JP2006172927A - 電線の超音波接合方法及び超音波接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電線の超音波接合時における導体（芯線）切れを防止する。
【解決手段】 複数の芯線２からなる電線１の導体部分３を、プレス金型の導体幅規制溝に嵌挿させ、端子４の接合幅Ｗに合わせて幅方向に規制した状態で、プレス成型機により厚み方向から加圧して平板状にプレス成型させた後、端子４に嵌挿させ、加圧加振ホーン１３により加圧しながら超音波振動により端子４に接合させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば複数の芯線を有する撚り線等の電線を、端子等の被接続部に接合させるための電線の超音波接合方法及び超音波接合装置に関する。

従来から電線の超音波接合方法は知られている（例えば、特許文献１参照）。図３及び図４は、特許文献１で開示されている電線の超音波接合方法を示す斜視図である。

図３及び図４を参照すると、電線の超音波接合方法では、複数の芯線１０１からなる電線１００の導体部分１０２（図３（ａ）参照）を、端子１０３の接合幅Ｗ（図４（ｂ）参照）に規制した状態で、厚み方向から加圧しながら各芯線１０１を超音波接合（１回目）させ（図３（ｂ）参照）、平板状に一体成型する（図４（ａ）参照）。その後、当該導体部分１０２を端子１０３に超音波接合（２回目）させる（図４（ｂ）参照）。
特開２００４―０９５２９３号公報（第３〜５頁）

上述した従来の電線の超音波接合方法では、電線１００の導体部分１０２を平板状に成型する際、１回目の超音波接合（図３（ｂ）参照）により各芯線１０１を接合させるので、接合部の良好な電気的性能を得ることができる。

しかし、２回に渡る超音波接合に起因する電線１００の導体部分１０２へのストレスが大きく、芯線１０１切れが起こり易くなるという問題があった。すなわち、１回目の超音波接合時（図３（ｂ）参照）には、電線１００の符号Ａ部分に接合ストレスが集中してかかる。また、２回目の超音波接合時（図４（ｂ）参照）にも、電線１００の符号Ａ部分に更に接合ストレスが集中してかかり、それらの接合ストレスの集中に起因して、芯線１０１切れが起こり易いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電線の超音波接合時における導体（芯線）切れを防止することができ、これにより耐久性及び信頼性に優れた電線の超音波接合方法を提供することを目的とする。

１）本発明の電線の超音波接合方法は、複数の芯線からなる電線の導体部分を、被接続部の幅に合わせて幅方向に規制した状態で、厚み方向から加圧して平板状にプレス成型した後、被接続部に嵌挿させ、更に加圧しながら超音波振動により被接続部に接合させることを特徴とする。

前記電線の超音波接合方法では、電線の導体部分を、被接続部の幅に合わせて平板状にプレス成型した後、超音波振動により被接続部に接合させることにより、電線の超音波接合時における導体（芯線）切れが防止され、耐久性及び信頼性に優れた電線の超音波接合方法が得られる。

２）本発明の電線の超音波接合方法は、前記１）記載の電線の超音波接合方法において、前記電線として、塑性変形し易い材質からなる電線が用いられることを特徴とする。

前記電線の超音波接合方法では、電線が塑性変形し易い材質からなることにより、プレス成型後の電線の導体部分の被接続部への嵌挿が、円滑かつ確実に行われる。

３）本発明の電線の超音波接合装置は、複数の芯線からなる電線の導体部分を、被接続部の幅に合わせた幅に規制する導体幅規制手段と、導体幅規制手段により幅を規制された電線の導体部分を、厚み方向から加圧して平板状にプレス成型するプレス成型手段と、プレス成型された電線の導体部分を、被接続部に嵌挿させた状態で、加圧しながら超音波振動により被接続部に接合させる加圧加振手段とを備えたことを特徴とする。

前記電線の超音波接合装置では、電線の導体部分を、導体幅規制手段及びプレス成型手段により被接続部の幅に合わせて平板状にプレス成型した後、加圧加振手段による超音波振動で被接続部に接合させることにより、電線の超音波接合時における導体（芯線）切れが防止され、耐久性及び信頼性に優れた電線の超音波接合が行える電線の超音波接合装置が得られる。

４）本発明の電線の超音波接合装置は、前記３）記載の電線の超音波接合装置において、導体幅規制手段が、被接続部の幅に合わせた幅を有し、電線の導体部分を嵌挿されることにより、導体部分の幅を被接続部の幅に合わせて規制する導体幅規制溝を設けられた金型からなり、かつ該金型の導体幅規制溝における電線の導体部分の嵌挿側には、面取り形状又は所要のＲ形状が形成されることを特徴とする。

前記電線の超音波接合装置では、金型の導体幅規制溝における電線の導体部分の嵌挿側に、面取り形状又は所要のＲ形状が形成されることにより、金型の導体幅規制溝への電線の導体部分の嵌挿を円滑かつ確実に行える電線の超音波接合装置が得られる。

５）本発明の電線の超音波接合装置は、前記３）又は４）記載の電線の超音波接合装置において、加圧加振手段が、プレス成型されて被接続部に嵌挿された電線の導体部分を、加圧しながら被接続部に超音波振動により接合させる加圧加振ホーンと、被接続部を挟んで加圧加振ホーンと反対側に設けられ、被接続部を支持して加圧加振ホーンによる加圧を受ける金型とからなり、かつ金型における被接続部との接触部分は、被接続部の形状に合わせた形状に形成されることを特徴とする。

前記電線の超音波接合装置では、金型における被接続部との接触部分が、被接続部の形状に合わせた形状であることにより、電線の導体部分と被接続部との高い密着性が確保され、接合性が優れた電線の超音波接合装置が得られる。

本発明の電線の超音波接合方法及び超音波接合装置によれば、電線の超音波接合時における導体（芯線）切れを防止することができ、これによりプレス成型時における超音波接合に関する管理及び設備コストを不要とすることができる。

以下、図示実施形態により、本発明を説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施形態である電線の超音波接合方法及び超音波接合装置を示す要部斜視図であり、図１（ａ）は、皮むき後で接合前の電線であり、図１（ｂ）は、電線及び電線の導体部分を平板状にプレスするプレス成型機であり、図２（ａ）は、プレス成型機により導体部分を平板状にプレスされた電線であり、図２（ｂ）は、ホーンにより加圧されつつ端子に導体部分を超音波接合される電線を示す。

最初に、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態である電線の超音波接合方法を適用される電線の超音波接合装置１０について説明する。

電線の超音波接合装置１０は、複数の芯線２からなる電線１の導体部分３の幅を、被接続部である端子４の接合幅Ｗに合わせて規制するプレス金型１１と、プレス金型１１により幅を規制された電線１の導体部分３を、厚み方向から加圧するプレス成型機１２と、プレス成型された電線１の導体部分３を、加圧しながら端子４に超音波接合させる加圧加振ホーン１３とを備える。
なお、電線１としては、塑性変形し易い材質からなる電線（例えばアルミニウム電線）が用いられる。

すなわち、プレス金型１１には、導体幅規制溝１４が設けられており、導体幅規制溝１４は、端子４の接合幅Ｗに合わせた幅を有し、電線１の導体部分３を嵌挿されることにより、導体部分３の幅を端子４の接合幅Ｗに合わせて規制する。導体幅規制溝１４における電線１の導体部分３の嵌挿側には、面取り形状又は所要のＲ形状１４ａが設けられる。面取り形状又は所要のＲ形状１４ａにより、プレス金型１１の導体幅規制溝１４への電線１の導体部分３の嵌挿が、円滑かつ確実に行われる。

プレス成型機１２は、プレス金型１１により幅を規制された電線１の導体部分３を、厚み方向（図１（ｂ）中の矢印Ｂ参照）から加圧して所定の平板状にプレス成型する。

加圧加振ホーン１３は、プレス成型された電線１の導体部分３を端子４に嵌合させた図２（ｂ）に示す状態で、該導体部分３を図示しない金型との間で加圧（図２（ｂ）中の矢印Ｃ参照）しながら、端子４に超音波接合（図２（ｂ）中の矢印Ｄ参照）させる。なお、金型における端子４との接触部分は、端子４の形状に合わせた形状に形成されており、これにより電線１の導体部分３と端子４との高い密着性が確保され、良好な接合性が得られる。

次に、本実施形態の電線の超音波接合方法について説明する。
最初に、図１（ａ）に示すように、電線１を皮剥きして複数の芯線２からなる導体部分３を露出させる。次に、図１（ｂ）に示すように、露出した電線１の導体部分３を、プレス金型１１の導体幅規制溝１４に嵌挿させ、端子４の接合幅Ｗに合わせて幅方向に規制する。

この状態で、プレス成型機１２により、電線１の導体部分３を厚み方向から加圧して、図２（ａ）に示すような所定の平板状にプレス成型させる。その後、プレス成型された電線１の導体部分３を、図２（ｂ）に示すように、端子４に嵌挿させるとともに、加圧加振ホーン１３により加圧しながら超音波振動により端子４に接合させる。

以上のように上記実施形態によれば、複数の芯線２からなる電線１の導体部分３を、プレス金型１１の導体幅規制溝１４に嵌挿させ、端子４の接合幅Ｗに合わせて幅方向に規制した状態で、プレス成型機１２により厚み方向から加圧して平板状にプレス成型させた後、端子４に嵌挿させ、加圧加振ホーン１３により加圧しながら超音波振動により端子４に接合させる。

したがって、電線１の超音波接合時において、電線１が超音波振動を受ける回数を１回とすることができ、導体（芯線２）切れを防止することができる。これにより、耐久性及び信頼性に優れた電線１の超音波接合を行うことができる。また、従来のようなプレス成型時における超音波接合（従来の１回目の超音波接合）に関する管理及び設備コストを不要とすることができる。

本発明により得られる電線の超音波接合方法及び超音波接合装置は，それぞれ撚り電線の超音波接合時に好適に用いられる。

本発明の一実施形態である電線の超音波接合方法の前段階を示す要部斜視図であり、（ａ）は皮むき後で接合前の電線であり、（ｂ）は電線及び電線の導体部分を平板状にプレスするプレス成型機である。 本発明の一実施形態である電線の超音波接合方法の後段階を示す要部斜視図であり、（ａ）はプレス成型機により導体部分を平板状にプレスされた電線であり、（ｂ）はホーンにより加圧されつつ端子に導体部分を超音波接合される電線を示す。 従来の電線の超音波接合方法の前段階を示す要部斜視図である。 従来の電線の超音波接合方法の後段階を示す要部斜視図である。

符号の説明

１ 電線
２ 芯線
３ 導体部分
４ 被接続部（端子）
１０ 電線の超音波接合装置
１１ 金型（プレス金型）
１２ プレス成型手段（プレス成型機）
１３ 加圧加振手段（加圧加振ホーン）
１４ 導体幅規制溝
１４ａ 面取り形状又は所要のＲ形状
Ｗ 被接続部の幅（端子の接合幅）

Claims (5)

1. 複数の芯線からなる電線の導体部分を、被接続部の幅に合わせて幅方向に規制した状態で、厚み方向から加圧して平板状にプレス成型した後、被接続部に嵌挿させ、更に加圧しながら超音波振動により被接続部に接合させることを特徴とする電線の超音波接合方法。
2. 前記電線として、塑性変形し易い材質からなる電線が用いられることを特徴とする請求項１記載の電線の超音波接合方法。
3. 複数の芯線からなる電線の導体部分を、被接続部の幅に合わせた幅に規制する導体幅規制手段と、
   導体幅規制手段により幅を規制された電線の導体部分を、厚み方向から加圧して平板状にプレス成型するプレス成型手段と、
   プレス成型された電線の導体部分を、被接続部に嵌挿させた状態で、加圧しながら超音波振動により被接続部に接合させる加圧加振手段とを備えたことを特徴とする電線の超音波接合装置。
4. 前記導体幅規制手段が、被接続部の幅に合わせた幅を有し、電線の導体部分を嵌挿されることにより、導体部分の幅を被接続部の幅に合わせて規制する導体幅規制溝を設けられた金型からなり、かつ該金型の導体幅規制溝における電線の導体部分の嵌挿側には、面取り形状又は所要のＲ形状が形成されることを特徴とする請求項３記載の電線の超音波接合装置。
5. 前記加圧加振手段が、プレス成型されて被接続部に嵌挿された電線の導体部分を、加圧しながら被接続部に超音波振動により接合させる加圧加振ホーンと、被接続部を挟んで加圧加振ホーンと反対側に設けられ、被接続部を支持して加圧加振ホーンによる加圧を受ける金型とからなり、かつ金型における被接続部との接触部分は、被接続部の形状に合わせた形状に形成されることを特徴とする請求項３又は４記載の電線の超音波接合装置。

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