JP6812215B2

JP6812215B2 - 端子接続構造の製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP6812215B2
Application number: JP2016223755A
Authority: JP
Inventors: 郁宏上村; 康男澤井
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada Weld Tech Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Weld Tech Co Ltd
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2021-01-13
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: JP2018081835A

Description

本発明は、絶縁被覆アルミニウム電線を圧着端子に熱カシメで接続するための端子接続構造の製造方法および製造装置に関する。

一般に、電気配線に電線を用いる場合は、電線の両端に接続端子が取り付けられる。従来より、この種の接続端子として圧着端子が多用されている。圧着端子は、所与の電線を挿入または装着できる円筒状または断面Ｕ字状の圧着胴部（バレル部）と、この圧着胴部の一端から任意の方向に延びる舌部（取付用の板片部）とを一体に有している。圧着胴部に電線の一端部が圧着によって接続され、舌部がボルトで端子盤等に取り付けられる。一般に、圧着端子は、銅系の金属からなり、腐食防止のために錫メッキを施すこともある。

一方、電線は、単線、多線（多芯）を問わず、銅線、特に被覆銅線が多用されている。被覆銅線を圧着端子に接続する場合は、銅線の表面から絶縁被膜を除去する必要があり、端子接続構造の量産工場ではヒュージング加工が行われている。この種のヒュージング加工は、圧着胴部内で銅線を速やかに軟化させるために、加熱温度をおよそ７００℃〜９００℃に制御している。

ところで、家電機器や自動車等で使用される電線においては、軽量化とコストダウンを目的として、アルミニウムの芯部（芯線）を有するアルミニウム電線（「アルミ線」と略称されることもある。）の採用が最近増えている。アルミニウム電線は、重量が銅線と比べて相当軽く、価格も銅線の約１／３〜１／２程度と低い。

本出願人は、アルミニウム電線の一種である銅クラッドアルミニウム電線について、特に複数の銅クラッドアルミニウム素線を束ねた多芯式の銅クラッドアルミニウム電線について、それと圧着端子との良好な熱カシメの接続を行えるヒュージング加工法を既に開発し、特許文献１で開示している。この特許文献１のヒュージング加工法は、銅クラッドアルミニウム電線を構成する複数の銅クラッドアルミニウム素線を包み込んでいる圧着端子の圧着胴部を一対の電極で挟んで加圧しながら両電極間を通電して熱カシメを行い、その際に圧着胴部の温度を放射温度計により測定して、その測定温度が所定の温度範囲（４００℃〜６６０℃未満）になるように通電の電流にフィードバック制御をかける。このような温度および通電制御により、圧着胴部の内側で各素線間の隙間を塞ぐように、かつ各素線の銅クラッド層を破らずにすべての素線を塑性変形させて良好な物理的強度と電気的伝導度を得るようにしている。

特開２０１５−４９９８０号公報

アルミニウム電線のなかには、銅クラッドアルミニウム電線のほかにも、アルミニウム芯部を銅クラッドを介さずに絶縁体（一般にエナメル）で被覆した絶縁被覆アルミニウム電線があり、複数の絶縁被覆アルミニウム素線を束ねた多芯式の絶縁被覆アルミニウム電線も用いられている。しかしながら、上記特許文献１の技法も含めて従来のヒュージング加工法によっては、圧着端子に対する絶縁被覆アルミニウム電線の熱カシメによる接続が非常に困難であり、このことが家電機器や自動車等の用途先において絶縁被覆アルミニウム電線の普及を妨げる要因となっている。

すなわち、絶縁被覆アルミニウム電線（特に多芯式のもの）と圧着端子との接続に従来のヒュージング加工法を用いた場合は、圧着端子の圧着胴部を挟んで加圧する一対の電極間を通電した時に、圧着胴部の内側で各素線の絶縁被覆（エナメル）が昇華ないし溶融して除去されると直ちに露出するアルミニウム芯部が圧着胴部および自身のジュール熱によって溶けて断線しやすく、加工歩留まりが低い。また、ヒュージング加工を受けている最中の圧着胴部においては、多数の素線が詰まっている内側の温度と外気に触れている表面の温度との間に不定の隔たりがあり、両温度の相関性が低い。このため、圧着胴部の表面温度を放射温度計のような非接触式の温度センサにより測定してその測定温度が所定の温度になるように通電の電流にフィードバック制御をかけても、圧着胴部の内側の温度を的確に制御できないことが多く、このことも加工歩留まりが低い原因の一つとなっている。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するものであり、絶縁被覆アルミニウム電線と圧着端子との間で良好な熱カシメの接続を高い歩留りで安定確実に行うことができる端子接続構造の製造方法および製造装置を提供する。

本発明における端子接続構造の製造方法は、圧着端子の圧着胴部にアルミニウム芯部を銅クラッドを介さずに絶縁体で被覆した絶縁被覆アルミニウム電線が接続される端子接続構造を製造するための方法であって、前記絶縁被覆アルミニウム電線を前記圧着端子の前記圧着胴部に包み込まれるように装着する第１の工程と、互いに対向する第１および第２のヒータチップの間に前記絶縁被覆アルミニウム電線を包み込んでいる前記圧着胴部を挟んであらかじめ設定された加圧力を持続的に加える第２の工程と、前記圧着胴部に前記加圧力を加えている間に、前記第１および第２のヒータチップにあらかじめ設定された通電時間にわたり各々独立した第１および第２の電流をそれぞれ供給して、前記第１および第２のヒータチップを抵抗発熱させ、前記圧着胴部および前記絶縁被覆アルミニウム電線を通電発熱させずに熱カシメによって接続する第３の工程と、前記熱カシメの加工温度をあらかじめ設定された温度に制御する第４の工程とを有する。

本発明における端子接続構造の製造装置は、圧着端子の圧着胴部にアルミニウム芯部を銅クラッドを介さずに絶縁体で被覆した絶縁被覆アルミニウム電線が接続される端子接続構造を製造するための装置であって、各々が通電により発熱するコテ部を有し、前記圧着端子の圧着胴部を挟み付けられるように互いに対向して相対的に移動可能に配置される第１および第２のヒータチップと、前記絶縁被覆アルミニウム電線を包み込んでいる前記圧着端子の圧着胴部に前記第１および第２のヒータチップを介して熱カシメのための所定の加圧力を加えるための加圧部と、所定の通電時間にわたり前記第１および第２のヒータチップに前記熱カシメのための独立した第１および第２の電流をそれぞれ供給するための第１および第２のヒータ電源と、前記熱カシメの加工温度を制御するための温度制御部とを有し、前記加圧部により前記圧着胴部に前記加圧力を加えている間に、前記第１および第２のヒータ電源により前記第１および第２のヒータチップにあらかじめ設定された通電時間にわたり各々独立した第１および第２の電流をそれぞれ供給して、前記第１および第２のヒータチップを抵抗発熱させ、前記圧着胴部および前記絶縁被覆アルミニウム電線を通電発熱させずに熱カシメによって接続する。

本発明においては、圧着端子の圧着胴部およびこれに包み込まれている絶縁被覆アルミニウム電線（アルミニウム芯部を銅クラッドを介さずに絶縁体で被覆したアルミニウム電線）を挟んで加圧する第１および第２のヒータチップに第１および第２の電流をそれぞれ供給して両ヒータチップを抵抗発熱させ、圧着胴部および絶縁被覆アルミニウには通電の電流を流さないので、絶縁被覆アルミニウム電線のアルミニウム芯部を自己発熱（通電発熱）で溶かさずに、圧着端子と絶縁被覆アルミニウム電線との熱カシメ接続（圧着胴部の内側で相隣接する素線の露出したアルミニウム芯部同士の熱圧着および圧着胴部の内壁とこれに隣接する素線の露出したアルミニウム芯部との熱圧着）を安定確実に行うことができる。

本発明の端子接続構造の製造方法または製造装置によれば、上記のような構成および作用により、絶縁被覆アルミニウム電線と圧着端子との間で良好な熱カシメの接続を高い歩留りで安定確実に行うことができる。

実施形態において端子接続構造を形成する圧着端子とエナメル被覆アルミニウム電線の構成を示す斜視図である。エナメル被覆アルミニウム電線を構成するエナメル被覆アルミニウム素線の構造を示す断面図である。ヒュージング加工の前に、上記圧着端子の圧着胴部にエナメル被覆アルミニウム電線の一端部が装着されている状態を示す斜視図である。ヒュージング加工が行われた後の端子接続構造の外観を示す斜視図である。実施形態におけるヒュージング装置の構成を示すブロック図である。上記ヒュージング装置における上部および下部ヒータチップ回りの構成を示す正面図である。ヒュージング加工中の要部の状態を模式的に示す一部断面拡大図である。実施形態において本発明者が行った実験の結果を一覧表で示す図である。上記実験のヒュージング加工によって得られた被加工物の状態の一例を写真で示す図である。一参考例におけるヒュージング装置の要部の構成を示す図である。別の参考例におけるヒュージング装置の要部の構成を示す図である。実施形態のヒュージング加工に使用可能なヒータチップの別の形状を示す斜視図である。図１１のヒータチップのヒュージング加工時の配置形態を示す略平面図である。

以下、添付図を参照して本発明の一実施形態を説明する。

［圧着端子および絶縁被覆アルミニウム電線の構成］

図１に、この実施形態において端子接続構造を形成する圧着端子とエナメル被覆アルミニウム電線（以下「エナメル被覆アルミ線」という。）の構成を示す。

圧着端子１０は、銅系の金属たとえば純銅、銅合金またはめっき銅からなり、円筒状の圧着胴部（バレル部）１２と、この圧着胴部１２の一端から任意の形状で任意の方向に延びる舌部（取付用板片部）１４とを一体に有している。図１の（ａ），（ｂ）には圧着端子１０の構成例を２つ示すが、これらに限定されるものではない。後述するように、圧着胴部１２は、エナメル被覆アルミ線１６の一端部と熱カシメによって接続するようになっている。舌部１４は、電気配線の形態において、そのボルト通し孔１５にボルト（図示せず）を通され、端子盤（図示せず）等に取り付けられる。

エナメル被覆アルミ線１６は、多線式または多芯式の電線であり、線径φがたとえば０．１３〜０．５ｍｍの細いエナメル被覆アルミニウム素線（以下「素線」という。）１８を複数本たとえば２０〜５０本束ねている。エナメル被覆アルミ線１６は、圧着端子１０が取り付けられる端の部分を除いて、ビニル等の絶縁被覆（外装）を纏っていてもよい。図２に示すように、素線１８は、アルミニウムの芯部（芯線）２０と、このアルミニウム芯部２０を被覆する厚さ１０〜３０μｍのエナメル層２２とを有している。

この実施形態において、圧着端子１０にエナメル被覆アルミ線１６を接続するには、ヒュージング加工を行う前に、図３の（ａ），（ｂ）に示すように、圧着端子１０の圧着胴部１２にエナメル被覆アルミ線１６の一端部を挿入（装着）する。そして、後述するヒュージング装置（図５）を用いて、適正値の加工条件（加圧力、通電時間および加工温度）の下で、圧着胴部１２にエナメル被覆アルミ線１６を熱カシメによって接続する。その結果、図４の（ａ），（ｂ）に示すように、外観的には、圧着胴部１２が扁平に変形して、エナメル被覆アルミ線１６がかしめられる。この扁平に変形した圧着胴部１２の内側では、エナメル層２２が十分に除去された状態で各素線１８が塑性変形し、隣接する素線１８と素線１８との間および隣接する素線１８と圧着胴部１２の内壁との間で良好な物理的および電気的接続が形成されている。

［ヒュージング装置の構成］

図５および図６に、この実施形態におけるヒュージング装置の構成を示す。図５に示すように、このヒュージング装置は、鉛直方向で被加工物を挟着できるように相対向して相対的に移動可能に配置される上部および下部ヒータチップ２４，２６と、両ヒータチップ２４，２６を介して被加工物Ｗに熱カシメ用の加圧力Ｆを加える加圧部２８と、両ヒータチップ２４，２６に各々独立した熱カシメ用の電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｌをそれぞれ供給するヒータ電源３０，３２と、両ヒータチップ２４，２６の温度を加工温度としてそれぞれ測定するための熱電対（温度センサ）３４，３６および温度測定回路３８，４０と、装置全体のシーケンスおよび各部（特に加圧部２８およびヒータ電源３０，３２）の動作を制御する制御部４２とを有している。

上部および下部ヒータチップ２４，２６は、同一または近似の高抵抗率および高融点を有する金属からなり、たとえば、タングステンまたはタングステン合金、モリブデンまたはモリブデン合金が好適である。また、上部および下部ヒータチップ２４，２６は、同一または近似の形状を有し、それぞれのコテ部（押し当て部）２４ａ，２６ａを互いに突き合せるように鉛直方向で対向して相対的に同方向で移動可能に配置されている。

この実施形態における上部および下部ヒータチップ２４，２６は、正面視で略Ｕ状の形状を有する板厚が均一の金属板体であり、好ましくは、図示のように、押し当て面が平坦で、背面側が中心で最も高く（太く）盛り上がり中心から両端に向かって次第に低く（細く）なるコテ部２４ａ，２６ａと、コテ部２４ａ，２６ａの両端から逆スロープ状または逆テーパ状に太さを増しながら延びる一対の接続端子部２４ｂ，２６ｂとを有し、接続端子部２４ｂ，２６ｂにて二次導体またはチップホルダ（後述する上部および下部ホルダ４４，４８）にボルトで結合される。両接続端子部２４ｂ，２６ｂがコテ部２４ａ，２６ａに向かって次第に細くなる構成により、次第に電流密度および抵抗発熱温度が増し、コテ部２４ａ，２６ａに熱が集中するようになっている。

図６に示すように、上部ヒータチップ２４は、たとえば銅または銅合金等の導体からなる上部ホルダ４４を介して加圧部２８の直進駆動軸４６（図６では点線で模式的に示している。）に結合され、直進駆動軸４６と一体に鉛直方向で昇降移動可能となっている。一方、下部ヒータチップ２６は、たとえば銅または銅合金等の導体からなる下部ホルダ４８を介してベースまたは加工ステージ５０に固定されている。加圧部２８は、図示省略するが、駆動力ないし加圧力の発生源である電気モータあるいはエアシリンダ、直進駆動軸４６を鉛直方向で案内するためのガイド部および調整可能なバネ加圧力を発生するためのバネ部材等を有している。上部および下部ホルダ４４，４８は、電気ケーブルまたは二次導体４５，４７を介してヒータ電源３０，３２（図１）の出力端子にそれぞれ接続されている。

図５において、各ヒータ電源３０，３２は、交流式または直流式のいずれであってもよく、負荷側に所要の電力または電流を供給できる機能と、出力電流についてオン・オフ式あるいは高速スイッチング式のフィードバック制御を行える機能とを有しており、好ましくはインバータ回路を備えている。

熱電対３４，３６は、上部および下部ヒータチップ２４，２６のコテ部２４ａ，２６ａの近傍（たとえば裏側）にそれぞれ取り付けられ、通電中に発熱するコテ部２４ａ，２６ａの温度を検出する。温度測定回路３８，４０は、熱電対３４，３６の出力からヒータチップ２４，２６のコテ部２４ａ，２６ａの温度をそれぞれ表す電気信号ＴＭ_Ｕ，ＴＭ_Ｌを生成し、それらの信号ＴＭ_Ｕ，ＴＭ_Ｌを熱カシメの加工温度を表す加工温度測定値信号としてヒータ電源３０，３２に与える。

制御部４２は、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）を含んでおり、メモリに格納している各種プログラム（ソフトウェア）にしたがって装置全体ないし各部を制御し、タッチパネル５２の入力部および表示部を介してユーザ（作業員、保守員等）と設定値情報やモニタ情報等をやりとりする。設定値に関しては、加圧力、通電時間および加工温度の３つの条件が重要である。所与の被加工物に対してそれら３条件を適宜変えて行われる実験を通じて得られるデータから、ユーザが最適な条件値を選定して、制御部４２に設定入力する。

［ヒュージング加工の作用］

先ず、ロボットのハンドリング操作または作業員のマニュアル操作により、たとえば図３に示すようにエナメル被覆アルミ線１６の一端部を包み込んでいる圧着端子１０の圧着胴部１２が、下部ヒータチップ２６のコテ部２６ａの上に被加工物Ｗとして載置される（図６の（ａ））。

直後に、制御部４２は、加圧部２８を作動させ、上部ヒータチップ２４を下ろして、そのコテ部２４ａを圧着胴部１２の上面に当て、両ヒータチップ２４，２６を介して被加工物Ｗ（圧着胴部１２およびこれに装入されているエナメル被覆アルミ線１６）にあらかじめ設定された所定の加圧力Ｆを持続的に加える（図６の(ｂ)）。この場合、被加工物Ｗは、上部ヒータチップ２４からは垂直下向きの加圧力Ｆを加えられ、下部ヒータチップ２６からは垂直上向きの反作用の力Ｆ’を受ける。

一方で、制御部４２は、ヒータ電源３０，３２をオンし、上部および下部ヒータチップ２４，２６に熱カシメのための電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｌを供給する。これによって、ヒータチップ２４，２６が通電して抵抗発熱し、特にそれらのコテ部２４ａ，２６ａの部位が最も高温に抵抗発熱する。

ここで、ヒータ電源３０，３２には、温度測定回路３８，４０より加工温度測定値信号ＴＭ_Ｕ，ＴＭ_Ｌがそれぞれ与えられるとともに、制御部４２より上部および下部ヒータチップ２４，２６毎に加工温度の設定値Ｓ_Ｕ，Ｓ_Ｌを表す設定温度信号ＴＳ_Ｕ，ＴＳ_Ｌがそれぞれ与えられる。ヒータ電源３０は、設定温度信号ＴＳ_Ｕに対する加工温度測定値信号ＴＭ_Ｕの誤差を零に近づけるように、電流Ｉ_Ｕの電流値あるいはデューティ比を可変に制御する。また、ヒータ電源３２は、設定温度信号ＴＳ_Ｌに対する加工温度測定値信号ＴＭ_Ｌの誤差を零に近づけるように、電流Ｉ_Ｌの電流値あるいはデューティ比を可変に制御する。

この場合、加工温度の設定値Ｓ_Ｕ，Ｓ_Ｌを同じ値に選んでも、電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｌが同じであるとは限らない。図示の例では、舌部１４の存在により被加工物Ｗ（圧着胴部１２／エナメル被覆アルミ線１６）は上下対称ではなく、舌部１４に近接する下部ヒータチップ２４のほうが熱引きが大きい。そうすると、下部側の電流Ｉ_Ｌの電流が上部側の電流Ｉ_Ｕより多く流れることにより、つまり下部ヒータチップ２４が上部ヒータチップ２６より多く発熱することにより、上部側の加熱と下部側の加熱が均衡することになる。なお、上部および下部ヒータチップ２４，２６についての加工温度設定値Ｓ_Ｕ，Ｓ_Ｌは、通常は上記のように同じ値に選ばれるが、必要に応じて両者の間に適宜オフセットを設けることもできる。

こうして、図７に示すように、上部および下部ヒータチップ２４，２６に挟まれた被加工物Ｗ（圧着胴部１２／エナメル被覆アルミ線１６）は、両ヒータチップ２４，２６を介して、あらかじめ設定された通電時間にわたりあらかじめ設定された加圧力とあらかじめ設定された加工温度の加熱とを同時に受ける。このヒュージング加工においては、被加工物Ｗ（圧着胴部１２／エナメル被覆アルミ線１６）に通電の電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｌがまったく流れないので、圧着胴部１２およびエナメル被覆アルミ線１６（素線１８）は自己発熱（通電発熱）せずもっぱらヒータチップ２４，２６からの加熱によって熱せられる。ここで、ヒータチップ２４，２６は被加工物Ｗに密着し、しかも自己発熱（通電発熱）しているので、ヒータチップ２４，２６に取り付けられている熱電対３４，３６の検出する温度と圧着胴部１２の内側の温度との偏差は小さく、かつ相関性も略一定で非常に安定している。これにより、熱カシメの加工温度を的確に制御し、各素線１８に対してアルミニウム芯部２０を溶かさずにエナメル層２２を十分に除去する作用を安定確実に奏することができる。さらに、被加工物Ｗ（圧着胴部１２／エナメル被覆アルミ線１６）に対して両ヒータチップ２４，２６により上下双方向から必要最小限の接触面積で高い加圧力を同時に加えることにより、圧着胴部１２の内側で相隣接する素線１８，１８の露出したアルミニウム芯部２０，２０同士の熱圧着、および圧着胴部１２の内壁とこれに隣接する素線１８の露出したアルミニウム芯部２０との熱圧着を安定確実に奏することができる。

本発明者は、この実施形態におけるヒュージング加工装置およびヒュージング加工方法の効果を検証する実験を行った。この実験では、エナメル被覆アルミ線１６として線径０．４ｍｍの素線１８を３８本束ねたものを使用し、圧着端子１０として図１の（ｂ）に示すタイプのものを使用し、加圧力、通電時間および加工温度の３条件をバラメータとした。図８に、その実験結果を一覧表にして示す。

図８において、サンプルNo.1は、上記実施形態において加圧力を１２０Ｎ、通電時間を３０秒、加工温度（上下部同一）を６００℃とした。この場合は、殆ど全部の素線１８においてエナメル層２２をまったく除去することができず、図９の（ａ）に示すようにヒュージング（熱カシメ）加工後でもエナメル被覆アルミ線１６が圧着端子１０の圧着胴部１２から簡単に抜けた。

サンプルNo.2は、加圧力を１２０Ｎ、通電時間を２０秒、加工温度（上下部同一）を６２０℃とした。この場合は、図９の（ｂ）に示すように、少しであるが一部の素線１８においてエナメル層２２を除去することができた。また、ヒュージング（熱カシメ）加工後はエナメル被覆アルミ線１６が圧着端子１０の圧着胴部１２から抜け難くなった。

サンプルNo.3は、加圧力を１６０Ｎ、通電時間を２０秒、加工温度（上下部同一）を６２０℃とした。この場合は、図９の（ｃ）に示すように、相当多数の素線１８においてエナメル層２２を除去することができた。また、ヒュージング（熱カシメ）加工後はエナメル被覆アルミ線１６が圧着端子１０の圧着胴部１２から一層抜け難くなった。

サンプルNo.4は、加圧力を３００Ｎ、通電時間を１５秒、加工温度（上下部同一）を６３０℃とした。この場合は、図示省略するが、殆どすべての素線１８においてエナメル層２２を十分除去することができた。また、ヒュージング（熱カシメ）加工後はエナメル被覆アルミ線１６が圧着端子１０の圧着胴部１２から抜けなかった。

サンプルNo.5は、加圧力を４００Ｎ、通電時間を１０秒、加工温度（上下部同一）を６３０℃とした。この場合も、図示省略するが、殆どすべての素線１８においてエナメル層２２を十分除去することができた。また、ヒュージング（熱カシメ）加工後はエナメル被覆アルミ線１６が圧着端子１０の圧着胴部１２から抜けなかった。

サンプルNo.6は、加圧力を４００Ｎ、通電時間を１５秒、加工温度（上下部同一）を６３０℃とした。この場合も、図示省略するが、殆どすべての素線１８においてエナメル層２２を十分除去することができた。しかし、図９の（ｄ）に示すように、一部（端）の素線１８が断線した。なお、アルミニウムの融点が６６０℃であるにもかかわらず、素線１８のアルミニウム芯部２０が６３０℃の加工温度で切断したのは、大きな加圧力（４００Ｎ）を受けたためであると考えられる。

上記の実験から、この実施形態におけるヒュージング装置およびヒュージング方法を圧着端子１０とエナメル被覆アルミ線１６との熱カシメ接続に適用するに当たっては、加圧力、通電時間および加工温度の３条件について最適な設定値の組み合わせがあり、実験等を通じてそのような最適な設定値を探し出す必要はあるが、いったん最適な設定値が決まれば、それを用いる（タッチパネル５２を通じて設定入力する）ことで、歩留りの高い熱カシメ接続を保証することができる。

なお、本発明者は、図１０Ａに示すように、上部ヒータチップ２４のみを用いて被加工物Ｗ（圧着胴部１２／エナメル被覆アルミ線１６）の片面にヒュージング加工を施し、次いで被加工物Ｗ（圧着胴部１２／エナメル被覆アルミ線１６）を上下反転させて他の片面にもやはり上部ヒータチップ２４のみを用いてヒュージング加工を施す実験を行った。しかし、加圧力、通電時間および加工温度の３条件を如何様に調整しても、圧着端子１０とエナメル被覆アルミ線１６との熱カシメ接続（圧着胴部１２の内側における素線１８同士の熱圧着および素線１８と圧着胴部１２との熱圧着）を良好に行うことができなかった。

さらに、本発明者は、図１０Ｂに示すように、上部ヒータチップ２４とホットプレート５４との間に被加工物Ｗ（圧着胴部１２／エナメル被覆アルミ線１６）を挟んで上部および下部の両側から加熱する実験も行った。しかし、この場合も、加圧力、通電時間および加工温度の３条件を如何様に調整しても、圧着端子１０とエナメル被覆アルミ線１６との熱カシメ接続を良好に行うことができなかった。

［他の実施形態又は変形例］

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものではない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

たとえば、エナメル被覆アルミ線１６において、素線１８の断面形状は任意であり、円形に限らず、矩形であってもよい。また、エナメル被覆アルミ線１６は、多線（多芯）式に限るものではなく、単線式であってもよい。本発明における絶縁被覆アルミニウム電線１６または絶縁被覆アルミニウム素線１８は、エナメル以外の絶縁被覆を有するものであってもよい。

本発明においては、様々なヒータチップを使用することができる。たとえば、上記実施形態においては、図１１に示すように、１枚の金属板を中央部の２箇所で折り曲げたような奥行サイズの大きいチップ形状を有するヒータチップ２４，２６も好適に使用できる。このタイプのヒータチップ２４，２６は、奥行方向に長尺状に延びるコテ部２４ａ，２６ａと、このコテ部２４ａ，２６ａの奥行方向（長手方向）と直交する方向で対向してコテ部２４ａ，２６ａの両端からＶ状またはＵ状に延びる一対の接続端子部２４ｂ，２６ｂとを有している。この場合も、両接続端子部２４ｂ，２６ｂがコテ部２４ａ，２６ａに向かって次第に細くなる構成により、次第に電流密度ないし抵抗発熱温度が増し、コテ部２４ａ，２６ａに熱が集中するようになっている。

この場合、上部および下部ヒータチップ２４，２６は、図１２に示すように、コテ部２４ａ，２６ａの奥行方向（長手方向）がエナメル被覆アルミ線１６の延びる方向と直交するする向きで（つまり、コテ部２４ａ，２６ａを流れる電流Ｉがエナメル被覆アルミ線１６の延びる方向と平行になる向きで）、被加工物Ｗ（圧着胴部１２／エナメル被覆アルミ線１６）に当接する。なお、熱電対３４，３６は、図１２に示すようにコテ部２４ａ，２６ａの背面に取り付けてよく、あるいは接続端子部２４ｂ，２６ｂに取り付けることも可能である。

また、上記実施形態におけるヒュージング装置は、絶縁被覆アルミニウム電線以外のアルミニウム電線（たとえば銅クラッド被覆アルミニウム電線）を圧着端子に熱カシメで接続するヒュージング加工にも適用可能である。

１０圧着端子
１２圧着胴部
１４舌部
１６エナメル被覆アルミニウム線（エナメル被覆アルミ線）
１８エナメル被覆アルミニウム線（エナメル被覆アルミ線）
２４上部ヒータチップ
２６上部ヒータチップ
２８加圧部
３０，３２ヒータ電源
３４，３６熱電対
３８，３８温度測定回路
４２制御部

Claims

圧着端子の圧着胴部にアルミニウム芯部を銅クラッドを介さずに絶縁体で被覆した絶縁被覆アルミニウム電線が接続される端子接続構造を製造するための方法であって、
前記絶縁被覆アルミニウム電線を前記圧着端子の前記圧着胴部に包み込まれるように装着する第１の工程と、
互いに対向する第１および第２のヒータチップの間に前記絶縁被覆アルミニウム電線を包み込んでいる前記圧着胴部を挟んであらかじめ設定された加圧力を持続的に加える第２の工程と、
前記圧着胴部に前記加圧力を加えている間に、前記第１および第２のヒータチップにあらかじめ設定された通電時間にわたり各々独立した第１および第２の電流をそれぞれ供給して、前記第１および第２のヒータチップを抵抗発熱させ、前記圧着胴部および前記絶縁被覆アルミニウム電線を通電発熱させずに熱カシメによって接続する第３の工程と、
前記熱カシメの加工温度をあらかじめ設定された温度に制御する第４の工程と
を有する端子接続構造の製造方法。
前記第４の工程は、
前記第１および第２のヒータチップの温度を測定する第５の工程と、
前記第１および第２のヒータチップの測定温度が第１および第２の設定温度にそれぞれ一致または近似するように、前記第１および第２の電流にフィードバック制御をかける第６の工程と
を有する、請求項１に記載の端子接続構造の製造方法。
前記絶縁被覆アルミニウム電線が複数の絶縁被覆アルミニウム素線を含んでいる、請求項１または請求項２に記載の端子接続構造の製造方法。
圧着端子の圧着胴部にアルミニウム芯部を銅クラッドを介さずに絶縁体で被覆した絶縁被覆アルミニウム電線が接続される端子接続構造を製造するための装置であって、
各々が通電により発熱するコテ部を有し、前記圧着端子の圧着胴部を挟み付けられるように互いに対向して相対的に移動可能に配置される第１および第２のヒータチップと、
前記絶縁被覆アルミニウム電線を包み込んでいる前記圧着端子の圧着胴部に前記第１および第２のヒータチップを介して熱カシメのための所定の加圧力を加えるための加圧部と、
所定の通電時間にわたり前記第１および第２のヒータチップに前記熱カシメのための独立した第１および第２の電流をそれぞれ供給するための第１および第２のヒータ電源と、
前記熱カシメの加工温度を制御するための温度制御部と
を有し、
前記加圧部により前記圧着胴部に前記加圧力を加えている間に、前記第１および第２のヒータ電源により前記第１および第２のヒータチップにあらかじめ設定された通電時間にわたり各々独立した第１および第２の電流をそれぞれ供給して、前記第１および第２のヒータチップを抵抗発熱させ、前記圧着胴部および前記絶縁被覆アルミニウム電線を通電発熱させずに熱カシメによって接続する、端子接続構造の製造装置。
前記第１および第２のヒータチップは、互いに同一または近似する形状を有する、請求項４に記載の端子接続構造の製造装置。
前記第１および第２のヒータチップは、抵抗率および融点に関して互いに同一または近似する材質を有する、請求項４または請求項５に記載の端子接続構造の製造装置。
前記温度制御部は、
前記第１および第２のヒータチップにそれぞれ取り付けられた第１および第２の熱電対と、
前記第１および第２の熱電対より得られる前記第１および第２のヒータチップの測定温度が第１および第２の設定温度にそれぞれ一致または近似するように、前記第１および第２のヒータ電源を通じて前記第１および第２の電流にフィードバック制御をかける制御部と
を有する、請求項４〜６のいずれか一項に記載の端子接続構造の製造装置。
前記第１および第２のヒータチップの材質は、タングステン、タングステン合金、モリブデンまたはモリブデン合金のいずれかである、請求項４〜７のいずれか一項に記載の端子接続構造の製造装置。
前記第１および第２のヒータチップは、押し当て面が平坦で、背面側が中心で最も高く盛り上がり中心から両端に向かって次第に低くなるコテ部と、前記コテ部の両端から逆スロープ状または逆テーパ状に太さを増しながら延びる一対の接続端子部とを有する、請求項４〜８のいずれか一項に記載の端子接続構造の製造装置。
前記第１および第２のヒータチップは、一方向に長尺状に延びるコテ部と、前記コテ部の前記一方向と直交する方向で対向して前記コテ部の両端から延びる一対の接続端子部とを有する、請求項４〜８のいずれか一項に記載の端子接続構造の製造装置。