(57)【要約】 【課題】  芯線を構成する素線がばらけるのを防止する。【解決手段】  端子金具１０と、複数本の素線２２を螺旋状に撚り合わせてなる芯線２１を有する電線２０とを超音波溶接により接続する際に、電線２０の端末部において絶縁被覆２３を除去して素線２２を露出させると、その素線２２が、ばらけてしまい、本来有する撚り癖とは異なる形状に変形させられることが懸念される。しかし、露出させた複数の素線２２を、その撚り癖にしたがって螺旋状を呈するように一体化させた状態で、溶接を行うようにしたので、溶接済みの素線が撚り癖に起因してばらけるように変形する虞はない。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子金具と、複数本の素線を螺旋状に撚り合わせた芯線を絶縁被覆で包囲してなる電線とを超音波溶接により接続する方法であって、
前記電線の端末部において前記絶縁被覆を除去して露出させた前記複数の素線を、その撚り癖にしたがって螺旋状を呈するように一体化させ、
前記複数の素線を螺旋状に一体化させてなる前記芯線を超音波溶接により前記端子金具に接合することを特徴とする超音波溶接方法。
【請求項２】
前記複数の素線を螺旋状に一体化させてなる前記芯線を、前記端子金具における前記芯線との接触面と対応する形状に成形することを特徴とする請求項１記載の超音波溶接方法。
【請求項３】
端子金具に対し、複数本の素線を螺旋状に撚り合わせた芯線を絶縁被覆で包囲してなる電線を超音波溶接により接続する構造であって、
前記電線の端末部において前記絶縁被覆を除去して露出させた前記複数の素線を、その撚り癖にしたがって螺旋状を呈するように一体化させ、
前記複数の素線を螺旋状に一体化させてなる前記芯線を超音波溶接により前記端子金具に接合したことを特徴とする端子金具と電線の接続構造。
【請求項４】
前記複数の素線を螺旋状に一体化させてなる前記芯線を、前記端子金具における前記芯線との接触面と対応する形状に成形したことを特徴とする請求項３記載の端子金具と電線の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波溶接方法及び端子金具と電線の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数本の素線を撚り合わせた芯線を端子金具に超音波溶接により接続する方法として、端子金具の接続板に芯線を載置し、その芯線を溶接用のホーンで上から押さえ付け、そのホーンにより高周波振動を加える方法が知られている。尚、超音波溶接により端子金具と電線を接続する方法については、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３３８３２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
超音波溶接された電線の芯線は、素線同士が互いに離脱しないように溶着される。ここで、芯線を構成する素線は、螺旋状に撚り合わせたものであることから、各素線には撚り癖が付いていることから、素線が撚り癖に逆らうように真っ直ぐに伸ばされた状態のままで溶着された場合に、溶着されている各素線が、それ自身の有する撚り癖によって元の螺旋状態に戻ろうとする。その結果、素線がばらけて、芯線と端子金具との接合強度が低下したり、芯線と端子金具との間の接触抵抗が増大する等の不具合が生じる虞がある。
【０００４】
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、芯線を構成する素線がばらけるのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、端子金具と、複数本の素線を螺旋状に撚り合わせた芯線を絶縁被覆で包囲してなる電線とを超音波溶接により接続する方法であって、
前記電線の端末部において前記絶縁被覆を除去して露出させた前記複数の素線を、その撚り癖にしたがって螺旋状を呈するように一体化させ、
前記複数の素線を螺旋状に一体化させてなる前記芯線を超音波溶接により前記端子金具に接合するところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記複数の素線を螺旋状に一体化させてなる前記芯線を、前記端子金具における前記芯線との接触面と対応する形状に成形するところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、端子金具に対し、複数本の素線を螺旋状に撚り合わせた芯線を絶縁被覆で包囲してなる電線を超音波溶接により接続する構造であって、
前記電線の端末部において前記絶縁被覆を除去して露出させた前記複数の素線を、その撚り癖にしたがって螺旋状を呈するように一体化させ、
前記複数の素線を螺旋状に一体化させてなる前記芯線を超音波溶接により前記端子金具に接合したところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記複数の素線を螺旋状に一体化させてなる前記芯線を、前記端子金具における前記芯線との接触面と対応する形状に成形したところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
＜請求項１及び請求項３の発明＞
電線の端末部において絶縁被覆を除去して素線を露出させると、その素線が、ばらけてしまい、本来有する撚り癖とは異なる形状に変形させられることが懸念される。しかし、本発明では、露出させた複数の素線を、その撚り癖にしたがって螺旋状を呈するように一体化させた状態で、溶接を行うようにしたので、溶接済みの素線が撚り癖に起因してばらけるように変形する虞はない。
【００１０】
＜請求項２及び請求項４の発明＞
芯線を、端子金具における芯線との接触面と対応する形状としたので、溶接の際に芯線の変形の程度が小さく抑えられる。これにより、素線のばらけを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図８を参照して説明する。本実施形態では、端子金具１０に対し、複数本の素線２２を螺旋状に撚り合わせた芯線２１を絶縁被覆２３で包囲してなる電線２０を超音波溶接により接続するための接続方法及び接続構造について説明する。
【００１２】
端子金具１０は、所定形状に打ち抜いた金属板材を曲げ加工したものであり、前端側に箱部１１を有し、後端側は略方形の平板状をなす接合部１２となっている。接合部１２の左右両側縁には、接合部１２に対して略直角に立ち上がる一対の側壁１３が形成されている。この接合部１２の上面と側壁１３の平坦状をなす内側面は、電線２０の芯線２１に接触する接触面１４となっている。接触面１４のうち、接合部１２の上面と側壁１３の内側面との境界部（折曲げ部）は略四半円弧面１５となっている。
【００１３】
電線２０は、複数本（本実施形態では７本であるが、６本以下、８本以上でもよい）のアルミニウム製の素線２２を螺旋状に寄り合わせて構成される芯線２１と、この芯線２１を全周に亘って包囲する合成樹脂製の絶縁被覆２３とから構成されている。電線２０の端末部、即ち端子金具１０との接続端部においては、絶縁被覆２３が剥き取られて芯線２１が所定長さに亘って露出している。螺旋状に撚り合わされることによって芯線２１を構成している素線２２は、芯線２１の外周に沿うように螺旋状に曲げられているだけでなく、素線２２自身の軸心を中心として捻られた状態となっている。つまり、各素線２２には撚り癖がついている。
【００１４】
さて、素線２２（芯線２１）が絶縁被覆２３で包囲されている状態では、各素線２２がそれ自身の有する撚り癖にしたがって螺旋状を呈する状態に保持されている。しかし、絶縁被覆２３が除去された端末部においては、絶縁被覆２３を除去する工程で、各素線２２が撚り癖に抗して真っ直ぐに伸ばされた状態に変形させられる虞がある。もし、素線２２が撚り癖に抗して真っ直ぐに伸ばされた状態のままで、端子金具１０に溶接（溶着）された場合、溶接（溶着）済みの素線２２が、それ自身の有する撚り癖によって元の螺旋状態に戻ろうとする。その結果、素線２２がばらけて、芯線２１と端子金具１０との接合強度が低下したり、芯線２１と端子金具１０との間の接触抵抗が増大する等の不具合が生じる。
【００１５】
本実施形態では、かかる課題を解決するために、次のような手段を講じている。即ち、絶縁被覆２３を除去して芯線２１（素線２２）を露出させた後、各素線２２をそれ自身の有する撚り癖にしたがって、各素線２２をその軸心を中心に捻るとともに芯線２１の外周に沿うように螺旋状を呈するように変形させ、絶縁被覆２３で包囲されている領域と同じ状態（本来の、螺旋状の撚り合わせ状態）に復元させる。これにより、素線２２がばらけることなく、外周が全体として円形をなす芯線２１が得られる。
【００１６】
そして、この芯線２１を、ホーミング加工（フォーミング加工）用の金型により一体化させる。金型は、上面に凹部３１を有する下型３０と、下面に凹部３３を有する上型３２とからなり、芯線２１は下型３０の凹部３１内に収容される。その後、上型３２を下降させてその凹部３３を芯線２１に被せつつ、両型３０，３２を型締めし、芯線２１を両型３０，３２によって上下に加圧する。この加圧作用により、素線２２同士が、撚り癖にしたがって螺旋状を呈した状態で互いに離脱不能に合体され、もって、単芯状の芯線２１ａが得られる。尚、このとき、素線２２を、単に加圧するだけでなく、加圧すると同時に加熱することによって溶着させてもよい。
【００１７】
素線２２を一体化させて得られた芯線２１ａは、円形ではなく、端子金具１０の接触面１４に沿った形状に成形されている。即ち、芯線２１ａの下面２１ｂと左右両側面２１ｃは、夫々、接合部１２の接触面１４と側壁１３の接触面１４と整合するように概ね平面状をなす。また、芯線２１ａの下面２１ｂと左右両側面２１ｃとの境界は、端子金具１０の接合部１２と側壁１３との境界の略四半円弧面１５に沿うように略四半円弧面２１ｄとなっている。さらに、芯線２１の上面２１ｅは、下面２１ｂよりも幅狭の平面領域を有し、この平面状の上面２１ｅと左右両側面２１ｃとは、下面側の略四半円弧面２１ｄよりも曲率半径の大きい略四半円弧状の弧状面２１ｆによって滑らかに連なっている。以上により、溶接前の成形工程が完了する。
【００１８】
上記のように成形された芯線２１ａは、端子金具１０の接合部１２の上面（接触面１４）に載置されるとともに、左右両側壁１３の間で挟まれた状態となる。この状態から、芯線２１ａの上面に溶接用のホーン４０が当接され、このホーン４０を水平方向に振動させることにより、超音波溶接が行われる。尚、端子金具１０の接合部１２はアンビル（図示せず）に載置されている。ホーン４０が高周波振動するのに伴い、素線２２が摩擦により加熱され、素線２２同士が溶着するとともに、素線２２と接触面１４とが溶着する。以上により、端子金具１０と芯線２１ａとの溶接が完了し、電線２０の端末部と端子金具１０とが導通可能に接続される。
【００１９】
上述のように、本実施形態においては、端子金具１０に対し、複数本の素線２２を螺旋状に撚り合わせた芯線２１を絶縁被覆２３で包囲してなる電線２０を超音波溶接により接続するようになっているのであるが、接続の前工程として、電線２０の端末部において絶縁被覆２３を除去して素線２２を露出させると、その素線２２が、ばらけてしまい、本来有する撚り癖とは異なる形状に変形させられることが懸念される。  
しかし、本実施形態では、絶縁被覆２３を除去して露出させた複数の素線２２を、その撚り癖にしたがって螺旋状を呈するように一体化させ、その複数の素線２２を螺旋状に一体化させた芯線２１ａを超音波溶接により端子金具１０に接合するようになっている。したがって、溶接（溶着）済みの素線２２が撚り癖に起因してばらけるように変形する虞はない。
【００２０】
また、複数の素線２２を螺旋状に一体化させた芯線２１ａを、端子金具１０における芯線２１ａとの接触面１４と対応する形状に成形したので、溶接の際に芯線２１の変形の程度が小さく抑えられ、これにより、素線２２のばらけを確実に防止することができる。
【００２１】
＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２を図９及び図１０を参照して説明する。本実施形態２は、絶縁被覆２３を除去して露出させた複数の素線２２を、その撚り癖にしたがって螺旋状を呈するように一体化させて得られる芯線２５の形状を、上記実施形態１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。  
上記実施形態１の芯線２１ａが、その上面２１ｅと左右両側面２１ｃとを連続させる弧状面２１ｆの曲率半径を、下面２１ｂと左右両側面２１ｃとを連続させる略四半円弧面２１ｄの曲率半径よりも大きい寸法としたのに対し、本実施形態２の芯線２５は、上面２５ｅと左右両側面２５ｃとを連続させる弧状面２５ｆの曲率半径を、下面２５ｂと左右両側面２５ｃとを連続させる略四半円弧面２５ｄの曲率半径とほぼ同じ寸法としている。つまり、芯線２５は、四隅が弧状に面取りされた全体として方形をなしている。
【００２２】
＜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態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００２３】
（１）上記実施形態では素線を一体化させた状態で溶接したが、本発明によれば、素線を一体化せず、ばらけた状態のままで溶接してもよい。  
（２）上記実施形態では芯線を端子金具の接触面に沿った形状としたが、本発明によれば、芯線を接触面とは異なる形状としてもよい。  
（３）上記実施形態では素線をアルミニウム製としたが、本発明によれば、素線をアルミニウム以外の金属材料としてもよい。  
（４）上記実施形態では接合部に側壁を設けたが、本発明によれば、接合部に側壁を設けない形態としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１の端子金具の斜視図
【図２】電線の正面図
【図３】芯線の素線を塑性変形させる工程をあらわす正面図
【図４】素線の塑性変形が完了した状態をあらわす正面図
【図５】塑性変形させた芯線の正面図
【図６】芯線と端子金具を溶接する工程をあらわす断面図
【図７】芯線と端子金具の溶接工程が完了した状態をあらわす断面図
【図８】芯線と端子金具が溶接された状態をあらわす断面図
【図９】実施形態２において芯線の素線を塑性変形させる工程をあらわす正面図
【図１０】実施形態２の塑性変形させた芯線の正面図
【符号の説明】
【００２５】
１０…端子金具
１４…接触面
２０…電線
２１…芯線
２１ａ…芯線
２２…素線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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