JP2011048994A - 圧着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バリの発生を最小限に抑えることができるとともに、クリンパに圧着端子が張付いたりアンビルからクリンパを引き剥がし難いといったトラブルの発生を回避可能であって、さらに、圧着端子の変形が回避可能な圧着装置を提供する。
【解決手段】アンビル３０の、クリンパ２０の斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂに対面する左右側面において、アンビル３０の上面３１に接する部分及びその上面３１に近い部分には、アンビル３０とクリンパ２０とによる圧着片４３Ａ、４３Ｂの加締めの際に、圧着片４３Ａ、４３Ｂの肉の流動による進入を抑制可能とする粗面３４として、微細な凹凸を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電線を圧着端子に圧着固定する際、圧着端子の圧着片を加締めることができる圧着装置に係り、特に、圧着端子を電線側に加締めて圧着させる際にバリが発生するのを効果的に低減できる圧着装置に関するものである。

接続用の端子と電線の一端部とを接続するために、電線に外側から加締めて圧着させるための圧着端子、及びこの圧着作業を行うための圧着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図５に示すように、この圧着装置１００は、クリンパ１０１とアンビル１０２とから構成されている。このうち、クリンパ１０１には、アンビル１０２に向かって拡開した形状の斜面状案内壁１０１Ａと、斜面状案内壁１０１Ａに連続する曲面状圧着壁１０１Ｂとを有する、左右対称的な凹状の溝部を設けている。また、この圧着装置１００では、クリンパ１０１とアンビル１０２とが相対移動して接近することにより、クリンパ１０１の溝部にアンビル１０２が嵌入するような構成になっている。

この圧着装置１００を用いて、圧着端子（例えば、図３に符号４０で示す）を電線に固着させるには、図５（Ａ）に示すように（但し、この図５（Ａ）、（Ｂ）では圧着作業の後半での手順を示す）、アンビル１０２の上にセットされた圧着端子１０３の圧着片１０３Ａの間に電線（ここでは芯線１０４）を収容して、クリンパ１０１とアンビル１０２とで上下方向からプレスする。
即ち、クリンパ１０１とアンビル１０２とを嵌合させるように接近させていく。すると、圧着端子１０３の略Ｕ字状に設けられた圧着片１０３Ａは、その上端が斜面状案内壁１０１Ａに摺接する。そして、互いに徐々に内側に押し曲げられる圧着片１０３Ａは、それぞれ、曲面状圧着壁１０１Ｂに案内されて圧着壁１０１Ｂによってさらに折り曲げられていくので、互いに内側に芯線１０４を包囲していく。さらに、クリンパ１０１とアンビル１０２とが相対移動して接近することにより、圧着片１０３Ａは、芯線１０４を包囲するとともに、芯線１０４に喰い込むように圧着し、加締められていく。

しかしながら、上記構成の圧着装置１００に於いて、例えば圧着接続すべき電線（図５では電線の芯線１０４のみが表れている）サイズ径が大きくなると、クリンパ１０１の圧着高さも小サイズ径の場合に較べて大きくなる。ところが、斜面状案内壁１０１Ａはテーパ形状である。このため、圧着高さが大きいと、クリンパ１０１とアンビル１０２との間に隙間が生じ、図５（Ｂ）に示すように、この隙間が圧着された圧着端子１０３に背バリ１０３Ｂを発生している。

このような背バリは、圧着された端子における高さ（クリンプハイト）の測定を不可能にするため、端子の緊締度が判断できずに所定の圧着性能が得られていない事態を生じていた。また、この背バリは、クラックを発生させ易かった。更に、背バリが形成されると、圧着端子をコネクタハウジングに挿入する場合、ハウジング等を損傷したり、ハウジングへの挿入を不可能にすることがあった。

そこで、圧着接続すべき電線のサイズ或いは圧着端子自体の大きさに関係なく圧着端子の加締部である圧着片を良好に加締めることができる圧着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
即ち、この圧着装置は、図６に示すように、クリンパ２０１とアンビル２０２とを嵌合することにより電線の芯線２１１に圧着端子２２０を圧着接続するものであって、クリンパ２０１にはアンビル２０２を案内するための直線状案内壁２０１Ａが凹状の溝部２０１Ｂに設けられており、圧着端子２２０の圧着が直線状案内壁２０１Ａの範囲内で行われるものである。これにより、一組のクリンパ２０１とアンビル２０２とにより異なるサイズの電線に圧着端子２２０を圧着接続する際、圧着端子２２０における背バリの発生を防止する。

特開平６−４５０４７号公報

しかしながら、このような構造の圧着装置２００では、クリンパ２０１に圧着端子２２０が張り付き易く、これを引き剥がす作業が非常に厄介になっている。さらに、このような構造では、ストレートな摺動部分、つまり直線状案内壁２０１Ａがあるので、クリンパ２０１がアンビル２０２から離れ難いといった問題を有している。

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、バリの発生を最小限に抑えることができるとともに、クリンパに圧着端子が張付いたりアンビルからクリンパを引き剥がし難いといったトラブルの発生を回避することができる圧着装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る圧着装置は、下記（１）を特徴としている。
（１） 拡開した形状の斜面状案内壁を有する一対の脚部と、前記斜面状案内壁から連続し２つの窪んだ略円弧状の曲面状圧着壁を有する断面略逆Ｗ形状の凹部を設けた前記脚部の間の溝部と、を有するクリンパと、
前記凹部に向けて前記脚部の斜面状案内壁間に嵌入可能に設けられるアンビルと、
を備え、
前記斜面状案内壁に臨む前記アンビルの上面にセットされた圧着端子の一対の圧着片の間に電線を収容して、前記クリンパと前記アンビルとを互いに接近方向にスライドさせて押圧し、前記圧着片を前記曲面状圧着壁によって内側に押し曲げて電線を包囲するとともに喰い込むように圧着して加締める圧着装置であって、
前記アンビルの前記斜面状案内壁に対面する側面には、前記アンビルの前記上面に接する部分及び上面に近い部分において、前記加締めの際の前記圧着片の肉の進入を抑制する粗面が形成されていること。

上記（１）の構成の圧着装置によれば、斜面状案内壁に臨む、アンビルの上面の左右両端側の上面に接する部分又は上面に近い部分に圧着片の進入を抑制可能とする粗面を設けてある。従って、クリンパとアンビルとにより圧着片を加締める際に、圧着端子の肉（材料）の流れの一部が、クリンパとアンビルの間の、隙間が形成されている下方へ向かおうとしても、その流れ（圧着片の進入）を粗面によって抑えられる。換言すれば、アンビルの受部のある上面中央部に向かう肉の流れのみが許容されるように、移動方向が制限される。この結果、バリの発生を最小限に抑えることができるとともに、クリンパに圧着端子が張付いたり、アンビルからクリンパを引き剥がし難い、といったトラブルの発生が回避可能である。

本発明の圧着装置によれば、斜面状案内壁に臨む、アンビルの上面の左右両端側の上面に接する部分又は上面に近い部分に圧着片の進入を抑制可能とする粗面を設けた。
従って、クリンパとアンビルをスライドさせて嵌合させることにより、曲面状圧着壁によって圧着片の上端側を互いに内側方向に押し曲げた後、圧着片の基部側が斜面状案内壁に案内されて折り曲げられる際に、圧着端子の肉（材料）の流れの一部が、クリンパとアンビルの間の、隙間が形成されている下方へ向かおうとしても、つまりアンビルの左右の側面方向へ移動しようとしても、その流れが粗面によって抑制される。
この結果、バリの発生が最小限に抑えられるのと同時に、クリンパに圧着端子が張付いたりアンビルからクリンパを引き剥がし難い、といったトラブルの発生が回避可能である。

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。

本発明に係る圧着装置を示す構成図である。 本発明に係る圧着装置の、アンビルの要部拡大図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、本発明に係る圧着装置で圧着される圧着端子の圧着前後の状態を説明する斜視図である。 本発明の圧着装置の作用を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来の圧着装置による圧着状態を示す工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来の他の圧着装置による圧着状態を示す工程図である。

図１は、本発明の実施形態に係る圧着装置を示すものであり、この圧着装置１０は、脚部２１が拡開したクリンパ（上型）２０と、受部３２を有するアンビル（下型）３０と、で構成されており、図３に示す圧着端子４０を加締めて電線Ｗと一体に圧着させるようになっている。

このうち、クリンパ２０は、アンビル３０に向けて下死点（図１での一点鎖線で示す位置）まで下方（Ｙ方向；重力の作用する方向）へ相対的に降下するようになっている。本実施形態のクリンパ２０は、大略構成として、拡開した形状の斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂを内側面に有する一対の脚部２１と、これらの脚部２１の間の、アンビル３０が嵌入するガイド溝２３と、で構成される。

斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂは、脚部２１の先端（図１では下端）に向けて拡開して広がっていくように、具体的には、脚部２１先端に向けて内面側が外方へ傾斜しながら窄まっていくような形状に形成されており、アンビル３０の両側面に対しても２次元的な面接触での密着状態となるのを避けるように構成されている。

ガイド溝２３は、斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂから連なって形成された略円弧状の窪みで構成された左右一対のものからなる、対称（線対称又は点対称）的な２つの曲面状圧着壁２５Ａ、２５Ｂと、これらの２つの圧着壁２５Ａ、２５Ｂの間に設けた突出部２６と、を有しており、全体としてガイド溝２３の奥部が断面略逆Ｗ形状の凹部２４を構成している。

一方、アンビル３０は、クリンパ２０との相対接近する方向へのスライド動作を行うことによって凹部２４に向けて脚部２１の斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂの間に嵌入可能となるように設けられている。本実施形態のアンビル３０は、凹部２４に対向する上面３１の中央部に向けて窪んだ形状の受部３２と、互いに平行な（換言すれば、クリンパ２０及びアンビル３０の相対移動（Ｙ）方向と平行に形成された面形状を有する）両側面３３と、を有している。さらに、両側面３３には、摩擦係数が高められた粗面３４が形成されている。

受部３２は、緩やかな円弧状の上面３１で構成されており、この上面３１が後述する圧着端子４０の底板部４１（図３参照）の下面を支持する。

粗面３４は、アンビル３０とクリンパ２０とによって圧着端子４０を加締める際に、これら双方の間の隙間にバリ（背バリ）が形成されるのを防止するものである。このバリの発生原因については、［従来技術］の欄でも説明したように、加締めの際の圧着端子４０の（後述する）圧着片４３Ａ、４３Ｂ（又は４４Ａ、４４Ｂ；図３参照）の材料の一部（以下、「肉」と呼ぶ）が押し出され、その肉がアンビルとクリンパとの間の隙間からそのまま下方へ流動する傾向があり（図５（Ｂ）参照）、これがバリの発生原因となっていた。

そこで、本発明に係る発明者は、このバリの発生原因を分析・検討し、その結果、摩擦係数を高めた表面加工処理が施されている本発明の粗面３４によって、このトラブルの発生を回避できることが分かった。しかも、この粗面３４によれば、バリの発生が回避できるのと同時に、クリンパに圧着端子が張付いたり、アンビルからクリンパを引き剥がし難い、といったトラブルの発生も回避できる。

即ち、本実施形態のアンビル３０の粗面３４は、アンビル３０の、クリンパ２０の斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂに対面する両側面３３において、アンビル３０の上面３１の外縁部に接する上端部分からこれより下側の所定長さの領域Ｒの部分（図２参照）に形成された微細な凹凸で構成されている。

本実施形態の粗面３４は、アンビル３０とクリンパ２０との相対的接近動作（本実施形態の場合には、クリンパ２０がアンビル３０に向かう（即ち、Ｙ方向に向かう）スライド移動動作）によって加締め加工を行う際に、その加締め加工動作を阻害することなく、圧着端子４０の圧着片４３Ａ、４３Ｂの肉（圧着片４３の材料）の流動に伴う下方（Ｙ方向）への移動動作を微細な凹凸で妨害させることができる。

このようにして、圧着片４３Ａ、４３Ｂの肉の下方への移動を抑制することで、バリの発生を抑えることができるわけである。しかも、その粗面３４は、その凹凸高さ（ｔ；図２参照）が微細である。従って、クリンパ２０が下死点（図１で１点鎖線で示す最降下位置）までアンビル３０に接近してきても、クリンパ２０の斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂに接触することがない。

これにより、アンビル３０の両脇のクリンパ２０との隙間に圧着片４３Ａ、４３Ｂの肉が移動しても、これを最小限に抑制して、バリ４５の形成を最小限に抑えることができる（圧着片４４Ａ、４４Ｂの場合も同様に可能である）。その結果、従来のような圧着片の肉（材料）が前述の隙間に多く入り込んで、大きなバリが形成されるのを効果的に抑制できる（図４参照）。

次に、圧着装置１０に用いて電線Ｗの芯線Ｗ１及び絶縁被覆Ｗ２と圧着させる圧着端子４０について説明する。
図３（Ａ）は、本発明の圧着装置１０に用いる一般的な圧着端子４０を示すものである。この圧着端子４０は、導電性金属の板材をプレス成形することにより形成されたものであって、底板部４１と、この底板部４１のうちの前方（図３では手前）側に設けた電線接続部４２と、底板部４１の両端から立設する前述の圧着片４３Ａ、４３Ｂを一部に有する導体圧着部４３と、別の圧着片４４Ａ、４４Ｂを一部に有する構成の絶縁体圧着部４４とを備えている。なお、同図中、Ｗは電線、Ｗ１は芯線（即ち、導体）、Ｗ２は絶縁被覆を示す。

図３（Ａ）に示す圧着前の圧着端子４０において、特に、底板部４１の両側から起立した一対の導体圧着部４３及び絶縁体圧着部４４が、それぞれ、電線Ｗの芯線Ｗ１及び絶縁被覆Ｗ２をそれぞれ加締めて圧着するようになっている。

即ち、本実施形態に使用される圧着端子４０には、電線Ｗの先端部の（絶縁被覆Ｗ２を除去することにより）露出された芯線Ｗ１を圧着するための導体圧着部４３(圧着後は、ワイヤバレルとよぶ。)と、電線Ｗの絶縁被覆Ｗ２を有する部分に加締めて圧着するための絶縁体圧着部４４（圧着後は、絶縁体バレルとよぶ。）と、を備えている。これら電線接続部４２と、導体圧着部４３と、絶縁体圧着部４４とは、共通の底板部４１を含むものとして構成される。

導体圧着部４３は、電線接続部４２と共通の底板部４１と、この底板部４１の左右両側縁から上方に延長するように起立形成され、かつ、接続すべき電線Ｗの導体Ｗ１を包み込むように内側に押し曲げられることで、電線Ｗの芯線Ｗ１を底板部２０の上面に密着した状態となるように加締める２枚の圧着片４３Ａ、４３Ｂと、を有する。

底板部４１の左右両側縁から上方に延長した２枚の圧着片４３Ａ、４３Ｂは、圧着端子４０の前端側または後端側から見て断面Ｕ字状になった部分であり、左右対称に配置されている。

一方、絶縁体圧着部４４は、底板部４１の左右方向両側縁に、一対の圧着片４４Ａ、４４Ｂを上方に延長するように起立形成した断面Ｕ字状の部分を有する。なお、圧着片４３Ａ、４３Ｂと、圧着片４４Ａ、４４Ｂとは、圧着端子４０の前後方向に適当な間隔をおいて配置されている。

このように構成された、図３（Ａ）に示す圧着端子４０を電線Ｗに圧着固定させることにより、同図（Ｂ）に示す、本実施形態の圧着構造が得られる。
即ち、図３（Ａ）に示すように、左右対称（又はほぼ左右対称、或いは１８０度反転させて重ね合う点対称でもよい）に配置された圧着片４３Ａ、４３Ｂの間に、電線Ｗの芯線Ｗ１が配置された状態で、各圧着片４３Ａ、４３Ｂが、図３（Ｂ）に示すように、芯線Ｗ１の外周を包み込むようにそれぞれ略Ｃ字型に曲げられて加締められている。これにより、芯線Ｗ１に対して圧着片４３Ａ、４３Ｂが圧着されてワイヤバレルを形成している。なお、導体圧着部４３の一部を構成する圧着片４３Ａ、４３Ｂの加締めによりワイヤバレルを形成するときの、圧着片４３Ａ、４３Ｂの基部側の肉の流動（移動）方向は、図４中の破線の矢印で示す。

次に、本実施形態に係る圧着装置を用いた圧着方法（圧着手順）について、説明する。
図１に示す圧着装置１０と、図３（Ａ）に示す圧着端子４０及び電線Ｗとを用いて、アンビル３０の受部３２上に圧着端子４０をセットする。なお、アンビル３０の受部３２上にセットされた圧着端子４０の（断面略Ｕ字状の）一対の圧着片４３Ａ、４３Ｂの間には、電線Ｗの芯線Ｗ１を配置させておく。

ここで、クリンパ２０とアンビル３０とが相対的に近づく方向にスライドさせていく。これによって、まず初めに、圧着端子４０の圧着片４３Ａ、４３Ｂの上部が押圧され、圧着片４３Ａ、４３Ｂが互いに内側に押し曲げられて電線Ｗの芯線Ｗ１が包囲されるとともに、喰い込むように圧着されて加締められていく。

そして、クリンパ２０とアンビル３０とがさらに相対移動されて嵌合される。本実施形態では、クリンパ２０を下死点までアンビル３０の方へ向けて降下させる。これにより、曲面状圧着壁２５Ａ、２５Ｂによって圧着端子４０の圧着片４３Ａ、４３Ｂの上端側が互いに内側方向に押し曲げられた後、圧着片４３Ａ、４３Ｂの基部側が斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂに案内されていくことによって折り曲げられていく。

この際、クリンパ２０とアンビル３０とによる圧着片４３Ａ、４３Ｂへの押圧力によって、斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂに沿った下方向に向かおうとする圧着片４３Ａ、４３Ｂの肉（圧着片材料）の流動（移動）が、粗面３４の微細な凹凸によりブロックされて、下方（Ｙ方向）へ向かおうとするのが最小限に食い止められる。

これにより、バリ４５の形成を最小限に抑えることができる（圧着片４４Ａ、４４Ｂの場合も同様に可能である）。その結果、図４に示すように、大きなバリが形成されるのを効果的に抑制できるようになるので、コネクタハウジング等への挿入の際の障害などとなるのが防止できる。

また、本発明によれば、バリ４５の形成を最小限に抑えるのと同時に、クリンパ２０に圧着端子４０が張付いたり、アンビル３０からクリンパ２０を引き剥がし難い、といったトラブルの発生も回避できる。

なお、本実施形態の場合には、アンビル３０の受部３２上にセットされた圧着端子４０の絶縁体圧着部４４の間に、電線Ｗの絶縁被覆Ｗ２を配置・収容し、一対の圧着片４４Ａ、４４Ｂにより行う圧着作業は、圧着片４３Ａ、４３Ｂによる電線Ｗの芯線Ｗ１への圧着作業に先だって行うようにしたが、圧着片４３Ａ、４３Ｂによる電線Ｗの芯線Ｗ１への圧着作業の後に行うようにしてもよい。

従って、本実施形態によれば、クリンパ２０が下死点まで降下しても、クリンパ２０の斜面状案内壁２２Ａ、２２Ｂはアンビル３０の側面３３に対して傾斜した形状を有するので、クリンパ２０とアンビル３０との密着状態が回避されており、圧着動作後の、双方を切り離す作業が困難になるといった虞も回避できる。

尚、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。

特に粗面については、本実施形態の場合はアンビル３０の両側面３３に形成した（微細な）凹凸加工で構成したが、本発明ではこれに限定されるものではなく、例えば、梨地加工、エンボス加工などであってもよい。要は、摩擦力で圧着片の肉の下方への流動を抑えることができ、同時に圧着加工の際のクリンパの下死点までの移動動作を阻害することのない構成のものであればよいわけである。

また、本実施形態では、クリンパ２０がアンビル３０に向かう構成であったが、逆に、アンビル３０が移動するように構成したり、双方ともに移動する構成であってもよい。

１０ 圧着装置
２０ クリンパ（上型）
２１ 脚部
２２Ａ、２２Ｂ 斜面状案内壁
２３ ガイド溝
２４ 凹部
２５Ａ、２５Ｂ 曲面状圧着壁
２６ 突出部
３０ アンビル（下型）
３１ 上面
３２ 受部
３３ 側面
３４ 粗面
４０ 圧着端子
４１ 底板部
４２ 電線接続部
４３ 導体圧着部
４３Ａ、４３Ｂ 圧着片
４４ 絶縁体圧着部
４４Ａ、４４Ｂ 圧着片
４５ バリ
Ｗ 電線
Ｗ１ 芯線
Ｗ２ 絶縁被覆

Claims (1)

1. 拡開した形状の斜面状案内壁を有する一対の脚部と、前記斜面状案内壁から連続し２つの窪んだ略円弧状の曲面状圧着壁を有する断面略逆Ｗ形状の凹部を設けた前記脚部の間の溝部と、を有するクリンパと、
   前記凹部に向けて前記脚部の斜面状案内壁間に嵌入可能に設けられるアンビルと、
   を備え、
   前記斜面状案内壁に臨む前記アンビルの上面にセットされた圧着端子の一対の圧着片の間に電線を収容して、前記クリンパと前記アンビルとを互いに接近方向にスライドさせて押圧し、前記圧着片を前記曲面状圧着壁によって内側に押し曲げて電線を包囲するとともに喰い込むように圧着して加締める圧着装置であって、
   前記アンビルの前記斜面状案内壁に対面する側面には、前記アンビルの前記上面に接する部分及び上面に近い部分において、前記加締めの際の前記圧着片の肉の進入を抑制する粗面が形成されていることを特徴とする圧着装置。

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