(57)【要約】【課題】アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線を確実に圧着できる端子金具を提供する。【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線４１が重ねられる底壁３４と、底壁３４の相対する端部のそれぞれから立設され且つ先端３５ａを底壁３４に向けて内側に折り曲げられて芯線４１と圧着される一対のかしめ片３５と、を有する銅又は銅合金からなる端子金具３において、一対のかしめ片３５が、それぞれの外側の面３５ｂを互いに密に重ねるように折り曲げられるとともに、それぞれの外側の面３５ｂに芯線４１の長手方向に沿って形成された複数の溝からなる互いに噛み合う一対の噛合部３８を有している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線が重ねられる底壁と、前記底壁の相対する端部のそれぞれから立設され且つ先端を前記底壁に向けて内側に折り曲げられて前記芯線と圧着される一対のかしめ片と、を有する銅又は銅合金からなる端子金具において、
前記一対のかしめ片が、それぞれの外側の面を互いに密に重ねるように折り曲げられるとともに、それぞれの前記外側の面に前記芯線の長手方向に沿って形成された複数の溝からなる互いに噛み合う一対の噛合部を有していることを特徴とする端子金具。
【請求項２】
前記一対の噛合部が備える前記複数の溝が、前記一対のかしめ片の厚み方向に切れ込んだくさび状に形成されているとともに、これら溝を形成する一対の壁部のそれぞれの幅と該溝の開口の幅とが等しく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具。
【請求項３】
前記溝の開口の幅が、前記一対のかしめ片の厚みに対して２０分の１以上で且つ１０分の１以下に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の端子金具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ等に用いられる端子金具に関し、特に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線と圧着される端子金具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体としての自動車には、種々の電子機器が搭載される。前記自動車は、前記電子機器に電源装置からの電力や制御装置からの制御信号などを伝えるためのワイヤハーネスが配索されている。
【０００３】
ワイヤハーネスは、電線とコネクタとを備えている。この電線は、細線を撚り合わせた芯線と、絶縁性の合成樹脂からなり前記芯線の外周を覆う絶縁被覆と、を備えている。このコネクタは、絶縁性の合成樹脂で形成されたハウジングと、該ハウジング内に収容されるとともに前記電線の端末に取り付けられた端子金具を備えている。
【０００４】
このワイヤハーネスに用いられる芯線の材料として一般的には銅が用いられるが、近年の環境意識の高まりなどに伴い自動車の軽量化やリサイクル性向上などの強い要請があり、そのため、比重が銅の約３分の１で且つリサイクル性に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金をワイヤハーネスの芯線として利用することが広がりつつある。そして、このようなアルミニウム又はアルミニウム合金を芯線としたワイヤハーネスに取り付けられる端子金具が特許文献１に提案されている。
【０００５】
特許文献１に提案されている端子金具を図８に示す。端子金具７０１は、端子接触部７１０と電線接続部７２０とによって構成されている。端子接触部７１０は角筒状に形成されており内部にばね片を備えている。また、電線接続部７２０は、電線７４０の芯線７４１を圧着するワイヤバレル７２１と、電線７４０を絶縁被覆７４２の上から圧着するインシュレーションバレル７２２と、によって構成されている。
【０００６】
ワイヤバレル７２１は、前後に異なる高さの二股状の構造を有している。すなわち、ワイヤバレル７２１は、インシュレーションバレル７２２に隣接する第１のワイヤバレル７２１ａと、当該第１のワイヤバレル７２１ａより高さの低い第２のワイヤバレル７２１ｂと、によって構成されている。
【０００７】
このワイヤバレル７２１に圧着される電線７４０は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる細線を撚り合わせた芯線７４１と、絶縁性の合成樹脂からなり該芯線７４１の外周を覆う絶縁被覆７４２と、によって構成され、電線７４０の端部から一定長さだけ絶縁被覆７４２を除去して芯線７４１を露出させている。この露出された芯線７４１は、絶縁被覆７４２に隣接した大径で一定長さを有する第１の導体部と、第１の導体部に隣接して当該第１の導体部の外周面に位置する細線を除去した小径で一定長さの第２の導体部と、を備えている。
【０００８】
そして、端子金具７０１の第１のワイヤバレル７２１ａをかしめて上記電線の第１の導体部と圧着し、且つ、端子金具７０１の第２のワイヤバレル７２１ｂをかしめて上記電線の第２の導体部と圧着して、端子金具７０１と上記電線７４０の芯線７４１とが互いに接続される。さらに、端子金具７０１のインシュレーションバレル７２２をかしめて上記電線７４０の絶縁被覆７４２と圧着して、端子金具７０１と上記電線７４０の絶縁被覆７４２とが互いに固定される。そして、この端子金具７０１によれば、図９、図１０に示すように、電線７４０の各細線と端子金具７０１とを接触させることができ、安定した電気接続を維持することができた。
【特許文献１】特開２００５−１１６２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したような端子金具７０１は、端子接触部７１０の内部にばね片を有しているので、ばね性及び導電性に優れる銅又は銅合金がその材料として適している。しかしながら、銅又は銅合金は、アルミニウム又はアルミニウム合金に比べてスプリングバック特性が大きいので、銅又は銅合金からなる端子金具７０１をかしめてアルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線７４１と圧着させると、スプリングバック特性の差異により圧着が緩んで圧着箇所での接触抵抗の値が大きくなり、接触不良が生じてしまうという問題があった。この問題の回避策として、端子金具７０１の各ワイヤバレル７２１ａ、７２１ｂを強くかしめて圧着する（例えば、導体（芯線）の圧縮比率を７０％以下とするなど）ことが考えられるが、このようにすると芯線７４１が圧迫されて、芯線７４１の長手方向に引っ張り荷重を受けたときに破断しやすくなり、芯線７４１を固定する強度が低下してしまうという別の問題があった。また、他の回避策として、第２のワイヤバレル７２１ｂを強くかしめる（例えば、導体（芯線）の圧縮比率を７０％以下とするなど）ことで接触抵抗を低く抑えるとともに、第１のワイヤバレル７２１ａを第２のワイヤバレル７２１ｂに比べて緩くかしめることで芯線７４１への固定強度を確保することが考えられるが、ワイヤバレル７２１の電気性能（即ち、低く安定した抵抗）は第２のワイヤバレル７２１ｂに依存することになり、ワイヤバレル７２１（即ち、ワイヤバレル７２１ａ、７２１ｂ）トータルの電気性能は、上述した第１の導体部と第２の導体部とを有しない通常の電線を用いた場合に比べて劣ってしまうという更に別の問題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線を確実に圧着できる端子金具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線が重ねられる底壁と、前記底壁の相対する端部のそれぞれから立設され且つ先端を前記底壁に向けて内側に折り曲げられて前記芯線と圧着される一対のかしめ片と、を有する銅又は銅合金からなる端子金具において、前記一対のかしめ片が、それぞれの外側の面を互いに密に重ねるように折り曲げられるとともに、それぞれの前記外側の面に前記芯線の長手方向に沿って形成された複数の溝からなる互いに噛み合う一対の噛合部を有していることを特徴とする端子金具である。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記一対の噛合部が備える前記複数の溝が、前記一対のかしめ片の厚み方向に切れ込んだくさび状に形成されているとともに、これら溝を形成する一対の壁部のそれぞれの幅と該溝の開口の幅とが等しく形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記溝の開口の幅が、前記一対のかしめ片の厚みに対して２０分の１以上で且つ１０分の１以下に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載された発明によれば、一対のかしめ片が、それぞれの外側の面を互いに密に重ねるように折り曲げられるとともに、それぞれの外側の面に芯線の長手方向に沿って形成された複数の溝からなり互いに噛み合う一対の噛合部を有しているので、一対のかしめ片の折り曲げによる変形が復元しようとする力を互いに相殺し且つ一対の噛合部が互いに噛み合うことによって一対のかしめ片を互いに固定して、一対のかしめ片による芯線の締まり嵌め状態を維持することができる。そのため、スプリングバックを防いで芯線を確実に圧着することができる。また、スプリングバックを防ぐことにより、過度な圧着（例えば、導体（芯線）の圧縮比率を７０％以下とするなど）をすることが無くなるので、芯線の固定強度を確保することができる。
【００１５】
請求項２に記載された発明によれば、一対の噛合部が備える複数の溝が、一対のかしめ片の厚み方向に切れ込んだくさび状に形成されているとともに、この溝を形成する一対の壁部のそれぞれの幅と該溝の開口の幅とが等しく形成されているので、つまり、一対の噛合部の溝の横断面形状が正三角形となり、互いに容易に噛み込ませることができるとともに噛み込ませたあと互いを確実に固定することができる。また、この溝の形状が単純なため容易に設けることができる。
【００１６】
請求項３に記載された発明によれば、一対の噛合部の溝の開口の幅が、一対のかしめ片の厚みに対して２０分の１で且つ１０分の１以下に形成されているので、一対のかしめ片の強度を低下させることなく、一対のかしめ片を互いに固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る端子金具の一実施形態を、図１〜図７を参照して説明する。この端子金具（図中、符号３で示す）は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線を備えた被覆電線（図中、符号４で示す）の端末に取り付けられて、該芯線と電気的及び物理的に接続されるものである。
【００１８】
このような端子金具３が接続される電線４は、図１に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の細線を撚り合わせたアルミニウム芯線４１と、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリプロピレン（ＰＰ）などの絶縁性の合成樹脂からなり該アルミニウム芯線４１を被覆する絶縁被覆としての被覆部４２と、を備えている。アルミニウム芯線４１は、図２に示すように、横断面が円形状に形成されている。アルミニウム芯線４１は、特許請求の範囲に記載された芯線に相当する。電線４は、その端末において、被覆部４２が除去されてアルミニウム芯線４１が露出されている。
【００１９】
端子金具３は、銅又は銅合金からなる板金を所定の形状に打ち抜いたのち折り曲げるなどして得られ、図１に示すように、図示しない相手側の端子金具と接続する電気接触部３１と、電線４のアルミニウム芯線４１と接続される電線接続部３２と、を一体に備えている。
【００２０】
電気接触部３１は、角筒状の筒部３３と、該筒部３３内に収容されたばね片３７とを備えている。筒部３３は、図示例では、四角筒に形成されている。ばね片３７は、筒部３３内に侵入した相手側の端子金具の雄タブなどの挿入子を、筒部３３の内面に向かって付勢して該内面との間に挟む。即ち、電気接触部３１は、筒部３３内に相手側の端子金具の雄タブなどの挿入子が挿入され、ばね片が筒部３３の内面との間に前述した挿入子を挟むことで、相手側の端子金具と電気的及び物理的に接続する。
【００２１】
電線接続部３２は、図１、図２に示すように、断面円弧状の底壁３４と、一対の芯線かしめ片３５と、一対の被覆部かしめ片３６と、を備えている。底壁３４は、その長手方向Ｙ１が筒部３３の長手方向に沿うように筒部３３の外壁に連なっている。底壁３４は、図中の上側に位置する面に電線４が重なるように配置される。底壁３４は、特許請求の範囲に記載された底壁に相当する。
【００２２】
一対の芯線かしめ片３５は、特許請求の範囲に記載された一対のかしめ片に相当する。一対の芯線かしめ片３５は、それぞれ底壁３４の長手方向Ｙ１の中央付近で且つ底壁３４の幅方向Ｙ２に沿って相対する両端部から互いに向かいあって図中上方に向けて立設されている。
【００２３】
一対の芯線かしめ片３５は、図２に示すように、その先端３５ａ近傍で且つそれぞれの互いに相対する内側の面３５ｃと反対側に位置する外側の面３５ｂに、互いに噛み合う一対の噛合部３８が設けられている。一対の噛合部３８は、底壁３４の長手方向Ｙ１（即ち、底壁３４に重ねられたアルミニウム芯線４１の長手方向）に沿う複数の溝３９を備えている。
【００２４】
複数の溝３９は、それぞれの横断面が芯線かしめ片３５の厚み方向に切れ込んだくさび状（Ｖ字状）に形成されており、且つ、溝３９の開口の幅Ｗ１と、溝３９を構成する一対の壁部３９ａの幅Ｗ３と、が等しくなるように形成されている。また、隣り合う溝３９の最深部の間隔Ｗ２についても、溝３９の開口の幅Ｗ１と等しくなるように形成されている。即ち、溝３９の横断面は正三角形状に形成されているので、互いに容易に噛み込ませることができるとともに噛み込ませたあと互いを確実に固定することができる。また、この溝３９の形状は単純なため容易に設けることができる。なお、複数の溝３９については、一対の噛合部３８が互いに噛み合って固定できるものであれば、その形状は任意である。
【００２５】
また、これら複数の溝３９の開口の幅Ｗ１（即ち、一対の壁部３９ａの幅Ｗ３）が、芯線かしめ片３５の厚みＴに対して、２０分の１以上で且つ１０分の１以下に形成されることにより、一対のかしめ片３５の強度を低下させることなく、互いに固定することができる。特に、溝３９の開口の幅Ｗ１を、芯線かしめ片３５の厚みＴに対して２０分の１にすることが好ましい。
【００２６】
一対の芯線かしめ片３５は、図４などに示すように、それぞれの先端３５ａが底壁３４に向けて近づく方向に折り曲げられ、これら先端３５ａが底壁３４に重ねられた電線４のアルミニウム芯線４１にくい込むようにかしめられて圧着される。このとき、一対の芯線かしめ片３５と底壁３４とがアルミニウム芯線４１を挟み、それらとアルミニウム芯線４１とが密着する。また、一対の芯線かしめ片３５は、図５に示すように、それぞれの外側の面３５ｂを互いに密に重ねるとともに、上述した一対の噛合部３８が互いに噛み合い、一対の芯線かしめ片３５を互いに固定して、一対のかしめ片によるアルミニウム芯線４１の締まり嵌め状態を維持する。
【００２７】
一対の被覆部かしめ片３６は、底壁３４の電気接触部３１から離れた側の端部に設けられている。一対の被覆部かしめ片３６は、底壁３４の幅方向Ｙ２に沿って相対する両端部から互いに向かい合って図中上方に向けて立設されている。被覆部かしめ片３６は、図４などに示すように、底壁３４から離れた側の縁（即ち、先端）が底壁３４に近づく方向に向かい且つその内側の面が電線４の被覆部４２の外周面に密に重なるように折り曲げられて、底壁３４との間に電線４の被覆部４２を挟む。こうして、被覆部かしめ片３６は、電線４の被覆部４２とかしめられ圧着される。
【００２８】
前述した構成の端子金具３は、例えば図６に示す圧着装置１によって、電線４の端末に取り付けられる。即ち、圧着装置１によって、端子金具３の一対の芯線かしめ片３５の先端３５ａが底壁３４に近づく方向に向けて内側に折り曲げられ、且つ、端子金具３の被覆部かしめ片３６の先端が底壁３４に近づく方向に向けて内側に折り曲げられることにより、端子金具３は、その一対の芯線かしめ片３５及び一対の被腹部かしめ片３６が電線４のアルミニウム芯線４１及び被覆部４２とかしめられて電線４の端末に圧着される。
【００２９】
圧着装置１は、図６に示すように、図示しない装置本体と、かしめ手段としてのかしめ部１５と、駆動源としてのエアシリンダ１７とを備えている。装置本体は、工場のフロア上などに設置される。なお、駆動源としては、モータや油圧式のものであっても良い。
【００３０】
かしめ部１５は、型としてのアンビル１９と、型としてのクリンパ２７とを備えている。アンビル１９は、装置本体に固定されている。アンビル１９は、その表面１９ａ上に端子金具３が重ねて配置される（位置付けられる）。
【００３１】
クリンパ２７は、アンビル１９と間隔をあけて相対し、且つ、該アンビル１９に接離自在に装置本体に支持されている。即ち、アンビル１９とクリンパ２７とは、互いに接離自在に設けられている。なお、接離とは、互いに近づいたり互いに離れたりすることをいう。クリンパ２７には、アンビル１９寄りの縁部から接離方向に沿って設けられた溝２７ａが設けられている。この溝２７ａはアンビル１９から離れる方向に向かうに従って幅が狭くなるように形成されている。
【００３２】
アンビル１９とクリンパ２７とが互いに離れた状態で、アンビル１９の表面１９ａ上に端子金具３と電線４とが位置付けられる。そののち、アンビル１９とクリンパ２７とが互いに近づけられて、互いの間に端子金具３と電線４とを挟んで、一対の芯線かしめ片３５及び一対の被覆部かしめ片３６のそれぞれを電線４とかしめる。
【００３３】
駆動源としてのエアシリンダ１７は、シリンダ本体２８と、該シリンダ本体２８から突没自在に設けられたロッド２９とを備えている。シリンダ本体２８は、装置本体に取り付けられている。ロッド２９は、クリンパ２７に取り付けられている。エアシリンダ１７は、ロッド２９をシリンダ本体２８から突出させてクリンパ２７をアンビル１９に近づけ、ロッド２９をシリンダ本体２８に没入させてクリンパ２７をアンビル１９から離す。
【００３４】
次に、上述した構成の端子金具３をアルミニウム芯線４１に取り付ける方法を説明する。まず、図７に示すように、アンビル１９とクリンパ２７とが離れた状態で、アンビル１９の表面１９ａ上に、クリンパ２７の溝２７ａと一対の芯線かしめ片３５とが相対するように端子金具３を配置する。
【００３５】
そして、端子金具３の一対の芯線かしめ片３５間に位置する底壁３４に、電線４のアルミニウム芯線４１を位置付ける。これにより、端子金具３の電線接続部３２の一部である底壁３４の上側にアルミニウム芯線４１が重ねられて配置される。
【００３６】
その後、エアシリンダ１７のロッド２９が伸長する。すると、アンビル１９にクリンパ２７が近づいて、一対の芯線かしめ片３５がクリンパ２７に設けた溝２７ａの内側面に沿って変形する。即ち、一対の芯線かしめ片３５が、それぞれの先端３５ａを底壁３４に向けて内側に折り曲げられる。そして、アンビル１９とクリンパ２７との間に端子金具３と電線４のアルミニウム芯線４１とを挟んで、電線４に端子金具３を取り付ける。最終的に、一対の芯線かしめ片３５が、それぞれ外側の面３５ｂを密に重ねるように折り曲げられるとともに、一対の噛合部３８が互いに噛み合って一対の芯線かしめ片３５を互いに固定し、図５に示すように、アルミニウム芯線４１が底壁３４と一対の芯線かしめ片３５とに密に接した状態で端子金具３に圧着される。
【００３７】
そして、エアシリンダ１７のロッド２９が縮小して、アンビル１９とクリンパ２７とが互いに離れて、アンビル１９上の端子金具３を取り除く。
【００３８】
以上より、本発明によれば、一対の芯線かしめ片３５が、それぞれの外側の面３５ｂが互いに密に重なるように折り曲げられるとともに、それぞれの外側の面３５ｂに電線接続部３２の長手方向、即ち、底壁３４に重ねられたアルミニウム芯線４１の長手方向に沿って形成された複数の溝３９からなり互いに噛み合う一対の噛合部３８を有しているので、一対の芯線かしめ片３５の折り曲げによる変形が復元しようとする力を互いに相殺し且つ一対の噛合部３８が互いに噛み合うことによって一対の芯線かしめ片３５を互いに固定して、一対の芯線かしめ片３５によるアルミニウム芯線４１の締まり嵌め状態を維持することができる。そのため、スプリングバックを防いでアルミニウム芯線４１を確実に圧着することができる。また、スプリングバックを防ぐことにより、過度な圧着（例えば、導体（芯線）の圧縮比率を７０％以下とするなど）をすることが無くなるので、アルミニウム芯線４１の固定強度を確保することができる。
【００３９】
また、一対の噛合部３８が備える複数の溝３９が、一対の芯線かしめ片３５の厚み方向に切れ込んだくさび状に形成されているとともに、この溝３９を形成する一対の壁部３９ａのそれぞれの幅Ｗ３と該溝３９の開口の幅Ｗ１とが等しく形成されているので、つまり、一対の噛合部３８の溝３９の横断面形状が正三角形となり、互いに容易に噛み込ませることができるとともに噛み込ませたあと互いを確実に固定することができる。また、この溝２９の形状が単純なため容易に設けることができる。
【００４０】
また、一対の噛合部３８の溝３９の開口の幅Ｗ１が、一対の芯線かしめ片３５の厚みに対して２０分の１に形成されているので、一対の芯線かしめ片３５の強度を低下させることなく、一対の芯線かしめ片３５を互いに固定することができる。
【００４１】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態の端子金具と該端子金具に取り付けられる電線とを示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図２の円部を拡大した図である。
【図４】図１の端子金具と電線とをかしめた状態を示す斜視図である。
【図５】図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図６】図１に示す端子金具と電線とを圧着する圧着装置の一例を示す図である。
【図７】図６に示す圧着装置のアンビルとクリンパとが互いに近づいた状態を示す図である。
【図８】従来の端子金具の一例を示す正面図である。
【図９】図８のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図１０】図８のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１        圧着装置
３        端子金具
４        電線
３１      電気接触部
３２      電線接続部
３４      底壁
３５      一対の芯線かしめ片（一対のかしめ片）
３６      一対の被覆部かしめ片
３８      一対の噛合部
３９      溝
３９ａ    一対の壁部
４１      アルミニウム芯線（芯線）
４２      被覆部
Ｗ１      溝の開口の幅
Ｗ３      溝の壁部の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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