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