(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の芯線を絶縁被覆で覆った電線と、
前記芯線とは異種の金属製であって同芯線と接続される電線接続部を設けた端子金具と、
前記端子金具とイオン化傾向が近い単一の金属製であって、前記電線の絶縁被覆が皮剥きされて露出された前記芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘って被着可能な薄肉の被着体と、が具備され、
前記被着体が前記電線の前記芯線に対して超音波溶接により接合され、前記被着体に前記端子金具の前記電線接続部が圧着されていることを特徴とする端子金具付き電線。
【請求項２】
前記電線が、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の芯線を備えたアルミ電線である一方、前記端子金具が銅合金製であることを特徴とする請求項１記載の端子金具付き電線。
【請求項３】
前記被着体は、銅箔を複数層に巻き付けることで形成されていることを特徴とする請求項２記載の端子金具付き電線。
【請求項４】
前記電線接続部が前後２組のバレルから構成され、前側の前記バレルが、前記電線の端末に被着された被着体のうち前記芯線の端末に被着された領域にかしめ圧着され、後側の前記バレルが、前記被着体のうち前記絶縁被覆の端末に被着された領域にかしめ圧着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の端子金具付き電線。
【請求項５】
金属製の芯線を絶縁被覆で覆った電線における前記芯線の端末に、前記芯線とは異種の金属製の端子金具に設けられた電線接続部が接続された端子金具付き電線を製造する方法であって、
前記電線の絶縁被覆の端末を皮剥きして前記芯線の端末を露出する工程と、
前記電線における露出した前記芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘り、前記端子金具とイオン化傾向が近い単一の金属からなる薄肉の被着体を被着する工程と、
前記被着体を超音波溶接により前記芯線に接合する工程と、
前記被着体に前記端子金具の前記電線接続部を圧着する工程と、
が順次に行われることを特徴とする端子金具付き電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子金具付き電線及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のワイヤハーネス等の分野においても、軽量化等を目的としてアルミ電線を使用するようになった。アルミ電線は例えば、複数本のアルミ素線を撚り合わせた撚り線からなる芯線を絶縁被覆で覆った構造であって、ハーネス化される場合は一般に、電線の端末に端子金具が接続される。具体的には、アルミ電線の被覆の端末が皮剥きされて芯線の端末が露出され、この露出された芯線の端末に対して、端子金具に設けられたワイヤバレル（電線接続部）が圧着され、併せて残った絶縁被覆の端末に、ワイヤバレルの後方に設けられたインシュレーションバレルが圧着されて接続されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで電線を端子金具に導通接続させるに当たり、電線の芯線と端子金具とが異種の金属によって形成されている場合には、特に両者の接触部分に水分が介在すると、両金属が水中にイオンとして溶け込んで電気化学的反応により腐食が進行する電食が発生することが知られている。端子金具は強度上の問題等で銅合金製とするのが一般的であるため、上記のように電線にアルミ電線を使用すると、正に電食が問題となる。具体的には、ワイヤバレルが芯線に圧着された部分において、埃や砂が侵入して混じった塩分が付着しさらに水分が付着すると、接触部分が電解質溶液に浸漬された状態となって、イオン化傾向が大きい金属（卑な金属）であるアルミニウムが溶解する、すなわち電食が進むおそれがある。  
そこで従来では、ワイヤバレルの圧着部分に、シリコーンゴム、キレート剤等からなる防食剤を塗布することで、電食を防止するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５０７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記した防食剤を塗布する方法では、バレルの圧着形状によって塗布条件を変える必要がある、塗布層の厚さにばらつきが出て品質が安定しない、塗布層の剥がれに注意が必要、さらにはメンテナンス時に簡単にリペアできない等、数々の問題があり、新たな対策の出現が切望されていた。  
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、その目的は、防食剤を使用することなく電線と端子金具との接続部分の電食を確実に防止するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の端子金具付き電線は、金属製の芯線を絶縁被覆で覆った電線と、前記芯線とは異種の金属製であって同芯線と接続される電線接続部を設けた端子金具と、前記端子金具とイオン化傾向が近い単一の金属製であって、前記電線の絶縁被覆が皮剥きされて露出された前記芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘って被着可能な薄肉の被着体と、が具備され、前記被着体が前記電線の前記芯線に対して超音波溶接により接合され、前記被着体に前記端子金具の前記電線接続部が圧着されているところに特徴を有する。
【０００７】
電線における露出した芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘って被着体が被着され、この被着体が超音波溶接により芯線に接合され、そのとき被着体が発熱することに伴い絶縁被覆に対して溶着される。この被着体に端子金具の電線接続部が圧着されることにより、芯線と端子金具との間の電気的接続が取られる。  
電線接続部の圧着部分では、イオン化傾向の近い金属同士の接触となるために、仮に水分が付着したとしても電食は起き難い。一方、被着体の内面と芯線との間は異種金属同士の接触となるが、この接触部分すなわち被着体の内側には、同被着体が絶縁被覆に対して溶着されてシールされることによって浸水が阻止されるから、同接触部分に電食が発生するには至らない。結果、防食剤を使用することなく電線と端子金具との接続部分の電食を確実に防止できる。
【０００８】
なお、以下のような構成としてもよい。  
（１）前記電線が、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の芯線を備えたアルミ電線である一方、前記端子金具が銅合金製である。電食する可能性が高いアルミ電線を使用した場合にも、電食の発生を有効に防ぐことができる。  
（２）前記被着体は、銅箔を複数層に巻き付けることで形成されている。
【０００９】
（３）前記電線接続部が前後２組のバレルから構成され、前側の前記バレルが、前記電線の端末に被着された被着体のうち前記芯線の端末に被着された領域にかしめ圧着され、後側の前記バレルが、前記被着体のうち前記絶縁被覆の端末に被着された領域にかしめ圧着されている。  
ワイヤバレルとインシュレーションバレルとを備えた既存の端子金具をそのまま適用することができる。また、被着体と絶縁被覆間のシールがより確実に取られる。
【００１０】
（４）また、端子金具付き電線の製造方法として、金属製の芯線を絶縁被覆で覆った電線における前記芯線の端末に、前記芯線とは異種の金属製の端子金具に設けられた電線接続部が接続された端子金具付き電線を製造する方法であって、前記電線の絶縁被覆の端末を皮剥きして前記芯線の端末を露出する工程と、前記電線における露出した前記芯線の端末から残された絶縁被覆の端末に亘り、前記端子金具とイオン化傾向が近い単一の金属からなる薄肉の被着体を被着する工程と、前記被着体を超音波溶接により前記芯線に接合する工程と、前記被着体に前記端子金具の前記電線接続部を圧着する工程とが順次に行われることを特徴としている。本発明の端子金具付き電線を、確実に製造することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、防食剤を使用することなく電線と端子金具との接続部分の電食を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波溶接工程を示す概略図
【図２】雌端子金具の斜視図
【図３】アルミ電線の端末に雌端子金具を圧着した状態の側面図
【図４】雌端子金具付きのアルミ電線を雌ハウジングに挿入する動作を示す側断面図
【図５】挿入完了時の側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図５によって説明する。この実施形態では、アルミ電線１０に適用した場合を例示しており、図３に示すように、アルミ電線１０の端末には、雌側の端子金具２０（以下、雌端子金具２０）が接続されている。  
アルミ電線１０は、図１に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素線１２を複数本を撚り合せた撚り線によって芯線１１が形成され、この芯線１１の回りが合成樹脂製の絶縁被覆１３で覆われた構造となっている。
【００１４】
雌端子金具２０は、銅合金製の板材をプレス加工することで形成され、図２に示すように、相手の雄端子金具（図示せず）と電気的に接続される略角筒形をなす端子接続部２１の後方に、ワイヤバレル２５とインシュレーションバレル２６とが設けられた構造である。前側のワイヤバレル２５が本発明の電線接続部に相当する。  
端子接続部２１の内部には、底板２２の前縁から折り返されるようにして弾性接触片２３が設けられており、同端子接続部２１に対して上記した相手の雄端子金具のタブが前方から挿入され、弾性接触片２３と弾性的に接触することにより、雄端子金具と雌端子金具２０とが電気的に接続されるようになっている。
【００１５】
ワイヤバレル２５はオープンバレル形式であって、左右一対の幅広のバレル片２５Ａが、底板２２の左右の側縁から互いに対向するようにして立ち上がり形成されている。ワイヤバレル２５は、アルミ電線１０の芯線１１の端末にかしめ圧着されるものであって、両バレル片２５Ａの突出端を重ね合わせつつ芯線１１の外周を左右両側から抱き込むようにして、いわゆるオーバラップ型にかしめられるようになっている。
【００１６】
インシュレーションバレル２６は、同じくオープンバレル形式であって、ワイヤバレル２５側のバレル片２５Ａよりも幅狭で背が高い左右一対のバレル片２６Ａが、同じく底板２２の左右の側縁から互いに対向するようにして立ち上がり形成されている。このインシュレーションバレル２６は、アルミ電線１０の残された絶縁被覆１３の端末にかしめ圧着されるものであって、同様にオーバラップ型にかしめられるようになっている。
【００１７】
続いて、本実施形態に係る端子金具付き電線の製造工程を説明する。  
図１に示すように、アルミ電線１０の絶縁被覆１３の端末が皮剥きされて、芯線１１の端末が所定長さに亘って露出状態とされる。このアルミ電線１０における露出した芯線１１の端末から残された絶縁被覆１３の端末に亘り、薄肉の被着体３０が被着される。被着体３０は具体的には、銅箔を複数層に巻き付けることで形成され、前面側は閉じた状態に形成されている。
【００１８】
次に、被着体３０の前半部分を超音波溶接により芯線１１に接合する。具体的には、被着体３０における芯線１１に被着された前側領域３０Ａが、超音波溶接機を構成するアンビルＸに載せられて受けられる一方、同前側領域３０Ａの上面側をホーンＹにより横振動を与えながら加圧する。これにより、被着体３０と芯線１１の接合面は、超音波振動による摩擦によって表面の不純物が除去される一方、摩擦熱による加熱によって原子拡散が誘起され、接合面に固相溶接状態が生成される。すなわち、芯線１１の外周面と被着体３０の内周面とが接合されて、電気的接続が取られる。  
また、上記の超音波溶接に伴い被着体３０の後側領域３０Ｂも加熱されるため、その熱を受けて、絶縁被覆１３の外周面が被着体３０の内周面に溶着される。これにより、被着体３０における後端の開口縁と絶縁被覆１３の外周面との間が、浸水不能にシールされる。
【００１９】
アルミ電線１０の端末に被着体３０が被着されたら、圧着装置により、被着体３０に対して雌端子金具２０が圧着接続される。詳細には、圧着装置にはアンビルとクリンパとが設けられ、雌端子金具２０のワイヤバレル２５に対して被着体３０における芯線１１に被着された前側領域３０Ａが、またインシュレーションバレル２６に対して、被着体３０における絶縁被覆１３に被着された後側領域３０Ｂがそれぞれ配された状態でセットされ、図３及び図４に示すように、両バレル２５，２６は、アンビルとクリンパとの間で挟圧されて共にオーバラップ型にかしめられる。  
絶縁被覆１３と被着体３０とは超音波溶接の余熱によって相互に溶着するが、万が一相互の溶着が弱い事態が生じたとしても、最後にインシュレーションバレル２６のオーバラップ圧着があるから、固着力（溶着力）の不足をカバーすることができる。オーバラップ圧着としたのは、被着体３０の破断防止に配慮したためである。
【００２０】
これにより、特にワイヤバレル２５の内周面と被着体３０の外周面とが密着して電気的接続が取られる。また、被着体３０の開口縁に寄った位置の外周にインシュレーションバレル２６が巻き付いてかしめ圧着されることで、被着体３０の開口縁と絶縁被覆１３の外周面との間がより確実に閉鎖される。  
以上により、本実施形態に係るアルミ電線１０の端末に雌端子金具２０を接続する作業が終了する。
【００２１】
上記のように形成された雌端子金具２０付きのアルミ電線１０が、複数本纏められてハーネスが構成され、例えば図４に示すように、当該アルミ電線１０の端末の雌端子金具２０が雌ハウジング５０に形成された対応するキャビティ５１内に後方から挿入されて、図５に示すように、ランス５２により抜け止めされて収容され、車両の所定箇所に配線されて、同雌ハウジング５０が相手の雄ハウジングと嵌合されることにより、対応する雌端子金具２０と雄端子金具同士が電気的に接続されるところとなる。
【００２２】
以上のように本実施形態によれば、雌端子金具２０のワイヤバレル２５と被着体３０との圧着部分では、銅合金と銅との接触となるために、仮に水分が付着したとしても電食は起き難い。一方、被着体３０の内面とアルミ電線１０の芯線１１との間は、異種金属同士の接触となるが、絶縁被覆１３の外面が被着体３０に溶着してシールされることで、接触部分すなわち被着体３０内への浸水は阻止されるから、同接触部分に電食が発生するには至らない。結果、防食剤を使用することなくアルミ電線１０と雌端子金具２０との接続部分の電食を確実に防止することができる。
【００２３】
この実施形態では、雌端子金具２０を被着体３０に接続するのに、ワイヤバレル２５とインシュレーションバレル２６の両方を被着体３０に対してかしめ圧着するようにしているから、雌端子金具として新たな構造のものを準備することなく、ワイヤバレル２５とインシュレーションバレル２６とを備えた既存の雌端子金具２０をそのまま適用することが可能である。  
また、インシュレーションバレル２６が被着体３０の開口縁に寄った位置の外周にかしめ圧着されることで、被着体３０の開口縁と絶縁被覆１３の外周面との間のシールをより確実に取ることができる。
【００２４】
＜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）被着体としては、上記実施形態に例示した銅箔を複数層に巻き付けて形成したものに限らず、超音波溶接が可能であれば、例えば銅または銅合金製の薄肉のキャップ形状のものであってもよい。
【００２５】
（２）電線がアルミ電線であり、端子金具が銅合金製である場合における被着体を構成する金属箔としては、上記実施形態に例示した銅箔以外に、以下のようなものであってもよい。すなわち箔の材質としては、アルミニウムよりも貴な金属である必要があり、かつ端子金具の材質（銅合金）とイオン化傾向が近い方が好ましく、例えば亜鉛、鉄、ニッケル及びすずが挙げられる。  
（３）同じく電線がアルミ電線であり、端子金具が銅合金製である場合における被着体を構成する薄肉のキャップの材質としては、上記に示した銅または銅合金以外に、アルミニウムよりも貴な金属であって、かつ端子金具の材質（銅合金）とイオン化傾向が近いものであるところの、亜鉛、鉄、ニッケル、すず及び鉛が挙げられる。
【００２６】
（４）上記実施形態では、キャップに圧着するのにワイヤバレルとインシュレーションの両方を用いたが、インシュレーションバレルを除去してワイヤバレルのみを備えるようにしてもよい。  
（５）ワイヤバレルの形式としては、上記実施形態に例示したオーバラップ形式に限らず、左右一対のバレル片が、芯線の軸線方向にずれて配された形式のものであってもよく、バレル片が１本だけのものであってもよい。さらには、かしめ前に予め筒形に形成されたクローズドバレル形式であってもよい。要は、バレルがかしめられたときに、被着体に突き刺さる等でこれを破損しないものが好ましい。
【００２７】
（６）上記実施形態では、アルミ電線の端末に接続する端子金具として雌端子金具を例示したが、雄タブを備えた雄端子金具、あるいは目玉状の接続部を有するＬＡ端子等の他の端子金具であってもよい。  
（７）本発明は、上記実施形態に例示したアルミ電線に銅合金製の端子金具を接続する場合に限らず、電線の芯線とこれに接続される端子金具とが異種の金属によって形成されている場合全般に広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０…アルミ電線（電線）
１１…芯線
１３…絶縁被覆
２０…雌端子金具（端子金具）
２２…底板
２５…ワイヤバレル（電線接続部）
２５Ａ…バレル片
２６…インシュレーションバレル
２６Ａ…バレル片
３０…被着体
３０Ａ…前側領域
３０Ｂ…後側領域
Ｘ…アンビル
Ｙ…ホーン
【図１】
0005447071.tif 000002
【図２】
0005447071.tif 000003
【図３】
0005447071.tif 000004
【図４】
0005447071.tif 000005
【図５】
0005447071.tif 000006