JPWO2014077144A1 - 端子金具付き電線 - Google Patents

Abstract

複数の銅または銅合金からなる素線（２１）を編み込んで形成した編組線（２０）に雌型端子（３０）が接続された端子金具付き編組線（１０）であって、上下一対の電極（５１，５２）間に雌型端子（３０）の電線固着部（３２）と編組線（２０）の端末に設けられた導電体接続部（２２）とを重ねて配し、電線固着部（３２）と導電体接続部（２２）とを一対の電極（５１，５２）によって上下方向に挟持して加圧しながら一対の電極（５１，５２）間に電流を流して加熱することにより、電線固着部（３２）と導電体接続部（２２）とが溶接されて固着されるようになっており、導電体接続部（２２）の幅方向両側縁部には、先行して電線固着部（３２）に密着して固着される一対の先行固着部（２３）が設けられているところに特徴を有する。

Description

本発明は、端子金具付き電線に関する。

従来、複数本の金属素線からなる芯線を被覆で覆ってなる電線に端子が接続された端子金具付き電線として特許文献１に記載のものが知られている。この端子金具付き電線は、端子金具の上にろう材を載置し、このろう材の上に電線の芯線を重ね合わせて加熱することにより、端子金具と芯線とをろう材により電気的に接続して固着している。

特開２０１１−１２４１７８号公報

ところで、上記の端子金具付き電線は、端子金具と芯線とをろう材によって固着させるため、ろう材を載置するための作業工程が増すなど、端子金具付き電線の製造コストが上がってしまう。このため、下側に配置された平坦な下側電極の上面に端子金具と錫めっきが施された芯線とを重ねて載置し、端子金具と金属素線とを平坦な上側電極で上側から加圧しながら両電極間に電流を流して加熱することで、端子金具と金属素線とを錫によって固着する方法が検討されている。
しかしながら、このような方法によると、端子金具と金属素線とを上下方向から両電極で挟み込んだ際に、芯線の金属素線がばらけて端子金具の表面から金属素線が外側にこぼれてしまい、端子金具に溶接されない金属素線が生じてしまう虞がある。

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、端子金具の表面から外側に金属素線をこぼすことなく、端子金具と金属素線とを固着させることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として本発明は、複数の金属素線からなる導電体に端子金具が接続された端子金具付き電線であって、一対の電極間に前記端子金具と前記導電体の端末に設けられた導電体接続部とを重ねて配し、前記端子金具と前記導電体接続部とを前記一対の電極によって挟持して加圧しながら前記一対の電極間に電流を流して加熱することにより、前記端子金具と前記導電体接続部とが溶接されて固着されるようになっており、前記導電体接続部の幅方向両側縁部には、前記導電体接続部のうち先行して前記端子金具に密着して固着される一対の先行固着部が設けられているところに特徴を有する。
このような構成の端子金具付き電線によると、導電体接続部のうち、先行固着部が先行して端子金具に密着し、その後に、先行固着部以外の部分が端子金具に密着する。すなわち、導電体接続部の幅方向両側に配された金属素線が端子金具からこぼれる前に先行固着部を端子金具に密着させてから導電体接続部全体を端子金具に密着させて固着させることができる。これにより、端子金具から金属素線をこぼすことなく、端子金具と導電体接続部とをしっかりと固着させることができる。

本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
前記先行固着部が挟持される挟持方向の長さ寸法は、前記導電体接続部において最も小さく形成されており、前記導電体接続部において前記一対の先行固着部の間には、前記電極に凹んで設けられた逃がし凹部に収容されることで前記先行固着部の後に前記端子金具に密着して固着される後続固着部が設けられている構成にしてもよい。
このような構成によると、一対の先行固着部が配された部分が導電体接続部において、両電極間の距離が最も短くなっているから、導電体接続部の他の部分に比べて、より電荷を集中させて一対の先行固着部を先行して密着させて固着させることができる。また、先行固着部が密着する際に、後続固着部が電極の逃がし凹部内に収容されるから、導電体接続部が幅方向に広がることを緩和し、端子金具の幅方向両側から導電体接続部が外側にはみ出すことをさらに抑制することができる。

前記導電体は、前記金属素線を編み込んでなる編組線とされている構成にしてもよい。
編組線は、一般に細い金属素線が編み込まれて形成されているから、金属素線がばらけて端子金具の幅方向両側から金属素線がこぼれやすくなっている。ところが、上記のような構成によると、編組線をばらけさせることなく、まとまった状態に維持しつつ、導電体接続部と端子金具とをしっかりと固着させることができるから非常に有効である。

本発明によれば、端子金具の表面から外側に金属素線をこぼすことなく、端子金具と金属素線とを固着させることができる。

実施形態１における端子金具付き電線の斜視図 端子金具と編組線とを溶接する前の状態を示す断面図 端子金具と編組線とを溶接して固着させた状態を示す断面図 端子金具の斜視図 実施形態２における図３に相当する断面図 実施形態３における図３に相当する断面図 実施形態４における図３に相当する断面図 他の実施形態における図３に相当する断面図 他の実施形態における図３に相当する断面図 他の実施形態における図３に相当する断面図 他の実施形態における図３に相当する断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図１乃至図４を参照して説明する。
本実施形態は、図１に示すように、編組線（「導電体」の一例）２０の端末に雌型端子（「端子金具」の一例）３０が溶接されることにより電気的に接続された端子金具付き編組線（「端子金具付き電線」の一例）１０を例示している。なお、以下の説明において、上下方向とは、図２における上下方向を基準とし、前後方向とは、図１における右奥側を前方とし、左手前側を後方として説明する。

雌型端子３０は、銅または銅合金からなる板材をプレス加工して形成されており、図１および図４に示すように、角筒状の接続筒部３１と、接続筒部３１における底板３１Ａの後方に連なる電線固着部３２とを備えて構成されている。接続筒部３１内には複数の弾性片３３が設けられており、これらの弾性片３３が接続筒部３１内に挿入される図示しない雄型端子に弾性的に接触することで、雌型端子３０と雄型端子とが電気的に接続されるようになっている。
電線固着部３２は、平坦な板状をなし、電線固着部３２の表面には錫めっきが施されることにより錫めっき層（図示省略）が形成されている。

編組線２０は筒状をなし、図１に示すように、銅または銅合金からなる複数の細い素線２１を網目状に編み込んだ電線とされている。素線２１の表面には、錫めっきが施されることにより錫めっき層（図示省略）が形成されており、素線２１の酸化や錆の発生が抑制されている。編組線２０の端末には抵抗溶接によって雌型端子３０の電線固着部３２に電気的に接続される導電体接続部２２が設けられている。この導電体接続部２２は、図２に示すように、溶接前の状態では、中空形状となっているものの、電線固着部３２の上面に載置され抵抗溶接されることにより、図１および図３に示すように、電線固着部３２および素線２１の錫めっき層から溶融した錫によって固められ、幅広な中実形状となって電線固着部３２に固着されている。

また、導電体接続部２２は、図１および図３に示すように、導電体接続部２２のうち先行して電線固着部３２に溶接されて固着された先行固着部２３と、先行固着部２３の後に電線固着部３２に溶接されて固着された後続固着部２４とから構成されている。
先行固着部２３は、導電体接続部２２の幅方向両側縁部に設けられている。両先行固着部２３の上下方向の厚さ寸法は導電体接続部２２の上下方向の厚さ寸法の中で最も小さくなるように形成されており、先行固着部２３の上面は、電線固着部３２の上面とほぼ平行となるように形成されている。
後続固着部２４は、両先行固着部２３の間に設けられており、両先行固着部２３に対して幅方向に連なる形態とされている。また、後続固着部２４の上部は、上方に向かって円弧状に膨出した形態をなしており、幅方向略中央部の上下方向の厚さ寸法が最も大きくなるように形成されている。すなわち、後続固着部２４の上面は、両先行固着部２３の間において先行固着部２３の上面よりも上側に膨出した形態となっている。

次に、端子金具付き編組線１０を製造する製造方法を説明する。
雌型端子３０と編組線２０とを抵抗溶接によって接続するために、まず雌型端子３０を溶接装置５０にセットする。
溶接装置５０は、図２および図３に示すように、上下一対の電極５１，５２を備えており、下側に配された下側電極５２の上面５２Ａは平坦に形成されている。一方、上側に配された上側電極５１は、下側電極５２と対向する配置とされている。上側電極５１は、幅方向両側下端縁に形成された一対の先行溶接部５３と、一対の先行溶接部５３の間に設けられた逃がし凹部５４とを備えて構成されている。一対の先行溶接部５３は、上側電極５１の最下端に配されており、先行溶接部５３の下面は下側電極５２の上面５２Ａと対向した配置とされている。逃がし凹部５４は、一対の先行溶接部５３と幅方向に連なるようにして上側に向かって円弧状に凹んだ形態をなしており、幅方向中央部が最も深くなるように形成されている。

雌型端子３０が溶接装置５０にセットされると、図２に示すように、雌型端子３０の電線固着部３２が下側電極５２の上面５２Ａに載置される。このとき、電線固着部３２は、平坦な形状となっているから、下側電極５２に対して電線固着部３２が面接触した状態となる。また、下側電極５２の上面５２Ａに雌型端子３０が配置されると、電線固着部３２を幅方向両側から挟み込むように一対のガイド部５５が配置される。

次に、電線固着部３２の上面に編組線２０の導電体接続部２２を重ねて配置し、導電体接続部２２の上方に配置された上側電極５１が上側から押し当てられる。これにより、図３に示すように、導電体接続部２２と電線固着部３２とが下側電極５２と上側電極５１とによって上下方向に挟持されて加圧される。ここで、導電体接続部２２と電線固着部３２とが加圧される際に、導電体接続部２２は、同導電体接続部２２の幅方向略中央部が押しつぶされて幅方向両側に広がりつつ、一対の電極５１，５２によって上下方向に挟持される。このため、仮に上側電極の下面が平坦に形成されている場合には、導電体接続部の素線がばらけて幅方向に大きく広がり、電線固着部の上面から素線が外側にこぼれ落ちてしまう虞がある。ところが、本実施形態では、導電体接続部２２の幅方向略中央部（後続固着部２４）が上側電極５１に逃がし凹部５４に収容されて両電極５１，５２によって挟持されるから、上側電極の下面が平坦な場合に比べて、導電体接続部２２が幅方向に広がることを緩和しつつ、両電極５１，５２によって導電体接続部２２を挟持することができる。すなわち、電線固着部３２の幅方向両側から導電体接続部２２の素線２１が外側にはみ出すことを抑制することができる。

また、上側電極５１と下側電極５２とによって導電体接続部２２が上下方向に挟持されて加圧されると、導電体接続部２２の幅方向両側縁部（先行固着部２３）は、一対の先行溶接部５３によって押圧され、上下方向の厚さ寸法が導電体接続部２２の中で最も小さい状態となる。

次に、導電体接続部２２と電線固着部３２とを両電極５１，５２によって上下方向に挟持しながら、両電極５１，５２間に電流を流し、導電体接続部２２と電線固着部３２とを２５０℃以上１０００℃以下の範囲で加熱する。ここで、加熱温度が錫の融点である２３１．９℃を過ぎると、導電体接続部２２の素線２１および電線固着部３２の表面に形成された錫めっき層から錫が溶け出す。そして、加熱温度が２５０℃以上の状態では、溶融した錫が、素線２１間の隙間に確実に進入した状態になると共に、電線固着部３２と導電体接続部２２との間に確実に進入した状態となる。これにより、電線固着部３２と導電体接続部２２とをしっかり密着させることができる。なお、加熱温度は、銅の融点よりも低く設定されているから、導電体接続部２２および電線固着部３２が溶融することを防ぐことができる。

また、この加熱過程において、導電体接続部２２における幅方向両側縁部の厚さ寸法を最も小さくして、一対の先行溶接部５３が配された位置の両電極５１，５２間の距離を最も短くしているから、導電体接続部２２の他の部分に比べて、導電体接続部２２の幅方向両側縁部に電荷を集中させて、導電体接続部２２の幅方向両側縁部を先行して加熱することができる。つまり、導電体接続部２２の他の部分に比べて、導電体接続部２２の幅方向両側縁部を電線固着部３２に先行して密着させて先行固着部２３を形成することができる。これにより、電線固着部３２から素線２１がこぼれる前にいち早く先行固着部２３を電線固着部３２に密着させることができる。
そして、両先行固着部２３が電線固着部３２に密着した後、上側電極５１の逃がし凹部５４内に収容された導電体接続部２２が電線固着部３２に密着して後続固着部２４が形成される。これにより、電線固着部３２の上面から導電体接続部２２の素線２１をこぼすことなく、導電体接続部２２と電線固着部３２とをしっかりと密着させることができる。

最後に、電線固着部３２に対して導電体接続部２２全体が錫によって密着したところで、電線固着部３２および導電体接続部２２を冷却し、錫が硬化することで電線固着部３２と導電体接続部２２とが電気的に接続されて固着され、端子金具付き編組線１０が完成する。

以上のように、本実施形態によると、素線２１や電線固着部３２の酸化などを防ぐためにめっきされた錫を溶融させて、導電体接続部２２と電線固着部３２とを固着させているから、ろう材を用いることなく、編組線２０と雌型端子３０とを電気的に接続することができる。これにより、ろう材の置き忘れによる接続作業性の低下を防ぐことができると共に、端子金具付き編組線１０の製造コストを低減させることができる。

また、本実施形態によると、導電体接続部２２において先行固着部２３の厚さ寸法を最も小さくして、両電極５１，５２間に電流を流した際に、先行固着部２３に電荷を集中させて加熱させることができるようにしたから、導電体接続部２２の他の部分（後続固着部２４）に比べて先行固着部２３を先行して密着させて固着させることができる。また、導電体接続部２２が両電極５１，５２に挟持される際に、上側電極５１の逃がし凹部５４に収容される後続固着部２４を設けたことにより、導電体接続部２２が幅方向に広がることを緩和することができる。
これにより、導電体接続部２２の素線２１が電線固着部３２からこぼれる前に導電体接続部２２と電線固着部３２とを確実に固着させることができる。

また、本実施形態のように電線に編組線を用いる場合、細い素線が編み込まれて形成されているから素線がばらけやすく、例えば、表面のみが固められた編組線の場合、素線が次第にばらけてくる虞がある。ところが、本実施形態によると、導電体接続部２２と電線固着部３２との間や素線２１間の隙間に錫をしっかりと進入させているから、編組線２０をまとまった状態に維持しながら、導電体接続部２２と電線固着部３２とをしっかりと固着させて接続信頼性を確保することができる。すなわち、編組線を用いる場合に非常に有効である。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について図５を参照して説明する。
実施形態２の端子金具付き編組線１１は、実施形態１における後続固着部２４の形状を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。

実施形態２における後続固着部７０は、同後続固着部７０の上部の形状が実施形態１と異なり、上方に向かって略矩形状に膨出した形態をなしている。詳細には、後続固着部７０の上部の断面形状は、図５に示すように、両先行固着部２３の内側上端部から真っ直ぐ上方に向かって立ち上がり、これらの上端部を幅方向に繋いだ形態とされている。つまり、実施形態２の上側電極５１に設けられた逃がし凹部５７の断面形状は略矩形状をなしており、上側電極５１の幅方向両側に設けられた先行溶接部５８が上側電極５１の他の部分に比べて、下側に突出した形状となっている。

すなわち、編組線２０の導電体接続部２２と電線固着部３２とを両電極５１，５２によって上下方向に挟持して、２５０℃以上１０００℃以下の範囲で加熱する際に、導電体接続部２２における幅方向両側縁部（先行固着部２３）の厚さ寸法が、先行溶接部５８が下方に突出した分だけ他の部分に比べて確実に小さくなる。つまり、導電体接続部２２の他の部分に比べて、導電体接続部２２の両先行固着部２３に電荷を集中させて、他の部分よりも確実に両先行固着部２３を先行して密着させることができる。また、後続固着部７０が先行固着部２３の内側端部から立ち上がった形態をなしているので、例えば、先行固着部の上面の位置から上方に向かってから緩やかに膨出する後続固着部に比べて、導電体接続部２２が幅方向に広がることをさらに緩和することができる。
これにより、端子金具付き編組線１１の製造コストを低減することはもちろん、電線固着部３２上から素線２１をこぼしたり、編組線２０および雌型端子３０を脆弱化させたりすることなく、導電体接続部２２と電線固着部３２とをしっかりと固着させて電気的に接続することができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について図６を参照して説明する。
実施形態３の端子金具付き編組線１２は、実施形態１における電線固着部３２の形状と、後続固着部２４の形状とを変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。

実施形態３における電線固着部３４は、幅方向両側縁部が幅方向に僅かに延びた一対の平板部３５とされ、一対の平板部３５の間が両平板部３５を円弧状に繋ぐようにして下方に膨出する膨出部３６とされている。
一方、後続固着部７１は、実施形態１の形状を上下反転させた形状とほぼ同じとされており、電線固着部３４の膨出部３６の形状に対応して、後続固着部７１の下部が下方に膨出している。

つまり、本実施形態の溶接装置５０では、上側電極１５１の下面１５１Ａが平坦な面とされており、下側電極１５２の上面に、電線固着部３４の形状に沿うようにして下方に凹んだ逃がし凹部１５４が設けられている。そして、両電極１５１，１５２によって電線固着部３４と導電体接続部２２とが上下方向に挟持されると、導電体接続部２２の幅方向中央部（後続固着部７１）が電線固着部３４の膨出部３６と共に逃がし凹部１５４に収容され、導電体接続部２２が幅方向に広がることが緩和される。また、これと同時に、導電体接続部２２における幅方向両側縁部の上下方向の厚さ寸法が導電体接続部２２の他の部分の厚さ寸法に比べて最も小さい状態となる。
そして、両電極１５１，１５２によって導電体接続部２２と電線固着部３４とを挟持しながら、２５０℃以上１０００℃以下の範囲で加熱することにより、導電体接続部２２の幅方向両側縁部が電線固着部３４に先行して密着して一対の先行固着部２３が形成され、その後、導電体接続部２２の幅方向略中央部が電線固着部３４に密着して後続固着部７１が形成される。

すなわち、本実施形態においても、端子金具付き編組線１２の製造コストを低減することはもちろん、電線固着部３４上から素線２１をこぼしたり、編組線２０および雌型端子３０を脆弱化させたりすることなく、導電体接続部２２と電線固着部３４とをしっかりと固着させて電気的に接続することができる。

＜実施形態４＞
次に、本発明の実施形態４について図７を参照して説明する。
実施形態４の端子金具付き編組線１３は、実施形態１における導電体接続部２２の形状を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。

実施形態４における導電体接続部２５は、幅方向両端部に設けられた一対の先行固着部２３の間において、上側に向かって円弧状に膨出する後続固着部７３が幅方向に一対並んだ形態とされ、一対の後続固着部７３の間には先行固着部２３とほぼ同じ高さ位置に設けられた中央固着部２６が形成されている。

したがって、本実施形態によると、先行固着部２３が電線固着部３２に密着する時とほぼ同じタイミングで中央固着部２６が電線固着部３２に密着するようになっている。
すなわち、例えば、幅広な電線固着部に素線量が多い導電体接続部を溶接しようとすると、幅方向両端部に形成された一対の先行固着部のみでは導電体接続部を十分に電線固着部に溶接することができない虞があるが、本実施形態によると、幅方向中央部に中央固着部２６を設けているから、電線固着部３２に導電体接続部２５をしっかりと固着させることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１では、後続固着部２４の上部を上方に向かって円弧状に膨出させた形態に構成したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、後続固着部７２の上部を三角形状に膨出させた形態に構成してもよい。
（２）上記実施形態３では、後続固着部７１の下部および電線固着部３４の膨出部３６を下方に向かって円弧状に膨出させた形態に構成したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、図９に示すように、後続固着部７４の下部および膨出部３７を矩形状に膨出させた形態に構成してもよく、図１０に示すように、後続固着部７５の下部および膨出部３８を三角形状に下方に膨出した形態に構成してもよい。また、図１１に示すように、一対の先行固着部２３の間において、後続固着部７６および膨出部３９が幅方向に複数並べられた形態に構成してもよい。

（３）上記実施形態では、導電体として編組線２０を用いた構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、導電体として撚り線を芯線とする電線などを用いてもよい。
（４）上記実施形態では、端子金具として雌型端子３０を用いた構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、端子金具として雄型端子やＬＡ端子などを用いてもよい。
（５）上記実施形態では、導電体接続部２２の幅方向両側縁部と導電体接続部２２の幅方向略中央部とを同時に両電極５１，５２，１５１，１５２によって挟持しながら電線固着部３２，３４に先行固着部２３と後続固着部２４，７０，７１とを固着させる構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、まず、導電体接続部の幅方向両側縁部のみを両電極によって挟持しながら電線固着部に固着させて先行固着部を形成し、その後、導電体接続部の幅方向略中央部を両電極によって挟持しながら電線固着部に固着させて後続固着部を形成する構成にしてもよい。
（６）上記実施形態では、編組線２０の素線２１および電線固着部３２，３４の表面に形成された錫めっき層の錫を利用して溶接する構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、ろう材や半田などを用いて導電体接続部と電線固着部とを固着させる構成にしてもよい。
（７）上記実施形態では、電線固着部３２，３４の表面に錫めっき層が形成された構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、電線固着部の表面に銀めっき層もしくは金めっき層が形成された構成としてもよい。
（８）上記実施形態では、編組線２０の素線２１および電線固着部３２，３４の表面に形成された錫めっき層の錫を利用して導電体接続部と電線固着部とを固着させる構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、編組線の素線および電線固着部の表面に銀めっき層や金めっき層を形成し、銀めっき層の銀や金めっき層の金によって導電体接続部と電線固着部とを固着させる構成にしてもよい。

１０，１１，１２：端子金具付き編組線（端子金具付き電線）
２０：編組線（導電体）
２１：素線（金属素線）
２２：導電体接続部
２３：先行固着部
２４，７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６：後続固着部
５１，１５１：上側電極（一対の電極）
５２，１５２：下側電極（一対の電極）
５４，５７，１５４：逃がし凹部

Claims (3)

1. 複数の金属素線からなる導電体に端子金具が接続された端子金具付き電線であって、
   一対の電極間に前記端子金具と前記導電体の端末に設けられた導電体接続部とを重ねて配し、前記端子金具と前記導電体接続部とを前記一対の電極によって挟持して加圧しながら前記一対の電極間に電流を流して加熱することにより、前記端子金具と前記導電体接続部とが溶接されて固着されるようになっており、
   前記導電体接続部の幅方向両側縁部には、先行して前記端子金具に密着して固着される一対の先行固着部が設けられている端子金具付き電線。
2. 前記一対の先行固着部が挟持される挟持方向の長さ寸法は、前記導電体接続部において最も小さく形成されており、
   前記導電体接続部において前記一対の先行固着部の間には、前記電極に凹んで設けられた逃がし凹部に収容されることで前記先行固着部の後に前記端子金具に密着して固着される後続固着部が設けられている請求項１記載の端子金具付き電線。
3. 前記導電体は、前記金属素線を編み込んでなる編組線とされている請求項１または請求項２記載の端子金具付き電線。

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