(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の素線を撚り合せてなる導体を絶縁被覆で覆った電線に、前記導体の外径より狭い間隔の２列の刃部を備えた一対の対向するフォーク板を押し当てて、前記刃部で絶縁被覆をカットするとともに刃部を素線に接触させることで導体とフォーク板とを導通する圧接形コネクタにおいて、
この圧接形コネクタは、前記フォーク板を互いに平行で且つ間隔ｔを次に示す（１）式又は（２）式のように設定し、
導体の外径に対する刃部の間隔の比率ＷＳ／ｄを次に示す（３）式のように設定し、
前記フォーク板は、前記電線を押し込むためのスロット部を備え、
このスロット部は、開口側から順に、前記電線をガイドするための第１傾斜部と、前記絶縁被覆を剥がすためのエッジ部と、前記導体の素線を圧縮及び再配列させる第２傾斜部と、前記エッジ部の被覆剥離の効果を高めるために第１傾斜部及び第２傾斜部の側面に形成された面取り部と、前記導体に押し付けて圧接保持するための前記刃部とを備えることを特徴とする圧接形コネクタ。
【数１】
0003895466.tif 000004
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧接形コネクタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧接形コネクタとしては、例えば、実開昭５５−２１５５３号公報「電線接続装置」が知られている。
上記技術は、被覆電線を中間部にて他の被覆電線に簡便に、且つ能率よく電気的に接続することができる電線接続装置に関するものであり、同公報の第４図を図７として再掲載し説明する。なお、符号は振り直す。
【０００３】
図７は従来の圧接形コネクタを示す斜視図であり、コネクタである金属爪要素１００は、互いに対向する脚片部１０１，１０２（脚片部１０２は図示せず）と、互いに対向する脚片部１０３，１０４と、各脚片部１０１，１０２，１０３，１０４の先端にそれぞれ設けた二又先端部１０５，１０５及びこの二又先端部１０５，１０５の内部に設けた芯線保持部１０６とを備える。なお、１０７，１０８は被覆電線、１０９，１１０は複数の素線からなる芯線である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図８（ａ），（ｂ）は金属爪要素に接続した被覆電線の芯線を示す図であり、（ａ）は脚片部１０３と芯線１１０との接触状態を示し、（ｂ）は脚片部１０４と芯線１１０との接続状態を示す。
（ａ）において、芯線１１０の素線のなかで、脚片部１０３に接触しない素線１１１が存在する。
【０００５】
（ｂ）において、芯線１１０がより線である場合に、（ａ）で示した脚片部１０３からある距離を隔てた脚片部１０４では、素線１１１が脚片部１０４にも接触しない場合がある。
このように、両方の脚片部１０３，１０４のどちらにも接触しないときには、導通するための芯線１１０の断面積が減少し、金属爪要素１００（図７参照）と芯線１１０との接触抵抗が増加するという不都合がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、接触抵抗を小さくすることのできる圧接形コネクタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１は、複数本の素線を撚り合せてなる導体を絶縁被覆で覆った電線に、導体の外径より狭い間隔の２列の刃部を備えた一対の対向するフォーク板を押し当てて、刃部で絶縁被覆をカットするとともに刃部を素線に接触させることで導体とフォーク板とを導通する圧接形コネクタにおいて、圧接形コネクタのフォーク板を互いに平行で且つ間隔ｔを次に示す（１）式又は（２）式のように設定し、導体の外径に対する刃部の間隔の比率ＷＳ／ｄを次に示す（３）式のように設定し、フォーク板に、電線を押し込むためのスロット部を備え、このスロット部に、開口側から順に、電線をガイドするための第１傾斜部と、絶縁被覆を剥がすためのエッジ部と、導体の素線を圧縮及び再配列させる第２傾斜部と、エッジ部の被覆剥離の効果を高めるために第１傾斜部及び第２傾斜部の側面に形成された面取り部と、導体に押し付けて圧接保持するための刃部とを備えた。
【０００８】
【数２】
0003895466.tif 000002
【０００９】
複数の素線のどれも少なくとも一方のフォーク板に接触し、導体と圧接形コネクタとの接触抵抗が減少する。
【００１０】
また、フォーク板のスロット部に電線を第１傾斜部でガイドしながら押し込んで、エッジ部で絶縁被覆を剥がし、第２傾斜部で導体の素線を圧縮及び再配列させ、面取り部でエッジ部の被覆剥離の効果を高め、刃部を導体に押し付けて圧接保持することで、導体と圧接形コネクタとを接触させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る圧接形コネクタの斜視図であり、圧接形コネクタ１は、板材で一体的に形成したのもであり、電線Ｃ１に導通させるためにフォーク状に形成したフォーク板としての第１・第２圧接部２，３と、電線Ｃ２に導通させるためにフォーク状に形成したフォーク板としての第３・第４圧接部４，５と、これら第１圧接部２、第２圧接部３、第３圧接部４及び第４圧接部５を繋ぐ基部６とからなる。なお、電線Ｃ１は、複数の素線（図示せず）を撚り合せた導体Ｄ１と、この導体Ｄ１を包む絶縁被覆Ｅ１とからなる。
また、電線Ｃ２は、複数の素線（図示せず）を撚り合せた導体Ｄ２と、この導体Ｄ２を包む絶縁被覆Ｅ２とからなる。
【００１２】
第１・第２圧接部２，３と第３・第４圧接部４，５とは、直交して重なる電線Ｃ１と電線Ｃ２との結線を行うために、高さが異なるものである。
第１圧接部２、第２圧接部３は、電線Ｃ１を押し込むためのスロット部７，８を備える。
第３圧接部４及び第４圧接部５は、電線Ｃ２を押し込むためのスロット部１１，１２を備える。
【００１３】
第１圧接部２と第２圧接部３とは、平行であり、それらの間隔、ここでは、第１・第２圧接部２，３のそれぞれの内面２ａ，３ａ間の距離をｔとする。
また、第３圧接部４と第４圧接部５とは、同じく平行であり、それらの間隔、ここでは、第３・第４圧接部４，５のそれぞれの内面４ａ，５ａ間の距離をｔ（図示せず）とする。
また、電線Ｃ１，Ｃ２の導体Ｄ１，Ｄ２の外径、即ち、導体Ｄ１，Ｄ２の外接円の直径をｄ（導体Ｄ２には図示せず）とする。
【００１４】
図２は図１の２矢視図でり、第１圧接部２のスロット部７は、開口側から順に、電線Ｃ１をガイドするための第１傾斜部７ａ，７ａと、絶縁被覆Ｅ１を剥がすためのエッジ部７ｂ，７ｂと、導体Ｄ１の素線を圧縮及び再配列させる第２傾斜部７ｃ，７ｃと、エッジ部７ｂ，７ｂの被覆剥離の効果を高めるために第１傾斜部７ａ，７ａ及び第２傾斜部７ｃ，７ｃの外側面に形成した面取り部７ｄ，７ｄと、導体Ｄ１に押し付けて圧接保持するための左・右刃部７Ｌ，７Ｒと、スロット部７に電線Ｃ１を押し込んだときに応力の集中を防ぐアール部７ｆとからなる。
【００１５】
スロット部８は、スロット部７と同一形状であり、説明を省略する。
なお、８Ｌ，８Ｒは導体Ｄ１に押し付けて圧接保持するための左・右刃部である。
左・右刃部７Ｌ，７Ｒ及び左・右刃部８Ｌ，８Ｒの間隔をＷＳ（左・右刃部８Ｌ，８Ｒには図示せず）とする。
【００１６】
図３は本発明に係る第１・第２圧接部と導体との接触状態を説明する説明図であり、（ａ）は側面図（絶縁被覆は図示せず）、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。
（ａ）において、第１・第２圧接部２，３は、スロット部７，８（図１参照）で撚り線である導体Ｄ１を圧接する。
【００１７】
導体Ｄ１は、例えば、各素線を第１圧接部２から第２圧接部３にかけて反時計回りに撚ったものである。
ここで、１本の素線（ハッチングを施した線）をＦとすると、第１圧接部２付近では素線Ｆは導体Ｄ１のほぼ上部にあり、導体Ｄ１の奥側（破線部分）を通って、第２圧接部３付近では導体Ｄ１の手前側に至る。
【００１８】
（ｂ）において、第１圧接部２側では、素線Ｆは、左・右刃部７Ｌ，７Ｒとのどちらにも接触しない。
（ｃ）において、第２圧接部３側では、素線Ｆは、右刃部８Ｒと接触する。
即ち、素線Ｆは、第１圧接部２と第２圧接部３との間隔ｔ（図３（ａ）参照）を後述する範囲に設定することにより、第１・第２圧接部２，３のどちらか一方に接触する。他の素線についても、同様である。
【００１９】
以上に述べた第１・第２圧接部２，３の間隔ｔの設定方法を次に説明する。
図４は本発明に係る第１・第２圧接部の間隔の設定方法を説明する説明図であり、電線Ｃ１（図１参照）の導体Ｄ１を第１圧接部２の刃部７Ｌ，７Ｒ間及び第２圧接部３の刃部８Ｌ，８Ｒ間に押し込んだ状態を示す。ここで、図の下方の第１・第２圧接部２，３の断面図は、それぞれ図３の（ｂ），（ｃ）に相当する。なお、第３・第４圧接部４，５の間隔の設定方法については第１圧接部２，３の方法と同様なので説明を省略する。
外径ｄの導体Ｄ１を間隔ＷＳの左・右刃部７Ｌ，７Ｒ間（及び刃部８Ｌ，８Ｒ間）に押込んだ場合、導体Ｄ１は圧縮により変形し、上下に長い略長円形状になる。
【００２０】
この時、第１圧接部２の右刃部７Ｒの上部に最接近させた（接触していない）位置の素線をＰ、この素線Ｐから反時計回りの側にあり、且つ左刃部７Ｌの上部に最接近させた（接触していない）位置の素線をＱとする。
また、第２圧接部３の刃部８Ｌ，８Ｒでの素線Ｐの位置をそれぞれ位置Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖ，Ｗとする。
更にまた、第２圧接部３の刃部８Ｌ，８Ｒでの素線Ｑの位置もそれぞれ位置Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖ，Ｗをとり得る。
【００２１】
位置Ｒ，Ｔ，Ｕ，Ｗは、素線Ｐ，Ｑが左・右刃部８Ｌ，８Ｒに接触する上下端の位置であり、左・右刃部８Ｌ，８Ｒ（又は左・右刃部７Ｌ，７Ｒ）の中心線をＣＶ、導体Ｄ１の上下方向の中心線をＣＨ、中心線ＣＶと中心線ＣＨとの交点を点Ｇとすると、位置Ｒと位置Ｕとは点Ｇに対して点対称であり、位置Ｔと位置Ｗとは点Ｇに対して点対称である。位置Ｓ，Ｖについては後述する。
【００２２】
更に、位置Ｒの中心を点ＲC、位置Ｔの中心を点ＴC、位置Ｕの中心を点ＵC、位置Ｗの中心を点ＷCとし、中心線ＣＶと直線ＷCＴCとのなす角をθとすると、∠ＷCＧＲC＝２θとなる。
更にまた、導体Ｄ１の撚り方向をｔｗとする。
【００２３】
以下に、素線Ｐ，Ｑが第２圧接部３の左・右刃部８Ｌ，８Ｒのどちらか一方に接触する条件を求める。
素線Ｐが左刃部８Ｌの位置Ｒから位置Ｔまでの間に接触すると仮定すると、素線Ｑは、素線Ｐが位置Ｔにあるときに、位置Ｔと位置Ｕとの間に位置することになり、左・右刃部８Ｌ，８Ｒのどちらにも接触しなくなる。
【００２４】
従って、素線Ｐ，Ｑの両方が刃部８Ｌに接触するためには、素線Ｐは、位置Ｓを位置Ｔから２θだけ時計回りの位置とすれば、位置Ｒから位置Ｓの間にあればよい。即ち、素線Ｐが範囲Ｘで接触すればよい。
これより、上記した素線Ｐ，Ｑが左刃部８Ｌに接触する条件は、導体Ｄ１の第１圧接部２から第２圧接部３に至る撚り角度をφ１とすると、
２θ≦φ１＜π−２θ……（１）
【００２５】
また、素線Ｐ，Ｑの両方が刃部８Ｒに接触するためには、上記と同様にして、素線Ｐは、位置Ｖを位置Ｗから２θだけ時計回りの位置とすれば、位置Ｕから位置Ｖの間にあればよい。即ち、素線Ｐが範囲Ｙで接触すればよい。
従って、上記した素線Ｐ，Ｑが右刃部８Ｒに接触する条件は、導体Ｄ１の第１圧接部２から第２圧接部３に至る撚り角度をφ２とすると、
π＋２θ≦φ２＜２π−２θ……（２）
【００２６】
ここで、導体Ｄ１の素線が１回転撚られるときの導体Ｄ１長さ方向のピッチを撚りピッチｐとすると、第１・第２圧接部２，３間の間隔ｔ、撚り角度φ１，φ２、撚りピッチｐの関係は、
ｔ：ｐ＝φ１：２π、又はｔ：ｐ＝φ２：２π
従って、
ｔ＝φ１／２π・ｐ……（３）
又は、
ｔ＝φ２／２π・ｐ……（４）
【００２７】
（１）式及び（３）式より、
２θ／２π・ｐ≦ｔ＜（π−２θ）／２π・ｐ
従って、
θ／π・ｐ≦ｔ＜（０．５−θ／π）・ｐ……（５）
また、（２）式及び（４）式より、
（π＋２θ）／２π・ｐ≦ｔ＜（２π−２θ）／２π・ｐ
従って、
（０．５＋θ／π）・ｐ≦ｔ＜（１−θ／π）・ｐ……（６）
【００２８】
ここで、直線ＷCＴCの長さをｋ・ｄ（導体Ｄ１が押し潰されたときに、最も外側に並んだ素線Ｐ（又は素線Ｑ）の位置Ｗから位置Ｔまでの距離が導体Ｄ１の外径ｄのｋ倍になったとする。ｋは定数である。）、素線Ｐの径をＳｄとすると、
ｓｉｎθ＝（ＷＳ−Ｓｄ）／（ｋ・ｄ）
従って、
θ＝ｓｉｎ−１（（ＷＳ−Ｓｄ）／（ｋ・ｄ））……（７）
【００２９】
ここで、
Ｍ＝θ／π
とすると、（５）式は、
Ｍ・ｐ≦ｔ＜（０．５−Ｍ）・ｐ……（８）
また、（６）式は、
（０．５＋Ｍ）・ｐ≦ｔ＜（１−Ｍ）・ｐ……（９）
上記した（８）式又は（９）式が、導体Ｄ１の複数の素線Ｐ，Ｑ（及び残りの素線）を第１・第２圧接部２，３のどちらか一方に接触するための条件である。
【００３０】
図５は本発明に係る圧接形コネクタのＷＳ／ｄと素線切れ本数との関係を示すグラフであり、縦軸は導体の素線切れ本数、横軸は導体径に対する刃部間隔の比率であるＷＳ／ｄを表す。（符号は図１及び図４参照。）
ＷＳ／ｄが小さい、即ち導体Ｄ１（又は導体Ｄ２）の外径ｄに対して左・右刃部７Ｌ，７Ｒ（又は左・右刃部８Ｌ，８Ｒ）間の間隔ＷＳが小さいと、導体Ｄ１（又は導体Ｄ２）を左・右刃部７Ｌ，７Ｒ（又は左・右刃部８Ｌ，８Ｒ）間に無理に押し込むことになり、素線切れ本数が多くなる。
【００３１】
ＷＳ／ｄを大きくする、即ち導体Ｄ１（又は導体Ｄ２）の外径ｄに対して左・右刃部７Ｌ，７Ｒ（又は左・右刃部８Ｌ，８Ｒ）間の間隔ＷＳを大きくするにつれて導体Ｄ１が左・右刃部７Ｌ，７Ｒ（又は左・右刃部８Ｌ，８Ｒ）間に比較的容易に入り込むようになって、素線切れ本数が少なくなり、ＷＳ／ｄの値が０．４以上では、素線切れはなくなる。
【００３２】
図６は本発明に係る圧接形コネクタのＷＳ／ｄと接触抵抗との関係を示すグラフであり、縦軸は圧接コネクタと導体との接触抵抗、横軸はＷＳ／ｄを表す。（符号は図１及び図４参照。）
ＷＳ／ｄが小さいと、左・右刃部７Ｌ，７Ｒ（又は左・右刃部８Ｌ，８Ｒ）が導体Ｄ１の各素線を強く押さえるため接触抵抗は小さく安定するが、ＷＳ／ｄが０．６以上になると、左・右刃部７Ｌ，７Ｒ（又は左・右刃部８Ｌ，８Ｒ）が導体Ｄ１の各素線を押さえる力が弱くなるため、急激に接触抵抗が大きくなる。
【００３３】
以上の結果より、素線切れが発生せず、しかも接触抵抗が小さくなる条件として、ＷＳ／ｄを、
０．４≦ＷＳ／ｄ≦０．６
に設定すればよい。
【００３４】
尚、本発明の実施の形態では、圧接形コネクタによって、２本の電線を結線する場合を示したが、これに限るものではなく、圧接形コネクタを１本の電線の端子として接続する場合に用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の圧接形コネクタは、圧接形コネクタのフォーク板を互いに平行で且つ間隔ｔを次に示す（１）式又は（２）式のように設定し、導体の外径に対する刃部の間隔の比率ＷＳ／ｄを次に示す（３）式のように設定し、フォーク板に、電線を押し込むためのスロット部を備え、このスロット部に、開口側から順に、電線をガイドするための第１傾斜部と、絶縁被覆を剥がすためのエッジ部と、導体の素線を圧縮及び再配列させる第２傾斜部と、エッジ部の被覆剥離の効果を高めるために第１傾斜部及び第２傾斜部の側面に形成された面取り部と、導体に押し付けて圧接保持するための刃部とを備えた。
【００３６】
【数３】
0003895466.tif 000003
【００３７】
複数の素線のどれも少なくとも一方のフォーク板に接触させることで、導体と圧接形コネクタとの接触抵抗を減少させることができる。
また、フォーク板のスロット部に電線を第１傾斜部でガイドしながら押し込んで、エッジ部で絶縁被覆を剥がし、第２傾斜部で導体の素線を圧縮及び再配列させ、面取り部でエッジ部の被覆剥離の効果を高め、刃部を導体に押し付けて圧接保持することで、導体と圧接形コネクタとを接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る圧接形コネクタの斜視図
【図２】  図１−２矢視図
【図３】  本発明に係る第１・第２圧接部と導体との接触状態を説明する説明図
【図４】  本発明に係る第１・第２圧接部の間隔の設定方法を説明する説明図
【図５】  本発明に係る圧接形コネクタのＷＳ／ｄと素線切れ本数との関係を示すグラフ
【図６】  本発明に係る圧接形コネクタのＷＳ／ｄと接触抵抗との関係を示すグラフ
【図７】  従来の圧接形コネクタを示す斜視図
【図８】  金属爪要素に接続した被覆電線の芯線を示す図
【符号の説明】
１…圧接形コネクタ、２，３，４，５…フォーク板（第１圧接部、第２圧接部、第３圧接部、第４圧接部）、７，８，１１，１２…スロット部、７ａ…第１傾斜部、７ｂ…エッジ部、７ｃ…第２傾斜部、７ｄ…面取り部、７Ｌ，７Ｒ，８Ｌ，８Ｒ…刃部（左・右刃部）、Ｃ１，Ｃ２…電線、Ｄ１，Ｄ２…導体、ｄ…導体の外径、Ｅ１，Ｅ２…絶縁被覆、Ｆ，Ｐ，Ｑ…素線、ｋ…定数、Ｍ…θ／π、ｐ…導体の撚りピッチ、Ｒｄ…素線の径と導体の外径との比率、Ｓｄ…素線の径、ｔ…フォーク板の間隔、ＷＳ…刃部の間隔。
【図１】
0003895466.tif 000005
【図２】
0003895466.tif 000006
【図３】
0003895466.tif 000007
【図４】
0003895466.tif 000008
【図５】
0003895466.tif 000009
【図６】
0003895466.tif 000010
【図７】
0003895466.tif 000011
【図８】
0003895466.tif 000012