(57)【要約】【課題】超音波溶接の信頼性を高める。【解決手段】端子は、電線を構成する導体に超音波溶接により接続される端子であって、被接続部材と接続される接続部と、前記接続部の基端側に形成され前記導体と接続される導体被接続部とを備え、前記導体被接続部は、第１導体が面接触状態で溶接される板状の第１溶接部と、第２導体が面接触状態で溶接される板状の第２溶接部とを有し、前記第１溶接部は、前記第２溶接部に対して屈設されている。【選択図】図１
2017004837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線を構成する導体に超音波溶接により接続される端子であって、
被接続部材と接続される接続部と、
前記接続部の基端側に形成され前記導体と接続される導体被接続部とを備え、
前記導体被接続部は、
第１導体が面接触状態で溶接される板状の第１溶接部と、第２導体が面接触状態で溶接される板状の第２溶接部とを有し、
前記第１溶接部は、前記第２溶接部に対して屈設されている
ことを特徴とする端子。
【請求項２】
前記第１溶接部は、前記第２溶接部に施される超音波溶接の振動により揺動する所定角度を持って設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の端子。
【請求項３】
前記所定角度は、９０°である
ことを特徴とする請求項２記載の端子。
【請求項４】
前記第１溶接部は、溶接された前記第１導体を前記第２溶接部に溶接された前記第２導体に対して当接させるために折り曲げられる折曲部を有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の端子。
【請求項５】
前記第１溶接部は、溶接された前記第１導体を含めた固有振動数が、前記第２溶接部に施される超音波溶接の振動数と異なる値となるように形成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の端子。
【請求項６】
前記第１溶接部は、前記第２溶接部に施される超音波溶接の振動方向に対し、その板面長手方向が交差し且つ板面短手方向が直交するように設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の端子。
【請求項７】
前記第１及び第２溶接部は、一つの電線の導体を分岐してなる前記第１及び第２導体と溶接される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の端子。
【請求項８】
前記導体被接続部は、ベリリウム銅からなる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の端子。
【請求項９】
被接続部材と接続される接続部を有すると共に前記接続部の基端側に形成され電線を構成する導体と接続される導体被接続部を有する端子に、前記電線の導体が超音波溶接により接続された端子付き電線の製造方法であって、
前記導体被接続部として板状の第１溶接部及び第２溶接部を有し、前記第１溶接部を前記第２溶接部に対して屈設させた前記端子を用意する工程と、
前記第１溶接部に対して第１導体を面接触状態で超音波溶接する第１溶接工程と、
溶接された前記第１導体を含む前記第１溶接部がその板厚方向に振れて揺動するように、前記第２溶接部に対して第２導体を面接触状態で超音波溶接する第２溶接工程とを備えた
ことを特徴とする端子付き電線の製造方法。
【請求項１０】
前記第２溶接工程では、前記第１導体が溶接された前記第１溶接部を、前記第２溶接部に施される超音波溶接の振動方向に対し、その板面長手方向が交差し且つ板面短手方向が直交する位置に揺動可能に配置してから、前記第２溶接部に前記超音波溶接を施す
ことを特徴とする請求項９記載の端子付き電線の製造方法。
【請求項１１】
前記第２溶接工程の後に、前記第１溶接部に溶接された前記第１導体を前記第２溶接部に溶接された前記第２導体に対して、予め前記第１溶接部に設けられた折曲部を介して折り曲げて当接させる端子折曲げ工程を備えた
ことを特徴とする請求項９又は１０記載の端子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、端子及びその端子が接続された端子付き電線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電線の導体に端子が接続された端子付き電線において、端子と電線との接続方法として超音波溶接による接続方法が知られている。超音波溶接による接続では、特に大径の電線のように、複数の素線を撚り合わせた導体の断面積が大きくなると、全ての素線と端子とに溶接のエネルギーが伝わりきらずに溶接不良を起こしてしまう場合がある。
【０００３】
このような溶接不良の発生を防ぐため、電線の導体を二束に分け、端子の二箇所の被接続面に超音波溶接することが知られている（下記特許文献１参照）。このようにすれば、大径の電線であっても一度に溶接する導体の断面積を小さくして、全ての素線と端子とにエネルギーを効率的に伝えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５８４６８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、特許文献１に開示された従来技術の端子付き電線では、端子の二箇所の被接続面が同一面上に設けられているため、二箇所目の溶接の際の超音波による振動が一箇所目の溶接箇所に伝わってしまう。これにより、一箇所目の溶接箇所の端子と電線とに剪断力が発生し超音波溶接の信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、超音波溶接の信頼性を高めることができる端子及び端子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】
【０００７】
本発明に係る端子は、電線を構成する導体に超音波溶接により接続される端子であって、被接続部材と接続される接続部と、前記接続部の基端側に形成され前記導体と接続される導体被接続部とを備え、前記導体被接続部は、第１導体が面接触状態で溶接される板状の第１溶接部と、第２導体が面接触状態で溶接される板状の第２溶接部とを有し、前記第１溶接部は、前記第２溶接部に対して屈設されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る端子によれば、導体被接続部の板状の第１溶接部が板状の第２溶接部に対して屈設されているので、第２溶接部に対する超音波溶接の際の超音波の振動による剪断力が第１溶接部に対して発生し難い構造を実現する。これにより、超音波溶接の信頼性を高めることが可能となる。
【０００９】
本発明の一実施形態においては、前記第１溶接部は、前記第２溶接部に施される超音波溶接の振動により揺動する所定角度を持って設けられている。
【００１０】
本発明の他の実施形態においては、前記所定角度は、９０°である。
【００１１】
本発明の更に他の実施形態においては、前記第１溶接部は、溶接された前記第１導体を前記第２溶接部に溶接された前記第２導体に対して当接させるために折り曲げられる折曲部を有する。
【００１２】
本発明の更に他の実施形態においては、前記第１溶接部は、溶接された前記第１導体を含めた固有振動数が、前記第２溶接部に施される超音波溶接の振動数と異なる値となるように形成されている。
【００１３】
本発明の更に他の実施形態においては、前記第１溶接部は、前記第２溶接部に施される超音波溶接の振動方向に対し、その板面長手方向が交差し且つ板面短手方向が直交するように設けられている。
【００１４】
本発明の更に他の実施形態においては、前記第１及び第２溶接部は、一つの電線の導体を分岐してなる前記第１及び第２導体と溶接される。
【００１５】
本発明の更に他の実施形態においては、前記導体被接続部は、ベリリウム銅からなる。
【００１６】
本発明に係る端子付き電線の製造方法は、被接続部材と接続される接続部を有すると共に前記接続部の基端側に形成され電線を構成する導体と接続される導体被接続部を有する端子に、前記電線の導体が超音波溶接により接続された端子付き電線の製造方法であって、前記導体被接続部として板状の第１溶接部及び第２溶接部を有し、前記第１溶接部を前記第２溶接部に対して屈設させた前記端子を用意する工程と、前記第１溶接部に対して第１導体を面接触状態で超音波溶接する第１溶接工程と、溶接された前記第１導体を含む前記第１溶接部がその板厚方向に振れて揺動するように、前記第２溶接部に対して第２導体を面接触状態で超音波溶接する第２溶接工程とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る端子付き電線の製造方法によれば、第２溶接部に対して屈設された第１溶接部に溶接された第１導体を含めて、第１溶接部がその板厚方向に振れて揺動するように第２溶接部に対して第２導体を超音波溶接するので、第２溶接部に対する超音波溶接の際の超音波の振動による剪断力が第１溶接部に対して発生し難く、超音波溶接の信頼性を高めることが可能となる。
【００１８】
本発明の一実施形態においては、前記第２溶接工程では、前記第１導体が溶接された前記第１溶接部を、前記第２溶接部に施される超音波溶接の振動方向に対し、その板面長手方向が交差し且つ板面短手方向が直交する位置に揺動可能に配置してから、前記第２溶接部に超音波溶接を施す。
【００１９】
本発明の他の実施形態においては、前記第２溶接工程の後に、前記第１溶接部に溶接された前記第１導体を前記第２溶接部に溶接された前記第２導体に対して、予め前記第１溶接部に設けられた折曲部を介して折り曲げて当接させる端子折曲げ工程を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、超音波溶接の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る端子を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る端子付き電線を示す斜視図である。
【図３】同端子付き電線の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】同端子付き電線の製造工程を示す断面図である。
【図５】同端子付き電線の製造工程を示す断面図である。
【図６】同端子付き電線の製造工程を示す断面図である。
【図７】同端子付き電線の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る端子付き電線を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る端子及び端子付き電線の製造方法を詳細に説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る端子１を示す斜視図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係る端子１は、板状の金属母材を打ち抜き加工した後折り曲げ加工して形成されている。金属母材としては、バネ性を有するベリリウム銅や純銅が挙げられる。端子１は、例えばアース端子等の相手側の被接続部材と接触させて端子１を固定するための片状の接続部２を備えている。また、端子１は、接続部２の基端側に形成され、電線の導体と超音波溶接により接続される導体被接続部３を備えている。
【００２４】
端子１の接続部２の先端は、例えば円形平板状に形成され、その中心部に被接続部材と共にねじ止めするためのねじを通す円形のねじ挿通孔２ａが形成されている。導体被接続部３は、第１導体が板面５ａに面接触状態で溶接される板状の第１溶接部５と、第２導体が板面６ａに面接触状態で溶接される板状の第２溶接部６とを備えている。
【００２５】
なお、第１及び第２導体は、例えば一つの電線の導体を分岐してなるものでもよいし、別個の電線のそれぞれの導体からなるものでもよい。従って、導体被接続部３の第１及び第２溶接部５，６は、これらいずれの形態の導体からなる第１及び第２導体とも溶接され得る。
【００２６】
第１溶接部５は、第２溶接部６に対して屈曲部ＦＰにおいて屈設されている。具体的には、第１溶接部５は、第２溶接部６に施される超音波溶接の振動により揺動する角度θを持って設けられている。角度θは、例えば第１溶接部５の板面５ａと第２溶接部６の板面６ａとがなす角度であり、図１に示す例では９０°となっている。
【００２７】
なお、角度θは、第２溶接部６に施される超音波溶接の振動により第１溶接部５が揺動可能な角度であればよい。このため、例えば４５°〜１３５°の角度範囲内における任意の角度や、２７０°或いは２２５°〜３１５°の角度範囲内における任意の角度等、適宜所定の角度θを採用し得る。
【００２８】
但し、第２溶接部６に施される超音波溶接の振動により第１溶接部５が揺動するという観点からは、９０°或いは２７０°が最も好適である。このように、第１溶接部５は、第２溶接部６に施される超音波溶接の振動方向Ａに対し、板面長手方向Ｍが交差し且つ板面短手方向Ｎが直交するように設けられている。従って、従来技術のように板面５ａ，６ａが同一面（角度θが１８０°）を構成するケースは除かれる。
【００２９】
また、第１溶接部５は、板面長手方向Ｍの所定位置で板面短手方向Ｎに沿って折り曲げ可能な折曲部７を備えている。従って、第１溶接部５は、溶接された第１導体を第２溶接部６に溶接された第２導体に対して当接させるように折り曲げられてもよい。更に、第１溶接部５は、溶接された第１導体を含めた固有振動数ωが、第２溶接部６に施される超音波溶接の振動数と異なる値となるように形成されるとよい。
【００３０】
なお、固有振動数ωは、ω＝√(ｋ／ｍ)［Ｈｚ］（ｍ＝物体の質量［ｋｇ］ｋ＝バネ定数［Ｎ／ｍ］）の式により表すことができる。これにより、例えば第２溶接部６への超音波溶接の際に、その振動の影響により第１溶接部５及び第２溶接部６の角部にクラックが生じてしまうことを防止することができる。
【００３１】
このように構成された端子１は、導体被接続部３の第１溶接部５が第２溶接部６に対して上述したように屈曲部ＦＰにおいて屈設されているので、第２溶接部６に対する超音波溶接の振動による剪断力が第１導体が溶接された第１溶接部５に対して発生し難い構造となる。このため、導体被接続部３に対する超音波溶接の信頼性を高めることができる。
【００３２】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る端子付き電線１０を示す斜視図である。図３は、端子付き電線１０の製造工程を示すフローチャートである。図４〜図６は、端子付き電線１０の製造工程を示す断面図である。なお、図２〜図６を含む以降の説明において、第１の実施形態と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付しているので、以下では重複する説明は省略する。
【００３３】
図２に示すように、第２の実施形態に係る端子付き電線１０は、第１の実施形態に係る端子１が被覆電線１５に接続されたものである。被覆電線１５は、複数の細長い素線をまとめてなる芯線１３と、この芯線１３の周囲を覆い外部から芯線１３を絶縁して保護する絶縁樹脂からなる被覆１４とを備えている。
【００３４】
被覆電線１５は、端末部において被覆１４が剥離（除去）された芯線１３の露出部分が、第１導体部１１及び第２導体部１２の二股に分岐されている。第１導体部１１は、端子１の導体被接続部３における第１溶接部５の板面５ａに面接触状態で溶接されている。また、第２導体部１２は、端子１の導体被接続部３における第２溶接部６の板面６ａに面接触状態で溶接されている。
【００３５】
そして、第１溶接部５は、溶接された第１導体部１１を第２溶接部６に溶接された第２導体部１２に対して当接させるように、折曲部７を介して折り曲げられている。これにより、第１及び第２導体部１１，１２が溶接面側とは反対側の面で全面的に接触し、二股に分岐された芯線１３が元の１本の状態にほぼ復元される。
【００３６】
このようにして導体被接続部３の大きさをコンパクトに構成すれば、端子付き電線１０の端末部の収容スペースや装着スペースを省スペース化することができる。また、既存のコネクタハウジング等の端子収容部にも端子付き電線１０を収容することができるので、汎用性を高めることも可能となる。なお、第１溶接部５が第２溶接部６に対して屈曲部ＦＰにおいて屈設された状態のままで収容することができる端子１の専用の収容部等を形成すれば、第１溶接部５を折曲部７を介して折り曲げない状態で収容或いは装着するようにしてもよい。
【００３７】
次に、図３のフローチャートを参照しながら、第２の実施形態に係る端子付き電線１０の製造工程を説明する。まず、図４（ａ）に示すように、被覆電線１５の端末部において被覆１４を除去して芯線１３を露出させ、図４（ｂ）に示すように、芯線１３を二股に分岐させて第１及び第２導体部１１，１２を形成する。
【００３８】
また、図示は省略するが、板状のベリリウム銅を打ち抜き／折り曲げ加工して、図１に示すような第２溶接部６に対して屈曲部ＦＰにおいて屈設された第１溶接部５を有する導体被接続部３を備えた端子１を準備する。このようにして、被覆電線１５及び端子１を用意する（ステップＳ１００）。
【００３９】
次に、図５（ａ）に示すように、超音波溶接用の台座１９上に第１溶接部５を板面５ａを上にして載置した後、固定具（図示せず）により台座１９に固定する。そして、板面５ａ上に第１導体部１１を載置して、ホーン１８により第１導体部１１を板面５ａに押し付けながら振動方向Ａに細かく振動させて超音波溶接を施す。このようにして、第１溶接工程（ステップＳ１０２）が行われる。これにより、第１導体部１１は第１溶接部５に対して面接触状態で溶接される。
【００４０】
次に、図５（ｂ）に示すように、台座１９上に第２溶接部６を板面６ａを上にして載置した後に固定具により固定する。このとき、第１導体部１１が溶接された第１溶接部５を、第２溶接部６に施される超音波溶接の振動方向Ａに対し、板面長手方向Ｍ（図１参照）が交差し且つ板面短手方向Ｎ（図１参照）が直交する位置に揺動可能に配置する。
【００４１】
こうして、第１導体部１１を含む第１溶接部５は、台座面に対して立設状態となり、図５（ｂ）中矢印で示す揺動方向Ｂに自在に揺動可能となる。そして、板面６ａ上に第２導体部１２を載置して、ホーン１８により第２導体部１２を板面６ａに押し付けながら振動方向Ａに細かく振動させて再度超音波溶接を施す。このようにして、第２溶接工程（ステップＳ１０４）が行われ、第２導体部１２は第２溶接部６に対して面接触状態で溶接される。
【００４２】
最後に、図６（ａ）に示すように、第１溶接部５を、折曲部７を介して図６（ａ）中矢印Ｃで示す方向に折り曲げ、図６（ｂ）に示すように、第１溶接部に溶接された第１導体部１１を第２溶接部６に溶接された第２導体部１２に当接させて、端子折り曲げ工程（ステップＳ１０６）を行う。これにより、端子付き電線１０を製造することができる。
【００４３】
このように、第２の実施形態に係る端子付き電線１０の製造方法によれば、第２溶接部６に対して屈曲部ＦＰにおいて屈設された第１溶接部５に溶接された第１導体部１１を含めて、図５（ｂ）に示すように、第１溶接部５がその板厚方向に振れて揺動方向Ｂに揺動するように、第２溶接部６に対して第２導体部１２を超音波溶接する。このため、第２溶接部６に対する超音波溶接の際の超音波の振動による剪断力が第１溶接部５に対して発生し難い構造を実現し、超音波溶接の信頼性を高めることができる。
【００４４】
［変形例］
図７は、第２の実施形態に係る端子付き電線１０の変形例を示す断面図である。端子付き電線１０に適用される端子１は、例えば次のような構成であってもよい。すなわち、図７（ａ）に示すように、端子１Ａは、導体被接続部３における第１溶接部５の板厚Ｄが、第２溶接部６の板厚Ｅよりも薄くなるように形成されている。このようにすれば、第２溶接部６に対する第２溶接工程の際に、第１溶接部５がより揺動し易くなるので、更に剪断力の発生を効果的に抑制することができる。これと共に、第１溶接部５が第２溶接部よりも薄いので、折曲部７を介した折り曲げをより容易に行うことができる。
【００４５】
また、図７（ｂ）に示すように、端子１Ｂは、第１溶接部５が、第２溶接部６に対して角度θが９０°以上となるように屈曲部ＦＰにおいて屈設されている。このようにすれば、第２溶接部６に対する第２溶接工程の際に、ホーン１８（図５（ｂ）参照）に対して第１導体部１１を含む第１溶接部５をより離間した状態に配置して溶接を行うことができる。これにより、剪断力の発生を抑えつつ溶接の作業性を向上させることができる。
【００４６】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態に係る端子付き電線を示す断面図である。図８に示すように、第３の実施形態に係る端子付き電線１０は、端子１Ｃが、第２溶接部６に対してそれぞれ屈曲部ＦＰにおいて屈設された複数の第１溶接部５，５を有し、被覆電線１５の芯線１３が、複数の第１導体部１１ａ，１１ｂと第２導体部１２との三つ股に分岐されて溶接されている。この点が、上述した第２の実施形態では、二股に分岐された第１及び第２導体部１１，１２が第１及び第２溶接部５，６にそれぞれ溶接されたのとは相違している。
【００４７】
この第３の実施形態における溶接工程の手順は、例えば第１導体部１１ａ（１１ｂ）を溶接し、次に第１導体部１１ｂ（１１ａ）を溶接してから、最後に第２導体部１２を溶接するようにしてもよいし、第１導体部１１ａ（１１ｂ）を溶接し、次に第２導体部１２を溶接してから、最後に第１導体部１１ｂ（１１ａ）を溶接するようにしてもよい。
【００４８】
また、最初に第２溶接部１２を溶接し、その後に第１溶接部１１ａ，１１ｂを順不同に溶接するようにしてもよい。このようにしても、第１及び第２の実施形態の端子１，１Ａ，１Ｂと同様の作用効果、及び第２の実施形態の端子付き電線１０と同様の作用効果を奏することができる。
【００４９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  端子
２                    接続部
２ａ                  ねじ挿通孔
３                    導体被接続部
５                    第１溶接部
５ａ，６ａ            板面
６                    第２溶接部
７                    折曲部
１０                  端子付き電線
１１，１１ａ，１１ｂ  第１導体部
１２                  第２導体部
１３                  芯線
１４                  被覆
１５                  被覆電線
１８                  ホーン
１９                  台座
ＦＰ                  屈曲部
【図１】
2017004837.tif 000003
【図２】
2017004837.tif 000004
【図３】
2017004837.tif 000005
【図４】
2017004837.tif 000006
【図５】
2017004837.tif 000007
【図６】
2017004837.tif 000008
【図７】
2017004837.tif 000009
【図８】
2017004837.tif 000010