説明

導電接合端子の製造方法

【課題】端子内の導線束を外周側から中心部まで均一な状態で接合でき、かつ、製造コストを低減できる導電接合端子の製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁被覆を有する導線Lを複数本束ねてなる導線束2と、導線束2を収容する収容部12を有する端子具10とを備え、収容部12に収容した導線束2と端子具10とを電気的に接合させてなる導電接合端子の製造方法であって、端子具10の収容部12に導線束2を収容する第1の工程と、端子具10に高周波電流を通電し、誘導加熱によって導線Lの絶縁被覆を溶融させる第2の工程と、端子具10を導線束2と一緒にかしめる第3の工程とを有する。誘導加熱による各導線Lの表皮効果によって、導線束2の外周側だけでなく中心部に位置する導線Lの絶縁被覆をより確実に溶融させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、絶縁被覆を有する導線に端子具を導電接合してなる導電接合端子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1に示すように、絶縁被覆を有する導線に端子具を導電接合してなる端子の製造方法として、ヒュージング(抵抗溶接)処理が行われている。このヒュージング処理では、絶縁被覆を有する導線の束に装着した金属製の端子具を一対の電極部材でかしめる。その状態で電極部材間に電流を流すことで、端子具の発熱(ジュール熱)によって絶縁被覆を炭化溶融させ、これにより端子具と導線とを導通状態で接合してなる端子(ターミナル)を形成する。
【0003】
すなわち、従来のヒュージング処理では、一対の電極部材で端子具を外側から挟み込み、その状態で電流を流すことで、端子具の外側から内部の導線束に熱を加えていた。さらに、このようなヒュージング処理では、端子具における電極部材に接している部分から電流が流れるため、そこから導線束に対する加熱が拡がるようになっていた。そのため、導線束の中心部まで加熱が十分に行われず、導線束の中心に近い位置にある導線の被覆が十分に溶融しない場合があった。これにより、絶縁被覆が溶融することで生成するスラッジ(炭化生成物)を端子の外部へ十分に排出することができず、端子内にスラッジが残留し、端子の十分な導電性を確保できなくなるおそれがあった。
【0004】
また、従来のヒュージング処理では、導線の本数が多いと導線束の外周側から中心部への熱伝達に時間がかかるため、導線束の加熱が径方向で均等に行われないおそれがある。そのため、熱を導線束の中心部まで到達させるためには、通電時間を長くする必要がある。この場合、端子具の厚みが薄いと通電時間や温度によっては端子具が溶解するおそれがあるため、導線の本数に応じて端子具の厚みを厚くする必要があった。これにより、部品のコスト増や重量増につながるおそれがあった。
【0005】
また、従来のヒュージング処理に用いる電極部材は、通電した状態で端子具を押圧してかしめるものであるため、高い導電性を有しかつ耐熱性の高いタングステンなどの高価な材料を用いる必要がある。このことは、端子の製造装置及びそれによって製造する端子のコストが高くなる一因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−153505号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導線束の外周側から中心部まで均一な状態で導電接合できると共に、端子内にスラッジが残留することを効果的に防止でき、かつ製造コストを低減できる導電接合端子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するための本発明は、絶縁被覆を有する導線(L)を複数本束ねてなる導線束(2)と、導線束(2)を収容する収容部(12)を有する端子具(10)とを備え、収容部(12)に収容した導線束(2)と端子具(10)とを電気的に接合させてなる導電接合端子(1)の製造方法であって、端子具(10)の収容部(12)に導線束(2)を収容する第1の工程(ST1)と、端子具(10)に高周波電流を通電し、誘導加熱によって導線(L)の絶縁被覆を溶融させる第2の工程(ST2)と、端子具(10)を導線束(2)と共にかしめる第3の工程(ST3)と、を有することを特徴とする。
【0009】
一般に、導電性を有する金属などの被加熱物の周囲に誘導コイルを設置し、当該誘導コイルに高周波電流(交流電流)を流すと、高周波電流によって発生する高周波磁束が被加熱物を貫通して高密度の電流(うず電流)を誘導し、これによって被加熱物の内部が表面側から加熱されてゆく。すなわち、誘導コイルによって被加熱物にうず電流が誘導されて被加熱物が加熱される現象(誘導加熱)が起こる。ここで、上記のうず電流は、被加熱物の表面に近いほど強く、内部にいくにつれて指数関数的に弱くなる傾向(表皮効果)がある。
【0010】
そして、本発明にかかる導電接合端子の製造方法によれば、端子具に高周波電流を通電することで、端子具に収容した導線束の各導線が誘導加熱によって加熱される。したがって、導線束の各導線における表皮効果によって、各導線の表面を効果的に加熱することができ、導線束を外周側から中心側まで満遍なく加熱できる。これにより、導線束の加熱において径方向の温度差を無くすことができるので、導線束の外周側だけでなく中心部に位置する導線の絶縁被覆を確実に溶融させることができる。また、導線束の中心部を効果的に加熱することで、端子外へのスラッジの排出を促進できるので、端子内にスラッジが残留することを抑制できる。
【0011】
また、本発明にかかる導電接合端子の製造方法によれば、導線束を収容するための端子具が導線束の各導線に誘導加熱を起こすための部材(誘導コイル)として機能するので、誘導加熱専用の治具が不要となる。さらに、誘導加熱を起こすために用いた端子具をその後に導線束と共にかしめるようにしたことで、導線束の各導線がバラけることを効果的に防止でき、導線束を確実に接合することができる。
【0012】
また、上記の導電接合端子の製造方法では、第2の工程(ST2)における端子具(10)への高周波電流の通電は、端子具(10)に接する電極部材(7)を介して行われ、第3の工程(ST3)における端子具(10)のかしめは、第2の工程(ST2)における高周波電流の通電を停止した後、電極部材(7)とは別の押圧部材(5,5)で端子具(10)を押圧することで行われるようにしてよい。
【0013】
従来のヒュージング処理では、電極部材で端子具に電流を流しながら、該電極部材で端子具を押圧してかしめていた。そのため、電極部材には、導電性に優れかつ押圧する際に熱で容易に変形しない材料を用いなければならず、比較的高価なタングステンなどの材料を使用していた。これに対して、本発明にかかる導電接合端子の製造方法では、端子具に高周波電流を流すための電極部材とは別の部材である押圧部材によって端子具を押圧してかしめるようにしている。そのため、押圧部材には導電性や高い耐熱性が必ずしも必要なく、鉄など比較的安価な材料を使用できる。これにより、導電接合端子の製造に用いる装置を安価に構成できるので、導電接合端子の製造コストを低減できる。
【0014】
また、上記の導電接合端子の製造方法では、押圧部材(5,5)は、電極部材(7)を避けた位置で端子具(10)を挟んで押圧するように配置されているとよい。これによれば、押圧部材で端子具を押圧するときに、端子具に高周波電流を流すための電極部材が邪魔にならずに済むため、端子具を押圧してかしめる工程が行い易くなる。
【0015】
また、上記の導電接合端子の製造方法では、端子具(10)は、導線束(2)の外周を囲む筒状であり、かつ導線束(2)の長手方向に対して傾斜する方向に延びる螺旋形状であり、第3の工程(ST3)において、端子具(10)が押圧部材(5,5)で径方向に押圧されるようにしてよい。これによれば、押圧部材で径方向に押圧されてかしめられた端子具が螺旋形状に沿って絞られることで、収容部が小径化するので、収容部内の導線束を締め付けて強く束ねた状態でかしめることができる。したがって、導線束の各導線がバラけることを防止でき、導線をより確実に接合することができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【0016】
本発明にかかる導電接合端子の製造方法によれば、端子具に高周波電流を通電することで、端子具に収容した導線束の各導線が誘導加熱によって加熱される。したがって、端子内の導線束を外周側から中心部まで満遍なく加熱できるので、端子内にスラッジが残留することを効果的に防止でき、導線束の外周側と中心側とで均一な接合状態を確保できる。また、製造装置の部品に比較的安価な材料を使用できるので、導電接合端子の製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態にかかる導電接合端子の製造方法に用いる端子製造装置の概略構成を示す平面図である。
【図2】端子製造装置の概略構成を示す正面図である。
【図3】端子具の構成例を示す斜視図である。
【図4】本発明にかかる導電接合端子の製造方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図5】導電接合端子が備える端子具の他の構成例を示す図で、三相線接続用の端子に用いる端子具を示す図である。
【図6】導電接合端子が備える端子具の他の構成例を示す図で、中性点接続用の端子に用いる端子具を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1及び図2は、本発明の一実施形態にかかる導電接合端子の製造方法に用いる端子製造装置の概略構成を示す図で、図1は、平面図、図2は、正面図である。なお、図2では、後述する押圧部材5,5の固定具5b,5b及び高周波電源装置9などは図示を省略している。本実施形態の製造方法で製造される導電接合端子(以下、単に「端子」と記す。)1は、3相モータの中性点接続端子や三相線接続端子として用いて好適な端子であって、絶縁被覆を有する導線Lを複数本束ねてなる導線束2と、導線束2を収容する中空の収容部12を有する筒状の端子具10とを備えており、導線束2を収容した端子具10に高周波電流を流すことで、誘導加熱により導線束2の各導線Lの絶縁被覆を炭化させて除去し、その後、端子具10を押圧してかしめることによって製造されるものである。
【0019】
導線束2は、表面に絶縁被覆を有する導線Lを多数本(数十本程)束ねて構成されている。絶縁被覆を有する導線Lとして、エナメル銅線(EW)、ホルマール銅線(PVF)、ポリエステル銅線(PEW)、及びアミドイミド銅線(AIW)など各種材料で被覆された銅線を用いることができる。図3は、導線束2に装着する端子具10を示す斜視図である。同図に示すように、端子具10は、内側に収容部12を有する略円筒状の本体部11を備えた金属製の部材であり、銅に錫めっきなどを施した材料で構成されている。本体部11には、導線束2の長手方向(本体部11の軸方向)に対して傾斜する方向に沿って延びる切り込み13が形成されている。これにより、本体部11は、収容部12を囲む螺旋形状に形成されている。
【0020】
次に、端子1の製造に用いる端子製造装置30について説明する。端子製造装置30は、中心の保持位置Yに端子具10を保持するようになっている。保持位置Yの外周側には、該保持位置Yに保持された端子具10を径方向(幅方向)に押圧するための押圧部材5が設置されている。押圧部材5は、端子具10の中心を通って径方向に延びる直線上において、端子具10の両側に設置した一対の可動具5aと固定具5bとで端子具10を両側から挟み込んで押圧するようになっている。固定具5bは、端子具10の一方の側部に固定されている。可動具5aは、端子具10を挟んで固定具5bとは反対側の側部に設置されており、端子具10の中心を通る直線に沿って前後に移動可能になっている。押圧部材5は、端子具10の周囲に90度間隔で2組が設置されている。
【0021】
また、保持位置Yにある端子具10を保持(固定)するためのクランプ部材6が設置されている。クランプ部材6は、2組の押圧部材5,5が備える可動具5a,5aの中間に配置されており、保持位置Yの端子具10を挟んで2組の押圧部材5,5が備える固定具5b,5bに対向している。クランプ部材6は、保持位置Yに対して移動可能に設置されており、保持位置Yにセットした端子具10は、クランプ部材6と押圧部材5,5の固定具5b、5bとの間に挟まれて保持されるようになっている。なお、押圧部材5の可動具5a及びクランプ部材6は、一般的な移動機構で移動可能に設置されていてよく、ここでは、可動具5a及びクランプ部材6を移動させるための機構の詳細については、説明及び図示を省略する。
【0022】
また、端子具10を挟んでクランプ部材6に対向する反対側の位置(固定具5b,5bの間の位置)には、端子具10に高周波電流を流すための電極部材7が設置されている。電極部材7は、端子具10に接触させるための正極(+極)8aと負極(−極)8bとからなる電極8を具備している。一対の電極8a,8bには、配線9aを介して高周波電源装置9が接続されており、高周波電源装置9から一対の電極8a,8bの間に高周波電流が流れるようになっている。一対の電極8a,8bはそれぞれ、保持位置Yに保持された端子具10の長手方向の両側(螺旋状の両端近傍)に接触するように配置されている。
【0023】
図1に示すように、端子製造装置30は、押圧部材5,5及び高周波電源装置9を制御するためのコントローラ4を備えている。押圧部材5,5の可動具5a,5aは、コントローラ4の指令に応じて移動するようになっている。また、高周波電源装置9によって電極8a,8b間に流れる高周波電流は、コントローラ4の指令で制御されるようになっている。
【0024】
次に、端子1の製造方法について説明する。図4は、本実施形態にかかる端子1の製造方法を説明するためのフローチャートである。端子1を製造するには、まず、端子具10を端子製造装置30の保持位置Yにセットし、クランプ部材6と固定具5b,5bとの間に挟み込む。この状態で、電極部材7の電極8a,8bそれぞれが端子具10の長手方向の両側近傍に接触した状態となるようする。
【0025】
そして、端子具10の収容部12に導線束2を収容する第1の工程(ST1)を行う。これには、端子具10の一端(軸方向の一端)から収容部12に導線束2を差し込んで挿通させる。ここで、上記の端子具10を保持位置Yに保持する工程と、端子具10の収容部12に導線束2を収容する工程との順序は、どちらが先でも構わない。なお、本実施形態にかかる製造方法によって端子1を量産する際には、上記の端子具10を保持位置Yに保持するまでの工程、及び端子具10の収容部12に導線束2を収容する工程は、自動で行えるようにするとよい。
【0026】
このようにして、保持位置Yに保持した端子具10に導線束2を収容したら、その状態で、高周波電源装置9によって電極8a,8bを介して端子具10に高周波電流を通電する第2の工程(ST2)を行う。このとき、螺旋状の端子具10の両端間に高周波電流が流れることで、端子具10が誘導コイルとして機能し、端子具10の収容部12に収容した導線束2の各導線Lに高周波磁束が発生する。
【0027】
ここで、一般的な誘導加熱の原理について簡単に説明する。金属製の被加熱物の周囲に誘導コイルを設置し、当該誘導コイルに高周波電流(交流電流)を流すと、高周波電流によって発生する高周波磁束が、被加熱物を貫通して高密度の電流(うず電流)を誘導し、これによって被加熱物の内部が表面側から加熱されてゆく。このように誘導コイルによって生じる高周波磁束で被加熱物に電流が誘導されて加熱される現象を誘導加熱という。ここで、上記のうず電流は、被加熱物の表面に近いほど強く、内部にいくにつれて指数関数的に弱くなる傾向があり、このことを表皮効果という。
【0028】
そして、上記第2の工程では、端子具10の収容部12に収容した導線束2の各導線Lに高周波磁束が発生することで、導線束2の各導線Lが誘導加熱によって発熱する。導線束2の各導線Lが発熱することで、各導線Lの絶縁被覆が炭化溶融する。これにより、導線束2内の各導線L及び端子具10と導線束2とが導通状態で接合される。
【0029】
この場合、導線束2の各導線Lが誘導加熱によって発熱するので、各導線Lの表皮効果によって、導線束2の外周側から中心側まで満遍なく加熱することができる。したがって、導線束2の外周側だけでなく中心部に位置する導線Lの絶縁被覆を確実に溶融させることができる。これにより、端子1の外部(収容部12の外部)へスラッジを効果的に排出することができ、端子1内にスラッジが残留することを抑制できる。
【0030】
端子具10に高周波電流を流す工程(第2の工程)で、各導線Lの絶縁被覆が十分に炭化溶融したと判断する時点で、高周波電流の通電を停止する。その後、押圧部材5,5の可動具5a,5aを端子具10側に移動させて、一対の押圧部材5,5で端子具10を挟み込むことで、端子具10を押圧してかしめる第3の工程(ST3)を行う。これにより、端子具10の本体部11が径方向に潰される。ここで、端子具10は、導線束2の長手方向(本体部11の軸方向)に対して傾斜する方向に延びる切り込み13が形成された螺旋形状であるため、端子具10が押圧部材5,5で径方向に押圧されることで、端子具10の本体部11が螺旋形状に沿って絞られて収容部12が小径化する。これにより、収容部11に収容した導線束2を締め付けて強く束ねた状態でかしめることができる。以上により、端子1の製造が完了する。
【0031】
以上説明したように、本実施形態にかかる端子1の製造方法によれば、導線束2を収容した端子具10に高周波電流を流すことで、各導線Lが発熱する誘導加熱を用いて導線束2を加熱するようにした。したがって、各導線Lの表皮効果によって、導線束2に含まれる導線Lの本数に関わりなく、導線束2の外周側から中心側まで満遍なく加熱することができる。これにより、導線束2の外周側だけでなく中心部に位置する導線Lの絶縁被覆を確実に溶融させることができる。よって、スラッジ(炭化生成物)を端子具10の外部(収容部12の外部)へ効果的に排出することができ、端子1内にスラッジが残留することを抑制できる。
【0032】
また、本実施形態にかかる端子1の製造方法によれば、導線束2を収容する端子具10が導線束2の各導線Lに誘導加熱を起こすための部材(誘導コイル)を兼ねているので、誘導加熱専用の治具が不要となる。これにより、端子製造装置30の構成を簡素化することができる。さらに、誘導加熱を起こすために用いた端子具10を導線束2と共にかしめるようにしたことで、導線束2の各導線Lがバラけることを防止でき、導線束2の各導線Lを確実に接合することができる。
【0033】
また、従来のヒュージング処理では、端子具に電流を流すための電極部材で該端子具を押圧してかしめていた。そのため、電極部材には、導電性に優れかつ押圧する際に熱で容易に変形しない材料を用いなければならず、高価なタングステンなどの材料を使用していた。これに対して、本実施形態にかかる端子1の製造方法では、電極部材7を介して行われる端子具10への高周波電流の通電を停止した後で、電極部材7とは別の部材である押圧部材5,5によって端子具10を押圧することで、端子具10をかしめるようにしている。したがって、端子製造装置30の押圧部材5,5には導電性や高い耐熱性が必ずしも必要でなく、高価なタングステンに代えて、鉄など比較的安価な材料を使用できる。これにより、端子製造装置30を安価に構成できるので、端子1の製造コストを効果的に低減できる。
【0034】
また、本実施形態にかかる端子1の製造方法では、押圧部材5,5は、電極部材7を避けた位置で端子具10を挟んで押圧するように配置されている。したがって、押圧部材5,5で端子具10を押圧する際に、端子具10に高周波電流を流すための電極部材7が邪魔にならずに済むため、端子具10を押圧してかしめる工程が行い易くなる。
【0035】
また、端子具10は、導線束2の外周を囲む筒状であって、導線束2の長手方向に対して傾斜方向に延びる切り込み13が形成された螺旋形状である。そして、上記第3の工程では、押圧部材5,5が端子具10を径方向に押圧することで、端子具10が螺旋形状に沿って絞られて収容部12が小径化するようになっている。これにより、収容部12に収容した導線束2を締め付けて強く束ねた状態でかしめることができる。
【0036】
図5及び図6は、本実施形態の製造方法で製造される端子に用いる端子具の他の構成例を示す図であり、図5(a),(b)は、三相線接続用の端子に用いる端子具10−2,10−3を示す図、図6は、中性点接続用の端子に用いる端子具10−4を示す図である。なお、図6では、端子具10−4に収容される導線束2も図示している。本実施形態の製造方法で製造される端子に用いる端子具10(10−2〜10−4)は、導線束2の外周を囲む螺旋形状の筒状であれば、その長さや導線束2の周囲の巻数など具体的な形状は限定されない。
【0037】
また、本実施形態の製造方法で製造される端子に用いる端子具は、図5(a),(b)に示すような円筒状の本体部11の端部に配線固定用の平端子(ボルト止め用プレート)15を備えた三相線接続用の端子に用いる端子具10−2,10−3でもよいし、図3又は図6に示すように、円筒状の本体部11のみを備えた中性点接続用の端子に用いる端子具10,10−4でもよい。
【0038】
なお、平端子15は、図5(a)に示すように、端子具10−2の本体部11と一体に構成したものであってもよいし、図5(b)に示すように、端子具10−3の本体部11とは別部品として用意したものを本体部11の収容部12内に導線束2と一緒に挟み込んでかしめるようにしてもよい。
【0039】
また、本実施形態の製造方法で製造される端子に用いる端子具は、図3に示すように、円筒状の本体部11に切り込み13を形成した端子具10のほか、図6に示すように、線材16をコイル状に巻き回してなる端子具10−4であってもよい。この場合の線材16は、角線(断面が角型の線材)又は丸線(断面が丸型の線材)のどちらでもよい。このように、コイル状に巻き回した線材16からなる端子具10−4を誘導コイルとして機能させることによっても、本実施形態にかかる製造方法を実施可能である。
【0040】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、端子具10に高周波電流を流す工程(第2の工程)では、端子具10が高温になる。そのため、詳細な図示や説明は省略するが、冷却水などの冷却手段を用いて端子具10を冷却しながら高周波電流を流すようにすることで、端子具10が溶解しないための対策も適宜に行うとよい。
【符号の説明】
【0041】
1 端子(導電接合端子)
2 導線束
4 コントローラ
5 押圧部材
5a 可動具
5b 固定具
6 クランプ部材
7 電極部材
8 電極
9 高周波電源装置
10 端子具
11 本体部
12 収容部
13 切り込み
30 端子製造装置
L 導線
Y 保持位置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁被覆を有する導線を複数本束ねてなる導線束と、前記導線束を収容する収容部を有する端子具とを備え、前記収容部に収容した前記導線束と前記端子具とを電気的に接合させてなる導電接合端子の製造方法であって、
前記端子具の前記収容部に前記導線束を収容する第1の工程と、
前記端子具に高周波電流を通電し、誘導加熱によって前記導線の絶縁被覆を溶融させる第2の工程と、
前記端子具を前記導線束と共にかしめる第3の工程と、を有することを特徴とする導電接合端子の製造方法。
【請求項2】
前記第2の工程における前記端子具への高周波電流の通電は、前記端子具に接する電極部材を介して行われ、
前記第3の工程における前記端子具のかしめは、前記第2の工程における高周波電流の通電を停止した後、前記電極部材とは別の押圧部材で前記端子具を押圧することで行われる
ことを特徴とする請求項1に記載の導電接合端子の製造方法。
【請求項3】
前記押圧部材は、前記電極部材を避けた位置で前記端子具を挟んで押圧するように配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の導電接合端子の製造方法。
【請求項4】
前記端子具は、前記導線束の外周を囲む筒状であり、かつ前記導線束の長手方向に対して傾斜する方向に延びる螺旋形状であり、
前記第3の工程において、前記端子具が前記押圧部材で径方向に押圧される
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の導電接合端子の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−69334(P2012−69334A)
【公開日】平成24年4月5日(2012.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−212162(P2010−212162)
【出願日】平成22年9月22日(2010.9.22)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】