(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を露出させた電線を圧着端子の圧着部に挿入し、この圧着部を圧着して電気的に結合する圧着端子において、前記圧着部を切断し、この切断した圧着部にＸ線を入射し、回折したＸ線から原子間距離を測定し、測定後、圧着部内の電線を抜いてから前記と同様にＸ線を入射して回折したＸ線から原子間距離を測定し、これら２つの測定値から応力を算出することを特徴とする圧着端子の内部応力測定方法。
【請求項２】
前記圧着部の測定箇所が、圧着部の内壁の近傍である請求項１に記載の圧着端子の内部応力測定方法。
【請求項３】
前記圧着部の測定箇所が、前記電線の周方向に沿って所定の間隔を隔てた複数の箇所である請求項１又は２に記載の圧着端子の内部応力測定方法。
【請求項４】
前記圧着部の測定箇所が、前記電線の長手方向に沿って所定の間隔を隔てた複数の箇所である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧着端子の内部応力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電線に圧着した端子の内部応力を測定する圧着端子の内部応力測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車には多数の電線が用いられ、電線には他の機器等に接続するために例えば端子が圧着されている。端子としては、例えば上向きに開放された圧着部を有するオープンバレル端子や、筒状に形成された圧着部を有するクローズドバレル端子がある。これら端子は、いずれも電線から導体を露出させてこの部分を圧着部に挿入し、圧着部を加締め用のダイス等で導体に加締めて（圧着して）電気的に結合するものである。
【０００３】
ところで、圧着のメカニズムは不明な点が数多く存在し、この不明な点を明らかにすることが、今後の圧着端子の信頼性向上に必要不可欠なことであると考えられている。そして、圧着部における内部応力は、その代表的なものの一つと言える。
【０００４】
圧着部に生じた内部応力を測定する方法としては、歪ゲージを用いることが提案されている。すなわち、図６に示すように、クローズドバレル端子２０の圧着部２１の内部応力を測定する場合、断面六角形状の筒状の圧着部２１の所定の箇所（図示例では６箇所）に歪ゲージ２２を貼り付ける。歪ゲージ２２は、蛇行配置された白金等からなる抵抗線を有した通常平板状に形成され、圧着部２１の歪みに伴う抵抗線の形状変化による抵抗値変化により対象物の歪みを把握し、歪みより応力を算出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歪ゲージを用いる方法では、歪ゲージより測定箇所の面線が小さいと内部応力を測定することができず、圧着部のような微小面積の測定には不向きである。また、歪ゲージは、歪ゲージを測定箇所に貼り付けるため、その貼り付け状態がよくなかったりすると正確に測定を行えず、感度が悪い場合がある。このため、例えば、図６に示すように、圧着部２１の同じような箇所図示例では６箇所に歪ゲージ２２を貼り付けて、これら測定箇所で算出した算出値を平均して応力を求めることが考えられるが、正確には測定することができない。
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、圧着端子の内部応力を感度よく測定することができる圧着端子の内部応力測定方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の圧着端子の内部応力測定方法は、導体を露出させた電線を圧着端子の圧着部に挿入し、この圧着部を圧着して電気的に結合する圧着端子において、前記圧着部を切断し、この切断した圧着部にＸ線を入射し、回折したＸ線から原子間距離を測定し、測定後、圧着部内の電線を抜いてから前記と同様にＸ線を入射して回折したＸ線から原子間距離を測定し、これら２つの測定値から応力を算出するものである（請求項１）。
【０００７】
このように、Ｘ線回折を用いたので、圧着端子の圧着部のような微小面積でも感度よく原子間距離を測定できる。その原子間距離から応力を求めるのに、電線がある状態と電線を抜いた状態とを比較するので、正確に内部応力を測定することが可能となる。これは、圧着後の電線には内側から外側に向う残留応力が存在し、これにより圧着部には内側から外側に向って内部応力が作用していると考えられるため、電線がある状態と電線を抜いた状態とを比較すれば、正確に内部応力を測定することができるからである。
したがって、圧着端子の内部応力を感度よく正確に測定することができる。
【０００８】
前記圧着部の測定箇所が、圧着部の内壁の近傍であることが好ましい（請求項２）。
このように圧着部の測定箇所が、電線の残留応力が作用する内壁の近傍であるので、より正確に内部応力を測定することができる。
【０００９】
前記圧着部の測定箇所が、前記電線の周方向に沿って所定の間隔を隔てた複数の箇所であることが好ましい（請求項３）。
Ｘ線回折を用いることで測定箇所を複数設けることができるため、測定箇所を電線の周方向に沿って複数設けることで、圧着部の周方向における内部応力の分布状態を把握することができる。
【００１０】
前記圧着部の測定箇所が、前記電線の長手方向に沿って所定の間隔を隔てた複数の箇所であることが好ましい（請求項４）。
このように測定箇所が電線の長手方向に沿って複数設けることで、圧着部の長手方向における内部応力の分布状態を把握することができる。
【００１１】
【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は本発明の圧着端子の内部応力測定方法を実施するための装置の一例を示す図である。図１において、１は圧着端子を示し、この圧着端子１は、自動車等に多数用いられている電線の端部に圧着されているものである。
【００１２】
圧着端子１としては、例えば上向きに開放された圧着部を有するオープンバレル端子や、筒状に形成された圧着部を有するクローズドバレル端子があり、これら端子は、いずれも電線から導体を露出させてこの部分を圧着部に挿入し、圧着部を加締め用のダイス等で導体に加締めて電気的に結合するものである。本実施の形態では、圧着部２が断面六角形状の筒状に形成されたクローズドバレル端子の場合について説明する。
【００１３】
この圧着端子１の圧着部２の内部応力をＸ線回折を用いて測定する。まず、圧着部２を電線がついた状態のまま電線の長手方向とほぼ直交する方向に沿って切断する。この切断した平面の切断面（圧着部２）の所定の箇所に図１及び図２に示すようにＸ線３を入射する。
Ｘ線３を入射するＸ線照射装置７としては、圧着部２の所定の箇所にＸ線３を照射できるならどのようなものを用いてもよいが、波長を可変することができるものがよい。
Ｘ線３の入射箇所（測定箇所）４としては、圧着部２の内壁（電線の多数の導体５と接する壁）６の近傍が好ましい。測定箇所４は、内部応力が最も作用する部分であることが好ましく、具体的には例えば、図２及び図４に示すように、六角形状に形成されて内壁６の６つの直線部の各ほぼ中央部の近傍の圧着部２が好ましい。
【００１４】
Ｘ線３を圧着部２に入射すると、図１、図３に示すように、結晶の格子面で反射したＸ線が互いに干渉しあい、ある特定方向にのみ強い回折Ｘ線８を生じるので、この回折したＸ線８をＸ線検出器９により検出する。
Ｘ線検出器９は、回折したＸ線８を検出してＸ線８の入射位置（回折角度）を検出するものであり、その構造は特に限定されない。
なお、結晶の格子においては、図３に示すように、矢印Ａの方向と、矢印Ｂの方向との２つの方向に応力が生じる。
【００１５】
このように回折したＸ線８の回折角度を検出（測定）することにより、測定箇所４の結晶の原子間距離ｄ1が求められる。すなわち、回折Ｘ線８を生じるとき、入射したＸ線３の波長λ、結晶の原子間距離ｄ、原子の格子面（圧着部２の切断面）と入射Ｘ線３の角度θの間に、
２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ（ｎ：反射次数）
の関係式（Ｂｒａｇｇの式）が成り立つ。
このＢｒａｇｇの式から圧着部２の測定箇所４の結晶の原子間距離ｄ1を求めることができる。図２に示す各６つの測定箇所４において同様にＸ線３を入射して回折したＸ線８の回折角度２θを測定して、各測定箇所４の結晶の原子間距離ｄ1を求める。
【００１６】
全ての測定箇所４の結晶の原子間距離ｄ1を求めたら、図４に示すように、圧着部２内の電線（導体５）を引き抜き、圧着部２だけにする。この圧着部２のみの測定箇所４に前記と同様にＸ線（前記と同じ波長λのＸ線）３を入射して図５に示すように回折したＸ線８の回折角度２θ2を測定し、各測定箇所４の結晶の原子間距離ｄ2を求める。
【００１７】
そして、電線を抜く前と抜いた後の原子間距離ｄ1、ｄ2から次式に基づいて応力σを求める。
σ＝ＥΔε＝Ｅ（ｄ1−ｄ2）（Ｅ：縦弾性係数、Δε：歪の変化量）
【００１８】
このように、Ｘ線回折を用いたので、圧着端子１の圧着部２のような微小面積でも感度よく原子間距離ｄ1、ｄ2を測定でき、小さな歪にも対応できる。また、原子間距離ｄ1、ｄ2から応力σを求めるのに、電線がある状態と電線を抜いた後の状態とを比較するので、正確に内部応力を測定することが可能となる。すなわち、圧着後の電線（導体５）には内側から外側に向う残留応力が存在し、これにより圧着部２には内側から外側に向って内部応力が作用していると考えられるため、導体５がなくなると、圧着部２−導体５間に働いていた力が解放されるので、圧着部２が伸びる。具体的には例えば、図５に示すように、矢印Ａの方向に引張効力が生じられることにより、矢印Ｂとは反対方向には圧縮応力が生じ、これにともない原子の配列している距離が変化する（原子間距離がｄ1からｄ2に変化する）。この原子間距離ｄの変化をＸ線回折法により測定するため、電線がある状態で、例えばＸ線３を圧着部２に入射し、圧着部２を中心に円周に沿ってＸ線照射装置７やＸ線検出器９等で走査しながら内部応力を測定する場合に比して、正確に内部応力を測定することができる。
【００１９】
また、圧着部２を切断して、この圧着部２の内壁６の近傍を測定箇所４とすることで、測定箇所４が電線（導体５）の残留応力の影響が受け易い箇所であるので、内部応力の影響をより正確に測定することができる。
【００２０】
したがって、本発明の圧着端子の内部応力測定方法は、電線を抜く前と抜いた後で一定波長λのＸ線３を圧着部２に入射し、それぞれの回折角度２θ1、２θ2を測定して原子間距離ｄ1、ｄ2を求め、これらの原子間距離ｄ1、ｄ2の変化から応力σを求めるので、圧着端子１の内部応力を感度よく正確に測定することができ、汎用性がある。また、応力σが求められると、Ｐ＝Ａσ（Ａ：接触面積）から接触荷重Ｐを求めることもできる。
【００２１】
このように圧着部２の各部の応力状態を把握することができ、圧着のメカニズムについての解明の一助とすることができる。延いては、圧着端子１の信頼性向上に役立つと共に、製品開発上、品質管理上、そして保守検査上の余地寿命判定で有効なものとなり、大いに役だつ。
【００２２】
また、測定箇所４が電線の周方向に沿って所定の間隔を隔てた複数の箇所、例えば図２及び図４に示すように六角形状に形成された６つの直線部の各ほぼ中央部の近傍であると、圧着部２の周方向における内部応力の分布状態を把握することができる。
【００２３】
また、Ｘ線回折を用いているため微小面積でも感度よく原子間距離ｄ1、ｄ2を測定できるので、さらに細かく圧着部２の周方向に沿って測定箇所４を増やす、例えば、六角形状に形成された各直線部の少なくとも中央部と両端部の近傍の３箇所で応力を測定することで、圧着部２の全体的な内部応力の分布及び分布荷重を求めることができ、さらに圧着のメカニズムについての解明の一助となる。
【００２４】
また、圧着部２の電線の長手方向に沿った複数の箇所で応力を測定することで、圧着部２の長手方向における内部応力の分布状態及び分布荷重を求めることができ、さらに一層圧着のメカニズムについての解明の一助となる。
【００２５】
【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、圧着端子の内部応力を感度よく正確に測定することができる。
【００２６】
以上要するに請求項２に記載の発明によれば、圧着部の測定箇所が電線の残留応力が作用する内壁の近傍であるので、より正確に内部応力を測定することができる。
【００２７】
以上要するに請求項３に記載の発明によれば、圧着部の周方向における内部応力の分布状態を把握することができる。
【００２８】
以上要するに請求項４に記載の発明によれば、圧着部の長手方向における内部応力の分布状態を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧着端子の内部応力測定方法を実施するための装置の一例を示す図である。
【図２】圧着端子の圧着部の測定箇所を示す図である。
【図３】電線がある状態の圧着部の原子の状態を示す概略図である。
【図４】圧着端子の圧着部内の導体を抜いた状態を示す図である。
【図５】電線がない状態の圧着部の原子の状態を示す概略図である。
【図６】先に提案されている圧着端子に歪ゲージを貼り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
１    圧着端子
２    圧着部
３    Ｘ線
４    測定箇所
５    導体
６    内壁
８    回折Ｘ線
ｄ    原子間距離
σ    応力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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