(57)【要約】端子（１）は、柱状金属端子（１０）と、柱状金属端子（１０）に対して巻きつけられた金属ワイヤ（２０）とを備え、金属ワイヤ（２０）をなす第一金属の融点は、柱状金属端子（１０）をなす第二金属の融点よりも低く、金属ワイヤ（２０）と柱状金属端子（１０）との界面には、第一金属と、第二金属との金属間化合物層（２４）が設けられている。
2020137267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状金属端子と、
前記柱状金属端子に対して巻きつけられた金属ワイヤとを備え、
前記金属ワイヤをなす第一金属の融点は、前記柱状金属端子をなす第二金属の融点よりも低く、
前記金属ワイヤと前記柱状金属端子との界面には、前記第一金属と、前記第二金属との金属間化合物層が設けられている
端子。
【請求項２】
前記第一金属の融点は、前記第二金属の融点よりも３００度以上低い
請求項１に記載の端子。
【請求項３】
前記第一金属の主成分は、アルミニウムであり、
前記第二金属の主成分は、銅である
請求項２に記載の端子。
【請求項４】
前記金属間化合物層の厚みは、５μｍ以下である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の端子。
【請求項５】
前記柱状金属端子は、多角柱状であり、
前記金属ワイヤは、前記柱状金属端子に結ばれた少なくとも一つの交差部を有し、
前記交差部は、前記柱状金属端子における前記金属間化合物が形成されていない側面に配置されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の端子。
【請求項６】
前記金属ワイヤは、複数本設けられており、それぞれが前記柱状金属端子に対して巻きつけられている
請求項１〜５のいずれか一項に記載の端子。
【請求項７】
複数本の前記金属ワイヤは、線径が異なっている
請求項６に記載の端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、端子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイル端末（金属ワイヤ）が巻きつけられることで当該コイル端末に接続された端子（柱状金属端子）が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８６０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、金属ワイヤを柱状金属端子に巻き付ける際に、金属ワイヤと柱状金属端子との密着性が低いと、金属ワイヤと柱状金属端子との接合強度が低下してしまうおそれがある。【０００５】
そこで本開示は、柱状金属端子に対して金属ワイヤを巻き付ける際の作業性を高めることで、巻き付け時における金属ワイヤと柱状金属端子との密着性を高めて、両者の接合強度を確保することができる端子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】
上記目的を達成するために、本開示の一形態に係る端子は、柱状金属端子と、柱状金属端子に対して巻きつけられた金属ワイヤとを備え、金属ワイヤをなす第一金属の融点は、柱状金属端子をなす第二金属の融点よりも低く、金属ワイヤと柱状金属端子との界面には、第一金属と、第二金属との金属間化合物層が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、柱状金属端子に対して金属ワイヤを巻き付ける際の作業性を高めることができ、結果的に金属ワイヤと柱状金属端子との接合強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係る端子を示す概略図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る端子を示す断面図である。
【図３】図３は、実施の形態に係り、柱状金属端子に金属ワイヤを絡げた状態を示す説明図である。
【図４】図４は、実施の形態に係り、柱状金属端子に金属ワイヤを絡げる工程を示すフロー図である。
【図５】図５は、実施の形態に係り、組立品の作成、熱圧着及び接合の工程を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態に係り、組立品の柱状金属端子に対して金属ワイヤを接合する工程を示すフロー図である。
【図７】図７は、実施の形態に係る抵抗溶接時における導通経路を例示した説明図である。
【図８】図８は、実施の形態に係る端子の金属間化合物層及びその周辺を拡大して示す画像である。
【図９】図９は、実施の形態に係る端子であって、界面長さに対するクラック長さの比率と、金属間化合物の厚さとの関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、変形例１に係る端子を示す断面図である。
【図１１】図１１は、変形例２に係る端子を示す断面図である。
【図１２】図１２は、変形例３に係る端子を示す断面図である。
【図１３】図１３は、変形例４に係る端子の概略構成を示す正面図である。
【図１４】図１４は、変形例４に係る端子であって、線径の異なる複数の金属ワイヤが金属接合された状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１０】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１１】
以下、本開示の実施の形態に係る端子及び端子の接合方法について説明する。
【００１２】
［構成］
図１は、実施の形態に係る端子１を示す概略図である。図１に示すように、端子１は、モータの一部であるステータ１００に対して設けられている。具体的には、端子１は、ステータ１００を構成する複数のコイル１０１に設けられている。端子１は、モータに対して電力を供給する電源部に搭載された回路基板からコイル１０１に電力供給を行う。端子１は、柱状金属端子１０と、金属ワイヤ２０とを備えている。
【００１３】
図２は、実施の形態に係る端子１を示す断面図である。具体的には、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線を含む切断面を見た断面図である。
【００１４】
図２に示すように、柱状金属端子１０は、コイル１０１と電気的に接続された柱状の金属部材である。柱状金属端子１０は、金属ワイヤ２０の一部である金属線２１と電気的に接続されている。具体的には、柱状金属端子１０は、金属線２１が巻き付けられた状態で金属線２１に対して接合されている。柱状金属端子１０は、例えば、鉄（Ｆｅ）を主成分とする母材層１１の周囲を、銅（Ｃｕ）を主成分とする第二金属からなるメッキ層１２で被覆した部材である。本実施の形態では、金属線２１が柱状金属端子１０に絡げられた状態で、金属線２１と柱状金属端子１０とが接合されている。ここで「絡げる」とは、対象物に対して線材が巻き付けられた状態で結ばれていることをいい、結わえられたことで金属線２１同士が重なった部分（交差部２３：図３参照）が存在していることをいう。金属線２１は、交差部２３を除き、柱状金属端子１０に対して一重で巻き付けられている。
【００１５】
金属接合は、例えば、接合対象同士によって構成される金属間化合物層を、接合対象同士の界面に形成可能な接合方法のことである。金属接合には、熱圧着、超音波接合、拡散接合及び抵抗溶接などが含まれる。本実施の形態では、金属接合の一例である抵抗溶接によって、金属線２１を柱状金属端子１０に溶接する場合について説明する。抵抗溶接は、柱状金属端子１０に金属線２１を金属接合することに関して、他の接合方法と比べても好適である。
【００１６】
母材層１１は、例えば、軸方向視において短辺が約０．４ｍｍ、長辺が０．６ｍｍの長方形であり、メッキ層１２の厚みは約２５μｍとなっている。また、金属ワイヤ２０では、金属線２１の線径は約０．１５ｍｍである。
【００１７】
柱状金属端子１０は、軸方向視において四角形である。なお、柱状金属端子１０は、軸方向視において四角形であることに限定されず、例えば、四角形以外の多角形状、円形状、楕円形状、長円形状などであってもよい。
【００１８】
この柱状金属端子１０は、柱状金属端子１０の軸方向と直交する方向の断面が長方形であり、一対の長辺面と、一対の短辺面とを有する。長辺面は、断面が長方形の長辺側を構成する面であり、短辺面は、断面が長方形の短辺側を構成する面である。柱状金属端子１０の長辺面は、金属線２１が金属接合される接合端子面１１０である。なお、柱状金属端子１０の軸方向と直交する方向の断面は、長辺と短辺の区別がない形状、つまり正方形であってもよい。この場合、柱状金属端子における対向する一対の側面を、接合端子面とすることができる。
【００１９】
金属線２１は、金属ワイヤ２０の一部を構成し、金属製の線材である。具体的には、金属線２１は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする第一金属から形成されている。金属線２１は、当該金属線２１同士が柱状金属端子１０の周方向に重なりあう交差部２３を形成している。交差部２３は、いずれかの短辺面と接触するように形成されている。
【００２０】
柱状金属端子１０の接合端子面１１０と、金属線２１との界面には、金属接合により形成された金属間化合物層２４が形成されている。金属間化合物層２４は、メッキ層１２を形成する第二金属と、金属線２１を形成する第一金属との合金からなる。具体的には、金属間化合物層２４は、第一金属と第二金属とが、抵抗溶接によって一時的に混ざり合った後に再硬化することで形成されている。金属間化合物層２４の厚み（層厚）は、５μｍ以下であるとよい。
【００２１】
［端子の接合方法］
柱状金属端子１０への金属ワイヤ２０の接合方法について説明する。
【００２２】
まず、接合前の、柱状金属端子１０と金属ワイヤ２０とについて説明をする。
【００２３】
柱状金属端子１０は、軸方向視長方形状の四角柱状であり、その側面のうち、一対の長辺面が接合端子面１１０である。また、この接合端子面１１０には、金属線２１の交差部２３は配置されず、柱状金属端子１０の一対の短辺面に対してのみ交差部２３が配置される。柱状金属端子１０は、例えば、母材層１１の周囲をメッキ層１２で被覆した部材であり、接合前の時点では金属間化合物層２４は形成されていない。上述したように、メッキ層１２は、銅を主成分とする第二金属から形成されているために、銅の融点（１０８３℃）に準じた融点となっている。
【００２４】
また、金属ワイヤ２０は、金属線２１に絶縁性の樹脂からなる樹脂層２２が被膜されている。金属ワイヤ２０は、例えば、エナメル線、リード線等である。金属線２１は、例えば、アルミニウムを主成分とする第一金属で構成されている。樹脂層２２は、例えばウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド等の樹脂材料で構成されている。また、上述したように、金属線２１は、アルミニウムを主成分とする第一金属から形成されているために、アルミニウムの融点（６６０℃）に準じた融点となっている。
【００２５】
図３は、実施の形態に係り、柱状金属端子１０に金属ワイヤ２０を絡げた状態を示す説明図である。図３の（ａ）は、柱状金属端子１０の軸方向と直交する方向から見た、柱状金属端子１０に金属ワイヤ２０を絡げた状態を示す。図３の（ｂ）は、柱状金属端子１０の軸方向から見た、柱状金属端子１０に金属ワイヤ２０を絡げた状態を示す。また、図４は、実施の形態に係り、柱状金属端子１０に金属ワイヤ２０を絡げる工程を示すフロー図である。
【００２６】
図３及び図４に示すように、まず、柱状金属端子１０は、図示しない治具に対して固定される。これにより、柱状金属端子１０は、金属ワイヤ２０を巻き付けることが可能な状態となる（Ｓ１１１）。その後、金属ワイヤ２０は、一定の張力を受けながら、柱状金属端子１０の周囲に対して巻き付けられる。上述したように、金属ワイヤ２０の金属線２１は、アルミニウムを主成分とする第一金属で形成されている。第一金属の融点は、メッキ層１２をなす第二金属の融点よりも低い。具体的には、第一金属の融点は、第二金属の融点よりも３００℃以上も低い。つまり、同じ環境温度下にある場合には、金属線２１は、メッキ層１２よりも柔軟な状態である。金属線２１を被覆する樹脂層２２も、金属よりも柔軟であるため、金属ワイヤ２０は全体的にメッキ層１２よりも柔軟である。巻き付け時においては、比較的柔軟な金属ワイヤ２０を、比較的高硬度なメッキ層１２に巻き付けることとなるため、簡単に金属ワイヤ２０をメッキ層１２に密着させることが可能である。
【００２７】
また、金属ワイヤ２０は、１ターン目、２ターン目と巻き付けられる際には、金属ワイヤ２０における巻き始め箇所に重なるように柱状金属端子１０に巻き付けられる。これにより、金属ワイヤ２０同士が交差した交差部２３が形成される（Ｓ１１２）。交差部２３は、柱状金属端子１０の接合端子面１１０を避けて、いずれかの短辺面と接触するように配置されている。
【００２８】
さらに、金属ワイヤ２０は柱状金属端子１０に対して数ターン巻き付けられる（Ｓ１１３）。金属ワイヤ２０は、交差部２３を除けば概ねコイル状となるように、柱状金属端子１０に巻きつけられることとなる。その後、金属ワイヤ２０の不要な箇所がニッパ等で切断されて、金属ワイヤ２０が整えられることで、図５に示す組立品２００が得られる。図５は、実施の形態に係り、組立品２００の作成、熱圧着及び接合の工程を示す図である。
【００２９】
次に、金属ワイヤ２０は、柱状金属端子１０に対して接合される。本実施の形態では、金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に対して熱圧着及び抵抗溶接を行うことで実現している。
【００３０】
図６は、実施の形態に係り、組立品２００の柱状金属端子１０に対して金属ワイヤ２０を接合する工程を示すフロー図である。図５及び図６に示すように、まず、上述の組立品２００は、抵抗溶接機に備わる一対の溶接電極３０の間に配置される（Ｓ１２１）。具体的には、柱状金属端子１０の一対の接合端子面１１０ａと一対の溶接電極３０とが一対一で対向するように、組立品２００が一対の溶接電極３０の間に配置される。
【００３１】
次に、組立品は、一対の溶接電極３０によって熱圧着される（Ｓ１２２）。この際に、抵抗溶接機は、一対の溶接電極３０に対して、図５の矢印Ｙ１で示すような電流を流す。同時に、抵抗溶接機は、金属線２１が潰れるように、一対の溶接電極３０で金属線２１を挟持し荷重をかける。これにより、一対の溶接電極３０が発熱して金属ワイヤ２０を加熱するので、金属ワイヤ２０の樹脂層２２は溶融し、金属ワイヤ２０の金属線２１から剥離し除去される。一対の溶接電極３０は、所定の押込み量だけ、金属線２１を押込む。また、一対の溶接電極３０により金属線２１と柱状金属端子１０とが圧着されているため、金属線２１と柱状金属端子１０とが接触する。
【００３２】
次に、抵抗溶接機は、一対の溶接電極３０に図５の矢印Ｙ２で示すように電流を流すことで、柱状金属端子１０と金属線２１との電気抵抗に起因して、金属線２１及び柱状金属端子１０にジュール熱が生じる。これにより、金属線２１が溶融することで、金属線２１が柱状金属端子１０に抵抗溶接される（Ｓ１２３）。
【００３３】
そして、抵抗溶接機は、一対の溶接電極３０が組立品にかけていた荷重を解除する。こうして、金属線２１が柱状金属端子１０と電気的に接続された端子１を得ることができる。
【００３４】
次に、図６のステップＳ１２２で行われる熱圧着の際の押込み量について、具体的に説明する。抵抗溶接機は、一対の溶接電極３０が互いに近づく方向に、金属線２１を押込む。具体的には、抵抗溶接機は、金属ワイヤ２０の径、ターン数、耐力を用いて算出される規定の荷重以上で、一対の溶接電極３０によって金属ワイヤ２０に荷重をかけ金属ワイヤ２０を押込み、変形させる。金属ワイヤ２０の径から金属ワイヤ２０が押込まれた押込み量を差し引いた位置が、柱状金属端子１０からの金属ワイヤ２０の高さとなる。
【００３５】
また、一対の溶接電極３０により金属ワイヤ２０を適切に熱圧着するために、ロードセルを用いて、金属線２１と一対の溶接電極３０とが接触したことを検知する。これにより、抵抗溶接機は、金属線２１と接触した地点からの押込み量で金属線２１を押込むことができる。
【００３６】
金属線２１は、一方側の溶接電極３０に所定の押込み量だけ押込まれると、押込み量の分に応じて変形する。こうして、端子１の外周側の金属線２１の表面が平坦化され、数ターン巻き付けられた金属線２１と溶接電極３０の複数の接触面が均等に接触し、全ての接触面を介して通電が可能となる。
【００３７】
柱状金属端子１０に金属線２１を複数ターン巻き付けることで溶接電極３０と組立品２００の平行度を確保することが可能となる。さらに、個々の金属線２１にかかる荷重を分散させることが可能となる。金属線２１にかかる荷重を分散させることにより金属線２１の変形量が荷重に対して鈍感になる。荷重に対して鈍感であれば、大荷重でも変形しにくいので、熱圧着及び抵抗溶接時の荷重が制御しやすくなる。つまり、熱圧着及び抵抗溶接時における金属線の変形量を荷重で制御することが容易となる。
【００３８】
次に、図６のステップＳ１２３での接合について、具体的に説明する。
【００３９】
まず、金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に抵抗溶接する際に、金属線２１の温度が上がり過ぎると、金属線２１が潰れることで、断線したり溶断したりすることがある。このため、抵抗溶接機は、断線または溶断などの不具合が金属線２１に発生しないように、一対の溶接電極３０に流す電流を制御する。
【００４０】
一対の溶接電極３０の間に配置した組立品２００を図７に示す。図７は、実施の形態に係る抵抗溶接時における導通経路を例示した説明図である。図７は、組立品２００を軸方向視で見た図である。
【００４１】
図７に示すように、一方の溶接電極３０から組立品２００を介して他方の溶接電極３０まで直線的に電流が流れる経路を導通経路Ｄ１とし、一方の溶接電極３０から他方の溶接電極３０まで柱状金属端子１０を迂回して金属線２１を流れる電流の経路を導通経路Ｄ２、Ｄ３とする。
【００４２】
ここで、一方の溶接電極３０から他方の溶接電極３０に電流を流すと、一方側の金属ワイヤ２０の金属線２１と柱状金属端子１０との間の電気抵抗値と、他方側の金属ワイヤ２０の金属線２１と柱状金属端子１０との間の電気抵抗値とにより、金属線２１及び柱状金属端子１０にジュール熱が生じる。加えて、金属線２１及び柱状金属端子１０を構成する各要素の電気抵抗値に起因するジュール熱が生じる。そして次第に、柱状金属端子１０の母材層１１に生じたジュール熱が柱状金属端子１０のメッキ層１２及び金属線２１に伝播していく。これにより、金属線２１と柱状金属端子１０との接触面で、柱状金属端子１０のメッキ層１２及び金属線２１が局所的に溶融する。これにより、金属線２１の主成分であるアルミニウムと、メッキ層１２の主成分である銅とが混ざり合う。その後、電流の供給が停止されると、金属線２１と柱状金属端子１０との界面には、アルミニウムと銅との金属間化合物層２４が形成される（図２参照）。
【００４３】
柱状金属端子１０に金属線２１を複数ターン巻き付けることで個々の金属線２１に流れる電流を分散させることが可能となる。金属線２１に流れる電流を分散させることにより金属線２１の発熱量が電流値に対して鈍感になる。抵抗溶接時の電流に対して鈍感であれば、大きな電流でも溶けにくいので、抵抗溶接時の電流値を制御しやすくすることができる。つまり、抵抗溶接時における第一金属及び第二金属の溶融状態を電流値で制御することが容易となる。
【００４４】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る端子１は、柱状金属端子１０と、柱状金属端子１０に対して巻きつけられた金属ワイヤ２０とを備え、金属ワイヤ２０をなす第一金属の融点は、柱状金属端子１０をなす第二金属の融点よりも低く、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０との界面には、第一金属と、第二金属との金属間化合物層２４が設けられている。
【００４５】
これによれば、金属ワイヤ２０をなす第一金属の融点が、柱状金属端子１０をなす第二金属の融点よりも低いので、同じ環境温度下にある場合には、金属ワイヤ２０は、柱状金属端子１０よりも柔軟な状態である。巻き付け時においては、比較的柔軟な金属ワイヤ２０を、比較的高硬度な柱状金属端子１０に巻き付けることとなるため、柱状金属端子１０に対して金属ワイヤ２０を巻き付ける際の作業性を高めることができる。
【００４６】
また、比較的柔軟な金属ワイヤ２０を、比較的高硬度な柱状金属端子１０に巻き付けることにより、簡単に金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に密着させることが可能である。金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０との密着性が高ければ、熱圧着及び抵抗溶接を安定して行うことができるので、結果的に金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０との接合強度を確保することができる。
【００４７】
また、第一金属の融点は、第二金属の融点よりも３００度以上低い。
【００４８】
これによれば、第一金属の融点が、第二金属の融点よりも３００度以上低いので、同じ環境温度下にある場合には、金属ワイヤ２０を、柱状金属端子１０よりも一層柔軟な状態とすることができる。したがって、巻き付け時における作業性をより高めることができる。
【００４９】
また、第一金属の主成分はアルミニウムであり、第二金属の主成分は銅である。
【００５０】
これによれば、アルミニウム及び銅は、一般的に電気抵抗が低い金属である。電気抵抗が低い金属は、抵抗溶接時の電流に対して鈍感であり、溶接しにくい金属とも言える。電気抵抗が高い金属であると、抵抗溶接時の電流に敏感であるので、一定の電流が付加されれば瞬時に溶けてしまう。一方、抵抗溶接時の電流に対して鈍感であれば、大きな電流でも溶けにくいので、抵抗溶接時の電流値を制御しやすくすることができる。つまり、抵抗溶接時における第一金属及び第二金属の溶融状態を電流値で制御することが容易となる。
【００５１】
また、第一金属の主成分がアルミニウムであり、第二金属の主成分が銅であるので、比較的廉価なアルミニウム及び銅によって柱状金属端子１０及び金属ワイヤ２０を形成することができる。したがって、製造コストを抑制することができる。
【００５２】
また、金属間化合物層２４の厚みは、５μｍ以下である。
【００５３】
図８は、実施の形態に係る端子１の金属間化合物層２４及びその周辺を拡大して示す画像である。具体的には、図８では、図２における破線Ｌ１に囲まれた領域を示している。図８では、下から順に、柱状金属端子１０の母材層１１、メッキ層１２、金属間化合物層２４及び金属線２１という順で並んでいる。図８に示すように、金属間化合物層２４には、クラックＣが発生する場合がある。クラックＣは、金属間化合物層２４内で柱状金属端子１０の軸方向に沿って延びている。ここで、柱状金属端子１０の軸方向での金属間化合物層２４の長さを界面長さとし、同方向におけるクラックＣの長さをクラック長さとする。また、柱状金属端子１０の軸方向に直交する方向での金属間化合物層２４の長さを、厚さ（層厚）とする。
【００５４】
図９は、実施の形態に係る端子１であって、界面長さに対するクラック長さの比率と、金属間化合物層２４の厚さとの関係を示すグラフである。図９に示すように、金属間化合物層２４の厚さが５μｍより大きいと、界面長さに対するクラック長さの比率が１００％となるクラックＣが発生していることが分かる。一方、金属間化合物層２４の厚さが５μｍ以下であれば、界面長さに対するクラック長さの比率が１００％となるクラックＣが発生していないことが分かる。つまり、金属間化合物層２４の厚さが５μｍ以下であれば、クラックＣが、界面長さと同程度まで成長してしまうことを抑制することができる。
【００５５】
また、柱状金属端子１０は、多角柱状であり、金属ワイヤ２０は、柱状金属端子に結ばれた少なくとも一つの交差部２３を有し、交差部２３は、柱状金属端子１０における金属間化合物層２４が形成されていない側面に配置されている。
【００５６】
柱状金属端子１０の接合端子面１１０に対して、金属ワイヤ２０の交差部２３が設けられる場合、熱圧着及び抵抗溶接時に交差部２３が一対の溶接電極３０に挟まれてしまう。交差部２３は、金属ワイヤ２０の他の部分よりも厚いので、当該他の部分では一対の溶接電極３０に接触しない箇所も発生する。これにより、金属ワイヤ２０における交差部２３以外の部分においては、熱圧着及び抵抗溶接が確実に行えないおそれがある。
【００５７】
一方、柱状金属端子１０の接合端子面１１０以外の側面、つまり、金属間化合物層２４が形成されていない側面に、金属ワイヤ２０の交差部２３が設けられる場合には、交差部２３が一対の溶接電極３０により挟まれない箇所に配置される。したがって、柱状金属端子１０の接合端子面１１０には、金属ワイヤ２０における一重に巻かれた部分のみが配置されるので、これらの部分に対して一対の溶接電極３０を確実に接触させることができる。したがって、熱圧着及び抵抗溶接の確実性を高めることができる。
【００５８】
また、上記実施の形態では、柱状金属端子１０の母材層１１が、比較的電気抵抗の高い鉄を主成分とした金属で形成されているので、抵抗溶接時にジュール熱を効率的に発生させることができる。一方、メッキ層１２は、比較的電気抵抗の低い銅を主成分とした第二金属で形成されているので、抵抗溶接時に、柱状金属端子１０の表層で電流が流れやすくなり、金属ワイヤ２０の金属線２１に集中して電気が流れることを抑制することができる。したがって、金属線２１の溶断を抑制できる。
【００５９】
［変形例１］
上記実施の形態では、メッキ層１２を有する柱状金属端子１０に対して金属ワイヤ２０が巻きつけられて金属接合された端子１を例示した。この変形例１では、メッキ層を有さない柱状金属端子１０ａに対して金属ワイヤ２０が巻き付けられて金属接合された端子１Ａについて説明する。なお、以降の説明において、上記実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００６０】
図１０は、変形例１に係る端子１Ａを示す断面図である。具体的には、図１０は、図２に対応する図である。図１０に示すように、端子１Ａに備わる柱状金属端子１０ａは、銅を主成分とする第二金属から全体的に形成されており、その表面にはメッキ層が形成されていない。つまり、金属ワイヤ２０の巻き付け前においては、柱状金属端子１０ａの表面は、全体として第二金属が露出した状態である。
【００６１】
このような柱状金属端子１０ａに対して、金属ワイヤ２０を巻き付けて、熱圧着、抵抗溶接を施すことで、金属ワイヤ２０の金属線２１が、柱状金属端子１０ａの接合端子面１１０ａにある第二金属と金属間化合物層２４ａを形成し金属接合される。金属間化合物層２４ａは、金属線２１をなす第一金属の主成分であるアルミニウムと、柱状金属端子１０ａをなす第二金属の主成分である銅からなる。
【００６２】
［変形例２］
上記実施の形態では、銅を主成分とする第二金属によってメッキ層１２が形成された柱状金属端子１０を例示した。この変形例２では、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする第二金属によってメッキ層１２ｂが形成された柱状金属端子１０ｂについて説明する。
【００６３】
図１１は、変形例２に係る端子１Ｂを示す断面図である。具体的には、図１１は、図２に対応する図である。図１１に示すように、端子１Ｂに備わる柱状金属端子１０ｂは、ニッケルを主成分とする第二金属から形成されたメッキ層１２ｂが、母材層１１に対して被膜されている。
【００６４】
このような柱状金属端子１０ｂに対して、金属ワイヤ２０を巻き付けて、熱圧着、抵抗溶接を施すことで、金属ワイヤ２０の金属線２１が、柱状金属端子１０ｂの接合端子面１１０ｂにおけるメッキ層１２ｂと金属間化合物層２４ｂを形成し金属接合される。金属間化合物層２４ｂは、金属線２１をなす第一金属の主成分であるアルミニウムと、柱状金属端子１０ａをなす第二金属の主成分であるニッケルからなる。メッキ層１２ｂは、ニッケルを主成分とする第二金属から形成されているために、ニッケルの融点（１４５５℃）に準じた融点となっている。つまり、この場合においても、アルミニウムを主成分とする第一金属の融点は、第二金属の融点よりも３００度以上低くなる。
【００６５】
［変形例３］
上記実施の形態では、メッキ層１２を有する柱状金属端子１０に対して金属ワイヤ２０が巻きつけられて金属接合された端子１を例示した。この変形例３では、二重のメッキ層１２、１２ｃを有する柱状金属端子１０ｃに対して金属ワイヤ２０が巻き付けられて金属接合された端子１Ｃについて説明する。
【００６６】
図１２は、変形例３に係る端子１Ｃを示す断面図である。具体的には、図１２は、図２に対応する図である。図１２に示すように、端子１Ｃに備わる柱状金属端子１０ｃでは、メッキ層１２の表層に、錫（Ｓｎ）を主成分とする第三金属からなるメッキ層１２ｃが被膜されている。メッキ層１２ｃは、金属ワイヤ２０の巻き付け前においては、メッキ層１２の全表面に対して積層されている。ここで、メッキ層１２ｃは、錫を主成分とする第三金属から形成されているために、錫の融点（２３２℃）に準じた融点となっている。
【００６７】
このような柱状金属端子１０ｃに対して金属ワイヤ２０を巻き付けて熱圧着する際には、柱状金属端子１０ｃ及び金属ワイヤ２０が、第三金属の融点よりも高く、第一金属の融点よりも低い温度で加熱される。これにより、メッキ層１２ｃが溶けた状態で一対の溶接電極３０からの圧力を受けるために、メッキ層１２ｃは、金属ワイヤ２０とメッキ層１２との界面からその外方へと押し出される。
【００６８】
その後、抵抗溶接を施すことで、金属ワイヤ２０の金属線２１が、柱状金属端子１０ｃの接合端子面１１０ｃにあるメッキ層１２と金属間化合物層２４ｃを形成し金属接合される。金属間化合物層２４ｃは、金属線２１をなす第一金属の主成分であるアルミニウムと、柱状金属端子１０ｃをなす第二金属の主成分である銅からなる。メッキ層１２ｃは、金属線２１及び金属間化合物層２４の外方で、メッキ層１２の表面を覆っている。
【００６９】
このように、錫を主成分とする第三金属からなるメッキ層１２ｃが柱状金属端子１０ｃに備えられていれば、銅を主成分とする第二金属からなるメッキ層１２の酸化を抑えることができる。また、メッキ層１２ｃは、熱圧着時に溶けた際に、金属線２１と柱状金属端子１０ｃとの隙間を埋めることとなる。この隙間が埋められることで、抵抗溶接時の熱伝導が高められる。
【００７０】
［変形例４］
上記実施の形態では、一本の金属ワイヤ２０が柱状金属端子１０に巻きつけられて金属接合されている場合を例示した。しかしながら、柱状金属端子に対して複数の金属ワイヤが巻き付けられていてもよい。この変形例４では、一例として二本の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２が柱状金属端子１０ｄに巻きつけられている場合を例示する。
【００７１】
図１３は、変形例４に係る端子１Ｄの概略構成を示す正面図である。図１３に示すように、端子１Ｄの柱状金属端子１０ｄには、二本の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２が巻きつけられている。具体的には、二本の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２は、それぞれ交差部２３ｄ１、２３ｄ２を有しており、これらの交差部２３ｄ１、２３ｄ２は互いに重ならない位置に配置されている。また、二本の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２は、互いに重ならないように、二重の螺旋状に柱状金属端子１０ｄに巻きつけられて、柱状金属端子１０ｄに対して金属接合されている。
【００７２】
このように、金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２は、複数本設けられており、それぞれが柱状金属端子１０ｄに対して巻きつけられている。
【００７３】
これにより、複数の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２を一つの柱状金属端子１０ｄに巻き付けることで、柱状金属端子１０ｄを共通化することができる。
【００７４】
ここで、複数の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２の線径は、同じであっても異なっていてもよい。具体的には、複数の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２のそれぞれに備わる金属線の線径は、同じであっても異なっていてもよい。
【００７５】
図１４は、変形例４に係る端子１Ｄであって、線径の異なる複数の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２が金属接合された状態を示す断面図である。図１４では、樹脂層が除去された金属線２１ｄ１、２１ｄ２のみを図示している。
【００７６】
図１４に示すように、線径の異なる複数の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２では、金属線２１ｄ１、２１ｄ２が柱状金属端子１０の接合端子面１１０ｄでメッキ層１２と金属接合されている。このため、各金属線２１ｄ１、２１ｄ２と柱状金属端子１０との境界には、金属間化合物層２４ｄ１、２４ｄ２が形成されている。ここで、金属接合された状態での金属線２１ｄ１、２１ｄ２の線径は、金属線２１ｄ１、２１ｄ２における柱状金属端子１０の軸方向に沿う長さｚ１、ｚ２である。ここでは、金属線２１ｄ１の線径が、金属線２１ｄ２よりも大きい場合を例示している。また、金属線２１ｄ１、２１ｄ２における柱状金属端子１０の軸方向に直交する方向に沿う厚みｈ１、ｈ２は同等となっている。
【００７７】
金属接合前では、金属線２１ｄ１、２１ｄ２は、互いに線径の異なる円形状断面（図１４における仮想線Ｌ１１、Ｌ１２）であった。端子１Ｄの製造時、線径の異なる金属線２１ｄ１、２１ｄ２は、まず熱圧着工程において厚みが均一化されメッキ層１２に対して密着するように柱状金属端子１０に対して押圧される。さらに抵抗溶接工程において押圧されることで、金属線２１ｄ１、２１ｄ２は厚みｈ１、ｈ２に均一化されて柱状金属端子１０と金属接合する。熱圧着工程において金属線２１ｄ１、２１ｄ２の厚みを均一化することにより抵抗溶接工程の品質が安定する。柱状金属端子１０ｄに対し金属線２１ｄ１、２１ｄ２の融点が低いため、熱圧着工程において線径の異なる金属線２１ｄ１、２１ｄ２の厚みを容易に均一化することが可能となる。
【００７８】
このように、複数の金属ワイヤ２０ｄ１、２０ｄ２の線径が異なっていても、金属間化合物層２４ｄ１、２４ｄ２を確実に形成することが可能である。
【００７９】
［その他］
以上、本発明について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００８０】
例えば、柱状金属端子に対して金属線が絡げられていない状態、つまり、金属線が交差部を有さず、単に１重で柱状金属端子に巻き付けられた状態で、柱状金属端子と金属線とが金属接合されてもよい。
【００８１】
また、上記実施の形態では、金属間化合物層２４が、アルミニウムを主成分とする第一金属と、銅を主成分とする第二金属とから形成されている場合を例示した。また、変形例２では、金属間化合物層２４ｂが、アルミニウムを主成分とする第一金属と、ニッケルを主成分とする第二金属とから形成されている場合を例示した。しかしながら、金属ワイヤをなす第一金属の融点が、柱状金属端子をなす第二金属の融点よりも低いのであれば、第一金属の主成分及び第二金属の主成分は上記した例に限定されない。また、第一金属の融点が、第二金属の融点よりも低いのであれば、３００度未満の差であってもよい。
【００８２】
その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  端子
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  柱状金属端子
２０、２０ｄ１、２０ｄ２  金属ワイヤ
２３、２３ｄ１、２３ｄ２  交差部
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ１、２４ｄ２  金属間化合物層
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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