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特開2024-165168端子及び端子付き電線

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】P2024165168

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】端子及び端子付き電線

(51)【国際特許分類】

H01R 4/02 20060101AFI20241121BHJP

H01R 43/02 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

H01R4/02 C

H01R43/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081084

(22)【出願日】2023-05-16

(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】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森太士

(72)【発明者】

【氏名】竹田和也

(72)【発明者】

【氏名】弓立隆博

【テーマコード（参考）】

5E051

5E085

【Ｆターム（参考）】

5E051LA04

5E051LB03

5E085BB01

5E085BB11

5E085CC03

5E085DD04

5E085EE02

5E085HH11

5E085HH34

5E085JJ36

5E085JJ38

(57)【要約】

【課題】高効率（短時間、低接合条件）で電線の芯線と接合することができる端子及び端子付き電線を提供する。
【解決手段】端子１２は、所定の方向に幅方向を有する板状の端子本体３０と、端子本体３０に形成され、導電性材料から形成される導体部材（芯線２１）が接続される導体接続部（電線接続部３２）とを備える。導体接続部（電線接続部３２）における幅方向両側の箇所にはそれぞれ、端子本体３０の幅方向と交差する長手方向に延在する凸部及び凹部の少なくとも一方（凸部４０）が形成されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の方向に幅方向を有する板状の端子本体と、
前記端子本体に形成され、導電性材料から形成される導体部材が接続される導体接続部と、を備え、
前記導体接続部における前記幅方向両側の箇所にはそれぞれ、前記幅方向と交差する長手方向に延在する凸部及び凹部の少なくとも一方が形成されている、
端子。

【請求項2】

前記凸部又は前記凹部には、前記長手方向に延在するエッジが形成されている、請求項１に記載の端子。

【請求項3】

前記凸部又は前記凹部は、前記長手方向に沿って連続的に延在している、請求項１又は２に記載の端子。

【請求項4】

前記凸部又は前記凹部は、前記長手方向に対して断続的に配置されている、請求項１又は２に記載の端子。

【請求項5】

芯線、及び、前記芯線の一部を露出させた状態で前記芯線を被覆する被覆を有する電線と、
前記電線の前記芯線が接続される電線接続部を有する端子と、を備え、
前記電線接続部における前記端子の幅方向両側の箇所にはそれぞれ、前記端子の幅方向と交差する長手方向に延在する凸部及び凹部の少なくとも一方が形成され、
前記芯線と前記凸部又は前記凹部とが接した状態で、前記芯線と前記端子とが接合されている、
端子付き電線。

【請求項6】

前記凸部又は前記凹部には、前記長手方向に延在するエッジが形成され、
前記芯線が前記凸部又は前記凹部に形成された前記エッジと接した状態で、前記芯線と前記端子とが接合されている、請求項５に記載の端子付き電線。

【請求項7】

前記凸部又は前記凹部は、前記長手方向に沿って連続的に延在している、請求項５又は６に記載の端子付き電線。

【請求項8】

前記凸部又は前記凹部は、前記長手方向に対して断続的に配置されている、請求項５又は６に記載の端子付き電線。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、端子及び端子付き電線に関する。

【背景技術】

【0002】

電線の端末から露出させた芯線に端子が接続された端子付き電線を製造する際に、芯線を端子に押し当て超音波振動を付与することによって、芯線と端子とを超音波接合によって一体に接続することが行なわれている（特許文献１参照）。このような端子付き電線では、一般的に、電線の端末から露出させた芯線と端子の一部とを、アンビルとホーンとで挟み込み、ホーンを超音波振動させることにより、端子への電線の芯線の接合（超音波接合）を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】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】

ところで、超音波を用いた端子と電線の芯線との接合において、高効率（短時間）で接合するためには超音波設備から発振した超音波振動を、端子と電線の芯線との接合界面へ極力損失なく伝播させることが重要である。接合条件（接合時間、超音波出力、接合荷重等）を変更することによって高効率（短時間）で端子と電線の芯線とを接合することは可能ではあるが、汎用的な超音波設備では対応できなくなるという問題が生じ得る。

【0005】

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、高効率（短時間、低接合条件）で電線の芯線と接合することができる端子及び端子付き電線を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様に係る端子は、所定の方向に幅方向を有する板状の端子本体と、端子本体に形成され、導電性材料から形成される導体部材が接続される導体接続部と、を備え、導体接続部における幅方向両側の箇所にはそれぞれ、幅方向と交差する長手方向に延在する凸部及び凹部の少なくとも一方が形成されている。

【0007】

本発明の態様に係る端子付き電線は、芯線、及び、芯線の一部を露出させた状態で芯線を被覆する被覆を有する電線と、電線の芯線が接続される電線接続部を有する端子と、を備え、電線接続部における端子の幅方向両側の箇所にはそれぞれ、端子の幅方向と交差する長手方向に延在する凸部及び凹部の少なくとも一方が形成され、芯線と凸部又は凹部とが接した状態で、芯線と端子とが接合されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、高効率（短時間、低接合条件）で電線の芯線と接合することができる端子及び端子付き電線を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る端子付き電線の一例を示す斜視図である。

【図2】本実施形態に係る端子付き電線の一例を示す平面図である。

【図3】本実施形態に係る端子付き電線の一例を示す側面図である。

【図4】本実施形態に係る端子付き電線の一例を示す正面図である。

【図5】本実施形態に係る端子の一例を示す平面図である。

【図6】本実施形態に係る端子の一例を示す側面図である。

【図7】端子を超音波接合機にセットした状態を示す斜視図である。

【図8A】凸部の断面形状の一例を示す図である。

【図8B】凸部の断面形状の一例を示す図である。

【図8C】凸部の断面形状の一例を示す図である。

【図8D】凸部の断面形状の一例を示す図である。

【図9A】凸部の形状及び配置の一例を示す図である。

【図9B】凸部の形状及び配置の一例を示す図である。

【図9C】凸部の形状及び配置の一例を示す図である。

【図9D】凸部の形状及び配置の一例を示す図である。

【図10A】凹部の形状及び配置の一例を示す図である。

【図10B】凹部の形状及び配置の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて本実施形態に係る端子及び端子付き電線について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

【0011】

図１から図４に示すように、端子付き電線１０は、電線１１と、電線１１の端部に接続された端子１２とを備えている。本実施形態では、接合体として電線１１の端部に端子１２が接続された端子付き電線１０を例示して説明する。

【0012】

電線１１は、導電性材料から形成される導体部材（芯線２１）と、この芯線２１の周囲を覆う外皮としての被覆２２とを有する絶縁電線である。芯線２１は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性金属材料から形成される複数の素線を束ねて構成される。導体部材の材質は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等には限定はされず、他の導電性を有する金属材料であってもよい。また、導体材料の構造は、複数の素線が撚り合わされた撚り線には限定はされず、他の形態のもの（単芯線、編組、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）等）であってもよい。

【0013】

被覆２２は、可撓性及び絶縁性を有する樹脂材料から構成される。被覆２２の材質及び構造は、特に限定はされない。電線１１は、端部において、被覆２２が除去されて芯線２１の一部が露出されている。芯線２１が銅又は銅合金から形成される複数の素線から構成される場合、各素線には、錫、ニッケル、銀、金等のめっきが施されていてもよい。また、各素線又は芯線に施されるめっきの種類は、特に限定はされない。

【0014】

端子１２は、導電性金属材料から形成される板材を加工することにより構成されている。本実施形態では、端子１２は、銅又は銅合金から形成される板材（母材）を加工することにより形成されている。端子１２の母材の材質は、銅又は銅合金には限定はされず、他の導電性を有する金属材料であってもよい。また、端子１２の母材には、錫、ニッケル、銀、金等のめっきが施されていてもよい。さらに、端子１２の母材に施されるめっきの種類は、特に限定はされない。

【0015】

端子１２は、平板状の端子本体３０として形成されており、この端子１２（端子本体３０）は、電気接続部３１と、導体接続部（電線接続部３２）とを有している。端子１２（端子本体３０）は、電線１１の端部における被覆２２に加締められる一対の加締め片を有する被覆圧着部（後足部）をさらに有していてもよい。

【0016】

端子１２の電気接続部３１は、端子本体３０の表裏面に貫通する孔部３３を有している。この電気接続部３１は、孔部３３にボルト及びネジ等の締結部材を挿通し、各種の機器等の被接続部に締結して固定されて電気的に接続される。端子１２の前端に形成される電気接続部３１の形状は特に限定されず、例えば、オス型、メス型、ＬＡ（丸型）であってもよい。

【0017】

端子１２の電線接続部３２は、一方の面が導体接合面３５とされており、この導体接合面３５に電線１１の芯線２１が接合されている。電線１１の芯線２１は、電線接続部３２の導体接合面３５に対して超音波接合によって接合されている。これにより、端子１２と電線１１の芯線２１とが電気的に接続されている。

【0018】

端子付き電線１０は、防水、防食等を目的として、端子１２と電線１１の芯線２１との接合部（電線接続部３２）に外装される、熱収縮チューブ、樹脂材、シート等の外装部材を備えていてもよい。

【0019】

本実施形態では、１本の電線１１を端子１２に接合しているが、ジョイント端子のように複数本の電線を一括で接合するようにしてもよい、複数本の電線を一括で接合する場合には、例えばバスバーに本実施形態を適用することが可能である。すなわち、端子１２が、複数の導体接続部（電線接続部３２）を有するものであってもよい。

【0020】

図５から図７に示すように、電線１１の芯線２１が接合される端子１２の導体接合面３５には、凸部及び凹部の少なくとも一方（本実施形態では、凸部４０）が形成されている。この凸部４０は、超音波接合時にホーン６１（図４及び図７参照）の形状等に起因して、導体接続部（電線接続部３２）における高摩擦力が生じる箇所、すなわち、芯線２１を構成する金属が塑性流動して、芯線２１が軸方向に伸び易い箇所に形成される。すなわち、凸部４０は、電線接続部３２における幅方向両側の箇所（高振動伝搬部位となる箇所）にそれぞれ形成されている。そして、超音波接合時に電線接続部３２における高摩擦力が生じる箇所に形成された凸部４０は、端子１２（端子本体３０）の幅方向と交差する長手方向に延在している。

【0021】

本実施形態の端子１２においては、凸部４０は、端子１２（端子本体３０）の長手方向に沿って連続的に延在している。また、本実施形態の端子１２においては、凸部４０の幅方向両側の縁部にはそれぞれ、端子１２（端子本体３０）の長手方向に延在するエッジ４１が形成されている。

【0022】

凸部４０の高さＨ（図６参照）は、例えば、端子１２の導体接合面３５の表面粗さよりも高く、芯線２１の直径（高さ）よりも低い。凸部４０の幅Ｗ（図５参照）は、特に限定はされない。凸部４０の長さＬ（図５参照）は、少なくともホーン６１（図７参照）の長さと同等とする。

【0023】

凸部４０の製造方法（成形方法）は、特に限定はされない。凸部４０は、例えば、端子１２（端子本体３０）に対して金型でプレス加工（打ち抜き加工、曲げ加工等）を施す際に形成されたものであってもよい。

【0024】

図８Ａから図８Ｄに凸部４０の断面形状の一例を示す。図８Ａに示す凸部４０Ａは、上面４２及び一対の側面４３，４３が平坦な形状とされ、全体としては断面四角形状とされている。凸部４０Ａでは、幅方向両側の縁部にエッジ４１が形成されている。また、図８Ｂに示す凸部４０Ｂのように、幅方向両側の縁部にＣ面取りによるＣ面４４を形成してもよく、図８Ｃに示す凸部４０Ｃのように、幅方向両側の縁部にＲ面取りによるＲ面４５を形成してもよい。さらに、図８Ｄに示す凸部４０Ｄのように、幅方向両側に一対のテーパ面４６，４６を形成して、全体として断面三角形状としてもよい。凸部４０Ｄでは、上端にエッジ４１が形成されている。

【0025】

図９Ａから図９Ｄに凸部４０の延在形状の一例を示す。図９Ａから図９Ｃに示す凸部４０Ｅ，４０Ｆ，４０Ｇのように、端子１２（端子本体３０）の長手方向に沿って連続的に延在していてもよい。図９Ａに示す凸部４０Ｅのように、高さが長手方向（延在方向）に対して均一な形状とされてもよく、図９Ｂに示す凸部４０Ｆのように、高さが長手方向（延在方向）に対して不均一な形状とされてもよい。図９Ｃに示す凸部４０Ｇのように、フィレット形状（断面半円形状）に形成されてもよい。また、図９Ｄに示す凸部４０Ｈのように、端子１２（端子本体３０）の長手方向に対して断続的に（分割して）配置されていてもよい。凸部４０Ｈの分割体４７のピッチ（配置間隔）は、特に限定はされない。

【0026】

さらに、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、超音波接合時に電線接続部３２における高摩擦力が生じる箇所には、端子１２（端子本体３０）の幅方向と交差する長手方向に延在している凹部５０，５０Ａが形成されていてもよい。図１０Ａに示す凹部５０のように、端子１２（端子本体３０）の長手方向に沿って連続的に延在していてもよい。凹部５０の幅方向両側の縁部には、エッジ５１が形成されている。また、図１０Ｂに示す凹部５０Ａのように、端子１２（端子本体３０）の長手方向に対して断続的に（分割して）配置されていてもよい。凹部５０Ａの分割体５７のピッチ（配置間隔）は、特に限定はされない。各分割体５７の幅方向両側の縁部には、エッジ５１が形成されている。

【0027】

以下、本実施形態に係る端子付き電線１０の製造方法の一例を説明する。

【0028】

図７に示すように、凸部４０が形成された端子１２と電線１１の芯線２１とを、ホーン６１及びアンビル（図示せず）を備えた超音波接合機にセットする。具体的には、超音波溶接機を構成するホーン６１とアンビルとの間に端子１２の電線接続部３２と電線１１の芯線２１とを重ね合わせて配置し、電線接続部３２の導体接合面３５上に芯線２１を配置する。また、端子１２の幅方向両側部は、端子抑え６２を用いて保持される。

【0029】

超音波接合機のホーン６１は、交流電流の給電によって超音波振動を発振する振動子（図示せず）を備え、この振動子によって振動される。アンビルの上部に配置されてホーン６１とアンビルとの間に配置された端子１２と芯線２１とは、ホーン６１からの荷重によってホーン６１とアンビルとで挟持される。

【0030】

ホーン６１とアンビルとの間に端子１２と芯線２１とを配置したら、ホーン６１をアンビルへ向かって移動させる。これにより、ホーン６１とアンビルとによって端子１２と芯線２１とが加圧された状態で挟持される。この状態で、振動子に交流電流を給電する。すると、振動子によってホーン６１が水平方向へ超音波振動させられることにより、端子１２と芯線２１とに超音波振動エネルギが伝搬され、端子１２の導体接合面３５に電線１１の芯線２１が超音波接合される。これにより、端子１２に電線１１が接続された端子付き電線１０が得られる。

【0031】

本実施形態では、端子１２の電線接続部３２の高摩擦力が生じる箇所に凸部４０を形成している。電線接続部３２において元々高摩擦力が生じる箇所で凸部４０に電線１１の芯線２１が接触することで、当該箇所での接圧（接触圧力）が更に高まり、芯線２１が軸方向（端子１２の長手方向）に更に伸び易くなる。当該作用により、短時間（超音波接合の初期段階）で端子１２と電線１１との間の少なくとも一箇所以上で強固な金属接合を有した起点を形成することができ、その起点を中心に接合範囲を広げることができる。その結果として、高効率（短時間、低接合条件）で端子１２と電線１１の芯線２１とを接合することが可能になる。

【0032】

このように、本実施形態の態様に係る端子１２は、所定の方向に幅方向を有する板状の端子本体３０と、端子本体３０に形成され、導電性材料から形成される導体部材（芯線２１）が接続される導体接続部（電線接続部３２）とを備える。導体接続部（電線接続部３２）における幅方向両側の箇所にはそれぞれ、幅方向と交差する長手方向に延在する凸部及び凹部の少なくとも一方（凸部４０）が形成されている。

【0033】

電線接続部３２において元々高摩擦力が生じる箇所で凸部４０に電線１１の芯線２１が接触することで、当該箇所での接圧（接触圧力）が更に高まり、芯線２１が軸方向（端子１２の長手方向）に更に伸び易くなる。当該作用により、短時間（超音波接合の初期段階）で端子１２と電線１１との間の少なくとも一箇所以上で強固な金属接合を有した起点を形成することができ、その起点を中心に接合範囲を広げることができる。

【0034】

以上、本実施形態によれば、高効率（短時間、低接合条件）で電線１１の芯線２１と接合することができる端子１２を提供することができる。

【0035】

端子１２において、凸部又は凹部（凸部４０）には、長手方向に延在するエッジ４１が形成されていてもよい。

【0036】

電線接続部３２において元々高摩擦力が生じる箇所で凸部４０のエッジ４１に電線１１の芯線２１が接触することで、当該箇所での接圧（接触圧力）が更に高まり、芯線２１が軸方向（端子１２の長手方向）に更に伸び易くなる。当該作用により、短時間（超音波接合の初期段階）で端子１２と電線１１との間の少なくとも一箇所以上で強固な金属接合を有した起点を形成することができ、その起点を中心に接合範囲を広げることができる。

【0037】

端子１２において、凸部又は凹部（凸部４０）は、長手方向に沿って連続的に延在していてもよい。

【0038】

端子１２によれば、端子１２の長手方向に沿って連続的に延在している凸部４０がアンカー部としても機能し、端子１２と芯線２１との結合力が大きくなり、端子１２に接合される芯線２１が剥がれることが効果的に抑制される。

【0039】

端子１２において、凸部又は凹部（凸部４０）は、長手方向に対して断続的に配置されていてもよい。

【0040】

端子１２によれば、端子１２の長手方向に対して断続的に配置された凸部４０の分割体４７（図９Ｄ参照）がアンカー部としても機能し、端子１２と芯線２１との結合力が大きくなり、端子１２に接合される芯線２１が剥がれることが効果的に抑制される。

【0041】

また、本実施形態の態様に係る端子付き電線１０は、芯線２１、及び、芯線２１の一部を露出させた状態で芯線２１を被覆する被覆２２を有する電線１１と、電線１１の芯線２１が接続される電線接続部３２を有する端子１２とを備える。電線接続部３２における端子１２の幅方向両側の箇所にはそれぞれ、端子１２の幅方向と交差する長手方向に延在する凸部及び凹部の少なくとも一方（凸部４０）が形成される。芯線２１と凸部又は凹部（凸部４０）とが接した状態で、芯線２１と端子１２とが接合されている。

【0042】

【0043】

以上、本実施形態によれば、高効率（短時間、低接合条件）で電線１１の芯線２１と接合することができる端子付き電線１０を提供することができる。

【0044】

端子付き電線１０において、凸部又は凹部（凸部４０）には、長手方向に延在するエッジ４１が形成され、芯線２１が凸部又は凹部（凸部４０）に形成されたエッジ４１と接した状態で、芯線２１と端子１２とが接合されている。

【0045】

【0046】

端子付き電線１０において、凸部又は凹部（凸部４０）は、長手方向に沿って連続的に延在していてもよい。

【0047】

端子付き電線１０によれば、端子１２の長手方向に沿って連続的に延在している凸部４０がアンカー部としても機能して、端子１２と芯線２１との結合力が大きくなっており、端子１２に接合された芯線２１が剥がれることが効果的に抑制される。

【0048】

端子付き電線１０において、凸部又は凹部（凸部４０）は、長手方向に対して断続的に配置されていてもよい。