(57)【要約】【課題】素線の断線を防止し、電線と端子とが良好な接続状態とされる小型の端子金具付き電線を提供する。【解決手段】複数の素線からなる芯線１２を含む電線１１と、電線１１の端部から露出された芯線１２に接続された端子金具２０と、を備えた端子金具付き電線１０であって、端子金具２０には芯線１２に超音波溶着された溶着部２１が設けられており、溶着部２１は、芯線１２の端部側から、電線１１が延びる方向に沿って、電線１１の径方向の中心付近に挿入されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素線からなる芯線を含む電線と、前記電線の端部から露出された前記芯線に接続された端子金具と、を備えた端子金具付き電線であって、
前記端子金具には前記芯線に超音波溶着された溶着部が設けられており、前記溶着部は、前記芯線の端部側から、前記電線が延びる方向に沿って、前記電線の径方向の中心付近に挿入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】
前記溶着部は矩形の板状部材からなり、前記芯線は前記溶着部の両面に溶着されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具付き電線。
【請求項３】
前記素線はアルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金からなる請求項１または請求項２に記載の端子金具付き電線。
【請求項４】
複数の素線からなる芯線を絶縁被覆してなる電線と、前記電線の端部から露出された前記芯線に超音波溶着された端子金具とを備えてなる端子金具付き電線の製造方法であって、
前記芯線の外周面を覆う絶縁被覆を剥離して前記芯線を露出させる工程と、
露出した前記芯線の径方向の中心付近に、前記芯線の端部側から前記電線が延びる方向に沿って前記端子金具の溶着部を挿入する工程と、
前記溶着部が挿入された前記芯線に対して超音波振動を与えつつ加圧する工程と、を実行する端子金具付き電線の製造方法。
【請求項５】
前記溶着部は矩形の板状部材からなり、前記溶着部が挿入された前記芯線に対して超音波振動を与えつつ加圧する工程において、前記溶着部の板面に対して一方側から垂直方向に超音波振動を与えつつ加圧した後、前記溶着部の板面に対して他方側から垂直方向に超音波振動を与えつつ加圧することを特徴とする請求項４に記載の端子金具付き電線の製造方法。
【請求項６】
前記素線はアルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金からなる請求項４または請求項５に記載の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、端子金具付き電線および端子金具付き電線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電線から露出する芯線と端子金具とを超音波溶着により電気的に接続してなる端子金具付き電線が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１では、アルミニウム素線を撚り合わせた撚線導体（芯線）を端子の接続部にセットし、加圧しつつ端子を介して超音波振動を付与することにより、電線と端子とを接合する技術が開示されている。
【０００４】
このような電線の超音波溶着では、超音波によって素線の表面の酸化皮膜を破壊し、露出した新生面同士を外側からの加圧力によって近づけることで、金属同士（素線−素線、素線−端子）の接触面積を拡大させて、互いに接合させる。従って、良好な接合状態を得るためには、素線をあるレベル以上に加圧することが不可欠である。
【０００５】
しかし、電線のサイズが太くなり素線本数が増えてくると、次のような問題が生じる。すなわち、端子にセットされた複数の素線（芯線）のうち、超音波ホーン側に位置する素線は、ホーンからの加圧によって沈み込むように押し潰され、端子側に位置する素線と比較して大きく引き伸ばされるため、断線に至る。あるいは、太いサイズの電線を溶着する場合には、ホーンから発せられる超音波エネルギーが電線中で減衰することを考慮すると、エネルギーの因子である振幅や加圧力、時間を大きくして端子側に位置する素線まで充分なエネルギーが届くようにする必要があるが、一方でホーン側に位置する素線にかかる張力、摩擦による発熱量が大きくなり過ぎて、断線の原因となることが懸念される。
【０００６】
さらに、太いサイズの電線がホーンからの加圧によって押し潰されると、横に大きく広がるため、全体のサイズが大きくなるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−８６２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、素線の断線を防止し、電線と端子とが良好な接続状態とされる小型の端子金具付き電線および端子金具付き電線の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明は、複数の素線からなる芯線を含む電線と、前記電線の端部から露出された前記芯線に接続された端子金具と、を備えた端子金具付き電線であって、前記端子金具には前記芯線に超音波溶着された溶着部が設けられており、前記溶着部は、前記芯線の端部側から、前記電線が延びる方向に沿って、前記電線の径方向の中心付近に挿入されているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、端子金具の溶着部は電線の延びる方向に沿って径方向の中心付近に挿入されているから、溶着部に向かってある一方向から押し付けられる芯線は、溶着部が芯線の径方向の端部に配置される場合と比較して、約半数分である。従って、径が太い電線であっても、芯線の外周付近に位置する素線が加圧の際に大きく引き伸ばされることがなく、素線切れを防止することができる。
【００１１】
また、溶着部が矩形の板状部材からなる場合には、溶着部の両面を利用して芯線と端子金具とを接続することができる。すなわち、従来のように端子の一面側に芯線を接続する構成と同等の接続面積を確保しようとした場合に、従来の半分の面積の溶着部を芯線に挿入するだけでよい（両面利用で同等面積）から、端子金具付き電線全体を小型化することができる。
【００１２】
また、ホーンを芯線に押し付けて超音波振動を与えることにより、芯線と端子金具の溶着部とを超音波溶着する際に、ホーンと溶着部との間の芯線においては、素線の表面に形成された酸化皮膜が破られ、素線同士が互いに溶着される。この時、ホーンと溶着部との間に位置する芯線は、溶着部が芯線の径方向の端部に配置される場合と比較して約半数分であるから、ホーン寄りに位置する芯線が過度に引き伸ばされることがない上、ホーンから出力されたエネルギーを大きく減衰させることなく溶着部まで伝達させることができるから、ホーン寄りに位置する芯線に過度のエネルギーが加えられることがなく、断線が防止される。
【００１３】
このように本発明によれば、素線の断線を防止し、電線と端子金具とが良好な接続状態とされた小型の端子金具付き電線を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の端子金具付き電線の組立前の分解斜視図
【図２】同じく端子金具付き電線の組立前の分解平面図
【図３】同じく端子の溶着部を芯線に挿入した状態の平面図
【図４】同じく溶着部を挿入した芯線をアンビル上に載置した状態の概略図
【図５】同じくホーンにより一方側から加圧しつつ超音波振動を与える際の概念図
【図６】同じくホーンにより他方側から加圧しつつ超音波振動を与える際の概念図
【図７】同じく端子金具付き電線の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図１ないし図７を参照しつつ説明する。
本実施形態の端子金具付き電線１０は、例えば電気自動車において走行用の動力源を構成するバッテリ、インバータ、モータなどの装置（図示せず）の間に配索されるものである。
【００１６】
図１は本実施形態の端子金具付き電線１０の分解斜視図であって、同図に示すように、電線１１は複数の金属素線からなる芯線１２と、芯線１２の外周を覆う合成樹脂製の絶縁被覆１３とを備える。芯線１２は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。本実施形態においては、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられている。
【００１７】
一方、端子金具２０は銅又は銅合金等の金属板材からなり、図１に示すように、電線１１の端部側で露出された芯線１２に挿入される矩形の板状部材からなる溶着部２１と、この溶着部２１に延設され、外周面にネジ山が形成された取付ボルト（図示せず）を挿通するための取付孔２３が開口された略環状形で扁平な板状接続部２４とからなる。図２に示すように、板状接続部２４のうち溶着部２１と連結している端部側の幅は、溶着部２１の幅よりも広くなっており、これらの幅の差により段部２５を形成している。
【００１８】
次に、本実施形態の端子金具付き電線１０の製造方法について説明する。まず、電線１１の端部の絶縁被覆１３を剥離し、露出された芯線１２の端部側から、端子金具２０の溶着部２１を電線１１の長さ方向に沿って挿入する。この時の溶着部２１の芯線１２に対する挿入位置は、芯線１２の径方向のほぼ中心部とするとともに、挿入深さは、段部２５が芯線１２の先端に突き当たるところまで挿入することとする（図３参照）。
【００１９】
次に、図４に示すように、溶着部２１が挿入された芯線１２を、溶着部２１の板面が水平となる方向に向けて超音波装置のアンビル３０上に載置する。そして、芯線１２の上方に配された超音波ホーン３１を下降させて、芯線１２を軽く押し潰すように加圧する（図５参照）。そして、芯線１２に対して超音波振動を付与する。
【００２０】
すると、超音波ホーン３１から発せられた超音波振動は、芯線１２中を伝わって溶着部２１に到達する。このような加圧下での超音波振動の伝達に伴い、芯線１２の素線同士が互いに溶着するとともに、芯線１２と溶着部２１とが溶着する。なおこの時、超音波ホーン３１から出力するエネルギーは、超音波ホーン３１と溶着部２１との間に挟まれた芯線１２、および芯線１２と溶着部２１とが確実に溶着される程度のエネルギーとする。
【００２１】
次に、芯線１２を上下に返し、再びアンビル３０上に載置して、超音波ホーン３１を押し当てながら超音波振動を与える(図６参照)。これにより、超音波ホーン３１と溶着部２１との間の芯線１２同士、および、芯線１２と溶着部２１とが互いに溶着される。これにより、端子金具付き電線１０が完成する（図７参照）。
【００２２】
本実施形態によれば、端子金具２０の溶着部２１は電線１１の延びる方向に沿って径方向の中心付近に挿入されているから、溶着部２１に向かってある一方向から押し付けられる芯線１２は、溶着部２１が芯線１２の径方向の端部に配置される場合と比較して、約半数分である。従って、径が太い電線であっても、芯線１２の外周付近に位置する素線が加圧の際に大きく引き伸ばされることがなく、素線切れを防止することができる。
【００２３】
また、本実施形態によれば、溶着部２１は矩形の板状部材からなる。この場合には、溶着部２１の両面を利用して芯線と端子金具２０とを接続することができる。すなわち、従来のように端子金具の一面側に芯線を接続する構成と同等の接続面積を確保しようとした場合に、従来の半分の面積の溶着部２１を芯線に挿入するだけでよい（両面利用で同等面積）から、端子金具付き電線１０全体を小型化することができる。
【００２４】
また、超音波ホーン３１を芯線に押し付けて超音波振動を与えることにより、芯線１２と端子金具２０の溶着部２１とを超音波溶着する際に、超音波ホーン３１と溶着部２１との間の芯線１２においては、素線の表面に形成された酸化皮膜が破られ、素線同士が互いに溶着される。この時、超音波ホーン３１と溶着部２１との間に位置する芯線１２は、溶着部２１が芯線１２の径方向の端部に配置される場合と比較して約半数分であるから、ホーン寄りに位置する芯線１２が過度に引き伸ばされることがない上、超音波ホーン３１から出力されたエネルギーを大きく減衰させることなく溶着部２１まで伝達させることができるから、ホーン寄りに位置する芯線１２に過度のエネルギーが加えられることがなく、断線が防止される。
【００２５】
＜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。
【００２６】
（１）上記実施形態では、溶着部２１を矩形の板状部材としたが、これに限らず、丸棒、角棒等の棒状部材等でもよく、要は芯線の径方向の中心付近に挿入できる形態であればどのような形態のものでもよい。
【００２７】
（２）端子金具や芯線の材質・形態等について、上記実施形態に限定されるものではない。端子金具としては、例えば、雄端子金具、雌端子金具、スプライス端子等、必要に応じて任意の端子金具を用いることができる。
【００２８】
（３）端子金具２０に段部２５を設けず、端子接続部２４から溶着部２１へ徐変された形状としても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１０…端子金具付き電線
１１…電線
１２…芯線
１３…絶縁被覆
２０…端子金具
２１…溶着部
２４…端子接続部
２５…段部
【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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【図６】
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【図７】
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