(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の圧接刃の間のスロットに絶縁被覆電線を圧入して、絶縁被覆電線の芯線と電気的に接続した圧接端子の接続状態を把握する方法であって、前記スロットに絶縁被覆電線を圧入するときの絶縁被覆電線にかかる電線挿入力による挿入荷重及び一方の圧接刃にかかる圧接部荷重をそれぞれ測定し、この測定した電線挿入力による挿入荷重を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長（電線挿入長）を横軸にしてプロットして得られる挿入荷重曲線における前記挿入荷重の最大点と最小点とを求め、この求めた最大点に対応する挿入長と最小点に対応する挿入長とを求め、前記測定した圧接部荷重を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長（電線挿入長）を横軸にしてプロットして得られる圧接荷重曲線と前記最大点の挿入長に相当する直線と前記最小点の挿入長に対応する前記圧接荷重曲線における前記圧接荷重に相当する直線とによって囲まれる面積を求めて、この面積を電線作用量として圧接端子の接続状態を把握するばらけ情報値とし、前記挿入荷重の最小点は、前記最大点から減少した挿入荷重が一時的に増加した後再び減少したとき、挿入荷重が一時的に増大する直前の最小値となる点であることを特徴とする圧接端子の圧接状態把握方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁被覆電線を圧接端子に圧接接続した状態を容易に把握することができる圧接端子の圧接状態把握方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数本の素線を撚った撚線をＰＶＣ、ポリエチレン等の絶縁被覆材料により被覆した絶縁被覆電線を接続する端子として圧接端子がある。圧接端子は、絶縁被覆電線との接続作業が簡単なことから多用されつつあり、圧接端子のほぼＵ字状のスロットに絶縁被覆電線を圧入することにより、一対の圧接刃が絶縁被覆電線の絶縁部に切り込まれて絶縁部内の芯線（撚線）と接触し、絶縁被覆電線と圧接端子とが電気的に接続されるものである。
圧接端子は、一対の圧接刃を１又は２以上有する電線接続部を備え、絶縁被覆電線が圧入されるスロットが一対の圧接刃間に形成され、このスロットの幅が絶縁被覆電線の芯線の外径より狭く形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、芯線と一対の圧接刃との接触はできるだけ大きな荷重が作用したままの方が接触を確実に行う上で重要である、つまり、絶縁被覆電線を一対の圧接刃の間のスロットに圧入したとき、一対の圧接刃の間隔（スロット）が広がりその戻ろうとする力が強ければ強いほど接触が確実に行われるため、一対の圧接刃が広がった状態のままで芯線がその圧縮荷重に耐えられることが絶縁被覆電線の芯線と接触する上で重要である。しかし、芯線は複数本の素線を撚った撚線であるため、一対の圧接刃間のスロットに圧入したとき、電線の種類及びスロットの間隔によっては圧接刃による芯線にかかる圧縮荷重が大きく、芯線がその荷重に耐えられずバラケが起きる。本発明でいうバラケとは単に撚りが解除されて素線がばらけたり、芯線が削れたりすることをいう。バラケが起きると、一対の圧接刃が広がった状態から狭くなり、長期間使用していると、圧接刃と芯線との接触が不十分になって接続信頼性が低下することが有り得る。
【０００４】
すなわち、圧接端子の電線接続部では、絶縁被覆電線の種類によって接続過程における接続状態が大きく異なり、電線接続部の接続信頼性が確保できない品種つまりばらけが起きる品種がある。例えば、図９に示すように、ＣＡＶＵＳ（圧縮導体）、ＡＶＳ、ＡＶＳＳ−ｆ（フレキシブル線）、スズメッキ（Ｓｎメッキ）の４つの絶縁被覆電線を同一の一対の圧接刃間のスロット（スロット幅０．４５ｍｍ）に圧入（圧接）すると、圧縮導体の場合がバラケが少なく、ＡＶＳ及びフレキシブル線の場合がバラケが多いことが分かる。ここで用いたＣＡＶＵＳは、径（直径）が１．３ｍｍ、芯線径が０．９ｍｍ、撚り径が７本／０．３２ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。ＡＶＳは、径（直径）が２．０ｍｍ、芯線径が１．０ｍｍ、撚り径が７本／０．３２ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。ＡＶＳＳ−ｆは、径（直径）が２．０ｍｍ、芯線径が１．０ｍｍ、撚り径が２０本／０．１８ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。Ｓｎメッキは、径（直径）が２．０ｍｍ、芯線径が１．０ｍｍ、撚り径が７本／０．３２ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。
【０００５】
接続信頼性を調べる手段としては、サーマルショックテストや高温放置試験などあるが、これら手段はいずれも長期間実施しないと、圧接刃と絶縁被覆電線の芯線との接触状態を把握することができず、工数的な問題がある。
また、経験上、芯線のバラケが少ない方が接続信頼性が高いが、このバラケは、極めて主観的でそれを数値として定量的に調べることができないのが現状である。
【０００６】
そこで、本発明は、このような実状に鑑みなされたものであり、その目的は、絶縁被覆電線を圧接接続したときの接続状態を数値として定量的に把握することができる圧接端子の圧接状態把握方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の圧接端子の圧接状態把握方法は、一対の圧接刃の間のスロットに絶縁被覆電線を圧入して、絶縁被覆電線の芯線と電気的に接続した圧接端子の接続状態を把握する方法であって、前記スロットに絶縁被覆電線を圧入するときの絶縁被覆電線にかかる電線挿入力による挿入荷重及び一方の圧接刃にかかる圧接部荷重をそれぞれ測定し、この測定した電線挿入力による挿入荷重を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長（電線挿入長）を横軸にしてプロットして得られる挿入荷重曲線における前記挿入荷重の最大点と最小点とを求め、この求めた最大点に対応する挿入長と最小点に対応する挿入長とを求め、前記測定した圧接部荷重を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長（電線挿入長）を横軸にしてプロットして得られる圧接荷重曲線と前記最大点の挿入長に相当する直線と前記最小点の挿入長に対応する前記圧接荷重曲線における前記圧接荷重に相当する直線とによって囲まれる面積を求めて、この面積を電線作用量として圧接端子の接続状態を把握するばらけ情報値とし、前記挿入荷重の最小点は、前記最大点から減少した挿入荷重が一時的に増加した後再び減少したとき、前記挿入荷重が一時的に増大する直前の最小値となる点として求められる。
【０００８】
このように、求めた面積つまり電線作用量は、スロット幅に応じて数値が異なるため、絶縁被覆電線の条件や種類毎に前もって圧接刃と芯線との接触抵抗が安定する範囲を類別することにより、圧接刃と芯線との接触状態を電線作用量として定量値化することができ、絶縁被覆電線を圧接接続したときの接続状態を容易に把握することができることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の圧接端子の圧接状態把握方法を実施するための測定装置の一例を示す図である。図１において、１は圧接端子の一対の圧接刃又は試験片の試料２に対する絶縁被覆電線３（図２参照）との圧接状態を把握するための測定装置を示す。
【００１０】
絶縁被覆電線３は、複数本の素線を撚り合わせた芯線（撚線）の外周面に絶縁材料を被覆してなるもので、特に自動車用低圧電線（ＡＶ線）として用いられるものである。具体的には例えば、自動車用圧縮導体薄肉低圧電線（ＣＡＶＵＳ）、自動車用薄肉低圧電線（ＡＶＳ）、自動車用超薄肉低圧電線（ＡＶＶＳ）等である。
試験片は、圧接刃（圧接端子）と同じ金属材料からなり、一対の圧接刃とほぼ同じ形状及びスロットを有する一対の板片により形成されている。
【００１１】
測定装置１は、一対の試料２、２のスロット４に絶縁被覆電線３が圧入（圧接）するときの電線挿入力（ｆ）、その電線挿入力（ｆ）により絶縁被覆電線３にかかる荷重（電線挿入力による荷重）及び一方の試料２にかかる圧接部荷重（Ｆ）をそれぞれ測定するものである。測定装置１は、一対の試料２、２を保持する保持部５と、その保持部５に保持された一対の試料２、２のスロット４に絶縁被覆電線３を圧入（圧接）するための金型６とを備えている。
【００１２】
保持部５は、スロット４に絶縁被覆電線３が圧入（圧接）したときに一対の試料２、２に抵抗がかかることなく移動可能に一対の試料２、２の両側部をそれぞれ保持する一対の保持体７、８を有し、これら一対の保持体７、８のどちらか一方の保持体８には、スロット４に絶縁被覆電線３を圧入するときの一方の試料２かかる圧接部荷重（Ｆ）を連続して測定する第１測定手段９が設けられている。第１測定手段は、圧接部荷重（Ｆ）を連続して測定することができるならばどのようなものでもよく、例えば、圧力検出素子である第１ロードセル９が用いられる。第１ロードセル９で測定された測定値は例えば測定部１０に送信されるようになっている。
【００１３】
金型６は、保持部５に保持された一対の試料２、２のスロット４に絶縁被覆電線３を圧入（圧接）すべく往復移動可能に支持されている。この金型６には、スロット４に絶縁被覆電線３を圧入するときの電線挿入力（ｆ）及び電線挿入力による荷重を連続して測定する第２測定手段１１が設けられている。第２測定手段は、電線挿入力（ｆ）及び電線挿入力による荷重を連続して測定することができるならばどのようなものでもよく、例えば、圧力検出素子である第２ロードセル１１が用いられる。第２ロードセル１１で測定された測定値は例えば測定部１０に送信されるようになっている。
【００１４】
測定部１０は、第１、第２ロードセル９、１１からの測定値や算出した関係式をグラフにあらわしたり、算出値を表示するＣＲＴ等の表示部（図示せず）を備えている。
測定部１０は、演算処理等を行えるものであればどのようなものでもよく、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が用いられる。
【００１５】
この測定部１０は、金型６又は金型６を駆動する駆動機構等からスロット４に圧入される絶縁被覆電線３のスロット４（又は試料２）に対する位置（絶縁被覆電線３の挿入長）を求める挿入長算出機能と、第２ロードセル１１からの測定値（電線挿入力による挿入荷重）を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長を横軸にしてプロットして得られる挿入荷重曲線の最大点と最小点とを求める第１算出機能と、第１ロードセル９からの測定値（圧接部荷重（Ｆ））を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長を横軸にしてプロットして圧接荷重曲線を求め、この圧接荷重曲線と前記最大点の挿入長に相当する直線と前記最小点の挿入長における圧接荷重に相当する直線とによって囲まれる面積を求める第２算出機能とを備えている。ここで、挿入荷重曲線における挿入荷重の最大点は、挿入荷重曲線における挿入荷重の最大値の点、最小点は、最大点から減少した挿入荷重が一時的に増加した後再び減少したとき、挿入荷重が一時的に増大する直前の最小値となる点である。
【００１６】
挿入長算出機能は、金型６の位置を例えば位置検出センサ等により検出してこの検出値から絶縁被覆電線３のスロット４に対する位置（絶縁被覆電線３の挿入長）を求めたり、金型６を駆動する駆動機構例えばモータの回転数等の変位等から絶縁被覆電線３の挿入長を求めたりするものであり、絶縁被覆電線３の挿入長が求められるならばどのように構成してもよい。
【００１７】
第１算出機能は、具体的には例えば、図３に示すように、電線挿入力による荷重（Ｎ）を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長（電線挿入長）を横軸にしてプロットして曲線を求め、この曲線（電線挿入力）の最大点（ａ）と最小点（ｃ）とを求めるものである。
【００１８】
第１算出機能では、具体的には、最大点は挿入荷重が最大値となる点として求めることができ、最小点については、図３のｃの部分に見られるように、一対の圧接刃の間に絶縁被覆電線が挟まれている状態で、挿入荷重が一時的に増大する現象を捉え、挿入荷重が一時的に増大する直前の最小値となる点として求めることができる。
【００１９】
さて、この測定装置１を用いて圧接端子の圧接状態を把握するには、まず、一対の保持体７、８に一対の試料２、２を保持させる。そのスロット４に絶縁被覆電線３を金型６を用いて圧入（圧接）する。すなわち、図１に示すように、一対の保持体７、８に一対の試料例えば圧接刃２、２を保持させ、このスロット４の開口部に絶縁被覆電線３を位置させて、この絶縁被覆電線３を金型６によりスロット４の深さ方向に向けて押圧する。これにより、絶縁被覆電線３が図２に示すようにスロット４内に圧入すると共に、一対の圧接刃２、２が絶縁被覆電線３の絶縁部に切り込まれて絶縁部内の芯線（撚線）と接触する。
【００２０】
このときの絶縁被覆電線３にかかる荷重（電線挿入力による荷重）及び一方の圧接刃にかかる圧接部荷重（Ｆ）が第２、第１ロードセル１１、９によって連続して測定され、これら測定値が測定部１０に送られる。このときの圧接部荷重はスロット４の開口部に位置されている場合にはＦｏである。
【００２１】
測定部１０は、まず、図３に示すように、電線挿入力による荷重（Ｎ）を縦軸に、絶縁被覆電線３の挿入長（電線挿入長）を横軸にしてプロットして挿入荷重曲線（電線挿入力）を求め、この曲線の最大点（ａ）と最小点とを求める。
次に、圧接部荷重を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長（電線挿入長）を横軸にしてプロットして圧接荷重曲線を求め、図３に示されるように、この圧接荷重曲線（圧接部荷重）と前記最大点（ａ）の挿入長（ｂ）に相当する直線と前記最小点の挿入長（ｃ）の挿入荷重に相当する直線とによって囲まれる面積（図に示した斜線の部分の面積Ｓ）を求める。この求められた面積が電線作用量Ｓとして圧接端子の接続状態を把握するばらけ情報値である。
【００２２】
すなわち、一対の圧接刃２、２間のスロット４に絶縁被覆電線３を圧入する場合、図８に示すように、絶縁被覆電線３の形状は、まず（ａ）に示すように、スロット４の開口部に絶縁被覆電線３を位置させたときには原形のままである。スロット４に圧入されると、（ｂ）に示すように、圧接刃２が絶縁被覆電線３の絶縁部に切り込まれて絶縁部内の芯線と接触し、（ｃ）に示すように、芯線のほぼ半分がスロット４内に圧入する。そして、（ｄ）に示すように、芯線のほとんどがスロット４内に圧入して、芯線のスロット４内での形状がほぼ決まってから、（ｅ）に示すように、芯線が完全にスロット４内に圧入する。このときの電線挿入力（荷重）（Ｎ）を縦軸に、絶縁被覆電線の挿入長（電線挿入長）を横軸にしてプロットすると、図８のグラフに示す実線で示された曲線になる。ここで用いた絶縁被覆電線３としては、径（直径）が１．３ｍｍ、芯線径が０．９ｍｍ、撚り径が７本／０．３２ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものを用いて、スロット幅が０．４８ｍｍの圧接刃２に圧入したものである。
【００２３】
このように、絶縁被覆電線３をスロット４に圧入する場合、スロット４内で芯線がばらけると、圧接刃２、２の開き量が小さくなり、圧接荷重も減少する。この挙動が、（ａ）に示すようにスロット４の開口部に絶縁被覆電線３を位置させたときから（ｄ）に示すように芯線のほとんどがスロット４内に圧入して芯線のスロット４内での形状がほぼ決まるときまでの荷重における前記面積に表われ、この面積をみれば圧接端子２の接続状態を把握することができることになる。換言すれば、その面積が電線作用量Ｓとして圧接端子２の接続状態を把握するばらけ情報値である。
【００２４】
つまり、ばらけ情報値（電線作用容量Ｓ）は、電線の品種及びスロット幅によって明らかに異なる。例えば、ＣＡＶＵＳ（圧縮導体）とＡＶＳＳ（自動車用超薄肉低圧電線）とについてばらけ情報値（電線作用容量）を求めると、図４及び図５に示すように、ＣＡＶＵＳは、２．５７Ｎ・ｍｍ、ＡＶＳＳは、５．７１Ｎ・ｍｍとなる。ここで用いたＣＡＶＵＳは、径（直径）が１．３ｍｍ、芯線径が０．９ｍｍ、撚り径が７本／０．３２ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。ＡＶＳＳは、径（直径）が２．０ｍｍ、芯線径が１．０ｍｍ、撚り径が７本／０．３２ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。スロット幅は０．４８ｍｍである。なお、図４及び図５は図面が小さいため、図３における最小点ｃに相当する荷重の上昇が描かれていないが、最小点に相当する点は図３の場合同様に、挿入荷重の一時的な上昇を検出することによって見つけられる。
【００２５】
さらに、ＣＡＶＵＳ、ＡＶＳＳ−ｆ（フレキシブル線）、ＡＶＳについて、０．４ｍｍから０．８ｍｍまでの０．１ｍｍ間隔で５つのスロット幅におけるばらけ情報値（電線作用容量）を求め、電線作用容量を縦軸に、スロット幅（ｍｍ）を横軸にしてプロットすると、図６に示すようになった。ここで用いたＣＡＶＵＳは、径（直径）が１．３ｍｍ、芯線径が０．９ｍｍ、撚り径が７本／０．３２ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。ＡＶＳＳ−ｆは、径（直径）が２．０ｍｍ、芯線径が１．０ｍｍ、撚り径が２０本／０．１８ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。ＡＶＳは、径（直径）が２．０ｍｍ、芯線径が１．０ｍｍ、撚り径が７本／０．３２ｍｍ、撚り条件が同心撚りのものである。
【００２６】
ばらけ情報値（電線作用容量Ｓ）は、電線の品種及びスロット幅によって明らかに異なると共に、スロット幅に応じて数値が異なるため、絶縁被覆電線の条件や種類毎に前もって圧接刃と芯線との接触抵抗が安定する範囲を類別することで、圧接刃と芯線との接触状態を電線作用量として定量値化することができる。
【００２７】
すなわち、図６に示したＣＡＶＵＳ、ＡＶＳＳ−ｆ、ＡＶＳについて、スロット幅における接触抵抗（ｍΩ）を求め、この接触抵抗を縦軸に、スロット幅（ｍｍ）を横軸にしてプロットすると、図７に示すようになった。この結果からもわかるように、スロット幅が狭ければ抵抗も小さいが、これは圧接の場合、スロット幅が狭くてばらけが起きたとしても、圧接の直後はばらけた芯線と圧接刃とは十分に接触しているので接触抵抗は小さい。つまり、ばらけが起きてスロット幅が広がった状態から狭くなっても（スロット４内で芯線がばらけ、圧接刃２、２の開き量が小さくなり、圧接荷重が減しても）、特に圧接直後は芯線と圧接刃２とは十分に接触している。しかし、このままの状態で長期間使用していると、圧接荷重が小さいため、圧接刃２と芯線との接触が不十分になって接続信頼性が低下することが有り得る。換言すると、接触抵抗が安定していない。よって、接触抵抗をみただけでは、接触抵抗が小さくても安定しているとはいえない。
【００２８】
これに対して、ばらけ情報値（電線作用容量Ｓ）は、図６に示すように、スロット幅に応じて数値が異なるため、絶縁被覆電線の条件や種類毎に前もって圧接刃と芯線との接触抵抗が安定する範囲を類別することで、圧接刃と芯線との接触状態を電線作用量として定量値化することができる。
【００２９】
したがって、本発明の圧接端子の圧接状態把握方法は、圧接過程における芯線のバラケ量を定量値化することができ、ばらけ情報値を測定すれば、接続信頼性を直ちに判断することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上要するに請求項１に記載の発明によれば、求めた電線作用量がスロット幅に応じて数値が異なるため、絶縁被覆電線の条件や種類毎に前もって圧接刃と芯線との接触抵抗が安定する範囲を類別することで、圧接刃と芯線との接触状態を電線作用量として定量値化することができ、絶縁被覆電線を圧接接続したときの接続状態を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の圧接端子の圧接状態把握方法を実施するための測定装置の一例を示す概略図である。
【図２】  圧接端子に絶縁被覆電線が圧入された状態を示す概略図である。
【図３】  荷重と電線挿入長との関係を示す図である。
【図４】  荷重と電線挿入長との関係を示す図である。
【図５】  荷重と電線挿入長との関係を示す図である。
【図６】  電線作用量とスロット幅との関係を示す図である。
【図７】  圧接部抵抗とスロット幅との関係を示す図である。
【図８】  圧接刃に絶縁被覆電線を圧入するときの状態及び電線挿入力と電線挿入長との関係を示す図である。
【図９】  圧接刃に各種の絶縁被覆電線を圧入するときの状態を示す図である。
【符号の説明】
２    圧接刃
３    絶縁被覆電線
４    スロット
９    第１ロードセル
１０  測定部
１１  第２ロードセル
Ｓ    電線作用量（面積）
【図１】
0004323753.tif 000002
【図２】
0004323753.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004323753.tif 000006
【図６】
0004323753.tif 000007
【図７】
0004323753.tif 000008
【図８】
0004323753.tif 000009
【図９】
0004323753.tif 000010