JP2007305355A - 端子及び端子付きアルミ電線とその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波溶接によるアルミ電線との接続強度と導通性を確保しつつ、さらにその接続強度を一層向上させることができる端子を提供することを目的とする。
【解決手段】アルミ電線の絶縁体を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部に超音波溶接される溶接部４を有する端子に於けるものである。その溶接部４は底板部５と底板部５の左右各端縁部11，11に起立状に連結された一対の圧着片６，６とを有する。かつ、圧着片６，６の基端部12，12と左右各端縁部11，11とを連結するコーナー部７，７近傍に肉薄部８，８を設けたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、端子及び端子付きアルミ電線とその製法に関する。

自動車用のバッテリーケーブル等と接続される端子として、均一厚さの金属板を所定形状に打ち抜いてプレス加工したものがあり、この端子は振動に耐えうる強度が要求されるため、上記金属板には比較的厚いものが用いられていた。また、近年では、車体の軽量化のためにバッテリーケーブルにアルミ電線を使用する割合が多くなってきている。

そして、端子とアルミ電線とは超音波溶接して接続され、具体的には、端子の横断面凹型の溶接部内にアルミ電線の絶縁体を剥離して露出させた導線端部を設置し、上方から超音波溶接装置のホーンにて押圧して圧縮変形させ溶接部の内面（凹面）に溶接していた。

超音波溶接にて溶接した端子とアルミ電線の接続強度（固着力）は、アルミ電線の軸心方向の引張力に対しては強いが、図16に示すような、上方（溶接部の開口部側）への引っ張りには弱く、端子からアルミ電線が剥離して外れるといった問題があった。特に、自動車用途に関して、振動に十分耐えうる端子とアルミ電線の接続強度を得ることは、製品の信頼性を向上させるために必要であった。

図16に示した上方への引っ張りに対してアルミ電線が外れないようにするために、従来の端子は、溶接部の一対の側壁部を導線端部に食い込むようにカシメ加工（塑性変形）して導線端部を圧着保持していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１７４８９６号公報

しかし、従来のように端子をカシメ加工して導線端部に圧着する接続構造は、超音波溶接した箇所が剥がれたりする欠点がある。また、カシメ加工する工程数が増え生産性を低下させる問題もある。

そこで、本発明は、超音波溶接によるアルミ電線との接続強度と導通性を確保しつつ、さらにその接続強度を一層向上させることができる端子及び端子付きアルミ電線とその製法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る端子は、アルミ電線の絶縁体を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部に超音波溶接される溶接部を有する端子に於て、上記溶接部は底板部と該底板部の左右各端縁部に起立状に連結された一対の圧着片とを有し、上記圧着片の基端部と上記左右各端縁部とを連結するコーナー部近傍に肉薄部を設けたものである。

また、上記コーナー部近傍に切欠溝を設けて上記肉薄部を形成してもよい。
また、上記コーナー部の外面に傾斜面を配設して上記肉薄部を形成してもよい。

また、アルミ電線の絶縁体を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部に超音波溶接される溶接部を有する端子に於て、上記溶接部は底板部と該底板部の左右各端縁部に起立状に連結された一対の圧着片とを有し、該圧着片を上記底板部より肉薄に形成したものである。

本発明に係る端子付きアルミ電線は、アルミ電線の絶縁体を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部を端子の溶接部に超音波溶接した接続構造を有する端子付き電線に於て、上記溶接部は底板部と該底板部の左右各端縁部に起立状に連結された一対の圧着片とを有し、上記圧着片の基端部と上記左右各端縁部とを連結するコーナー部近傍に肉薄部を設け、超音波溶接の完了状態で上記導線端部が上記圧着片にて弾発的に挟圧保持されているものである。

また、アルミ電線の絶縁体を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部を端子の溶接部に超音波溶接した接続構造を有する端子付き電線に於て、上記溶接部は底板部と該底板部の左右各端縁部に起立状に連結された一対の圧着片とを有し、該圧着片を上記底板部より肉薄に形成し、超音波溶接の完了状態で上記導線端部が上記圧着片にて弾発的に挟圧保持されているものである。

また、本発明の端子付きアルミ電線の製法は、底板部と該底板部の左右各端縁部に起立状に連結された一対の圧着片とを有する溶接部を具備し、かつ、上記圧着片の基端部と上記左右各端縁部とを連結するコーナー部近傍に肉薄部を設けた端子を予め作製し、次に、アルミ電線の絶縁体を剥離してアルミニウム製の導線端部を露出させ、該導線端部を上記圧着片の間に設置し、超音波溶接装置のホーンにて上記導線端部を上記底板部側へ押圧して圧縮変形させると同時に、該圧縮変形する上記導線端部にて上記圧着片が弾性的開脚変形して、該導線端部が上記底板部及び上記圧着片に溶接され、その後、上記ホーンを上記導線端部から離間した超音波溶接の完了状態で上記圧着片をその弾性的復元力にて上記導線端部に弾発的に挟圧保持させる方法である。

本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る端子、及び、端子付きアルミ電線とその製法によれば、超音波溶接装置のホーンの押圧力にて圧着片を十分に弾性開脚変形させることができ、そして、導線端部からホーンを離間させた超音波溶接完了状態で、圧着片の弾性的復元力によって導線端部を強固に挟圧保持することができる。
さらに、端子を導線端部にカシメ加工して接続する従来の接続方法とは異なり、超音波溶接した部分が剥離することがなくその接続強度と導通性を維持することができる。また、超音波溶接の完了とほぼ同時に、圧着片による導線端部の挟圧保持を完了することができる。つまり、超音波溶接後にカシメ加工する従来例のように工程数が増加することがないので、接続作業を迅速かつ簡単に行うことができる。
従来、特に自動車等に使用される従来の端子は、振動に耐えうる強度が必要となるため端子の横断面は比較的厚く形成しなければならなかった。つまり、超音波溶接装置のホーンの押圧力では、従来の端子の凹型溶接部が有する一対の側壁部を弾性開脚変形させることがほとんどできなかった。これに対し、本発明では、コーナー部近傍に肉薄部を形成したので、端子断面の平均肉厚寸法が比較的厚く形成されていても、圧着片をホーンの押圧力で十分に弾性開脚変形させることができる。さらに、図16に示すような、上方（溶接部の開口部側）への引っ張りにも強くなるので、自動車等の振動にも耐えうる接続強度が得られる。このように、本発明の端子を接続した自動車用アルミ電線の信頼性が向上すると共に、歩留りの向上や工程数の低減等を実現でき、生産性を一層向上させることができる。
従って、本発明の端子は、自動車のバッテリーケーブルに使用する導線断面積の大きいアルミ電線の接続に好適であり、バイクや軽自動車にアルミ電線を配線する場合に本発明の端子を用いるのも好ましい。また、本発明の端子を、ハイブリッド車・電気自動車のバッテリーとインバーター間に配線されるアルミ電線や、インバーターとモーター間に配線されるアルミ電線の接続端子として用いるのも望ましい。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
本発明に係る端子は、自動車やバイクに搭載された電気機器に電線を接続するために用いられる端子である。
図１は、本発明に係る端子の第１の実施形態を示す斜視図であり、図に於て、本発明の端子13は、図外の電気機器の端子等に接続される端子接続部16と、図示省略の電線の導線端部が超音波溶接される横断面凹型の溶接部４とを有する。なお、端子接続部16には、電気機器の端子等を挿入して接続するための孔部17が形成されている。

図２は溶接部４の断面図であり、溶接部４は、底板部５と底板部５の左右各端縁部11，11に起立状に連結された一対の圧着片６，６とを有する。圧着片６，６の基端部12，12と底板部５の左右各端縁部11，11とが、コーナー部７，７にて一体状に連結され、コーナー部７近傍には肉薄部８を設けている。なお、底板部５の厚さ寸法と圧着片６，６の厚さ寸法は同一厚さに形成されている。

肉薄部８とは溶接部４の横断面に於て平均肉厚寸法の最も薄い部分であり、この場合、コーナー部７近傍に切欠溝９が設けて肉薄部８を形成している。さらに詳しくは、切欠溝９は左右の圧着片６，６の基端部12，12の外面に形成されている。

切欠溝９が形成された肉薄部８の厚さ寸法は、圧着片６の切欠溝９のない部分の厚さ寸法又は底板部５の厚さ寸法の40％以上70％以下がよい。下限についてはより好ましくは50％以上であり、上限についてはより好ましくは60％以下がよい。

肉薄部８の厚さ寸法が圧着片６の切欠溝９のない部分の厚さ寸法又は底板部５の厚さ寸法の40％未満の場合は、圧着片６の剛性が低くなり過ぎ、超音波溶接するときの導線端部の圧縮変形により圧着片６が塑性変形してしまい、圧着片６が弾性的に復元することができないからである。また、70％を越える場合は、圧着片６の剛性が高くなり過ぎ、溶接時の導線端部の圧縮変形による押圧力では、圧着片６はほとんど弾性的開脚変形せず、導線端部を十分に圧着保持するほどの圧着片６の弾性的復元力を得られないからである。

切欠溝９の形状は、円形・楕円形等の円弧状、三角形・四角形等の角状、また、それ以外の形状であってもよいが、応力集中による亀裂や破断が生じることを防止するために図に示すような円弧状に形成することが好ましい。

図３に示すのは、本発明の端子の第２の実施形態であり、溶接部４のコーナー部７近傍には肉薄部８が設けられている。具体的には、圧着片６の基端部12に内面に切欠溝９を設けて肉薄部８を形成している。

図４に示す第３の実施形態は、圧着片６，６の互いに向かい合う内面18，18が図の下方に向かって離間するように配設され、言い換えれば、圧着片６，６の厚さ寸法が基端部12に向かって連続的に薄くなるように形成されている。そして、平均肉厚寸法の最も薄く形成された基端部12が肉薄部８となっている。

図５に示す第４の実施形態は、圧着片６，６の外面19，19が図の上方に向かって次第に外側に開くように配設され、圧着片６，６の厚さ寸法が基端部12に向かって連続的に薄くなるように形成されている。そして、このように平均肉厚寸法の最も薄く形成された基端部12が肉薄部８となっている。なお、コーナー部７の外面も、上記圧着片６の外面19と同一面状に傾斜して配設されている。

図６に示す第５の実施形態は、コーナー部７の外面に傾斜面10を配設して肉薄部８を形成している。つまり、圧着片６の内面18と、図示省略の電線の導線端部を設置する底板部５の載置面（上面）とを、連結する内隅部21から対応する傾斜面10への最短距離で示す厚さ寸法が、溶接部４の横断面に於て最も薄く形成されている。

図７に示す第６の実施形態は、圧着片６，６を底板部５より肉薄に形成したものである。この場合、圧着片６，６は均一の厚さ寸法に形成され、底板部５も均一の厚さ寸法に形成されている。
なお、図３〜図７に於て、図２と同一の符号は図２と同様の構成であるので説明を省略する。

次に、本発明の端子とアルミ電線との接続方法（端子付きアルミ電線の製法）について説明する。
図８に示すように、本発明の端子と接続するアルミ電線１は、アルミニウム製の多数本の素線22を撚り合わせた導線（撚線）40を絶縁体３で被覆して成形されており、ここでは、自動車のバッテリーケーブル等に使用される導線40の断面積の大きい（例えば、断面積が38cm² 〜60cm² の）ものを用いる。なお、アルミニウム製とは、純粋アルミニウム製とアルミニウム合金製をいうと定義する。

まず、上述した本発明の（肉薄部８を有する）端子13を予め作製する。この場合、上記図２に示す第１の実施形態の端子13を作製する。
次に、アルミ電線１の絶縁体３を剥離してアルミニウム製の導線端部２を露出させる。そして、露出させた導線端部２を溶接部４の圧着片６，６の間（底板部５の上）に設置する。

図９の断面図に示すように、端子13（溶接部４）を超音波溶接装置14の（図示省略の）溶接台の上に載置し、超音波溶接装置14のホーン15を上方から降下させて、溶接部４に設置した導線端部２をホーン15にて（底板部５側へ）押圧する。導線端部２は底板部５に押し付けられ圧縮変形する。導線端部２は底板部５と圧着片６，６とに押し付けられて、図10に示す如く、導線端部２の断面形状は略円形から略矩形へと変形しつつ、左右の圧着片６，６を内側から押圧して弾性的開脚変形させる。図10のθ₁ は、圧着片６が（導線端部２からの押圧力を受けていない初期状態から）弾性的開脚変形した最大の開き角度であり、Ｐ₀ はこの状態（最大の開き角度）での圧着片６が導線端部２に作用する最大の挟圧力（弾性的復元力）である。そして、ホーン15に超音波振動を付与し導線端部２を底板部５と圧着片６，６とに溶接する。

その後、ホーン15を上昇させて導線端部２から離間させ、超音波溶接を完了させる。ホーン15を導線端部２から離間させると、ホーン15の押圧力から解放された導線端部２は左右方向へ微小寸法収縮し、かつ、上方へ微小寸法膨らむように復元する。つまり、導線端部２は上記ホーン15の押圧力により圧縮変形されるが、この圧縮変形は塑性変形と僅かな弾性変形を含んでいるので、ホーン15の押圧力が取り除かれることにより、その僅かに弾性変形していた変形量だけ復元する。

そして、図11に示すように、圧着片６，６はその弾性的復元力にて、上記導線端部２の微小寸法の収縮に追随して僅かに閉じ、そして、微小寸法収縮後の導線端部２を挟圧保持する。図11のθ₁₀はホーン15が導線端部２から離間した超音波溶接完了状態での（超音波溶接完了後の）圧着片６の（上記初期状態からの）開き角度である。また、挟圧力Ｐ₁ は図10の挟圧力Ｐ₀ に比べて、圧着片６が閉じたぶんだけ僅かに弱くなっている。

このようにして、ホーン15が導線端部２から離間した超音波溶接完了状態で、導線端部２が圧着片６，６にて弾発的に挟圧保持された端子付きアルミ電線が形成される。
なお、図３〜図７に示す端子13を用いてアルミ電線１と接続する場合も、上記説明した接続方法と同様であるので説明を省略する。

また、ホーン15で導線端部２を押圧する前に、圧着片６，６を弾性開脚変形し易くするために端子13を予め加熱しておいてもよい。

また、本発明の端子は設計変更自由であり、ホーン15の押圧力によって圧着片６，６が開脚し超音波溶接完了状態で導線端部２を十分に挟圧保持するものであれば、溶接部４の横断面形状は上述の実施の形態に限らず自由に変更することが可能である。また、アルミ電線１の導線40は、ロープ撚りされたものや束巻きされたものでもよい。

図12〜図14に示す13は従来の端子であり、この端子13は均一厚さの金属板を所定形状に打ち抜いてプレス加工して形成されたものである。具体的には、端子13の溶接部４は、底板部５と、底板部５の左右各端縁部11，11に起立状にコーナー部７，７を介して連結された一対の側壁部23，23とを有しているが、コーナー部７，７近傍には肉薄部８を有していない。
また、ここで使用するアルミ電線は、図９に示すのと同じアルミ電線である。
以下、従来の端子とアルミ電線とを接続する方法について説明する。

図12に示すように、予め作製した従来の端子13を（図示省略の）超音波溶接装置14の溶接台の上に載置し、アルミ電線の絶縁体を剥離して露出させた導線端部２を端子13の溶接部４に設置する。そして、超音波溶接装置14のホーン15を上方から降下させて、溶接部４に設置した導線端部２をホーン15にて（底板部５側へ）押圧する。

導線端部２は底板部５に押し付けられ圧縮変形する。さらに、導線端部２は底板部５と側壁部23，23とに押し付けられて、図13に示す如く、導線端部２の断面形状は略円形から略矩形へと変形しつつ、左右の側壁部23，23を開き角度θ₂ だけ僅かに弾性的開脚変形させる。図13に於て、開き角度θ₂ は、側壁部23が（導線端部２からの押圧力を受けていない初期状態から）弾性的開脚変形した最大の開き角度であり、Ｐ₀ はこの状態（最大の開き角度）での側壁部23が導線端部２に作用する最大の挟圧力（弾性的復元力）である。そして、ホーン15に超音波振動を付与し導線端部２を底板部５と側壁部23，23とに溶接する。

その後、図14に示すように、ホーン15を導線端部２から離間させると、ホーン15の押圧力から解放された導線端部２は左右方向へ微小寸法収縮する。導線端部２がこのように収縮することで、側壁部23，23は僅かに閉じる。図14に於て、θ₂₀は側壁部23が僅かに閉じた後の開き角度であり、Ｐ₂ はこのときの（超音波溶接完了状態での）側壁部23の挟圧力である。

図15は、本発明の端子と従来の端子とを上述のようにアルミ電線に接続させる場合の、それぞれの開き角度と弾性的復元力による挟圧力との関係を示すグラフ図である。（ｉ）は本発明の端子を使用した場合を示し、（ii）は従来例の端子を使用した場合を示す。

まず、（ii）に示す従来の端子の場合について説明する。点Ａはホーン15によって押圧された図13の状態を示し、このとき側壁部23は最大の開き角度θ₂ で、導線端部２を最大の挟圧力がＰ₀ で押圧している。

また、点Ｂはホーン15が導線端部２から離間した図14の状態を示す。このとき側壁部23は最大開き角度θ₂ から僅かに閉じて開き角度がθ₂₀となる。言い換えれば、側壁部23が導線端部２の微小寸法の収縮により僅かに閉じた角度（戻り角度）をΔθ₂ とすると、超音波溶接完了状態での開き角度θ₂₀＝最大の開き角度θ₂ −戻り角度Δθ₂ となる。そして、開き角度がθ₂₀のときの側壁部23の挟圧力は、最大の挟圧力Ｐ₀ から大幅に減少してＰ₂ となる。

これに対し、（ｉ）に示す本発明の場合は、点Ｃはホーン15によって押圧された図10の状態を示し、このときの圧着片６は、従来の端子の最大の開き角度θ₂ より大きい最大の開き角度θ₁ となっている。言い換えれば、同じホーン15の押圧力によって本発明の端子の方が従来の端子より大きく弾性開脚変形する。そして、導線端部２を最大の挟圧力Ｐ₀ で押圧している。

また、点Ｄはホーン15が導線端部２から離間した図11の状態を示す。このとき圧着片６は最大開き角度θ₁ から僅かに閉じて開き角度がθ₁₀となる。言い換えれば、圧着片６が導線端部２の微小寸法の収縮に追随して僅かに閉じた角度（戻り角度）をΔθ₁ とすると、超音波溶接完了状態での開き角度θ₁₀＝最大の開き角度θ₁ −戻り角度Δθ₁ となる。この点Ｄに示す圧着片６の挟圧力Ｐ₁ は、最大の挟圧力Ｐ₀ から大幅に減少することはなく、従来例の超音波溶接完了状態での挟圧力Ｐ₂ より非常に高い値を維持している。

また、40ＳＱのアルミ電線を、図９〜図11に示す本発明の端子と、図12〜図14に示す従来の端子に、上述した接続方法にて接続し、その後、それぞれ接続した端子とアルミ電線にアルミ電線の軸心方向の引張力と図16に示す上方（溶接部の開口部側）への引張力を付与し、それぞれの接続強度を測定する試験を行った。
その結果、２方向の上記引張力に対して、本発明の端子を用いた場合の接続強度は、従来の端子を用いた場合に比べて、1.2 倍程度の接続強度を有することがわかった。

以上のように、本発明の端子は、アルミ電線１の絶縁体３を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部２に超音波溶接される溶接部４を有する端子に於て、溶接部４は底板部５と底板部５の左右各端縁部11，11に起立状に連結された一対の圧着片６，６とを有し、圧着片６，６の基端部12，12と左右各端縁部11，11とを連結するコーナー部７，７近傍に肉薄部８，８を設けたので、超音波溶接装置のホーンの押圧力にて圧着片６を十分に弾性開脚変形させることができ、そして、導線端部からホーンを離間させた超音波溶接完了状態で、圧着片６の弾性的復元力によって導線端部２を強固に挟圧保持することができる。
さらに、端子を導線端部にカシメ加工して接続する従来の接続方法とは異なり、超音波溶接した部分が剥離することがなくその接続強度と導通性を維持することができる。また、超音波溶接の完了とほぼ同時に、圧着片６，６による導線端部２の挟圧保持を完了することができる。つまり、超音波溶接後にカシメ加工する従来例のように工程数が増加することがないので、接続作業を迅速かつ簡単に行うことができる。
従来、特に自動車等に使用される従来の端子は、振動に耐えうる強度が必要となるため端子の横断面は比較的厚く形成しなければならなかった。つまり、図12に示すように、超音波溶接装置のホーンの押圧力では従来の端子の側壁部23を弾性開脚変形させることがほとんどできなかった。これに対し、本発明では、コーナー部７近傍に肉薄部８を形成したので、端子断面の平均肉厚寸法が比較的厚く形成されていても、圧着片６をホーンの押圧力で十分に弾性開脚変形させることができる。さらに、図16に示すような、上方（溶接部の開口部側）への引っ張りにも強くなるので、自動車等の振動にも耐えうる接続強度が得られる。このように、本発明の端子を接続した自動車用アルミ電線の信頼性が向上すると共に、歩留りの向上や工程数の低減等を実現でき、生産性を一層向上させることができる。
従って、本発明の端子は、自動車のバッテリーケーブルに使用する導線断面積の大きいアルミ電線の接続に好適であり、バイクや軽自動車にアルミ電線を配線する場合に本発明の端子を用いるのも好ましい。また、本発明の端子を、ハイブリッド車・電気自動車のバッテリーとインバーター間に配線されるアルミ電線や、インバーターとモーター間に配線されるアルミ電線の接続端子として用いるのも望ましい。また、このようにアルミ電線を用いることで車体を軽量化することができ、燃費が一層向上することとなる。

また、コーナー部７近傍に切欠溝９を設けて肉薄部８を形成したので、簡単な構造にて肉薄部８を形成することができ、ホーンの押圧力にて十分に弾性開脚変形可能な圧着片６，６を有する端子を容易に作製することができる。

また、コーナー部７の外面に傾斜面10を配設して肉薄部８を形成したので、簡単な構造にて肉薄部８を形成することができ、ホーンの押圧力にて十分に弾性開脚変形可能な圧着片６，６を有する端子を容易に作製することができる。

また、アルミ電線１の絶縁体３を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部２に超音波溶接される溶接部４を有する端子に於て、溶接部４は底板部５と底板部５の左右各端縁部11，11に起立状に連結された一対の圧着片６，６とを有し、圧着片６，６を底板部５より肉薄に形成したので、超音波溶接装置のホーンの押圧力にて圧着片６を十分に弾性開脚変形させることができ、そして、導線端部からホーンを離間させた超音波溶接完了状態で、圧着片６の弾性的復元力によって導線端部２を強固に挟圧保持することができる。
さらに、端子を導線端部にカシメ加工して接続する従来の接続方法とは異なり、超音波溶接した部分が剥離することがなくその接続強度と導通性を維持することができる。また、超音波溶接の完了とほぼ同時に、圧着片６，６による導線端部２の挟圧保持を完了することができる。つまり、超音波溶接後にカシメ加工する従来例のように工程数が増加することがないので、接続作業を迅速かつ簡単に行うことができる。
従来、特に自動車等に使用される従来の端子は、振動に耐えうる強度が必要となるため端子の横断面は比較的厚く形成しなければならなかった。つまり、図12に示すように、超音波溶接装置のホーンの押圧力では従来の端子の側壁部23を弾性開脚変形させることがほとんどできなかった。これに対し、本発明では、コーナー部７近傍に肉薄部８を形成したので、端子断面の平均肉厚寸法が比較的厚く形成されていても、圧着片６をホーンの押圧力で十分に弾性開脚変形させることができる。さらに、図16に示すような、上方（溶接部の開口部側）への引っ張りにも強くなるので、自動車等の振動にも耐えうる接続強度が得られる。
従って、本発明の端子は、自動車のバッテリーケーブルに使用する導線断面積の大きいアルミ電線の接続に好適であり、バイクや軽自動車にアルミ電線を配線する場合に本発明の端子を用いるのも好ましい。また、本発明の端子を、ハイブリッド車・電気自動車のバッテリーとインバーター間に配線されるアルミ電線や、インバーターとモーター間に配線されるアルミ電線の接続端子として用いるのも望ましい。また、このようにアルミ電線を用いることで車体を軽量化することができ、燃費が一層向上することとなる。

本発明の端子付きアルミ電線は、アルミ電線１の絶縁体３を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部２を端子13の溶接部４に超音波溶接した接続構造を有する端子付き電線に於て、溶接部４は底板部５と底板部５の左右各端縁部11，11に起立状に連結された一対の圧着片６，６とを有し、圧着片６，６の基端部12，12と左右各端縁部11，11とを連結するコーナー部７，７近傍に肉薄部８，８を設け、超音波溶接の完了状態で導線端部２が圧着片６，６にて弾発的に挟圧保持されているので、超音波溶接装置のホーンの押圧力にて圧着片６を十分に弾性開脚変形させることができ、そして、導線端部からホーンを離間させた超音波溶接完了状態で、圧着片６の弾性的復元力によって導線端部２を強固に挟圧保持することができる。
さらに、端子を導線端部にカシメ加工して接続する従来の接続方法とは異なり、超音波溶接した部分が剥離することがなくその接続強度と導通性を維持することができる。また、超音波溶接の完了とほぼ同時に、圧着片６，６による導線端部２の挟圧保持を完了することができる。つまり、超音波溶接後にカシメ加工する従来例のように工程数が増加することがないので、接続作業を迅速かつ簡単に行うことができる。
従来、特に自動車等に使用される従来の端子は、振動に耐えうる強度が必要となるため端子の横断面は比較的厚く形成しなければならなかった。つまり、図12に示すように、超音波溶接装置のホーンの押圧力では従来の端子の側壁部23を弾性開脚変形させることがほとんどできなかった。これに対し、本発明では、コーナー部７近傍に肉薄部８を形成したので、端子断面の平均肉厚寸法が比較的厚く形成されていても、圧着片６をホーンの押圧力で十分に弾性開脚変形させることができる。さらに、図16に示すような、上方（溶接部の開口部側）への引っ張りにも強くなるので、自動車等の振動にも耐えうる接続強度が得られる。
従って、本発明の端子は、自動車のバッテリーケーブルに使用する導線断面積の大きいアルミ電線の接続に好適であり、バイクや軽自動車にアルミ電線を配線する場合に本発明の端子を用いるのも好ましい。また、本発明の端子を、ハイブリッド車・電気自動車のバッテリーとインバーター間に配線されるアルミ電線や、インバーターとモーター間に配線されるアルミ電線の接続端子として用いるのも望ましい。また、このようにアルミ電線を用いることで車体を軽量化することができ、燃費が一層向上することとなる。

また、アルミ電線１の絶縁体３を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部２を端子13の溶接部４に超音波溶接した接続構造を有する端子付き電線に於て、溶接部４は底板部５と底板部５の左右各端縁部11，11に起立状に連結された一対の圧着片６，６とを有し、圧着片６，６を底板部５より肉薄に形成し、超音波溶接の完了状態で導線端部２が圧着片６，６にて弾発的に挟圧保持されているので、超音波溶接装置のホーンの押圧力にて圧着片６を十分に弾性開脚変形させることができ、そして、導線端部からホーンを離間させた超音波溶接完了状態で、圧着片６の弾性的復元力によって導線端部２を強固に挟圧保持することができる。
さらに、端子を導線端部にカシメ加工して接続する従来の接続方法とは異なり、超音波溶接した部分が剥離することがなくその接続強度と導通性を維持することができる。また、超音波溶接の完了とほぼ同時に、圧着片６，６による導線端部２の挟圧保持を完了することができる。つまり、超音波溶接後にカシメ加工する従来例のように工程数が増加することがないので、接続作業を迅速かつ簡単に行うことができる。
従来、特に自動車等に使用される従来の端子は、振動に耐えうる強度が必要となるため端子の横断面は比較的厚く形成しなければならなかった。つまり、図12に示すように、超音波溶接装置のホーンの押圧力では従来の端子の側壁部23を弾性開脚変形させることがほとんどできなかった。これに対し、本発明では、コーナー部７近傍に肉薄部８を形成したので、端子断面の平均肉厚寸法が比較的厚く形成されていても、圧着片６をホーンの押圧力で十分に弾性開脚変形させることができる。さらに、図16に示すような、上方（溶接部の開口部側）への引っ張りにも強くなるので、自動車等の振動にも耐えうる接続強度が得られる。
従って、本発明の端子は、自動車のバッテリーケーブルに使用する導線断面積の大きいアルミ電線の接続に好適であり、バイクや軽自動車にアルミ電線を配線する場合に本発明の端子を用いるのも好ましい。また、本発明の端子を、ハイブリッド車・電気自動車のバッテリーとインバーター間に配線されるアルミ電線や、インバーターとモーター間に配線されるアルミ電線の接続端子として用いるのも望ましい。また、このようにアルミ電線を用いることで車体を軽量化することができ、燃費が一層向上することとなる。

底板部５と底板部５の左右各端縁部11，11に起立状に連結された一対の圧着片６，６とを有する溶接部４を具備し、かつ、圧着片６，６の基端部12，12と左右各端縁部11，11とを連結するコーナー部７，７近傍に肉薄部８，８を設けた端子13を予め作製し、次に、アルミ電線１の絶縁体３を剥離してアルミニウム製の導線端部２を露出させ、導線端部２を圧着片６，６の間に設置し、超音波溶接装置14のホーン15にて導線端部２を底板部５側へ押圧して圧縮変形させると同時に、圧縮変形する導線端部２にて圧着片６，６が弾性的開脚変形して、導線端部２が底板部５及び圧着片６，６に溶接され、その後、ホーン15を導線端部２から離間した超音波溶接の完了状態で圧着片６，６をその弾性的復元力にて導線端部２に弾発的に挟圧保持させるので、超音波溶接装置14のホーン15の押圧力にて圧着片６を十分に弾性開脚変形させることができ、そして、導線端部からホーン15を離間させた超音波溶接完了状態で、圧着片６の弾性的復元力によって導線端部２を強固に挟圧保持することができる。
さらに、端子を導線端部にカシメ加工して接続する従来の接続方法とは異なり、超音波溶接した部分が剥離することがなくその接続強度と導通性を維持することができる。また、超音波溶接の完了とほぼ同時に、圧着片６，６による導線端部２の挟圧保持を完了することができる。つまり、超音波溶接後にカシメ加工する従来例のように工程数が増加することがないので、接続作業を迅速かつ簡単に行うことができる。
従来、特に自動車等に使用される従来の端子は、振動に耐えうる強度が必要となるため端子の横断面は比較的厚く形成しなければならなかった。つまり、図12に示すように、超音波溶接装置のホーン15の押圧力では従来の端子の側壁部23を弾性開脚変形させることがほとんどできなかった。これに対し、本発明では、コーナー部７近傍に肉薄部８を形成したので、端子断面の平均肉厚寸法が比較的厚く形成されていても、圧着片６をホーン15の押圧力で十分に弾性開脚変形させることができる。さらに、図16に示すような、上方（溶接部の開口部側）への引っ張りにも強くなるので、自動車等の振動にも耐えうる接続強度が得られる。
従って、本発明の端子は、自動車のバッテリーケーブルに使用する導線断面積の大きいアルミ電線の接続に好適であり、バイクや軽自動車にアルミ電線を配線する場合に本発明の端子を用いるのも好ましい。また、本発明の端子を、ハイブリッド車・電気自動車のバッテリーとインバーター間に配線されるアルミ電線や、インバーターとモーター間に配線されるアルミ電線の接続端子として用いるのも望ましい。また、このようにアルミ電線を用いることで車体を軽量化することができ、燃費が一層向上することとなる。

本発明に係る端子の第１の実施形態を示す斜視図である。 要部断面図である。 第２の実施形態を示す要部断面図である。 第３の実施形態を示す要部断面図である。 第４の実施形態を示す要部断面図である。 第５の実施形態を示す要部断面図である。 第６の実施形態を示す要部断面図である。 本発明の端子とアルミ電線の接続方法を示す説明用斜視図である。 説明用要部断面図である。 説明用要部断面図である。 説明用要部断面図である。 従来の端子とアルミ電線の接続方法を示す説明用要部断面図である。 説明用要部断面図である。 説明用要部断面図である。 グラフ図である。 従来の端子を示す側面図である。

符号の説明

１ アルミ電線
２ 導線端部
３ 絶縁体
４ 溶接部
５ 底板部
６ 圧着片
７ コーナー部
８ 肉薄部
９ 切欠溝
10 傾斜面
11 端縁部
12 基端部
13 端子
14 超音波溶接装置
15 ホーン

Claims (7)

1. アルミ電線（１）の絶縁体（３）を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部（２）に超音波溶接される溶接部（４）を有する端子に於て、
   上記溶接部（４）は底板部（５）と該底板部（５）の左右各端縁部（11)(11）に起立状に連結された一対の圧着片（６)(６）とを有し、上記圧着片（６)(６）の基端部（12)(12）と上記左右各端縁部（11)(11）とを連結するコーナー部（７)(７）近傍に肉薄部（８)(８）を設けたことを特徴とする端子。
2. 上記コーナー部（７）近傍に切欠溝（９）を設けて上記肉薄部（８）を形成した請求項１記載の端子。
3. 上記コーナー部（７）の外面に傾斜面（10）を配設して上記肉薄部（８）を形成した請求項１記載の端子。
4. アルミ電線（１）の絶縁体（３）を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部（２）に超音波溶接される溶接部（４）を有する端子に於て、
   上記溶接部（４）は底板部（５）と該底板部（５）の左右各端縁部（11)(11）に起立状に連結された一対の圧着片（６)(６）とを有し、該圧着片（６)(６）を上記底板部（５）より肉薄に形成したことを特徴とする端子。
5. アルミ電線（１）の絶縁体（３）を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部（２）を端子（13）の溶接部（４）に超音波溶接した接続構造を有する端子付き電線に於て、 上記溶接部（４）は底板部（５）と該底板部（５）の左右各端縁部（11)(11）に起立状に連結された一対の圧着片（６)(６）とを有し、上記圧着片（６)(６）の基端部（12)(12）と上記左右各端縁部（11)(11）とを連結するコーナー部（７)(７）近傍に肉薄部（８)(８）を設け、超音波溶接の完了状態で上記導線端部（２）が上記圧着片（６)(６）にて弾発的に挟圧保持されていることを特徴とする端子付きアルミ電線。
6. アルミ電線（１）の絶縁体（３）を剥離して露出させたアルミニウム製の導線端部（２）を端子（13）の溶接部（４）に超音波溶接した接続構造を有する端子付き電線に於て、 上記溶接部（４）は底板部（５）と該底板部（５）の左右各端縁部（11)(11）に起立状に連結された一対の圧着片（６)(６）とを有し、該圧着片（６)(６）を上記底板部（５）より肉薄に形成し、超音波溶接の完了状態で上記導線端部（２）が上記圧着片（６)(６）にて弾発的に挟圧保持されていることを特徴とする端子付きアルミ電線。
7. 底板部（５）と該底板部（５）の左右各端縁部（11)(11）に起立状に連結された一対の圧着片（６)(６）とを有する溶接部（４）を具備し、かつ、上記圧着片（６)(６）の基端部（12)(12）と上記左右各端縁部（11)(11）とを連結するコーナー部（７)(７）近傍に肉薄部（８)(８）を設けた端子（13）を予め作製し、次に、アルミ電線（１）の絶縁体（３）を剥離してアルミニウム製の導線端部（２）を露出させ、該導線端部（２）を上記圧着片（６)(６）の間に設置し、超音波溶接装置（14）のホーン（15）にて上記導線端部（２）を上記底板部（５）側へ押圧して圧縮変形させると同時に、該圧縮変形する上記導線端部（２）にて上記圧着片（６)(６）が弾性的開脚変形して、該導線端部（２）が上記底板部（５）及び上記圧着片（６)(６）に溶接され、その後、上記ホーン（15）を上記導線端部（２）から離間した超音波溶接の完了状態で上記圧着片（６)(６）をその弾性的復元力にて上記導線端部（２）に弾発的に挟圧保持させることを特徴とする端子付きアルミ電線の製法。

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