JP5764591B2 - ワイヤハーネス - Google Patents

Description

本発明は自動車等に用いられるワイヤハーネスおよびワイヤハーネスに用いる圧着端子に関するものである。

従来、被覆導線に接続される端子として、圧着部と端子本体とからなる端子が用いられている。圧着部の圧着面には、導線の一部を係止するものとして、セレーションとよばれる係止部が長手方向に所定間隔を隔てて形成され、被覆導線は、圧着部によって端子に圧着される（例えば、特許文献１参照）。セレーションは、被覆導線の被覆から露出した導線に圧着時に食い込むことにより、圧着部からの導線の抜けを防ぐ。

しかし、被覆導線と端子とを接続する場合、導線と圧着部との間に隙間が生じやすく、導線が外気や水に曝されて腐食が発生することがある。また、近年、ワイヤハーネスを軽量化するためにアルミ製の導線が用いられているが、アルミ製の導線と銅製の端子とを接続する場合、異種金属である導線と端子との接触部に水が侵入し、電食が発生することがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−００９１７８号公報 特開２０１２−１９０６３５号公報

このような水分等の侵入を防ぐ目的で、断面中空形状で一端側が封止された圧着部を有する端子が検討されている。断面中空形状の圧着部を有する端子では、被覆導線を配置した圧着部をＵ字型形状等に変形させて、圧着部の断面の中心から外側に向かって導線を圧縮流動させることにより、端子と被覆導線とを圧着させる。また、被覆部が圧着部で圧着されることで、中空部に水が浸入することが防止される。ここで、導線がアルミ製である場合、圧着部にセレーションを設けることで、導線の抜けが防止されるだけでなく、アルミの酸化被膜を破壊する効果も得ることができる。

しかしながら、セレーションが設けられた部分では、圧着端子の厚さ寸法が小さくなり、特に曲げ加工等によって肉薄になった場合には、セレーションの形成部分に亀裂が生じやすいという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、部分的に肉薄の溝部を設けても、そこから亀裂が生じることがない圧着端子およびその圧着端子を用いたワイヤハーネス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第１の発明は、導電性の芯線が絶縁体で被覆された被覆部および前記被覆部の長手方向先端から露出する露出部を有する電線と、
前記被覆部に圧着される被覆圧着部と、前記露出部に圧着される芯線圧着部とを有する圧着端子とを含むワイヤハーネスであって、前記芯線圧着部は、前記芯線を介して対向する上部および下部と、前記上部および前記下部を連続する一対の連続部と、前記上部および前記下部のそれぞれの対向面に設けられた第１および第２溝部と、前記連続部に位置する第１平坦部とを含み、前記芯線圧着部は、板状部材の長手方向に延びる側縁を互いに突き合せて接合部によって接合することによって形成され、前記芯線圧着部はＵ字形状であり、Ｕ字形状開口端に前記第１の平坦部を設け、前記連続部の間をＵ字底部とすることを特徴とするワイヤハーネスである。

第２の発明は導電性の芯線が絶縁体で被覆された被覆部および前記被覆部の長手方向先端から露出する露出部を有する電線と、前記被覆部に圧着される被覆圧着部と、前記露出部に圧着される芯線圧着部とを有する圧着端子とを含むワイヤハーネスであって、前記芯線圧着部は、前記芯線を介して対向する上部および下部と、前記上部および前記下部を連続する一対の連続部と、前記上部および前記下部のそれぞれの対向面に設けられた第１および第２溝部と、前記連続部に位置する第１平坦部とを含み、前記芯線圧着部は、板状部材の長手方向に延びる側縁を互いに突き合せて接合部によって接合することによって形成され、前記芯線圧着部は上方下方に２か所の角部を有する略矩形状であり、前記角部に前記第１平坦部が位置することを特徴とするワイヤハーネスである。

前記芯線はアルミニウム系材料で構成され、前記芯線圧着部が銅系材料で構成されてもよい。

本発明によれば、圧着端子の芯線圧着部が電線の芯線露出部に圧着され、被覆圧着部が被覆部に圧着され、芯線圧着部の上部および下部にはそれぞれの対向面に幅方向へ延びる第１および第２溝部を設け、長手方向へ延びる一対の連続部には第１平坦部を設けるので、肉薄になりやすい連続部において溝が形成されることがなく、亀裂を抑制することができる。

また、芯線圧着部の接合部に対応する位置には、第２平坦部が形成されるので、接合部の接合を強固にすることができる。

芯線圧着部は、Ｕ字形状であり、連続部をＵ字開口端とし、連続部の間をＵ字底部とするので、連続部は肉薄になりやすいが、連続部における亀裂を抑制することができる。

本発明によれば、他の部分よりも肉薄になりやすい連続部において亀裂が発生しにくい圧着端子およびその圧着端子を用いたワイヤハーネスを提供することができる。

ワイヤハーネスの斜視図。 (ａ)圧着端子および電線の斜視図、（ｂ）圧着端子に電線を挿入した状態の斜視図。 圧着端子の部分展開図。 ワイヤハーネスの圧着加工の説明図。 溝部の他の態様を示した圧着端子の部分展開図。 芯線圧着部の他の態様示した断面図。

図１はワイヤハーネス１の斜視図である。ワイヤハーネス１は、長手方向Ｘおよびこれに直交する幅方向Ｙを有し、電線１０と圧着端子２０とを含む。圧着端子２０は、長手方向Ｘに延びるとともに、長手方向Ｘの前端部２０Ａに位置する図示しない雄型コネクタを挿入可能なボックス部２１と、後端部２０Ｂに位置する電線１０を挿入可能な圧着部２２とを有する。ボックス部２１には、雄型コネクタの挿入タブに接触する弾性接触片２１Ａを備える。

圧着部２２は、長手方向Ｘへ延びる接合部２５によって水密に接合される。詳細には、端子形状に打ち抜いた銅合金条の端部を中空形状になるように互いに突合せ、突合せた部分をレーザ溶接等の溶接によって接合部２５を形成することができる。圧着部２２は、芯線圧着部２３と、被覆圧着部２４とを含む。芯線圧着部２３は、被覆圧着部２４とボックス部２１との間に位置する。被覆圧着部２４は、後端部２０Ｂに開口する。

図２は、ワイヤハーネス１の製造工程の一部を示したものであって、図２（ａ）は、圧着端子２０に電線１０を挿入する前のそれぞれの斜視図である。電線１０は、導電性を有する芯線１６が絶縁体１５で被覆された被覆部１２と、被覆部１２の長手方向Ｘ先端から芯線１６の一部が露出した露出部１１とを有する。

芯線１６は、アルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム系材料で構成され、より詳細には、複数のアルミニウム合金線等を撚って形成する。芯線１６を覆う絶縁体１５として、弾性を有するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン等、この技術の分野において通常用いられるものを選択することができる。

圧着端子２０は、表面が錫メッキされた黄銅等の銅合金条を平面展開した端子形状に打ち抜いた後（図示せず）、中空四角柱体のボックス部２１と中空円柱体の圧着部２２とから構成される立体的な端子形状に曲げ加工されて形成される。図２（ｂ）に示したように、加工された圧着部２２の後端部２０Ｂから、電線１０が挿入される。このような圧着端子２０において、図面上方における接合部２５の近傍が上部２３Ａであり、これに対向する図面下方が下部２３Ｂであり、これらの間に左右一対の連続部２６が形成される。この実施形態において、加締め前の圧着部２２は上部２３Ａ，下部２３Ｂ，および連続部２６によって円柱体が形成される。

図３は、圧着端子２０の圧着部２２を展開した図である。圧着部２２の内面には、幅方向Ｙ両側に離間して設けられる複数条の第１溝部３１と、第１溝部３１の幅方向Ｙの間に設けられる複数条の第２溝部３２と、第１溝部３１および第２溝部３２の間に位置し、溝が形成されない第１平坦部３３と、第１溝部３１のさらに幅方向Ｙ外側に位置する第２平坦部３４とを含む。第１平坦部３３は、長手方向Ｘへ延びる仮想線３５近傍に設けられ、仮想線３５によって、Ｕ字形の芯線圧着部２３の開口端が形成される（図１参照）。

上記のような平面に展開された圧着部２２は、その長手方向Ｘに延びる両側縁２２Ａが互いに突き合わされて接合され接合部２５が形成される。両側縁２２Ａ近傍には、溝がない第２平坦部３４が形成されるので、接合部２５における接合が溝の形成によって低下するのを防止することができる。

第１溝部３１および第２溝部３２は、圧着部２２の前端部２０Ａ側に設けられ、後端部２０Ｂ側には設けられない。このような圧着端子２０において、第１溝部３１および第２溝部３２が形成された領域で、芯線圧着部２３が形成され、第１溝部３１および第２溝部３２よりも後端部２０Ｂ側の溝部が設けられない領域で、被覆圧着部２４が形成される。

図４は、圧着刃型４０で芯線圧着部２３を圧着加工するときの説明図である。図４(ａ)は圧着前、図４（ｂ）は圧着後を示す。芯線圧着部２３を圧着加工するための圧着刃型４０は、第１刃型４１と第２刃型４２とを有する。第１刃型４１は、図面下方に突出する凸部４３と凸部４３の幅方向Ｙ両側に位置する肩部４４とを有する。第２刃型４２は、第１刃型４１が噛み合う凹部４５を有する。第２刃型４２の凹部４５に第１刃型４１の凸部４３および肩部４４を対向させるとともに、これらの間に露出部１１の芯線１６が挿入された芯線圧着部２３を介在させ、第１刃型４１と第２刃型４２とを押圧することによって、芯線１６と芯線圧着部２３とを圧着することができる。

第１刃型４１に凸部４３を設けることによって、芯線圧着部２３の幅方向Ｙに沿って切断したときの断面形状は、全体的にＵ字形になる。すなわち、一対の連続部２６によって開口端部が形成され、上部２３Ａと下部２３Ｂとによって底部２７が形成される。なお、図示しないが被覆圧着部２４は、被覆部１２の形状に沿ってほぼ円柱になり、これら被覆圧着部２４と被覆部１２とが圧着される。

芯線圧着部２３において、Ｕ字形状の開口端部を形成する連続部２６は、仮想線３５に沿って形成され、仮想線３５近傍には第１平坦部３３が形成される（図３参照）。したがって、連続部２６には、溝が形成されない第１平坦部３３が位置する。連続部２６に第１平坦部３３を設けることによって、圧着端子２０の亀裂発生を抑制することができる。以下に、その理由について説明する。

すなわち、第１刃型４１と第２刃型４２との間には、隙間４６が形成される。第１刃型４１に第２刃型４２を押圧すると、肩部４４で芯線圧着部２３の連続部２６が幅方向Ｙ外側に押し付けられ、その押し付けによって連続部２６が隙間４６を伝って図面上方へと移動する。したがって、連続部２６は他の部分に比べて肉薄になりやすい。肉薄になったところにさらに溝部を形成すれば、亀裂の発生を誘発しかねない。しかし、連続部２６には第１平坦部３３が位置し、溝は形成されないので、たとえ連続部２６が肉薄になったとしても亀裂が生じるのを抑制することができる。

連続部２６が肩部４４で幅方向Ｙ外側に押し付けられるのと同時に、芯線１６も上部２３Ａおよび下部２３Ｂの間を幅方向Ｙ外側に摺動する。上部２３Ａおよび下部２３Ｂには、第１溝部３１と第２溝部３２とが芯線１６を介して対向するように設けられるので、芯線１６は、第１溝部３１および第２溝部３２によって、芯線１６の表面の酸化被膜が剥離され、芯線１６と圧着端子２０との良好な接触通電を図ることができる。

圧着部２２の第１溝部３１および第２溝部３２以外における厚さ寸法は、銅合金条を所望の形状に打ち抜いた後であって、立体的な形状に形成する前の状態で、約０．４ｍｍ以下、好ましくは０．２５〜０．０４ｍｍであることが望ましい。なお、圧着端子２０はボックス部２１および圧着部２２は１枚の銅合金条を打ち抜いて形成することができるから、このような場合にはボックス部２１も圧着部２２と同じ厚さ寸法である。このような厚さ寸法にすることによって、曲げ加工が容易であるとともに、圧着加工した際にも亀裂の発生を予防することができる。また、第１溝部３１および第２溝部３２の寸法は約０．０７ｍｍとすることが望ましい。このような厚さ寸法にすることによって、芯線１６の酸化被膜を剥離することができ、かつ、亀裂の発生を予防することができる。

この実施形態において、芯線圧着部２３はＵ字形であるが、これに限られるものではない。例えば、円形、楕円形等であってもよいし、芯線圧着部２３が平坦に加締められているようなものであってもよい。すなわち、この技術分野における通常の方法によって得られる形状を制限なく用いることができる。また、第１溝部３１および第２溝部３２は、直線的に延びる形状にしているが、曲線を有するものであってもよい。

図５は、この実施形態の第１溝部３１および第２溝部３２の他の態様を示したものである。図示したように、第１溝部３１および第２溝部３２は、多数のドット状の溝３１Ａおよび３２Ａが間隔を置いて幅方向Ｙへ並び、全体として線条の第１溝部３１および第２溝部３２に見えるようにしてもよい。また、溝３１Ａおよび溝３２Ａの平面形状をほぼ円形としているが、矩形や平行四辺形等の他の形状にすることもできる。

図６は、芯線圧着部２３の他の態様を示した断面図である。この断面図は図４（ｂ）で示した芯線圧着部の断面図と同様のものであるが、圧着端子２０の芯線圧着部２３は、圧着刃型によって矢印Ａおよび矢印Ｂに示す４か所から圧着され、下面側が凸となる形状に変形されることを特徴とする。このような芯線圧着部２３において、圧着端子２０は図面上方に位置する２つの角部５１と、図面下方に位置する２つの角部５２とを有し、これら角部５１，５２において他の部分よりも肉薄になりやすい。この場合には、上方の角部５１および下方の角部５２に第１溝部３１および第２溝部３２が形成されない第１平坦部３３を形成することもできるし、上方の角部５１にのみ第１平坦部３３を形成することもできる。このように、肉薄になりやすい部分に第１平坦部３３を設けることによって、この部分における亀裂発生を抑制することができる。なお、この実施形態は、アルミニウム系材料の芯線を用いた際に、更に効果を有する。すなわち、アルミニウムは、例えば銅などに比べて強度が低いところ、この実施形態は、芯線圧着部を従来に比べて高圧着とする必要がなく、アルミニウム系材料の芯線に対して有用である。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１…ワイヤハーネス
１０…電線
１１…露出部
１２…被覆部
１５…絶縁体
１６…芯線
２０…圧着端子
２２Ａ…側縁
２２Ｂ…側縁
２３…芯線圧着部
２３Ａ…上部
２３Ｂ…下部
２４…被覆圧着部
２５…接合部
２６…連続部
２７…底部
３１…第１溝部
３２…第２溝部
３３…第１平坦部
３４…第２平坦部
Ｘ…長手方向
Ｙ…幅方向

Claims (3)

1. 導電性の芯線が絶縁体で被覆された被覆部および前記被覆部の長手方向先端から露出する露出部を有する電線と、
   前記被覆部に圧着される被覆圧着部と、前記露出部に圧着される芯線圧着部とを有する圧着端子と
   を含むワイヤハーネスであって、
   前記芯線圧着部は、前記芯線を介して対向する上部および下部と、前記上部および前記下部を連続する一対の連続部と、前記上部および前記下部のそれぞれの対向面に設けられた第１および第２溝部と、前記連続部に位置する第１平坦部とを含み、
   前記芯線圧着部は、板状部材の長手方向に延びる側縁を互いに突き合せて接合部によって接合することによって形成され、
   前記芯線圧着部はＵ字形状であり、Ｕ字形状開口端に前記第１平坦部を設け、前記連続部の間をＵ字底部とすることを特徴とするワイヤハーネス。
2. 導電性の芯線が絶縁体で被覆された被覆部および前記被覆部の長手方向先端から露出する露出部を有する電線と、
   前記被覆部に圧着される被覆圧着部と、前記露出部に圧着される芯線圧着部とを有する圧着端子と
   を含むワイヤハーネスであって、
   前記芯線圧着部は、前記芯線を介して対向する上部および下部と、前記上部および前記下部を連続する一対の連続部と、前記上部および前記下部のそれぞれの対向面に設けられた第１および第２溝部と、前記連続部に位置する第１平坦部とを含み、
   前記芯線圧着部は、板状部材の長手方向に延びる側縁を互いに突き合せて接合部によって接合することによって形成され、
   前記芯線圧着部は上方下方に２か所の角部を有する略矩形状であり、前記角部に前記第１平坦部が位置することを特徴とするワイヤハーネス。
3. 前記芯線はアルミニウム系材料で構成され、前記芯線圧着部が銅系材料で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤハーネス。

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