(57)【要約】【課題】複数本の電線の芯線を１つの端子に溶接する端子において、溶接部分が剥がれない端子を提供する。【解決手段】導電性金属板からなる基板の長さ方向の前側に電気接触部を設けると共に後側に電線接続部を設けている端子において、前記電気接触部の後端から同一高さで延在させる基板の表面を溶接部とし、該溶接部の後端から下向き傾斜部を介して前記基板の低位置の後端部分に絶縁被覆バレルを突設し、複数本の電線の端末で露出させた芯線を上下に重ねて前記溶接部に接合すると共に該電線の絶縁被覆を上下に重ねて前記絶縁被覆バレルで加締め圧着する構成としている。【選択図】図３
2016004762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性金属板からなる基板の長さ方向の前側に電気接触部を設けると共に後側に電線接続部を設けている端子において、
前記電気接触部の後端から同一高さで延在させる基板の表面を溶接部とし、該溶接部の後端から下向き傾斜部を介して前記基板の低位置の後端部分に絶縁被覆バレルを突設し、  複数本の電線の端末で露出させた芯線を上下に重ねて前記溶接部に接合すると共に該電線の絶縁被覆を上下に重ねて前記絶縁被覆バレルで加締め圧着する構成としている端子。
【請求項２】
同一サイズの２本の丸被覆電線を上下に重ねて端子に取り付ける場合、前記絶縁被覆バレルで共加締め圧着すると共に前記溶接部に共接合した状態で、上側電線と下側電線との境界位置より前記下側電線の溶接部分の厚み寸法を減算した位置に前記溶接面を位置させている請求項１に記載の端子。
【請求項３】
銅系金属板から形成しており、アルミニウム系金属製の素線の撚線からなる芯線を絶縁樹脂からなる絶縁被覆で被覆している断面円形の丸被覆電線の接続用としている請求項１または請求項２に記載の端子。
【請求項４】
前記複数本の電線を前記溶接部に対して超音波振動を負荷して接合するものとしている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は端子に関し、詳しくは、１つの端子に複数の電線端末で露出した芯線を溶接で接続するに適した端子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車に配線する電線として、汎用されている銅電線に代えて、軽量と低コストの利点があるアルミ電線が用いられる傾向がある。アルミ電線はアルミニウム系金属からなる素線を撚って芯線を設け、該芯線を絶縁樹脂からなる絶縁被覆で被覆している。  
【０００３】
電線と端子との接続は、通常、電線端末で露出させた芯線を端子に設けた芯線バレルで加締め圧着して電気接続している。
しかしながら、前記アルミ電線では、アルミニウム系金属からなる芯線の表面に酸化膜等の絶縁性の被膜が形成されやすいため、該芯線を超音波溶接で被膜を取り除いて端子に接合して接続し、電気接続信頼性を高めている。
【０００４】
一方、１つの端子に２本の電線の芯線を接続する場合に用いられる圧着端子として、特開平５−１５２０１１号公報（特許文献１）で、図７に示すように、端子２００に絶縁被覆バレル２０１と共に設ける芯線バレル２０２の内部にタブ２１０を配置して、タブ２１０の上下両面に上下の電線２５４、２５５の芯線２５４ａ、２５５ａを接触させている端子が提供されている。     
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１５２０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数本のアルミ電線の芯線を１つの端子に超音波溶接等で接続する必要がある場合に、下記の問題が生じる。
具体的には、図８（Ａ）に示すような、端子１００の基板１０１の表面を溶接部１０２とすると共に基板１０１の後端に絶縁被覆バレル１０３を設けた端子１００に対して、２本の電線１１０、１１１の端末に露出した芯線１１０ａ、１１１ａを上下に重ねて溶接部１０２に接合し、芯線同士および該芯線を端子に接続する。この溶接部１０２への接合後に、電線１１０、１１１の絶縁被覆部１１０ｂ、１１１ｂに絶縁被覆バレル１０３を加締圧着することになる。
【０００７】
前記のように、１つの端子１００に２本の電線１１０と１１１の芯線を上下に重ねて接続すると、上側の電線１１０の芯線１１０ａの中心高さｈ１と接続後の芯線１１０ａの上面高さｈ２との高低差Ｄ１が発生する。また、下側の電線１１１の芯線１１１ａの中心高さｈ３と接続後の芯線１１１ａの上面高さｈ４との高低差Ｄ２が発生する。該下側の電線１１１の高低差Ｄ２より上側の電線１１０の高低差Ｄ１は非常に大きくなる。
【０００８】
前記状態となる芯線１１０ａと１１１ａの接続後に、図８（Ｂ）に示すように、絶縁被覆バレル１０３で上側の電線１１０の絶縁被覆部１１０ｂと下側の電線１１１の絶縁被覆部１１１ｂを上下に重ねて加締圧着する。該圧着作用で、上側の電線１１０から下側の電線１１１への下向きの負荷がかかり、「テコの原理」で基板１０１の前部側では、電線１１０の芯線１１０ａに図８（Ｃ）中で矢印で示す上向きの力が作用する。よって、上側の電線１１０の芯線１１０ａは下側の電線１１１の芯線１１１ａから分離する方向の力が働き、芯線１１１ａから芯線１１０ａが剥がれる力がかかる。その結果、上側の電線１１０と端子１００との電気接続信頼性を低下する。
【０００９】
前記のように、上下に重ねて接続する芯線１１０ａと１１１ａとが離れる方向に力がかかると、前記特許文献１のように、上下に積層する芯線の間にタブを配置しても、上側の芯線がタブから離れるため、電気接続信頼性を確保することが出来ない。かつ、接続する上下の芯線の間に介在させるタブを端子に一体的に設けると、端子の形状が複雑になり、コスト高になる問題があり、別体のタブを差し込むと、作業手数がかかりコスト高になる問題がある。
【００１０】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、１つの端子に複数本の電線の芯線を上下に重ねて接続する場合に、接合部分の上側の電線の芯線が下側の電線の芯線から剥がれないようにして、複数の芯線同士の接合および芯線と端子との接合が確実になされるようにして電気接続信頼性を高めることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明は、
導電性金属板からなる基板の長さ方向の前側に電気接触部を設けると共に後側に電線接続部を設けている端子において、
前記電気接触部の後端から同一高さで延在させる基板の表面を溶接部とし、該溶接部の後端から下向き傾斜部を介して前記基板の低位置の後端部分に絶縁被覆バレルを突設し、  複数本の電線の端末で露出させた芯線を上下に重ねて前記溶接部に接合すると共に該電線の絶縁被覆を上下に重ねて前記絶縁被覆バレルで加締め圧着する構成としている端子を提供している。
【００１２】
前記のように、本発明の端子は、複数の電線を上下に重ねて絶縁被覆バレルで共加締め圧着すると共に溶接部で超音波溶接または抵抗溶接で接合するものである。重ねる電線本数は２本以上であれば電線本数は限定されないが、電線径が小径の細物電線または中径の中物電線では３〜６本、電線径が比較的大きな太物電線では２本が好ましい。
【００１３】
具体的には、同一サイズの２本の丸被覆電線を上下に重ねて端子に取り付ける場合、前記絶縁被覆バレルで共加締め圧着すると共に前記溶接部に共溶接した状態で、上側電線と下側電線との境界位置より前記下側電線の溶接部分の厚み寸法を減算した位置に前記溶接面を位置させている。
【００１４】
本発明の端子を、前記のように、絶縁被覆バレルの突設部を低位置、溶接部を高位置とすると、上下に積層して芯線を重ねて前記高位置の溶接部に接合すると、上側電線の絶縁被覆バレルで加締め圧着される部分の電線の中心高さと、該上側電線の芯線の溶接部分の上面高さまでの高低差を小さくできる。その結果、加締め圧着部から溶接部に負荷される上方向への剥がれ力を低減でき、複数の芯線を溶接部で強固に一体化出来ると共に端子への接合強度を高めることができ、電気接続信頼性を高めることができる。
【００１５】
本発明の端子は、車両に配索される電線で、芯線がアルミニウム系金属からなるアルミニウム電線（以下、アルミ電線と略称する）に対して好適に用いられる。
これは、前記のように、アルミ電線ではアルミニウム系金属からなる芯線の表面に酸化膜等の絶縁性の被膜が形成されやすいため、溶接で被膜を取り除いて端子に接合することで、電気接続信頼性を高めることができることに因る。
【００１６】
前記高位置とした溶接部の前端に連続する前記電気接触部はタブ形状とした雄端子、ボックス形状としたメス端子、ボルト穴を設けたボルト締め端子のいずれでもよく、限定されない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、複数の電線の芯線を上下に重ねて接続する端子において、絶縁被覆バレルの突設部を低位置とすると共に溶接部を高位置とし、上下に積層して芯線を重ねて前記高位置の溶接部に接合すると、上側電線の絶縁被覆バレルで加締め圧着される部分の電線の中心高さと、該上側電線の芯線の溶接部分の上面高さまでの高低差を小さくできる。その結果、加締め圧着部から溶接部に負荷される上方向への剥がれ力を低減でき、複数の芯線を溶接部で強固に一体化出来ると共に端子への接続強度を高め、接続信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態の端子を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２】前記端子に接続する２本の電線を示す正面図である。
【図３】前記端子に図２に示す電線を接続した状態を示す正面図である。
【図４】前記端子と電線とを超音波溶接する装置の概略正面図である。
【図５】（Ａ）は前記本発明の端子と溶接部の高さ位置の説明図、（Ｂ）は従来の端子を用いた場合の説明図である。
【図６】第２実施形態の端子と電線との接続状態を示す正面図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は従来例を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は従来の端子を用いた場合の問題点を説明するための正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５に第１実施形態を示す。
第１実施形態の端子１は銅系金属板を打ち抜いた後、曲げ加工して形成している。端子１は帯状平板からなる基板２の長さ方向の一側（後側）に電線接続部３を設けると共に他側（前側）に電気接触部４を設けている。前記基板２の幅Ｗ１は１本の電線を接続するに足りる寸法としている。本実施形態では基板２の幅Ｗ１は１２ｍｍ、基板２の板厚は２ｍｍである。
【００２０】
端子１は複数本の電線と接続できる端子としており、本実施形態の端子１は２本の同一サイズの電線を上下に重ね、即ち、上側電線２１と下側電線２２を上下積層して前記電線接続部３に設ける絶縁被覆バレル５で共加締め圧着すると共に、上側電線２１の先端で露出させた芯線２１ａと下側電線２２の先端で露出させた芯線２２ａを上下に重ねて超音波溶接で共接合して１つの接合ブロック２５とすると共に、該接合ブロック２５を端子１の溶接部６に接合して接続するものとしている。前記電気接触部４は相手型端子（図示せず）の電気接触部と接触させて電気接続を行うものである。
【００２１】
端子１の電線接続部３は電気接触部４の後端から基板２を後方へ延在させて形成している。電気接触部４の後端に連続する電線接続部３の前部は電気接触部４と同一高さで基板２を延在させる高位置部分２ａとし、該高位置部分２ａの表面を前記溶接部６としている。該溶接部６とする高位置部分２ａの後端から基板２を下向き傾斜させて傾斜部２ｂを設けている。該傾斜部２ｂの後端を水平に延在させて低位置部分２ｃを設け、該低位置部分２ｃの幅方向の両側より前記絶縁被覆バレル５を突設している。
【００２２】
前記のように、基板２を屈折して、傾斜部２ｂを介して溶接部６を設ける高位置部分２ａと、絶縁被覆バレル５を設ける低位置部分２ｃとから形成している。
図３に示すように、電線を上下積層して基板２の溶接部６に共接合すると共に絶縁被覆バレル５で共加締め圧着した状態での、圧着部における電線群の中心高さと、接合された部分の厚み寸法との関係から、端子１の基板２の高位置部分２ａの表面に設ける溶接部６の高さＨ１を設定している。
【００２３】
絶縁被覆バレル５で上下積層して共圧着される下側電線２２と上側電線２１とからなる電線群の高さ中心Ｈ２（電線２１と２２の境界位置Ｓ）から、下側電線２２の接合部２５ｂの厚み寸法（ｔ１）を差し引いた高さ位置を溶接部６の位置としている。上側電線２１の芯線２１ａと下側電線２２の芯線２２ａとを基板２の溶接部６に接合している部分で、接合により芯線２１ａと２２ａとが一体化された接合ブロック２５となり、その上半分が上側電線２１の接合部２５ａとなり、下半分が前記下側電線２２の接合部２５ｂとなる。該下側電線２２の接合部２５ｂの下面が基板の溶接部６に接合される。
【００２４】
即ち、同一サイズの２本の丸被覆電線を上下に重ね、端子の絶縁被覆バレル５で共加締め圧着すると共に溶接部６に共接合した状態で、上側電線２１と下側電線２２との境界位置（積層電線の中心高さＨ２）から、下側電線２２の接合部２５ｂの厚み寸法ｔ１（上下電線の接合ブロック２５の厚みｔ２の１／２）を減算した位置に溶接部６が位置するように、基板２の高位置部分２ａの表面を位置させている。
【００２５】
端子１の前記電気接触部４はボルト穴７を設けたボルト締め端子としている。
該端子１に上下に重ねて接続する前記上側電線２１、下側電線２２は同一サイズの丸被覆電線とし、アース回路に用いている。端子１の電気接触部４を車体パネルに接触させ、該車体パネルに穿設したボルト穴を端子１のボルト穴７と連通させ、ボルトを通して車体パネルに端子をボルト締結して、２本の電線を１つの端子１を用いて車体パネルにアース接続するものとしている。
【００２６】
端子１と接続する上側電線２１および下側電線２２とも、アルミニウム系金属からなる多数の素線２１ｓ、２２ｓを撚って形成している芯線２１ａ、２２ａを絶縁樹脂からなる絶縁被覆２１ｂ、２２ｂで被覆している。
【００２７】
前記端子１は図４に示す超音波溶接装置のセット台３０の上面に乗せ、該セット台３０の中央部に設けたアンビル３１の上面に基板２の溶接部６をセットするものとしている。前記セット台３０は端子１の屈折した基板２の形状に沿った表面形状を備え、端子１を安定支持できるようにしている。該セット台３０上にセットした端子１の基板２上に上側電線２１と下側電線２２とを上下に重ねて配線し、芯線２１ａ、２２ａを基板２の溶接部６上に配置する。その後、アンビル３１と対向配置するホーン３２を下降して、上下側電線２１、２２の端末で露出させた芯線２１ａ、２２ａの素線に超音波振動を負荷して上下の芯線同士および下側芯線と端子の溶接部６とを接合するようにしている。
該超音波溶接作業後、または超音波溶接作業と同時に絶縁被覆バレル５を加締め作業して、上下側電線２１、２２の絶縁被覆２１ｂ、２２ｂを絶縁被膜バレル５で加締め圧着するようにしている。
【００２８】
詳しくは、まず、端子１の高位置部分２ａの溶接部６の表面に下側電線２２の芯線２２ａを接触させて搭載し、該下側電線２２の絶縁被覆２２ｂの上面に上側電線２１の絶縁被覆２１ｂを重ねて配置する。よって、溶接部６上の下側電線の芯線２２ａと上側電線の芯線２１ａとの間には上下側電線２１、２２の絶縁被覆２２ｂと２１ｂの厚さを合計した距離があいている。このように、上下側電線２１、２２の芯線２１ａ、２２ａを上下方向に隙間をあけて重ねた状態で超音波溶接装置のアンビル３１上に支持されている基板２の溶接部６にセットする。
【００２９】
次に、超音波溶接装置のホーン３２を溶接部６上にセットした上下電線の芯線２１ａ、２２ａへ下降し、超音波振動を発生させる。このホーン３２の下降により、芯線２１ａ、２２ａの素線２１ｓ、２２ｓを加圧した状態で超音波振動が与えられ、隣接する素線同士および素線と溶接部６との間に接触摩擦を発生させ、原子接合により接触面に接合する。これにより、上下の芯線２１ａと２２ａとは１つの接合ブロック２５を形成すると共に、該接合ブロック２５の下面は溶接部６に接合固定される。即ち、上側電線２１の芯線の接合部２５ａと下側電線２２の芯線の接合部２５ｂが１つの接合ブロック２５を形成し、上下電線が共溶接された状態で端子２の溶接部６に接合されて電気接続される。
【００３０】
前記のように、芯線２１ａ、２２ａを端子１の芯線溶接部６に超音波振動をかけて接合した後、端子の絶縁被覆バレル５を電線２１、２２の絶縁被覆２１ｂ、２２ｂに加締め圧着する。
【００３１】
前記のように、端子１の溶接部６に上側電線の芯線２１ａと下側電線の芯線２２ａの素線を超音波溶接し、絶縁被覆バレル５で上側電線の絶縁被覆２１ｂ、下側電線２２の絶縁被覆２２ｂを上下に重ねた状態で加締め圧着して、端子１と上下側電線２１、２２を接続する。このように、上下電線の芯線２１ａと２２ａを端子１に超音波溶接で接続し、絶縁被覆バレル５を加締め圧着して、上下側電線２１、２２と端子１とを電気接続信頼性を高めた状態で接続できる。
【００３２】
前記本発明の端子１において、絶縁被覆バレル５を設ける低位置部分２ｃと溶接部６を設ける高位置部分２ａの高さを規定した理由について、図５（Ａ）（Ｂ）を参照して詳述する。
【００３３】
図５（Ａ）は本発明の端子１を示す。基板２の高位置部分２ａに設ける溶接部６の高さ位置を前記Ｈ１の位置とした状態で、上側電線２１の中心高さＣ１と接合ブロック２５の上面位置Ｃ２との高低差は（ｚ）、下側電線２２の中心高さＣ３と接合ブロック２５の下面位置Ｃ４との高低差は（ｙ）となる。この上側電線２１の高低差（ｚ）と下側電線２２の高低差（ｙ）は略同等で、（ｚ）≒（ｙ）となる。
【００３４】
一方、図５（Ｂ）の端子は前記図８に示す従来例の端子１００と同様に、基板１０１を水平として絶縁被覆バレル１０３を設けた位置と溶接部１０２を設けた位置を同一高さとしている。１本の上側電線２１、下側電線２２の絶縁被覆２１ｂ、２２ｂを絶縁被覆バレル１０３で圧着すると共に、芯線２１ａ、２２ａを溶接部１０２に超音波溶接した状態で、上側電線２１の中心高さＣ５と接合部２５ａの上面の高さＣ６との高低差は（ｘ）となる。
【００３５】
本発明の（ｚ）（ｙ）は前記（ｘ）に対して、（ｚ）＜（ｘ）、（ｙ）＜（ｘ）の関係となる。即ち、本発明の溶接部６を高位置とした端子１を用いると、上側電線２１の中心高さＣ５から接合ブロック２５までの距離を、大幅に小さくできる。
なお、１本の電線を前記端子１００に溶接および絶縁被覆バレルで圧着した状態と、前記下側電線２２を端子１００に溶接および絶縁被覆バレルで圧着した状態と同じになる。この状態で下側電線２２の中心高さＣ７と接合部２５ｂの上面の高さＣ８の高低差（ｓ）は、下側電線２２の電線外径が小さい場合には本発明の上下電線の高低差（ｚ）（ｙ）と同等となるが、下側電線２２の電線外径が上側電線２１の電線外径より大となると、高低差（ｓ）は（ｚ）（ｙ）より大きくなる。
【００３６】
このように、１本の電線を絶縁被覆バレルで圧着すると共に接合した際に接合部分に負荷される力より、２本の電線を共圧着すると共に共接合した際に接合部分に負荷される力を小さくでき、共接合部分（接合ブロック２５）で上側の電線の接合部２５ａが下側の電線の接合部２５ｂから剥がれるのを防止できる。
【００３７】
図６に第２実施形態を示す。
第２実施形態は３本の電線４１、４２、４３を上下に重ねて、１つの端子１−Ｂに接続している。該端子１−Ｂは第１実施形態の端子と同様な形状とし、溶接部６を設ける高位置部分２ａと、傾斜部分２ｂと、絶縁被覆バレル５を突設する低位置部分２ｃとを基板２を屈折して設けている。高位置部分２ａの溶接部６の高さ位置Ｈ１は、３本の前記電線を上下積層した状態で中心高さ（即ち、中間位置の電線４２の中心位置Ｃ９）から、３本の電線の芯線４１ａ、４２ａ、４３ａを超音波溶接で溶接部６に接合した状態での接合ブロック４５の厚み寸法ｔ３の半分（ｔ３×１／２）を差し引いた高さ位置に設定している。他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
３本の電線を上下に積層して取り付ける１つの端子１−Ｂを前記形状とすると、上側の電線４１および中央の電線４２の芯線４１ａ、４２ａが基板２の溶接部６に接合される下側の電線４３の芯線４３ａから離れる方向の力を低減して、端子への電線の接続信頼性を高めることができる。
【００３９】
本発明の端子は、前記第１実施形態および第２実施形態に記載のように、絶縁被覆バレルを低位置部分、溶接部を高位置部分に設け、上下積層して芯線を重ねて高位置部分の溶接部に接合すると、上側電線の絶縁被覆バレルで加締め圧着される部分の電線の中心高さと、該上側電線の芯線の溶接部の上面高さまでの高低差を小さくできる。その結果、加締め圧着部から溶接部に負荷される上方向への剥がれ力を低減でき、複数の芯線を溶接部で強固に一体化出来ると共に端子への接合強度を高めることができ、電気接続信頼性を高めることができる。
【００４０】
本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を越えない範囲で種々に変形することができる。例えば、１つの端子に上下積層して接続する電線本数は３本以下に限定されず、４本以上となっても溶接部を高位置部分に設けることにより芯線溶接部の剥がれを防止できる。
また、端子に接続する電線はアルミニウム電線に代えて銅電線を接続してもよい。さらに、端子の電気接触部の形状は、ボルト穴に代えてタブ状としてオス端子としても良いし、ボックス状としてメス端子にしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  端子
２  基板
２ａ  高位置部分
２ｂ  傾斜部
２ｃ  低位置部分
３  電線接続部
４  電気接触部
５  絶縁被覆バレル
６  溶接部
２１  上側電線
２２  下側芯線
２１ａ、２２ａ  芯線
２１ｂ、２２ｂ  絶縁被覆
２５  接合ブロック
【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】
2016004762.tif 000007
【図６】
2016004762.tif 000008
【図７】
2016004762.tif 000009
【図８】
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