JP2014099385A - 端子付き電線およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端子と電線との接続信頼性を高めた端子付き電線およびその製造方法を提供する。
【解決手段】端子付き電線１０は、銅または銅合金製の導体１２と導体１２を覆う絶縁被覆１３とを有する電線１１、および電線１１の端末１１Ａにおいて露出させた露出導体１２が接続される接続部２４を有する端子２０を備える。端子２０は、ステンレス製であり、接続部２４は、端子２０に設けられ露出導体１２を挿通可能な筒状部２３を、露出導体１２を挿通させた状態で抵抗加熱しつつ圧着することにより形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、端子付き電線およびその製造方法に関する。

複数本の金属素線を撚り合わせた撚り線からなる導体を絶縁被覆で被覆するとともに、端末において導体が露出する電線と、この電線の端末に接続される端子と、を備える端子付き電線としては、例えば、特許文献１に記載のものなどが知られている。
特許文献１に記載の端子付き電線においては、電線の端末において露出する露出導体に端子のワイヤバレルが圧着されて電気的に接続されるようになっている。

実開平５−７２０５３号公報

上記特許文献１に記載の端子付き電線の端子は銅合金製であるが、端子の材料としては、電線を配索する場所等を考慮して銅合金以外の材料も検討されている。

ここで、ステンレス材料からなる端子を、銅製の導体を備える電線の露出導体に圧着により接続した端子付き電線を検討したところ、温度差の大きい環境において、導体と電線との抵抗値が増大して電気的な接続性が悪化するという問題があった。

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、端子と電線との接続信頼性を高めた端子付き電線およびその製造方法を提供することを目的とする。

ステンレス製の端子を銅製の導体を備える電線の露出導体に圧着により接続した端子付き電線を温度差の大きい環境に配置することで抵抗値が増大するのは、熱膨張係数の違いにより導体と電線との接点が移動したり、接点の数が減ることなどが考えられる。

この問題を解決すべく鋭意検討した結果、端子を電線の露出導体に抵抗加熱を行いつつ圧着して接続することにより、温度差の大きい環境に配置しても抵抗値の増大を抑制できることを見出した。

すなわち、本発明は、銅または銅合金製の導体と前記導体を覆う絶縁被覆とを有する電線、および前記電線の端末において露出させた露出導体が接続される接続部を有する端子を備えた端子付き電線であって、前記端子は、ステンレス製であり、前記接続部は、前記端子に設けられ前記露出導体が挿通される筒状部を、前記露出導体を挿通させた状態で抵抗加熱しつつ圧着することにより形成された端子付き電線である。

また、本発明は、銅または銅合金製の導体と前記導体を覆う絶縁被覆とを有する電線、および前記電線の端末において露出させた露出導体が接続される接続部を有する端子を備えた端子付き電線の製造方法であって、前記端子は、ステンレス製であり、前記端子に設けられ前記露出導体が挿通される筒状部に、前記露出導体を挿通させたのちに、前記筒状部を抵抗加熱しつつ圧着することにより、前記接続部を形成することを特徴とする端子付き電線の製造方法である。

本発明において露出導体と端子との接続部は、露出導体を挿通させた状態とした筒状部を抵抗加熱しつつ圧着することにより形成される。本発明において、圧着前のステンレス製の端子の表面に形成されていた強固な酸化被膜が、抵抗加熱により破壊された状態で導体（電線）と接合されるので、電気的に接続される接点が増え、端子と電線との接続信頼性が向上する。その結果、本発明によれば、端子と電線との接続信頼性を高めた端子付き電線およびその製造方法を提供することができる。

本発明は以下の構成としてもよい。
前記導体にはニッケルメッキが施されていてもよい。このような構成とすると、電線（導体）の耐熱性が向上するので好ましい。

前記筒状部を、前記露出導体の断面形状に沿った形状の圧着金型を用いて抵抗加熱しつつ圧着することにより前記接続部を形成してもよい。
このような構成とすると、露出導体の断面形状に沿った形状に端子の筒状体が変形されて熱圧着されるので、圧着金型に大きな力が作用しないうえに、熱効率に優れた方法で接続部を形成できるので好ましい。

本発明によれば、端子と電線との接続信頼性を高めた端子付き電線およびその製造方法を提供することができる。

実施形態１の端子付き電線の斜視図 端子付き電線の側面図 端子に電線を挿通させる手順を説明する説明図 電線を挿通させた状態の端子（圧着前）の斜視図 図４の端子を圧着金型に配置する手順を示す斜視図 図５の状態における側面図 図４の端子を圧着金型に挟んだ様子を示す斜視図 図７の状態における側面図 他の実施形態で説明する圧着金型の正面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１の端子付き電線１０を図１ないし図８によって説明する。
実施形態１の端子付き電線１０は、図１に示すように、電線１１と、電線１１の端末１１Ａに接続された端子２０とからなる。以下の説明において、上下方向については、図２を基準とし、前後方向については、図２の左方を前方、右方を後方として説明する。

電線１１は、図１に示すように、導体１２の周囲が合成樹脂の絶縁被覆１３で覆われている。電線１１の端末１１Ａにおいては、図３に示すように、絶縁被覆１３が剥ぎ取られ導体１２が露出している（「露出導体１２」に相当）。

導体１２は、多数（複数）の金属素線が撚り合わされた撚り線である。導体１２（金属素線）は、銅製または銅合金製である。本実施形態において、導体１２にはニッケルメッキが施されている。電線１１は、断面が略円形状である。

端子２０は、相手側の端子（図示せず）と接続される平板状の端子接続部２１と、端子接続部２１の後方に連なり電線１１が接続される筒状の電線接続部２４（接続部の一例）とからなる。端子接続部２１の略中央部には、相手側の端子を接続する端子接続孔２２が設けられている。

筒状部２３には、内部に電線１１の導体１２が挿通されている。本実施形態において、筒状部２３は平板状の端子接続部２１から後方に連なる部分を筒状に変形させることにより形成されている。

筒状部２３の長手方向における略中央部は、図２に示すように他の部分よりも圧縮されている。筒状部２３は全域において導体１２と接触しているが、特に略中央部の圧縮された部分２４では導体１２との接触面積が大きくなっている。この圧縮された部分２４は電線接続部２４に相当する。電線接続部２４は、圧縮前の当該電線接続部２４に対応する部分２５の断面積（長手方向に対して直交する方向に切断した断面の面積）に対して８０％〜９５％の断面積に圧縮されており、略円形状をなしている。

端子２０はステンレス製である。端子２０を構成するステンレスとしては、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系、ＳＵＳ４３０等のフェライト系、ＳＵＳ４１０等のマルテンサイト系ステンレス等があげられる。

次に、本実施形態の端子付き電線１０の製造方法について説明する。
図３に示す形状の端子２０を用意し、電線１１の端末１１Ａの絶縁被覆１３を剥離除去して導体１２を露出させておく。次に、図４に示すように、電線１１の端末１１Ａにおいて露出している導体１２（露出導体１２）を端子２０の筒状部２３に挿入する。

電線１１の露出導体１２を挿入した端子２０の筒状部２３を、図５〜図８に示す圧着金型３０を用いて抵抗加熱しつつ圧着する。加熱圧着の際には、端子２０の筒状部２３を、下側に配置される圧着金型３２と上側に配置される圧着金型３１との間に挟んだ状態とする（図７および図８を参照）。

本実施形態では圧着金型３０として露出導体１２の断面形状に沿った形状の圧着金型３０を用いるので、露出導体１２が、圧着金型３０の通電部３３に沿って配置される（図７および図８を参照）。図７の状態としてから圧着金型３０の通電部３３に電流を流して筒状部２３を抵抗加熱しつつ圧縮する。

電線１１の露出導体１２を挿入した端子２０の筒状部２３を抵抗加熱しながら圧着することにより、端子２０の筒状部２３の一部が圧縮されて略円形の電線接続部２４が形成され、図１に示す端子付き電線１０が得られる。

次に本実施形態の効果について説明する。
本実施形態において露出導体１２と端子２０との電線接続部２４は、露出導体１２を挿通させた状態とした筒状部２３を抵抗加熱しつつ圧着することにより形成されるから、圧着前のステンレス製の端子２０の表面に形成されていた強固な酸化被膜は、抵抗加熱により破壊された状態で電線１１と接合される。その結果、本実施形態によれば、端子２０と電線１１（導体１２）とが電気的に接続される接点が増え、端子２０と電線１１との接続信頼性が向上し、これにより、端子２０と電線１１との接続信頼性を高めた端子付き電線１０およびその製造方法を提供することができる。

また、本実施形態によれば、導体１２にはニッケルメッキが施されているから、電線１１（導体１２）の耐熱性が向上する。

また、本実施形態によれば、筒状部２３を、露出導体１２の断面形状に沿った形状の圧着金型３０を用いて抵抗加熱しつつ圧着することにより電線接続部２４を形成するから、露出導体１２の断面形状に沿った形状に端子２０の筒状部２３が変形されて熱圧着されるので、圧着金型３０に大きな力が作用しないうえに、熱効率に優れた方法で電線接続部２４を形成できる。

＜実施例＞
以下実施例により本発明はさらに具体的に説明する。

（実施例１）
電線として軟銅撚り線３ｓｑの導体を備えるものを用い、端子としてＳＵＳ４３０を用いて作製した図３に示す形状の端子を用いて、以下の方法により端子付き電線を作製した。

電線の端末の絶縁被覆を剥離して導体を露出させ、この露出導体を端子の筒状部に挿通させた。次に図５に示す圧着金型を用いて、抵抗加熱しつつ圧着を行って端子と電線の露出導体を接続し、実施例１の端子付き電線を得た。端子付き電線を３本作製した。抵抗加熱は圧着金型に５ｋＡの電流を流し、３００ｍｓ通電した。電線接続部の圧縮率は９３％であった。
圧縮率は以下の式により算出した。
圧縮率（％）＝（圧着後の電線接続部の断面積／圧着前の電線接続部の断面積）×１００

（比較例１）
図５に示す圧着金型を用いて抵抗加熱を行う代わりに、断面六角形状の電線接続部が形成される圧着金型を用いて加熱せずに端子の筒状部を電線の露出導体に圧着したこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の端子付き電線を作製した。実施例１と同様に端子付き電線を３本作製した。電線接続部の圧縮率は８１％であった。

（評価試験１）
実施例１の端子付き電線３本および比較例１の端子付き電線３本について、冷熱サイクル試験を行った。各端子付き電線について、冷熱サイクル試験前の抵抗値（初期抵抗値）と、冷熱サイクル試験後の抵抗値（耐熱試験後抵抗値）を測定した。

冷熱サイクル試験は、冷熱衝撃試験器（ＥＳＰＥＣ製ＴＳＡ−２０１Ｓ）を用いて、各端子付き電線に−４０℃〜１５０℃の熱衝撃を２４０サイクル与えた。

初期抵抗値と耐熱試験後抵抗値の測定結果を表１に示した。表１中「初期」とは「初期抵抗値（ｍΩ）」を示し、「耐久後」とは「耐熱試験後抵抗値（ｍΩ）」を示し、「平均値」とは３本の端子付き電線の抵抗値の平均値（ｍΩ）を示す。

（結果と考察）
表１に示すように抵抗加熱しつつ圧着を行った実施例１の端子付き電線においては、耐久試験後抵抗値が比較例１の端子付き電線よりも顕著に低いという結果が得られた。

この結果から、露出導体が挿通された端子の筒状部を、抵抗加熱しつつ圧着することにより形成された電線接続部を備える端子付き電線では冷熱サイクル試験を経た後も抵抗値がほとんど増大しないということがわかった。

また、表１に示すように、比較例１の端子付き電線では冷熱サイクル試験を経た後の抵抗値のばらつきが大きかったが、実施例１の端子付き電線では抵抗値のばらつきがほとんどないという結果が得られた。

この結果から、露出導体が挿通された端子の筒状部を抵抗加熱しつつ圧着することにより形成された電線接続部を備える端子付き電線では、冷熱サイクルを経た後の抵抗値を増大しない効果が安定して得られるということがわかった。

＜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）上記実施形態では図７に示す圧着金型を用いて作製した断面円形状の電線接続部２４を備える端子付き電線１０を示したが、図９に示すような、断面六角形状の接続部が形成される圧着金型４０により形成した端子付き電線であってもよい。図９に示す圧着金型４０は図７で示した圧着金型３０と同様に上側の圧着金型４１と下側の圧着金型４２とからなり、通電部４３を有している。この圧着金型３０を用いて抵抗加熱しつつ圧着した電線の断面形状は六角形状をなす。

（２）上記実施形態では、導体１２としてニッケルメッキが施された銅製の導体１２を示したが、導体にはスズメッキが施されていてもよいし、メッキが施されていないものであってもよい。

１０…端子付き電線
１１…電線
１１Ａ…端末
１２…導体
１３…絶縁被覆
２０…端子
２１…端子接続部
２３…筒状部
２４…電線接続部（接続部）
２５…圧縮前の接続部に対応する部分
３０，４０…圧着金型
３１，４１…上側の圧着金型
３２，４２…下側の圧着金型
３３，４３…通電部

Claims (4)

1. 銅または銅合金製の導体と前記導体を覆う絶縁被覆とを有する電線、および前記電線の端末において露出させた露出導体が接続される接続部を有する端子を備えた端子付き電線であって、
   前記端子は、ステンレス製であり、
   前記接続部は、前記端子に設けられ前記露出導体が挿通される筒状部を、前記露出導体を挿通させた状態で抵抗加熱しつつ圧着することにより形成された端子付き電線。
2. 前記導体にはニッケルメッキが施されている請求項１に記載の端子付き電線。
3. 銅または銅合金製の導体と前記導体を覆う絶縁被覆とを有する電線、および前記電線の端末において露出させた露出導体が接続される接続部を有する端子を備えた端子付き電線の製造方法であって、
   前記端子は、ステンレス製であり、
   前記端子に設けられ前記露出導体が挿通される筒状部に、前記露出導体を挿通させたのちに、
   前記筒状部を抵抗加熱しつつ圧着することにより、前記接続部を形成することを特徴とする端子付き電線の製造方法。
4. 前記筒状部を、前記露出導体の断面形状に沿った形状の圧着金型を用いて抵抗加熱しつつ圧着することにより前記接続部を形成する請求項３に記載の端子付き電線の製造方法。

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