JP6472424B2 - 電線の接合方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電線の接合方法に関する。
従来の電線を接合する技術として、例えば、特許文献1では、単芯線電線4の端部を露出させた導体に形成された圧潰部8Aと、撚線電線5の端部を露出させて各素線同士を溶着して形成した接合ブロック部11Aと、を重ね合わせた状態で、単芯線電線4と撚線電線5とがほぼ同軸で接続された接続部が開示されている。
また、特許文献2では、2つの導線の端部同士の溶接において、溶接部分の断面の肥大化を抑制するために、当該2つの導線を両側から挿入可能な中空部を有する筒状に形成された導線溶接用チューブが開示されている。
特開2016−58137号公報 特開2012−223786号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載された接合方法で電線を接合した場合、接触抵抗により接合部の電気抵抗が増加して接合部の発熱抑制の向上が図れず、改善の余地がある。また、上記特許文献2に記載された電線の接合方法では、接合部の強度の向上が図れず、改善の余地がある。
本発明は、電線の接合部の発熱抑制および強度向上を図ることができる電線の接合方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る電線の接合方法は、複数の素線で形成された導電性の第1導体と棒状に形成された導電性の第2導体とを軸方向に対向して配置し、前記第1導体の端部を外周側から第1治具電極の第1保持面で保持させ、前記第2導体の端部を外周側から第2治具電極の第2保持面で保持させる保持工程と、前記第1治具電極と前記第2治具電極とを前記軸方向に対向して相対的に動かし、前記第1導体の端部と前記第2導体の端部とを互いに近接させる近接工程と、前記第1治具電極および前記第2治具電極に通電することで前記第1導体の端部および前記第2導体の端部を加熱しつつ前記軸方向に突き合わせて接合し、前記第1導体の端部と前記第2導体の端部の接合部を囲むように形成された膨出成型部に前記接合部の外周面から外側に溶融物を膨出させる接合成形工程と、を備え、前記膨出成型部は、前記溶融物を成型する成型面を有し、前記接合部を挟むように対向する前記成型面の前記軸方向に直交する直交方向の幅が、前記第1導体を挟むように対向する前記第1保持面の前記直交方向の幅および前記第2導体を挟むように対向する前記第2保持面の前記直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されており、前記成型面の前記幅は、前記第1導体と前記第1導体の外周側を覆う絶縁性の第1絶縁被覆部とで構成される第1配索材の前記直交方向の幅および前記第2導体と前記第2導体の外周側を覆う絶縁性の第2絶縁被覆部とで構成される第2配索材の前記直交方向の幅のうちの小さい方より小さく、且つ、前記成型面の前記軸方向の長さは、前記第1配索材の前記直交方向の幅および前記第2配索材の前記直交方向の幅のうちの小さい方より短く形成されることを特徴とする。
また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記溶融物の軸方向回りに滑面を形成することが好ましい。
また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記滑面を前記軸方向に平行で且つ前記軸方向回りを一周するように形成することが好ましい。
また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記滑面を前記軸方向に中心軸を有する円柱形状の外側面として形成することが好ましい。
また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記滑面を前記外側面の前記軸方向の両端から前記第1導体および前記第2導体の各外側面に向かって細くなるテーパー面として形成することが好ましい。
また、上記電線の接合方法において、前記成型面は、前記軸方向に第1成型面と第2成型面とに分割され、前記第1治具電極は、前記第1成型面と前記軸方向に一体的に構成され、前記第2治具電極は、前記第2成型面と前記軸方向に一体的に構成されることが好ましい。
本発明に係る電線の接合方法によれば、接合成型工程で第1導体の端部と第2導体の端部の接合部を囲むように形成された膨出成型部に接合部の外周面から外側に溶融物を膨出させる。膨出成型部は、接合部を挟むように対向する成型面の軸方向に直交する直交方向の幅が、第1導体を挟むように対向する第1保持面の直交方向の幅および第2導体を挟むように対向する第2保持面の直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。これにより、接合部が第1導体および第2導体より太くなり、接合部の断面積が各導体の断面積より大きくなるので、接合部の電気抵抗が小さくなり、通電時の接合部の発熱を抑制することができる。また、接合部の断面積が大きくなることから接合部の強度を向上させることができる。
図1は、実施形態1における電線の接合構造の分解斜視図である。 図2は、実施形態1における電線の接合構造の概略構成を示す側面図である。 図3は、実施形態1における電線の接合構造の概略構成を示す部分断面図である。 図4は、実施形態1に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図5は、実施形態1に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図6は、実施形態1に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図7は、実施形態2における電線の接合構造の概略構成を示す側面図である。 図8は、実施形態2における電線の接合構造の概略構成を示す部分断面図である。 図9は、実施形態1の変形例に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図10は、実施形態1の変形例に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。 図11は、実施形態1の変形例に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。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、いわゆる当業者が置換可能且つ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における構成要素は、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。
[実施形態1]
図1〜図6を参照して、実施形態1における電線の接合構造について説明する。図1は、実施形態1における電線の接合構造の分解斜視図である。図2は、実施形態1における電線の接合構造の概略構成を示す側面図である。図3は、実施形態1における電線の接合構造の概略構成を示す部分断面図である。図4〜図6は、実施形態1に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。なお、図4は、治具電極に取り付けられた2つの電線の接合前の状態を示す。図5は、治具電極に取り付けられた2つの電線の接合時の状態を示す。図6は、治具電極に取り付けられた2つの電線の接合完了時の状態を示す。
実施形態1における電線の接合構造が適用された電線1Aは、例えば、電気車両(EV)、ハイブリッド車両(HEV)、プラグインハイブリッド車両(PHEV)などの車両に配索され、電源供給や通信の導電路として用いられる。電線1Aは、相対的に高い柔軟性を有し良好な屈曲性を有する第1電線2と、相対的に高い剛性を有し配索経路に沿って形状を保持しやすい第2電線3とを接続することで、当該電線1Aにおける各部位に応じて要求される適正な可撓性と剛性とのバランスを実現し、これにより、良好な配索作業性や良好な取扱い性等を確保している。具体的には、電線1Aは、第1電線2と、第2電線3と、接合構造4Aとを含んで構成される。
第1電線2は、第1配索材であり、複数の素線21aによって形成される導電性の第1導体21と、当該第1導体21の外周側を覆う絶縁性の第1絶縁被覆部22とを有する。第1導体21は、導電性の金属部材によって構成される。第1導体21は、線状に延びる方向(以下、「軸方向」という場合がある。)に対してほぼ同じ径で延びるように形成される。第1導体21を構成する素線21a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により製造される。ここでは、第1導体21は、複数の素線21aを単純に束ねたものであるが、複数の素線21aを撚り合わせて形成されてもよい。第1絶縁被覆部22は、第1導体21の外周側を被覆する電線被覆である。第1絶縁被覆部22は、第1導体21の外周面に接して設けられる。第1絶縁被覆部22は、例えば、絶縁性の樹脂材料(PPやPVC、架橋PE等が含まれる。なお、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。第1絶縁被覆部22は、第1導体21の軸方向の一端から他端にかけて形成される。第1電線2は、第1導体21の端部において、第1絶縁被覆部22が剥ぎ取られており、当該第1導体21の端部が第1絶縁被覆部22から露出している。第1電線2は、当該第1導体21の端部に後述の第2電線3の第2導体31の端部が物理的および電気的に接合される。第1電線2は、一例として、第1導体21の軸方向の断面形状が略円形状、第1絶縁被覆部22の軸方向の断面形状が略円環形状となっており、全体として略円形状の断面形状となっている。
第2電線3は、第2配索材であり、棒状に形成された導電性の第2導体31と、当該第2導体31の外周側を覆う絶縁性の第2絶縁被覆部32とを有する。第2導体31は、導電性の金属部材によって構成される。第2導体31は、棒状に形成され、断面形状が略正円形となる柱状の導体構造となっている。第2導体31は、軸方向に対してほぼ同じ径で延びるように形成される。第2導体31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により製造される。第2絶縁被覆部32は、第2導体31の外周側を被覆する電線被覆である。第2絶縁被覆部32は、第2導体31の外周面に接して設けられる。第2絶縁被覆部32は、例えば、絶縁性の樹脂材料(PPやPVC、架橋PE等が含まれる。なお、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。第2絶縁被覆部32は、第2導体31の軸方向の一端から他端にかけて形成される。第2電線3は、第2導体31の端部において、第2絶縁被覆部32が剥ぎ取られており、当該第2導体31の端部が第2絶縁被覆部32から露出している。第2電線3は、当該第2導体31の端部に上述の第1電線2の第1導体21の端部が物理的および電気的に接合される。第2電線3は、一例として、第2導体31の軸方向の断面形状が略円形状、第2絶縁被覆部32の軸方向の断面形状が略円環形状となっており、全体として略円形状の断面形状となっている。なお、第2導体31は、断面形状が略正円形のものに限らず、例えば、矩形等であってもよく、また、筒状の導体構造となっていてもよい。
接合構造4Aは、第1電線2と第2電線3とを物理的および電気的に接合したものである。接合構造4Aは、接合部10Aと、保護チューブ11とを備える。
接合部10Aは、第1導体21と第2導体31とが接合されている部分である。接合部10Aは、例えば、抵抗溶接等により、第1導体21の端部と第2導体31の端部とを互いに軸方向に突き合わせて接合したものである。ここで抵抗溶接とは、溶接対象となる金属導体に通電してジュール熱を発生させ、その金属導体を溶解させたのち、通電を切ると同時に加圧することによって接合する方法である。接合部10Aにおける第1導体21と第2導体31との接続方向は、第1導体21および第2導体31の軸方向に沿った方向となる。接合部10Aは、接合時に形成される膨出部40Aを有する。
膨出部40Aは、接合部10Aの外周面から外側に膨出させた溶融物に、抵抗溶接時に使用する治具電極(または治具)の成型面により滑面が形成された部分である。本実施形態における滑面は、接合部10Aから膨出させた溶融物が有する突起、いわゆるバリとは異なるものである。すなわち、滑面は、成型面が溶融物のバリを潰して形成したものである。膨出部40Aは、滑面として、外側面40aと、一対のテーパー面40bとを有する。外側面40aは、接合部10Aの外周面から軸方向と直交する直交方向(以下、単に「直交方向」ともよぶ。)にあって、軸方向に平行で且つ軸方向回りを一周するように形成されている。一対のテーパー面40bは、外側面40aの軸方向の両端から第1導体21および第2導体31の各外周面に向かって細くなるように形成されている。
保護チューブ11は、少なくとも、膨出部40Aを有する接合部10Aの全周を覆う絶縁性の保護部材である。保護チューブ11は、例えば、絶縁性の樹脂材料(PPやPVC、架橋PE等が含まれる。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。)等を成形することによって形成される。ここでは、保護チューブ11は、例えば、筒状に形成された熱収縮チューブ等を用いることができる。保護チューブ11は、例えば、第1電線2、又は、第2電線3の一方の端部から装着される。保護チューブ11は、筒状の内側に第1導体21と第2導体31との接合部10Aが挿入される。保護チューブ11は、加熱されることで収縮して径が小さくなり、接合部10Aの外周側に部分的に密着し当該接合部10Aを覆う。
次に、図4〜図6を参照して、上述した電線1Aの接合方法について説明する。実施形態1に係る電線1Aの接合方法では、一対の治具電極を備える抵抗溶接機(不図示)が用いられる。
図4に示す保持工程では、第1導体21の端部が第1絶縁被覆部22から露出された第1電線2と、第2導体31の端部が第2絶縁被覆部32から露出された第2電線3とを抵抗溶接機にセットする。具体的には、保持工程では、第1導体21と第2導体31とを軸方向に対向して配置し、第1導体21の端部を外周側から第1治具電極50(50A,50B)内の保持面50aで保持させ、第2導体31の端部を外周側から第2治具電極51(51A,51B)内の保持面51aで保持させる。
第1治具電極50および第2治具電極51は、それぞれが溶接用の電極であるが、溶接対象となる第1導体21および第2導体31を保持する治具でもある。第1治具電極50および第2治具電極51は、第1導体21の端部と第2導体31の端部とが軸方向に互いに対向するように保持する。第1治具電極50は、上側治具電極50Aと、下側治具電極50Bとに分割して構成される。上側治具電極50Aおよび下側治具電極50Bは、第1導体21の端部を直交方向(例えば図4に示す上下方向)から挟み込むように保持する。第2治具電極51は、第1治具電極50と同様に、上側治具電極51Aと、下側治具電極51Bとに分割して構成される。上側治具電極51Aおよび下側治具電極51Bは、第2導体31の端部を直交方向(例えば図4に示す上下方向)から保持する。
第1治具電極50は、保持面50aと、成型面50bと、テーパー成型面50cとを有する。保持面50aは、第1保持面であり、第1導体21を外周側から保持する。保持面50aは、筒状の内周面であり、直交方向に分割される。すなわち、保持面50aは、第1導体21の端部を直交方向から挟み込むように保持する。成型面50bは、保持面50aから軸方向に接合部10A側に形成された筒状の内周面である。成型面50bは、膨出部40Aの外側面40aを形成する第1成型面である。成型面50bは、第1治具電極50と第2治具電極51とが互いに軸方向に当接して、当該第2治具電極51の成型面51bに軸方向に連結することにより、軸方向に平行で且つ軸方向周りを一周するように滑面を形成する。テーパー成型面50cは、膨出部40Aの一方のテーパー面40bを形成する成型面である。
第2治具電極51は、保持面51aと、成型面51bと、テーパー成型面51cとを有する。保持面51aは、第2保持面であり、第2導体31を外周側から保持する。保持面51aは、筒状の内周面であり、直交方向に分割される。すなわち、保持面51aは、第2導体31の端部を直交方向から挟み込むように保持する。成型面51bは、保持面51aから軸方向に接合部10A側に形成された筒状の内周面である。成型面51bは、膨出部40Aの外側面40aを形成する第2成型面である。成型面51bは、第1治具電極50と第2治具電極51とが互いに軸方向に当接して、成型面50bに軸方向に連結することにより、軸方向に平行で且つ軸方向周りを一周するように滑面を形成する。テーパー成型面51cは、膨出部40Aの他方のテーパー面40bを形成する成型面である。
本実施形態における第1治具電極50および第2治具電極51は、それらの組み合わせ時すなわち図6に示す接合成形工程時に、第1導体21の端部と第2導体31の端部の接合部10Aを囲むように形成された膨出成型部53を有する。膨出空間部53aは、接合部10Aの外周面から外側に溶融物を膨出させる空間である。すなわち、膨出空間部50dは、接合成形工程において、成型面50b,51b(以下、単にと、テーパー成型面50c,51cと、接合部10Aの外周面とで閉塞される空間である。膨出成型部53は、接合部10Aを挟むように対向する成型面50b,51bの直交方向の幅が、第1導体21を挟むように対向する保持面50aの直交方向の幅および第2導体31を挟むように対向する保持面51aの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。なお、接合部10Aを挟むように対向する成型面50b,51bの直交方向の最大幅が、第1導体21を挟むように対向する保持面50aの直交方向の幅および第2導体31を挟むように対向する保持面51aの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されていることが好ましい。また、接合部10Aを挟むように対向する成型面50b,51bの直交方向の最大幅が、第1電線2の直交方向の幅(または直径)および第2電線3の直交方向の幅(または直径)のうちの大きい方の幅より小さく形成されていることが好ましい。
また、膨出成型部53は、接合部10Aを挟むように対向する成型面50b,51bで囲まれた内部空間の軸方向の断面積が、第1導体21を挟むように対向する保持面50aで囲まれた内部空間の軸方向の断面積および第2導体31を挟むように対向する保持面51aで囲まれた内部空間の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きく形成されている。なお、接合部10Aを挟むように対向する成型面50b,51bで囲まれた内部空間の軸方向の最大断面積が、第1導体21を挟むように対向する保持面50aで囲まれた内部空間の軸方向の断面積および第2導体31を挟むように対向する保持面51aで囲まれた内部空間の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きく形成されていることが好ましい。また、接合部10Aを挟むように対向する成型面50b,51bで囲まれた内部空間の軸方向の最大断面積が、第1電線2の軸方向の断面積および第2電線3の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より小さく形成されていることが好ましい。
次に、図5に示す近接工程では、第1治具電極50と第2治具電極51とを軸方向に対向して相対的に動かし、第1導体21の端部と第2導体31の端部と互いに近接させる。
次に、図6に示す接合成形工程では、第1治具電極50および第2治具電極51に通電することで第1導体21の端部および第2導体31の端部を加熱しつつ軸方向に突き合わせて接合し、膨出成型部53に第1導体21の端部と第2導体31の端部の接合部10Aの外周面から外側に溶融物を膨出させ、膨出成型部53の成型面50b,51b、テーパー成型面50c,51cにより膨出部40Aを形成する。具体的には、第1治具電極50に通電することで第1導体21の端部を加熱すると共に、第2治具電極51に通電することで第2導体31の端部を加熱する。第1導体21の端部および第2導体31の端部を十分に加熱したのち、第1治具電極50および第2治具電極51への通電を止めて、第1治具電極50の軸方向の端部と第2治具電極51の軸方向の端部とが突き当たるまで、第1導体21の端部と第2導体31の端部とを互いに軸方向に突き合わせるように加圧する。このとき、第1導体21と第2導体31との金属結合時に発生する溶融物が膨出成型部53に膨出し、成型面50b,51b、テーパー成型面50c,51cにより膨出部40Aが形成される。すなわち、膨出部40Aの外側面40aは、第1治具電極50の成型面50bと第2治具電極51の成型面51bにより形成される。膨出部40Aの一対のテーパー面40bは、第1治具電極50のテーパー成型面50cと第2治具電極51のテーパー成型面51cにより形成される。
以上説明したように、電線1Aの接合構造4Aは、複数の素線21aによって形成された導電性の第1導体21と、棒状に形成された導電性の第2導体31と、第1導体21の端部と第2導体31の端部とを互いに軸方向に突き合わせて接合された状態の接合部10Aとを備える。接合部10Aは、第1導体21および第2導体31の外周面より外側に膨出させた溶融物を膨出成型部53により成型した膨出部40Aを有する。膨出部40Aは、第1導体21の軸方向の断面積および第2導体31の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きい断面積を有し、軸方向回りに滑面が形成される。これにより、接合部10Aの外周面から外側に膨出された溶融物のバリが潰され、バリの除去に必要なコストを低減することができ、接合部10Aを覆う保護チューブ11の損傷を低減することができる。また、接合部10Aが第1導体21および第2導体31より太くなり、接合部10Aの断面積が第1導体21の断面積および第2導体31の断面積より大きくなるので、接合部10Aの電気抵抗が小さくなり、通電時の接合部10Aの発熱を抑制することができる。また、接合部10Aの断面積が大きくなることから接合部10Aの強度が増して、例えば、車両振動に対する電線の接合部の耐久性を向上させることができる。
また、上述した電線1Aの接合構造4Aでは、膨出部40Aが、円柱状の外側面40aの直径Dが、第1導体21の直径D1および第2導体31の直径D2のうちの大きい方より大径に形成され、かつ、第1電線2の直径および第2電線3の直径のうちの小さい方と同等、または、より小さく形成されることが好ましい。また、膨出部40Aは、外側面40aの軸方向の長さLが、第1電線2の直径L1および第2電線3の直径L2のうちの小さい方より短く形成されることが好ましい。このように、膨出部40の円筒形状を構成する部分の大きさ、すなわち外側面40aの直径Dと軸方向の長さLを規定することにより、膨出部40Aを有する接合部10Aの軸方向の断面積が第1導体21および第2導体31の各断面積より大きくなるように設定することができる。
また、上述した電線1Aの接合構造4Aでは、膨出部40Aが、接合部10Aを外周側から覆うように形成されているので、接合部10Aの腐食による劣化を抑制することができる。
以上説明した電線1Aの接合方法では、複数の素線21aで形成された導電性の第1導体21と棒状に形成された導電性の第2導体31とを軸方向に対向して配置し、第1導体21の端部を外周側から第1治具電極50の保持面50aで保持させ、第2導体31の端部を外周側から第2治具電極51の保持面51aで保持させる保持工程を備える。電線1Aの接合方法は、第1治具電極50と第2治具電極51とを軸方向に対向して相対的に動かし、第1導体21の端部と第2導体31の端部とを互いに近接させる近接工程を備える。電線1Aの接合方法は、第1治具電極50および第2治具電極51に通電することで第1導体21の端部および第2導体31の端部を加熱しつつ軸方向に突き合わせて接合し、第1導体21の端部と第2導体31の端部を囲むように形成された膨出成型部53に接合部10Aの外周面から外側に溶融物を膨出させる接合成形工程を備える。そして、膨出成型部53は、溶融物を成型する成型面50b,51b、テーパー成型面50c,51cを有し、接合部10Aを挟むように対向する成型面50b,51bの軸方向に直交する直交方向の幅が、第1導体21を挟むように対向する保持面50aの直交方向の幅および第2導体31を挟むように対向する保持面51aの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。これにより、接合部10Aが第1導体21および第2導体31より太くなり、接合部10Aの断面積が第1導体21の断面積および第2導体31の断面積より大きくなるので、接合部10Aの電気抵抗が小さくなり、通電時の接合部10Aの発熱を抑制することができる。また、接合部10Aの断面積が大きくなることから接合部10Aの強度が増して、例えば、車両振動に対する電線の接合部の耐久性を向上させることができる。
また、以上説明した電線1Aの接合方法では、成型面50b,51b、テーパー成型面50c,51cは、溶融物の軸方向回りに滑面を形成するので、接合部10Aの外周面から外側に膨出された溶融物のバリが抑制され、バリの除去に必要なコストを低減することができ、もって接合部10Aを覆う保護チューブ11の損傷を低減することができる。
また、以上説明した電線1Aの接合方法では、成型面50b,51bは、滑面を軸方向に平行で且つ軸方向回りを一周するように形成する。これにより、接合部10Aに軸方向回りを一周するように平坦な滑面を形成することができる。
また、以上説明した電線1Aの接合方法では、成型面50b,51bは、滑面を軸方向に中心軸を有する円柱形状の外側面として形成する。これにより、接合部10Aに円柱形状の外側面として滑面を形成することができる。
また、以上説明した電線1Aの接合方法では、テーパー成型面50c,51cは、滑面を外側面の軸方向の両端から第1導体21および第2導体31の各外側面に向かって細くなるテーパー面40bとして形成する。これにより、膨出部40Aの外側面40aの軸方向の両端にテーパー面40bを容易に形成することができる。
また、以上説明した電線1Aの接合方法では、膨出部40Aの外側面40aを形成する成型面50b,51bは、軸方向に第1成型面と第2成型面とに分割されている。第1治具電極50は、第1成型面と軸方向に一体的に構成される。第2治具電極51は、第2成型面と軸方向に一体的に構成される。これにより、電線1Aの接合時に、成型面50b,51bにより膨出部40Aの軸方向回りに容易に滑面を形成することができる。
また、以上説明した電線1Aの接合方法では、成型面50b,51bの幅は、第1導体21と第1導体21の外周側を覆う絶縁性の第1絶縁被覆部22とで構成される第1電線2の直交方向の幅および第2導体31と第2導体31の外周側を覆う絶縁性の第2絶縁被覆部32とで構成される第2電線3の直交方向の幅のうちの小さい方より小さく、且つ、成型面50b,51bの軸方向の長さは、第1電線2の直交方向の幅および第2電線3の直交方向の幅のうちの小さい方より短く形成される。これにより、膨出部40Aの大きさを容易に規制することができる。
[実施形態2]
次に、図7および図8を参照して、実施形態2における電線の接合構造について説明する。図7は、実施形態2における電線の接合構造の概略構成を示す側面図である。図8は、実施形態2における電線の接合構造の概略構成を示す部分断面図である。その他、上述した実施形態1と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する(以下、同様。)。
図7、図8に示す電線1Bは、接合構造4Bの形状が上述の電線1Aの接合構造4Aと異なる。電線1Bは、第1電線2と、第2電線3と、接合構造4Bとを含んで構成される。
接合構造4Bは、第1電線2と第2電線3とを物理的および電気的に接合したものである。接合構造4Bは、接合部10Bと、保護チューブ11とを備える。
接合部10Bは、第1導体21と第2導体31とが接合されている部分である。接合部10Bは、例えば、抵抗溶接等により、第1導体21の端部と第2導体31の端部とを互いに軸方向に突き合わせて接合したものである。接合部10Bにおける第1導体21と第2導体31との接続方向は、第1導体21および第2導体31の軸方向に沿った方向となる。接合部10Bは、接合時に形成される膨出部40Bを有する。
膨出部40Bは、接合部10Bの外周面から外側に溶融物に、抵抗溶接時に使用する治具電極(または治具)の成型面により滑面が形成された部分である。膨出部40Bは、滑面として、外側面40aと、一対の環状面40cとを有する。外側面40aは、接合部10Bの外周面から直交方向にあって、軸方向に平行で且つ軸方向回りを一周するように形成されている。一対の環状面40cは、外側面40aの軸方向の両端から第1導体21および第2導体31の各外周面に向かって、直交方向に形成されている。
実施形態2に係る電線1Bの接合方法では、第1治具電極50および第2治具電極51が、膨出部40Bを構成する一対の環状面40cを形成するために、直交方向に環状成型面を有する点が上記電線1Aの接合方法と異なる。
実施形態2に係る電線1Bの接合方法は、上記電線1Aの接合方法と同様の効果を得ることができる。
[変形例]
次に、図9〜図11を参照して、実施形態1の変形例に係る電線の接合方法について説明する。図9〜図11は、実施形態1の変形例に係る電線の接合方法の一例を説明するための図である。なお、図9は、治具電極に取り付けられた2つの電線の接合前の状態を示す。図10は、治具電極に取り付けられた2つの電線の接合時の状態を示す。図11は、治具電極に取り付けられた2つの電線の接合完了時の状態を示す。
実施形態1の変形例に係る電線1Aの他の接合方法では、一対の治具電極と、膨出部40Aを形成するための治具とを備える抵抗溶接機(不図示)が用いられる。
図9に示す保持工程では、第1導体21の端部が第1絶縁被覆部22から露出された第1電線2と、第2導体31の端部が第2絶縁被覆部32から露出された第2電線3と抵抗溶接機にセットする。具体的には、保持工程では、第1導体21と第2導体31とを軸方向に対向して配置し、第1導体21の端部を外周側から第1治具電極60(60A,60B)の保持面60aで保持させ、第2導体31の端部を外周側から第2治具電極61(61A,61B)の保持面61aで保持させる。さらに、第2治具電極61から軸方向に突出した第2導体31の先端を覆うように治具62(62A,62B)が取り付けられる。
第1治具電極60および第2治具電極61は、それぞれが溶接用の電極であるが、溶接対象となる第1導体21および第2導体31を保持する治具でもある。第1治具電極60および第2治具電極61は、第1導体21の端部と第2導体31の端部とが軸方向に互いに対向するように保持する。第1治具電極60は、上側治具電極60Aと、下側治具電極60Bとに分割して構成される。上側治具電極60Aおよび下側治具電極60Bは、第1導体21の端部を直交方向(例えば図9に示す上下方向)から挟み込むように保持する。第2治具電極61は、上側治具電極61Aと、下側治具電極61Bとに分割して構成される。上側治具電極61Aおよび下側治具電極61Bは、第2導体31の端部を直交方向(例えば図9に示す上下方向)から挟み込むように保持する。
第1治具電極60は、保持面60aを有する。保持面60aは、第1保持面であり、第1導体21を外周側から保持する。保持面60aは、筒状の内周面であり、直交方向に分割される。すなわち、保持面60aは、第1導体21の端部を直交方向から挟み込むように保持する。
第2治具電極61は、保持面61aを有する。保持面61aは、第2保持面であり、第2導体31を外周側から保持する。保持面61aは、筒状の内周面であり、直交方向に分割される。すなわち、保持面51aは、第2導体31の端部を直交方向から挟み込むように保持する。
治具62は、上側治具62Aと、下側治具62Bとに分割して構成される。上側治具62Aおよび下側治具62Bは、第2導体31の先端を直交方向(例えば上下方向)から覆うように配置される。治具62は、成型面62bと、一対のテーパー成型面62cとを有する。成型面62bは、筒状の内周面であり、膨出部40Aの外側面40aを形成する成型面である。テーパー成型面62cは、膨出部40Aのテーパー面40bを形成する成型面である。
本実施形態における治具62は、図11に示す接合成型工程時に、第1導体21の端部と第2導体31の端部の接合部10Aを囲むように形成された膨出成型部63を有する。膨出成型部63は、接合部10Aの外周面から外側に溶融物を膨出させる空間である。すなわち、膨出成型部63は、成型面62bと、テーパー成型面62cと、接合部10Aの外周面とで閉塞される空間である。膨出成型部63は、接合部10Aを挟むように対向する成型面62bの直交方向の幅が、第1導体21を挟むように対向する保持面60aの直交方向の幅および第2導体31を挟むように対向する保持面61aの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されている。なお、接合部10Aを挟むように対向する成型面62bの直交方向の最大幅が、第1導体21を挟むように対向する保持面60aの直交方向の幅および第2導体31を挟むように対向する保持面60aの直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されていることが好ましい。また、接合部10Aを挟むように対向する成型面62bの直交方向の最大幅が、第1電線2の直交方向の幅(または直径)および第2電線3の直交方向の幅(または直径)のうちの大きい方の幅より小さく形成されていることが好ましい。
また、膨出成型部63は、接合部10Aを挟むように対向する成型面62bで囲まれた内部空間の軸方向の断面積が、第1導体21を挟むように対向する保持面60aで囲まれた内部空間の軸方向の断面積および第2導体31を挟むように対向する保持面61aで囲まれた内部空間の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きく形成されている。なお、接合部10Aを挟むように対向する成型面62bで囲まれた内部空間の軸方向の最大断面積が、第1導体21を挟むように対向する保持面60aで囲まれた内部空間の軸方向の断面積および第2導体31を挟むように対向する保持面61aで囲まれた内部空間の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より大きく形成されていることが好ましい。また、接合部10Aを挟むように対向する成型面62bで囲まれた内部空間の軸方向の最大断面積が、第1電線2の軸方向の断面積および第2電線3の軸方向の断面積のうちの大きい方の断面積より小さく形成されていることが好ましい。
次に、図10に示す近接工程では、第1治具電極60と第2治具電極61とを軸方向に対向して相対的に動かし、第1導体21の端部と第2導体31の端部と互いに近接させる。
次に、図11に示す接合成形工程では、第1治具電極60および第2治具電極61に通電することで第1導体21の端部および第2導体31の端部を加熱しつつ軸方向に突き合わせて接合し、膨出成型部63に第1導体21の端部と第2導体31の端部の接合部10Aの外周面から外側に溶融物を膨出させ、膨出成型部63の成型面62b,テーパー成型面62cにより膨出部40Aを形成する。具体的には、第1治具電極60に通電することで第1導体21の端部を加熱すると共に、第2治具電極61に通電することで第2導体31の端部を加熱する。第1導体21の端部および第2導体31の端部を十分に加熱したのち、第1治具電極60および第2治具電極61への通電を止めて、第1治具電極60の軸方向の端部および第2治具電極61の軸方向の端部がそれぞれ治具62の軸方向の端部に突き当たるまで、第1導体21の端部と第2導体31の端部とを互いに軸方向に突き合わせるように加圧する。このとき、第1導体21と第2導体31との金属結合時に発生する溶融物が膨出成型部63に膨出し、成型面62b、テーパー成型面62cにより膨出部40Aが形成される。すなわち、膨出部40Aの外側面40aは、治具62の成型面62bにより形成される。膨出部40Aのテーパー面40bは、治具62のテーパー成型面62cにより形成される。
なお、以上の説明では、電線を接合する方法として抵抗溶接を用いるが、これに限定されるものではなく、例えば超音波溶接等であってもよい。
また、以上の説明では、膨出部40Aは、外側面40aおよびテーパー面40bを滑面として有しているが、外側面40aおよびテーパー面40bの少なくとも1つが曲面で構成されていてもよい。例えば、外側面40aおよびテーパー面40bが、膨出部40Aの中心軸上に中心を置く半径r(=D/2)の球面であることが好ましい。
また、以上の説明では、保護チューブ11は、熱収縮チューブであるものとして説明したがこれに限らない。保護チューブ11は、例えば、UV(紫外線)照射、薬品塗布等によって収縮して径が小さくなる部材によって構成されてもよいし、あるいは、接合部10A,10Bに巻き付けることが可能な粘着テープによって構成されてもよい。
また、以上の説明では、各治具電極は、第1導体21、第2導体31を上下方向から挟持する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、軸方向および上下方向に直交する幅方向から挟持する構成であってもよい。
1A,1B 電線
2 第1電線
3 第2電線
4A,4B 接合構造
10A,10B 接合部
11 保護チューブ
21 第1導体
31 第2導体
40A,40B 膨出部
40a 外側面
40b テーパー面
40c 環状面
50 第1治具電極
50a 保持面
50b 成型面
50c テーパー成型面
51 第2治具電極
51a 保持面
51b 成型面
51c テーパー成型面
62 治具

Claims (6)

  1. 複数の素線で形成された導電性の第1導体と棒状に形成された導電性の第2導体とを軸方向に対向して配置し、前記第1導体の端部を外周側から第1治具電極の第1保持面で保持させ、前記第2導体の端部を外周側から第2治具電極の第2保持面で保持させる保持工程と、
    前記第1治具電極と前記第2治具電極とを前記軸方向に対向して相対的に動かし、前記第1導体の端部と前記第2導体の端部とを互いに近接させる近接工程と、
    前記第1治具電極および前記第2治具電極に通電することで前記第1導体の端部および前記第2導体の端部を加熱しつつ前記軸方向に突き合わせて接合し、前記第1導体の端部と前記第2導体の端部の接合部を囲むように形成された膨出成型部に前記接合部の外周面から外側に溶融物を膨出させる接合成形工程と、を備え、
    前記膨出成型部は、前記溶融物を成型する成型面を有し、前記接合部を挟むように対向する前記成型面の前記軸方向に直交する直交方向の幅が、前記第1導体を挟むように対向する前記第1保持面の前記直交方向の幅および前記第2導体を挟むように対向する前記第2保持面の前記直交方向の幅のうちの大きい方の幅より大きく形成されており、
    前記成型面の前記幅は、前記第1導体と前記第1導体の外周側を覆う絶縁性の第1絶縁被覆部とで構成される第1配索材の前記直交方向の幅および前記第2導体と前記第2導体の外周側を覆う絶縁性の第2絶縁被覆部とで構成される第2配索材の前記直交方向の幅のうちの小さい方より小さく、且つ、
    前記成型面の前記軸方向の長さは、前記第1配索材の前記直交方向の幅および前記第2配索材の前記直交方向の幅のうちの小さい方より短く形成される
    ことを特徴とする電線の接合方法。
  2. 前記成型面は、前記溶融物の軸方向回りに滑面を形成する
    請求項1に記載の電線の接合方法。
  3. 前記成型面は、前記滑面を前記軸方向に平行で且つ前記軸方向回りを一周するように形成する
    請求項2に記載の電線の接合方法。
  4. 前記成型面は、前記滑面を前記軸方向に中心軸を有する円柱形状の外側面として形成する
    請求項2または3に記載の電線の接合方法。
  5. 前記成型面は、前記滑面を前記外側面の前記軸方向の両端から前記第1導体および前記第2導体の各外側面に向かって細くなるテーパー面として形成する
    請求項4に記載の電線の接合方法。
  6. 前記成型面は、前記軸方向に第1成型面と第2成型面とに分割され、
    前記第1治具電極は、前記第1成型面と前記軸方向に一体的に構成され、
    前記第2治具電極は、前記第2成型面と前記軸方向に一体的に構成される
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の電線の接合方法。
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