JP5127045B2 - 電線と端子との圧着構造 - Google Patents

Description

本発明は、電線と端子との圧着構造に係り、前記電線としてアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体部を有するアルミニウム電線を用いると特に好適な圧着構造に関する。

自動車等の車両に配索されるワイヤハーネスには銅電線が一般に使用されている。そして、ワイヤハーネス同士、あるいはワイヤハーネスと車載機器との接続にあたり、ワイヤハーネスの銅電線には端子が取り付けられ、この種の端子は、一般に圧着によって銅電線に取り付けられている。

銅電線へ圧着される端子は、典型的には、銅製の複数の素線を撚り合わせてなる銅電線の導体部が載置される底板部と、底板部に載置された導体部を挟むために底板部に連設された一対の導体加締片と、を備えている。そして、一対の導体加締片は、内側に加締められることで、導体部を底板部との間に挟み込み、それにより端子が銅電線の導体部に圧着される。

ところで近年、銅資源の不足に加え、車両の軽量化やリサイクルの容易性を考慮して、アルミニウム電線が注目されている。しかしながら、アルミニウムは銅に比べて表面に形成される酸化皮膜が厚く、アルミニウム電線では、導体部と端子との間の接触抵抗が比較的高くなる傾向にある。この接触抵抗を低減することについて、端子の各導体加締片を導体部に強く加締め、導体部の圧縮率を高くする方法が知られている。これによれば、導体部を構成する各素線の酸化皮膜が破壊され、導体部と端子との間の接触抵抗が低減される。尚、本明細書において、導体部の圧縮率とは、圧着前の導体部の断面積に対する圧着後の導体部の断面積の比として規定される。

しかしながら、導体部の圧縮率を高くすることに伴い、導体部に作用する応力も高くなる。そして、アルミニウムは銅に比べて機械的強度に劣り、アルミニウム電線では、導体部に過度の応力が作用すると端子の圧着強度が著しく低下してしまう。そこで、アルミニウム電線と端子との圧着において、導体部と端子との接触抵抗の低減と、端子の圧着強度の確保と、を両立させることを目的としたアルミニウム電線と端子との圧着構造が種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に開示された圧着構造では、アルミニウム電線の導体部の断面積に応じて、導体部と端子との接触抵抗の低減と、端子の圧着強度の確保と、を両立し得る導体部の圧縮率を規定している。例えば、導体部の断面積が１．５ｍｍ^２未満のものについては、導体部の圧縮率は５０〜７０％とされ、導体部の断面積が１．５ｍｍ^２以上のものについては、導体部の圧縮率は４０〜７０％とされている。尚、銅電線への端子の圧着における導体部の圧着率は、典型的には７５〜９５％である。

特許文献２に開示された圧着構造では、図４に示すように、アルミニウム電線２０１の導体部２０２に加締められる加締片（バレル）が二対設けられている。そして、圧着された状態で、導体部２０２の基端側に位置した保持用加締片２０３の加締め高さ（クランプハイト）Ｈｂが、導体部２０２の先端側に位置した導通用加締片２０４の加締め高さＨａよりも高くなるように、段差が設けられた圧着治具を用いて両加締片２０３，２０４を導体部２０２に加締めている。これにより、保持用加締片２０３による導体部２０２の圧縮率は銅電線への端子の圧着における導体部の圧縮率と同程度として圧着強度を確保し、導通用加締片２０４による導体部２０２の圧縮率は比較的高くして接触抵抗を低減するようにしている。
特開２００５−１７４８９６号公報 特開２００５−５０７３６号公報

上記特許文献１に開示された圧着構造では、導体部の圧縮率が銅電線の場合に比べて総じて高くなっており、端子の圧着強度の低下は避けられない。これに対して、上記特許文献２に開示された圧着構造では、保持用加締片２０３が加締められた部位と、導通用加締片２０４が加締められた部位とで、加締め高さＨｂ、Ｈａの違いにより、導体部２０２に対する圧縮率を変えることができ、保持用加締片２０３が加締められた部位の導体部２０２の圧縮率を銅電線の場合と同程度として、端子の圧着強度の低下を回避することができる。しかしながら、上記特許文献２に開示された圧着構造では、導通用加締片２０４と保持用加締片２０３との加締め高さを異ならせるように両加締片２０４、２０３を導体部２０２に加締めるために、専用の圧着治具が必要となり、また、導通用加締片２０４および保持用加締片２０３の２箇所の高さＨａ、Ｈｂを管理する必要があり、コストがかかる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電線の導体部と端子との接触抵抗の低減（電気導通特性の向上）と、端子の圧着強度（端子保持力）の確保と、を容易に且つ確実に両立させることができる電線と端子との圧着構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電線と端子との圧着構造は下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１） 電線と端子との圧着構造であって、
前記端子は、前記電線の導体部が載置された底板部と、該底板部に連設され、且つ該底板部上の前記導体部を挟むように加締められた一対の導体加締片と、を備え、
前記一対の導体加締片の間に位置し、前記一対の導体加締片によって該一対の導体加締片と前記底板部との間に挟まれ且つ圧着された前記導体部の圧着部分の先端側に位置する凸部が、前記底板部の一部を下から上に打ち出すことにより前記底板部上に形成されており、
前記底板部から前記導体加締片までの加締め高さが該導体加締片のほぼ全幅にわたり略一定とされ、それにより、前記圧着部分において先端側の部分がそれよりも基端側の部分よりも強く前記凸部の所で前記導体加締片によって圧縮されていること。
（２） 電線と端子との圧着構造であって、
前記端子は、前記電線の導体部が載置された底板部と、該底板部に連設され、且つ該底板部上の前記導体部を挟むように加締められた一対の導体加締片と、を備え、
前記一対の導体加締片の間に位置し、前記一対の導体加締片によって該一対の導体加締片と前記底板部との間に挟まれ且つ圧着された前記導体部の圧着部分の先端側に位置する凸部が、前記導体加締片の基端側の一部に逆Ｕ字状の切り込みを入れて、該切り込みの内側切片を前記底板部に向けて折り曲げることにより前記底板部上に形成されており、
前記底板部から前記導体加締片までの加締め高さが該導体加締片のほぼ全幅にわたり略一定とされ、それにより、前記圧着部分において先端側の部分がそれよりも基端側の部分よりも強く前記凸部の所で前記導体加締片によって圧縮されていること。
（３） 上記（１）または（２）の構成の電線と端子との圧着構造において、
前記底板部の上面にセレーションが設けられ、当該セレーションは、前記凸部があるために強く前記導体加締片によって圧縮される前記圧着部分の先端側の部分よりも基端側に僅かにずれた部分に圧着すること。
（４） 上記（１）〜（３）のいずれかの構成の電線と端子との圧着構造において、
前記電線が、前記導体部としてアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体部を有するアルミニウム電線であること。

上記（１）の構成の圧着構造によれば、導体加締片の全体の加締め高さを略一定に管理しながら、前側の凸部のある位置において導体部に対する圧縮率を高く設定でき、凸部のない後側の位置において導体部に対する圧縮率を低く設定できる。従って、前側の圧縮率の高い部分で電気的導通性能を高く維持し、後側の圧縮率の低い部分で端子保持力を高く維持することができる。つまり、従来のように導体加締片の加締め高さを２段に管理する必要がないため、工程管理が容易になる上、専用の圧着治具も必要でなくなり、コストを抑制することができる。また、凸部が底板部の打ち出しにより形成されているので、コストをかけずに簡単に凸部を端子に追加することができる。
上記（２）の構成の圧着構造によれば、導体加締片の全体の加締め高さを略一定に管理しながら、前側の凸部のある位置において導体部に対する圧縮率を高く設定でき、凸部のない後側の位置において導体部に対する圧縮率を低く設定できる。従って、前側の圧縮率の高い部分で電気的導通性能を高く維持し、後側の圧縮率の低い部分で端子保持力を高く維持することができる。つまり、従来のように導体加締片の加締め高さを２段に管理する必要がないため、工程管理が容易になる上、専用の圧着治具も必要でなくなり、コストを抑制することができる。また、導体加締片の基端部に切り込みを入れて曲げるだけで凸部を形成することができるので、簡単な工程の付加だけで凸部を端子に追加することができる。
上記（３）の構成の圧着構造によれば、凸部のない導体部の基端側の位置での圧縮率は低くなるものの、その位置にはセレーションが設けられているので、セレーションに導体部が食い込むことにより、導体部の長手方向への引張強度が高まる。
上記（４）の構成の圧着構造によれば、アルミニウム電線の導体部と端子との接触抵抗の低減と、端子の圧着強度の確保と、を容易に且つ確実に両立させることができる。

本発明に係る電線と端子との圧着構造によれば、電線の導体部と端子との接触抵抗の低減と、端子の圧着強度の確保と、を容易に且つ確実に両立させることができる。

以下、本発明の電線と端子との圧着構造の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１（ａ）および（ｂ）は本発明に係る電線と端子との圧着構造の第１実施形態を示す図であって、図１（ａ）はアルミニウム電線および端子の分解斜視図、そして図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面を示す斜視図である。図２（ａ）は本発明に係るアルミニウム電線と端子との圧着構造におけるアルミニウム電線の導体部を圧着した端子の部分の縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ矢視断面図、そして図２（ｃ）は図２（ａ）のＩＩｃ−ＩＩｃ矢視断面図である。尚、図中の矢印Ａは端子の先端（前端）方向、そして矢印Ｂは端子の基端（後端）方向を示している。

図１（ａ）に示すように、アルミニウム電線１は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の素線３が撚り合わされた導体部２を有し、この導体部２の外周が絶縁材料で形成されたシース４で被覆されている被覆電線である。アルミニウム電線１は、その端末部（即ち、先端部分）において、所定の長さでシース４が除去されて導体部２が露出しており、端子１０は、この端末部に圧着される。尚、アルミニウム合金の好ましい具体例としては、アルミニウムと鉄との合金を挙げることができる。この合金を採用した場合、アルミニウム製の導体に比べて、延び易く、強度（特に引張強度）を増すことができる。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、端子１０は、銅合金等の導電性金属製の板材をプレス成形（折り曲げ成形を含む。）することにより形成されたものであって、その先端部に相手方端子（図示せず）との接続部１１が設けられ、その基端部にアルミニウム電線１を保持する保持部１２が設けられている。更に保持部１２は、その先端側にアルミニウム電線１の導体部２の露出した先端部分を保持する導体保持部１３が設けられ、その基端側にアルミニウム電線１のシース４を保持するシース保持部１４が設けられている。

導体保持部１３は、アルミニウム電線１の端末部に露出した導体部２が載置される底板部２０と、底板部２０に載置された導体部２を挟むために導体部２０に連設された一対の導体加締片２１と、を備えており、端子１０の長手方向に対して直交する断面において略Ｕ字状に成形されている。

シース保持部１４は、アルミニウム電線１の端末部のシース４が載置される底板部２２と、底板部２２に載置されたシース４を挟むために底板部２２に連設された一対のシース加締片２３と、を備えており、導体保持部１３と同様に断面略Ｕ字状に成形されている。尚、シース保持部１４の底板部２２は、導体保持部１３の底板部２０の基端に連設されている。

更に図２（ａ）〜（ｃ）も参照して、導体保持部１３の底板部２０上には、一対の導体加締片２１の間に位置し且つ一対の導体加締片２１によって該一対の導体加締片２１と底板部２０との間に挟まれ且つ圧着された導体部２の圧着部分の先端側（前側）に位置する１つの凸部２４が設けられている。この凸部２４は、底板部２０を形成している板材を打ち出すことにより形成されている。

また、導体保持部１３の底板部２０上の凸部２４より後側の位置には、導体部２の圧着部分の軸線方向（即ち、端子１０の長手方向）と直交する方向に互いに平行に延びる複数本のセレーション（浅い溝）２５が設けられ、凸部２４はセレーション２５が設けられた箇所の前側に位置している。

端子１０は、導体保持部１３の一対の導体加締片２１を、この導体保持部１３の底板部２０に載置されたアルミニウム電線１の導体部２に加締め付けられ、また、シース保持部１４の一対のシース加締片２３を、このシース保持部１４の底板部２２に載置されたアルミニウム電線１のシース４に加締め付けられて、電線１に圧着されている。

この場合、導体保持部１３の底板部２０から導体加締片２１までの加締め高さＨが、図４に示した従来のものと違って、導体加締片２１のほぼ全幅にわたって略一定とされている。従ってそれにより、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、導体部２の圧着部分において先端側の部分｛図２（ｂ）参照｝がそれよりも基端側の部分｛図２（ｃ）参照｝よりも強く導体保持部１３の凸部２４の所で導体加締片２１によって圧縮されている。即ち、導体保持部１３の内部において、導体部２は、凸部２４のある位置で高さＨａに圧縮され、凸部２４のない位置で高さＨｂ（但しＨａ＜Ｈｂ）に圧縮されている。

本実施形態のアルミニウム電線１と端子１０との圧着構造によれば、導体加締片２１の全体の加締め高さＨを略一定に管理しながら、前側の凸部２４のある位置においては導体部２に対する圧縮率を高く設定でき、凸部２４のない後側の位置においては、導体部２に対する圧縮率を低く設定できる。従って、凸部２４のある位置での導体部２の圧縮率を銅電線の場合と同程度として導体加締片２１の加締めを行なえば、前側の圧縮率の高い部分で電気的導通性能を高く維持することができると同時に、後側の圧縮率の低い部分で過大な力をかけずに端子保持力を高く確保することができる。つまり、従来のように導体加締片の加締め高さを２段に管理する必要がないため、工程管理が容易になる上、専用の圧着治具も必要でなくなり、コストを抑制することができる。

また、凸部２４のない導体部２の基端側の位置での圧縮率は低くなるものの、その位置にはセレーション２５が設けられているので、セレーション２５に導体部２が食い込むことにより、導体部２の長手方向への引張強度を高く維持することができる。

また、本実施形態では、圧縮率を高めるための凸部２４を、底板部２０を構成する板金の打ち出しにより形成しているので、コストをかけずに簡単に凸部２４を端子１０に追加することができる。

（第２実施形態）
図３（ａ）および（ｂ）は本発明に係る電線と端子との圧着構造の第２実施形態を示す図であって、図３（ａ）はアルミニウム電線および端子の分解斜視図、そして図３（ｂ）は図３（ａ）の端子がアルミニウム電線に圧着されている状態でのＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ矢視断面図である。尚、第１実施形態のアルミニウム電線と端子との圧着構造と機能的に共通する部材については、図中同一符号を付することにより、説明を省略あるいは簡略する。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の圧着構造では、アルミニウム電線１の端末部に端子１０Ｂが圧着されている。この端子１０Ｂは、その先端部に相手方端子との接続部１１が設けられ、その基端部にアルミニウム電線１を保持する保持部１２が設けられている。更に保持部１２は、その先端側にアルミニウム電線１の導体部２を保持する導体保持部１３が設けられ、その基端側にアルミニウム電線１のシースを保持するシース保持部１４が設けられている。ここまでの構成は、上述した第１実施形態の圧着構造の端子１０と同様である。

異なる点としては、導体保持部１３の底板部２０に設けられた凸部３５の形成の仕方である。即ち、この端子１０Ｂにおいては、凸部３５が、一対の導体加締片２１の基端側の一部に逆Ｕ字状の切り込み３６を入れて、切り込みの内側切片３７を底板部２０の上面に向けて折り曲げることにより形成されていることである。具体的には、一対の内側切片３７は、基端３７ａで底板部２０の幅方向の中心に向けて折り曲げられ、互いに突き当たる箇所３７ｂで底板部２０の上面に向けて略直角に折り曲げられ、先端３７ｃが底板部２０の上面に突き当てられており、これら折り曲げられた２つの内側切片３７によって凸部３５が構成されている。

この凸部３５は、第１実施形態の圧着構造と同様に、セレーション２５の前側に配置されており、加締められた導体加締片２１によって導体加締片２１と底板部２０との間に挟まれた導体部２の圧着部分の先端側（前側）に位置している。そして、端子１０Ｂは、一対の導体加締片２１を加締めることによって導体部２に圧着されており、その場合の底板部２０から導体加締片２１までの加締め高さＨ（図２参照）が、導体加締片２１のほぼ全幅にわたり略一定にされていることにより、凸部３５のある位置においては、図３（ｂ）に示すように導体部２の圧着部分における先端側の部分が、それよりも基端側の部分よりも強く導体加締片２１によって圧縮されている。従って、第１実施形態の圧着構造と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、凸部３５を、導体加締片２１の基端部に逆Ｕ字状の切り込み３６を入れて内側切片３７を曲げるだけで形成しているので、簡単な工程の付加だけで、凸部３５を有した端子１０Ｂを作ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明に係る電線と端子との圧着構造の第１実施形態を示す図であって、図１（ａ）はアルミニウム電線および端子の分解斜視図、そして図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面を示す斜視図である。 図２（ａ）は本発明に係るアルミニウム電線と端子との圧着構造におけるアルミニウム電線の導体部を圧着した端子の部分の縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ矢視断面図、そして図２（ｃ）は図２（ａ）のＩＩｃ−ＩＩｃ矢視断面図である。 本発明に係る電線と端子との圧着構造の第２実施形態を示す図であって、図３（ａ）はアルミニウム電線および端子の分解斜視図、そして図３（ｂ）は図３（ａ）の端子がアルミニウム電線に圧着されている状態でのＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ矢視断面図である。 図４（ａ）は従来のアルミニウム電線と端子との圧着構造を示す平面図、そして図４（ｂ）は図４（ａ）に示す圧着構造の側面図である。

符号の説明

１：アルミニウム電線
２：導体部
１０，１０Ｂ：端子
２０：底板部
２１：導体加締片
２４，３５：凸部
２５：セレーション

Claims (4)

1. 電線と端子との圧着構造であって、
   前記端子は、前記電線の導体部が載置された底板部と、該底板部に連設され、且つ該底板部上の前記導体部を挟むように加締められた一対の導体加締片と、を備え、
   前記一対の導体加締片の間に位置し、前記一対の導体加締片によって該一対の導体加締片と前記底板部との間に挟まれ且つ圧着された前記導体部の圧着部分の先端側に位置する凸部が、前記底板部の一部を下から上に打ち出すことにより前記底板部上に形成されており、
   前記底板部から前記導体加締片までの加締め高さが該導体加締片のほぼ全幅にわたり略一定とされ、それにより、前記圧着部分において先端側の部分がそれよりも基端側の部分よりも強く前記凸部の所で前記導体加締片によって圧縮されていることを特徴とする電線と端子との圧着構造。
2. 電線と端子との圧着構造であって、
   前記端子は、前記電線の導体部が載置された底板部と、該底板部に連設され、且つ該底板部上の前記導体部を挟むように加締められた一対の導体加締片と、を備え、
   前記一対の導体加締片の間に位置し、前記一対の導体加締片によって該一対の導体加締片と前記底板部との間に挟まれ且つ圧着された前記導体部の圧着部分の先端側に位置する凸部が、前記導体加締片の基端側の一部に逆Ｕ字状の切り込みを入れて、該切り込みの内側切片を前記底板部に向けて折り曲げることにより前記底板部上に形成されており、
   前記底板部から前記導体加締片までの加締め高さが該導体加締片のほぼ全幅にわたり略一定とされ、それにより、前記圧着部分において先端側の部分がそれよりも基端側の部分よりも強く前記凸部の所で前記導体加締片によって圧縮されていることを特徴とする電線と端子との圧着構造。
3. 前記底板部の上面にセレーションが設けられ、当該セレーションは、前記凸部があるために強く前記導体加締片によって圧縮される前記圧着部分の先端側の部分よりも基端側に僅かにずれた部分に圧着することを特徴とする請求項１または請求項２に記載した電線と端子との圧着構造。
4. 前記電線が、前記導体部としてアルミニウム製またはアルミニウム合金製の導体部を有するアルミニウム電線であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載した電線と端子との圧着構造。

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