(57)【要約】【課題】端子接続時の芯線の動きを効果的に抑制し、芯線と端子との接続信頼性を高める。【解決手段】端子付き電線は、導電材からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線と、前記被覆電線の端末部において前記芯線に接続される端子とを備え、前記端子は、前記芯線に超音波溶接により溶接される溶接部と、前記溶接部の近傍に設けられ前記芯線を固定する固定部とを有する。【選択図】図１
2017004844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線と、
前記被覆電線の端末部において前記芯線に接続される端子と
を備え、
前記端子は、前記芯線に超音波溶接により溶接される溶接部と、前記溶接部の近傍に設けられ前記芯線を固定する固定部とを有する
ことを特徴とする端子付き電線。
【請求項２】
前記固定部は、前記超音波溶接に先立って前記芯線を固定する
ことを特徴とする請求項１記載の端子付き電線。
【請求項３】
前記溶接部は、前記芯線の芯線露出部に溶接され、前記固定部は、前記芯線露出部における前記芯線を固定する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の端子付き電線。
【請求項４】
前記溶接部は、前記芯線の芯線露出部に溶接され、前記固定部は、前記被覆を突き破る穿通部を有し前記被覆と共に前記芯線を固定する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の端子付き電線。
【請求項５】
前記固定部は、加締められるオープンバレルからなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の端子付き電線。
【請求項６】
前記固定部は、加締められるクローズドバレルからなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の端子付き電線。
【請求項７】
前記固定部は、前記芯線が押圧変形するまで加締められる
ことを特徴とする請求項５又は６記載の端子付き電線。
【請求項８】
前記穿通部は、鋭利な形状に形成されている
ことを特徴とする請求項４記載の端子付き電線。
【請求項９】
導電材からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線の端末部において前記芯線と超音波溶接により溶接される溶接部、及び前記溶接部の近傍に設けられ前記芯線を固定する固定部を備える端子を用意する工程と、
前記被覆電線の前記被覆を除去して芯線露出部を口出しする工程と、
前記被覆電線の前記芯線を前記固定部により固定する工程と、
前記被覆電線の前記芯線露出部と前記端子の前記溶接部とを超音波溶接により溶接する工程とを備えた
ことを特徴とする端子付き電線の製造方法。
【請求項１０】
前記固定する工程では、前記固定部を加締めることにより前記芯線を固定する
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子が接続された端子付き電線及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被覆電線の先端（芯線）を超音波溶接により接続端子に接続した端子付き電線が知られている（例えば、下記特許文献１及び２を参照）。
特許文献１に開示された端子付き電線の製造方法では、被覆電線の先端の被覆を剥離して芯線を露出する工程と、この芯線を端子金具の芯線溶接部に配置する工程と、芯線を加圧した状態で超音波を付与し、端子金具の芯線溶接部に芯線を溶接する工程とを経て被覆電線の先端に端子金具を接続する。また、特許文献２に開示された端子の電線への接続方法では、溶接工程の後に、端子金具の一対の側壁を折り曲げて芯線溶接部を芯線と共に覆うことが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４４３７１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、端子金具に被覆電線の先端を超音波溶接により接続するとき、意図せず芯線が動いてしまうことがある。この場合、超音波の振動エネルギーが芯線及び端子間に伝わらずに逃げてしまい、端子の接続信頼性が劣ってしまうこととなる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、端子接続時の芯線の動きを効果的に抑制することで、芯線と端子との接続信頼性を高めることができる端子付き電線及びそ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】
【０００６】
本発明に係る端子付き電線は、導電材からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線と、前記被覆電線の端末部において前記芯線に接続される端子とを備え、前記端子は、前記芯線に超音波溶接により溶接される溶接部と、前記溶接部の近傍に設けられ前記芯線を固定する固定部とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る端子付き電線によれば、被覆電線の端末部において芯線に接続される端子が、芯線に超音波溶接により溶接される溶接部と、溶接部の近傍に設けられ芯線を固定する固定部とを有するので、固定部が芯線を固定し、芯線と端子の溶接部とを溶接する際に芯線が動くことを抑制することができる。これにより、芯線と端子とを密着させて確実に溶接することができ、端子の接続信頼性を高めることができる。
【０００８】
本発明の一実施形態においては、前記固定部は、前記超音波溶接に先立って前記芯線を固定する。
【０００９】
本発明の他の実施形態においては、前記溶接部は、前記芯線の芯線露出部に溶接され、前記固定部は、前記芯線露出部における前記芯線を固定する。
【００１０】
本発明の更に他の実施形態においては、前記溶接部は、前記芯線の芯線露出部に溶接され、前記固定部は、前記被覆を突き破る穿通部を有し前記被覆と共に前記芯線を固定する。
【００１１】
本発明の更に他の実施形態においては、前記固定部は、加締められるオープンバレルからなる。
【００１２】
本発明の更に他の実施形態においては、前記固定部は、加締められるクローズドバレルからなる。
【００１３】
本発明の更に他の実施形態においては、前記固定部は、前記芯線が押圧変形するまで加締められる。
【００１４】
本発明の更に他の実施形態においては、前記穿通部は、鋭利な形状に形成されている。
【００１５】
本発明に係る端子付き電線の製造方法は、導電材からなる芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線の端末部において前記芯線と超音波溶接により溶接される溶接部、及び前記溶接部の近傍に設けられ前記芯線を固定する固定部を備える端子を用意する工程と、前記被覆電線の前記被覆を除去して芯線露出部を口出しする工程と、前記被覆電線の前記芯線を前記固定部により固定する工程と、前記被覆電線の前記芯線露出部と前記端子の前記溶接部とを超音波溶接により溶接する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る端子付き電線の製造方法によれば、簡単な工程にて、上記作用効果を奏する端子付き電線を製造することができる。
【００１７】
本発明の一実施形態においては、前記固定する工程では、前記固定部を加締めることにより前記芯線を固定する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、固定部が芯線を固定するので、芯線と端子の溶接部とを溶接する際に芯線が動くことを抑制し、芯線と端子とを密着させて確実に溶接して、端子の接続信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る端子付き電線を示す斜視図である。
【図２】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３】同端子付き電線を製造工程毎に示す側面図である。
【図４】同端子付き電線の端子の変形例を示す斜視図である。
【図５】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６】同端子付き電線を製造工程毎に示す側面図である。
【図７】同端子付き電線の端子の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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付き電線及びその製造方法を詳細に説明する。
【００２１】
［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付き電線１を示す斜視図であり、図１（ａ）は分解図を示し、図１（ｂ）は全体図を示している。また、図２は、端子付き電線１の製造工程を示すフローチャートである。更に、図３は、端子付き電線１を製造工程毎に示す側面図である。
【００２２】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の実施形態に係る端子付き電線１は、被覆電線１０と、この被覆電線１０の端末部における芯線１１の芯線露出部１３に接続された端子２０とを備えている。被覆電線１０は、銅、アルミニウムなどの複数の細長い素線を撚りまとめてなる芯線１１と、この芯線１１の周囲を覆い外部から芯線１１を絶縁して保護する絶縁樹脂からなる被覆１２とを備えている。
【００２３】
被覆１２は、例えばチューブ押出し方式により芯線１１の周りを覆うように形成される。芯線露出部１３においては、被覆１２は剥離（除去）されている。この被覆電線１０は、可撓性を備えている。従って、易屈曲性を高めるために、芯線１１と被覆１２との間に若干の隙間が生じ得る程度に、芯線１１の外周を被覆１２が覆っている。
【００２４】
被覆電線１０は、このように構成されているため、その断面形状に拘わらず容易に変形し易い特性も備えている。なお、第１の実施形態の被覆電線１０は、図１（ａ）に示すように、端子２０の接続前の状態においては、端末部及びその近傍の断面形状が円形状となっている。
【００２５】
但し、この被覆電線１０は、端末部及びその近傍を除く電線の主要部分の断面形状は非円形状の、例えば断面扇形形状となるように形成されている。具体的には、断面扇形形状の３本の被覆電線１０を組み合わせて全体が断面円形状となる束電線のうちの１本である。
【００２６】
ここで、扇形又は扇形状とは、１つの円弧部とその両端を通る２つの半径部とで囲まれた形状をいう。２つの半径部がなす中心角の角度は、１８０°未満であればよく、断面形状は厳密な扇形状ではなく、ほぼ扇形状であればよい。従って、電線の主要部分は、例えば約１２０°の中心角を有する断面扇形形状に成形されている。また、電線の端末部は、断面円形状に押圧変形されている。
【００２７】
このように、被覆電線１０は、部分的に断面形状を相違させた構造を備えている。なお、被覆電線１０は、電線の主要部分を押圧変形させて断面扇形形状としたものや、全体が断面円形状となるように成形したものなども採用し得る。例えば、電線の主要部分が断面扇形形状となっていると、被覆電線１０は、一般的な断面円形状の被覆電線の被覆の外周長に比べて、約１．１３倍の外周長を有する被覆１２で芯線１１の外周が覆われていることとなる。
【００２８】
このため、断面円形状の端末部及びその近傍においては、芯線１１と被覆１２との密着具合が緩く、被覆電線１０の芯線露出部１３と被覆１２との境目においては芯線１１と被覆１２との間に隙間が生じることとなる。なお、被覆電線１０は、電線の主要部分が断面扇形形状に形成され、例えば３本の電線を束ねて束電線全体が断面円形状となるように束ねることができるため、束電線全体としてみた場合はコンパクト化（細径化）を図ることができる。
【００２９】
一方、端子２０は、金属母材を打ち抜き加工及び折り曲げ加工等して形成されている。端子２０は、被覆電線１０の芯線露出部１３と超音波溶接により溶接される板状の溶接部２１と、この溶接部２１から先端側（前方）に延びて被接続部材（外部接続要素）と接触させるための接続部２２とを備えている。
【００３０】
また、端子２０は、溶接部２１の後端側（後方）において、芯線露出部１３を固定する固定部２３を備えている。固定部２３は、板状部２３ａ及びこの板状部２３ａの両側縁に立設された一対のバレル片２４ａ，２４ｂを有するオープンバレル構造からなる。バレル片２４ａ，２４ｂは、溶接部２１及び接続部２２と同じ厚さＴ１を有し、所定の幅Ｗ２を有するように形成されている。
【００３１】
バレル片２４ａ，２４ｂは、固定部２３において芯線露出部１３における芯線１１を端子２０に固定することを目的とするため、その幅Ｗ２は、一般的なワイヤバレルに比べると極端に狭く形成することができる。これら溶接部２１、接続部２２及び固定部２３は、一体的に構成されている。
【００３２】
溶接部２１は、被覆電線１０の芯線露出部１３を載置するのに必要十分な、被覆電線１０の軸方向に沿った長さＬ１及びこの軸方向と交差する方向の幅Ｗ１を有する。接続部２２は、溶接部２１から連続し、図示しない相手方の端子や補機等と接触して電気的に結合される部分である。
【００３３】
第１の実施形態に係る端子２０は、例えばバッテリー端子のような棒状の端子と接続されることが想定されたものである。このため、端子２０は、被覆電線１０の軸方向に延びる平板状をなしている。そして、接続部２２の先端側には、例えば棒状の端子が挿通される貫通穴２２ａが形成されている。なお、本発明に係る端子付き電線１の端子２０の接続部２２における具体的な形状や構造は限定されるものではなく、いわゆる雌雄嵌合可能な形状を有する構成であってもよい。
【００３４】
固定部２３は、芯線露出部１３と溶接部２１との超音波溶接に先立って、芯線１１を端子２０に固定するものである。第１の実施形態においては、固定部２３は、芯線露出部１３における芯線１１を端子２０に対して固定している。すなわち、固定部２３における一対のバレル片２４ａ，２４ｂが、板状部２３ａとの間に配置された芯線露出部１３を挟み込むように加締められる。
【００３５】
これにより、固定部２３において芯線露出部１３が素線間の隙間なく端子２０に固定される。なお、固定部２３は、挟み込まれる芯線露出部１３が押圧変形するまで加締められてもよい。このようにすれば、固定部２３により芯線露出部１３を挟み込んで端子２０に対して固定したことが、その外観からも容易に判別することが可能となる。
【００３６】
こうして、芯線露出部１３が固定部２３により端子２０に固定された状態で、溶接部２１に芯線露出部１３が超音波溶接されることで、端子２０が被覆電線１０に電気的に接続される。このように構成された端子２０を備えた端子付き電線１によれば、端子２０の固定部２３が溶接部２１と芯線露出部１３との超音波溶接に先立って、芯線露出部１３を端子２０に固定する。
【００３７】
従って、芯線露出部１３と溶接部２１との超音波溶接の際に芯線１１が動くことが抑制される。すなわち、超音波溶接の振動エネルギーが、芯線１１が動くことによって被覆電線１０の軸方向に逃げることを抑えることができる。このため、芯線露出部１３における芯線１１と端子２０の溶接部２１とを確実に超音波溶接により溶接することができ、端子２０の被覆電線１０に対する接続信頼性を高めることができる。
【００３８】
次に、第１の実施形態に係る端子付き電線１の製造工程について説明する。ここでは、図２のフローチャートに従って、図３を参照しながら製造工程を説明する。なお、図２及び図３を含む以降の説明においては、第１の実施形態と同一の構成要素に関しては同一の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。
【００３９】
まず、図３（ａ）に示すように、芯線１１を被覆１２で覆った被覆電線１０を用意すると共に、上述したような溶接部２１、接続部２２及び固定部２３を有する別途作製された端子２０（図示せず）を用意する（ステップＳ１００）。次に、図３（ｂ）に示すように、被覆電線１０の端末部における先端から所定の長さの被覆１２を除去し、芯線１１の芯線露出部１３を口出しする（ステップＳ１０２）。
【００４０】
その後、図３（ｃ）に示すように、端子２０の溶接部２１及び固定部２３上に被覆電線１０の芯線露出部１３を載置して、図３（ｄ）に示すように、固定部２３のバレル片２４ａ，２４ｂを加締めて、芯線露出部１３の芯線１１を固定部２３により端子２０に対して固定する（ステップＳ１０４）。
【００４１】
最後に、図３（ｅ）に示すように、超音波溶接装置の台座１９上に端子２０の溶接部２１を載置する。そして、溶接部２１上の芯線露出部１３の上方からホーン１８を図中矢印Ａで示す方向に押し付けつつ、図中矢印Ｂで示す方向に微細に振動させて超音波溶接を施し（ステップＳ１０６）、芯線露出部１３の芯線１１と端子２０の溶接部２１とを接続する。このようにして、第１の実施形態に係る端子付き電線１を製造する。第１の実施形態に係る製造工程では、上記のような簡易な工程で、端子付き電線１を容易に製造することができる。
【００４２】
［第１の実施形態の端子の変形例］
図４は、第１の実施形態の端子付き電線１の端子２０の変形例を示す斜視図である。第１の実施形態の端子付き電線１に適用される端子２０は、次のような構成であってもよい。すなわち、図４に示すように、端子２０は、固定部２３が板状部２３ａ上に設けられたバレル環２５を備えるクローズドバレル構造からなり、板状部２３ａとの間に配置された芯線露出部１３を挟み込むようにバレル環２５が加締められる。このように構成しても、超音波溶接に先立って固定部２３において芯線露出部１３を素線間の隙間なく端子２０に固定することができる。
【００４３】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る端子付き電線１を示す斜視図であり、図５（ａ）は分解図を示し、図５（ｂ）は全体図を示している。また、図６は、端子付き電線１を製造工程毎に示す側面図である。
【００４４】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の実施形態に係る端子付き電線１は、端子２０の固定部２３が、バレル片２４ａ，２４ｂの先端に設けられた被覆電線１０の被覆１２を突き破る穿通部２６ａ，２６ｂを有し、被覆１２と共に芯線１１を固定する。すなわち、被覆１２上からバレル片２４ａ，２４ｂを加締めた際に、穿通部２６ａ，２６ｂが被覆１２を突き破り芯線１１まで達する。
【００４５】
穿通部２６ａ，２６ｂは、図５（ａ）に示す例では、被覆１２の突き破りが容易となるように、バレル片２４ａ，２４ｂから続く厚さＴ２は変化せずにその幅方向中央に向かって先端が尖るようにバレル片２４ａ，２４ｂから続く幅Ｗ３がテーパ状に徐々に狭くなる形状を備えている。
【００４６】
そして、固定部２３におけるバレル片２４ａ，２４ｂが、板状部２３ａとの間に配置された芯線１１を被覆１２と共に挟み込むように加締められる。これにより、固定部２３において芯線１１が素線間の隙間なく且つ芯線１１と被覆１２との間に隙間なく端子２０に固定される。
【００４７】
この点が、上述した第１の実施形態では、固定部２３が芯線露出部１３における芯線１１を固定しているのとは相違している。端子２０における溶接部２１や接続部２２及び被覆電線１０などの第２の実施形態に関するその他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
なお、この第２の実施形態では、端子２０の全長や芯線露出部１３の全長を長く取れない場合や、端子２０の溶接部２１の長さＬ２に対応する芯線露出部１３の長さが短い場合などにおいても、芯線露出部１３と溶接部２１との超音波溶接に先立って、固定部２３により芯線１１を被覆１２ごと端子２０に確実に固定することができる。従って、超音波溶接の際の振動エネルギーが逃げることなく、端子２０の被覆電線１０に対する接続信頼性を高めることができる。
【００４９】
次に、第２の実施形態に係る端子付き電線１の製造工程について説明する。第２の実施形態における端子付き電線１の製造工程のフローチャートは、第１の実施形態と同様であるため、ここでは、図２のフローチャートに従って、図６を参照しながら製造工程を説明する。
【００５０】
まず、図６（ａ）に示すように、被覆電線１０を用意すると共に端子２０（図示せず）を用意し（ステップＳ１００）、図６（ｂ）に示すように、芯線１１の芯線露出部１３を口出しする（ステップＳ１０２）。次に、図６（ｃ）に示すように、端子２０の溶接部２１上に被覆電線１０の芯線露出部１３を配置すると共に、固定部２３の板状部２３ａ（図５（ａ）参照）上に被覆１２を載置する。
【００５１】
その後、図６（ｄ）及び図６（ｄ）におけるＡ−Ａ’断面図に示すように、固定部２３のバレル片２４ａ，２４ｂを、先端の穿通部２６ａ，２６ｂが互いに被覆１２を突き破って芯線１１に達するように加締めて、芯線１１を被覆１２と共に固定部２３により端子２０に対して固定する（ステップＳ１０４）。
【００５２】
最後に、図６（ｅ）に示すように、超音波溶接装置の台座１９上に端子２０の溶接部２１を載置し、芯線露出部１３の上方からホーン１８を図中矢印Ａで示す方向に押し付けて、図中矢印Ｂで示す方向に振動させて超音波溶接を施して（ステップＳ１０６）、芯線露出部１３と溶接部２１とを接続する。このようにして、第２の実施形態に係る端子付き電線１を簡易な工程で容易に製造することが可能となる。
【００５３】
［第２の実施形態の端子の変形例］
図７は、第２の実施形態の端子付き電線１の端子２０の変形例を示す斜視図である。この図７には、端子２０の穿通部２６ａ，２６ｂの形状バリエーションが示されている。第２の実施形態の端子付き電線１に適用される端子２０は、バレル片２４ａ，２４ｂの先端の穿通部２６ａ，２６ｂの形状が、例えば次のようなものであってもよい。
【００５４】
すなわち、図７（ａ）に示すように、穿通部２６ａ，２６ｂは、厚さＴ２は変わらずに端子２０の前方側の先端が尖るように、幅Ｗ３が徐々に狭くなるテーパ状に形成されていてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、穿通部２６ａ，２６ｂは、厚さＴ２は変わらずに一方は前方側の先端が尖り他方は後方側の先端が尖るように、幅Ｗ３が徐々に狭くなるテーパ状に形成されていてもよい。
【００５５】
更に、図７（ｃ）に示すように、穿通部２６ａ，２６ｂは、幅Ｗ３は変わらずにバレル片２４ａ，２４ｂの内側の先端が尖るように、厚さＴ２が徐々に薄くなるテーパ状に形成されていてもよい。また、図７（ｄ）に示すように、穿通部２６ａ，２６ｂは、幅Ｗ３は変わらずにバレル片２４ａ，２４ｂの厚さ方向中央に向かって先端が尖るように、厚さＴ２が徐々に薄くなるテーパ状に形成されていてもよい。
【００５６】
その他、図７（ｅ）に示すように、穿通部２６ａ，２６ｂは、図７（ｃ）に示すものと同様のテーパ状に形成され、且つ尖った先端が鋸歯状に形成されていてもよい。更に、図７（ｆ）に示すように、穿通部２６ａ，２６ｂは、バレル片２４ａ，２４ｂの厚さ方向中央及び幅方向中央に向かって先端が尖るように、厚さＴ２及び幅Ｗ３が徐々に薄く且つ狭くなるテーパ状に形成されていてもよい。このように、第２の実施形態に係る端子２０の穿通部２６ａ，２６ｂの形状は、被覆１２を突き破ることを考慮すれば、種々の形状を採り得る。
【００５７】
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】
【００５８】
１              端子付き電線
１０            被覆電線
１１            芯線
１２            被覆
１３            芯線露出部
１８            ホーン
１９            台座
２０            端子
２１            溶接部
２２            接続部
２２ａ          貫通穴
２３            固定部
２３ａ          板状部
２４ａ，２４ｂ  バレル片
２５            バレル環
２６ａ，２６ｂ  穿通部
【図１】
2017004844.tif 000003
【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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