JP2010073486A - 端子金具及び端子金具付き電線 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な電気的接続状態を確保しつつ圧着の際の端子金具の伸びを抑制することが可能な端子金具及び端子金具付き電線を提供する。
【解決手段】端子本体３１の電線挿入空間３３内に単芯線２１の先端を押し込み、弾性部材５１に単芯線２１の切断端面２１Ａを強く突き当てた状態でかしめ片４１Ａ（保持手段）によって被覆電線２０を保持する。これにより、切断端面２１Ａと弾性部材５１との間で強い圧力が作用して良好な電気的接続状態が得られ、これが維持される。従って、被覆電線２０の接続のために被覆電線２０を端子金具に強い力で圧着する必要がないから、端子金具の一部が強く押し潰されることによる延びが生じず、端子金具全体としての延びを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、端子金具及び端子金具付き電線に関する。

被覆電線に端子金具を取り付けるに際して被覆電線の露出した芯線を端子金具に圧着接続することが行われる（特許文献１参照）。
ここで、芯線を端子金具に圧着するに際しては、例えば、底板部の側縁から立ち上げた一対のバレル部を有するオープンバレル型の端子金具をアンビル上に載置してその底板部に芯線を宛がう。そして、端子金具の上方に配したクリンパを降下させると、バレル部が芯線を包み込むように徐々に変形するとともに、バレル部の先端部が芯線を押し潰すように芯線に食い込むことにより圧着が行われる。
特開２００７−１２３４１公報

ところで、電線の芯線は導電性の金属であるため、芯線の周囲には酸化膜が形成されやすい。特に、芯線にアルミニウムやアルミニウム合金を用いた場合には、酸化膜が形成されやすい。そのため、ワイヤバレル及び芯線を圧着する（かしめる）際に芯線がワイヤバレルに擦られて酸化膜が破られるようになっている。
このことから、酸化膜を破るという観点からは、ワイヤバレル及び芯線を強い力で圧着することが望ましい。

しかし、ワイヤバレル及び芯線を強い力で圧着した場合には、芯線が押し潰され、その下の底板部に強い力がかかる。このとき底板部が押し潰されて芯線の軸方向に伸びが生じ、これにより、端子金具全体としても伸びが生じることになる。
このような端子金具の伸びが発生すると、その全長寸法が設計寸法よりも予期しない量だけ長くなって他の部品との干渉を起こしたり、製造時の寸法管理を困難にする等の問題を生じさせる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、良好な電気的接続状態を確保しつつ圧着の際の端子金具の伸びを抑制することが可能な端子金具及び端子金具付き電線を提供することを目的とする。

本発明に係る端子金具は、単芯線を有する電線を挿入可能な電線挿入空間を備えた端子本体と、前記端子本体の前記電線挿入空間内に配されて前記端子本体と電気的に接続状態にあり、電線の前記単芯線の切断端面が突き当てられることで前記単芯線と電気的接続可能にされる導電性の弾性接触部材と、前記弾性接触部材を前記電線挿入空間内に係止させる係止手段と、前記端子本体と一体的に設けられ前記単芯線の切断端面が前記弾性接触部材に突き当てられた状態を保つように前記電線を保持する保持手段と、を備えるところに特徴を有する（手段１）。

手段１において、前記保持手段は、前記端子本体から延出された連結部に一体に形成されて前記単芯線に巻き付くように圧着されるワイヤバレル部により構成されているようにしてもよい（手段２）。
このようにすれば、インシュレーションバレルにより、電線の絶縁被覆の上からかしめる場合と比較して、位置ずれしないように確実に電線をを保持することが可能になる。

手段１又は手段２において、前記端子本体は、一端に開口を有し、他端側が閉塞された筒状部材であり、前記筒状部材の内部が前記電線挿入空間とされるようにしてもよい（手段３）。
このようにすれば、他端側が閉塞されているから他端側から異物が進入することを防止できる。

本発明に係る端子金具付き電線は、単芯線を有する電線と、前記電線が電線挿入空間に挿入された端子本体と、前記端子本体の前記電線挿入空間内に配されて前記端子本体と電気的に接続状態にあり、電線の前記単芯線の切断端面が突き当てられることで前記単芯線と電気的接続可能にされた導電性の弾性接触部材と、前記弾性接触部材を前記電線挿入空間内に係止させる係止手段と、前記端子本体と一体的に設けられ前記単芯線の切断端面が前記弾性接触部材に突き当てられた状態を保つように前記電線を保持する保持手段と、を備えるところに特徴を有する（手段４）。

手段４において、前記保持手段は、前記端子本体から延出された連結部に一体に形成されて前記単芯線に巻き付くように圧着されるワイヤバレル部により構成されているようにしてもよい（手段５）。
このようにすれば、インシュレーションバレルにより、電線の絶縁被覆の上からかしめる場合と比較して、位置ずれしないように確実に電線をを保持することが可能になる。

手段４又は手段５において、前記端子本体は、一端に開口を有し、他端側が閉塞された筒状部材であり、前記筒状部材の内部が前記電線挿入空間とされるようにしてもよい（手段６）。
このようにすれば、他端側が閉塞されているから他端側から異物が進入することを防止できる。

本構成によれば、端子本体の電線挿入空間内に単芯線の先端を押し込み、弾性接触部材に単芯線の切断端面を強く突き当てた状態で保持手段によって電線を保持する。これにより、切断端面と弾性接触部材との間で強い圧力が作用して良好な電気的接続状態が得られ、これが維持される。従って、電線の接続のために電線を端子金具に強い力で圧着する必要がないから、端子金具の一部が強く押し潰されることによる延びが生じず、端子金具全体としての延びを抑制することができる。
特に、単芯線を切断した後に切断端面に厚い酸化膜や水酸化膜が生成する前に単芯線を端子本体の電線挿入空間内に押し込むようにすると、単芯線と弾性接触部材との間で一層良好な電気的接続状態を保つことができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１の端子金具付き電線１０について、図１〜図６を参照して説明する。
本実施形態の端子金具付き電線１０は、図１に示すように、被覆電線２０の先端部に端子金具３０が圧着接続されてなり、例えば電気自動車において走行用の動力源を構成するバッテリ、インバータ、モータなどの装置（図示せず）の間に配索されるものである。なお、図１の右方を前方とし、左方を後方として説明する。

被覆電線２０は、アルミニウムからなる単芯線２１を樹脂製の絶縁被覆２２（絶縁層）で被覆したものであり、その端末部においては、絶縁被覆２２が剥き取られて単芯線２１が露出されている。被覆電線２０は、銅合金製の従来の芯線に代えてアルミ製の単芯線２１を使用することで、軽量化や低コスト化が図られている。なお、単芯線とは、複数本が束になったり複数本を撚り合せたものでなく、一本のみからなる芯線をいう。

端子金具３０は、アルミ製よりも高い強度が得られる銅合金製とされ、図２に示すように、相手側端子と接続される端子接続部３５と、単芯線２１と電気的に接続される端子本体３１と、被覆電線２０を保持するインシュレーションバレル部４１と、を備え、これらが一体に構成されている。
端子接続部３５は、軸方向（軸方向とは被覆電線２０の軸方向、即ち図１の左右方向をいう）に沿って端子本体３１と連続し端子本体３１と一体に形成されており、バッテリー端子等の電気機器の棒状の端子に円環の孔３５Ａ（図３参照）から挿入されて電気的接続が図られる。

端子本体３１は、図１に示すように、一端（左方側）が開口する開口部３２を有するとともに、他端側は閉塞された概ね筒状の部材である。より詳しくは、ほぼ平坦な底板４８と、底板４８との間に単芯線２１が収容されるフード状の収容部４９と、からなる。

端子本体３１の内部は、図４に示すように、単芯線２１を有する被覆電線２０を挿入可能な電線挿入空間３３とされている。端子本体３１の閉塞された奥端は奥壁３４となっており、外部空間に対して隙間なく遮断されている。この奥壁３４は、端子本体３１と一体に構成され、その開口部３２側の面が軸方向とは直交している。
端子本体３１のうち、電線挿入空間３３を仕切る内壁３６、即ち、収容部４９及び底板４８の内面には、軸方向における中間部よりもやや端子接続部３５側の位置に、内方に突出する係止凸部３７が互いに対向するように上下一対形成されている。

係止凸部３７（本発明の「係止手段」に相当）の形成方法は、筒状の端子本体３１の外部側から端子本体３１の外面を凹み４７を形成するように衝撃を与えることにより内部の電線挿入空間３３側に係止凸部３７を突出させたものである。

電線挿入空間３３のうち、係止凸部３７よりも端子接続部３５側には、導電性の弾性接触部材５０が収容されている。
弾性接触部材５０は、軸方向（電線挿入方向）に伸縮可能な弾性部材５１と単芯線２１が突き当てられる接点部５５とから構成される。
弾性部材５１は、導電性の部材であり、板バネ等種々の金属製（導電性）の部材を用いることができるが、本実施形態では、円形状（円盤状）の皿バネ５２Ａ〜５２Ｄが用いられている。

具体的には、弾性部材５１として複数（４個）の金属製の皿バネ５２Ａ〜５２Ｄを用い、これらの皿バネ５２Ａ〜５２Ｄは、隣接する皿バネ５２Ａ〜５２Ｄ同士の向きを交互に変えた状態で互いに突き当てたものが用いられている。これにより、同形状の皿バネ５２Ａ〜５２Ｄを複数利用してその弾性力を所望の値とすることができる。

接点部５５は、電線挿入空間３３の断面形状とほぼ同じ形状の金属板材であって、開口部３２側の皿バネ５２Ａと係止凸部３７との間に配されている。そのため、接点部５５は、弾性部材５１の弾性力により開口部３２側に付勢された状態で係止凸部３７に係止されている。また、弾性部材５１（弾性部材５１のうちの端子接続部３５側の皿バネ５２Ｄ）は、その弾性力により奥壁３４側にも付勢されて奥壁３４に当接しているから、接点部５５と奥壁３４との間でも電気的接続が図られるようになっている。

インシュレーションバレル部４１（本発明の「保持手段」の一例）は、端子本体３１と一体に形成され、端子本体３１の開口部３２側（単芯線２１の挿入側）であって被覆電線２０の軸方向に沿って端子本体３１と連続した位置に配されている。
具体的には、インシュレーションバレル部４１は、端子本体３１から連続した底板４８の左右両側縁から一対のかしめ片４１Ａ，４１Ａが立ち上げられてなり、これらの一対のかしめ片４１Ａ，４１Ａを被覆電線２０側に湾曲させることにより、被覆電線２０が離脱や位置ずれしないように保持されている。
なお、単芯線２１を接点部５５に突き当てる際には、アルミはんだ等の導電性材料を接点部５５や単芯線２１の切断端面２１Ａに塗布してはんだ付けすることにより、確実に電気的接続状態が得られるようにしてもよい。

次に、端子金具付き電線の製造方法について説明する。
単芯線２１が被覆された被覆電線２０を切断端面２１Ａが垂直になるように図示しない切断機により切断する。
そして、被覆電線２０の端末部（先端部）において絶縁被覆を剥ぎ取り、単芯線２１を露出させる。

次に、図４に示すように、被覆電線２０を単芯線２１の切断端面２１Ａ側から端子本体３１の開口部３２（電線挿入空間３３）に挿入する。
そして、図５に示すように、単芯線２１の切断端面２１Ａが金属板材からなる接点部５５に突き当てられるまで挿入すると、切断端面２１Ａは被覆電線２０の挿入方向に垂直であり、接点部５５を構成する金属板材も被覆電線２０の挿入方向に垂直（接点部５５と切断端面２１Ａは平行）であるため、単芯線２１の切断端面２１Ａと接点部５５はほぼ隙間なく密着する。

そして、更に、被覆電線２０を図６に示す所定位置まで挿入していく。このとき、露出した単芯線２１は、電線挿入空間３３内に収容され収容部４９と底板部４８により外部から隠れて触れられないようになる。
そして被覆電線２０の上からかしめ片４１Ａ，４１Ａをかしめる。これにより、、図１に示すように、被覆電線２０が固定されて、端子金具付き電線１０の製造が終了する。
なお、単芯線２１の切断から接点部５５に切断端面２１Ａを突き当てるまでの工程は、単芯線２１の切断後に切断端２１Ａ面に厚い酸化膜や水酸化膜が生成する前に行うことが望ましい。そのようにすれば、単芯線２１と弾性接触部材５０との間で一層良好な電気的接続状態を保つことができる。

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
端子本体３１の電線挿入空間３３内に単芯線２１の先端を押し込み、弾性部材５１に単芯線２１の切断端面２１Ａを強く突き当てた状態でかしめ片４１Ａ，４１Ａ（保持手段）によって被覆電線２０を保持する。これにより、切断端面２１Ａと弾性部材５１との間で強い圧力が作用して良好な電気的接続状態が得られ、これが維持される。従って、被覆電線２０の接続のために被覆電線２０を端子金具に強い力で圧着する必要がないから、端子金具の一部が強く押し潰されることによる延びが生じず、端子金具全体としての延びを抑制することができる。

また、端子本体３１は、他端側（端子接続部３５側）が閉塞されているから他端側から異物が進入することを防止できる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２の端子金具付き電線１１０を図７〜図１４を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態１の端子金具付き電線１０は、被覆電線２０は、一対のかしめ片４１Ａ，４１Ａによりかしめられて位置ずれ等しないように保持されているが、実施形態２では、図７に示すように、かしめ片４１Ａ，４１Ａは有さず、端子本体１３１と一体に構成されたワイヤバレル部７０により、単芯線２１がかしめられて、被覆電線２０が位置ずれ等しないように保持されるものである。

端子金具１３０は、図８,図９に示すように、円筒形状のワイヤバレル部７０を有するいわゆるクローズドバレル型であって、被覆電線２０の単芯線２１が接続される芯線接続部８０と、バッテリー等の電気機器に取り付けられる環状の端子接続部３５と、が一体に構成されており、アルミ製よりも高い強度が得られる銅合金製となっている。

芯線接続部８０は、一端（図１の左端側）が開口する開口部１３２を有する筒状をなし、その他端側は閉塞された筒状体をなす。

この芯線接続部８０は、単芯線２１の切断端面２１Ａと電気的接続が図られる端子本体１３１と、単芯線２１を圧着するワイヤバレル部７０（本発明の「保持手段」の一例）と、端子本体１３１から延出され端子本体１３１とワイヤバレル部７０とを連結する連結部８１と、から構成されている。これら端子本体１３１、ワイヤバレル部７０及び連結部８１は、一体に構成されており、一端側が閉塞された筒状体にてこれら端子本体１３１、ワイヤバレル部７０及び連結部８１の全てを構成している。
なお、実施形態２では円筒形状の一部であるワイヤバレル部７０がかしめられるため、円筒形状の部分ではかしめられない実施形態１よりも円筒形状の部分が軸方向にやや長くなっている。そのため、実施形態２の電線挿入空間１３３も実施形態１の電線挿入空間３３よりも長くなっている。

次に、端子金具付き電線の製造方法について説明する。
単芯線２１を有する被覆電線２０を切断端面２１Ａが垂直になるように図示しない切断機により切断する。
そして、被覆電線２０の端末部において絶縁被覆を剥ぎ取り、単芯線２１を露出させる。
次に、図１０に示すように、端末部にて露出させた単芯線２１を開口部１３２（電線挿入空間１３３）に挿入する。

すると、図１１に示すように、単芯線２１の切断端面２１Ａが金属板材からなる接点部５５に突き当てられる。このとき、切断端面２１Ａは被覆電線２０の挿入方向に垂直であり、接点部５５を構成する金属板材も被覆電線２０の挿入方向に垂直（接点部５５と切断端面２１Ａは平行）であるため、単芯線２１の切断端面２１Ａと接点部５５はほぼ隙間なく密着する。
そして、更に、被覆電線２０を図１２に示す所定位置まで挿入する。

次に、ワイヤバレル部７０の部分を圧着機により圧着する。
圧着方法としては、種々の方法を利用することができるが、本実施形態では、その一例として、ワイヤバレル部７０の断面形状が六角形となるように変形させる圧着方法を用いる。

具体的には、被覆電線２０を所定位置（図１２の位置）まで挿入した状態で、図１３に示すように、ワイヤバレル部７０が位置する筒状の部分を圧着機の金型９１，９２で挟み込む。

これにより、図１４に示すように、挟まれて圧縮された部分（かしめられた部分）は、筒状の部分が六角形に圧縮変形するとともに、その内部の単芯線２１も端子本体１３１の変形に応じて六角形に圧縮変形して、ワイヤバレル部７０と単芯線２１が圧着接続される。
これにより、被覆電線２０が固定されて、端子金具付き電線１０の製造が終了する。

このように、実施形態２によれば、ワイヤバレル部７０（保持手段）は、端子本体１３１から延出された連結部８１に一体に形成されており、単芯線２１に巻き付くように圧着される。
ここで、ワイヤバレル部７０でなく、インシュレーションバレル部４１で被覆電線２０の絶縁被覆２２の上からかしめる場合には、軟らかい絶縁被覆２２の上からかしめるために強固に固定されず、被覆電線２０の位置ずれ等が生じる懸念がある。しかし、本実施形態によれば、ワイヤバレル部７０で圧着するから位置ずれしないように確実に被覆電線２０を保持することが可能になる。

また、一般に、ワイヤバレル部により芯線２１をかしめる場合には、芯線２１の周囲に形成された絶縁皮膜としての硬い酸化皮膜を破るために強い圧力でかしめる必要がある。しかし、強い圧力でかしめるときに、底板やバレル部も強く圧縮され押し潰されて芯線の軸方向に伸びが生じ、これにより端子金具全体としても伸びが生じることが懸念される。このような端子金具の伸びが発生すると、その全長寸法が設計寸法よりも予期しない量だけ長くなって他の部品との干渉を起こしたり、製造時の寸法管理を困難にする等の問題を生じさせる。
一方、本実施形態によれば、単芯線２１の切断端面２１Ａが弾性接触部材５０に突き当てられることで電気的接続が図られるため、ワイヤバレル部により芯線２１をかしめる際に酸化皮膜を破る必要が生じない。したがって、かかる場合と比較して弱い圧力でかしめるだけで足り、底板等が押し潰されないため、端子金具の伸びを抑制することができる。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、ワイヤバレル部７０又はインシュレーションバレル部４１により被覆電線２０を保持する構成としたが、図１５に示すように、端子金具付き電線２１０は、ワイヤバレル部７０及びインシュレーションバレル部４１の両方により被覆電線２０を保持する構成としてもよい。

（２）単芯線２１はアルミニウムからなることとしたが、アルミニウム合金や他の種類からなる単芯線を用いても良い。

（３）上記実施形態では、端子本体３１の収容部４９が端子接続部３５と接続される部分は、傾斜した部分４９Ａとなっており、この傾斜した部分４９Ａ（図１参照）が内部の奥壁３４を介して弾性部材５１を右方において位置決めする構成であったが、図１６に示すように、端子本体３１内部の奥壁３４をなくし、傾斜した部分４９Ａの傾斜をなくして底板部４８（及び端子接続部３５）と直交する壁部４９Ｂを形成し、壁部４９Ｂが弾性部材５１を直接位置決めするようにしてもよい。

実施形態１に係る端子金具付き電線の側断面図 端子金具の側面図 端子金具の上面図 端子金具に被覆電線の単芯線を挿入する図 単芯線の切断端面を接点部に突き当てた図 単芯線を所定位置まで挿入した図 実施形態２に係る端子金具付き電線の側断面図 端子金具の側面図 端子金具の上面図 端子金具に被覆電線の単芯線を挿入する図 単芯線の切断端面を接点部に突き当てた図 単芯線を所定位置まで挿入した図 ワイヤバレル部を六角圧着する前の図 ワイヤバレル部を六角圧着した図 他の実施形態の端子金具付き電線の側断面図 他の実施形態の端子金具付き電線の側断面図

符号の説明

１０,１１０，２１０…端子金具付き電線
２０…被覆電線
２１…単芯線
２２…絶縁被覆
３０,１３０…端子金具
３１…端子本体
３３…電線挿入空間
３７…係止凸部（係止手段）
４１…インシュレーションバレル部（保持手段）
５０…弾性接触部材
５１…弾性部材
５２Ａ〜５２Ｄ…皿バネ
５５…接点部
７０…ワイヤバレル部（保持手段）

Claims (6)

1. 単芯線を有する電線を挿入可能な電線挿入空間を備えた端子本体と、
   前記端子本体の前記電線挿入空間内に配されて前記端子本体と電気的に接続状態にあり、電線の前記単芯線の切断端面が突き当てられることで前記単芯線と電気的接続可能にされる導電性の弾性接触部材と、
   前記弾性接触部材を前記電線挿入空間内に係止させる係止手段と、
   前記端子本体と一体的に設けられ前記単芯線の切断端面が前記弾性接触部材に突き当てられた状態を保つように前記電線を保持する保持手段と、を備えることを特徴とする端子金具。
2. 前記保持手段は、前記端子本体から延出された連結部に一体に形成されて前記単芯線に巻き付くように圧着されるワイヤバレル部により構成されていることを特徴とする請求項１記載の端子金具。
3. 前記端子本体は、一端に開口を有し、他端側が閉塞された筒状部材であり、前記筒状部材の内部が前記電線挿入空間とされることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の端子金具。
4. 単芯線を有する電線と、
   前記電線が電線挿入空間に挿入された端子本体と、
   前記端子本体の前記電線挿入空間内に配されて前記端子本体と電気的に接続状態にあり、電線の前記単芯線の切断端面が突き当てられることで前記単芯線と電気的接続可能にされた導電性の弾性接触部材と、
   前記弾性接触部材を前記電線挿入空間内に係止させる係止手段と、
   前記端子本体と一体的に設けられ前記単芯線の切断端面が前記弾性接触部材に突き当てられた状態を保つように前記電線を保持する保持手段と、を備えることを特徴とする端子金具付き電線。
5. 前記保持手段は、前記端子本体から延出された連結部に一体に形成されて前記単芯線に巻き付くように圧着されるワイヤバレル部により構成されていることを特徴とする請求項４記載の端子金具付き電線。
6. 前記端子本体は、一端に開口を有し、他端側が閉塞された筒状部材であり、前記筒状部材の内部が前記電線挿入空間とされることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の端子金具付き電線。

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