(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンクリンプバレルによる導体の圧着構造であって、
前記オープンクリンプバレルが、前記導体の延びる方向に沿って連続して設けられた複数の圧着部を有し、
前記オープンクリンプバレルは、展開状態で前記複数の圧着部の幅がそれぞれ異なるように形成され、
前記複数の圧着部が、ともに前記導体の延びる方向に沿って均一な高さに圧縮されており、
展開状態での前記複数の圧着部のうち一の圧着部の幅は、該一の圧着部が前記均一な高さに圧縮された際に、電気的特性が最適となる所定の圧縮率で前記導体を圧縮する寸法に設定され、展開状態での前記複数の圧着部のうち他の圧着部の幅は、該他の圧着部が前記均一な高さに圧縮された際に、機械的特性が最適となる所定の圧縮率で前記導体を圧縮する寸法に設定されることを特徴とする圧着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線の芯線等の導体と端子とを接続するための圧着構造及び圧着方法に関する。特に、オープンクリンプバレルを有する圧着端子に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電線の芯線等の導体と端子とを接続する方法として、はんだ付けに依らない方法であり自動機による量産に適するという理由から、圧着接続が広く利用されている。圧着により導体と端子とを接続する際には、導体の周りのバレルが圧着工具によって圧縮変形される。そして、導体が圧着された端子の圧着部では、導体がバレルによって所定の圧縮率で圧縮された状態となっている。ここで、バレルによる導体の圧縮率は、圧着部の電気的特性及び機械的特性に基づいて決定される。
【０００３】
しかしながら、特許文献１にも示されているように、端子の圧着部では、電気的特性にとって好ましい導体の圧縮率と機械的特性にとって好ましい導体の圧縮率とは、通常一致しない。ここで、電気的特性にとって好ましい導体の圧縮率とは、圧着部の電気抵抗が最小になる導体の圧縮率を意味する。また、機械的特性にとって好ましい導体の圧縮率とは、圧着部の引張り強度が最大になる導体の圧縮率を意味する。なお、導体の圧縮率とは、圧着前の導体の断面積と圧着後の導体の断面積との比を示し、圧縮率が高いほど圧縮量が多いことを意味する（以下、同様）。なお、オープンクリンプバレルに圧着される導体の圧縮率は、圧着工具により圧縮されるオープンクリンプバレルの高さ（圧着高さ）によって管理される。
【０００４】
すなわち、端子の圧着部では、導体の圧縮率を高くするほど、導体の表面に形成された酸化被膜が破壊されることなどによって、圧着部の電気抵抗が減少する。ただし、導体の圧縮率が高くなりすぎると、圧着部の導体の断面積が減少することによって、圧着部の電気抵抗が増加する。
一方、端子の圧着部では、導体の圧縮率を高くするほど、圧着部の引張り強度が高くなる。ただし、導体の圧縮率が高くなりすぎると、圧着部の導体の断面積が減少することによって、圧縮部の引張り強度が低下する。
【０００５】
そして、通常、電気的特性にとって好ましい導体の圧縮率は、機械的特性にとって好ましい導体の圧縮率と比較して高くなっている。
特に、アルミニウム線は、銅線と比較して機械的強度が低く、また表面に酸化被膜が形成されやすい。したがって、アルミニウム線と端子とを圧着により接続する場合、銅線の場合と比較して、電気的特性にとって好ましい導体の圧縮率と機械的特性にとって好ましい導体の圧縮率との乖離が大きくなる。
【特許文献１】特開２００５−５０７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記事情により、従来、圧着により導体と端子とを接続する際には、端子の圧着部で、電気的特性及び機械的特性のうち少なくとも一方が最適となっていないという問題がある。
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、端子の圧着部で電気的特性及び機械的特性をともに最適とすることが可能な圧着構造及び圧着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る圧着構造は、オープンクリンプバレルによる導体の圧着構造であって、
前記オープンクリンプバレルが、前記導体の延びる方向に沿って連続して設けられた複数の圧着部を有し、
前記オープンクリンプバレルは、展開状態で前記複数の圧着部の幅がそれぞれ異なるように形成され、
前記複数の圧着部が、ともに前記導体の延びる方向に沿って均一な高さに圧縮されており、
展開状態での前記複数の圧着部のうち一の圧着部の幅は、該一の圧着部が前記均一な高さに圧縮された際に、電気的特性が最適となる所定の圧縮率で前記導体を圧縮する寸法に設定され、展開状態での前記複数の圧着部のうち他の圧着部の幅は、該他の圧着部が前記均一な高さに圧縮された際に、機械的特性が最適となる所定の圧縮率で前記導体を圧縮する寸法に設定されることを特徴とする。
ここで、展開状態とは、打抜き加工したまま（曲げ加工する前）の状態を意味する。
また、オープンクリンプバレルは、導体を圧着するオープンクリンプバレルを意味する。
【発明の効果】
【００１１】
本願請求項１に係る圧着構造では、オープンクリンプバレルは、展開状態で複数の圧着部の幅がそれぞれ異なるように形成されている。また、複数の圧着部が、ともに導体の延びる方向に沿って均一な高さに圧縮されている。これにより、本願請求項１に係る圧着構造では、オープンクリンプバレルを導体の延びる方向に沿って均一な高さに圧縮することにより、複数の圧着部でそれぞれ異なる導体の圧縮率を得ることができる。
【００１２】
ここで、展開状態のオープンクリンプバレルで、複数の圧着部のうち一の圧着部の幅を、該一の圧着部が所定の高さに圧縮された際に電気的特性が最適となる所定の圧縮率で導体を圧縮する寸法に設定する。また、展開状態のオープンクリンプバレルで、複数の圧着部のうち他の圧着部の幅を、該他の圧着部が所定の高さに圧縮された際に機械的特性が最適となる所定の圧縮率で導体を圧縮する寸法に設定する。これにより、本願請求項１に係る圧着構造では、一の圧着部で電気的特性が最適となる圧縮率を得ることができ、他の圧着部で機械的特性が最適となる圧縮率を得ることができる。したがって、本願請求項１に係る圧着構造によれば、導体の圧着部で電気的特性及び機械的特性をともに最適とすることが可能となる。
また、本願請求項１に係る圧着構造によれば、複数の圧着部を導体の延びる方向に沿って均一な高さに圧縮すればよく、一対のアンビル及びクリンパのみで導体を圧縮するオープンクリンプバレル全体の圧着作業を行うことができるため、圧着時の管理工数を増加させることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る雌型端子を被覆付電線とともに示す斜視図である。図２は、図１に示す雌型端子の平面部である。図３は、図１に示す雌型端子の側面図である。図４は、図１に示す雌型端子の底面図である。図５は、図１に示す雌型端子の展開状態を示す平面図である。図６は、図３の６−６線に沿う断面図である。図７は、図３の７−７線に沿う断面図である。図８は、圧着工具により図１に示す雌型端子の圧着部に導体を圧着するときの状態を示す模式図である。なお、図１から図７では、被覆付電線Ｗの導体Ｗａの延びる方向を前後方向とし、導体Ｗａの相手コンタクト側（リセプタクル部１０側）を前方とする。
【００１６】
本発明に係る圧着構造は、導体を圧着するオープンクリンプバレルを有する種々の端子に適用することが可能である。また、本発明に係る圧着構造は、導体を圧着するオープンクリンプバレルに適用することが可能である。
オープンクリンプバレルは、自動機による作業に適しているという理由により、端子の圧着部の形状として広く利用されている。ここで、自動車の配線（ワイヤーハーネス）は、多数の電線からなるので、自動機による作業を前提とせざるを得ない。また、自動車の配線では、走行に伴う振動によって芯線（導体）が損傷することをできるだけ防ぐために、インシュレーションバレルを設けて保持力を向上させる必要がある。したがって、オープンクリンプバレルは、特に自動車用の端子として利用されている。
【００１７】
本実施の形態では、本発明に係る圧着構造を電気コネクタ用の雌型端子に適用した場合について説明する。
図１から図４に示す雌型端子１は、基部１３と、基部１３から前方に向かって延びるリセプタクル部１０と、基部１３から後方に向かって延びるバレル部１５とを備えている。雌型端子１は、打ち抜き加工された金属板を曲げ加工することにより形成されている。曲げ加工前の状態（以下、「展開状態」という）の雌型端子１は、図５に示すように、平板状である。
【００１８】
リセプタクル部１０は、図１から図４に示すように、打ち抜き加工された金属板を箱形に折り曲げ加工することにより形成されている。リセプタクル部１０は、相手コネクタの雄型端子（図示せず）が挿入される端子挿入口１１を有している。そして、リセプタクル部１０は、端子挿入口１１に挿入された雄型端子と電気的に接続される。
バレル部１５は、オープンクリンプバレルとして形成され、被覆付電線Ｗを圧着する。バレル部１５は、被覆付電線Ｗの導体Ｗａを圧着するコンダクタバレル２０と、被覆付電線Ｗの絶縁被覆Ｗｂを圧着するインシュレーショングリップ３０とを有している。
【００１９】
コンダクタバレル２０は、図６及び図７に示すように、打ち抜き加工された金属板を、前後方向（図２から図４における左右方向、図６及び図７における奥行き方向）から見た断面がＵ字形になるように曲げ加工することにより形成されている。そして、コンダクタバレル２０は、前後方向に沿って連続して形成された第一圧着部２１及び第二圧着部２２からなっている。
【００２０】
第二圧着部２２は、第一圧着部２１に対して導体Ｗａの先端側に形成されている。図５に示すように、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態で第一圧着部２１の幅及び第二圧着部２２の幅が互いに異なるように形成されている。本実施の形態では、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態で第二圧着部２２の幅が第一圧着部２１の幅と比較して広くなるように形成されている。雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態で第一圧着部２１の幅方向（図５における上下方向）の両端辺が互いに前後方向に沿って平行に延びるように形成されている。また、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態で第二圧着部２２の幅方向の両端辺が互いに前後方向に沿って平行に延びるように形成さている。すなわち、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態でコンダクタバレル２０の幅方向の両端辺がそれぞれ第一圧着部２１の幅方向の一の端辺及び第二圧着部２２の幅方向の一の端辺によって前後方向に沿って階段状になるように形成されている。これにより、図７に示すように、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、曲げ加工によって、その第二圧着部２２の幅方向の各端部が第一圧着部２１の幅方向の各端部に対して斜め上方に突出するように形成される。
インシュレーショングリップ３０は、図１に示すように、前後方向から見た断面がＵ字形になるように形成されている。
なお、図１から図５では、雌型端子１がコンタクトキャリアＣに接続されている状態を示しているが、雌型端子１は、加工後にはコンタクトキャリアＣから切断される。
【００２１】
次に、被覆付電線Ｗの導体Ｗａに雌型端子１のコンダクタバレル２０を圧着するための圧着工具４０について説明する。
圧着工具４０は、図８に示すように、雌型端子１を位置決めして保持するアンビル４１と、アンビル４１に保持された雌型端子１のコンダクタバレル２０を上方から圧縮するクリンパ４２とを備えている。アンビル４１及びクリンパ４２のコンダクタバレル２０に接触する圧縮面は、雌型端子１の前後方向にわたって平坦でよい。
アンビル４１の上面には、雌型端子１が設置される設置溝４３が設けられている。設置溝４３は、コンダクタバレル２０の背面にフィットするＵ字状の断面を有する。設置溝４３は、前後方向に沿って設けられている。なお、図８では、前後方向は、奥行き方向となっている。そして、アンビル４１は、設置溝４３に設置された雌型端子１のコンダクタバレル２０の底面を下方から保持する。
【００２２】
クリンパ４２は、固定して設置されたアンビル４１に対して接近又は離間する方向に移動することが可能となっている。本実施の形態では、クリンパ４２は、上下方向に移動することが可能となっている。クリンパ４２の下面には、図８に示すように、アンビル４１の設置溝４３と互いに向き合う圧縮溝４４が設けられている。圧縮溝４４は、アンビル４１の設置溝４３と平行に延びている。圧縮溝４４は、前後方向から見た断面がＭ字形になるように形成されている。そして、圧縮溝４４は、アンビル４１の設置溝４３に設置された雌型端子１のコンダクタバレル２０を圧縮する。
【００２３】
次に、被覆付電線Ｗの導体Ｗａに雌型端子１のコンダクタバレル２０を圧着する方法について説明する。ここで、雌型端子１のバレル部１５に被覆付電線Ｗを圧着する際には、コンダクタバレル２０への導体Ｗａの圧着及びインシュレーショングリップ３０への絶縁被覆Ｗｂの圧着が同時に行われる。本実施の形態では、インシュレーショングリップ３０への絶縁被覆Ｗｂの圧着については、説明を省略する。なお、圧着工程に先立って、被覆付電線Ｗの先端部の絶縁被覆Ｗｂを予め除去して導体Ｗａを露出させておく。
【００２４】
図８（ａ）に示すように、初期状態の圧着工具４０では、クリンパ４２が、アンビル４１の上方に離間して配置されている。
被覆付電線Ｗの導体Ｗａに雌型端子１のコンダクタバレル２０を圧着する際には、まず、雌型端子１を、初期状態の圧着工具４０のアンビル４１の設置溝４３上に設置する。また、被覆付電線Ｗの導体Ｗａを、アンビル４１の設置溝４３上に設置された雌型端子１のコンダクタバレル２０内に挿入する。
次に、クリンパ４２をアンビル４１側に向かって下降させて、アンビル４１及びクリンパ４２によるコンダクタバレル２０の圧縮変形を開始する。ここで、コンダクタバレル２０の第一圧着部２１及び第二圧着部２２は、ともに一対のアンビル４１及びクリンパ４２により同時に圧縮変形される。クリンパ４２の下降を開始すると、図８（ｂ）に示すように、コンダクタバレル２０の第一圧着部２１の幅方向の両端部及び第二圧着部２２の幅方向の両端部が、それぞれアンビル４１の圧縮溝４４の内側面に沿って変形する。
【００２５】
そして、クリンパ４２をさらに下降させると、図８（ｃ）に示すように、コンダクタバレル２０の第一圧着部２１の幅方向の両端部及び第二圧着部２２の幅方向の両端部が、それぞれアンビル４１の圧縮溝４４の底面に沿って下方に向かって屈曲する。
また、クリンパ４２をさらに下降させると、コンダクタバレル２０の第一圧着部２１の及び第二圧着部２２が、それぞれコンダクタバレル２０に挿入された導体Ｗａを取り囲むように変形される。また、コンダクタバレル２０の第一圧着部２１の幅方向の両端部及び第二圧着部２２の幅方向の両端部が、コンダクタバレル２０に挿入された導体Ｗａを圧縮する。そして、第一圧着部２１及び第二圧着部２２がコンダクタバレル２０に挿入された導体Ｗａを圧縮することによって、導体Ｗａ同士の間の隙間及び導体Ｗａとコンダクタバレル２０との間の隙間が塞がれていく。
【００２６】
そして、クリンパ４２を下降させ、図８（ｄ１）及び（ｄ２）に示すように、コンダクタバレル２０が所定の高さ（圧着高さ）αになるまで圧縮されると、導体Ｗａへのコンダクタバレル２０の圧着が完了する。ここで、コンダクタバレル２０の第一圧着部２１及び第二圧着部２２は、ともに前後方向に沿って均一な高さαに圧縮される。
すなわち、展開状態において互いに異なる幅を有する第一圧着部２１及び第二圧着部２２は、一対のアンビル４１及びクリンパ４２によって、ともに同じ高さαになるまで、同時に（１回の圧縮工程で）圧縮される。また、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態で第二圧着部２２の幅が第一圧着部２１の幅と比較して広くなるように形成されている。
【００２７】
これにより、第一圧着部２１及び第二圧着部２２が前後方向に沿って均一な高さαに圧着されると、第二圧着部２２の幅方向の端部による導体Ｗａの圧縮量が、第一圧着部２１の幅方向の端部による導体Ｗａの圧縮量と比較して多くなる。したがって、導体Ｗａを圧着したコンダクタバレル２０（圧着構造）では、第二圧着部２２による導体Ｗａの圧縮量が、第一圧着部２１による導体Ｗａの圧縮量と比較して多くなる。
【００２８】
そして、展開状態の雌型端子１の第一圧着部２１の幅は、第一圧着部２１が所定の高さαに圧縮された際に、機械的特性が最適となる所定の圧縮率で導体Ｗａを圧縮する寸法に設定されている。また、展開状態の雌型端子１の第二圧着部２２の幅は、第二圧着部２２が所定の高さαに圧縮された際に、電気的特性が最適となる所定の圧縮率で導体Ｗａを圧縮する寸法に設定されている。
【００２９】
その結果、導体Ｗａを圧着したコンダクタバレル２０では、導体Ｗａの先端側の第二圧着部２２で電気的特性が最適となる導体Ｗａの圧縮率を得ることができ、導体Ｗａの絶縁被覆Ｗｂ側の第一圧着部２１で機械的特性が最適となる導体Ｗａの圧縮率を得ることができる。すなわち、第一圧着部２１は機械的特性が最適になるように導体Ｗａに圧着され、第二圧着部２２は電気的特性が最適になるように導体Ｗａに圧着される。
したがって、導体Ｗａを圧着したコンダクタバレル２０によれば、導体Ｗａの圧着部２１，２２で電気的特性及び機械的特性をともに最適とすることが可能となる。
【００３０】
ここで、端子の圧着部で電気的特性及び機械的特性をともに最適とする従来の方法として、一つの端子に互いに独立した２つのコンダクタバレルを設ける方法がある。そして、両コンダクタバレルを、異なるアンビル及びクリンパによって、それぞれ異なる高さに圧縮する。しかしながら、この従来の方法では、端子を導体に圧着する際に、コンダクタバレルを圧縮する高さを、コンダクタバレルごとに管理する必要がある。したがって、この従来の方法では、端子を導体に圧着する際に、管理工数が増加するという問題がある。一方、本発明の実施の形態に係る方法では、導体Ｗａにコンダクタバレル２０を圧着する際には、第一圧着部２１及び第二圧着部２２を、ともに一対のアンビル４１及びクリンパ４２によって前後方向に沿って均一な高さαに圧縮すればよい。すなわち、導体Ｗａにコンダクタバレル２０を圧着する際には、一対のアンビル４１及びクリンパ４２のみでコンダクタバレル２０全体の圧着作業を行うことができる。したがって、導体Ｗａを圧着したコンダクタバレル２０によれば、圧着時の管理工数を増加させることもない。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施の形態では種々の変更を行うことが可能である。
例えば、本実施の形態では、コンダクタバレル２０が、第一圧着部２１及び第二圧着部２２からなる構成となっている。しかしながら、コンダクタバレル２０が、前後方向に沿って連続して設けられた３つ以上の圧着部を有する構成としても構わない。この場合、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態で３つ以上の圧着部の幅がそれぞれ異なるように形成される。そして、３つ以上の圧着部を、ともに前後方向に沿って均一な高さに圧縮する。これにより、３つ以上の圧着部で、それぞれ異なる導体Ｗａの圧縮率を得ることが可能となる。
【００３２】
また、本実施の形態では、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態で第二圧着部２２の幅が第一圧着部２１の幅と比較して広くなるように形成されている。これにより、導体Ｗａを圧着したコンダクタバレル２０では、第二圧着部２２による導体Ｗａの圧縮量が、第一圧着部２１による導体Ｗａの圧縮量と比較して多くなっている。しかしながら、雌型端子１のコンダクタバレル２０は、展開状態で第二圧着部２２の幅を第一圧着部２１の幅と比較して狭くなるように形成されても構わない。これにより、導体Ｗａを圧着したコンダクタバレル２０では、第二圧着部２２による導体Ｗａの圧縮量が、第一圧着部２１による導体Ｗａの圧縮量と比較して少なくなる。
さらに、本実施の形態では、本発明に係る圧着構造を電気コネクタ用の雌型端子１に適用している。しかしながら、本発明に係る圧着構造は、雄型端子、インシュレーショングリップを備えていない圧着端子等、種々の圧着端子に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る雌型端子を被覆付電線とともに示す斜視図である。
【図２】図１に示す雌型端子の平面部である。
【図３】図１に示す雌型端子の側面図である。
【図４】図１に示す雌型端子の底面図である。
【図５】図１に示す雌型端子の展開状態を示す平面図である。
【図６】図３の６−６線に沿う断面図である。
【図７】図３の７−７線に沿う断面図である。
【図８】圧着工具により図１に示す雌型端子の圧着部に導体を圧着するときの状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  雌型端子
１０  リセプタクル部
１１  端子挿入口
１３  基部
１５  バレル部
２０  コンダクタバレル
２１  第一圧着部
２２  第二圧着部
３０  インシュレーショングリップ
Ｃ  コンタクトキャリア
４０  圧着工具
４１  アンビル
４２  クリンパ
４３  設置溝
４４  圧縮溝
Ｗ  被覆付電線
Ｗａ  導体
Ｗｂ  絶縁被覆
【図１】
0005107693.tif 000002
【図２】
0005107693.tif 000003
【図３】
0005107693.tif 000004
【図４】
0005107693.tif 000005
【図５】
0005107693.tif 000006
【図６】
0005107693.tif 000007
【図７】
0005107693.tif 000008
【図８】
0005107693.tif 000009