CN110224283B - 电线的导体的结合方法和电线 - Google Patents

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Abstract

一种电线的导体的结合方法，该电线包括由多条股线形成的导体和覆盖导体使得导体以预定长度露出的护套。该结合方法使用砧座和焊头将电线的多条股线互相超声波结合。当通过将从护套露出的导体的一部分遍及预定长度地夹在砧座与焊头之间并且使焊头超声波振动而将股线互相超声波结合时，从砧座或焊头到电线的护套的距离比当股线通过超声波振动以主模式振动时的所述股线的长度短。

Description

电线的导体的结合方法和电线
技术领域
本发明涉及电线的导体的结合方法和电线，并且特别地，涉及用于在电线的导体的一部分中将多条股线互相结合的方法。
背景技术
传统地，已知这样的技术，其中，将电线的导体的一部分夹在砧座与焊头之间，并且通过在电线的长度方向上(前后方向)上使焊头超声波振动而将构成导体的多条股线互相结合(参见JP 2015-135742A)。
另一方面，当通过使用砧座和焊头的超声波结合而将股线互相结合时，在位于导体的由护套覆盖的部分与导体的夹在砧座和焊头之间的部分之间的、该导体的中间部分中，构成该导体的股线在例如前后方向上超声波振动。
在对导体进行这样的超声波振动并且中间部分具有大的尺寸值时的情况下，导体的该中间部分中的股线由于由导体的夹在砧座和焊头之间的部分以及导体的由护套覆盖的部分夹置而以主模式、第二模式等共振。
从而，可以理解的是，当构成导体的中间部分的股线反复经受应力时，例如，在重复应力值大的部分中由于疲劳断裂而发生股线破裂。
在本发明中，在主模式的振动时考虑由于超声波振动而在股线中产生的重复应力所引起的疲劳断裂。
发明内容
已经鉴于以上问题做出了本发明，并且本发明的目的是提供电线的导体的结合方法和电线，其使用砧座和焊头将电线的多条股线互相超声波结合，从而防止在进行超声波结合时发生股线损坏。
本发明的第一方面是一种电线的导体的结合方法，所述电线包括由多条股线形成的导体和覆盖所述导体使得所述导体以预定长度露出的护套。该结合方法使用砧座和焊头将电线的多条股线互相超声波结合。当通过将从所述护套露出的所述导体的一部分遍及预定长度地夹在所述砧座与所述焊头之间并且使所述焊头超声波振动而将所述股线互相超声波结合时，从所述砧座或所述焊头到所述电线的护套的距离比当所述股线通过超声波振动以主模式振动时的所述股线的长度短。
所述导体的位于由所述超声波结合形成的所述结合部与由所述护套覆盖的部分之间的中间部的外径可以从所述导体的由所述护套覆盖的部分朝着所述结合部逐渐减小。所述结合部的上表面或所述电线的长度方向与所述导体的所述中间部的股线之间的交叉角的最大值可以小于预定角度。所述预定角度可以是当进行所述超声波结合时防止所述股线的断裂的角度。
所述砧座和所述焊头可以设置有倾斜面，该倾斜面遍及预定长度地接触所述导体的所述中间部的在所述结合部侧的一部分。
在形成所述结合部之后，可以通过执行以下中的至少一者而检查所述结合部的结合状态：使具有超过预定速度的流速的流体流向所述结合部；和对所述结合部施加超过预定大小的加速度。
当将所述股线互相超声波结合时，可以保持所述护套的一部分。
本发明的第二方面是一种电线，该电线包括由多条股线形成的导体和覆盖所述导体使得所述导体以预定长度露出的护套。该电线包括：结合部，该结合部与所述护套隔开预定距离，在所述结合部中，从所述护套露出的所述导体的所述股线互相结合；和所述导体的中间部，该中间部形成在所述结合部与所述护套之间。所述中间部的长度尺寸的值比当形成所述结合部时所述股线通过超声波振动以主模式振动的长度尺寸的值小。
位于所述结合部与由所述护套覆盖的部分之间的所述导体的中间部的外径可以从由所述护套覆盖的所述部分朝着所述结合部逐渐减小。所述结合部的上表面或所述电线的长度方向与所述导体的所述中间部的股线之间的交叉角的最大值可以小于预定角度。所述预定角度可以是当进行所述超声波结合时防止所述股线的断裂的角度。
根据本发明的方面的通过使用砧座和焊头将电线的多条股线互相超声波结合的电线的导体的结合方法和电线，防止了在进行超声波结合时发生股线的断裂。
附图说明
图1是图示出通过根据本发明实施例的电线的导体的结合方法得到的电线的立体图；
图2是图示出根据本发明实施例的电线的导体的结合方法的图；
图3A是图示出根据本发明实施例的电线的导体的结合方法的图；
图3B是沿着图3A的箭头IIIB观看的图；
图3C是沿着图3A的IIIC-IIIC截取的截面图；
图4是图示出带有端子的电线的图，其中，端子固定在通过根据本发明实施例的电线的导体的结合方法所得到的电线中；
图5是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图6是图示出通过根据变形例的电线的导体的结合方法所得到的电线的立体图；
图7A是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图7B是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图8A是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图8B是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图9A是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图9B是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图10A是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图10B是图示出根据变形例的电线的导体的结合方法的图；
图11A是图示出其中一些股线并未结合于结合部的这种电线并且并未结合于结合部的股线(离散的股线)沿着结合部延伸的状态的图；
图11B是图示出其中一些股线并未结合于结合部的这种电线并且并未结合于结合部的股线与结合部分离并且伸出的状态的图；
图12A是图示出其中一些股线并未结合于结合部的这种电线并且并未结合于结合部的股线从结合部分离并且伸出的状态的图；
图12B是图12A的侧视图；
图13A是图示出其中一些股线并未结合于结合部的这种电线并且并未结合于结合部的股线从结合部分离并且伸出的状态的图；
图13B是图13A的侧视图；
图14A是图示出其中一些股线并未结合于结合部的这种电线并且并未结合于结合部的股线从结合部分离并且伸出的状态的图；
图14B是图14A的侧视图；
图15是图示出图11A至14B的变形例的图；
图16是图示出图11A至14B的变形例的图；以及
图17是图示出图11A至14B的变形例的图。
具体实施方式
下面将参考图1和2描述通过根据本发明实施例的电线的导体的结合方法所制造的电线1。
为了方便描述，将电线1的长度方向定义为前后方向，将与前后方向正交的一个预定方向定义为上下方向，并且将与长度方向和上下方向都正交的方向定义为宽度方向。
电线1包括导体3和护套5。导体3由多条股线7形成。护套5覆盖导体3，使得导体3露出预定长度。例如，导体3在电线1的前端露出预定长度。
结合部9形成在电线1中。结合部9在前后方向上与护套5隔开预定距离，并且形成为在前后方向上具有预定长度。在结合部9中，露出的导体3A(露出导体)的股线7(参见图3A至3C；在图1和2中未示出分离的股线)通过使用砧座11和焊头13的超声波结合而互相结合。例如，导体3在结合部9中变为单线。
另外，中间部15形成在电线1中。中间部15在前后方向上形成于结合部9与护套5之间。在中间部15中，露出导体3A的股线7并不互相结合，但是在结合部9的附近，股线7可能由于使用砧座11和焊头13的超声波结合的影响而互相结合。
结合部9形成为长方体形状(方柱状)，并且其在宽度方向上的尺寸比在上下方向上的尺寸大。另外，当在前后方向上观看时，导体3的由护套5覆盖的部分具有圆形形状(参见图3C)。
结合部9的截面形状(沿着与前后方向正交的平面截取的截面形状)比导体3的由护套5覆盖的部分的截面形状小。中间部15的截面形状从由护套5覆盖的部分的圆形形状逐渐变为结合部9的矩形形状。
当在前后方向上观看时，矩形形状的结合部9位于由护套5覆盖的圆形形状的导体3的内侧，并且由护套5覆盖的导体3的中心与结合部9的中心互相一致。另外，由护套5覆盖的导体3的中心与结合部9的中心可以互相偏离。
结合部9的外径(图1所示的最大外径d1和图2所示的最小外径d2)比导体3的由护套5覆盖的部分(更精确地，在位于导体3开始露出的位置处的护套5的端部处的导体3的部分)的外径d3(参见图2)小。
导体3的中间部15的外径从导体3的由护套5覆盖的部分朝着结合部9(从后侧朝向前侧)逐渐减小。
在电线1中，中间部15的长度尺寸(在前后方向上的尺寸)的值x(参见图2)比股线7通过超声波振动在砧座11(或焊头13)与护套5之间以主模式共振所需要的长度尺寸L(参见下面描述的公式“f1”)的值小，所述超声波振动对股线7进行以形成结合部9。下面将描述长度尺寸L。
另外，在电线1中，结合部9的上表面或前后方向与导体3的中间部15的股线7之间的交叉角的最大值θ小于预定角度θa。结合部9的上表面可以是结合部9的下表面。
可以采用前后方向(电线1的中心轴C1)与中间部15的外周面15A之间的交叉角作为交叉角的最大值θ(参见图2)。
交叉角的最大值θ可以是能够防止由于超声波结合引起的中间部15的所有股线7的断裂的角度。更具体地，交叉角的最大值θ是如下角度：在超声波结合期间，即使由于股线7在结合部9处的压缩和超声波振动，中间部15的股线7之中的以最大值θ的角度与前后方向相交的股线7也不产生疲劳断裂。下面将描述交叉角的最大值θ和预定角度θa。
如图4所示，端子17固定在图1或2所示的电线1中，并且因此，得到带有端子的电线19。
端子17设置有线筒部21和绝缘筒部23。在带有端子的电线19中，由于线筒部21被压接，所以线筒部21与结合部9一体化在一起，并且由于绝缘筒部23被压接，所以绝缘筒部23与护套5的前端一体化在一起。
下面将描述根据本发明实施例的电线的导体的结合方法。
如图2至3C所示，根据本发明实施例的电线的导体的结合方法是使用砧座11和焊头13将电线1的多条股线7互相超声波结合的方法，电线1包括：导体3，该导体3由多条股线7形成；和护套5，该护套5覆盖导体3，使得导体3露出预定长度。
在根据本发明实施例的电线的导体的结合方法中，将露出的导体(露出导体)3A的一部分遍及预定长度地夹在砧座11与焊头13之间，并且使焊头13在股线7(导体3)的长度方向(前后方向)上超声波振动，从而将股线7互相超声波结合。
下面将详细描述超声波结合。
如上所述，电线1包括通过聚集多条股线7而形成的导体(芯线)3和覆盖(被覆)导体3的护套(绝缘体)5。
另外，在将股线7互相超声波结合之前的电线1中，由于在电线1的长度方向上的一部分(例如，一端)中不存在护套5(去除了护套5)，所以导体3露出预定长度(形成露出导体3A)。
导体3的股线7由诸如铜、铝或铝合金这样的金属制成，并且形成为细长柱状。导体3形成为其中多条股线7绞合的形态，或者其中多条股线7直线状地布置和延伸的形态。
另外，电线1的存在护套5的部分的截面(沿着与长度方向正交的平面截取的截面)形成为诸如圆形形状这样的预定形状。
虽然电线1是柔性的，但是为了方便描述，假设电线1直线状地延伸。
因为多条股线7在其间几乎没有间隙的状态下被捆束，所以电线1的存在护套5的部分处的导体3的截面形成为大致圆形形状。在电线1的存在护套5的部分处的护套5的截面形成为具有预定宽度(厚度)的环状。护套5的整个内周与导体3的整个外周接触。
此外，在电线1的存在护套5的部分中，股线7被护套5收紧(股线7受到来自护套5的推力，使得导体3的截面变小)。因此，在电线1的存在护套5的部分中，股线7聚集并且一体化在一起，并且在各条股线7处的振动迅速减小。护套5的推力几乎不存在于中间部15中。
如图2以及图3A和3B所示，通过使用例如夹爪25、砧板27、焊头13和砧座11进行股线7的超声波结合。
在各个砧座11、夹爪25、砧板27和焊头13中，平面或平面状部分(例如，具有细微凹凸的平面状部分)29、31、33、35分别形成在砧座11、夹爪25、砧板27和焊头13中。
夹爪25的平面状部分31和砧板27的平面状部分33与宽度方向互相正交，并且夹爪25的平面状部分31与砧板27的平面状部分33平行地互相面对。能够通过使夹爪25和砧板27中的至少一者在宽度方向上移动而进行定位来调整夹爪25的平面状部分31与砧板27的平面状部分33之间的距离。
焊头13的平面状部分35和砧座11的平面状部分29与上下方向互相正交，并且焊头13的平面状部分35与砧座11的平面状部分29平行地互相面对。如以上所理解地，夹爪25的平面状部分31和砧板27的平面状部分33与焊头13的平面状部分35和砧座11的平面状部分29互相正交。
通过使焊头13和砧座11中的至少一者在上下方向上移动而改变焊头13的平面状部分35与砧座11的平面状部分29之间的距离。例如，通过使用诸如气压缸这样的致动器以规定的力使砧座11相对于焊头13移动而改变焊头13的平面状部分35与砧座11的平面状部分29之间的距离。
另外，由夹爪25、砧板27、焊头13和砧座11形成了在前后方向上的两端开口的四棱柱状的空间37。四棱柱状的空间37由夹爪25的平面状部分31、砧板27的平面状部分33、焊头13的平面状部分35和砧座11的平面状部分29包围。
当进行超声波结合时，将露出的导体3A(露出导体)插入到四棱柱状的空间37内，使得股线7的长度方向与四棱柱状的空间37的前后方向一致。
即，当进行超声波结合时，将露出导体3A插入到四棱柱状的空间37内，使得股线7的长度方向与夹爪25的平面状部分31、砧板27的平面状部分33、焊头13的平面状部分35和砧座11的平面状部分29平行(变为前后方向)。
在露出导体3A的股线7插入到四棱柱状的空间37内的状态下，通过使砧座11朝着焊头13移动以利用砧座11和焊头13挤压股线7并同时使焊头13超声波振动，而进行股线7的超声波结合。通过将插入到四棱柱状的空间37内的股线7互相超声波结合，在露出导体3A的长度方向上的一部分中形成具有预定长度的结合部9。
例如，在超声波结合时的焊头13的振动方向是前后方向(股线7的长度方向)。此外，由于利用砧座11和焊头13挤压股线7，所以夹爪25的平面状部分31和砧板27的平面状部分33受到来自股线7的挤压力。
在超声波结合的情况下，砧座11和焊头13(更具体地，夹在砧座11与焊头13之间的露出导体3A的在护套5侧的末端)与电线1的护套5之间的距离x(参见图2)比股线7以主模式振动的情况下的长度L(由于焊头13的超声波振动而在单根股线7处以主模式产生振动的情况下的长度)短(x＜L)。
上述的长度L可以由下面描述的公式f1表示。
Figure BDA0001982164630000101
公式f1是示出在根据本发明实施例的电线的导体的中间部中的股线的主振动模式的公式；在公式f1中，“m”是常数，并且其值是“4.730”。在公式f1中，“f”是超声波频率(焊头13的频率)，并且其单位是“Hz”。
在公式f1中，“ρ”是股线7的密度，并且其单位是“kg/m3”。在公式f1中，“A”是单根股线7的截面积(沿着与长度方向正交的平面截取的截面的面积)，并且其单位是“m2”。在公式f1中，“E”是股线7的杨氏模量(长度方向的弹性模量)，并且其单位是“N/m2”。在公式f1中，“I”是单根股线7的截面惯性矩，并且其单位是“m4”。
另一方面，在图1或2所示的电线1中，导体3的位于通过超声波结合形成的结合部9与由护套5覆盖的部分之间的中间部(导体3的在前后方向上位于结合部9与护套5之间的部分)15的外径从由护套5覆盖的部分向结合部9(从后侧向前侧)逐渐减小，如上所述。
另外，在电线1中，电线1的长度方向(前后方向)与导体3的中间部15的股线7之间的交叉角的最大值θ小于预定角度θa(θ＜θa)。
预定角度(断裂防止角度)θa是如下角度：以该角度，当进行超声波结合时(当进行超声波结合时或当完成超声波结合时)，能够防止中间部15中的所有股线7的断裂。
另外，预定角度θa是如下角度：以该角度，当进行超声波结合或当完成超声波结合时，中间部15中的所有股线7都不因为由于结合部9处的股线7的压缩和超声波振动所施加于股线7的载荷而产生疲劳断裂。
疲劳断裂由施加于中间部15的股线7的波动载荷(重复载荷)和施加于中间部15的股线7的静态载荷引起，并且是例如中间部15中的股线7的断裂。
波动载荷是由于超声波结合时的焊头13的振动而施加于中间部15的股线7的载荷(例如，振动载荷)。由于波动载荷而在中间部15的股线7中引起重复应力。
由于股线7因为焊头13的振动而相似地振动，所以在各条股线7中产生的重复应力的值几乎互相相等。
当将仅由于波动载荷而引起的股线7的断裂定义为纯疲劳断裂时，取决于由于超声波结合而在股线7中产生的重复应力的形态(用于将多条股线7夹在砧座11与焊头13之间的力、焊头13的振动频率、焊头13的振幅等)、由于超声波结合而在股线7中产生重复应力的时间、股线7的材料等而判定是否发生纯疲劳断裂。
静态载荷是由于导体3的中间部15的外径从后侧向前侧逐渐减小而施加于中间部15的股线7的载荷。在股线7(导体3)夹在砧座11与焊头13之间之前的状态下(例如，参见图3A)，不产生静态载荷。
在股线7夹在砧座11与焊头13之间(例如，参见图2)并且焊头13开始振动之前的状态下，砧座11与焊头13之间的距离(在上下方向上的距离)比导体3的由护套5覆盖的部分的外径d3小。
因此，中间部15的大多数股线7倾斜地拉伸。各条股线7除了一部分之外(除了沿着中心轴C1延伸的部分之外)均延伸，并且在各条股线7中产生应变，导致在大多数股线7中产生静态应力。
其后，当对焊头13进行超声波振动时，进行股线7的结合，并且然后形成结合部9。在该情况下，砧座11与焊头13之间的距离(在上下方向上的距离)逐渐减小，并且中间部15的形状逐渐改变。
结果，各条股线7中的静态应力的值逐渐增大，并且如图2所示，结合部9的高度尺寸变为“d2”，并且当完成超声波结合时，高度尺寸达到最大。
虽然上述的重复应力的值对于中间部15中的各条股线7是几乎相同的，但是静态应力的值依据中间部15中的股线7的位置而不同。
例如，位于中心轴C1处的股线7的重复应力的值与位于外周面15A的股线7的重复应力的值几乎互相相等。相比之下，位于中心轴C1处的股线7的静态应力的值几乎是“0”，而在位于外周面15A的股线7中产生静态应力。静态应力的值随着股线7相对于前后方向的交叉角的值增大而增大。
因此，在股线7中产生的静态应力与中间部15的形状、股线7的直径、构成中间部15的股线7的位置等对应地改变。
当在使用砧座11和焊头13形成结合部9时仅考虑由于静态载荷而引起的股线7的断裂时，能够仅考虑在结合部9的形成之后相对于前后方向的交叉角的值是最大值时的股线7的交叉角θb。
能够通过公式f2计算交叉角θb；θb＝cos-1(1/(1+ε))。这里，“ε”表示相对于前后方向的交叉角为最大值的股线7(例如，图2所示的位于中间部15的外周面15A中的股线)的应变。
并且，能够通过图2或3所示的尺寸a以及图2所示的尺寸b来表示“ε”。即，ε＝(b-a)/a。
在图2中，通过公示f3给出位于外周面15A中的股线7的静态应力σs；σs＝εE。“E”是股线7的长度方向弹性模量。
由于需要将股线7的纯疲劳断裂与由于股线7的静态载荷引起的断裂协同地考虑股线7的疲劳断裂，所以上述预定的交叉角θa小于用于避免单独由于静态载荷而引起断裂的交叉角θb。
因此，建立了如下关系：图2所示的交叉角θ的最大值＜预定的交叉角θa＜用于避免单独由于静态载荷引起的断裂的交叉角θb。
如已经理解地，通过诸如焊头13的振动频率这样的超声波结合的类型来判定交叉角θb与交叉角θa之间的差。
下面将进一步描述前后方向与股线7之间的交叉角。
当从与电线1的中心轴C1的延伸方向(电线1的长度方向)正交的方向(上下方向、宽度方向、或相对于上下方向和宽度方向倾斜的方向)观看图1或2所示的电线1中的结合部9、中间部15和由护套5覆盖的部分时，如上所述，在中间部15中，多条股线7中的大多数股线相对于电线1的长度方向(前后方向)以预定角度交叉。如上所述，多条股线7的交叉角的值彼此不同。
这里，将确实地描述交叉角。通常地，作为平面上的两条直线之间的交叉角，存在两个交叉角。这两个交叉角之和是180°。两个交叉角中的一个交叉角是锐角，并且另一个交叉角是钝角。本说明书中的交叉角θ(θa、θb)是两个交叉角中的较小角(锐角)，如已经理解地。
交叉角与观看电线1的角度相应地变化。例如，当在宽度方向上观看位于中间部15的外周面15A中的股线7时，交叉角变为图2所示的“θ”，并且，当在上下方向上观看位于中间部15的外周面15A中的股线7时，交叉角变为“0°”。
在各股线7非绞合的情况下，在导体3的由护套5覆盖的部分中，股线7互相平行并且在电线1的长度方向上延伸。另外，当各股线7非绞合时，通过图2中的参考标记“θ”表示交叉角的最大值。
虽然在以上描述中，位于中间部15的外周面15A中的股线7的交叉角是最大的，但是可以是位于图1所示的中间部15的脊线15B中的股线7或其它股线的交叉角是最大的。
在以上描述中，各股线7并未绞合，并且因此，二维地获取交叉角，但是，在各股线7绞合的情况下，可以通过考虑股线7的绞合而三维地获取交叉角。
虽然在以上描述中，结合部9形成为矩形形状，但是结合部9可以形成为如图6所示的柱状形状。另外，导体3的由护套5覆盖的部分的截面形状可以具有例如矩形形状的其它形状。
此外，在以上描述中，虽然当进行超声波结合时，如图2所示，电线1的导体3的前端的位置与砧座11和焊头13的前端的位置在前后方向上互相一致，但是电线1的导体3的前端可以如图5所示位于砧座11和焊头13的前端的前侧的位置处，或者可以位于后侧的位置处。
另一方面，当使用砧座11和焊头13进行电线1的导体3的超声波结合时，如图2、3A和3C所示，电线1的护套5由具有一对夹持器41的护套保持部39夹持。
在该情况下，适当地确定一对夹持器41与护套5的前端之间的距离L1。可以将距离L1设定为“0”，或者距离L1的值可以小于或大于电线1(护套5)的外径d4的值。
此外，如图10A和10B所示，砧座11和焊头13可以设置有倾斜面43。倾斜面43以在电线1的导体3的中间部15的位于结合部9侧的一部分处形成上述角度θ的方式形成，并且该倾斜面43在预定长度上与导体3接触。
虽然在以上描述中，结合部9形成在一条电线1的长度方向上的一端处，如图9A和9B所示，但是结合部9可以形成在一条电线1的长度方向上的中间部处。
如图7A至8B所示，可以将多条电线(例如，两条电线)1的导体3的股线7互相超声波结合，以形成一个结合部9。
在图7A和7B所示的实施例中，通过在一条电线1(1a)的端部和另一条电线1(1b)的端部处形成结合部9，电线1a与电线1b串联连接，使得电线1b在结合部9处连接于电线1a，并且电线1a和电线1b以单根的直线状延伸。
在图8A和8B所示的实施例中，通过在一条电线1(1a)的端部处和另一条电线1(1b)的端部处形成结合部9，电线1a与电线1b并联连接，使得电线1a与电线1b从结合部9并行地延伸。
另一方面，在电线1的导体3的超声波结合中，可以在已经形成结合部9之后检查结合部9的结合状态。
为了判定是否存在未结合于结合部9的股线(离散的股线)7A，进行结合部9的结合状态的检查，并且如图11A至14所示，通过使得流体(例如，空气)以超过预定速度的流速流向结合部9而进行检查。
更具体地，如图11A和11B以及图12A和12B所示，通过将预定压力的压缩空气从与结合部9隔开预定距离的喷嘴(未示出)的喷出口(具有预定内径的喷出口)吹向结合部(参见箭头)而进行结合部9的结合状态的检查。
在图11A和11B所示的实施例中，喷嘴布置在电线1的结合部9的前端的前侧，并且压缩空气从喷嘴向后侧喷射预定时间，然后吹到位于喷嘴的后侧的位置处的结合部9。
图11A图示出吹出压缩空气之前的状态，并且图11B图示出吹出压缩空气之后的状态。
在图11A中，未结合于结合部9的股线7A大体上附着于结合部9，并且难以用肉眼(通过视觉观察的视觉检查)判定是否存在未结合于结合部9的股线7A。
就此而言，在图11B中，未结合于结合部9的股线7A由于压缩空气而变形，并且从结合部9分离，使得即使用肉眼也能够容易地判定是否存在未结合于结合部9的股线7A。
在图12A和12B所示的实施例中，喷嘴布置在结合部9的侧面，并且将压缩空气从与电线1的长度方向(前后方向)正交的方向(例如，宽度方向)吹向结合部9达预定时间。
图12A和12B图示出在吹出压缩空气之后的状态，并且在图12A和12B中，未结合于结合部9的股线7A由于压缩空气而变形并且从结合部9分离，使得即使用肉眼也能够容易地判定是否存在未结合于结合部9的股线7A。
另外，如图13A和13B所示，可以通过利用与结合部9隔开预定距离的吸嘴(未示出)的吸入口(具有预定内径的吸入口)以预定流速吸入空气(参见箭头)而进行结合部9的结合状态的检查。
在图13A和13B所示的实施例中，吸嘴布置在结合部9的下侧和上侧，以从结合部9的下侧和上侧吸入空气。在图13A和13B中，由参考标号7A表示的是未结合于结合部9并且从结合部9分离的股线7A。
在图12至14所示的实施例中，为了整体检查整个结合部9，可以使喷嘴和吸嘴相对于结合部9(电线1)相对移动或旋转(在结合部9的情况下自转、在喷嘴的情况下公转)，并且吹出压缩空气或吸入空气。
另外，可以通过喷嘴间歇地吹出或吸入空气。例如，可以每秒打开和关闭空气的流动。
此外，可以通过对结合部9施加超过预定大小的加速度而检查结合部9的结合状态，如图14A和14B所示。
在图14A和14B所示的实施例中，未结合于结合部9的股线7A由于当结合部9以中心轴C1为中心以等于或高于预定的旋转速度的速度旋转时产生的离心力而从结合部9分离。
作为结合部9的旋转的替代或附加，通过进行结合部9的摇动等，股线7可以由于未结合于结合部9的股线7A的惯性力而从结合部9分离。
此外，在形成结合部9之后，可以通过进行以下之中的至少一者(例如，两者)而检查结合部9的结合状态：使具有超过预定速度的流速的流体流向结合部9；和对结合部9施加超过预定大小的加速度。
此外，在未结合于结合部9的股线7A从结合部9分离之后，可以不通过视觉检查而是通过具有成像部、图像处理部、存储器或CPU的检查装置进行检查。即，在未结合于结合部9的股线7A从结合部9分离之后，利用成像部拍摄结合部9和股线7A，并且利用图像处理部处理拍摄的图像数据，并且可以检测未结合于结合部9的股线7A。
另外，可以通过使具有超过预定速度的流速的流体流向中间部15或对中间部15施加超过预定大小的加速度，检查在中间部15中发生的股线断裂。
根据电线1，由于从砧座11或焊头13到电线1的护套5的距离短于当股线7通过超声波振动以主模式振动时的股线7的长度，所以有效地抑制了股线7的振动，并且特定的部分不会经受重复应力，从而防止了当进行超声波结合时发生股线的断裂。
此外，根据电线1，电线1的长度方向与导体3的中间部15中的股线7之间的交叉角的最大值θ小于预定角度θa，并且预定角度θa是在超声波结合时能够防止中间部15的所有股线7损坏的角度，从而防止当进行超声波结合时发生股线的断裂。
此外，根据电线1，电线1的长度方向与导体3的中间部15中的股线7之间的交叉角的最大值θ小于预定角度θa，并且预定角度θa是在超声波结合时在中间部15的所有股线7中都不能引起疲劳断裂的角度，从而更加可靠地防止在超声波结合时发生股线的断裂。
此外，根据电线1，当进行超声波结合时，由于在砧座11和焊头13上形成倾斜面43，所以中间部15的在结合部9侧的部分也适当地夹在砧座11与焊头13之间。结果，能够精确地保持结合部9与中间部15之间的边界及其附近，并且能够抑制在结合部9与中间部15之间的边界中发生股线7的应力集中。
此外，根据电线1，在形成结合部9之后，通过使具有超过预定速度的流速的流体流到结合部9中或者对结合部9施加超过预定大小的加速度，能够容易地用肉眼发现未形成结合部9的股线7。
即，仅当简单地形成结合部9时，未结合于结合部9的股线7看起来好像也以附着于结合部9并且与结合部9一体化的方式在前后方向上延伸。
然而，通过使具有超过特定速度的流速的流体流向结合部9或者对结合部9施加超过预定大小的加速度，未形成结合部9的股线(例如，单独存在的一条股线)7A从结合部9分离并且伸出。结果，能够容易地用肉眼找到未结合于结合部9的股线7A，并且能够排除不良产品。
此外，根据电线1，由于当进行股线7的超声波结合时保持护套5的一部分，所以能够可靠地防止在导体3的由护套5覆盖的部分中股线7振动，并且能够精确地确保中间部15的长度x，从而更加可靠地防止在超声波结合时发生股线的断裂。
虽然在以上描述中通过超声波结合形成结合部9，但是可以通过除了超声波处理之外的其它处理形成结合部9，例如冷焊、摩擦搅拌焊、摩擦焊、电磁焊、扩散焊、硬钎焊、软钎焊、电阻焊、电子束焊、激光焊和光束焊。

Claims (8)

1.一种电线的导体的结合方法，所述电线包括由多条股线形成的导体和覆盖所述导体使得所述导体露出预定长度的护套，所述结合方法使用砧座和焊头将所述电线的所述多条股线互相超声波结合，其中，
当通过将从所述护套露出的所述导体的一部分遍及预定长度地夹在所述砧座与所述焊头之间并且使所述焊头超声波振动而将所述股线互相超声波结合时，从所述砧座或所述焊头到所述电线的所述护套的距离比当所述股线通过超声波振动以主模式振动时的所述股线的长度短，其特征在于，
所述超声波振动以主模式振动时的所述股线的所述长度由下面的公式表示，
Figure FDA0002698656550000011
其中，“m”是常数4.730；“f”是所述焊头的超声波频率并且单位是Hz；“ρ”是所述股线的密度并且单位是kg/m3；“A”是单根股线的截面积并且单位是m2；“E”是股线的杨氏模量并且其单位是N/m2；“I”是单根股线的截面惯性矩并且单位是m4。
2.根据权利要求1所述的电线的导体的结合方法，其中，所述导体具有位于由所述超声波结合形成的所述结合部与由所述护套覆盖的部分之间的中间部，所述导体的所述中间部的外径从所述导体的由所述护套覆盖的所述部分朝着所述结合部逐渐减小，
所述结合部的上表面或所述电线的长度方向与所述导体的所述中间部的股线之间的交叉角的最大值小于预定角度，并且
所述预定角度是当进行所述超声波结合时防止所述股线的断裂的角度。
3.根据权利要求2所述的电线的导体的结合方法，其中，所述砧座和所述焊头设置有倾斜面，该倾斜面遍及预定长度地接触所述导体的所述中间部的在所述结合部侧的一部分。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的电线的导体的结合方法，其中，在形成所述结合部之后，通过执行以下中的至少一者而检查所述结合部的结合状态：使具有超过预定速度的流速的流体流向所述结合部；和对所述结合部施加超过预定大小的加速度。
5.根据权利要求1至3的任意一项所述的电线的导体的结合方法，其中，当将所述股线互相超声波结合时，保持所述护套的一部分。
6.根据权利要求4所述的电线的导体的结合方法，其中，当将所述股线互相超声波结合时，保持所述护套的一部分。
7.一种电线，该电线包括由多条股线形成的导体和覆盖所述导体使得所述导体露出预定长度的护套，该电线包括：
结合部，该结合部与所述护套隔开预定距离，在所述结合部中，从所述护套露出的所述导体的所述股线互相超声波结合；和
所述导体的中间部，该中间部形成在所述结合部与所述护套之间，其中，
所述中间部的长度尺寸的值比当形成所述结合部时所述股线通过超声波振动以主模式振动的长度尺寸L的值小，
其特征在于，
所述长度尺寸L由下面的公式表示，
Figure FDA0002698656550000021
其中，“m”是常数4.730；“f”是焊头的超声波频率并且单位是Hz；“ρ”是所述股线的密度并且单位是kg/m3；“A”是单根股线的截面积并且单位是m2；“E”是股线的杨氏模量并且其单位是N/m2；“I”是单根股线的截面惯性矩并且单位是m4。
8.根据权利要求7所述的电线，其中，位于所述结合部与由所述护套覆盖的部分之间的所述导体的所述中间部的外径从由所述护套覆盖的所述部分朝着所述结合部逐渐减小，并且
所述结合部的上表面或所述电线的长度方向与所述导体的所述中间部的股线之间的交叉角的最大值小于预定角度，并且
所述预定角度是当进行所述超声波结合时防止所述股线的断裂的角度。
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