JP2016177956A - 接続端子付き電線及びその電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】芯線の太さに関わらず、簡単な方法で形成できる接続端子付き電線を提供すること。【解決手段】電線端末２９の絶縁被覆１７から露出された複数の芯線１９に相手部品１５と接続される接続端子２１が形成される。この接続端子２１は、複数の芯線１９とこれらを折り返した複数の芯線１９とを重ね合せて溶着固化させ、この溶着固化させた部位に貫通穴２５が形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、接続電線及びその電線の製造方法に係り、特に電線端末の絶縁被覆から露出された複数の芯線部に接続端子が形成された接続端子付き電線とその製造方法に関する。

自動車等の車両には、複数の電線を束ねたワイヤーハーネスが搭載されている。この種の電線は、電線端末の絶縁被覆から複数の芯線が露出され、この露出された芯線に相手端子と接続される端子金具が圧着されている。

しかしながら、この電線端末に圧着される端子金具は、電線端末を包み込むように加締められる一対のバレル片を有しているため、高圧ケーブルのように電線径が大きくなると、部品が大型化して部品コストが増大し、圧着作業の作業工数も多くなる。

これに対し、特許文献１には、電線端末の絶縁被覆から露出された複数の芯線に、回転ブラシを回転させながら押し付け、各芯線を不規則、乱雑に絡ませて団子状にした後、プレス成形することで、穴開きの接続端子が形成された電線の製造方法が開示されている。これによれば、電線端末に接続端子を一体形成することが可能になるから、別途端子金具が不要になり、部品コストを削減できる。

特開２０００−５７８５５号公報

しかしながら、特許文献１の場合、比較的細い芯線であれば、回転ブラシを押し付けて芯線同士を不規則に絡ませることができるが、高圧ケーブルのように比較的太い芯線では、各芯線の強度が高いため、芯線同士を不規則に絡ませることができなくなる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、芯線の太さに関わらず、簡単な方法で形成できる接続端子付き電線とその製造方法を提供することを課題とする。

まず、本発明者らは、絶縁被覆から露出され、互いに平行に延びる複数の芯線に抵抗溶接を施したところ、隣り合う芯線の表面同士が溶着され、一体化できることが確認された。

しかしながら、このように平行に延びる芯線同士を溶着させると、穴開け加工を施したときに、芯線の長さ方向やこの方向と交差する方向の強度が不足して、芯線間の剥がれ（バラケともいう。）が生じることが懸念された。

そこで、このような芯線間の剥がれを抑制するとともに、上記課題を解決する接続端子付き電線について、鋭意検討した結果、本発明者らは、以下を発明するに至った。すなわち、本発明の接続端子付き電線は、電線端末の絶縁被覆から露出された複数の芯線に相手部品と接続される接続端子が形成され、この接続端子は、複数の芯線とこれらを折り返した複数の芯線とを重ね合せて溶着固化させ、この溶着固化させた部位に貫通穴が形成されてなることを特徴とする。

このように、複数の芯線を折り返す工程と、折り返して重ね合せた複数の芯線同士を溶着固化させる工程は、いずれも芯線の線径等に関わらず、簡単に行うことができる。したがって、本発明によれば、高圧ケーブルのように芯線が比較的太い電線においても、簡単に接続端子を形成することができる。

また、このように複数の芯線を折り返して溶着固化させることにより、折り返し部分に強度を持たせることができ、かつ、各芯線の長さ方向と交差する方向の断面積を約２倍に増やして芯線間の拘束力を高めることができる。これにより、接続端子の強度を高めることができるから、穴開け加工を施したときの芯線間の剥がれを抑制することができる。

この場合において、接続端子は、複数の芯線とこれらを折り返した複数の芯線との重なり面に沿って、貫通穴を形成することができる。これによれば、複数の芯線の折り返し部分の強度を有効利用できるから、穴開け後の芯線間の剥がれを効果的に抑制することができる。

また、接続端子は、複数の芯線が複数の束に分けられ、これらの束が絡み合わされていることが好ましい。このように複数の束を絡み合せることにより、芯線を互いに交差させることができるので、交差する部分を中心に溶着固化後の接続端子の強度を高めることができる。また、比較的太い芯線であっても、芯線の束同士を絡み合せることは、容易に行うことができる。

また、本発明の接続端子付き電線の製造方法は、絶縁被覆から露出された複数の芯線を折り返し、この折り返した複数の芯線を複数の芯線と重ね合せて溶着固化させた後、穴開け加工を施すことを特徴とする。ここで、溶着固化は、芯線の材質が銅又は銅合金の場合、抵抗溶接法が好ましく、芯線の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金の場合、超音波溶接法が好ましい。

本発明によれば、芯線の太さに関わらず、簡単な方法で接続端子付き電線を形成することができる。

本発明が適用される接続端子付き電線の外観斜視図である。 電線端末から絶縁被覆を剥ぎ取る工程を説明する図である。 電線端末から露出された芯線の溶着工程を説明する図である。 電線端末から露出された芯線の穴開け工程を説明する図である。 貫通穴が形成された接続端子の正面図と断面図である。 本発明が適用される他の接続端子付き電線の外観斜視図である。 絶縁被覆から露出された複数の芯線を捩じる工程を説明する図である。 絶縁被覆から露出された複数の芯線を編み込む工程を説明する図である。

以下、本発明が適用される接続端子付き電線の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の接続端子付き電線１１（以下、電線１１と略す。）は、例えば、電気自動車やハイブリッドカー等に搭載されるワイヤーハーネスを構成する電線に使用され、バッテリやインバータ及びモータ等の電気機器間に配索されるものであるが、この例に限らず、種々の電線に適用できる。図１では、電線１１を相手側の電機機器１３に搭載される相手部品１５に接続する例を示す。

電線１１は、図１に示すように、断面円形に形成され、樹脂製の絶縁被覆１７が複数の芯線１９を覆って形成される。電線１１の端末部は、絶縁被覆１７が剥ぎ取られて複数の芯線１９が露出されている。

本実施形態の電線１１は、各芯線１９が、多数の銅合金の金属素線を螺旋状に撚り合せた撚り線をなして形成されるが、芯線１９は、撚り線で形成されていなくてもよい。

電線１１の端末部には、露出された芯線１９を矩形状に固めた接続端子２１が形成される。この接続端子２１は、電線１１と相手部品１５とを電気的及び機械的に接続する部分である。接続端子２１は、露出された複数の芯線１９が折り返されて、複数の芯線１９と折り返された複数の芯線１９とが重なり合うように溶着固化されている。複数の芯線１９の重なり方向の両側の端面２３は、それぞれ、略平坦面をなしている。

接続端子２１の中央部には、複数の芯線１９が折り重なる方向に貫通する断面円型の貫通穴２５が形成される。接続端子２１は、この貫通穴２５に相手部品１５を挿通させて、ナット２７を締め付けることにより、相手部品１５に固定される。

本実施形態の電線１１は、例えば、以下のような方法で製造することができる。まず、図２に示すように、電線１１の端末部２９の絶縁被覆１７ａを剥ぎ取って、芯線１９を露出させる。このとき、芯線１９の切断や剥がれ、被覆残りがないようにする。

続いて、絶縁被覆１７から露出された複数の芯線１９を折り返して、複数の芯線１９と折り返された複数の芯線１９とが重なるように配置する。本実施形態では、折り返された複数の芯線１９の先端が、絶縁被覆１７の先端よりも前方に位置するように配置する。

次に、図３に示すように、電線１１の折り返された複数の芯線１９を抵抗溶接法により溶着処理する。抵抗溶接法では、互いに折り重なる複数の芯線１９を一対の平板状の電極３１の間に挟み込み、電源３３を入れて加圧（矢印の方向）しながら電極３１間に電流を流す。これにより、各芯線１９は、電流が流れることで発熱し、隣り合う芯線１９間が溶着される。その結果、複数の芯線１９と折り返された複数の芯線１９は、これらの重なり面の芯線１９同士が溶着することで互いに接合され、ブロック状に一体化される。また、電極３１に当接された両端面２３は、電極面に倣って略平坦面となる。

抵抗溶接法の通電時間は、通常は数秒間であるが、例えば、電流値が一定の場合、通電時間が短すぎると、芯線同士１９の接着力が不足し、通電時間が長すぎると、過溶着となり、変色が発生することがある。したがって、電流値や通電時間等の処理条件は、電線１１の芯線１９の太さ等に応じて、溶着後の強度不足が生じない範囲で適宜設定される。

芯線１９の溶着には、芯線１９の材質に応じて所望の溶着手段が採用される。本実施形態では、芯線１９が銅または銅合金で形成されるため、抵抗溶接法を採用しているが、芯線１９がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成される場合には、超音波溶接法等が好適である。

次に、各芯線１９が溶着固化された端末部２９に穴開け加工を行う。この穴開け加工では、複数の芯線１９と折り返された複数の芯線１９とが重なる方向に貫通穴２５が形成される。すなわち、端末部２９の両端面２３を貫くように貫通穴２５が形成される。この穴開け加工では、ボール盤等が使用され、端末部２９を治具等で固定して行う。図４に示すように、先端の尖ったドリル３５を回転させながら、端面２３に押し込むことで、図５に示すように、端末部２９の幅方向の中央部に円形の貫通穴２５が形成される。なお、穴開け加工後は、貫通穴２３の周縁より立ち上がるバリ等を除去する。

本実施形態の接続端子付き電線１１を相手部品１５に接続するときは、上述したように、接続端子２１の貫通穴２５に相手部品１５を挿入し、ナット２７で締め付けることになるが、このナット２７の締め付け時においては、トルクレンチ等を用いることが好ましい。これにより、接続端子２１に過剰な応力が作用するのを回避できる。

以上述べたように、本実施形態によれば、絶縁被覆１７から露出された複数の芯線１９を折り返す工程と、折り返して複数の芯線１９を重ね合せた状態で溶着する工程の２つの工程を有して接続端子２１が形成され、いずれの工程においても、芯線１９の線径等の大きさにかかわらず、簡単な設備で行うことができ、自動化も容易である。したがって、本実施形態によれば、高圧ケーブルのように、芯線１９の線径が比較的大きい電線に対しても、簡単かつ安価に接続端子２１を形成することができる。

また、本実施形態では、絶縁被覆１７から露出された複数の芯線１９を折り返して溶着させているから、芯線１９の折り返し部分に高い強度をもたせることができ、しかも、芯線１９を折り返すことなく溶着固化する場合と比べて、各芯線１９の長さ方向と交差する方向（隣り合う芯線１９同士が溶着する方向）の断面積を約２倍に増やして芯線１９間の拘束力を高めることができる。これにより、端末部２９の強度を高めることができるから、穴開け加工を施したときの芯線１９間の剥がれを抑制することができる。

また、貫通穴２５が形成される両端面２３は、所望の作業性や穴開け精度を確保するために、所定の平坦度を有していることが望まれるが、本実施形態の両端面２３は、溶着工程において、電極３１が当接する面となっており、電極面に倣って所定の平坦度が確保されている。したがって、本実施形態のように、複数の芯線１９が折り重なる方向に貫通穴２５を設けることで、両端面２３に研削等の平面処理を施すことなく、穴開け加工を行うことができ、製造工程の単純化を図ることができる。

次に、本発明が適用される接続端子付き電線の他の実施形態について説明する。ただ、以下の各実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と相違する点のみを述べる。

第２の実施形態の接続端子付き電線４１が、第１の実施形態の接続端子付き電線１１と異なる点は、図６に示すように、複数の芯線１９とこれらを折り返した複数の芯線１９との重なり面４３に沿って貫通穴４５を形成した点である。

本実施形態によれば、貫通穴４５は、各芯線１９が折り返される折り返し部４７の重なり方向（図６の上下方向）に沿って設けられるから、折り返し部４７の高い強度を有効利用することができる。したがって、穴開け加工を施したときの芯線１９間の剥がれを効果的に抑制することができる。ただ、本実施形態では、貫通穴４５が形成される両端面４９が、溶着工程の電極３１が当接する面ではないため、平坦度を確保するために、両端面４９には何らかの平面処理を施す必要がある。

次に、本発明が適用される接続端子付き電線の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態が、第１及び第２の実施形態と相違する点は、絶縁被覆１７から露出された複数の芯線１９が複数の束に分けられ、これらの束が絡み合されている点である。

例えば、図７に示すように、絶縁被覆１７から露出された複数の芯線１９を２つの束５１ａ，５１ｂに分け、これらの束５１ａ，５１ｂを繰り返し捩じり１本にしてから折り返すようにする。

また、これに代えて、例えば、図８に示すように、絶縁被覆１７から露出された複数の芯線１９を３つの束５２ａ，５２ｂ，５２ｃに分け、これらの束５２ａ，５２ｂ，５２ｃを三つ編み状に編み込んで１本にしてから折り返すようにする。いずれの場合も、折り返した状態で溶着処理する点は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態によれば、露出されたすべての芯線１９を複数の束に分け、これらを芯線１９の長さ方向に沿って複数回、捩じり又は編み込むだけなので、芯線１９の線径等の大きさにかかわらず、簡単な作業で、芯線１９を絡めることができる。このような作業は、例えば、アームに各束の先端部を取り付けて、芯線１９の長さ方向を軸にアームを回転させることで、自動化が容易である。

また、このように束同士を絡めた芯線１９を溶着させた場合、束同士が絡まり交差する部分は、交差しない部分よりも高い強度が得られるから、端末部２９の強度を高めることができ、穴開け加工を施したときの芯線１９間の剥がれを一層抑制することができる。

１１，４１ 接続端子付き電線
１５ 相手部品
１７ 絶縁被覆
１９ 芯線
２１ 接続端子
２３，４９ 端面
２５，４５ 貫通穴
２９ 端末部
４３ 重なり面
４７ 折り返し部

Claims (4)

1. 電線端末の絶縁被覆から露出された複数の芯線に相手部品と接続される接続端子が形成され、
   前記接続端子は、複数の前記芯線とこれらを折り返した複数の前記芯線とを重ね合せて溶着固化させ、この溶着固化させた部位に貫通穴が形成されてなる接続端子付き電線。
2. 前記接続端子は、複数の前記芯線とこれらを折り返した複数の前記芯線との重なり面に沿って、前記貫通穴が形成されてなる請求項１に記載の接続端子付き電線。
3. 前記接続端子は、複数の前記芯線が複数の束に分けられ、これらの束が絡み合わされている請求項１又は２に記載の接続端子付き電線。
4. 電線端末の絶縁被覆から露出された複数の芯線に相手部品と接続される接続端子が形成された接続端子付き電線の製造方法において、
   前記絶縁被覆から露出された複数の前記芯線を折り返し、この折り返した複数の前記芯線を複数の前記芯線と重ね合せて溶着固化させた後、穴開け加工を施すことを特徴とする接続端子付き電線の製造方法。

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