JP2023131499A - Terminal, electric wire with terminal, and method for manufacturing electric wire with terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端子、端子付き電線及び端子付き電線の製造方法に関する。 The present invention relates to a terminal, an electric wire with a terminal, and a method of manufacturing the electric wire with a terminal.
電線の芯線を金属端子に超音波接合するときに端子への振動の影響を抑える発明として、例えば特許文献1に開示された発明がある。この発明では、まず導電性板材の幅方向の一端側と他端側とを折り曲げ、折り曲げられて重なった部分をレーザ溶接して断面が矩形状の箱部を有する端子を形成する。次に長さ方向で箱部と反対側に超音波接合装置によって電線の芯線を接合する。特許文献1に開示された発明では、レーザ溶接によって閉じた箱部を形成することにより、箱部の底部に対する側壁部の相対運動を抑えている。箱部の底部に対する側壁部の相対運動を抑えることにより、箱部の内部に収容されるように形成されているバネが大きく揺れるのを防ぎ、バネに疲労が集中して破損するのを防いでいる。
As an invention for suppressing the influence of vibration on a terminal when a core wire of an electric wire is ultrasonically bonded to a metal terminal, there is an invention disclosed in
特許文献1に開示された技術によれば、超音波接合において、端子が破損するのを抑えることができる。しかしながら、特許文献1に開示された技術では、箱部のレーザ溶接を行う必要があるため、工数が多くなり、コストがかかることとなる。
According to the technique disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、コストを抑え、電線を端子に超音波接合するときに端子の破損を防ぐ技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique for reducing costs and preventing damage to a terminal when ultrasonically bonding an electric wire to a terminal.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る端子は、電線が有する導体が接合される接合部と、前記接合部に連なり、最小断面二次モーメントが前記接合部の最小断面二次モーメントより大きく、接続相手へ接続される接続部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, a terminal according to the present invention has a joint part to which a conductor of an electric wire is joined, and a terminal that is connected to the joint part, and has a minimum moment of inertia of the joint part. A connecting portion having a moment of inertia larger than the area and being connected to a connecting partner.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の厚さが前記接合部より厚い構成としてもよい。 In the terminal according to one aspect of the present invention, the connection portion may be thicker than the joint portion.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の断面形状が前記接合部の断面形状と異なる構成としてもよい。 The terminal according to one aspect of the present invention may have a configuration in which the cross-sectional shape of the connecting portion is different from the cross-sectional shape of the joint portion.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の断面形状が凹形であり、前記接合部の断面形状が矩形である構成としてもよい。 In the terminal according to one aspect of the present invention, the connecting portion may have a concave cross-sectional shape, and the joining portion may have a rectangular cross-sectional shape.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の断面形状が中空の矩形であり、前記接合部の断面形状が矩形である構成としてもよい。 In the terminal according to one aspect of the present invention, the connecting portion may have a hollow rectangular cross-sectional shape, and the connecting portion may have a rectangular cross-sectional shape.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の断面を形成する辺の数が前記接合部を形成する辺の数より多い構成としてもよい。 The terminal according to one aspect of the present invention may have a configuration in which the number of sides forming the cross section of the connection part is greater than the number of sides forming the joint part.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の最小断面二次モーメントが6.7×10-13m4以上である構成としてもよい。 The terminal according to one aspect of the present invention may have a configuration in which the minimum moment of inertia of the connecting portion is 6.7×10 −13 m 4 or more.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の厚さが1.3mm以上7mm以下である構成としてもよい。 The terminal according to one aspect of the present invention may have a configuration in which the thickness of the connecting portion is 1.3 mm or more and 7 mm or less.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の最小断面二次モーメントが1.0×10-11m4以上1.0×10-10m4未満であり、前記接続部の長さが1.2mm以上30mm未満である構成としてもよい。 In the terminal according to one aspect of the present invention, the connecting portion has a minimum moment of inertia of 1.0×10 −11 m 4 or more and less than 1.0×10 −10 m 4 , and the length of the connecting portion is The length may be 1.2 mm or more and less than 30 mm.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の最小断面二次モーメントが1.0×10-10m4以上1.0×10-9m4未満であり、前記接続部の長さが1.2mm以上40mm未満である構成としてもよい。 In the terminal according to one aspect of the present invention, the connecting portion has a minimum moment of inertia of 1.0×10 −10 m 4 or more and less than 1.0×10 −9 m 4 , and the length of the connecting portion is It is good also as a structure which is 1.2 mm or more and less than 40 mm.
本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の最小断面二次モーメントが1.0×10-9m4以上1.0×10-7m4未満であり、前記接続部の長さが1.2mm以上50mm未満である構成としてもよい。 In the terminal according to one aspect of the present invention, the connecting portion has a minimum moment of inertia of 1.0×10 −9 m 4 or more and less than 1.0×10 −7 m 4 , and the length of the connecting portion is It is good also as a structure which is 1.2 mm or more and less than 50 mm.
本発明に係る端子付き電線は、上記のいずれか一つの構成の端子と、電線と、を有し、前記電線の導体が、前記端子の前記接合部に超音波接合されている。 An electric wire with a terminal according to the present invention includes a terminal having one of the above configurations and an electric wire, and a conductor of the electric wire is ultrasonically bonded to the joint portion of the terminal.
本発明に係る端子付き電線の製造方法は、電線が有する導体が接合される接合部と、前記接合部に連なり、最小断面二次モーメントが前記接合部の最小断面二次モーメントより大きく、接続相手へ接続される接続部を有する端子の前記接合部へ前記導体を超音波接合するステップを備える。 The method for manufacturing an electric wire with a terminal according to the present invention includes a joint part to which a conductor of the electric wire is joined, and a connecting part connected to the joint part, the minimum moment of inertia of the joint being larger than the minimum moment of inertia of the joint part, and a connecting partner. ultrasonically bonding the conductor to the bonding portion of a terminal having a connection portion connected to the terminal.
本発明の一態様に係る端子付き電線の製造方法においては、前記導体を前記接合部へ超音波接合する超音波接合機のホーンの駆動周波数が20kHzであり、前記ホーンの振動の周波数が前記駆動周波数の-10%から5%の範囲内としてもよい。 In the method for manufacturing an electric wire with a terminal according to one aspect of the present invention, a driving frequency of a horn of an ultrasonic bonding machine for ultrasonically bonding the conductor to the bonding portion is 20 kHz, and a frequency of vibration of the horn is 20 kHz. It may be within the range of -10% to 5% of the frequency.
本発明によれば、コストを抑え、電線を端子に超音波接合するときに端子の破損を防ぐことができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to reduce costs and prevent damage to the terminal when ultrasonically bonding the electric wire to the terminal.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、図中では適宜XYZ座標軸を示し、これにより方向を説明する。XYZ座標軸で示される空間においてX成分が増加する方向を+X方向といい、X成分が減少する方向を-X方向という。同様に、Y、Z成分についても、+Y方向、-Y方向、+Z方向、-Z方向と定義する。なお、Z軸方向は、鉛直方向であって、+Z方向は鉛直上向きであり、-Z方向は鉛直下向きでもある。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below. Furthermore, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are given the same reference numerals as appropriate. Furthermore, it should be noted that the drawings are schematic and the relationship between dimensions of each element may differ from reality. Drawings may also include portions that differ in dimensional relationships and ratios. Further, in the drawings, XYZ coordinate axes are shown as appropriate, and directions will be explained using these. In the space indicated by the XYZ coordinate axes, the direction in which the X component increases is called the +X direction, and the direction in which the X component decreases is called the -X direction. Similarly, the Y and Z components are defined as +Y direction, -Y direction, +Z direction, and -Z direction. Note that the Z-axis direction is a vertical direction, the +Z direction is vertically upward, and the -Z direction is also vertically downward.
[第1実施形態]
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係る端子付き電線10の平面図である。端子付き電線10は、端子1Aと被覆電線3とから構成される。図1(b)は、端子1Aの平面図であり、図1(c)は、端子1Aの正面図である。また、図1(d)は、図1(b)のA-A線断面図であり、図1(e)は、図1(b)のB-B線断面図である。
[First embodiment]
FIG. 1(a) is a plan view of an
被覆電線3は、導体31と、導体31を被覆する被覆部32からなる。導体31は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金製である複数の素線が撚り合わせられた撚り線である。なお、導体31は、複数の素線を撚り合わせたものではなく、複数の素線を束ねたものであってもよい。導体31の公称断面積は、本実施形態では60sqである。導体31の公称断面積は、16sq以上を採用することが可能であり、好ましくは20sq~60sqである。なお、導体31の公称断面積は、60sqを超えるものとして、例えば90sqや100sqであってもよい。
The covered
被覆部32は、例えば、絶縁性を有するポリ塩化ビニル(PVC)や、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等、この技術の分野において通常用いられるものを選択することができる。被覆部32は、導体31の外周を被覆している。被覆電線3の先端は、被覆部32が除去されて導体31が露出しており、露出している導体31が端子1Aに接合される。
The covering
端子1Aは、導体31に電気的及び機械的に接合される端子である。端子1Aは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。本実施形態においては、板材の厚さは2mmであり、Y軸方向の長さは49mmである。端子1Aを形成する銅合金としては、例えば、黄銅、りん青銅、コルソン系銅合金等が挙げられるが、導体31より高い融点であることが好ましい。
The
端子1Aは、大別して接続部11aと接合部12aを有している。なお、端子1Aは、表面に錫メッキ処理が施された構成であってもよい。端子1Aに錫メッキ処理を施す場合、接続部11aにのみ錫メッキ処理を施し、接合部12aには錫メッキ処理を施さない構成としてもよい。
The
接続部11aは、導体31が接合された端子1Aを接続先となる他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部11aは、板材を折り曲げて形成されており、図1(d)に示すようにXZ平面に沿った断面が凹形になっている。接続部11aは、X軸方向の幅が17mmであり、Y軸方向の長さが31mmである。また、接続部11aは、上側の辺と下側の辺との間の距離が4mmとなっている。
The connecting
接合部12aは、導体31が超音波接合される部分である。接合部12aは板状であり、Y軸方向の長さが18mmである。また、接合部12aは、導体31が接合される部分については、X軸方向の幅が13mmとなっている。
The
導体31を端子1Aに接合する際には、接合部12aをアンビルの上に載せ、導体31を接合部12aの上に載せる。次にZ軸方向に超音波振動するホーンを-Z方向に圧力を加えつつ導体31に接触させ、導体31と接合部12aを接合する。なお、ホーンの駆動周波数は、例えば20kHzであるが、出力のばらつきによりホーンの振動の周波数は、18kHz~21kHzの範囲内となる。ホーンの振動の周波数のばらつきの範囲に端子1Aの固有振動数が一致すると、端子1Aが共振し、金属疲労により端子1Aが破損する虞がある。
When joining the
本実施形態においては、図1(d)に示すように断面が凹形である接続部11aは、最小断面二次モーメントが6.5×10-10m4であり、図1(e)に示すように断面が矩形である接合部12aは、最小断面二次モーメントが8.7×10-12m4である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子1Aの素材をタフピッチ銅とし、密度が8890kg/m3、ヤング率を1.18×1011N/m2としている。
In this embodiment, the connecting
このように、端子1Aは、接続部11aの最小断面二次モーメントが接合部12aの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部12aの最小断面二次モーメントより接続部11aの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部11aの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。
In this manner, the
図2は、接続部11aの最小断面二次モーメントと接続部11aの固有振動数の関係を示すグラフである。図2においてプロットされている下側の点は、接続部11aの1次モードの固有振動数であり、上側の点は、接続部11aの2次モードの固有振動数である。また、図2に示す2本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。接続部11aの最小断面二次モーメントを寸法と形状によって調整することにより、図2に示すように、接続部11aの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である18kHz~21kHzの範囲から外れるため、接続部11aが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the minimum moment of inertia of the connecting
[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態においては、導体31が接合される端子の構成が第1実施形態と異なる。図3(a)は、導体31が接合される端子1Bの平面図であり、図3(b)は、端子1Bの正面図である。また、図3(c)は、図3(a)のC-C線断面図であり、図3(d)は、図3(a)のD-D線断面図である。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the configuration of the terminal to which the
端子1Bは、導体31に電気的及び機械的に接合される端子である。端子1Bは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。端子1Bは、大別して接続部11b、接合部12b及びバレル部13bを有している。端子1Bは、Y軸方向の長さが60mmである。
The terminal 1B is a terminal electrically and mechanically connected to the
接続部11bは、導体31が接合された端子1Bを他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部11bは、板状であってY軸方向の長さが25mmであり、X軸方向の幅が18.4mmである。また、接続部11bは、Z軸方向の厚さが2.3mmである。
The connecting
接合部12bは、導体31が超音波接合される部分である。接合部12aは板状であり、上方から見て矩形で導体31が超音波接合される部分は、Y軸方向の長さが9.6mmであり、X軸方向の幅が9.6mmである。また、接合部12bは、Z軸方向の厚さが1.2mmである。
The
バレル部13bは、バレル片14bとバレル片15bを有する。板状のバレル片14bとバレル片15bをプレス加工によって中空の管状に成形することによりバレル部13bが形成されている。管状に成形されたバレル部13bの内径は、被覆電線3が挿入可能な直径である。
The
本実施形態においては、図3(c)に示すように断面が矩形である接続部11bは、最小断面二次モーメントが1.9×10-11m4である。また、図3(d)に示すように接合部12bにおいて導体31が接続される部分は、断面が矩形であって最小断面二次モーメントが1.38×10-12m4である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子1Bの素材をタフピッチ銅とし、密度が8890kg/m3、ヤング率を1.18×1011N/m2としている。
In this embodiment, the connecting
このように、端子1Bは、接続部11bの最小断面二次モーメントが接合部12bの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部12bの最小断面二次モーメントより接続部11bの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部11bの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。
In this manner, the
図4は、接続部11bの最小断面二次モーメントと接続部11bの固有振動数の関係を示すグラフである。図4においてプロットされている点は、下から順番に1次モード、2次モード、3次モード、4時モードの固有振動数である。また、図4に示す2本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。接続部11bの最小断面二次モーメントを寸法と形状によって調整することにより、図4に示すように、接続部11aの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である18kHz~21kHzの範囲から外れるため、接続部11bが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the minimum moment of inertia of the connecting
[第3実施形態]
次に本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態においては、導体31が接合される端子の構成が第1実施形態と異なる。図5(a)は、導体31が接合される端子1Cの平面図であり、図5(b)は、端子1Cの正面図である。また、図5(c)は、図5(a)のE-E線断面図であり、図5(d)は、図5(a)のF-F線断面図である。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the structure of the terminal to which the
端子1Cは、導体31に電気的及び機械的に接合される端子である。端子1Cは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。端子1Cは、大別して接続部11c、接合部12c及びバレル部13cを有している。端子1Cは、Y軸方向の長さが60mmである。
The terminal 1C is a terminal electrically and mechanically connected to the
接続部11cは、導体31が接合された端子1Cを他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部11cは、板材を折り曲げて形成されており、図5(c)に示すようにXZ平面に沿った断面が凹形に形成されている。接続部11cは、X軸方向の幅が18.4mmであり、Y軸方向の長さが35mmである。また、接続部11cは、凹形の各辺の厚さが2.3mmであり、下面から上面までの高さが10mmである。
The connecting
接合部12cは、導体31が超音波接合される部分である。接合部12cは板状であり、Y軸方向の長さが18mmであり、Z軸方向の厚さが2.3mmである。また、接合部12cは、X軸方向の幅が18.4mmである。
The
バレル部13cは、バレル片14cとバレル片15cを有する。板状のバレル片14cとバレル片15cをプレス加工によって中空の管状に成形することによりバレル部13cが形成されている。管状に成形されたバレル部13cの内径は、被覆電線3が挿入可能な直径である。
The
本実施形態においては、図5(c)に示すように断面が凹形である接続部11cは、最小断面二次モーメントが1.3×10-9m4であり、図5(d)に示すように断面が矩形である接合部12cは、最小断面二次モーメントが1.9×10-11m4である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子1Cの素材をタフピッチ銅とし、密度が8890kg/m3、ヤング率を1.18×1011N/m2としている。
In this embodiment, the connecting
このように、端子1Cは、接続部11cの最小断面二次モーメントが接合部12cの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部12cの最小断面二次モーメントより接続部11cの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部11cの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。
In this manner, the
図6は、接続部11cの最小断面二次モーメントと接続部11cの固有振動数の関係を示すグラフである。図6においてプロットされている下側の点は、1次モードの固有振動数であり、上側の点は、2次モードの固有振動数である。また、図6に示す2本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。図6に示すように、接続部11cの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である18kHz~21kHzの範囲から外れるため、接続部11cが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the minimum moment of inertia of the connecting
[第4実施形態]
次に本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態においては、導体31が接合される端子の構成が第1実施形態と異なる。図7(a)は、導体31が接合される端子1Dの平面図であり、図7(b)は、端子1Dの正面図である。また、図7(c)は、図7(a)のG-G線断面図であり、図7(d)は、図7(a)H-H線断面図である。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the configuration of the terminal to which the
端子1Dは、導体31に電気的及び機械的に接合される端子である。端子1Dは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。端子1Dは、大別して接続部11d、接合部12d及びバレル部13dを有している。端子1Dは、Y軸方向の長さが80mmである。
The terminal 1D is a terminal electrically and mechanically connected to the
接続部11dは、導体31が接合された端子1Dを他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部11dは、板材を折り曲げて形成されており、図7(c)に示すようにXZ平面に沿った断面が中空の矩形形状に形成されている。接続部11dは、X軸方向の幅が18.4mmであり、Y軸方向の長さが48mmである。また、接続部11dは、矩形の各辺の厚さが2.3mmであり、下面から上面までの高さが18.4mmである。
The connecting
接合部12dは、導体31が超音波接合される部分である。接合部12dは板状であり、X軸方向の幅が18.4mmであり、Z軸方向の厚さが2.3mmである。
The
バレル部13dは、バレル片14dとバレル片15dを有する。板状のバレル片14dとバレル片15dをプレス加工によって中空の管状に成形することによりバレル部13dが形成されている。管状に成形されたバレル部13dの内径は、被覆電線3が挿入可能な直径である。
The
本実施形態においては、図7(c)に示すように断面が中空の矩形である接続部11dは、最小断面二次モーメントが6.6×10-9m4であり、図7(d)に示すように断面が矩形である接合部12cは、最小断面二次モーメントが1.9×10-11m4である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子1Dの素材をタフピッチ銅とし、密度が8890kg/m3、ヤング率を1.18×1011N/m2としている。
In this embodiment, the connecting
このように、端子1Dは、接続部11dの最小断面二次モーメントが接合部12dの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部12dの最小断面二次モーメントより接続部11dの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部11dの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。
In this way, the terminal 1D is configured such that the minimum moment of inertia of the connecting
図8は、接続部11dの最小断面二次モーメントと接続部11dの固有振動数の関係を示すグラフである。図8においてプロットされている下側の点は、1次モードの固有振動数であり、上側の点は、2次モードの固有振動数である。また、図8に示す2本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。図8に示すように、接続部11dの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である18kHz~21kHzの範囲から外れるため、接続部11dが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the minimum moment of inertia of the connecting
[第5実施形態]
次に本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態においては、導体31が接合される端子の構成が第1実施形態と異なる。図9(a)は、導体31が接合される端子1Eの平面図であり、図9(b)は、端子1Eの正面図である。また、図9(c)は、図9(a)のJ-J線断面図であり、図9(d)は、図9(a)のK-K線断面図である。
[Fifth embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the configuration of the terminal to which the
端子1Eは、導体31に電気的及び機械的に接合される端子である。端子1Eは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。端子1Eは、大別して接続部11e、接合部12e及びバレル部13eを有している。端子1Eは、Y軸方向の長さが40mmである。
The terminal 1E is a terminal electrically and mechanically connected to the
接続部11eは、導体31が接合された端子1Eを他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部11eは、XZ平面に沿って形成されている。接続部11eには、図9(c)に示すようにY軸方向に貫通する直径が10mmのボルト穴が形成されている。接続部11eは、X軸方向の幅が18.4mmであり、Y軸方向の厚さが2.3mmである。また、接続部11eは、Z軸方向の高さが40mmである。
The connecting
接合部12eは、導体31が超音波接合される部分である。接合部12eは板状であり、Z軸方向の厚さが2.3mmである。また、接合部12eは、X軸方向の幅が18.4mmである。
The
バレル部13eは、バレル片14eとバレル片15eを有する。板状のバレル片14eとバレル片15eをプレス加工によって中空の管状に成形することによりバレル部13eが形成されている。管状に成形されたバレル部13eの内径は、被覆電線3が挿入可能な直径である。
The
本実施形態においては、図9(b)に示すように接合部12eから-Z方向に折り曲げられて形成された接続部11eは、最小断面二次モーメントが9.8×10-8m4であり、図9(d)に示すように断面が矩形である接合部12eは、最小断面二次モーメントが1.9×10-11m4である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子1Cの素材をタフピッチ銅とし、密度が8890kg/m3、ヤング率を1.18×1011N/m2としている。
In this embodiment, as shown in FIG. 9(b), the connecting
このように、端子1Eは、接続部11eの最小断面二次モーメントが接合部12eの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部12eの最小断面二次モーメントより接続部11eの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部11eの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。
In this manner, the
図10は、接続部11eの最小断面二次モーメントと接続部11eの固有振動数の関係を示すグラフである。図10においてプロットされている点は、1次モードの固有振動数である。また、図10に示す2本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。図10に示すように、接続部11eの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である18kHz~21kHzの範囲を外れるため、接続部11eが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the minimum moment of inertia of the connecting
[接続部の好適な構成]
次に上述した接続部の長さと最小断面二次モーメントの関係について説明する。発明者は、上述した実施形態に係る端子が有する接続部ついて、Y軸方向の長さと最小断面二次モーメントを変えて端子付き電線の強度を検討した。表1は、端子の接続部について、Y軸方向の長さと最小断面二次モーメントとを変えて端子付き電線の引張試験を行った結果である。なお、試験においては、端子付き電線を作成するにあたり、端子に接合する導体の断面積を60sqとした。また、導体31の端子への超音波接合においては、接合条件としてエネルギーを8000J~12000Jの範囲、加圧の圧力を2kN~4kNの範囲、振幅を80%~100%とした。引張試験の評価については、引張強度が3N以上の場合を強度良好の「○」、引張強度が3N未満の場合を強度不足の「△」、引張試験において端子に亀裂や変形が生じた場合を「×」と評価した。
[Preferred configuration of connection part]
Next, the relationship between the length of the above-mentioned connection portion and the minimum moment of inertia of area will be explained. The inventor studied the strength of an electric wire with a terminal by changing the length in the Y-axis direction and the minimum moment of inertia of the connecting portion of the terminal according to the above-described embodiment. Table 1 shows the results of a tensile test of electric wires with terminals by changing the length in the Y-axis direction and the minimum moment of inertia of the terminal connection part. In addition, in the test, when creating an electric wire with a terminal, the cross-sectional area of the conductor to be joined to the terminal was set to 60 sq. Further, in the ultrasonic bonding of the
表1に示すように、端子の接続部の最小断面二次モーメントについては、接続部のY軸方向の長さが30mm未満である場合、1.0×10-11m4以上であるのが好ましく、接続部のY軸方向の長さを30mm以上40mm未満とする場合、1.0×10-10m4以上であるのが好ましい。また、端子の接続部の最小断面二次モーメントについては、接続部のY軸方向の長さを40mm以上50mm未満とする場合、1.0×10-9m4以上であるのが好ましい。 As shown in Table 1, the minimum moment of inertia of the connecting part of the terminal is 1.0 × 10 -11 m 4 or more when the length of the connecting part in the Y-axis direction is less than 30 mm. Preferably, when the length of the connecting portion in the Y-axis direction is 30 mm or more and less than 40 mm, it is preferably 1.0×10 −10 m 4 or more. Further, the minimum moment of inertia of the connecting portion of the terminal is preferably 1.0×10 −9 m 4 or more when the length of the connecting portion in the Y-axis direction is 40 mm or more and less than 50 mm.
なお、接続部の最小断面二次モーメントを大きくすると、引っ張りに対しての強度は良好となるが、最小断面二次モーメントを1.0×10-7m4以上とすると、接続部の重量や体積が増加するため、接続部の最小断面二次モーメントは、1.0×10-7m4未満であるのが好ましい。また、接続部の最小断面二次モーメントについては、6.7×10-13m4未満とすると、厚さやX軸方向の幅が狭くなり、被覆電線3が高圧用の電線である場合には、接続先との電気的な接続に必要な面積が不足するため、6.7×10-13m4以上であるのが好ましい。
In addition, increasing the minimum moment of inertia of the joint will improve the tensile strength, but if the minimum moment of inertia of the joint is 1.0 × 10 -7 m 4 or more, the weight of the joint and Due to the increased volume, the minimum moment of inertia of the connection is preferably less than 1.0×10 −7 m 4 . In addition, if the minimum moment of inertia of the connection part is less than 6.7 x 10 -13 m4 , the thickness and width in the X-axis direction will become narrow, and if the covered
また、端子の接続部の厚さについては、1.3mm以上7mm以下が好ましく、軽量化及びコストの観点から1.3mm以上3.5mm以下であるのが好ましい。 Further, the thickness of the connecting portion of the terminal is preferably 1.3 mm or more and 7 mm or less, and from the viewpoint of weight reduction and cost, it is preferably 1.3 mm or more and 3.5 mm or less.
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。上述した各実施形態及び各変形例の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
[Modified example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various other forms. For example, the above-described embodiment may be modified as follows to implement the present invention. Note that the above-described embodiment and the following modified examples may be combined. The present invention also includes configurations in which the constituent elements of each embodiment and each modification example described above are combined as appropriate. Moreover, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments and modifications, and various changes are possible.
上述した第3実施形態では接続部の断面形状が凹形であり、第4実施形態では接続部の断面形状が中空の矩形であるが、板材を折り曲げて接続部を形成する場合、接続部の断面形状は凹形や中空の矩形に限定されるものではない。板材を折り曲げて端子の接続部を形成する場合、接続部の断面を形成する辺の数が接合部の断面を形成する辺の数より多い構成としてもよい。 In the third embodiment described above, the cross-sectional shape of the connecting portion is concave, and in the fourth embodiment, the cross-sectional shape of the connecting portion is a hollow rectangle. However, when forming the connecting portion by bending the plate material, the connecting portion The cross-sectional shape is not limited to a concave shape or a hollow rectangle. In the case where the connecting portion of the terminal is formed by bending the plate material, the number of sides forming the cross section of the connecting portion may be greater than the number of sides forming the cross section of the joint portion.
導体31を接合部へ接合する超音波接合機のホーンの駆動周波数は、20kHzに限定されるものではなく、他の周波数であってもよい。導体31を接合部へ接合する超音波接合機のホーンの駆動周波数は、例えば20kHz~120kHzの範囲内であってもよい。
The driving frequency of the horn of the ultrasonic bonding machine for bonding the
1A、1B、1C、1D、1E 端子
3 被覆電線
10 端子付き電線
11a、11b、11c、11d、11e 接続部
12a、12b、12c、12d、12e 接合部
13b、13c、13d、13e バレル部
14b、14c、14d、14e バレル片
15b、15c、15d、15e バレル片
31 導体
32 被覆部
1A, 1B, 1C, 1D,
Claims (14)
前記接合部に連なり、最小断面二次モーメントが前記接合部の最小断面二次モーメントより大きく、接続相手へ接続される接続部と、
を備える端子。 a joint where a conductor of the electric wire is joined;
a connecting portion that is connected to the joint, has a minimum moment of inertia of area larger than a minimum moment of inertia of the joint, and is connected to a connection partner;
A terminal with a
請求項1に記載の端子。 The terminal according to claim 1, wherein the thickness of the connection portion is thicker than the thickness of the joint portion.
請求項1又は請求項2に記載の端子。 The terminal according to claim 1 or 2, wherein a cross-sectional shape of the connecting portion is different from a cross-sectional shape of the joint portion.
請求項3に記載の端子。 The terminal according to claim 3, wherein the connecting portion has a concave cross-sectional shape, and the joining portion has a rectangular cross-sectional shape.
請求項3に記載の端子。 The terminal according to claim 3, wherein the connecting portion has a hollow rectangular cross-section, and the joint portion has a rectangular cross-section.
請求項3に記載の端子。 The terminal according to claim 3, wherein the number of sides forming the cross section of the connection part is greater than the number of sides forming the joint part.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の端子。 The terminal according to any one of claims 1 to 6, wherein the connecting portion has a minimum moment of inertia of 6.7×10 −13 m 4 or more.
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の端子。 The terminal according to any one of claims 1 to 7, wherein the thickness of the connecting portion is 1.3 mm or more and 7 mm or less.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の端子。 The minimum moment of inertia of the connecting portion is 1.0×10 −11 m 4 or more and less than 1.0×10 −10 m 4 , and the length of the connecting portion is 1.2 mm or more and less than 30 mm. 9. A terminal according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の端子。 The minimum moment of inertia of the connecting portion is 1.0×10 −10 m 4 or more and less than 1.0×10 −9 m 4 , and the length of the connecting portion is 1.2 mm or more and less than 40 mm. 9. A terminal according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の端子。 The minimum moment of inertia of the connecting portion is 1.0×10 −9 m 4 or more and less than 1.0×10 −7 m 4 , and the length of the connecting portion is 1.2 mm or more and less than 50 mm. 9. A terminal according to any one of claims 1 to 8.
電線と、を有し、
前記電線の導体が、前記端子の前記接合部に超音波接合されている、
端子付き電線。 The terminal according to any one of claims 1 to 11;
having an electric wire;
the conductor of the electric wire is ultrasonically bonded to the joint portion of the terminal;
Electric wire with terminal.
を備える端子付き電線の製造方法。 The joining of a terminal having a joining part to which a conductor of an electric wire is joined, and a connecting part connected to the joining part, having a minimum moment of inertia of area larger than the minimum moment of inertia of the joining part, and connected to a connection partner. A method for manufacturing an electric wire with a terminal, comprising the step of ultrasonically bonding the conductor to the portion.
請求項13に記載の端子付き電線の製造方法。 13. A driving frequency of a horn of an ultrasonic bonding machine for ultrasonically bonding the conductor to the bonding portion is 20 kHz, and a vibration frequency of the horn is within a range of -10% to 5% of the driving frequency. A method for manufacturing an electric wire with a terminal described in .
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