-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsverfahren zum Verbinden von Leitern aus einer Vielzahl von Drähten an ihren Enden.
-
Technischer Hintergrund
-
Zum Beispiel wurde in einem Kabelbaum für ein Fahrzeug, wie etwa ein Automobil usw., ein Arbeitsgang zum Verbinden von Leitern aus einer Vielzahl von isolierten Drähten miteinander ausgeführt.
-
Als Technik zum Verbinden der Leiter aus der Vielzahl von Drähten ist eine Technik des Erhöhens der Abzugskraft an einem Verbindungsbereich in solcher Weise bekannt, dass freiliegende Leiter aus isolierten Drähten durch eine Metallfolie gebündelt und dann durch Ultraschallverbinden verbunden werden (siehe zum Beispiel PTL 1).
-
Literaturverzeichnis
-
Patentliteratur
-
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Jedoch werden, wie in 9A gezeigt, in einem Fall, in dem ein Bündel 2 von Leitern 1 durch ein Ultraschallverbindungsverfahren mit einer Ultraschallschwingung beaufschlagt wird und somit die Leiter 1 miteinander verbunden werden, die Ultraschallschwingung in einer Richtung von einem Horn 3 zu einem Amboss 4 gesendet. Demgemäß ist in dem Ultraschallverbindungsverfahren die Verbindungsfestigkeit zwischen den Leitern 1 der Drähte groß in der Richtung vom Horn 3 zum Amboss 4, aber gering in einer Richtung senkrecht zur Richtung vom Horn 3 zum Amboss 4.
-
Aus diesem Grund ist es in einem Fall, in dem die Leiter 1 aus der Vielzahl von Drähten durch das Ultraschallverbindungsverfahren verbunden werden, erforderlich, dass die Ultraschallschwingung einmal wie in 9B gezeigt beaufschlagt wird und dann das Bündel 2 der Leiter 1 um 90 Grad gedreht wird und dann das Bündel 2 der Leiter 1 erneut in einer anderen Richtung um 90 Grad mit der Ultraschallschwingung beaufschlagt wird, wie in 9C gezeigt. Als Ergebnis wird die Verbindungsarbeit kompliziert.
-
Außerdem ist es, da die Querschnittsform des Bündels 2 der Leiter 1 verändert wird, wenn das erste Ultraschallverbinden durchgeführt wird, erforderlich, Verbindungsbedingungen gemäß seiner Querschnittsform einzustellen, wenn das zweite Ultraschallverbinden durchgeführt wird.
-
Weiter besteht, da das zweite Ultraschallverbinden durchgeführt wird, eine Gefahr, dass die durch das erste Ultraschallverbinden verbundenen Leiter 1 abgelöst werden und somit die Verbindungsfestigkeit verringert wird.
-
Die vorliegende Erfindung entstand, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Drahtenden-Verbindungsverfahren zu schaffen, das in der Lage ist, die Leiter aus der Vielzahl von Drähten mit hoher Verbindungsfestigkeit in äußerst leichter und zuverlässiger Weise zu verbinden.
-
Lösung des Problems
-
Um die Aufgabe zu lösen, ist das Drahtenden-Verbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durch das folgende Merkmal (1) oder (2) gekennzeichnet.
- (1) Drahtenden-Verbindungsverfahren zum einstückigen Verbinden von Leitern miteinander durch Beaufschlagen eines Leiterbündels, das durch Bündeln der aus einer Vielzahl von Drähten freiliegenden Leiter erhalten ist, mit Ultraschallschwingung in einer vorgegebenen Richtung, wobei das Drahtenden-Verbindungsverfahren umfasst:
einen Leiterbündel-Ausbildungsvorgang zum Ausbilden des Leiterbündels durch Bündeln der Leiter und dabei Zwischenlegen von Metallfolien oder -blechen zwischen die Leiter, die in einer vorgegebenen Richtung benachbart sind, die eine Beaufschlagungsrichtung der Ultraschallschwingung ist; und
einen Ultraschall-Verbindungsvorgang zum einstückigen Verbinden der Leiter miteinander durch Beaufschlagen des ausgebildeten Leiterbündels mit der Ultraschallschwingung und dabei Drücken des ausgebildeten Leiterbündels in der vorgegebenen Richtung.
- (2) In dem im obigen Punkt (1) beschriebenen Drahtenden-Verbindungsverfahren wird ein Leiterbündel-Zusammendrückvorgang zum Vorpressen des durch den Leiterbündel-Ausbildungsvorgang ausgebildeten Leiterbündels in der vorgegebenen Richtung ausgeführt, die die Beaufschlagungsrichtung der Ultraschallschwingung ist, und dann wird das Leiterbündel einem Ultraschall-Verbindungsvorgang unterworfen.
- (3) In dem in dem obigen Punkt (1) oder (2) beschriebenen Drahtenden-Verbindungsverfahren weisen die Metallfolien oder -bleche eine Form auf, die vorübergehend den zum Ultraschallverbinden eingesetzten Draht halten kann.
-
In dem Drahtenden-Verbindungsverfahren mit der Anordnung des obigen Punkts (1) werden die Leiter gebündelt, um das Leiterbündel auszubilden, während die Metallfolien oder -bleche zwischen die Leiter gelegt werden, die in der vorgegebenen Richtung benachbart sind, die die Beaufschlagungsrichtung der Ultraschallschwingung ist, und das Leiterbündel wird der Ultraschallschwingung unterworfen, während es in der vorgegebenen Richtung gepresst wird. Demgemäß werden die Leiter miteinander durch die Ultraschallschwingung verbunden, und auch die Leiter und die Metallfolien werden durch die Ultraschallschwingung verbunden, sodass das Leiterbündel fest zusammengefügt sein kann.
-
Das heißt, die Leiter aus der Vielzahl von Drähten können so verbunden werden, dass das Leiterbündel mit hoher Festigkeit durch ein einziges Ultraschallverbinden zusammengefügt wird, ohne eine komplizierte Arbeit durchzuführen, um die Ultraschallschwingung mehrere Male in unterschiedlichen Richtungen zu beaufschlagen, um das Leiterbündel zusammenzufügen.
-
In dem Drahtenden-Verbindungsverfahren mit der Anordnung des obigen Punkts (2) ist es, da das Leiterbündel vor dem Ultraschall-Verbindungsvorgang in der Beaufschlagungsrichtung der Ultraschallschwingung vorgepresst wird, möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen den Leitern weiter zu erhöhen. Außerdem ist es, da es kein Problem gibt, dass sich das Leiterbündel während des Ultraschall-Verbindungsvorgangs lockert, möglich, die Arbeit gleichmäßig durchzuführen.
-
In dem Drahtenden-Verbindungsverfahren mit der Anordnung des obigen Punkts (3) ist es, da das durch Bündeln der Leiter erhaltene Leiterbündel vorübergehend in der Metallfolie oder dem -blech gehalten werden kann, möglich, die zum Ultraschallverbinden gehörenden Arbeiten effizient auszuführen.
-
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Drahtenden-Verbindungsverfahren zu schaffen, das in der Lage ist, die Leiter aus der Vielzahl von Drähten mit hoher Verbindungsfestigkeit in äußerst leichter und zuverlässiger Weise zu verbinden.
-
Obenstehend wurde die vorliegende Erfindung kurz beschrieben. Weiter werden Einzelheiten der Erfindung näher klar gemacht durch gründliches Lesen der folgenden Beschreibung der besten Ausführungsweise der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Drahtbündelendes, das durch ein Drahtenden-Verbindungsverfahren gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
-
2 ist eine perspektivische Ansicht eines zu verbindenden Drahtendes.
-
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungs-Metallelements, das beim Verbinden von Leitern von Drähten verwendet wird.
-
4 ist eine perspektivische Ansicht des Drahtbündelendes zum Erläutern eines Leiterbündel-Ausbildungsvorgangs.
-
5 ist eine Vorderansicht des Drahtbündelendes zum Erläutern eines Leiterbündel-Zusammendrückvorgangs.
-
6 ist eine perspektivische Ansicht des Drahtbündelendes zum Erläutern eines Ultraschall-Verbindungsvorgangs.
-
7 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Beispiel des Verbindungs-Metallelements zeigt, das beim Verbinden der Leiter der Drähte verwendet wird.
-
8 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Beispiel des Verbindungs-Metallelements zeigt, das beim Verbinden der Leiter der Drähte verwendet wird.
-
Die 9A bis 9C sind Ansichten zum Erläutern eines herkömmlichen Drahtenden-Verbindungsverfahrens durch ein Ultraschall-Verbindungsverfahren. Die 9A bis 9C sind alle perspektivische Ansichten des Drahtbündelendes.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Nachstehend wird ein Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Drahtbündelendes, das durch ein Drahtenden-Verbindungsverfahren gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden ist. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines zu verbindenden Drahtendes. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungs-Metallelements, das beim Verbinden von Leitern von Drähten verwendet wird.
-
Wie in 1 gezeigt, ist eine Vielzahl von (im vorliegenden Beispiel neun) Drähten 11 auf solche Weise zusammengefügt, dass jeweilige Leiter 12 am Ende gebündelt sind, um ein Leiterbündel 13 auszubilden. Das Leiterbündel 13 wird per Ultraschall verbunden und zusammengefügt, indem Ultraschallschwingung von einer unteren Seite her beaufschlagt wird.
-
Wie in 2 gezeigt, enthält der Draht 11 den Leiter 12, der durch Verdrillen einer Vielzahl von Einzeldrähten 14 ausgebildet ist. Der Leiter 12 ist mit einer Außenhülle 15 bedeckt. Der Leiter 12 ist aus einem metallischen Material ausgebildet, wie etwa zum Beispiel Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Weiter ist die Außenhülle 15 aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet, wie etwa zum Beispiel Polypropylen (PP).
-
Das Leiterbündel 13 enthält ein Verbindungs-Metallelement 21. Wie in 3 gezeigt, ist das Verbindungs-Metallelement 21 aus einer Metallfolie 22 ausgebildet, die aus einem Metallwerkstoff besteht, wie etwa zum Beispiel Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Das Verbindungs-Metallelement 21 ist durch Biegen der Metallfolie 22 ausgebildet und enthält Koppelteile 23 und eine Vielzahl von Verbindungsteilen 24, die sich seitlich von den Koppelteilen 23 erstrecken. Leiteraufnahmeräume 25 sind zwischen den Verbindungsteilen 24 des Verbindungs-Metallelements 21 ausgebildet. Drei Leiter 12 der Drähte 11 können jeweils in dem Leiteraufnahmeraum 25 untergebracht werden. Der Leiteraufnahmeraum 25 ist in drei Ebenen ausgebildet. Und das Verbindungs-Metallelement 21 ist so gestaltet, dass die Verbindungsteile 24 zwischen den Leitern 12 angeordnet sind, die benachbart in einer Richtung (einer Auf-Ab-Richtung in 1) liegen, die senkrecht zu einer Richtung der Ultraschallschwingung steht, in der die Ultraschallschwingung beaufschlagt wird. Als Ergebnis können die Leiter 12 vorübergehend in dem Verbindungs-Metallelement 21 gehalten werden.
-
Als Nächstes wird jeder Vorgang bei einem Verfahren zum einstückigen Verbinden der Leiter 12 aus der Vielzahl von Drähten 11 beschrieben.
-
4 ist eine perspektivische Ansicht des Drahtbündelendes zum Erläutern eines Leiterbündel-Ausbildungsvorgangs. 5 ist eine Vorderansicht des Drahtbündelendes zum Erläutern eines Leiterbündel-Zusammendrückvorgangs. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Drahtbündelendes zum Erläutern eines Ultraschall-Verbindungsvorgangs.
-
(Leiterbündel-Ausbildungsvorgang)
-
Zuerst werden die Leiter 12 aus der Vielzahl von Drähten 11 freigelegt, indem die Außenhülle 15 an einem Ende der Drähte 11 entfernt wird.
-
Als Nächstes wird, wie in 4 gezeigt, das aus den Leitern 12 und dem Verbindungs-Metallelement 21 gebildete Leiterbündel 13 durch Unterbringen der Leiter 12 aus der Vielzahl von Drähten 11 in den Leiteraufnahmeräumen 25 des Verbindungs-Metallelements 21 ausgebildet. Auf diese Weise sind die Verbindungsteile 24 des aus der Metallfolie 22 bestehenden Verbindungs-Metallelements 21 zwischen den Leiteraufnahmeräumen 25 angeordnet, die die Leiter 12 aufnehmen. Das heißt, ein Zustand, in dem die Metallfolie 22 zwischen den Leitern 12 eingefügt ist, ist erreicht.
-
(Leiterbündel-Zusammendrückvorgang)
-
Nachdem das Leiterbündel 13 ausgebildet ist, wird das Leiterbündel 13 in einen hohlen Teil 31a gesetzt, der in einem unteren Formkörper 31 ausgebildet ist, wie in 5 gezeigt. Und dann wird das Leiterbündel 13 im hohlen Teil 31a des unteren Formkörpers 31 durch einen oberen Formkörper 32 in derselben Richtung wie die Richtung zusammengepresst und ausgeformt, in der Ultraschallschwingung beaufschlagt wird.
-
(Ultraschall-Verbindungsvorgang)
-
Nachdem das Leiterbündel 13 zusammengepresst und geformt ist, wird ein Amboss 45 an einen oberen Teil des Leiterbündels 13 gesetzt, wie in 6 gezeigt. Und dann wird ein Ultraschallhorn 36 von einer Unterseite des Leiterbündels 13 her angesetzt, und das Leiterbündel 13 wird mit der Ultraschallschwingung beaufschlagt, während das Leiterbündel 13 durch das Ultraschallhorn 36 gepresst wird.
-
Auf diese Weise wird die Ultraschallschwingung in einer vorgegebenen Richtung (einer Richtung des Pfeils A in 6) vom Ultraschallhorn 36 zum Amboss 45 hin beaufschlagt. Dadurch werden die Leiter 12 in dem Leiteraufnahmeraum 25 miteinander durch die Ultraschallschwingung verbunden, und gleichzeitig werden die Leiter 12 per Ultraschall mit den Verbindungsteilen 24 des Verbindungs-Metallelements 21 verbunden. Dadurch werden die Leiter 12 jedes Drahtes 11 zuverlässig miteinander verbunden.
-
Auf diese Weise werden gemäß der obigen Ausführungsform die Leiter 12 gebündelt, um das Leiterbündel 13 zu bilden, während die Verbindungsteile 24 des aus der Metallfolie 22 bestehenden Verbindungs-Metallelements 21 zwischen den Leitern 12 eingelegt werden, die in einer vorgegebenen Richtung benachbart sind, die eine Beaufschlagungsrichtung der Ultraschallschwingung ist, und das Leiterbündel 13 wird der Ultraschallschwingung ausgesetzt, während es in der vorgegebenen Richtung zusammengedrückt wird. Demgemäß werden die Leiter 13 miteinander durch die Ultraschallschwingung verbunden, und auch die Leiter 13 und die Verbindungsteile 24 des aus der Metallfolie 22 bestehenden Verbindungs-Metallelements 21 werden durch die Ultraschallschwingung verbunden, sodass das Leiterbündel 13 fest zusammengefügt werden kann.
-
Das heißt, die Leiter 12 aus der Vielzahl von Drähten 11 können so verbunden werden, dass das Leiterbündel 13 mit hoher Festigkeit durch ein einziges Ultraschallverbinden zusammengefügt wird, ohne eine komplizierte Arbeit durchzuführen, um die Ultraschallschwingung mehrere Male in unterschiedlichen Richtungen zu beaufschlagen, um das Leiterbündel 13 zusammenzufügen.
-
Weiter ist es, da das Leiterbündel 13 vor dem Ultraschall-Verbindungsvorgang in der Beaufschlagungsrichtung der Ultraschallschwingung vorgepresst wird, möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen den Leitern 12 weiter zu erhöhen. Außerdem ist es, da es kein Problem gibt, dass sich das Leiterbündel 13 während des Ultraschall-Verbindungsvorgangs lockert, möglich, die Arbeit gleichmäßig durchzuführen.
-
Hier ist das aus der Metallfolie 22 bestehende Verbindungs-Metallelement 21 gemäß der Anzahl der miteinander zu verbindenden Leiter 12 usw. geeignet geändert.
-
Das beim Verbinden der Leiter 12 aus sechs Drähten 11 verwendete Verbindungs-Metallelement 21 ist in 7 gezeigt. In diesem Verbindungs-Metallelement 21 können zwei Leiter 12 in jedem der Leiteraufnahmeräume 25 aus drei Ebenen mit einem geöffneten Ende untergebracht werden.
-
Durch Verwendung dieses Verbindungs-Metallelements 21 können die Leiter 12 aus sechs Drähten 11 per Ultraschall verbunden und somit fest zusammengefügt werden.
-
Weiter ist das beim Verbinden der Leiter 12 aus zwölf Drähten 11 verwendete Verbindungs-Metallelement 21 in 8 gezeigt. Das Verbindungs-Metallelement 21 ist mit dem Leiteraufnahmeraum 25 aus vier in verschiedenen Richtungen offenen Ebenen durch alternierendes Falten der Metallfolie 22 an beiden Seiten ausgebildet. In diesem Verbindungs-Metallelement 21 können drei Leiter 12 in jedem der Leiteraufnahmeräume 25 untergebracht werden.
-
Durch Verwendung dieses Verbindungs-Metallelements 21 können die Leiter 12 aus zwölf Drähten 11 per Ultraschall verbunden und somit fest zusammengefügt werden.
-
Indessen ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und geeignete Abwandlungen, Verbesserungen oder dergleichen können vorgenommen werden. Außerdem sind der Werkstoff, die Form, die Maße, die Anzahl und die Anordnung jedes Bestandteils in den oben beschriebene Ausführungsformen nicht eingeschränkt, sondern können frei wählbar gesetzt werden, solange sie die vorliegende Erfindung erzielen können. Zum Beispiel kann ein Metallblech anstelle der in den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendeten Metallfolie verwendet werden.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung genau unter Bezugnahme auf die spezielle Ausführungsform erläutert wurde, ist es für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von einem Geist und einem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
Diese Anmeldung beruht auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-192422 , eingereicht am 30. August 2010, und deren gesamter Inhalt ist hier durch Verweis aufgenommen.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Gemäß dem Drahtenden-Verbindungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung können solche Vorteile erreicht werden, dass es möglich ist, die Leiter aus der Vielzahl von Drähten mit hoher Verbindungsfestigkeit in äußerst leichter und zuverlässiger Weise zu verbinden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 11
- Draht
- 12
- Leiter
- 13
- Leiterbündel
- 22
- Metallfolie
- A
- Vorgegebene Richtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
