前記芯線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる構成としてもよい。

芯線がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、芯線の表面には酸化膜が比較的に形成されやすい。上記の構成は、芯線の表面に酸化膜が形成されやすい場合に有効である。

前記バレルにより圧着された前記芯線の圧縮率を、前記バレルが圧着された後の前記芯線の断面積の、前記バレルが圧着される前の前記芯線の断面積に対する百分率としたとき、前記圧縮率は、４０％以上７０％以下である構成としてもよい。

芯線の表面に形成された酸化膜を破って接触抵抗を小さくするためには、高い圧縮率で圧着部を導体にかしめつける必要がある。上記の構成によれば、圧着部は、圧縮率が４０％以上７０％以下であるような、比較的に高い圧縮率で電線に圧着される。これにより、芯線の表面に形成された酸化膜を効果的に剥ぎ取ることができる。

本発明によれば、バレルが芯線に圧着された後の、端子金具の寸法精度を向上させることができる

本発明の一実施形態を図１ないし図３を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態は、電線１１の端末から露出する芯線１３に雌端子金具（本発明の端子金具に相当）１２が圧着された端子付き電線１０である。

（電線１１）
図１に示すように、電線１１は、複数の金属細線を撚り合せてなる芯線１３と、この芯線１３の外周を包囲する絶縁性の合成樹脂からなる絶縁被覆１４と、を備える。金属細線は、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。本実施形態においては、アルミニウム合金が用いられている。図１に示すように、電線１１の端末においては絶縁被覆１４が剥がされて、芯線１３が露出している。

（雌端子金具１２）
雌端子金具１２は、金属板材を図示しない金型により所定の形状にプレス加工してなる。雌端子金具１２は、電線１１の絶縁被覆１４の外周を抱き込むようにかしめられるインシュレーションバレルと、このインシュレーションバレル１５に連なって芯線１３が載置される底板３０と、この底板３０の両側部から突出すると共に芯線１３に外側から巻きつくようにして芯線１３を圧縮して芯線１３に圧着されるワイヤーバレル１６（本発明のバレルに相当）と、底板３０に連なって、図示しない雄端子金具（本発明の相手側端子金具に相当）と接続する接続部１７と、を備える。図２に示すように、インシュレーションバレル１５は、図２における上下方向にそれぞれ突出する一対の板状をなす。

詳細には図示しないが、接続部１７は、雄端子金具の雄タブ（図示せず）が挿入可能な筒状をなしている。接続部１７の内部には、弾性接触片２６が形成されており、この弾性接触片２６と、雄端子金具の雄タブとが弾性的に接触することにより、雄端子金具と雌端子金具１２とが電気的に接続されるようになっている。

本実施形態においては、雌端子金具１２は筒状の接続部１７を有する雌端子金具１２としたが、これに限られず、雄タブを有する雄端子金具としてもよいし、また金属板材に貫通孔が形成されたいわゆるＬＡ端子としてもよく、必要に応じて任意の形状の端子金具とすることができる。

（ワイヤーバレル１６）
図２に、展開状態（電線に圧着する前の状態）における底板３０及びワイヤーバレル１６の要部拡大平面図を示す。図３に示すように、ワイヤーバレル１６は、底板３０から、図２おける上下方向に突出して形成されており、一対の板状をなす。ワイヤーバレル１６は、電線を圧着する前の状態において、図２における紙面を貫通する方向から見て、略矩形状をなしている。

図３に示すように、ワイヤーバレル１６は、図３における左右方向両側から芯線１３に巻きつくようにかしめつけられる。一対のワイヤーバレル１６，１６の端部２８，２８は、雌端子金具１２のうち図３における左右方向の中央付近でお互いに当接すると共に、図３における下方を向く姿勢となっている。ワイヤーバレル１６の両端部２８は、図３における上方から芯線１３に当接している。これにより、ワイヤーバレル１６の端部２８は、芯線１３に対して、底板３０側に向かって圧力を加えるようになっている。

（対向部３１）
図３に示すように、一対のワイヤーバレル１６，１６は、芯線１３の外側に巻きつくように圧着される。この状態で、ワイヤーバレル１６は、芯線１３を外側から圧縮している。ワイヤーバレル１６の端部２８は、図３における左右方向の中央付近において、上方から芯線１３に当接している。これにより、ワイヤーバレル１６の端部２８は、芯線１３に対して、底板３０側に向かって圧力を加えるようになっている。

図３に破線で示すように、底板３０のうち、凹部１８が、ワイヤーバレル１６の端部２８と芯線１３を介して対向する位置は、対向部３１とされる。この対向部３１は、図２に破線で示すように、底板３０のうち、芯線１３に圧着された状態におけるワイヤーバレル１６の端部２８が底板３０と対向する領域の全域をいう。対向部３１の延び方向（図２における矢線Ａで示す方向）についての長さ寸法は、芯線１３に圧着した状態におけるワイヤーバレル１６の延び方向についての長さ寸法と略同じである。また、対向部３１の延び方向と交差する方向（図２における矢線Ｂで示す方向）についての長さ寸法は、芯線１３に圧着した状態における一対のワイヤーバレル１６，１６の端部２８，２８の肉厚寸法の合計と略同じである（図３参照）。

図３に示すように、対向部３１は、ワイヤーバレル１６を芯線１３に圧着する前の状態における、電線１１の延び方向（図３において紙面を貫通する方向）と交差する方向（図３における左右方向）の中央付近に位置している。

（凹部１８）
図２に示すように、ワイヤーバレル１６には、電線１１が圧着されたときに電線１１が配される配設面２７（図２において紙面を貫通する方向手前側に位置する面）に、複数の凹部１８が形成されている。各凹部１８の孔縁２０は、電線１１を圧着する前の状態において、図２の紙面を貫通する方向から見て、四角形状（多角形状）をなしている。詳細には、本実施形態においては、長方形状をなしている。なお、図２においては、凹部１８の内部の構造については省略して記載してある。

図２に示すように、複数の凹部１８は、ワイヤーバレル１６が芯線１３に圧着された状態で芯線１３が延びる延び方向（図２における矢線Ａで示す方向）について間隔を空けて、直線状に配されると共に、延び方向と交差する方向（図２における矢線Ｂで示す方向）について間隔を空けて２列に並んで配されている。本実施形態においては、各列には７つの凹部１８が形成されている。

図２及び図３に示すように、凹部１８は、底板３０のうち対向部３１と異なる領域に形成されている。換言すれば、対向部３１には凹部１８は形成されていない。

図２に示すように、図２において対向部３１の上側に位置する凹部１８の列と、下側に位置する凹部１８の列とは、対向部３１を中心として、図２における上下方向について線対称な位置に形成されている。また、対向部３１の上側に位置する各凹部１８と、下側に位置する各凹部１８についても、対向部３１を中心として、図２における上下方向について線対称な位置に形成されている。

本実施形態においては、ワイヤーバレル１６により圧着された芯線１３の圧縮率を、ワイヤーバレル１６により圧着された後の芯線１３の断面積の、ワイヤーバレル１６が圧着される前の芯線１３の断面積に対する百分率としたとき、圧縮率は、４０％以上７０以下とされる。本実施形態においては、６０％とされる。

次に、本実施形態の作用、効果について説明する。以下に、電線１１に対する雌端子金具１２の取付け工程の一例を示す。まず、金属板材を金型を用いてプレス成形することで所定の形状に形成する。このとき、凹部１８を同時に形成してもよい。

その後、所定形状に形成された金属板材を曲げ加工することで接続部１７を形成する（図２参照）。このときに凹部１８を形成してもよい。また、別工程にて凹部１８を形成してもよい。

続いて、電線１１の絶縁被覆１４を剥がして芯線１３を露出させる。芯線１３を底板３０の上に載置し、且つ、絶縁被覆１４をインシュレーションバレル１５の上に載置した状態で、図示しない一対の金型で上下方向から挟むことにより、両バレル１５，１６を電線１１に対して外側からかしめる。

図３に示すように、ワイヤーバレル１６を芯線１３にかしめつけると、芯線１３は、ワイヤーバレル１６に押圧されて圧縮される。すると、芯線１３が底壁３０内に嵌入する。これにより、芯線１３の外周面が、凹部１８の孔縁２０に形成されたエッジと摺接する。すると、芯線１３の外周面に形成された酸化膜が剥がされて、芯線１３の新生面が露出する。この新生面とワイヤーバレル１６又は底壁３０とが接触することにより、芯線１３と雌端子金具１２とが電気的に接続される。これにより端子付き電線１０が完成する。なお、図３においては、複数の芯線１３の断面を、全体として模式的に記載してある。

続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、ワイヤーバレル１６は芯線１３に巻きついて圧着される。芯線１３に圧着された状態で、ワイヤーバレル１６は芯線１３を圧縮する。底板３０には、電線１１の延び方向に間隔を空けて並ぶ複数の凹部１８が形成されている。芯線１３は、ワイヤーバレル１６から底板１３側に向けて圧力を受けて、凹部１８内に嵌入する。すると、凹部１８の孔縁２０と、芯線１３の表面とが摺接し、芯線１３の表面に形成された酸化膜が剥ぎ取られる。これにより、芯線１３の新生面が露出する。この新生面と、底板３０又はワイヤーバレル１６とが接触することにより、芯線１３と、雌端子金具１２とが電気的に接続される。

上述したように、ワイヤーバレル１６は、一対の金型で上下に挟むことにより芯線１３に圧着される。このため、ワイヤーバレル１６及び底板３０に力が加えられたとしても、金型により包囲されている領域については、金型の内周面により、ワイヤーバレル１６及び底板３０の寸法が変化することは規制される。

しかしながら、金型からは、接続部１７や電線１１が導出されており、これら接続部１７や電線１１を逃がすために、金型は、電線１１の延びる方向（図３において紙面を貫通する方向）について開口している。このため、ワイヤーバレル１６及び底板３０は、電線１１の延びる方向については金型によっては寸法の変化が規制されていない。この結果、ワイヤーバレル１６及び底板３０に力が加えられた場合、ワイヤーバレル１６及び底板３０は電線１１の延びる方向について変形する可能性がある。

また、本実施形態においては、底板３０に凹部１８が形成されている。底板３０のうち凹部１８が形成された部分の肉厚は、凹部１８が形成されていない部分に比べて薄くなっているので、比較的に変形しやすい。このため、凹部１８が電線１１の延び方向に延びることにより、電線１１の延び方向についての雌端子金具１２の長さ寸法が変化してしまうことが懸念される。この結果、雌端子金具１２の寸法精度が低下することが懸念される。

さらに、底板３０のうちワイヤーバレル１６が芯線１３に圧着された状態で芯線１３を介してワイヤーバレル１６の端部２８と対向する対向部３１には、ワイヤーバレル１６の端部２８から、ワイヤーバレル１６の他の部分から加えられる圧力よりも強い圧力が加えられる。このため、対向部３１に凹部１８が形成されていると、雌端子金具１２が電線１１の延び方向について延びてしまうことが懸念される。

上記の点に鑑み、本実施形態では、底板３０の配設面２７には、対向部３１と異なる位置に凹部１８を設ける構成とした。これにより、対向部３１は、凹部１８が形成された部分に比べて、電線１１の延び方向について延びにくくなっている。この結果、底板３０が電線１１の延び方向に延びることを抑制できる。この結果、電線１１の延び方向について、雌端子金具１２の寸法精度を向上させることができる。

また、例えば凹部１８が、対向部３１に対して対称な位置に形成されてない場合、底板３０に形成された凹部１８が延びると、雌端子金具１２は、全体として、対向部３１に対して非対称な形状にゆがんでしまうことが懸念される。すると、場合によっては、コネクタハウジング内（図示せず）に雌端子金具１２を収容できなくなることが懸念される。

上記の点に鑑み、本実施形態では、凹部１８は、対向部３１を中心として、対称な位置に形成されている。これにより、底板３０に形成された凹部１８が延びた場合であっても、雌端子金具１２は、全体として、対向部３１に対して対称に変形する。これにより、雌端子金具１２の寸法が対向部３１について非対称に変形することが抑制される。

また、本実施形態によれば、ワイヤーバレル１６のうち複数の凹部１８の間の領域においては、芯線１３に対して比較的に大きな応力が集中する。これにより、各凹部１８の孔縁２０において、確実に芯線１３の表面に形成された酸化膜を剥離して、芯線１３の新生面を露出させることができる。これにより、芯線１３とワイヤーバレル１６との接触抵抗を低減させることができる。

また、複数の凹部１８が形成されることにより、凹部１８の孔縁２０の辺長が増大する。すると、凹部１８の孔縁２０に形成されたエッジの長さも増大する。これにより、芯線１３と、凹部１８の孔縁２０とが摺接する面積も増大する。この結果、芯線１３の新生面は、より広い範囲で底壁３０又はワイヤーバレル１６と接触するので、芯線１３と雌端子金具１２との接触抵抗を低減させることができる。

また、本実施形態では、凹部１８は、延び方向について直線状に並んで配されている。これにより、例えば凹部１８が千鳥状に配されている場合に比べて、電線１１の延び方向について、電線１１と雌端子金具１２との間の固着力を向上させることができる。

また、本実施形態においては、ワイヤーバレル１６を芯線１３に圧着する前の状態において、底板３０のうち延び方向と交差する方向の中央付近に、凹部１８が形成された領域に比べて変形しにくい対向部３１が位置している。これにより、ワイヤーバレル１６を芯線１３に圧着した前後において、電線１１の延び方向と交差する方向について雌端子金具１２が偏って変形することを抑制できる。

本実施形態においては、芯線１３はアルミニウム合金からなる。このように、芯線１３がアルミニウム合金からなる場合、芯線１３の表面には酸化膜が比較的に形成されやすい。本実施形態は、芯線１３の表面に酸化膜が形成されやすい場合に有効である。

さらに、芯線１３の表面に形成された酸化膜を破って接触抵抗を小さくするためには、高い圧縮率でワイヤーバレル１６を芯線１３にかしめつける必要がある。本実施形態によれば、ワイヤーバレル１６は、圧縮率が４０％以上７０％以下であるような、比較的に高い圧縮率で電線１１に圧着される。これにより、芯線１３の表面に形成された酸化膜を効果的に剥ぎ取ることができる。上記の圧縮率は、上記範囲内で適宜変更することができ、例えば５０％以上６０％以下にすることや、電線１１の芯線１３の断面積が大きい場合には４０％以上５０％以下にすることもできる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態では、凹部１８の孔縁２０は長方形状をなす構成としたが、凹部１８の孔縁２０は、台形状、平行四辺形状、菱形状、長方形状、正方形円形状等、任意の四角形状でもよく、また、長円形状、三角形状、五角形状等の多角形状でもよく、また、星形状、クロス状等、必要に応じて、任意の形状を取りうる。
（２）本実施形態では、延び方向に延びる凹部１８の各列には７つの凹部１８が形成される構成としたが、これに限られず、凹部１８は、１つの列につき、２つ〜６つ、又は８つ以上設けられる構成としてもよい。また、凹部１８は、底板３０に１つ形成される構成としてもよい。
（３）本実施形態では、凹部１８は底板３０に形成される構成としたが、これに限られず、凹部１８は、ワイヤーバレル１６に形成される構成としてもよく、また、底板３０及びワイヤーバレル１６の双方に形成される構成としてもよい。
（４）本実施形態では、凹部１８は、対向部３１に対して対称な位置に形成される構成としたが、これに限られず、対向部３１に対して非対称な位置に形成される構成としてもよい。

本発明の一実施形態に係る端子付き電線を示す側面図 展開状態における雌端子金具を示す要部拡大平面図 図１におけるIII−III線断面図

符号の説明

１０…端子付き電線
１１…電線
１２…雌端子金具（端子金具）
１３…芯線
１６…ワイヤーバレル（バレル）
１７…接続部
１８…凹部
２７…配設面
２８…端部
３０…底板
３１…対向部

Claims (8)

1. 電線の端末において露出する芯線が載置される底板と、前記底板の両側部から前記電線の延びる延び方向と交差する方向に突出すると共に、前記芯線に巻きつくようにして前記芯線を圧縮しながら前記芯線に圧着される一対のバレルと、前記底板に連なって相手側端子金具と接続される接続部と、前記底板のうち前記バレルが前記芯線に圧着された状態で前記芯線を介して前記バレルの端部と対向する位置に設けられた対向部と、を備え、
   前記底板及び前記バレルのうち前記芯線が配される配設面には、前記対向部と異なる位置に凹部が設けられている端子金具。
2. 前記凹部は、前記対向部を中心として、対称な位置に形成されている請求項１に記載の端子金具。
3. 前記凹部は、前記延び方向に間隔を空けて複数並んで設けられている請求項１に記載の端子金具。
4. 前記凹部は、直線状に並んで配されている請求項３に記載の端子金具。
5. 前記対向部は、前記バレルが前記芯線に圧着される前の状態において、前記底板のうち前記延び方向と交差する方向の中央付近に位置している請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の端子金具。
6. 芯線を含む電線と、前記電線の端末に圧着される請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の端子金具と、を備えた端子付き電線。
7. 前記芯線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる請求項６に記載の端子付き電線。
8. 前記バレルにより圧着された前記芯線の圧縮率を、前記バレルが圧着された後の前記芯線の断面積の、前記バレルが圧着される前の前記芯線の断面積に対する百分率としたとき、前記圧縮率は、４０％以上７０％以下である請求項６または請求項７に記載の端子付き電線。

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