JP2020004653A - 端子付電線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を製造することができる方法を提供する。【解決手段】導体１２と導体１２を被覆する絶縁材１４とを有する電線１０を用意し、電線１０の端部において絶縁材１４から導体１２を露出させて導体露出部１６を形成する。超音波溶接を用いて導体露出部１６に、底板部６２と底板部６２の両縁部から起立して延びる一対の起立部６４とを有する被圧着部６６を形成する。基部２１と、基部２１から両側に延びる一対のワイヤバレル片２４を有する端子２０を用意し、被圧着部６６を端子２０の一対のワイヤバレル片２４の間に配置する。ワイヤバレル片２４のそれぞれが被圧着部６６の対応する起立部６４を巻き込むようにワイヤバレル片２４を加締めて電線１０の導体１２を端子２０に圧着する。【選択図】図５Ｅ

Description

本発明は、端子付電線及びその製造方法に係り、特にコンパクティングした電線の導体を端子に取り付けて端子付電線を製造する方法に関するものである。

電線の導体を端子に取り付ける際には、導体の導電性及び耐腐食性を向上するために、端子に取り付ける前の導体に対して超音波溶接などの溶接を行い、導体の素線間の隙間をなくして平板状にすること（コンパクティング）がなされる場合がある。このようにコンパクティングした電線の導体を端子に取り付ける際には、図１Ａに示すように、端子５１０の一対のバレル片５２０Ａ，５２０Ｂの間にコンパクティングした平板状の導体５３０を配置し、バレル片５２０Ａ，５２０Ｂを加締めることにより導体５３０を端子５１０に圧着する。

しかしながら、コンパクティングによって導体５３０が平板状になっているため、それぞれのバレル片５２０Ａ，５２０Ｂに対して導体５３０を安定的に配置することが難しく、図１Ｂに示すように、バレル片５２０Ａ，５２０Ｂの間で導体５３０が斜めになりやすい。このような状態で、バレル片５２０Ａ，５２０Ｂを加締めると、例えば図１Ｃに示すように、一方のバレル片５２０Ａが導体５３０に食い込まずに空振りしてしまい、「空加締め」の状態となってしまう。このような場合には、端子５１０と導体５３０との間の電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下が生じ得る。

特開２０１５−６０６３２号公報

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を製造することができる方法を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を提供することを第２の目的とする。

本発明の第１の態様によれば、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線を製造することができる方法が提供される。この方法では、複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線を用意し、上記電線の端部において上記絶縁材から上記導体を露出させて導体露出部を形成する。また、超音波溶接を用いて上記導体露出部に、底板部と該底板部の両縁部から起立して延びる一対の起立部とを有する被圧着部を形成する。基部と、該基部から延びる一対のワイヤバレル片を有する端子を用意し、上記被圧着部を上記端子の上記一対のワイヤバレル片の間に配置する。上記一対のワイヤバレル片のそれぞれが上記被圧着部の対応する上記起立部を巻き込むように上記ワイヤバレル片を加締めて上記電線の上記導体を上記端子に圧着する。

この方法によれば、被圧着部を一対のワイヤバレル片の間に配置した際に、被圧着部の底板部が端子の基部に沿ってその上方に位置し、被圧着部の起立部が端子のワイヤバレル片に沿ってその内側に位置するので、ワイヤバレル片を加締める際に端子内で被圧着部の位置が安定する。そして、被圧着部の起立部が底板部から起立して延びているため、ワイヤバレル片を加締める際にそれぞれのワイヤバレル片が被圧着部の起立部を巻き込むこととなるため、ワイヤバレル片の空振りを防止することができ、完成した端子付電線における電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下を抑えることができる。

上記被圧着部を形成する際に、上記超音波溶接により上記導体露出部に平板状の溶接部を形成し、上記溶接部の両側を折り曲げて上記底板部及び上記一対の起立部を形成してもよい。

被圧着部の起立部をより確実に端子のワイヤバレル片に沿わせて、端子内での被圧着部の位置をより安定させるために、上記被圧着部を形成する際に、上記底板部から離れるにつれ上記一対の起立部の間の間隔が広がるように上記被圧着部を形成してもよい。

本発明の第２の態様によれば、電気的導通性が良好で、機械的強度にも優れた端子付電線が提供される。この端子付電線は、複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線と、上記電線の上記導体が取り付けられる端子とを備える。上記電線は、上記電線の端部において上記導体が上記絶縁材から露出する導体露出部を有する。上記端子は、基部と、該基部から延びて上記電線の上記導体露出部を圧着する一対のワイヤバレル片とを有する。上記導体露出部は、上記ワイヤバレル片と上記基部との間で保持される中央部と、上記中央部から両側に延び上記ワイヤバレル片に巻き込まれて保持される側方部とを有する。

このような端子付電線においては、導体露出部の中央部から両側に延びる側方部がワイヤバレル片に巻き込まれて保持されているので、導体露出部と端子との間の電気的導通性が図られるとともに、端子付電線の機械的強度も向上する。

本発明によれば、ワイヤバレル片を加締める際にそれぞれのワイヤバレル片が被圧着部の起立部を巻き込むこととなるため、ワイヤバレル片の空振りを防止することができ、完成した端子付電線における電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下を抑えることができる。

図１Ａは、従来の端子付電線の製造方法を説明するための模式図である。 図１Ｂは、従来の端子付電線の製造方法の問題点を説明するための模式図である。 図１Ｃは、従来の方法により製造された端子付電線の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の一実施形態における端子付電線を示す平面図である。 図３は、図２に示す端子付電線の側面図である。 図４は、図２のＡ−Ａ線断面図である。 図５Ａは、図２に示す端子付電線の製造工程を示す模式的側面図である。 図５Ｂは、図２に示す端子付電線の製造工程を示す模式的側面図である。 図５Ｃは、図２に示す端子付電線の製造工程を示す模式的断面図である。 図５Ｄは、図２に示す端子付電線の製造工程を示す模式的断面図である。 図５Ｅは、図２に示す端子付電線の製造工程を示す模式的断面図である。

以下、本発明に係る端子付電線及びその製造方法の実施形態について図２から図５Ｅを参照して詳細に説明する。なお、図２から図５Ｅにおいて、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図２から図５Ｅにおいては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。

図２は、本発明の一実施形態における端子付電線１を示す平面図、図３は、端子付電線１の側面図である。図２及び図３に示すように、端子付電線１は、Ｘ方向に延びる電線１０と、電線１０の端部に取り付けられる端子２０とを備えている。なお、以下の説明では、図２における＋Ｘ方向側を「前」、−Ｘ方向側を「後」ということがある。

電線１０は、導体１２と、この導体１２の外周を被覆する絶縁材１４とを有している。電線１０の導体１２は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金（以下、これらを総称して「アルミニウム材料」という）からなる複数本の素線１３により構成されている。これらの素線１３は、柔軟性と耐ねじれ性を高めるために所定の方向に撚られていてもよい。電線１０の端部の絶縁材１４は一定の距離にわたって除去されており、これによって絶縁材１４から導体１２が露出する導体露出部１６が形成されている。

端子２０は、例えば銅又は銅合金（以下、これらを総称して「銅材料」という）などの導電性の材料から形成されている。この端子２０は、導電性の板材を所定の端子形状に打ち抜き、これに曲げ加工を施すことにより作製されるものである。この端子２０は、電線１０の絶縁材１４の部分を圧着して保持する一対のインシュレーションバレル片２２と、インシュレーションバレル片２２よりも前方に配置され、電線１０の導体露出部１６を圧着する一対のワイヤバレル片２４と、ワイヤバレル片２４の前方に配置され、相手方端子（図示せず）と電気的に接続されるボックス部２６とを含んでいる。一対のインシュレーションバレル片２２は、Ｘ方向に板状に延びる基部２１から両側に延びており、一対のワイヤバレル片２４も基部２１から両側に延びている。

図４は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、導体露出部１６がワイヤバレル片２４により圧着されている部分を示している。図４に示すように、導体露出部１６は、端子２０の基部２１のＹ方向の両側から延びるワイヤバレル片２４によって端子２０に圧着されており、ワイヤバレル片２４と基部２１との間に保持される中央部３２と、中央部３２から両側に延びワイヤバレル片２４に巻き込まれて保持される側方部３４とを含んでいる。

図３において破線で示すように、ワイヤバレル片２４の内面には、導体露出部１６の溶接部の表面に形成される酸化皮膜を突き破るための微小な突起（セレーション）２５が形成されている。

次に、このような端子付電線１の製造方法について図５Ａから図５Ｅを参照して説明する。まず、導体１２とこの導体１２を被覆する絶縁材１４とを有する電線１０を用意し、図５Ａに示すように、この電線１０の絶縁材１４の端部を一定の距離にわたって剥がし、絶縁材１４から導体１２が露出した導体露出部１６を形成する。

次に、この導体露出部１６に対して超音波溶接を施す。すなわち、図５Ｂに示すように、導体露出部１６を超音波溶接装置のアンビル５１上に載置し、導体露出部１６の上方からホーン５２を押し当てて加圧しながら超音波振動させる。これにより、導体１２を構成する複数の素線１３の表面に存在する酸化皮膜や汚れが超音波振動によって除去され、超音波振動によって生じる金属原子の移動が金属原子間の強い引力を引き起こし、金属原子が互いに結びついて固相溶接状態となる。この結果、導体露出部１６における素線１３が一体化されるとともに、ホーン５２による加圧によって平板状の溶接部４０が形成される。

図５Ｃは、このときの溶接部４０をＹＺ平面で切ったときの断面図である。図５Ｃに示すように、溶接部４０の断面は、Ｚ方向に比べてＹ方向に長い略矩形状となっている。

次に、この溶接部４０のＹ方向の中央部４１の外側に位置する部分４２をペンチなどの工具を用いて、図５Ｃの矢印で示すように、例えば折り曲げ部４４でそれぞれ＋Ｚ方向に折り曲げる。これにより、導体露出部１６には、図５Ｄに示すように、断面略Ｕ字状の被圧着部６６が形成される。この被圧着部６６は、中央でＹ方向に延びる底板部６２と、底板部６２のＹ方向の両側の縁部６３から起立して延びる一対の起立部６４とを含んでいる。

このようにして形成された被圧着部６６を、図５Ｅに示すように、組立前の端子２０の一対のワイヤバレル片２４の間に配置する。被圧着部６６は、上述したように、底板部６２と、底板部６２のＹ方向の両側の縁部６３から起立して延びる一対の起立部６４とを含んでいるため、被圧着部６６の底板部６２が端子２０の基部２１に沿ってその上方に位置し、被圧着部６６の起立部６４がワイヤバレル片２４に沿ってその内側に位置することとなる。これにより、端子２０内での被圧着部６６の位置が安定する。

より確実に被圧着部６６の起立部６４を端子２０のワイヤバレル片２４に沿わせて、端子２０内での被圧着部６６の位置をより安定させるために、被圧着部６６の起立部６４は、底板部６２から離れるにつれて起立部６４の間の間隔が広がるように形成されることが好ましい。

次に、図５Ｅの矢印で示すように、端子２０の一対のワイヤバレル片２４を加締める。このとき、被圧着部６６の起立部６４が底板部６２から起立して延びているため、ワイヤバレル片２４を加締める際にそれぞれのワイヤバレル片２４が被圧着部６６の起立部６４を巻き込むこととなる。したがって、ワイヤバレル片２４の空振りが防止され、完成した端子付電線１における電気的導通性の低下及び端子付電線の機械的強度の低下を抑えることができる。

このようにワイヤバレル片２４を加締めることにより、図４に示すように、被圧着部６６の起立部６４はワイヤバレル片２４に巻き込まれて端子２０内で側方部３４として保持され、被圧着部６６の底板部６２はワイヤバレル片２４の先端と基部２１との間で中央部３２として保持される。このようにして完成した端子付電線１は、導体露出部１６の中央部３２から両側に延びる側方部３４がワイヤバレル片２４に巻き込まれて保持されるため、導体露出部１６と端子２０との間の電気的導通性が図られるとともに、端子付電線１の機械的強度も向上する。

上述した実施形態では、超音波溶接により導体露出部１６に平板状の溶接部４０を形成し、溶接部４０の両側を折り曲げて被圧着部６６の底板部６２及び起立部６４を形成しているが、被圧着部６６の底板部６２及び起立部６４の形状に合わせたアンビル５１を用いることにより、底板部６２及び起立部６４を有する被圧着部６６を超音波溶接で形成することとしてもよい。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

１ 端子付電線
１０ 電線
１２ 導体
１３ 素線
１４ 絶縁材
１６ 導体露出部
２０ 端子
２１ 基部
２２ インシュレーションバレル片
２４ ワイヤバレル片
２５ セレーション
２６ ボックス部
３２ 中央部
３４ 側方部
４０ 溶接部
５１ アンビル
５２ ホーン
６２ 底板部
６３ 縁部
６４ 起立部
６６ 被圧着部

Claims (4)

1. 複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線を用意し、
   前記電線の端部において前記絶縁材から前記導体を露出させて導体露出部を形成し、
   超音波溶接を用いて前記導体露出部に、底板部と該底板部の両縁部から起立して延びる一対の起立部とを有する被圧着部を形成し、
   基部と、該基部から両側に延びる一対のワイヤバレル片を有する端子を用意し、
   前記被圧着部を前記端子の前記一対のワイヤバレル片の間に配置し、
   前記一対のワイヤバレル片のそれぞれが前記被圧着部の対応する前記起立部を巻き込むように前記ワイヤバレル片を加締めて前記電線の前記導体を前記端子に圧着する、
   端子付電線の製造方法。
2. 前記被圧着部を形成する際に、
   前記超音波溶接により前記導体露出部に平板状の溶接部を形成し、
   前記溶接部の両側を折り曲げて前記底板部及び前記一対の起立部を形成する、
   請求項１に記載の端子付電線の製造方法。
3. 前記被圧着部を形成する際に、前記底板部から離れるにつれ前記一対の起立部の間の間隔が広がるように前記被圧着部を形成する、請求項１又は２に記載の端子付電線の製造方法。
4. 複数の素線から構成される導体と該導体を被覆する絶縁材とを有する電線と、前記電線の前記導体が取り付けられる端子とを備えた端子付電線であって、
   前記電線は、前記電線の端部において前記導体が前記絶縁材から露出する導体露出部を有し、
   前記端子は、基部と、該基部から両側に延びて前記電線の前記導体露出部を圧着する一対のワイヤバレル片とを有し、
   前記導体露出部は、前記ワイヤバレル片と前記基部との間で保持される中央部と、前記中央部から両側に延び前記ワイヤバレル片に巻き込まれて保持される側方部とを有する、
   端子付電線。

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