JP2005319497A - Manufacturing method of wire with terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端子付き電線の製造方法に関し、詳しくは、複数の撚り線からなる芯線を均一に圧縮しながら端子金具に超音波溶接することにより、接合強度の向上を図るようにするものである。 The present invention relates to a method of manufacturing an electric wire with a terminal, and more specifically, to improve the bonding strength by ultrasonic welding to a terminal fitting while uniformly compressing a core wire composed of a plurality of stranded wires. .
従来、複数本の素線を撚り合わせた芯線を端子に接合するに際し、超音波溶接を利用したものとして特許文献1に記載のものがある。一般に超音波溶接により芯線と端子とを接合するには、図9(A)(B)に示すように、先ずアンビル1上に端子金具2の電線接続部3を載置し、この電線接続部3の上面に電線Wの端末を皮剥ぎして露出させた芯線Waを載置する。次いで、電線接続部3上の芯線Waを溶接チップ4で押圧してアンビル1との間で芯線Waと端子金具2とを挟み付けるようにして超音波振動を付加することにより芯線Waを端子金具2の電線接続部3に接合するようにしている。
芯線Waは複数の素線Wbが撚り合わされて略円形断面となるように構成され、一方端子金具2の電線接続部3は、芯線Waが載置される平板状の底壁3aと両側から垂直に立ち上げた側壁3b、3cとから構成されている。これに対し、溶接チップ4の押圧面4aの断面形状は端子金具2の底壁3aと対向する平面形状となっているので、底壁3a上に載置された芯線Waを溶接チップ4の押圧面4aとの間で圧縮する際、芯線Waの中央部Aと両側部Bとの間の圧縮状況に差違が生じる。即ち、芯線Waは略円形断面となっているので、中央部Aでは圧縮方向に存在する素線Wbの数が多いのに対し、両側部Bでは素線Wbの数が非常に少ない状態となる。
The core wire Wa is configured such that a plurality of strands Wb are twisted to form a substantially circular cross section, while the
このため、溶接チップ4によって底壁3aとの間で芯線Waを圧縮する際、中央部Aの素線Wbはある程度は両側部Bへ移動するが、均一な状態とはならず、両側部Bにおける素線Wbの数が少ない状態のまま超音波溶接されることになる。このようにして接合された芯線Waと電線接続部3との接合部の断面を観察すると、図9(B)に示すように、中央部Aでは各素線Wbが押し潰されて隙間無く相互に溶接されているが、両側部Bでは各素線Wbが十分に押し潰されず隣接する素線Wbとの間に隙間Cが存在している状態が確認された。即ち、両側部Bでは芯線Waと端子金具2との溶接が不十分となり、十分な接合強度を発揮できないという問題があった。一方、両側部Bにおける圧縮不足を補うために溶接チップ4による圧縮を高めたり、超音波振動時間が長くする設定とすれば、芯線Waの中央部Aでは過剰圧縮となり接合後における素線Wbの切れが発生するおそれがあり、結局、この場合も十分な接合強度を得ることができないという問題があった。
For this reason, when the core wire Wa is compressed between the
本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、溶接チップと端子金具の底壁との間で芯線を均一に圧縮できるようにして、超音波溶接の接合強度を高めるようにした端子付き電線の製造方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a terminal-attached electric wire capable of uniformly compressing a core wire between a welding tip and a bottom wall of a terminal fitting, thereby increasing the joining strength of ultrasonic welding. An object of the present invention is to provide a manufacturing method.
上記課題を解決するため、複数の素線を撚り合わせた略円形断面の芯線を絶縁被覆で包囲してなる電線と、該電線の端部を皮剥ぎして露出させた上記芯線を受け入れる底壁と該底壁の両側に立設された側壁とからなる略U字状断面の電線接続部を備えた端子金具とを、アンビルと溶接チップとの間で挟み付けた状態で超音波溶接して端子付き電線を製造する方法であって、
上記溶接チップの押圧面と端子金具の底壁との間で芯線を圧縮するときの両者間の寸法を、上記芯線の中央部に対応する部位より両側部に対応する部位が小さくなるように設定して超音波溶接するようにしたことを特徴とする端子付き電線の製造方法を提供している。
In order to solve the above-mentioned problems, an electric wire formed by surrounding a core wire having a substantially circular cross section obtained by twisting a plurality of strands with an insulating coating, and a bottom wall for receiving the core wire exposed by peeling off an end portion of the electric wire And a terminal metal fitting having a substantially U-shaped cross-section electric wire connecting portion formed on both sides of the bottom wall and ultrasonically welded between the anvil and the welding tip. A method of manufacturing an electric wire with a terminal,
The dimensions between the pressing surface of the welding tip and the bottom wall of the terminal fitting when the core wire is compressed are set so that the portions corresponding to both sides are smaller than the portion corresponding to the central portion of the core wire. And providing a method of manufacturing a terminal-attached electric wire characterized by ultrasonic welding.
このようにすれば、溶接チップと端子金具の底壁との間で芯線を圧縮する際、素線の本数が少ない両側部においては、中央部よりも溶接チップの押圧面と端子金具の底壁との圧縮間隔が狭くなるので、各素線に対する圧縮が不十分となることなく均一な状態で接合することができる。 In this way, when compressing the core wire between the welding tip and the bottom wall of the terminal fitting, the pressing surface of the welding tip and the bottom wall of the terminal fitting are lower than the central portion at both sides where the number of strands is small. Since the compression interval is narrowed, the wires can be joined in a uniform state without being insufficiently compressed.
具体的には、上記溶接チップは押圧面の両端部が中央部よりもアンビルの方へ膨出する形状のものを用いるようにしている。
このように構成すれば、溶接チップにおける押圧面の膨出した両端部によって、中央部に比べて密集度の低い芯線の両側部を確実に圧縮して隙間のない接合状態を得ることができる。なお、溶接チップの押圧面の形状としては、断面が逆凹形状、山形状、円弧形状等、芯線の圧縮状況に応じて種々の形状を採用することができる。
Specifically, the welding tip has a shape in which both end portions of the pressing surface bulge toward the anvil rather than the central portion.
If comprised in this way, the both ends of a core wire with a low density compared with a center part can be compressed reliably by the both ends which the pressing surface in the welding tip expanded, and the joining state without a clearance gap can be obtained. In addition, as a shape of the pressing surface of a welding tip, various shapes are employable according to the compression state of a core wire, such as an inverted concave shape, a mountain shape, and a circular arc shape.
また、上記端子金具は底壁の中央部が両側壁側よりも対向する溶接チップと反対側に膨出する形状のものを用いるようにしてもよい。
このようにすれば、溶接チップの押圧面は平坦状のままでよいので、溶接チップと端子金具の底壁との間における芯線の圧縮操作の際、押圧面と接触する芯線の各素線の両側部方向への移動を円滑に行いつつ、素線の密集度が高い中央部を底壁の膨出した部分に受け入れて過剰圧縮となるのを防止できる。なお、端子金具の底壁の断面形状としては、中央部分へ向かって緩やかに下方へ湾曲して膨出する形状、V形状、中央部に凹部を設けた形状等、芯線の圧縮状況に応じて種々の形状を採用することができる。
Moreover, you may make it use the said terminal metal fitting of the shape which the center part of a bottom wall swells on the opposite side to the welding tip which opposes rather than the both-sides wall side.
In this way, since the pressing surface of the welding tip may remain flat, during the core wire compression operation between the welding tip and the bottom wall of the terminal fitting, each of the strands of the core wire that contacts the pressing surface While smoothly moving in the direction of both sides, it is possible to prevent the center portion having a high density of strands from being received by the bulged portion of the bottom wall and causing over-compression. In addition, as the cross-sectional shape of the bottom wall of the terminal fitting, depending on the compression state of the core wire, such as a shape that gently curves downward and bulges toward the central portion, a V shape, a shape having a concave portion in the central portion, etc. Various shapes can be employed.
以上の説明より明らかなように、本発明の端子付き電線の製造方法によれば、芯線と端子金具との接合部において中央部から両側部にわたって均一な状態で超音波溶接を行うことができる。よって、芯線と端子金具との間の接合強度を高めることができる。 As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing a terminal-attached electric wire of the present invention, ultrasonic welding can be performed in a uniform state from the central portion to both side portions at the joint portion between the core wire and the terminal fitting. Therefore, the joint strength between the core wire and the terminal fitting can be increased.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1〜図5は、本発明の第1実施形態を示し、超音波溶接機を用いて端子金具11に電線30の端末を超音波溶接することで端子付電線10を製造する工程を示している。超音波溶接機は端子金具11を載置するアンビル21と、このアンビル21の上方に対向してアンビル21との間で端子金具11と電線30とを挟みつける溶接チップ22とからなり、この溶接チップ22とアンビル21との間で端子金具11と電線30に超音波振動を付与することで両者を接合するようにしている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1-5 shows 1st Embodiment of this invention, and shows the process of manufacturing the
端子金具11に溶接すべき電線30は、複数本の素線31aを断面円形状に撚り合わせた芯線31を合成樹脂製の絶縁被覆33で外装してなり、端末部の絶縁被覆33を端子金具11への接合に必要な所定長さにわたって皮剥ぎすることで芯線31を露出させている。
The
端子金具11は、一般の雄または雌端子の他、アース端子等として用いられるものも含み、その端部には芯線31を接合固定すべき電線接続部12を備えている。電線接続部12は平板状の底壁12aと、この底板部22aの両側から垂直上方へ立ち上げて延出した側壁12b、12cを備え、断面が略U字形状となっている。
The
アンビル21は超音波溶接機(図示せず)の本体基部に固定されており、上部には端子金具11の電線接続部12を収容して位置決めするための収容部21aが凹設されている。この収容部21aは上面が開放された断面凹形状とされ、電線接続部12をガタ付きなく収容保持できるように電線接続部12の底壁12aおよび側壁12b、12cに面接触して保持可能な形状とされている。
The
溶接チップ22は端子金具11の電線接続部12内に進入可能な幅を有するブロック形状をなし、アンビル21の上方に対向して上下方向に作動できるようになっている。この溶接チップ22の下面は芯線31に対する押圧面23とされ、この押圧面23は平坦な中央部の中央押圧部23aと両端部を下方(アンビル21側)へ向けて小さなブロック状に膨出させた端部押圧部23bとからなっている。これにより、溶接チップ22と端子金具11の底壁12aとの間で芯線31を圧縮するとき、図2に示すように、芯線31の中央部Aに対応する中央押圧部23aと底壁12aとの間の寸法Laよりも、芯線31の両端部Bに対応する端部押圧部23bと底壁12aとの間の寸法Lbが小さくなる設定とされている。
The
次に、第1実施形態による端子付き電線の製造方法について説明する。
先ず、図1に示すように、電線30の端末を皮剥ぎすることにより露出された芯線31を、アンビル21の収容部21aに収容された端子金具11の電線接続部12内に載置する。このとき、図2に示すように、芯線31は素線31aの束によって略円形断面の状態で底壁12aに載置された状態となり、芯線31の上方には超音波溶接機の溶接チップ22が上昇位置で待機している。次いで図3(A)に示すように、溶接チップ22をアンビル21に向けて下降させると、先ず芯線31の中央部A外周に中央押圧部23aが当接することで各素線31aが垂直方向に圧縮されると共に、これに伴い中央の素線31aが両側部Bへ押しやられる。このように素線31aの一部は両側部Bへ移動するが、それでも両側部Bにおける素線31aの数は中央部Aより少なく密集度の低い状態となっている。
Next, the manufacturing method of the electric wire with a terminal by a 1st embodiment is explained.
First, as shown in FIG. 1, the
しかしながら、本実施形態では、押圧面23の両端部に端部押圧部23bを設けているので、両側部Bにおける押圧面23と底壁12aとの間隔が中央部Aより狭くなり、これによって両側部Bにおける密集度の低い素線31aに対しても中央部Aと同様に十分な押圧力を作用させることができる。ついで、溶接チップ22の押圧力を芯線31に作用させた状態で溶接チップ22を高速で前後に復動作させることにより、溶接チップ22と芯線31との接触部および芯線31と端子金具11の電線接続部12内面との接触部に超音波振動を付与する。これにより、次第に各素線31aが摩擦熱により温度上昇して軟化し、図3(B)に示すように、溶接チップ22による押圧力の作用によって軟化状態の素線31aが潰れるように変形してゆく。このような素線31aの軟化変形が芯線31全体に広がって、ついには隣接する素線31a同士および電線接続部12の内面との間で互いに接合されることとなる。このように、本実施形態では押圧面23の両端部に端部押圧部23bを下方へ向けて膨出させた溶接チップ22を用いることによって、素線31aの密集度の低い芯線31の両側部Bにおいても各素線31aに十分な押圧力を作用させながら電線接続部12に対し超音波溶接を行うことができる。
However, in the present embodiment, since the
図4、図5は上記第1実施形態の変形例を示し、溶接チップ22の押圧面23の形状を種々変形させたものである。
4 and 5 show modifications of the first embodiment, in which the shape of the
図4(A)の溶接チップ22Aは、押圧面23Aにおける中央押圧部23Aaを山状にすることで、両端部の端部押圧部23Abへテーパー状に移行させるようにしている。
図4(B)の溶接チップ22Bは、押圧面23Bの中央押圧部23Baを山状にすると共に、端部押圧部B23bは中央押圧部23Baからテーパー状に移行する延長部分として形成している。
In the
The
図5(A)の溶接チップ22Cは、押圧面23Cの略1/3の幅領域の中央押圧部23Caを平坦面とし、端部押圧部23Cbはこの中央押圧部23Caの両端からテーパー状に移行する延長部分として形成している。
図5(B)の溶接チップ22Dは、押圧面23Dを内方へ湾曲した曲面部として両端部の端部押圧部23Dbへ曲面で移行させるようにしている。
上記変形例はいずれも、溶接チップ22A〜22Dの端部押圧部23Ab〜23Dbを中央押圧部23Aa〜23Daにより下方へ膨出させているので、芯線31の両端部Bにおける素線31aの密集度の低い部分に対しても十分な押圧力を作用することができる。これらの変形例における溶接チップ22A〜22Dの形状は、芯線31に対する押圧作用時の両側部Bへの移動状態、密集度合いに応じて適宜選択して最適な形状を選択するようにしている。
In the
In the
In any of the above modifications, the end pressing portions 23Ab to 23Db of the
図6〜図8は、第2実施形態を示し、本実施形態では溶接チップ122を押圧面123が平坦面の一般形状のものを採用する一方、端子金具111の電線接続部112の形状に変更を加えている。即ち、電線接続部112の底壁112aの中央部を両側壁111b、111cよりも下方(対向する溶接チップ122と反対側)へ膨出させた押圧吸収部113を形成している。このような端子金具111を用いることで、溶接チップ122と端子金具111の底壁112aとの間で芯線31を圧縮するとき、芯線31の中央部Aに対する押圧面123と押圧吸収部113との間の寸法L1aよりも、芯線31の両側部Bにおける押圧面123との間の寸法L1bが小さくなる設定としている。また、アンビル121における収容部121aの底面は、端子金具111の電線接続部112の形状に対応して中央部が窪んだ形状とされている。
なお、その他の構成は第1実施形態と同様のため、同一符号を付してその説明を省略する。
6 to 8 show a second embodiment. In this embodiment, the
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
次に、上記第2実施形態による端子付き電線の製造方法について説明する。
図6(B)に示すように、端子金具111の電線接続部112に載置された芯線31に対し、溶接チップ122を下降して押圧を作用させる。これにより、芯線31の中央部A外周に押圧面123が当接することで各素線31aが垂直方向に圧縮されると共に、これに伴い中央の素線31aが両側部Bへ押しやられる。このように素線31aの一部は両側部Bへ移動するが、それでも両側部Bにおける素線31aの数は中央部Aより少なく低密度状態となっている。
本実施形態では、電線接続部112の底壁112aの中央部を両側壁112b、112cよりも下方へ膨出させた形状の端子金具111を使用しているので、溶接チップ122の押圧面123と電線接続部112の底壁112aの両端部との間の間隔が中央部より狭くなっている。このため、素線31aの密集度の高い中央部Aが圧縮過剰とならず、密集度の低い両端部Bとバランスして全範囲にわたって均等な圧縮力を各素線31aに作用することができる。
Next, the manufacturing method of the electric wire with a terminal by the said 2nd Embodiment is demonstrated.
As shown in FIG. 6 (B), the
In the present embodiment, since the terminal fitting 111 having a shape in which the center portion of the
そして、第1実施形態と同様に、溶接チップ122の押圧力を芯線31に作用させた状態で溶接チップ122を介して芯線31に超音波振動を付与することで、芯線31は隣接する素線31a同士および電線接続部112の内面との間で互いに均一に接合することができる。
As in the first embodiment, the
図7、図8は上記第2実施形態の変形例を示し、端子金具111における底壁112aの形状を種々変形させたものである。
図7(A)の底壁112Aaは、押圧吸収部113Aを中央に向かって両側からテーパー状に窪んだV形状としたものを採用している。
図7(B)の底壁112Baは、押圧吸収部113Bを中央に向かって両側からテーパー状に窪ませると共に、平坦部を有する逆台形状としたものを採用している。
図8の底壁112Caは、押圧吸収部113Cとして中央部を段差状に窪ませた形状のものを採用している。
7 and 8 show modifications of the second embodiment, in which the shape of the
The bottom wall 112Aa of FIG. 7A employs a V-shaped shape in which the
The bottom wall 112Ba of FIG. 7 (B) employs an inverted trapezoidal shape in which the
The bottom wall 112Ca of FIG. 8 employs a shape in which the central portion is recessed in a stepped shape as the
上記変形例はいずれも、端子金具111における電線接続部112の底壁112aの形状として、中央部が窪んだ押圧吸収部113A〜113Cを設けているので、芯線31の両端部Bにおける素線31aの密集度の低い部分に対しても十分な押圧力を作用することができる。これらの変形例は、芯線31に対する押圧作用時の両側部Bへの移動状態、密集度合いに応じて適宜選択して最適な形状を設定するようにしている。
In any of the above modifications, the shape of the
なお、上記第1実施形態における溶接チップの端部押圧部の突出形状の採用と、上記第2実施形態における端子金具の押圧吸収部の採用は、別個に適用した例を示したが、両者を同時に備えたものであってもよい。また、第1実施形態における溶接チップの端部押圧部の突出寸法と、第2実施形態における端子金具の押圧吸収部の窪み寸法は、芯線における素線の本数、大きさ、溶接チップによる押圧作用時の両側部への移動状況に応じ芯線の全領域に対する押圧力が均一に作用するように適宜調整するようにしている。 In addition, although the employment | adoption of the protrusion shape of the edge part press part of the welding tip in the said 1st Embodiment and adoption of the press absorption part of the terminal metal fitting in the said 2nd Embodiment showed the example applied separately, both were shown. It may be provided at the same time. Moreover, the protrusion dimension of the edge part press part of the welding tip in 1st Embodiment, and the hollow dimension of the press absorption part of the terminal metal fitting in 2nd Embodiment are the number of strands in a core wire, a magnitude | size, and the press action by a welding tip According to the situation of movement to both sides at the time, the pressing force for the entire area of the core wire is adjusted appropriately so that it acts uniformly.
10 端子付電線
11、111 端子金具
12、112 電線接続部
12a、112a 底壁
12b、12c、112b、112c 側壁
113 押圧吸収部
21 アンビル
22、22A、22B、22C、22D 溶接チップ
23、23A、23B、23C、23D 押圧面
30 電線
31 芯線
31a 素線
32 絶縁被覆
A 中央部
B 両側部
10 Electric wire with
Claims (3)
上記溶接チップの押圧面と端子金具の底壁との間で芯線を圧縮するときの両者間の寸法を、上記芯線の中央部に対応する部位より両側部に対応する部位が小さくなるように設定して超音波溶接するようにしたことを特徴とする端子付き電線の製造方法。 An electric wire formed by surrounding a core wire having a substantially circular cross section obtained by twisting a plurality of strands with an insulation coating, a bottom wall for receiving the core wire exposed by peeling off an end portion of the electric wire, and both sides of the bottom wall A method of manufacturing a terminal-attached electric wire by ultrasonic welding a terminal fitting provided with an electric wire connection portion having a substantially U-shaped cross-section composed of an upright side wall and sandwiched between an anvil and a welding tip. Because
The dimensions between the pressing surface of the welding tip and the bottom wall of the terminal fitting when the core wire is compressed are set so that the portions corresponding to both sides are smaller than the portion corresponding to the central portion of the core wire. A method for manufacturing a terminal-attached electric wire, wherein ultrasonic welding is performed.
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