WO2017212920A1 - 端子付き電線 - Google Patents
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- H01R4/62—Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors
Definitions
- the technology disclosed in this specification relates to a terminal-attached electric wire.
- the holding force of the terminal with respect to the electric wire is not sufficient, and when the force in the direction of pulling out from the terminal is applied to the electric wire, the electric wire may come off from the terminal relatively easily.
- the technology shown in the present specification has been conceived in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a terminal-attached electric wire having a high terminal holding force with respect to the electric wire.
- the technology disclosed in the present specification is an electric wire with a terminal including an electric wire having a core wire covered with an insulating coating, and a terminal connected to an end of the electric wire, wherein the terminal extends in the extending direction of the electric wire.
- a concave portion is provided on the surface of the crimping piece disposed on the insulating coating side,
- the compression rate represented by the following formula (1) of the crimping region where the crimping piece is crimped among the core wires is 70% or more and less than 100%.
- Compression rate ⁇ (Cross sectional area of electric wire after crimping) / (Cross sectional area of electric wire before crimping) ⁇ ⁇ 100 (%) (1) According to such a terminal-attached electric wire, it is possible to obtain a terminal-attached electric wire having a higher holding force of the terminal with respect to the electric wire as compared with the case of using a terminal having a form in which no recess is provided.
- the mechanism is guessed as follows.
- the edge of the recess bites into the insulation coating, so it becomes difficult to slip between the insulation barrel and the insulation coating, thereby forming the recess. It is considered that a better fixing force can be obtained when the compression rate is the same as that of a conventional terminal that is not used.
- the core wire disposed inside the crimping region is crushed and damaged, and there is a risk of disconnection.
- the portion of the insulating coating adjacent to the concave portion escapes into the concave portion when being compressed by the crimping piece, so that the core wire disposed inside the insulating coating is separated from the insulating coating. Excessive stress is suppressed.
- the compression rate is preferably 70% or more and less than 100%, but more preferably in the range of 80% to 90%.
- the electric wire with terminal may have the following configuration.
- the recess may be a groove extending in a direction intersecting with the extending direction of the electric wire.
- the relatively long hole edge of the groove opening bites into the insulating coating, and the terminal and the insulating coating become more difficult to slip, so that the holding power of the terminal to the electric wire is improved.
- the core wire may be made of aluminum or an aluminum alloy. Aluminum wires are less likely to slip due to less elongation of the core wire, and higher holding power can be obtained.
- This embodiment has illustrated the electric wire 30 with a terminal arranged, for example in a vehicle, and this electric wire 30 with a terminal is connected to the female terminal 10 and the female terminal 10, and is an electric wire pulled out back from the female terminal 10. 20 (see FIG. 1).
- the left side in FIG. 1 is the front side
- the right side is the rear side
- the upper side is the upper side
- the lower side is the lower side.
- the lower right in FIG. 2 is the left and the upper left is the right.
- the electric wire 20 has a structure in which, for example, a core wire 21 is formed by a stranded wire obtained by twisting a plurality of strands made of aluminum or aluminum alloy, and the core wire 21 is covered with an insulating coating 22 made of synthetic resin.
- the insulation coating 22 of the terminal is peeled off, the core wire 21 is exposed forward from the insulation coating 22, and the female terminal 10 is connected to this terminal.
- the female terminal 10 is formed by punching a base material made of a copper alloy and performing bending or the like. As shown in FIG. 1, a wire barrel connected to the terminal connecting portion 11 and the core wire 21 of the electric wire 20. 12, an insulation barrel 14 that is crimped to the insulating coating 22 of the electric wire 20, and a connecting portion 13 that connects the wire barrel 12 and the insulation barrel 14.
- the terminal connection portion 11 is formed in a box shape having a rectangular tube shape, and a male terminal tab (not shown) is inserted therein to be electrically connected.
- the wire barrel 12 is of an open barrel type, and as shown in FIG. 2, a pair of wire barrel pieces 12B extending from side to side rise from the left and right side edges of the bottom plate portion 12A. These wire barrel pieces 12B are crimped and electrically connected to the core wire 21 by being caulked inwardly with respect to the core wire 21 exposed from the insulating coating 22 at the front end portion of the electric wire 20. .
- the insulation barrel 14 is also of an open barrel type, and is provided behind the wire barrel 12 with the connecting portion 13 interposed therebetween, and is a pair of insulation barrel pieces of a substantially rectangular shape having the same shape and the same size.
- 14B (an example of a crimping piece) extends from the left and right side edges of the bottom plate portion 14A at positions that are symmetrical to each other and rises up so as to face each other.
- the pair of insulation barrel pieces 14B extend from the bottom plate portion 14A in the left-right direction intersecting the extending direction X (front-rear direction) of the electric wire 20.
- a groove portion extending continuously in a direction substantially orthogonal to the extending direction X of the electric wire 20. 14C is provided (see FIG. 3).
- tip parts of a pair of insulation barrel piece 14B is the extending direction of the electric wire 20, as shown in FIG. It is notched obliquely so as to extend along X (front-rear direction) and is tapered.
- the pair of insulation barrel pieces 14B are wound around the outer periphery of the insulating coating 22 of the electric wire 20 placed on the bottom plate portion 14A, and are crimped in the radial direction against the outer peripheral surface of the insulating coating 22. . Moreover, when crimping
- the electric wire 20 in which the insulation coating 22 is peeled off at the terminal and the core wire 21 is exposed is placed on the upper surfaces of the bottom plate portions 12A and 14A of the wire barrel 12 and the insulation barrel 14 and the connecting portion 13.
- the electric wire 20 is placed on the connecting portion 13 so that a boundary portion between the core wire 21 and the insulating coating 22 is disposed, and the position of the electric wire 20 in the front-rear direction with respect to the female terminal 10 is determined.
- the pair of wire barrel pieces 12B in the wire barrel 12 are crimped so as to be wound inside the core wire 21 of the electric wire 20, and the pair of insulation barrel pieces 14B in the insulation barrel 14 are insulated and coated on the electric wire 20. Crimp so that it is wrapped around 22.
- the pair of insulation barrel pieces 14B are placed on the outer periphery of the insulating coating 22 so that their tip portions overlap each other. Clamp while wrapping.
- the wire barrel 12 is crimped and fixed to the core wire 21, and the insulation barrel 14 is crimped and fixed to the insulating coating 22, so that the female terminal 10 is attached to the electric wire 20.
- the electric wire 30 is obtained.
- the terminal 10 described above was formed by pressing a metal plate material having a thickness of 0.25 mm made of a copper member containing a copper alloy.
- the groove portion 14C has an inclined shape in which the groove wall from the bottom surface toward the hole edge is slightly expanded toward the hole edge, the groove width at the hole edge is 0.15 mm, and the groove depth is 0.075 mm.
- the wire barrel 12 of the terminal 10 is crimped to the core wire 21 of the electric wire 20 having the core wire 21 having a cross-sectional area of 0.5 mm 2 made of an aluminum alloy, and the insulation barrel 14 is crimped to the insulation coating 22 to obtain insulation.
- Five types of terminal-attached electric wires 30 with different compression ratios of the barrel 14 were produced.
- the insulation barrel 14 was crimped in an overlapping manner.
- the compression ratio of the insulation barrel 14 is 59% (Comparative Example 1), 73% (Example 1), 81% (Example 2), 88% (Example 3), and 99% (Example 4).
- the five types were changed to 25.
- the compression rate is a value defined by the following formula (1).
- Compression rate ⁇ (Cross sectional area of electric wire after crimping) / (Cross sectional area of electric wire before crimping) ⁇ ⁇ 100 (%) (1)
- the compression ratio was in the range of 70% or more and less than 100%, the adhesion strength value was 126 or more. Further, it was found that when the compression ratio is in the range of 80% to 90%, the fixing force is the highest at 140 N, which is more preferable.
- the female terminal 10 is shown as an example.
- the present invention is disclosed in this specification for all terminals provided with an insulation barrel, such as a male terminal provided with an insulation barrel that is crimped to the insulating coating 22.
- the applied technology can be widely applied.
- the pair of insulation barrel pieces 14B are configured to be crimped to the electric wire 20 in an overlapping manner, but the tip portions may be opposed to each other and abutted.
- the present invention may be applied to a copper electric wire having a core wire made of a copper alloy.
- the strand wire was illustrated in the said embodiment, you may apply to the straight core wire which has not twisted each strand.
- the insulation barrel 14 is provided with a single groove, but two or more grooves may be provided. Moreover, it is good also as a structure which provides not only a groove part but a some short recessed part, uneven
Landscapes
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
Abstract
芯線を絶縁被覆で覆った電線と、前記電線の端末に接続される端子と、を備えた端子付き電線であって、前記端子は、前記電線の延び方向と交差する方向に延出して形成され、前記絶縁被覆の外周面に圧着される圧着片を備えており、前記圧着片のうち前記絶縁被覆側に配される面に凹部(14C)が設けられており、前記芯線のうち前記圧着片が圧着された圧着領域の下記式(1)で表される圧縮率が、70%以上100%未満である。圧縮率={(圧着後の電線の断面積)/(圧着前の電線の断面積)}×100(%)…(1)
Description
本明細書で開示される技術は、端子付き電線に関する。
従来、自動車等のワイヤーハーネス等の分野においては、電線の端末に端子が接続された端子付き電線が使用されている。具体的には、電線の絶縁被覆の端末が皮剥ぎされて芯線の端末が露出され、この露出された芯線の端末に対して、端子に設けられたワイヤバレル(電線接続部)が圧着されて接続され、残った絶縁被覆の端末に、ワイヤバレルの後方に設けられたインシュレーションバレルが圧着されるようになっている。
しかしながら、上述した従来の構成では端子の電線に対する保持力が充分でなく、電線に端子から引き抜く方向の力が加えられた場合に、比較的簡単に電線が端子から外れてしまうことがあった。
そこで、端子の電線に対する保持力を高めるべく、インシュレーションバレルを絶縁被覆に対して高圧縮(強い力)で圧着することが考えられる。しかし、インシュレーションバレルの圧縮率を低くしても(高圧縮としても)、未だ保持力が充分であるとは言い難く、さらなる保持力の向上が要望されている。
本明細書に示される技術は上記の課題に鑑みて考えられたものであって、電線に対する端子の保持力が高い端子付き電線を提供すること目的とする。
本明細書に開示される技術は、芯線を絶縁被覆で覆った電線と、前記電線の端末に接続される端子と、を備えた端子付き電線であって、前記端子は、前記電線の延び方向と交差する方向に延出して形成され、前記絶縁被覆の外周面に圧着される圧着片を備えており、前記圧着片のうち前記絶縁被覆側に配される面に凹部が設けられており、前記芯線のうち前記圧着片が圧着された圧着領域の下記式(1)で表される圧縮率が、70%以上100%未満である。
圧縮率={(圧着後の電線の断面積)/(圧着前の電線の断面積)}×100(%)…(1)
このような端子付き電線によれば、凹部が設けられていない形態の端子を使用する場合と比較して、電線に対する端子の保持力が高い端子付き電線を得ることができる。
このような端子付き電線によれば、凹部が設けられていない形態の端子を使用する場合と比較して、電線に対する端子の保持力が高い端子付き電線を得ることができる。
そのメカニズムは、以下のように推察される。すなわち、凹部が設けられたインシュレーションバレルを電線の絶縁被覆に圧着した場合には、凹部の縁部が絶縁被覆に食い込むため、インシュレーションバレルと絶縁被覆との間が滑り難くなり、凹部が形成されていない従来の端子と比較して、同等の圧縮率とした場合に、より良好な固着力が得られるものと考えられる。
ところで、圧着片を強い力で圧着すると、圧着領域の内側に配されている芯線が押し潰されて損傷し、断線する虞がある。しかし上述した構成によれば、絶縁被覆のうち凹部に隣接する部分は、圧着片により圧縮される際に凹部の中に逃げるため、絶縁被覆の内側に配されている芯線に対して絶縁被覆から過剰な応力がかかることが抑制される。
なお圧縮率は、70%以上100%未満であることが好ましいが、80%~90%の範囲内であることがより好ましい。
上記端子付き電線は、以下の構成を備えていてもよい。
凹部は、電線の延び方向と交差する方向に延びる溝であってもよい。
このような構成によれば、溝の開口の比較的長い孔縁が絶縁被覆に食い込むこととなり、端子と絶縁被覆とがより滑り難くなるから、端子の電線に対する保持力が向上する。
また、芯線はアルミニウム又はアルミニウム合金製であってもよい。アルミ電線は芯線の伸びが少ないため滑り難く、より高い保持力が得られる。
本明細書に開示した技術によれば、電線に対する端子の保持力が高い端子付き電線を得ることができる。
一実施形態について図1ないし図5を参照して説明する。
本実施形態は、例えば車両に配策される端子付き電線30を例示しており、この端子付き電線30は、雌端子10と、雌端子10に接続されて雌端子10から後方に引き出される電線20とを備えて構成されている(図1参照)。なお、以下の説明では、図1における左側を前方、右側を後方、上側を上方と、下側を下方とする。また、図2における右下を左、左上を右とする。
電線20は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金製の素線を複数本撚り合わせた撚り線によって芯線21を形成し、この芯線21が合成樹脂製の絶縁被覆22により覆われた構造となっている。電線20は、端末の絶縁被覆22が皮剥ぎされて、芯線21が絶縁被覆22から前方に露出しており、この端末に雌端子10が接続されている。
雌端子10は、銅合金からなる基材を打ち抜いて曲げ加工等を施すことにより形成されており、図1に示すように、端子接続部11と、電線20の芯線21に接続されるワイヤバレル12と、電線20の絶縁被覆22に圧着されるインシュレーションバレル14と、ワイヤバレル12とインシュレーションバレル14との間を繋ぐ繋ぎ部13と、を有している。端子接続部11は、角筒状をなす箱状に成形されており、その内部に図示しない雄端子のタブが挿入され、電気的に接続されるようになっている。
ワイヤバレル12はオープンバレル形式であって、図2に示すように、左右に伸びる一対のワイヤバレル片12Bが底板部12Aの左右の側縁から互いに対向するようにして立ち上がっている。これらワイヤバレル片12Bは、電線20の前端部において絶縁被覆22から露出する芯線21に対して内向きに巻き込まれる形で加締められることで、当該芯線21に圧着され、電気的に接続される。
一方、インシュレーションバレル14は同じくオープンバレル形式であって、繋ぎ部13を挟んでワイヤバレル12の後方に設けられており、左右対称な同形同大の略矩形状の一対のインシュレーションバレル片14B(圧着片の一例)が、底板部14Aの左右の側縁から左右対称となる位置において延出されて互いに対向するように立ち上がっている。言い換えると、一対のインシュレーションバレル片14Bは、底板部14Aから電線20の延び方向X(前後方向)と交差する左右方向に延出した形態とされている。
本実施形態のインシュレーションバレル14のうち内側の面、すなわち、電線20の絶縁被覆22の外周面に圧着される面には、電線20の延び方向Xとほぼ直交する方向に連続的に延びる溝部14C(凹部の一例)が設けられている(図3参照)。
また一対のインシュレーションバレル片14Bの先端部分のうち、絶縁被覆22に圧着された状態において外側に配される面の先端縁部の角部は、図2に示すように、電線20の延び方向X(前後方向)に沿って延びるように斜めに切り欠かれており、先細とされている。
これら一対のインシュレーションバレル片14Bは、底板部14Aに載置された電線20の絶縁被覆22の外周に巻き付けられ、絶縁被覆22の外周面に対して径方向に圧着されるようになっている。また、絶縁被覆22に圧着される際には、互いの先端部分が重なり合う、いわゆる、オーバーラップ形態で圧着されるようになっている。
続いて、雌端子10および電線20を組み付ける手順について説明する。まず、ワイヤバレル12およびインシュレーションバレル14の底板部12A、14A、および、繋ぎ部13の上面に、端末において絶縁被覆22が皮剥ぎされて芯線21が露出した電線20を載置する。ここで、電線20は、繋ぎ部13上に芯線21と絶縁被覆22との境界部分が配されるように載置され、雌端子10に対する電線20の前後方向の位置が決定される。
次に、ワイヤバレル12における一対のワイヤバレル片12Bを電線20の芯線21に対して内側に巻き込むようにして圧着すると共に、インシュレーションバレル14における一対のインシュレーションバレル片14Bを電線20の絶縁被覆22に巻き付けるようにして圧着する。
この圧着の過程において、絶縁被覆22に対してインシュレーションバレル14を圧着する際には、一対のインシュレーションバレル片14Bを、それらの先端部分が互いに重ね合わされるように、絶縁被覆22の外周に巻きつけつつ加締める。
以上のように、芯線21に対してワイヤバレル12が圧着固定され、絶縁被覆22に対してインシュレーションバレル14が圧着固定されることで、電線20に対して雌端子10が取り付けられた端子付き電線30が得られる。
<実験例>
以下、実験例を挙げて本実施形態をさらに詳細に説明する。銅合金を含む銅部材からなる厚さ0.25mmの金属板材をプレス加工することにより、上述した端子10を形成した。溝部14Cは、底面から孔縁に向かう溝壁が孔縁に向けてやや拡開する傾斜状とし、孔縁における溝幅を0.15mm、溝深さを0.075mmとした。
以下、実験例を挙げて本実施形態をさらに詳細に説明する。銅合金を含む銅部材からなる厚さ0.25mmの金属板材をプレス加工することにより、上述した端子10を形成した。溝部14Cは、底面から孔縁に向かう溝壁が孔縁に向けてやや拡開する傾斜状とし、孔縁における溝幅を0.15mm、溝深さを0.075mmとした。
アルミニウム合金からなる断面積0.5mm2の芯線21を備えた電線20の芯線21に、この端子10のワイヤバレル12を圧着するとともに、絶縁被覆22に、インシュレーションバレル14を圧着し、インシュレーションバレル14の圧縮率が異なる5種類の端子付き電線30を作製した。インシュレーションバレル14はオーバーラップ形態で圧着した。
サンプルは、インシュレーションバレル14の圧縮率を59%(比較例1)、73%(実施例1)、81%(実施例2)、88%(実施例3)、99%(実施例4)と変化させた5種類25個とした。
また、溝部14Cが形成されていない従来の端子を用いて、上述したサンプルと同じ圧縮率でインシュレーションバレルを圧着した比較用のサンプル(比較例2~比較例5)を5種類25個用意した。
なお、圧縮率とは、下記式(1)で定義される値のことである。
圧縮率={(圧着後の電線の断面積)/(圧着前の電線の断面積)}×100(%)…(1)
圧縮率={(圧着後の電線の断面積)/(圧着前の電線の断面積)}×100(%)…(1)
上述したサンプルの端子と電線とをそれぞれ治具で把持し、引っ張り試験を実行した。試験速度は100mm/minとし、端子から電線が離脱した時の応力を固着力の値とした。各サンプルの測定値(1~5)、平均値(AVE)、最大測定値の平均値との差(MAX)、最小測定値の平均値との差(MIN)を表1に、グラフを図4に、また断面の写真を図5に示した。
実験結果からわかるように、溝部14Cを設けた本実施形態の端子付き電線30によれば、溝部が設けられていない従来の形態の端子付き電線と比較して、同じ圧縮率で比較した場合に、いずれの圧縮率でもより高い固着力が得られること、すなわち、より高い電線の保持力が得られることがわかった。これは、溝部14Cの孔縁が絶縁被覆22に食い込み、インシュレーションバレル14と絶縁被覆22との間が滑り難くなるためと考えられる。
また、圧縮率が70%以上100%未満の範囲であると、いずれも固着力の値が126以上と良好であることがわかった。さらに、圧縮率は80%~90%の範囲内である時が固着力が140Nと最も高く、より好ましいことがわかった。
一方、圧縮率が70%より小さくなる(高圧縮になる)と、固着力は次第に低くなる。これは、溝部14C内に逃がされていた絶縁被覆22の逃げ場が次第になくなり、絶縁被覆22および芯線21に過剰な応力がかかって電線20が潰れ、その結果、インシュレーションバレルから外れ易くなるためと考えられる。
また、実施例4(圧縮率99%)のサンプルの固着力は、同圧縮率の従来のサンプル(比較例6)の固着力より高いだけでなく、従来のサンプルで得られた固着力の最高値(比較例4および比較例5)よりも高いことがわかる。このように本実施形態の端子付き電線30では低圧縮の状態(圧縮率99%)でも高い固着力が得られることから、溝部14Cが固着力の向上に大いに寄与していることが確認できた。
<他の実施形態>
本明細書で開示される技術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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
本明細書で開示される技術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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態では、雌端子10を一例として示したが、絶縁被覆22に圧着するインシュレーションバレルが設けられた雄端子など、インシュレーションバレルが設けられた端子全般に本明細書で開示した技術を広く適用できる。
(2)上記実施形態では、一対のインシュレーションバレル片14Bをオーバーラップ形態で電線20に圧着させる構成としたが、先端部分を互いに対向させるとともに突き合わせる形態としてもよい。
(3)あるいは、例えば一対のインシュレーションバレル片を電線20の延び方向Xにずらして配し、前後の異なる位置で加締める形態のインシュレーションバレル等、他の形態のものに適用してもよい。
(4)上記実施形態ではアルミ電線20を例示したが、銅合金からなる芯線を有する銅電線に適用してもよい。また、上記実施形態では撚り線を例示したが、各素線を撚り合わせてないストレート形状の芯線に適用してもよい。
(5)上記実施形態では、インシュレーションバレル14に一本の溝部を設ける構成としたが、二本以上の溝部を設けてもよい。また、溝部に限らず、複数の短尺の凹部や凹凸状のセレーション等を設ける構成としてもよい。
10…雌端子(端子)
12…ワイヤバレル
13…繋ぎ部
14…インシュレーションバレル
14B…インシュレーションバレル片(圧着片)
14C…溝部(凹部)
20…電線
21…芯線
22…絶縁被覆
30…端子付き電線
X…延び方向
12…ワイヤバレル
13…繋ぎ部
14…インシュレーションバレル
14B…インシュレーションバレル片(圧着片)
14C…溝部(凹部)
20…電線
21…芯線
22…絶縁被覆
30…端子付き電線
X…延び方向
Claims (3)
- 芯線を絶縁被覆で覆った電線と、前記電線の端末に接続される端子と、を備えた端子付き電線であって、
前記端子は、前記電線の延び方向と交差する方向に延出して形成され、前記絶縁被覆の外周面に圧着される圧着片を備えており、
前記圧着片のうち前記絶縁被覆側に配される面に凹部が設けられており、
前記芯線のうち前記圧着片が圧着された圧着領域の下記式(1)で表される圧縮率が、70%以上100%未満である端子付き電線。
圧縮率={(圧着後の電線の断面積)/(圧着前の電線の断面積)}×100(%)…(1) - 前記凹部は、前記電線の延び方向と交差する方向に延びる溝である請求項1に記載の端子付き電線。
- 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請求項1または請求項2に記載の端子付き電線。
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|---|---|---|---|
| JP2016115207A JP2017220392A (ja) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | 端子付き電線 |
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