JP2011216459A

JP2011216459A - 電線端部の端子接続構造、およびその形成方法

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Publication number: JP2011216459A
Application number: JP2010200802A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kunimi; 武伯国見; Akimasa Tamura; 明正田村
Original assignee: Tabuchi Electric Co Ltd
Current assignee: Tabuchi Electric Co Ltd
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2011-10-27
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: JP5646258B2

Abstract

【課題】電線端部と端子との半田付け部内部にボイドがない良好な電気半田接続状態とする。
【解決手段】電線１端部に端子２が装着され半田付けされている電線の端子接続構造であって、撚り線１１内に、熱伝導率が高い金属からなる熱伝達部材３が線状に挿入されており、上記熱伝達部材３が挿入された電線１の端部の外周に端子２が装着され、上記端子主部２ａ内側に半田が導入されている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、端子内側に電線端部を装着して半田付けした電線端部の端子接続構造、およびその形成方法に関するものである。

近年、自動車の製造分野においては、車体軽量化の一環として、電源ケーブル等にアルミニウム等の軽量電線を使用することが求められている。上記電源ケーブルに使用されるアルミニウム電線は、多くの場合、多数本のアルミニウム細線を撚り合わせた撚り線からなり、ハーネス化する場合は、電線端部が端子内側に取り付けられる。この端子は電線端部外周に装着された状態で当該電線に半田付けされる。

特開２０１０−２０９８０号公報

しかしながら、上記半田付けにおいては、アルミニウム電線は、細線表面に酸化膜ができ、良好な電気的接続が図りにくい上に、銅製もしくは黄銅製の端子に対して、熱伝導率が低い。

そのため、半田付けの際、端子部分を加熱しても、端子内部の細線全体が所要の必要温度にならず、フラックスや、溶融半田が端子の内側全体に導入されず、半田中にボイドができたり、半田付けされない箇所ができたりしやすいという課題があった。

このようなボイドは、放電、電食発生、電気抵抗の増大、通電時の発熱等の原因ともなり、好ましくない。

また、ボイド内に空気やフラックスが介在する可能性が高く、このような介在があると、熱伝導しにくくなり、一層、半田付けの確実性が低くなる。

そこで、上記ボイドを小さくして熱伝導をよくするには、大きい力で端子と電線端部とをかしめ圧縮することも考えられるのであるが、これでは電線に損傷を与えるおそれがあり、また断線の原因ともなりえる。

本発明は、ボイドを発生させることなく電線端部と端子とを半田付けできるようにして当該半田付けを良好にすると共に、上記かしめ圧縮強さを極力小さくして良好な半田付けを実現して信頼性が高い半田付け接続を可能とすることを課題とする。

（１）本発明第１による電線端部の端子接続構造は、電線端部を端子内側に装着して半田付けする電線端部の端子接続構造であって、当該端子内側に装着された上記電線端部内には該電線より高い熱伝導率の金属からなる熱伝達部材が半田付け時の高熱経路を形成するよう線状に挿入されており、この挿入状態の端子内側の電線端部内に上記高熱経路を介して半田が導入されていることを特徴とする。

上記線状は特にその形状を限定されず、例えばピン形状でも芯線形状を含むことは勿論のこと、多少の面状に伸びるものも含み、線状の用語を狭く解釈されるべきではない。

電線の素材はアルミニウムや銅やその他になんら限定されるものではない。

好ましくは、上記熱伝達部材が上記端子に部分接触した状態で少なくとも上記電線内の概略中央を半田付け時の高熱経路を形成するように線状に挿入されている。

好ましくは、上記熱伝達部材はその表面に所要高温で溶融する金属メッキ層が形成されている。

好ましくは、上記熱伝達部材における電線内挿入部分はピン形状である。

好ましくは、上記熱伝達部材は上記電線内挿入部分の端部に半田やフラックスの流動を規制する形状ないし構造を設けてもよい。

熱伝達部材の熱伝達本体の数は任意であり、１本でも複数本でもよい。
熱伝達部材の形状は任意であり、半田流動規制構造を含めて全体が剣山のような形状でもよい。

好ましくは、上記熱伝達部材は、その一部が端子に接触し、他部が電線の概中央を電線通し方向に線状に延びている。

本発明第１においては、電線端部と端子とを半田付けする場合、外部からの端子への加熱で、端子を高温にして、端子内側の電線端部からフラックスと溶融半田とを相次いで導入するに際して、上記熱伝達部材は電線内に線状に挿入されかつ端子と部分接触して高温状態になっているので、電線内には熱伝達部材の線状部分を介して熱経路が形成され、これにより、この高温化した熱伝達部材と電線との間の隙間の毛細管現象により、フラックスは電線内に吸い込まれやすくなる。その結果、溶融半田が端子の内側全体に導入され易くなって、半田中にボイドができにくく、半田付けを確実に行うことができるようになる。また、ボイドの発生が抑制されるので、ボイドに起因した上記不具合が解消される。また、ボイドを削減して熱伝導がよくなるため、それまで大きい力で端子と電線端部とをかしめ圧縮していたが、このようなかしめ圧縮の必要もなくなり、電線に損傷を与えず、断線のおそれもなく、半田付けを行うことができる。

なお、熱伝達部材表面に金属メッキ層が形成されている場合においてはその金属メッキ層が解けて流れ出し、さらにフラックスは熱伝達部材表面に沿って電線中に導入されて、端子の内側全体に広がり、電線表面の酸化膜を取り除くと共に、溶融半田も、フラックスと同様に、熱伝達部材と溶解メッキに沿って電線中に導入されて、端子の内側全体に広がって固化するから、ボイドを生成することなく電線どうし、および電線と端子とを電気的に接続することができる。

なお、熱伝達部材の一端部を半田やフラックスの流動を規制する構造とした場合、半田やフラックスはこの流動規制構造により受け止められ、あるいは、フラックスや溶融半田自体の表面張力により流動が規制されるから、端子の外側にまで流出することがなく、半田は端子の内側の所要部位に留まって固化することになる。

（２）本発明第２による電線端部の端子接続構造の形成方法は、電線端部を端子内側に装着して半田付けを行う電線端部の端子接続構造の形成方法であって、上記電線端部内に熱伝達部材を配置する第１ステップと、上記端子内側に上記電線端部を装着する第２ステップと、上記端子内側に半田とフラックスとを導入する第３ステップと、を含み、上記熱伝達部材は、上記電線より熱伝導率が高い金属からなるもので、熱伝達本体と、熱伝達中継部とを含み、上記配置に際しては、上記熱伝達本体を電線端部内に線状に挿入すると共に、上記熱伝達中継部により上記端子に加わる熱を熱伝達本体に中継できるようにしたことを特徴とする。

上記端子接続構造の形成方法によれば、電線内部へ高熱経路を形成するよう熱伝達部材の熱伝達本体が線状に挿入され、この熱伝達本体には熱伝達中継部により上記端子に加わる熱が中継されるので、フラックスや溶融半田が電線内に円滑に導入され、電線どうし、および電線と端子とがボイドがない状態で電気的に接続することができる。また、熱伝達中継部をフラックスや溶融半田が端子の外側に流出しないよう、半田流れを規制してもよい。また、熱伝達部材にはその表面に金属メッキ層を形成しておくことで、半田付け時の高熱でその金属メッキ層を溶かして流れ出すようにしてもよい。こうすれば、さらにフラックスが熱伝達本体表面に沿って電線中に導入されて、端子の内側全体に広がり、電線表面の酸化膜を取り除くことができるようになる。

（３）本発明第３による電線端部の端子接続構造の形成方法は、筒状の端子主部と、これに連成した平板状の接続片とを含む端子に対してその端子主部内側に複数の線を含む電線端部を挿入すると共に、当該端子主部内側に上記電線端部の半田付けを行う端子接続構造の形成方法であって、上記端子主部外周と上記端子主部外に露出する電線端部外周との各部に加熱手段をそれぞれ接触または非接触に配置する第１ステップと、上記加熱手段により上記各部を加熱する第２ステップと、上記端子主部内側に半田とフラックスとを導入する第３ステップと、を含む、ことを特徴とする。

好ましくは、上記加熱手段が上記端子主部外周と上記端子主部外に露出する電線端部外周との各部に接触配置した少なくとも一対の電極で構成する。

好ましくは、上記加熱手段が上記端子主部外周と上記端子主部外に露出する電線端部外周との各部に非接触配置して電磁誘導加熱するコイルで構成する。

好ましくは、上記第１ステップと第２ステップとの間に、上記端子主部内に電線端部よりも熱伝導率が高い線状熱伝達部材を挿入する第４ステップを含む。

好ましくは、上記第４ステップの熱伝達部材は、上記端子主部の一方と他方それぞれの開口に対応する位置でかつ当該開口に対応した形状の第１、第２部材と、上記両第１、第２部材を連結する第３部材とを含む。

好ましくは、当該開口の形状は特に限定されないが例えば略円形形状であれば第１、第２部材は例えば略円形形状である。また、第１、第２部材はフラックスの保持に都合がよい形状が好ましいが、例えば複数の孔あるいはメッシュ形状等のフラックスの保持が可能な形状の部材からなり、その外周が円形形状でもよい。

好ましくは、端子と電線端部とは異種金属である。

本発明によれば、電線端部と端子とが端子内部にボイドを発生させることなく半田接続される結果、該ボイドに起因する上記不具合が解消され、良好な半田接続状態の端子接続構造を得ることができる。

図１Ａは本発明の一実施形態に係る電線端部の端子接続構造の断面図である。図１Ｂは本発明の一実施形態に係る電線端部の端子接続構造の斜視図である。図２は図１Ａ、図１Ｂの端子接続構造の分解斜視図である。図３Ａは上記実施の形態において電線端部に熱伝達部材を挿入する前の状態を示す図である。図３Ｂは図３Ａの状態から電線端部に熱伝達部材を挿入した状態を示す図である。図３Ｃは図３Ｂの状態でフラックスと半田とを導入する状態を示す図である。図４Ａは、本発明の他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法において電線端部に熱伝達部材を挿入する前の状態を示す図である。図４Ｂは図４Ａの状態から電線端部に熱伝達部材を挿入した状態を示す図である。図４Ｃは図４Ｂの状態でフラックスと半田とを導入する状態を示す図である。図５Ａは本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造を示す図である。図５Ｂ１は図５Ａの熱伝達部材を含む上記構造の要部を示す図である。図５Ｂ２は図５Ａの他の熱伝達部材を含む上記構造の要部を示す図である。図５Ｃは本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造を示す図である。図６Ａは本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造において熱伝達部材を含む上記構造の要部を示す図である。図６Ｂは本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造において他の熱伝達部材を含む上記構造の要部を示す図である。図６Ｃは本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造において他の熱伝達部材を含む上記構造の要部を示す図である。図６Ｄは本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造において他の熱伝達部材を含む上記構造の要部を示す図である。図７Ａは本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法において電線端部に熱伝達部材を挿入する前の状態を示す図である。図７Ｂは図７Ａの状態から電線端部に熱伝達部材を挿入した状態を示す図である。図８Ａは、本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法において、端子主部と撚り線端部それぞれにプラスとマイナスの電極を接触させる前で端子主部内に電線端部を挿入する状態を示す図である。図８Ｂは図８Ａの状態から端子主部と撚り線端部に上記両電極を接触させて両電極間に電流を流して端子主部と撚り線端部とを加熱する状態を示す図である。図９Ａは図８Ａにおいて両電極接触前に端子主部内の撚り線中に熱伝達部材を挿入した状態を示す図である。図９Ｂは図９Ａにおいて端子主部内の撚り線中に熱伝達部材を挿入した状態で両電極を接触させて電流を流して端子主部と撚り線端部とを加熱する状態を示す図である。図１０は図８Ｂの状態から端子主部と撚り線端部に上記両電極を接触させて両電極間に電流を流して加熱した後、半田付けの状態を示す図である。図１１Ａは本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法において、端子主部と撚り線端部にそれぞれプラスとマイナスの電極を接触させる前で端子主部内に撚り線を挿入している状態を示す図である。図１１Ｂは熱伝達部材を示す図である。図１１Ｃは端子主部内の撚り線中に図１１Ｂの熱伝達部材を挿入した状態を示す図である。図１２Ａは図１１Ｃの状態から端子主部と撚り線端部とに電極をそれぞれ配置した状態を示す図である。図１２Ｂは図１２Ａの状態から端子主部と撚り線端部に上記両電極を接触させて両電極間に電流を流して端子主部と撚り線端部とを加熱する状態を示す図である。図１２Ｃは熱伝達部材の熱経路を示す図である。図１２Ｄは図１２Ｂの状態から半田付けした後の状態を示す図である。

本発明の一実施形態に係る電線端部の端子接続構造を、図１Ａ，図１Ｂおよび図２を参照して説明すると、上記端子接続構造は、アルミニウムや銅等からなる電線１の端部に端子２が装着され半田付けされているものである。

電線１は、多数本の細線１ｂを互いに撚り合わされた撚り線１１からなる。なお撚り線１１端部はエナメル絶縁被覆が除去されている。以降の説明で撚り線１１はエナメル絶縁被覆の除去が必要な箇所では該被覆は除去される。ただし、本発明は撚り線１１に限定されず、複数の線が単に集合した集合線を含む。端子２は、筒状の端子主部２ａと、これに連成した平板状の接続片２ｂとを含み、銅、黄銅、その他の銅合金、もしくは銅系複合材料の板材からなる。幅広の端子主部２ａ内側に撚り線１１が装着されている。接続片２ｂは、端子孔２ｃを有する。端子２は少なくとも端子主部２ａの内側表面に錫や半田等の図示略の金属メッキ層が形成されている。端子主部２ａ内側には半田Ｈが導入されて、該半田Ｈにより撚り線１１が接続固定される。

本発明は、端子主部２ａ内側にある撚り線１１中に熱伝達部材３Ａを備え、この熱伝達部材３Ａが半田付け時に撚り線１１中に高熱経路を形成するよう線状に挿入され、この挿入状態の端子主部２ａ内側に上記高熱経路を介して半田Ｈが導入されていることを特徴とする。

熱伝達部材３Ａは、線状の形状例としてピン形状をなし撚り線１１内に半田に際しての熱を伝達する複数の熱伝達本体３１と、半田付けに際して端子主部２ａ内側から伝達されてくる熱を熱伝達本体３１に中継する熱伝達中継部３２とを備える。熱伝達中継部３２はまた、フラックスや溶融半田の流動を規制する機能を有するので流動規制部と称することもできる。

熱伝達部材３Ａにおいて、複数の熱伝達本体３１は撚り線１１内に挿入されることで、上記したように、半田付けに際してはその半田付け時の高温を該撚り線１１内に導入する高熱経路を形成して撚り線１１内に半田やフラックスの流動を促進する機能を有する。この場合、撚り線１１内には熱伝達本体３１を複数本挿入してもよいし１本を挿入するだけでもよい。

熱伝達本体３１の少なくとも半径方向外側の一部３１１は端子主部２ａ内側に接触し、少なくとも半径方向中央の一部３１２は撚り線１１中央に位置することで、端子２に半田付け時に加えられた高熱は端子主部２ａ内側の熱伝達本体３１から熱伝達中継部３２を介して他の熱伝達本体３１に熱伝導される。また、他の熱伝達本体３１のうち、少なくとも撚り線１１中央を挿通する熱伝達本体３１２からその周囲に高熱経路が効率的に形成されるようになっている。

以上から熱伝達部材３Ａにおいて、その熱伝達本体３１は、撚り線１１内にフラックスおよび溶融半田が流入しやすくする高熱経路を形成するための線状部材であり、撚り線１１よりも熱伝導率が高い金属である例えば銅からなり、その素材３１ａ表面に６〜１０μ程度の厚い例えば錫や半田等の金属メッキ層３１ｂが形成されている。端子２に半田付け時に加えられた高熱により端子２表面の図示略の金属メッキ層が溶融すると共に、熱伝達本体３１表面の金属メッキ層３１ｂも溶融することで、より容易に高熱経路が形成されるようになっている。

上記熱伝達中継部３２は、熱伝達本体３１の一端部（図１，２では左端部）に一体に設けられている。熱伝達中継部３２は、フラックスおよび溶融半田の流動を規制することができるように、撚り線１１と同径もしくは小径もしくは大径の円形金網体からなり、この金網体の広がり面とほぼ直角の角度で、複数の熱伝達本体３１が突出している。

熱伝達部材３Ａは、熱伝達本体３１の先端が撚り線１１の端を向く向きで、撚り線１１内に挿入されている。熱伝達本体３１は撚り線１１内では該撚り線１１とほぼ平行となっている。

図３Ａ〜図３Ｃを参照して、熱伝達部材３Ａを用いた端子接続構造の形成方法を説明する。第１工程では、図３Ａで示すように撚り線１１の端部に熱伝達部材３Ａの熱伝達本体３１が挿入される。挿入する向きは、仮想線で示すように、熱伝達本体３１先端が撚り線１１の先端に向く向きである。これら熱伝達本体３１の少なくとも１つ（符号で３１１）は端子２内側に接触し、熱伝達本体３１の少なくとも１つ（符号で３１２）は撚り線１１中央に位置する。また、熱伝達部材３Ａの熱伝達中継部３２が金網体である場合は、金網体の各隙間から撚り線１１を挿通させる。

第２工程では、図３Ｂで示すように、熱伝達本体３１を挿入した撚り線１１を内部に包み込むように、撚り線１１を端子主部２ａに装着する。これで、熱伝達本体３１は、撚り線１１とほぼ平行の向きで端子主部２ａ内側に固定され、また、熱伝達中継部３２は、端子主部２ａ内側に、撚り線１１の長さ方向をほぼ直角に横切る形で固定される。

第３工程では、図３Ｃで示すように、端子２の熱伝達中継部３２がある側（図では左側）を、熱伝達本体３１の先端側より下位に位置させた状態で、端子主部２ａを外部から加熱させて端子主部２ａ内側に設けた金属メッキ層を溶融させることで熱伝達中継部３２を中継して熱伝達本体３１に高熱が伝達され、これにより熱伝達本体３１表面の金属メッキ層が溶融し、熱伝達本体３１周囲に高熱経路が形成される。

こうした状態で、端子主部２ａ内側に上方からフラックスＦと、アルミニウム半田等の溶融半田Ｈとを矢印で示すように導入する。そして、端子主部２ａ内側に導入されたフラックスＦは、高温となった熱伝達本体３１に沿って撚り線１１内に流入し、端子主部２ａ内側に広がる。また、熱伝達本体３１周りの隙間による毛細管現象によって、フラックスＦは撚り線１１内に吸い込まれる。これにより、フラックスＦが撚り線１１表面に作用し、撚り線１１表面に形成されている酸化膜を除去する。次いで、導入された溶融半田Ｈも、フラックスＦと同様、熱伝達本体３１に案内されて、撚り線１１内に流入する。これにより、半田Ｈは端子主部２ａ内側に広がり、撚り線１１どうし、撚り線１１と端子主部２ａとを接続する。

また、フラックスＦや溶融半田Ｈが端子主部２ａ内側に導入された場合、フラックスＦや溶融半田Ｈは、上記したように、熱伝達本体３１に沿って端子主部２ａ下方に流動するが、熱伝達中継部３２がある個所で、それらフラックスＦや溶融半田Ｈは、受け止められ、あるいは、熱伝達中継部３２の各部分間で働くフラックスＦや溶融半田Ｈの表面張力により流れが阻止されるから、熱伝達中継部３２より下方に流動することが規制され、熱伝達中継部３２より上位の端子主部２ａ内側位置に留まり、端子主部２ａ外側に流出することがない。

要するに、端子主部２ａ内側では、熱伝達中継部３２によりフラックスＦの流動が規制されることで、熱伝達中継部３２より上位にある撚り線１１表面にことごとくフラックスＦが作用し、フラックスＦにより酸化膜が除去された撚り線１１に溶融半田Ｈが接することになり、端子主部２ａ内側では、ボイドのない良好な半田付け部が形成される。

次に図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃを参照して本発明の他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法を説明する。この方法では熱伝達部材３Ｂを用いて行う。

すなわち、第１工程では、図４Ａに示すように撚り線１１内に熱伝達部材３Ｂの熱伝達本体３１を挿入するが、このときの熱伝達本体３１の挿入向きは、熱伝達本体３１の先端が撚り線１１の内部に深く入り込み、熱伝達中継部３２が撚り線１１の先端側に存在する向きである。

第２工程では、図４Ｂで示すように、熱伝達部材３Ｂの熱伝達本体３１を挿入した撚り線１１を内部に包み込むように、端子主部２ａ内側に撚り線１１を装着する。これで、熱伝達本体３１は、撚り線１１とほぼ平行の向きで、また、熱伝達中継部３２は、撚り線１１の端部に近い位置で、端子主部２ａ内側に固定される。

第３工程では、図４Ｃで示すように、端子主部２ａの熱伝達中継部３２がある側（図では右側）を、熱伝達本体３１の先端側より下位に位置させた状態で、外部からの加熱により端子主部２ａおよびその内側の撚り線１１を高温にし、その状態で端子主部２ａ内側に上方から、フラックスＦを導入する。

この場合、端子主部２ａにおいて熱伝達中継部３２とは反対側２ｄの直径を漸次拡径してフラックス導入開口２ｅを形成し、このフラックス導入開口２ｅからフラックスＦを導入する。そして、端子主部２ａ内側に導入されたフラックスＦは、一旦、フラックス導入開口２ｅからその奥方に導入されるが、フラックス導入開口２ｅの方向に浮き上がってくる。そのため、熱伝達中継部３２側の網目状開口から溶融半田Ｈを導入すると、その溶融半田Ｈは負圧により端子主部２ａ内側に容易に導入されてくる。そして、この場合、溶融半田Ｈは、熱伝達本体３１により形成された高熱経路を介して良好に導入される。一方、熱伝達中継部３２は、フラックスＦや溶融半田Ｈの流動を規制するので、熱伝達中継部３２より上位にある撚り線１１表面にフラックスＦが作用して酸化膜が除去され、このように酸化膜が除去された撚り線１１に溶融半田Ｈが接することになり、端子主部２ａ内側では、ボイドのない良好な半田付け部が形成される。

なお、符号３１１は、熱伝達本体３１のうち、端子主部２ａ内側に接触する１ないし複数の熱伝達本体３１であり、３１２は撚り線１１中央に位置する１ないし複数の熱伝達本体３１である。

次に図５Ａ、図５Ｂ１、図５Ｂ２を参照して本発明の他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法を説明する。この方法の実施に用いる熱伝達部材３Ｃを芯線を用いて構成し、熱伝達部材３Ｃを熱伝達本体３１と、熱伝達本体３１両端の熱伝達中継部３２ａ，３２ｂとで構成する。芯線は、高硬度金属例えば銅を素材としかつその表面に金属メッキ層、例えば錫または半田等のメッキ層を形成して構成したものである。熱伝達部材３Ｃは熱伝達本体３１両端と各熱伝達中継部３２とでそれぞれの端部でＬ形状に構成している。熱伝達本体３１は、撚り線１１の概略中央を線状に各端が撚り線１１先端まで延びて配置し、熱伝達本体３１両端それぞれの熱伝達中継部３２ａ，３２ｂそれぞれの一部を端子外側に折り返して係止部３２ａ１，３２ｂ１とする。両端の端子２ａ，２ｂにおける端子主部２ａ１，２ａ２はその端部に切欠２ｆ１，２ｆ２を形成されており、熱伝達中継部３２ａ，３２ｂの折り返し係止部３２ａ１，３２ｂ１をこの切欠２ｆ１，２ｆ２に係止して熱伝達部材３Ｃを両端端子主部２ａ１，２ａ２に固定できるようにすることができる。こうした熱伝達部材３Ｃは半田付けに際しては各端子主部２ａ１，２ａ２側から熱伝達中継部３２ａ，３２ｂを介して熱伝達本体３１に熱が伝達され、撚り線１１中央に高熱経路を構成することとなって当該撚り線１１中への半田の導入が容易となり、また、端子２ａ，２ｂは１本の芯線である熱伝達部材３Ｃにより強固に支持され、はずれにくく信頼性が高い構造となる。結果、製造歩留まりが向上しコストダウンが可能となる。

なお、図５Ａ、図５Ｂ１、図５Ｂ２では熱伝達部材３Ｃは図面上は撚り線１１両端に装着した端子２ａ，２ｂ間において撚り線１１中央に渡された芯線１本のみで構成したが、図５Ｃで示すように、端子２ａ，２ｂそれぞれごとに短い芯線で互いに分離して構成してもよい。

図６Ａ〜図６Ｄは他の形状の熱伝達部材３Ｄ−３Ｇを示す。

図６Ａの熱伝達部材３Ｄは、熱伝達本体３１とその一端の熱伝達中継部３２とがＬ字形に形成されている。この場合、熱伝達中継部３２の端部３２ａ半径方向外形は、端子主部２ａ内側の曲面形状に沿う形状となって、端子主部２ａから効率的に熱が伝達されるようになっている。

図６Ｂの熱伝達部材３Ｅは、熱伝達本体３１と熱伝達中継部３２とがＴ字形に連成されている。上記形状では、熱伝達本体３１を容易に撚り線１１内に挿入しうる。この場合、熱伝達中継部３２の半径方向両端の外形は、端子主部２ａ内側の曲面形状に沿う形状となって、端子主部２ａから効率的に熱が伝達されるようになっている。

図６Ｃの熱伝達部材３Ｆは、互いに平行に延びる３本の熱伝達本体３１１と、これら熱伝達本体３１１を連結する熱伝達中継部３２とがＥ字形に連成されている。上記形状では、熱伝達本体３１１を容易に撚り線１１内に挿入しうる。そして、熱伝達本体３１１は、中央側熱伝達本体３１２とその両側熱伝達本体３１１とを含み、両側熱伝達本体３１１の半径方向外形は、端子主部２ａ内側の曲面形状に沿う形状となって、端子主部２ａから効率的に熱が伝達されるようになっている。これら両側熱伝達本体３１１の半径方向外形は円周方向に伸びた形状にして、より効率的に熱伝達を可能としてもよい。

図６Ｄの熱伝達部材３Ｇは、互いに平行に延びる２本の熱伝達本体３１１，３１２と、これら熱伝達本体３１１，３１２を連結する熱伝達中継部３２とが片仮名のコ字形に連成されている。熱伝達本体３１２は、撚り線１１中央に位置する中央側熱伝達本体であり、熱伝達本体３１１は、端子主部２ａ内側側に接触する一方側熱伝達本体である。一方側熱伝達本体３１１の半径方向外形は、端子主部２ａ内側の曲面形状に沿う形状となって、端子主部２ａから効率的に熱が伝達されるようになっている。一方側熱伝達本体３１１の半径方向外形は円周方向に伸びた形状にして、より効率的に熱伝達を可能としてもよい。

なお、上記各実施の形態においては端子主部２ａと熱伝達部材３Ａないし３Ｆとは別体であるが、これら両者は一体に形成して強度をより向上できるようにしてもよい。

以上説明したように本実施の形態では、端子主部２ａ内側に装着された電線端部内に熱伝達部材が半田付け時の高熱経路を形成するよう線状に挿入されており、端子主部２ａに撚り線１１を半田付けする場合、高熱経路を介して半田が導入されるので、その半田付け部内部にボイドがない良好な電気半田接続状態とすることができる。

次に図７Ａ、図７Ｂを参照して本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法を説明する。この方法では熱伝達部材３Ｈを用いて行う。この熱伝達部材３Ｈは、互いに平行に延びる２本の熱伝達本体３１と、これら熱伝達本体３１を連結する熱伝達中継部３２とにより構成されている。

第１工程では、図７Ａで示すように、撚り線１１内に熱伝達部材３Ｈの熱伝達本体３１を挿入する。挿入深さは一点鎖線で示すように、熱伝達中継部３２が撚り線１１内に入り込む深さである。第２工程では、図７Ｂで示すように、熱伝達部材３Ｈの熱伝達本体３１を挿入した撚り線１１を内部に包み込むように、端子主部２ａ内側に撚り線１１を装着する。これで、熱伝達本体３１は、撚り線１１とほぼ平行の向きで、また、熱伝達中継部３２は、撚り線１１の端部内で、端子主部２ａ内側に固定される。

この実施の形態においても、端子主部２ａ内側に装着された電線端部内に熱伝達部材３Ｈが半田付け時の高熱経路を形成するよう線状に挿入されており、端子主部２ａに撚り線１１を半田付けする場合、高熱経路を介して半田が導入されるので、その半田付け部内部にボイドがない良好な電気半田接続状態とすることができる。

次に、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂを参照して本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法を説明する。図８Ａは、端子主部と撚り線端部それぞれプラスとマイナスの電極を接触させる前で端子主部内に電線端部を挿入する状態を示し、図８Ｂは図８Ａの状態から端子主部と撚り線端部に上記両電極を接触させて両電極間に電流を流して端子主部と撚り線端部とを加熱する方法を示す。図９Ａは図８Ａにおいて両電極接触前に端子主部内の撚り線中に熱伝達部材を挿入した状態を示し、図９Ｂは図９Ａにおいて端子主部内の撚り線中に熱伝達部材を挿入した状態で両電極を接触させて電流を流して端子主部と撚り線端部とを加熱する方法を示す。

まず、図８Ａ、図８Ｂを参照して、撚り線１１の端部１１ａを端子主部２ａ内に挿入する。次に、端子主部２ａ外周面にプラスとマイナス一対の電極４１Ａ，４１Ｂと、端子主部２ａの外側の撚り線１１の端部１１ａにもう一対の電極４２Ａ，４２Ｂをそれぞれ矢印で示すように図８Ａの状態から図８Ｂの状態に接触させる。そして、一対の電極４１Ａ，４１Ｂ間と、もう一対の電極４２Ａ，４２Ｂ間それぞれに電流を流すことで、端子主部２ａ内の撚り線１１、端子主部２ａ外側の撚り線１１の端部１１ａを加熱する。後者の撚り線１１の端部１１ａの加熱は、端子主部２ａ内の撚り線１１に伝熱される結果、端子主部２ａ内の撚り線１１は均等に加熱されるようになり、この端子主部２ａ内の撚り線１１へフラックスや半田を効率的に導入し、より確実な半田付けが可能となる。

一方、図８Ｂで示すように、電極４２Ａ，４２Ｂ間の撚り線１１の端部１１ａを端子主部２ａ近傍の端部１１ａ１と端子主部２ａから遠い端部１１ａ２とに分けた場合に、端部１１ａ１は、電極４２Ａで接続片２ｂ内側に押し付けられず、端部１１ａ２は電極４２Ａで接続片２ｂ内側に押し付けられている。これにより端部１１ａ１と端部ａ２とで高さにシャープな段差が生じているうえに、撚り線１１はアルミニウム線であるために加熱しにくく、そのため、電極４２Ａ，４２Ｂ間に流す電流が過大となり、また、これにより端部１１ａ２の加熱温度も過大となってしまい、これにより撚り線１１の端部１１ａ１，１１ａ２間に応力が作用し撚り線１１が損傷する可能性が高くなるという不具合がある。なお、エリアＡＡについては後述する。

そこで、図９Ａで示すように、電極４１Ａ，４１Ｂを端子主部２ａに接触させる前および電極４２Ａ，４２Ｂを撚り線１１の端部１１ａに接触させる前に、錫メッキ銅等の熱伝導率が高くてフラックスと半田の導入を良くするための複数の線状熱伝達部材４３を端子主部２ａ内の撚り線１１に挿入する。その後、図９Ｂで示すように、電極４１Ａ，４１Ｂを端子主部２ａに押圧接触させ、また、電極４２Ａ，４２Ｂを撚り線１１の端部１１ａに押圧接触させた状態で、それぞれの電極４１Ａ，４１Ｂ；４２Ａ，４２Ｂ間に電流を流して加熱すると、端子主部２ａ内の撚り線１１全体は均等に加熱される。

そして、電極４２Ａ，４２Ｂによる撚り線１１の端部１１ａの押し付けで端部１１ａ１，１１ａ２間に段差が生じても、線状熱伝達部材４３の存在により、撚り線１１を効率的に加熱できるようになる結果、電極４２Ａ，４２Ｂ間に印加する電流も過大にならずに済み、結果、端部１１ａ２の加熱温度も過大とならずに済み、上記した撚り線１１の端部１１ａ１，１１ａ２間に応力が作用し撚り線１１が損傷する可能性が高くなるという不具合もなくなる。

また、撚り線１１は上記したように素材がアルミニウムであり、線状熱伝達部材４３は素材がアルミニウムよりも融点が高い錫メッキ銅であるので、電極４２Ａ，４２Ｂによる撚り線１１の端部１１ａの押し付けで端部１１ａ１，１１ａ２間に段差が生じた状態で撚り線１１の端部１１ａに電流を流して加熱しても、線状熱伝達部材４３は溶解せず、その高さを維持することができ、上記段差が大きくならずに済む。

これにより撚り線１１が潰されて断線するなどの損傷を受けなくて済む。

同時に、線状熱伝達部材４３が撚り線１１中に挿入されているので熱が端子主部２ａ内の撚り線１１に導入されやすい。

特に、点線で囲むエリアＡＡは端子主部２ａの右側開口付近であり、この近傍に半田が蓋状に導入されて当該開口が密閉される。また、端子主部２ａの左側開口付近のエリアＡＢも半田が蓋状に導入されて当該開口が半田で密閉される。以上から端子主部２ａ内への水分の浸入は上記半田による密閉作用により効果的に防止することができるようになる。

なお、図８Ｂの場合、点線で囲むエリアＡＡには半田は導入されにくく、したがって、端子主部２ａの右側開口は半田によっては容易に密閉することはできない。この状態に関して図１０を参照して後述する。

以上によりこの実施形態では、撚り線１１を端子主部２ａに半田付けする場合、端子主部２ａと撚り線１１の端部１１ａとの２箇所で電極４１Ａ，４１Ｂ；４２Ａ，４２Ｂから電流を流して加熱するに際して、複数の線状熱伝達部材４３を端子主部２ａ内の撚り線１１中に均等間隔で挿入するようにしたので、端子主部２ａ内の撚り線１１全体を均等加熱させることができるようになり、これにより、フラックスは端子主部２ａ内の撚り線１１に均等に吸い込まれ、溶融半田も端子主部２ａ内の撚り線１１の全体に導入され易くなって、半田中にボイドができにくく、半田付けを確実に行うことができるようになる。

図１０、図１１Ａ〜図１１Ｃ、図１２Ａ〜図１２Ｄを参照して、本発明のさらに他の実施形態に係る電線端部の端子接続構造の形成方法を説明する。図８Ｂのように端子主部と撚り線端部に上記両電極を接触させて両電極間に電流を流して加熱した後、半田付けすると、図１０で示すように端子主部２ａの一方開口の外側で半田４４が撚り線端部１１ａ上に生成される。この状態では、筒状の端子主部２ａの図で右側開口のエリアＡＡには半田４４が蓋状には導入されないため、当該開口は半田で密閉されていない状態となっている。このような状態ではこの右側開口から水分が浸入しやすくなり、半田付けの信頼性が低くなる。

そこで、図１１Ａで示すように、熱伝達部材４５として、いずれも錫メッキされた銅線を用いる。熱伝達部材４５は、図１１Ｂで示すように端子主部２ａの左側開口に対応したフラックスの保持と熱経路のための略円形部材４５ａ、端子主部２ａの右側開口に対応したフラックスの保持と熱経路のための略円形部材４５ｂ、線状の熱経路のための線状部材４５ｃ、および両部材４５ａ，４５ｂの連結部材４５ｄを備える。そして、図１１Ｃで示すように、円形部材４５ａは線状の錫メッキ銅線を１回ないし数回巻回してなり、端子主部２ａの左側開口に配置される。円形部材４５ｂは、同様に線状の錫メッキ銅線を１回ないし数回巻回してなり、端子主部２ａの右側開口に配置される。線状部材４５ｃは撚り線１１中に挿入される。連結部材４５ｄは、上記２つの略円形部材４５ａ，４５ｂを連結する。

この状態で、図１２Ａで示すように、端子主部２ａと撚り線１１の端部１１ａとに加熱手段４１Ａ，４１Ｂ；４２Ａ，４２Ｂを配置し、次いで、これら加熱手段４１Ａ，４１Ｂ；４２Ａ，４２Ｂにより図１２Ｂで示すように端子主部２ａとその内側の撚り線１１、および撚り線１１の端部１１ａを加熱する。なお、この加熱手段としては電極を配置し、この電極に電流を流すことで加熱する手段とか、端子主部2ａ等をコイルで囲み、このコイルに電流を流すことで電磁誘導加熱する手段で構成することができる。

上記加熱による熱伝達部材４５の熱伝達経路を、図１２Ｃを参照して説明すると、撚り線１１に挿入した線状部材４５ｃは当該線状部材４５ｃに沿う点線Ｂ１の経路で熱を伝達する。また、線状部材４５ｄの熱は点線Ｂ２の経路で示すように一方の略円形部材４５ｂに伝達され、次いで、もう一方の略円形部材４５ａに伝達される。

このような熱伝達により、フラックスと半田とを導入すると、図１２Ｄで示すように端子主部２ａの左側開口は半田４６Ａで、また、端子主部２ａの右側開口は半田４６Ｂでそれぞれ密閉されたようにして半田付けされる。

以上からこの実施形態では端子主部２ａ内に水分が浸入しなくなり、端子主部２ａ内での撚り線１１の半田付けの信頼性が向上する。

１電線
１ｂ細線
１１撚り線
２端子
３熱伝達部材
３１熱伝達本体
３２熱伝達中継部

Claims

電線端部を端子内側に装着して半田付けする電線端部の端子接続構造であって、当該端子内側に装着された上記電線端部内には該電線より高い熱伝導率の金属からなる熱伝達部材が半田付け時の高熱経路を形成するよう線状に挿入されており、この挿入状態の端子内側の電線端部内に上記高熱経路を介して半田が導入されている、ことを特徴とする電線端部の端子接続構造。
上記熱伝達部材が、一部が上記端子に部分接触した状態でかつ一部が上記電線内の概略中央を半田付け時の高熱経路を形成するように線状に挿入されている、請求項１に記載の構造。
上記熱伝達部材として、その表面に所要高温で溶融する金属メッキ層が形成されているピンを用いた、請求項１または２に記載の構造。
上記熱伝達部材は、その端部に半田やフラックスの流動を規制する形状ないし構造を備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の構造。
電線端部を端子内側に装着して半田付けを行う電線端部の端子接続構造の形成方法であって、
上記電線端部内に熱伝達部材を配置する第１ステップと、
上記端子内側に上記電線端部を装着する第２ステップと、
上記端子内側に半田とフラックスとを導入する第３ステップと、
を含み、
上記熱伝達部材は、上記電線より熱伝導率が高い金属からなるもので、熱伝達本体と、熱伝達中継部とを含み、上記配置に際しては、上記熱伝達本体を電線端部内に線状に挿入すると共に、上記熱伝達中継部により上記端子に加わる熱を熱伝達本体に中継できるようにした、ことを特徴とする、電線端部の端子接続構造の形成方法。
筒状の端子主部と、これに連成した平板状の接続片とを含む端子に対してその端子主部内側に複数の線を含む電線端部を挿入すると共に、当該端子主部内側に上記電線端部の半田付けを行う端子接続構造の形成方法であって、
上記端子主部外周と上記端子主部外に露出する電線端部外周との各部に加熱手段をそれぞれ接触または非接触に配置する第１ステップと、
上記加熱手段により上記各部を加熱する第２ステップと、
上記端子主部内側に半田とフラックスとを導入する第３ステップと、
を含む、ことを特徴とする電線端部の端子接続構造の形成方法。
上記加熱手段が上記端子主部外周と上記端子主部外に露出する電線端部外周との各部に接触配置した少なくとも一対の電極で構成する、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
上記加熱手段が上記端子主部外周と上記端子主部外に露出する電線端部外周との各部に非接触配置して電磁誘導加熱するコイルで構成する、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
上記第１ステップと第２ステップとの間に、上記端子主部内に電線端部よりも熱伝導率が高い線状熱伝達部材を挿入する第４ステップを含む、請求項６に記載の方法。
上記第４ステップの熱伝達部材は、上記端子主部の一方と他方それぞれの開口に対応する位置でかつ当該開口に対応した形状の第１、第２部材と、上記両第１、第２部材を連結する第３部材とを含む、請求項９に記載の方法。