特許 7398971 ヒーター線の圧着構造および圧着方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】ヒーター線の圧着構造および圧着方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 4/18 20060101AFI20231208BHJP

   H01R 43/048 20060101ALI20231208BHJP

   H05B 3/02 20060101ALI20231208BHJP

【ＦＩ】

H01R4/18 Z

H01R43/048 A

H05B3/02 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020007719

(22)【出願日】2020-01-21

(65)【公開番号】P2021114454

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-11-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000111085

【氏名又は名称】ニッタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003029

【氏名又は名称】弁理士法人ブナ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池上 正晃

(72)【発明者】

【氏名】木本 浩一郎

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 泰佑

【審査官】高橋 裕一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０３３７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３６３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００８０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１５６０１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平５－１５２０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－３２１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－９６５６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ ４／００－ ４／２２

Ｈ０１Ｒ４３／０２７－４３／２８

Ｈ０５Ｂ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一方向に並べたヒーター線の端部とリード線の端部とを圧着部材で圧着するヒーター線の圧着構造であって、
前記圧着部材は、前記ヒーター線および前記リード線の両被覆部を圧着する被覆圧着部と、前記被覆部を除去した前記ヒーター線および前記リード線の両導体部を圧着する導体圧着部とが同一方向に並設されており、
前記被覆圧着部は、前記両被覆部を圧着するための一対のバレルを有し、
前記一対のバレルは、先端部が互いに重なり合った状態で、前記両被覆部と前記バレルの接触範囲が広く、かつ前記バレルの内面と被覆部の表面との間の隙間が小さくなるように、前記両被覆部の表面に圧着されているヒーター線の圧着構造。

【請求項2】

重なり合った前記一対のバレルの先端部のうち、下側に位置する前記バレルの先端部は、前記リード線の被覆部に接触ないしは食い込んでいる請求項１に記載のヒーター線の圧着構造。

【請求項3】

前記導体圧着部は、前記両導体部を圧着するための一対のバレルを有する、請求項１または２に記載のヒーター線の圧着構造。

【請求項4】

同一方向に並設したヒーター線の端部とリード線の端部とを圧着部材で圧着するヒーター線の圧着方法であって、
前記ヒーター線および前記リード線の両被覆部を圧着する一対のバレルを有する被覆圧着部と、前記被覆部を除去した前記ヒーター線および前記リード線の両導体部を圧着する導体圧着部とが同一方向に並設された圧着部材を準備し、
前記被覆圧着部に前記ヒーター線と前記リード線の両被覆部を並列状態で配置し、かつ前記導体圧着部に前記ヒーター線および前記リード線の両導体部を並列状態で配置し、前記両被覆部および前記両導体部を圧着するにあたり、
前記被覆圧着部は、前記一対のバレルのうち一方のバレルを前記被覆部に向かって曲げ変形させ、ついで前記他方のバレルを前記一方のバレルに向かって曲げ変形させ、両方のバレルを、先端部が互いに重なり合った状態で、前記両被覆部と前記バレルの接触範囲が広く、かつバレルの内面と被覆部の表面との間の隙間が小さくなるように、前記両被覆部の表面に圧着するヒーター線の圧着方法。

【請求項5】

前記一方のバレルをリード線の被覆部に向かって曲げ変形させると共に、前記バレルの先端部を前記リード線の被覆部に接触ないしは食い込ませる請求項４記載のヒーター線の圧着方法。

【請求項6】

前記バレルを曲げ変形させるときに、前記一方のバレルを変形させる緩い傾斜の傾斜部と、前記他方のバレルを変形させる急な傾斜の傾斜部とを有する工具で両方のバレルを加圧する、請求項４または５記載のヒーター線の圧着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒーター線の圧着構造および圧着方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ヒーター線の圧着構造としては、図６に示すような構造１００が知られている。この構造１００は、ヒーター線１０１の端部とリード線１０２の端部を同一方向に並べ、それらを圧着部材１０３で圧着して結合したものである。ヒーター線１０１もリード線１０２も先端近辺の被覆が剥がされており、被覆が残っている被覆部１０１ａ、１０２ａの先端から導体部１０１ｂ、１０２ｂが延び出ている。圧着部材１０３は、被覆部１０１ａ、１０２同士を把持する一対のバレル（インシュレーションバレル）１０４ａ、１０４ｂ（図７参照）と、導体部１０１ｂ、１０２ｂに圧着されて両者を結合する一対のバレル（ワイヤーバレル）１０５ａ、１０５ｂ（図８参照）とを備えている。

【0003】

導体部１０１ｂ、１０２ｂ同士を結合する一対のバレル１０５ａ、１０５ｂは、図８に示すように、一方のバレル１０５ａの先端の上に他方のバレル１０５ｂの先端を重ねて加締めることにより圧着している。
他方、被覆部１０１ａ、１０２ａ同士を把持する一対のバレル１０４ａ、１０４ｂは、図７に示すように、略ハート形に抱持している。

【0004】

特許文献１には、オーバーラップ圧着のための圧着工具の改良例が開示されている。特許文献２には、コ字状の圧着部材の中に、ヒーター線の導体部とリード線の導体部を、リード線が上になるようにして上下に重ねて配置し、左右のバレルを内側に湾曲変形させ、両方のバレルの先端を導体部に食い込ませて導体部同士を結合する構造が開示されている。被覆部については圧着せず、ハウジングの内部に保持し、防水封止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第２８１２１２８号公報

【文献】特開２０１５－８０４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図６～８の構造では、被覆部１０１ａ、１０２ａについてはヒーター線１０１と圧着部材１０３のバレル１０４ａ、１０４ｂとの間に隙間Ｓが生じる（図７を参照）。そのため、並列に配列された２本の線に長期間にわたってねじれが加わると、ヒーター線１０１に繰り返し負荷がかかり、断線するおそれがある。

【0007】

本発明は、ヒーター線とリード線を圧着する構造において、ねじれ等によりヒーター線に加わる負荷を少なくし、それにより断線が抑制され、耐久性が高いヒーター線の圧着構造およびその構造を容易に実現できる圧着方法を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のヒーター線の圧着構造および圧着方法は、以下の通りである。
（１）同一方向に並べたヒーター線の端部とリード線の端部とを圧着部材で圧着するヒーター線の圧着構造であって、
前記圧着部材は、ヒーター線およびリード線の両被覆部を圧着する被覆圧着部と、被覆部を除去したヒーター線およびリード線の両導体部を圧着する導体圧着部とが同一方向に並設されており、被覆圧着部は、両被覆部を圧着するための一対のバレルを有し、一対のバレルは、先端部が互いに重なり合った状態で、前記両被覆部の表面に圧着されている、ヒーター線の圧着構造。
（２）重なり合った前記一対のバレルの先端部のうち、下側に位置するバレルの先端部は、リード線の被覆部に接触ないしは食い込んでいる（１）に記載のヒーター線の圧着構造。
（３）前記導体圧着部は、前記両導体部を圧着するための一対のバレルを有する（１）または（２）に記載のヒーター線の圧着構造。
（４）同一方向に並べたヒーター線の端部とリード線の端部とを圧着部材で圧着するヒーター線の圧着方法であって、
ヒーター線およびリード線の両被覆部を圧着する一対のバレルを有する被覆圧着部と、被覆部を除去したヒーター線およびリード線の両導体部を圧着する導体圧着部とが同一方向に並設された圧着部材を準備し、
被覆圧着部にヒーター線とリード線の被覆部を並列状態で配置し、かつ導体圧着部にヒーター線およびリード線の両導体部を並列状態で配置し、被覆部および両導体部を圧着するにあたり、
被覆圧着部は、一対のバレルのうち一方のバレルを被覆部に向かって曲げ変形させ、ついで他方のバレルを一方のバレルに向かって曲げ変形させ、両方のバレルを、先端部が互いに重なり合った状態で、被覆部に圧着するヒーター線の圧着方法。
（５）前記一方のバレルをリード線の被覆部に向かって曲げ変形させると共に、バレルの先端部をリード線の被覆部に接触ないしは食い込ませる（４）に記載のヒーター線の圧着方法。
（６）前記バレルを曲げ変形させるときに、一方のバレルを変形させる緩い傾斜の傾斜部と、他方のバレルを変形させる急な傾斜の傾斜部とを有する工具で両方のバレルを加圧する（４）または（５）に記載のヒーター線の圧着方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明のヒーター線の圧着構造は、ヒーター線とリード線の被覆部に圧着されたバレルが互いに重なり合った状態で、リード線の被覆部とヒーター線の被覆部を圧着している。そのため、それぞれの線の被覆部とバレルの接触範囲が広く、バレルの内面と被覆部の表面との間の隙間が小さくなっている。その結果、ヒーター線のバレル内での移動が抑制され、ねじれ耐久性が向上する。本発明の圧着方法によれば、前記圧着構造を簡易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る圧着構造の平面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。

【図4】本発明の圧着方法に用いる圧着部材の一例を示す斜視図である。

【図5】（ａ）～（ｄ）は本発明の圧着方法の一実施形態を示す工程図である。

【図6】従来の圧着構造の一例を示す平面図である。

【図7】図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。

【図8】図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１に示す圧着構造１０は、互いに並行に、同一方向に並べたヒーター線１１の端部１１ａおよびリード線１２の端部１２ａと、それらを圧着して結合する圧着部材１３とを備える。
ヒーター線１１は、中心の導線１１ｂと、この導線１１ｂを被覆した被覆１１ｃとからなる。そして図１に示すように、ヒーター線１１の先端部では被覆１１ｃが剥がされて導体１１ｂが露出した導体部１１ｄとされている。被覆１１ｃが残っている部位は被覆部１１ｅである。この実施形態では導線１１ｂは１本の柔軟な心線（例えばケブラー（登録商標）糸等のアラミド繊維糸など）の周囲に複数の細線（導電線）を撚り合わせた撚り線としている。撚り合わせる細線の数は４～６本であるのがよい。なお、電気抵抗を高くするため、導線１１ｂの断面積は小さくなっている。他方、被覆１１ｃは絶縁性能を確保するため、相当の厚さとしている。

【0012】

リード線１２は、図２に示すように、多数本の細線を撚り合わせた撚り線からなる導線１２ｂと、この導線１２ｂを被覆した被覆１２ｃとからなる。撚り合わせる細線の数は、例えば１５～２０本程度であるのがよいが、その本数に限定されるものではない。一般的にはリード線１２の外径はヒーター線１１の外径よりいくらか大きいが、同程度としてもよく、ヒーター線１１の方を太くしても差し支えはない。

【0013】

圧着部材１３は、ヒーター線１１とリード線１２の被覆部１１ｅ、１２ｅ同士を圧着する被覆圧着部１４と、ヒーター線１１とリード線１２の導体部１１ｄ、１２ｄ同士を圧着する導体圧着部１５と、それらを連結する連結部１６とからなる。被覆圧着部１４は、被覆部１１ｅ、１２ｅを圧着するための一対のバレル１４ａ、１４ｂを有する。導体圧着部１５は、導体部１１ｄ、１２ｄを圧着するための一対のバレル１５ａ、１５ｂを有する。
圧着前の圧着部材１３を図４に示す。同図に示すように、圧着部材１３は、それぞれＵ字状の被覆圧着部１４および導体圧着部１５を連結部１６で連結した形状である。両方の圧着部１４、１５の円弧部分の中心線は共通である。ただし、被覆圧着部１４の方が被覆１１ｃ、１２ｃの厚さの分だけ導体圧着部１５よりも円弧部分の曲率半径が大きい。
なお、Ｕ字形の底部は、円弧状でなく平坦にしてもよい。圧着部材１３はアルミニウムなどの導電性および延性に富む金属の板材をプレス加工などで一体に成形することで得られる。

【0014】

図３に戻って、導体圧着部１５は、ヒーター線１１の導体部１１ｄとリード線１２の導体部１２ｄを並列状態で一体に圧着する部位であり、左右一対のバレル１５ａ、１５ｂ（ワイヤーバレル）を有する。バレル１５ａ、１５ｂの先端同士は上下に重なって導体部１１ｄ、１２ｄを圧着する、いわゆるオーバーラップ圧着構造とされている。圧着前は左右のバレル１５ａ、１５ｂは互いに平行に上に向かって延びている（図４参照）。本実施形態では、ヒーター線の導体部１１ｄ側にあるバレル１５ａの先端部が下側に位置し、リード線の導体部１２ｄ側にあるバレル１５ｂの先端部がその上に重なっている。ただし、導体部１１ｄ側のバレル１５ａは、ヒーター線の導体１１ｄが細いため、導体部１１ｄだけではなく、リード線の導体部１２ｄも覆っている。
なお、上記とは逆に、リード線側のバレル１５ｂを下側にすることもできる。

【0015】

導体圧着部１５と、それによって圧着された導体部１１ｄ、１２ｄは、上下に押圧されていることにより、いくらか扁平で、左右に長い長円状ないし小判状を呈していてもよい。
なお、本実施形態では、図１に示すように、リード線の導体１２ｂは先端を折り返した状態で、ヒーター線１１の導体１１ｂと一体に圧着されている。

【0016】

被覆圧着部１４は、図２に示すように、一対のバレル１４ａ、１４ｂがヒーター線１１およびリード線１２の両被覆部１１ｅ、１２ｅを圧着している。すなわち、一対のバレル１４ａ、１４ｂは、先端部同士が上下に重なり合ったオーバーラップ構造の状態で、両被覆１１ｃ、１２ｃの表面に圧着されている。被覆圧着部１４は断面が略長円状ないし略楕円状を呈している。ヒーター線１１もリード線１２も元の断面円形の形状をほぼ保っているが、圧着により断面が略長円状ないし略楕円状に変形していてもよい。

【0017】

被覆圧着部１４においても、ヒーター線１１側のバレル１４ａの先端部１４ａ１が下側に位置し、リード線１２側のバレル１４ｂの先端部１４ｂ１がその上に重なっている。ヒーター線１１側のバレル１４ａを下側にするのは、ヒーター線１１のほうがリード線１２よりいくらか細いため、巻き付けた形状が安定するためである。そしてこの実施形態ではヒーター線１１側のバレル１４ａの先端１４ａ１がリード線１２の被覆１２ｃと接触している。バレル１４ａの先端１４ａ１を被覆１２ｃ内に食い込ませてもよい。

【0018】

このようにバレル１４ａの先端１４ａ１をリード線１２の被覆１２ｃに接触させたり、食い込ませたりするのは、リード線１２と圧着部材１３の一体性を維持するのに役立つためである。また、バレル１４ａと各線１１、１２の被覆１１ｃ、１２ｃとの間にできるだけ隙間ができないようにするためである。
なお、上記とは逆に、バレル１４ｂの先端部１４ｂ１が下側に位置し、リード線１２側のバレル１４ａの先端部１４ａ１がその上に重なるように圧着してもよい。ただし、リード線１２の被覆１２ｃは、ヒーター線１１の被覆１１ｃよりも径が大きいので、バレル１４ａの先端１４ａ１をリード線１２の被覆１２ｃに食い込ませるのが好ましい。

【0019】

上記のように構成される被覆圧着部１４は、湾曲変形された左右のバレル１４ａ、１４ｂがヒーター線１１およびリード線１２を密に抱持しており、従来のもの（図７参照）に比して隙間が少ない。そのため長期間の使用で２本の線が繰り返しねじられても、ヒーター線１１、とくにその導線１１ｂに加わる負荷が少なく、破断のおそれが少ない。導体圧着部１５については従来のものと同様であるので、同等の導電性および強度を発揮することができる。

【0020】

つぎに、図５（ａ）～（ｄ）を参照して前述の圧着構造を形成する圧着方法の一実施形態を説明する。図５（ａ）～（ｄ）は本発明の特徴である被覆圧着部１４の加工手順を示している。なお、導体圧着部１５の加工手順も被覆圧着部１４とほぼ同様である。
始めに、下側および上側の圧着工具である下型２１および上型２２と、材料である圧着部材１３、ヒーター線１１、リード線１２を準備する。ヒーター線１１およびリード線１２はあらかじめ先端部の被覆１１ｃ、１２ｃを剥がしておく。下型２１は加圧力を支えるものであり、上型２２はバレルを変形させる機能を有する。

【0021】

下型２１は、上面に成形後の導体圧着部の形状に合わせた形状の凹所２１ａが設けられている。上型２２は下面に凹所２２ａが設けられている。導体圧着部を加工する凹所２２ａは、比較的緩やかに上向きに傾斜する第１傾斜面２２ｂと、それに続いてより緩い角度で上向きに傾斜する第２傾斜面２２ｃと、第２傾斜面２２ｃの端部から急な角度で下向きに傾斜する第３傾斜面２２ｄとから形成される。

【0022】

図５（ａ）に示す準備段階では、下型２１の上に、圧着部材１３と、ヒーター線１１と、リード線１２とを組み合わせた状態で載置する。ヒーター線１１とリード線１２は並列状態で同方向に配置し、それぞれの被覆部１１ｅ、１２ｅは被覆圧着部１４のバレル１４ａ、１４ｂの間に入れ、導体部１１ｄ、１２ｄは導体圧着部１５（図４を参照）のバレル１５ａ、１５ｂの間に入れておく。

【0023】

この状態で図５（ｂ）に示すように、上型２２を下型２１に向かって下降させる。このとき、第１傾斜面２２ｂが下側になるバレル（ここではヒーター線側のバレル１４ａ）の先端から次第に下部に当接していき、そのバレル１４ａを内向きに湾曲させる。さらに図５（ｃ）に示すように、上型２２を下降させて、第３傾斜面２２ｄが上側となるバレル１４ｂを内向きに湾曲させる。

【0024】

さらに上型２２を下降させると、図５（ｄ）に示すように、第１傾斜面が下側となるバレル１４ａをヒーター線１１とリード線１２の上に被せるように湾曲させ、さらに第２傾斜面２２ｃが上側のバレル１４ｂを下側のバレル１４ａの上に重ね合わせ、最終的に両方のバレル１４ａ、１４ｂを２本の線１１、１２の被覆部１１ｅ、１２ｅに対し、全体が長円形となるように圧着する。このとき、下側のバレル１４ａの先端１４ａ１を上側のバレル１４ｂ側の線１２の被覆１２ｃに接触させるか、食い込ませるのが好ましい。

【0025】

以上、好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改良や改善が可能である。例えば、上記実施形態では被覆圧着部１４のヒーター線１１側のバレル１４ａと導体圧着部１５のヒーター線１１側のバレル１５ａは、両方とも下側にしているが、一方を下側にし、他方を上側にすることもできる。ただし同じ側にする方が、加工が容易である。また、前記圧着方法では１セットの工具２１、２２を用いて１回の加工で完了している。しかし工具を替えながら、複数工程で加工するようにしてもよい。また、通常は導体部１１ｄ、１２ｄの圧着は被覆部１１ｅ、１２ｅの圧着と同時に行うが、別の工程で行うこともできる。

【符号の説明】

【0026】

１０ 圧着構造
１１ ヒーター線
１１ａ （ヒーター線の）端部
１１ｂ 導線
１１ｃ 被覆
１１ｄ 導体部
１１ｅ 被覆部
１２ リード線
１２ａ （リード線の）端部
１２ｂ 導線
１２ｃ 被覆
１２ｄ 導体部
１２ｅ 被覆部
１３ 圧着部材
１４ 被覆圧着部
１４ａ、１４ｂ バレル
１４ａ１、１４ｂ１ バレルの先端
１５ 導体圧着部
１５ａ、１５ｂ バレル
１６ 連結部
２１ 下型（下側の圧着工具）
２１ａ 凹所
２２ 上型（上側の圧着工具）
２２ａ 凹所
２２ｂ 第１傾斜面
２２ｃ 第２傾斜面
２２ｄ 第３傾斜面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】