(57)【要約】  端子（１）は、柱状金属端子（１０）と、金属ワイヤ（２０）とを備える。また、金属ワイヤ（２０）の電気抵抗値は、柱状金属端子（１０）の電気抵抗値よりも大きい。さらに、金属ワイヤ（２０）は、柱状金属端子（１０）に巻き付けられる。そして、金属ワイヤ（２０）と柱状金属端子（１０）とは、金属接合している。
2019203082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状金属端子と、
金属ワイヤとを備え、
前記金属ワイヤの電気抵抗値は、前記柱状金属端子の電気抵抗値よりも大きく、
前記金属ワイヤは、前記柱状金属端子に巻き付けられ、
前記金属ワイヤと前記柱状金属端子とは、金属接合している
端子。
【請求項２】
前記柱状金属端子は、複数の端子面を有する多角柱形状をしており、
前記柱状金属端子近傍において、前記金属ワイヤ同士が前記柱状金属端子の周方向に重なりあう交差部を有し、
前記複数の端子面のうちの一部の端子面は、前記交差部が配置されない接合端子面であり、
前記接合端子面では、前記柱状金属端子と前記金属ワイヤとが金属接合している
請求項１に記載の端子。
【請求項３】
径が異なる複数の前記金属ワイヤは、１つの前記柱状金属端子に巻き付けられている
請求項１又は２に記載の端子。
【請求項４】
柱状金属端子の電気抵抗値よりも大きい電気抵抗値を有する金属ワイヤを、前記柱状金属端子に巻き付ける第１ステップと、
前記第１ステップの後に、対向する一対の溶接電極を前記金属ワイヤに接触させ、前記一対の溶接電極から前記金属ワイヤと前記柱状金属端子とに電流を流し、前記金属ワイヤと前記柱状金属端子のジュール熱で、前記金属ワイヤと前記柱状金属端子とを金属接合する第２ステップとを含む
端子の接合方法。
【請求項５】
前記第１ステップでは、前記柱状金属端子に前記金属ワイヤを巻き付け始める部分に、前記金属ワイヤ同士が前記柱状金属端子の周方向に重なりあう交差部ができるように、前記金属ワイヤを前記柱状金属端子に巻き付け、
前記第２ステップでは、対向する前記一対の溶接電極と前記金属ワイヤの前記交差部との接触を避けるように、前記金属ワイヤを巻き付けた前記柱状金属端子を配置し、前記金属ワイヤと前記柱状金属端子とを金属接合する
請求項４に記載の端子の接合方法。
【請求項６】
前記第１ステップでは、
複数の前記金属ワイヤを１つの前記柱状金属端子に巻き付け、
各々の前記金属ワイヤ同士が前記柱状金属端子の周方向に重なりあう交差部をそれぞれ形成し、
前記第２ステップでは、対向する前記一対の溶接電極と複数の前記金属ワイヤのそれぞれの前記交差部との接触を避けるように、前記金属ワイヤを巻き付けた前記柱状金属端子を配置し、前記金属ワイヤと前記柱状金属端子とを金属接合する
請求項４又は５に記載の端子の接合方法。
【請求項７】
前記第２ステップでは、前記一対の溶接電極のうちの一方の溶接電極によって前記金属ワイヤを押込むことで、前記金属ワイヤの径から前記金属ワイヤが押込まれた押込み量を差し引いた位置が、前記柱状金属端子からの前記金属ワイヤの高さとなる
請求項４〜６のいずれか１項に記載の端子の接合方法。
【請求項８】
前記柱状金属端子に径の異なる複数の前記金属ワイヤが巻き付けられている場合、前記第２ステップでは、前記一対の溶接電極のうちの一方の溶接電極によって最も径の小さい前記金属ワイヤを押込むことで、最も径の小さい前記金属ワイヤの径から前記金属ワイヤが押込まれた押込み量を差し引いた位置が、前記柱状金属端子からの前記金属ワイヤの高さとなる
請求項６に記載の端子の接合方法。
【請求項９】
前記第２ステップでは、前記金属ワイヤの径、ターン数、耐力を用いて算出される規定の荷重以上で、前記一対の溶接電極によって前記金属ワイヤに荷重をかけ、前記金属ワイヤが押込まれる方向の押込み量を制御する
請求項４〜８のいずれか１項に記載の端子の接合方法。
【請求項１０】
前記金属ワイヤの金属材料は、アルミニウムを主成分とする
請求項４〜９のいずれか１項に記載の端子の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、端子及び端子の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイル端末を端子に巻き付けることで、コイル端末が接続された端子が特許文献１に開示されている。この端子では、コイル端末の強度を確保するために、コイル端末が挟持部によって挟まれている。
【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】
しかしながら、従来の端子では、挟持部からコイル端末が離間することもあり、この場合では、コイル端末と端子との接合強度を十分に確保し難くなる。このことから、コイル端末と端子との接合強度を確保したいという要望がある。【０００５】
そこで本開示は、柱状金属端子と金属ワイヤとの接合強度を確保することができる端子及び端子の接合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】
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、金属ワイヤとを備え、前記金属ワイヤの電気抵抗値は、前記柱状金属端子の電気抵抗値よりも大きく、前記金属ワイヤは、前記柱状金属端子に巻き付けられ、前記金属ワイヤと前記柱状金属端子とは、金属接合している。【０００７】
また、本開示の一形態に係る端子の接合方法は、柱状金属端子の電気抵抗値よりも大きい電気抵抗値を有する金属ワイヤを、前記柱状金属端子に巻き付ける第１ステップと、前記第１ステップの後に、対向する一対の溶接電極を前記金属ワイヤに接触させ、前記溶接電極から前記金属ワイヤと前記柱状金属端子とに電流を流し、前記金属ワイヤと前記柱状金属端子のジュール熱で、前記金属ワイヤと前記柱状金属端子とを金属接合する第２ステップとを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、柱状金属端子と金属ワイヤ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】
【０００９】
【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、図１のＩＩ−ＩＩ線における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る状態を示す図である。
【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、及び金属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、組立品を金属接合する工程を示すフロー図である。
【図７】図７は、実施の形態に係り、金属ワイヤの径が同一の場合の熱圧着の際の押込み量を示す説明図である。
【図８】図８は、実施の形態に係り、金属接合をする際の、導通経路を例示した説明図である。
【図９】図９は、実施の形態に係り、複数の金属ワイヤが巻き付けられた柱状金属端子を示す概略図である。
【図１０】図１０は、実施の形態に係り、金属ワイヤの径が異なる場合の熱圧着の際の押込み量を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
（実施の形態）
［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。
【００１４】
図１に示すように、端子１は、装置に搭載されるモータの一部を構成するステータを構成する複数のコイルに、それぞれ備えられている。端子１は、装置の電源部に搭載される回路基板からコイルに電力供給を行う。端子１は、柱状金属端子１０と、金属ワイヤ２０とを有する。
【００１５】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における実施の形態に係る端子１を示す断面図である。
【００１６】
図２に示すように、柱状金属端子１０は、コイル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の一部を構成する金属線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と溶接、つまり金属線２１と金属接合している。柱状金属端子１０は、例えば、鉄（Ｆｅ）の周囲を銅（Ｃｕ）層で構成し、さらに銅の周囲を錫（Ｓｎ）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とが金属接合している。絡げるとは、巻き付けた状態で結わえていることをいい、金属線２１が重なる部分が存在していることをいう。本実施の形態では、金属線２１は、交差部を除き、柱状金属端子１０に１重に巻き付けられている。
【００１７】
ここでいう金属接合は、熱圧着、超音波接合、ヒュージング等である固相接合、拡散接合、及び抵抗溶接等の溶融接合を含む意味である。本実施の形態では、主に溶接の一例である抵抗溶接について説明するが、熱圧着、超音波接合、ヒュージング等である固相接合、拡散接合によって、金属線２１と柱状金属端子１０とが接合されてもよい。
【００１８】
本実施の形態では、柱状金属端子１０は短辺が約０．４ｍｍ、長辺が０．６ｍｍの長方形であり、銅層の厚みは約２５μｍ、錫層の厚みは約３〜６μｍである。また、金属ワイヤ２０では、金属線２１の直径は約０．１５ｍｍである。
【００１９】
なお、柱状金属端子１０は、銅を主成分とする材料で構成されていてもよく、銅の表面に錫層を積層した部材を用いてもよい。このため、鉄及び錫は、柱状金属端子１０について必須の構成要件ではない。
【００２０】
柱状金属端子１０は、多角柱形状である。本実施の形態では、柱状金属端子１０は、長手方向から見た場合に、四角形である。なお、柱状金属端子１０は、長手方向から見た場合に、四角形であることに限定されず、多角形状、円形状及びこれらの組み合わせであってもよい。
【００２１】
この柱状金属端子１０は、柱状金属端子１０の長手方向と交差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。短辺面、及び長辺面は、後述する端子面１１である。また、長辺面は、後述する接合端子面１１ａである。
【００２２】
金属線２１は、金属ワイヤ２０の一部を構成し、絶縁被覆が形成されているワイヤである。金属線２１は、一対の長辺面と金属接合している。
【００２３】
金属線２１は、柱状金属端子１０近傍において、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。
【００２４】
なお、柱状金属端子１０の長手方向と交差する方向の断面は、長辺と短辺の区別がない、つまり正方形であってもよく、この場合、上述の端子面１１および端子面１１ａは長辺面、或いは短辺面といった形状に由来しない識別を行う。
【００２５】
［端子の接合方法］
柱状金属端子１０への金属ワイヤ２０の巻き付け方について説明する。
【００２６】
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。
【００２７】
柱状金属端子１０は、複数の端子面１１を有する。複数の端子面１１のうちの一部の端子面１１は、交差部２３が配置されない接合端子面１１ａである。接合端子面１１ａは、柱状金属端子１０と金属ワイヤ２０とが接合する面である。この接合方法で使用する柱状金属端子１０は、上述のように、四角柱状である。
【００２８】
また、金属ワイヤ２０は、金属線２１に絶縁被覆が形成されているワイヤであり、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材料等で構成されている。絶縁被覆は、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、金属ワイヤ２０の電気抵抗値は、柱状金属端子１０の銅層の電気抵抗値よりも大きくなっている。
【００２９】
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を絡げる状態を示している。図３の（ａ）は、柱状金属端子１０の長手方向と交差する方向から見て、柱状金属端子１０に金属ワイヤ２０を絡げる状態を示す。図３の（ｂ）は、柱状金属端子１０の長手方向から見て、柱状金属端子１０に金属ワイヤ２０を絡げる状態を示す。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。
【００３０】
図３及び図４に示すように、まず、柱状金属端子１０を固定し、金属ワイヤ２０を巻き付けることが可能な状態にする（Ｓ１１１）。金属ワイヤ２０を巻き付け始める部分を柱状金属端子１０の端子面１１と接触させた状態で配置し、金属ワイヤ２０の巻き付け始める部分を引っ張りながら、柱状金属端子１０に巻き付ける。
【００３１】
次に、巻き付け始める部分に対して１及び２ターン目を巻き付ける際に、金属ワイヤ２０の巻き付け始める部分と重なって交差するようにコイル状に巻き付ける（Ｓ１１２）。これにより、金属ワイヤ２０は、柱状金属端子１０のある一面において、交差部２３が形成される。具体的には、交差部２３は、金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に巻き付ける場合、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを平面視したときに、金属ワイヤ２０の巻き付け始めの部分と巻き付ける金属ワイヤ２０とを交差させることで、単一の金属ワイヤ２０同士が重なり合う部分である。本実施の形態では、交差部２３は、端子面１１と対向する位置に構成されている。ステップＳ１１２は、第１ステップの一例である。
【００３２】
さらに、金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に数ターン巻き付ける（Ｓ１１３）。こうして、金属ワイヤ２０の巻き付け始める部分をニッパ等で切断して金属ワイヤ２０を整えることで、柱状金属端子１０に金属ワイヤ２０が巻き付けられた、図５に示す組立品を得ることができる。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。
【００３３】
次に、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを接合する。本実施の形態では、金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に熱圧着及び抵抗溶接を行うことで実現する。
【００３４】
図６は、実施の形態に係り、組立品を接合する工程を示すフロー図である。
【００３５】
図５及び図６に示すように、まず、上述の組立品を、抵抗溶接器が備える一対の溶接電極３０の間に配置する（Ｓ１２１）。具体的には、柱状金属端子１０の一対の接合端子面１１ａと一対の溶接電極３０とが一対一で対抗するように、組立品を一対の溶接電極３０の間に配置する。
【００３６】
次に、組立品を一対の溶接電極３０によって熱圧着する（Ｓ１２２）。この際に、抵抗溶接器は、一対の溶接電極３０に図５の破線矢印で示すように電流を流す。この際に、金属線２１が自然な状態で潰れるように、一対の溶接電極３０で金属線２１に荷重をかける。すると、一対の溶接電極３０が発熱し、金属ワイヤ２０を加熱することで、金属ワイヤ２０の絶縁被覆２２は、金属ワイヤ２０の金属線２１から剥離し、溶融除去される。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。押込み量については後述する。ステップＳ１２２は、第２ステップの一例である。
【００３７】
次に、抵抗溶接器は、一対の溶接電極３０に図５の破線矢印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）。ステップＳ１２３は、第２ステップの一例である。
【００３８】
そして、抵抗溶接器は、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。
【００３９】
金属線２１が柱状金属端子１０に金属接合された状態を、図２に例示する。金属線２１を成すアルミニウムの融点より柱状金属端子１０の錫層の融点が低いため、金属線２１により錫層が左右に押しのけられ、金属線２１が柱状金属端子１０の銅層と溶融接合する。金属線２１と銅層との界面では、金属線２１と銅層とが溶融し、金属接合している。押しのけられた錫は、金属線２１を成すアルムニウム及び柱状金属端子１０の銅と金属化合物を形成し、金属線２１と柱状金属端子１０との接合の補強に寄与する。
【００４０】
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。
【００４１】
図７は、実施の形態に係り、熱圧着の際の押込み量を示す説明図である。図７では、一方側の溶接電極３０ａによる接合について説明する。ここでは、同一の径の金属ワイヤ２０が柱状金属端子１０に巻き付けられている。
【００４２】
抵抗溶接器は、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、抵抗溶接器は、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。また、他方の溶接電極３０ｂにおいても同様である。
【００４３】
また、一対の溶接電極３０を規定するために、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、抵抗溶接器は、金属線２１と接触した地点からの押込み量で金属ワイヤを押込むことができる。
【００４４】
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。図７の金属線２１は、接合後の金属線２１の高さが（ｄ０−押込み量）で示される。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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が潰れて断線したり、溶断したりすることがある。このため、抵抗溶接器は、金属線２１が潰れて断線したり、溶断したりする不具合が発生しないように、一対の溶接電極３０に流す電流を制御する。
【００４７】
一対の溶接電極３０の間に配置した組立品を図８に例示する。図８は、実施の形態に係り、接合をする際の、導通経路を例示した説明図である。図８は、図３の様に、組立品を柱状金属端子１０の長手方向に見た図を示している。
【００４８】
図８に示すように、一方の溶接電極３０ａから組立品を介して他方の溶接電極３０ｂまで電流が流れる経路を導通経路Ｄ１とし、一方の溶接電極３０ａから他方の溶接電極３０ｂ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。
【００４９】
ここで、一方の溶接電極３０ａから他方の溶接電極３０ｂ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ＲＢ１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ＲＢ２とにより、金属ワイヤ２０の金属線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および柱状金属端子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のコア材である鉄に生じたジュール熱が柱状金属端子１０の銅層および金属線２１に伝播していく。これにより、金属ワイヤ２０の金属線２１と柱状金属端子１０との接触面で、柱状金属端子１０の銅層および金属線２１を構成する要素で錫層を除き最も融点の低い金属ワイヤ２０の金属線２１が局所的に溶融し始める。
【００５０】
本実施の形態では、柱状金属端子１０は、鉄層、銅層、及び錫層の３つの積層構造体である。電気抵抗率の高い鉄層に電気抵抗率の小さい銅層を薄く被覆した構造が、金属線２１に接する柱状金属端子１０の周縁部でジュール熱を生じさせ、金属線２１への熱の伝番速度を速め、溶融促進に寄与している。
【００５１】
なお、導通経路Ｄ２、Ｄ３に、過大な電流が流れると、金属ワイヤ２０の金属線２１との電気抵抗値ＲＡ３に起因するジュール熱により、金属ワイヤ２０の金属線２１が溶断してしまう。この観点から、できる限り、導通経路Ｄ２、Ｄ３には、電流が流れないことが好ましい。このため、導通経路Ｄ１の銅層の電気抵抗値は、導通経路Ｄ２、Ｄ３のそれぞれの電気抵抗値よりも小さくする必要があると考えられる。
【００５２】
ところで、導通経路Ｄ１〜Ｄ３のそれぞれの電気抵抗値を、以下の式（１）、式（２）で表してみる。
【００５３】
電気抵抗値Ｒ１＝ＲＤ１＋ＲＡ１＋ＲＢ１＋ＲＣ＋ＲＢ２＋ＲＡ２＋ＲＤ２  式（１）
【００５４】
導通経路Ｄ２の電気抵抗値Ｒ２＝導通経路Ｄ３の電気抵抗値Ｒ３＝ＲＤ１＋ＲＡ３＋ＲＤ２      式（２）
【００５５】
Ｒ１は、導通経路Ｄ１の電気抵抗値である。Ｒ２は、導通経路Ｄ２の電気抵抗値である。Ｒ３は、導通経路Ｄ３の電気抵抗値である。ＲＤ１は、一方の溶接電極３０ａと金属ワイヤ２０の金属線２１との接触抵抗値である。ＲＡ１は、一方の溶接電極３０ａと柱状金属端子１０との間の、金属ワイヤ２０の金属線２１の電気抵抗値である。ＲＣは、柱状金属端子１０の電気抵抗値である。ＲＡ２は、他方の溶接電極３０ｂと柱状金属端子１０との間の、金属ワイヤ２０の金属線２１の電気抵抗値である。ＲＤ２は、他方の溶接電極３０ｂと金属ワイヤ２０の金属線２１との接触抵抗値である。ＲＡ３は、導通経路Ｄ２、Ｄ３の電気抵抗値である。
【００５６】
式（１）と式（２）とを見比べると、導通経路Ｄ１と導通経路Ｄ２、Ｄ３との電気抵抗値の差異は、導通経路Ｄ１ではＲＡ１＋ＲＢ１＋ＲＣ＋ＲＢ２＋ＲＡ２、導通経路Ｄ２、Ｄ３ではＲＡ３である。このため、（ＲＡ１＋ＲＢ１＋ＲＣ＋ＲＢ２＋ＲＡ２）＜ＲＡ３とする必要があることが分かる。その一方で、電気抵抗値ＲＢ１と電気抵抗値ＲＢ２とを大きくすることで、金属ワイヤ２０の金属線２１を溶融させる必要がある。
【００５７】
そこで、（ＲＡ１＋ＲＢ１＋ＲＣ＋ＲＢ２＋ＲＡ２）＜ＲＡ３となるには、（ＲＡ１＋ＲＡ２）＜ＲＡ３を満たすことと、柱状金属端子１０の電気抵抗値を小さくすることとが必要であると考えられる。
【００５８】
導通経路Ｄ２、Ｄ３の長さは金属線２１の厚みよりも大きいため、導通経路Ｄ２、Ｄ３をできるだけ長くすること、つまり導通経路Ｄ２、Ｄ３の部分の金属ワイヤ２０の金属線２１を撓ませることで電気抵抗値ＲＡ３を大きくすることができる。例えば、電気抵抗値ＲＡ１である金属線２１の厚みＳ１と電気抵抗値ＲＡ２である金属線２１の厚みＳ２との和を、導通経路Ｄ２又は導通経路Ｄ３の長さよりも小さくすることで、（ＲＡ１＋ＲＡ２）＜ＲＡ３を満たすことができる。
【００５９】
さらに、金属ワイヤ２０の金属線２１を細くすることで、導通経路Ｄ２、Ｄ３の電気抵抗値ＲＡ３が大きくなり、（ＲＡ１＋ＲＡ２）＜ＲＡ３が満たされる。
【００６０】
また、柱状金属端子１０の銅層の電気抵抗率は金属ワイヤ２０の金属線２１の電気抵抗率よりも小さい。このように、柱状金属端子１０の材料を金属ワイヤ２０の金属線２１の材料よりも電気抵抗率の低い材料を用いたり、導通経路Ｄ１上の柱状金属端子１０の厚みをさらに薄くしたりする。また、本実施の形態では、導通経路Ｄ１上の柱状金属端子１０の厚みは、例えば金属ワイヤ２０の金属線２１の径よりも大きいが、金属ワイヤ２０の金属線２１の径よりも薄くしてもよい。
【００６１】
次に、電気抵抗値ＲＢ１及び電気抵抗値ＲＢ２を大きくするには、一方側の金属ワイヤ２０の金属線２１と柱状金属端子１０との間の接触面積を小さくしたり、他方側の金属ワイヤ２０の金属線２１と柱状金属端子１０との間の接触面積を小さくしたりして実現する。この際には、金属ワイヤ２０の金属線２１を潰さないように、一対の溶接電極３０による組立品に対する荷重をさらに小さくする。
【００６２】
このように、上記の点を考慮することで、導通経路Ｄ１の電気抵抗値は、導通経路Ｄ２、Ｄ３のそれぞれの電気抵抗値よりも小さくする。
【００６３】
図９は、実施の形態に係り、複数の金属ワイヤ２０が巻き付けられた柱状金属端子１０を示す概略図である。
【００６４】
次に、複数種類の金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に巻き付ける場合を説明する。ここでは、柱状金属端子１０にメインコイルの第１金属ワイヤ２０ａとサブコイルの第２金属ワイヤ２０ｂとを巻き付ける場合を想定している。
【００６５】
まず、図９のように、第１金属ワイヤ２０ａを柱状金属端子１０に巻き付ける。この際に、第１金属ワイヤ２０ａは、第１金属ワイヤ２０ａ同士が所定の間隔を空けた状態で柱状金属端子１０に巻き付けられる。
【００６６】
さらに、第２金属ワイヤ２０ｂは、第１金属ワイヤ２０ａと重なり合わないように、柱状金属端子１０に巻き付けられる。第２金属ワイヤ２０ｂは、第１金属ワイヤ２０ａと重なり合わずに交互に配置されるように、柱状金属端子１０に１重に巻き付けられる。
【００６７】
こうして、第１金属ワイヤ２０ａ及び第２金属ワイヤ２０ｂは、２重螺旋状に柱状金属端子１０に巻き付けられる。ここで、第１金属ワイヤ２０ａの交差部２３と、第２金属ワイヤ２０ｂの交差部２３とが接合端子面１１ａと対向するように配置される。これらの交差部２３は、同一の接合端子面１１ａ側に配置されていてもよいが、柱状金属端子１０を挟んで対になるように配置されてもよい。
【００６８】
次に、径の異なる複数の金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に接合する場合について説明する。
【００６９】
図１０は、実施の形態に係り、金属ワイヤ２０の径が異なる場合の熱圧着の際の押込み量を示す説明図である。図１０では、一方側の溶接電極３０による接合について説明する。ここでは、径が異なる複数の金属ワイヤ２０が柱状金属端子１０に巻き付けられている。複数の金属ワイヤ２０は、例えば、第１金属ワイヤ２０ａと第２金属ワイヤ２０ｂとであり、第１金属ワイヤ２０ａの径が第２金属ワイヤ２０ｂの径よりも大きい。
【００７０】
図１０に示すように、第１金属ワイヤ２０ａ及び第２金属ワイヤ２０ｂを柱状金属端子１０に巻き付けた状態では、第１金属ワイヤ２０ａの径と第２金属ワイヤ２０ｂの径とが異なっている。
【００７１】
この際に、複数の金属ワイヤ２０の中で最も径の小さい金属ワイヤ２０に合わせるように、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを接合する。具体的には、抵抗溶接器は、一対の溶接電極３０のうちの一方の溶接電極３０ａによって最も径の小さい金属ワイヤ２０を押込むことで、最も径の小さい金属ワイヤ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。他方の溶接電極３０ｂにおいても同様である。
【００７２】
また、ロードセルを用いて、複数の金属ワイヤ２０の中で最も径の大きい金属ワイヤ２０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、抵抗溶接器は、複数の金属ワイヤ２０の中で最も径の大きい金属線２１と接触した地点からの押込み量で金属ワイヤ２０を押込むことができる。
【００７３】
これにより、本実施の形態では、端子１は、金属ワイヤ２０の第１金属線２１ａの径ｄ１が金属ワイヤ２０の第２金属線２１ｂの径ｄ２よりも大きいため、第２金属線２１ｂの径ｄ２に合わせた位置で平坦化される。
【００７４】
第２金属線２１ｂは、第２金属線２１ｂの径ｄ２に対して所定の押込み量だけ押込まれる。このため、第１金属線２１ａは、（第１金属線２１ａの径ｄ１−第２金属線の径ｄ２＋所定の押込み量）を算出した値だけ押込まれる。
【００７５】
第２金属線２１ｂの径ｄ２に対して一方側の溶接電極３０に所定の押込み量だけ押込まれると、第２金属線２１ｂは、押込み量に応じて変形する。図１０の第２金属線２１ｂは、接合後の金属線２１の高さが（ｄ２−押込み量）で示される。
【００７６】
また、第１金属ワイヤ２０ａの金属線２１の径ｄ１に対して一方側の溶接電極３０に（ｄ１−ｄ２＋所定の押込み量）だけ押込まれると、第１金属ワイヤ２０ａの金属線２１は、（ｄ１−ｄ２＋所定の押込み量）に応じて変形する。
【００７７】
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、線径の異なる複数の金属線２１が数ターン巻き付けられていても、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。
【００７８】
線径の異なる複数の金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に接合する場合も図６と同様であるため、その説明を省略する。
【００７９】
このようにして、金属ワイヤ２０の径が異なるものが柱状金属端子１０に巻き付けられていても、最も径の小さい金属ワイヤ２０に合わせるように平坦化することで端子１を製造できる。
【００８０】
［作用効果］
次に、本実施の形態おける端子１及び端子１の接合方法の作用効果について説明する。
【００８１】
上述したように、本実施の形態に係る端子１は、柱状金属端子１０と、金属ワイヤ２０とを備える。また、金属ワイヤ２０の電気抵抗値は、柱状金属端子１０の電気抵抗値よりも大きい。さらに、金属ワイヤ２０は、柱状金属端子１０に巻き付けられる。そして、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とは、金属接合している。
【００８２】
これによれば、金属ワイヤ２０が柱状金属端子１０に巻き付けられ、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とが金属接合しているため、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とが強固に接合されている。
【００８３】
したがって、柱状金属端子１０と金属ワイヤ２０との接合強度を確保することができている。
【００８４】
特に、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０との接合を補強するために、補強部材で金属ワイヤ２０を固定する必要もないため、端子１は製造コストを抑制することができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る端子１において、柱状金属端子１０は、複数の端子面１１を有する多角柱形状をしている。端子１は、柱状金属端子１０近傍において、金属ワイヤ２０同士が柱状金属端子１０の周方向に重なりあう交差部２３を有する。そして、複数の端子面１１のうちの一部の端子面１１は、交差部２３が配置されない接合端子面１１ａである。そして、接合端子面１１ａでは、柱状金属端子１０と金属ワイヤ２０とが金属接合している。
【００８６】
例えば、交差部２３を接合端子面１１ａと接合した場合では、金属ワイヤ２０が交差部２３で重なり、柱状金属端子１０からの金属ワイヤ２０の高さが概ね２倍になっているため、ロードセルを用いて、金属ワイヤ２０の金属線２１と一対の溶接電極３０とが接触したことを検知したとしても、一対の溶接電極３０の押込み量を適切に制御することができない。これにより、柱状金属端子１０と金属ワイヤ２０とが適切に接合できない場合があるだけでなく、金属線２１を破断させてしまう場合がある。しかしながらこの端子１では、金属ワイヤ２０同士が柱状金属端子１０の周方向に重なりあう交差部２３は、一対の接合端子面１１ａとは異なる柱状金属端子１０の側面側に配置され、金属線２１を破断させることなく接合端子面１１ａで金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とが金属接合しているため、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０との間の強度を確保することができている。
【００８７】
また、本実施の形態に係る端子１において、径が異なる複数の金属ワイヤ２０は、１つの柱状金属端子１０に巻き付けられている。
【００８８】
これによれば、１つの柱状金属端子１０に複数の金属ワイヤ２０を巻き付けているため、１つの柱状金属端子１０に複数の金属ワイヤ２０を共通化することができる。このため、個別に柱状金属端子１０を用意する必要も無いため、端子１の製造コストを抑制することができる。
【００８９】
また、本実施の形態に係る端子１の接合方法は、柱状金属端子１０の電気抵抗値よりも大きい電気抵抗値を有する金属ワイヤ２０を、柱状金属端子１０に巻き付ける第１ステップと、第１ステップの後に、対向する一対の溶接電極３０を金属ワイヤ２０に接触させ、一対の溶接電極３０から金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とに電流を流し、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０のジュール熱で、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを金属接合する第２ステップとを含む。
【００９０】
これによれば、金属ワイヤ２０の電気抵抗値は柱状金属端子１０の電気抵抗値よりも大きいため、金属ワイヤ２０が柱状金属端子１０に巻き付けた状態で溶接電極３０から金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とに電流を流す際に、柱状金属端子１０を迂回して金属ワイヤ２０の金属線２１を流れる電流を抑制し、効率的に柱状金属端子１０を介して電流を流すことができる。このため、金属線２１の溶断などを防止するとともに、柱状金属端子１０の電気抵抗に起因するジュール熱及び柱状金属端子１０と金属線２１との接触抵抗に起因するジュール熱を効率的に利用し、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを金属接合することができる。
【００９１】
したがって、柱状金属端子１０と金属ワイヤ２０との接合強度を確保することができる。
【００９２】
特に、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０との接合を補強するために、補強部材で金属ワイヤ２０を固定する必要もないため、この接合方法では、端子１を製造する作業効率が向上する。
【００９３】
また、本実施の形態に係る端子１の接合方法において、第１ステップでは、柱状金属端子１０に金属ワイヤ２０を巻き付け始める部分に、金属ワイヤ２０同士が重なり合う交差部２３ができるように、金属ワイヤ２０を柱状金属端子１０に巻き付ける。そして、第２ステップでは、対向する一対の溶接電極３０と金属ワイヤ２０の交差部２３との接触を避けるように、金属ワイヤ２０を巻き付けた柱状金属端子１０を配置し、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを接合する。
【００９４】
例えば、交差部２３を接合端子面１１ａと接合した場合では、金属ワイヤ２０が交差部２３で重なり、柱状金属端子１０からの金属ワイヤ２０の高さが概ね２倍になっているため、ロードセルを用いて、金属ワイヤ２０の金属線２１と一対の溶接電極３０とが接触したことを検知したとしても、一対の溶接電極３０の押込み量を適切に制御することができない。これにより、柱状金属端子１０と金属ワイヤ２０とが適切に金属接合できない場合があるだけでなく、金属線２１を破断させてしまう場合がある。しかしながらこの接合方法では、交差部２３は、一対の接合端子面１１ａとは異なる柱状金属端子１０の側面側に配置し、金属線２１を破断させることなく接合端子面１１ａで金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを金属接合するため、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０との間の強度が確保された端子１を製造することができる。
【００９５】
また、本実施の形態に係る端子１の接合方法において、第１ステップでは、複数の金属ワイヤ２０を１つの柱状金属端子１０に巻き付け、各々の金属ワイヤ２０同士が柱状金属端子１０の周方向に重なりあう交差部２３をそれぞれ形成する。そして、第２ステップでは、対向する一対の溶接電極３０と複数の金属ワイヤ２０のそれぞれの交差部２３との接触を避けるように、金属ワイヤ２０を巻き付けた柱状金属端子１０を配置し、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを接合する。
【００９６】
これによれば、複数の柱状金属端子１０を用意する必要も無く、１つの柱状金属端子１０に複数の金属ワイヤ２０を巻き付けることで、複数の金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを金属接合することができる。このため、この方法によれば、端子１の製造コストを抑制することができる。
【００９７】
また、本実施の形態に係る端子１の接合方法において、第２ステップでは、一対の溶接電極３０のうちの一方の溶接電極３０ａによって金属ワイヤ２０を押込むことで、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。
【００９８】
これによれば、一対の溶接電極３０によって柱状金属端子１０に巻き付けられた金属ワイヤ２０が両側から押込まれる、つまり挟まれることで、一対の溶接電極３０の位置で金属ワイヤ２０の外周側が平坦化され、数ターン巻き付けられた金属ワイヤ２０の金属線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。これにより、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とが確実に金属接合し、金属ワイヤ２０の外周側が平坦化された端子１を製造することができる。
【００９９】
また、本実施の形態に係る端子１の接合方法において、柱状金属端子１０に径の異なる複数の金属ワイヤ２０が巻き付けられている場合、第２ステップでは、一対の溶接電極３０のうちの一方の溶接電極３０ａによって最も径の小さい金属ワイヤ２０を押込むことで、最も径の小さい金属ワイヤ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。
【０１００】
これによれば、一対の溶接電極３０によって柱状金属端子１０に巻き付けられた金属ワイヤ２０が両側から押込まれる、つまり挟まれる。一対の溶接電極３０が最も径の小さい金属ワイヤ２０の径に合わせるように、金属ワイヤ２０を両側から押込むことで、一対の溶接電極３０の位置で金属ワイヤ２０の外周側が平坦化され、線径の異なる複数の金属ワイヤ２０の金属線２１が数ターン巻き付けられていても、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。これにより、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とが確実に金属接合し、金属ワイヤ２０の外周側が平坦化された端子１を製造することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態に係る端子１の接合方法において、第２ステップでは、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が押込まれる方向の押込み量を制御する。
【０１０２】
このように、荷重に基づいて一対の溶接電極３０による押込み量を制御することで、金属ワイヤ２０は、金属ワイヤ２０の径、ターン数、耐力に応じた押込み量で金属ワイヤ２０を変形される。これにより、金属ワイヤ２０が押込まれ過ぎることで断線するといった不具合が抑制されるため、この接合方法では、柱状金属端子１０と金属ワイヤ２０との接合強度を確保しつつ、金属ワイヤ２０と柱状金属端子１０とを確実に金属接合することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態に係る端子１の接合方法において、金属ワイヤ２０の金属材料は、アルミニウムを主成分とする。
【０１０４】
これによれば、銅に比べ安価なアルミニウムを採用することで製造コストを抑制することができる。
【０１０５】
（その他の変形例等）
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。以降の説明において、上記実施の形態と同一の部分においては、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【０１０６】
例えば、本実施の形態の端子及び端子の接合方法について、柱状金属端子に金属線が絡げられていない状態、つまり単に１重に巻き付けられる状態で、柱状金属端子と金属線とが金属接合されてもよい。
【０１０７】
また、本実施の形態の端子及び端子の接合方法について、図４のステップＳ１１３で柱状金属端子１０の電気抵抗値よりも大きい電気抵抗値を有する金属ワイヤ２０を、柱状金属端子１０に巻き付けているが、柱状金属端子１０の電気抵抗率よりも大きい電気抵抗率を有する金属ワイヤ２０を、柱状金属端子１０に巻き付けてもよい。
【０１０８】
また、本実施の形態の端子及び端子の接合方法について、金属ワイヤの電気抵抗値が柱状金属端子の電気抵抗値よりも大きければよいため、端子の一部分においては、金属ワイヤの一部分の電気抵抗値が、柱状金属端子の一部分の電気抵抗値よりも小さくなっていてもよい。
【０１０９】
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】
【０１１０】
１  端子
１０  柱状金属端子
１１  端子面
１１ａ  接合端子面
２０、２０ａ、２０ｂ  金属ワイヤ
２３、２３ａ、２３ｂ  交差部
３０、３０ａ、３０ｂ  溶接電極
【図１】
2019203082.tif 000003
【図２】
2019203082.tif 000004
【図３】
2019203082.tif 000005
【図４】
2019203082.tif 000006
【図５】
2019203082.tif 000007
【図６】
2019203082.tif 000008
【図７】
2019203082.tif 000009
【図８】
2019203082.tif 000010
【図９】
2019203082.tif 000011
【図１０】
2019203082.tif 000012
【国際調査報告】
2019203082.tif 000013
2019203082.tif 000014
2019203082.tif 000015
2019203082.tif 000016