JP2018075614A - 電線の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電線の接合部の発熱抑制および強度向上を図ることができる電線の接合方法を提供する。【解決手段】電線１Ａの接合方法は、第１導体２１の端部を外周側から第１治具電極５０の保持面５０ａで保持させ、第２導体３１の端部を外周側から第２治具電極５１の保持面５１ａで保持させて、第１導体２１の端部および第２導体３１の端部を加熱しつつ軸方向に突き合わせて接合し、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部の接合部１０Ａを囲むように形成された膨出成型部５３に接合部１０Ａの外周面から外側に溶融物を膨出させる。膨出成型部５３は、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面の軸方向に直交する直交方向の幅が、第１導体２１を挟むように対向する保持面５０ａの直交方向の幅および第２導体３１を挟むように対向する保持面５１ａの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、電線の接合方法に関する。

従来の電線を接合する技術として、例えば、特許文献１では、単芯線電線４の端部を露出させた導体に形成された圧潰部８Ａと、撚線電線５の端部を露出させて各素線同士を溶着して形成した接合ブロック部１１Ａと、を重ね合わせた状態で、単芯線電線４と撚線電線５とがほぼ同軸で接続された接続部が開示されている。

また、特許文献２では、２つの導線の端部同士の溶接において、溶接部分の断面の肥大化を抑制するために、当該２つの導線を両側から挿入可能な中空部を有する筒状に形成された導線溶接用チューブが開示されている。

特開２０１６−５８１３７号公報 特開２０１２−２２３７８６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された接合方法で電線を接合した場合、接触抵抗により接合部の電気抵抗が増加して接合部の発熱抑制の向上が図れず、改善の余地がある。また、上記特許文献２に記載された電線の接合方法では、接合部の強度の向上が図れず、改善の余地がある。

本発明は、電線の接合部の発熱抑制および強度向上を図ることができる電線の接合方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、本発明に係る電線の接合方法は、複数の素線で形成された導電性の第１導体と棒状に形成された導電性の第２導体とを軸方向に対向して配置し、前記第１導体の端部を外周側から第１治具電極の第１保持面で保持させ、前記第２導体の端部を外周側から第２治具電極の第２保持面で保持させる保持工程と、前記第１治具電極と前記第２治具電極とを前記軸方向に対向して相対的に動かし、前記第１導体の端部と前記第２導体の端部とを互いに近接させる近接工程と、前記第１治具電極および前記第２治具電極に通電することで前記第１導体の端部および前記第２導体の端部を加熱しつつ前記軸方向に突き合わせて接合し、前記第１導体の端部と前記第２導体の端部の接合部を囲むように形成された膨出成型部に前記接合部の外周面から外側に溶融物を膨出させる接合成形工程と、を備え、前記膨出成型部は、前記溶融物を成型する成型面を有し、前記接合部を挟むように対向する前記成型面の前記軸方向に直交する直交方向の幅が、前記第１導体を挟むように対向する前記第１保持面の前記直交方向の幅および前記第２導体を挟むように対向する前記第２保持面の前記直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されていることを特徴とする。

また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記溶融物の軸方向回りに滑面を形成することが好ましい。

また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記滑面を前記軸方向に平行で且つ前記軸方向回りを一周するように形成することが好ましい。

また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記滑面を前記軸方向に中心軸を有する円柱形状の外側面として形成することが好ましい。

また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記滑面を前記外側面の前記軸方向の両端から前記第１導体および前記第２導体の各外側面に向かって細くなるテーパー面として形成することが好ましい。

また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記軸方向に第１成型面と第２成型面とに分割され、前記第１治具電極は、前記第１成型面と前記軸方向に一体的に構成され、前記第２治具電極は、前記第２成型面と前記軸方向に一体的に構成されることが好ましい。

また、上記電線の接合方法において、前記成型面の前記幅は、前記第１導体と前記第１導体の外周側を覆う絶縁性の第１絶縁被覆部とで構成される第１配索材の前記直交方向の幅および前記第２導体と前記第２導体の外周側を覆う絶縁性の第２絶縁被覆部とで構成される第２配索材の前記直交方向の幅のうちの小さい方より小さく、且つ、前記成型面の前記軸方向の長さは、前記第１配索材の前記直交方向の幅および前記第２配索材の前記直交方向の幅のうちの小さい方より短く形成されることが好ましい。

本発明に係る電線の接合方法によれば、接合成型工程で第１導体の端部と第２導体の端部の接合部を囲むように形成された膨出成型部に接合部の外周面から外側に溶融物を膨出させる。膨出成型部は、接合部を挟むように対向する成型面の軸方向に直交する直交方向の幅が、第１導体を挟むように対向する第１保持面の直交方向の幅および第２導体を挟むように対向する第２保持面の直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。これにより、接合部が第１導体および第２導体より太くなり、接合部の断面積が各導体の断面積より大きくなるので、接合部の電気抵抗が小さくなり、通電時の接合部の発熱を抑制することができる。また、接合部の断面積が大きくなることから接合部の強度を向上させることができる。

図１は、実施形態１における電線の接合構造の分解斜視図である。 図２は、実施形態１における電線の接合構造の概略構成を示す側面図である。 図３は、実施形態１における電線の接合構造の概略構成を示す部分断面図である。 図４は、実施形態１に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図５は、実施形態１に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図６は、実施形態１に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図７は、実施形態２における電線の接合構造の概略構成を示す側面図である。 図８は、実施形態２における電線の接合構造の概略構成を示す部分断面図である。 図９は、実施形態１の変形例に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図１０は、実施形態１の変形例に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図１１は、実施形態１の変形例に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、いわゆる当業者が置換可能且つ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

［実施形態１］
図１〜図６を参照して、実施形態１における電線の接合構造について説明する。図１は、実施形態１における電線の接合構造の分解斜視図である。図２は、実施形態１における電線の接合構造の概略構成を示す側面図である。図３は、実施形態１における電線の接合構造の概略構成を示す部分断面図である。図４〜図６は、実施形態１に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。なお、図４は、治具電極に取り付けられた２つの電線の接合前の状態を示す。図５は、治具電極に取り付けられた２つの電線の接合時の状態を示す。図６は、治具電極に取り付けられた２つの電線の接合完了時の状態を示す。

実施形態１における電線の接合構造が適用された電線１Ａは、例えば、電気車両（ＥＶ）、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）などの車両に配索され、電源供給や通信の導電路として用いられる。電線１Ａは、相対的に高い柔軟性を有し良好な屈曲性を有する第１電線２と、相対的に高い剛性を有し配索経路に沿って形状を保持しやすい第２電線３とを接続することで、当該電線１Ａにおける各部位に応じて要求される適正な可撓性と剛性とのバランスを実現し、これにより、良好な配索作業性や良好な取扱い性等を確保している。具体的には、電線１Ａは、第１電線２と、第２電線３と、接合構造４Ａとを含んで構成される。

第１電線２は、第１配索材であり、複数の素線２１ａによって形成される導電性の第１導体２１と、当該第１導体２１の外周側を覆う絶縁性の第１絶縁被覆部２２とを有する。第１導体２１は、導電性の金属部材によって構成される。第１導体２１は、線状に延びる方向（以下、「軸方向」という場合がある。）に対してほぼ同じ径で延びるように形成される。第１導体２１を構成する素線２１ａは、導電性の金属、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等により製造される。ここでは、第１導体２１は、複数の素線２１ａを単純に束ねたものであるが、複数の素線２１ａを撚り合わせて形成されてもよい。第１絶縁被覆部２２は、第１導体２１の外周側を被覆する電線被覆である。第１絶縁被覆部２２は、第１導体２１の外周面に接して設けられる。第１絶縁被覆部２２は、例えば、絶縁性の樹脂材料（ＰＰやＰＶＣ、架橋ＰＥ等が含まれる。なお、耐摩耗性や耐薬品性、耐熱性等に配慮して適宜選定される。）等を押出成形することによって形成される。第１絶縁被覆部２２は、第１導体２１の軸方向の一端から他端にかけて形成される。第１電線２は、第１導体２１の端部において、第１絶縁被覆部２２が剥ぎ取られており、当該第１導体２１の端部が第１絶縁被覆部２２から露出している。第１電線２は、当該第１導体２１の端部に後述の第２電線３の第２導体３１の端部が物理的および電気的に接合される。第１電線２は、一例として、第１導体２１の軸方向の断面形状が略円形状、第１絶縁被覆部２２の軸方向の断面形状が略円環形状となっており、全体として略円形状の断面形状となっている。

第２電線３は、第２配索材であり、棒状に形成された導電性の第２導体３１と、当該第２導体３１の外周側を覆う絶縁性の第２絶縁被覆部３２とを有する。第２導体３１は、導電性の金属部材によって構成される。第２導体３１は、棒状に形成され、断面形状が略正円形となる柱状の導体構造となっている。第２導体３１は、軸方向に対してほぼ同じ径で延びるように形成される。第２導体３１は、導電性の金属、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等により製造される。第２絶縁被覆部３２は、第２導体３１の外周側を被覆する電線被覆である。第２絶縁被覆部３２は、第２導体３１の外周面に接して設けられる。第２絶縁被覆部３２は、例えば、絶縁性の樹脂材料（ＰＰやＰＶＣ、架橋ＰＥ等が含まれる。なお、耐摩耗性や耐薬品性、耐熱性等に配慮して適宜選定される。）等を押出成形することによって形成される。第２絶縁被覆部３２は、第２導体３１の軸方向の一端から他端にかけて形成される。第２電線３は、第２導体３１の端部において、第２絶縁被覆部３２が剥ぎ取られており、当該第２導体３１の端部が第２絶縁被覆部３２から露出している。第２電線３は、当該第２導体３１の端部に上述の第１電線２の第１導体２１の端部が物理的および電気的に接合される。第２電線３は、一例として、第２導体３１の軸方向の断面形状が略円形状、第２絶縁被覆部３２の軸方向の断面形状が略円環形状となっており、全体として略円形状の断面形状となっている。なお、第２導体３１は、断面形状が略正円形のものに限らず、例えば、矩形等であってもよく、また、筒状の導体構造となっていてもよい。

接合構造４Ａは、第１電線２と第２電線３とを物理的および電気的に接合したものである。接合構造４Ａは、接合部１０Ａと、保護チューブ１１とを備える。

接合部１０Ａは、第１導体２１と第２導体３１とが接合されている部分である。接合部１０Ａは、例えば、抵抗溶接等により、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部とを互いに軸方向に突き合わせて接合したものである。ここで抵抗溶接とは、溶接対象となる金属導体に通電してジュール熱を発生させ、その金属導体を溶解させたのち、通電を切ると同時に加圧することによって接合する方法である。接合部１０Ａにおける第１導体２１と第２導体３１との接続方向は、第１導体２１および第２導体３１の軸方向に沿った方向となる。接合部１０Ａは、接合時に形成される膨出部４０Ａを有する。

膨出部４０Ａは、接合部１０Ａの外周面から外側に膨出させた溶融物に、抵抗溶接時に使用する治具電極（または治具）の成型面により滑面が形成された部分である。本実施形態における滑面は、接合部１０Ａから膨出させた溶融物が有する突起、いわゆるバリとは異なるものである。すなわち、滑面は、成型面が溶融物のバリを潰して形成したものである。膨出部４０Ａは、滑面として、外側面４０ａと、一対のテーパー面４０ｂとを有する。外側面４０ａは、接合部１０Ａの外周面から軸方向と直交する直交方向（以下、単に「直交方向」ともよぶ。）にあって、軸方向に平行で且つ軸方向回りを一周するように形成されている。一対のテーパー面４０ｂは、外側面４０ａの軸方向の両端から第１導体２１および第２導体３１の各外周面に向かって細くなるように形成されている。

保護チューブ１１は、少なくとも、膨出部４０Ａを有する接合部１０Ａの全周を覆う絶縁性の保護部材である。保護チューブ１１は、例えば、絶縁性の樹脂材料（ＰＰやＰＶＣ、架橋ＰＥ等が含まれる。耐摩耗性や耐薬品性、耐熱性等に配慮して適宜選定される。）等を成形することによって形成される。ここでは、保護チューブ１１は、例えば、筒状に形成された熱収縮チューブ等を用いることができる。保護チューブ１１は、例えば、第１電線２、又は、第２電線３の一方の端部から装着される。保護チューブ１１は、筒状の内側に第１導体２１と第２導体３１との接合部１０Ａが挿入される。保護チューブ１１は、加熱されることで収縮して径が小さくなり、接合部１０Ａの外周側に部分的に密着し当該接合部１０Ａを覆う。

次に、図４〜図６を参照して、上述した電線１Ａの接合方法について説明する。実施形態１に係る電線１Ａの接合方法では、一対の治具電極を備える抵抗溶接機（不図示）が用いられる。

図４に示す保持工程では、第１導体２１の端部が第１絶縁被覆部２２から露出された第１電線２と、第２導体３１の端部が第２絶縁被覆部３２から露出された第２電線３とを抵抗溶接機にセットする。具体的には、保持工程では、第１導体２１と第２導体３１とを軸方向に対向して配置し、第１導体２１の端部を外周側から第１治具電極５０（５０Ａ，５０Ｂ）内の保持面５０ａで保持させ、第２導体３１の端部を外周側から第２治具電極５１（５１Ａ，５１Ｂ）内の保持面５１ａで保持させる。

第１治具電極５０および第２治具電極５１は、それぞれが溶接用の電極であるが、溶接対象となる第１導体２１および第２導体３１を保持する治具でもある。第１治具電極５０および第２治具電極５１は、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部とが軸方向に互いに対向するように保持する。第１治具電極５０は、上側治具電極５０Ａと、下側治具電極５０Ｂとに分割して構成される。上側治具電極５０Ａおよび下側治具電極５０Ｂは、第１導体２１の端部を直交方向（例えば図４に示す上下方向）から挟み込むように保持する。第２治具電極５１は、第１治具電極５０と同様に、上側治具電極５１Ａと、下側治具電極５１Ｂとに分割して構成される。上側治具電極５１Ａおよび下側治具電極５１Ｂは、第２導体３１の端部を直交方向（例えば図４に示す上下方向）から保持する。

第１治具電極５０は、保持面５０ａと、成型面５０ｂと、テーパー成型面５０ｃとを有する。保持面５０ａは、第１保持面であり、第１導体２１を外周側から保持する。保持面５０ａは、筒状の内周面であり、直交方向に分割される。すなわち、保持面５０ａは、第１導体２１の端部を直交方向から挟み込むように保持する。成型面５０ｂは、保持面５０ａから軸方向に接合部１０Ａ側に形成された筒状の内周面である。成型面５０ｂは、膨出部４０Ａの外側面４０ａを形成する第１成型面である。成型面５０ｂは、第１治具電極５０と第２治具電極５１とが互いに軸方向に当接して、当該第２治具電極５１の成型面５１ｂに軸方向に連結することにより、軸方向に平行で且つ軸方向周りを一周するように滑面を形成する。テーパー成型面５０ｃは、膨出部４０Ａの一方のテーパー面４０ｂを形成する成型面である。

第２治具電極５１は、保持面５１ａと、成型面５１ｂと、テーパー成型面５１ｃとを有する。保持面５１ａは、第２保持面であり、第２導体３１を外周側から保持する。保持面５１ａは、筒状の内周面であり、直交方向に分割される。すなわち、保持面５１ａは、第２導体３１の端部を直交方向から挟み込むように保持する。成型面５１ｂは、保持面５１ａから軸方向に接合部１０Ａ側に形成された筒状の内周面である。成型面５１ｂは、膨出部４０Ａの外側面４０ａを形成する第２成型面である。成型面５１ｂは、第１治具電極５０と第２治具電極５１とが互いに軸方向に当接して、成型面５０ｂに軸方向に連結することにより、軸方向に平行で且つ軸方向周りを一周するように滑面を形成する。テーパー成型面５１ｃは、膨出部４０Ａの他方のテーパー面４０ｂを形成する成型面である。

本実施形態における第１治具電極５０および第２治具電極５１は、それらの組み合わせ時すなわち図６に示す接合成形工程時に、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部の接合部１０Ａを囲むように形成された膨出成型部５３を有する。膨出空間部５３ａは、接合部１０Ａの外周面から外側に溶融物を膨出させる空間である。すなわち、膨出空間部５０ｄは、接合成形工程において、成型面５０ｂ，５１ｂ（以下、単にと、テーパー成型面５０ｃ，５１ｃと、接合部１０Ａの外周面とで閉塞される空間である。膨出成型部５３は、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面５０ｂ，５１ｂの直交方向の幅が、第１導体２１を挟むように対向する保持面５０ａの直交方向の幅および第２導体３１を挟むように対向する保持面５１ａの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。なお、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面５０ｂ，５１ｂの直交方向の最大幅が、第１導体２１を挟むように対向する保持面５０ａの直交方向の幅および第２導体３１を挟むように対向する保持面５１ａの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されていることが好ましい。また、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面５０ｂ，５１ｂの直交方向の最大幅が、第１電線２の直交方向の幅（または直径）および第２電線３の直交方向の幅（または直径）のうちの大きい方の幅より小さく形成されていることが好ましい。

また、膨出成型部５３は、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面５０ｂ，５１ｂで囲まれた内部空間の軸方向の断面積が、第１導体２１を挟むように対向する保持面５０ａで囲まれた内部空間の軸方向の断面積および第２導体３１を挟むように対向する保持面５１ａで囲まれた内部空間の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きく形成されている。なお、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面５０ｂ，５１ｂで囲まれた内部空間の軸方向の最大断面積が、第１導体２１を挟むように対向する保持面５０ａで囲まれた内部空間の軸方向の断面積および第２導体３１を挟むように対向する保持面５１ａで囲まれた内部空間の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きく形成されていることが好ましい。また、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面５０ｂ，５１ｂで囲まれた内部空間の軸方向の最大断面積が、第１電線２の軸方向の断面積および第２電線３の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より小さく形成されていることが好ましい。

次に、図５に示す近接工程では、第１治具電極５０と第２治具電極５１とを軸方向に対向して相対的に動かし、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部と互いに近接させる。

次に、図６に示す接合成形工程では、第１治具電極５０および第２治具電極５１に通電することで第１導体２１の端部および第２導体３１の端部を加熱しつつ軸方向に突き合わせて接合し、膨出成型部５３に第１導体２１の端部と第２導体３１の端部の接合部１０Ａの外周面から外側に溶融物を膨出させ、膨出成型部５３の成型面５０ｂ，５１ｂ、テーパー成型面５０ｃ，５１ｃにより膨出部４０Ａを形成する。具体的には、第１治具電極５０に通電することで第１導体２１の端部を加熱すると共に、第２治具電極５１に通電することで第２導体３１の端部を加熱する。第１導体２１の端部および第２導体３１の端部を十分に加熱したのち、第１治具電極５０および第２治具電極５１への通電を止めて、第１治具電極５０の軸方向の端部と第２治具電極５１の軸方向の端部とが突き当たるまで、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部とを互いに軸方向に突き合わせるように加圧する。このとき、第１導体２１と第２導体３１との金属結合時に発生する溶融物が膨出成型部５３に膨出し、成型面５０ｂ，５１ｂ、テーパー成型面５０ｃ，５１ｃにより膨出部４０Ａが形成される。すなわち、膨出部４０Ａの外側面４０ａは、第１治具電極５０の成型面５０ｂと第２治具電極５１の成型面５１ｂにより形成される。膨出部４０Ａの一対のテーパー面４０ｂは、第１治具電極５０のテーパー成型面５０ｃと第２治具電極５１のテーパー成型面５１ｃにより形成される。

以上説明したように、電線１Ａの接合構造４Ａは、複数の素線２１ａによって形成された導電性の第１導体２１と、棒状に形成された導電性の第２導体３１と、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部とを互いに軸方向に突き合わせて接合された状態の接合部１０Ａとを備える。接合部１０Ａは、第１導体２１および第２導体３１の外周面より外側に膨出させた溶融物を膨出成型部５３により成型した膨出部４０Ａを有する。膨出部４０Ａは、第１導体２１の軸方向の断面積および第２導体３１の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きい断面積を有し、軸方向回りに滑面が形成される。これにより、接合部１０Ａの外周面から外側に膨出された溶融物のバリが潰され、バリの除去に必要なコストを低減することができ、接合部１０Ａを覆う保護チューブ１１の損傷を低減することができる。また、接合部１０Ａが第１導体２１および第２導体３１より太くなり、接合部１０Ａの断面積が第１導体２１の断面積および第２導体３１の断面積より大きくなるので、接合部１０Ａの電気抵抗が小さくなり、通電時の接合部１０Ａの発熱を抑制することができる。また、接合部１０Ａの断面積が大きくなることから接合部１０Ａの強度が増して、例えば、車両振動に対する電線の接合部の耐久性を向上させることができる。

また、上述した電線１Ａの接合構造４Ａでは、膨出部４０Ａが、円柱状の外側面４０ａの直径Ｄが、第１導体２１の直径Ｄ１および第２導体３１の直径Ｄ２のうちの大きい方より大径に形成され、かつ、第１電線２の直径および第２電線３の直径のうちの小さい方と同等、または、より小さく形成されることが好ましい。また、膨出部４０Ａは、外側面４０ａの軸方向の長さＬが、第１電線２の直径Ｌ１および第２電線３の直径Ｌ２のうちの小さい方より短く形成されることが好ましい。このように、膨出部４０の円筒形状を構成する部分の大きさ、すなわち外側面４０ａの直径Ｄと軸方向の長さＬを規定することにより、膨出部４０Ａを有する接合部１０Ａの軸方向の断面積が第１導体２１および第２導体３１の各断面積より大きくなるように設定することができる。

また、上述した電線１Ａの接合構造４Ａでは、膨出部４０Ａが、接合部１０Ａを外周側から覆うように形成されているので、接合部１０Ａの腐食による劣化を抑制することができる。

以上説明した電線１Ａの接合方法では、複数の素線２１ａで形成された導電性の第１導体２１と棒状に形成された導電性の第２導体３１とを軸方向に対向して配置し、第１導体２１の端部を外周側から第１治具電極５０の保持面５０ａで保持させ、第２導体３１の端部を外周側から第２治具電極５１の保持面５１ａで保持させる保持工程を備える。電線１Ａの接合方法は、第１治具電極５０と第２治具電極５１とを軸方向に対向して相対的に動かし、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部とを互いに近接させる近接工程を備える。電線１Ａの接合方法は、第１治具電極５０および第２治具電極５１に通電することで第１導体２１の端部および第２導体３１の端部を加熱しつつ軸方向に突き合わせて接合し、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部を囲むように形成された膨出成型部５３に接合部１０Ａの外周面から外側に溶融物を膨出させる接合成形工程を備える。そして、膨出成型部５３は、溶融物を成型する成型面５０ｂ，５１ｂ、テーパー成型面５０ｃ，５１ｃを有し、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面５０ｂ，５１ｂの軸方向に直交する直交方向の幅が、第１導体２１を挟むように対向する保持面５０ａの直交方向の幅および第２導体３１を挟むように対向する保持面５１ａの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。これにより、接合部１０Ａが第１導体２１および第２導体３１より太くなり、接合部１０Ａの断面積が第１導体２１の断面積および第２導体３１の断面積より大きくなるので、接合部１０Ａの電気抵抗が小さくなり、通電時の接合部１０Ａの発熱を抑制することができる。また、接合部１０Ａの断面積が大きくなることから接合部１０Ａの強度が増して、例えば、車両振動に対する電線の接合部の耐久性を向上させることができる。

また、以上説明した電線１Ａの接合方法では、成型面５０ｂ，５１ｂ、テーパー成型面５０ｃ，５１ｃは、溶融物の軸方向回りに滑面を形成するので、接合部１０Ａの外周面から外側に膨出された溶融物のバリが抑制され、バリの除去に必要なコストを低減することができ、もって接合部１０Ａを覆う保護チューブ１１の損傷を低減することができる。

また、以上説明した電線１Ａの接合方法では、成型面５０ｂ，５１ｂは、滑面を軸方向に平行で且つ軸方向回りを一周するように形成する。これにより、接合部１０Ａに軸方向回りを一周するように平坦な滑面を形成することができる。

また、以上説明した電線１Ａの接合方法では、成型面５０ｂ，５１ｂは、滑面を軸方向に中心軸を有する円柱形状の外側面として形成する。これにより、接合部１０Ａに円柱形状の外側面として滑面を形成することができる。

また、以上説明した電線１Ａの接合方法では、テーパー成型面５０ｃ，５１ｃは、滑面を外側面の軸方向の両端から第１導体２１および第２導体３１の各外側面に向かって細くなるテーパー面４０ｂとして形成する。これにより、膨出部４０Ａの外側面４０ａの軸方向の両端にテーパー面４０ｂを容易に形成することができる。

また、以上説明した電線１Ａの接合方法では、膨出部４０Ａの外側面４０ａを形成する成型面５０ｂ，５１ｂは、軸方向に第１成型面と第２成型面とに分割されている。第１治具電極５０は、第１成型面と軸方向に一体的に構成される。第２治具電極５１は、第２成型面と軸方向に一体的に構成される。これにより、電線１Ａの接合時に、成型面５０ｂ，５１ｂにより膨出部４０Ａの軸方向回りに容易に滑面を形成することができる。

また、以上説明した電線１Ａの接合方法では、成型面５０ｂ，５１ｂの幅は、第１導体２１と第１導体２１の外周側を覆う絶縁性の第１絶縁被覆部２２とで構成される第１電線２の直交方向の幅および第２導体３１と第２導体３１の外周側を覆う絶縁性の第２絶縁被覆部３２とで構成される第２電線３の直交方向の幅のうちの小さい方より小さく、且つ、成型面５０ｂ，５１ｂの軸方向の長さは、第１電線２の直交方向の幅および第２電線３の直交方向の幅のうちの小さい方より短く形成される。これにより、膨出部４０Ａの大きさを容易に規制することができる。

［実施形態２］
次に、図７および図８を参照して、実施形態２における電線の接合構造について説明する。図７は、実施形態２における電線の接合構造の概略構成を示す側面図である。図８は、実施形態２における電線の接合構造の概略構成を示す部分断面図である。その他、上述した実施形態１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する（以下、同様。）。

図７、図８に示す電線１Ｂは、接合構造４Ｂの形状が上述の電線１Ａの接合構造４Ａと異なる。電線１Ｂは、第１電線２と、第２電線３と、接合構造４Ｂとを含んで構成される。

接合構造４Ｂは、第１電線２と第２電線３とを物理的および電気的に接合したものである。接合構造４Ｂは、接合部１０Ｂと、保護チューブ１１とを備える。

接合部１０Ｂは、第１導体２１と第２導体３１とが接合されている部分である。接合部１０Ｂは、例えば、抵抗溶接等により、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部とを互いに軸方向に突き合わせて接合したものである。接合部１０Ｂにおける第１導体２１と第２導体３１との接続方向は、第１導体２１および第２導体３１の軸方向に沿った方向となる。接合部１０Ｂは、接合時に形成される膨出部４０Ｂを有する。

膨出部４０Ｂは、接合部１０Ｂの外周面から外側に溶融物に、抵抗溶接時に使用する治具電極（または治具）の成型面により滑面が形成された部分である。膨出部４０Ｂは、滑面として、外側面４０ａと、一対の環状面４０ｃとを有する。外側面４０ａは、接合部１０Ｂの外周面から直交方向にあって、軸方向に平行で且つ軸方向回りを一周するように形成されている。一対の環状面４０ｃは、外側面４０ａの軸方向の両端から第１導体２１および第２導体３１の各外周面に向かって、直交方向に形成されている。

実施形態２に係る電線１Ｂの接合方法では、第１治具電極５０および第２治具電極５１が、膨出部４０Ｂを構成する一対の環状面４０ｃを形成するために、直交方向に環状成型面を有する点が上記電線１Ａの接合方法と異なる。

実施形態２に係る電線１Ｂの接合方法は、上記電線１Ａの接合方法と同様の効果を得ることができる。

［変形例］
次に、図９〜図１１を参照して、実施形態１の変形例に係る電線の接合方法について説明する。図９〜図１１は、実施形態１の変形例に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。なお、図９は、治具電極に取り付けられた２つの電線の接合前の状態を示す。図１０は、治具電極に取り付けられた２つの電線の接合時の状態を示す。図１１は、治具電極に取り付けられた２つの電線の接合完了時の状態を示す。

実施形態１の変形例に係る電線１Ａの他の接合方法では、一対の治具電極と、膨出部４０Ａを形成するための治具とを備える抵抗溶接機（不図示）が用いられる。

図９に示す保持工程では、第１導体２１の端部が第１絶縁被覆部２２から露出された第１電線２と、第２導体３１の端部が第２絶縁被覆部３２から露出された第２電線３と抵抗溶接機にセットする。具体的には、保持工程では、第１導体２１と第２導体３１とを軸方向に対向して配置し、第１導体２１の端部を外周側から第１治具電極６０（６０Ａ，６０Ｂ）の保持面６０ａで保持させ、第２導体３１の端部を外周側から第２治具電極６１（６１Ａ，６１Ｂ）の保持面６１ａで保持させる。さらに、第２治具電極６１から軸方向に突出した第２導体３１の先端を覆うように治具６２（６２Ａ，６２Ｂ）が取り付けられる。

第１治具電極６０および第２治具電極６１は、それぞれが溶接用の電極であるが、溶接対象となる第１導体２１および第２導体３１を保持する治具でもある。第１治具電極６０および第２治具電極６１は、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部とが軸方向に互いに対向するように保持する。第１治具電極６０は、上側治具電極６０Ａと、下側治具電極６０Ｂとに分割して構成される。上側治具電極６０Ａおよび下側治具電極６０Ｂは、第１導体２１の端部を直交方向（例えば図９に示す上下方向）から挟み込むように保持する。第２治具電極６１は、上側治具電極６１Ａと、下側治具電極６１Ｂとに分割して構成される。上側治具電極６１Ａおよび下側治具電極６１Ｂは、第２導体３１の端部を直交方向（例えば図９に示す上下方向）から挟み込むように保持する。

第１治具電極６０は、保持面６０ａを有する。保持面６０ａは、第１保持面であり、第１導体２１を外周側から保持する。保持面６０ａは、筒状の内周面であり、直交方向に分割される。すなわち、保持面６０ａは、第１導体２１の端部を直交方向から挟み込むように保持する。

第２治具電極６１は、保持面６１ａを有する。保持面６１ａは、第２保持面であり、第２導体３１を外周側から保持する。保持面６１ａは、筒状の内周面であり、直交方向に分割される。すなわち、保持面５１ａは、第２導体３１の端部を直交方向から挟み込むように保持する。

治具６２は、上側治具６２Ａと、下側治具６２Ｂとに分割して構成される。上側治具６２Ａおよび下側治具６２Ｂは、第２導体３１の先端を直交方向（例えば上下方向）から覆うように配置される。治具６２は、成型面６２ｂと、一対のテーパー成型面６２ｃとを有する。成型面６２ｂは、筒状の内周面であり、膨出部４０Ａの外側面４０ａを形成する成型面である。テーパー成型面６２ｃは、膨出部４０Ａのテーパー面４０ｂを形成する成型面である。

本実施形態における治具６２は、図１１に示す接合成型工程時に、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部の接合部１０Ａを囲むように形成された膨出成型部６３を有する。膨出成型部６３は、接合部１０Ａの外周面から外側に溶融物を膨出させる空間である。すなわち、膨出成型部６３は、成型面６２ｂと、テーパー成型面６２ｃと、接合部１０Ａの外周面とで閉塞される空間である。膨出成型部６３は、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面６２ｂの直交方向の幅が、第１導体２１を挟むように対向する保持面６０ａの直交方向の幅および第２導体３１を挟むように対向する保持面６１ａの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。なお、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面６２ｂの直交方向の最大幅が、第１導体２１を挟むように対向する保持面６０ａの直交方向の幅および第２導体３１を挟むように対向する保持面６０ａの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されていることが好ましい。また、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面６２ｂの直交方向の最大幅が、第１電線２の直交方向の幅（または直径）および第２電線３の直交方向の幅（または直径）のうちの大きい方の幅より小さく形成されていることが好ましい。

また、膨出成型部６３は、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面６２ｂで囲まれた内部空間の軸方向の断面積が、第１導体２１を挟むように対向する保持面６０ａで囲まれた内部空間の軸方向の断面積および第２導体３１を挟むように対向する保持面６１ａで囲まれた内部空間の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きく形成されている。なお、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面６２ｂで囲まれた内部空間の軸方向の最大断面積が、第１導体２１を挟むように対向する保持面６０ａで囲まれた内部空間の軸方向の断面積および第２導体３１を挟むように対向する保持面６１ａで囲まれた内部空間の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きく形成されていることが好ましい。また、接合部１０Ａを挟むように対向する成型面６２ｂで囲まれた内部空間の軸方向の最大断面積が、第１電線２の軸方向の断面積および第２電線３の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より小さく形成されていることが好ましい。

次に、図１０に示す近接工程では、第１治具電極６０と第２治具電極６１とを軸方向に対向して相対的に動かし、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部と互いに近接させる。

次に、図１１に示す接合成形工程では、第１治具電極６０および第２治具電極６１に通電することで第１導体２１の端部および第２導体３１の端部を加熱しつつ軸方向に突き合わせて接合し、膨出成型部６３に第１導体２１の端部と第２導体３１の端部の接合部１０Ａの外周面から外側に溶融物を膨出させ、膨出成型部６３の成型面６２ｂ，テーパー成型面６２ｃにより膨出部４０Ａを形成する。具体的には、第１治具電極６０に通電することで第１導体２１の端部を加熱すると共に、第２治具電極６１に通電することで第２導体３１の端部を加熱する。第１導体２１の端部および第２導体３１の端部を十分に加熱したのち、第１治具電極６０および第２治具電極６１への通電を止めて、第１治具電極６０の軸方向の端部および第２治具電極６１の軸方向の端部がそれぞれ治具６２の軸方向の端部に突き当たるまで、第１導体２１の端部と第２導体３１の端部とを互いに軸方向に突き合わせるように加圧する。このとき、第１導体２１と第２導体３１との金属結合時に発生する溶融物が膨出成型部６３に膨出し、成型面６２ｂ、テーパー成型面６２ｃにより膨出部４０Ａが形成される。すなわち、膨出部４０Ａの外側面４０ａは、治具６２の成型面６２ｂにより形成される。膨出部４０Ａのテーパー面４０ｂは、治具６２のテーパー成型面６２ｃにより形成される。

なお、以上の説明では、電線を接合する方法として抵抗溶接を用いるが、これに限定されるものではなく、例えば超音波溶接等であってもよい。

また、以上の説明では、膨出部４０Ａは、外側面４０ａおよびテーパー面４０ｂを滑面として有しているが、外側面４０ａおよびテーパー面４０ｂの少なくとも１つが曲面で構成されていてもよい。例えば、外側面４０ａおよびテーパー面４０ｂが、膨出部４０Ａの中心軸上に中心を置く半径ｒ（＝Ｄ／２）の球面であることが好ましい。

また、以上の説明では、保護チューブ１１は、熱収縮チューブであるものとして説明したがこれに限らない。保護チューブ１１は、例えば、ＵＶ（紫外線）照射、薬品塗布等によって収縮して径が小さくなる部材によって構成されてもよいし、あるいは、接合部１０Ａ，１０Ｂに巻き付けることが可能な粘着テープによって構成されてもよい。

また、以上の説明では、各治具電極は、第１導体２１、第２導体３１を上下方向から挟持する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、軸方向および上下方向に直交する幅方向から挟持する構成であってもよい。

１Ａ，１Ｂ 電線
２ 第１電線
３ 第２電線
４Ａ，４Ｂ 接合構造
１０Ａ，１０Ｂ 接合部
１１ 保護チューブ
２１ 第１導体
３１ 第２導体
４０Ａ，４０Ｂ 膨出部
４０ａ 外側面
４０ｂ テーパー面
４０ｃ 環状面
５０ 第１治具電極
５０ａ 保持面
５０ｂ 成型面
５０ｃ テーパー成型面
５１ 第２治具電極
５１ａ 保持面
５１ｂ 成型面
５１ｃ テーパー成型面
６２ 治具

Claims (7)

1. 複数の素線で形成された導電性の第１導体と棒状に形成された導電性の第２導体とを軸方向に対向して配置し、前記第１導体の端部を外周側から第１治具電極の第１保持面で保持させ、前記第２導体の端部を外周側から第２治具電極の第２保持面で保持させる保持工程と、
   前記第１治具電極と前記第２治具電極とを前記軸方向に対向して相対的に動かし、前記第１導体の端部と前記第２導体の端部とを互いに近接させる近接工程と、
   前記第１治具電極および前記第２治具電極に通電することで前記第１導体の端部および前記第２導体の端部を加熱しつつ前記軸方向に突き合わせて接合し、前記第１導体の端部と前記第２導体の端部の接合部を囲むように形成された膨出成型部に前記接合部の外周面から外側に溶融物を膨出させる接合成形工程と、を備え、
   前記膨出成型部は、前記溶融物を成型する成型面を有し、前記接合部を挟むように対向する前記成型面の前記軸方向に直交する直交方向の幅が、前記第１導体を挟むように対向する前記第１保持面の前記直交方向の幅および前記第２導体を挟むように対向する前記第２保持面の前記直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている
   ことを特徴とする電線の接合方法。
2. 前記成型面は、前記溶融物の軸方向回りに滑面を形成する
   請求項１に記載の電線の接合方法。
3. 前記成型面は、前記滑面を前記軸方向に平行で且つ前記軸方向回りを一周するように形成する
   請求項２に記載の電線の接合方法。
4. 前記成型面は、前記滑面を前記軸方向に中心軸を有する円柱形状の外側面として形成する
   請求項２または３に記載の電線の接合方法。
5. 前記成型面は、前記滑面を前記外側面の前記軸方向の両端から前記第１導体および前記第２導体の各外側面に向かって細くなるテーパー面として形成する
   請求項４に記載の電線の接合方法。
6. 前記成型面は、前記軸方向に第１成型面と第２成型面とに分割され、
   前記第１治具電極は、前記第１成型面と前記軸方向に一体的に構成され、
   前記第２治具電極は、前記第２成型面と前記軸方向に一体的に構成される
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の電線の接合方法。
7. 前記成型面の前記幅は、前記第１導体と前記第１導体の外周側を覆う絶縁性の第１絶縁被覆部とで構成される第１配索材の前記直交方向の幅および前記第２導体と前記第２導体の外周側を覆う絶縁性の第２絶縁被覆部とで構成される第２配索材の前記直交方向の幅のうちの小さい方より小さく、且つ、
   前記成型面の前記軸方向の長さは、前記第１配索材の前記直交方向の幅および前記第２配索材の前記直交方向の幅のうちの小さい方より短く形成される
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の電線の接合方法。

Images