CN110911928B - 电线结合方法和结合电线 - Google Patents

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Abstract

一种电线结合方法，包括：将包括从第一电线(10)的绝缘护套(11)露出的多个股线(12a)的第一芯线(12)布置于用于超声结合的砧(8)侧，并且将包括从第二电线(20)的绝缘护套(21)露出的多个股线(22a)的第二芯线(22)布置于用于超声结合的焊头(6)侧，第二芯线(22)的截面积比第一芯线(12)大；以及通过焊头(6)与砧(8)之间的超声结合将第一芯线(12)与第二芯线(22)结合到一起。

Description

电线结合方法和结合电线
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年9月18日提交的日本专利申请No.2018-173639的优先权，该专利的全文作为参考并入本申请。
技术领域
本发明涉及将多个电线的露出的芯线超声连接到一起的电线结合方法以及结合电线。
背景技术
JP 2013-118196 A中公开了此类电线连接方法的实例。如图12(a)和12(b)所示，所述电线连接方法包括：剥除电线1和超细线2各自的绝缘护套以露出芯线(导体)1a和2a(准备)；如图12(a)所示，用焊头6和砧8夹紧电线1和超细线2的露出的芯线1a和2a以对露出的芯线1a和2a加压，并且如图12(b)所示，通过比结合时的超声振动能量小的超声振动能量将电线1和超细线2的芯线1a和2a超声结合到一起，以获得临时结合体3(临时结合)；以及通过比临时结合时的超声振动能量大的超声振动能量将临时结合时获得的临时结合体3超声再结合，从而完成。
结合期间，超声结合时靠近砧8的超细线2不太可能由于与焊头6接触而损伤，使得能够在降低切断的可能性的情况下超声结合超细线2。
发明内容
然而，传统的电线连接方法要求在制备之后且结合之前的临时结合，导致步骤数量的增加和成本的上升。此外，与另一电线1的芯线1a的结合部分的强度可能劣化。
由此，为了解决该问题已经做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种能够低成本无损伤地简单地将多根电线的芯线结合到一起的电线结合方法，该电线结合方法能够尽可能抑制芯线之间的结合部分的强度劣化。
根据本发明的实施例，提供一种电线结合方法，包括：将包括从第一电线的绝缘护套露出的多个股线的第一芯线布置于用于超声结合的砧侧，并且将包括从第二电线的绝缘护套露出的多个股线的第二芯线布置于用于超声结合的焊头侧，所述第二芯线的截面积比所述第一芯线大；以及通过所述焊头与所述砧之间的超声结合将所述第一芯线与所述第二芯线结合到一起。
根据本发明的实施例，提供一种结合电线，包括：具有第一芯线的第一电线，该第一芯线包括从所述第一电线的绝缘护套露出的多个股线；以及具有第二芯线的第二电线，该第二芯线包括从所述第二电线的绝缘护套露出的多个股线，所述第二芯线的截面积比所述第一芯线大，其中在所述第二芯线布置于焊头侧并且所述第一芯线布置于砧侧的情况下，所述第一芯线与所述第二芯线通过用于超声结合的所述焊头与所述砧之间的超声结合而结合到一起，并且所述焊头侧的所述第二芯线的多个股线比所述砧侧的所述第一芯线的多个股线更多压塌地结合。
根据本发明的实施例，能够相比于传统方法减少步骤的数量，并且多个芯线在没有损伤的情况下以低成本简单地结合到一起。此外，尽可能抑制芯线之间的结合部分的强度劣化。
附图说明
图1(a)是根据本发明的第一实施例的电线结合方法中使用的电线的侧视图，并且图1(b)是电线的正面图；
图2(a)是具有在第一端处剥离的绝缘护套的电线的侧视图，并且图2(b)是电线的正面图；
图3是根据第一实施例的电线结合方法中使用超声焊机中的设置在焊头与砧之间的两个不同大小的电线的正面图；
图4是沿线图3的线X-X截取的截面图；
图5是在超声焊机的焊头与砧之间结合到一起的两个不同大小的电线的正面图；
图6(a)是沿图5的线X-X截取的截面图，并且图6(b)是根据比较例的沿图5的线X-X截取的截面图；
图7(a)是位于砧侧的芯线中多个股线的结合状态的说明性视图，并且图7(b)是位于焊头侧的芯线中的多个股线的结合状态的说明性视图；
图8是根据本发明的第二实施例的朝向相反地结合到一起的两个不同大小的电线的侧视图；
图9是根据本发明的第三实施例的两个不同大小的电线在该两个电线中的一个电线的中间部与另一个电线的端部处结合到一起的侧视图；
图10是根据本发明的第四实施例的电线结合方法中使用超声焊机中的焊头与砧之间结合到一起的两个不同大小的电线和虚设电线(dummy wire)的正面图；
图11是沿线图10的线X-X截取的截面图；以及
图12(a)是传统的电线结合方法中临时结合时的主要部分的示意图，并且图12(b)是结合时的主要部分的示意图。
具体实施方式
下面将基于附图描述本发明的实施例。
图1(a)是根据本发明的第一实施例的电线结合方法中使用的电线的侧视图，并且图1(b)是电线的正面图。图2(a)是具有在第一端处剥离的绝缘护套的电线的侧视图，并且图2(b)是具有剥离的绝缘护套的电线的正面图。图3是电线结合方法中使用的超声焊机中设置在焊头与砧之间的两个不同大小的电线的前视图。图4是沿线图3的线X-X截取的截面图。图5是焊头与砧之间结合到一起的两个不同大小的电线的正面图。图6(a)是沿图5的线X-X截取的截面图，并且图6(b)是根据比较例的沿图5的线X-X截取的截面图。图7(a)是位于砧侧的芯线中多个股线的结合状态的说明性视图，并且图7(b)是位于焊头侧的芯线中的多个股线的结合状态的说明性视图。
如图1(a)、1(b)、2(a)和2(b)所示，在根据第一实施例的电线结合方法中，准备第一电线10和第二电线20这两个不同大小的电线，两者分别具有通过在第一端处剥离绝缘护套而露出的芯线(导体)。如图3和5所示，利用包括用于施加超声振动的焊头6、磨爪7、用于容纳待加工部分的加压用的砧8和砧板9的超声焊机5，第一电线10的第一芯线12与第二电线20的第二芯线22通过焊头6与砧8之间的超声结合而结合到一起。即，如图6(a)所示，包括在第一电线10的第一端10a处从绝缘护套11露出的多根股线12a的第一芯线12与包括在第二电线20的第一端20a处从绝缘护套21露出的多个股线22a的第二芯线22通过超声焊机5的焊头6与砧8之间的超声结合而结合到一起，多个股线22a中的每个股线与第一芯线12的各个股线12a粗细相同，第二芯线22的截面积比第一芯线12大。
结合到一起的第一电线10的各芯线12和第二电线20的各芯线22材料相同。芯线12和22的材料的实例包括铝、铝合金、铜、铜合金、镀锡铜以及掺杂碳纳米管的铝。芯线12和22分别可以是绞合导体或者单芯线。
接着，将描述根据第一实施例的电线结合方法。如图3和4所示，首先，将在第二电线20的第一端20a处从绝缘护套21露出的第二芯线22布置于超声焊机5的焊头6侧，并且将在第一电线10的第一端10a处从绝缘护套11露出的第一芯线12布置于砧8侧，使得朝向相同的第一芯线12与第二芯线22重叠(设置)。
接着，如图5和6(a)所示，在第二电线20的第一端20a处从绝缘护套21露出的第二芯线22与在第一电线10的第一端10a处从绝缘护套11露出的第一芯线12通过利用焊头6的超声振动和砧8的加压的超声结合而在焊头6与砧8之间结合到一起(结合)。
此时，从焊头6振荡的超声振动在振动衰减的情况下传播至砧8。具有布置于砧8侧的截面积更小的第一芯线12的第一电线10接收比具有焊头6侧的截面积更大的第二芯线22的第二电线20衰减更多的振动，并且此外不与焊头6的缘部直接接触。由此，芯线12和22(特别是截面积更小的第一芯线12)受到更少的损坏。
即，作为图6(b)中的所示的比较例，布置于焊头6侧的第一电线10的截面积更小的第一芯线12与布置于砧8侧的第二电线20的截面积更大的第二芯线22的超声结合到一起导致截面积更小的第一芯线12中参考标记Y标识的部分集中地损坏(例如，损伤)。此外，由于结合部分的强度取决于结合部分中具有截面积更小的第一芯线12的第一电线10的强度，所以当第一电线10的截面积更小的第一芯线12损坏时，结合部分的强度劣化。根据第一实施例，提供如下设置：第二电线20的截面积更大的第二芯线22布置于焊头6侧并且第一电线10的截面积更小的第一芯线12布置于砧8侧；并且提供如下结合：第一芯线12与第二芯线22通过焊头6与砧8之间的超声结合而结合到一起。由此，相比于传统方法，步骤的数量能够减少，并且两个芯线12和22(特别地，截面积更小的第一芯线12)能够以低成本在没有损伤的情况下简单地结合到一起。此外，相比于传统方法和图6(b)中的所示的比较例，能够尽可能地抑制芯线12与22之间的结合部分的强度劣化。
如图6(a)所示，焊头6在第一电线10的第一芯线12的多个股线12a与第二电线20的第二芯线22的多个股线22a之间传播超声振动能量。然后，超声振动能量破坏并去除例如股线12a和22a的表面上的各自的氧化膜，由此获得超声结合的结合电线30。在结合电线30中，如图7(b)所示的焊头6侧的第二芯线22的多个股线22a比图7(a)中所示的砧8侧的第一芯线12的多个股线12a更多压塌地结合。
如上所述，砧8侧的截面积比第二电线20的第二芯线22小的第一电线10的第一芯线12的布置和结合使得在尽可能抑制具有截面积更小的第一芯线12的第一电线10的损坏的情况下，使第一电线10和第二电线20结合到一起。
图8是根据本发明的第二实施例的朝向相反地结合到一起的两个不同大小的电线的侧视图。
根据第二实施例的电线结合方法与根据第一实施例的电线结合方法的不同之处在于：朝向相反地重叠的第一电线10的截面积更小的第一芯线12与第二电线20的截面积更大的第二芯线22超声地结合到一起。注意，其他构造与根据第一实施例的构造相似。由此，用相同的参考标记标识相同的组成元素，并且将省略其详细的描述。
将描述根据第二实施例的电线结合方法。在设置时，在第二电线20的第一端20a处从绝缘护套21露出的第二芯线22布置于焊头6侧并且在第一电线10的第一端10a处从绝缘护套11露出的第一芯线12布置于砧8侧，使得第一芯线12和第二芯线22朝向相反地重叠。在结合时，通过焊头6和砧8之间的超声结合将在第二电线20的第一端20a处从绝缘护套21露出的第二芯线22与在第一电线10的第一端10a处从绝缘护套11露出的第一芯线12结合到一起。由此，完成如图8所示的结合电线31，并且实现与根据第一实施例的功能和效果相似的功能和效果。
图9是根据本发明的第三实施例的两个不同大小的电线在该两个电线中的一个电线的中间部与另一个电线的端部处结合到一起的侧视图。
根据第三实施例的电线结合方法与根据第一实施例的电线结合方法的不同之处在于：通过第二电线20的绝缘护套21的中间部20b的剥落而露出的截面积更大的第二芯线22与在第一电线10的第一端10a处从绝缘护套11露出的截面积更小的第一芯线12超声地结合到一起。注意，其他构造与根据第一实施例的构造相似。由此，用相同的参考标记标识相同的组成元素，并且将省略其详细的描述。
将描述根据第三实施例的电线结合方法。在设置时，将通过第二电线20的绝缘护套21的中间部剥离而露出的第二芯线22布置于焊头6侧，并且将在第一电线10的第一端10a处从绝缘护套11露出的第一芯线12布置于砧8侧。在结合时，通过焊头6与砧8之间的超声结合将通过第二电线20的绝缘护套21的中间体剥离而露出的第二芯线22与在第一电线10的第一端10a处从绝缘护套11露出的第一芯线12结合到一起。由此，完成如图9所示的结合电线32，并且实现与根据第一实施例的功能和效果相似的功能和效果。
图10是根据本发明的第四实施例的电线结合方法中使用的超声焊机中的焊头与砧之间结合到一起的两个不同大小的电线和虚设电线的正面图。图11是沿线图10的线X-X截取的截面图。
根据第四实施例的电线结合方法与根据第一实施例的电线结合方法不同之处在于：包括多个股线27a的芯线27相对于第二芯线22布置于焊头6侧，以用于超声结合，所述多个股线27a在用于衰减从焊头6向第一电线10和第二电线20的超声振动的虚设电线25的第一端25a处从绝缘护套26露出。注意，其他构造与根据第一实施例的构造相似。由此，用相同的参考标记标识相同的组成元素，并且将省略其详细的描述。
将描述根据第四实施例的电线结合方法。在设置时，从用于衰减从焊头6向第一电线10和第二电线20的超声振动的传播的虚设电线25的绝缘护套26露出的芯线27相对于第二电线20的第二芯线22混合(intermix)布置于焊头6侧。在结合时，第一芯线12、第二芯线22以及虚设电线25的芯线27通过焊头6与砧8之间的超声结合而结合到一起。由此，完成如图11所示的结合电线33，并且实现与根据第一实施例的功能和效果相似的功能和效果。特别地，能够在对第一电线10和第二电线20的损坏(例如，损伤)尽可能小的情况下进行结合。能够抑制由于焊头6直接地抵接于芯线而导致芯线损伤。
注意，根据各个实施例，具有材料相同的各芯线的电线结合到一起，但是具有材料不同的各芯线的电线也可以结合到一起。例如，在铜(Cu)电线和铝(Al)电线结合到一起的情况下，Cu电线布置于焊头侧，以进行结合。此外，电线的数量不限于两个。例如，在两个细Cu电线和一个粗Al电线这三个电线结合到一起的情况下，各个细Cu电线布置于焊头侧，以进行结合。

Claims (5)

1.一种电线结合方法，包括：
将包括从第一电线的绝缘护套露出的多个股线的第一芯线布置于用于超声结合的砧侧，并且将包括从第二电线的绝缘护套露出的多个股线的第二芯线布置于用于超声结合的焊头侧，所述第二芯线的截面积比所述第一芯线的截面积大；以及
通过焊头与砧之间的超声结合，将所述第一芯线与所述第二芯线结合到一起，其中，
所述结合包括施加超声振动，该超声振动由于经过所述第二芯线传递到所述第一芯线而衰减，其中，
具有布置于所述砧侧的截面积更小的所述第一芯线的所述第一电线接收比具有所述焊头侧的截面积更大的所述第二芯线的所述第二电线衰减更多的振动，并且其中，
在抑制具有截面积更小的所述第一芯线的所述第一电线损坏的情况下，使所述第一电线和所述第二电线结合在一起。
2.根据权利要求1所述的电线结合方法，其中，
所述布置包括：将在所述第二电线的第一端处从绝缘护套露出的所述第二芯线布置于所述焊头侧，并且将在所述第一电线的第一端处从绝缘护套露出的所述第一芯线布置于所述砧侧，并且
所述结合包括：通过所述焊头与所述砧之间的超声结合，将在所述第二电线的第一端处从绝缘护套露出的所述第二芯线与在所述第一电线的第一端处从绝缘护套露出的所述第一芯线结合到一起。
3.根据权利要求1所述的电线结合方法，其中，
所述布置包括：将通过所述第二电线的绝缘护套的中间部剥离而露出的所述第二芯线布置于所述焊头侧，并且将在所述第一电线的第一端处从绝缘护套露出的所述第一芯线布置于所述砧侧，并且
所述结合包括：通过所述焊头与所述砧之间的超声结合，将通过所述第二电线的绝缘护套的中间部剥离而露出的所述第二芯线与在所述第一电线的第一端处从绝缘护套露出的所述第一芯线结合到一起。
4.根据权利要求1所述的电线结合方法，其中，
所述布置包括：将从虚设电线的绝缘护套露出的芯线相对于所述第二芯线布置于所述焊头侧，并且
所述结合包括：通过所述焊头与所述砧之间的超声结合，将所述第一芯线、所述第二芯线以及所述虚设电线的芯线结合到一起。
5.一种结合电线，包括：
具有第一芯线的第一电线，该第一芯线包括从所述第一电线的绝缘护套露出的多个股线；以及
具有第二芯线的第二电线，该第二芯线包括从所述第二电线的绝缘护套露出的多个股线，所述第二芯线的截面积比所述第一芯线的截面积大，其中，
在所述第二芯线布置于焊头侧并且所述第一芯线布置于砧侧的情况下，所述第一芯线与所述第二芯线通过用于超声结合的焊头与砧之间的超声结合而结合到一起，并且
所述焊头侧的所述第二芯线的多个股线比所述砧侧的所述第一芯线的多个股线更多压塌地结合，并且所述焊头侧的所述第二芯线的多个股线以比所述第一芯线的多个股线受到的超声振动能量大的超声振动能量结合，其中，
具有布置于所述砧侧的截面积更小的所述第一芯线的所述第一电线接收比具有所述焊头侧的截面积更大的所述第二芯线的所述第二电线衰减更多的振动，并且其中，
在抑制具有截面积更小的所述第一芯线的所述第一电线损坏的情况下，使所述第一电线和所述第二电线结合在一起。
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