JP6793148B2 - 電磁圧接端子の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電磁圧接端子および電磁圧接端子の製造方法並びに接続端子、特に、端子が端子板に電磁圧接された電磁圧接端子およびその製造方法、並びにプレス成形された端子板を具備する接続端子に関する。
従来から、電源電流や電気信号を伝達するための接続端子は、電線の端部に端子板が圧接されている。かかる圧接は、機械的なカシメによる圧着や、冶金的な溶着による圧接が知られている。機械的なカシメによる圧着では電線を形成する導電体に端子板の一部が食い込んだりして、導電体の周囲が均一に押圧されないおそれがある。
また、部分的な発熱による冶金的な溶着（溶接）では均一な溶接が困難なため、均一な溶接を可能にしようとする発明が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
一方、電磁力によって２物体を均一に圧接する技術が開示されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
特開２００７−４８５２２号公報（第５−７頁、図１０）
溶接学会誌第４９巻（１９８０）第１号２９−３３頁
特許文献１に開示された発明は、端子板の平板状部分に電線を圧接するものであり、電線の芯線をほぐして、端子板上に均一に整列させるため、作業が繁雑になると共に、電線（送電体）を断面略円柱状のままで端子板の略円筒状部分に圧接しようとする要請に応えられない。
また、非特許文献１に開示された発明は、一方の円筒に他方の円筒を挿入して、電磁力によって外側の円筒を縮径して、両者を電磁圧接するものであるから、両者は円周方向で均一に圧接されている。したがって、端子板に円筒部を形成して、円筒部に電線を挿入して電磁圧接すれば、電線（導電部）が均一に圧接された円筒部を具備する接続端子が製造できることになる。
しかしながら、電線（導電部）の外径は様々であるため、多種類の円筒部を端子板に形成することが煩雑で困難であるという問題があった。また、板状の原板を曲げ加工して円筒部にしたのでは、原板の側縁同士を溶接する必要が生じ、製造コストが上昇するという問題があった。
本発明は、前記問題を解消するものであり、様々な外径の電線（導電部）が均一に圧接され、しかも簡素な作業で安価に製造された接続端子と、かかる接続端子の製造方法と、製造コストを安価にする接続端子を提供することにある。
本発明に係る電磁圧接端子の製造方法は、周囲を絶縁部によって被覆された導体部を具備する電線と、前記導体部に圧接された圧接部分を具備する端子板とを有する電磁圧接端子の製造方法であって、前記圧接部分を形成する平板部分を具備する前記端子板を形成する工程と、少なくとも前記平板部分を断面略σ字状の筒状部分に成形して、前記筒状部分における一方の側縁寄りの内面に前記筒状部分における他方の側縁を接触させることによって、前記筒状部分における一方の側縁近傍と他方の側縁近傍とを互いに重ねて環状の導電回路を形成する工程と、前記電線の前記絶縁部の一部が剥離されて暴露している前記導体部の一部である暴露部分を、前記筒状部分が前記暴露部分に対して遊嵌した状態として、前記筒状部分に挿入する工程と、前記暴露部分が挿入されている前記筒状部分を、放電電流が流されることによって前記筒状部分の中心軸に沿った磁場を生成する放電コイルに挿入する工程と、前記放電コイルに瞬間的に前記放電電流を流す工程とを有し、前記磁場に起因して前記筒状部分に生じた誘導電流と、前記誘導電流によって前記放電コイルと前記筒状部分との間に生じた誘導磁界とに基づく電磁力によって、前記筒状部分を縮径して、前記暴露部分に導電可能に圧接された前記圧接部分を形成することを特徴とする。
また、前記縮径される前の前記筒状部分において、前記筒状部分における一方の側縁が前記筒状部分における他方の側縁寄りの外面に接触することを特徴とする。
本発明に係る電磁圧接端子は、圧接部分において一方の側縁の近傍と他方の側縁の近傍とが重なっているから、共通の端子板から様々な径の圧接部分が形成されたものであるため、部材の共通化が促進されることによって、電磁圧接端子が安価になっている。
また、本発明に係る電磁圧接端子の製造方法は、重なった範囲を増減することによって、筒状部分を様々な径に拡縮可能であるから、様々な外径の導体部を具備する電線に共通の端子板を圧接することができる。したがって、端子板の種類を減らして、様々な径の導体部を共通の端子板に圧接することが可能になるから、部材の共通化が促進され、電磁圧接端子の製造コストを圧縮することが可能になる。
また、機械的なカシメでは、電線１０を周方向で均一に圧接することが困難であるのに対し、電磁力によって筒状部分を縮径するため、圧接部分は暴露部分を周方向で均一に圧接するから、電線と端子板との導電性が向上している。
実施の形態１に係る電磁圧接端子を模式的に説明する斜視図である。 実施の形態１に係る電磁圧接端子を模式的に説明するものであって、図２の（ａ）は一部を示す正面視の断面図、図２の（ｂ）は一部を示す側面視の断面図、図２の（ｃ）は図２の（ｂ）の一部を拡大して示す側面視の断面図である。実施の形態１に係る電磁圧接端子を模式的に説明する正面視の断面図である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、端子板を形成する工程（Ｓ１）を示す斜視図である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、端子板の一部をプレス曲げ成形する工程（Ｓ２）を示す斜視図である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、端子板の一部をプレス曲げ成形する工程（Ｓ２）を示す一部分の正面図である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、電線の一部を曲げ成形された端子板の一部に挿入する工程（Ｓ３）の途中を示す斜視図である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、電線の一部を曲げ成形された端子板の一部に挿入する工程（Ｓ３）の終了後を示す斜視図である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、端子板の一部を放電コイルに挿入する工程（Ｓ４）を示す一部を断面にした斜視図、である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、瞬間的に放電電流を流す工程（Ｓ５）を示す正面視の断面図である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、端子板の一部をプレス曲げ成形する工程（Ｓ２）における変形例１を示す一部分の正面図である。 実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、端子板の一部をプレス曲げ成形する工程（Ｓ２）における変形例２を示す斜視図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態１に係る電磁圧接端子および実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法について説明する。なお、各図面は模式的に描かれているため、各部材の形状や大きさ、あるいは部材間の位置関係は図示された形態に限定されるものではない。
［実施の形態１］
（電磁圧接端子）
図１および図２は、実施の形態１に係る電磁圧接端子を模式的に説明するものであって、図１は一部を示す斜視図、図２の（ａ）は一部を示す正面視の断面図、図２の（ｂ）は一部を示す側面視の断面図、図２の（ｃ）は図２の（ｂ）の一部を拡大して示す側面視の断面図である。
図１および図２の（ａ）〜図２の（ｃ）において、電磁圧接端子１００は、周囲を絶縁部１１によって被覆された導体部１２を具備する電線１０と、圧接部分２３を具備する端子板２０とを有している。そして、絶縁部１１の一部が剥離されて導体部１２が暴露している範囲（以下「暴露部分」と称す）１３に圧接部分２３が電磁圧接されている（電磁圧接については別途、詳細に説明する）。
圧接部分２３は、当初平板であった端子板２０の前足バレル部に相当する板状部分２１（図３参照）が断面略σ（シグマ）状に成形されたものである。すなわち、一方の側縁２１ａの近傍（図２の（ｂ）において上側の斜線部分）と他方の側縁２１ｂの近傍（図２の（ｂ）において中側の斜線部分）とが互いに重なって、端子と端子との接合境界２１ａｂを形成し、他方の側縁２１ｂの近傍と導体部１２とが互いに重なって、端子と電線との接合境界２１ｂｃを形成している。このとき、端子と端子との接合境界２１ａｂおよび端子と電線との接合境界２１ｂｃは、何れも波の形状となる（図２の（ｃ）参照）。このとき、接合境界２１ａｂ、接合境界２１ｂｃおよび電線が規則的な波線によって模式的に示されているが、通常これらは、不規則に繰り返す滑らかな凹凸面である。
なお、本発明において「断面略σ状」とは、断面略円形を呈するものの円環ではなく、周方向の一カ所に、互いに離隔した端面を具備し、一方の端近傍と他方の端近傍とが互いに重なった形状を指している。
（作用効果）
このとき、圧接部分２３は実施の形態２において後記する製造方法（電磁圧接）によって形成されたものであって、一方の側縁２１ａの近傍と他方の側縁２１ｂの近傍とが互いに重なることによって、板状部分２１の形状が統一された共通の端子板２０から、様々な内径に形成されたものである。すなわち、様々な外径の導体部１２を具備する電線１０に、共通の端子板２０が電磁圧接されるため、端子板２０の種類を減らすことが可能になり、部材の製造コストや在庫コストが圧縮される。
なお、端子板２０の圧接部分２３を除く部分の形状は限定されるものではない。たとえば、暴露部分１３に近い絶縁部１１の外周を把持する後足バレル部に相当する部分（図３参照）についても圧接部分２３と同様の形態にしてもよい。
［実施の形態２］
（電磁圧接端子の製造方法）
図３〜図９は実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、図３は端子板を形成する工程（Ｓ１）を示す斜視図、図４は端子板をプレス曲げ成形する工程（Ｓ２）を示す斜視図、図５は図４の一部を示す正面図、図６および図７はそれぞれ電線の一部を曲げ成形された端子板の一部に挿入する工程（Ｓ３）の途中および終了後を示す斜視図、図８は端子板の一部を放電コイルに挿入する工程（Ｓ４）を示す一部を断面にした斜視図、図９は瞬間的に放電電流を流す工程（Ｓ５）を示す正面視の断面図である。
図３〜図９おいて、電磁圧接端子の製造方法は、以下の工程によって電磁圧接端子１００を製造するものである。
図３において、圧接部分２３を形成する矩形状の板状部分２１を具備する端子板２０を形成する（Ｓ１）。端子板２０は、前足バレル部に対応する板状部分２１と、後足バレル部に対応する後板状部分３１と、箱部メス端子に対応する先端板状部分４１とを有している。なお、本発明は端子板２０の形態(大きさや形状等)を限定するものではなく、さらに、板状部分２１に溝や凹凸を設けてもよい。
図４および図５において、少なくとも板状部分２１をプレス曲げ成形して断面略σ字状の筒状部分２２を形成し、板状部分２１における一方の側縁２１ａの近傍と他方の側縁２１ｂの近傍とを互いに重ねる（Ｓ２）。このとき、外側に配置された一方の側縁２１ａ（正確には側縁２１ａと内面との角）は、内側に配置された他方の側縁２１ｂから少し離れた外面に当接（図５において「接点Ａ」にて示す）して環状の導電回路が形成可能になっている。
なお、かかる接点Ａは一方の側縁２１ａの全長に渡って連続した単一の線（均一または不均一な幅を持っている）でも、あるいは飛び飛びに断続した複数箇所の線または点であってもよい。
また、板状部分２１のプレス曲げ成形と同時に、あるいは板状部分２１のプレス曲げ成形に前後して、後板状部分３１を略Ｕ字状の溝状部分３２に成形し、先端板状部分４１を断面矩形状の箱状部分４２に成形している。
図６〜図９において、電線１０の導体部１２の一部である暴露部分１３を、筒状部分２２に挿入する（図６、７参照、Ｓ３）。
そして、暴露部分１３が挿入されている筒状部分２２を、断面略Ｃ字状の放電コイル９０に挿入して（図８参照、Ｓ４）、放電コイル９０に瞬間的に放電電流ｉ９を流す（図９参照、Ｓ５）。そうすると、電磁力によって電磁圧接端子１００が完成する（これについては別途、詳細に説明する）。
（電磁力）
図９において、放電コイル９０に放電電流ｉ９（図９において反時計回りの方向）が流れると、放電電流ｉ９によって外側の放電コイル９０と内側の筒状部分２２との間に磁界Ｈ（図９において紙面に垂直方向）が生じる（アンペールの右ねじの法則）。このとき、筒状部分２２には電磁誘導によって誘導電流ｉ２（図９において時計回りの方向）が生じる（レンツの法則、アンペールの右ねじの法則）。このため、筒状部分２２には、磁界Ｈおよび誘導電流ｉ２に基づく縮径方向の電磁力Ｆが働くことになる（フレミングの左手の法則）。
よって、縮径した筒状部分２２（「圧接部分２３」に同じ）は、電線１０の暴露部分１３に導電可能に圧接され、電磁圧接端子１００が製造される（図１、２参照）。
（作用効果）
以上のように、圧接部分２３は、当初矩形状の板であった板状部分２１がプレス曲げ成形によって断面略σ字状の筒状部分２２に成形された後、縮径したものであって、一方の側縁２１ａの近傍と他方の側縁２１ｂの近傍とが互いに重なったものであるから、重なった範囲を増減することによって、様々な径にすることができる。
すなわち、様々な外径の導体部１２を具備する電線１０に、統一された形状の板状部分を具備する共通の端子板２０を圧接することができるため、端子板２０の種類を減らすことが可能になり、部材の製造コストや在庫コストを圧縮することが可能になる。また、機械的なカシメでは、電線１０を周方向で均一に圧接することが困難であるのに対し、電磁圧接では圧接部分２３と暴露部分１３とが周方向で均一に圧接されるから、電線１０と端子板２０との導電性が向上している。
（変形例）
図１０および図１１は実施の形態２に係る電磁圧接端子の製造方法を模式的に説明するものであって、図１０は端子板の一部をプレス曲げ成形する工程（Ｓ２）における変形例１を示す一部分の正面図、図１１は端子板の一部をプレス曲げ成形する工程（Ｓ２）における変形例２を示す斜視図である。
（変形例１）
図１０において、筒状部分２２は、外側に配置された一方の側縁２１ａ（正確には側縁２１ａと内面との角）は、内側に配置された他方の側縁２１ｂから少し離れた外面に当接すると共に、一方の側縁２１ａから少し離れた内面に他方の側縁２１ｂ（正確には側縁２１ｂと外面との角）が当接している。すなわち、周方向で２カ所において当接するから、当接した面積が増大するため、誘導電流ｉ２に対する電気抵抗が小さくなり、結果として前記電磁力Ｆが大きくなる。なお、軸方向の当接については、連続した線状でも、断続した線状または点状であってもよい。
（変形例２）
図１１において、板状部分２１のプレス曲げ成形（Ｓ２）と同時に、あるいは板状部分２１のプレス曲げ成形（Ｓ２）に前後して、後板状部分３１をプレス曲げ成形して断面略σ字状の後筒状部分３３を形成し、後板状部分３１における一方の側縁３１ａ近傍と他方の側縁３１ｂ近傍とを互いに重ねている。すなわち、前足バレル部における前記工程（Ｓ３〜Ｓ５）と同様の工程によって、後足バレル部についても電磁力によって電線１０の絶縁部１１を把持しようとするものである。
このとき、後筒状部分３３用の放電コイル（図示しない）を設けても、筒状部分２２用の放電コイル９０を後筒状部分３３の電磁成形に転用してもよい。
したがって、前足バレル部と後足バレル部とを同一原理の加工装置によって成形することができるから、作業工程および作業装置が簡素になり、製造コストが低減する。
以上は、筒状部分２２に暴露部分１３を挿入していたが、これに代えて、まず、板状部分２１に暴露部分１３を載置し、暴露部分１３が載置された状態の板状部分２１を曲げ加工して、暴露部分１３を包囲した断面略σ字状の筒状部分２２を形成してもよい。そして、曲げ加工後のスプリングバックを防止するため、非磁性の治具によって筒状部分２２を保持し、保持された状態の筒状部分２２を放電コイル９０に挿入する。そうすると、筒状部分２２に暴露部分１３を挿入する面倒な作業が解消する。
以上のように、圧接部分２３は、当初矩形状の板であった板状部分２１がプレス曲げ成形によって断面略σ字状の筒状部分２２に成形された後、縮径したものであって、一方の側縁２１ａの近傍と他方の側縁２１ｂの近傍とが互いに重なったものであるから、重なった範囲を増減することによって、様々な径にすることができる。
すなわち、様々な外径の導体部１２を具備する電線１０に、統一された形状の板状部分を具備する共通の端子板２０を圧接することができるため、端子板２０の種類を減らすことが可能になり、部材の製造コストや在庫コストを圧縮することが可能になる。また、機械的なカシメでは、電線１０を周方向で均一に圧接することが困難であるのに対し、電磁圧接では圧接部分２３と暴露部分１３とが周方向で均一に圧接されるから、電線１０と端子板２０との導電性が向上している。
（変形例３）
なお、断面略σ字状に形成された筒状部分２２の縮径は、電磁圧接が唯一の手段でないことは明らかである。そうすると、前記のように断面略σ字状に形成された筒状部分２２を具備することによって、端子板２０の種類を減らすことが可能になり、部材の製造コストや在庫コストを圧縮することが可能になるのであるから、本願は、縮径手段を電磁圧接に限定しない発明、すなわち、筒状部分２２に導電体１２が挿入されて両者が接触している、電磁圧接前の接続端子も開示している（図７参照）。
以上、本発明を実施の形態１、２をもとに説明した。この実施の形態１、２は例示であり、それらの各構成要素およびその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本発明は以上であるから、様々な圧接端子および様々な圧接端子の製造方法並びに様々な接続端子として広く利用することができる。
１０ ：電線
１１ ：絶縁部
１２ ：導体部
１３ ：暴露部分
２０ ：端子板
２１ ：板状部分
２１ａ：一方の側縁
２１ｂ：他方の側縁
２１ａｂ：端子と端子との接合境界
２１ｂｃ：端子と電線との接合境界
２２ ：筒状部分
２３ ：圧接部分
３１ ：後板状部分
３１ａ：側縁
３１ｂ：側縁
３２ ：溝状部分
３３ ：後筒状部分
４１ ：先端板状部分
４２ ：箱状部分
９０ ：放電コイル
１００ ：電磁圧接端子
Ｆ ：電磁力
Ｈ ：磁界
ｉ２：誘導電流
ｉ９：放電電流

Claims (2)

  1. 周囲を絶縁部によって被覆された導体部を具備する電線と、前記導体部に圧接された圧接部分を具備する端子板とを有する電磁圧接端子の製造方法であって、
    前記圧接部分を形成する平板部分を具備する前記端子板を形成する工程と、
    少なくとも前記平板部分を断面略σ字状の筒状部分に成形して、前記筒状部分における一方の側縁寄りの内面に前記筒状部分における他方の側縁を接触させることによって、前記筒状部分における一方の側縁近傍と他方の側縁近傍とを互いに重ねて環状の導電回路を形成する工程と、
    前記電線の前記絶縁部の一部が剥離されて暴露している前記導体部の一部である暴露部分を、前記筒状部分が前記暴露部分に対して遊嵌した状態として、前記筒状部分に挿入する工程と、
    前記暴露部分が挿入されている前記筒状部分を、放電電流が流されることによって前記筒状部分の中心軸に沿った磁場を生成する放電コイルに挿入する工程と、
    前記放電コイルに瞬間的に前記放電電流を流す工程とを有し、
    前記磁場に起因して前記筒状部分に生じた誘導電流と、前記誘導電流によって前記放電コイルと前記筒状部分との間に生じた誘導磁界とに基づく電磁力によって、前記筒状部分を縮径して、前記暴露部分に導電可能に圧接された前記圧接部分を形成することを特徴とする電磁圧接端子の製造方法。
  2. 前記縮径される前の前記筒状部分において、前記筒状部分における一方の側縁が前記筒状部分における他方の側縁寄りの外面に接触することを特徴とする請求項１に記載の電磁圧接端子の製造方法。
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