(57)【要約】【課題】接続が難しいアルミニウムフラット導体への接続端子の接続を容易に行えるフラットケーブルと接続端子の接続方法を得る。【解決手段】フラット導体がアルミニウムあるいはその合金からなるアルミニウムフラット導体１ａにフラットケーブル接続端子７の各クリンプ片６を突き刺し、アルミニウムフラット導体１ａの剪断された新生面を各クリンプ片６に接触させる。【選択図】　図７
2004119258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラット導体がフラット絶縁層で被覆されたフラットケーブルに、接続板部の幅方向の両側に複数のクリンプ片が立設されている構造のフラットケーブル接続端子の前記各クリンプ片を前記フラット導体の箇所で突き刺し、前記クリンプ片と前記フラット導体との導通を取り、前記フラットケーブルを突き抜けた前記各クリンプ片を折り曲げて加締めるフラットケーブルと接続端子の接続方法において、
前記フラット導体がアルミニウムあるいはその合金からなるアルミニウムフラット導体であり、該アルミニウムフラット導体に前記各クリンプ片を突き刺し、前記アルミニウムフラット導体の剪断された新生面を前記各クリンプ片に接触させて行うことを特徴とするフラットケーブルと接続端子の接続方法。
【請求項２】
フラット導体がフラット絶縁層で被覆されたフラットケーブルに、接続板部の幅方向の両側に複数のクリンプ片が立設されている構造のフラットケーブル接続端子の前記各クリンプ片が前記フラット導体の箇所で突き刺され、前記クリンプ片と前記フラット導体との導通が取られ、前記フラットケーブルを突き抜けた前記各クリンプ片が折り曲げられて加締められているフラットケーブルと接続端子の接続部において、
前記フラット導体がアルミニウムあるいはその合金からなるアルミニウムフラット導体であり、該アルミニウムフラット導体に前記各クリンプ片が突き刺され、前記アルミニウムフラット導体の剪断された新生面が前記各クリンプ片に接触されて行われていることを特徴とするフラットケーブルと接続端子の接続部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器や自動車等の電気配線に使用されるフラットケーブルと接続端子の接続方法及び接続部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器や自動車等の電気配線に、図８に示すように、平行に並設された帯状導体よりなる例えば厚さが０．１５ｍｍ〜０．２　ｍｍ、幅が１．５　ｍｍ〜３．０　ｍｍ程度の複数のフラット導体１が、ポリエチレンテレフタレートの如きプラスチックよりなるフラット絶縁層２で一括して被覆された構造のフラットケーブル３が用いられるようになってきている。フラット絶縁層２は、粘着層を有するプラスチックフィルムでフラット導体１を挟んで加熱圧着させて形成したものや、例えばポリブチレンテレフタレートのような絶縁材料でフラット導体１を押出し被覆した構造のものがある。
【０００３】
この場合、電気機器や自動車等の電気配線に用いられるフラットケーブル３のフラット導体１としては、導電性のよい銅材が用いられ、実際には価格や接続の難しさから銅以外の金属が用いられることはなかった。
【０００４】
一方、このようなフラットケーブル３では、図８に示すように、例えば雌端子本体４に連設された接続板部５の幅方向の両側に複数のクリンプ片６を立設した構造のフラットケーブル接続端子７の各クリンプ片６を、フラット導体１に対応する箇所で突き刺して各クリンプ片６とフラット導体１との導通を取り、図９に示すように、フラットケーブル３を突き抜けた各クリンプ片６を折り曲げて加締めて端子接続部８を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このような端子接続部８の形成は、図１０に示すようなフラットケーブル受け金具９を用いて行われる。このフラットケーブル受け金具９は、フラットケーブル３の下面を受ける上面に、フラット導体１の幅内に収まるようにして１対のクリンプ片受け溝１０を仕切り突起１１の両側に設け、且つ、これら１対のクリンプ片受け溝１０から離れた同一表面上に曲成加締め凹部１２を設けた構造になっている。
【０００６】
図９における端子接続部８の形成は、次のようにして行っていた。図１０において、最初にフラット導体１が１対のクリンプ片受け溝１０の上に存在するようにしてフラットケーブル３をフラットケーブル受け金具９の上に配置し、このフラット導体１に対応したフラットケーブル３の上にフラットケーブル接続端子７を各クリンプ片６が下向きとなるように配置する。この状態で、各クリンプ片６を支持した接続板部５の上にアンビル１３を配置し、このアンビル１３でガイド部材１４のガイドにより接続板部５を加圧して各クリンプ片６をフラット絶縁層２とフラット導体１を突き抜けるようにしてフラットケーブル３に突き刺し、フラットケーブル３を突き抜けた各クリンプ片６を各クリンプ片受け溝１０で受ける。次に、フラットケーブル受け金具９を矢印Ａで示すように下向きに移動し、各クリンプ片６を各クリンプ片受け溝１０から外し、次にフラットケーブル受け金具９を矢印Ｂで示すように左方向に水平移動し、曲成加締め凹部１２が各クリンプ片６に対向した位置でフラットケーブル受け金具９の水平移動を停止する。かかる状態で、フラットケーブル受け金具９を矢印Ｃで示すようにフラットケーブル受け金具９を上昇させて各クリンプ片６を図１１に示すように円弧状に折り曲げて加締める。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１８４５４８号公報（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
自動車用電気配線では、軽量化が叫ばれて久しく、配線材で軽量化を実現するために導体をアルミ化することが非常に効果的であるが、アルミニウムは酸化被膜が生じ易く、接続端子との接続上、安定した電気的性能が出ないために実現されていない。また、最近、電気配線の銅が混入することで鉄のリサイクル率を低下させるため、少しでも配線材の銅材をアルミ化することが要望されている。
【０００９】
フラットケーブルと接続端子との接続において、上記のアルミニウムの酸化被膜の問題については、酸化被膜発生を防止するためにメッキを施したアルミニウムフラット導体を用いることが考えられる。しかしながら、フラット絶縁被覆を剥離してメッキを施したアルミニウムフラット導体へ接続端子を超音波溶接した場合は、メッキ部が粉体化して接続できない問題点がある。また、またメッキを施したアルミニウム導体へ接続端子を抵抗溶接で接続した場合は、接続状態が安定しない問題点がある。
【００１０】
そこで、現状では作業管理が難しく、繰り返し振動に対して機械的に弱い半田等を用いたロウ付け接続が考えられている。
【００１１】
本発明の目的は、接続が難しいアルミニウムフラット導体への接続端子の接続を容易に行えるフラットケーブルと接続端子の接続方法及び接続部を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フラット導体がフラット絶縁層で被覆されたフラットケーブルに、接続板部の幅方向の両側に複数のクリンプ片が立設されている構造のフラットケーブル接続端子の各クリンプ片をフラット導体の箇所で突き刺し、クリンプ片とフラット導体との導通を取り、フラットケーブルを突き抜けた各クリンプ片を折り曲げて加締めるフラットケーブルと接続端子の接続方法を対象とする。
【００１３】
本発明に係るフラットケーブルと接続端子の接続方法では、フラット導体がアルミニウムあるいはその合金からなるアルミニウムフラット導体であり、該アルミニウムフラット導体に各クリンプ片を突き刺し、アルミニウムフラット導体の剪断された新生面を各クリンプ片に接触させて行うことを特徴とする。
【００１４】
このようにフラットケーブルとフラットケーブル接続端子の接続を、アルミニウムフラット導体に各クリンプ片を突き刺し、アルミニウムフラット導体の剪断された新生面を各クリンプ片に接触させて行うと、アルミニウムフラット導体にメッキを施すことなく、簡単に安定した電気的接続状態を得ることができる。
【００１５】
また、本発明は、フラット導体がフラット絶縁層で被覆されたフラットケーブルに、接続板部の幅方向の両側に複数のクリンプ片が立設されている構造のフラットケーブル接続端子の各クリンプ片がフラット導体の箇所で突き刺され、クリンプ片とフラット導体との導通が取られ、フラットケーブルを突き抜けた各クリンプ片が折り曲げられて加締められているフラットケーブルと接続端子の接続部を対象とする。
【００１６】
本発明に係るフラットケーブルと接続端子の接続部では、フラット導体がアルミニウムあるいはその合金からなるアルミニウムフラット導体であり、該アルミニウムフラット導体に各クリンプ片が突き刺され、アルミニウムフラット導体の剪断された新生面が各クリンプ片に接触されて行われていることを特徴とする。
【００１７】
このようにフラットケーブルとフラットケーブル接続端子の接続が、アルミニウムフラット導体に各クリンプ片が突き刺され、アルミニウムフラット導体の剪断された新生面が各クリンプ片に接触させて行われていると、アルミニウムフラット導体にメッキを施すことなく、簡単に安定した電気的接続状態を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、前述した図８及び図９と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００１９】
図１は本発明で用いるアルミニウムよりなるフラット導体を用いたフラットケーブルの一例を示す横断図である。
【００２０】
このフラットケーブル３ａは、平行に並設された２条のアルミニウムフラット導体１ａが、ポリエチレンテレフタレートの如きプラスチックよりなるフラット絶縁層２ａで一括して被覆された構造になっている。アルミニウムフラット導体１ａは、導電率が銅に比べて６０％程度であるので、図２に示す銅よりなるフラット導体１を用いたフラットケーブル３の導体幅Ｗｃと導体幅Ｗａが同じであるとすると、銅導体と同様の導電率を有するアルミニウムフラット導体１ａの厚さｔａは、銅よりなるフラット導体１の厚さをｔｃとすると、
ｔａ＝ｔｃ／０．６
の厚さが必要になっている。
【００２１】
即ち、本発明のフラットケーブルと接続端子の接続方法及びフラットケーブル接続部の評価に使用した実際のフラット導体の寸法は、銅よりなるフラット導体１の幅Ｗｃ＝２．５　ｍｍ＝Ｗａ、銅よりなるフラット導体１の厚さｔｃ＝０．１５ｍｍ、アルミニウムフラット導体１ａの厚さｔａ＝０．１５／０．６　＝０．２５ｍｍで設計されている。
【００２２】
このように従来の銅よりなるフラット導体１と同様な導電率を有するアルミニウムフラット導体１ａによるフラットケーブル３ａを用いて、前述した図８と同様にしてフラットケーブル接続端子７の各クリンプ片６をアルミニウムフラット導体１ａに突き刺し、図９と同様にしてフラットケーブル３ａを突き抜けた各クリンプ片６を円弧状に折り曲げて加締めて端子接続部８を形成し、この端子接続部８の電気的、機械的性能を評価したところ、下記のような結果が得られた。このとき使用した銅製のフラットケーブル接続端子７の各クリンプ片６の厚さは０．２５ｍｍ、アルミニウムフラット導体１ａに突き刺し後に円弧状に曲成して加締めた際の接続板部５の下面から曲成されたクリンプ片６の上面までの高さ（クリンプハイト）は１．５　ｍｍに設定した。
【００２３】
【表１】
2004119258.tif 000003
表１は、従来の銅よりなるフラット導体１を用いたフラットケーブル３とフラットケーブル接続端子７の接続部と、本発明によるアルミニウムフラット導体１ａを用いたフラットケーブル３ａとフラットケーブル接続端子７の接続部との初期接触抵抗値と引張り強度を比較したものである。まず、初期接触抵抗値では、アルミニウムフラット導体１ａと銅よりなるフラット導体１とでは殆ど差がなく、クリンプ片６のアルミニウムフラット導体１ａへの突き刺しによってクリンプ片６は、アルミニウムフラット導体１ａの剪断された新生面と接触しているので、アルミニウム表面の酸化被膜の影響がなく、且つクリンプ片６とアルミニウムフラット導体１ａが適切に接触していることが判る。
【００２４】
次に、接続部の引張り強度は、アルミニウムフラット導体１ａが平均値で１０％程度落ちるものの、実際に使用される車載環境で要求される約９０Ｎ以上を充分に確保しているので、充分な引張り強度を有していると言える。
【００２５】
図３は、これら接続部をサーマルショック試験にかけて接触抵抗値の時間的変化を見たものであって、両者とも約２００　サイクルで接触抵抗値が一定となり、クリンプ片とフラット導体との接触状態が安定していることが判る。
【００２６】
図４は、或る一定の応力振幅で繰り返し材料に応力をかけ、材料が破壊するまでの応力振幅と応力繰り返し数の関係を表わした所謂ウエラー曲線を本発明によるアルミニウムフラット導体１ａを用いたフラットケーブル３ａに対して実験的に求めたものであって、縦軸に与える応力振幅、横軸に本発明に係るアルミニウムフラット導体１ａが破断するまでの応力繰り返し数の対数をとっている。
【００２７】
この実験結果から判ることは、応力振幅が小さいほど破断までの応力繰り返し数が増して、この曲線が水平になった時の応力振幅、即ち約２００　Ｍｐａ以下になると、いくら繰り返してもアルミニウムフラット導体１ａは破断しないことを表わしている。
【００２８】
また、一般に車載されたときに要求される疲労強度の条件は、２０Ｈｚ〜２００　Ｈｚを３分間掃引し、６０分を１サイクルとして３００　サイクルを繰り返すものであるので、これを繰り返し数に換算すると周波数の幅があるので５×１０の５乗から５×１０の６乗に相当し、この幅を図４の横軸に当てはめると、図４に示すように、この幅とウエラー曲線の交点での応力振幅が判る。即ち、本発明に係るアルミニウムフラット導体１ａを用いたフラットケーブル３ａは、要求繰り返し数の厳しいところをとっても、約２００　Ｍｐａ以下の応力振幅での繰り返し振動で使用することで車載要求を満足することが判った。
【００２９】
実際の車載回路にかかる応力振幅は１０数Ｍｐａといわれているので、アルミニウムフラット導体１ａを用いたフラットケーブル３ａは実際上、十分な振動耐久性があることが判った。
【００３０】
さらに、アルミニウムフラット導体１ａを用いたフラットケーブル３ａは、実際の配索作業でいろいろな角度に折り曲げられることが多いので、その機械的耐久性についても検証している。
【００３１】
図５は、折り曲げのような密着曲げ径に対する導体破断までの繰り返し回数を示したもので、アルミニウムフラット導体１ａは銅よりなるフラット導体１に対して曲げ強度が劣るものの、フラットケーブル厚さの曲げ径、即ち密着曲げに対しても４回以上の繰り返し回数が示されているので、実際には同一箇所を４回も繰り返し曲げを与えることはないので、配索作業での折り曲げについても全く問題のない機械的強度を有していると言える。
【００３２】
なお、本試験に用いたフラットケーブルの構造、寸法は、前述の試験で用いたものと同じである。
【００３３】
このように本発明者は、各種の電気的、機械的評価によって、クリンプ片６を有するフラットケーブル接続端子７を用いてアルミニウムフラット導体１ａを突き刺し加締める方法が、アルミニウムフラット導体と接続端子の接続に適切であることを発見した。
【００３４】
また、本例では、ポリエチレンテレフタレートフィルムよりなるフラット絶縁被覆２で絶縁されたアルミニウムフラット導体１ａのフラットケーブル３ａにクリンプ片６を突き刺し接続する方法で説明したが、アルミニウムフラット導体１ａにポリブチレンテレフタレートをフラット絶縁被覆２として押出し被覆したフラットケーブル３ａに、クリンプ片６を有するフラットケーブル接続端子７を図９と同様に突き刺して接続した試料を電気的、機械的試験にかけた結果、前述した結果と同様な結果が得られた。
【００３５】
本発明の実施の形態は、端子本体４を有するフラットケーブル接続端子７について説明したが、このフラットケーブル接続端子７は、例えば図６に示すように、アルミニウムフラット導体１ａをフラット絶縁被覆２ａで被覆したフラットケーブル３ａの端部を突き合わせ、接続板部５の長手方向の両端の幅方向の両側に複数のクリンプ片６を立設した構造のフラットケーブル接続端子７の各側の各クリンプ片６をアルミニウムフラット導体１ａの箇所で各側のフラットケーブル３ａに突き刺した場合にも、本発明のフラットケーブルと接続端子の接続方法及びフラットケーブル接続部に適用することができる。
【００３６】
また、本発明の実施の形態では、接続板部５の幅方向の両側に複数のクリンプ片６が対向配置で立設されたフラットケーブル接続端子７を用いる場合で説明したが、図７（Ａ）に示すように幅の狭いアルミニウムフラット導体１ａの接続に、接続板部５の幅方向の両側に複数のクリンプ片６が千鳥配置で立設されたフラットケーブル接続端子７を用い、これらクリンプ片６をフラット導体１ａの箇所で図７（Ｂ）に示すようにフラットケーブル３ａに突き刺し、フラットケーブル３ａを突き抜けた各クリンプ片６を円弧状に曲成して加締める場合にも、本発明のフラットケーブルと接続端子の接続方法及びフラットケーブル接続部は同様に適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係るフラットケーブルと接続端子の接続方法では、アルミニウムフラット導体に各クリンプ片を突き刺し、アルミニウムフラット導体の剪断された新生面を各クリンプ片に接触させて行うので、アルミニウムフラット導体にメッキを施すことなく、簡単に安定した電気的接続状態を得ることができる。
【００３８】
また、本発明に係るフラットケーブルと接続端子の接続部では、アルミニウムフラット導体に各クリンプ片が突き刺され、アルミニウムフラット導体の剪断された新生面が各クリンプ片に接触させて行われているので、アルミニウムフラット導体にメッキを施すことなく、簡単に安定した電気的接続状態を得ることができ、従来の銅導体のフラットケーブルに比べ、安価で軽量なフラットケーブルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いるアルミニウムよりなるフラット導体を用いたフラットケーブルの一例を示す横断図である。
【図２】従来の銅よりなるフラット導体を用いたフラットケーブルの一例を示す横断図である。
【図３】従来の銅よりなるフラット導体を用いたフラットケーブルとフラットケーブル接続端子の接続部と、本発明によるアルミニウムフラット導体を用いたフラットケーブルとフラットケーブル接続端子の接続部にサーマルショック試験をかけて接触抵抗値の時間的変化を示した図である。
【図４】或る一定の応力振幅で繰り返し材料に応力をかけ、材料が破壊するまでの応力振幅と応力繰り返し数の関係を表わしたウエラー曲線図である。
【図５】銅よりなるフラット導体とアルミニウムフラット導体とのフラットケーブルに対する折り曲げ強度試験結果を示す図である。
【図６】本発明に係るフラットケーブルと接続端子の接続方法及び接続部の他の例の接続前の状態を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）は本発明に係るフラットケーブルと接続端子の接続方法及び接続部で用いるフラットケーブル接続端子の他の例を示す示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）に示したフラットケーブル接続端子をフラットケーブルに接続した状態を示す斜視図である。
【図８】従来のフラットケーブルと接続端子の接続方法及び接続部の接続前の状態の斜視図である。
【図９】従来のフラットケーブルと接続端子の接続方法及び接続部の接続後の状態の斜視図である。
【図１０】従来のフラットケーブルと接続端子の接続方法及び接続部のクリンプ片の突き刺し工程の状態を示す縦断面図である。
【図１１】従来のフラットケーブルと接続端子の接続方法及び接続部のクリンプ片の加締め工程の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　フラット導体
１ａ　アルミニウムフラット導体
２，２ａ　フラット絶縁層
３，３ａ　フラットケーブル
４　端子本体
５　接続板部
６　クリンプ片
７　フラットケーブル接続端子
８　端子接続部
９　フラットケーブル受け金具
１０　クリンプ片受け溝
１１　仕切り突起
１２　曲成加締め凹部
１３　アンビル
１４　ガイド部材
【図１】
2004119258.tif 000004
【図２】
2004119258.tif 000005
【図３】
2004119258.tif 000006
【図４】
2004119258.tif 000007
【図５】
2004119258.tif 000008
【図６】
2004119258.tif 000009
【図７】
2004119258.tif 000010
【図８】
2004119258.tif 000011
【図９】
2004119258.tif 000012
【図１０】
2004119258.tif 000013
【図１１】
2004119258.tif 000014