JP2014164892A - 圧着端子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することなく端子全体の強度を向上させること。
【解決手段】圧着端子１０は、バネ構造によって雄型圧着端子を挟み込んで嵌合接続するボックス部２０と、被覆電線を圧着接続する圧着部３０と、を備え、ボックス部２０及び圧着部３０は板材によって形成され、ボックス部２０を形成する板材の厚さが圧着部３０を形成する板材の厚さより薄いことを特徴とする。これにより、大型化することなく端子全体の強度を向上させることができる。圧着部３０は、中空形状の板材によって形成され、被覆電線の導体部分が挿入される板材の長手方向の端部とは反対側の端部が封止されていることが望ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、被覆電線を圧着接続する圧着端子及びその製造方法に関する。

近年、自動車の多機能化及び高性能化に伴い自動車に様々な電装機器が搭載されるようになったために、自動車の電気回路は複雑化し、各電装機器に電力を安定的に供給することが必要不可欠になっている。様々な電装機器が搭載された自動車には、複数本の被覆電線を束ねることによって形成されたワイヤーハーネスが配索され、ワイヤーハーネス同士をコネクタで接続することによって電気回路が形成されている。また、ワイヤーハーネス同士を接続するコネクタの内部には、被覆電線を圧着部で圧着接続する圧着端子が設けられ、雄型圧着端子と雌型圧着端子とを嵌合接続することによって被覆電線同士が接続されるようになっている。

ところで、一般に、雌型圧着端子は、特許文献１，２に開示されているように、バネ構造によって雄型圧着端子を挟み込んで嵌合接続する嵌合部と、被覆電線を圧着接続する圧着部と、を備えている。このような雌型圧着端子は、１枚の金属条を平面展開した端子形状に打ち抜いた後、嵌合部と圧着部とからなる立体的な端子形状に金属条を曲げ加工することによって製造されている。

特開平８−２１３０９２号公報 特開平９−３２６２７１号公報

しかしながら、従来の雌型圧着端子によれば、嵌合部は金属条を重なり合うように折り曲げることによって製造されているために、端子全体の強度を向上させるために金属条の厚さを大きくした場合、嵌合部が大きくなり、雌型圧着端子の小型化が困難になる。一方、嵌合部は雄型圧着端子と嵌合接続するバネ構造を有しているために、バネ構造の製造を容易にする観点からは、嵌合部を形成する金属条の厚さは薄い方が望ましい。このような背景から、大型化することなく端子全体の強度を向上可能な技術の提供が期待されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、大型化することなく端子全体の強度を向上可能な圧着端子及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧着端子は、バネ構造によって雄型圧着端子を挟み込んで嵌合接続する嵌合部と、被覆電線を圧着接続する圧着部と、を備える圧着端子であって、前記嵌合部及び前記圧着部は板材によって形成され、前記嵌合部を形成する板材の厚さが前記圧着部を形成する板材の厚さより薄いことを特徴とする。

本発明に係る圧着端子は、上記発明において、前記圧着部が、中空形状の板材によって形成され、前記被覆電線の導体部分が挿入される板材の長手方向の端部とは反対側の端部が封止されていることを特徴とする。

本発明に係る圧着端子は、上記発明において、前記嵌合部を形成する板材の厚さが、前記嵌合部及び前記圧着部を板厚が互いに異なる板材によって形成することにより、前記圧着部を形成する板材の厚さより薄く形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧着端子の製造方法は、バネ構造によって雄型圧着端子を挟み込んで嵌合接続する嵌合部と、被覆電線を圧着接続する圧着部と、を備える圧着端子の製造方法であって、前記圧着部を形成する板材の厚さより薄い板材を用いて前記嵌合部を形成するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る圧着端子及びその製造方法によれば、大型化することなく端子全体の強度を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態である圧着端子を幅方向中央部で分断した縦断斜視図である。 図２は、ボックス部の幅方向断面図である。 図３は、圧着部の幅方向断面図である。 図４Ａは、図１に示す圧着端子のボックス部を透過状態とした圧着端子の底面側の概略斜視図である。 図４Ｂは、図４Ａに示す領域Ｒの拡大図である。 図４Ｃは、図４ＢのＡ−Ａ線断面図である。 図５は、圧着部の溶接方法を説明するための説明図である。 図６Ａは、図１に示す圧着端子に被覆電線を圧着接続する前の状態を示す斜視図である。 図６Ｂは、図１に示す圧着端子に被覆電線を圧着接続した後の状態を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である圧着端子及びその製造方法について説明する。

〔圧着端子の構成〕
始めに、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態である圧着端子の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である圧着端子を幅方向中央部で分断した縦断斜視図である。図２は、ボックス部の幅方向断面図である。図３は、圧着部の幅方向断面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である圧着端子１０は、雌型圧着端子として形成され、長手方向Ｘの先端側である前方から後方に向かって、雄型圧着端子が有する挿入タブが挿入される中空四角柱体のボックス部２０と、所定長さのトランジション部４０を介してボックス部２０の後方に設けられた後方視略Ｏ型形状の圧着部３０と、を備えている。

なお、本明細書中において、長手方向Ｘとは、圧着部３０で圧着接続される被覆電線の長手方向と一致する方向を意味し、幅方向Ｙとは、略水平な平面内において長手方向Ｘに対し交差する方向を意味する。また、本明細書中では、圧着部３０に対するボックス部２０側の方向を前方と表記し、逆にボックス部２０に対する圧着部３０側の方向を後方と表記する。

また、本実施形態では、圧着端子１０は雌型圧着端子として形成されているが、圧着部３０を有する圧着端子であれば、圧着端子１０はボックス部２０に挿入接続される挿入タブと圧着部３０とを備える雄型圧着端子であってもよい。また、圧着部３０のみを備え、複数本の被覆電線の導体を束ねて接続する圧着端子であってもよい。

圧着端子１０は、表面に錫メッキ（Ｓｎメッキ）処理が施された黄銅等の銅合金条を平面展開した圧着端子１０の形状に打ち抜いた後、中空四角柱体のボックス部２０と後方視略Ｏ型形状の圧着部３０とからなる立体的な端子形状に銅合金条を曲げ加工し、圧着部３０を溶接したクローズバレル形式の端子である。但し、圧着端子１０は、圧着部３０が圧着面と圧着面の幅方向Ｙ両側に延出したバレル構成片とを有する略Ｕ型形状に形成され、バレル構成片をかしめることによって被覆電線を圧着接続する、いわゆるオープンバレル形式の端子であってもよい。

ボックス部２０は、長手方向Ｘの後方に向かって折り曲げられ、雄型圧着端子の挿入タブを挟み込んで嵌合接続する弾性接触片２１を備えている。ボックス部２０は、底面部２２の幅方向Ｙ両側部に連設された側面部２３を重なり合うように折り曲げることによって、長手方向Ｘの先端側から見て略四角形状に構成されている。ボックス部２０及び弾性接触片２１はそれぞれ、本発明に係る嵌合部及びバネ構造として機能する。

被覆電線を圧着する前の圧着部３０は、圧着面３１及び圧着面３１の幅方向Ｙ両側に延出したバレル構成片３２を丸めてバレル構成片３２の端部３２ａ同士を突き合せ溶接することによって、後方視略Ｏ型形状に形成されている。バレル構成片３２の長手方向Ｘの長さは、被覆電線から露出する電線の長手方向Ｘの長さより長く形成されている。

圧着部３０は、被覆電線の絶縁被覆を圧着する被覆圧着範囲３０ａと、被覆電線から露出した電線を圧着する電線圧着範囲３０ｂと、電線圧着範囲３０ｂより前方端部を略平板状に押しつぶすように変形させた封止部３０ｃと、を備えている。圧着部３０の内面には、幅方向Ｙに延びる溝である係止溝３３（３３ａ，３３ｂ）が長手方向Ｘに沿って所定間隔を隔てて複数本形成されている。

詳しくは、被覆圧着範囲３０ａの内面には、圧着状態において被覆電線の絶縁被覆が食い込む被覆用係止溝３３ａが長手方向Ｘに所定間隔を隔てて３本形成されている。なお、被覆用係止溝３３ａは、断面円弧状に形成され、長手方向に連続的に設けられることによって波状に形成されている。また、被覆用係止溝３３ａは、圧着面３１からバレル構成片３２までの範囲内に連続的に形成され、圧着部３０内で環状の溝を形成している。

電線圧着範囲３０ｂの内面には、圧着状態において被覆電線から露出した電線が食い込む電線用係止溝３３ｂが長手方向Ｘに所定間隔を隔てて３本形成されている。なお、電線用係止溝３３ｂは、断面矩形凹形状に形成されている。また、電線用係止溝３３ｂは、圧着面３１からバレル構成片３２の途中まで形成され、被覆電線から露出した電線を食い込ませることによって圧着部３０と電線との間の導通性を向上させている。

図２及び図３に示すように、ボックス部２０を形成する銅合金条の板厚Ｔ１は、圧着部３０を形成する銅合金条の板厚Ｔ２よりも薄く形成されている。これにより、ボックス部２０の大きさを大きくすることなく、圧着端子１０全体の強度を向上させることができる。また、ボックス部２０を形成する銅合金条の板厚Ｔ１は薄いので、弾性接触片２１を容易に形成することができる。なお、ボックス部２０を形成する銅合金条の板厚Ｔ１を圧着部３０を形成する銅合金条の板厚Ｔ２より薄くする方法としては、ボックス部２０と圧着部３０とをそれぞれ板厚が互いに異なる板材によって形成する方法を用いることが望ましい。具体的には、圧着端子１０を１枚の銅合金条によって形成する場合、ボックス部２０に対応する銅合金条の板厚を例えばプレス成形によって圧着部３０に対応する銅合金条の板厚より薄くするとよい。また、ボックス部２０と圧着部３０とを別途作製して接続する場合には、ボックス部２０を圧着部３０より板厚の薄い材料によって作製するとよい。

〔圧着端子の製造方法〕
次に、図４Ａ〜４Ｃ及び図５を参照して、図１に示す圧着端子１０の製造方法について説明する。図４Ａは、圧着端子１０のボックス部２０を透過状態とした圧着端子１０の底面側の概略斜視図である。図４Ｂは、図４Ａに示す領域Ｒの拡大図である。図４Ｃは、図４ＢのＡ−Ａ線断面図である。図５は、圧着部３０の溶接方法を説明するための説明図である。

圧着端子１０は、銅合金条を平面展開した端子形状に打ち抜いた後、ボックス部２０に対応する銅合金条部分の板厚を他の部分より薄く成形し、中空四角柱体のボックス部２０と後方視略Ｏ型形状の圧着部３０とからなる立体的な端子形状に銅合金条を曲げ加工し、圧着部３０を溶接することにより製造される。この際、図４Ａに示すように、圧着部３０は、バレル構成片３２の対向端部３２ａ同士を突き合わせた長手方向Ｘの長手方向溶接箇所Ｗ１と封止部３０ｃにおいて圧着部３０の前方を完全に封止する幅方向Ｙの幅方向溶接箇所Ｗ２とを溶接することによって形成される。

詳しくは、圧着部３０を製造する際は、始めに、対向端部３２ａ同士が底面側で突き合わさるようにして圧着面３１及びバレル構成片３２を丸めて円筒状に構成した後、図４Ｂに示すように、円筒状の前方部分を上面側から底面側に押し付けて略平板状となるように変形させる。そして、図４Ｃに示すように、円筒状の対向端部３２ａ同士を突き合わせた長手方向溶接箇所Ｗ１を溶接した後、幅方向溶接箇所Ｗ２を溶接する。このとき、長手方向溶接箇所Ｗ１及び幅方向溶接箇所Ｗ２は、図５に示す仮想平面Ｐにおける同一平面上となるように配置されているため、単一焦点のレーザー溶接で溶接することができる。

図５に示すように、長手方向溶接箇所Ｗ１及び幅方向溶接箇所Ｗ２の溶接は、ファイバーレーザー溶接装置Ｆｗを利用してファイバーレーザー溶接にて行う。ファイバーレーザー溶接は、約１．０８μｍの波長のファイバーレーザー光を用いた溶接のことを意味する。ファイバーレーザー光は、理想的なガウスビームであり、回折限界まで集光可能であるため、ＹＡＧレーザーやＣＯ_２レーザーでは実現できなかった３０μｍ以下の集光スポット径を構成できる。従って、エネルギー密度の高い溶接を容易に実現できる。

このように、ファイバーレーザー溶接によって長手方向溶接箇所Ｗ１及び幅方向溶接箇所Ｗ２を溶接しているため、止水性のある圧着部３０を構成することができる。これにより、圧着部３０で圧着接続された被覆電線の導線が外気に曝されることがなく、導線の劣化や経年変化が起きることを抑制できる。従って、導線に腐食が発生することがなく、その腐食を原因とする電気抵抗の上昇も防止できるので、安定した導電性が得られる。

また上記溶接を、ファイバーレーザー溶接で行うことにより、隙間の無い圧着部３０を構成し、圧着状態において圧着部３０の内部に水分が浸入することを確実に防止できる。また、ファイバーレーザー溶接は他のレーザー溶接と比べ、焦点を極小なスポットに合わせ、高出力なレーザー溶接を実現することができると共に、連続照射可能である。従って、確実な止水性を有する溶接を行うことができる。

このような圧着端子１０に被覆電線を圧着接続する際には、図６Ａ，６Ｂに示すように、被覆電線２００の絶縁被覆２０２より先端側で露出するアルミニウム芯線２０１の電線露出部２０１ａを、電線露出部２０１ａの先端２０１ａａの長手方向Ｘの位置が圧着部３０における封止部３０ｃより後方となるように、被覆電線２００を圧着部３０に配置する。そして、電線露出部２０１ａの先端２０１ａａから絶縁被覆２０２の被覆先端２０２ａより後方までを圧着部３０で圧着して一体的に囲繞する。これにより、圧着部３０は、被覆電線２００の絶縁被覆２０２及びアルミニウム芯線２０１の電線露出部２０１ａの周面に対して密着した状態に圧着する。

既に述べたように、本発明の一実施形態である圧着端子１０では、長手方向溶接箇所Ｗ１及び幅方向溶接箇所Ｗ２が溶接されている。このため、被覆電線２００を圧着した状態では、圧着部３０の前方及び外部から圧着部３０の内部に水が浸入することがない止水性が実現されている。また、被覆電線２００の絶縁被覆２０２は、被覆圧着範囲３０ａの内側に形成した被覆用係止溝３３ａに食い込むために、圧着部３０の後方からの止水性も向上している。これにより、被覆電線２００を圧着した状態では、圧着部３０の高い止水性により、アルミニウム芯線２０１の電線露出部２０１ａと圧着部３０の内面とが密着した接触箇所に水が触れることがない。

また、アルミニウム芯線２０１はアルミ系材料によって形成され、圧着部３０は銅系材料によって形成されている。このため、銅線によるアルミニウム芯線２０１を有する被覆電線２００に比べて軽量化できる。この結果、アルミニウム芯線２０１に腐食が発生することがなく、その腐食を原因として電気抵抗が上昇することもないので、アルミニウム芯線２０１の導電性が安定する。結果として、例えば、撚線、単線、平角線等のアルミニウム芯線２０１を圧着端子１０の圧着部３０に対して確実、且つ、強固に接続することができる。

このように構成した圧着接続構造体１は、図示省略するコネクタハウジングに圧着端子１０を装着することによって、確実な導電性を有するコネクタを構成できる。詳しくは、圧着端子１０で構成した圧着接続構造体１を、雌型のコネクタハウジングに装着し、雌型コネクタを備えたワイヤーハーネスを構成すると共に、雄型圧着端子で構成した圧着接続構造体を雄型のコネクタハウジングに装着し、雄型コネクタを備えたワイヤーハーネスを構成する。そして、雌型コネクタと雄型コネクタとを嵌合することによって、ワイヤーハーネス同士を電気的かつ物理的に接続することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 圧着接続構造体
１０ 圧着端子
３０ 圧着部
３１ 圧着面
３２ バレル構成片
２００ 被覆電線
２０１ アルミニウム芯線
Ｐ 仮想平面
Ｒ１，Ｒ２ 端部領域
Ｘ 長手方向
Ｙ 幅方向
Ｗ１ 長手方向溶接箇所
Ｗ２ 幅方向溶接箇所

Claims (4)

1. バネ構造によって雄型圧着端子を挟み込んで嵌合接続する嵌合部と、被覆電線を圧着接続する圧着部と、を備える圧着端子であって、
   前記嵌合部及び前記圧着部は板材によって形成され、
   前記嵌合部を形成する板材の厚さが前記圧着部を形成する板材の厚さより薄いこと
   を特徴とする圧着端子。
2. 前記圧着部が、中空形状の板材によって形成され、前記被覆電線の導体部分が挿入される板材の長手方向の端部とは反対側の端部が封止されていることを特徴とする請求項１に記載の圧着端子。
3. 前記嵌合部を形成する板材の厚さは、前記嵌合部及び前記圧着部を板厚が互いに異なる板材によって形成することにより、前記圧着部を形成する板材の厚さより薄く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧着端子。
4. バネ構造によって雄型圧着端子を挟み込んで嵌合接続する嵌合部と、被覆電線を圧着接続する圧着部と、を備える圧着端子の製造方法であって、
   前記圧着部を形成する板材の厚さより薄い板材を用いて前記嵌合部を形成するステップを含むこと
   を特徴とする圧着端子の製造方法。

Images