JP2014130690A - 電線の端末構造および、その形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高インダクタンス電線に対して、端末処理が容易な電線の端末構造およびこの形成方法を提供する。
【解決手段】 スリーブ５の外周に被覆導線１３が巻き付けられた状態における最外径は、ねじ部１７の内径（ねじ山頂部における内径）よりも大きい。したがって、端子７を電線３の端部にねじ込むと、ねじ山が被覆導線１３の外周部に食い込む。この際、被覆導線１３へのねじ山の食い込み代（スリーブ５の外周に被覆導線１３が巻き付けられた状態における最外径と、ねじ部１７の内径（ねじ山頂部における内径）との差の１／２）が、被覆導線１３の被覆厚さよりも大きくなるように設定される。したがって、ねじ山によって被覆導線１３の絶縁被覆が破れ（はぎ取られ）、端子７と被覆導線１３とが導通する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高いインダクタンスを有する電線の端末構造等に関するものである。

電気回路や電子回路において、基本的で重要な要素の一つとして、インダクタが存在する。従来、インダクタは透磁率の高い材料に銅線を多重巻にして生成するのが一般的であり、その構造からある程度の大きさを必要とするため、従来のインダクタは薄型化が困難であった。

これに対し、特許文献１には、磁性材料を含む大径の磁性コアと、電力を供給する導体部とその外表面を覆う電気絶縁層を備える導体とを備え、磁性コアの外周に導体同士が重ならないようにスパイラル状に巻きつけた高インダクタンス電線が開示されている。

特開２０１２−２１６４０２号公報

特許文献１に記載の構造は、絶縁被覆された導線を磁性コアの外周にスパイラル状に巻きつけたものである。このようにして巻きつけられた被覆導線は、端部においてほどかれ、端子と接続される。この際、端子と接続するためには、被覆導線の絶縁被覆を剥ぎ取り、端子と被覆導線の導体部とを導通させる必要がある。例えば、被覆導線であるエナメル線の被覆を剥ぎ取った後、導線を端子に接続する必要がある。

また、磁性コアの外周には、複数本の被覆導線が巻きつけられる場合があるが、この場合にはすべての被覆導線の絶縁被覆を剥ぎ取り、それぞれを端子と接続する必要がある。このため、端末処理の煩雑化、工数の増加等の問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、高インダクタンス電線に対して、端末処理が容易な電線の端末構造およびこの形成方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、磁性材料を含む磁性コアと、前記磁性コアの外周に螺旋状に巻きつけられる被覆導線と、を具備する電線の端末構造であって、前記電線の端部において、前記磁性コアと前記被覆導線との間には、スリーブが挿入され、前記電線の端部から、内面にねじ部を有する端子をねじ込むことで、前記ねじ部によって、前記被覆導線の被覆が破れ、前記端子と前記被覆導線とが導通することを特徴とする電線の端末構造である。

前記ねじ部は、テーパねじであり、挿入部から奥に向かうにつれて内径が小さくなることが望ましい。

前記スリーブは、一端が塞がれたキャップ状であり、前記磁性コアの端部を覆うように前記電線の端部に挿入されてもよい。

前記電線の端部に前記端子を取り付けた状態で、前記磁性コアが前記端子から突出しないように、前記端子にキャップが取り付けられてもよい。

第１の発明によれば、被覆導線の外周から内面にねじ部を有する端子をねじ込むことで、ねじによって絶縁被覆を剥ぎ取ることができる。したがって、被覆導線の絶縁被覆の剥ぎ取り作業が不要となる。この際、被覆導線の内側にスリーブが挿入されることで、端子をねじ込んだ際に、被覆導線が電線の中心方向に逃げることを防止することができる。このため、より確実に、ねじによって、絶縁被覆がはぎとられ、端子と被覆導線とを導通させることができる。

また、ねじ部がテーパねじであれば、通常の並目ねじや細目ねじ等と比較して、端子を導線の外周に挿入することが容易であり、端子をねじ込むことによって、確実にねじ部を被覆導線に切り込ませることができる。

また、スリーブをキャップ状にすることで、磁性コアが端子にはみ出すことを防止することができる。したがって、磁性コアと端子との絶縁性を確保することができる。

また、端子にキャップを取り付けることで、磁性コアが端子のタブ部等にはみ出すことを防止することができる。したがって、磁性コアと外部との絶縁性を確保することができる。

第２の発明は、磁性材料を含む磁性コアと、前記磁性コアの外周に螺旋状に巻きつけられる被覆導線と、を具備する電線の端末構造形成方法であって、前記電線の端部から、前記磁性コアと前記被覆導線との間にスリーブを挿入する工程と、前記電線の端部から、内面にねじ部を有する端子をねじ込むことで、前記ねじ部によって、前記被覆導線の被覆を破り、前記端子と前記被覆導線とを導通させる工程と、前記端子を圧縮して前記電線の端部に固定する工程と、を具備することを特徴とする電線の端末構造形成方法である。

第２の発明によれば、被覆導線の絶縁被覆をはぎ取る作業が不要となり、端子をねじ込むだけで、被覆導線と端子との導通を確保することができる。したがって、容易に電線の端末構造を形成することができる。

本発明によれば、高インダクタンス電線に対して、端末処理が容易な電線の端末構造およびこの形成方法を提供することができる。

電線の端末構造１を示す分解斜視図。 電線の端末構造１を示す分解斜視図。 電線の端末構造１を示す組立斜視図。 （ａ）は電線の端末構造１を示す断面図、（ｂ）は電線の端末構造１ａを示す断面図。 （ａ）は電線の端末構造１ｂを示す断面図、（ｂ）は電線の端末構造１ｃを示す断面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、電線の端末構造１を示す分解斜視図である。電線の端末構造１は、主に、電線３、スリーブ５、端子７等から構成される。

電線３は、中心に磁性コア９を有する。磁性コア９の材料としては、透磁率が高く加工や可撓性に富んだもの、例えば、純鉄、軟鉄線、珪素銅、パーマロイ、センダスト、ステンレス等を使用できる。磁性コア９としては、磁性素線の束により構成することが望ましい。磁性コア９を複数の磁性素線からなる構成とすることにより、鉄損を低下させることが可能である。また、各磁性素線表面に絶縁被覆を設け、各磁性素線間を絶縁することも鉄損低減に有効である。各磁性素線の直径は例えば１００ミクロン程度とすることができる。なお、磁性素線の断面形状は、円形に限らず、例えば正方形、正五角形、正六角形等やその他の多角形としても良い。

磁性コア９の外周には、必要に応じて、絶縁層１１が設けられる。絶縁層１１は、磁性コア９と被覆導線との絶縁性を確保するものである。絶縁層１１は、例えば樹脂製である。

絶縁層１１の外周には、被覆導線１３がスパイラル状に巻きつけられる。被覆導線１３の外周には、絶縁および保護のためのシース１５が設けられる。被覆導線１３は、内部に導線を有し導線の外部に絶縁被覆が設けられるものであり、例えばエナメル線である。

なお、複数本の被覆導線１３を相互に重なり合うことのないように、同一方向に併設して巻きつけてもよい。複数本の被覆導線１３を用いることで、被覆導線１３の導体部の総断面積を増やすことができる。したがって、１本の太い被覆導線１３を用いる場合と比較して、被覆導線１３を巻きつけた後の外径を小さくすることができる。また、太い被覆導線１３を用いると、被覆導線１３自体の剛性が高いため、巻きつけ作業が困難となる。したがって、細い被覆導線１３を複数本巻きつけた方が、電線３の製造が容易となる。

スリーブ５は、ほぼ筒状の部材である。スリーブ５の内径は、絶縁層１１の外径よりもわずかに大きく、スリーブ５を絶縁層１１の外周に挿入することが可能である。スリーブ５は、ある程度の剛性があればよく、金属製や樹脂製で構成される。なお、スリーブ５を樹脂製とすることで、被覆導線１３との絶縁性を確保することができるが、強度が不足する場合には、内部を金属で構成し、外部を樹脂で被覆することもできる。また、スリーブ５を挿入する際の先端側（図１中右側）の肉厚を薄くし、奥側（図１中左側）の肉厚を厚くすることにより、スリーブ５の挿入性を高めることもできる。

端子７は、筒状部１６と、筒状部１６の端部に形成される端子タブ部１９を有する。筒状部１６は、内部にねじ部１７を有する。筒状部１６の外周面の一部（端子タブ部１９側の端部）は、工具で回転させることが容易なように、六角形などに形成され、外周面には平坦部が形成される。端子タブ部１９は、接続対象との接続部である。端子タブ部１９には、接続対象との接続に用いられる孔２１が設けられる。なお、電線の端末構造１を構成する各部材の形態は、図示した例には限られない。

電線の端末構造１を形成するためには、図１に示すように、あらかじめ電線３の端部のシース１５を剥離し、被覆導線１３を露出させる。また、スリーブ５を挿入するため、電線３の端部から所定長さ（スリーブ５の挿入長さ）について、被覆導線１３の巻き付け径を拡径し、被覆導線１３と絶縁層１１との間に隙間を形成しておく。

次に、図２に示すように、スリーブ５を被覆導線１３と絶縁層１１との間の隙間に挿入する。すなわち、被覆導線１３は、スリーブ５の外周にスパイラル状に配置される。

この状態から、図３に示すように、スリーブ５が挿入された電線３の端部を端子７の筒状部１６に挿入し、端子７を被覆導線１３の外周にねじ込む。端子７をねじ込む際には、前述したように筒状部１６の外周に形成された平坦部を用いればよい。この際、被覆導線１３の巻き付け方向は、ねじ部１７のねじ込み方向と一致する。したがって、端子７をねじ込む際に、被覆導線１３が巻き戻ることがない。

図４（ａ）は、端子７が電線３の端部にねじ込まれた状態の断面図である。スリーブ５の外周に被覆導線１３が巻き付けられた状態における最外径は、ねじ部１７の内径（ねじ山頂部における内径）よりも大きい。したがって、端子７を電線３の端部にねじ込むと、ねじ山が被覆導線１３の外周部に食い込む。この際、被覆導線１３へのねじ山の食い込み代（スリーブ５の外周に被覆導線１３が巻き付けられた状態における最外径と、ねじ部１７の内径（ねじ山頂部における内径）との差の１／２）が、被覆導線１３の絶縁被覆厚さよりも大きくなるように設定される。したがって、ねじ山によって被覆導線１３の絶縁被覆が破れ（はぎ取られ）、端子７と被覆導線１３とが導通する。

端子７と被覆導線１３とが導通した状態で、筒状部１６を圧縮してかしめることで、端子７が電線３に固定される。また、必要に応じて、端子７の端部近傍（被覆導線１３露出部）に絶縁被覆が施される。以上により、電線の端末構造１が形成される。

このように、本実施の形態によれば、端子７をねじ込むだけで端子７と被覆導線１３との導通を取ることができるため、被覆導線１３の絶縁被覆を剥ぎ取る作業が不要である。したがって、電線３の端末処理の作業性が優れる。

また、スリーブ５が挿入されるため、被覆導線１３が中心方向に逃げることが防止され、ねじ部１７によって効率よく被覆導線１３の外周部にねじ山を食い込ませることができる。このように、本発明は、磁性コア９の外周に被覆導線１３がスパイラス状に巻き付けられて構成される高インダクタンス電線に特に適し、端末処理の作業性に優れた電線の端末構造１を得ることができる。

図４（ｂ）は、他の実施形態の電線の端末構造１ａを示す図である。なお、以下の説明において、電線の端末構造１と同様の構成については、図４（ａ）等と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

電線の端末構造１ａは、電線の端末構造１とほぼ同様の構成であるが、ねじ部１７がテーパねじとなる点で異なる。電線の端末構造１ａにおけるねじ部１７は、挿入側（図中右側）から、奥（図中左側であって端子タブ部１９側）に行くにつれて内径が徐々に小さくなる。このように、ねじ部１７をテーパねじとすることで、筒状部１６の電線３の挿入部の内径を大きくすることができる。このため、筒状部１６に電線３の端部を挿入しやすい。また、端子７をねじ込むにつれて、ねじ部１７の内径が縮径されるため、被覆導線１３の外周部へのねじ山の切れ込み代が大きくなる。したがって、確実に被覆導線１３と端子７との導通を確保することができる。

図５（ａ）は、さらに他の実施形態を示す図である。図５（ａ）に示した電線の端末構造１ｂは、電線の端末構造１ａとほぼ同様の構成であるが、筒状のスリーブ５に変えて、キャップ状のスリーブ５ａが用いられる点で異なる。スリーブ５ａは、一方の端部が塞がれている。したがって、スリーブ５ａを電線３の端部に装着すると、スリーブ５ａによって、磁性コア９および絶縁層１１の端面が覆われる。なお、スリーブ５ａの内面側（少なくとも磁性コア９との接触部）は絶縁性の部材で構成される。

このようにすることで、磁性コア９が外部に露出することがない。すなわち、磁性コア９が端子７内に飛び出し、磁性コア９と端子７とが接触して導通することを防止することができる。

図５（ｂ）は、さらに他の実施形態を示す図である。図５（ｂ）に示す、電線の端末構造１ｃは、電線の端末構造１とほぼ同様の構成であるが、端子７の筒状部１６にキャップ２３が設けられる点で異なる。キャップ２３は、絶縁性の部材で構成される。また、キャップ２３は、端子７のねじ部１７に固定可能である。したがって、図示したように、筒状部１６の電線の挿入側（図中右側）とは逆側（図中左側）の端部に装着され、筒状部１６の開口部を塞ぐことができる。なお、図示を省略した六角穴や十字型の穴、すり割り溝など、工具等によりキャップ２３を筒状部１６にねじ込むことが可能な構成をキャップ２３に設けることで、容易にキャップ２３を端子７に取り付けることができる。

このようにすることで、磁性コア９が端子の外部に露出することがない。すなわち、磁性コア９が端子７の外部に飛び出し、磁性コア９と外部部材とが接触して導通することを防止することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ………電線の端末構造１
３………電線
５、５ａ………スリーブ
７………端子
９………磁性コア
１１………絶縁層
１３………被覆導線
１５………シース
１６………筒状部
１７………ねじ部
１９………端子タブ部
２１………孔
２３………キャップ

Claims (5)

1. 磁性材料を含む磁性コアと、
   前記磁性コアの外周に螺旋状に巻きつけられる被覆導線と、
   を具備する電線の端末構造であって、
   前記電線の端部において、前記磁性コアと前記被覆導線との間には、スリーブが挿入され、
   前記電線の端部から、内面にねじ部を有する端子をねじ込むことで、前記ねじ部によって、前記被覆導線の被覆が破れ、前記端子と前記被覆導線とが導通することを特徴とする電線の端末構造。
2. 前記ねじ部は、テーパねじであり、挿入側から奥に向かうにつれて内径が小さくなることを特徴とする請求項１記載の電線の端末構造。
3. 前記スリーブは、一端が塞がれたキャップ状であり、前記磁性コアの端部を覆うように前記電線の端部に挿入されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電線の端末構造。
4. 前記電線の端部に前記端子を取り付けた状態で、前記磁性コアが前記端子から突出しないように、前記端子にキャップが取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電線の端末構造。
5. 磁性材料を含む磁性コアと、
   前記磁性コアの外周に螺旋状に巻きつけられる被覆導線と、
   を具備する電線の端末構造形成方法であって、
   前記電線の端部から、前記磁性コアと前記被覆導線との間にスリーブを挿入する工程と、
   前記電線の端部から、内面にねじ部を有する端子をねじ込むことで、前記ねじ部によって、前記被覆導線の被覆を破り、前記端子と前記被覆導線とを導通させる工程と、
   前記端子を圧縮して前記電線の端部に固定する工程と、
   を具備することを特徴とする電線の端末構造形成方法。

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