特開 2024-103828 端子付き電線及び端子付き電線製造方法

(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】P2024103828

(43)【公開日】2024-08-02

(54)【発明の名称】端子付き電線及び端子付き電線製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/03 20060101AFI20240726BHJP

   H01R 11/11 20060101ALI20240726BHJP

   H01R 43/02 20060101ALI20240726BHJP

   H01R 4/02 20060101ALI20240726BHJP

   H01B 7/00 20060101ALI20240726BHJP

【ＦＩ】

H01R13/03 A

H01R11/11 G

H01R43/02 B

H01R4/02 C

H01B7/00 306

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007738

(22)【出願日】2023-01-23

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹田 和也

【テーマコード（参考）】

5E051

5E085

5G309

【Ｆターム（参考）】

5E051LA04

5E051LB03

5E085BB11

5E085BB23

5E085CC03

5E085DD04

5E085HH11

5E085JJ36

5G309FA04

5G309FA06

(57)【要約】

【課題】超音波を用いて電線と端子を適切に接続させることができる端子付き電線及び端子付き電線製造方法を提供する。
【解決手段】端子付き電線１は、導体部２１を有する電線２と、電線２の導体部２１と超音波接合により接合される電線接合部５を有する端子３と、を備え、電線接合部５は、軟質メッキ処理が行われている表面処理領域５１、及び、軟質メッキ処理が行われていない非表面処理領域５２を形成し、導体部２１と接合される位置に嵌合孔５４を形成する本体５０と、嵌合孔５４に嵌め込まれる嵌合部材５３とを有し、嵌合部材５３は、段差部５３１を有する段付き形状とされ、表面５３Ａが導体部２１と超音波接合により接合されると共に、段差部５３１が本体５０と超音波接合により接合され、導体部２１、本体５０及び嵌合部材５３は、超音波接合により一体に接合されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体部を有する電線と、
他の導電性部材と電気的な接続を行う電気接続部、及び、前記電線の前記導体部と超音波接合により接合される電線接合部を少なくとも有する端子と、を備え、
前記電線接合部は、表面部分において軟質メッキ処理が行われている表面処理領域、及び、前記軟質メッキ処理が行われていない非表面処理領域を形成し、前記導体部と接合される位置に嵌合孔を形成する本体と、前記嵌合孔に嵌め込まれる嵌合部材とを有し、
前記嵌合部材は、段差部を有する段付き形状とされ、表面が前記非表面処理領域とされ前記導体部と前記超音波接合により接合されると共に、前記段差部が前記本体と前記超音波接合により接合され、
前記導体部、前記本体及び前記嵌合部材は、前記超音波接合により一体に接合されている、
端子付き電線。

【請求項2】

前記嵌合部材は、前記嵌合孔の内面に対し突出するリブを形成している、
請求項１に記載の端子付き電線。

【請求項3】

電線の導体部を端子に接触させるように前記電線を配置する配置工程と、
前記導体部と前記端子に超音波振動を与え前記導体部と前記端子を接合させて、前記電線と前記端子の接続を行う接続工程と、を含み、
前記端子は、他の導電性部材と電気的な接続を行う電気接続部、及び、前記導体部と超音波接合により接合される電線接合部を少なくとも有し、
前記電線接合部は、表面部分において軟質メッキ処理が行われている表面処理領域、及び、前記軟質メッキ処理が行われていない非表面処理領域を形成し、前記導体部と接合される位置に嵌合孔を形成する本体と、前記嵌合孔に嵌め込まれる嵌合部材とを有し、
前記配置工程は、前記導体部を前記電線接合部の前記非表面処理領域に接触させ、
前記接続工程は、前記導体部と前記嵌合部材を接合させると共に、前記本体と前記嵌合部材を接合させて、前記導体部、前記本体及び前記嵌合部材を一体に接合させる、
端子付き電線製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、端子付き電線及び端子付き電線製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、端子付き電線及び端子付き電線製造方法として、例えば、特許文献１、２に記載されるように、端子と電線を圧着により接続するものが知られている。すなわち、端子に形成されるバレルが電線の導体を圧着することにより、端子と電線が接続される。また、特許文献３に記載されるように、端子付き電線及び端子付き電線製造方法として、端子と電線が超音波接合によって接続されるものが知られている。すなわち、この端子付き電線及び端子付き電線製造方法は、電線の導体と端子を接触させた状態で導体及び端子に超音波振動を与えることにより、電線と端子を接続するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１０８６０８号公報

【特許文献2】特許第６６１６０５８号公報

【特許文献3】特開２０１９－１４５２６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した超音波を用いた端子付き電線及び端子付き電線製造方法では、電線と端子を適切に接続することが難しい場合があるという点で、改善の余地がある。例えば、端子には、防食性、接点信頼性の観点で錫メッキなどの表面処理が行われる。この場合、電線の導体と端子に超音波振動を与えると、端子において、表面処理部分が選択的に変形してしまい、導体と端子の本体部分が十分に接合されない場合がある。

【0005】

そこで、本発明は、超音波を用いて電線と端子を適切に接続させることができる端子付き電線及び端子付き電線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】

すなわち、本発明に係る端子付き電線は、導体部を有する電線と、他の導電性部材と電気的な接続を行う電気接続部、及び、前記電線の前記導体部と超音波接合により接合される電線接合部を少なくとも有する端子と、を備え、前記電線接合部は、表面部において軟質メッキ処理が行われている表面処理領域、及び、前記軟質メッキ処理が行われていない非表面処理領域を形成し、前記導体部と接合される位置に嵌合孔を形成する本体と、前記嵌合孔に嵌め込まれる嵌合部材とを有し、前記嵌合部材は、段差部を有する段付き形状とされ、表面が前記非表面処理領域とされ前記導体部と前記超音波接合により接合されると共に、前記段差部が前記本体と前記超音波接合により接合され、前記導体部、前記本体及び前記嵌合部材は、前記超音波接合により一体に接合されるように構成されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る端子付き電線及び端子付き電線製造方法は、超音波を用いて電線と端子を適切に接続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る端子付き電線の斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る端子付き電線の電線接合部の斜視図である。

【図3】図３は、実施形態に係る端子付き電線の電線接合部の分解斜視図である。

【図4】図４は、実施形態に係る端子付き電線における嵌合部材の平面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る端子付き電線の製造方法を示すフローチャートである。

【図6】図６は、実施形態に係る端子付き電線の製造方法の接続工程の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0010】

［実施形態］
本実施形態は、端子付き電線及び端子付き電線製造方法に関する。図１は、本実施形態に係る端子付き電線の斜視図である。図２は、実施形態に係る端子付き電線の電線接合部の斜視図である。図３は、実施形態に係る端子付き電線の電線接合部の分解斜視図である。図４は、実施形態に係る端子付き電線における嵌合部材の平面図である。

【0011】

図１に示すように、端子付き電線１は、電線２の端部に端子３を取り付けた端子付きの電線であり、例えば、車両に使用されるワイヤハーネス等に適用されるものである。ここで、ワイヤハーネスは、例えば、車両に搭載される各装置間の接続のために、電源供給や信号通信に用いられる複数の電線２を束にして集合部品とし、コネクタ等で複数の電線２を一度に各装置に接続するようにしたものである。本実施形態の端子付き電線１は、電線２及び端子３を備えている。

【0012】

なお、以下の説明では、互いに交差する第１方向、第２方向、及び、第３方向のうち、第１方向を「軸方向Ｘ」といい、第２方向を「幅方向Ｙ」といい、第３方向を「高さ方向Ｚ」という。ここでは、軸方向Ｘと幅方向Ｙと高さ方向Ｚとは、相互に直交する。軸方向Ｘは、電線２の軸方向又は延在方向、端子３の接続方向に相当する。幅方向Ｙと高さ方向Ｚとは、軸方向Ｘと交差する交差方向に相当する。また、以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向を表すものとする。なお、ここでいう直交は、ほぼ直交を含む。

【0013】

電線２は、例えば、導電性を有する線状の導体部２１と、当該導体部２１の外側を覆う絶縁性の被覆部２２とを含んで構成される。すなわち、電線２は、被覆部２２で導体部２１を被覆した絶縁電線である。導体部２１は、導電性の金属、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の素線を複数束ねた芯線である。この導体部２１は、複数の素線を撚り合わせた撚り芯線であってもよい。被覆部２２は、導体部２１の外周側を被覆する電線被覆である。被覆部２２は、例えば、絶縁性の樹脂材料等を押出成形することによって形成される。電線２は、少なくとも導体部２１の一方の端部において、被覆部２２が剥ぎ取られている。すなわち、電線２において、導体部２１が被覆部２２の端部から延出して露出しており、延出している導体部２１に端子３が接合されている。

【0014】

端子３は、電線２を他部品に接続するための端子金具であり、電気接続部４及び電線接合部５を有する。電気接続部４及び電線接合部５とは、例えば、全体が一体で導電性の金属、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等によって構成されている。端子３は、例えば、電気接続部４、電線接合部５等の各部に対応した形状に打ち抜かれた一枚の板金をプレス成形又は折り曲げ成形することにより各部が立体的に形成される。端子３は、軸方向Ｘに沿って電気接続部４及び電線接合部５を連ねて形成している。

【0015】

端子３は、表面に軟質メッキ処理されており、軟質メッキ処理によって防食性、接点の信頼性が向上している。軟質メッキ処理は、端子３の母材より軟質な材料を用いたメッキ処理であり、例えば、錫メッキの表面処理が該当する。端子３の表面のほぼ全体が軟質メッキ処理されており、例えば、電線接合部５の一部の表面は軟質メッキ処理が行われていない。端子３において、軟質メッキ処理は、端子３の金属材料などの母材の表面に対し行われてもよいし、母材の表面に施された下地メッキの表面に行われてもよい。下地メッキは、軟質メッキより硬質の金属を用いたメッキであり、母材の表面を整えたり、防食性を高めるなどのために行われる。なお、軟質メッキ処理は、錫メッキ以外のメッキにより行われてもよい。

【0016】

電気接続部４は、導電性部材と電気的に接続される部分である。本実施形態の導電性部材は、例えば、相手側端子（不図示）である。すなわち、ここでは、本実施形態の電気接続部４は、相手側端子に対して電気的に接続される端子接続部として構成される。電気接続部４は、図１において雌型の端子形状として図示されているが、雄型の端子形状であってもよい。なお、導電性部材は、相手側端子でなくてもよく、例えば、アース部材等の種々の導電性の部材であってもよい。電気接続部４は、相手側端子に対して電気的に接続される端子接続部を構成しなくてもよく、例えば、アース部材等に締結されるいわゆる丸形端子（ＬＡ端子）形状であってもよい。

【0017】

図２に示すように、電線接合部５は、端子３と電線２を接続する部分であり、電線２の導体部２１と接触し接合される。電線接合部５は、例えば、平板状に構成され、表面部分において、表面処理領域５１及び非表面処理領域５２を有している。表面処理領域５１は、上述した軟質メッキ処理が行われている領域である。軟質メッキ処理が行われることにより、電線接合部５の防食性が高められている。しかしながら、表面処理領域５１では、表面に軟質メッキがあることにより、超音波を用いた電線２との接合が適切に行えない場合がある。電線接合部５は、例えば、表面５Ａ側の片側において軟質メッキ処理が行われ、裏面５Ｂ側は軟質メッキ処理が行われていない。ただし、電線接合部５の表面５Ａにおいても、その一部は軟質メッキ処理が行われていない。

【0018】

図１において、端子３と電線２は、電線接合部５と導体部２１の接合によって接続されているが、電線接合部５と被覆部２２が接合されていてもよい。例えば、端子３は、電線接合部５に圧接部を形成し圧接部に対し被覆部２２を圧接して、電線接合部５と被覆部２２が接合されてもよい。また、端子３は、電線接合部５にバレルを形成しバレルを被覆部２２に対し圧着させて、電線接合部５と被覆部２２が接合されてもよい。

【0019】

図２において、非表面処理領域５２は、軟質メッキ処理が施されていない領域であり、電線２の導体部２１と接触して超音波接合される領域である。非表面処理領域５２は、軟質メッキ処理が行われておらず、電線接合部５の母材又は下地メッキが露出した状態となっている。電線接合部５の表面５Ａ側において、後述する嵌合部材５３の表面５３Ａは、非表面処理領域５２となっている。

【0020】

図３に示すように、電線接合部５には、導体部２１と接合される位置に嵌合部材５３が設けられている。嵌合部材５３は、電線接合部５の本体５０に形成される嵌合孔５４に対し別部材として嵌め付けられる部材である。つまり、電線接合部５は、電線２の導体部２１が接合される位置に嵌合孔５４を形成しており、嵌合孔５４に対し嵌合部材５３が嵌め込まれている。本体５０は、電線接合部５の本体部分であり、電線接合部５において嵌合部材５３以外の部分である。嵌合孔５４は、板状の電線接合部５の表裏を貫通する孔であり、例えば、矩形状の孔とされる。嵌合孔５４の内面は、非表面処理領域５２とされる。嵌合部材５３は、嵌合孔５４に対し嵌め込まれる部材であり、例えば、矩形状の板体とされる。嵌合部材５３は、導電性の金属により形成され、例えば、電線接合部５の本体５０と同一材料により形成される。嵌合部材５３において、表面５３Ａを含む外表面は、全て非表面処理領域５２となっており、軟質メッキ処理が行われていない。表面５３Ａは、導体部２１と接触し超音波接合が行われて第一接合部Ｊ１となる。

【0021】

嵌合部材５３は、段差部５３１を有しており、段付き形状とされる。段差部５３１は、表面露出部５３２の裏面側に連なって形成され、表面露出部５３２より大きく形成されている。表面露出部５３２は、表面５３Ａを有し、嵌合部材５３において電線接合部５の表面５Ａ側で露出する部分であり、例えば、矩形状に形成される。段差部５３１は、例えば、矩形状に形成され、表面露出部５３２の側面５３２Ａから外側へ延び出している。嵌合部材５３は、段差部５３１が形成されることにより、嵌合孔５４に対し表面５３Ａ側から抜け外れることが規制される。また、嵌合部材５３は、段差部５３１が形成されることにより、段差部５３１の上面５３１Ａを嵌合孔５４の内面に当接させることができ、上面５３１Ａと嵌合孔５４の内面を超音波接合させることが可能となる。

【0022】

図４に示すように、嵌合部材５３には、リブ５３３が形成されている。リブ５３３は、嵌合孔５４の内面５４Ａと対向する面に形成され、例えば、表面露出部５３２の側面５３２Ａに形成される。リブ５３３は、側面５３２Ａから内面５４Ａに向けて突出する突起であり、いわゆる潰しリブとして機能する。このため、リブ５３３の突出長は、嵌合部材５３の外形寸法に対し十分に小さいものとされる。リブ５３３は、例えば、各側面５３２Ａにおいて離間して複数形成される。嵌合部材５３は、リブ５３３が形成されることにより、嵌合孔５４に対しガタ付きなく嵌め込まれ、嵌合孔５４から外れることを抑制される。

【0023】

次に、本実施形態に係る端子付き電線１の製造方法について説明する。

【0024】

図５は、本実施形態に係る端子付き電線１の製造方法を示すフローチャートである。図６は、本実施形態に係る端子付き電線１の製造方法の接続工程の説明図であり、図１のVI-VIにおける断面図である。図５の端子付き電線１の製造方法の各工程は、製造装置の自動制御によって行われてもよいし、作業員の手作業により行われてもよい。

【0025】

まず、図５のステップＳ１０（以下、単に「Ｓ１０」という。以降のステップも同様とする。）に示すように、電線２の配置工程が行われる。配置工程は、端子３に対し電線２を配置する工程であり、図１に示すように、電線２において被覆部２２から延出する導体部２１を端子３に接触させるように、電線２が配置される。すなわち、電線２は、導体部２１が端子３の電線接合部５の非表面処理領域５２に接触するように配置される。

【0026】

この配置工程に先立ち、端子３において、電線接合部５の本体５０に対し嵌合部材５３が予め嵌め付けられている。すなわち、図３に示すように、電線接合部５の嵌合孔５４に対し嵌合部材５３が嵌め込まれる。例えば、嵌合部材５３は、電線接合部５の裏面５Ｂ側から嵌め込まれ、非表面処理領域５２となっている表面５３Ａを電線接合部５の表面５Ａにおいて露出した状態とする。このとき、図４に示すように、嵌合部材５３の側面５３２Ａにリブ５３３が形成されることにより、嵌合孔５４に対し嵌合部材５３を的確に嵌め込むことが可能となる。すなわち、嵌合部材５３は、嵌合孔５４に対するガタ付きが抑制され、嵌合孔５４から抜け外れないように嵌め込まれる。

【0027】

そして、図５のＳ１２に処理が移行し、接続工程が行われる。接続工程は、導体部２１と端子３に超音波振動を与え導体部２１と端子３を接合させて、電線２と端子３を接続する工程である。例えば、図６に示すように、導体部２１と電線接合部５に対し高さ方向Ｚに荷重を加えながら超音波振動が与えられる。このとき、導体部２１と接触する嵌合部材５３の表面５３Ａは、非表面処理領域５２となっており軟質メッキがないため、導体部２１と電線接合部５の超音波接合が適切に行われる。

【0028】

例えば、仮に、嵌合部材５３の表面５３Ａが表面処理領域５１となっており軟質メッキがある場合には、軟質メッキの部分に超音波振動が作用してしまい、導体部２１と電線接合部５の超音波接合が的確に行われないこととなる。これに対し、本実施形態に係る端子付き電線１は、端子３において導体部２１と接合する部分に非表面処理領域５２を形成することにより、導体部２１と電線接合部５の超音波接合を適切に行うことができる。

【0029】

図６において、嵌合部材５３の表面５３Ａと導体部２１が超音波接合されて第一接合部Ｊ１となる。また、嵌合部材５３の段差部５３１の上面５３１Ａと嵌合孔５４の内面が超音波接合されて第二接合部Ｊ２となる。このため、超音波接合により、導体部２１と嵌合部材５３が接合され、嵌合部材５３と電線接合部５の本体５０が接合されて、本体５０、嵌合部材５３及び導体部２１が一体に接合される。つまり、端子３、嵌合部材５３及び導体部２１が一体化され、導体部２１が端子３と電気的に接続される。これにより、電線２と端子３が接続されて、端子付き電線１の製造が完了する。

【0030】

以上のように、本実施形態に係る端子付き電線１及び端子付き電線１の製造方法によれば、端子３が軟質メッキ処理されていない非表面処理領域５２で導体部２１と超音波接合されるため、端子３と導体部２１が適切に接合され、端子３と電線２を適切に接続することができる。

【0031】

また、本実施形態に係る端子付き電線１及び端子付き電線１の製造方法によれば、嵌合部材５３において、嵌合孔５４と対向する側面５３２Ａにリブ５３３を形成することにより、嵌合部材５３を嵌合孔５４に対しガタ付きを抑制して嵌合させることができる。これにより、本実施形態に係る端子付き電線１及び端子付き電線１の製造方法は、端子３と導体部２１が適切に接合され、端子３と電線２を適切に接続することができる。

【0032】

なお、上述した本発明の実施形態に係る端子付き電線及び端子付き電線製造方法は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る端子付き電線及び端子付き電線製造方法は、以上で説明した各実施形態、変形例の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。

【0033】

例えば、上述した実施形態に係る端子付き電線及び端子付き電線製造方法では、電線２が導体部２１を被覆部２２で被覆した絶縁電線である場合について説明したが、バスバーなどの絶縁電線以外の電線であってもよい。この場合であっても、上述した実施形態に係る端子付き電線及び端子付き電線製造方法と同様な作用効果を得ることができる。すなわち、端子３の非表面処理領域５２に導体部を接触させて超音波接合することにより、端子３と電線を適切に接続することができる。

【0034】

例えば、上述した実施形態に係る端子付き電線及び端子付き電線製造方法では、端子３の嵌合孔５４が端子３の表裏を貫通した孔であったが、端子３の表面３Ａを窪ませた底面の有る穴であってもよい。この場合であっても、上述した実施形態に係る端子付き電線及び端子付き電線製造方法と同様な作用効果を得ることができる。すなわち、端子３の非表面処理領域５２に導体部を接触させて超音波接合することにより、端子３と電線を適切に接続することができる。

【0035】

また、上述した実施形態に係る端子付き電線及び端子付き電線製造方法では、車両に搭載される端子付き電線１及びその製造方法について説明したが、端子付き電線１が車両以外の機器又は装置などに用いられるものであってもよい。

【符号の説明】

【0036】

１：端子付き電線
２：電線
３：端子
４：電気接続部
５：電線接合部
２１：導体部
５１：表面処理領域
５２：非表面処理領域
５３：嵌合部材
５３Ａ：表面
５４：嵌合孔
５４Ａ：内面
５３１：段差部
５３３：リブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】