JP2000217221A

JP2000217221A - 編組線の導電体への接合方法、及びこれを用いた超音波送受波器の製造方法

Info

Publication number: JP2000217221A
Application number: JP11017711A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Adachi; 将彦足立; Riyuuji Ootani; 隆児大谷; Shoichi Shibata; 昭一柴田; Yoshihiro Nakagawa; 善裕中川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2000-08-04
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: JP3820789B2

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波送受波器の電気接点の接合信頼性を確
保すると同時に残響不具合に対しても効果を有する編組
線の接合方法、及び当該方法を用いた超音波送受波器を
提供する。【解決手段】導電体２に編組線１を接合する方法にお
いて、先ず編組線１の少なくとも導電体２との接合部３
及びその周辺の素線同士を抵抗溶接にて予備溶着を行
い、素線同士を一体化した後、導電体２に超音波溶着す
る。また、前記方法にて超音波送受波器１１の振動ケー
ス１２の側面に編組線１からなるリード線２２を溶着す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、編組線の導電体へ
の接合方法に関するものであり、また、これを用いた超
音波送受波器の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、自動車の前方、後方、及びコ
ーナー部等の各エリアにおいて対象物を検知するセンサ
ーとして使用されている従来の超音波送受波器１１´を
示している。振動ケース１２´の底部内面には圧電振動
子１３が貼着され、その上には吸音材２１及び防振ゴム
１６等の防振手段１７が設けられている。圧電振動子１
３の電極部からは＋リード線２２ａが導出されるととも
に、振動ケース１２´の内側面部には−リード線２２ｂ
の一端が接合されており、前記＋−リード線２２ａ，２
２ｂが外から防振ゴム１６内に挿通されたシールド線２
５と接合している。尚、シールド線２５にはノイズ対策
が施されている。振動ケース１２´の側壁はテーパを形
成しており、振動ケース１２´の開口部付近はカーリン
グ曲げ加工が施してある。このようにカーリング曲げ加
工を施すことで、内蔵している防振ゴム１６を振動ケー
ス１２´に圧接させて振動体を構成している。そして、
防振ゴム１６の上部をシール部材２６にて充填して密閉
することで、防滴型の超音波送受波器１１´が構成され
る。

【０００３】しかしながら、上記従来例では、振動ケー
ス１２´がテーパ状に形成されているため、振動ケース
１２´の底部内面に配設した圧電振動子１３より伝わる
振動が振動ケース１２´の側面にまで及んで不要振動を
招いたり、或いは防振ゴム１６を圧接する振動ケース１
２´のカーリングの位置のばらつきによっても不要振動
を招いたりする。また、この他にも不要振動の原因とし
て、振動ケース１２´の側面部へ溶接されるリード線２
２（−リード線２２ｂ）に起因するものも挙げられる。

【０００４】ところで、上記のように不要振動が生じる
と残響特性が劣化し、超音波送受波器１１´としての性
能が損なわれる。したがって、リード線２２に関して
は、不要振動が少なく、組立の際の屈曲応力に耐えうる
線を選定すべきであり、今回、上記品質を確保するた
め、編組線１を選定するに至った（図１）。編組線１を
抵抗溶接又は超音波溶着で直接振動ケース１２´に接合
しようとすると、１）接合部の端で素線が切れてしま
う、２）接合が十分でない（強度が低い）、３）一部の
素線がほつれて接合されない等の問題が生じる。仮に編
組線１が振動ケース１２´に接合されていたとしても、
例えば素線が２４本あって、その内の１〜２本が溶接さ
れていない場合、この１〜２本の素線が不要振動の原因
となり、残響特性の劣化に影響を及ぼすものとも考えら
れる。また、上記１）〜３）の接合状態では、長期間の
使用で劣化により断線に至る恐れがある。これらのこと
から、編組線１をいかにして振動ケース１２´（導電
体）に素線の断線やほつれなく良好に接合し、接合強度
を満足させるかが解決すべき課題となる。

【０００５】そこで、前記のようなことを踏まえて、今
回、編組線１の接合方法を用いてなる、従来よりも小型
タイプの高感度超音波送受波器１１を開発するに至った
（図１）。この小型タイプの超音波送受波器１１では振
動ケース１２の形状が従来のものとは異なり、段付き円
筒形状をしている。従って、従来のテーパ部及びカーリ
ングを備えた振動ケース１２´よりも構造が簡単で、切
削加工によって容易に加工できる利点を備えている。こ
の振動ケース１２の底部内面には圧電振動子１３が接着
剤にて貼着され、圧電振動子１３の電極部より＋リード
線２２ａが導出され、振動ケース１２の内側面部には−
リード線２２ｂの一端が接合されて振動部が形成され、
この点は従来例と同じである。そして、圧電振動子１３
の外周部にリング状のシール部材１８を塗布し、このシ
ール部材１８の上面に吸音材２１を当接させ、この吸音
材２１の上部に振動ケース１２内面の段付部までシール
部材１９を充填し、さらに＋−各リード線２２ａ，２２
ｂを基板２４上で中継接続させ、これを前記シール部材
１９の上方に配し、その上から第３層目のシール部材２
０を充填してなるものが今回開発した防滴型の超音波送
受波器１１である。しかしながら、この超音波送受波器
１１においては先に述べたように編組線１の接合状態が
残響特性の劣化に対する重要な要素となりうる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みて為されたものであり、有底筒状の振動ケースの底部
内面に圧電振動子を固着し、振動ケースの中間部に防振
手段を設けた超音波送受波器において、振動ケースの側
面に編組線からなるリード線を予備溶着と超音波溶着の
組み合わせにて接合し、或いはさらに接合部に接着剤に
て被覆を施すことで、超音波送受波器の電気接点として
の接合信頼性の確保と残響不具合に対して効果を得るこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
編組線の導電体への接合方法は、編組線１を導電体２に
接合する方法において、先ず編組線１の少なくとも導電
体２との接合部３及びその周辺の素線５同士を抵抗溶接
にて予備溶着を行い、素線５同士を一体化した後、導電
体２に超音波溶着することを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る編組線の導
電体への接合方法は、請求項１の構成に加えて、超音波
溶着の後に前記接合部３に接着材４を被覆することを特
徴とするものである。

【０００９】また、本発明の請求項３に係る編組線の導
電体への接合方法は、請求項１又は２の構成に加えて、
曲面に編組線１を接合する方法において、断面形状が薄
板状の編組線１の、横方向の一面を凹面、もう一方の面
を凸面にしたものを用いたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、本発明の請求項４に係る編組線の導
電体への接合方法は、請求項３の構成に加えて、曲面に
編組線１を接合する方法において、断面形状が薄板状の
編組線１を凸状の溶接電極と凹状の溶接電極との間で縦
方向に押圧、且つ通電させて、編組線１の横方向の一面
を凹面、もう一方の面を凸面になるように編組線１を予
備溶着したことを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の請求項５に係る超音波送受
波器の製造方法は、障害物を検知するための超音波送受
波器１１の製造方法において、振動ケース１２の側面に
編組線１からなるリード線２２を請求項１乃至４のいず
れかに記載の方法で溶着したことを特徴とするものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１乃至図
８に基づいて説明する。

【００１３】本発明の実施の形態の一例を図１に示す。
超音波送受波器１１の外殻は有底で段付筒状の振動ケー
ス１２にて形成されている。振動ケース１２の底部内面
には圧電振動子１３が接着剤にて貼着され、この圧電振
動子１３の上面の電極に＋リード線２２ａが半田にて接
合され、他方、振動ケース１２の開口部近傍の側壁内面
に−リード線２２ｂが予備溶着されてから超音波溶着さ
れ、導電ペーストにて接合されている。振動ケース１２
の底部内面に貼着した圧着振動子１３の外周と振動ケー
ス１２の側壁との隙間にはシール部材１８がリング状に
塗布され、圧電振動子１３の上面にスリット付きの吸音
材２１が載置される。そして、振動ケース１２の内面の
段部までシール部材１９が充填され、さらに前記＋−リ
ード線２２ａ，２２ｂが基板２４に接続されて、基板２
４より端子１４，１５が立設され、コネクターケーブル
３１と夫々つながれた後、振動ケース１２の開口端まで
シール部材２０が充填されて封止される。このようにし
て超音波送受波器１１は構成される。

【００１４】ところで、上記構成では、振動ケース１２
が段付筒状となっていて、振動ケース１２の筒底部の振
動面の振動が筒側壁部へ不要振動として伝搬するのを振
動ケース１２の段部によって抑制している。尚、筒底部
の振動面の厚みＴ１は筒側壁部の厚みＴ２より薄くして
ある。また、上記構成では、シール部材１８，１９，２
０が三層になっているので、圧電振動子１３が貼着され
ている振動面からの不要振動を効果的に抑えることがで
き、不要振動に起因する残響の発生を一層抑制すること
を可能としている。

【００１５】次に本発明の編組線を導電体に接合する方
法の実施の形態の一例を図２乃至図３に基づいて説明す
る。先ず、編組線１を導電体２に接合するにあたり、編
組線１の予備溶着を行う部位については下記に従うもの
とする。ただし、Ｌ；接合長さ、Ｌｙ；予備溶着長さ、
Ｌｔ；最大予備溶着長さとする。

【００１６】（ａ）編組線１の少なくとも導電体２との
接合部３に対して予備溶着を行う（超音波溶着を行う寸
法と予備溶着を行う寸法がほぼ等しい）、即ち、Ｌｙ＝
Ｌの場合（ｂ）編組線１の接合部３とその周辺部分に対して予備
溶着を行う（超音波溶着溶着を行う寸法が予備溶着を行
う寸法よりも小さい）、即ち、Ｌｙ＞Ｌの場合さらに
（ｂ）の場合において、編組線１の端部に対して予備溶
着を行う場合（素線のほつれ、毛羽立ち防止のため）（ｃ）編組線１の端部から接合部２とその周辺部分に対
して予備溶着を行う、即ち、Ｌｙ＞Ｌ（Ｌｙ＝Ｌｔ）の
場合編組線１は上記３つのパターンのいずれかで予備溶着が
行われ、素線５同士が一体化された後、導電体２に対し
て、超音波溶着を施して編組線２の接合が行われる。以
下では、この工程を図３に従って詳細に説明していくこ
ととする。

【００１７】未加工の編組線１は素線５が複数、あるピ
ッチにて編み込まれており、断面部の通り、縦横比が扁
平な形状を有する編み線である（図３（ａ））。次にこ
の編組線１を導電体２に接合する部位を図２（ａ）〜
（ｃ）の要領に基づき、抵抗溶接機にて予備溶着を行
い、素線５同士を一体化する（図３（ｂ））。図中６は
予備溶着加工部を示す。この時、編組線１の端部にかけ
て予備溶着を施すことで、以降の超音波溶着の加振の際
に素線５の断線やほつれ等が発生するのを未然に防止す
ることができる。次に予備溶着にて素線５同士を一体化
したものを、編組線１の予備溶着されている部分に超音
波溶着機のホーンを当接することで導電体２に対して編
組線１を接合する（図３（ｃ））。図中７は超音波溶着
加工部を示す。この時、編組線１は予備溶着が施されて
いるため、素線５の断線やほつれ、毛羽立ち等なく導電
体２に接合される。

【００１８】次に本発明の超音波溶着後に当該接合部に
接着剤を被覆する方法の実施の形態の一例を図４に基づ
いて説明する。前述の通り、編組線１は予備溶着にて素
線５同士を一体化した後、超音波溶着にて導電体２と接
合している（図中寸法ａは予備溶着寸法を示す）。そし
て、編組線１の予備溶着を施した部位或いはその周辺部
に対して、接着剤４を被覆する。このようにすること
で、超音波送受波器の電気接点としての接合信頼性が確
保できるとともに、残響不具合に対して安定した特性を
得ることができる。また、接合部３における補強効果、
及び不要振動に対する抑制効果も得ることができる。

【００１９】次に本発明の編組線の予備溶着の実施の形
態の一例を説明する。図５に抵抗溶接に使用する上下電
極３２，３３の形状を示す。上電極３２は凸状の先端部
を有し、根元には曲線部を備え、一方の下電極３３は上
電極３２に対向するため凹状に形成され、挿入部分には
逃がしテーパが形成してある。この上下電極３２，３３
を有する抵抗溶接機にて、断面形状が薄板状の編組線１
を先端が凸状の上電極３２と先端が凹状の下電極３３と
の間で縦方向に押圧、且つ通電させて、予備溶着を行
う。図６は上記の予備溶着の方法を用いて、編組線１を
予備溶着した例を図示したものであり、図６（ｂ）に示
すように予備溶着にて素線５同士は一体化されるととも
に、編組線の断面は、図６（ｃ）に示すように編組線１
の横方向の一方の面が凹面に、他方の面が凸面に形成さ
れる。この図で６は予備溶着加工部を示し、３８は編組
線１の未加工部を示す。このように編組線１の横方向の
一方の面を凹面、他方の面を凸面に形成することによっ
て、編組線１を曲面に接合する際に曲面に沿って接合す
ることができる。また、この予備溶着によって素線５の
断線、ほつれや毛羽立ちをなくすこともできる。この結
果、曲面と編組線１との接合強度を向上させるととも
に、電気接点としての接合信頼性を確保することができ
る。

【００２０】次に本発明の編組線の接合方法を用いてな
る超音波送受波器の製造方法の実施の形態の一例を図７
乃至図９に示す。加工前の編組線１は複数の素線５をあ
るピッチで編み込んでなる、薄板状に成形されたもので
ある（図７（ａ））。次にこれを予備溶着にて素線５同
士を一体化するとともに、編組線１の横方向の一面を凹
面に、他方の面を凸面に形成して振動ケース１２の内側
側面の段付部まで挿入し、内側側面に当接させる（図７
（ｂ））。図中６は予備溶着部である。次に予備溶着さ
れた編組線に超音波溶着を施して振動ケース１２の内側
側面に編組線１を接合する（図７（ｃ））。この時用い
る超音波溶着機は、機械的構造体としてのホーン３４
と、これを加振する超音波発振装置から構成される。ホ
ーンは超音波発振装置からの入力を受け、適正な超音波
振動条件にて編組線１及び母材（振動ケース１２の内側
側面）を共振させ、編組線１及び母材を内部からの発熱
によって接合する。この時の超音波振動条件としては、
共振周波数、振幅、発振時間、加圧力等が挙げられる。
そして、この後、編組線１の接合部３を接着剤４にて被
覆する（図７（ｄ））。

【００２１】ところで、図８は超音波溶接の際のホーン
３４と振動ケース搭載治具３５の位置関係を示したもの
である。振動ケース１２の−リード線２２ｂの当接する
部分３６は、ホーン３４の先端部が振動ケース１２の内
側側面に沿って進入できるように円形形状にしてある。
また、振動ケース搭載治具３５は振動ケース１２を横向
きに複数個配置できるようになっており、さらに振動ケ
ース１２の内側側面部には段付部まで予備溶着された−
リード線２２ｂが治具穴３７を通って、挿入されてい
る。そして、ホーン３４が前進→下降→超音波溶着
→上昇→後退（原点）の一連の動作を行うことで、
−リード２２ｂは振動ケース１２の内側側面に断線やほ
つれのない状態で接合される。これにより、接合強度ア
ップと電気接点としての接続信頼性が向上する。特にリ
ード線２２（−リード２２ｂ）の不要振動による共振
（残響）の問題に対し、効果的な接合方法を確立するこ
とができる。また、図９に示すように接合部３に接着剤
４を被覆することにより、二重安全を施した接合方法を
提供でき、接合信頼性を向上させることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明にあって
は、導電体に編組線を接合するにあたり、編組線に予備
溶着を行ってから、超音波溶着を行うことで、従来難し
いとされていた編組線の断線、素線の一部の断線、ほつ
れや毛羽立ち等のない接合方法を得ることができる。尚
且つ、電気接点としての接続信頼性も向上する。

【００２３】本発明の請求項２に記載の発明にあって
は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、超音波溶着
後、接合部に接着剤を被覆することで、接合部の補強と
接合部における不要振動の抑制効果等、接合部に対して
二重安全を施すことができ、電気接点としての接合信頼
性を確保するとともに、残響不具合に対しても安定した
特性を得ることができる。

【００２４】本発明の請求項３に記載の発明にあって
は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、曲面
に編組線を接合する方法において、断面形状が薄板状の
編組線の、横方向の一方の面を凹面に、もう一方の面を
凸面にしたものを用いることで、溶着する曲面に沿った
形状に編組線を形成でき、接合強度が向上するととも
に、電気接点としての信頼性を確保することができる。

【００２５】本発明の請求項４に記載の発明にあって
は、請求項３に記載の発明の効果に加えて、抵抗溶接に
て編組線を予備溶着すると同時に編組線を所要の形状に
することができ、効率的な予備溶着の方法を提供でき
る。

【００２６】本発明の請求項５に記載の発明にあって
は、超音波送受波器のリード線の接合方法において、振
動ケースの側面に編組線からなるリード線を、請求項１
乃至４のいずれかに記載の方法で溶接することで、接合
強度アップと電気接点としての接続信頼性を向上させる
ことができる。特にリード線の不要振動による共振（残
響）の問題に対し、効果的な接合方法として用いること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例で、（ａ）は超音波
送受波器の分解斜視図を示し、（ｂ）は超音波送受波器
の縦断面図を示す。

【図２】本発明の実施の形態の他の例で、編組線の溶着
の模式図を示す。

【図３】同上の（ａ）は未加工の編組線の上面図と断面
図を示し、（ｂ）は予備溶着された編組線の上面図と断
面図を示し、（ｃ）は超音波溶着された編組線の上面図
と断面図を示す。

【図４】本発明の実施の形態の他の例で、（ａ）は編組
線と導電体の接合部の縦断面図を示し、（ｂ）は編組線
と導電体の接合部の横断面図を示す。

【図５】本発明の実施の形態の他の例で、予備溶着に使
用する上下電極の正面図を示す。

【図６】同上の（ａ）は未加工の編組線の上面図と断面
図を示し、（ｂ）は予備溶着された編組線の上面図と断
面図を示し、（ｃ）は予備溶着された編組線の拡大断面
図を示す。

【図７】本発明の実施の形態の他の例で、（ａ）は未加
工の編組線の正面図とａ−ａ断面図を示し、（ｂ）は振
動ケースに予備溶着された編組線の正面図とｂ−ｂ断面
図を示し、（ｃ）は振動ケースに超音波溶着された編組
線の正面図とｃ−ｃ断面図を示し、（ｄ）は振動ケース
と編組線の接合部に接着剤を被覆した正面図を示す。

【図８】同上の例で、（ａ）は超音波溶着機と振動ケー
スの側面図を示し、（ｂ）は超音波溶着機と振動ケース
の上面図を示す。

【図９】同上の例で、（ａ）は振動ケースと編組線の接
合部を接着剤にて被覆した振動ケースの縦断面図を示
し、（ｂ）は振動ケースを振動ケース搭載治具に搭載し
た状態で振動ケースと編組線の接合部を接着剤にて被覆
した際の振動ケース及び振動ケース搭載治具の縦断面図
を示す。

【図１０】従来例を示し、（ａ）は超音波送受波器の分
解斜視図を示し、（ｂ）は超音波送受波器の縦断面図を
示す。

【符号の説明】

１編組線２導電体３接合部４接着剤５素線１１超音波送受波器１２振動ケース２２リード線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴田昭一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者中川善裕大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 5G355 AA05 BA04 CA15 5G375 AA12 CA02 CA03 CA12 5J083 AB12 AB13 AC40 AF05 CA01 CA17 CA50 CB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】編組線を導電体に接合する方法におい
て、先ず編組線の少なくとも導電体との接合部及びその
周辺の素線同士を抵抗溶接にて予備溶着を行い、素線同
士を一体化した後、編組線を導電体に超音波溶着するこ
とを特徴とする編組線の導電体への接合方法。
【請求項２】超音波溶着の後に前記接合部に接着材を
被覆することを特徴とする請求項１記載の編組線の導電
体への接合方法。
【請求項３】曲面に編組線を接合する方法において、
断面形状が薄板状の編組線の、横方向の一面を凹面、も
う一方の面を凸面にしたものを用いたことを特徴とする
請求項１又は２に記載の編組線の導電体への接合方法。
【請求項４】曲面に編組線を接合する方法において、
断面形状が薄板状の編組線を凸状の溶接電極と凹状の溶
接電極との間で縦方向に押圧、且つ通電させて、編組線
の横方向の一面を凹面、もう一方の面を凸面になるよう
に編組線を予備溶着したことを特徴とする請求項３に記
載に編組線の導電体への接合方法。
【請求項５】障害物を検知するための超音波送受波器
の製造方法において、振動ケースの側面に編組線からな
るリード線を請求項１乃至４のいずれかの方法で溶着し
たことを特徴とする超音波送受波器の製造方法。