JP4067297B2 - ピアシング端子接続構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピアシング端子に関し、更に詳しくは、複数本の素線を撚り合わせてなる芯線を絶縁被覆材で被覆されたケーブル電線をピアシング端子と導通接続してなるピアシング端子接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ワイヤハーネスなどにおいて、多数本の素線が撚り合わされた撚り線を芯線とするケーブル電線の端末部分をコネクタ接続するのに、図７に示したような、いわゆる圧接刃による接続端子が用いられている。
【０００３】
この圧接刃による接続端子１００は、相手側コネクタの接続端子（この例では、オス型端子）の挿入口を一開口端に有する角形筒状の嵌合筒部１０１の他端側にケーブル電線１１０の端末部分を電気的に導通接続する接続部１０２が一体的に設けられているもので、この接続部１０２は、接続されるケーブル電線１１０の軸線方向に長手の断面略凹字形をしたベース枠１０３の幅方向両側壁板１０４Ｌ，１０４Ｒにそれぞれ対からなる内向きの圧接刃１０５Ｌ，１０５Ｒ、及び１０５Ｌ，１０５Ｒが切り起こし形成されている。
【０００４】
そして、この圧接刃タイプの接続端子によりケーブル電線１１０の端末部分を各対の圧接刃１０５Ｌ，１０５Ｒ、及び１０５Ｌ，１０５Ｒ間に形成される各スロット１０６，１０６にそのケーブル電線１１０を装着したときに、ケーブル電線１１０の絶縁被覆材１１２が各対の圧接刃１０５Ｌ，１０５Ｒ、及び１０５Ｌ，１０５Ｒにより切り裂かれ、図８に示したようにケーブル電線１１０の芯線１１１，１１１・・・が直接各圧接刃１０５Ｌ，１０５Ｒ、及び１０５Ｌ，１０５Ｒに接触し、圧接接続されるものである。そしてこのような圧接刃タイプの接続端子によれば、ケーブル電線１１０の端末部分の絶縁被覆材１１２を皮剥ぎすることなく簡単な処理作業でコネクタ接続できるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、このような従来の圧接刃による接続端子によるものでは、ケーブル電線の芯線を圧接刃で挾着することにより電気的な導通状態が得られるようにしたものであるから、ケーブル電線の芯線を構成する各素線の径が細かく、かつその素線の数も少ない細径の芯線の場合には圧接刃の接触荷重によって素線が切れ断線するという問題がある。
【０００６】
また、素線の数を増やして芯線の径を大きくしたとしても芯線の外側に位置する素線にやはり接触荷重が集中して外側の素線が切れ圧接刃により接圧が低下することにより圧接刃と芯線との接触状態が不安定となり、送電や送受信への信頼性が損なわれるといった問題があった。
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、複数本の素線を撚り合わせた撚り線を芯線とするケーブル電線をピアシング端子を用いた簡単な処理作業でコネクタ接続ができて、しかもそのケーブル電線を構成する各素線の断線も回避されて送電や通信の信頼性の高いピアシング端子接続構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明に係るピアシング端子接続構造は、請求項１に記載のように、複数本の素線を撚り合わせてなる芯線を絶縁被覆材で被覆されたケーブル電線をピアシング端子と導通接続してなるピアシング端子接続構造であって、前記ピアシング端子は一端側に相手側のコネクタ端子を嵌合接続する嵌合部が設けられ他端側には前記ケーブル電線と導通接続する接続部が設けられたものであり、該接続部にはケーブル電線が添当される基底部の左右側壁に複数対のピアス刃が対峙して又は互い違いに該基底部上のケーブル電線の長手方向に略軸芯方向に向けて起立形成され、前記左右側壁のうちケーブル電線の軸線方向に前記ピアス刃と交互に形成される複数部分でケーブル電線の左右両側からケーブル電線を対峙して又は互い違いに挾着保持すると共に、該各ピアス刃がケーブル電線の絶縁被覆材に突刺挿入されることにより該ピアス刃と前記芯線とが導通接続されてなることを要旨とするものである。
【０００９】
このピアシング端子接続構造によれば、ピアシング端子の接続部の左右側壁に設けられるピアス刃がケーブル電線に突刺挿入されることによってケーブル電線の芯線とピアス刃とが電気的に導通接続されるため、ピアス刃によって芯線を構成する素線が切断され接触不良となることもない。また、基底部に導入したケーブル電線にピアス刃が突刺挿入される際にはケーブル電線に内向きの押圧力が作用し、ピアス刃とケーブル電線の接触部においては高い接触荷重が発生するので強固な接続構造が得られる。
【００１０】
さらにピアス刃はケーブル電線の長手方向と略平行に設けられているので、ケーブル電線の引き抜き方向に対して強い接続強度を有しており端子から抜け落ちる心配がない。しかも、ピアス刃の幅を広く確保しておけばピアス刃と芯線との接触面積を大きくとることができるので、ピアシング端子とケーブル電線との接続信頼性がより一層向上するばかりでなく導通状態もより良好なものとすることができる。
【００１１】
このピアシング端子接続構造においては、接続部の左右側壁にピアス刃が複数対対峙して設けられているほか、複数のピアス刃が互い違いに設けられている。ピアス刃が対峙して設けられておれば、ピアス刃をケーブル電線に突刺挿入する際にケーブル電線に対して接触荷重が左右均等に負荷されるため安定な接続状態が得られる。また、複数のピアス刃が対峙若しくは互い違いに設けられておれば、ピアシング端子とケーブル電線との接触強度が高まり、より一層接続信頼性に優れた接続構造を得ることができる。
【００１２】
また、このピアシング端子接続構造に用いられるピアシング端子が、接続部の左右側壁にピアス刃が前記ケーブル電線に突刺挿入される際にこのケーブル電線の略軸芯方向に突刺されるように設けられている。断面円形状のケーブル電線にピアス刃を突き刺す際にケーブル電線の軸芯方向から外れてピアス刃を挿入しようとすると、絶縁被覆材の表面上でピアス刃の先端部が滑ってしまい電線中に突き刺すことができないおそれがある。従って、このような形状を有するケーブル電線にピアス刃を突き刺すには軸芯方向に向けて挿入することが望ましく、本願発明のようにピアス刃をケーブル電線の略軸芯方向に突刺されるように設けることによってピアス刃の突き刺挿入の作業をスムーズ且つ確実に行うことができる。また、請求項２に記載のように前記ピアス刃が前記基底部に向けてやや下向き方向にケーブル電線の軸芯方向に突き刺されておれば、ケーブル電線の下端部がピアス刃と基底部によって挾圧された状態となり、一層強固な接続状態が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
初めに第１の実施形態に係るピアシング端子接続構造について図１〜図３を用いて詳細に説明する。図１に示したピアシング端子１０は、耐熱性の銅合金板を打ち抜き加工により組立て形成されたものであり、一端側に図示しない相手側のコネクタ接続端子を嵌合接続するための嵌合部１１が設けられ、他端側にはケーブル電線２０を導通接続するための接続部１２が前記嵌合部１１と一体に設けられている。
【００１４】
この接続部１２には、基底部１３の左右側壁１４Ｌ，１４Ｒを切り起こして形成した複数のピアス刃１５ａ〜１５ｆが内向き且つケーブル電線２０と略平行に互い違いに設けられている。これら各ピアス刃１５ａ〜１５ｆは、突刺挿入を容易とするために端縁部が先端にいくに従って肉薄となるようにテーパ状に形成されている。この接続部１２にケーブル電線２０を接続する際には、図１に示すように、ケーブル電線２０がピアス刃１５ａ〜１５ｆに引っ掛からず基底部１３上に導入できるように、左右側壁１４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ拡開状となっている。またピアス刃１５ａ〜１５ｆは、その先端部が基底部１３上に添当されるケーブル電線２０の略軸芯方向に向けられるように切り起こされている（図３参照）。
【００１５】
上記ピアシング端子に導通接続されるケーブル電線２０は、図１に示したように、複数本の軟銅線（素線）が撚り合わさった撚り線により構成される芯線２１，２１・・・が複数本束ねられてその周囲を合成樹脂による絶縁被覆材２２で被覆されたものである。
【００１６】
次に、ケーブル電線２０をピアシング端子１０に導通接続するときの工程について図２および図３を用いて順を追って説明する。初めに基底部１３の左右側壁１４Ｌ，１４Ｒが拡開された状態となっているピアシング端子の接続部１２にケーブル電線２０を上方より導入し（図３（ａ））、基底部１３上に添当する（図２および図３（ｂ））。
【００１７】
次に外側に拡開された左右側壁１４Ｌ，１４Ｒを内向きに閉じると共に、この側壁１４Ｌ，１４Ｒに設けられるピアス刃１５ａ〜１５ｆ（図３では、一側の側壁に設けられるピアス刃を「１５ａ，１５ｃ，１５ｅ」、他側の側壁に設けられるピアス刃を「１５ｂ，１５ｄ，１５ｆ」とそれぞれ表示している。）がケーブル電線２０の内部に向けて突刺挿入され、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように複数本の芯線２１，２１・・・の間に挟まれることにより電気的な導通状態が得られる。なお、図３（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ図２中のＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面における断面接続構造を示したものである。
【００１８】
ピアス刃１５ａ〜１５ｆがケーブル電線２０に突刺挿入される際には、ケーブル電線２０に対してはピアス刃１５ａ〜１５ｆからの押圧力が負荷されるので、その接触部において高い接触荷重が発生する。しかもピアス刃１５ａ〜１５ｆは、図３（ｃ）および（ｄ）に示したように、ケーブル電線２０中に下方内向きに挿入されるので、ケーブル電線２０の下端部はピアス刃１５ａ〜１５ｆと基端部１３とによって挾圧された状態となり、ケーブル電線２０の下端部と基底部１３との接触部においても高い接触荷重が生じる。これにより、接続信頼性の高いピアシング端子１０とケーブル電線２０との接続構造が得られる。
【００１９】
図４及び図５に本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態に係るピアシング端子接続構造に用いられるピアシング端子１０は、図４に示すように、接続部１２の左右側壁１４Ｌ，１４Ｒに複数対のピアス刃１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒおよび１５Ｌ，１５Ｒが対峙して設けられている。各ピアス刃は、上記実施形態に係るピアシング端子と同様、突刺挿入を容易とするために端縁部が先端にいくに従って肉薄となるようにテーパ状に形成されている。さらに各ピアス刃１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒおよび１５Ｌ，１５Ｒは、その先端部が基底部１３上に添当されるケーブル電線２０の略軸芯方向に向けられるように切り起こされている。なお、このピアシング端子１０の嵌合部１１側の構造は上記第１実施形態のものと同じであるため省略し、図４では接続部１２のみを示している。
【００２０】
ケーブル電線２０をピアシング端子１０に接続するに際しては、図５に示すように、側壁１４Ｌ，１４Ｒが拡開状となっている接続部１２にケーブル電線２０を導入して基端部１３上に添当する（図５（ａ））。次いで、左右側壁１４Ｌ，１４Ｒを閉じると共に各側壁１４Ｌ，１４Ｒに切り起こし形成されるピアス刃１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒおよび１５Ｌ，１５Ｒを左右両方向からケーブル電線２０の軸芯方向に向けて突刺挿入する（図５（ｂ））。このときピアス刃１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒ及び１５Ｌ，１５Ｒが複数本の芯線２１，２１・・・の間に挟まれた状態で芯線２１，２１・・・と電気的に導通接続される（図５（ｃ））。
【００２１】
このように左右側壁１４Ｌ，１４Ｒに対峙されて設けられるピアス刃１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒ及び１５Ｌ，１５Ｒをケーブル電線２０に突刺挿入すれば、ケーブル電線２０とピアス刃との接触部において生じる接触荷重が左右均等に負荷されるので、より接続信頼性の高いピアシング端子接続構造が得られる。
【００２２】
さらに、ピアス刃１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒ及び１５Ｌ，１５Ｒはそれぞれケーブル電線２０中に下方内向きに挿入されるので、ケーブル電線２０の下端部はピアス刃１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒ及び１５Ｌ，１５Ｒと基端部１３とによって挾圧された状態となり、ケーブル電線２０の下端部と基底部１３との接触部において高い接触荷重が生じる。これにより、一層強固な接続状態が得られる。
【００２３】
なお、上記２つの実施形態に係るピアシング端子接続構造に適用されるピアシング端子１０では、接続部１２の左右側壁１４Ｌ，１４Ｒに設けられるピアス刃は、その先端部が基底部１３上に添当されるケーブル電線の略軸芯方向に向けられるように切り起こされていたが必ずしもそのように切り起こし形成されている必要はない。従って、図６に示すように、ピアス刃１５ａ〜１５ｆ若しくは１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒおよび１５Ｌ，１５Ｒが基底部１３の左右側壁１４Ｌ，１４Ｒに対して垂直となるように切り起こされたものであってもよい。
【００２４】
図６では、ピアス刃１５Ｌ，１５Ｒが左右側壁１４Ｌ，１４Ｒに対峙して設けられているタイプのピアシング端子１０にケーブル電線を接続する工程を示している。具体的には、ケーブル電線２０を接続部１２の上方より導入し（図６（ａ））、ピアス刃１５Ｌ，１５Ｒがケーブル電線２０に突き刺すことができる程度の適宜位置において拡開状の左右側壁１４Ｌ，１４Ｒを内向きに閉じると共に（図６（ｂ））、ピアス刃１５Ｌ，１５Ｒをケーブル電線１０内に突刺挿入させる。このとき、突刺挿入した各ピアス刃１５Ｌ，１５Ｒが複数本の芯線２１，２１・・・の間に挟まれ電気的導通状態が得られる（図６（ｃ））。
【００２５】
この接続構造においても、ピアス刃１５Ｌ，１５Ｒを突刺挿入する際には、ケーブル電線１０に対して押圧力が作用し、接触部において高い接触荷重が生じることとなるので、優れた接続信頼性を有するピアシング端子接続構造を提供することができる。
【００２６】
本発明は、上記した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、ピアシング端子の基底部の側壁に設けられるピアス刃の数や寸法は、上記実施例のものに限られず、使用環境等に応じて適宜変更可能である。また、上記実施例では、ピアス刃はをケーブル電線の略軸芯方向に突刺されるように設けられているがこれに限らず、接続状況に応じて適宜変更可能である。さらに、上記実施例ではピアス刃が先端に向かうにしたがい肉薄となるようにテーパ上に形成されているが、このときの尖鋭度は突き刺すケーブル電線の寸法、絶縁被覆材の材質、芯線の本数等により適宜変更することが望ましい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係るピアシング端子接続構造によれば、ケーブル電線をピアシング端子に接続する際にケーブル電線の端末部分の絶縁被覆材を皮剥ぎしなくとも簡単な処理作業により導体接続できることはもとより、従来の圧接刃による導体接続の場合と異なりケーブル電線を構成する芯線を圧接刃によって切断させてしまうようなこともなく導体接続の安定化による送電や送受信への信頼性も高い。
【００２８】
またケーブル電線をピアシング端子に接続するに際しては、接続部の基底部に導入したケーブル電線に側壁を内向きに閉じることによってピアス刃を突き刺し、ピアス刃と複数本の芯線とを電気的に導通接続させており、しかもピアス刃はケーブルの長手方向に向けて設けられているので、ピアス刃がケーブル電線から抜け落ちる心配は全くなく極めて安定した接続状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるピアシング端子接続構造に適用されるピアシング端子の外観斜視図である。
【図２】図１に示したピアシング端子接続部にケーブル電線を導入した状態を表す外観斜視図である。
【図３】図１に示したピアシング端子接続部にケーブル電線を接続する工程を表す断面図であり、（ａ）はケーブル電線を導入前の図、（ｂ）ケーブル電線を基底部に設置した状態の図、（ｃ）は一側の側壁に設けられるピアス刃をケーブル電線に突き刺して接続した状態の図、および（ｄ）は他側の側壁に設けられるピアス刃をケーブル電線に突き刺して接続した状態の図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るピアシング端子接続構造に適用されるピアシング端子の接続部の外観斜視図である。
【図５】図４に示したピアシング端子接続部にケーブル電線を接続する工程を表す断面図であり、（ａ）はケーブル電線を導入前の図、（ｂ）ケーブル電線を基底部に設置した状態の図、（ｃ）は左右の側壁に設けられるピアス刃をケーブル電線に突き刺して接続した状態の図である。
【図６】図４に示したピアシング端子の変形例として接続部の側壁に設けられるピアス刃が側壁に対して垂直となっているピアシング端子にケーブル電線を接続する工程を表す断面図であり、（ａ）はケーブル電線を導入前の図、（ｂ）ピアス刃をケーブル電線に突き刺す直前の状態の図、（ｃ）は左右の側壁に設けられるピアス刃をケーブル電線に突き刺して接続した状態の図である。
【図７】従来用いられる圧接刃を備えた接続端子の外観斜視図であり、（ａ）は接続端子の外観斜視図、および（ｂ）は接続端子の上方からの平面図である。
【図８】 図７に示した圧接刃を備えた接続端子とケーブル電線との接続構造の断面図である。
【符号の説明】
１０ ピアシング端子
１２ 接続部
１３ 基底部
１４Ｌ，１４Ｒ 側壁
１５ａ〜１５ｆ ピアス刃
２０ ケーブル電線
２１，２１・・・ 芯線
２２ 絶縁被覆材

Claims (2)

1. 複数本の素線を撚り合わせてなる芯線を絶縁被覆材で被覆されたケーブル電線をピアシング端子と導通接続してなるピアシング端子接続構造であって、前記ピアシング端子は一端側に相手側のコネクタ端子を嵌合接続する嵌合部が設けられ他端側には前記ケーブル電線と導通接続する接続部が設けられたものであり、該接続部にはケーブル電線が添当される基底部の左右側壁に複数対のピアス刃が対峙して又は互い違いに該基底部上のケーブル電線の長手方向に略軸芯方向に向けて起立形成され、前記左右側壁のうちケーブル電線の軸線方向に前記ピアス刃と交互に形成される複数部分でケーブル電線の左右両側からケーブル電線を対峙して又は互い違いに挾着保持すると共に、該各ピアス刃がケーブル電線の絶縁被覆材に突刺挿入されることにより該ピアス刃と前記芯線とが導通接続されてなることを特徴とするピアシング端子接続構造。
2. 前記ピアス刃は前記基底部に向けてやや下向き方向にケーブル電線の軸芯方向に突刺されてなることを特徴とする請求項１に記載のピアシング端子接続構造。

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