JP2022079208A - 端子と電線の接合構造及び接合方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】低コストで接合の際の芯線の破断や接合不良を低減することができる端子と電線の接合構造及び接合方法を提供する。【解決手段】電線２０の絶縁被覆２１から露出された芯線２２を端子１１に接合する端子と電線の接合構造１０であって、端子１１は、芯線２２が接合された接合面１３を有し、露出した芯線２２は、少なくとも２箇所の接合部２５，２６をそれぞれ有し、端子１１の接合面１３に、少なくとも２箇所の接合部２５，２６が加圧溶着によりそれぞれ接合されてなる。【選択図】図１

Description

本発明は、端子と電線の接合構造及び接合方法に関する。
端子と電線の接合については、電線の絶縁被覆を剥がして複数の素線からなる芯線を露出させ、この露出させた芯線の端部を端子に超音波溶接により接合する手法が知られている。この超音波溶接では、絶縁被覆から露出した芯線の大部分を、半分の高さ位まで一度で加圧溶着するため、絶縁被覆に近い部分の基端側の芯線と接合部の端部との間に大きな角度がついてしまい、応力が集中して芯線が切断（破断）し易くなる。
端子と電線の接合時の芯線の切断を防ぐ技術として、特許文献１に開示された技術がある。この特許文献１に開示された技術では、電線の絶縁被覆から露出の芯線を階段形状のプレス金型にて圧縮し、露出された芯線部分を階段状に成形する。そして、階段状に成形された芯線部分を超音波接合にて端子へ電気的に接続させる。
特開２０１４－２１１９５９号公報
しかしながら、前記従来の端子と電線の接合では、電線の絶縁被覆から露出した芯線を階段形状に成形するためのプレス金型が必要不可欠であるため、コスト高である。また、接合部（端子と芯線が接する部分）の面積が大きく、芯線全体を均一に接合する加工条件出しが困難で、不完全な接合となる虞がある。
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、低コストで接合の際の芯線の破断や接合不良を低減することができる端子と電線の接合構造及び接合方法を提供することにある。
本発明の態様に係る端子と電線の接合構造は、電線の絶縁被覆から露出された芯線を端子に接合する端子と電線の接合構造であって、前記端子は、前記芯線が接合された接合面を有し、前記露出した芯線は、少なくとも２箇所の接合部をそれぞれ有し、前記端子の接合面に、前記少なくとも２箇所の接合部が加圧溶着によりそれぞれ接合されてなる端子と電線の接合構造である。
前記少なくとも２箇所の接合部は、所定の間隔を空けて設けられていることが好ましい。
前記少なくとも２箇所の接合部のうち先端側の接合部の高さは、基端側の接合部の高さより低く形成されていることが好ましい。
本発明の他の態様に係る端子と電線の接合方法は、電線の絶縁被覆から露出された芯線を端子に接合する端子と電線の接合方法であって、前記露出した芯線の少なくとも基端側の露出端部を前記端子の少なくとも基端側の接合面に溶着機にて１回加圧溶着させて接合し、次に、前記露出した芯線の先端側の露出端部を前記端子の先端側の接合面に溶着機にて２回加圧溶着させて接合する端子と電線の接合方法である。
前記露出した芯線の基端側の露出端部を前記端子の基端側の接合面に加圧溶着させる際に、同時に前記露出した芯線の先端側の露出端部を前記端子の先端側の接合面に溶着機にて１回加圧溶着させ、その後、前記１回加圧溶着させた前記露出した芯線の先端側の露出端部を前記端子の先端側の接合面に溶着機にてもう１回加圧溶着させて接合することが好ましい。
前記露出した芯線の基端側の露出端部を前記端子の基端側の接合面に溶着機にて１回加圧溶着させた後に、前記露出した芯線の先端側の露出端部を前記端子の先端側の接合面に溶着機にて２回連続で加圧溶着させて接合することが好ましい。
前記芯線の露出端部を前記端子の接合面に超音波接合、抵抗溶接又はレーザ溶接のいずれか１つにより接合させることが好ましい。
本発明によれば、低コストで接合の際の芯線の破断や接合不良を低減することができる端子と電線の接合構造及び接合方法を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る端子と電線の接合構造の一例を示す平面図である。 （ａ）は上記端子と電線の接合構造の側面図、（ｂ）は参考例の端子と電線の接合構造の側面図である。 （ａ），（ｂ）は上記第１実施形態に係る端子と電線の接合方法を順に示す側面図である。 （ａ）～（ｃ）は本発明の第２実施形態に係る端子と電線の接合方法を順に示す側面図である。
以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る端子と電線の接合構造及び接合方法について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る端子と電線の接合構造の一例を示す平面図である。図２（ａ）は端子と電線の接合構造の側面図であり、図２（ｂ）は参考例の端子と電線の接合構造の側面図である。図３（ａ），（ｂ）は端子と電線の接合方法を順に示す側面図である。
図１、図２（ａ）に示すように、端子と電線の接合構造１０は、端子１１と、電線２０と、を備えていて、電線２０の絶縁被覆２１から露出された芯線２２を端子１１に超音波接合により電気的に接続するものである。
図１、図２（ａ）に示すように、端子１１は、金属製で矩形板状のベース板１２から成り、その上面１２ａに芯線２２の接合部２５，２６が超音波接合されて電気的に接続される接合面１３を有している。この接合面１３は、基端側の接合面１３ａと先端側の接合面１３ｂを有している。
また、図１に示すように、ベース板１２は、先端の半円形板状部分の中央に端子１１を被接続部に接続するためのボルト又はねじが挿通される円形の取付孔１４を有している。なお、ベース板１２を形成する具体的な材料としては、銅又は銅を主成分とする銅合金、或いは、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金等が挙げられる。
図１、図２（ａ）に示すように、電線２０は、絶縁被覆２１で複数の素線２１ａから形成される芯線２２を被覆した構造である。この電線２０の先端側の絶縁被覆２１を剥ぎ取って芯線２２を部分的に露出させ、これを端子１１の基端側の接合面１３ａと先端側の接合面１３ｂとに当接させる基端側の露出端部２３と先端側の露出端部２４としている。
そして、図１に示すように、端子１１の基端側の接合面１３ａに芯線２２の基端側の露出端部２３が超音波接合（加圧溶着）されることで、基端側の接合部２５が形成されるようになっている。さらに、端子１１の先端側の接合面１３ｂに芯線２２の先端側の露出端部２４が超音波接合（加圧溶着）されることで、先端側の接合部２６が形成されるようになっている。これら基端側の接合部２５と先端側の接合部２６は、所定の間隔Ｌを空けて設けられている。さらに、先端側の接合部２６の高さＨ２は、基端側の接合部２５の高さＨ１より低く形成されている。すなわち、接合前の芯線２２（基端側の露出端部２３）の高さＨが一番高く、基端側の接合部２５から先端側の接合部２６へ行くにつれて圧縮率が大きくなるため、各高さは低くなっている（Ｈ＞Ｈ１＞Ｈ２）。なお、芯線２２を構成する具体的な材料としては、銅又は銅を主成分とする銅合金、或いは、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金等が挙げられる。
以上第１実施形態の端子１１と電線２０の接合構造１０では、図２（ａ）に示すように、基端側の露出端部２３の高さＨよりも、基端側の接合部２５の高さＨ１を低くしたため、基端側の露出端部２３と基端側の接合部２５の端部とのなす角度θ１を小さくできる。同様に、基端側の接合部２５の高さＨ１よりも先端側の接合部２６の高さＨ２が低くなるように形成したことで、基端側の接合部２５と先端側の接合部２６の端部とのなす角度θ２も小さくできる。このように、超音波接合される接合部２５，２６の端部付近の芯線角度を小さくできるため、応力の集中が少なく、芯線２２が破断（破損）し難くなる。
詳述すると、図２（ｂ）に示す参考例の場合のように、電線１の絶縁被覆２から露出した芯線３の大部分が、半分の高さＨ３位まで一度で加圧溶着されるため、絶縁被覆２に近い部分の基端側の芯線３と接合部４の端部との間に大きな角度θ３がついてしまう。これにより、端子５に接合された接合部４の端部分に応力が集中して芯線３が切断（破損）し易くなってしまう。これに対し、本第１実施形態では、間隔Ｌを空け、各接合部２５，２６の高さを徐々に低くしたことで、低コストで超音波接合の際の芯線２２の切断等の破損を防ぐことができる。また、一箇所当たりの各接合部２５，２６の接合面積が従来に比べて小さいため、絶縁被覆２１から露出した芯線２２を端子１１へ均一に接合できる条件出しが容易で、不完全な接合が起こり難い。このように、超音波で電線２０の絶縁被覆２１から露出した芯線２２を端子１１に接合する技術において、溶着加工の回数、溶着箇所、溶着高さを、従来と変えることで、芯線２２の切断等の破損や接合不良を低コストで防止することができる。
次に、第１実施形態の端子１１と電線２０の接合工程を、図３（ａ），（ｂ）を用いて順に説明する。なお、この場合、超音波接合装置、抵抗溶接装置又はレーザ溶接装置のいずれか１つの溶着機３０を用いて接合する。
図３（ａ）に示すように、電線２０の露出した芯線２２の基端側の露出端部２３を端子１１の基端側の接合面１３ａに溶着機３０にて１回加圧溶着・接合させて基端側の接合部２５を形成する。この基端側の接合部２５を形成すると同時に、露出した芯線２２の先端側の露出端部２４を端子１１の先端側の接合面１３ｂに溶着機にて１回加圧溶着させる。
次に、図３（ｂ）に示すように、１回加圧溶着させた露出した芯線２２の先端側の露出端部２４を端子１１の先端側の接合面１３ｂに溶着機３０にてもう１回加圧溶着・接合させて先端側の接合部２６を形成する。
このように、基端側の露出端部２３と先端側の露出端部２４を同時に加圧溶着し、先端側の露出端部２４のみをもう一度加圧溶着するだけの簡単な作業により、芯線２２を切断させることなく、低コストかつ短時間で、端子１１と電線２０を電気的に接続できる。
図４（ａ）～（ｃ）は本発明の第２実施形態に係る端子と電線の接合方法を順に示す側面図である。
この第２実施形態の端子１１と電線２０の接合方法は、露出した芯線２２の基端側の露出端部２３を接合した後で先端側の露出端部２４を接合するようにした点が、前記第１実施形態の端子１１と電線２０の接合方法とは異なる。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この第２実施形態の端子１１と電線２０の接合工程を、図４（ａ）～（ｃ）を用いて順に説明する。なお、この場合、超音波接合装置、抵抗溶接装置又はレーザ溶接装置のいずれか１つの溶着機３０を用いて接合する。
図４（ａ）に示すように、電線２０の露出した芯線２２の基端側の露出端部２３を端子１１の基端側の接合面１３ａに溶着機３０にて１回加圧溶着・接合させて基端側の接合部２５を形成する。
次に、図４（ｂ）に示すように、電線２０の露出した芯線２２の先端側の露出端部２４を端子１１の先端側の接合面１３ｂに溶着機３０にて１回加圧溶着させる。
次に、図４（ｃ）に示すように、１回加圧溶着させた先端側の露出端部２４を端子１１の先端側の接合面１３ｂに溶着機３０にてもう１回加圧溶着・接合させて先端側の接合部２６を形成する。これらの工程を経て端子１１と電線２０を電気的に接続することで、前記第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。
以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
すなわち、前記実施形態によれば、電線の絶縁被覆から露出した芯線を前後２箇所の接合部にて端子の接合面に電気的に接続するようにしたが、電線の絶縁被覆から露出した芯線を３箇所以上の接合部にて端子の接合面に電気的に接続するようにしても良い。
また、前記実施形態によれば、電線の絶縁被覆から露出した芯線の基端側の露出端部から先端側の露出端部へと順に接合したが、露出した芯線の先端側の露出端部から基端側の露出端部へと順に接合するようにしても良い。
１０ 端子と電線の接合構造
１１ 端子
１３ 接合面
１３ａ 基端側の接合面
１３ｂ 先端側の接合面
２０ 電線
２１ 絶縁被覆
２２ 芯線
２３ 基端側の露出端部
２４ 先端側の露出端部
２５ 基端側の接合部
２６ 先端側の接合部
Ｌ 間隔
Ｈ１ 基端側の接合部の高さ
Ｈ２ 先端側の接合部の高さ

Claims (7)

  1. 電線の絶縁被覆から露出された芯線を端子に接合する端子と電線の接合構造であって、
    前記端子は、前記芯線が接合された接合面を有し、
    前記露出した芯線は、少なくとも２箇所の接合部をそれぞれ有し、
    前記端子の接合面に、前記少なくとも２箇所の接合部が加圧溶着によりそれぞれ接合されてなる端子と電線の接合構造。
  2. 前記少なくとも２箇所の接合部は、所定の間隔を空けて設けられている、請求項１に記載の端子と電線の接合構造。
  3. 前記少なくとも２箇所の接合部のうち先端側の接合部の高さは、基端側の接合部の高さより低く形成されている、請求項１又は２に記載の端子と電線の接合構造。
  4. 電線の絶縁被覆から露出された芯線を端子に接合する端子と電線の接合方法であって、
    前記露出した芯線の少なくとも基端側の露出端部を前記端子の少なくとも基端側の接合面に溶着機にて１回加圧溶着させて接合し、
    次に、前記露出した芯線の先端側の露出端部を前記端子の先端側の接合面に溶着機にて２回加圧溶着させて接合する端子と電線の接合方法。
  5. 前記露出した芯線の基端側の露出端部を前記端子の基端側の接合面に加圧溶着させる際に、同時に前記露出した芯線の先端側の露出端部を前記端子の先端側の接合面に溶着機にて１回加圧溶着させ、その後、前記１回加圧溶着させた前記露出した芯線の先端側の露出端部を前記端子の先端側の接合面に溶着機にてもう１回加圧溶着させて接合する、請求項４に記載の端子と電線の接合方法。
  6. 前記露出した芯線の基端側の露出端部を前記端子の基端側の接合面に溶着機にて１回加圧溶着させた後に、前記露出した芯線の先端側の露出端部を前記端子の先端側の接合面に溶着機にて２回連続で加圧溶着させて接合する、請求項４に記載の端子と電線の接合方法。
  7. 前記芯線の露出端部を前記端子の接合面に超音波接合、抵抗溶接又はレーザ溶接のいずれか１つにより接合させる、請求項４から６のいずれか１項に記載の端子と電線の接合方法。
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