(57)【要約】【課題】  導体や圧着端子の腐食が進行するのを防止しつつ、圧着端子の圧着部に対する電線の位置決めがばらつくのを抑えることで、絶縁被覆の噛みの発生を防止し、ひいては、電線との間の電気抵抗値が上昇するのを防止できる圧着端子を提供することを目的とする。【解決手段】  電線から露出した導体を圧着する筒状の導体圧着部と前記電線の絶縁被覆部を圧着する筒状の被覆圧着部とを有する圧着端子であって、  前記筒状の導体圧着部が、前記筒状の導体圧着部の内部方向に突起した突起部を有することを特徴とする圧着端子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線から露出した導体を圧着する筒状の導体圧着部と前記電線の絶縁被覆部を圧着する筒状の被覆圧着部とを有する圧着端子であって、
前記筒状の導体圧着部が、前記筒状の導体圧着部の内部方向に突起した突起部を有することを特徴とする圧着端子。
【請求項２】
前記突起部が、山形の形状であることを特徴とする請求項１に記載の圧着端子。
【請求項３】
前記突起部が、前記筒状の導体圧着部の周方向に沿って複数設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧着端子。
【請求項４】
前記突起部が、相互に接していないことを特徴とする請求項３に記載の圧着端子。
【請求項５】
前記突起部が、前記筒状の導体圧着部の周方向に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧着端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気導通を担う部品に関し、特に、車載用のワイヤハーネスに使用する圧着端子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用電線における電線接続部では、電線を圧着端子により圧着する形式が一般的である。通常、自動車用電線には銅及び銅合金の電線、圧着端子には銅合金製端子が用いられる。近年では、軽量化による低燃費化を目的としてアルミニウム及びアルミニウム合金の電線が使われる機会が増加している。
【０００３】
圧着端子の圧着部では電線の導体が露出する構造となる。従って、アルミニウム及びアルミニウム合金の電線を用いた場合、銅合金製の圧着部において電線の導体のアルミニウム合金が露出する。このとき、圧着端子を構成する金属と電線を構成する金属において電位差が生じるため、電線接続部に水分等が付着した場合、異種金属間腐食が発生し、いずれかの金属の腐食が進行して、接触不良が生じてしまう恐れがあった。
【０００４】
金属の腐食を防止するためには、露出したアルミニウム及びアルミニウム合金の導体を外界から遮断することが望ましい。そこで、特許文献１では、圧着部全体を樹脂によりモールドする方式が開示されている。しかしながら、この方式では、モールド部が肥大化してしまい、ワイヤハーネスの端子接続部を高密小型に成形することができなかった。さらに、モールドの成形は電線の圧着工程後に個々の圧着部に対して行う必要があるので、製造工程が増えてコストが増し、また、作業が煩雑である等の問題があった。
【０００５】
そこで、筒状の圧着部を有する圧着端子に電線を挿入して圧着する構造を採用することで、圧着部を肥大化させずに電線の導体を外界から遮断する方式が用いられている。しかし、筒状の圧着部は内部を視認しにくいので、圧着部領域における電線の位置決めの点に問題があった。導体が絶縁被覆で覆われた電線を圧着端子と接続してワイヤハーネスを製造する場合、圧着部領域の所定位置から電線の端部がずれると、先端部が絶縁被覆から露出した電線を圧着する時に、絶縁被覆の噛みが発生して、圧着端子と電線との間の電気抵抗値が大きくなる。場合によっては、不導通となる恐れがある。
【０００６】
そこで、特許文献２では、電線を圧着部に載置する際に、導体を覆う絶縁被覆の端面が当接するスリットを圧着端子の底部に設けることで、電線の位置決めを行って、導体に対して圧着端子を適切に圧着することが提案されている。しかしながら、特許文献２では、スリットから水分が浸入する可能性がある、すなわち、導体を外界から十分遮断することが難しいので、特に、アルミニウム及びアルミニウム合金の導体が使われる場合に、金属の腐食が進行して接触不良が生じてしまう恐れがあるという問題があった。さらに、特許文献２では、絶縁被覆の厚さに依存した位置決めなので、例えば、薄肉の絶縁被覆を使用した場合、電線の位置決めにばらつきが生じてしまうという問題があった。
【０００７】
また、複数の導体が絶縁被覆に覆われた電線を圧着端子に接続する場合、圧着端子への圧着工程時に、圧着部の底面に近い導体ほど電線の長手方向に押し出されて大きなずれが生じ、やはり、位置決めにばらつきが生じてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２２２２４３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４８４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、導体や圧着端子の腐食が進行するのを防止しつつ、圧着端子の圧着部に対する電線の位置決めがばらつくのを抑えることで、絶縁被覆の噛みの発生を防止し、ひいては、電線との間の電気抵抗値が上昇するのを防止できる圧着端子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様は、電線から露出した導体を圧着する筒状の導体圧着部と前記電線の絶縁被覆部を圧着する筒状の被覆圧着部とを有する圧着端子であって、前記筒状の導体圧着部が、前記筒状の導体圧着部の内部方向に突起した突起部を有することを特徴とする圧着端子である。
【００１１】
この態様では、導体圧着部と被覆圧着部の形状は、いずれも、筒状なので、導体圧着部と被覆圧着部はクローズドバレルである。また、この態様では、導体圧着部の内部の所定位置に突起が形成されている。
【００１２】
本発明の態様は、前記突起部が、山形の形状であることを特徴とする圧着端子である。また、本発明の態様は、前記突起部が、前記筒状の導体圧着部の周方向に沿って複数設けられたことを特徴とする圧着端子である。
【００１３】
本発明の態様は、前記突起部が、相互に接していないことを特徴とする圧着端子である。この態様では、複数の突起は、相互に接触した状態とはなっていないので、一方の突起と他方の突起との間には空隙が存在する。
【００１４】
本発明の態様は、前記突起部が、前記筒状の導体圧着部の周方向に沿って環状に形成されていることを特徴とする圧着端子である。この態様では、突起部も環状に形成されているので、筒状の導体圧着部は、前記突起部の形成された部位で縮径した状態となっている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の態様によれば、筒状の導体圧着部の内部に突起部が設けられている。よって、導体圧着部と被覆圧着部を有する圧着部に電線を挿入していく際に、絶縁被覆から露出した導体の先端の端面が上記突起部に当接し、それ以上、電線を圧着部の奥へ挿入することはできなくなる。このように、導体圧着部の内部に設けられた突起部によって、電線の圧着部への挿入が制限されるので、絶縁被覆の肉厚寸法に関係なく、電線の正確な位置決めができ、また、電線の位置決めがばらつくのを防止できる。また、電線の位置決めがばらつくのを防止できるので、絶縁被覆から露出した導体の圧着時に絶縁被覆の噛みが発生するのを防止でき、よって、圧着端子と導体との間の電気抵抗値が上昇するのを防止できる。さらに、絶縁被覆から露出した導体の先端の端面が上記突起部に当接するので、導体圧着部の底部に近い導体ほど電線の長手方向に大きくずれてしまうのを防止できる。
【００１６】
本発明によれば、作業者は、電線を圧着部に挿入する際に、電線の先端があるべき位置にまで達すると、導体が上記突起部に突き当たる感触を明確に得ることができるので、電線の位置決め作業が簡易である。また、電線の位置決め作業が簡易なので、作業者による位置決めのばらつきを防止できる。
【００１７】
本発明によれば、突起部が筒状の導体圧着部の周方向に沿って複数設けられているので、より確実に、導体の先端の端面を突起部に当接させることができる。
【００１８】
本発明によれば、複数の突起部が相互に接しておらず、突起部と突起部の間に空隙があるので、圧着時に、導体の先端が突起部方向に大きな圧力を受けた場合でも、導体の先端は上記空隙に逃げることができ、導体の先端が大きな圧力を保持してしまうのを防止できる。
【００１９】
本発明によれば、筒状の導体圧着部の周方向に沿って環状の突起部が形成されているので、筒状の圧着部の内周面のうち、周方向のどの位置に電線を設置しても、確実に、導体の先端の端面を突起部に当接させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態例である、電線挿入前の圧着端子の概略を示す側面断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態例である、圧着端子に電線を挿入した状態を示す側面断面図である。
【図３】図１のA−A断面を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態例である、電線挿入前の圧着端子の突起部を説明する正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態例に係る圧着端子を図面に基づいて説明する。まず、本発明の第１実施形態例に係る圧着端子について、図面を用いながら説明する。図１、２に示すように、本発明の第１実施形態例に係る圧着端子１は、一方端から、絶縁被覆２２で複数の導体２１が被覆された電線２０が挿入される構造となっている。
【００２２】
電線２０の端部は絶縁被覆２２が皮剥ぎされており、導体２１が露出した状態となっている。導体２１の材料としては、例えば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分としたアルミニウム合金が用いられる。
【００２３】
なお、電線２０の導体２１としては、例えば、鉄（Fe）を約０．２質量％、銅（Ｃｕ）を約０．２質量％、マグネシウム（Ｍｇ）を約０．１質量％、シリコン（Ｓｉ）を約０．０４質量％、残部がアルミニウム（Ａｌ）および不可避不純物かなるアルミニウム導体（アルミニウム芯線）を用いることができる。アルミニウム導体（アルミニウム芯線）の他の合金組成として、例えば、Ｆｅを約１．０５質量％、Ｍｇを約０．１５質量％、Ｓｉを約０．０４質量％、残部がＡｌおよび不可避不純物のもの、Ｆｅを約１．０質量％、Ｓｉを約０．０４質量％、残部がＡｌおよび不可避不純物のもの、または、Ｆｅを約０．２質量％、Ｍｇを約０．７質量％、Ｓｉを約０．７質量％、残部がＡｌおよび不可避不純物のものなどを用いることができる。これらは、さらにＴｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｍｎ等の合金元素を含んでいてもよい。上記アルミニウム芯線を用い、例えば、０．５〜２．５ｓｑ（ｍｍ２）、７〜１９本撚りの芯線にして用いることができる。上記アルミニウム芯線の絶縁被覆２２の被覆材としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィンを主成分としたものや、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を主成分としたもの等を用いることができる。
【００２４】
この電線２０の端部に、本発明の第１実施形態例に係る圧着端子１が固定される。圧着端子１は、電線２０の端部が固定される筒状の圧着部１１と、雄端子と電気的に接続可能である雌型のコネクタ部１２と、圧着部１１と雌型のコネクタ部１２とを一体的につなぐトランジション部１３とを備えている。圧着端子１の材料としては、例えば、銅または銅を主成分とした銅合金が用いられる。また、圧着端子表面には、必要に応じて、錫（Sｎ）めっきを最表面に有するめっき層を設けてもよい。
【００２５】
コネクタ部１２は、雌型の接続部を形成しており、雄型端子（図示せず）が嵌合される雄型端子嵌合部１６と、雄型端子嵌合部１６の底面と一体に形成された弾性付勢片１８と、を備えている。弾性付勢片１８は、雄型端子嵌合部１６に挿入された雄型端子の外周面を雄型端子嵌合部１６の内面に当接させて、両端子を電気的に接続するために設けられている。
【００２６】
筒状の圧着部１１は、圧着端子１の他方端である雌型のコネクタ部１２の側に形成された導体圧着部１４と、圧着端子１の一方端を形成する被覆圧着部１５とを有している。つまり、導体圧着部１４と被覆圧着部１５は、いずれも筒状構造であり、導体圧着部１４の内部と被覆圧着部１５の内部は相互に連通した状態となっている。また、導体圧着部１４のトランジション部近傍は、トランジション部１３に近づくにつれて徐々に縮径していき、トランジション部１３との境界部で導体圧着部１４の内部空間がなくなる第１縮径部３１が形成されている。
【００２７】
圧着部１１に導体２１の露出した電線２０の端部を差し込んだ後、導体圧着部１４をかしめることで、導体２１の露出した部位が、その外周に沿って圧着され、被覆圧着部１５をかしめることで、電線２０の端部のうち、絶縁被覆２２が皮剥ぎされていない部位が、その外周に沿って圧着される。電線２０のうち、導体２１の露出した部位の径は、絶縁被覆２２で覆われた部位の径よりも小さいことに対応して、導体圧着部１４と被覆圧着部１５との間には第２縮径部３０が形成されている。また、第１実施形態例に係る圧着端子１では、被覆圧着部１５は同一径の円筒形状であり、第１縮径部３１と後述する突起部１７、１７’以外の導体圧着部１４も、被覆圧着部１５より径の小さい、同一径の円筒形状となっている。
【００２８】
上記導体圧着部１４の内部には、山形に隆起した突起部１７が形成されている。突起部１７は、その頂部が導体圧着部１４の内周面に対向するように形成されている。第１実施形態例に係る圧着端子１では、複数（図１、２では２つ）の突起部１７、１７’が、導体圧着部１４内周面の周方向に沿って設けられている。また、図１、２の第１実施形態例に係る圧着端子１では、導体圧着部１４の底面側、つまり、弾性付勢片１８と略同一側に１つの突起部１７が、該底面の反対側に相当する内周面に、突起部１７と同一形状のもう１つの突起部１７’が設けられている。
【００２９】
そして、２つの突起部１７、１７’は、その頂部が相互に対向するように配置されている。すなわち、２つの突起部１７、１７’は、同一径の円筒形状となっている導体圧着部１４の半径方向の中心軸に対して直交する方向（導体圧着部１４の半径方向と平行な方向）の同一直線上に、その頂部が向かい合った状態で設けられている。従って、突起部１７、１７’は導体圧着部１４の内周方向に均一の間隔で設けられている。上記から、図３に示すように、突起部１７、１７’が形成された導体圧着部１４の正面視の断面形状は八の字状となっている。
【００３０】
上記突起部１７、１７’の高さは特に限定されないが、圧着時に導体２１の先端を突起部１７、１７’間の空隙に確実に逃がす点から、導体圧着部１４の内径、つまり、内部空間の直径の５０％未満の高さが好ましく、また、導体２１の先端の端面２３を確実に突起部１７、１７’に当接させる点から導体圧着部１４の内径の２０％以上の高さが好ましく、３０％以上の高さがより好ましい。なお、第１実施形態例に係る圧着端子１では、突起部１７と突起部１７’は、同じ高さであり、いずれも導体圧着部１４の内径の約４０％となっている。
【００３１】
導体圧着部１４と被覆圧着部１５を有する圧着部１１に電線２０の端部を被覆圧着部１５側の挿入口から内周面に沿って挿入していくと、導体２１の露出した部位は第２縮径部３０によって導体圧着部１４へと案内され、最終的には、絶縁被覆２２から露出した導体２１の先端の端面２３が突起部１７、１７’に突き当たり、それ以上、電線２０の端部を圧着部１１内へ挿入することができなくなる。このように、導体２１の先端の端面２３が突起部１７に当接することで、電線２０の圧着端子１における位置を決めることができるので、圧着端子１は電線２０の位置決めのばらつきを防止できる。また、圧着端子１は位置決めのばらつきを防止できるので、導体圧着部１４をかしめて導体２１の露出した部位を圧着する時に、絶縁被覆２２の噛みが発生することを防ぐことができる。
【００３２】
さらに、図３に示すように、２つの突起部１７、１７’は相互に接触しておらず、突起部１７、１７’の間に空隙があるので、導体圧着部１４や被覆圧着部１５をかしめる時に、導体２１の先端が当接した突起部１７、１７’の方向に押し出されることで、導体２１の先端が大きな圧力を受けても、導体２１の先端は上記空隙に逃げることができるので、導体２１の先端に負荷された圧力を緩和できる。
【００３３】
突起部１７、１７’は、導体圧着部１４をかしめることで、導体２１の露出した部位だけが圧着され、被覆圧着部１５をかしめることで、電線２０の端部のうち絶縁被覆２２が皮剥ぎされていない部位だけが圧着されるように、位置づける。この突起部１７、１７’の位置づけにより、絶縁被覆２２の噛みが発生することを防止できる。実施形態例１に係る圧着端子１では、突起部１７、１７’は、導体圧着部１４のうち、コネクタ部１２方向の先端部近傍であって、第１縮径部３１よりも被覆圧着部１５側の位置に設けられている。
【００３４】
次に、圧着端子１の製造方法の例について説明する。圧着端子１は、金属基材（例えば、銅、銅合金など）からなる条材を、平面展開した端子形状に打ち抜き、この打ち抜いた条材を曲げ加工することによってコネクタ部１２、トランジション部１３、圧着部１１を形成する。この時、圧着部１１は、平面からの曲げ加工では正面視の断面形状がＣ字型となっている。よって、Ｃ字型の開放部分を、公知の接合手段、例えば、ファイバレーザによるレーザ溶接等の接合手段によって接合することで、クローズドバレルタイプである筒状の圧着部１１とする。
【００３５】
また、突起部１７、１７’の作製方法は特に限定されないが、ここでは、導体圧着部１４の外周面を、押圧治具によって塑性変形させることで突起部１７、１７’を作製している。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態例に係る圧着端子について、図面を用いながら説明する。なお、第１実施形態例に係る圧着端子と同じ構成要素については、同じ符号を用いて説明する。
【００３７】
本発明の第２実施形態例に係る圧着端子２では、山形の突起部１７、１７’に代えて、図４に示すように、筒状の導体圧着部１４の周方向に沿って形成されている環状の突起部１８を設けている。この態様では、突起部１８は導体圧着部１４の周方向の位置に関係なく同じ高さを有しているので、筒状の導体圧着部１４は、突起部１８の形成された部位で均一に縮径した状態となっている。従って、第２実施形態例に係る圧着端子２は、圧着部１１の周方向について、どの位置から電線２０を挿入しても、確実に、導体２１の先端の端面２３を突起部１８に当接させることができる。環状の突起部１８の作製方法は特に限定されないが、ここでは、プレス加工して環状の突起部１８を作製している。
【００３８】
次に、本発明のその他の実施形態例について説明する。上記第１実施形態例に係る圧着端子１では、より確実に導体の先端の端面を突起部に当接させて位置決めの精度をより向上させるために、山形の突起部を２つ設けたが、これに限定されず、１つとしても位置決めは可能であり、必要に応じて、３つ以上設けてもよい。また、上記第１実施形態例に係る圧着端子１では、２つの突起部は導体圧着部の内周方向に均一の間隔で設けられていたが、突起部の上記内周方向における位置はこれに限定されず、必要に応じて、突起部間の間隔の広い部位と狭い部位とが形成されるように、複数の突起部を配置してもよい。また、上記第１実施形態例に係る圧着端子１では、突起部は相互に接していなかったが、これに代えて、突起部の外面部の一部が相互に接触した状態としてもよい。
【００３９】
上記第１実施形態例に係る圧着端子１では、導体圧着部と被覆圧着部は、いずれも、同一径の円筒形状であったが、これに代えて、例えば、電線の挿入方向の位置に応じて径の変化する筒状構造としてもよい。
【００４０】
上記各実施形態例に係る圧着端子では、他方端に雌型のコネクタ部が設けられていたが、これに限定されず、例えば、雄型端子の挿入タブでもよく、他の形態に係る圧着端子の端部であってもよい。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。
【００４２】
導体の外周が絶縁被覆で覆われた電線として、直径０．３０ｍｍのアルミニウム導体１１本を円形圧縮撚りした０．７５ｍｍ２（導体外径１．００ｍｍ、仕上外径１．４０ｍｍ）のものを使用した。電線の端部の絶縁被覆を皮剥ぎして、導体が電線の長手方向に所定の長さ露出した状態とした。電線の圧着端子として、表面が錫（Sｎ）めっきされたクローズドバレルタイプを使用した。圧着端子の板厚は０．２５mm、被覆圧着部の内径及び導体圧着部の内径は１．６０ｍｍ、導体圧着部の内部に設けた突起部は山形のものが１つであり、その高さは１．３０ｍｍとした。なお、被覆圧着部と導体圧着部は一体となっている構造とした。
【００４３】
圧着端子の基材として、古河電気工業製の銅合金ＦＡＳ−６８０（厚さ０．２５ｍｍ、Ｈ材）を用いた。ＦＡＳ−６８０の合金組成は、ニッケル（Ｎｉ）を２．０〜２．８質量％、シリコン（Ｓｉ）を０．４５〜０．６質量％、亜鉛（Ｚｎ）を０．４〜０．５５質量％、スズ（Ｓｎ）を０．１〜０．２５質量％、およびマグネシウム（Ｍｇ）を０．０５〜０．２質量％含有し、残部が銅（Ｃｕ）および不可避不純物である。
【００４４】
圧着端子の基材には、錫（Ｓｎ）めっきを施した。めっき厚さは約１μｍとした。狙いのめっき厚さから±０．２μｍ以内のサンプルを選び、圧着端子を作製した。
（Ｓｎめっき条件）
処理液
硫酸Ｓｎ：８０ｇ／リットル、
硫酸：５０ミリリットル／リットル、
ＵＴＢ５１３Ｙ：５ミリリットル／リットル
処理温度：２５℃
電流密度：３Ａ／ｄｍ２
処理時間：約４０秒
【００４５】
上記のアルミニウム導体の合金組成は、鉄（Ｆｅ）を約０．２％、銅（Ｃｕ）を約０．２％、マグネシウム（Ｍｇ）を約０．１％、シリコン（Ｓｉ）を約０．０４％、残部がアルミニウム（Ａｌ）および不可避不純物である。
【００４６】
上記電線を圧着端子の被覆圧着部側の端部である挿入口から挿入したところ、はっきりとした突き当たりの感触を得ることができた。従って、上記挿入作業にあたり、電線先端の端面が突起部に当接したことを容易に確認できた。その後、かしめ治具を用いて、被覆圧着部をかしめて電線の端部のうち絶縁被覆が皮剥ぎされていない部位（つまり、絶縁被覆の先端部近傍）を圧着し、導体圧着部をかしめて導体の露出した部位を圧着することで、電線に圧着端子を固定した。上記条件にて、１００本の電線について圧着を行ったが、導体圧着部において絶縁被覆の噛みは１本も生じなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、アルミニウムと銅等、異種金属間の金属腐食が進行して接触不良が生じてしまうのを防止しつつ、圧着時に絶縁被覆の噛みが発生するのを防止できる、つまり、圧着端子と電線との間の電気抵抗値が上昇するのを防止できるので、例えば、軽量化と過酷な条件下の導通安定性とが求められる車載用のワイヤハーネスの分野で利用価値が高い。
【符号の説明】
【００４８】
１、２                圧着端子
１４                  導体圧着部
１５                  被覆圧着部
１７、１７’、１８    突起部
２０                  電線
２１                  導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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