JP2002280140A - 被覆電線の超音波接合方法およびその方法を用いた超音波接合装置 - Google Patents
被覆電線の超音波接合方法およびその方法を用いた超音波接合装置Info
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- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被覆電線の交差部分を超音波振動によって接
合するに際して、絶縁体の溶融と導体同士の接合とで超
音波振動の振動条件を切り替えることにより、被覆電線
を安定して接続する。 【解決手段】 被覆電線２０，２１の交差部分Ｃを、ホ
ーン側チップ１１とアンビル側チップ１２との間に挟ん
で加圧する（挟圧工程）。ホーン側チップ１１に、第１
の振動条件で決定される超音波加振力を付加して、被覆
電線２０，２１の絶縁体２０ａ，２１ａを溶融する（絶
縁体溶融工程）。絶縁体２０ａ，２１ａの溶融によって
被覆電線２０，２１の導体２０ｂ，２１ｂ同士が接触す
る時点を自動検出する（導体接触検出工程）。導体同士
が接触した後、ホーン側チップ１１に、第２の振動条件
で決定される超音波加振力を付加して、それぞれの導体
２０ｂ，２１ｂ同士を接合する（導体接合工程）。
合するに際して、絶縁体の溶融と導体同士の接合とで超
音波振動の振動条件を切り替えることにより、被覆電線
を安定して接続する。 【解決手段】 被覆電線２０，２１の交差部分Ｃを、ホ
ーン側チップ１１とアンビル側チップ１２との間に挟ん
で加圧する（挟圧工程）。ホーン側チップ１１に、第１
の振動条件で決定される超音波加振力を付加して、被覆
電線２０，２１の絶縁体２０ａ，２１ａを溶融する（絶
縁体溶融工程）。絶縁体２０ａ，２１ａの溶融によって
被覆電線２０，２１の導体２０ｂ，２１ｂ同士が接触す
る時点を自動検出する（導体接触検出工程）。導体同士
が接触した後、ホーン側チップ１１に、第２の振動条件
で決定される超音波加振力を付加して、それぞれの導体
２０ｂ，２１ｂ同士を接合する（導体接合工程）。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、接続しようとする
被覆電線を絶縁体を除去することなく交差して、その交
差部分を超音波振動で接合する被覆電線の超音波接合方
法およびその方法を用いた超音波接合装置に関する。
被覆電線を絶縁体を除去することなく交差して、その交
差部分を超音波振動で接合する被覆電線の超音波接合方
法およびその方法を用いた超音波接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】被覆電線の超音波接合は、接合しようと
する被覆電線に超音波振動と同時に加圧力を加えて、接
合するもので、このような超音波接合では、例えば特開
平９−２９４４５号公報に開示されるように、電線同士
を接続する技術がある。
する被覆電線に超音波振動と同時に加圧力を加えて、接
合するもので、このような超音波接合では、例えば特開
平９−２９４４５号公報に開示されるように、電線同士
を接続する技術がある。
【０００３】これは図５に示すように、接続しようとす
る電線１，２の交差部分Ｃの上下を、ホーン側チップ３
とアンビル側チップ４とで挟み込んで加圧し、この状態
でホーン側チップ３に超音波振動を加えることにより、
前記交差部分Ｃで電線１，２が接合されるようになって
いる。なお、５は電線１，２を位置決めする台座であ
る。
る電線１，２の交差部分Ｃの上下を、ホーン側チップ３
とアンビル側チップ４とで挟み込んで加圧し、この状態
でホーン側チップ３に超音波振動を加えることにより、
前記交差部分Ｃで電線１，２が接合されるようになって
いる。なお、５は電線１，２を位置決めする台座であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の超音波振動を用いた電線の接合では、電線１，２
が被覆電線である場合、まず、絶縁体を溶融除去した後
に、その中身の導体同士を接合する必要がある。このた
め、被覆電線同士を接合する場合は、ホーン側チップ３
に加える超音波振動の振動条件、つまり、この振動条件
とは、加圧力、周波数、振幅などによって決定される
が、この振動条件は絶縁体を溶融するときと導体同士を
接合するときとで違いが生じてくる。
従来の超音波振動を用いた電線の接合では、電線１，２
が被覆電線である場合、まず、絶縁体を溶融除去した後
に、その中身の導体同士を接合する必要がある。このた
め、被覆電線同士を接合する場合は、ホーン側チップ３
に加える超音波振動の振動条件、つまり、この振動条件
とは、加圧力、周波数、振幅などによって決定される
が、この振動条件は絶縁体を溶融するときと導体同士を
接合するときとで違いが生じてくる。
【０００５】このため、両方の振動条件を満たすための
設定が複雑化され、かつ、その条件設定が電線製造時の
導体位置ズレや加圧時のセットズレによって簡単に変化
してしまうため、電線の接合作業を作業者の感に頼る部
分が大きく、均一な接続状態を得るのが困難になってし
まう。
設定が複雑化され、かつ、その条件設定が電線製造時の
導体位置ズレや加圧時のセットズレによって簡単に変化
してしまうため、電線の接合作業を作業者の感に頼る部
分が大きく、均一な接続状態を得るのが困難になってし
まう。
【０００６】そこで、本発明はかかる従来の課題を解決
すべく成されたもので、被覆電線の交差部分を超音波振
動によって接合するに際して、絶縁体の溶融と導体同士
の接合とで超音波振動の振動条件を切り替えることによ
り、被覆電線を安定して接続するようにした被覆電線の
超音波接合方法およびその方法を用いた超音波接合装置
を提供することを目的とする。
すべく成されたもので、被覆電線の交差部分を超音波振
動によって接合するに際して、絶縁体の溶融と導体同士
の接合とで超音波振動の振動条件を切り替えることによ
り、被覆電線を安定して接続するようにした被覆電線の
超音波接合方法およびその方法を用いた超音波接合装置
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被覆
電線を相互に交差し、それぞれの被覆電線の交差部分を
超音波振動で接合する被覆電線の超音波接合方法におい
て、前記被覆電線の交差部分を、ホーン側チップとアン
ビル側チップとの間に挟んで加圧する挟圧工程と、ホー
ン側チップに、第１の振動条件で決定される超音波加振
力を付加して、前記被覆電線の絶縁体を溶融する絶縁体
溶融工程と、絶縁体の溶融によって、前記被覆電線の導
体同士が接触する時点を自動検出する導体接触検出工程
と、前記導体同士が接触した後、前記ホーン側チップ
に、第２の振動条件で決定される超音波加振力を付加し
て、それぞれの導体同士を接合する導体接合工程と、を
備えたことを特徴とする。
電線を相互に交差し、それぞれの被覆電線の交差部分を
超音波振動で接合する被覆電線の超音波接合方法におい
て、前記被覆電線の交差部分を、ホーン側チップとアン
ビル側チップとの間に挟んで加圧する挟圧工程と、ホー
ン側チップに、第１の振動条件で決定される超音波加振
力を付加して、前記被覆電線の絶縁体を溶融する絶縁体
溶融工程と、絶縁体の溶融によって、前記被覆電線の導
体同士が接触する時点を自動検出する導体接触検出工程
と、前記導体同士が接触した後、前記ホーン側チップ
に、第２の振動条件で決定される超音波加振力を付加し
て、それぞれの導体同士を接合する導体接合工程と、を
備えたことを特徴とする。
【０００８】この場合、絶縁体溶融工程で用いる超音波
加振力の第１の振動条件と、導体接合工程で用いる超音
波加振力の第２の振動条件とを、それぞれ適宜設定する
ことにより、絶縁体の溶融と、導体同士の接合とをそれ
ぞれ最適状態で行うことができる。このとき、被覆電線
の導体同士の接触は導体接触検出工程によって自動検出
できるため、絶縁溶融工程と導体接合工程とを自動で切
り替えができるようになり、絶縁体を溶融除去して導体
同士を接合するという一連の接続作業を簡単かつ正確に
行うことができる。
加振力の第１の振動条件と、導体接合工程で用いる超音
波加振力の第２の振動条件とを、それぞれ適宜設定する
ことにより、絶縁体の溶融と、導体同士の接合とをそれ
ぞれ最適状態で行うことができる。このとき、被覆電線
の導体同士の接触は導体接触検出工程によって自動検出
できるため、絶縁溶融工程と導体接合工程とを自動で切
り替えができるようになり、絶縁体を溶融除去して導体
同士を接合するという一連の接続作業を簡単かつ正確に
行うことができる。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載の被覆
電線の超音波接合方法において、導体接合工程で超音波
加振力を決定する第２の振動条件は、それぞれの導体同
士の接触面積の変化に応じて可変とすることを特徴とす
る。
電線の超音波接合方法において、導体接合工程で超音波
加振力を決定する第２の振動条件は、それぞれの導体同
士の接触面積の変化に応じて可変とすることを特徴とす
る。
【００１０】この場合、導体同士が接触開始した状態か
ら溶融が進行する過程で導体両者の接触面積が増大し、
この接触面積の変化で接合進行度合いが判断されること
になる。このため、その接触面積が少ない場合と、接触
面積が増大した場合とで、それぞれの超音波加振力を変
化させることにより、導体同士の接合状況を進行度合い
に応じて最適化することができる。
ら溶融が進行する過程で導体両者の接触面積が増大し、
この接触面積の変化で接合進行度合いが判断されること
になる。このため、その接触面積が少ない場合と、接触
面積が増大した場合とで、それぞれの超音波加振力を変
化させることにより、導体同士の接合状況を進行度合い
に応じて最適化することができる。
【００１１】請求項３の発明は、請求項２に記載の被覆
電線の超音波接合方法において、導体同士の接触面積の
変化は、ホーン側チップとアンビル側チップとの間に導
通した電流の抵抗値変化により検出することを特徴とす
る。
電線の超音波接合方法において、導体同士の接触面積の
変化は、ホーン側チップとアンビル側チップとの間に導
通した電流の抵抗値変化により検出することを特徴とす
る。
【００１２】この場合、ホーン側チップとアンビル側チ
ップとの間の抵抗値変化で導体同士の接触面積を正確に
検知できるため、接合進行度合いを簡単かつ正確に推定
して、第２の振動条件を適正に変化させることができ
る。
ップとの間の抵抗値変化で導体同士の接触面積を正確に
検知できるため、接合進行度合いを簡単かつ正確に推定
して、第２の振動条件を適正に変化させることができ
る。
【００１３】請求項４の発明は、被覆電線を相互に交差
し、それぞれの被覆電線の交差部分を超音波振動で接合
する被覆電線の超音波接合装置において、前記被覆電線
の交差部分を挟んで加圧するホーン側チップおよびアン
ビル側チップと、ホーン側チップに、前記被覆電線の絶
縁体を溶融する第１の振動条件で決定される超音波加振
力を出力するとともに、前記被覆電線の導体同士が接触
した後、それぞれの導体同士を接合する第２の振動条件
で決定される超音波加振力を出力する超音波加振機と、
を備えたことを特徴とする。
し、それぞれの被覆電線の交差部分を超音波振動で接合
する被覆電線の超音波接合装置において、前記被覆電線
の交差部分を挟んで加圧するホーン側チップおよびアン
ビル側チップと、ホーン側チップに、前記被覆電線の絶
縁体を溶融する第１の振動条件で決定される超音波加振
力を出力するとともに、前記被覆電線の導体同士が接触
した後、それぞれの導体同士を接合する第２の振動条件
で決定される超音波加振力を出力する超音波加振機と、
を備えたことを特徴とする。
【００１４】この場合、ホーン側チップとアンビル側チ
ップとの間に被覆電線の交差部分を挟んで加圧した状態
で、超音波加振機から超音波加振力をホーン側チップに
出力することにより、超音波振動により被覆電線の交差
部分を溶融することができる。このとき、絶縁体を溶融
する超音波加振力は第１の振動条件で決定されるととも
に、導体同士を接合する超音波加振力は第２の振動条件
で決定されることにより、これら第１の振動条件および
第２の振動条件を、絶縁体の溶融と、導体同士の接合と
が最適状態となるように設定しておくことにより、絶縁
体を溶融除去して導体同士を接合するという一連の接続
作業を簡単かつ安定して行うことができる。
ップとの間に被覆電線の交差部分を挟んで加圧した状態
で、超音波加振機から超音波加振力をホーン側チップに
出力することにより、超音波振動により被覆電線の交差
部分を溶融することができる。このとき、絶縁体を溶融
する超音波加振力は第１の振動条件で決定されるととも
に、導体同士を接合する超音波加振力は第２の振動条件
で決定されることにより、これら第１の振動条件および
第２の振動条件を、絶縁体の溶融と、導体同士の接合と
が最適状態となるように設定しておくことにより、絶縁
体を溶融除去して導体同士を接合するという一連の接続
作業を簡単かつ安定して行うことができる。
【００１５】請求項５の発明は、請求項４に記載の被覆
電線の超音波接合装置において、それぞれの導体同士の
接触面積の変化を検出する検出手段と、検出手段で検出
した接合進行度合いに応じて、超音波加振力を決定する
第２の振動条件を可変とする制御手段と、を設けたこと
を特徴とする。
電線の超音波接合装置において、それぞれの導体同士の
接触面積の変化を検出する検出手段と、検出手段で検出
した接合進行度合いに応じて、超音波加振力を決定する
第２の振動条件を可変とする制御手段と、を設けたこと
を特徴とする。
【００１６】この場合、検出手段で検出した結果が制御
手段に出力されて第２の振動条件が導体同士の接触面積
の変化で可変となるため、導体同士が接触開始してそれ
ぞれの接触面積が少ない場合と、導体同士の溶融が進行
してそれぞれの接触面積が増大した場合とで、それぞれ
の超音波加振力を変化させることができ、導体同士の接
合状況を進行度合いに応じて最適化することができる。
手段に出力されて第２の振動条件が導体同士の接触面積
の変化で可変となるため、導体同士が接触開始してそれ
ぞれの接触面積が少ない場合と、導体同士の溶融が進行
してそれぞれの接触面積が増大した場合とで、それぞれ
の超音波加振力を変化させることができ、導体同士の接
合状況を進行度合いに応じて最適化することができる。
【００１７】請求項６の発明は、請求項５に記載の被覆
電線の超音波接合装置において、検出手段は、ホーン側
チップとアンビル側チップとの間に導通した電流の抵抗
値変化を検出することを特徴とする。
電線の超音波接合装置において、検出手段は、ホーン側
チップとアンビル側チップとの間に導通した電流の抵抗
値変化を検出することを特徴とする。
【００１８】この場合、ホーン側チップとアンビル側チ
ップとの間の抵抗値変化で導体同士の接触面積を正確に
検知できるため、接合進行度合いを簡単かつ正確に推定
して、第２の振動条件を適正に変化させることができ
る。
ップとの間の抵抗値変化で導体同士の接触面積を正確に
検知できるため、接合進行度合いを簡単かつ正確に推定
して、第２の振動条件を適正に変化させることができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図１〜図４は本発明の一
実施形態を示し、図１は被覆電線のセット状態を示す被
覆電線の超音波接合装置の構成図、図２は被覆電線の挟
圧工程を示す超音波接合装置の構成図、図３は被覆電線
の絶縁体溶融工程を示す超音波接合装置の構成図、図４
は被覆電線の導体接合工程を示す超音波接合装置の構成
図である。
面を参照して詳細に説明する。図１〜図４は本発明の一
実施形態を示し、図１は被覆電線のセット状態を示す被
覆電線の超音波接合装置の構成図、図２は被覆電線の挟
圧工程を示す超音波接合装置の構成図、図３は被覆電線
の絶縁体溶融工程を示す超音波接合装置の構成図、図４
は被覆電線の導体接合工程を示す超音波接合装置の構成
図である。
【００２０】即ち、本実施形態の被覆電線の超音波接合
方法は、図１に示す超音波接合装置１０によって達成さ
れる。この超音波接合装置１０は、上下方向に対向配置
されるホーン側チップ１１とアンビル側チップ１２とを
備え、これら両チップ１１，１２間に接続しようとする
被覆電線２０，２１を交差して配置するようになってい
る。前記ホーン側チップ１１は昇降自在になる一方、前
記アンビル側チップ１２は固定され、ホーン側チップ１
１の下降により、両チップ１１，１２間に配置した前記
被覆電線２０，２１の交差部分Ｃが適宜の加圧力をもっ
て挟み込まれる。
方法は、図１に示す超音波接合装置１０によって達成さ
れる。この超音波接合装置１０は、上下方向に対向配置
されるホーン側チップ１１とアンビル側チップ１２とを
備え、これら両チップ１１，１２間に接続しようとする
被覆電線２０，２１を交差して配置するようになってい
る。前記ホーン側チップ１１は昇降自在になる一方、前
記アンビル側チップ１２は固定され、ホーン側チップ１
１の下降により、両チップ１１，１２間に配置した前記
被覆電線２０，２１の交差部分Ｃが適宜の加圧力をもっ
て挟み込まれる。
【００２１】前記ホーン側チップ１１には超音波加振機
１３が接続され、この超音波加振機１３で発生される超
音波振動がホーン側チップ１１に入力されるようになっ
ている。また、ホーン側チップ１１とアンビル側チップ
１２との間には電流が導通され、これら両チップ１１，
１２間の電気抵抗値変化を検出する検出手段１４が設け
られるとともに、この検出手段１４の検出信号は、前記
超音波加振機１３で発生する超音波振動の振動条件を変
化させる制御手段１５に出力される。
１３が接続され、この超音波加振機１３で発生される超
音波振動がホーン側チップ１１に入力されるようになっ
ている。また、ホーン側チップ１１とアンビル側チップ
１２との間には電流が導通され、これら両チップ１１，
１２間の電気抵抗値変化を検出する検出手段１４が設け
られるとともに、この検出手段１４の検出信号は、前記
超音波加振機１３で発生する超音波振動の振動条件を変
化させる制御手段１５に出力される。
【００２２】前記超音波加振機１３は、被覆電線２０，
２１の絶縁体２０ａ，２１ａを溶融するに最適な超音波
振動を第１の振動条件によって決定するとともに、被覆
電線２０，２１の導体２０ｂ，２１ｂを接合するに最適
な超音波振動を第２の振動条件によって決定するように
なっている。これら第１の振動条件と第２の振動条件
は、前記検出手段１４により被覆電線２０，２１の導体
２０ｂ，２１ｂが接触した時点、つまり、両導体２０
ｂ，２１ｂを介して通電される時点を検出して切り替え
られる。
２１の絶縁体２０ａ，２１ａを溶融するに最適な超音波
振動を第１の振動条件によって決定するとともに、被覆
電線２０，２１の導体２０ｂ，２１ｂを接合するに最適
な超音波振動を第２の振動条件によって決定するように
なっている。これら第１の振動条件と第２の振動条件
は、前記検出手段１４により被覆電線２０，２１の導体
２０ｂ，２１ｂが接触した時点、つまり、両導体２０
ｂ，２１ｂを介して通電される時点を検出して切り替え
られる。
【００２３】従って、前記超音波接合装置１０を用いた
被覆電線２０，２１の超音波接合方法では、まず、図２
に示すように、被覆電線２０，２１の交差部分Ｃを、ホ
ーン側チップ１１とアンビル側チップ１２との間に挟ん
で加圧（挟圧工程）する。次に、図３に示すように、ホ
ーン側チップ１１に、第１の振動条件で決定される超音
波加振力を付加して、前記被覆電線２０，２１の絶縁体
２０ａ，２１ａを溶融（絶縁体溶融工程）する。そし
て、絶縁体２０ａ，２１ａの溶融によって、図４に示す
ように、被覆電線２０，２１の導体２０ｂ，２１ｂ同士
が接触する時点を検出手段１４によって自動検出（導体
接触検出工程）する。その後、導体２０ｂ，２１ｂ同士
が接触した後、前記ホーン側チップ１１に、第２の振動
条件で決定される超音波加振力を付加して、それぞれの
導体２０ｂ，２１ｂ同士を接合（導体接合工程）する。
被覆電線２０，２１の超音波接合方法では、まず、図２
に示すように、被覆電線２０，２１の交差部分Ｃを、ホ
ーン側チップ１１とアンビル側チップ１２との間に挟ん
で加圧（挟圧工程）する。次に、図３に示すように、ホ
ーン側チップ１１に、第１の振動条件で決定される超音
波加振力を付加して、前記被覆電線２０，２１の絶縁体
２０ａ，２１ａを溶融（絶縁体溶融工程）する。そし
て、絶縁体２０ａ，２１ａの溶融によって、図４に示す
ように、被覆電線２０，２１の導体２０ｂ，２１ｂ同士
が接触する時点を検出手段１４によって自動検出（導体
接触検出工程）する。その後、導体２０ｂ，２１ｂ同士
が接触した後、前記ホーン側チップ１１に、第２の振動
条件で決定される超音波加振力を付加して、それぞれの
導体２０ｂ，２１ｂ同士を接合（導体接合工程）する。
【００２４】また、前記導体接合工程で超音波加振力を
決定する第２の振動条件は、導体２０ｂ，２１ｂの接合
進行に伴って両者間の接触面積が増大することになる
が、この接合進行度合いは前記検出手段１４により電気
抵抗値の変化により検出され、この抵抗値変化に応じて
制御手段１５から超音波加振機１３に制御振動を出力し
て、前記第２の振動条件を接合進行度合いに応じて可変
とするようになっている。
決定する第２の振動条件は、導体２０ｂ，２１ｂの接合
進行に伴って両者間の接触面積が増大することになる
が、この接合進行度合いは前記検出手段１４により電気
抵抗値の変化により検出され、この抵抗値変化に応じて
制御手段１５から超音波加振機１３に制御振動を出力し
て、前記第２の振動条件を接合進行度合いに応じて可変
とするようになっている。
【００２５】以上の構成により本実施形態の超音波接合
装置１０では、図２に示すように、ホーン側チップ１１
とアンビル側チップ１２との間に被覆電線２０，２１の
交差部分Ｃを挟んで加圧した状態で、超音波加振機１３
から超音波加振力をホーン側チップ１１に出力すること
により、超音波振動により被覆電線２０，２１が交差部
分Ｃで接続される。このとき、まず、図３に示すよう
に、被覆電線２０，２１の絶縁体２０ａ，２１ａを溶融
する状態では、超音波加振機１３から出力される超音波
加振力は第１の振動条件により決定されて、専ら、樹脂
などを素材とする絶縁体２０ａ，２１ａを最適状態で溶
融することができる。
装置１０では、図２に示すように、ホーン側チップ１１
とアンビル側チップ１２との間に被覆電線２０，２１の
交差部分Ｃを挟んで加圧した状態で、超音波加振機１３
から超音波加振力をホーン側チップ１１に出力すること
により、超音波振動により被覆電線２０，２１が交差部
分Ｃで接続される。このとき、まず、図３に示すよう
に、被覆電線２０，２１の絶縁体２０ａ，２１ａを溶融
する状態では、超音波加振機１３から出力される超音波
加振力は第１の振動条件により決定されて、専ら、樹脂
などを素材とする絶縁体２０ａ，２１ａを最適状態で溶
融することができる。
【００２６】次に、絶縁体２０ａ，２１ａの溶融が進行
して、図４に示すように、導体２０ｂ，２１ｂ同士が接
触される状態では、これを検出手段１４が電気抵抗値か
ら検出して、超音波加振機１３から出力する超音波加振
力を第２の振動条件によって決定されるように自動的に
切り替えて、導体２０ｂ，２１ｂ同士を接合するように
なっている。このとき、前記第２の振動条件は、導体２
０ｂ，２１ｂ同士の接触面積の変化で可変となるため、
例えば、導体２０ｂ，２１ｂ同士が接触開始してそれぞ
れの接触面積が少ない場合と、導体２０ｂ，２１ｂ同士
の溶融が進行してそれぞれの接触面積が増大した場合と
で、それぞれの超音波加振力を変化させることができ、
これによって導体２０ｂ，２１ｂ同士の接合状況を進行
度合いに応じて最適化することができる。
して、図４に示すように、導体２０ｂ，２１ｂ同士が接
触される状態では、これを検出手段１４が電気抵抗値か
ら検出して、超音波加振機１３から出力する超音波加振
力を第２の振動条件によって決定されるように自動的に
切り替えて、導体２０ｂ，２１ｂ同士を接合するように
なっている。このとき、前記第２の振動条件は、導体２
０ｂ，２１ｂ同士の接触面積の変化で可変となるため、
例えば、導体２０ｂ，２１ｂ同士が接触開始してそれぞ
れの接触面積が少ない場合と、導体２０ｂ，２１ｂ同士
の溶融が進行してそれぞれの接触面積が増大した場合と
で、それぞれの超音波加振力を変化させることができ、
これによって導体２０ｂ，２１ｂ同士の接合状況を進行
度合いに応じて最適化することができる。
【００２７】この接合では、導体２０ｂ、２１ｂの接合
面の酸化皮膜が超音波エネルギで破壊されて金属の表面
が清掃されて、その結果活性化した金属原子が互いに結
合することで導体２０ｂ、２１ｂ同士が電気的に結合す
る。この場合、導体２０ｂ、２１ｂの溶融温度より低い
温度で接合するいわゆるコールド接合がなされる。
面の酸化皮膜が超音波エネルギで破壊されて金属の表面
が清掃されて、その結果活性化した金属原子が互いに結
合することで導体２０ｂ、２１ｂ同士が電気的に結合す
る。この場合、導体２０ｂ、２１ｂの溶融温度より低い
温度で接合するいわゆるコールド接合がなされる。
【００２８】また、本実施形態では、導体２０ｂ，２１
ｂの接触面積の変化に応じて前記第２の振動条件を可変
するにあたって、ホーン側チップ１１とアンビル側チッ
プ１２との間に導通した電流の抵抗値変化を検出手段１
４で検出するようにしたので、前記接触面積の変化を簡
単かつ正確に推定して、第２の振動条件を適正に変化さ
せることができる。このため、被覆電線２０，２１の種
類、例えば導線２０ｂ，２１ｂが単線か撚り線かの違い
や両者のセット状態のバラツキなどに関係なく、一定の
接合状態を得ることができる。
ｂの接触面積の変化に応じて前記第２の振動条件を可変
するにあたって、ホーン側チップ１１とアンビル側チッ
プ１２との間に導通した電流の抵抗値変化を検出手段１
４で検出するようにしたので、前記接触面積の変化を簡
単かつ正確に推定して、第２の振動条件を適正に変化さ
せることができる。このため、被覆電線２０，２１の種
類、例えば導線２０ｂ，２１ｂが単線か撚り線かの違い
や両者のセット状態のバラツキなどに関係なく、一定の
接合状態を得ることができる。
【００２９】従って、本実施形態の超音波接合装置１０
では、加圧力、周波数、振幅などによって決定される第
１の振動条件および第２の振動条件を、絶縁体２０ａ，
２１ａの溶融および導体２０ｂ，２１ｂ同士の接合がそ
れぞれ最適状態となるように設定しておくことにより、
絶縁体２０ａ，２１ａを溶融除去して導体２０ｂ，２１
ｂ同士を接合するという一連の接続作業を、作業者の熟
練度に関わりなく簡単かつ安定して行うことができる。
このため、その接続部分の信頼性を向上することができ
るとともに、接続作業性を向上することができる。
では、加圧力、周波数、振幅などによって決定される第
１の振動条件および第２の振動条件を、絶縁体２０ａ，
２１ａの溶融および導体２０ｂ，２１ｂ同士の接合がそ
れぞれ最適状態となるように設定しておくことにより、
絶縁体２０ａ，２１ａを溶融除去して導体２０ｂ，２１
ｂ同士を接合するという一連の接続作業を、作業者の熟
練度に関わりなく簡単かつ安定して行うことができる。
このため、その接続部分の信頼性を向上することができ
るとともに、接続作業性を向上することができる。
【００３０】
【発明の効果】請求項１に記載の本発明にかかる被覆電
線の超音波接合方法によれば、絶縁体溶融工程の超音波
加振力の第１の振動条件と、導体接合工程の超音波加振
力の第２の振動条件とを適宜設定することにより、絶縁
体の溶融と、導体同士の接合とをそれぞれ最適状態で行
うことができ、また、導体接触検出工程により絶縁溶融
工程と導体接合工程とを自動で切り替えができるように
なるため、絶縁体を溶融除去して導体同士を接合すると
いう一連の接続作業を簡単かつ正確に行うことができ
る。このため、被覆電線の接続を作業者の熟練度に関わ
りなく簡単かつ安定して行って、その接続部分の信頼性
を向上することができるとともに、接続作業性を向上す
ることができる。
線の超音波接合方法によれば、絶縁体溶融工程の超音波
加振力の第１の振動条件と、導体接合工程の超音波加振
力の第２の振動条件とを適宜設定することにより、絶縁
体の溶融と、導体同士の接合とをそれぞれ最適状態で行
うことができ、また、導体接触検出工程により絶縁溶融
工程と導体接合工程とを自動で切り替えができるように
なるため、絶縁体を溶融除去して導体同士を接合すると
いう一連の接続作業を簡単かつ正確に行うことができ
る。このため、被覆電線の接続を作業者の熟練度に関わ
りなく簡単かつ安定して行って、その接続部分の信頼性
を向上することができるとともに、接続作業性を向上す
ることができる。
【００３１】請求項２に記載の本発明にかかる被覆電線
の超音波接合方法によれば、請求項１の効果に加えて、
第２の振動条件を導体同士の接触面積に応じて可変とし
たので、導体同士の接合状況を進行度合いに応じて最適
化することができる。このため、被覆電線の種類や両者
のセット状態のバラツキなどに関係なく、一定の接合状
態を得ることができる。
の超音波接合方法によれば、請求項１の効果に加えて、
第２の振動条件を導体同士の接触面積に応じて可変とし
たので、導体同士の接合状況を進行度合いに応じて最適
化することができる。このため、被覆電線の種類や両者
のセット状態のバラツキなどに関係なく、一定の接合状
態を得ることができる。
【００３２】請求項３に記載の本発明にかかる被覆電線
の超音波接合方法によれば、請求項２の効果に加えて、
導体同士の接合進行度合をホーン側チップとアンビル側
チップとの間の電気抵抗値の変化で検出したので、接合
進行度合いを簡単かつ正確に推定して、第２の振動条件
を適正に変化させることができる。
の超音波接合方法によれば、請求項２の効果に加えて、
導体同士の接合進行度合をホーン側チップとアンビル側
チップとの間の電気抵抗値の変化で検出したので、接合
進行度合いを簡単かつ正確に推定して、第２の振動条件
を適正に変化させることができる。
【００３３】請求項４に記載の本発明にかかる被覆電線
の超音波接合装置によれば、ホーン側チップとアンビル
側チップとの間に被覆電線の交差部分を挟んで加圧した
状態で、超音波加振機から超音波加振力をホーン側チッ
プに出力して被覆電線の交差部分を溶融する際に、絶縁
体を溶融する超音波加振力を第１の振動条件で決定する
とともに、導体同士を接合する超音波加振力を第２の振
動条件で決定するようにしたので、これら第１の振動条
件および第２の振動条件を、絶縁体の溶融と、導体同士
の接合とが最適状態となるように設定しておくことによ
り、絶縁体を溶融除去して導体同士を接合するという一
連の接続作業を簡単かつ安定して行うことができる。
の超音波接合装置によれば、ホーン側チップとアンビル
側チップとの間に被覆電線の交差部分を挟んで加圧した
状態で、超音波加振機から超音波加振力をホーン側チッ
プに出力して被覆電線の交差部分を溶融する際に、絶縁
体を溶融する超音波加振力を第１の振動条件で決定する
とともに、導体同士を接合する超音波加振力を第２の振
動条件で決定するようにしたので、これら第１の振動条
件および第２の振動条件を、絶縁体の溶融と、導体同士
の接合とが最適状態となるように設定しておくことによ
り、絶縁体を溶融除去して導体同士を接合するという一
連の接続作業を簡単かつ安定して行うことができる。
【００３４】請求項５に記載の本発明にかかる被覆電線
の超音波接合装置によれば、請求項４の効果に加えて、
検出手段で検出した導体同士の接触面積の変化から制御
手段で第２の振動条件を可変としたので、導体同士の接
合進行度合いに応じて超音波加振力を最適に変化させる
ことができる。
の超音波接合装置によれば、請求項４の効果に加えて、
検出手段で検出した導体同士の接触面積の変化から制御
手段で第２の振動条件を可変としたので、導体同士の接
合進行度合いに応じて超音波加振力を最適に変化させる
ことができる。
【００３５】請求項６に記載の本発明にかかる被覆電線
の超音波接合装置によれば、請求項５の効果に加えて、
ホーン側チップとアンビル側チップとの間の抵抗値変化
で導体同士の接触面積を正確に検知できるため、接合進
行度合いを簡単かつ正確に推定して、第２の振動条件を
適正に変化させることができる。
の超音波接合装置によれば、請求項５の効果に加えて、
ホーン側チップとアンビル側チップとの間の抵抗値変化
で導体同士の接触面積を正確に検知できるため、接合進
行度合いを簡単かつ正確に推定して、第２の振動条件を
適正に変化させることができる。
【図１】本発明にかかる被覆電線の超音波接合装置の一
実施形態を示す被覆電線のセット状態の構成図である。
実施形態を示す被覆電線のセット状態の構成図である。
【図２】本発明にかかる被覆電線の超音波接合装置の一
実施形態を示す被覆電線の挟圧工程の構成図である。
実施形態を示す被覆電線の挟圧工程の構成図である。
【図３】本発明にかかる被覆電線の超音波接合装置の一
実施形態を示す被覆電線の絶縁体溶融工程の構成図であ
る。
実施形態を示す被覆電線の絶縁体溶融工程の構成図であ
る。
【図４】本発明にかかる被覆電線の超音波接合装置の一
実施形態を示す被覆電線の導体接合工程の構成図であ
る。
実施形態を示す被覆電線の導体接合工程の構成図であ
る。
【図５】従来の被覆電線の超音波接合装置による接合状
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
１０ 超音波接合装置 １１ ホーン側チップ １２ アンビル側チップ １３ 超音波加振機 １４ 検出手段 １５ 制御手段 ２０，２１ 被覆電線 ２０ａ，２１ａ 絶縁体 ２０ｂ，２１ｂ 導体 Ｃ 交差部分
Claims (6)
- 【請求項１】 被覆電線を相互に交差し、それぞれの被
覆電線の交差部分を超音波振動で接合する被覆電線の超
音波接合方法において、 前記被覆電線の交差部分を、ホーン側チップとアンビル
側チップとの間に挟んで加圧する挟圧工程と、 ホーン側チップに、第１の振動条件で決定される超音波
加振力を付加して、前記被覆電線の絶縁体を溶融する絶
縁体溶融工程と、 絶縁体の溶融によって、前記被覆電線の導体同士が接触
する時点を自動検出する導体接触検出工程と、 前記導体同士が接触した後、前記ホーン側チップに、第
２の振動条件で決定される超音波加振力を付加して、そ
れぞれの導体同士を接合する導体接合工程とを備え、た
ことを特徴とする被覆電線の超音波接合方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の被覆電線の超音波接合
方法において、 導体接合工程で超音波加振力を決定する第２の振動条件
は、それぞれの導体同士の接触面積の変化に応じて可変
とすることを特徴とする被覆電線の超音波接合方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の被覆電線の超音波接合
方法において、 導体同士の接触面積の変化は、ホーン側チップとアンビ
ル側チップとの間に導通した電流の抵抗値変化により検
出することを特徴とする被覆電線の超音波接合方法。 - 【請求項４】 被覆電線を相互に交差し、それぞれの被
覆電線の交差部分を超音波振動で接合する被覆電線の超
音波接合装置において、 前記被覆電線の交差部分を挟んで加圧するホーン側チッ
プおよびアンビル側チップと、 ホーン側チップに、前記被覆電線の絶縁体を溶融する第
１の振動条件で決定される超音波加振力を出力するとと
もに、前記被覆電線の導体同士が接触した後、それぞれ
の導体同士を接合する第２の振動条件で決定される超音
波加振力を出力する超音波加振機と、を備えたことを特
徴とする被覆電線の超音波接合装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の被覆電線の超音波接合
装置において、 それぞれの導体同士の接触面積の変化を検出する検出手
段と、 検出手段で検出した接触面積の変化に応じて、超音波加
振力を決定する第２の振動条件を可変とする制御手段
と、を設けたことを特徴とする被覆電線の超音波接合装
置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の被覆電線の超音波接合
装置において、 検出手段は、ホーン側チップとアンビル側チップとの間
に導通した電流の抵抗値変化を検出することを特徴とす
る被覆電線の超音波接合装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076757A JP4202617B2 (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 被覆電線の超音波接合方法およびその方法を用いた超音波接合装置 |
| US10/471,773 US6935551B2 (en) | 2001-03-16 | 2002-02-14 | Ultrasonic bonding method of coated electric wires and ultrasonic bonding apparatus using same |
| GB0204222A GB2373207B (en) | 2001-03-16 | 2002-02-22 | Ultrasonic bonding method of coated electric wires and ultrasonic bonding apparatus using same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076757A JP4202617B2 (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 被覆電線の超音波接合方法およびその方法を用いた超音波接合装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| DE (1) | DE10211264B4 (ja) |
| GB (1) | GB2373207B (ja) |
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