JP2022018641A - 端子付き電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波接合時に金属端子のバネに伝わる振動に対する耐性を向上させることができる端子付き電線の製造方法を提供する。【解決手段】１枚の導電性板材１０を箱状に加工してなる、相手側端子Ｔが挿入する開口を有する箱部１２と、曲げ加工により一部に折り曲げ部１３ａが形成され、箱部１２の内部で相手側端子Ｔを接触するバネ１３と、を有する金属端子１に対して電線２の第１の芯線露出部２１Ａが接続されることで構成される端子付き電線ＴＷの製造方法であって、プレス工程Ｓ１にて折り曲げ部１３ａが形成された後で、かつ超音波振動付加工程Ｓ６により第２の芯線露出部２１Ｂに対して超音波振動を付加する前に、折り曲げ部１３ａに対してピーニング処理を行うピーニング工程Ｓ２を実行する。【選択図】図６

Description

本発明は、端子付き電線の製造方法に関する。

電線の一端に金属端子を備えた電線付き電線を、他の電線の端部や中間部分等に接続する場合、例えば特許文献１に示すように、電線の芯線を覆う被覆を剥ぎ取り、外周面が露出した芯線同士を重ね合わせながら、超音波接合機により超音波振動を付与して芯線同士を接合する手法が用いられている。

特開２０１７－０５５６２３号公報

このような芯線同士の超音波接合を行う際に、接合時の振動が電線を介して金属端子にまで伝わると、金属端子の構成要素であるバネは、金属端子を構成するその他の箇所と比べて剛性が弱いため、振動の影響を受けやすい。バネは雌端子の構成要素であり、底板と、底板から立設する側壁によって断面が矩形状に形成された箱部の内部に一体に形成されている。雌端子のバネは、雄端子のタブと接触することで電気的接続がなされる。したがって、超音波接合時には、金属端子に伝わる振動の影響について考慮する必要がある。

そこで、本発明は、超音波接合時に金属端子のバネに伝わる振動に対する耐性を向上させることができる端子付き電線の製造方法を提供する。

上記目的を達成するために、本発明に係る端子付き電線の製造方法は、１枚の導電性板材を加工して、前方に相手側端子が挿入する開口を有する矩形状の箱部と、曲げ加工により一部に折り曲げ部が形成され、前記箱部の内部で前記相手側端子と接触するバネを有する端子接続部と、電線接続部を有する金属端子を形成するプレス工程と、導体で形成される芯線と、前記芯線の周囲を覆う絶縁材料から形成される被覆部と、を有する電線の一端の前記被覆部を皮剥きして第１の芯線露出部を形成する第１の皮剥き工程と、前記電線の一端とは異なる部分の前記被覆部を皮剥きし、少なくとも前記第１の芯線露部と異なる位置に第２の芯線露出部を形成する第２の皮剥き工程と、前記電線の一端に対し、前記電線接続部を機械的及び電気的に接続する接続工程と、前記第２の芯線露出部に対して、超音波振動を付加する超音波振動付加工程と、を含み、前記プレス工程にて前記バネの折り曲げ部が形成された後で、かつ前記超音波振動付加工程により前記第２の芯線露出部に対して前記超音波振動を付加する前に、前記折り曲げ部に対してピーニング処理を行うピーニング工程をさらに含む、ことを特徴とする。

また、上記端子付き電線の製造方法において、前記折り曲げ部は、前記開口を介して外部に露出する、ものである。

本発明に係る端子付き電線の製造方法によれば、超音波接合時に金属端子のバネに伝わる振動に対する耐性を向上させることができる、という効果を奏する。

図１は、本実施形態に係る端子付き電線を示す斜視図である。 図２は、超音波接合の概略を示す模式図である。 図３は、超音波接合時の端子付き電線の概略構成を示す模式図である。 図４（Ａ）はプレス工程前の金属端子を示す図、図４（Ｂ）はプレス工程後の金属端子を示す図である。 図５は、端子付き電線の製造方法を示すフロー図である。 図６は、ピーニング処理の概要を示す模式図である。 図７（Ａ）はピーニング処理前のバネを示す図、図７（Ｂ）はピーニング処理後のバネを示す図である。 図８は、レーザピーニング処理の一例を示す模式図である。

以下に、本発明に係る端子付き電線の製造方法の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。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、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
本実施形態に係る端子付き電線ＴＷは、図１～図３に示すように、導電性を有する電線２と、電線２の端末に設けられる金属端子１とを備える。本実施形態に係る端子付き電線ＴＷは、例えば、車両等に使用されるワイヤハーネスＷＨ等に適用される。

なお、以下の説明では、互いに交差する第１方向、第２方向、及び、第３方向のうち、第１方向を「長手方向」といい、第２方向を「幅方向」といい、第３方向を「高さ方向」という。ここでは、長手方向と幅方向と高さ方向とは、相互に略直交する。長手方向は、金属端子１が設けられる電線の延在方向に相当し、金属端子１と相手側端子Ｔとの挿抜方向に相当する。幅方向と高さ方向とは、長手方向と交差する交差方向に相当する。また、以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向を表すものとする。

電線２は、例えば、導電性を有する線状の芯線２１と、当該芯線２１の外側を覆う絶縁性を有する被覆部２２とを含んで構成される。電線２は、被覆部２２で芯線２１を被覆した絶縁電線である。芯線２１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の素線を複数束ねて構成される。芯線２１は、複数の素線を撚り合わせた撚り芯線であってもよい。被覆部２２は、芯線２１の外周側を被覆する電線被覆である。被覆部２２は、例えば、絶縁性の樹脂材料（ＰＰやＰＶＣ、架橋ＰＥ等。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。電線２は、少なくとも芯線２１の一方の端末において、被覆部２２が剥ぎ取られて、当該芯線２１の一方の端末が被覆部２２から露出した第１の芯線露出部２１Ａに、金属端子１が取り付けられる。金属端子１は、電線２の芯線２１と導通されるものである。金属端子１は、例えば、不図示の樹脂製のコネクタ等に保持される。本実施形態の金属端子１は、電線２の端末に圧着される圧着端子であるがこれに限らない。

ここで、図１を参照して端子付き電線ＴＷが適用されるワイヤハーネスＷＨについて説明する。ワイヤハーネスＷＨは、例えば、車両に搭載される各装置間の接続のために、電源供給や信号通信に用いられる複数の電線２を束にして集合部品（電線束）とし、コネクタ等で複数の電線２を各装置に接続するようにしたものである。ワイヤハーネスＷＨは、少なくとも１つの端子付き電線ＴＷと、端子付き電線ＴＷを構成する電線２に接続される相手電線２（電線２と同様の構成であるため、同じ符号を設ける。）と、電線２と相手電線２とが超音波接合された超音波接合部ＵＷとを備える。ワイヤハーネスＷＨは、この他、さらに、コルゲートチューブ、グロメット等の外装部材、電気接続箱、固定具など種々の構成部品を含んで構成されてもよい。

本実施形態のワイヤハーネスＷＨは、複数（本実施形態においては２つ）の端子付き電線ＴＷを備える電線束である。当該複数の端子付き電線ＴＷの各電線２の一端よりも他方側の被覆部２２が剥ぎ取られて、芯線２１が被覆部２２から露出した第２の芯線露出部２１Ｂが超音波接合部ＵＷで相互に接合されている。この場合、ワイヤハーネスＷＨは、各端子付き電線ＴＷにおいて、残りの他の端子付き電線ＴＷの電線２が相手電線２に相当することとなる。本実施形態の各電線２は、両端部において、芯線２１が被覆部２２から露出し、第１の芯線露出部２１Ａ、及び、第２の芯線露出部２１Ｂを構成している。そして、各電線２は、一方の端部に金属端子１が設けられ、当該金属端子１がそれぞれコネクタの不図示のハウジングに保持される一方、他方の端部同士が超音波接合部ＵＷで相互に接合されている。

超音波接合部ＵＷは、各電線２において、被覆部２２から露出した第２の芯線露出部２１Ｂ同士を超音波接合した部分である。超音波接合部ＵＷは、第２の芯線露出部２１Ｂの当該接合部分が絶縁性を有する不図示の保護部材によって覆われ、保護されている。この超音波接合部ＵＷは、言い換えれば、複数の電線２が分岐する分岐接続部を構成するものであるということもできる。

ここで、超音波接合とは、図２、図３に例示するように、超音波接合装置４０の振動子を構成するホーン４１によって接続対象に対して超音波振動を付加し、当該付加された超音波振動を用いて行われる金属間接合である。この場合、接続対象である複数の電線２は、露出した各第２の芯線露出部２１Ｂを重ねた状態で、受け治具を構成するアンビル４２と上記ホーン４１とによって当該各第２の芯線露出部２１Ｂが挟持され、当該重なった第２の芯線露出部２１Ｂに対してホーン４１により超音波振動が付加される。この結果、複数の電線２は、典型的には、重ねられた第２の芯線露出部２１Ｂを構成する素線同士が超音波振動によって互いに擦れ合うことで塑性変形が生じ、固相状態で接合され、超音波接合部ＵＷが形成される。なお、一般にホーン４１及びアンビル４２の表面（第２の芯線露出部２１Ｂを挟持する面）にはローレット状の刻み目が形成されており、超音波接合完了後の接合対象には、当該刻み目が転写される。本実施形態にかかる端子付き電線ＴＷにおいても、第２の芯線露出部２１Ｂにホーン４１及びアンビル４２を用いて超音波振動を付加すると、第２の芯線露出部２１Ｂにおける、ホーン４１及びアンビル４２によって挟持された部分には、ホーン４１、及び、アンビル４２の表面形状が転写されることになる。

上記のように構成されるワイヤハーネスＷＨは、超音波接合部ＵＷの形成過程で第２の芯線露出部２１Ｂに超音波振動が付加された際、当該振動が端子付き電線ＴＷの電線２を伝播し金属端子１に伝わる。本実施形態の端子付き電線ＴＷは、このような構造にあって、上記のように振動が伝わる金属端子１に対して、事前に後述するピーニング工程Ｓ２を設けることで、金属端子１を構成するバネ１３に伝わる振動に対する耐性を向上させるものである。

金属端子１は、図１に示すように、電線２が電気的に接続され、導電性を有する相手側端子Ｔが挿抜される端子金具である。本実施形態の金属端子１は、雌型の端子形状として形成され、雄型の端子形状の相手側端子Ｔと電気的に接続される。相手側端子Ｔは、中心軸線が長手方向に沿う略矩形柱状に形成されている。

具体的には、金属端子１は、１枚の導電性板材１０（図４（Ａ）を参照）から形成され、端子接続部１１と、電線接続部１４とを備える。端子接続部１１は、後述する箱部１２、及び、バネ１３等によって構成される。電線接続部１４は、後述する芯線加締め部１５、及び、被覆加締め部１６等によって構成される。金属端子１を形成する１枚の導電性板材は、導電性を有する金属、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等によって構成される。金属端子１は、箱部１２、バネ１３、芯線加締め部１５、被覆加締め部１６等の各部に対応した形状に打ち抜かれた１枚の導電性板材１０を、例えば、プレス及び折り曲げ成形することにより各部が立体的に一体で形成される。

電線接続部１４は、電線２が接続され、当該電線２の端末の第１の芯線露出部２１Ａと金属端子１とを電気的に接続する部分である。本実施形態の電線接続部１４は、電線２に加締められて圧着される電線圧着部を構成する。電線接続部１４は、芯線加締め部１５と中間部１７と被覆加締め部１６とを含んで構成される。電線接続部１４は、長手方向に沿って端子接続部１１側から反対側に向かって、芯線加締め部１５、中間部１７、被覆加締め部１６の順で並んで連結される。

芯線加締め部１５は、電線接続部１４において長手方向の一端側、ここでは、端子接続部１１側に設けられ電線２の第１の芯線露出部２１Ａに対して加締められ圧着される部分である。さらに言えば、芯線加締め部１５は、第１の芯線露出部２１Ａに対して加締められ圧着されることで、当該第１の芯線露出部２１Ａと電気的に接続される部分である。芯線加締め部１５は、基部１８、及び、当該基部１８から幅方向に帯状に延びて形成された芯線加締め片１５Ａによって、電線２の第１の芯線露出部２１Ａの外周を包むように当該第１の芯線露出部２１Ａに対して加締められ圧着される。芯線加締め片１５Ａは、基部１８から幅方向の両側にそれぞれ帯状に延びて一対で形成される。ここでは、基部１８は、軸方向に沿って延在し芯線加締め部１５、中間部１７、被覆加締め部１６のそれぞれの一部を構成する。基部１８は、軸方向の一方側に箱部１２の底部１２Ａが連結される。金属端子１は、端子接続部１１と電線接続部１４とが基部１８を介して電気的に接続される。

中間部１７は、芯線加締め部１５と被覆加締め部１６との間に介在し、当該芯線加締め部１５と当該被覆加締め部１６とを連結する部分である。

被覆加締め部１６は、電線接続部１４において長手方向の他端側、ここでは、端子接続部１１側とは反対側に設けられ電線２の被覆部２２に対して加締められ圧着される部分である。被覆加締め部１６は、上述の基部１８、及び、当該基部１８から幅方向に帯状に延びて形成された被覆加締め片１６Ａによって、電線２の被覆部２２の外周を包むように当該被覆部２２に対して加締められ圧着される。被覆加締め片１６Ａは、基部１８から幅方向の両側にそれぞれ帯状に延びて一対で形成される。

なお、本実施形態の電線接続部１４は、芯線加締め部１５の芯線加締め片１５Ａと被覆加締め部１６の被覆加締め片１６Ａとの間に中間部１７が介在することで芯線加締め片１５Ａと被覆加締め片１６Ａとが分断されたいわゆる別体バレル型の圧着部を構成する。また、電線接続部１４は、例えば、芯線加締め部１５の一対の芯線加締め片１５Ａ同士が互いに重なり合わず（オーバーラップせず）、いわゆるＢクリンプと称する加締め圧着がなされるものとして形成することができる。しかしながら、電線接続部１４の形式は、これらに限らない。電線接続部１４は、芯線加締め部１５、中間部１７、被覆加締め部１６において、一対の芯線加締め片１５Ａ、及び、一対の被覆加締め片１６Ａが長手方向に沿って連続し一体化されたいわゆる一体バレル型の圧着部を構成してもよい。また、電線接続部１４は、一対の芯線加締め片１５Ａ同士が互いに重なり合って（オーバーラップして）加締め圧着がなされるものであってもよい。また、電線接続部１４は、そもそも電線圧着部でなくてもよく、圧着以外の形式、例えば、溶着、締結等の形式で電線Ｗに対して電気的に接続されるものであってもよい。

箱部１２は、中心軸線が長手方向に沿う筒状に形成される。本実施形態の箱部１２は、略矩形筒状に形成されている。箱部１２は、長手方向に沿って延在し、長手方向の一方側が開口して端子挿入口１１Ａを形成し、他方側に電線接続部１４が連結される。そして、箱部１２は、内部の空間部が端子挿入空間部１１Ｂを構成する。端子挿入空間部１１Ｂは、略矩形柱状に形成された相手側端子Ｔが挿抜される空間部である。

より具体的には、箱部１２は、底部１２Ａ、第１側壁部１２Ｂａ、第２側壁部１２Ｂｂ、第１天井部１２Ｃａ、及び、第２天井部１２Ｃｂによって一体の略矩形箱筒状に形成される。

底部１２Ａは、板厚方向が高さ方向に沿う略矩形板状に形成され、長手方向に沿って延在する。底部１２Ａは、長手方向の端子挿入口１１Ａ側とは反対側の端部が電線接続部１４の基部１８に連結される。

第１側壁部１２Ｂａと第２側壁部１２Ｂｂとは、それぞれ、底部１２Ａの幅方向における両端から高さ方向に沿って延在する部分である。第１側壁部１２Ｂａと第２側壁部１２Ｂｂとは、板厚方向が幅方向に沿う略矩形板状に形成され、長手方向に沿って延在する。そして、第１側壁部１２Ｂａと第２側壁部１２Ｂｂとは、幅方向に沿って端子挿入空間部１１Ｂを挟んで間隔をあけて対向する。第１天井部１２Ｃａと第２天井部１２Ｃｂとは、それぞれ、第１側壁部１２Ｂａ、第２側壁部１２Ｂｂから幅方向に沿って延在する部分である。第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂは、上述の底部１２Ａと同様に、板厚方向が高さ方向に沿う略矩形板状に形成され、長手方向に沿って延在する。そして、第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂと上述の底部１２Ａとは、高さ方向に沿って端子挿入空間部１１Ｂを挟んで間隔をあけて対向する。ここでは、第１天井部１２Ｃａと第２天井部１２Ｃｂのうち、第２天井部１２Ｃｂが内側（端子挿入空間部１１Ｂ側）に位置し、第１天井部１２Ｃａが外側（端子挿入空間部１１Ｂ側の反対側）に位置して、高さ方向に沿って重なっている。

端子挿入空間部１１Ｂは、上述のように形成される底部１２Ａ、及び、第１側壁部１２Ｂａ、第２側壁部１２Ｂｂ、第１天井部１２Ｃａ、及び、第２天井部１２Ｃｂによって区画される。すなわち、端子挿入空間部１１Ｂは、高さ方向が底部１２Ａと第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂとによって区画され、幅方向が第１側壁部１２Ｂａと第２側壁部１２Ｂｂとによって区画される。これにより、端子挿入空間部１１Ｂは、箱部１２の内部に長手方向に沿って延在して形成される。そして、箱部１２は、底部１２Ａ、第１側壁部１２Ｂａ、第２側壁部１２Ｂｂ、及び、第２天井部１２Ｃｂの長手方向の一方の端部（電線接続部１４側とは反対側の端部）によって、端子挿入空間部１１Ｂに対する端子挿入口１１Ａが形成される。箱部１２は、長手方向の一方の端部に形成された当該端子挿入口１１Ａを介して内部の端子挿入空間部１１Ｂに長手方向に沿って相手側端子Ｔが挿入される。

バネ１３は、端子挿入空間部１１Ｂ内に位置し、箱部１２に弾性変形可能に片持ち状に支持され、相手側端子Ｔとの接点を形成する部分である。バネ１３は、板厚方向が高さ方向に沿う略矩形板状に形成され、長手方向に沿って延在する。バネ１３は、高さ方向の一方側で底部１２Ａと対向し、他方側で第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂと対向して位置する。そして、バネ１３は、長手方向の端子挿入口１１Ａ側の端部が底部１２Ａに連結され支持される。つまり、バネ１３は、長手方向の端子挿入口１１Ａ側の端部である基端部が底部１２Ａに連結されて支持され、長手方向の端子挿入口１１Ａ側とは反対側の端部である先端部が自由端となる。バネ１３は、例えば、曲げ加工により一部に折り曲げ部１３ａが形成されている。折り曲げ部１３ａは、図１、図３に示すように、長手方向の端子挿入口１１Ａを介して外部に露出している。本実施形態のバネ１３は、長手方向の端子挿入口１１Ａ側の端部が底部１２Ａから連続して折り返されることで当該底部１２Ａに支持される基端部が構成される。これにより、本実施形態のバネ１３は、底部１２Ａに高さ方向に対して弾性変形可能に片持ち状に支持される。

上記のように構成される金属端子１は、相手側端子Ｔが端子挿入口１１Ａを介して長手方向に沿って端子挿入空間部１１Ｂに挿入される。このとき、金属端子１は、当該相手側端子Ｔがバネ１３を底部１２Ａ側に撓ませながら端子挿入空間部１１Ｂに挿入される。そして、金属端子１は、バネ１３が接点部１３Ａ等を介して相手側端子Ｔと接触し自身の弾性復元力によって当該相手側端子Ｔ側に押圧され、当該相手側端子Ｔとの間に接点を形成する。この結果、金属端子１は、接点部３０Ａ等を介して相手側端子Ｔと導通され、電線２と相手側端子Ｔとを導通接続することができる。

（端子付き電線ＴＷの製造方法）
本実施形態に係る端子付き電線ＴＷの製造方法について説明する。端子付き電線ＴＷの製造方法は、図５に示すように、プレス工程Ｓ１、ピーニング工程Ｓ２、第１の皮剥ぎ工程Ｓ３、第２の皮剥ぎ工程Ｓ４、接続工程Ｓ５、超音波振動付加工程Ｓ６を含む。プレス工程Ｓ１は、１枚の導電性板材１０を加工し、端子接続部１１と電線接続部１４を形成する工程である。ピーニング工程Ｓ２は、バネ１３の折り曲げ部１３ａに対してピーニング処理を行う工程である。第１の皮剥ぎ工程Ｓ３は、電線２の一端における被覆部２２を除去し、芯線２１の外周面を露出させ、第１の芯線露出部２１Ａを形成する工程である。第２の皮剥ぎ工程Ｓ４は、電線２の一端とは異なる部分の被覆部２２を除去し、芯線２１の外周面を露出させ、第２の芯線露出部２１Ｂを形成する工程である。接続工程Ｓ５は、金属端子１に対し、電線２を接続する工程である。超音波振動付加工程Ｓ６は、第２の芯線露出部２１Ｂに対し、超音波振動を付加する工程であり、本実施形態では、複数の電線２のそれぞれの第２の芯線露出部２１Ｂに対し、超音波振動を付加することで接合する工程である。

（プレス工程Ｓ１）
プレス工程Ｓ１では、不図示のプレス装置を使用して１枚の導電性板材１０を成型し、端子接続部１１と電線接続部１４を形成する。図４（Ａ）に示すように、１枚の導電性板材１０は、長手方向に延びる基板１０Ａの前端にバネ１３を構成する前方突部１０Ｂと、基板１０Ａの幅方向における両側に、基板１０Ａを底部１２Ａとして箱部１２を構成するための矩形板部１０Ｃ、１０Ｄが連設され、さらに、基板１０Ａの後方側には、芯線加締め部１５、及び、被覆加締め部１６を構成するための左右突部１０Ｅ、１０Ｆが連設されている。また、左右突部１０Ｆの後端は、幅方向に延びるキャリアＣと繋がっており、複数の１枚の導電性板材１０が連鎖状に製作される。

プレス工程Ｓ１では、図４（Ｂ）に示すように、１枚の導電性板材１０の前方突部１０Ｂを長手方向における後方へ向けて折り曲げることでバネ１３を形成し、当該バネ１３を内部へ収容するように、基板１０Ａを底部１２Ａとして矩形板部１０Ｄ、１０Ｃを矩形状に折り曲げることで箱部１２を形成する。この際に、矩形板部１０Ｄは、略Ｌ字状に折り曲げられ、第１側壁部１２Ｂａと第１天井部１２Ｃａを構成し、矩形板部１０Ｃは、矩形板部１０Ｄと左右対称の略Ｌ字状に折り曲げられ、第２側壁部１２Ｂｂと第２天井部１２Ｃｂを構成する。本実施形態においては、第１天井部１２Ｃａと第２天井部１２Ｃｂのうち、第２天井部１２Ｃｂが内側（端子挿入空間部１１Ｂ側）に位置し、第１天井部１２Ｃａが外側（端子挿入空間部１１Ｂ側の反対側）に位置して、高さ方向に沿って重なっている。

左右突部１０Ｅ、１０Ｆは高さ方向側に折り曲げて略Ｕ字状とすることで、それぞれ芯線加締め部１５、被覆加締め部１６を構成する。

（ピーニング工程Ｓ２）
ピーニング工程Ｓ２は、図６に示すように、例えば、ショットピーニング装置５０を使用して、金属端子１におけるバネ１３の折り曲げ部１３ａの表面にショットピーニング処理を施す。ショットピーニング装置５０は、圧縮空気の力で無数のショット５２をノズル５１を介して高速度で吐出するものである。ノズル５１から吐出された無数のショット５２は、折り曲げ部１３ａの外表面に衝突する。ショットピーニング処理は、冷間加工の一種であり、無数の金属あるいは非金属の球体（ショット５２）を高速度で金属表面に衝突させることである。一般的には、加工対象に対してショットが硬いので、ショットが高速度で加工対象の表面に衝突すると、加工対象の表面が凹んで丸いくぼみが無数にできる。ショットピーニングを行った加工面には、無数のくぼみで覆われるようになるが、表面の硬さが増し、また表面層に付与された圧縮残留応力が引張残留応力を相殺する形で作用して疲労強度が増す。

（第１の皮剥ぎ工程Ｓ３）
第１の皮剥き工程Ｓ３では、不図示の皮剥き装置を使用し、電線２の一端において被覆部２２を剥ぎ取り、芯線２１の外周面を露出させ、第１の芯線露出部２１Ａを形成する。皮剥き装置には、例えば公知のストリップ装置が適用される。

（第２の皮剥ぎ工程Ｓ４）
第２の皮剥き工程Ｓ４では、不図示の皮剥き装置を使用し、電線２の一端とは異なる部分の被覆部２２を剥ぎ取り、芯線２１の外周面を露出させ、第２の芯線露出部２１Ｂを形成する。第２の芯線露出部２１Ｂは、電線２の一端よりも他端側であればよく、図２では、電線２の他端に第２の芯線露出部２１Ｂが形成され、図３では電線２の一端と他端の間の中間付近に第２の芯線露出部２１Ｂが形成されている例を示している。皮剥き装置には、例えば公知のストリップ装置が適用され、第１の皮剥ぎ工程Ｓ３と同様の装置を使用してもよいし、異なる装置を使用してもよい。

（接続工程Ｓ５）
接続工程Ｓ５は、不図示の端子圧着装置によって実行される。端子圧着装置は、圧着前の金属端子１を載置するアンビルと、アンビルに対して下降し、芯線加締め部１５と被覆加締め部１６を電線２に対して加締めるクリンパを備えてある、公知の圧着装置である。電線２の第１の芯線露出部２１Ａは、金属端子１の芯線加締め部１５上に載置され、被覆部２２は被覆加締め部１６上に載置される。クリンパの下面には、電線２の外周に沿う溝が形成されており、クリンパをアンビルへ向けて下降させると、金属端子１の芯線加締め片１５Ａと被覆加締め片１６Ａがクリンパの溝の内面に対して摺接し、芯線加締め片１５Ａと被覆加締め片１６Ａが、電線２の外周を包むように変形する。結果として、図１に示すように、芯線加締め片１５Ａと被覆加締め片１６Ａはそれぞれ、第１の芯線露出部２１Ａと被覆部２２に対して圧着される。

（超音波振動付加工程Ｓ６）
超音波振動付加工程Ｓ６は、超音波接合装置４０によって実行される。図２、図３に示すように、超音波接合装置４０は、複数の電線２を載置するアンビル４２と、複数の電線２に対して超音波振動を付加するホーン４１によって構成される。複数の電線２の各第２の芯線露出部２１Ｂは、アンビル４２に載置される。ホーン４１は、複数の第２の芯線露出部２１Ｂを挟むように、アンビル４２に対して相対移動する。ホーン４１とアンビル４２によって挟まれた複数の第２の芯線露出部２１Ｂに対して、ホーン４１が超音波振動を付加する。超音波振動によって、第２の芯線露出部２１Ｂを構成する素線の外周に形成された酸化膜や汚れが機械的に飛散し、新生面同士が密着することで、各素線は固層状態で接合される。この原理により、複数の第２の芯線露出部２１Ｂは互いに接合され、超音波接合部ＵＷを形成する。本実施形態における超音波振動付加工程Ｓ６は、複数の電線２を束ねて超音波振動を付加して接合する工程であったが、この限りではなく、例えば、金属端子１を圧着する前処理として、第２の芯線露出部２１Ｂを構成する素線の外周に形成される酸化被膜を除去するために、一本の電線２の第２の芯線露出部２１Ｂに対して超音波振動を付加する工程も含まれる。

一般にホーン４１及びアンビル４２の表面（第２の芯線露出部２１Ｂを挟持する面）にはローレット状の刻み目が形成されており、超音波接合完了後の接合対象には、当該刻み目が転写される。本実施形態にかかる端子付き電線ＴＷにおいても、第２の芯線露出部２１Ｂにホーン４１及びアンビル４２を用いて超音波振動を付加すると、第２の芯線露出部２１Ｂにおける、ホーン４１及びアンビル４２によって挟持された部分には、ホーン４１及びアンビル４２の表面形状が転写されることになる。

ピーニング工程Ｓ２は、プレス工程Ｓ１にてバネ１３に折り曲げ部１３ａが形成された後で、超音波振動付加工程Ｓ６により第２の芯線露出部２１Ｂに対して超音波振動を付加する前に行われる。これにより、第２の芯線露出部２１Ｂに対して超音波振動を付与する際には、第１の芯線露出部２１Ａに接続された金属端子１に対し、電線２を介して超音波振動が伝播するが、バネ１３の折り曲げ部１３ａに対してピーニング処理が施されているため、折り曲げ部１３ａに対する超音波振動の影響を抑制できる。

アンビル４２とホーン４１を用いた超音波接合装置４０により複数の端子付き電線ＴＷを超音波接合して分岐接続部を成形する際に、超音波振動が電線２を伝播して金属端子１に加わり、金属端子１の一端から片持ち状に延びているバネ１３が図３に示す矢印方向に振動する。例えば、第２の芯線露出部２１Ｂに対して超音波振動を付加する過程で、超音波振動が金属端子１の箱部１２に伝わると、箱部１２に対してバネ１３が相対的に大きく揺れる。この振動によりバネ１３が過剰な弾性変形を繰り返すと、バネ１３の折り曲げ部１３ａに疲労（応力）が集中する。バネ１３を曲げ加工すると、図７（Ａ）に示すように、折り曲げ部１３ａにおいて、中立線１３ｂより内側の領域ＣＳに圧縮応力が発生し、外側の領域ＴＳに引張応力が発生する。引張応力が発生した折り曲げ部１３ａの表面（領域ＴＳ側）には、微細なクラックが発生しており、車両振動等により折り曲げ部１３ａに繰り返し応力が加わると、その微細にクラックが進展し疲労破壊に至る。そこで、バネ１３の折り曲げ部１３ａにピーニング加工を施すことで、材料表面側の領域ＴＳに圧縮残留応力を付与する（図７（Ｂ））。その圧縮残留応力は、振動時に発生する引張残留応力を相殺する形で作用するので、折り曲げ部１３ａの疲労寿命を延ばすことができる。また、本実施形態のピーニング加工は、バネとしての機能が達成できている状態にある対象部分に対して行われている。したがって、例えば対象部分がプレス加工された電線圧着部である場合と比較すると、後の工程で第１の芯線露出部との加締め加工が行われることから、電線接続部としての機能が達成できていない状態で行われるピーニング処理とは相違する。

実施形態の端子付き電線ＴＷの製造方法は、ピーニング工程Ｓ２にて、プレス工程Ｓ１にてバネ１３の折り曲げ部１３ａが形成された後で、かつ超音波振動付加工程Ｓ６により第２の芯線露出部２１Ｂに対して超音波振動を付加する前に、折り曲げ部１３ａに対してピーニング処理を行う。本実施形態におけるピーニング処理は、例えば、弾性体としての機能を達成した状態でのバネ１３の折り曲げ部１３ａに対して無数の金属球体であるショット５２を高速度で衝突させることである。ショット５２が高速で折り曲げ部１３ａの表面に衝突すると、表面が凹み、無数の丸いくぼみが残る。すなわち、引張応力が生じている折り曲げ部１３ａ外側が無数のくぼみで覆われると、表面の硬さが増し、また繰り返し荷重に対しては表面層に付与された圧縮残留応力が引張残留応力を相殺する形で作用して疲労強度が増加する。この結果、超音波接合時に金属端子１に伝わる振動に対する耐性を向上させることができる。

また、実施形態の端子付き電線ＴＷの製造方法は、折り曲げ部１３ａが端子挿入口１１Ａを介して外部に露出する。これにより、バネ１３の折り曲げ部１３ａに対し、箱部１２の開口（端子挿入口１１Ａ）を介して外部からピーニング処理を施すことが可能となることから、折り曲げ部１３ａにピーニング処理を施すためにプレス工程を複数に分けなくてよく、プレス加工後に一括してピーニング処理を施すことができ、製造工程の効率化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、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。上記実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

本実施形態におけるピーニング工程Ｓ２では、ショットピーニング処理を行っているが、これに限定されるものではない。図８は、レーザピーニング処理の一例を示す模式図である。レーザピーニング処理は、加工油等の液体６０で覆われた折り曲げ部１３ａの表面にレーザ照射ヘッド６１からパルスレーザ光Ｌを照射し、パルスレーザ光Ｌを金属材料表面に照射した際に発生する高圧プラズマで折り曲げ部１３ａの表面を叩き、その際に発生する衝撃波が折り曲げ部１３ａの内部に伝播して塑性変形を引き起こし、折り曲げ部１３ａの引張残留応力を相殺するものである。プラズマの周囲が液体６０で覆われているので、プラズマの膨張が妨げられ、生成したプラズマの内部圧力が増加し、このプラズマが折り曲げ部１３ａの表面を叩き、その際に衝撃波が生じるという現象を利用したものである。これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

本実施形態におけるピーニング工程Ｓ２は、図５における２番目の工程としたが、これに限定せず、少なくともプレス工程Ｓ１よりも後で、超音波振動付加工程Ｓ６よりも前であればよい。また、ピーニング工程Ｓ２は、プレス工程Ｓ１の途中、すなわち折り曲げ部１３ａが形成された後に行う工程であってもよい。また、ピーニング工程Ｓ２は、導電性板材１０がキャリアＣと繋がっている状態で行うことが好ましい。このように、ピーニング工程Ｓ２をプレス工程Ｓ１の途中で行ったり、プレス工程Ｓ１の後に行ったりすることで、金属端子１を、ピーニング処理を行う装置（例えばショットピーニング装置５０）にキャリアＣを使用して搬送することが可能となる。これにより、キャリアＣから外されバラバラの状態にある複数の金属端子１のそれぞれにピーニング処理を行う場合と比較して、例えばキャリアＣと繋がった状態の複数の金属端子１に対して一括してピーニング処理を行うことが可能となり、作業性や製造効率を向上させることができる。

本実施形態における金属端子１の箱部１２は、底部１２Ａの前端にバネ１３が繋がり、底部１２Ａの幅方向の両端から第１側壁部１２Ｂａ、第２側壁部１２Ｂｂが立設し、第１側壁部１２Ｂａ、第２側壁部１２Ｂｂから延出する第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂが互いに重なることで箱状となる構成であるが、この構成に限定しない。例えば、第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂが互いに重ならず、各第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂの第１端面１２Ｄａ、第２端面１２Ｄｂが互いに向かい合う構成でもよいし、バネ１３が繋がる底部１２Ａの幅方向における片端から第１側壁部１２Ｂａが立設し、底部１２Ａと第２側壁部１２Ｂｂの間に境界Ｂが形成されるような構成でもよい（その際、第１側壁部１２Ｂａ、第２側壁部１２Ｂｂの各上端を１枚の天井部が繋ぐ構成となる）。要するに、１枚の導電性板材１０を箱状に加工した境界Ｂを有する箱部１２であって、箱部１２を構成するいずれかの壁面上に相手側端子Ｔと接触するバネ１３を有している構成であればよい。

本実施形態における金属端子１の箱部１２は、第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂが互いに重なるのみである構成であったが、これに限定しない。例えば、第１天井部１２Ｃａ、第２天井部１２Ｃｂの組が互いに係り合うような構成をさらに追加した構成でもよい。

１ 金属端子
２ 電線
１０ 導電性板材
１１ 端子接続部
１１Ａ 端子挿入口（開口）
１１Ｂ 端子挿入空間部
１２ 箱部
１２Ａ 底部
１２Ｂａ 第１側壁部
１２Ｂｂ 第２側壁部
１２Ｃａ 第１天井部
１２Ｃｂ 第２天井部
ＴＷ 端子付き電線
Ｔ 相手側端子
１３ バネ
１３ａ 折り曲げ部
１３ｂ 中立線
１４ 電線接続部
１５ 芯線加締め部
１６ 被覆加締め部
２１ 芯線
２１Ａ 第１の芯線露出部
２１Ｂ 第２の芯線露出部
２２ 被覆部
４０ 超音波接合装置
４１ ホーン（超音波接合工具）
４２ アンビル（超音波接合工具）
５０ ショットピーニング装置
５１ ノズル
５２ ショット
６０ 液体
６１ レーザ照射ヘッド
ＵＷ 超音波接合部
ＣＳ，ＴＳ 領域

Claims (2)

1. １枚の導電性板材を加工して、前方に相手側端子が挿入する開口を有する矩形状の箱部と、曲げ加工により一部に折り曲げ部が形成され、前記箱部の内部で前記相手側端子と接触するバネを有する端子接続部と、電線接続部を有する金属端子を形成するプレス工程と、
   導体で形成される芯線と、前記芯線の周囲を覆う絶縁材料から形成される被覆部と、を有する電線の一端の前記被覆部を皮剥きして第１の芯線露出部を形成する第１の皮剥き工程と、
   前記電線の一端とは異なる部分の前記被覆部を皮剥きし、少なくとも前記第１の芯線露部と異なる位置に第２の芯線露出部を形成する第２の皮剥き工程と、
   前記電線の一端に対し、前記電線接続部を機械的及び電気的に接続する接続工程と、
   前記第２の芯線露出部に対して、超音波振動を付加する超音波振動付加工程と、を含み、
   前記プレス工程にて前記バネの折り曲げ部が形成された後で、かつ前記超音波振動付加工程により前記第２の芯線露出部に対して前記超音波振動を付加する前に、前記折り曲げ部に対してピーニング処理を行うピーニング工程をさらに含む、
   ことを特徴とする端子付き電線の製造方法。
2. 前記折り曲げ部は、
   前記開口を介して外部に露出する、
   請求項１に記載の端子付き電線の製造方法。

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