JP5072098B2 - 圧着端子 - Google Patents
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Description
本発明は、圧着端子に関し、特に、アルミニウム電線又はアルミニウム合金電線との圧着接続に好適な圧着端子に関する。
従来、自動車等の車両の内部に配索されるワイヤハーネスは、低コストで導電特性に優れている銅系材料が導体として用いられた銅電線が使用されるのが一般的であり、導電性や強度等の特性が劣るアルミニウム電線（アルミニウム合金電線も含む）は、あまり使用されていなかった。しかし、近年の環境問題に対する強い要求から、低燃費化を達成する一手段として車両の軽量化が叫ばれており、車両分野においてもアルミニウム電線の使用に関する要望が高まってきている。
ところで、アルミニウム電線（アルミニウムの密度２．７０ｇ／ｃｍ３）は、従来多用されていた銅電線（銅の密度８．９６ｇ／ｃｍ３）と比較して密度が１/３程度と軽いものの、機械的強度が弱く、加えて、その導体の表面が酸化され易く、表面に酸化アルミニウムである酸化被膜が形成されてしまうという特性を有している。酸化被膜は、極めて薄い膜であるが、絶縁性を有するため、酸化被膜が形成された状態のアルミニウム電線を接続すると、電気抵抗が高くなってしまうという問題があった。このため、アルミニウム電線の接続に際しては、この酸化被膜を除去することが要求され、特に、信号線等のように、低電圧で作動するアルミニウム電線の場合、酸化被膜の除去は確実な導通を取る上で重要事項となっている。
ここで、アルミニウム電線を車両等の被接続部に接続するための接続器具としては、一端に被接続部に接続される締結部が形成され、他端にアルミニウム電線が接続される圧着部を有する圧着端子があり、この種のアルミニウム電線用の圧着端子としては、内側に斜めのセレーションが形成された略Ｕ字型の圧着部を有し、アルミニウム電線の圧着時にそのセレーションにより導体表面に形成されている酸化被膜を破壊しながら接続するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、アルミニウム電線が挿入される挿入穴を有すると共に、外周に雄ねじが形成された雄ねじ側端子と、雄ねじに螺合する雌ねじが形成された雌ねじ側端子とを備え、挿入穴の内壁に形成されたねじに導体を擦りながらねじ込んで、酸化被膜を破壊して接続するようにした電線接続端子も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしながら、特許文献１に開示されているアルミ電線用圧着端子は、略Ｕ字型に形成された圧着部にアルミニウム電線の導体を載せ、端部を折り曲げ形成して導体に圧着するものであり、露出された導体が長い場合等、その一部がアルミ電線用圧着端子からはみ出し易く、近傍の他部品に接触する虞があった。
また、特許文献２の電線接続端子は、アルミニウム電線の導体が挿入穴に挿入されて圧着、固定されるので、導体の一部が電線接続端子からはみ出す可能性は低いものの、部品点数が多く且つ部品形状が複雑であり、コスト高となる嫌いがあり、改善の余地があった。
加えて、特許文献１および特許文献２に記載の圧着端子いずれも、導体から除去された酸化被膜（より具体的には、酸化被膜粉）の処理機能を備えておらず、一旦アルミニウム電線から粉状となって除去された酸化被膜粉が、導体と圧着端子の圧着表面との間に入り込んで、電気抵抗を高めてしまう可能性があった。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価、且つ簡単な構造の圧着端子によって、例えばアルミニウム電線の導体に形成される酸化被膜等の絶縁性を有する被膜を確実に除去して、電気抵抗が低い状態で接続することができる圧着端子を提供することにある。
本発明の前述した目的は、下記の構成により達成される。
（１） 有底の挿入穴が形成された圧着部を備え、当該圧着部が、前記挿入穴に挿入された電線の先端部の導体に圧着して電気的に接続する圧着端子であって、
前記導体が当接して最深部を形成する前記挿入穴の内底面には、前記導体の先端面が前記内底面に当接された状態で前記電線がその長手軸を中心に回転された際に、前記先端面の絶縁被膜を削り取る突起部が設けられている
ことを特徴とする圧着端子。
（２） 前記突起部は、前記内底面に渦巻き状に配設されている
ことを特徴とする上記（１）の圧着端子。
（３） 前記電線は、前記導体としてアルミニウム製導体を有するアルミニウム電線、又は前記導体としてアルミニウム合金製導体を有するアルミニウム合金電線である
ことを特徴とする上記（１）又は（２）の圧着端子。
（１） 有底の挿入穴が形成された圧着部を備え、当該圧着部が、前記挿入穴に挿入された電線の先端部の導体に圧着して電気的に接続する圧着端子であって、
前記導体が当接して最深部を形成する前記挿入穴の内底面には、前記導体の先端面が前記内底面に当接された状態で前記電線がその長手軸を中心に回転された際に、前記先端面の絶縁被膜を削り取る突起部が設けられている
ことを特徴とする圧着端子。
（２） 前記突起部は、前記内底面に渦巻き状に配設されている
ことを特徴とする上記（１）の圧着端子。
（３） 前記電線は、前記導体としてアルミニウム製導体を有するアルミニウム電線、又は前記導体としてアルミニウム合金製導体を有するアルミニウム合金電線である
ことを特徴とする上記（１）又は（２）の圧着端子。
上記（１）の構成によれば、電線の導体が当接して最深部を形成する挿入穴の内底面には、突起部が設けられているので、挿入時、電線の先端部の導体が内底面に当接された状態で圧着端子に対し相対回転又は上下運動等され、この結果、導体の表面がその突起部により削り取られ、例えばアルミニウム電線の導体に形成される酸化被膜等の、導体の表面に絶縁性を有する被膜が形成されていても、導体からその被膜を効率よく除去することができる。これにより、電線と圧着端子とは、電気抵抗が低い状態で接続されることになる。
また、導体の先端面が内底面に当接された状態で電線がその長手軸を中心に回転された際に、突起部により前記先端面の絶縁被膜を削り取るので、例えば電線を捩りながら挿入穴に挿入することにより、導体から絶縁性を有する被膜を効率よく除去することができる。このため、アルミニウム電線を捩りながら挿入穴に挿入するだけで導体の表面を突起部により削ることができ、電線と圧着端子とは、電気抵抗が低い状態で確実に接続されることになって好ましい。
上記（２）の構成によれば、突起部が、挿入穴の内底面に渦巻き状に配置されて形成されているので、例えば、捩りながら挿入される電線により圧着端子が相対回転した際に、突起部に当接して電線から削り取られた、例えばアルミニウム電線の導体に形成される酸化被膜等の、絶縁性を有する被膜の粉が、その内底面の径方向外方に向かって移動することになる。これにより、導体と圧着端子との接触部から酸化被膜粉を効率よく排除することになり、絶縁性を有する被膜粉の影響を受けることなく、電線を確実に且つ低い電気抵抗で接続することができる。なお、上記（１）との構成との組み合わせにより、この酸化被膜粉を排除する効果はより高まることになる。
上記（３）の構成によれば、電線は、導体としてアルミニウム製導体を有するアルミニウム電線、又は導体としてアルミニウム合金製導体を有するアルミニウム合金電線であるので、導体の表面に形成される酸化アルミニウムからなる絶縁性の酸化被膜を除去して接続することができる。これによって、電気特性を低下させることなく、従来の銅電線からアルミニウム電線又はアルミニウム合金電線に置換することができ、車両等に配索されるワイヤハーネスを大幅に軽量化して車両の燃費を大幅に向上させることができる。
また、導体の先端面が内底面に当接された状態で電線がその長手軸を中心に回転された際に、突起部により前記先端面の絶縁被膜を削り取るので、例えば電線を捩りながら挿入穴に挿入することにより、導体から絶縁性を有する被膜を効率よく除去することができる。このため、アルミニウム電線を捩りながら挿入穴に挿入するだけで導体の表面を突起部により削ることができ、電線と圧着端子とは、電気抵抗が低い状態で確実に接続されることになって好ましい。
上記（２）の構成によれば、突起部が、挿入穴の内底面に渦巻き状に配置されて形成されているので、例えば、捩りながら挿入される電線により圧着端子が相対回転した際に、突起部に当接して電線から削り取られた、例えばアルミニウム電線の導体に形成される酸化被膜等の、絶縁性を有する被膜の粉が、その内底面の径方向外方に向かって移動することになる。これにより、導体と圧着端子との接触部から酸化被膜粉を効率よく排除することになり、絶縁性を有する被膜粉の影響を受けることなく、電線を確実に且つ低い電気抵抗で接続することができる。なお、上記（１）との構成との組み合わせにより、この酸化被膜粉を排除する効果はより高まることになる。
上記（３）の構成によれば、電線は、導体としてアルミニウム製導体を有するアルミニウム電線、又は導体としてアルミニウム合金製導体を有するアルミニウム合金電線であるので、導体の表面に形成される酸化アルミニウムからなる絶縁性の酸化被膜を除去して接続することができる。これによって、電気特性を低下させることなく、従来の銅電線からアルミニウム電線又はアルミニウム合金電線に置換することができ、車両等に配索されるワイヤハーネスを大幅に軽量化して車両の燃費を大幅に向上させることができる。
本発明によれば、安価、且つ簡単な構造の圧着端子によって、例えばアルミニウム電線の導体に形成される酸化被膜等の絶縁性を有する被膜を確実に除去して、電気抵抗が低い状態で接続することができる圧着端子を提供することができる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
以下、本発明に係る圧着端子の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の圧着端子の全体斜視図であり、図２は図１における図圧着端子の縦断面図であり、図３は図２に示す圧着端子のＡ矢視図である。
図１は本発明の圧着端子の全体斜視図であり、図２は図１における図圧着端子の縦断面図であり、図３は図２に示す圧着端子のＡ矢視図である。
図１及び図２に示すように、本発明に係る圧着端子１０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、黄銅等の金属材料を鋳造し、或いは板金加工することにより一体成型されている。圧着端子１０は、その一端に、例えば、各種電気装置等の被接続部（図示せず）に導通接続される平板状の接続部１１がプレス加工等により予め形成され、他端には、略筒形状の圧着部１２が設けられている。そして、この圧着部１２には、アルミニウム電線２０の先端部の導体２２を挿入するため、その長寸方向に深さを有した有底の挿入穴１３が形成されている。
平板状の接続部１１には、ボルト等を挿通可能な貫通孔１４が設けられており、図示しないボルトを貫通孔１４に挿通し、例えば、各種電気装置等の被接続部に締結して導通接続する。また、挿入穴１３には、アルミニウム電線２０の先端部の導体２２が挿入され、圧着部１２の外側から圧縮して加締められて、電気的に接続されることになる。
挿入穴１３は袋穴であり、そして、アルミニウム電線２０の導体２２が当接して最深部を形成する挿入穴１３の内底面１５の表面には、図３に示すように、先端が鋭角状に形成された複数の突起部１６が渦巻き状に配設されて形成されている。この複数の突起部１６は、アルミニウム電線２０の酸化被膜をアルミニウム電線２０から削り落すことができるように、酸化被膜より高い硬度を有する材料で形成されることが望ましい。
アルミニウム電線２０は、図２に示すように、アルミニウム素線、或いはアルミニウム合金素線が複数本撚り合わされて形成されたアルミニウム製、或いはアルミニウム合金製の導体２２を有し、導体２２の外周には、例えば、塩化ビニール等の絶縁樹脂からなる外被２１が導体２２全体を包囲するように被覆されている。
次に、上記構成を有する圧着端子１０に、アルミニウム電線２０を接続する手順について説明する。
図４は、本発明の圧着端子に、アルミニウム電線を圧着接続する工程を示す断面図である。
図４は、本発明の圧着端子に、アルミニウム電線を圧着接続する工程を示す断面図である。
図４（ａ）に示すように、アルミニウム電線２０の一端の外被２１を除去して所定長さだけ露出させた導体２２の先端部を、圧着端子１０の挿入穴１３に挿入し、導体２２の先端を挿入穴１３の内底面１５に形成されている複数の突起部１６に当接させる。
そして、図４（ｂ）に示すように、アルミニウム電線２０を複数の突起部１６に押圧して当接させた状態で、アルミニウム電線２０をその長手軸を中心に回転して、即ちアルミニウム電線２０を捩りながら挿入穴１３に挿入することにより、圧着端子１０とアルミニウム電線２０とを相対的に回転させる。これにより、導体２２の先端が複数の突起部１６により擦られて、導体２２に形成されている酸化被膜（酸化アルミニウム）が削り落され、酸化していない新たなアルミニウム地金が露出し、このアルミニウム地金と圧着端子１０とが電気抵抗が小さな状態で接触することになる。
このとき、図３に示すように、突起部１６により削り落されて粉状になった酸化被膜粉２３は、アルミニウム電線２０の相対回転に伴って渦巻き状に配置された突起部１６の列に沿って次第に径方向外方に移動し、挿入穴１３の内底面１５の最外周部に排出される。したがって、絶縁体である酸化被膜粉２３が、アルミニウム電線２０（導体２２）と圧着端子１０との接触部に入り込むことが防止され、低い電気抵抗が確保されて電気的に接続される。
なお、図３に示す突起部１６は、左渦巻き状に形成されているので、アルミニウム電線２０を相対的に左回転させながら突起部１６に押圧するのがよい。突起部１６の渦巻き方向は、右渦巻き状であってもよく、このときはアルミニウム電線２０を相対的に右回転させながら突起部１６に押圧することにより、酸化被膜粉２３が挿入穴１３の最外周部に排出される。
そして、図４（ｃ）に示すように、酸化被膜が除去されたアルミニウム電線２０（導体２２）を、挿入穴１３の内底面１５にさらに押圧しながら、加締め治具（図示せず）により圧着部１２を外側から圧縮し、導体２２及び外被２１それぞれを加締めて固定する。このとき、導体２２及び外被２１がそれぞれ加締めて固定されるので、圧着部１２の外周面に段部１７が形成されることになり、導体２２及び外被２１それぞれが確実に固定されて、圧着端子１０からアルミニウム電線２０が容易に抜け落ちることはない。
また、このとき、導体２２は、外側から圧縮されることによりアルミニウム電線２０の長手方向への伸びが生じ、導体２２の先端部がさらに突起部１６に押圧され、突起部１６に食い込みながら接続される。これにより、アルミニウム電線２０は、電気抵抗が小さい状態で、確実に電気的に接続されることになる。
以上説明したように、本実施形態によれば、アルミニウム電線２０の導体２２が当接して最深部を形成する挿入穴１３の内底面１５には、複数の突起部１６が設けられているので、アルミニウム電線２０を捩りながら挿入穴１３に挿入することによりアルミニウム電線２０の導体２２が圧着端子１０に対し相対回転され、この結果、導体２２の表面に形成されている酸化被膜がその突起部１６により効率よく除去することができる。即ち、アルミニウム電線２０を捩りながら挿入穴１３に挿入するだけで、導体２２の表面を突起部１６により削ることができ、アルミニウム電線２０と圧着端子１０とは、電気抵抗が低い状態で確実に接続されることになる。
また、突起部１６が、挿入穴１３の内底面１５に渦巻き状に配置されて形成されているので、捩りながら挿入されるアルミニウム電線２０により圧着端子１０が相対回転した際に、突起部１６に当接してアルミニウム電線２０から削り取られた絶縁性を有する酸化被膜粉２３が、その内底面１５の径方向外方に向かって移動することになり、絶縁性を有する酸化被膜粉２３の影響を受けることなく、アルミニウム電線２０を確実に且つ低い電気抵抗で接続することができる。
また、これにより、厳しい耐候性（高温、高湿、屈曲、引張等）が要求される自動車等の車両に配索されるワイヤハーネスを、広範囲に亘って銅電線からアルミニウム電線に置換することができ、車両重量を大幅に軽減させて車両の燃費を向上させることができる。
なお、本発明は、前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。
例えば、アルミニウム電線２０の外周面と挿入穴１３の内周面との隙間がある一定以上ある場合には、前述したような相対回転に限らず、アルミニウム電線２０の導体２２を上下運動させて、その酸化被膜を削り落とすこともできるが、複数の突起部１６が渦巻き状に配設されている場合にはアルミニウム電線２０をその長手軸を中心に回転させることが好ましい。この場合には、酸化被膜粉２３が、その挿入穴１３の内底面１５の径方向外方に向かって効率よく移動することになり、アルミニウム電線２０をより確実に且つより低い電気抵抗で接続することができて好ましい。
また、前述した実施形態においては、複数の突起部１６が挿入穴１３の内底面１５に設けられる構成としたが、これに限らず、本発明の目的を達成できれば、１つの突起部とすることもできる。この場合には、突条形状を有する１つの線状の突起部が挿入穴１３の内底面１５に、例えば曲げられた状態（渦巻き状も含む）で設けられること等が想定される。
さらに、前述した実施形態においては、一端に接続部が設けられた圧着端子１０として説明したが、これに限定されるものではなく、接続部がない圧着端子、例えば、電線同士の中継接続用端子等の圧着部にも適用することができ、同様の効果を奏する。また、アルミニウム電線に限定されず、銅電線等、導体が他の材料からなる電線にも適用することができる。
例えば、アルミニウム電線２０の外周面と挿入穴１３の内周面との隙間がある一定以上ある場合には、前述したような相対回転に限らず、アルミニウム電線２０の導体２２を上下運動させて、その酸化被膜を削り落とすこともできるが、複数の突起部１６が渦巻き状に配設されている場合にはアルミニウム電線２０をその長手軸を中心に回転させることが好ましい。この場合には、酸化被膜粉２３が、その挿入穴１３の内底面１５の径方向外方に向かって効率よく移動することになり、アルミニウム電線２０をより確実に且つより低い電気抵抗で接続することができて好ましい。
また、前述した実施形態においては、複数の突起部１６が挿入穴１３の内底面１５に設けられる構成としたが、これに限らず、本発明の目的を達成できれば、１つの突起部とすることもできる。この場合には、突条形状を有する１つの線状の突起部が挿入穴１３の内底面１５に、例えば曲げられた状態（渦巻き状も含む）で設けられること等が想定される。
さらに、前述した実施形態においては、一端に接続部が設けられた圧着端子１０として説明したが、これに限定されるものではなく、接続部がない圧着端子、例えば、電線同士の中継接続用端子等の圧着部にも適用することができ、同様の効果を奏する。また、アルミニウム電線に限定されず、銅電線等、導体が他の材料からなる電線にも適用することができる。
１０ 圧着端子
１１ 接続部
１２ 圧着部
１３ 挿入穴
１５ 内底面
１６ 突起部
２０ アルミニウム電線（アルミニウム合金電線）
２２ 導体
１１ 接続部
１２ 圧着部
１３ 挿入穴
１５ 内底面
１６ 突起部
２０ アルミニウム電線（アルミニウム合金電線）
２２ 導体
Claims (3)
- 有底の挿入穴が形成された圧着部を備え、当該圧着部が、前記挿入穴に挿入された電線の先端部の導体に圧着して電気的に接続する圧着端子であって、
前記導体が当接して最深部を形成する前記挿入穴の内底面には、前記導体の先端面が前記内底面に当接された状態で前記電線がその長手軸を中心に回転された際に、前記先端面の絶縁被膜を削り取る突起部が設けられている
ことを特徴とする圧着端子。 - 前記突起部は、前記内底面に渦巻き状に配設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧着端子。 - 前記電線は、前記導体としてアルミニウム製導体を有するアルミニウム電線、又は前記導体としてアルミニウム合金製導体を有するアルミニウム合金電線である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧着端子。
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