JP2021082462A - 管端子付き電線およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管端子と被覆電線の導体との防食性を確保すること。【解決手段】外部の導電体と接続可能な端子接続部と中空筒形状の管状接続部とを有する管端子と、導体が絶縁被覆に覆われた被覆電線と、を備え、被覆電線の端部において導体が露出した導体露出部と、導体露出部が挿入された状態の管状接続部の内周部との間において、導体を構成する金属材料と管状接続部を構成する金属材料とが拡散接合されている。製造方法においては、管状接続部に、先端部において導体が露出した導体露出部を有する被覆電線の導体露出部を挿入する挿入工程と、導体露出部が挿入された状態で、管状接続部に超音波振動および圧力を作用させることにより、管状接続部と導体とを超音波接合する超音波接合工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、管端子付き電線およびその製造方法に関する。

近年、自動車の多機能化および高性能化に伴い、自動車に様々な電装機器が搭載されてきている。そのため、自動車の電気回路は複雑化し、各電装機器に電力や電気信号を安定的に供給することが必要不可欠になっている。様々な電装機器が搭載された自動車には、複数本の被覆電線を束ねることによって形成されたワイヤハーネスが配索される。自動車内においては、ワイヤハーネスが回路基板に端子を介して接続されたり、ワイヤハーネス同士がコネクタを介して接続されたりすることによって電気回路が形成される。このワイヤハーネス同士を接続するコネクタの内部に設けられた接続端子に被覆電線が接続されて構成された端子付き電線が提案されている。

特許文献１には、接続端子に電線を超音波溶接により接続した端子付き電線が開示されている。また、特許文献２には、超音波加圧部によって、導体配置底部と導体先端部とを超音波溶接することで導体先端部と導体配置底部とを電気的に接続し、導体配置底部における接触部分と非接触部分との界面部分に絶縁性を有する樹脂被覆層を形成することで防食性を得る技術が開示されている。

また、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）における、バッテリ間などの高電圧部分やその他の低電圧部分などにおいて、バッテリの電力を様々な電気機器に供給するための電源ケーブルには、比較的太線の電線が用いられる。近年、電気自動車への移行が進むに従って、大電流用のワイヤハーネスの軽量化、具体的には導体のアルミ化や導体の扁平化による放熱性を向上させた上でのサイズダウンなどが求められている。

特開２０１３−１５２８０５号公報 特開２０１３−１９６８８０号公報 特開２０１６−００１５９０号公報

ここで、太線の電線を管状の端子（以下、管端子）に接続させる場合などにおいて、低コストで防食性を確保する技術が求められている。しかしながら、上述した従来技術においては、太線の電線を用いて管端子付き導線を製造する場合、防食剤の塗布量が多くなり、コストが増加する可能性がある。また、従来技術においては、導体の接続部と絶縁被覆とにおいて接続部が分かれていることから、端子の接続部の形状が複雑になってしまう。そのため、接続部分が単純な形状である管端子に電線が接続されて構成された管端子付き電線において、低コストで防食性を確保できる技術が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、管端子と被覆電線の導体との防食性を確保することができる管端子付き電線およびその製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る管端子付き電線は、 外部の導電体と接続可能な端子接続部と中空筒形状の管状接続部とを有する管端子と、導体が絶縁被覆に覆われた被覆電線と、を備え、前記被覆電線の端部において前記導体が露出した導体露出部と、前記導体露出部が挿入された状態の前記管状接続部の内周部との間において、前記導体を構成する金属材料と前記管状接続部を構成する金属材料とが拡散接合されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部の内部に、少なくとも前記導体露出部が挿入された状態において、前記導体露出部と前記管状接続部とが、超音波接合されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部の内周面に前記管状接続部を構成する金属材料が露出していることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部の外周面の少なくとも一部に金属メッキ層が設けられていることを特徴とする。本発明の一態様に係る管端子付き電線は、この構成において、前記金属メッキ層の金属材料が、錫、錫合金、ニッケル、またはニッケル合金を主成分として含むことを特徴とする。本発明の一態様に係る管端子付き電線は、この構成において、前記金属メッキ層は、互いに異なる金属元素からなる複数の金属層を積層させた積層構造を有することを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部の外周面の少なくとも一部に、前記管状接続部を構成する金属材料が露出していることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部に前記被覆電線の前記絶縁被覆の少なくとも一部が挿入された状態で、前記管状接続部の内周面と前記絶縁被覆とが溶着されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部を構成する金属材料は、銅または銅合金であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記導体を構成する金属材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部の前記被覆電線が挿入されている部分の断面形状が、略矩形状であり、前記被覆電線の前記導体が扁平形状であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記被覆電線の前記導体の断面積が１０ｍｍ²以上６０ｍｍ²未満であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部の板厚が、０．８ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線は、上記の発明において、前記管状接続部に接続された部分における前記導体の圧縮率が４５％以上８０％以下であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線の製造方法は、外部の導電体と接続可能な端子接続部と中空筒形状の管状接続部とを有する管端子における前記管状接続部に、導体が絶縁被覆に覆われ、先端部において前記導体が露出した導体露出部を有する被覆電線の前記導体露出部を挿入する挿入工程と、前記導体露出部が挿入された状態で、前記管状接続部に超音波振動および圧力を作用させることにより、前記管状接続部と前記導体とを超音波接合する超音波接合工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る管端子付き電線の製造方法は、上記の発明において、前記挿入工程において、前記管状接続部に前記絶縁被覆の少なくとも一部を挿入し、前記超音波接合工程において、前記管状接続部の内周面と前記絶縁被覆とを溶着させることを特徴とする。

本発明に係る管端子付き電線およびその製造方法によれば、管端子と被覆電線の導体との防食性が確保された管端子付き電線を得ることが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態による管端子付き電線を示す斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態における管端子を幅方向中央部で分断した縦断斜視図である。 図３は、本発明の第１の実施形態による管端子付き電線の端子と導体との界面部分における拡散接合の状態例を示すグラフである。 図４は、本発明の第１の実施形態における管端子に被覆電線を接続する前の状態を示す斜視図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の第１変形例による管端子付き電線の接続部分を示す斜視図である。 図６Ａは、本発明の第２の実施形態における管端子に被覆電線を接続する前の状態を示す斜視図である。 図６Ｂは、本発明の第２の実施形態による管端子付き電線を示す斜視図である。 図７は、本発明の第２の実施形態の第２変形例による管端子付き電線を示す斜視図である。 図８Ａは、本発明の第２の実施形態の第３変形例による管端子付き電線を示す斜視図である。 図８Ｂは、本発明の第２の実施形態の第４変形例による管端子付き電線を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態による管端子付き電線について説明する。図１は、第１の実施形態による管端子付き電線を示す。図２は、第１の実施形態による管端子を幅方向中央部（ＩＩ−ＩＩ線）で分断した縦断斜視図である。図１に示すように、第１の実施形態における管端子付き電線１は、管端子１０および被覆電線５０を備える。

管端子１０は、端子接続部２０と管状接続部３０とを備える。端子接続部２０は、例えば雌型圧着端子の接続構造などからなり、長手方向Ｘの先端側である前方から後方に向かって、雄型端子が有する挿入タブが挿入される中空四角柱体をなす。なお、端子接続部２０としては雌型端子に限定されず、雄型端子や丸型端子などの外部の導電体と接続可能であれば種々の形状の接続構造を採用できる。管状接続部３０は、所定長さのトランジション部４０および凹状封止部３３を介して端子接続部２０の後方に設けられた後方視略Ｏ型形状をなす。

なお、本明細書中において、長手方向Ｘとは、管端子１０の長手方向、すなわち管状接続部３０において超音波接合される被覆電線の長手方向と一致する方向を意味する。また、幅方向Ｙとは、端子接続部２０の底面部２２に平行な平面内において長手方向Ｘに対し交差する方向を意味する。さらに、高さ方向Ｚとは、長手方向Ｘおよび幅方向Ｙが含まれる平面に対して略直角の方向を意味する。また、本明細書中においては、管状接続部３０に対する端子接続部２０側の方向を前方と表記し、逆に端子接続部２０に対する管状接続部３０側の方向を後方と表記する。

図１および図２に示すように、管端子１０は、中空四角柱体の端子接続部２０および後方視略Ｏ型形状の管状接続部３０を有するクローズバレル形式の端子である。管端子１０は、基材が銅（Ｃｕ）または黄銅などの銅合金（Ｃｕ合金）からなる所定の厚さの金属板から構成される。管端子１０の外周面には、金属メッキ処理が施されて金属メッキ層が形成されている。金属メッキ層を構成する金属材料は、主成分として、錫（Ｓｎ）、錫合金（Ｓｎ合金）、ニッケル（Ｎｉ）、またはニッケル合金（Ｎｉ合金）を含む。また、金属メッキ層は、互いに異なる金属元素からなる複数の金属層を積層させた積層構造を有してもよい。

管端子１０は、金属板が管端子１０を平面展開した形状に打ち抜かれた後、端子接続部２０と管状接続部３０とからなる立体的な端子形状に曲げ加工されて、管状接続部３０の溶接部Ｗ１において溶接されて製造される。ここで、管端子１０を構成する金属板の板厚は、０．８ｍｍ以上２．５ｍｍ以下が好ましい。２．５ｍｍ以上になると、管端子１０の剛性が高くなって押圧させても潰せなくなり、後述する超音波接合における超音波振動効率が悪くなる。

端子接続部２０は、長手方向Ｘの後方に向かって折り曲げられ、雄型圧着端子の挿入タブに接触する弾性接触片２１を備える。端子接続部２０は例えば、底面部２２の幅方向Ｙ両側の部分に連設された側面部２３が重なり合うように折り曲げられて、長手方向Ｘの前方側から見て略四角形状に構成されている。

管状接続部３０は、被覆接続範囲３０ａ、導体接続範囲３０ｂ、および封止部３０ｃを備える。被覆接続範囲３０ａは、被覆電線５０の絶縁被覆５２を覆う範囲である。導体接続範囲３０ｂは、被覆電線５０から露出した導体５１と超音波接合により接続される範囲である。導体接続範囲３０ｂは、例えば被覆接続範囲３０ａに比して縮径された段差状に形成されていてもよい。管状接続部３０の導体接続範囲３０ｂの外周部に、凹部３４が形成されている。凹部３４は、管端子１０と被覆電線５０との超音波接合において、後述する超音波接合装置のホーンが押圧されることによって形成される。ここで、超音波接合とは、複数の対象物に対して、超音波振動および圧力を作用させることにより、複数の対象物を接合させることである。

封止部３０ｃは、導体接続範囲３０ｂより前方側が押しつぶされて封止された一方の端部側の部位である。管状接続部３０は、接合面３１および接合面３１の幅方向Ｙ両側に延出したバレル構成片３２が丸められ、バレル構成片３２の対向端部３２ａ同士を突き合せて溶接することによって、後方視略Ｏ型形状に形成される。また、凹状封止部３３は、封止されているとともに、例えば、長手方向Ｘの前方側から見て幅方向Ｙに広い断面略Ｕ字状に形成されている。これにより、管状接続部３０は、長手方向Ｘに沿った一方の端部が封止されつつ、他方の端部が開口した断面中空筒形状に形成されている。バレル構成片３２の長手方向Ｘに沿った長さは、被覆電線５０から露出した導体５１の長手方向Ｘに沿った長さより長くなっている。

管状接続部３０における少なくとも導体接続範囲３０ｂの内周面は、メッキが施されておらず、被覆電線５０との接続前は、管状接続部３０の材料、例えばＣｕまたはＣｕ合金が露出している。これにより、管状接続部３０と被覆電線５０とを超音波接合する際に、導体接続範囲３０ｂの露出した内周面と導体５１の露出した外周部との間において、管状接続部３０の材料と導体５１の材料とを拡散接合させることができる。拡散接合される領域は、例えば、露出した導体５１と接合面３１とが接触している領域である。管状接続部３０と導体５１との間において、拡散接合された領域が形成されることにより、導体５１を構成するＡｌ素線５１ａ同士の素線間の導通性も確保できるとともに、導体５１と管状接続部３０との間の導通性も向上する。

被覆電線５０は、導体５１と絶縁被覆５２とを有する。導体５１は、長手方向Ｘに延伸した複数のアルミニウム素線（Ａｌ素線）５１ａが束ねられて構成された導体部である。なお、導体５１の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）以外にも、アルミニウム合金（Ａｌ合金）などの管状接続部３０を構成する例えば銅（Ｃｕ）などの材料と拡散接合可能な他の金属材料を用いることが可能である。それぞれのＡｌ素線５１ａは、被覆されていない単芯線または撚線からなり、第１の実施形態においては単芯線から構成される。なお、それぞれのＡｌ素線５１ａを撚線とする場合、さらに小径の複数のＡｌ素線を撚ることにより、Ａｌ素線５１ａが得られる。ここで、Ａｌ素線５１ａの素線径は、０．３２ｍｍ以上２mm以下が好ましい。素線径が２ｍｍより大きくなると、超音波接合において加圧が困難になるのみならず、素線間の間隙が大きくなるため素線間の導通性が悪くなる。一方、素線径が０．３２ｍｍ未満になると、導体５１を構成するＡｌ素線５１ａの本数が多くなるため、管端子１０の管状接続部３０への挿入が困難になる。さらに、Ａｌ素線５１ａの表面に形成される酸化皮膜の面積が大きくなるため、超音波接合において大容量が必要になり、導体５１に対して過負荷になりやすくなり、接合エネルギーの損失を生じてしまう。

被覆電線５０の電線径は、１０ｍｍ²以上６０ｍｍ²以下（１０〜６０ｓｑ）が好ましい。また、導体７１を構成するＡｌ素線７１ａの本数ｎは、典型的には５本以上１２本以下、好適には７本以上１０本以下であり、第１の実施形態においては例えば７本である。被覆電線５０は、先端部において導体５１の外周の絶縁被覆５２が除去されて、所定の長さの導体５１が露出した導体露出部５１１を有する。絶縁被覆７２は、絶縁性を有する例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンやノンハロゲン材料などの樹脂からなる。絶縁被覆７２を構成する樹脂には、可塑剤などの添加剤が添加されていてもよい。

また、管状接続部３０の圧縮による被覆電線５０の圧縮率は、４５％以上８０％以下が好ましい。なお、圧縮率は、管端子１０との接続前の導体５１の断面積に対する接続後の導体５１の断面積である。圧縮率が４５％未満になると、応力が集中して管端子が割れる可能性があり、さらに断面積が減少することによって引張強度が低下するため断線しやすくなる。圧縮率が８０％を超えると、導体５１と管状接続部３０との導通性が悪くなる。

図３は、管端子１０の導体接続範囲３０ｂにおける、管状接続部３０側から導体５１側への径方向に沿ったＡｌの含有率を示すグラフである。図３に示すように、第１の実施形態において、管端子付き電線１における管状接続部３０側においては、管状接続部３０を構成する材料であるＣｕの含有率が略１００％であって導体５１を構成するＡｌの含有率は略０％である。Ａｌの含有率は、導体５１側になるに従って連続的に増加し、これに伴ってＣｕの含有率は連続的に減少する。すなわち、導体接続範囲３０ｂにおいて、管状接続部３０と導体５１との間で、管状接続部３０の材料と導体５１の材料とが拡散接合されている。第１の実施形態においては、管状接続部３０と導体５１との間において、例えばＡｌとＣｕとが拡散接合または金属結合された拡散接合状態になっている。

（管端子付き電線の製造方法）
次に、管端子に被覆電線を超音波接合させて製造する管端子付き電線の製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態による管端子付き電線の製造方法を説明するための斜視図である。

（挿入工程）
まず、被覆電線５０の先端の絶縁被覆５２を除去することにより、導体５１の先端部に導体露出部５１１を露出させる。次に、被覆電線５０の長手方向Ｘと直交する円断面における中心を通る長手方向Ｘに平行な中心軸と、管状接続部３０の長手方向Ｘに平行な中心軸とを略一致させた後、管状接続部３０に被覆電線５０を挿入する。被覆電線５０は、被覆電線５０の中心軸が管状接続部３０の長手方向Ｘに平行になるように挿通される。この際、長手方向Ｘに沿った導体露出部５１１の先端の位置が管状接続部３０における封止部３０ｃより後方になるように挿通される。

（超音波接合工程）
その後、超音波接合装置（図示せず）を用いて、ホーン８を管状接続部３０の導体接続範囲３０ｂの部分に押圧する。これによって、導体露出部５１１の外周面に露出した例えばＡｌなどの材料と、管状接続部３０の内周面に露出した例えばＣｕなどの材料とが、周方向に沿った接触部分で互いに拡散接合する。また、絶縁被覆５２の先端部から後方の所定長さまでが被覆接続範囲３０ａに溶着される。以上により、図１に示すように、導体露出部５１１の先端から絶縁被覆５２の被覆先端より後方までが、管状接続部３０に囲繞され、管端子１０と被覆電線５０とが接続されて、管端子付き電線１が製造される。ここで、超音波接合によって導体５１と管状接続部３０との界面に、それらの材料が拡散接合されていることにより、管端子１０と被覆電線５０との接続信頼性を向上でき、水が浸入しても腐食が生じにくくなる。また、被覆接続範囲３０ａの内周面に絶縁被覆５２の先端部が溶着されることにより、製造される管端子付き電線１において、管状接続部３０内に水分が進入しにくくなり、止水性および防食性が向上される。

従来、圧着端子を用いて端子と被覆電線とを接続させる場合には、被覆電線の導体および圧着端子は、圧着の際に塑性変形される。しかしながら、塑性変形後も、導体および圧着端子が有する弾性によって変形前の形状にある程度復元しようとする復元力が発生する、いわゆるスプリングバックが発生する。スプリングバックは、比較的太径の被覆電線において発生しやすい。スプリングバックが発生し、導体と圧着端子との密着性が低下すると、圧着部の導通性能が低下する場合がある。これに対し、第１の実施形態においては、被覆電線５０の絶縁被覆５２と管端子１０の管状接続部３０とを溶着によって接続していることにより、スプリングバックの現象も抑制される。

また、被覆電線５０の導体５１が複数のＡｌ素線５１ａから構成されている場合、ＡｌやＡｌ合金は表面に酸化膜を形成しやすいことから、Ａｌ素線５１ａ間の導通性が低くなるという問題があった。この場合、複数のＡｌ素線５１ａを導体５１として用いた被覆電線５０を管端子に接続させて、管端子付き電線を製造しても、冷熱環境や振動環境が厳しい車載用を考慮すると、接続信頼性が不十分になる可能性があった。この点、第１の実施形態によれば、導体５１の導体露出部５１１の外面にＡｌ素線５１ａの材料と管状接続部３０の材料とが拡散接合された領域が形成されていることにより、Ａｌ素線５１ａ間の導通性の確保も実現でき、接続信頼性を向上できる。

また、特許文献２に開示された従来技術においては、導体の接続部と絶縁被覆とにおいて接続部が分かれていることから、端子付き電線の形状が複雑になってしまう。これに対し、第１の実施形態によれば、単純な超音波接合によって製造していることにより、管端子付き電線１の形状を単純にできる。また、特許文献３に開示された従来技術においては、比較的細径の複数の電線を、板厚が薄い管状端子でまとめて超音波接合している。これに対し、第１の実施形態によれば、管端子１０が他の端子と接続する端子接続部２０を備え、断面積が１０ｍｍ²以上の比較的大径で複数のＡｌ素線５１ａを束ねた単一の被覆電線５０を、管端子１０と接続させることができる。

以上説明した第１の実施形態によれば、管端子１０と被覆電線５０とが接続された管端子付き電線１において、管状接続部３０の内周面と導体５１の外面との間に、管状接続部３０の材料と導体５１の材料とが拡散接合された部分が設けられている。これにより、管端子１０と被覆電線５０との間に水などが浸入しても、腐食が生じにくく、防食性を確保できる。また、複数のＡｌ素線５１ａからなる導体５１の外周部が、管状接続部３０の材料と拡散接合していることにより、Ａｌ素線５１ａ間の導通性を確保することができるので、管端子付き電線１の接続信頼性を向上できる。

（第１の変形例）
次に、第１の実施形態の第１変形例による管端子付き電線について説明する。図５は、第１変形例による管端子付き電線の管状接続部および周辺を示す斜視図である。

図５に示すように、第１変形例による管端子付き電線２においては、管状接続部３０の導体接続範囲３０ｂの外周部に、管状接続部３０の材料が露出した凹部３５が形成されている。凹部３５は、管状接続部３０と導体５１との超音波接合において、ホーン８の押圧によって形成される。被覆電線５０を管端子１０と接続する前において、管状接続部３０の凹部３５の形成領域に管状接続部３０の材料が露出している。すなわち、管状接続部３０の凹部３５の形成領域には、金属メッキ処理が施されておらず、金属メッキ層が形成されていない。これにより、管状接続部３０の凹部３５の形成領域にホーン８を押し当てて超音波接合を行う場合に、超音波接合性を向上させることができる。なお、金属メッキ処理が施されない領域、第１変形例においては凹部３５の形成領域は、管端子１０を構成する金属板の所定位置をマスクキングした後に金属メッキ処理を施すことで形成できる。なお、金属メッキ層を形成した後に、凹部３５の形成領域に形成された金属メッキ層を除去してもよい。その他の構成は第１の実施形態と同様である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による管端子付き電線について説明する。図６Ａは、第２の実施形態における管端子に被覆電線を接続する前の状態を示す斜視図である。図６Ｂは、第２の実施形態による管端子付き電線を示す斜視図である。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第２の実施形態による管端子付き電線３は、管端子６０および被覆電線７０を備える。第２の実施形態による被覆電線７０は、導体７１がｎ本（ｎ：２以上の自然数）のＡｌ素線７１ａを横並びに配列した扁平電線の一種である並列電線からなる。ここで、それぞれのＡｌ素線７１ａは、被覆されていない単芯線または撚線からなり、第２の実施形態においては単芯線から構成される。なお、それぞれのＡｌ素線７１ａを撚線とする場合、さらに小径の複数のＡｌ素線を撚ることにより、Ａｌ素線７１ａが得られる。また、導体１１を構成するＡｌ素線７１ａの本数ｎは、典型的には５本以上１２本以下（ｎ＝５，６，…，１１，１２）、好適には７本以上１０本以下（ｎ＝７，８，９，１０）であり、第２の実施形態においては、例えば１０本である。Ａｌ素線７１ａの本数ｎは、多いほど、放熱性が向上して許容電流値が向上する一方、絶縁被覆７２を構成する樹脂の目付量が多くなる。被覆電線７０のサイズを１サイズ小さくして、放熱性を向上させるためには、Ａｌ素線７１ａの本数ｎは５本以上として７本以上が好ましい。一方、Ａｌ素線７１ａの本数ｎが１２本を超えると、樹脂の目付量が多くなって被覆電線７０が重くなることから、サイズを小さくすることによる軽量化効果が低減するため、Ａｌ素線７１ａの本数ｎは、１２本以下として１０本以下が好ましい。

管端子６０は、他の端子や電線を接続可能な開口部が形成された端子接続部６１と、断面が略矩形状で扁平形状の管である管状接続部６２とを有するクローズバレル形式の端子である。管端子６０は、所定の板厚のＣｕまたはＣｕ合金の金属板からなる。管端子６０を構成する金属板の板厚は、０．８ｍｍ以上２．５ｍｍ以下が好ましい。２．５ｍｍ以上になると、管端子１０の剛性が高くなって押圧させても潰せなくなり、超音波接合による振動効率が悪くなる。端子接続部６１は、外周面に例えば錫メッキ（Ｓｎメッキ）処理が施されている。

管状接続部６２は、長手方向Ｘに沿った少なくとも一方の端部が開口した断面中空筒形状に形成されている。なお、他方の端部を封止してもよい。管状接続部６２の端部の断面形状は、被覆電線７０の導体７１が挿入可能な形状を有する。管状接続部６２は、外周面および内周面において、管端子６０を構成する金属材料が露出している。すなわち、管状接続部６２の外面部分および内面部分はメッキ処理が施されておらず、管状接続部６２の金属材料、例えばＣｕまたはＣｕ合金が露出している。

このように構成された管状接続部６２の開口に、被覆電線の導体７１の導体露出部７１１を挿入した後、ホーン８を管状接続部６２の部分に押圧して、超音波振動および圧力を作用させる。これにより、図６Ｂに示すように、凹部６３が形成され、管状接続部６２と導体７１との間において、管状接続部６２の材料と導体７１の材料とが拡散接合される。拡散接合される領域は、例えば、露出した導体７１と管状接続部６２の内面とが接触している領域である。また、管状接続部６２と導体７１とが超音波接合されることにより、導体７１を構成するＡｌ素線７１ａ間の導通性が確保されるとともに、導体７１と管状接続部６２との間の導通性が向上される。その他の構成および製造方法は、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態によれば、扁平形状の管状接続部６２に対して、導体７１を挿入して、ホーン８によって管状接続部６２と導体７１とを超音波接合させていることにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、管状接続部６２の外周面に、管状接続部６２の金属材料が露出していることにより、ホーン８を管状接続部６２に押し当てて超音波接合を行う場合に、超音波接合性を向上できる。

（第２変形例）
次に、第２の実施形態の第２変形例について説明する。図７は、第２変形例による管端子付き電線を示す斜視図である。

図７に示すように、第２変形例による管端子付き電線４は、管端子８０および被覆電線７０を備える。第２変形例においては、管端子８０は、他の端子や電線を接続可能な開口部が形成された端子接続部８１と、管状で扁平形状の管状接続部８２とを有するクローズバレル形式の端子である。管端子８０は、所定厚のＣｕまたはＣｕ合金の金属板からなる。端子接続部８１の少なくとも外周面には、例えばＳｎのメッキ処理が施されている。一方、管状接続部８２の外周面および内周面においては、管端子８０の材料、例えばＣｕまたはＣｕ合金が露出している。管状接続部８２は、長手方向Ｘに沿った一方の端部が開口した断面中空筒形状に形成されている。なお、他方の端部を封止してもよい。また、管状接続部８２の断面形状は、被覆電線７０の導体７１および絶縁被覆７２が挿入可能な形状を有する。管状接続部８２の長手方向Ｘに沿った長さは、被覆電線７０から露出した導体露出部７１１の長手方向Ｘに沿った長さより長くなっている。すなわち、管状接続部８２には、被覆電線７０の導体７１が露出した導体露出部７１１、および絶縁被覆７２の先端から所定長さまでを挿入可能である。

管状接続部８２における、被覆電線７０の挿入後の導体７１の位置に対応した部分に、凹部８３ａが形成されている。凹部８３ａは、管端子８０の管状接続部８２に導体露出部７１１側から被覆電線７０を挿入した後に、超音波接合において、ホーン８を押圧することで形成される。この際、管状接続部８２の材料である例えばＣｕと導体７１の材料である例えばＡｌとが超音波接合によって拡散接合され、管状接続部８２と導体７１との間において、例えばＡｌとＣｕとが相互に拡散される。

管状接続部８２における、被覆電線７０の挿入後の絶縁被覆７２の先端近傍に対応した部分に、凹部８３ｂが形成されている。凹部８３ｂは、管状接続部８２に導体露出部７１１側から絶縁被覆７２の先端近傍まで被覆電線７０を挿入した後に、超音波接合において、ホーン８を押圧することで形成される。この際、管状接続部８２の内周部と絶縁被覆７２とが超音波接合によって溶着され、密封される。第２変形例によれば、被覆電線７０の絶縁被覆７２と管端子８０の管状接続部８２とを溶着接続させていることにより、スプリングバックが抑制される。その他の構成は、第１および第２の実施形態と同様である。

（第３変形例）
次に、第２の実施形態の第３変形例について説明する。図８Ａは、第３変形例による管端子付き電線を示す斜視図である。図８Ａに示すように、第３変形例による管端子付き電線５は、管端子９０および被覆電線７０を備える。第３変形例において管端子９０は、他の端子や電線を接続可能な開口部が形成された端子接続部９１と、管状で扁平形状の管状接続部９２とを有するクローズバレル形式の端子である。管状接続部９２の外周部に、管状接続部９２の金属材料が露出した凹部９３が形成されている。凹部９３は、管状接続部９２と被覆電線７０の導体７１との超音波接合において、ホーン８の押圧によって形成される。被覆電線７０を管端子９０と接続する前において、管状接続部９２の凹部９３の形成領域に管状接続部９２の材料が露出している。すなわち、管状接続部９２の凹部９３の形成領域には、金属メッキ処理が施されておらず、金属メッキ層が形成されていない。これにより、管状接続部９２の凹部９３の形成領域にホーン８を押し当てて超音波接合を行う場合に、超音波接合性を向上させることができる。なお、金属メッキ処理が施されない凹部９３の形成領域は、第１の実施形態と同様の方法で形成できる。また、金属メッキ層の形成後に、凹部９３の形成領域の金属メッキ層を除去してもよい。その他の構成は、第２の実施形態と同様である。

（第４変形例）
次に、第２の実施形態の第４変形例について説明する。図８Ｂは、第４変形例による管端子付き電線を示す斜視図である。図８Ｂに示すように、第４変形例による管端子付き電線６は、管端子１００および被覆電線７０を備える。第４変形例において管端子１００は、他の端子や電線を接続可能な開口部が形成された端子接続部１０１と、管状で扁平形状の管状接続部１０２とを有するクローズバレル形式の端子である。管端子１００は、外周面にニッケルメッキ（Ｎｉメッキ）処理が施された、所定厚のＣｕまたはＣｕ合金の金属板からなる。なお、管状接続部１０２の内面部分は、金属メッキ処理が施されておらず、被覆電線７０との接続前には、管状接続部１０２の材料、例えばＣｕまたはＣｕ合金が露出している。管状接続部１０２の外周部に凹部１０３が形成されている。凹部１０３は、管状接続部１０２と被覆電線７０の導体７１との超音波接合において、ホーン８の押圧によって形成される。その他の構成は、第３変形例と同様である。

第２の実施形態の第３変形例および第４変形例においても、第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

１，２，３，４，５，６ 管端子付き電線
８ ホーン
１０ 管端子
２０ 端子接続部
２１ 弾性接触片
２２ 底面部
２３ 側面部
３０ 管状接続部
３０ａ 被覆接続範囲
３０ｂ 導体接続範囲
３０ｃ 封止部
３１ 接合面
３２ バレル構成片
３２ａ 対向端部
３３ 凹状封止部
３４，３５，６３，８３ａ，８３ｂ，９３，１０３ 凹部
４０ トランジション部
５０，７０ 被覆電線
５１，７１ 導体
５１ａ，７１ａ Ａｌ素線
５２，７２ 絶縁被覆
６０，８０，９０，１００ 管端子
６１，８１，９１，１０１ 端子接続部
６２，８２，９２，１０２ 管状接続部
５１１，７１１ 導体露出部

Claims (16)

1. 外部の導電体と接続可能な端子接続部と中空筒形状の管状接続部とを有する管端子と、
   導体が絶縁被覆に覆われた被覆電線と、を備え、
   前記被覆電線の端部において前記導体が露出した導体露出部と、前記導体露出部が挿入された状態の前記管状接続部の内周部との間において、前記導体を構成する金属材料と前記管状接続部を構成する金属材料とが拡散接合されている
   ことを特徴とする管端子付き電線。
2. 前記管状接続部の内部に、少なくとも前記導体露出部が挿入された状態において、前記導体露出部と前記管状接続部とが、超音波接合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の管端子付き電線。
3. 前記管状接続部の内周面に前記管状接続部を構成する金属材料が露出している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の管端子付き電線。
4. 前記管状接続部の外周面の少なくとも一部に金属メッキ層が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
5. 前記金属メッキ層の金属材料が、錫、錫合金、ニッケル、またはニッケル合金を主成分として含む
   ことを特徴とする請求項４に記載の管端子付き電線。
6. 前記金属メッキ層は、互いに異なる金属元素からなる複数の金属層を積層させた積層構造を有する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の管端子付き電線。
7. 前記管状接続部の外周面の少なくとも一部に、前記管状接続部を構成する金属材料が露出している
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
8. 前記管状接続部に前記被覆電線の前記絶縁被覆の少なくとも一部が挿入された状態で、前記管状接続部の内周面と前記絶縁被覆とが溶着されている
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
9. 前記管状接続部を構成する金属材料は、銅または銅合金である
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
10. 前記導体を構成する金属材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金である
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
11. 前記管状接続部の前記被覆電線が挿入されている部分の断面形状が、略矩形状であり、前記被覆電線の前記導体が扁平形状である
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
12. 前記被覆電線の前記導体の断面積が１０ｍｍ²以上６０ｍｍ²未満である
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
13. 前記管状接続部の板厚が、０．８ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
14. 前記管状接続部に接続された部分における前記導体の圧縮率が４５％以上８０％以下である
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の管端子付き電線。
15. 外部の導電体と接続可能な端子接続部と中空筒形状の管状接続部とを有する管端子における前記管状接続部に、導体が絶縁被覆に覆われ、先端部において前記導体が露出した導体露出部を有する被覆電線の前記導体露出部を挿入する挿入工程と、
    前記導体露出部が挿入された状態で、前記管状接続部に超音波振動および圧力を作用させることにより、前記管状接続部と前記導体とを超音波接合する超音波接合工程と、を含む
    ことを特徴とする管端子付き電線の製造方法。
16. 前記挿入工程において、前記管状接続部に前記絶縁被覆の少なくとも一部を挿入し、
    前記超音波接合工程において、前記管状接続部の内周面と前記絶縁被覆とを溶着させる
    ことを特徴とする請求項１５に記載の管端子付き電線の製造方法。

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