JP5428789B2 - 端子金具付き電線及び端子金具付き電線の製造方法 - Google Patents
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Description
また、超音波振動を芯線に与えると芯線を構成する素線が延びる。このとき各素線は、必ずしも一様には延びない。このため、電線の端末において芯線を露出させ、この芯線に対して超音波振動を与えた場合には、芯線の端末において素線の先端が不揃いになることが懸念される。このような状態で芯線に圧着部を圧着しようとすると、芯線と圧着部との間の寸法精度が低下し、電線と端子金具との間において位置ずれが生じることが懸念される。
本発明によれば、芯線のうち超音波振動が与えられた領域において芯線を切断するので、芯線の切断面において素線の先端が不揃いになることを抑制できる。この結果、電線と端子金具との位置ずれを抑制できる。
前記複数の素線を、超音波振動を与えることにより互いに溶接してもよい。
図1に示すように、電線11は、芯線13の外周を絶縁被覆14で包囲してなる。芯線13は、アルミニウム、若しくはアルミニウム合金、又は銅、若しくは銅合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。本参考例においてはアルミニウム又はアルミニウム合金が用いられている。芯線13は、多数の素線15を撚り合わせた撚り線からなる。電線11の端末からは、絶縁被覆14が所定の長さだけ剥がされることにより、芯線13が露出している。
雌端子金具12は、図示しない金属板材を所定形状にプレス成形してなる。雌端子金具12は、電線11の絶縁被覆14に外側から巻き付くように圧着される一対のインシュレーションバレル18が形成されている。インシュレーションバレル18の図1における左方に位置には、インシュレーションバレル18に連なって、電線11の芯線13に外側から巻き付くように圧着されるワイヤーバレル19(特許請求の範囲に記載の圧着部に相当)が形成されている。
以下に、超音波振動が素線間抵抗に与える影響についてのモデル実験を行った。このモデル実験により、複数の素線15からなる芯線13に超音波振動を与えることにより、素線15間の電気抵抗を低減できることが認められた。
まず、金属板材をプレス加工することにより、所定の形状に成形した。その後、所定形状に形成された金属板材を曲げ加工することで接続部20を形成した。
治具16の接触圧を1bar、加えたエネルギーを60Wsとした以外は、実験例1と同様にして端子金具付き電線10を作製した。
治具16の接触圧を0.5bar、加えたエネルギーを30Wsとした以外は、実験例1と同様にして端子金具付き電線10を作製した。
金属板材をプレス加工することにより、所定の形状に成形した。その後、所定形状に形成された金属板材を曲げ加工することで接続部20を形成した。その後、電線11の絶縁被覆14を剥がして芯線13を露出した後、露出した芯線13にワイヤーバレル19を圧着することで端子金具付き電線10を作製した。
(粗化領域17)
図13に示すように、超音波振動が与えられていない比較例1に係る素線15の表面は、比較的に平滑である。図14に示すように、素線15の表面を拡大して観察しても、その表面は比較的に平滑になっている。
図15に、実験例1ないし実験例3、及び比較例1において測定された素線15間の電気抵抗を示す。図15に示すように、芯線13に超音波振動が与えられた実験例1ないし実験例3においては、素線15間の電気抵抗は10mΩよりも小さく、十分に小さな電気抵抗値を示した。これに対し、芯線13に超音波振動が与えられなかった比較例1においては、素線15間の電気抵抗は、60mΩと、大きな値を示した。
以下に、芯線13に超音波振動を与えることにより素線15同士が溶接された場合における、ワイヤーバレル19に載置された芯線13の姿勢と、一対の金型50,51でワイヤーバレル19及び芯線13を挟む方向との関係についての実験結果を示す。
図24に、ワイヤーバレル19を芯線13に圧着する途中の工程を示す。図24に示すように、実験例4においては、図24における下側に位置する金型50の上面にワイヤーバレル19を載置した。このワイヤーバレル19の上面に芯線13を載置した。この芯線13は、一対の治具16,16に挟み付けられて超音波振動を与えられることにより、芯線13を構成する素線15が互いに溶接されている。
電線圧縮率を70%とした以外は、実験例4と同様にして、端子金具付き電線10を作製した。
電線圧縮率を80%とした以外は、実験例4と同様にして、端子金具付き電線10を作製した。
上記のようにして作成した実験例4乃至6に係る端子金具付き電線10に対して、電線11とワイヤーバレル19との間の固着力を測定した。電線11と、ワイヤーバレル19に連なる雌端子金具12と、をそれぞれ治具で把持し、100mm/秒で引っ張り試験を実施した。電線11とワイヤーバレル19とが離間したときの応力を固着力とした。20個のサンプルについて固着力を測定し、平均値を図26に示した。また、図26において、サンプルの最大値と最小値とを、エラーバーにより示した。
上記のようにして作成した実験例4乃至6に係る端子金具付き電線10に対して、芯線13とワイヤーバレル19との間の電気抵抗値を測定し、平均値を求めた。結果を図26に示す。
図25に示すように、実験例7においては、芯線13のうち扁平な面が水平方向を向く姿勢で、芯線13をワイヤーバレル19の上面に載置した。
電線圧縮率を70%とした以外は、実験例7と同様にして、端子金具付き電線10を作製した。
電線圧縮率を80%とした以外は、実験例7と同様にして、端子金具付き電線10を作製した。
上記のようにして作成した実験例7乃至9に係る端子金具付き電線10に対して、上記と同様にして固着力を測定した。結果を図27に示す。
上記のようにして作成した実験例7乃至9に係る端子金具付き電線10について、上記と同様にして電気抵抗値を測定した。結果を図27に示す。
図26に示すように、実験例4乃至6に係る端子金具付き電線10においては、芯線13とワイヤーバレル19との間の電気抵抗値は、1.0mΩよりも低い値を示した。また、図27に示すように、実験例7乃至9に係る端子金具付き電線10においても同様に、芯線13とワイヤーバレル19との間の電気抵抗値は、1.0mΩよりも低い値を示した。このように、芯線13に超音波振動を加えることにより、芯線13とワイヤーバレル19との間の電気抵抗値を低減できることを確認した。
続いて、本発明の実施形態1を図28ないし図30を参照しつつ説明する。図28に示すように、本実施形態においては、電線11の端末において露出された芯線13は、一対の治具16,16の間に挟み付けられる。このとき、芯線13の長さ寸法は、治具16の略全域に亘って配されるように設定されている。
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)本参考例1においては、粗化領域17は被圧着領域24よりも広い領域に形成される構成としたが、これに限られず、粗化領域17と被圧着領域24とが同じであってもよいし、また、被圧着領域24の一部に粗化領域17が形成される構成としてもよい。
(2)一対の治具16,16によって芯線13を挟む方向と、金型によってワイヤーバレル19を挟む方向とのなす角度は任意であって、例えば、図16に示すように、一対の治具16,16によって芯線13を挟む方向と、金型によってワイヤーバレル19を挟む方向とが交差する姿勢で、ワイヤーバレル19を芯線13に圧着してもよい。
(3)超音波振動を与えることによって素線15の表面に粗化領域17が形成されていれば、素線15同士は互いに溶接されていなくてもよい。また、一旦溶接された素線15同士をほぐした後に、ワイヤーバレル19に圧着する構成としてもよい。
(4)ワイヤーバレル19は、互いに電線11の延びる方向にずれた配置で芯線13に圧着されてもよく、また、3本以上に分岐したワイヤーバレル片が左右両側から互い違いに形成されていてもよく、また、ワイヤーバレル片が1本のみ形成されて芯線13に圧着されていてもよく、ワイヤーバレル19の形状は必要に応じて任意の形状としうる。
(5)本参考例1においては、端子金具は筒状の接続部20を有する雌端子金具12としたが、これに限られず、雄タブを有する雄端子金具としてもよいし、また金属板材に貫通孔が形成されたいわゆるLA端子としてもよく、必要に応じて任意の形状の端子金具とすることができる。
(6)本参考例1においては、電線11は、芯線13の外周を絶縁被覆14で覆う被覆電線としたが、これに限られず、シールド電線11を用いてもよく、必要に応じて任意の電線11を用いることができる。
(7)上記参考例1の端子金具は、ワイヤーバレル19と接続部20とが並んで配されていたものであったが、これに限られず、接続部20を有さない端子金具でもよい。例えば、図17に示すように、2本の電線11の芯線13を接続するに際して一本の電線11の端末部にて絶縁被覆14を剥ぎ取り芯線13を露出させ、もう一本の電線11については、中間部にて絶縁被覆14を剥ぎ取り芯線13を露出させ、これら露出させた2本の芯線13の一本ずつを一対のワイヤーバレル19のうちの片方ずつでかしめるいわゆる中間スプライス構造の端子金具としてもよい。さらに、他の中間スプライス構造として、図示はしないが、共に2本の電線11の中間部にて芯線13を露出させ、露出させた中間部同士を一対のワイヤーバレル片のうちの片方ずつで圧着するものでもよい。
また、多角形以外の塑性変形部を形成してもよく、例えば、図19に示すように、治具(金型)により芯線13を楕円形に塑性変形させた塑性変形部33に超音波振動を与えるようにしてもよい。更に、図20に示すように、治具により芯線13の径が縮径された(小さくされた)円形の縮径部を有する塑性変形部34を形成してから超音波振動を与えるようにしてもよい。なお、塑性変形部34(縮径部)の形成方法としては、治具(金型)だけでなく、ロールプレス加工を用いてもよい。具体的には、図21に示すように、ロール機35の上下一対のロール36、37の外周面には、半円形状(円弧)に湾曲した溝38,39が形成されており、図22に示すように、両ロール36、37の溝38,39により形成される円形孔の部分に芯線13が押し潰されることで、塑性変形部34(縮径部)が形成されるようにすればよい。そして、塑性変形部34(縮径部)を形成した後に、図23に示すように、塑性変形部34(縮径部)と同一径の半円形の溝部40,41(凹部)を有する治具42,43(芯線を塑性変形させない治具)を介して芯線13に超音波振動を与えるようにすればよい。
11...電線
12...雌端子金具(端子金具)
14...絶縁被覆
15...素線
16,30,31,42,43...治具(金型)
17...粗化領域
19...ワイヤーバレル(圧着部)
24...被圧着領域
50,51…金型
60…切断部
Claims (9)
- 複数の素線からなる芯線を有する電線と、前記電線から露出する前記芯線に圧着される圧着部を有する端子金具と、を備えた端子金具付き電線の製造方法であって、
前記芯線の外周面を覆う絶縁被覆を剥離して前記芯線を露出させる工程と、
露出した前記芯線を一対の治具で挟んで、前記治具により前記芯線に超音波振動を与える工程と、
前記芯線のうち超音波振動が与えられた領域において、前記芯線を切断する工程と、
前記芯線のうち、超音波振動が与えられた領域を含む領域に外側から巻き付けるようにして前記圧着部を圧着する工程と、を実行する端子金具付き電線の製造方法。 - 前記複数の素線を、超音波振動を与えることにより互いに溶接する請求項1に記載の端子金具付き電線の製造方法。
- 前記芯線に前記圧着部を圧着する工程は、前記圧着部と前記芯線とを重ねて載置した状態で一対の金型で挟み、前記一対の金型で前記圧着部を押圧することにより実行するものであって、前記芯線のうち前記一対の治具で挟まれた面が、前記一対の金型で挟む方向を向く姿勢で前記芯線を前記圧着部に載置する請求項1または請求項2に記載の端子金具付き電線の製造方法。
- 前記芯線に対して、前記芯線のうち前記圧着部が圧着される被圧着領域と、同じか又はやや広い領域に超音波振動を与える請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の端子金具付き電線の製造方法。
- 前記素線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の端子金具付き電線の製造方法。
- 複数の素線からなる芯線を含む電線と、前記電線から露出する前記芯線に圧着される端子金具と、を備えた端子金具付き電線であって、
前記電線から露出する芯線を構成する素線の表面には、前記素線に超音波振動が与えられることにより粗化領域が形成されており、
前記芯線は、前記芯線のうち前記粗化領域において切断された切断部を有しており、
前記端子金具は前記芯線の外側に巻き付くように圧着される圧着部を有しており、前記圧着部は、前記芯線のうち前記粗化領域を含む領域に圧着されている端子金具付き電線。 - 前記複数の素線は、超音波振動が与えられることにより互いに溶接されている請求項6に記載の端子金具付き電線。
- 前記粗化領域は、前記芯線のうち前記圧着部が圧着される被圧着領域と、同じか又はやや広い領域に形成されている請求項6または請求項7に記載の端子金具付き電線。
- 前記素線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる請求項6ないし請求項8のいずれか一項に記載の端子金具付き電線。
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