JP2020004641A - 端子付電線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を提供する。【解決手段】端子付電線１は、複数の素線１３から構成される導体１２と該導体１２を被覆する絶縁材１４とを有する電線１０と、電線１０の導体１２が取り付けられる端子２０とを備える。電線１０は、素線１３が溶接により一体化され、絶縁材１４から露出する溶接一体化部３６と、溶接一体化部３６の前方に位置し、溶接一体化部３６よりも幅の広い幅広部１８とを有する。端子２０は、基部２１と、基部２１から延びる一対のワイヤバレル片２４と、上記一対のワイヤバレル片２４の前方で基部２１から延びる一対の側壁２８とを有する。端子２０のワイヤバレル片２４は、電線１０の溶接一体化部３６を圧着している。電線１０の幅広部１８は、端子２０の一対の側壁２８の間に保持される。【選択図】図２

Description

本発明は、端子付電線及びその製造方法に係り、特にコンパクティングした電線の導体を端子に取り付けて端子付電線を製造する方法に関するものである。

電線の導体を端子に取り付ける際には、導体の導電性及び耐腐食性を向上するために、端子に取り付ける前の導体に対して超音波溶接などの溶接を行い、導体の素線間の隙間をなくして平板状にすること（コンパクティング）がなされる場合がある。このようにコンパクティングした電線の導体を端子に取り付ける際には、図１Ａに示すように、端子５１０の一対のバレル片５２０Ａ，５２０Ｂの間にコンパクティングした平板状の導体５３０を配置し、バレル片５２０Ａ，５２０Ｂを加締めることにより導体５３０を端子５１０に圧着する。

しかしながら、コンパクティングによって導体５３０が平板状になっているため、それぞれのバレル片５２０Ａ，５２０Ｂに対して導体５３０を安定的に配置することが難しく、図１Ｂに示すように、バレル片５２０Ａ，５２０Ｂの間で導体５３０が斜めになりやすい。このような状態で、バレル片５２０Ａ，５２０Ｂを加締めると、例えば図１Ｃに示すように、一方のバレル片５２０Ａが導体５３０に食い込まずに空振りしてしまい、「空加締め」の状態となってしまう。このような場合には、端子５１０と導体５３０との間の電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下が生じ得る。

特開２０１５−６０６３２号公報

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を製造することができる方法を提供することを第２の目的とする。

本発明の第１の態様によれば、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線が提供される。この端子付電線は、複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線と、上記電線の上記導体が取り付けられる端子とを備える。上記電線は、上記導体の上記複数の素線が溶接により一体化され、上記絶縁材から露出する溶接一体化部と、上記溶接一体化部の前方に位置し、上記溶接一体化部よりも幅の広い幅広部とを有する。上記端子は、基部と、該基部から延びる一対のワイヤバレル片と、上記一対のワイヤバレル片の前方で上記基部から延びる一対の側壁とを有する。上記端子の上記ワイヤバレル片は、上記電線の上記溶接一体化部を圧着している。上記電線の上記幅広部は、上記端子の一対の側壁の間に保持される。

上記電線の上記幅広部は、外部に露出した上記複数の素線により構成されていてもよく、あるいは、上記導体と、該導体を被覆する上記絶縁材とにより構成されていてもよい。

本発明の第２の態様によれば、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を製造することができる方法が提供される。この方法では、複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線を用意し、上記電線の端部において上記絶縁材から上記導体を露出させた導体露出部を形成する。上記導体露出部のうち、端部から所定の距離だけ離れた部分に超音波溶接を施して上記複数の素線を一体化して溶接一体化部を形成する。基部と、該基部から延びる一対のワイヤバレル片と、上記一対のワイヤバレル片の前方で上記基部から延びる一対の側壁とを有する端子を用意し、上記導体露出部の上記溶接一体化部よりも上記端部側の部分を上記一対の側壁の間に保持するとともに、上記溶接一体化部を上記一対のワイヤバレル片の間の上記基部上に配置する。上記ワイヤバレル片を加締めて上記基部上に配置された上記溶接一体化部を上記端子に圧着する。

本発明によれば、導体露出部の溶接一体化部よりも端部側の部分（幅広部）を端子の側壁の間に保持して固定することができるため、ワイヤバレル片を加締める際に端子内で導体露出部の位置及び姿勢を安定させることができ、それぞれのワイヤバレル片を確実に導体露出部に食い込ませることができる。このため、ワイヤバレル片の空振りが防止され、完成した端子付電線における電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下を抑えることができる。

本発明の第３の態様によれば、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を製造することができる方法が提供される。この方法では、複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線を用意し、上記絶縁材を２つの部分に分離するように上記絶縁材の一部を除去して上記導体を露出させた導体露出部を形成する。上記導体露出部に超音波溶接を施して上記複数の素線を一体化して溶接一体化部を形成する。基部と、該基部から延びる一対のワイヤバレル片と、上記一対のワイヤバレル片の前方で上記基部から延びる一対の側壁とを有する端子を用意し、上記溶接一体化部よりも上記電線の端部側に位置する上記絶縁材の部分を上記一対の側壁の間に保持するとともに、上記溶接一体化部を上記一対のワイヤバレル片の間の上記基部上に配置する。上記ワイヤバレル片を加締めて上記基部上に配置された上記溶接一体化部を上記端子に圧着する。

このように、導体露出部の溶接一体化部よりも端部側に位置する絶縁体の部分を端子の側壁の間に保持して固定することができるため、ワイヤバレル片を加締める際に端子内で導体露出部の位置及び姿勢を安定させることができ、それぞれのワイヤバレル片を確実に導体露出部に食い込ませることができる。このため、ワイヤバレル片の空振りが防止され、完成した端子付電線における電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下を抑えることができる。また、電線の端部の素線が絶縁材で被覆された状態のまま、絶縁材を端子の側壁の間に保持することができるので、素線がばらけて作業性が低下することを防止することができる。

本発明によれば、ワイヤバレル片を加締める際に端子内で導体露出部の位置を安定させることができるので、それぞれのワイヤバレル片を確実に導体露出部に食い込ませることができる。このため、ワイヤバレル片の空振りが防止され、完成した端子付電線における電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下を抑えることができる。

図１Ａは、従来の端子付電線の製造方法を説明するための模式図である。 図１Ｂは、従来の端子付電線の製造方法の問題点を説明するための模式図である。 図１Ｃは、従来の方法により製造された端子付電線の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態における端子付電線を示す平面図である。 図３は、図２に示す端子付電線の側面図である。 図４は、図２のＡ−Ａ線断面図である。 図５Ａは、図２に示す端子付電線の製造工程を示す模式的側面図である。 図５Ｂは、図２に示す端子付電線の製造工程を示す模式的断面図である。 図５Ｃは、図２に示す端子付電線の製造工程を示す模式的平面図である。 図６は、本発明の第２の実施形態における端子付電線を示す平面図である。 図７は、図６に示す端子付電線の側面図である。 図８Ａは、図６に示す端子付電線の製造工程を示す模式的側面図である。 図８Ｂは、図６に示す端子付電線の製造工程を示す模式的側面図である。 図８Ｃは、図６に示す端子付電線の製造工程を示す模式的側面図である。 図８Ｄは、図６に示す端子付電線の製造工程を示す模式的平面図である。

以下、本発明に係る端子付電線及びその製造方法の実施形態について図２から図８Ｄを参照して詳細に説明する。なお、図２から図８Ｄにおいて、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図２から図８Ｄにおいては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。

図２は、本発明の第１の実施形態における端子付電線１を示す平面図、図３は、端子付電線１の側面図である。図２及び図３に示すように、端子付電線１は、Ｘ方向に延びる電線１０と、電線１０の端部に取り付けられる端子２０とを備えている。なお、以下の説明では、図２における＋Ｘ方向側を「前」、−Ｘ方向側を「後」ということがある。

電線１０は、導体１２と、この導体１２の外周を被覆する絶縁材１４とを有している。電線１０の導体１２は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金（以下、これらを総称して「アルミニウム材料」という）からなる複数本の素線１３により構成されている。これらの素線１３は、柔軟性と耐ねじれ性を高めるために所定の方向に撚られていてもよい。電線１０の端部の絶縁材１４は一定の距離にわたって除去されており、これによって絶縁材１４から導体１２が露出する導体露出部１６が形成されている。

端子２０は、例えば銅又は銅合金（以下、これらを総称して「銅材料」という）などの導電性の材料から形成されている。この端子２０は、導電性の板材を所定の端子形状に打ち抜き、これに曲げ加工を施すことにより作製されるものである。この端子２０は、電線１０の絶縁材１４の部分を圧着して保持する一対のインシュレーションバレル片２２と、インシュレーションバレル片２２よりも前方に配置され、電線１０の導体露出部１６を圧着する一対のワイヤバレル片２４と、ワイヤバレル片２４の前方に配置され、相手方端子（図示せず）と電気的に接続されるボックス部２６と、ワイヤバレル片２４とボックス部２６との間に配置される一対の側壁２８とを含んでいる。一対のインシュレーションバレル片２２は、Ｘ方向に板状に延びる基部２１から両側に延びており、一対のワイヤバレル片２４及び一対の側壁２８も基部２１から両側に延びている。

図４は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、導体露出部１６がワイヤバレル片２４により圧着されている部分を示している。図４に示すように、導体露出部１６は、端子２０の基部２１のＹ方向の両側から延びるワイヤバレル片２４によって端子２０に圧着されており、ワイヤバレル片２４と基部２１との間に保持される中央部３２と、中央部３２から両側に延びワイヤバレル片２４に巻き込まれて保持される側方部３４とを有している。後述するように、ワイヤバレル片２４により圧着される導体露出部１６の部分３６は、超音波溶接により複数の素線１３が一体化された部分、すなわち溶接一体化部である。

図２に示すように、導体露出部１６は、ワイヤバレル片２４の前方に延びる素線１３が端部に向かって広がった幅広部１８を有している。この幅広部１８は、端子２０の一対の側壁２８の間に保持されている。

図３において破線で示すように、ワイヤバレル片２４の内面には、導体露出部１６の溶接一体化部３６の表面に形成される酸化皮膜を突き破るための微小な突起（セレーション）２５が形成されている。

次に、このような端子付電線１の製造方法について図５Ａから図５Ｃを参照して説明する。まず、導体１２とこの導体１２を被覆する絶縁材１４とを有する電線１０を用意し、図５Ａに示すように、この電線１０の絶縁材１４の端部を一定の距離にわたって剥がし、絶縁材１４から導体１２が露出した導体露出部１６を形成する。

次に、この導体露出部１６の一部に対して超音波溶接を施す。すなわち、図５Ｂに示すように、導体露出部１６を超音波溶接装置のアンビル５１上に載置し、導体露出部１６のうち、端部１６Ａから所定の距離だけ離れた部分の上方からホーン５２を押し当てて加圧しながら超音波振動させる。これにより、導体１２を構成する複数の素線１３の表面に存在する酸化皮膜や汚れが超音波振動によって除去され、超音波振動によって生じる金属原子の移動が金属原子間の強い引力を引き起こし、金属原子が互いに結びついて固相溶接状態となる。この結果、導体露出部１６における素線１３が一体化されるとともに、ホーン５２による加圧によって平板状の溶接一体化部３６が形成される。このとき、溶接一体化部３６よりも前側（＋Ｘ方向側）の部分では、超音波振動によって複数の素線１３がばらけてＹ方向に広がり、溶接一体化部３６よりもＹ方向の幅が広い幅広部１８が形成される。

そして、図５Ｃに示すように、組立前の端子２０の一対の側壁２８の間に、溶接一体化部３６よりも前側の幅広部１８を配置する。このとき、導体露出部１６の溶接一体化部３６は、一対のワイヤバレル片２４の間の基部２１上に位置する。ここで、幅広部１８のＹ方向の幅は溶接一体化部３６の幅よりも大きくなっているため、幅広部１８が一対の側壁２８の間に保持される。これにより、幅広部１８が端子２０内で固定され、端子２０内での溶接一体化部３６の位置及び姿勢が安定する。

次に、図５Ｃの矢印Ｒ１で示すように、端子２０の一対のインシュレーションバレル片２２を加締めて、インシュレーションバレル片２２により電線１０の絶縁材１４を圧着する。そして、図５Ｃの矢印Ｒ２で示すように、端子２０の一対のワイヤバレル片２４を加締める。このとき、上述したように、幅広部１８が端子２０の側壁２８の間に固定されることにより、端子２０内で溶接一体化部３６の位置及び姿勢が安定するため、それぞれのワイヤバレル片２４を確実に導体露出部１６の溶接一体化部３６に食い込ませ易くなる。このため、ワイヤバレル片２４の空振りが防止され、完成した端子付電線１における電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下を抑えることができる。

このようにワイヤバレル片２４を加締めることにより、図４に示すように、ワイヤバレル片２４に導体露出部１６の溶接一体化部３６を確実に巻き込むことができ、導体露出部１６と端子２０との間の電気的導通性が図られるとともに、端子付電線１の機械的強度も向上する。

図６は、本発明の第２の実施形態における端子付電線１０１を示す平面図、図７は、端子付電線１０１の側面図である。本実施形態においては、端子２０の一対の側壁２８の間に絶縁材１１４が保持されている。この絶縁材１１４は、絶縁材１４と同様に導体１２を構成する素線１３を被覆するものであり、絶縁材１４のＹ方向の幅は、端子２０のワイヤバレル片２４により圧着される溶接一体化部３６（図４参照）の幅よりも広い。すなわち、本実施形態では、絶縁材１１４とこの絶縁材１１４に被覆された導体１２とにより、溶接一体化部３６よりも幅の広い幅広部が形成されている。その他の点は、上述した第１の実施形態における端子付電線１と同様である。

このような端子付電線１０１の製造方法について図８Ａから図８Ｄを参照して説明する。まず、導体１２とこの導体１２を被覆する絶縁材１４とを有する電線１０を用意し、図５Ａに示すように、この電線１０の絶縁材１４に切り目を入れて軸方向に２つに分割し、例えば端部側の絶縁材１１４を図５Ａの矢印で示すようにＸ方向にずらすことにより、絶縁材１４及び１１４から導体１２が露出した導体露出部１６を形成する。そして、図８Ｂに示すように、電線１０の端部側の絶縁材１１４を所望の長さで切断する。これにより、絶縁材１１４と絶縁材１４との間に導体露出部１６が位置し、絶縁材１１４が絶縁材１４から分離された状態となる。

その後、絶縁材１１４と絶縁材１４との間の導体露出部１６に対して超音波溶接を施す。すなわち、図８Ｃに示すように、絶縁材１１４と絶縁材１４との間の導体露出部１６を超音波溶接装置のアンビル５１上に載置し、導体露出部１６の上方からホーン５２を押し当てて加圧しながら超音波振動させる。これにより、導体１２を構成する複数の素線１３の表面に存在する酸化皮膜や汚れが超音波振動によって除去され、超音波振動によって生じる金属原子の移動が金属原子間の強い引力を引き起こし、金属原子が互いに結びついて固相溶接状態となる。この結果、導体露出部１６における素線１３が一体化されるとともに、ホーン５２による加圧によって平板状の溶接一体化部３６が形成される。

そして、溶接一体化部３６よりも前側（＋Ｘ方向側）に位置する絶縁材１１４を、図８Ｄに示すように、組立前の端子２０の一対の側壁２８の間に配置する。このとき、導体露出部１６の溶接一体化部３６は、一対のワイヤバレル片２４の間の基部２１上に位置する。ここで、絶縁材１１４のＹ方向の幅は溶接一体化部３６の幅よりも大きくなっているため、この絶縁材１１４が一対の側壁２８の間に保持される。これにより、絶縁材１１４が端子２０内で固定され、端子２０内での溶接一体化部３６の位置及び姿勢が安定する。

次に、図８Ｄの矢印Ｒ１で示すように、端子２０の一対のインシュレーションバレル片２２を加締めて、インシュレーションバレル片２２により電線１０の絶縁材１４を圧着する。そして、図８Ｄの矢印Ｒ２で示すように、端子２０の一対のワイヤバレル片２４を加締める。このとき、上述したように、絶縁材１１４が端子２０の側壁２８の間に固定されることにより、端子２０内で溶接一体化部３６の位置及び姿勢が安定するため、それぞれのワイヤバレル片２４を確実に導体露出部１６の溶接一体化部３６に食い込ませ易くなる。このため、ワイヤバレル片２４の空振りが防止され、完成した端子付電線１０１における電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下を抑えることができる。

このようにワイヤバレル片２４を加締めることにより、図４に示すように、ワイヤバレル片２４に導体露出部１６の溶接一体化部３６を確実に巻き込むことができ、導体露出部１６と端子２０との間の電気的導通性が図られるとともに、端子付電線１の機械的強度も向上する。

上述の第１の実施形態では、端子２０の側壁２８の間に複数の素線１３を配置する必要があり、その作業が難しい場合も考えられるが、本実施形態では、複数の素線１３が絶縁材１１４で被覆された状態のまま、絶縁材１１４を端子２０の側壁２８の間に配置すればよいので、第１の実施形態に比べて作業が簡単になる。

なお、本実施形態では、絶縁材１１４を所望の長さに切断した後に導体露出部１６に超音波溶接を施しているが、導体露出部１６に対して超音波溶接を施した後に絶縁材１１４を所望の長さに切断してもよい。また、本実施形態では、絶縁材１４を軸方向に分割して一方の絶縁材１１４をＸ方向にずらすことにより導体露出部１６を形成しているが、絶縁材１４の途中の部分を所定の長さにわたって除去することで導体露出部１６を形成してもよい。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

１ 端子付電線
１０ 電線
１２ 導体
１３ 素線
１４ 絶縁材
１６ 導体露出部
１８ 幅広部
２０ 端子
２１ 基部
２２ インシュレーションバレル片
２４ ワイヤバレル片
２５ セレーション
２６ ボックス部
２８ 側壁
３２ 中央部
３４ 側方部
３６ 溶接一体化部
５１ アンビル
５２ ホーン
１０１ 端子付電線
１１４ 絶縁材

Claims (5)

1. 複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線と、前記電線の前記導体が取り付けられる端子とを備えた端子付電線であって、
   前記電線は、前記導体の前記複数の素線が溶接により一体化され、前記絶縁材から露出する溶接一体化部と、前記溶接一体化部の前方に位置し、前記溶接一体化部よりも幅の広い幅広部とを有し、
   前記端子は、基部と、該基部から延びる一対のワイヤバレル片と、前記一対のワイヤバレル片の前方で前記基部から延びる一対の側壁とを有し、
   前記端子の前記ワイヤバレル片は、前記電線の前記溶接一体化部を圧着しており、
   前記電線の前記幅広部は、前記端子の一対の側壁の間に保持される、
   端子付電線。
2. 前記電線の前記幅広部は、外部に露出した前記複数の素線により構成される、請求項１に記載の端子付電線。
3. 前記電線の前記幅広部は、前記導体と、該導体を被覆する前記絶縁材とにより構成される、請求項１に記載の端子付電線。
4. 複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線を用意し、
   前記電線の端部において前記絶縁材から前記導体を露出させた導体露出部を形成し、
   前記導体露出部のうち、端部から所定の距離だけ離れた部分に超音波溶接を施して前記複数の素線を一体化して溶接一体化部を形成し、
   基部と、該基部から延びる一対のワイヤバレル片と、前記一対のワイヤバレル片の前方で前記基部から延びる一対の側壁とを有する端子を用意し、
   前記導体露出部の前記溶接一体化部よりも前記端部側の部分を前記一対の側壁の間に保持するとともに、前記溶接一体化部を前記一対のワイヤバレル片の間の前記基部上に配置し、
   前記ワイヤバレル片を加締めて前記基部上に配置された前記溶接一体化部を前記端子に圧着する、
   端子付電線の製造方法。
5. 複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線を用意し、
   前記絶縁材を２つの部分に分離するように前記絶縁材の一部を除去して前記導体を露出させた導体露出部を形成し、
   前記導体露出部に超音波溶接を施して前記複数の素線を一体化して溶接一体化部を形成し、
   基部と、該基部から延びる一対のワイヤバレル片と、前記一対のワイヤバレル片の前方で前記基部から延びる一対の側壁とを有する端子を用意し、
   前記溶接一体化部よりも前記電線の端部側に位置する前記絶縁材の部分を前記一対の側壁の間に保持するとともに、前記溶接一体化部を前記一対のワイヤバレル片の間の前記基部上に配置し、
   前記ワイヤバレル片を加締めて前記基部上に配置された前記溶接一体化部を前記端子に圧着する、
   端子付電線の製造方法。

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