(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の外周面に絶縁皮膜が施された複数の導体素線を撚り合わせてなるリッツ線に、円筒形の圧着部を有する端子金具を電気的に接続するリッツ線の端子接続方法であって、
前記リッツ線の一端から所定長の前記絶縁皮膜を除去する第１の工程と、
前記絶縁皮膜が除去された前記リッツ線の端末部を前記圧着部に挿入する第２の工程と、
前記圧着部の第１の部分を第１の圧縮力で圧縮し、前記圧着部を全体的に塑性変形させて前記リッツ線の端末部を前記圧着部に仮固定する第３の工程と、
前記第１の部分の一部である第２の部分を前記第１の圧縮力より高い第２の圧縮力で圧縮し、前記圧着部及び前記リッツ線を局所的に塑性変形させる第４の工程と、
溶融した半田を前記圧着部の先端側から流し込んで前記リッツ線を前記端子金具に固着する第５の工程と、
を備えることを特徴とするリッツ線の端子接続方法。
【請求項２】
前記第１の圧縮力が１００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であり、
前記第２の圧縮力が１０００ＭＰａ以上１００００ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載のリッツ線の端子接続方法。
【請求項３】
前記第２の部分の幅方向の長さが、圧縮前の前記第１の部分の幅方向の長さの６０％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリッツ線の端子接続方法。
【請求項４】
前記第２の部分の後端縁が、前記圧着部の後端から１〜２ｍｍ内側に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のリッツ線の端子接続方法。
【請求項５】
前記第２の部分の先端縁が、前記圧着部の先端から２ｍｍ以上内側に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のリッツ線の端子接続方法。
【請求項６】
前記リッツ線は、素線径が０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、撚り本数が５０本以上３０００本以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のリッツ線の端子接続方法。
【請求項７】
前記絶縁皮膜は、前記第５の工程で除去しうる樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のリッツ線の端子接続方法。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の方法により、前記リッツ線の端末部に前記端子金具が接続されていることを特徴とする端子金具付きリッツ線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リッツ線の端子接続方法及び端子金具付きリッツ線に関し、特に撚り本数の多いリッツ線の端末部をクローズドバレル型の端子金具に接続する場合に好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）の充電方法の一つとして、コイルを用いた電磁誘導方式の非接触給電が検討されている。電磁誘導方式の非接触給電で用いられるコイルには、導体を絶縁皮膜で被覆したエナメル線が巻回されるが、ＥＶ用非接触給電の場合は高周波の大電流を流す必要があるため、複数本のエナメル線（素線）を撚り合わせたリッツ線が用いられる。リッツ線を用いることで、高周波特有の表皮効果や近接効果による交流抵抗の増大を抑制できるためである。
【０００３】
このようなリッツ線の端末部には、端子金具が接続される。端子金具には多様な種類があるが、一例として、円筒状のワイヤーバレル部を有するクローズドバレル型の端子金具（以下、クローズドバレル端子）が知られている。リッツ線にクローズドバレル端子を接続する場合、リッツ線の端末部がワイヤーバレル部に挿通され、固着される。
【０００４】
撚り本数の少ないリッツ線の場合には、リッツ線の端末部をワイヤーバレル部に挿通した後、端子金具に通電加熱して、絶縁皮膜を気化させながら圧着するヒュージング（熱かしめ）を適用することができる。しかし、ＥＶ用非接触給電のコイルに用いられる撚り本数の多いリッツ線（例えば銅リッツ線で８ｍｍ2、アルミリッツ線で１３ｍｍ2程度）は、熱容量が大きいため、ヒュージングを適用することができない。ヒュージングではリッツ線の中心部の絶縁皮膜まで除去することが困難であり、中心部の絶縁皮膜を除去しうる程度に加熱すると、導体が溶融しかねないためである。
【０００５】
そこで従来は、リッツ線の端末部を端子金具のワイヤーバレル部に半田付けする手法が適用されている。この半田付けによる端子接続手法においては、図１に示すように、リッツ線１の端末部の絶縁皮膜が機械的又は化学的に予め除去された後、端子金具２のワイヤーバレル部２２に挿通され、圧縮により仮固定（抜け止め）される。そして、ワイヤーバレル部２２の先端側から高温の半田Ｓを流し込むことにより、残存する絶縁皮膜（特にリッツ線１の中心部の絶縁皮膜）が溶融されつつ、リッツ線１と端子金具２が電気的に接続される。
また、リッツ線１の端末部をワイヤーバレル部２２に挿通しやすくするために、リッツ線１の端末部が予備的に半田付けされる場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２６６７１号公報
【特許文献２】特開２００９−２９５３３３号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２５５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の半田付けによる端子接続方法において、リッツ線１と端子金具２との電気的接続性（導通性）を安定させるためには、半田付けする工程でリッツ線１の中心部の絶縁皮膜まで確実に除去する必要がある。しかしながら、この場合、高温の半田Ｓにリッツ線１が長時間曝されることとなり、また、毛細管現象により半田Ｓがリッツ線１の長手方向に奥深く浸入する。その結果、必要以上の長さの絶縁皮膜が溶着して硬化することとなり、端子金具の近傍の柔軟性が失われてしまう（図１参照）。
【０００８】
このような端子金具付きリッツ線は、端子金具２の近傍（ワイヤーバレル部２１の後端側）で疲労破壊しやすく、電気自動車の産業分野等で要求される耐振動性に応えることができない。
また、電気的接続性を向上させるべく過度に半田付けを行うと、ワイヤーバレル部２１の先端側に半田Ｓが盛り上がって形成され、外観が悪化するため、製品としても好ましくない。
【０００９】
なお、電線の端子接続方法に関する技術としては、例えば特許文献１〜３が挙げられる。特許文献１には、ワイヤーバレル部の前方部分と後方部分において異なる圧縮率で圧着することにより、電気接続性と電線保持性を両立できる極細線用の端子圧着構造が開示されている。特許文献２には、スプライス端子を用いて複数の電線を接続する際に、複数箇所において異なる圧縮率で圧着することが開示されている。特許文献３には、複数の導体素線（例えばアルミ素線）が撚り合わされたアルミ撚り線に端子金具を接続する場合に好適な技術が開示されている。
しかしながら、いずれの特許文献に記載の技術もリッツ線を対象とするものではなく、当然に撚り本数の多いリッツ線に端子金具を接続する場合に生じる上述した問題を解決することもできない。
【００１０】
本発明の目的は、リッツ線と端子金具との接続信頼性（電気的接続性、電線保持性、耐振動性等）を向上できるとともに、端子接続部の外観不良を解消できるリッツ線の端子接続方法及び端子金具付きリッツ線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るリッツ線の端子接続方法は、導体の外周面に絶縁皮膜が施された複数の導体素線を撚り合わせてなるリッツ線に、円筒形の圧着部を有する端子金具を電気的に接続するリッツ線の端子接続方法であって、
前記リッツ線の一端から所定長の前記絶縁皮膜を除去する第１の工程と、
前記絶縁皮膜が除去された前記リッツ線の端末部を前記圧着部に挿入する第２の工程と、
前記圧着部の第１の部分を第１の圧縮力で圧縮し、前記圧着部を全体的に塑性変形させて前記リッツ線の端末部を前記圧着部に仮固定する第３の工程と、
前記第１の部分の一部である第２の部分を前記第１の圧縮力より高い第２の圧縮力で圧縮し、前記圧着部及び前記リッツ線を局所的に塑性変形させる第４の工程と、
溶融した半田を前記圧着部の先端側から流し込んで前記リッツ線を前記端子金具に固着する第５の工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る端子金具付きリッツ線は、上記の方法により、前記リッツ線の端末部に前記端子金具が接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るリッツ線の端子接続方法によれば、第３の工程においてリッツ線が端子金具に仮固定された後、第４の工程においてさらに圧縮されることにより、導体素線同士が密着接合して部分的に隙間がなくなる。これにより、第５の工程において端子金具の先端側から流し込まれた半田が、毛細管現象により後端側へ侵入するのを効果的に防止できる。
したがって、リッツ線と端子金具との接続信頼性（電気的接続性、電線保持性、耐振動性等）を向上できるとともに、端子接続部の外観不良を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の半田付けによる端子接続方法で作製される端子金具付きリッツ線を示す平面図である。
【図２】実施の形態で用いるリッツ線と端子金具を示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係るリッツ線の端子接続方法を示す工程図である。
【図４】実施の形態に係るリッツ線の端子接続方法で作製される端子金具付きリッツ線を示す平面図である。
【図５】変形例に係る端子金具付きリッツ線を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２は、実施の形態で用いるリッツ線と端子金具を示す斜視図である。図２に示すように、リッツ線１は、複数の導体素線１１１を撚り合わせてなる集合導体１１の外周面に外被１２が施された構成を有する。以下の説明において、端子金具２が接続される側を先端側、反対側を後端側と称する。
【００１６】
導体素線１１１は、例えば銅又は銅合金からなる導体にポリウレタンからなる絶縁皮膜を焼き付けたエナメル線である。導体素線１１１を構成する導体は、アルミニウム、アルミニウム合金、又は銅とアルミニウムのクラッド材等であってもよい。また、導体素線１１１の絶縁皮膜には、ポリウレタンの他、ポリビニルホルマール、ポリウレタンナイロン、ポリエステル、ポリエステルナイロン、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド／ポリアミドイミド、ポリイミド等、リッツ線１を端子金具２に半田付けする際に高温の半田により溶融する樹脂材料を適用できる。
【００１７】
集合導体１１は、複数本の導体素線１１１を撚り合わせたものである。図２では簡略化して示しているが、集合導体１１は、例えば素線径が０．１４ｍｍの導体素線１１１を１２００本撚り合わせたものである。なお、集合導体１１は、複数本の導体素線１１１を撚り合わせて一次集合線とし、さらにこれを複数束撚り合わせた複合撚線であってもよい。
【００１８】
外被１２は、例えばポリ塩化ビニルや架橋ポリエチレンで構成され、所定の仕上がり外径となるように形成される。集合導体１１上に、外被１２の代わりに絹やポリエステル繊維（テトロン（登録商標））が横巻きされる場合もある。
【００１９】
なお、導体素線１１１の素線径、撚り本数、外被１２の厚さ、材質等は、ここで説明したものに限定されず、任意に選択することができる。ただし、本実施の形態で説明するリッツ線の端子接続方法は、リッツ線１の素線径が０．０５〜０．３０ｍｍで、撚り本数が５０〜３０００本である場合、すなわち導体素線１１１が極細線で構成され、撚り本数が極めて多い場合に好適である。
【００２０】
端子金具２は、銅又は銅合金で構成され、表面の酸化を防止するために錫めっき処理が施される。端子金具２は、電子機器の給電端子等に接続されるリング状の接続部２１と、接続部２１に連設される円筒状のワイヤーバレル部２２を備える、いわゆるクローズドバレル型の丸形圧着端子である。接続部２１をボルト締めにより機器側に固定することにより、リッツ線１と電子機器とが端子金具２を介して電気的に接続される。
【００２１】
ワイヤーバレル部２２は、例えば、内径が５〜１２ｍｍ、外径が７〜１４ｍｍ、長さが５〜１０ｍｍの円筒状に形成される。ワイヤーバレル部２２は、圧着及び半田付けによりリッツ線１の端末部の集合導体１１を包み込むように把持する。また、圧縮時にエッジが食い込むことにより導体素線１１１が損傷するのを防止するために、ワイヤーバレル部２２の後端縁には丸め加工が施される。
なお、端子金具２のサイズは、接続されるリッツ線１のサイズに応じて適宜に選択される。
【００２２】
図３は、実施の形態に係るリッツ線の端子接続方法について示す図である。
第１の工程では、図３（ａ）に示すように、リッツ線１の先端部の外被１２を皮剥ぎして、集合導体１１を所定長だけ露出させる。そして、リッツ線１の一端（先端側）から所定長の絶縁皮膜を除去する。絶縁皮膜の除去長は、端子金具２のワイヤーバレル部２２の長さと略一致するように調整される。
【００２３】
導体素線１１１の絶縁皮膜の除去には、ワイヤブラシ等で剥ぎ取る機械的な方法を適用してもよいし、溶剤等に浸漬して剥離する化学的な方法を適用してもよい。また、第１の工程では、除去すべき絶縁皮膜がある程度除去されていればよく、すべて除去されていなくてもよい。第１の工程で残存した絶縁皮膜は、第５の工程における半田付けにより溶融、除去されるためである。
【００２４】
第２の工程では、図３（ｂ）に示すように、絶縁皮膜が除去されたリッツ線１の端末部１１ａを端子金具２のワイヤーバレル部２２に挿入する。このとき、リッツ線１をワイヤーバレル部２２に挿入しやすくするために、リッツ線１の端末部１１ａの先端を予備的に半田付けしておいてもよい。
【００２５】
第３の工程では、図３（ｃ）に示すように、ワイヤーバレル部２２の第１の部分２２ａを第１の圧縮力で圧縮し、リッツ線１の端末部１１ａをワイヤーバレル部２２に仮固定する。具体的には、圧着装置によりワイヤーバレル部２２を上下から挟み込み、加圧することにより、ワイヤーバレル部２２を塑性変形させる。第３の工程を行うことにより、適切な電線保持性を確保するとともに、後述する第４の工程で局所的に強い圧縮を行った際の変形や歪みを小さくすることができる。
【００２６】
ここで、第１の部分とは、例えばワイヤーバレル部２２の全体である。この場合、ワイヤーバレル部２２の外径が、圧縮前の第１の部分２２ａの幅方向（リッツ線１の長手方向と直交する方向）の長さとなる。第１の部分２２ａは、ワイヤーバレル部２２より一回り小さい領域であってもよい。
【００２７】
また、第１の圧縮力とは、主としてワイヤーバレル部２２が塑性変形して、ワイヤーバレル部２２とリッツ線１（集合導体１１）とが密着し、導体素線１１１同士の隙間もほとんどなくなる程度の圧縮力である。すなわち、導体素線１１１が過度に塑性変形することなく、端子金具２からリッツ線１が抜去できなくなる程度の圧縮力である。
【００２８】
具体的には、第１の圧縮力は、１００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であることが好ましい。ここで、第１の圧縮力は、第１の部分２２ａに印加される荷重を第１の部分２２ａの平面視での面積（＝長さ×外径）で除した値で表すこととする。後述する第２の圧縮力も同様に、第２の部分２２ｂに印加される荷重を第２の部分２２ｂの平面視での面積で除した値で表すこととする。例えば、ワイヤーバレル部２２の全体を第１の部分２２ａとし、ワイヤーバレル部２２の長さが１０ｍｍ、外径が６ｍｍである場合（平面視での面積：６０ｍｍ2）、第１の部分２２ａに６ｋＮ以上６０ｋＮ以下の荷重を印加することになる。
第１の圧縮力を１００ＭＰａ以上とすることにより、リッツ線１を適切に保持することができる。また、第１の圧縮力を１０００ＭＰａ以下とすることにより、導体素線１１１が全体的に塑性変形して、端子接続部におけるリッツ線１の強度が著しく低下するのを防止することができる。
【００２９】
第４の工程では、図３（ｄ）に示すように、ワイヤーバレル部２２の第２の部分２２ｂを、第２の圧縮力で圧縮し、ワイヤーバレル部２２とともにリッツ線１（集合導体１１）を局所的に塑性変形させる。
【００３０】
ここで、第２の部分２２ｂとは、第３の工程で圧縮した第１の部分２２ａよりも小さい、例えば平面視で矩形状の部分である。第２の部分２２ｂの幅方向の長さは、圧縮前の第１の部分２２ａの幅方向の長さ（ワイヤーバレル部２２の外径）の６０％以上であることが好ましい。これにより、導体素線１１１同士が幅方向にわたって密着接合するので、毛細管現象により半田Ｓが後端側へ浸入するのを効果的に堰き止めることができる。
【００３１】
また、第２の圧縮力とは、ワイヤーバレル部２２とともにリッツ線１（個々の導体素線１１１）が塑性変形して、導体素線１１１同士の隙間が部分的に完全になくなる程度の圧縮力である。
具体的には、第２の圧縮力は１０００ＭＰａ以上１００００ＭＰａ以下であることが好ましい。第２の圧縮力を１０００ＭＰａ以上とすることにより、導体素線１１１同士を幅方向わたって確実に密着接合させることができる。また、第２の圧縮力を１００００ＭＰａ以下とすることにより、導体素線１１１が破断するのを防止することができる。
【００３２】
また、第２の部分２２ｂの後端縁は、ワイヤーバレル部２２の後端から１〜２ｍｍ内側に位置することが好ましい（図４参照）。第２の部分２２ｂの後端縁がワイヤーバレル部２２の後端に近すぎると、圧縮時にワイヤーバレル部２２の後端縁で導体素線１１１が損傷する虞があるためである。
【００３３】
さらには、第２の部分２２ｂの先端縁は、ワイヤーバレル部２２の先端から少なくとも２ｍｍ以上内側に位置することが好ましく、中央部よりも後端側に位置することがより好ましい（図４参照）。第２の部分２２ｂの先端縁がワイヤーバレル部２２の先端に近すぎると導体素線１１１間に半田Ｓを充填させることができなくなり、良好な電気的接続性が損なわれる虞があるためである。
【００３４】
第５の工程では、図３（ｅ）に示すように、溶融した高温（例えば２００℃）の半田Ｓをワイヤーバレル部２２の先端側から流し込んでリッツ線１を端子金具２に固着（半田付け）する。残存する絶縁皮膜は高温の半田Ｓによって溶融、除去されるので、端子金具２に対してすべての導体素線１１１が確実に電気的に接続される。このようにして、端子付きリッツ線が作製される。（図４参照）。
【００３５】
第５の工程において、流し込まれた半田Ｓは、毛細管現象により導体素線１１１間の隙間に浸入しようとするが、局所的に圧縮された第２の部分２２ｂによって堰き止められる。そのため、残存する絶縁皮膜を短時間で効率よく溶融、除去することができるとともに、リッツ線１を端子金具２に半田付けすることができる。
必要最少量の半田Ｓでリッツ線１と端子金具２を電気的に接続することができるので、加熱時間が短縮されるとともに、端子接続部に半田Ｓが盛り上がって外観が悪化することもない。また、必要以上に絶縁皮膜が溶融されることもないので、端子金具２の近傍の柔軟性が失われず、所望の耐振動性を実現することができる。
【００３６】
このように、実施の形態に係るリッツ線の端子接続方法は、リッツ線１の一端から所定長の絶縁皮膜を除去する第１の工程と、絶縁皮膜が除去されたリッツ線１の端末部１１ａをワイヤーバレル部２２（圧着部）に挿入する第２の工程と、ワイヤーバレル部２２の第１の部分２２ａを第１の圧縮力で圧縮し、ワイヤーバレル部２２を全体的に塑性変形させてリッツ線１の端末部１１ａをワイヤーバレル部２２に仮固定する第３の工程と、第１の部分２２ａの一部となる第２の部分２２bを第１の圧縮力より高い第２の圧縮力で圧縮し、ワイヤーバレル部２２及びリッツ線１を局所的に塑性変形させる第４の工程と、ワイヤーバレル部２２の先端側から溶融した半田Ｓを流し込んでリッツ線１を端子金具２に固着する第５の工程と、を備える。
【００３７】
このリッツ線の端子接続方法によれば、第３の工程においてリッツ線１が端子金具２に仮固定された後、第４の工程においてさらに圧縮されることにより、導体素線１１１同士が密着接合して部分的に隙間がなくなる。これにより、第５の工程において端子金具２の先端側から流し込まれた半田Ｓが、毛細管現象により後端側へ侵入するのを効果的に防止できる。
したがって、良好な接続信頼性（電気的接続性、電線保持性、耐振動性等）を有し、外観上も問題のない端子付きリッツ線を作製することができる。
【００３８】
［実施例］
実施例では、素線径が０．２ｍｍのウレタン絶縁銅線（ＵＥＷ）を２００本撚り合わせたリッツ線１に、端子金具２として標準的な２２−６Ｒの丸形圧着端子を接続した。
第３の工程では、５００ＭＰａ（第１の圧縮力）でワイヤーバレル部２２の全体（第１の部分２２ａ）を圧縮した。
第４の工程では、５０００ＭＰａ（第２の圧縮力）で、ワイヤーバレル部２２の中央の部分(第２の部分２２ｂ）を圧縮した。
第５の工程では、２２０℃の半田をワイヤーバレル部２２の先端側から５分間流し込んで、リッツ線１と端子金具２を半田付けした。
【００３９】
得られた端子金具付きリッツ線においては、端子金具２の後端近傍でのリッツ線１の溶着、硬化は観察されなかった。したがって、従来の半田付けによる端子接続方法により得られる端子金具付きリッツ線に比較して疲労破壊しにくい構造といえ、電気自動車の産業分野等で要求される耐振動性を満たすことが期待される。また、電子機器側へのボルト締結作業やリッツ線１の引き回しが容易になるという利点も得られる。
【００４０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、第４の工程で圧縮されるワイヤーバレル部２２の第２の部分２２ｂの形状は、図４に示す幅方向に長い帯状に限定されず、図５に示すようにワイヤーバレル部２２の第１の部分２２ａに内包される矩形状又は円形状（楕円形、長円形を含む）であってもよい。
また例えば、圧縮装置の加圧面（ワイヤーバレル部２２と接触する面）を凸状に形成し、第３の工程と第４の工程を同時に行うようにしてもよい。
【００４１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４２】
１  リッツ線
１１  集合導体
１１１  導体素線
１２  外被
２  端子金具
２１  接続部
２２  ワイヤーバレル部
２２ａ  第１の部分
２２ｂ  第２の部分
【要約】
【課題】リッツ線と端子金具との接続信頼性（電気的接続性、電線保持性、耐振動性等）を向上できるとともに、端子接続部の外観不良を解消できるリッツ線の端子接続方法を提供する。
【解決手段】リッツ線の一端から所定長の絶縁皮膜を除去する第１の工程と、絶縁皮膜が除去されたリッツ線の端末部を圧着部に挿入する第２の工程と、圧着部の第１の部分を第１の圧縮力で圧縮し、圧着部を全体的に塑性変形させてリッツ線の端末部を圧着部に仮固定する第３の工程と、第１の部分の一部である第２の部分を第１の圧縮力より高い第２の圧縮力で圧縮し、圧着部及びリッツ線を局所的に塑性変形させる第４の工程と、溶融した半田を圧着部の先端側から流し込んでリッツ線を端子金具に固着する第５の工程と、を備える端子接続方法により、リッツ線にクローズドバレル型の端子金具を接続する。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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