(57)【要約】【課題】電線の芯線と端子の接合において、端子の構造や複雑な加工を必要とせずに、電線と端子の接合を簡便に行なえる構造を提供すること。【解決手段】絶縁材料で被覆される導線と、該導線が巻回されるボビンと、導線が接合される端子とを有する電線の接合において、導線の端線部は端子に複数回重畳して巻回されるとともに、端線部がレーザ光による熱で溶融されて、端線部と端子とが接合される導線の接合構造。【選択図】　　　図１
2004063204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料で被覆される導線と、該導線が巻回されるボビンと、
前記導線が接合される端子とを有する電線の接合において、
前記導線の端線部は前記端子に複数回重畳して巻回されるとともに、前記端線部がレーザ光による熱で溶融されて、前記端線部と前記端子とが接合されること、を特徴とする導線の接合構造。
【請求項２】
前記導線は前記端子に形成される凹部に配設されること、
を特徴とする請求項１に記載の導線の接合構造。
【請求項３】
前記凹部は略Ｖ字状あるいは略コの字状の形状を有すること、
を特徴とする請求項２に記載の導線の接合構造。
【請求項４】
絶縁材料で被覆される導線と、該導線が巻回されるボビンと、
前記導線が接合される端子とを有する導線の接合構造において、
前記端子と隣合って位置する前記導線の端線部は線状部材で前記端子に重畳して巻回されるとともに、前記線状部材は前記導線と主成分が同じである前記線状部材がレーザ光による熱で溶融されて、前記端線部と前記端子とが接合されること、
を特徴とする導線の接合構造。
【請求項５】
前記線状部材は主成分が銅合金あるいはニッケル系合金であること、
を特徴とする請求項３に記載の導線の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線を端子に接合する構造に関し、たとえば電線を使用するセンサ、あるいはモータをはじめとする各種アクチュエータに応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、センサあるいはアクチュエータに使用される電線と端子との接合には、抵抗溶接の一種であるヒュ−ジングによって、溶着させる端子と電線の端線部に加熱電極部を接触させて瞬間的に通電して接触部を過熱し、その時発生する熱によって電線表面の絶縁被膜を溶かして剥離することで、電線の芯線と端子とを接合させている。上記電線には銅を主成分とし、絶縁性の樹脂皮膜でコーティングされている。そして端子は、一般には真鍮にスズ亜鉛メッキが施されている。また別に、被覆線の接合に関しては、特開２０００−７７８４４号公報に示されている。この公報では、ＹＡＧレーザ発振器で発振させたＹＡＧレーザ光を光ファイバーを介して出射ユニットまで導き、出射ユニットに内蔵されている光学レンズ（コリメータレンズ、集光レンズ）によりＹＡＧレーザ光を電線巻き付け部に集光照射する。ここで、ＹＡＧレーザ光の光軸を整流子羽根部の電線巻き付け部より内側の部位に合わせるとともに、ＹＡＧレーザ光の光軸を整流子羽根部の入射点における法線に対し整流子羽根部からみて内側に５〜１５°傾ける内容が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した公知技術には次の問題点を有する。ヒュ−ジングによる電線の端線部と端子との接合の場合、ヒュ−ジング機の加熱電極を電線の表面の絶縁被膜や端子に接触させる。そのため加工によって溶けた不要な材料（絶縁被膜などの電線の一部や端子表面のメッキかすなど）が加熱電極に付着するので、ヒュ−ジング機の加熱電極が汚れて加工品質が変動しやすい。そのために加熱電極を頻繁に清掃する必要があり、加工条件や電極のメンテナンスなどを詳細に管理されなければならない。その結果、加工条件管理が厳しく、コスト高となる。また別に、上記した特開２０００−７７８４４号公報における技術においては、電線巻きつき部の電線に直接レーザ光線を照射して接合する方法であるが、この場合、接合を行いたい電線に直接レーザ光を照射するので、レーザ光の熱量が大きいため熱量管理が難しく、被照射物に対してレーザの光軸を傾けて単位面積あたりの照射熱量を低減させるなどの工夫がなされるが、電線の絶縁被覆を焼き取る状態まで加熱すると、電線の絶縁被覆だけでなく電線の芯線まで溶融してしまう。そのため、安定した接合を得るためには厳しい加工条件管理が必要となる。さらに電線の芯線は直接レーザ光の照射されることで高熱にさらされるので、芯線の結晶組織が粗大化し接合部の、強度が低下する。
【０００４】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電線の芯線（導線）と端子の接合において、端子の構造や複雑な加工を必要とせずに、電線と端子の接合を簡便に行なえる構造を提供することを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、
絶縁材料で被覆される導線と、該導線が巻回されるボビンと、前記導線が接合される端子とを有する電線の接合において、
前記導線の端線部は前記端子に複数回重畳して巻回されるとともに、前記端線部がレーザ光による熱で溶融されて、前記端線部と前記端子とが接合される導線の接合構造とする。
【０００６】
従来の絶縁被膜を有する電線と端子の接合構造においては、ヒュ−ジングによって直接電線の絶縁被膜に加熱電極を接触させて加熱電極の熱で絶縁被膜を剥離して、電線の導線（芯線）と端子を接合するか、もしくは、レーザ光を直接電線に照射して電線の絶縁被膜を溶かして、電線の導線（芯線）と端子を接合していた。以上の従来技術に替わり、端子に重畳して巻回される電線（絶縁材料が被覆される導線）の端線部にレーザ光を照射し、重畳して位置する電線の絶縁被膜とともにその内部に位置する導線を溶融し、これらの溶融した導線の熱によって巻回される下部に位置する電線の絶縁被膜を剥離することで導線と端子を接合する。以上の構成とすることで、重畳して巻回かれる上面（レーザ光に最も近い位置）の電線がレーザ光からの熱で溶融し、そのとき同時に溶融した導線の下部に位置する導線を覆っている絶縁材料が導線から剥離して、端子と絶縁材料が剥離した導線と溶融した導線とが接合する。以上、下部の導線は溶融した上部の導線の熱を受けて絶縁被膜のみが溶融されるので、電線の導線（芯線）の金属組織の粗大化されるのが抑制できる。そしてさらに部品構成を変えずに簡便な構成で導線と端子との接合を達成できるので、製造コストを抑えることができる。
【０００７】
またさらに、請求項２において講じた技術的手段は、
前記導線は前記端子に形成される凹部に配設される導線の接合構造とする。
【０００８】
請求項１に示される構成について用いられる電線は、照射されるレーザ光で溶融する導線が端子の所定位置に集まるように、電線は端子の凹部に配設される。重畳して巻回される導線のうち、レーザ光に最も近くに配置される電線が最初に溶融される。その時、溶融した導線がその下部の導線と端子とが接合される位置に最適に溶融した導線が流動し所定の接合目的を達成するように凹部が形成される。
【０００９】
さらに請求項３において講じた技術的手段は、
前記凹部は略Ｖ字状あるいは略コの字状の形状を有する導線の接合構造とする。
【００１０】
請求項２に示される端子の凹部構成について、好ましくはレーザ光は凹部に配設される上面の電線（絶縁材料で被覆される導線）が溶融し、その下部に配設される電線には不要なエネルギーが伝わらないように電線を配置するが、凹部の電線の上部に溶融される電線が最適に配設されるように、凹部の溝形状を略Ｖ字状もしくは略コの字状の形状とする。
【００１１】
さらに請求項４において講じた技術的手段は、
絶縁材料で被覆される導線と、該導線が巻回されるボビンと、前記導線が接合される端子とを有する導線の接合構造において、
前記端子と隣合って位置する前記導線の端線部は線状部材で前記端子に重畳して巻回されるとともに、前記線状部材は前記導線と主成分が同じである前記線状部材がレーザ光による熱で溶融されて、前記端線部と前記端子とが接合される導線の接合構造とする。
【００１２】
請求項１の構成においては、導線を端子に巻きつける構造としたが、電線と端子とを電線とは別の部材で固定しても同様の効果を達成することができる。そこで、端子と隣合って位置する電線を、線状部材で予め巻回された後、レーザ光で線状部材が溶融されることで、端線部の導線と端子とを接合する。
【００１３】
さらに請求項５において講じた技術的手段は、
前記線状部材は主成分が銅合金あるいはニッケル系合金である導線の接合構造とする。
【００１４】
電線を端子に巻きつける線状部材は、銅合金あるいはニッケル系合金が使用されるので、端線部の導線と端子との安定した接合が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚本発明の導線と端子の接合については、一般には電気電子部品のうちで、センサ、モータなどのアクチュエータをはじめとする電磁気応用製品に適応できる。そこで以下の説明においては電磁コイルの例で説明をおこなう。図１は本発明の絶縁材料で被覆される導線と端子の接合構造を示す概略平面図である。図１示のように、ボビン６には絶縁被膜２で被覆される導線３が、ボビン６に何層にも重畳して巻回されている。この絶縁被膜２は、用途に応じて耐熱性の異なる樹脂を用いており、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ、ポリアミドなどの合成樹脂やさらに耐熱性が要求される部位に使用される用途では、ポリエステルイミド樹脂あるいはポリアミドイミド樹脂などが使用される。また本発明の端子４については、上記従来技術にて説明した材料以外にも導電性を有する材料であれば適応できる。そこで、たとえば鉄系材料を用いて、磁気回路を形成する部品の一部を端子として利用するような設計を行なうことで部品点数を低減できる。よって上記センサやモータをはじめとする電磁気応用製品の部品構成を単純にできるのでコスト低減も可能となる。
【００１６】
図２は、図１における電線１の端線部５において、Ａ−Ａにおける電線１と端子４の配置のようすを示す概略断面図である。なお図２（ａ）は端子４に電線１が複数回巻回されたようすを示しており、図２（ｂ）は、レーザ光によって、巻回される端線部５下部の電線１はその絶縁被膜２が溶けて剥離し、端線部５の上部の電線１は絶縁被膜２の内部の導線が溶融して溶けだして、端子４および端線部５下部の導線３と接合した状態を示す。図３は、図２における端子４の凹部７の別の実施の例を示す。凹部７の形状については、電線１が重畳して巻かれるように工夫され、凹部７下部に配置する電線１が直接レーザ光に照射されないように工夫される。そのために、端線部５に重畳される電線１は、積み重なって巻かれるように配置される。以上の目的を達成する断面形状を有すれば、略Ｙ形状や略コの字形状には限定されない。
【００１７】
つぎに電線と端子との接合の加工の一例について説明する。レーザ光源としては一般的なＹＡＧレーザを用い、レーザ光が発散しにくいように、図示しないレーザ光源部からファイバーを用いてレーザ光を誘導する。例えば耐熱性樹脂であるポリアミドイミド樹脂で被覆される電線が０．２５ミリメートルの場合、レーザ光が電線１に照射されるまでの距離は約７０ミリメートルである。このときファイバーの直径は０．４ミリメートルのものを用い、約４ミリ秒溶融させたい電線の端部に照射する。このとき、レーザ溶接機の出力は約２．９ジュールである。以上の条件は、接合対象となる電線の絶縁被膜の材質や線径によって異なるため、採用する電線の線材に応じて最適な加工条件が検討される。本発明で用いるファイバーによるレーザ接合においては、スポット径は約０．６ミリメートルと小さいため、０．３ミリメートル程度の線径の細いセンサ用や小型のコイル製品の端子への接合にも対応できる。以上説明したように、電線に照射されるレーザ光のスポット径は線径に対して２倍程度であり、線径の細い電線に対しても、局部を限定して溶融するのみで、所定の導線と端子の接合を可能にする。上記した端線部の電線の替わりに、図２（ａ）における上部の電線を補助材料として配置しても同様に目的を達成できる。この場合、補助材料として使用する材料は、端子に使用する材料と電線との接合が可能な材料となるので、銅、銅合金あるいはニッケル系合金が好ましい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば以上説明したように、絶縁被膜を有する導線と端子との接合において、電線の端部をレーザ光を用いて溶融することで非接触での接合が可能となる。以上の構成によって構成部品を大幅に変更しなくても、安定した電線と端子との接続が可能となる。また補助部材を用いて電線と端子とを接続する方法によっても、同様に導線と端子との安定した接続が可能となる。本発明の電線の端部を重ねて巻き、更に補助的に端子に設けた凹部に電線を配置する構成とすることによって、従来技術によるヒュージングによる加工や、他のレーザ光を用いる方法と比較して簡便にかつ安定した接続品質を確保することができる。したがって、本技術は従来技術よりも簡易構造・低コストとなり、多大な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における、電線と端子の接合の一例を示す概略平面図ある。
【図２】図１のＡ−Ａ断面における、電線と端子の接合を示す概略側面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態における、端子の凹部の形状の一例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１：電線
２：絶縁被膜
３：導線
４：端子
５：端線部
６：ボビン
７：凹部
【図１】
2004063204.tif 000003
【図２】
2004063204.tif 000004
【図３】
2004063204.tif 000005