DE102021105941A1

DE102021105941A1 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss und elektrische Leitung mit Anschluss

Info

Publication number: DE102021105941A1
Application number: DE102021105941.0A
Authority: DE
Inventors: Takaya Kondo; Junya SHINOHARA; Ryuji Sugizaki
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-09-23
Also published as: US11431142B2; US20210296839A1; CN113437607B; JP2021150109A; JP7073429B2; CN113437607A

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit einem Anschluss (TW), der durch Verbinden eines ersten freiliegenden Kernabschnitts (21A) eines elektrischen Drahts (2) mit einem Metallanschluss (1) gebildet wird, der einen Kastenabschnitt (12), der durch Verarbeiten einer einzelnen leitenden Platte (10) in eine Kastenform gebildet wird und eine Öffnung aufweist, in die ein Gegenstückanschluss (T) eingeführt wird, und eine Feder (13) innerhalb des Kastenabschnitts (12) aufweist. Nach dem Laserschweißen von gegenüberliegenden Abschnitten, in denen Teile der einzelnen leitenden Platte (10), die den Kastenabschnitt (12) bilden, einander gegenüberliegen, wird das Aufbringen von Ultraschallschwingungen auf einen zweiten freiliegenden Kernabschnitt (21B) des elektrischen Drahtes (2) ausgeführt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss und eine elektrische Leitung mit Anschluss.
Beschreibung des Standes der Technik
In dem Fall, in dem eine elektrische Leitung mit einem elektrischen Draht, bei dem ein Metallanschluss an einem Ende des elektrischen Drahts vorgesehen ist, mit einem Endabschnitt oder einem Zwischenabschnitt eines anderen elektrischen Drahts verbunden ist, wie beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-055623 offenbart, wird ein Verfahren zum Abziehen einer Beschichtung, die einen Kern des elektrischen Drahts bedeckt, und zum Aufbringen von Ultraschallschwingungen durch eine Ultraschallbondmaschine verwendet, während Kerne, deren Außenumfangsflächen freigelegt sind, überlappt werden, wodurch die Kerne verbunden werden.
Wenn beim Ultraschallbonden der Kerne die Schwingungen während des Bondens durch den elektrischen Draht auf den Metallanschluss übertragen wird, ist eine Feder als Bestandteil der Metallanschluss anfällig für Beeinträchtigungen durch die Schwingungen, da die Steifigkeit der Feder geringer ist als die der anderen Teile des Metallanschlusses. Die Feder ist ein Bestandteil eines Buchsenanschlusses und einstückig im Inneren eines Gehäuseabschnitts ausgebildet, dessen Querschnitt durch eine Bodenplatte und Seitenwände, die von der Bodenplatte aus aufrecht stehen, in eine rechteckige Form gebracht wird. Die Feder des Buchsenanschlusses kontaktiert mit einer Lasche einen Steckeranschluss zur elektrischen Verbindung. Daher muss beim Ultraschallbonden der Einfluss der auf den Metallanschluss übertragenen Schwingungen berücksichtigt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss, das in der Lage ist, die auf eine Feder eines Metallanschlusses übertragene Vibration zu unterdrücken, sowie eine elektrischen Leitung mit Anschluss bereitzustellen.
Um das oben erwähnte Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung den Pressschritt, bei dem eine einzelne leitende Platte gepresst wird, um einen Metallanschluss zu bilden, der einen rechteckigen Kastenabschnitt mit einer Öffnung an einer Vorderseite, in die ein Gegenstückanschluss eingesetzt wird, einen Anschlussverbindungsabschnitt mit einer Feder innerhalb des Kastenabschnitts, der mit dem Gegenstückanschluss in Kontakt gebracht wird, und einen elektrischen Drahtverbindungsabschnitt umfasst; einen Laserschweißschritt zum Laserschweißen gegenüberliegender Abschnitte, an denen Teile der einzelnen leitenden Platte, die den Kastenabschnitt bilden, einander gegenüberliegen, wenn der Kastenabschnitt in dem Metallanschluss von einer Längsrichtung aus gesehen wird; einen ersten Abisolierschritt, bei dem ein Beschichtungsabschnitt an einem Ende eines elektrischen Drahtes abisoliert wird, der einen durch einen Leiter gebildeten Kern aufweist, wobei der Beschichtungsabschnitt aus einem Isoliermaterial gebildet ist, das den Außenumfang des Kerns bedeckt, um einen ersten freiliegenden Kernabschnitt zu bilden; einen zweiten Abisolierschritt, bei dem der Beschichtungsabschnitt an einer anderen Endseite des einen Endes des elektrischen Drahtes abisoliert wird, um einen zweiten freiliegenden Kernabschnitt zu bilden; einen Verbindungsschritt, bei dem der elektrische Drahtverbindungsabschnitt mechanisch und elektrisch mit dem einen Ende des elektrischen Drahtes verbunden wird; und einen Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt, bei dem Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt aufgebracht werden.
Um das Ziel zu erreichen, umfasst eine elektrische Leitung mit Anschluss gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Draht; und einen Metallanschluss, der einen rechteckigen Kastenabschnitt, der eine einzelne leitende Platte ist und eine Öffnung an einer Vorderseite aufweist, in die ein Gegenstückanschluss eingesetzt ist, einen Anschlussverbindungsabschnitt, der eine Feder innerhalb des Kastenabschnitts aufweist, um in Kontakt mit dem Gegenstückanschluss gebracht zu werden, und einen elektrischen Drahtverbindungsabschnitt, der mit einem Ende des elektrischen Drahtes verbunden ist, umfasst, wobei, wenn der Kastenabschnitt von einer Längsrichtung aus gesehen wird, der Metallanschluss einen lasergeschweißten Abschnitt aufweist, der an gegenüberliegenden Abschnitten ausgebildet ist, an denen Teile der einzelnen leitenden Platte, die den Kastenabschnitt bildet, einander gegenüberliegen, und an einer anderen Endseite des elektrischen Drahtes ein Ultraschallbondabschnitt ausgebildet ist, auf den eine Oberflächenform eines Ultraschallbondwerkzeugs übertragen wird.
Das Vorstehende und weitere Objekte, Merkmale, Vorteile und die technische sowie industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Leitung mit Anschluss gemäß der vorliegenden Ausführungsform;
2 ist eine Ansicht, die einen Überblick (Beispiel 1) des Ultraschallbondens zeigt;
3 ist eine Ansicht, die einen Überblick (Beispiel 2) des Ultraschallbondens zeigt;
4 ist eine Ansicht, die einen Metallanschluss vor einem Pressschritt zeigt;
5 ist eine Ansicht, die den Metallanschluss nach dem Pressschritt zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss zeigt;
7 ist eine Ansicht, die einen Laserschweißschritt zeigt; und
8 ist ein Diagramm, das die Analyseergebnisse der Verschiebung eines Kontaktabschnitts zeigt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden im Folgenden ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss und eine elektrische Leitung mit Anschluss gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt ist.
In der folgenden Beschreibung wird von einer ersten Richtung, einer zweiten Richtung und einer dritten Richtung, die sich gegenseitig schneiden, die erste Richtung als „Längsrichtung X“, die zweite Richtung als „Breitenrichtung Y“ und die dritte Richtung als „Höhenrichtung Z“ bezeichnet. Die Längsrichtung X, die Breitenrichtung Y und die Höhenrichtung Z sind im Wesentlichen orthogonal zueinander. Typischerweise entspricht die Längsrichtung X einer Erstreckungsrichtung eines elektrischen Drahtes, der mit einem Metallanschluss versehen ist, und entspricht einer Einführungsrichtung des Metallanschlusses mit einem Gegenanschluss. Die Breitenrichtung Y und die Höhenrichtung Z entsprechen sich schneidenden Richtungen, die sich mit der Längsrichtung X schneiden. Wenn nicht anders angegeben, geben die in der folgenden Beschreibung verwendeten Richtungen Richtungen in dem Zustand an, in dem die Teile zusammengebaut sind.
Erste Ausführungsform
Eine elektrische Leitung mit Anschluss TW gemäß der in 1 dargestellten vorliegenden Ausführungsform umfasst einen elektrischen Draht 2 mit Leitfähigkeit und einen Metallanschluss 1, der an einem Anschluss des elektrischen Drahts 2 vorgesehen ist. Die elektrische Leitung mit Anschluss TW gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel in einem Kabelbaum WH1 für ein Fahrzeug verwendet.
Der elektrische Draht 2 umfasst beispielsweise einen linearen Kern 21, der leitfähig ist, und einen Isolierbeschichtungsabschnitt 22, der die Außenseite des Kerns 21 bedeckt. Der elektrische Draht 2 ist ein elektrischer Isolierdraht, bei dem der Kern 21 mit dem Beschichtungsabschnitt 22 beschichtet ist. Der Kern 21 wird durch Bündelung einer Vielzahl von Drähten aus leitfähigem Metall, wie Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium und einer Aluminiumlegierung, gebildet. Der Kern 21 kann ein verdrillter Kern sein, der durch Verdrillen einer Vielzahl von Drähten erhalten wird. Der Beschichtungsabschnitt 22 ist eine elektrische Drahtbeschichtung, die die Außenumfangsseite des Kerns 21 beschichtet. Der Beschichtungsabschnitt 22 wird z. B. durch Extrusionsformen von Isolierharzmaterial (wie PP, PVC, vernetztes PE) gebildet. Das Material wird unter Berücksichtigung der Verschleißfestigkeit, der chemischen Beständigkeit und der Wärmebeständigkeit ausgewählt). In dem elektrischen Draht 2 ist der Beschichtungsabschnitt 22 von mindestens einem Anschluss des Kerns 21 abgezogen, und der Metallanschluss 1 ist an einem ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A angebracht, wo ein Anschluss des Kerns 21 vom Beschichtungsabschnitt 22 freiliegt. Die Metallanschluss 1 ist elektrisch mit dem Kern 21 des elektrischen Drahtes 2 verbunden. Die Metallanschluss 1 wird beispielsweise durch einen später beschriebenen Verbinder (nicht dargestellt) gehalten. Die Metallanschluss 1 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Crimpanschluss, der an den Anschluss des elektrischen Drahtes 2 gecrimpt wird, aber die vorliegende Ausführungsform ist darauf nicht beschränkt.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Kabelbaum WH beschrieben, an dem die elektrische Leitung mit Anschluss TW angebracht ist. Der Kabelbaum WH ist beispielsweise so konfiguriert, dass eine Vielzahl von elektrischen Drähten 2, die für die Stromversorgung und die Signalkommunikation verwendet werden, zu einem zusammengebauten Teil (elektrisches Leitungsbündel) gebündelt werden, um an einem Fahrzeug montierte Geräte anzuschließen, und die elektrischen Drähte 2 werden über Steckverbinder mit den Geräten verbunden. Der Kabelbaum WH umfasst mindestens eine elektrische Leitung mit Anschluss TW, einen zusammengefügten elektrischen Draht 2 (die Konfiguration ist dieselbe wie die des elektrischen Drahts 2, und es wird dasselbe Bezugszeichen verwendet), der mit dem elektrischen Draht 2, der die elektrische Leitung mit Anschluss TW bildet, verbunden wird, und einen Ultraschallverbindungsabschnitt UW, in dem der elektrische Draht 2 und der zusammengefügte elektrische Draht 2 ultraschallverbunden werden. Der Kabelbaum WH kann außerdem verschiedene Komponenten enthalten, wie z. B. äußere Elemente, die durch ein Wellrohr und eine Tülle dargestellt werden, eine elektrische Anschlussdose und eine Halterung.
Der Kabelbaum WH gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein elektrisches Leitungsbündel, das eine Vielzahl von (in der vorliegenden Ausführungsform zwei) elektrischen Leitungen mit Anschlüssen TW enthält. Ein Beschichtungsabschnitt 22 auf der anderen Seite eines Endes jedes elektrischen Drahts 2 der elektrischen Leitungen mit Anschlüssen TW wird abisoliert, und zweite freiliegende Kernabschnitte 21B, in denen die Kerne 21 von den Beschichtungsabschnitten 22 freigelegt sind, werden durch den Ultraschallbondabschnitt UW miteinander verbunden. In diesem Fall entspricht in dem Kabelbaum WH von den elektrischen Leitungen mit Anschlüssen TW der elektrische Draht 2 der verbleibenden anderen elektrischen Leitung mit Anschluss TW einem gepaarten bzw. zusammengefügten elektrischen Draht 2. In jedem elektrischen Draht 2 in der vorliegenden Ausführungsform ist der Kern 21 an beiden Endabschnitten von dem Isolierbeschichtungsabschnitt 22 freigelegt, um den ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A und den zweiten freigelegten Kernabschnitt 21B zu bilden. In jedem elektrischen Draht 2 ist der Metallanschluss 1 an einem Endabschnitt vorgesehen, und der Metallanschluss 1 wird von einem Gehäuse (nicht dargestellt) eines entsprechenden Verbinders gehalten, während die anderen Endabschnitte an dem Ultraschallverbindungsabschnitt UW miteinander verbunden sind.
Der Ultraschallverbindungsabschnitt UW ist ein Abschnitt, in dem die zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B, die von den Beschichtungsabschnitten 22 der elektrischen Drähte 2 freiliegen, durch Ultraschall miteinander verbunden werden. Im Ultraschallverbindungsabschnitt UW sind die verbundenen Teile der zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B durch ein Schutzelement (nicht dargestellt) mit isolierenden Eigenschaften abgedeckt und geschützt. Mit anderen Worten, der Ultraschallverbindungsabschnitt UW kann als ein Verzweigungsverbindungsabschnitt angesehen werden, in dem sich die elektrischen Drähte 2 verzweigen.
Wie in 2 und 3 beispielhaft dargestellt, ist das Ultraschallbonden ein Metall-auf-Metall-Bonden, das durch Anlegen von Ultraschallschwingungen an Bondziele von einer Sonotrode 41, die einen Oszillator in einer Ultraschallbondvorrichtung 40 bildet, und unter Verwendung der angelegten Ultraschallschwingungen durchgeführt wird. In diesem Fall werden die freiliegenden Abschnitte 21B des zweiten Kerns der elektrischen Drähte 2 als Bondziele durch einen Amboss 42 als Klemmvorrichtung und die Sonotrode 41 in dem Zustand eingeschlossen, in dem die freiliegenden Abschnitte 21B des zweiten Kerns einander überlappen, und Ultraschallschwingungen werden von der Sonotrode 41 auf die überlappenden freiliegenden Abschnitte 21B des zweiten Kerns aufgebracht. Infolgedessen reiben in den elektrischen Drähten 2 die Drähte, die die überlappenden zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B bilden, typischerweise durch Ultraschallschwingungen aneinander, um eine plastische Verformung zu bewirken, und werden im Festphasenzustand verbunden, so dass der Ultraschallverbindungsabschnitt UW gebildet wird. Es sollte beachtet werden, dass im Allgemeinen eine gerändelte Vertiefung in den Oberflächen des Horns bzw. der Sonotrode 41 und des Ambosses 42 (Oberflächen, die die zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B einschließen) gebildet wird, und die Vertiefung wird nach Abschluss des Ultraschallbondens auf die Bondziele übertragen. Auch bei der elektrischen Leitung mit Anschluss gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden, wenn Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B unter Verwendung der Sonotrode 41 und des Ambosses 42 aufgebracht werden, die Oberflächenformen der Sonotrode 41 und des Ambosses 42 auf einen Teil des zweiten freiliegenden Kernabschnitts 21B übertragen, der von der Sonotrode 41 und dem Amboss 42 eingeschlossen ist.
Wenn in dem Kabelbaum WH, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B im Verlauf der Bildung des Ultraschallverbindungsabschnitts UW aufgebracht werden, pflanzt sich die Schwingung durch den elektrischen Draht 2 der elektrischen Leitung mit Anschlüssen TW fort, um auf den Metallanschluss 1 übertragen zu werden. Die elektrische Leitung mit Anschlüssen TW gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat die zuvor beschriebene Struktur, bei der ein lasergeschweißter Abschnitt RW, der durch einen später beschriebenen Laserschweißschritt S2 gebildet wird, vor dem Metallanschluss 1 gebildet ist, auf den die Schwingung wie oben beschrieben übertragen wird, wodurch die auf den Metallanschluss 1 übertragene Schwingung unterdrückt wird. Unter nochmaliger Bezugnahme auf 1 und 4 werden die Konfigurationen des Metallanschlusses 1 im Folgenden im Detail beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, ist der Metallanschluss 1 eine Anschlusshalterung, an die der elektrische Draht 2 elektrisch angeschlossen ist und in die und aus der ein Gegenstückanschluss T mit Leitfähigkeit eingeführt und entfernt wird. Der Metallanschluss 1 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Buchsenanschluss ausgebildet und elektrisch mit dem Gegenstückanschluss T verbunden, der die Form eines Steckeranschlusses hat. Der Gegenstückanschluss T hat eine im Wesentlichen rechteckige Säulenform, deren Mittelachse entlang der Längsrichtung X verläuft.
Insbesondere ist der Metallanschluss 1 aus einer einzigen leitende Platte 10 gebildet (siehe 4) und umfasst einen Anschlussverbindungsabschnitt 11 und einen elektrischen Drahtverbindungsabschnitt 14. Der Anschlussverbindungsabschnitt 11 umfasst einen Kastenabschnitt 12 und eine später beschriebene Feder 13, und der elektrische Drahtanschlussabschnitt 14 umfasst einen Kern-Crimpabschnitt 15 und einen später beschriebenen Mantel-Crimpabschnitt 16. Die einzelne leitende Platte, die den Metallanschluss 1 bildet, besteht aus einem leitfähigen Metall, wie z. B. Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium und einer Aluminiumlegierung. Der Metallanschluss 1 wird beispielsweise durch Pressen, Falten und Formen einer einzelnen leitenden Platte 10 gebildet, die so gestanzt ist, dass sie Formen aufweist, die dem Gehäuseabschnitt 12, der Feder 13, dem Kern-Crimpabschnitt 15 und dem Beschichtungs-Crimpabschnitt 16 entsprechen, so dass die Teile auf dreidimensionale Weise zusammengefügt sind.
Der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 ist ein Teil, mit dem der elektrische Draht 2 verbunden ist und der den ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A des Anschlusses des elektrischen Drahtes 2 mit dem Metallanschluss 1 elektrisch verbindet. Der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 stellt in der vorliegenden Ausführungsform einen Crimpabschnitt für den elektrischen Draht dar, der mit dem elektrischen Draht 2 verpresst und gecrimpt wird. Der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 umfasst einen Kern-Crimpabschnitt 15, einen Zwischenabschnitt 17 und einen Mantel-Crimpabschnitt 16. Der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 ist Seite an Seite in der Reihenfolge des Kern-Crimpabschnitts 15, des Zwischenabschnitts 17 und des Beschichtungs-Crimpabschnitts 16 von der Seite des Anschlussverbindungsabschnitts 11 zur gegenüberliegenden Seite entlang der Längsrichtung X verbunden.
Der Kern-Crimpabschnitt 15 ist ein Abschnitt, der an einer Stirnseite des elektrischen Drahtverbindungsabschnitts 14 in der Längsrichtung X vorgesehen ist, in diesem Fall an der Seite des Anschlussverbindungsabschnitts 11, und der mit dem ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A des elektrischen Drahts 2 verformt und vercrimpt ist. Insbesondere ist der Kern-Crimpabschnitt 15 ein Abschnitt, der mit dem ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A verpresst und gecrimpt wird und dadurch elektrisch mit dem ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A verbunden wird. Der Kern-Crimpabschnitt 15 ist mit dem ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A verpresst und gecrimpt, um den Außenumfang des ersten freiliegenden Kernabschnitts 21A des elektrischen Drahts 2 mit einem Basisabschnitt 18 und Kern-Crimpteilen 15A zu umhüllen, die so ausgebildet sind, dass sie sich von dem Basisabschnitt 18 in einer Streifenform in der Breitenrichtung Y erstrecken. In diesem Fall erstreckt sich der Basisabschnitt 18 entlang der axialen Richtung X und bildet einen Teil des Kern-Crimpabschnitts 15, des Zwischenabschnitts 17 und des Beschichtungs-Crimpabschnitts 16. Der Bodenabschnitt 12A des Kastenabschnitts 12 ist mit einer Seite des Basisabschnitts 18 in der axialen Richtung X verbunden. Der Anschlussverbindungsabschnitt 11 und der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 sind durch den Basisabschnitt 18 elektrisch mit dem Metallanschluss 1 verbunden.
Der Zwischenabschnitt 17 ist ein Abschnitt, der zwischen dem Kern-Crimpabschnitt 15 und dem Beschichtungs-Crimpabschnitt 16 angeordnet ist, um den Kern-Crimpabschnitt 15 und den Beschichtungs-Crimpabschnitt 16 miteinander zu verbinden.
Der Mantel-Crimpabschnitt 16 ist ein Bereich, der auf der anderen Stirnseite des elektrischen Drahtverbindungsabschnitts 14 in der Längsrichtung X, in diesem Fall auf der gegenüberliegenden Seite des Anschlussverbindungsbereichs 11, vorgesehen ist und der mit dem Beschichtungsabschnitt 22 des elektrischen Drahts 2 verformt und verpresst ist. Der Mantel-Crimpabschnitt 16 ist mit dem Beschichtungsabschnitt 22 verpresst und gecrimpt, um den Außenumfang des Beschichtungsabschnitt 22 des elektrischen Drahts 2 durch den oben erwähnten Basisabschnitt 18 und ein Beschichtungs-Crimpteil 16A zu umhüllen, das so ausgebildet ist, dass es sich vom Basisabschnitt 18 in der Breitenrichtung Y in einer Streifenform erstreckt. Die Beschichtungs-Crimpteile 16A sind als ein Paar ausgebildet, während sie sich von dem Basisabschnitt 18 zu beiden Seiten in der Breitenrichtung Y in einer Streifenform erstrecken.
Es sollte beachtet werden, dass der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen sogenannten „getrennten Hülsen-Crimpabschnitt“ bildet, bei dem der Zwischenabschnitt 17 zwischen den Kern-Crimpteilen 15A des Kern-Crimpabschnitts 15 und den Beschichtungs-Crimpteilen 16A des Beschichtungs-Crimpabschnitts 16 angeordnet ist, so dass die Kern-Crimpteile 15A und die Beschichtungs-Crimpteile 16A getrennt sind. Beispielsweise kann der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 als ein Abschnitt ausgebildet sein, in dem das Verpressen und Crimpen, was als „B-Crimp“ bezeichnet wird, in dem Zustand durchgeführt wird, in dem das Paar von Kern-Crimpteilen 15A des Kern-Crimpabschnitts 15 einander nicht überlappen. Die Form des elektrischen Drahtverbindungsabschnitts 14 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 kann einen so genannten „integrierten Hülsen-Crimpabschnitt“ bilden, bei dem das Paar von Kern-Crimpteilen15A und das Paar von Beschichtungs-Crimpteilen 16A aufeinanderfolgen und entlang der Längsrichtung X im Kern-Crimpabschnitt 15, dem Zwischenabschnitt 17 und dem Beschichtungs-Crimpabschnitt 16 zusammengebaut sind. Der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 kann in dem Zustand verpresst und gecrimpt werden, in dem das Paar von Kern-Crimpteilen 15A einander überlappt. Der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 muss in erster Linie nicht unbedingt ein elektrischer Draht-Crimpabschnitt sein und kann mit dem elektrischen Draht W in anderen Formen als Crimpen, wie Schweißen und Befestigen, elektrisch verbunden werden.
Der Kastenabschnitt 12 ist in eine zylindrische Form geformt, deren Mittelachse entlang der Längsrichtung X verläuft. Der Kastenabschnitt 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in eine im Wesentlichen rechteckige zylindrische Form geformt. Der Kastenabschnitt 12 erstreckt sich entlang der Längsrichtung X, und eine Stirnseite in der Längsrichtung X ist geöffnet, um eine Anschlusseinsetzöffnung 11A zu bilden. Der elektrische Drahtverbindungsabschnitt 14 ist mit der anderen Seite verbunden. In dem Gehäuseteil 12 bildet ein Innenraumabschnitt einen Anschlusseinsetzraumabschnitt 11B. Der Anschlusseinsetzraumabschnitt 11B ist ein Raumabschnitt, in den und aus dem der Gegenstückanschluss T, der eine im Wesentlichen rechteckige Säulenform aufweist, eingeführt und entfernt wird.
Genauer gesagt ist der Kastenabschnitt 12 durch einen Bodenabschnitt 12A, einen ersten Seitenwandabschnitt 12B₁, einen zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂, einen ersten Deckenabschnitt 12C₁ und einen zweiten Deckenabschnitt 12C₂ zu einer einstückigen, im Wesentlichen rechteckigen zylindrischen Kastenform geformt.
Der Bodenabschnitt 12A ist zu einer im Wesentlichen rechteckigen Plattenform geformt, deren Plattendickenrichtung entlang der Höhenrichtung Z verläuft und sich entlang der Längsrichtung X erstreckt. Ein Endabschnitt des Bodenabschnitts 12A in der Längsrichtung X auf der anderen Seite der Anschlusseinsetzöffnung 11A ist mit dem Basisabschnitt 18 des elektrischen Drahtverbindungsabschnitts 14 verbunden.
Der erste Seitenwandabschnitt 12B₁ und der zweite Seitenwandabschnitt 12B₂ sind Abschnitte, die sich entlang der Höhenrichtung Z von beiden Enden des Bodenabschnitts 12A in der Breitenrichtung Y erstrecken. Der erste Seitenwandabschnitt 12B₁ und der zweite Seitenwandabschnitt 12B₂ sind zu einer im Wesentlichen rechteckigen Plattenform geformt, deren Plattendickenrichtung entlang der Breitenrichtung Y verläuft, und erstrecken sich entlang der Längsrichtung X. Der erste Seitenwandabschnitt 12B₁ und der zweite Seitenwandabschnitt 12B₂ liegen sich entlang der Breitenrichtung Y mit Zwischenräumen über dem Anschlusseinführraumabschnitt 11B gegenüber. Der erste Deckenabschnitt 12C₁ und der zweite Deckenabschnitt 12C₂ sind Abschnitte, die sich von dem ersten Seitenwandabschnitt 12B₁ bzw. dem zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂ entlang der Breitenrichtung Y erstrecken. Ähnlich wie der zuvor erwähnte Bodenabschnitt 12A sind der erste Deckenabschnitt 12C₁ und der zweite Deckenabschnitt 12C₂ zu einer im Wesentlichen rechteckigen Plattenform geformt, deren Plattendickenrichtung entlang der Höhenrichtung Z verläuft, und erstrecken sich entlang der Längsrichtung X. Der erste Deckenabschnitt 12C₁, der zweite Deckenabschnitt 12C₂ und der oben erwähnte Bodenabschnitt 12A liegen über den Anschlusseinführraumabschnitt 11B entlang der Höhenrichtung Z mit Zwischenräumen einander gegenüber. In diesem Fall befindet sich von dem ersten Deckenabschnitt 12C₁ und dem zweiten Deckenabschnitt 12C₂ der zweite Deckenabschnitt 12C₂ auf der Innenseite (Seite des Anschlusseinführraumabschnitts 11B) und der erste Deckenabschnitt 12C₁ auf der Außenseite (gegenüberliegende Seite des Anschlusseinführraumabschnitts 11B), und der erste Deckenabschnitt 12C₁ und der zweite Deckenabschnitt 12C₂ überlappen sich entlang der Höhenrichtung Z.
Der Anschlusseinsetzraum 11B wird durch den Bodenabschnitt 12A, den ersten Seitenwandabschnitt 12B₁, den zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂, den ersten Deckenabschnitt 12C₁ und den zweiten Deckenabschnitt 12C₂ unterteilt, die wie zuvor beschrieben ausgebildet sind. Insbesondere wird der Anschlusseinsetzraum 11B in der Höhenrichtung Z durch den Bodenabschnitt 12A, den ersten Deckenabschnitt 12C₁ und den zweiten Deckenabschnitt 12C₂ und in der Breitenrichtung Y durch den ersten Seitenwandabschnitt 12B₁ und den zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂ unterteilt. Auf diese Weise wird der Anschlusseinsetzraumabschnitt 11B innerhalb des Kastenabschnitts 12 gebildet, während er sich entlang der Längsrichtung X erstreckt. In dem Kastenabschnitt 12 ist die Anschlusseinsetzöffnung 11A für den Anschlusseinsetzraumabschnitt 11B an einem Endabschnitt von sowohl dem Bodenabschnitt 12A, dem ersten Seitenwandabschnitt 12B₁, dem zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂ als auch dem zweiten Deckenabschnitt 12C₂ in der Längsrichtung X (Endabschnitt auf der gegenüberliegenden Seite des elektrischen Drahtverbindungsabschnitts 14) gebildet. Im Gehäuseabschnitt 12 wird die Gegenstückanschluss T in den inneren Anschlusseinsetzraumabschnitt 11B entlang der Längsrichtung X durch die Anschlusseinsetzöffnung 11A eingeführt, die an einem Endabschnitt in der Längsrichtung X ausgebildet ist.
Die Feder 13 ist ein Abschnitt, der sich innerhalb des Anschlusseinsetzraumabschnitts 11B befindet und von dem Kastenabschnitt 12 freitragend gestützt wird, so dass er elastisch verformbar ist und dadurch einen Kontakt mit dem Gegenanschluss T bildet. Die Feder 13 ist zu einer im Wesentlichen rechteckigen Plattenform geformt, deren Plattendickenrichtung entlang der Höhenrichtung Z verläuft und sich entlang der Längsrichtung X erstreckt. Die Feder 13 ist so angeordnet, dass sie dem Bodenabschnitt 12A auf einer Seite in der Höhenrichtung Z und dem ersten Deckenabschnitt 12C₁ und dem zweiten Deckenabschnitt 12C₂ auf der anderen Seite gegenüberliegt. Ein Endabschnitt der Feder 13 in der Längsrichtung X auf der Seite der Anschlusseinsetzöffnung 11A ist mit dem Bodenabschnitt 12A verbunden und abgestützt. Insbesondere ist ein Basisendabschnitt der Feder 13, der ein Endabschnitt in der Längsrichtung X auf der Seite der Anschlusseinsetzöffnung 11A ist, mit dem Bodenabschnitt 12A verbunden und wird durch diesen gehalten, und ein distaler Endabschnitt davon, der ein Endabschnitt in der Längsrichtung X auf der gegenüberliegenden Seite der Anschlusseinsetzöffnung 11A ist, ist ein freies Ende. In diesem Fall wird ein Endabschnitt der Feder 13 in der Längsrichtung X auf der Seite der Anschlusseinführöffnung 11A durchgehend von dem Bodenabschnitt 12A gefaltet, so dass ein Basisendabschnitt, der von dem Bodenabschnitt 12A gestützt wird, gebildet wird. Auf diese Weise wird die Feder 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch den Bodenabschnitt 12A freitragend gehalten, so dass sie in der Höhenrichtung Z elastisch verformbar ist. Es ist zu beachten, dass ein Zwischenabschnitt der Feder 13 in der Längsrichtung X so gebogen ist, dass er in Richtung der ersten und zweiten Deckenabschnitte 12C₁ und 12C₂ vorsteht, so dass ein Kontaktabschnitt 13A (siehe 8) gebildet wird. Der Kontaktabschnitt 13A ist ein Hauptabschnitt, der in Kontakt mit dem Gegenstückanschluss T gebracht wird, der in den Anschlusseinsetzraumabschnitt 11B eingeführt wird, und zur Leitung einen Kontakt mit dem Gegenstückanschluss T bildet.
In dem Metallanschluss 1, der wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, wird der Gegenstückanschluss T durch die Anschlusseinsetzöffnung 11A entlang der Längsrichtung X in den Anschlusseinsetzraumabschnitt 11B eingeführt. In diesem Fall wird in dem Metallanschluss 1 der Gegenstückanschluss T in den Anschlusseinsetzraumabschnitt 11B eingeführt, während die Feder 13 zur Seite des Bodenabschnitts 12A gebogen wird. In dem Metallanschluss 1 kontaktiert die Feder 13 den Gegenstückanschluss T durch den Kontaktabschnitt 13A und wird aufgrund ihrer eigenen elastischen Rückstellkraft an den Gegenstückanschluss T gepresst, wodurch ein Kontakt mit dem Gegenstückanschluss T gebildet wird. Infolgedessen ist der Metallanschluss 1 mit dem Gegenstückanschluss T durch einen Kontaktabschnitt 30A elektrisch verbunden, und der elektrische Draht 2 und der Gegenstückanschluss T können elektrisch verbunden werden.
In dem Metallanschluss 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, weist der Kastenabschnitt 12 außerdem den lasergeschweißten Abschnitt RW auf und implementiert somit eine Konfiguration mit geeigneter Leitfähigkeit. Der lasergeschweißte Abschnitt RW ist ein Abschnitt, der an dem Kastenabschnitt 12 ausgebildet ist, um im Wesentlichen die relative Verschiebung zwischen dem ersten Seitenwandabschnitt 12B₁ und dem zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂ zu regulieren.
Insbesondere ist der lasergeschweißte Abschnitt RW an gegenüberliegenden Abschnitten ausgebildet, an denen Teile der einzelnen leitenden Platte 10, die den Kastenabschnitt 12 bilden, einander gegenüberliegen. Die gegenüberliegenden Abschnitte gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind Abschnitte, an denen der erste Deckenabschnitt 12C₁ und der zweite Deckenabschnitt 12C₂ in der Höhenrichtung Z gegenüberliegen, und umfassen eine Grenze B, die eine Oberfläche ist, an der der erste Deckenabschnitt 12C₁ und der zweite Deckenabschnitt 12C₂ einander gegenüberliegen, oder eine Kante von Teilen, an denen sich der erste Deckenabschnitt 12C₁ und der zweite Deckenabschnitt 12C₂ überlappen. Wie in 1 dargestellt, wird in der vorliegenden Ausführungsform der lasergeschweißte Abschnitt RW an der Grenze B an den gegenüberliegenden Abschnitten gebildet. Es ist bevorzugt, den lasergeschweißten Abschnitt RW an der Grenze B auszubilden, da bei der Untersuchung des Metallanschlusses 1 leichter beurteilt werden kann, ob das Laserschweißen ordnungsgemäß ausgeführt wird, als wenn der lasergeschweißte Abschnitt RW an einer anderen Stelle als der Grenze B an den gegenüberliegenden Abschnitten ausgebildet ist (in der vorliegenden Ausführungsform an der Oberfläche, an der sich die Deckenabschnitte 12C₁ und 12C₂ überlappen).
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss
Im Nachfolgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Leitung mit Anschluss TW gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Wie in 6 dargestellt, umfasst das Verfahren zur Herstellung der elektrischen Leitung mit Anschluss TW einen Pressschritt S1, einen Laserschweißschritt S2, einen ersten Abisolierschritt S3, einen zweiten Abisolierschritt S4, einen Verbindungsschritt S5 und einen Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6. Der Pressschritt S1 ist ein Schritt zur Verarbeitung einer einzelnen leitende Platte 10, um einen Anschlussverbindungsabschnitt 11 und einen elektrischen Drahtverbindungsabschnitt 14 zu bilden. Der Laserschweißschritt S2 ist ein Schritt zum Anwenden des Lasers R auf einen Kastenabschnitt 12 im Anschlussverbindungsabschnitt 11, um gegenüberliegende Teile mithilfe des Lasers zu verschweißen. Der erste Abisolierschritt S3 ist ein Schritt zum Entfernen eines Beschichtungsabschnitts 22 an einem Ende eines elektrischen Drahts 2 und zum Freilegen der Außenumfangsfläche eines Kerns 21, um einen ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A zu bilden. Der zweite Abisolierschritt S4 ist ein Schritt zum Entfernen eines Beschichtungsabschnitts 22 an der anderen Endseite eines Endes des elektrischen Drahtes 2 und zum Freilegen der Außenumfangsfläche des Kerns 21, um einen zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B zu bilden. Der Verbindungsschritt S5 ist ein Schritt zum Verbinden des elektrischen Drahtes 2 mit einem Metallanschluss 1. Der Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 ist ein Schritt zum Aufbringen von Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B, und in der vorliegenden Ausführungsform ein Schritt zum Aufbringen von Ultraschallschwingungen auf die zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B einer Vielzahl von elektrischen Drähten 2, um die zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B und die elektrischen Drähte 2 miteinander zu verbinden.
Pressschritt S1
Im Pressschritt S1 wird eine Pressvorrichtung (nicht dargestellt) verwendet, um eine einzelne leitende Platte 10 zu formen und den Anschlussverbindungsabschnitt 11 und den elektrischen Drahtverbindungsabschnitt 14 zu bilden. Wie in 4 dargestellt ist, ist in der einzelnen leitende Platte 10 ein vorderer Vorsprungabschnitt 10B, der die Feder 13 bildet, durchgehend an einem vorderen Ende eines Substrats 10A vorgesehen, das sich in der Längsrichtung X erstreckt, rechteckige Plattenabschnitte 10C und 10D zum Bilden des Kastenabschnitts 12 mit dem Substrat 10A als Bodenabschnitt 12A sind durchgehend auf beiden Seiten des Substrats 10A in der Breitenrichtung Y vorgesehen, und horizontale Vorsprungabschnitte 10E und 10F zum Bilden des Kern-Crimpabschnitts 15 und des Beschichtungs-Crimpabschnitts 16 sind durchgehend auf der Rückseite des Substrats 10A vorgesehen. Das hintere Ende des horizontalen Vorsprungabschnitts 10F ist mit einem Träger C verbunden, der sich in der Breitenrichtung Y erstreckt, und eine Vielzahl von einzelnen leitende Platten 10 wird nacheinander hergestellt.
Beim Pressschritt S1 wird, wie in 5 und 7 dargestellt, der vordere Vorsprungabschnitt 10B der einzelnen leitende Platte 10 in der Längsrichtung X nach hinten gefaltet, um die Feder 13 zu bilden, und die rechteckigen Plattenabschnitte 10B und 10C werden in einer rechteckigen Form mit dem Substrat 10A als Bodenabschnitt 12A gefaltet, um die Feder 13 darin unterzubringen, wodurch der Kastenabschnitt 12 gebildet wird. In diesem Fall wird der rechteckige Plattenabschnitt 10B in eine im Wesentlichen L-Form gefaltet, um den ersten Seitenwandabschnitt 12B₁ und den ersten Deckenabschnitt 12C₁ zu bilden, und der rechteckige Endabschnitt 10C wird in eine im Wesentlichen L-Form gefaltet, die horizontal symmetrisch mit dem rechteckigen Plattenabschnitt 10B ist, um den zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂ und den zweiten Deckenabschnitt 12C₂ zu bilden. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich von dem ersten Deckenabschnitt 12C₁ und dem zweiten Deckenabschnitt 12C₂ der zweite Deckenabschnitt 12C₂ auf der Innenseite (Seite des Anschlusseinsetzraumabschnitts 11B), und der erste Deckenabschnitt 12C₁ befindet sich auf der Außenseite (gegenüberliegende Seite des Anschlusseinsetzraumabschnitts 11B). Der erste Deckenabschnitt 12C₁ und der zweite Deckenabschnitt 12C₂ überlappen sich in der Höhenrichtung Z.
Die horizontalen Vorsprungabschnitte 10E und 10F sind zur Seite der Höhenrichtung Z gefaltet, um eine im Wesentlichen U-Form zu bilden, um so jeweils den Kern-Crimpabschnitt 15 und den Beschichtungs-Crimpabschnitt 16 zu bilden.
Laserschweißschritt S2
Im Laserschweißschritt S2 wird, wie in 7 dargestellt, ein Laserschweißgerät 30 verwendet, um einen Laserstrahl R auf den Kastenabschnitt 12 des Metallanschlusses 1 aufzubringen und gegenüberliegende Teile mithilfe des Lasers zu verschweißen. Das Laserschweißgerät 30 umfasst einen Laserkopf 31 zum Aufbringen des von einer Laserlichtquelle gelieferten Laserstrahls R und einen Bewegungsmechanismus 32 zum Bewegen des Laserkopfes 31. Der Bewegungsmechanismus 32 ist beispielsweise als Tisch ausgebildet, der sich frei in der Längsrichtung X bewegen kann, und der Laserkopf 31 bewegt sich so, dass er unmittelbar über den gegenüberliegenden Abschnitten des Kastenabschnitts 12 (Grenze B in 7) angeordnet ist. In dem Zustand, in dem der Laserkopf 31 unmittelbar über den gegenüberliegenden Abschnitten angeordnet ist, wird der Laser R auf die gegenüberliegenden Abschnitte angewendet, um den lasergeschweißten Abschnitt RW zu bilden. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Kastenabschnitt 12 die gegenüberliegenden Abschnitte, die sich in der Längsrichtung X erstrecken, und zwei Laserschweißabschnitte RW werden in Form von Punkten auf der Grenze B gebildet, die die Kante der gegenüberliegenden Abschnitte ist (siehe 1). Der Effekt, der sich durch Ausbildung der lasergeschweißten Abschnitte RW ergibt, wird später beschrieben, aber durch die Ausbildung von zwei oder mehr lasergeschweißten Abschnitten RW an den gegenüberliegenden Abschnitten in der Längsrichtung X kann, wenn Ultraschallschwingungen durch den elektrischen Draht 2 im Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 auf den Metallanschluss 1 übertragen werden, verhindert werden, dass der Kastenabschnitt 12 in der Richtung der Verdrehung entgegen der Längsrichtung X schwingt. Die Konfiguration des Bewegungsmechanismus 32 ist nicht darauf beschränkt. Die Position des Laserkopfes 31 kann z. B. durch einen Roboterarm frei eingestellt werden.
Erster Abisolierschritt S3
Im ersten Abisolierschritt S3 wird eine Abisoliervorrichtung (nicht dargestellt) verwendet, um den Beschichtungsabschnitt 22 an einem Ende des elektrischen Drahtes 2 abzuisolieren und die Außnumfangsfläche des Kerns 21 freizulegen, wodurch der erste freiliegende Kernabschnitt 21A gebildet wird. Als Abisoliervorrichtung wird zum Beispiel eine allgemein bekannte Abisoliervorrichtung verwendet.
Zweiter Abisolierschritt S4
Im zweiten Abisolierschritt S4 wird eine Abisoliervorrichtung (nicht dargestellt) verwendet, um den Beschichtungsabschnitt 22 auf der anderen Endseite des einen Endes des elektrischen Drahtes 2 abzuisolieren und die Außenumfangsfläche des Kerns 21 freizulegen, wodurch der zweite freiliegende Kernabschnitt 21 B gebildet wird. Der zweite freiliegende Kernabschnitt 21B muss sich nur auf der anderen Endseite des einen Endes des elektrischen Drahtes 2 befinden. 2 zeigt ein Beispiel, bei dem der zweite freiliegende Kernabschnitt 21B am anderen Ende des elektrischen Drahtes 2 ausgebildet ist, und 3 zeigt ein Beispiel, bei dem der zweite freiliegende Kernabschnitt 21B in der Nähe der Mitte zwischen einem Ende und dem anderen Ende des elektrischen Drahtes 2 ausgebildet ist. Als Abisoliervorrichtung wird zum Beispiel eine allgemein bekannte Abisoliervorrichtung verwendet. Es kann die gleiche Vorrichtung wie beim ersten Abisolierschritt S3 verwendet werden, es kann aber auch eine andere Vorrichtung verwendet werden.
Verbindungsschritt S5
Der Verbindungsschritt S5 wird von einer Anschluss-Crimpvorrichtung (nicht dargestellt) ausgeführt. Die Anschluss-Crimpvorrichtung ist eine allgemein bekannte Crimpvorrichtung mit einem Amboss zum Platzieren eines Metallanschlusses 1 vor dem Crimpen darauf und einer Crimpvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie sich in Bezug auf den Amboss absenkt, um den Kern-Crimpabschnitt 15 und den Beschichtungs-Crimpabschnitt 16 an den elektrischen Draht 2 zu crimpen. Der erste freiliegende Kernabschnitt 21A des elektrischen Drahtes 2 wird auf dem Kern-Crimpabschnitt 15 des Metallanschlusses 1 platziert, und der Beschichtungsabschnitt 22 wird auf dem Beschichtungs-Crimpabschnitt 16 platziert. In der Bodenfläche der Crimpvorrichtung sind Nuten entlang des Außenumfangs des elektrischen Leiters 2 ausgebildet, und wenn die Crimpvorrichtung in Richtung des Ambosses abgesenkt wird, berühren die Kern-Crimpteile 15A und die Beschichtungs-Crimpteile 16A des Metallanschlusses 1 gleitend die Innenflächen der Nuten der Crimpvorrichtung, und die Kern-Crimpteile 15A und die Beschichtungs-Crimpteile 16A werden so verformt, dass sie den Außenumfang des elektrischen Leiters 2 umhüllen. Als Ergebnis werden, wie in 1 dargestellt, die Kern-Crimpteile 15A und die Beschichtungs-Crimpteile 16A an den ersten freiliegenden Kernabschnitt 21A bzw. den Beschichtungsabschnitt 22 gecrimpt.
Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6
Der Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 wird von der Ultraschallbondvorrichtung 40 ausgeführt. Wie in den 2 und 3 dargestellt, umfasst die Ultraschallbondvorrichtung 40 einen Amboss 42 zum Auflegen einer Vielzahl von elektrischen Drähten 2 und ein Horn bzw. eine Sonotrode 41 zum Aufbringen von Ultraschallschwingungen auf die elektrischen Drähte 2. Jeder der zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B der elektrischen Drähte 2 wird auf dem Amboss 42 platziert. Die Sonotrode 41 bewegt sich relativ zu dem Amboss 42, so dass eine Vielzahl von zweiten freiliegenden Kemabschnitten 21B zwischen ihnen liegt. Die Sonotrode 41 bringt Ultraschallschwingungen auf die zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B auf, die von der Sonotrode 41 und dem Amboss 42 eingeschlossen sind. Durch die Ultraschallschwingung werden Oxidfilme und Schmutz, die sich auf dem Außenumfang der Drähte gebildet haben, die den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B bilden, mechanisch zu entfernen, so dass neu gebildete Oberflächen in engen Kontakt miteinander gebracht werden, so dass die Drähte im Festphasenzustand verbunden werden. Aufgrund dieses Prinzips werden die zweiten freiliegenden Kernabschnitte 21B miteinander verbunden, um den Ultraschallverbindungsabschnitt UW zu bilden. Der Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schritt zum Bündeln der elektrischen Drähte 2 und zur Aufbringung von Ultraschallschwingungen darauf, um die elektrischen Drähte 2 zu verbinden, aber die vorliegende Ausführungsform ist darauf nicht beschränkt. Der Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 umfasst beispielsweise als Vorverarbeitung zum Crimpen des Metallanschlusses 1 einen Schritt zum Anwenden von Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B eines einzelnen elektrischen Drahtes 2, um einen Oxidbeschichtungsfilm zu entfernen, der sich auf dem Außenumfang des Drahtes gebildet hat, der den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B bildet.
Im Allgemeinen wird in den Oberflächen der Sonotrode 41 und des Ambosses 42 (Oberflächen, die den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B einschließen) eine gerändelte Vertiefung gebildet, und die Vertiefung wird nach Abschluss des Ultraschallbondens auf die Bondziele übertragen. Auch bei der elektrischen Leitung mit Anschluss gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden, wenn Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B unter Verwendung der Sonotrode 41 und des Ambosses 42 aufgebracht werden, die Oberflächenformen der Sonotrode 41 und des Ambosses 42 auf einen Teil des zweiten freiliegenden Kernabschnitts 21B übertragen, der von der Sonotrode 41 und dem Amboss 42 eingeschlossen wird.
Der Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 wird zumindest nach dem Laserschweißschritt S2 und dem Verbindungsschritt S5 durchgeführt. Auf diese Weise pflanzt sich die Ultraschallschwingung, wenn sie auf einen zweiten freigelegten Kernabschnitt 22B angewendet wird, über den elektrischen Draht 2 zu dem Metallanschluss 1 fort, der mit dem ersten freigelegten Kernabschnitt 21A verbunden ist, aber der lasergeschweißte Abschnitt RW ist auf dem Kastenabschnitt 12 im Metallanschluss 1 ausgebildet, und daher kann die Wirkung der Ultraschallschwingung auf die Feder 13 unterdrückt werden. Nachfolgend werden die Wirkung der Ultraschallschwingungen auf den Metallanschluss 1 und die Funktionen und Effekte, die durch die Bildung des lasergeschweißten Abschnitts R erzielt werden, im Detail beschrieben.
Die Feder 13, die sich von einem Ende des Metallanschlusses 1 freitragend erstreckt, kann stark schwingen, wenn Ultraschallschwingungen auf den Metallanschluss 1 übertragen werden, und die Ermüdung (Spannung) konzentriert sich in der Nähe der Wurzel. Außerdem erhöht sich bei längerer Einwirkung von Ultraschallschwingungen der Einfluss auf die Feder 13, und die Feder 13 kann beschädigt werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung beobachteten das Verhalten der Feder 13 in der Metallanschluss 1 im Verlauf des Aufbringens von Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B. Aus der Beobachtung fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass, wenn Ultraschallschwingungen auf den Kastenabschnitt 12 im Metallanschluss 1 übertragen wird, der Bodenabschnitt 12A, der mit der Feder 13 verbunden ist, und der erste Seitenwandabschnitt 12B₁ und der zweite Seitenwandabschnitt 12B₂, die aufrecht vom Bodenabschnitt 12A vorgesehen sind, stark relativ zueinander schwingen. Es wird davon ausgegangen, dass die Relativbewegung der Seitenwandabschnitte12B₁ und 12B₂ in Bezug auf den Bodenabschnitt 12A auf die im Inneren des Kastenabschnitts 12 ausgebildete Feder 13 übertragen wird und somit die Amplitude der Feder stärker wird und die Konzentration der Ermüdung (Spannung) beeinflusst. Die Relativbewegung der Seitenwandabschnitte 12B₁ und 12B₂ in Bezug auf den Bodenabschnitt 12A wird dadurch verursacht, dass der Kastenabschnitt 12 durch Verarbeitung einer einzelnen leitende Platte 10 zu einer Kastenform gebildet wird und kein einzelner geschlossener Kasten, d.h. ein starrer Körper ist. Insbesondere sind im Metallanschluss 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Seitenwandabschnitte 12B₁ und 12B₂ aufrecht von beiden Enden des Bodenabschnitts 12A in der Breitenrichtung Y vorgesehen, und daher wird davon ausgegangen, dass sich bei dem Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 eine Vielzahl von Wandflächen stark in Bezug auf den Bodenabschnitt 12A bewegen und die Belastung der Feder zunimmt. Auf der Grundlage der zuvor erwähnten Überlegung haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung den lasergeschweißten Abschnitt RW an den Kastenabschnitt 12 angeformt, um die im Kastenabschnitt 12 verursachte Relativbewegung zu unterdrücken.
Um den Effekt zu bestätigen, der durch die Bildung des lasergeschweißten Abschnitts RW auf dem Kastenabschnitt 12 erzielt wurde, wurde das Verhalten der Feder 13 beim Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 mit einer Hochgeschwindigkeitskamera (nicht dargestellt) fotografiert und eine Bildanalyse durchgeführt. Wie in 8 dargestellt, wurde der Kontaktabschnitt 13A der Feder 13 fokussiert, und die Verschiebung des Kontaktabschnitts 13A in der Breitenrichtung Y, die durch das Schwingen der Feder 13 während des Aufbringens von Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21 B verursacht wird, wurde berechnet. Die vertikale Achse zeigt die Verschiebung des Kontaktabschnitts 13A in der Breitenrichtung Y an, und die horizontale Achse zeigt die Zeit an, während der die Ultraschallschwingung angewendet wird. Bei der vorliegenden Betrachtung wurden eine Metallanschluss 1 (siehe 1), bei dem der lasergeschweißte Abschnitt RW an der Grenze B des Kastenabschnitts 12 ausgebildet wurde, und ein Metallanschluss 1, bei dem der lasergeschweißte Abschnitt RW nicht an der Grenze B des Kastenabschnitts 12 ausgebildet wurde, vorbereitet, und die Verschiebungen der Kontaktabschnitte 13A in der Y-Richtung wurden verglichen. Durch Beobachten der Verschiebungen der Kontaktabschnitte 13A in den beiden Metallanschlüssen 1 ist ersichtlich, dass sich beide Kontaktabschnitte 13A aufgrund des Einflusses der Ultraschallschwingung, die auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt 21B einwirkt, horizontal in einem Wellenmuster in Bezug auf den Ursprung O in der Breitenrichtung Y verschieben. Es versteht sich auch, dass die Größe der Verschiebung des Metallanschlusses 1, in dem der lasergeschweißte Abschnitt RW in der Breitenrichtung Y ausgebildet ist, kleiner ist als die Größe der Verschiebung des Metallanschlusses 1, in dem der lasergeschweißte Abschnitt RW nicht in der Breitenrichtung Y ausgebildet ist. Es wird angenommen, dass der Unterschied in der Größe der Verschiebungen auftritt, weil im Metallanschluss 1, in dem der lasergeschweißte Abschnitt RW nicht ausgebildet ist, der Bodenabschnitt 12A, der mit der Feder 13 verbunden ist, und der erste Seitenwandabschnitt 12B₁ und der zweite Seitenwandabschnitt 12B₂, die aufrecht von dem Bodenabschnitt 12A vorgesehen sind, stark in Bezug zueinander schwingen, und das Schwingen auf die Feder 13 übertragen wird, um die Amplitude der Feder 13 zu erhöhen. Andererseits hat bei dem Metallanschluss 1, in dem der lasergeschweißte Abschnitt RW ausgebildet ist, der Kastenabschnitt 12 aufgrund des lasergeschweißten Abschnitts RWeine geschlossene Kastenform, und daher wird die Relativbewegung, die zwischen dem Bodenabschnitt 12A und dem ersten Seitenwandabschnitt 12B₁ und dem zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂ verursacht wird, unterdrückt. Somit wird der Einfluss, dass die Amplitude der Feder 13 durch die oben erwähnte Relativbewegung zunimmt, unterdrückt, um die Belastung der Feder 13 zu reduzieren.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zuvor beschrieben wurden, dienen die Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Die Ausführungsformen können in anderen verschiedenen Formen durchgeführt werden, und können auf unterschiedliche Weise weggelassen, ersetzt und innerhalb des Bereichs verändert werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Die Ausführungsformen und deren Modifikationen sind im Umfang und Kern der Erfindung enthalten und in ähnlicher Weise in der Erfindung enthalten, wie sie in den Ansprüchen und deren Entsprechungen angegeben ist.
Der Laserschweißschritt S2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Schritt in 6, aber die vorliegende Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Der Laserschweißschritt S2 muss nur w nach dem Pressschritt S1 und vor dem Ultraschallschwingungs-Aufbringungsschritt S6 erfolgen.
In dem Kastenabschnitt 12 im Metallanschluss 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Feder 13 mit dem vorderen Ende des Bodenabschnitts 12A verbunden, die Seitenwandabschnitte 12B₁ und 12B₂ sind aufrecht von beiden Enden des Bodenabschnitts 12A in der Breitenrichtung Y vorgesehen, und die Deckenabschnitte 12C₁ und 12C₂, die sich von den Seitenwandabschnitten12B₁ und 12B₂ erstrecken, überlappen einander, wodurch eine Kastenform gebildet wird, aber die vorliegende Ausführungsform ist darauf nicht beschränkt. Beispielsweise müssen sich die Deckenabschnitte 12C₁ und 12C₂ nicht unbedingt überlappen, und eine erste Stirnfläche 12D₁ und eine zweite Stirnfläche 12D₂ der Deckenabschnitte 12C₁ und 12C₂ können einander gegenüberliegen. Der erste Seitenwandabschnitt 12B₁ kann aufrecht von einem Ende des Bodenabschnitts 12A, der mit der Feder 13 verbunden ist, in der Breitenrichtung Y vorgesehen sein, und die Grenze B kann zwischen dem Bodenabschnitt 12A und dem zweiten Seitenwandabschnitt 12B₂ gebildet werden (in diesem Fall sind die oberen Enden der Seitenwandabschnitte 12B₁ und 12B₂ durch einen einzigen Deckenabschnitt verbunden). Mit anderen Worten, der Kastenabschnitt 12 braucht nur eine Grenze B aufzuweisen, während er durch die Verarbeitung einer einzelnen leitende Platte 10 zu einer Kastenform erhalten wird, in der die Feder 13, die mit dem Gegenstückanschluss T in Kontakt gebracht werden soll, an einer beliebigen der Wandflächen vorgesehen ist, die den Kastenabschnitt 12 bilden.
Bei dem Metallanschluss 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich die gegenüberliegenden Abschnitte des Kastenabschnitts 12 in der Längsrichtung X, und zwei lasergeschweißte Abschnitte RW sind an der Grenze B als eine Kante der gegenüberliegenden Abschnitte in einem Punktmuster ausgebildet, aber die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel können die folgenden Konfigurationen verwendet werden: 1) der lasergeschweißte Abschnitt RW ist an einer anderen Stelle als der Grenze B an den gegenüberliegenden Abschnitten ausgebildet (in der vorliegenden Ausführungsform an Flächen, an denen sich die Deckenabschnitte 12C₁ und 12C₂ überlappen); 2) die lasergeschweißten Abschnitte RW erstrecken sich linear und nicht in einem Punktmuster; 3) der lasergeschweißte Abschnitt RW ist an der Grenze B am vorderen Ende des Metallanschlusses 1 in der Längsrichtung X ausgebildet; und 4) der lasergeschweißte Abschnitt RW ist an nur einer Stelle oder an drei oder mehr Stellen in der Längsrichtung X ausgebildet.
Der Kastenabschnitt 12 im Metallanschluss 1 hat gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration, in der die Deckenabschnitte 12C₁ und 12C₂ einfach miteinander überlappen, aber die vorliegende Ausführungsform ist darauf nicht beschränkt. Beispielsweise kann eine Konfiguration hinzugefügt werden, bei der ein Paar der Deckenabschnitte 12C₁ und 12C₂ miteinander in Eingriff stehen, und der lasergeschweißte Abschnitt RW kann an den gegenüberliegenden Abschnitten ausgebildet sein.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss und der elektrischen Leitung mit Anschluss gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Laser auf gegenüberliegende Teile angewandt, bei denen einzelne leitende Platten jeweils einen Kastenabschnitt eines Metallanschlusses bilden, um die gegenüberliegenden Teile zu verschweißen, und daher wird selbst dann, wenn Ultraschallschwingungen auf den Metallanschluss übertragen werden, eine Relativbewegung zwischen einem Bodenabschnitt, von dem aus sich eine Feder in dem Kastenabschnitt erstreckt, und Wandabschnitten, die aufrecht von dem Bodenabschnitt aus vorgesehen sind, unterdrückt. Dementsprechend werden sowohl die auf die Feder übertragenen Schwingungen als auch der Einfluss der Ultraschallschwingungen auf die Feder unterdrückt. Da der Einfluss von Schwingungen auf die Feder unterdrückt wird, ergibt sich der Effekt, dass Einschränkungen bei den Bedingungen des Ultraschallbondens reduziert werden, um den Freiheitsgrad bei der Konstruktion zu verbessern.
Obwohl die Erfindung im Hinblick auf eine vollständige und eindeutige Offenbarung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht darauf beschränkt, sondern so auszulegen, dass sie alle Modifikationen und alternativen Konstruktionen umfassen, die sich einem Fachmann auf dem Gebiet der Technik ergeben und die in angemessener Weise in die hier dargelegte grundlegende Lehre fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017055623 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss, wobei das Verfahren umfasst: einen Pressschritt (S1), bei dem eine einzelne leitende Platte (10) gepresst wird, um einen Metallanschluss (1) zu bilden, der einen rechteckigen Kastenabschnitt (12) mit einer Öffnung (11A) an einer Vorderseite, in die ein Gegenstückanschluss (T) eingeführt wird, einen Anschlussverbindungsabschnitt (11) mit einer Feder (13) innerhalb des Kastenabschnitts (12), die in Kontakt mit dem Gegenstückanschluss (T) gebracht wird, und einen elektrischen Drahtverbindungsabschnitt (14) umfasst; einen Laserschweißschritt (S2), bei dem gegenüberliegende Abschnitte lasergeschweißt werden, wobei Teile der einzelnen leitenden Platte (10), die den Kastenabschnitt (12) bilden, bei Betrachtung des Kastenabschnitts (12) in dem Metallanschluss (1) aus einer Längsrichtung (X) einander gegenüberliegen; einen ersten Abisolierschritt (S3), bei dem ein Beschichtungsabschnitt (22) an einem Ende eines elektrischen Drahtes (2 abisoliert wird, der einen Kern (21), der durch einen Leiter gebildet wird, und den Beschichtungsabschnitt (22), der aus einem Isoliermaterial gebildet wird, das den Außenumfang des Kerns (21) bedeckt, aufweist, um einen ersten freiliegenden Kernabschnitt (21A) zu bilden; einen zweiten Abisolierschritt (S4), bei dem der Beschichtungsabschnitt (22) auf einer anderen Endseite des einen Endes des elektrischen Drahtes (2) abisoliert wird, um einen zweiten freiliegenden Kernabschnitt (21B) zu bilden; einen Verbindungsschritt (S5), der den elektrischen Drahtverbindungsabschnitt (14) mechanisch und elektrisch mit dem einen Ende des elektrischen Drahtes (2) verbindet; und einen Schritt (S6), bei dem Ultraschallschwingungen auf den zweiten freiliegenden Kernabschnitt (21B) aufgebracht werden.
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss nach Anspruch 1, wobei der Laserschweißschritt (S2) das Anwenden eines Lasers (R) auf eine Grenze einschließt, an der Teile der einzelnen leitenden Platte (10) bei Betrachtung von einer Außenumfangsseite des Kastenabschnitts (12) miteinander überlappen, um die gegenüberliegenden Abschnitte mit dem Laser zu verschweißen.
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit Anschluss nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Laserschweißschritt (S2) das Anwenden eines Lasers (R) auf die gegenüberliegenden Abschnitte umfasst, die so ausgebildet sind, dass sie sich in der Längsrichtung (X) mit Zwischenräumen an mindestens zwei Stellen in der Längsrichtung (X) erstrecken, um die gegenüberliegenden Abschnitte mit dem Laser zu verschweißen.
Elektrische Leitung mit Anschluss (TW), umfassend: einen elektrischen Draht (2); und einen Metallanschluss (1), der einen rechteckigen Kastenabschnitt (12), der eine einzelne leitende Platte (10) ist und eine Öffnung (11A) an einer Vorderseite aufweist, in die ein Gegenstückanschluss (T) eingeführt ist, einen Anschlussverbindungsabschnitt (11) mit einer Feder (13) innerhalb des Kastenabschnitts (12), um in Kontakt mit dem Gegenstückanschluss (T) gebracht zu werden, und einen elektrischen Drahtverbindungsabschnitt (14), der mit einem Ende des elektrischen Drahts (2) verbunden ist, umfasst, wobei bei Betrachtung des Kastenabschnitts (12) von einer Längsrichtung (X), der Metallanschluss (1) einen lasergeschweißten Abschnitt (RW) aufweist, der an gegenüberliegenden Abschnitten ausgebildet ist, an denen Teile der einzelnen leitenden Platte (10), die den Kastenabschnitt (12) bilden, einander gegenüberliegen, und auf einer anderen Endseite des elektrischen Drahtes (2) ein Ultraschallbondabschnitt (UW) ausgebildet ist, auf den eine Oberflächenform eines Ultraschallbondwerkzeugs (41, 42) übertragen ist.