JP2020013633A - 端子付き電線及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】超音波接合時における芯線の断線を抑制することができる端子付き電線及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る端子付き電線は、芯線３が保護部材５と端子金具４とによって挟み込まれた状態で、超音波ホーン７より保護部材５を介して加圧状態で付与される超音波振動に基づいて、保護部材５と芯線３と端子金具４とが超音波接合により一体に接続される。このため、超音波ホーン７が芯線３を直接押圧せず、該超音波ホーン７の押圧部７２のエッジ（特に後端縁７２ｂ）が芯線３に直接当接するおそれがなくなる。これにより、超音波接合時における、芯線３に対する超音波ホーン７の押圧部７２のエッジ（特に後端縁７２ｂ）による応力集中が緩和され、芯線３の断線を抑制することができる。【選択図】図５

Description

本発明は、電線端末に露出処理された芯線に端子金具を超音波接合してなる端子付き電線及びその製造方法に関する。
超音波接合によって芯線に端子金具が接続された従来の端子付き電線としては、以下の特許文献に記載されたものが知られている。
この端子付き電線は、図１２に示すように、端末処理された電線１０１の芯線１０２が、アンビル１０４上に載置された平板状の端子金具１０３と超音波ホーン１０５とで挟み込まれ、加圧した状態で超音波振動が与えられることによって、芯線１０２と端子金具１０３とが接続されている。
特開２０１６−００４７６２号公報
しかしながら、前記従来の端子付き電線の場合には、芯線１０２に対して、超音波ホーン１０５のエッジ１０５ａが直接当接する。このため、前記超音波接合に伴う加圧時に、芯線１０２の剪断方向において、超音波ホーン１０５のエッジ１０５ａによる応力集中が発生し、芯線１０２の一部（素線）１０２ａが断線してしまうおそれがあった（図１２中の部分拡大図参照）。
本発明は、かかる技術的課題に着目して案出されたものであり、超音波接合時における芯線の断線を抑制することができる端子付き電線及びその製造方法を提供することを目的としている。
本発明は、電線の端末から露出した芯線と端子金具とが超音波接合によって接続された端子付き電線であって、その一態様として、前記芯線は、保護部材と前記端子金具とによって挟み込まれた状態で、超音波ホーンより前記保護部材を介して加圧状態で付与される超音波振動をもって、前記保護部材及び前記端子金具と一体に接続されている。
また、前記端子付き電線の別の態様として、前記芯線と直交し、かつ前記加圧の方向と直交する方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法とほぼ同じに設定されていることが望ましい。
このように、保護部材の幅寸法が、超音波ホーンの先端部の幅寸法とほぼ同じに設定されていることで、保護部材の幅方向において芯線を過不足なく保護することができる。
また、前記端子付き電線のさらに別の態様として、前記芯線と直交し、かつ前記加圧の方向と直交する方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法から前記芯線の素線の直径を差し引いた寸法以上であって、かつ前記超音波ホーンの先端部の寸法以下に設定されていることが望ましい。
このように、保護部材の下限幅寸法が、超音波ホーンの先端部の幅寸法から芯線の素線の直径を差し引いた寸法にされていることで、保護部材の幅方向において、芯線を構成する各素線（全ての素線）と保護部材とがオーバーラップすることとなって、保護部材から芯線の素線がはみ出すおそれがない。これにより、芯線の断線を効果的に抑制することができる。
さらに、保護部材の上限幅寸法が、超音波ホーンの先端部の幅寸法に設定されていることにより、保護部材の余剰部分が削減され、保護部材の材料の歩留まりを向上させることができる。これにより、端子付き電線の製造コストの低廉化に寄与することができる。
また、前記端子付き電線のさらに別の態様として、前記芯線と直交し、かつ前記加圧の方向と直交する方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法の２／３以上であって、かつ前記超音波ホーンの先端部の寸法よりも小さく設定されていることが望ましい。
超音波ホーンによって芯線を加圧する際、とりわけ潰し代の大きい、超音波ホーンの先端部の寸法の２／３の領域において、応力集中が生じやすくなる。そこで、保護部材の下限幅寸法が、超音波ホーンの先端部の幅寸法の２／３に設定されていることで、保護部材の材料費を抑えながら、前記応力集中が生じやすい領域を保護部材によって保護することが可能となる。これにより、芯線の断線の抑制と製造コスト（保護部材の材料費）の低減とを両立させることができる。
さらに、保護部材の幅寸法が、超音波ホーンの先端部の幅寸法の２／３以上、かつ超音波ホーンの先端部の幅寸法よりも小さく設定されていることにより、保護部材の幅寸法に対して接合後の幅寸法が相対的に大きい所定範囲の芯線について、保護部材を共用することが可能となる。これにより、芯線の接合後の幅寸法ごとに保護部材を作製する必要がなくなり、端子付き電線の生産性の向上や、製造コストの低廉化に寄与することができる。
また、前記端子付き電線のさらに別の態様として、前記保護部材は、前記芯線と対向する側面の端縁に、面取り部を有することが望ましい。
特に、保護部材の幅寸法が超音波ホーンの先端部の幅寸法よりも小さい場合、芯線に平行な方向において、保護部材の両側の端縁（エッジ）によって芯線が押圧される可能性がある。そこで、保護部材の芯線と対向する側面に面取り部を設けることにより、保護部材の両側の端縁（エッジ）による応力集中を抑制することが可能となり、芯線と平行な方向においても、芯線の損傷を抑制することができる。
また、前記端子付き電線のさらに別の態様として、前記芯線と直交し、かつ前記加圧の方向と直交する方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記ホーンの先端部の寸法よりも大きく設定されている。
このように、保護部材の幅寸法が、超音波ホーンの先端部の幅寸法よりも大きく設定されていることにより、保護部材の幅寸法に対して接合後の幅寸法が相対的に小さい所定範囲の芯線について、保護部材を共用することが可能となる。これにより、芯線の接合後の幅寸法ごとに保護部材を作製する必要がなくなり、端子付き電線の生産性の向上や、製造コストの低廉化に寄与することができる。
また、前記端子付き電線のさらに別の態様として、前記芯線と平行な方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法よりも大きく設定されている。
このように、保護部材の奥行寸法が、超音波ホーンの先端部の奥行寸法よりも大きく設定されていることにより、芯線の基端側において、超音波ホーンの先端部が芯線を直接押圧するおそれがなくなる。これにより、芯線の断線を効果的に抑制することができる。
また、前記端子付き電線のさらに別の態様として、前記加圧の方向において、前記保護部材の寸法は、少なくとも前記芯線の素線の直径以上に設定されていることが望ましい。
このように、保護部材の厚さ寸法が、少なくとも芯線の素線の直径以上に設定されていることにより、少なくとも超音波ホーンの先端部から芯線の各素線が受け得る剪断力を保護部材によって負担することが可能となる。換言すれば、保護部材について、超音波ホーンの先端部から芯線の各素線が受け得る剪断力を負担可能な剛性を確保することができる。これにより、保護部材によって、芯線の断線を効果的に抑制することができる。
また、前記端子付き電線のさらに別の態様として、前記保護部材は、前記芯線と同種の材料によって形成されていることが望ましい。
このように、保護部材が芯線と同種の材料によって形成されていることで、超音波接合による保護部材と芯線との良好な接続性が得られ、保護部材と芯線とを、強固に接続することができる。
また、別の観点から、本発明は、電線の端末から露出した芯線と端子金具とが超音波接合によって接続される端子付き電線の製造方法であって、その一態様として、アンビルの上に前記端子金具を載置し、該端子金具の上に前記芯線を配置すると共に、該芯線の上に保護部材を配置する工程と、前記アンビルの上方に配置された超音波ホーンが前記保護部材を介して前記芯線を前記端子金具に押し当てた状態で超音波振動を付与することによって、前記保護部材と前記芯線と前記端子金具を超音波接合によって一体に接続する工程と、を有する。
本発明によれば、芯線が板状の保護部材と端子金具とによって挟み込まれた状態で超音波接合されるため、超音波接合時において、超音波ホーンの先端部が芯線を直接押圧するおそれがなくなる。すなわち、超音波ホーンの先端部の端縁（エッジ）が芯線に直接当接するおそれがなくなる。これにより、超音波接合時における、芯線に対する超音波ホーンの先端部の端縁（エッジ）による応力集中が緩和され、芯線の断線を抑制することができる。
本発明の第１実施形態に係る端子付き電線の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る端子付き電線の超音波接合前の状態を表した斜視図である。 図２をＡ方向から見た矢視図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は超音波接合後の状態を表した図３に相当する矢視図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態の変形例に係る端子付き電線の斜視図、（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係る端子付き電線の斜視図、（ｂ）は同図（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 本発明の第２実施形態に係る端子付き電線の超音波接合前の状態を表した正面図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態の変形例に係る端子付き電線の斜視図、（ｂ）は同図（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。 本発明の第３実施形態に係る端子付き電線の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る端子付き電線の超音波接合前の状態を表した正面図である。 従来の端子付き電線の超音波接合時の状態を表した断面図である。
以下に、本発明に係る端子付き電線及びその製造方法の実施形態を、図面に基づいて詳述する。
（端子付き電線の構成）
本実施形態に係る端子付き電線の具体的な構成について、図１〜図４に基づいて詳述する。
本実施形態に係る端子付き電線は、図１に示すように、電線１の端末の絶縁被覆２が除去され露出した芯線３が、保護部材５と端子金具４に挟み込まれた状態で超音波接合されることによって、保護部材５と芯線３と端子金具４とが一体に接続（接合）されている。
電線１は、芯線３が例えばアルミニウムの撚り線によって構成されたアルミニウム電線である。そして、電線１の端末の所定範囲の絶縁被覆２が除去され、これにより露出した芯線３の先端部が、超音波接合によって端子金具４の基端部に接続（接合）される。具体的には、超音波接合に伴って加圧されることにより、端子金具４との接続領域（超音波接合領域）については、端子金具４に沿って横断面ほぼ矩形板状となるように押し潰される。なお、電線１は、前記アルミニウム電線のほか、例えば芯線３が銅によって形成された銅電線など、他の導電性金属材料からなる電線であってもよい。その他、電線１は、銅合金やアルミニウム合金によって形成されていてもよい。また、電線１は、銅電線やアルミニウム電線にメッキ（例えばＳｎ，Ｎｉ等）が施されたものでもよく、銅やアルミニウム等の導電性材料にカーボンナノチューブが添加されたものであってもよい。
端子金具４は、導電性金属材料、例えば銅やアルミニウムによってほぼ平板状に形成されている。なお、この端子金具４は、図１の図示では単なる板状に形成されたものを例示しているが、当該態様に限定されるものではない。換言すれば、端子金具４は、前記板状のもののほか、例えば先端部にいわゆる丸形やＹ形のターミナル接続部が一体に形成されたものでもよく、また、端子金具４自体が配索材として構成されたものであってもよい。
保護部材５は、電線１の芯線３と同種の材料であるアルミニウムによって、ほぼ平板状に形成されている。より具体的には、この保護部材５は、平面視、横断面共に長方形状をなす矩形板状に形成されている。なお、保護部材５は、必ずしも電線１の芯線３と同種の材料に限定されるものではなく、該電線１の芯線３と異種の材料によって形成されてもよい。具体的には、例えば銅電線に対してアルミニウム製の保護部材５を用いてもよい。
また、保護部材５は、前記アルミニウムのほか、例えば銅など、他の導電性金属によって形成されていてもよい。その際、保護部材５の材料は、純アルミニウムや純銅のみならず、例えばこれらの合金（アルミニウム合金や銅合金）であってもよく、また、アルミニウムや銅にメッキ（例えばＳｎ，Ｎｉ等）が施されたものでもよい。その他、保護部材５は、アルミニウムや銅等の導電性材料にカーボンナノチューブが添加されたものであってもよい。
さらに、保護部材５は、金属材料のみならず、例えば樹脂材料によって形成することも可能である。すなわち、樹脂材料であっても、超音波接合によって後述する超音波ホーン７（図２参照）に溶着することなく芯線３と接続可能なものであれば、保護部材５の材料として適用することができる。
また、図３に示すように、保護部材５の芯線３と直交する方向の寸法（以下、「幅寸法」と略称する。）Ｘは、後述する超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘとほぼ同じに設定されている。より具体的には、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法をＷｘ、芯線３の素線（芯線３を構成する１本の金属線）３ａの直径をＤとしたとき、保護部材５の幅寸法Ｘは、「（Ｗｘ−Ｄ）≦Ｘ≦Ｗｘ」を充足するように設定されている。すなわち、保護部材５の幅寸法Ｘは、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘから芯線３の素線３ａの直径Ｄを差し引いた寸法（Ｗｘ−Ｄ）以上であって、かつ超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘ以下の大きさに設定されている。
さらに、保護部材５の芯線３と平行な方向の寸法（以下、「奥行寸法」と略称する。）Ｙは、後述する超音波ホーン７の押圧部７２の奥行寸法をＷｙとしたとき、「Ｗｙ≦Ｙ」を充足するように設定されている。すなわち、保護部材５の奥行寸法Ｙは、超音波ホーン７の押圧部７２の奥行寸法Ｗｙ以上の大きさに設定されている。
加えて、保護部材５の芯線３と直交する方向であって、かつ後述する超音波ホーン７が昇降する方向に平行な方向の寸法（以下、「厚さ寸法」と略称する。）Ｚは、芯線３の素線３ａの直径をＤとしたとき、「Ｄ≦Ｚ」を充足するように設定されている。すなわち、保護部材５の厚さ寸法Ｚは、芯線３の素線３ａの直径Ｄ以上の大きさに設定されている。
（端子付き電線の製造方法）
端子付き電線の製造方法について説明する前に、当該端子付き電線の超音波接合に用いる超音波接合装置について、図２〜図４に基づいて説明する。
図２〜図４に示すように、超音波接合装置は、上面がほぼ平滑に形成された台座となるアンビル６と、該アンビル６の上方に昇降可能に設けられた超音波ホーン７と、アンビル６上において端子金具４の両側縁を押さえてクランプ（固定）する１対のクランプ部材８，８と、を有する。
超音波ホーン７は、比較的幅広に形成されたホーン本体７１と、該ホーン本体７１の先端部に段差状に縮小形成され、保護部材５を介して芯線３を端子金具４に押し当てる、本発明に係る超音波ホーンの先端部に相当する押圧部７２と、を有する。すなわち、超音波ホーン７は、アンビル６との間に接合対象である端子金具４、芯線３及び保護部材５を挟み込み、押圧部７２により、保護部材５を介して芯線３を端子金具４に押し当てた状態で超音波振動を付与する。
クランプ部材８，８は、ほぼ矩形ブロック状を呈し、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘよりも若干広い間隔（スパン）をもって配置され、超音波ホーン７と同様、上下方向に昇降可能に設けられている。すなわち、クランプ部材８，８は、上昇状態でアンクランプし、下降状態ではそれぞれ下面８ａ，８ａの内側縁によって端子金具４の外側縁をクランプすることで、アンビル６上に端子金具４を固定する。
以下、本実施形態に係る端子付き電線の製造方法を、図２〜図５に基づいて詳述する。なお、各図の説明では、便宜上、芯線３の先端側を「前」、芯線３の基端側を「後」として説明する。
まず、図２〜図４に示すように、アンビル６上に端子金具４を載置し、これをクランプする。その後、電線１の端末の絶縁被覆２を除去することによって露出した芯線３を、１対のクランプ部材８，８の間に挿入して、端子金具４の基端部の上に配置した後、両クランプ部材８，８間に挿入した芯線３の上に、保護部材５を配置する。
続いて、図５に示すように、超音波ホーン７を下降させ、該超音波ホーン７の押圧部７２によって、保護部材５を介して芯線３を端子金具４に押し当てた状態で、保護部材５、芯線３及び端子金具４に対して超音波振動を付与する。このとき、超音波ホーン７の押圧部７２は、芯線３と直交する端縁（エッジ）、特に後端縁７２ｂ（図４参照）を含む保護部材５と対向する押圧面７２ａ全体が、芯線３には直接当接せず、保護部材５に当接した状態で、該保護部材５を介して芯線３を加圧することになる。
そして、この加圧に伴い前記超音波振動が付与されることで、保護部材５と芯線３と端子金具４とが一体に接続され、端子付き電線が完成する。具体的には、図５に示すように、保護部材５及び芯線３のうち、超音波ホーン７の押圧部７２によって加圧されて超音波振動が付与される超音波接続領域では、超音波ホーン７の押圧面７２ａによって、保護部材５及び芯線３が、平坦状に押し潰され、一体に接続される。一方、超音波接続領域よりも後端側の領域である非接続領域では、芯線３は、厚さＷｚが前端側に向かって漸次減少するように先細り状に形成され、超音波ホーン７の押圧面７２ａからはみ出した保護部材５の後端部５ａは、前記先細り状の芯線３に沿って曲折形成される。最後に、超音波ホーン７を上昇させ、両クランプ部材８，８をアンクランプすることにより、端子付き電線を取り出して、該端子付き電線の製造が完了する。
（本実施形態の作用効果）
以下、本実施形態に係る端子付き電線の作用効果について具体的に説明する。
従来の端子付き電線の製造方法によれば、図１２に示すように、芯線１０２に対して、超音波ホーン１０５のエッジ１０５ａが直接当接する。このため、超音波接合における加圧時に、芯線１０２の剪断方向において、超音波ホーン１０５のエッジ１０５ａによる応力集中が発生し、芯線１０２の一部（素線）１０２ａが断線してしまうおそれがあった（図１２中の部分拡大図参照）。
これに対して、本実施形態に係る端子付き電線及びその製造方法によれば、芯線３が保護部材５と端子金具４とによって挟み込まれた状態で、保護部材５を介して付与される超音波振動をもって、保護部材５と芯線３と端子金具４とが接続される。換言すれば、超音波接合時において、芯線３は、保護部材５によって保護された状態で、該保護部材５を介して超音波振動を付与する超音波ホーン７によって加圧される。このため、超音波ホーン７が芯線３を直接押圧せず、該超音波ホーン７の押圧部７２のエッジ（特に後端縁７２ｂ）が芯線３に直接当接するおそれがない。これにより、超音波接合時における、芯線３に対する超音波ホーン７の押圧部７２のエッジ（特に後端縁７２ｂ）による応力集中が緩和され、芯線３の断線を抑制することができる。
また、本実施形態では、保護部材５の幅寸法Ｘが、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘとほぼ同じに設定されていることで、保護部材５の幅方向において芯線３を過不足なく保護することができる。これにより、保護部材５の幅寸法Ｘの不足によって芯線３が損傷するおそれがなく、また、保護部材５の余分な材料を削減することができる。
さらに、本実施形態では、保護部材５の下限幅寸法が、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘから芯線３の素線３ａの直径Ｄを差し引いた寸法にされていることで、保護部材５の幅方向において、芯線３を構成する各素線３ａ（全ての素線３ａ）と保護部材５とがオーバーラップすることになり、保護部材５から素線３ａがはみ出すおそれがなくなる。これにより、芯線３の断線を効果的に抑制することができる。
加えて、本実施形態では、保護部材５の上限幅寸法が、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘに設定されていることで、保護部材５の余剰部分が削減され、該保護部材５の材料の歩留まりを向上させることができる。これにより、端子付き電線の製造コストの低廉化に寄与することができる。
また、本実施形態では、保護部材５の奥行寸法Ｙが、超音波ホーン７の押圧部７２の奥行寸法Ｗｙよりも大きく設定されていることにより、芯線３の基端側において、超音波ホーン７の押圧部７２（特に後端縁７２ｂ）が芯線３を直接押圧するおそれがなくなる。これにより、芯線３の断線をより効果的に抑制することができる。
また、本実施形態では、保護部材５の厚さ寸法Ｚが、少なくとも芯線３の素線３ａの直径Ｄ以上に設定されていることにより、少なくとも超音波ホーン７の押圧部７２から芯線３の各素線３ａが受け得る剪断力を保護部材５により負担することが可能となる。換言すれば、保護部材５について、超音波ホーン７の押圧部７２から芯線３の各素線３ａが受け得る剪断力を負担可能な剛性を確保することができる。これにより、保護部材５によって、芯線３の断線をさらに効果的に抑制することができる。
また、本実施形態では、保護部材５が芯線３と同種の材料によって形成されていることにより、超音波接合による保護部材５と芯線３との良好な接続性が得られ、保護部材５と芯線３とを、より強固に接続することができる。
（変形例）
本実施形態では、端子金具４が単に平板状に形成されたものを例示して説明したが、端子金具４は、図６に示すように、超音波接続領域、すなわち芯線３の接続領域４ａが横断面Ｕ字形状に形成されたものであってもよい。
このように、芯線３の接続領域４ａが横断面Ｕ字形状に形成されていることで、芯線３や保護部材５の幅方向の位置ずれを抑制した状態で超音波接合が可能となり、端子付き電線の生産性や品質の向上に寄与することができる。
〔第２実施形態〕
図７、図８は、本発明に係る端子付き電線及びその製造方法の第２実施形態を示す。なお、本実施形態は、前記第１実施形態に係る保護部材５の構成を変更したものであり、それ以外の他の構成については前記第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図７、図８に示すように、本実施形態では、保護部材５の幅寸法Ｘが、前記超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘの２／３以上であって、かつ超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘよりも小さく設定されている。また、保護部材５の芯線３と対向する側面において、幅方向（Ｘ方向）の両側端縁には、例えばＲテーパ状（横断面円弧状）の面取り部５ｂが形成されている。なお、この面取り部５ｂは、前記Ｒテーパ状のみならず、例えばチャンファー状（横断面直線状）に形成されていてもよい。
ここで、前記超音波接合に伴う加圧時において、超音波ホーン７によって芯線３を押し潰す際に、とりわけ潰し代の大きい幅方向（Ｘ方向）の領域、すなわち超音波ホーン７の押圧部７２の中央部であって、該押圧部７２の幅寸法Ｗｘの２／３の領域において、応力集中が生じやすくなる。
そこで、本実施形態では、保護部材５の下限幅寸法が、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘの２／３に設定されている。これにより、保護部材５の材料費を抑えながら、前記応力集中が生じやすい領域を保護部材５により保護することが可能となる。これにより、芯線３の断線の抑制と製造コスト（保護部材５の材料費）の低減とを両立させることができる。
さらに、本実施形態では、保護部材５の幅寸法Ｘが、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘの２／３以上、かつ超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘよりも小さく設定されていることにより、保護部材５の幅寸法Ｘに対して接合後の幅寸法が相対的に大きい所定範囲の芯線３について、保護部材５の共用が可能となる。これにより、芯線３の接合後の幅寸法に応じて（接合後の幅寸法ごとに）保護部材５を作製する必要がなくなり、端子付き電線の生産性の向上や、製造コストの低廉化に寄与することができる。
また、上述のように、保護部材５の幅寸法Ｘが超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘよりも小さく設定される本実施形態では、芯線３に平行な方向において、保護部材５の両側端縁（エッジ）が芯線３を押圧する可能性がある。
そこで、本実施形態では、保護部材５の芯線３と対向する側面の幅方向（Ｘ方向）の両側端縁に、面取り部５ｂが設けられている。これにより、保護部材５の幅方向（Ｘ方向）の両側端縁（エッジ）による応力集中を抑制することが可能となり、芯線３と平行な方向においても、芯線３の損傷を抑制することができる。
（変形例）
本実施形態では、芯線３の圧縮代が比較的小さく、芯線３の上部に保護部材５が積層されたものを例示して説明したが、端子付き電線の仕様によっては、例えば図９に示すように、超音波ホーン７による芯線３の圧縮代を大きくとり、凹状に変形した芯線３に保護部材５が埋没するまで圧着してもよい。
〔第３実施形態〕
図１０、図１１は、本発明に係る端子付き電線及びその製造方法の第３実施形態を示す。なお、本実施形態は、前記第１実施形態に係る保護部材５の構成を変更したものであり、それ以外の他の構成については前記第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図１０、図１１に示すように、本実施形態では、保護部材５の幅寸法Ｘが、前記超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘよりも大きく設定されている。また、この寸法差に基づき、保護部材５のうち超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘを超える、余剰となる両側部５ｄ，５ｄについては、芯線３と反対側（押圧部７２側）に折り曲げられる。すなわち、前記超音波接合時において、保護部材５が超音波ホーン７により各クランプ部材８，８間に押し込まれる際に、両側部５ｄ，５ｄが、それぞれ超音波ホーン７の押圧部７２と各クランプ部材８，８の内側上端縁８ｂ，８ｂとの間に挟み込まれて芯線３と反対側（押圧部７２側）に折り曲げられた状態で、中央の平面部５ｃが芯線３に接続（接合）される。このようにして、保護部材５は、超音波ホーン７によって、該超音波ホーン７の押圧部７２の先端部の外形に沿って横断面凹形状に折り曲げられた状態で、中央の平面部５ｃが芯線３と一体に接続されている（図１０参照）。
本実施形態では、保護部材５の幅寸法Ｘが、超音波ホーン７の押圧部７２の幅寸法Ｗｘよりも大きく設定されていることにより、保護部材５の幅寸法Ｘに対して接合後の幅寸法が相対的に小さい所定範囲の芯線３について、保護部材５の共用が可能となる。これにより、芯線３の接合後の幅寸法に応じて（接合後の幅寸法ごとに）保護部材５を作製する必要がなくなり、端子付き電線の生産性の向上や、製造コストの低廉化に寄与することができる。
本発明は、前記実施形態において例示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適用対象の仕様等に応じて自由に変更することができる。
また、前記各実施形態では、本発明に係る保護部材として、板状に形成されたものを例示して説明したが、かかる板状のものに限定されるものではなく、電線に対して超音波接合が可能であれば、例えば緩やかな円弧状に形成されたものなど、他の形態を採用することもできる。
１…電線
２…絶縁被覆
３…芯線
４…端子金具
５…保護部材
６…アンビル
７…超音波ホーン

Claims (10)

  1. 電線の端末から露出した芯線と端子金具とが超音波接合によって接続された端子付き電線であって、
    前記芯線は、保護部材と前記端子金具とによって挟み込まれた状態で、超音波ホーンより前記保護部材を介して加圧状態で付与される超音波振動をもって、前記保護部材及び前記端子金具と一体に接続されていることを特徴とする端子付き電線。
  2. 前記芯線と直交し、かつ前記加圧の方向と直交する方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法とほぼ同じに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の端子付き電線。
  3. 前記芯線と直交し、かつ前記加圧の方向と直交する方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法から前記芯線の素線の直径を差し引いた寸法以上であって、かつ前記超音波ホーンの先端部の寸法以下に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の端子付き電線。
  4. 前記芯線と直交し、かつ前記加圧の方向と直交する方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法の２／３以上であって、かつ前記超音波ホーンの先端部の寸法よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の端子付き電線。
  5. 前記保護部材は、前記芯線と対向する側面の端縁に、面取り部を有することを特徴とする請求項４に記載の端子付き電線。
  6. 前記芯線と直交し、かつ前記加圧の方向と直交する方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の端子付き電線。
  7. 前記芯線と平行な方向において、前記保護部材の寸法は、前記保護部材に当接する前記超音波ホーンの先端部の寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の端子付き電線。
  8. 前記加圧の方向において、前記保護部材の寸法は、少なくとも前記芯線の素線の直径以上に設定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の端子付き電線。
  9. 前記保護部材は、前記芯線と同種の材料によって形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の端子付き電線。
  10. 電線の端末から露出した芯線と端子金具とが超音波接合によって接続される端子付き電線の製造方法であって、
    アンビルの上に前記端子金具を載置し、該端子金具の上に前記芯線を配置すると共に、該芯線の上に保護部材を配置する工程と、
    前記アンビルの上方に配置された超音波ホーンが前記保護部材を介して前記芯線を前記端子金具に押し当てた状態で超音波振動を付与することによって、前記保護部材と前記芯線と前記端子金具を超音波接合によって一体に接続する工程と、
    を有することを特徴とする端子付き電線の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021128815A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 矢崎総業株式会社 電線の接続構造及び接続方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170334016A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to form a workpiece employing vibration welding
US10312638B2 (en) 2016-05-31 2019-06-04 Amphenol Corporation High performance cable termination
CN111164836B (zh) 2017-08-03 2023-05-12 安费诺有限公司 用于低损耗互连系统的连接器
CN113728521A (zh) * 2019-02-22 2021-11-30 安费诺有限公司 高性能线缆连接器组件
US11621501B2 (en) * 2020-09-28 2023-04-04 Yazaki Corporation Terminal, wire harness, and electric wire with terminal
CN113937588B (zh) * 2021-09-22 2024-09-03 中航光电科技股份有限公司 一种减少超声波焊接端子裂纹的方法及连接器
DE102021125134B3 (de) * 2021-09-28 2023-02-02 Strunk Connect automated solutions GmbH & Co. KG Verfahren zum Verschweißen einer elektrischen Aluminiumleitung mit einem Anschlusselement aus einem artfremden Metallmaterial
CN116423035B (zh) * 2023-05-18 2023-09-29 四会市恒辉电工器材有限公司 一种多股线压方成型机构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11317118A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Toshiba Corp 超電導線の接合方法
JP2011115814A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Hitachi Vehicle Energy Ltd 金属薄板の超音波溶接方法
US20120111629A1 (en) * 2010-10-06 2012-05-10 Mike Patrikios System And Method For Terminating Aluminum Conductors
JP2016078093A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 株式会社アルテクス 接合構造体及び音波又は超音波接合方法
JP2017152346A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 株式会社フジクラ 端子付電線

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3360850A (en) * 1965-05-24 1968-01-02 Western Electric Co Vibratory bonding utilizing a tuned anvil
SE9303693L (sv) * 1993-11-09 1994-10-17 Moelnlycke Ab Förfarande och anordning för ultraljudsvetsning vid höga löphastigheter hos materialbanorna
JP3455344B2 (ja) * 1995-10-20 2003-10-14 株式会社オートネットワーク技術研究所 超音波溶接装置
JP4422391B2 (ja) * 2002-08-07 2010-02-24 矢崎総業株式会社 電線と端子の接続方法
CN101151769A (zh) * 2005-04-01 2008-03-26 株式会社自动网络技术研究所 导体和线束
DE102008031588B4 (de) * 2008-07-03 2011-03-24 Lisa Dräxlmaier GmbH Kontaktierung von Leichtmetallleitungen
JP5374208B2 (ja) * 2009-03-27 2013-12-25 矢崎総業株式会社 圧着端子金具
JP5557377B2 (ja) * 2010-03-23 2014-07-23 矢崎総業株式会社 端子の電線に対する接続構造
CN202918107U (zh) * 2012-04-13 2013-05-01 精进百思特电动（上海）有限公司 一种电机和一种电机三相引出线和接线端子组合件
JP2014211953A (ja) 2013-04-17 2014-11-13 矢崎総業株式会社 電線の接続方法，接続装置
JP6220559B2 (ja) * 2013-05-31 2017-10-25 矢崎総業株式会社 電線の接続方法，接続装置
DE102014004127B4 (de) 2014-03-24 2015-12-17 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren zum Verbinden einer elektrischen Leitung mit einem metallischen Kontaktelement, Verbindungselement sowie Sonotrode
JP2016004762A (ja) 2014-06-19 2016-01-12 住友電装株式会社 端子
DE102016125748B3 (de) 2016-11-16 2018-03-01 Auto-Kabel Management Gmbh Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Anschlussteil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11317118A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Toshiba Corp 超電導線の接合方法
JP2011115814A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Hitachi Vehicle Energy Ltd 金属薄板の超音波溶接方法
US20120111629A1 (en) * 2010-10-06 2012-05-10 Mike Patrikios System And Method For Terminating Aluminum Conductors
JP2016078093A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 株式会社アルテクス 接合構造体及び音波又は超音波接合方法
JP2017152346A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 株式会社フジクラ 端子付電線

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021128815A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 矢崎総業株式会社 電線の接続構造及び接続方法

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