JP6278675B2

JP6278675B2 - 圧着端子及びコネクタ

Info

Publication number: JP6278675B2
Application number: JP2013246191A
Authority: JP
Inventors: 展久藤堂; 隆一寺本; 宏樹横濱; 佐藤　一臣; 一臣佐藤; 秋元　比呂志; 比呂志秋元; 清人小出; 喬大川; 大野　晃; 晃大野
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: JP2015106428A; CN104682046A; US20150147923A1; CN104682046B; US9196972B2

Description

本発明は、圧着端子及びそれを備えるコネクタに関する。

アルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯線のように酸化しやすい芯線と接続される圧着端子には、酸化被膜破壊等のためにセレーションが形成されている。この種の圧着端子としては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されたものがある。図１２及び図１３を参照すると、特許文献１や特許文献２の圧着端子の圧着バレルの内面には、複数の窪みを有するセレーションが形成されている。図１２に示されるように、特許文献１のセレーションの窪みは、窪みの深さ方向と直交する面内において平行四辺形の形状を有している。図１３に示されるように、特許文献２のセレーションの窪みは、窪みの深さ方向と直交する面内において円形形状を有している。

特許第４９７９１４７号公報特開２０１２−３８４５３号公報

しかしながら、特許文献１の圧着端子では、圧着後に芯線が部分的に移動してしまうおそれがある。芯線が部分的に移動して芯線と圧着端子との間に隙間ができると、芯線に対して再び酸化被膜が形成されてしまい適切な電気的接続が得られない。また、特許文献２の圧着端子は、セレーションの形成時に使用される金型の作成が難しく、コスト面で問題がある。

そこで、本発明は、安定した電気的接続を可能とする構造であってセレーションの形成時に使用される金型を容易に作成できるような構造を備える圧着端子を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる圧着端子を備えるコネクタを提供することを目的とする。

本発明は、第１の圧着端子として、
ケーブルの芯線に圧着される圧着バレルを有する圧着端子であって、
前記圧着バレルの内面には、互いに独立した複数の窪みが形成されており、
前記窪みの夫々は、前記窪みの深さ方向と直交する面内において所定形状を有しており、
前記所定形状は、複数の直線を有しており、
前記複数の直線のうちのいずれの直線も前記複数の直線の他の直線と平行ではなく、
前記複数の直線のうちの最も近い２つの直線からなるペアには、前記ペアを構成する直線同士のなす内角又は前記ペアを構成する直線同士を交差するまで延長した際に形成される内角が９０度未満となるようなペアが少なくとも一つ含まれている
圧着端子を提供する。

また、本発明は、第２の圧着端子として、第１の圧着端子であって、
前記所定形状は、多角形である
圧着端子を提供する。

また、本発明は、第３の圧着端子として、第２の圧着端子であって、
前記所定形状は、三角形である
圧着端子を提供する。

また、本発明は、第４の圧着端子として、第３の圧着端子であって、
前記窪みは、互いに同じ構造を有している
圧着端子を提供する。

また、本発明は、第５の圧着端子として、第４の圧着端子であって、
前記圧着バレルを開いた状態において、前記窪みの夫々は、当該窪みの前記所定形状が、前記所定形状の前記三角形の各辺に対して最も近い位置にある３つの他の前記窪みの前記所定形状と並進対称にならないように配置されている
圧着端子を提供する。

また、本発明は、第６の圧着端子として、第５の圧着端子であって、
前記所定形状は、正三角形であり、
前記窪みの夫々の所定形状は、前記３つの他の前記窪みの前記所定形状の夫々を６０度回転させた形状と同一である
圧着端子を提供する。

また、本発明は、第７の圧着端子として、第２の圧着端子であって、
前記所定形状は、１８０度以上の内角を少なくとも一つ有する凹多角形である
圧着端子を提供する。

また、本発明は、第８の圧着端子として、第１乃至第７のいずれかの圧着端子であって、
前記圧着バレルの前記内面上において所定方向に延びるように配置された前記芯線に対して前記圧着バレルを巻き付けるように圧着することで、前記圧着端子は、前記ケーブルに接続されるものであり、
前記所定形状に含まれる前記直線は、いずれも前記所定方向と交差している
圧着端子を提供する。

また、本発明は、第９の圧着端子として、第１乃至第８のいずれかの圧着端子であって、
前記芯線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる
圧着端子を提供する。

更に、本発明は、第１乃至第９のいずれかの圧着端子と、前記圧着端子を保持する保持部材とを備えるコネクタを提供する。

セレーションを構成する各窪みの所定形状が複数の直線を有するものであることから、窪み形成用の金型の加工がしやすい。従って、本発明の圧着端子には、特許文献２のようなコスト面での問題は無い。

また、所定形状に含まれる複数の直線の中に互いに平行となるような直線が含まれていると、その直線に沿って芯線の移動が生じる可能性があるが、本発明の所定形状には、そのような平行な直線は含まれていないことから、圧着された芯線が殆ど移動することがない。従って、特許文献１の圧着端子と比較して、本発明の圧着端子は、安定した電気的接続を提供することができる。

本発明の実施の形態によるコネクタを示す斜視図である。図１のコネクタを示す分解斜視図である。図１のコネクタをIII--III線に沿って示す断面図である。図２のコネクタに含まれる圧着端子を示す斜視図である。圧着端子にはケーブルが接続されている。図４の圧着端子を示す他の斜視図である。圧着端子には未だケーブルが接続されていない。図５の圧着端子の圧着バレルのみを模式的に示す斜視図である。図６の圧着バレルを平板状に開いて示す平面図である。セレーションの変形例を示す図である。セレーションの他の変形例を示す図である。セレーションの他の変形例を示す図である。セレーションの他の変形例を示す図である。特許文献１の圧着端子を示す斜視図である。特許文献２の圧着端子を示す斜視図である。

図１乃至図３を参照すると、本発明の実施の形態によるコネクタ１は、絶縁体からなる保持部材３と、導電体からなる圧着端子５とを備えている。コネクタ１は複数の圧着端子５を備えるものであるが、図においては１本の圧着端子５のみが示されている。圧着端子５には、ケーブル２０が接続されている。図４に示されるように、ケーブル２０は、導電体からなる芯線２２と、芯線２２を覆う絶縁体からなる外被２４とを備えている。本実施の形態のケーブル２０の芯線２２の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金である。但し、本発明はこれに限定されるわけではなく、芯線２２は他の金属からなるものであってもよい。

図４及び図５に示されるように、圧着端子５は、一枚の金属板を打ち抜き、曲げ加工して得られるものである。図示された圧着端子５は、相手側コネクタ（図示せず）の相手側コンタクト（図示せず）と接続されるソケット部１０と、ケーブル２０の芯線２２に巻き付けられ圧着される圧着バレル１１と、ケーブル２０の外被２４上に巻き付けられるようにカシメられてケーブル２０を保持するケーブル保持部１８とを有している。図４及び図５から理解されるように、ケーブル２０の芯線２２が圧着バレル１１の内面１２上においてＸ方向（所定方向）に延びるように配置され、その芯線２２に対して圧着バレル１１を巻き付けるように圧着することで、圧着端子５はケーブル２０に接続される。

図５及び図６に示されるように、圧着バレル１１の内面１２には、複数の窪み１５を有するセレーション１４が形成されている。複数の窪み１５により、圧着時の芯線（電線）２２の接触面の摩擦抵抗が増加し、塑性流動による圧着バレル１１内の芯線２２の減肉を抑制する効果があり、圧着時の芯線２２の伸びも抑制するため、圧着バレル１１内の芯線２２の減肉が少なく、圧着強度の低下を抑えることができ、安定した電気的接続性能も維持できる。

本実施の形態のセレーション１４のすべての窪み１５は、夫々、その窪み１５の深さ方向と直交する面内（即ち、圧着端子５を構成している金属板の板厚方向と直交する面内）において次の３つの条件を満たす所定形状を有している：（条件１）形状の構成要素として複数の直線を有している；（条件２）所定形状に含まれる複数の直線のいずれの直線も他の直線と平行でない；及び（条件３）複数の直線のうちの最も近い２つの直線からなるペアには、ペアを構成する直線同士のなす内角又はペアを構成する直線同士を交差するまで延長した際に形成される内角が９０度未満となるようなペアが少なくとも一つ含まれている。

所定形状の条件１は、所定形状が複数の直線のみからなる場合（即ち、所定形状が多角形である場合）のみならず、例えば、多角形の角が面取りされた又は丸められた形状のように、最も近い２つの直線同士が短い曲線等で接続されているような部位を所定形状が含む場合もあることを示している。基本的な形状が直線で表わせるようなものであることから、セレーション１４の形成用の金型の加工作成が容易となる。

所定形状の条件２は、平行四辺形や台形、菱形のように平行な直線のペアを有する形状を排除するためのものである。例えば、特許文献１のように、セレーションの窪みがその窪みの深さ方向と直交する面内において平行四辺形の形状を有していると、圧着後に芯線が互いに平行な直線に沿って窪み内で移動してしまい、芯線が再び酸化されてしまう可能性がある。これに対して、所定形状が条件２を満たしていると、そのような再酸化を防ぐことが出来る。

所定形状の条件３は、所定形状が多角形の場合には１つ以上の内角が９０度未満であることを示しており、また、例えば所定形状が面取りされた又は丸められた多角形のような場合には、短い曲線等で接続された最も近い２つの直線同士を互いに交差するまで延長した際に形成される内角が９０度未満であることを示している。即ち、所定形状に、鋭角な部位又はそれに類する部位が含まれていることを要件としている。圧着端子５を構成する金属の熱膨張係数と芯線２２を構成する金属の熱膨張係数との間に差があると、温度変化により圧着端子５と芯線２２との間に隙間が出来る可能性があるが、所定形状に鋭角な部位等が含まれていると、圧着によって窪み１５内に保持された芯線２２の部位が窪み１５から外れにくい。即ち、温度変化のある環境下で使用されたとしても、芯線２２が窪み１５から外れて再酸化されてしまうといった事態を避けることができ、熱膨張・収縮が起きても、圧着抵抗は劣化しにくい。

図６及び図７に示されるように、本実施の形態の窪み１５の所定形状は正三角形であり、窪み１５は互いに同じ構造を有している。但し、本発明はこれに限定されるわけではなく、上述した所定形状の条件を満たしている限り、所定形状は正三角形以外の三角形であってもよいし、他の多角形等であってもよいし、正三角形以外の三角形や他の多角形が面取り又は丸められたものであってもよい。また、窪み１５は他の窪み１５と異なる構造（形状やサイズ）を有していてもよい。例えば、セレーション１４には、複数種の窪みが混在していてもよい。

詳しくは、本実施の形態のセレーション１４においては、圧着バレル１１を開いた状態で、各窪み１５の所定形状が、所定形状の正三角形の各辺に対して最も近い位置にある３つの他の窪み１５の所定形状と並進対称にならないように、窪み１５が配置されている。即ち、各窪み１５の所定形状を平行移動させたとしても辺同士が隣接する他の窪み１５の所定形状とは重ならないように、窪み１５は配置されている。特に、本実施の形態においては、各窪み１５の所定形状（正三角形）は、直近の３つの他の窪み１５の所定形状（正三角形）の夫々を６０度回転させた形状と一致している。

このような配置とすると、所定形状（正三角形）に含まれる直線はいずれもＸ方向（所定方向）と交差することとなる。圧着の際には、芯線２２が圧着バレル１１内部からＸ方向の外側向かって伸びるように加圧変形させられることとなるが、所定形状を構成する直線がＸ方向と交差していると、芯線２２が圧着バレル１１内部から外側に移動してしまうことを抑制することができる。そのため、圧着後においても圧着バレル１１内に十分な量の芯線２２を残すことができる。なお、所定形状に含まれる直線がいずれもＸ方向（所定方向）と交差することとなるような配置であれば、他の配置であっても同様の効果を得ることが出来る。

所定形状は、三角形には限られず、９０度未満の内角を少なくとも一つ有する凸多角形であってもよいし、９０度未満の内角を少なくとも一つ有すると共に１８０度以上の内角を少なくとも１つ有する凹多角形であってもよい。例えば、図８に示される変形例のセレーション１４Ａは、複数の窪み１５Ａを有している。各窪み１５Ａの形状は、上述した所定形状の要件を満たしている。具体的には、窪み１５Ａの所定形状は十字手裏剣のような形状であり、１８０度以上の内角を４つ有すると共に９０度未満の内角を４つ有している。図９に示される他の変形例のセレーション１４Ｂは、複数の窪み１５Ｂを有している。各窪み１５Ｂの形状も、上述した所定形状の要件を満たしている。具体的には、窪み１５Ｂの所定形状はＶ字状形状であり、１８０度以上の内角を１つ有すると共に９０度未満の内角を３つ有している。

図１０を参照すると、他の変形例によるセレーション１４Ｃの窪み１５Ｃの所定形状は上述した実施の形態と同じく正三角形であるが、窪み１５Ｃの配置が上述した実施の形態とは異なっている。具体的には、本変形例においては、各窪み１５Ｃの所定形状が、その窪みに対して最も近い位置にある他の窪み１５Ｃの所定形状と並進対称となる関係にある。このような配置としても、所定形状（正三角形）に含まれる直線がいずれもＸ方向（所定方向）と交差していれば、圧着後においても圧着バレル内に十分な量の芯線を残すことができる。但し、単位領域当たりに形成できる窪み１５Ｃの数が少なくなってしまうことから、単位領域当たりに形成できる窪みの数を多くとるためには、上述した実施の形態のような配置の方が好ましい。また、セレーション１４Ｃの形成用の金型の作成の観点からも、上述した実施の形態のセレーション１４の方が好ましい。

図１１を参照すると、他の変形例によるセレーション１４Ｄの窪み１５Ｄの所定形状は正三角形以外の三角形である。具体的には、本変形例の所定形状は直角二等辺三角形である。この場合も、各窪み１５Ｄの形状は、上述した所定形状の要件を満たしている。

以上、本発明について具体的な例を掲げて説明してきたが、本発明はこれらに限定されるわけではなく、様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した実施の形態の圧着端子５はソケット部１０を有するものであったが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、圧着端子５は、ソケット部１０に代えて、平型ブレードを有するものであってもよいし、環状の接続部を有するものであってもよい。

１コネクタ
３保持部材
５圧着端子
１０ソケット部
１１圧着バレル
１２内面
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄセレーション
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ窪み
１８ケーブル保持部
２０ケーブル
２２芯線
２４外被

Claims

ケーブルの芯線に圧着される圧着バレルを有する圧着端子であって、
前記圧着バレルの内面には、互いに独立した複数の窪みが形成されており、
前記窪みの夫々は、前記窪みの深さ方向と直交する面内において所定形状を有しており、
前記所定形状は、４つ以上の直線からなる凸多角形であり、
前記４つ以上の直線のうちのいずれの直線も前記４つ以上の直線の他の直線と平行ではなく、
前記４つ以上の直線のうちの最も近い２つの直線からなるペアには、前記ペアを構成する直線同士のなす内角又は前記ペアを構成する直線同士を交差するまで延長した際に形成される内角が９０度未満となるようなペアが少なくとも一つ含まれている
圧着端子。
請求項１記載の圧着端子であって、
前記所定形状は、四角形である
圧着端子。
請求項１又は請求項２記載の圧着端子であって、
前記圧着バレルの前記内面上において所定方向に延びるように配置された前記芯線に対して前記圧着バレルを巻き付けるように圧着することで、前記圧着端子は、前記ケーブルに接続されるものであり、
前記所定形状に含まれる前記直線は、いずれも前記所定方向と交差している
圧着端子。
ケーブルの芯線に圧着される圧着バレルを有する圧着端子であって、
前記圧着バレルの内面には、互いに独立した複数の窪みが形成されており、
前記窪みの夫々は、前記窪みの深さ方向と直交する面内において所定形状を有しており、
前記所定形状は、複数の直線を有すると共に１８０度以上の内角を少なくとも一つ有する凹多角形であり、
前記複数の直線のうちのいずれの直線も前記複数の直線の他の直線と平行ではなく、
前記複数の直線のうちの最も近い２つの直線からなるペアには、前記ペアを構成する直線同士のなす内角又は前記ペアを構成する直線同士を交差するまで延長した際に形成される内角が９０度未満となるようなペアが少なくとも一つ含まれており、
前記圧着バレルの前記内面上において所定方向に延びるように配置された前記芯線に対して前記圧着バレルを巻き付けるように圧着することで、前記圧着端子は、前記ケーブルに接続されるものであり、
前記所定形状に含まれる前記直線は、いずれも前記所定方向と交差している
圧着端子。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧着端子であって、
前記窪みは、互いに同じ構造を有している
圧着端子。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の圧着端子であって、
前記芯線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる
圧着端子。
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧着端子と、前記圧着端子を保持する保持部材とを備えるコネクタ。