JP2014211953A

JP2014211953A - 電線の接続方法，接続装置

Info

Publication number: JP2014211953A
Application number: JP2013086198A
Authority: JP
Inventors: 真司宮里; Shinji Miyasato; 綾子清水; Ayako Shimizu
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2014-11-13
Also published as: CN104112913A; DE102014206921A1; US20140312097A1

Abstract

【課題】導体端部におけるバリの発生を抑制して導体端部と被接続対象との間の電気的接続の信頼性を高める。【解決手段】複数の芯線２からなる電線１の導体３を端子４に接続させるにあたり、前記導体２の端部付近の外周部分にて隣接した芯線２を互いに接着させた後に、この導体３の端部を加圧加振ホーン１３によって加圧超音波振動させて端子４に接合する過程に供する。前記隣接した芯線２の接着の際には、前記端部付近に金属スリーブ５を環装させるかまたは前記外周部分を溶接すればよい。【選択図】図１

Description

本発明は、各種機器に適用される電線を接続端子等の被接続対象に接続する接続構造，接続方法，接続装置に関する。

複数の芯線が纏められた撚り線等の電線を接続端子等の被接続部に電気的接続する構造としては、例えば電線端部の外皮から露出（例えば電線の絶縁被覆を剥がして露出）した導体端部が、接続端子の所定の接続位置に加圧超音波接合により接続された構造が知られている。

被接続部の接続位置の形状に合わせて予めプレス成型により圧縮された前記導体端部は、加圧超音波接合時に所謂バリが発生しないようにして、導体端部と接続端子との間の電気的接続の信頼性（接合強度の向上や短絡防止）を確保することが求められる。

特開２００６−１７２９２７号公報特開２００４−９５２９３号公報特開２００９−２７７４４５号公報

本発明は、前記の事情を鑑みてなされたものであって、導体端部の各芯線の密着性を高めて当該導体端部の散けを抑制し、超音波接合時にバリの発生を抑えて、導体端部と被接続対象との間の電気的接続の信頼性を高めることを課題とする。

そこで、本発明の導線の接続方法は、複数の芯線からなる電線の導体を被接続部に接続させる電線の接続方法であって、前記導体の端部付近の外周部分にて隣接した芯線を互いに接着させた後に、この導体の端部を加圧超音波振動による前記被接続部との接合過程に供する。

本発明によれば、導体の端部付近の外周部分にて隣接した芯線が予め互いに仮接続された状態となっているので、当該導体の端部が加圧超音波接合工程に供されても当該端部における芯線の散けを抑制できる。

前記芯線を互いに接着させるにあたり、前記端部付近に金属スリーブを環装させるとよい。本態様によれば、前記金属スリーブが環装された端部付近の外周部分における芯線同士が密着し、当該芯線同士の接触抵抗が抑えられる。さらに、前記金属スリーブの環装により、前記導体の端部付近の断面積が増大し、当該導体と前記被接続部との接合強度が高まり、前記導体と前記被接続部との接触抵抗が抑えられる。

また、前記芯線を互いに接着させるにあたり、前記端部付近の外周部分を溶接するとよい。本態様によれば、前記芯線同士が溶接により接合した状態となり、当該芯線同士の接触抵抗が抑えられる。

前記金属スリーブを適用した接続方法を実行させる接続装置の態様としては、複数の芯線からなる電線の導体を被接続部に接続させる電線の接続装置であって、前記導体の端部付近に金属スリーブを環装させて当該端部付近の外周部分にて隣接した芯線を互いに接着させた状態で当該導体の端部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、前記幅が規制された前記電線の導体の端部を厚み方向から圧着する圧着手段と、前記導体の圧着部分を加圧超音波振動によって前記被接続部に接合させる加圧加振手段とを備える。

前記溶接を適用した接続方法を実行させる接続装置の態様としては、複数の芯線からなる電線の導体を被接続部に接続させる電線の接続装置であって、前記導体の端部付近の外周部分にて隣接した芯線を溶接によって互いに接着させる溶接手段と、前記芯線が接着された導体の端部を加圧超音波振動によって前記被接続部に接合させる加圧加振手段とを備える。

以上の発明によれば、導体端部におけるバリの発生を抑制でき、導体端部と被接続対象との間の電気的接続の信頼性が高まる。

本発明の第一の実施形態における電線導体の接続過程（ａ）〜（ｆ）の説明図。上記実施形態において電線導体の端部が圧着された導線の側面図。本発明の第二の実施形態における電線導体の接続過程（ａ）〜（ｆ）の説明図。（ａ）は従来技術における電線導体の圧着状態の斜視図，（ｂ）は同導体の端部を端子に接続する過程を説明した斜視図，（ｃ）は同導体の端部の状態を示した斜視図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図１に示された実施形態１の電線の接続方法は、複数の芯線２からなる電線１の導体３を端子（被接続部）４に接続させる電線１の接続方法であって、前記導体３の端部付近の外周部分にて隣接した芯線２を互いに接着させた後に、この導体３の端部を加圧超音波振動による端子４との接合過程に供する。前記隣接した芯線２は前記端部付近に金属スリーブ５を環装させることにより互いに接着させている。

本実施形態の接続方法を実行する接続装置１０について説明する。

同図に示したように接続装置１０は、電線１の導体３を端子４に接続させる接続装置であって、前記導体３の端部付近の外周部分に金属スリーブ５を環装させて当該外周部分にて隣接した芯線２を互いに接着させた状態で、前記導体３の端部を端子４の接合幅Ｗに合わせた幅に規制するプレス金型（導体幅規制手段）１１と、前記幅が規制された導体３の端部付近を厚み方向から圧着するプレス成型機（圧着手段）１２と、前記導体３の圧着部分を加圧超音波振動によって前記端子４に接合させる加圧加振ホーン（加圧加振手段）１３と備える。

金属スリーブ５は、導線３を構成する材料と同種類の材料からなり、スリーブ状に成型されている。金属スリーブ５の内径は導体３の径に応じて規定されている。

プレス金型１１には図１（ｃ）に示したように導体幅規制溝１４が形成されており、この溝１４の幅は同図（ｆ）に示した端子４の接合幅Ｗと同等に規定されている。そして、この導体幅規制溝１４に導体３の端部が嵌挿されることにより、当該端部の幅が端子４の接合幅Ｗに合わせて規制される。

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３の端部付近をその厚み方向（矢印Ａの方向）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、図１（ｅ）に示したように図示省略の金型に載置された端子４の被接触部分に前記プレス成型された導体３の端部を嵌挿させた状態で、この端部を加圧しながら前記被接触部分に超音波接合させる。尚、前記金型における端子４との接触部分は端子４の形状に応じた形状となっており、これにより導体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。

図１を参照しながら本実施形態における端子４への電線１の接続過程について説明する。

先ず、図１（ａ）に示したように、電線１の絶縁被覆の皮剥きにより、導体３が電線１から露出される。次いで、同図（ｂ）に示したように、電線１から露出した導体３の端部付近の外周部分に金属スリーブ５が環装されることにより、当該外周部分の隣接した芯線２が互いに接着した状態となる。

次に、図１（ｃ）に示したように、金属スリーブ５を環装させた導体３の端部を、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に対応した幅に規制させる。この状態で、プレス成型機１２により、前記導体３の端部を厚み方向（矢印Ａの方向）から加圧すると、当該端部は同図（ｄ）に示したような所定の平板状に成型される。

そして、このプレス成型された導体３の端部を、図１（ｅ）に示すように、端子４の被接続部分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させると、同図（ｆ）に示したように、当該導体３の端部はその幅が端子４の被接続部分の幅に規制された状態で当該部分と接合する。以上のように電線１の導体３が端子４に接続される。

以下に本実施形態の効果について説明する。

従来、電線の導体を接続端子に接続させる方法として、図４（ａ）（ｂ）に例示したように、電線１から露出させた導体３の端部を、接続端子４の被接続部分の幅Ｗに合わせて板状にプレス成型した後、前記被接続部分に嵌挿させて加圧加振ホーン１３による加圧超音波振動によって前記端子４に接続させる方法が採られている（例えば特許文献１〜３）。

この従来の方法では、加圧超音波振動法による接続の前段階で、前記導体３の端部を平板状にプレス成型することで、導体３の加圧超音波接合時における導体３の破断を防止できた。

しかしながら、前記プレス成型された導体３の端部が前記超音波接合に供されると、図４（ｃ）に記載の楕円で示した部分のように、当該端部の芯線２が散けて、導体３の先端部においてバリが発生することがある。このバリの発生により、導体３と接続端子４の接合強度の低下やバリの脱落による電気的短絡（ショート）を誘引させる危惧がある。

そこで、本実施形態１においては、上述のように、導体３の端部付近の外周部分に金属スリーブ５が環装されることで当該外周部分の隣接した芯線２が互いに仮接続された状態で、この導体３の端部が圧着された後に、加圧加振ホーン１３による加圧超音波振動の過程に供されて端子４に接合される。

特に、導体３の端部付近の外周部分にて隣接した芯線２が予め互いに接着した状態となっているので、導体３の端部が加圧超音波接合工程に供されても、当該端部における芯線２の散けを抑制できる。

また、導体３の端部付近に金属スリーブ５が環装されたことにより、当該端部付近の外周部分における芯線２同士が密着し、当該芯線２同士の接触抵抗が抑えられた状態となっているので、導体３の電気的な性能が向上する。

さらに、金属スリーブ５が環装されたことにより、図２に示すように導体３の端部付近の断面積が従来の接続法に供されている導体の端部よりも増大した状態となっている。これにより、導体３と端子４との接合強度が増し、導体３と端子４の接触抵抗が抑えられた状態となっているので、導体３，端子４間の電気的な接続性能が向上する。

以上のように導体３の圧着部分が散けないので、この導体３を端子４に加圧超音波接合過程に供しても、導体３の端部においてバリの発生が抑制され、導体３と端子４との接合強度が安定し、電気的短絡の発生を防止できる。したがって、導体３が接続された端子４の品質が安定し、後工程での検査工程の不要となり、製造コストを削減できる。

（実施形態２）
図３に示された実施形態２の電線の接続方法は、複数の芯線２からなる電線１の導体３を端子４に接続させる電線１の接続方法であって、前記導体３の端部付近の外周部分にて隣接した芯線２を溶接によって互いに接着させた後に、この導体３の端部を加圧超音波振動による端子４との接合過程に供する。

本実施形態の接続方法を実行する接続装置２０について説明する。

同図に示したように接続装置２０は、電線１の導体３を端子４に接続させる接続装置であって、前記導体３の端部付近の外周部分にて隣接した芯線２を溶接によって互いに接着させる溶接装置（溶接手段）２１と、前記芯線２が接着された導体３の端部を加圧超音波振動によって端子４に接合させる加圧加振ホーン１３とを備える。

溶接装置２１は、高周波誘導圧接方式の溶接装置であって、加圧ホーン２２からの加圧を受けながら高周波誘導加熱により導体３の外周部分における芯線２を互いに溶着させる一対の加熱ホーン２３を備える。加熱ホーン２３には電線１の導体３が嵌挿される嵌挿溝２４が形成されている。嵌挿溝２４の径は導体２の径に応じて規制されている。

図３を参照しながら本実施形態における端子４への電線１の接続過程について説明する。

先ず、図３（ｂ）に示すように、電線１の絶縁被覆の皮剥きにより、導体３が電線１から露出される。次いで、同図（ａ）に示すように導体３の端部付近が双方の加熱ホーン２３の嵌挿溝２４に嵌挿される。次いで、同図（ｃ）に示したように、嵌挿溝２４に嵌挿された導体３の端部付近の外周部分が加圧ホーン２２によって加圧されながら加熱ホーン２３の高周波誘導加熱により加熱されると、同図（ｄ）に示した溶接部分６のように、前記外周部分において芯線２同士が溶着した状態となる。

そして、この外周部分にて芯線２同士を接着させた電線１の導体２の端部を図３（ｅ）に示すように端子４の被接続部分に嵌挿させて加圧加振ホーン１３により加圧しながら超音波振動させると、同図（ｆ）に示したように、前記端部はその幅が端子４の被接続部分の幅Ｗに規制された状態で当該部分と接合する。以上のように電線１の導体３が端子４に接続される。

上記の説明から明らかなように、導体３の端部付近の外周部分にて隣接した芯線２が予め溶接によって互いに仮接続された状態となっているので、この導体３の端部が加圧超音波接合工程に供されても、当該端部において芯線２の散けを抑制できる。

特に、芯線２同士は溶接により接合した状態となり、芯線２同士の接触抵抗が抑えられるので、導体３の電気的な性能が向上する。

また、前記溶接の過程において、高周波誘導圧接方式が適用されたことにより、導体３が圧着された状態となっているので、芯線２同士の接触抵抗がより一層抑えられると共に別途の圧着工程が必要でなくなる。

以上のように本実施形態２においても、導体３の端部が散けないので、この導体３を端子４に加圧超音波接合過程に供しても、導体３の端部においてバリの発生が抑制され、導体３と端子４との接合強度が安定し、電気的短絡の発生を防止できる。

したがって、導体３が接続された端子４の品質が安定し、後工程での検査工程の不要となり、製造コストを削減できる。

特に、実施形態２においては、圧着工程を要しないので、端子４への電線１の接続作業工程が減少し、電線１の接続工程の管理コスト並びに設備コストの削減にも繋がる。

１…電線
２…芯線
３…導体
４…端子（被接続部）
５…金属スリーブ
１０，２０…接続装置
１１…プレス金型（導体幅規制手段）
１２…プレス成型機（圧着手段）
１３…加圧加振ホーン（加圧加振手段）
２１…溶接装置（溶接手段）

Claims

複数の芯線からなる電線の導体を被接続部に接続させる電線の接続方法であって、
前記導体の端部付近の外周部分にて隣接した芯線を互いに接着させた後に、この導体の端部を加圧超音波振動による前記被接続部との接合過程に供すること
を特徴とする電線の接続方法。
前記端部付近に金属スリーブを環装させること、または前記外周部分を溶接することにより、前記隣接した芯線を互いに接着させること
を特徴とする請求項１に記載の電線の接続方法。
複数の芯線からなる電線の導体を被接続部に接続させる電線の接続装置であって、
前記導体の端部付近の外周部分にて隣接した芯線を溶接によって互いに接着させる溶接手段と、
前記芯線が接着された導体の端部を加圧超音波振動によって前記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接続装置。