(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】P2024103839
(43)【公開日】2024-08-02
(54)【発明の名称】端子金具および端子付き電線
(51)【国際特許分類】
H01R 4/02 20060101AFI20240726BHJP
H01R 11/12 20060101ALI20240726BHJP
H01B 7/00 20060101ALI20240726BHJP
【FI】
H01R4/02 C
H01R11/12 D
H01B7/00 306
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023007760
(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】矢尾板 俊輔
【テーマコード(参考)】
5E085
5G309
【Fターム(参考)】
5E085BB02
5E085BB15
5E085BB23
5E085CC01
5E085DD04
5E085EE01
5E085HH11
5E085JJ36
5G309FA06
(57)【要約】
【課題】電線との接合強度を向上することができる端子金具および端子付き電線を提供することを目的とする。
【解決手段】端子金具1は、電線Wの端末から露出する導体部W1に対して超音波接合される超音波接合部3と、超音波接合部3と一体で形成され、相手部材と電気的に接続される電気接続部2と、を備え、超音波接合部3は、電線Wの軸線方向Xに沿って延在する底壁31と、底壁31から軸線方向Xと交差する高さ方向Zに沿って突出する一対の側壁32と、を有し、底壁31および一対の側壁32には、それぞれの導体部W1と面する内面31a、32aに凹部33が設けられ、一対の側壁32における凹部33は、少なくとも超音波接合後の導体部W1の高さ方向Zに沿った第1高さh1よりも高くなるように形成される。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電線の端末から露出する導体部に対して超音波接合される超音波接合部と、
前記超音波接合部と一体で形成され、相手部材と電気的に接続される電気接続部と、を備え、
前記超音波接合部は、前記電線の軸線方向に沿って延在する底壁と、前記底壁から前記軸線方向と交差する高さ方向に沿って突出する一対の側壁と、を有し、
前記底壁および前記一対の側壁には、それぞれの前記導体部と面する内面に凹部が設けられ、
前記一対の側壁における前記凹部は、少なくとも超音波接合後の前記導体部の前記高さ方向に沿った第1高さよりも高くなるように形成される、
端子金具。
【請求項2】
前記凹部は、前記底壁と前記一対の側壁とに渡って延びるように設けられ、
前記凹部の両端部における前記高さ方向に沿った第2高さが前記第1高さよりも高くなるように形成される、
請求項1に記載の端子金具。
【請求項3】
前記底壁および前記一対の側壁には、前記軸線方向に互いに間隔をあけて複数の前記凹部が設けられる、
請求項1または2に記載の端子金具。
【請求項4】
電線と、
前記電線の端末から露出する導体部に対して超音波接合される超音波接合部、および前記超音波接合部と一体で形成され相手部材と電気的に接続される電気接続部を含む端子金具と、を備え、
前記超音波接合部は、前記電線の軸線方向に沿って延在する底壁と、前記底壁から前記軸線方向と交差する高さ方向に沿って突出する一対の側壁と、を有し、
前記底壁および前記一対の側壁には、それぞれの前記導体部と面する内面に凹部が設けられ、
前記一対の側壁における前記凹部は、少なくとも超音波接合後の前記導体部の前記高さ方向に沿った第1高さよりも高くなるように形成される、
端子付き電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、端子金具および端子付き電線に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の端子金具に関する技術として、例えば、特許文献1には、電線の端末から露出する導体部に対して超音波接合される超音波接合部と、超音波接合部と一体で形成され相手部材と電気的に接続される電気接続部と、を備えた端子金具が開示されている。この端子金具では、超音波接合部は、底壁および当該底壁と交差する一対の側壁を有し、底壁に超音波接合時に溶けた電線の絶縁被覆部を収容するための凹部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述した特許文献1に記載の端子金具では、例えば、電線との接合強度の向上の点で更なる改善の余地がある。
【0005】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、電線との接合強度を向上することができる端子金具および端子付き電線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、本発明に係る端子金具は、電線の端末から露出する導体部に対して超音波接合される超音波接合部と、前記超音波接合部と一体で形成され、相手部材と電気的に接続される電気接続部と、を備え、前記超音波接合部は、前記電線の軸線方向に沿って延在する底壁と、前記底壁から前記軸線方向と交差する高さ方向に沿って突出する一対の側壁と、を有し、前記底壁および前記一対の側壁には、それぞれの前記導体部と面する内面に凹部が設けられ、前記一対の側壁における前記凹部は、少なくとも超音波接合後の前記導体部の前記高さ方向に沿った第1高さよりも高くなるように形成される。
【発明の効果】
【0007】
本発明に係る端子金具および端子付き電線は、超音波接合部の底壁および一対の側壁の内面に凹部が設けられ、一対の側壁における凹部は、少なくとも超音波接合後の導体部の高さ方向に沿った第1高さよりも高くなるように形成される。この構成により、端子金具および端子付き電線は、例えば、凹部によって電線の導体部に対する底壁および一対の側壁の接触面積が増大し、ひいては超音波接合時の導体部と底壁および一対の側壁との相対的な摺動に伴って摩擦がより発生しやすくなり、塑性流動が促進される。この結果、端子金具および端子付き電線は、電線との接合強度を向上することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は、実施形態に係る端子金具が適用される端子付き電線の例示的な斜視図であって、超音波接合後の状態を示した図である。
【
図2】
図2は、実施形態に係る端子金具が適用される端子付き電線の例示的な正面図である。
【
図3】
図3は、実施形態に係る端子金具の例示的な斜視図である。
【
図4】
図4は、実施形態に係る端子金具が適用される端子付き電線の例示的な断面図であって、超音波接合後の状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、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、下記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。なお、本明細書では、序数は、部品や、部材、部位、位置、方向等を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。
【0010】
[実施形態]
図1は、実施形態に係る端子金具1が適用される端子付き電線10の斜視図であって、超音波接合後の状態を示した図である。
図1に示される本実施形態に係る端子付き電線10は、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Wを束にして集合部品とし、コネクタ等で複数の電線Wを各装置に接続するようにしたものである。
【0011】
本実施形態の端子付き電線10は、電線Wと、当該電線Wの端末に超音波接合される端子金具1と、を備えている。そして、本実施形態の端子付き電線10は、端子金具1を構成する超音波接合部3に後述する凹部33を設けると共に、当該凹部33を超音波接合部3の底壁31と一対の側壁32とに渡って設けることにより、端子金具1と電線Wとの接合強度の向上を図ったものである。以下、各図を参照して端子付き電線10の各構成について詳細に説明する。
【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「軸線方向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、軸線方向Xと幅方向Yと高さ方向Zとは、相互に略直交する。軸線方向Xは、典型的には、端子金具1が設けられる電線Wの軸線に沿う方向、当該電線Wが延在する延在方向、端子金具1の長手方向に相当する。高さ方向Zは、典型的には、端子金具1の厚さ方向(上下方向)に相当する。幅方向Yは、軸線方向Xおよび高さ方向Z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、電線Wが端子金具1に組み付けられた状態での方向として説明する。
【0013】
電線Wは、例えば、導電性を有する線状の複数の導体部W1と、当該導体部W1の外側を覆う絶縁性を有する絶縁被覆部W2と、を含んで構成される。電線Wは、絶縁被覆部W2で導体部W1を被覆した絶縁電線である。本実施形態の導体部W1は、導電性を有する金属素線を複数束ねた芯線であるが、当該複数の金属素線を撚り合わせた撚り芯線であってもよい。
【0014】
絶縁被覆部W2は、導体部W1の外周側を被覆する電線被覆である。絶縁被覆部W2は、例えば、絶縁性の樹脂材料(PPやPVC、架橋PE等。耐摩耗性や耐薬品性、耐熱性等に配慮して適宜選定される。)等を押出成形することによって形成される。電線Wは、軸線方向Xに沿って線状に延在し、軸線方向X(延在方向)に対してほぼ同じ径で延びるように形成される。
【0015】
また、電線Wは、導体部W1の断面形状(軸線方向Xと交差する方向の断面形状)が略円形状、絶縁被覆部W2の断面形状が略円環形状となっており、全体として略円形状の断面形状となっている。電線Wは、少なくとも導体部W1の一方の端末において、絶縁被覆部W2が剥ぎ取られており、当該導体部W1の一方の端末が絶縁被覆部W2から露出し、当該露出している導体部W1の端末に端子金具1が設けられる。
【0016】
端子金具1は、電線Wが電気的に接続され、導電性を有する相手部材が接続される端子部材である。端子金具1は、例えば、電気接続部2と、超音波接合部3と、電線圧着部4と、を含んで構成される。電気接続部2と超音波接合部3と電線圧着部4とは、全体が一体で導電性を有する金属部材によって構成される。
【0017】
具体的には、端子金具1は、一枚の板金を、電気接続部2、超音波接合部3、電線圧着部4等の各部に対応した形状にあわせて打ち抜き加工、プレス加工、折り曲げ加工等の各種加工によって成形することで各部が立体的に一体で形成される。端子金具1は、軸線方向Xに沿って一方側から他方側に向かって、電気接続部2、超音波接合部3、電線圧着部4の順で並んで相互に連結される。
【0018】
電気接続部2は、相手部材と電気的に接続される部分である。相手部材は、例えば、アース部材等である。すなわち、本実施形態の電気接続部2は、相手部材であるアース部材等に締結されるいわゆる丸形端子(LA端子)として構成される。なお、相手部材は、この例には限定されず、例えば、雄型や雌型の相手側端子等であってもよい。この場合、電気接続部2は、相手部材である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。
【0019】
超音波接合部3は、電線Wが接続され、当該電線Wの端末と端子金具1とを電気的に接続する部分である。超音波接合部3は、電線Wの端末に露出した導体部W1に対して超音波接合される。超音波接合部3は、例えば、底壁31と、当該底壁31と交差する一対の側壁32と、を含んで構成される。超音波接合部3は、底壁31と一対の側壁32との間の挿入空間部35に電線Wの導体部W1が挿入された状態で当該導体部W1と超音波接合される。
【0020】
また、超音波接合部3は、電気接続部2と電線圧着部4との間に介在し、当該電気接続部2と電線圧着部4とを連結している。端子金具1は、電気接続部2と電線圧着部4とが超音波接合部3を介して接続され、電気接続部2は、超音波接合部3を介して電線Wの導体部W1と電気的に接続され導通される。
【0021】
電線圧着部4は、電線Wの端末における絶縁被覆部W2と端子金具1とを圧着する部分である。電線圧着部4は、例えば、軸線方向Xに沿って延びる平板状の底壁41と、当該底壁41と交差する一対のバレル片部42と、を含んで構成される。電線圧着部4は、底壁41と一対のバレル片部42とによって電線Wの絶縁被覆部W2に対して加締められ、圧着される。
【0022】
一対のバレル片部42は、電線圧着部4において底壁41から幅方向Yの両側にそれぞれ帯状に延びて形成され、底壁41との間に電線Wの絶縁被覆部W2を包んで加締められ圧着される部分である。一対のバレル片部42は、電線圧着部4の圧着加工前(
図3参照)の状態において、U字状に形成された電線圧着部4の側壁となる部分である。一対のバレル片部42のうち一方は、底壁41から幅方向Yの一方側に延び、他方は、底壁41から幅方向Yの他方側に延びる。
【0023】
本実施形態の一対のバレル片部42は、絶縁被覆部W2に対して巻き付けられて加締められ、圧着された状態で、互いに重なり合う(オーバーラップする)ように底壁41側の根元から先端までの長さが設定されている。電線圧着部4は、底壁41および一対のバレル片部42によって、一対のバレル片部42の間に配置された電線Wの絶縁被覆部W2の外側を包んで絶縁被覆部W2に対して加締められ圧着される。
【0024】
上記のように構成される端子付き電線10は、超音波接合部3と導体部W1とが超音波接合され、電線圧着部4と絶縁被覆部W2とが圧着されることで、端子金具1が電線Wの端末に固定される。そして、端子付き電線10は、端子金具1の電気接続部2に相手部材が電気的に接続される。
【0025】
図2は、端子付き電線10の正面図であって、
図1の端子付き電線10を軸線方向Xの一方側から見た図である。
図2に示されるように、電線Wの導体部W1と超音波接合部3とは、例えば、ホーンHや、不図示のアンビル、プレス金型、プレス成型機等を有する超音波接合装置20によって超音波接合される。
【0026】
具体的には、電線Wの導体部W1は、まず、プレス金型およびプレス成形機によって超音波接合部3における挿入空間部35の幅方向Yに沿った挿入幅に合わせてプレス成型される。そして、プレス成形された導体部W1は、一対の側壁32の間の挿入空間部35に挿入され、ホーンHによって高さ方向Zの一方側から加圧されながら超音波接合部3に超音波接合される。
【0027】
なお、プレス金型には、導体部W1の幅規制用の溝部が設けられており、当該溝部は、挿入空間部35の挿入幅に合わせた幅を有し、当該溝部に導体部W1を嵌合することにより、導体部W1の幅を挿入空間部35の挿入幅に合わせて規制する。プレス成型機は、プレス金型により規制された導体部W1を、高さ方向Zの一方側から加圧して所定の平板状にプレス成型する。
【0028】
ホーンHは、プレス成型された導体部W1が挿入空間部35に挿入された状態で、当該導体部W1を不図示のアンビルとの間で加圧しながら超音波振動を加え、導体部W1と超音波接合部3とを相対的に摺動させることで超音波接合する。なお、アンビルにおける超音波接合部3との接触部分は、超音波接合部3の形状に合わせた形状に形成されており、これにより電線Wの導体部W1と超音波接合部3との高い密着性が確保され、良好な接合性が得られる。
【0029】
図3は、端子金具1の斜視図であって、超音波接合前および圧着加工前の状態を示した図である。
図3に示されるように、超音波接合部3は、例えば、底壁31と一対の側壁32とによって軸線方向Xと交差した断面が略U字状に形成される。底壁31および一対の側壁32は、上述した電線Wの導体部W1(
図4参照)が挿入される挿入空間部35を区画するための構造体である。
【0030】
底壁31は、平板状に形成され、軸線方向Xに沿って延びている。一対の側壁32は、底壁31の幅方向Yの両端部から高さ方向Zに沿って突出して形成され、軸線方向Xに沿って延びている。超音波接合部3は、底壁31と一対の側壁32とが一体で形成され、これら底壁31および一対の側壁32によって囲われた空間部が上述した挿入空間部35として機能する。挿入空間部35における底壁31と一対の側壁32との間の角部34は、例えば、導体部W1の外周面に沿って延びる円弧面状に形成される。
【0031】
上記のように構成される超音波接合部3は、底壁31と一対の側壁32とによって形成される挿入空間部35に、上述したプレス金型およびプレス成型機によって所定の平板状にプレス成型された電線Wの導体部W1が挿入される。また、電線圧着部4における底壁41と一対のバレル片部42とによって形成される挿入空間部に、電線Wの絶縁被覆部W2が挿入される。
【0032】
ここで、本実施形態では、超音波接合部3には、導体部W1と面する底壁31および一対の側壁32の内面31a、32aに複数の凹部33が設けられている。複数の凹部33は、底壁31および一対の側壁32の内面31a、32aから導体部W1と離れる方向、すなわち高さ方向Zまたは幅方向Yに沿って凹み、導体部W1側に向けて開放されている。本実施形態では、複数の凹部33は、例えば、幅方向Yに沿って横長に延びるスリット溝状に形成される。
【0033】
また、複数の凹部33は、例えば、底壁31と一対の側壁32とに渡って延びるように設けられている。すなわち、複数の凹部33は、一対の側壁32において高さ方向Zに沿って延びる両端部33aと、両端部33aと接続され底壁31において幅方向Yに沿って延びる中央部と、を含んで構成される。複数の凹部33は、高さ方向Zまたは幅方向Yに沿って凹んだ当該凹部33の底面と一対の側面とによって導体部W1に対する底壁31および一対の側壁32の接触面積を増やす機能を有している。
【0034】
図4は、端子付き電線10の断面図であって、超音波接合後の状態を示した図である。
図4に示されるように、複数の凹部33は、挿入空間部35において軸線方向Xに互いに間隔をあけて並んでいる。本実施形態では、複数の凹部33は、互いに同一の形状である。すなわち、複数の凹部33は、挿入空間部35において軸線方向Xに整列するように設けられている。
【0035】
そして、本実施形態では、一対の側壁32における凹部33は、少なくとも超音波接合後の導体部W1の高さ方向Zに沿った第1高さh1よりも高くなるように形成される。具体的には、凹部33は、当該凹部33の両端部33aにおける高さ方向Zに沿った第2高さh2が第1高さh1よりも高くなるように形成される。言い換えると、凹部33は、導体部W1の第1高さh1よりも高さ方向Zの一方側(上方側)に位置するように延びている。
【0036】
なお、本実施形態では、凹部33は、超音波接合後における導体部W1の高さ方向Zに沿った第1高さh1よりも高くなるように形成されているが、この例には限定されない。凹部33は、例えば、超音波接合前の導体部W1の高さ方向Zに沿った高さ、具体的には、上述したプレス金型およびプレス成型機によって所定の平板状にプレス成型された状態の導体部W1の高さ方向Zに沿った第3高さ(不図示)よりも高くなるように形成されると好適である。
【0037】
また、本実施形態では、凹部33は、底壁31と一対の側壁32とに渡って延びるように設けられているが、この例には限定されず、例えば、底壁31と一対の側壁32とにそれぞれ別々の凹部33が設けられてもよい。言い換えると、凹部33は、底壁31と一対の側壁32とに渡って連続的に設けられるのでは無く、幅方向Yに間欠的に設けられてもよい。一対の側壁32における凹部33は、例えば、超音波接合時に挿入空間部35内で一対の側壁32と導体部W1とが接触する範囲よりも高さ方向Zの一方側(上方側)に位置するように延びていると好適である。
【0038】
ここで、仮に、挿入空間部35内の底壁31のみに凹部33が設けられた場合、上述したホーンH(
図2参照)で導体部W1を押し付ける高さ方向Zの接合強度と比較して、ホーンHで押し付ける高さ方向Zと垂直な幅方向Yの接合強度が比較的弱くなってしまう虞がある。そして、接合する導体部W1の外径や数が増える程、高さ方向Zにおいて挿入空間部35内で一対の側壁32と導体部W1とが接触する範囲が増えるため、必要な接合強度が得られなくなってしまう虞がある。
【0039】
その点、本実施形態によれば、挿入空間部35内の底壁31および一対の側壁32に凹部33が設けられているため、例えば、凹部33によって一対の側壁32の導体部W1に対する接触面積を増やすことができる。これにより、超音波接合時に導体部W1と一対の側壁32との相対的な摺動に伴って摩擦がより発生しやすくなって塑性流動が促進され、ひいてはホーンHで押し付ける高さ方向Zと垂直な幅方向Yの接合強度を確保しやすくなる。
【0040】
以上のように、本実施形態の端子金具1および端子付き電線10は、超音波接合部3の底壁31および一対の側壁32の内面31a、32aに凹部33が設けられ、一対の側壁32における凹部33は、少なくとも超音波接合後の導体部W1の高さ方向Zに沿った第1高さh1よりも高くなるように形成される。この構成により、端子金具1および端子付き電線10は、例えば、凹部33によって電線Wの導体部W1に対する底壁31および一対の側壁32の接触面積が増大し、ひいては超音波接合時の導体部W1と底壁31および一対の側壁32との相対的な摺動に伴って摩擦がより発生しやすくなり、塑性流動が促進される。この結果、端子金具1および端子付き電線10は、電線Wとの接合強度を向上することができる。
【0041】
また、本実施形態の端子金具1および端子付き電線10では、凹部33は、底壁31と一対の側壁32とに渡って延びるように設けられ、凹部33の両端部33aにおける高さ方向Zに沿った第2高さh2が第1高さh1よりも高くなるように形成される。この構成により、端子金具1および端子付き電線10は、例えば、凹部33が底壁31と一対の側壁32とに渡って連続的では無く間欠的に設けられる場合、言い換えると、底壁31と一対の側壁32とにそれぞれ別々の凹部33が設けられる場合と比べて、導体部W1に対する底壁31および一対の側壁32の接触面積が増大して電線Wとの接合強度をより高めることができたり、凹部33ひいては端子金具1の製造に要する手間や費用等を低減できたりする。
【0042】
また、本実施形態の端子金具1および端子付き電線10では、底壁31および一対の側壁32には、軸線方向Xに互いに間隔をあけて複数の凹部33が設けられる。この構成により、端子金具1および端子付き電線10は、例えば、複数の凹部33によって導体部W1に対する底壁31および一対の側壁32の接触面積が増大するため、超音波接合時の導体部W1と底壁31および一対の側壁32との相対的な摺動に伴って摩擦がより発生しやすくなり、ひいては端子金具1と電線Wとの接合強度をより一層高めることができる。
【0043】
以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、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、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック(構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。
【符号の説明】
【0044】
1 端子金具
2 電気接続部
3 超音波接合部
4 電線圧着部
10 端子付き電線
31 底壁
31a 内面
32 側壁
32a 内面
33 凹部
33a 両端部
H ホーン
h1 第1高さ
h2 第2高さ
W 電線
W1 導体部
W2 絶縁被覆部
X 軸線方向
Y 幅方向
Z 高さ方向