JP6032558B2 - 端子金具付き導体 - Google Patents

Description

本発明は端子金具付き導体に関するものである。

下記特許文献１は、編組線を利用してバッテリーのターミナル同士を接続する技術を開示したものである。編組線は良好な可撓性を有するため、接続すべき接点間の距離が短い場合において有利である。特許文献１では編組線の端部に金属製の端子板を取付けてバッテリポスト側との接続をとるようにしているが、最近では、端子板に代えてバレル部を備えた端子金具を利用したい、という要請が生じている。

特開平８−３０６４１７号公報

しかし、編組線は多数の金属素線を編成した構成であるため、端部では各素線がばらけ易く、先端部がラッパ状に広がってしまい易い。このため、端子金具のバレル部においてかしめを行うと、バレル片同士の先端間に素線が噛み込んでしまうことがあり、そのような場合には引っ張り強度が低下してしまう。また、拡がった編組線をかしめても、かしめ状況が安定化せず、その結果、接触抵抗が不安定化する、という問題点があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、高い引っ張り強度を有し、かつ接触抵抗の安定化を図りうる端子金具付き導体を提供することを目的とする。

本発明の端子金具付き導体は、複数の金属素線にて撓み可能に編成された金属編組部の端部をかしめ付けることによって端子金具が取付けられる端子金具付き導体において、金属編組部の端部には各金属素線同士が溶着されて被かしめ部が形成され、かつこの被かしめ部が端子金具に設けられた導体接続部にかしめられて取付けがなされるものであって、
前記金属素線は芯体の表面にメッキ層が積層されて形成され、前記被かしめ部における外周部では前記メッキ層が溶融されて前記各金属素線間が接合状態となった溶着領域が形成されているが、前記被かしめ部が前記端子金具にかしめ付けられる前の状態における前記被かしめ部の中心部では、前記メッキ層の溶融がなされておらず前記各金属素線間に空隙が分布する空隙保有領域が形成され、前記被かしめ部が前記導体接続部にかしめ付けられた後では前記空隙が埋められるよう前記各金属素線間が接近して前記被かしめ部が縮小変形していることを特徴とする。

本発明によれば、金属編組部を構成している素線同士を溶着によって固めるようにしている。したがって、従来に比較して端子金具との間の接触抵抗の安定化と引っ張り強度の向上とを図りうる。

モータとパワーコントロールユニット側との接続状況を示す平面図 端子金具付き導体の製造過程を示す図 （Ａ）はかしめ前における図１のＡ−Ａ線相当の断面図、（Ｂ）はかしめ後における図１のＡ−Ａ線断面図

本発明における好ましい実施の形態を説明する。
（１）本発明の端子金具付き導体は、金属編組部が被かしめ部を金属編組部の長手方向の両端部に有するとともに、両被かしめ部のそれぞれに端子金具が取付けられ、かつ、両端子金具間に位置する金属編組部は絶縁部材によって覆われているようにすると良い。
このような構成によれば、金属編組部を覆う絶縁部材により、金属編組部の防食を図ることができる。
（２）前記絶縁部材は、金属編組部を挿通可能な筒状に形成され、かつ金属編組部を所定の湾曲状態に矯正可能な形状保持機能を有する材質にて形成されていると良い。

このような構成によれば、絶縁部材を金属編組部に挿通させることにより、金属編組部を所定の湾曲形状に矯正することができる。したがって、例えば金属編組部の両端部に取り付けられた端子金具の接続相手が接近しているような場合においても、金属編組部が予め所定の湾曲形状に矯正（癖付け）されているため、端子金具の接続作業を容易に行うことができる。
（３）前記絶縁部材は熱収縮チューブであり、この熱収縮チューブは金属編組部に挿通した状態で金属編組部を長さ方向に収縮させる方向に付勢力を付与することで、金属編組部を所定の湾曲形状に矯正する構成であっても良い。

このような構成によれば、金属編組部に熱収縮チューブを挿通させてから金属編組部を所定の湾曲形状に屈曲させる。その状態で、熱収縮チューブを加熱して熱収縮チューブを収縮させると、熱収縮チューブは金属編組部を長さ方向に収縮させるような付勢力を付与するため、金属編組部は所定の湾曲形状に矯正される。したがって、端子金具の接続作業を容易に行うことができる。

次に、本発明の導体付き端子金具を具体化した実施例１について、図面を参照しつつ説明する。

＜実施例１＞
図１はハイブリッド車両あるいは電気自動車において、モータ１とＰＣＵ（パワーコントロールユニット）２との間が、３つの端子金具付き導体Ｃによって接続される状況を示している。同図に示すように、モータ１側及びＰＣＵ２側の対向部位にはそれぞれ３つずつ端子部１Ａ，２Ａが並列して設けられている。モータ１側とＰＣＵ２側の対向する端子部１Ａ，２Ａ同士の間は、例えば１００ｍｍ程度に接近した区間となっている。なお、図示の各端子部１Ａ，２Ａにはスタッドボルト１Ｂ，２Ｂが立設されている。

各端子金具付き導体Ｃは、長手方向の両端部に配された一対の端子金具３と両端子金具３間を接続する金属編組部４とを備えて構成されている。各端子金具３は例えば銅合金製であり、板材を折り曲げて加工して形成されている。

各端子金具３は、モータ１側及びＰＣＵ２側の各端子部１Ａ，２Ａとの接続のための端子接続部５と、金属編組部４との接続のためのバレル部６とから一体に形成されている。各端子接続部５には長手方向への長孔とされた装着孔７が貫通して形成されており、モータ１側及びＰＣＵ２側の各端子部１Ａ，２Ａのスタッドボルト１Ｂ，２Ｂを挿通可能であり、スタッドボルト１Ｂ，２Ｂを挿通した状態でナット（図示しない）を締め込むことによって、各端子部１Ａ，２Ａと端子金具付き導体Ｃとの電気的接続がとられるようにしている。バレル部６は、端子接続部５の底面から面一に延出した底面を有しており、同底面の両側縁から幅方向へ張り出した一対のバレル片６Ａを有している。両バレル片６Ａは金属編組部４に対し、同金属編組部４の端部をかしめることによって接続可能である。

金属編組部４は、複数の金属素線１３をメッシュ状にかつ筒状に編組して形成した金属編組線Ｈから構成されたものであり、良好な可撓性を有している。各金属素線１３は、図３（Ａ）に示すように、例えば銅系金属を芯体１４としてその表面に錫メッキ層１５を積層して構成されている。金属編組部４の長手方向の両端部には端子金具３のバレル部６によってかしめられる被かしめ部８が形成されている。

被かしめ部８は、金属編組部４の両端から所定長さ範囲を抵抗溶接して素線１３同士を溶着させて構成されている。すなわち、金属編組部４において抵抗溶接された部位は、図３（Ａ）の右側の拡大図に示すように、被かしめ部８の外周部に位置する各素線１３は、素線１３の芯体１４部分は溶融することなく表面の錫メッキ層１５が溶融することで、外周部に位置する素線１３同士が接着し合った溶着領域８Ａを構成する。なお、各素線１３の芯体１４は円形断面を保持したままとなっている。かくして、被かしめ部８の外周部においては素線１３同士が接着し合うことで、ばらけがなく、かつ素線１３間は溶融された錫成分でほぼ埋め尽くされ隙間が殆どない状態となっている。

一方、被かしめ部８の中心部では抵抗溶接の際の熱が伝わりにくいことから、各素線１３の錫メッキ層１５が溶融されていない部分が多く残り、したがって、被かしめ部８の中心部には各素線１３間に隙間が多く分布した空隙保有領域８Ｂが形成されている。但し、この空隙保有領域８Ｂに保有されている空隙は、バレル部６によるかしめの際に素線１３同士が潰れながら接近することによってほぼ埋められた状態となる（図３（Ｂ）の左側の拡大図参照）。つまり、空隙保有領域８Ｂは被かしめ部８の縮径動作を許容する機能を果たす。このように、被かしめ部８は抵抗溶接が施されない一般部に対して絞られた形態（縮径された形態）となる。また、被かしめ部８はバレル部６の内側にセットできる大きさを持った平板状に形成され、かつバレル部６の長さより若干長めとなるように形成されている。

金属編組部４の製造過程については、次に詳述するが、各被かしめ部８の先端面は切断端面となっており、同端面は、各素線１３の先端同士がばらけのない固められた状態となっている。

図２は金属編組部４の製造過程を示している。まず、製造ラインの上流部には一本の連続体として編成された金属編組線Ｈを巻いたリール９が配されている。金属編組線Ｈはこのリール９から順次繰り出されてゆく。繰り出された金属編組線Ｈは抵抗溶接機１０による溶着工程へと移される。

抵抗溶接機１０は対向する一対の溶接電極１０Ａを有し、金属編組線Ｈを図示上下方向から挟み付けて加圧し、この状態で溶接電流を流すと、金属編組線Ｈの外周部では各素線１３の錫メッキ層１５のみが溶融する。この溶融した錫成分により各素線１３間はほぼ接合状態となり、前記した溶着領域８Ａを形成する（図３（Ａ）における右側の拡大図参照）。これに対し、中心部では外周側に比較して抵抗溶接の熱が伝わりにくいため、各素線１３の錫メッキ層１５の溶融が進んでいないため、各素線１３はそのまま維持されるものが相当程度に含まれる。したがって、抵抗溶接された部位の中心部では、各素線１３間にも空隙が保有され、前記した空隙保有領域８Ｂが形成されている（図３（Ａ）における左側の拡大図参照）。

抵抗溶接によって溶着がなされた場合、その長さ方向の形成範囲は、少なくとも被かしめ部８の２倍の長さとなるようにしてある。そして、抵抗溶接が完了したら、金属編組線Ｈは所定ストローク（金属編組部４における一般部の長さに相当する）分の送り動作がなされ、送り動作後には次回の抵抗溶接の動作が繰り返される。

抵抗溶接機１０の下流側にはカッター装置１１が配されていて、抵抗溶接機１０によって溶着された部分のほぼ中央部において切断がなされる。これによって、長さ方向の両端部に被かしめ部８が形成された金属編組部４が得られる。この金属編組部４は端子金具３との接続工程へ移送される。同工程においては、金属編組部４には保護のための熱収縮チューブ１２が挿通される。但し、被かしめ部８と端子金具３のバレル部６とのかしめ時には熱収縮チューブ１２をずらしておき、かしめ作業の邪魔にならないようにしておく。

かしめ作業においては、図３（Ｂ）に示すように、被かしめ部８がバレル部６の内部にセットされ、バレル片６Ａの先端同士が突き当たるようにしてかしめられる。これにより、被かしめ部８における溶着領域８Ａはバレル片６Ａの内周形状に倣って変形する。また、空隙保有領域８Ｂにおいては各素線１３が潰れ変形し、素線１３間の空隙が埋められる（図３（Ｂ）の左側拡大図参照）。この結果、被かしめ部８の全体が一般部に対して縮小変形する。

かくして、被かしめ部８に対するかしめ作業が完了したら、熱収縮チューブ１２が両端子金具３の各バレル部６間を覆い隠すことができる位置に移動させる。そして、図１に示すように、モータ１側とＰＣＵ２側とを接続する３本の端子金具付き導体Ｃのうち、中央に位置するものについては、金属編組部４をストレートな形状のままにしておき、両端部に位置するものについては、熱収縮チューブ１２と共に金属編組部４を所定形状に湾曲変形させる。その後、各熱収縮チューブ１２を加熱して熱収縮させれば、熱収縮チューブ１２は両バレル部６間において金属編組部４を、同金属編組部４の外面に密着した状態で覆う。こうすることで、熱収縮チューブ１２はその収縮力によって金属編組部４を長さ方向に引っ張るよう付勢するため、湾曲形状を維持することができる。換言すれば、所定の湾曲形状に癖付けしておくことができる。したがって、こうして得られた端子金具付き導体Ｃでは、所定の湾曲形状に癖付けできるため、特に、モータ１側とＰＣＵ２側の両端子部１Ａ，２Ａ間の間隔が短く、金属編組部４の曲げに大きな力を要するような環境のもとで、特に有利に作用する。

このように構成された端子金具付き導体Ｃの作用効果は次の通りである。
（１）各端子金具付き導体Ｃは、図１に示すように、モータ１とＰＣＵ２との各対応する端子部１Ａ，２Ａ間に架け渡され、端子金具３の装着孔７へスタッドボルトを差し込んでナット（図示しない）にて締め付けてやれば、モータ１とＰＣＵ２においてそれぞれ対応する端子部１Ａ，２Ａ間の電気的接続がとられる。前述したように、モータ１とＰＣＵ２側との対応する端子部１Ａ，２Ａ間の距離は短いが、金属編組部４及び熱収縮チューブ１２は共に良好な撓み性を有するため、接近した端子部１Ａ，２Ａ間の接続も容易に行うことができる。
（２）金属編組部４の両端部を抵抗溶接することによって、外周部に位置する素線１３同士が溶着して固められるため、従来のように素線１３がばらけてしまうことがないから、被かしめ部８をバレル部６と安定的にかしめることができる。したがって、引張強度を高めることができ、また両間の接触抵抗の安定化を図ることもできる。
（３）さらに、被かしめ部８の中心部においては素線１３間が隙間なく埋められているため、電気抵抗を低下させることに寄与する。
（４）さらにまた、金属編組部４を金属編組線Ｈの連続体から製造するようにしているため、後の切断を前提とすれば、一度の溶接作業にて二カ所の被かしめ部８を同時に形成することができる。したがって、金属編組部４の製造効率を高めることができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では金属編組部４の両端部を抵抗溶接して被かしめ部８を形成するようにしたが、抵抗溶接に代えて超音波溶接によって形成するようにしても良い。但し、その場合には予め各素線１３の表面に施されている錫メッキを剥がしておくと良い。
（２）上記実施例では、金属編組部を金属編組線Ｈの連続体に熱溶着を行ってから所定長さをもって切断することにより形成したが、予め所定長さに切断されたものを熱溶着するようにしても良い。
（３）上記実施例では、本実施例に係る端子金具付き導体Ｃを、モータ１とＰＣＵ２との間の電気的接続に利用したが、使用部位はこれに限定されるべきものではない。
（４）上記実施例では金属編組部４の両端に同種の端子金具３を装着したが、異なる端子金具を装着するようにしても良い。

３…端子金具
４…金属編組部
６…バレル部
８…被かしめ部
１２…熱収縮チューブ
１３…素線
Ｃ…端子金具付き導体

Claims (4)

1. 複数の金属素線にて撓み可能に編成された金属編組部の端部をかしめ付けることによって端子金具が取付けられる端子金具付き導体において、
   前記金属編組部の端部には前記各金属素線同士が溶着されて被かしめ部が形成され、かつこの被かしめ部が前記端子金具に設けられた導体接続部にかしめられて取付けがなされるものであって、
   前記金属素線は芯体の表面にメッキ層が積層されて形成され、前記被かしめ部における外周部では前記メッキ層が溶融されて前記各金属素線間が接合状態となった溶着領域が形成可能であるが、前記被かしめ部が前記端子金具にかしめ付けられる前の状態における前記被かしめ部の中心部では、前記メッキ層の溶融がなされず前記各金属素線間に空隙が分布する空隙保有領域が形成され、前記被かしめ部が前記導体接続部にかしめ付けられた後では前記空隙が埋められるよう前記各金属素線間が接近して前記被かしめ部が縮小変形していることを特徴とする端子金具付き導体。
2. 前記金属編組部は前記被かしめ部を前記金属編組部の長手方向の両端部に有するとともに、両被かしめ部のそれぞれに前記端子金具が取付けられ、
   かつ、前記両端子金具間に位置する前記金属編組部は絶縁部材によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具付き導体。
3. 前記絶縁部材は、
   前記金属編組部を挿通可能な筒状に形成され、かつ前記金属編組部を所定の湾曲状態に矯正可能な形状保持機能を有する材質にて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の端子金具付き導体。
4. 前記絶縁部材は熱収縮チューブであり、この熱収縮チューブは前記金属編組部に挿通した状態で前記金属編組部を長さ方向に収縮させる方向に付勢力を付与することで、前記金属編組部を所定の湾曲形状に矯正することを特徴とする請求項３に記載の端子金具付き導体。

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