特開 2023-131499 端子、端子付き電線及び端子付き電線の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023131499

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】端子、端子付き電線及び端子付き電線の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 4/02 20060101AFI20230914BHJP

   H01R 43/02 20060101ALI20230914BHJP

【ＦＩ】

H01R4/02 C

H01R43/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022036304

(22)【出願日】2022-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391045897

【氏名又は名称】古河ＡＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】達川 永吾

(72)【発明者】

【氏名】篠崎 健作

【テーマコード（参考）】

5E051

5E085

【Ｆターム（参考）】

5E051LA04

5E051LB03

5E085BB01

5E085BB12

5E085DD04

5E085EE40

5E085JJ50

(57)【要約】

【課題】コストを抑え、電線を端子に超音波接合するときに端子の破損を防ぐ。
【解決手段】端子は、電線が有する導体が接合される接合部と、前記接合部に連なり、最小断面二次モーメントが前記接合部の最小断面二次モーメントより大きく、接続相手へ接続される接続部と、を備える。接続部の最小断面二次モーメントが接合部の最小断面二次モーメントより大きいため、接合部に電線を超音波接合するときに接続部の変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電線が有する導体が接合される接合部と、
前記接合部に連なり、最小断面二次モーメントが前記接合部の最小断面二次モーメントより大きく、接続相手へ接続される接続部と、
を備える端子。

【請求項2】

前記接続部の厚さが前記接合部より厚い
請求項１に記載の端子。

【請求項3】

前記接続部の断面形状が前記接合部の断面形状と異なる
請求項１又は請求項２に記載の端子。

【請求項4】

前記接続部の断面形状が凹形であり、前記接合部の断面形状が矩形である
請求項３に記載の端子。

【請求項5】

前記接続部の断面形状が中空の矩形であり、前記接合部の断面形状が矩形である
請求項３に記載の端子。

【請求項6】

前記接続部の断面を形成する辺の数が前記接合部を形成する辺の数より多い
請求項３に記載の端子。

【請求項7】

前記接続部の最小断面二次モーメントが６．７×１０^－１3ｍ^４以上である
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の端子。

【請求項8】

前記接続部の厚さが１．３ｍｍ以上７ｍｍ以下である
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の端子。

【請求項9】

前記接続部の最小断面二次モーメントが１．０×１０^－１1ｍ^４以上１．０×１０^－１0ｍ^４未満であり、前記接続部の長さが１．２ｍｍ以上３０ｍｍ未満である
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の端子。

【請求項10】

前記接続部の最小断面二次モーメントが１．０×１０^－１0ｍ^４以上１．０×１０^－9ｍ^４未満であり、前記接続部の長さが１．２ｍｍ以上４０ｍｍ未満である
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の端子。

【請求項11】

前記接続部の最小断面二次モーメントが１．０×１０^－9ｍ^４以上１．０×１０^－7ｍ^４未満であり、前記接続部の長さが１．２ｍｍ以上５０ｍｍ未満である
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の端子。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の端子と、
電線と、を有し、
前記電線の導体が、前記端子の前記接合部に超音波接合されている、
端子付き電線。

【請求項13】

電線が有する導体が接合される接合部と、前記接合部に連なり、最小断面二次モーメントが前記接合部の最小断面二次モーメントより大きく、接続相手へ接続される接続部を有する端子の前記接合部へ前記導体を超音波接合するステップ
を備える端子付き電線の製造方法。

【請求項14】

前記導体を前記接合部へ超音波接合する超音波接合機のホーンの駆動周波数が２０ｋＨｚであり、前記ホーンの振動の周波数が前記駆動周波数の－１０％から５％の範囲内である
請求項１３に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、端子付き電線及び端子付き電線の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電線の芯線を金属端子に超音波接合するときに端子への振動の影響を抑える発明として、例えば特許文献１に開示された発明がある。この発明では、まず導電性板材の幅方向の一端側と他端側とを折り曲げ、折り曲げられて重なった部分をレーザ溶接して断面が矩形状の箱部を有する端子を形成する。次に長さ方向で箱部と反対側に超音波接合装置によって電線の芯線を接合する。特許文献１に開示された発明では、レーザ溶接によって閉じた箱部を形成することにより、箱部の底部に対する側壁部の相対運動を抑えている。箱部の底部に対する側壁部の相対運動を抑えることにより、箱部の内部に収容されるように形成されているバネが大きく揺れるのを防ぎ、バネに疲労が集中して破損するのを防いでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１５０１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された技術によれば、超音波接合において、端子が破損するのを抑えることができる。しかしながら、特許文献１に開示された技術では、箱部のレーザ溶接を行う必要があるため、工数が多くなり、コストがかかることとなる。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、コストを抑え、電線を端子に超音波接合するときに端子の破損を防ぐ技術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】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る端子は、電線が有する導体が接合される接合部と、前記接合部に連なり、最小断面二次モーメントが前記接合部の最小断面二次モーメントより大きく、接続相手へ接続される接続部と、を備える。

【0007】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の厚さが前記接合部より厚い構成としてもよい。

【0008】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の断面形状が前記接合部の断面形状と異なる構成としてもよい。

【0009】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の断面形状が凹形であり、前記接合部の断面形状が矩形である構成としてもよい。

【0010】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の断面形状が中空の矩形であり、前記接合部の断面形状が矩形である構成としてもよい。

【0011】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の断面を形成する辺の数が前記接合部を形成する辺の数より多い構成としてもよい。

【0012】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の最小断面二次モーメントが６．７×１０^－１３ｍ^４以上である構成としてもよい。

【0013】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の厚さが１．３ｍｍ以上７ｍｍ以下である構成としてもよい。

【0014】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の最小断面二次モーメントが１．０×１０^－１1ｍ^４以上１．０×１０^－１0ｍ^４未満であり、前記接続部の長さが１．２ｍｍ以上３０ｍｍ未満である構成としてもよい。

【0015】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の最小断面二次モーメントが１．０×１０^－１0ｍ^４以上１．０×１０^－9ｍ^４未満であり、前記接続部の長さが１．２ｍｍ以上４０ｍｍ未満である構成としてもよい。

【0016】

本発明の一態様に係る端子は、前記接続部の最小断面二次モーメントが１．０×１０^－9ｍ^４以上１．０×１０^－7ｍ^４未満であり、前記接続部の長さが１．２ｍｍ以上５０ｍｍ未満である構成としてもよい。

【0017】

本発明に係る端子付き電線は、上記のいずれか一つの構成の端子と、電線と、を有し、前記電線の導体が、前記端子の前記接合部に超音波接合されている。

【0018】

本発明に係る端子付き電線の製造方法は、電線が有する導体が接合される接合部と、前記接合部に連なり、最小断面二次モーメントが前記接合部の最小断面二次モーメントより大きく、接続相手へ接続される接続部を有する端子の前記接合部へ前記導体を超音波接合するステップを備える。

【0019】

本発明の一態様に係る端子付き電線の製造方法においては、前記導体を前記接合部へ超音波接合する超音波接合機のホーンの駆動周波数が２０ｋＨｚであり、前記ホーンの振動の周波数が前記駆動周波数の－１０％から５％の範囲内としてもよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、コストを抑え、電線を端子に超音波接合するときに端子の破損を防ぐことができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、第１実施形態に係る端子の形状を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る端子の固有振動数を示すグラフである。

【図3】図３は、第２実施形態に係る端子の形状を示す図である。

【図4】図４は、第２実施形態に係る端子の固有振動数を示すグラフである。

【図5】図５は、第３実施形態に係る端子の形状を示す図である。

【図6】図６は、第３実施形態に係る端子の固有振動数を示すグラフである。

【図7】図７は、第４実施形態に係る端子の形状を示す図である。

【図8】図８は、第４実施形態に係る端子の固有振動数を示すグラフである。

【図9】図９は、第５実施形態に係る端子の形状を示す図である。

【図10】図１０は、第５実施形態に係る端子の固有振動数を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、図中では適宜ＸＹＺ座標軸を示し、これにより方向を説明する。ＸＹＺ座標軸で示される空間においてＸ成分が増加する方向を＋Ｘ方向といい、Ｘ成分が減少する方向を－Ｘ方向という。同様に、Ｙ、Ｚ成分についても、＋Ｙ方向、－Ｙ方向、＋Ｚ方向、－Ｚ方向と定義する。なお、Ｚ軸方向は、鉛直方向であって、＋Ｚ方向は鉛直上向きであり、－Ｚ方向は鉛直下向きでもある。

【0023】

［第１実施形態］
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る端子付き電線１０の平面図である。端子付き電線１０は、端子１Ａと被覆電線３とから構成される。図１（ｂ）は、端子１Ａの平面図であり、図１（ｃ）は、端子１Ａの正面図である。また、図１（ｄ）は、図１（ｂ）のＡ－Ａ線断面図であり、図１（ｅ）は、図１（ｂ）のＢ－Ｂ線断面図である。

【0024】

被覆電線３は、導体３１と、導体３１を被覆する被覆部３２からなる。導体３１は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金製である複数の素線が撚り合わせられた撚り線である。なお、導体３１は、複数の素線を撚り合わせたものではなく、複数の素線を束ねたものであってもよい。導体３１の公称断面積は、本実施形態では６０ｓｑである。導体３１の公称断面積は、１６ｓｑ以上を採用することが可能であり、好ましくは２０ｓｑ～６０ｓｑである。なお、導体３１の公称断面積は、６０ｓｑを超えるものとして、例えば９０ｓｑや１００ｓｑであってもよい。

【0025】

被覆部３２は、例えば、絶縁性を有するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）や、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等、この技術の分野において通常用いられるものを選択することができる。被覆部３２は、導体３１の外周を被覆している。被覆電線３の先端は、被覆部３２が除去されて導体３１が露出しており、露出している導体３１が端子１Ａに接合される。

【0026】

端子１Ａは、導体３１に電気的及び機械的に接合される端子である。端子１Ａは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。本実施形態においては、板材の厚さは２ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さは４９ｍｍである。端子１Ａを形成する銅合金としては、例えば、黄銅、りん青銅、コルソン系銅合金等が挙げられるが、導体３１より高い融点であることが好ましい。

【0027】

端子１Ａは、大別して接続部１１ａと接合部１２ａを有している。なお、端子１Ａは、表面に錫メッキ処理が施された構成であってもよい。端子１Ａに錫メッキ処理を施す場合、接続部１１ａにのみ錫メッキ処理を施し、接合部１２ａには錫メッキ処理を施さない構成としてもよい。

【0028】

接続部１１ａは、導体３１が接合された端子１Ａを接続先となる他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部１１ａは、板材を折り曲げて形成されており、図１（ｄ）に示すようにＸＺ平面に沿った断面が凹形になっている。接続部１１ａは、Ｘ軸方向の幅が１７ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さが３１ｍｍである。また、接続部１１ａは、上側の辺と下側の辺との間の距離が４ｍｍとなっている。

【0029】

接合部１２ａは、導体３１が超音波接合される部分である。接合部１２ａは板状であり、Ｙ軸方向の長さが１８ｍｍである。また、接合部１２ａは、導体３１が接合される部分については、Ｘ軸方向の幅が１３ｍｍとなっている。

【0030】

導体３１を端子１Ａに接合する際には、接合部１２ａをアンビルの上に載せ、導体３１を接合部１２ａの上に載せる。次にＺ軸方向に超音波振動するホーンを－Ｚ方向に圧力を加えつつ導体３１に接触させ、導体３１と接合部１２ａを接合する。なお、ホーンの駆動周波数は、例えば２０ｋＨｚであるが、出力のばらつきによりホーンの振動の周波数は、１８ｋＨｚ～２１ｋＨｚの範囲内となる。ホーンの振動の周波数のばらつきの範囲に端子１Ａの固有振動数が一致すると、端子１Ａが共振し、金属疲労により端子１Ａが破損する虞がある。

【0031】

本実施形態においては、図１（ｄ）に示すように断面が凹形である接続部１１ａは、最小断面二次モーメントが６．５×１０^－１0ｍ^４であり、図１（ｅ）に示すように断面が矩形である接合部１２ａは、最小断面二次モーメントが８．７×１０^－１2ｍ^４である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子１Ａの素材をタフピッチ銅とし、密度が８８９０ｋｇ／ｍ^３、ヤング率を１．１８×１０^１1Ｎ／ｍ^２としている。

【0032】

このように、端子１Ａは、接続部１１ａの最小断面二次モーメントが接合部１２ａの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部１２ａの最小断面二次モーメントより接続部１１ａの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部１１ａの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。

【0033】

図２は、接続部１１ａの最小断面二次モーメントと接続部１１ａの固有振動数の関係を示すグラフである。図２においてプロットされている下側の点は、接続部１１ａの１次モードの固有振動数であり、上側の点は、接続部１１ａの２次モードの固有振動数である。また、図２に示す２本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。接続部１１ａの最小断面二次モーメントを寸法と形状によって調整することにより、図２に示すように、接続部１１ａの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である１８ｋＨｚ～２１ｋＨｚの範囲から外れるため、接続部１１ａが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。

【0034】

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、導体３１が接合される端子の構成が第１実施形態と異なる。図３（ａ）は、導体３１が接合される端子１Ｂの平面図であり、図３（ｂ）は、端子１Ｂの正面図である。また、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣ－Ｃ線断面図であり、図３（ｄ）は、図３（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。

【0035】

端子１Ｂは、導体３１に電気的及び機械的に接合される端子である。端子１Ｂは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。端子１Ｂは、大別して接続部１１ｂ、接合部１２ｂ及びバレル部１３ｂを有している。端子１Ｂは、Ｙ軸方向の長さが６０ｍｍである。

【0036】

接続部１１ｂは、導体３１が接合された端子１Ｂを他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部１１ｂは、板状であってＹ軸方向の長さが２５ｍｍであり、Ｘ軸方向の幅が１８．４ｍｍである。また、接続部１１ｂは、Ｚ軸方向の厚さが２．３ｍｍである。

【0037】

接合部１２ｂは、導体３１が超音波接合される部分である。接合部１２ａは板状であり、上方から見て矩形で導体３１が超音波接合される部分は、Ｙ軸方向の長さが９．６ｍｍであり、Ｘ軸方向の幅が９．６ｍｍである。また、接合部１２ｂは、Ｚ軸方向の厚さが１．２ｍｍである。

【0038】

バレル部１３ｂは、バレル片１４ｂとバレル片１５ｂを有する。板状のバレル片１４ｂとバレル片１５ｂをプレス加工によって中空の管状に成形することによりバレル部１３ｂが形成されている。管状に成形されたバレル部１３ｂの内径は、被覆電線３が挿入可能な直径である。

【0039】

本実施形態においては、図３（ｃ）に示すように断面が矩形である接続部１１ｂは、最小断面二次モーメントが１．９×１０^－１1ｍ^４である。また、図３（ｄ）に示すように接合部１２ｂにおいて導体３１が接続される部分は、断面が矩形であって最小断面二次モーメントが１．３８×１０^－１2ｍ^４である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子１Ｂの素材をタフピッチ銅とし、密度が８８９０ｋｇ／ｍ^３、ヤング率を１．１８×１０^１1Ｎ／ｍ^２としている。

【0040】

このように、端子１Ｂは、接続部１１ｂの最小断面二次モーメントが接合部１２ｂの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部１２ｂの最小断面二次モーメントより接続部１１ｂの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部１１ｂの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。

【0041】

図４は、接続部１１ｂの最小断面二次モーメントと接続部１１ｂの固有振動数の関係を示すグラフである。図４においてプロットされている点は、下から順番に１次モード、２次モード、３次モード、４時モードの固有振動数である。また、図４に示す２本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。接続部１１ｂの最小断面二次モーメントを寸法と形状によって調整することにより、図４に示すように、接続部１１ａの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である１８ｋＨｚ～２１ｋＨｚの範囲から外れるため、接続部１１ｂが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。

【0042】

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、導体３１が接合される端子の構成が第１実施形態と異なる。図５（ａ）は、導体３１が接合される端子１Ｃの平面図であり、図５（ｂ）は、端子１Ｃの正面図である。また、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＥ－Ｅ線断面図であり、図５（ｄ）は、図５（ａ）のＦ－Ｆ線断面図である。

【0043】

端子１Ｃは、導体３１に電気的及び機械的に接合される端子である。端子１Ｃは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。端子１Ｃは、大別して接続部１１ｃ、接合部１２ｃ及びバレル部１３ｃを有している。端子１Ｃは、Ｙ軸方向の長さが６０ｍｍである。

【0044】

接続部１１ｃは、導体３１が接合された端子１Ｃを他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部１１ｃは、板材を折り曲げて形成されており、図５（ｃ）に示すようにＸＺ平面に沿った断面が凹形に形成されている。接続部１１ｃは、Ｘ軸方向の幅が１８．４ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さが３５ｍｍである。また、接続部１１ｃは、凹形の各辺の厚さが２．３ｍｍであり、下面から上面までの高さが１０ｍｍである。

【0045】

接合部１２ｃは、導体３１が超音波接合される部分である。接合部１２ｃは板状であり、Ｙ軸方向の長さが１８ｍｍであり、Ｚ軸方向の厚さが２．３ｍｍである。また、接合部１２ｃは、Ｘ軸方向の幅が１８．４ｍｍである。

【0046】

バレル部１３ｃは、バレル片１４ｃとバレル片１５ｃを有する。板状のバレル片１４ｃとバレル片１５ｃをプレス加工によって中空の管状に成形することによりバレル部１３ｃが形成されている。管状に成形されたバレル部１３ｃの内径は、被覆電線３が挿入可能な直径である。

【0047】

本実施形態においては、図５（ｃ）に示すように断面が凹形である接続部１１ｃは、最小断面二次モーメントが１．３×１０^－9ｍ^４であり、図５（ｄ）に示すように断面が矩形である接合部１２ｃは、最小断面二次モーメントが１．９×１０^－１1ｍ^４である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子１Ｃの素材をタフピッチ銅とし、密度が８８９０ｋｇ／ｍ^３、ヤング率を１．１８×１０^１1Ｎ／ｍ^２としている。

【0048】

このように、端子１Ｃは、接続部１１ｃの最小断面二次モーメントが接合部１２ｃの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部１２ｃの最小断面二次モーメントより接続部１１ｃの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部１１ｃの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。

【0049】

図６は、接続部１１ｃの最小断面二次モーメントと接続部１１ｃの固有振動数の関係を示すグラフである。図６においてプロットされている下側の点は、１次モードの固有振動数であり、上側の点は、２次モードの固有振動数である。また、図６に示す２本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。図６に示すように、接続部１１ｃの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である１８ｋＨｚ～２１ｋＨｚの範囲から外れるため、接続部１１ｃが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。

【0050】

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態においては、導体３１が接合される端子の構成が第１実施形態と異なる。図７（ａ）は、導体３１が接合される端子１Ｄの平面図であり、図７（ｂ）は、端子１Ｄの正面図である。また、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＧ－Ｇ線断面図であり、図７（ｄ）は、図７（ａ）Ｈ－Ｈ線断面図である。

【0051】

端子１Ｄは、導体３１に電気的及び機械的に接合される端子である。端子１Ｄは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。端子１Ｄは、大別して接続部１１ｄ、接合部１２ｄ及びバレル部１３ｄを有している。端子１Ｄは、Ｙ軸方向の長さが８０ｍｍである。

【0052】

接続部１１ｄは、導体３１が接合された端子１Ｄを他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部１１ｄは、板材を折り曲げて形成されており、図７（ｃ）に示すようにＸＺ平面に沿った断面が中空の矩形形状に形成されている。接続部１１ｄは、Ｘ軸方向の幅が１８．４ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さが４８ｍｍである。また、接続部１１ｄは、矩形の各辺の厚さが２．３ｍｍであり、下面から上面までの高さが１８．４ｍｍである。

【0053】

接合部１２ｄは、導体３１が超音波接合される部分である。接合部１２ｄは板状であり、Ｘ軸方向の幅が１８．４ｍｍであり、Ｚ軸方向の厚さが２．３ｍｍである。

【0054】

バレル部１３ｄは、バレル片１４ｄとバレル片１５ｄを有する。板状のバレル片１４ｄとバレル片１５ｄをプレス加工によって中空の管状に成形することによりバレル部１３ｄが形成されている。管状に成形されたバレル部１３ｄの内径は、被覆電線３が挿入可能な直径である。

【0055】

本実施形態においては、図７（ｃ）に示すように断面が中空の矩形である接続部１１ｄは、最小断面二次モーメントが６．６×１０^－9ｍ^４であり、図７（ｄ）に示すように断面が矩形である接合部１２ｃは、最小断面二次モーメントが１．９×１０^－１1ｍ^４である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子１Ｄの素材をタフピッチ銅とし、密度が８８９０ｋｇ／ｍ^３、ヤング率を１．１８×１０^１1Ｎ／ｍ^２としている。

【0056】

このように、端子１Ｄは、接続部１１ｄの最小断面二次モーメントが接合部１２ｄの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部１２ｄの最小断面二次モーメントより接続部１１ｄの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部１１ｄの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。

【0057】

図８は、接続部１１ｄの最小断面二次モーメントと接続部１１ｄの固有振動数の関係を示すグラフである。図８においてプロットされている下側の点は、１次モードの固有振動数であり、上側の点は、２次モードの固有振動数である。また、図８に示す２本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。図８に示すように、接続部１１ｄの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である１８ｋＨｚ～２１ｋＨｚの範囲から外れるため、接続部１１ｄが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。

【0058】

［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態においては、導体３１が接合される端子の構成が第１実施形態と異なる。図９（ａ）は、導体３１が接合される端子１Ｅの平面図であり、図９（ｂ）は、端子１Ｅの正面図である。また、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＪ－Ｊ線断面図であり、図９（ｄ）は、図９（ａ）のＫ－Ｋ線断面図である。

【0059】

端子１Ｅは、導体３１に電気的及び機械的に接合される端子である。端子１Ｅは、銅又は銅合金からなる板材をプレス加工することにより形成される。端子１Ｅは、大別して接続部１１ｅ、接合部１２ｅ及びバレル部１３ｅを有している。端子１Ｅは、Ｙ軸方向の長さが４０ｍｍである。

【0060】

接続部１１ｅは、導体３１が接合された端子１Ｅを他の端子付き電線の端子、電源等の端子、又はバスバーに接続するための部分である。接続部１１ｅは、ＸＺ平面に沿って形成されている。接続部１１ｅには、図９（ｃ）に示すようにＹ軸方向に貫通する直径が１０ｍｍのボルト穴が形成されている。接続部１１ｅは、Ｘ軸方向の幅が１８．４ｍｍであり、Ｙ軸方向の厚さが２．３ｍｍである。また、接続部１１ｅは、Ｚ軸方向の高さが４０ｍｍである。

【0061】

接合部１２ｅは、導体３１が超音波接合される部分である。接合部１２ｅは板状であり、Ｚ軸方向の厚さが２．３ｍｍである。また、接合部１２ｅは、Ｘ軸方向の幅が１８．４ｍｍである。

【0062】

バレル部１３ｅは、バレル片１４ｅとバレル片１５ｅを有する。板状のバレル片１４ｅとバレル片１５ｅをプレス加工によって中空の管状に成形することによりバレル部１３ｅが形成されている。管状に成形されたバレル部１３ｅの内径は、被覆電線３が挿入可能な直径である。

【0063】

本実施形態においては、図９（ｂ）に示すように接合部１２ｅから－Ｚ方向に折り曲げられて形成された接続部１１ｅは、最小断面二次モーメントが９．８×１０^－８ｍ^４であり、図９（ｄ）に示すように断面が矩形である接合部１２ｅは、最小断面二次モーメントが１．９×１０^－１1ｍ^４である。なお、最小断面二次モーメントの算出においては、端子１Ｃの素材をタフピッチ銅とし、密度が８８９０ｋｇ／ｍ^３、ヤング率を１．１８×１０^１1Ｎ／ｍ^２としている。

【0064】

このように、端子１Ｅは、接続部１１ｅの最小断面二次モーメントが接合部１２ｅの最小断面二次モーメントより大きくなるように構成されている。接合部１２ｅの最小断面二次モーメントより接続部１１ｅの最小断面二次モーメントを大きくすることにより接続部１１ｅの変形が抑えられ、疲労しにくくなり破損を防ぐことができる。

【0065】

図１０は、接続部１１ｅの最小断面二次モーメントと接続部１１ｅの固有振動数の関係を示すグラフである。図１０においてプロットされている点は、１次モードの固有振動数である。また、図１０に示す２本の破線の間の範囲は、超音波接合における上述したホーンの振動の周波数の範囲である。図１０に示すように、接続部１１ｅの固有振動数は、ホーンの振動の周波数範囲である１８ｋＨｚ～２１ｋＨｚの範囲を外れるため、接続部１１ｅが超音波接合の振動の周波数に共振して破損するのを抑えることができる。

【0066】

［接続部の好適な構成］
次に上述した接続部の長さと最小断面二次モーメントの関係について説明する。発明者は、上述した実施形態に係る端子が有する接続部ついて、Ｙ軸方向の長さと最小断面二次モーメントを変えて端子付き電線の強度を検討した。表１は、端子の接続部について、Ｙ軸方向の長さと最小断面二次モーメントとを変えて端子付き電線の引張試験を行った結果である。なお、試験においては、端子付き電線を作成するにあたり、端子に接合する導体の断面積を６０ｓｑとした。また、導体３１の端子への超音波接合においては、接合条件としてエネルギーを８０００Ｊ～１２０００Ｊの範囲、加圧の圧力を２ｋＮ～４ｋＮの範囲、振幅を８０％～１００％とした。引張試験の評価については、引張強度が３Ｎ以上の場合を強度良好の「○」、引張強度が３Ｎ未満の場合を強度不足の「△」、引張試験において端子に亀裂や変形が生じた場合を「×」と評価した。

【0067】

【表1】

【0068】

表１に示すように、端子の接続部の最小断面二次モーメントについては、接続部のＹ軸方向の長さが３０ｍｍ未満である場合、１．０×１０^－１1ｍ^４以上であるのが好ましく、接続部のＹ軸方向の長さを３０ｍｍ以上４０ｍｍ未満とする場合、１．０×１０^－１0ｍ^４以上であるのが好ましい。また、端子の接続部の最小断面二次モーメントについては、接続部のＹ軸方向の長さを４０ｍｍ以上５０ｍｍ未満とする場合、１．０×１０^－9ｍ^４以上であるのが好ましい。

【0069】

なお、接続部の最小断面二次モーメントを大きくすると、引っ張りに対しての強度は良好となるが、最小断面二次モーメントを１．０×１０^－7ｍ^４以上とすると、接続部の重量や体積が増加するため、接続部の最小断面二次モーメントは、１．０×１０^－7ｍ^４未満であるのが好ましい。また、接続部の最小断面二次モーメントについては、６．７×１０^－１3ｍ^４未満とすると、厚さやＸ軸方向の幅が狭くなり、被覆電線３が高圧用の電線である場合には、接続先との電気的な接続に必要な面積が不足するため、６．７×１０^－１3ｍ^４以上であるのが好ましい。

【0070】

また、端子の接続部の厚さについては、１．３ｍｍ以上７ｍｍ以下が好ましく、軽量化及びコストの観点から１．３ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であるのが好ましい。

【0071】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。上述した各実施形態及び各変形例の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【0072】

上述した第３実施形態では接続部の断面形状が凹形であり、第４実施形態では接続部の断面形状が中空の矩形であるが、板材を折り曲げて接続部を形成する場合、接続部の断面形状は凹形や中空の矩形に限定されるものではない。板材を折り曲げて端子の接続部を形成する場合、接続部の断面を形成する辺の数が接合部の断面を形成する辺の数より多い構成としてもよい。

【0073】

導体３１を接合部へ接合する超音波接合機のホーンの駆動周波数は、２０ｋＨｚに限定されるものではなく、他の周波数であってもよい。導体３１を接合部へ接合する超音波接合機のホーンの駆動周波数は、例えば２０ｋＨｚ～１２０ｋＨｚの範囲内であってもよい。

【符号の説明】

【0074】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 端子
３ 被覆電線
１０ 端子付き電線
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ 接続部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ 接合部
１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ バレル部
１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ バレル片
１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ バレル片
３１ 導体
３２ 被覆部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】