JP2019029337A - 電線溶着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体等の固定材に固着可能なシート状物に電線を損傷させることなく固着する。【解決手段】電線溶着装置１０は、超音波溶着可能なシート状物１１をその一部又は全部が水平になるように支持するシート支持手段１２と、シート状物１１の上面に電線３０を供給する電線供給手段４１と、シート状物１１の上面に供給された電線３０を上方から押さえるアンビル３１と、シート状物１１の下面にアンビル３１に対向するように設けられアンビル３１と共にシート状物１１及び電線３０を挟持可能に構成された超音波ホーン５１とを備える。シート状物１１の水平な一部又は全部を水平方向に移動させるシート移動手段２１を備え、シート状物１１の移動方向に直交する方向に超音波ホーン５１を移動させるホーン移動手段５２を更に備え、アンビル３１に電線３０を落とし込む溝３１ａが形成され、アンビル３１がシート状物１１に平行な平面内において回転可能に設けられる。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車に配索するワイヤハーネスなどを製造する電線溶着装置に関するものである。

従来、自動車に配索するワイヤハーネスにはクランプを長さ方向に間隔をあけて取付け、車体パネルに予め設けている取付穴にクランプの係止羽根を挿入係止して取付けている場合が多い。けれども、車室床材やルーフ材等の取付穴を設けることが困難な場合では、ワイヤハーネスに両面接着テープや面ファスナを取付けて車体側固定材に取付ける場合もある。

しかし、両面接着テープを用いる場合、ワイヤハーネスの電線群を結束保護するために粘着テープを巻き付け、その外周に両面粘着テープを貼着する必要があり、かつ、該両面粘着テープの剥離紙を剥がしながら車体側固定材に接着してワイヤハーネスを取付ける必要がある。このように、２度のテープ巻きが必要となり、かつ、車体への取付工程で剥離紙を剥がしながら接着する必要があるため作業手数がかかる問題がある。

面ファスナを用いる場合も同様で、ワイヤハーネスを粘着テープで結束保護した外周に雌雄面ファスナのうちの一方側を取付けておき、車体側固定材に他方側の面ファスナを固着する必要があり、両面接着テープよりも作業性が更に悪くなり、コストもアップする問題がある。

この点を解消する為に、ワイヤハーネスに巻き付けた保護シートを車体側固定材に簡単に超音波溶着して取付けることができるように、熱溶着ができるシートでワイヤハーネスを被覆することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

即ち、ワイヤハーネス組立ラインで、作業台上に熱溶着ができるシートを巻付側面を上面として配置し、作業員により該シートの中央粘着部の中央に電線群をセットし、シートの中央粘着部の両側を電線群の上面側に巻き付けると共に余剰となる両側部を重ね合わせる。このように、電線群の長さ方向の所要位置にシートを巻き付けた状態としてワイヤハーネスを組み立てる。

このように組み立てられたワイヤハーネスは、その後自動車組立ラインに搬送され、その自動車組立ラインにおいて、自動車の内張り材となる車体側固定材の天井側内面に沿ってワイヤハーネスを配索し、シートにより所要位置で車体側固定材に超音波溶着具で溶着固定するとしている。

特開２０１５−９０７８３号公報

しかし、この従来のワイヤハーネスでは、ワイヤハーネス組立ラインで、シートを電線群の外周に巻き付けた状態で保持するという、作業員による作業が必要となり、その作業の自動化が困難となる未だ解決すべき課題が残存していた。

一方、電線群は、車体側固定材に固着するシートに固着されていれば、特に巻き付ける必要も無く、この巻き付け作業を省略可能であれば、更なる自動化も可能となって、その単価が押し上げられるようなことを回避することができ、好ましい。

本発明の目的は、車体等の固定材に固着可能なシート状物に電線を損傷させることなく固着し得る電線溶着装置を提供することにある。

本発明は、超音波溶着可能なシート状物をその一部又は全部が水平になるように支持するシート支持手段と、シート状物の上面に電線を供給する電線供給手段と、シート状物の上面に供給された電線を上方から押さえるアンビルと、シート状物の下面にアンビルに対向するように設けられアンビルと共にシート状物及び電線を挟持可能に構成された超音波ホーンとを備えた電線溶着装置である。

この場合、シート状物の水平な一部又は全部を水平方向に移動させるシート移動手段を備えることが好ましく、それがシート状物の水平な一部又は全部を一方向に移動させるように構成されている場合には、そのシート状物の移動方向に直交する方向にアンビルを移動させるアンビル移動手段や、シート状物の移動方向に直交する方向に超音波ホーンを移動させるホーン移動手段を更に備えることが好ましい。

また、アンビルが電線をシート状物に押しつけつつシート状物の上面において転動可能なローラとすることができ、アンビルに電線を落とし込む溝が形成され、そのアンビルを水平面内において回転させるアンビル回転手段を更に備えることもできる。

そして、電線供給手段が電線を上方からアンビルに供給する場合、アンビルの上方に設けられアンビルに供給される電線を案内する案内部材と、その案内部材をアンビルの水平面内における回転と同期して回転させる案内部材回転手段とを更に備えることもできる。

本発明の電線溶着装置では、上面に電線が供給されたシート状物の下面に接触する超音波ホーンを備えるので、その超音波ホーンをシート状物の下面に接触させて超音波振動させることにより、そのシート状物に電線を溶着させることができる。

ここで、一般的に超音波溶着では、超音波ホーンが接触する部位に接触痕が生じるけれども、本発明の電線溶着装置では、超音波ホーンをシート状物に接触させるので、そのシート状物に接触痕が生じたとしても、電線に超音波ホーンの接触痕が生じるようなことはない。よって、超音波ホーンの接触に起因して、電線に損傷が生じるようなことを回避することができ、電線の損傷を回避しつつその電線をシート状物に溶着することが可能となる。

そして、シート状物の水平な一部又は全部を水平方向に移動させるシート移動手段を設けると、比較的長尺のシート状物に電線を溶着させることができ、比較的長いワイヤハーネスを得ることができ、シート状物の移動方向に直交する方向にアンビルや超音波ホーンを移動させると、電線をシート状物の幅方向に溶着させることもできる。

また、アンビルがシート状物の上面において転動可能なローラから成るようであれば、電線の連続的な溶着が容易となり、アンビルに電線を落とし込む溝を形成すれば、シート状物に押しつけられることに起因する電線の変形を抑制することが可能となる。

更に、そのアンビルがシート状物に平行な平面内において回転可能であれば、並列に供給される複数の電線をシート状物の長手方向や幅方向に並列のままに溶着することが可能となり、電線の配索の自由度を向上させることができる。

本発明の実施形態における電線溶着装置の正面図である。 その電線溶着装置の上面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 そのアンビルの周囲を示す図１のＢ部拡大図である。 その電線の端部をシート状物に溶着する状態を示す図４のＤ−Ｄ線断面上面図である。 その電線をシート状物に順次溶着する状態を示す図５に対応する上面図である。 そのシート状物の上面に電線が供給された状態を示す図６のＣ−Ｃ線断面図である。 そのシート状物に電線が溶着される状態を示す図７に対応する断面図である。 シート状物に電線が断続的に溶着されて得られたワイヤハーネスを示す上面図である。 シート状物に電線が連続的に溶着されて得られたワイヤハーネスを示す図９に対応する図である。 シート状物に湾曲して溶着された電線を含む別のワイヤハーネスを示す上面図である。 電線を湾曲させつつシート状物に溶着させる状態を示す図１１のＥ部拡大上面図である。 そのシート状物に外径の異なる複数の電線が溶着される状態を示す図８に対応する断面図である。 本発明の別の実施形態における電線溶着装置の正面図である。 図１４のＦ−Ｆ線断面図である。 その電線溶着装置の上面図を示す図１４のＥ−Ｅ線断面図である。 その枠部材を示す図１６のＪ−Ｊ線断面図である。 そのアンビルの周囲を示す図１４のＧ部拡大図である。 そのクランプ装置とカッタ装置を示す図１８のＨ−Ｈ線断面図である。 その案内部材を示す図１８のＫ−Ｋ線断面図である。 そのアンビルと案内部材が９０度回転した状態を示す図１８に対応する図である。 その電線の端部をシート状物に溶着する状態を示す図１８のＬ−Ｌ線断面上面図である。 その電線がシート状物に直線的に連続溶着された状態を示す図２２に対応する上面図である。 その直線的な電線を横断して新たに電線が溶着された状態を示す図２３に対応する上面図である。 そのアンビルを１８０度回転させて電線がＵ字状に溶着された状態を示す図２４に対応する上面図である。

次に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳しく説明する。

図１〜図３に本発明における電線溶着装置１０を示し、この電線溶着装置１０は、超音波溶着可能なシート状物１１をその一部又は全部が水平になるように支持するシート支持手段１２を備える。

図におけるシート支持手段１２は、長尺状のシート状物１１の一部を水平になるように支持するものであって、図１に示す様に、そのシート状物１１の一部が上面に載せられる水平板１３と、その水平板１３の両側に設けられ、その水平板１３の両端から突出するシート状物１１における長手方向の両側を巻き付ける互いに平行な一対の巻き取りローラ１４，１５と、その一対の巻き取りローラ１４，１５を別々に回転させる一対の巻き取りモータ１６，１７とを備える。

ここで、超音波溶着可能なシート状物１１としては、後述する超音波ホーン５１が接触して、その超音波ホーン５１の振動により溶着し得るものであって、ＰＶＣ（polyvinyl chloride）、ＰＥ（polyethylene）、ＰＰ（polypropylene）などの樹脂からなるフィルムや、これらの樹脂からなる不織布等のシート状物１１が例示される。

また、本発明の電線溶着装置１０は、そのシート状物１１の水平な一部又は全部を水平方向に移動させるシート移動手段２１を備える。図におけるシート移動手段２１は水平板１３の両側における端部近傍に設けられて、水平板１３の端部から突出するシート状物１１がそれぞれ載置される一対の可動ローラ２２，２３と、その一対の可動ローラ２２，２３と共にシート状物１１を挟む一対の挟持ローラ２４，２５と、その一対の可動ローラ２２，２３を回転させる一対の駆動モータ２６，２７とを備える。

そして、このシート移動手段２１では、一対の駆動モータ２６，２７により一対の可動ローラ２２，２３を同期して同一方向に同一の速度で回転させることにより、それらに載置された長尺状のシート状物１１を長手方向に移動させるように構成され、一対の巻き取りローラ１４，１５の内、シート状物１１の移動方向後方側の巻き取りローラ１４又は１５は、そのシート状物１１の移動に伴って、既に巻き取られているシート状物１１を巻解き、移動方向前方にある巻き取りローラ１４又は１５にあっては、その移動するシート状物１１を新たに巻き取るように回転させるものとする。

図１に示す様に、本発明の電線溶着装置１０は、シート状物１１の上面に供給された電線３０を上方から押さえるアンビル３１を備える。ここで、電線３０は、少なくとも１本含まれていればよい。この実施の形態における電線３０は複数（図６に示す例では３本）含まれる場合を示す。図７及び図８に示すように、電線３０としては、芯線３０ａと芯線３０ａを覆う絶縁被覆３０ｂとを含む絶縁電線３０が採用されている。芯線３０ａは、銅又はアルミニウム等の導電性材料によって形成される。芯線３０ａは単線であってもよいし、撚線であってもよい。

一方、電線３０はシート状物１１に超音波溶着可能なものが採用される。このため、シート状物１１に溶着されることになる電線３０における絶縁被覆３０ｂは、ＰＶＣ（polyvinyl chloride）、ＰＥ（polyethylene）、ＰＰ（polypropylene）などの超音波溶着可能な樹脂が例示される。即ち、電線３０は、超音波溶着可能な樹脂が芯線３０ａの外周に押出成形されて形成されたものが例示されるけれども、シート状物１１に超音波溶着可能なものであれば、芯線３０ａの外周に塗布されたワニス等の絶縁被覆３０ｂが焼き付けられて形成されたものであってもよい。

図１に戻って、シート状物１１の上面に供給された電線３０を上方から押さえるアンビル３１は、このアンビル３１を回転させかつ移動させる回転移動手段３２を介してシート状物１１の上方に設けられる。そして、この回転移動手段３２は、水平板１３の上方において、アンビル３１をシート状物１１の幅方向に移動させるアンビル移動手段である上側伸縮アクチュエータ３３を備える。

この上側伸縮アクチュエータ３３は、サーボモータ３３ａによって回動駆動されるボールネジ３３ｂと、このボールネジ３３ｂに螺合して平行移動する従動子３３ｃを備え、従動子３３ｃがシート状物１１の幅方向に移動可能に、そのハウジング３３ｄが水平板１３の上方においてシート状物１１の幅方向に延びて取付けられる。

従動子３３ｃにはハウジング３３ｄの側方にシート状物１１の長手方向に延びる可動板３４が取付けられ、その可動板３４には、アンビル回転手段である回転モータ３６がその回転軸３６ａを下方に突出させた状態で取付けられる。そして、その回転軸３６ａには中間板３７及び昇降手段３８を介してアンビル３１が取付けられる。図における中間板３７は水平に設けられ、昇降手段は上側流体圧シリンダ３８である場合を示す。即ち、上側流体圧シリンダ３８は流体の圧力により出没するロッド３８ａを下方に向けて、そのロッド３８ａが回転軸３６ａと同軸になるようにその本体３８ｂが中間板３７の下部に取付けられる。

また、本発明の電線溶着装置１０は、シート状物１１の上面に電線３０を供給する電線供給手段４１を備える。この実施の形態における電線供給手段４１は、電線３０を上方からアンビル３１に供給するものであって、回転移動手段３２を構成する上記中間板３７にはノズル４２が設けられる。このノズル４２は、シート状物１１の上面に電線３０を供給するものであって、このノズル４２は必要とする電線３０の本数に相応して設けられる。この実施の形態では、３本の電線３０を供給するために、３本のノズル４２（図６）が、電線３０をその先端からシート状物１１の上面になだらかに供給するように傾斜して、中間板３７に支持材４３を介して取付けられる。

図４に示すように、ノズル４２は単一の電線３０を通過可能な挿通孔４２ａが中心軸に貫通して形成された筒体であって、その一部に外部から挿通孔４２ａに連通する切り欠き４２ｂが形成される。また、このノズル４２を支持する支持材４３には、ノズル４２に挿通された電線３０の移動を禁止可能なクランプ装置４４が設けられる。

このクランプ装置４４は、流体圧によりロッド４４ａを出没させるシリンダ４４であって、突出したロッド４４ａが切り欠き４２ｂに貫通するように本体４４ｂが支持材４３に取付けられる。このため、このクランプ装置４４では、実線で示す様に、ロッド４４ａを突出させることにより挿通孔４２ａを通過する電線３０にそのロッド４４ａを接触させて、電線３０の自由な移動を禁止し、一点鎖線で示す様に、ロッド４４ａを本体４４ｂに没入させることにより挿通孔４２ａを通過する電線３０からそのロッド４４ａを離間させて、電線３０の繰り出しが可能になるように構成される。

図１〜図３に示すように、この実施の形態における電線供給手段４１は、ノズル４２の近傍に設けられた架台４６と、この架台４６に設けられて電線３０が巻回されて貯線されたドラム４７と、そのドラム４７から巻解かれてノズル４２に向かう電線３０に所定のテンションを付与するテンション装置４８を備える。これらは、供給する電線３０の数に相応して設けられる。この実施の形態では、３本の電線３０を供給するために、ドラム４７及びテンション装置４８も、それに相応してそれぞれ３つ設けられる。

これらは同一構造であるので、その内の１つを代表して説明すると、図１に示すように、このテンション装置４８は、回動支点４８ｂの回りで回動可能に設けられたテンションバー４８ａと、テンションバー４８ａに取付けられた線材ガイド４８ｃと、テンションバー４８ａの回動角度に応じた弾性力を及ぼす弾性部材４８ｄと、テンションバー４８ａの回動角度を検出する検出手段としてのポテンショメータ４８ｅと、それが検出する回動角度が所定の角度となるように電線３０の繰り出し速度を制御する繰り出し速度制御手段４８ｆ（図２及び図３）とを備える。

図１〜図３に示すように、架台４６には複数の支柱４６ａが立設され、この支柱４６ａに繰り出し速度制御手段となるサーボモータ４８ｆとテンション装置４８が設けられる。電線３０が巻回されて貯線されたドラム４７はサーボモータ４８ｆの回転軸に同軸に取付けられ、サーボモータ４８ｆが駆動してその回転軸を回転させると、その回転軸と共にドラム４７も回転して、そこに貯線された電線３０を解きほぐして繰り出すように構成される。

図１に示す様に、ドラム４７から繰り出された電線３０はテンション装置４８における線材ガイド４８ｃに導かれた後にノズル４２に導かれてシート状物１１の正面に供給されるけれども、中間板３７には、線材ガイド４８ｃを通過した電線３０をノズル４２に導く案内プーリ４９が取付けられる。

このテンション装置４８において、電線３０の繰り出し速度は、テンションバー４８ａの回動角度が所定の角度となるように繰り出し速度制御手段であるサーボモータ４８ｆにより制御され、電線３０の繰り出し速度はその電線３０が上面に供給されるシート状物１１の移動速度とバランスし、電線３０にはテンションバー４８ａにより所定のテンションが加わった状態とされる。

図１及び図４に示す様に、そのシート状物１１に供給された電線３０を押さえるアンビル３１は、昇降手段を構成する上側流体圧シリンダ３８の出没ロッド３８ａに取付けられ、この上側流体圧シリンダ３８は、その出没ロッド３８ａを下方に向けてその本体３８ｂが中間板３７に取付けられる。

図７及び図８に示すように、アンビル３１には電線３０を落とし込む断面Ｖ字状の溝３１ａが形成される。この実施の形態では、３本の電線３０がノズル４２により供給される場合を例示するので、アンビル３１には、３列の断面Ｖ字状の溝３１ａが互いに平行に形成される。

このＶ字状の溝３１ａは、電線３０の外径に相応して形成され、図８に示す様に、上側流体圧シリンダ３８のロッド３８ａを下方に突出させた場合にアンビル３１により電線３０をシート状物１１に押さえ付けることになるけれども、この押さえた状態で全ての電線３０は対応する断面Ｖ字状の溝３１ａに収容されて接触し、シート状物１１に複数の電線３０を均等な力で押さえ付けるように構成される。

このように、昇降手段を構成する上側流体圧シリンダ３８は、そのロッド３８ａを下方に突出すると、そこに設けられたアンビル３１が下降してノズル４２から繰り出された電線３０に当接してシート状物１１の上面に押しつけるけれども、図７に示すように、そのロッド３８ａを本体３８ｂに没入させると、それと共にアンビル３１が上昇して電線３０から離間し、ノズル４２から繰り出された電線３０をシート状物１１の上面に繰り出し可能に構成される。

図１に示すように、この上側流体圧シリンダ３８及びノズル４２が設けられた中間板３７は回転モータ３６の回転軸３６ａに取付けられるので、回転モータ３６が駆動してその中間板３７及び上側流体圧シリンダ３８が水平面内において回転すると、そのアンビル３１もノズル４２と共に水平面内において回転可能に構成される。

そして、この回転モータ３６は上側伸縮アクチュエータ３３によりシート状物１１の幅方向に移動可能であるので、ノズル４２からの電線３０の供給方向をシート状物１１の幅方向に向け、そのノズル４２をその幅方向に移動させることにより、ノズル４２から供給される電線３０を、シート状物１１の長手方向のみならず、幅方向にも供給しうるように構成される（図１２）。

一方、シート状物１１の下方には、アンビル３１に対向するように超音波ホーン５１が設けられる。この実施の形態における超音波ホーン５１は、アンビル３１と共にシート状物１１及び電線３０を挟持し、超音波振動によりシート状物１１を電線３０に溶着させるものであり、３本の電線３０が供給されるこの実施の形態では、その３本の電線３０を一度に溶着可能な大きさのものが用いられる。

長尺状のシート状物１１を長手方向に移動させるシート移動手段２１を備えるこの実施の形態では、超音波ホーン５１をシート状物１１の幅方向に移動させかつ昇降させるホーン移動手段５２を備え、超音波ホーン５１をシート状物１１に接触させる必要から、この超音波ホーン５１が移動する範囲に水平板１３は設けられないものとする。

この実施の形態におけるホーン移動手段５２は、超音波ホーン５１をシート状物１１の幅方向に移動させる下側伸縮アクチュエータ５３と、超音波ホーン５１を昇降させる昇降手段としての下側流体圧シリンダ５４を備える。超音波ホーン５１をシート状物１１の幅方向に移動させる下側伸縮アクチュエータ５３は、アンビル３１を移動させる上側伸縮アクチュエータ３３と同一構造であって、その従動子５３ｃがシート状物１１の幅方向に移動可能に、そのハウジング５３ｄが水平板１３の下方においてシート状物１１の幅方向に延びて取付けられる。

従動子５３ｃはハウジング５３ｄの上方において移動可能に設けられ、この従動子５３ｃに昇降手段である下側流体圧シリンダ５４が出没ロッド５４ａを上方にした状態でその本体５４ｂが取付けられる。出没ロッド５４ａの上端には超音波ホーン５１を超音波振動させる振動子５６が取付けられ、この振動子５６に超音波ホーン５１が上方に突出して設けられる。

図８に示す様に、アンビル３１における回転移動手段３２の上側流体圧シリンダ３８のロッド３８ａを下方に突出させ、アンビル３１が電線３０をシート状物１１の上面に押しつけた状態で、図１に示すホーン移動手段５２を構成する下側流体圧シリンダ５４の出没ロッド５４ａを上方に突出させると、その上端に取付けられた超音波ホーン５１がシート状物１１の下面に当接し、そのシート状物１１及び電線３０がアンビル３１及び超音波ホーン５１により挟持可能に取付けられる。このため、図８に示す様に、この状態で超音波ホーン５１を超音波振動させることによりシート状物１１を電線３０に溶着可能に構成される。

そして、この実施の形態では、アンビル３１及び超音波ホーン５１をシート状物１１の幅方向にそれぞれ移動可能に構成されているので、アンビル３１及び超音波ホーン５１も幅方向に移動させることにより、電線３０をシート状物１１の幅方向にも溶着可能に構成される（図１１及び図１２）。

次に、このように構成された電線溶着装置の動作を説明する。

先ず、超音波溶着可能なシート状物１１を準備し、その一部又は全部が水平になるようにシート支持手段１２により支持させる。

この実施の形態では、図１に示す様に、シート支持手段１２における水平板１３の上面にシート状物１１の一部を載せ、その水平板１３の両側から突出するシート状物１１における両側をシート移動手段２１である可動ローラ２２，２３と挟持ローラ２４，２５によりそれぞれ挟み、その後その両端を一対の巻き取りローラ１４，１５にそれぞれ巻き付ける。このようにして、水平板１３の上面に長尺状のシート状物１１の一部を水平になるように支持させる。

一方、そのシート状物１１に溶着する電線３０にあっては、ドラム４７に巻回された状態で準備され、図２及び図３に示すように、その電線３０が貯線されたドラム４７を架台４６における繰り出し制御手段であるサーボモータ４８ｆの回転軸に取付ける。そして、図１に示す様に、そのドラム４７から電線３０を巻解いてテンション装置４８の線材ガイド４８ｃに配索した後に、案内プーリ４９を介してノズル４２にまで案内する。

図４に示すように、ノズル４２では電線３０をその挿通孔４２ａに通過させて、ノズル４２から突出した電線３０をアンビル３１のＶ字状溝３１ａにまで案内する。この状態で、クランプ装置４４におけるロッド４４ａを実線で示すように突出させ、挿通孔４２ａを通過する電線３０にそのロッド４４ａを接触させて、電線３０の自由な移動を禁止しておく。

この状態から、シート状物１１に電線３０を溶着する。そのために、シート移動手段２１は電線３０の溶着開始位置までシート状物１１を移動させ、シート状物１１の端部近傍に電線３０が載置されるようにする。

このシート状物１１の移動にあっては、シート移動手段２１により行われ、一対の駆動モータ２６，２７により一対の可動ローラ２２，２３を同期して同一方向に同一の速度で回転させることにより、それらに載置された長尺状のシート状物１１を長手方向に移動させる。この際、一対の巻き取りローラ１４，１５の内、シート状物１１の移動方向後方側の巻き取りローラ１４又は１５は、そのシート状物１１の移動に伴って、既に巻き取られているシート状物１１を巻解き、移動方向前方にある巻き取りローラ１４又は１５にあっては、その移動するシート状物１１を新たに巻き取るものとする。

シート状物１１の移動にあっては、図７に示すように、アンビル３１の回転移動手段３２における上側流体圧シリンダ３８のロッド３８ａを本体３８ｂに没入させて、アンビル３１を電線３０から離間させ、図１に示す超音波ホーン５１が取付けられた下側流体圧シリンダ５４にあっては、その出没ロッド５４ａを本体５４ｂに没入させて、超音波ホーン５１をシート状物１１の下面から離間させておく。このように、そのシート状物１１及び電線３０がアンビル３１及び超音波ホーン５１により挟持されていない状態においてシート状物１１を移動させる。

図５に示すように、電線３０の溶着開始位置までシート状物１１を移動させた後には、図８に示す様に、シート状物１１の端部近傍に位置した電線３０とそのシート状物１１を超音波ホーン５１とアンビル３１により挟持し、シート状物１１を電線３０に溶着させる。

具体的には、アンビル３１の回転移動手段３２における上側流体圧シリンダ３８のロッド３８ａを下方に突出させ、アンビル３１が電線３０をシート状物１１の上面に押しつけた状態で、超音波ホーン５１をシート状物１１の下面に当接させ、そのシート状物１１及び電線３０がアンビル３１及び超音波ホーン５１により挟持させる。この状態で超音波ホーン５１を超音波振動させる。

超音波ホーン５１からの超音波振動の伝達態様としては、縦振動、横振動等があるけれども、溶着対象の部材の形状、物性等に応じて適宜選択するものとする。超音波ホーン５１からシート状物１１に超音波振動を付与すると、付与された超音波振動に起因して摩擦又は圧縮等が生じて熱エネルギーが発生する。これにより、シート状物１１と電線３０の一部が熱エネルギーによって溶融し、両者が接合される。このようにして、シート状物１１を電線３０に溶着させる。

ここで、超音波溶着を行う場合、一般的に、超音波ホーン５１を押し当てた跡（以下、ホーン跡５７（図６）という）が部材に残る場合があり得る。けれども、本発明の電線溶着装置１０では、超音波ホーン５１をシート状物１１に当接させているため、ホーン跡５７は、電線３０が接触する上面ではなく、シート状物１１の下面に残ることになる。このため、本発明の電線溶着装置１０では、この超音波溶着工程時に電線３０が傷つくことを抑制することが可能となる。

また、アンビル３１により電線３０を押しつけると、電線３０の絶縁被覆３０ｂが変形することも考えられる。けれども、アンビル３１に形成された溝３１ａは、断面がＶ字状を成すものであって、電線３０の入り口が拡大する末広がりの溝３１ａとなっている。このため、その溝３１ａに電線３０を落とし込む際に、電線３０の絶縁被覆３０ｂが溝３１ａの角部に接触して損傷するような事態は回避される。

また、電線３０が溝３１ａに侵入した後には、電線３０の絶縁被覆３０ｂに接触するアンビル３１の表面積は拡大する。このため、そのアンビル３１により電線３０をシート状物１１に押しつけても、電線３０の絶縁被覆３０ｂが過度に変形することは回避されることになる。よって、電線３０の溶着に起因する電線３０の変形をも抑制することも可能となる。

電線３０の端部がシート状物１１に溶着された後には、テンション装置４８により電線３０にテンションが付与されていても、その電線３０がノズル４２から抜け出ることは無くなるので、クランプ装置４４におけるロッド４４ａを図４の一点鎖線で示す様に本体４４ｂに没入させてロッド４４ａを電線３０から離間させ、ノズル４２における挿通孔４２ａに挿通された電線３０の自由な移動を許容させる。

その後、再びシート状物１１を所定量移動させ、そのシート状物１１の移動と共にノズル４２から新たに繰り出された電線３０を再びシート状物１１に溶着させる。

即ち、図７に示す様に、アンビル３１の回転移動手段３２における上側流体圧シリンダ３８のロッド３８ａを本体３８ｂに没入させて、アンビル３１を電線３０から離間させるとともに、超音波ホーン５１をシート状物１１の下面から離間させる。このように、そのシート状物１１及び電線３０がアンビル３１及び超音波ホーン５１により挟持されていない状態にした後、図１に示す一対の駆動モータ２６，２７により一対の可動ローラ２２，２３を再び同期して同一方向に同一の速度で回転させて、長尺状のシート状物１１を長手方向に所定量移動させる。

このシート状物１１を図６の実線矢印で示す様に移動させると、端部がシート状物１１に溶着された電線３０は、その溶着された端部がノズル４２から遠ざかることになり、新たな電線３０がノズル４２からシート状物１１の上面に供給される。そして、シート状物１１を所定量移動させた後には、図８に示す様に、新たに繰り出された電線３０とそのシート状物１１を超音波ホーン５１とアンビル３１により再び挟持し、超音波ホーン５１を再び超音波振動させてシート状物１１をその電線３０に溶着させる。

このように、電線３０の端部をシート状物１１に溶着した後には、そのシート状物１１の所定量の移動と、ノズル４２から新たに繰り出された電線３０を再びシート状物１１に溶着させることを繰り返し、所望の長さ及び本数の電線３０を、電線３０の損傷を回避しつつ比較的長尺のシート状物１１に溶着させる。

ここで、シート状物１１の移動と溶着を繰り返し、シート状物１１の移動量が超音波溶着範囲となる超音波ホーン５１の外径を超えていると、図６に示すように、電線３０は、その長手方向に沿ってシート状物１１に溶着された部位と溶着されていない部位が交互に生じることから、電線３０はシート状物１１に断続的に超音波溶着されることになる。

このとき、１つの溶着箇所の範囲及びシート状物１１を移動させる所定量、即ち、隣り合う溶着箇所の間隔（ピッチＰ）等は、接合強度等に応じて適宜設定されることになる。また、シート状物１１を移動させる所定量を一定にして、電線３０の長手方向に沿ってその電線３０をシート状物１１に一定のピッチＰで断続的に超音波溶着してもよいけれども、シート状物１１を移動させる所定量に変化を生じさせて、溶着されるピッチＰが異なるようにしても良い。

所望の長さ及び本数の電線３０が所望のピッチＰでシート状物１１に溶着された後には、図４に示すクランプ装置４４におけるロッド４４ａを実線で示す様に本体４４ｂから突出させて、そのロッド４４ａをノズル４２における挿通孔４２ａに挿通された電線３０に当接させ、ノズル４２における電線３０の移動を禁止する。その状態で、ノズル４２とシート状物１１に溶着された部位の間の電線３０を切断し、その電線３０が溶着されたシート状物１１を図１に示すシート支持手段１２から取り外し、所望の長さ及び本数の電線３０が比較的長尺のシート状物１１に溶着された比較的長いワイヤハーネス９を得る。

図９に示す様に、このように電線３０がシート状物１１に断続的に超音波溶着されて得られたワイヤハーネス９は、その後、電線３０の端部に必要に応じてコネクタ８が取付けられ、その後に自動車組立ライン等に搬送される。そして、図示しないが、その自動車組立ラインにおいて、自動車の内張り材等の固定材に沿って配索され、シート状物１１を所要位置でその固定材に超音波溶着具で溶着固定することになる。

なお、図９では、超音波ホーン５１の外径を超えてシート状物１１を所定量（ピッチＰ ）移動させて、電線３０がシート状物１１に断続的に超音波溶着される場合を説明したけれども、図１０に示すように、シート状物１１の移動量（ピッチＰ）を超音波溶着範囲となる超音波ホーン５１の外径未満として、電線３０をシート状物１１に連続的に超音波溶着させるようにしても良い。

図１０に示す様に、電線３０をシート状物１１に連続的に超音波溶着させても、本発明の電線溶着装置１０では、超音波ホーン５１を電線３０ではなくシート状物１１に当接させているため、電線３０の損傷を回避しつつその電線３０をシート状物１１に溶着することが可能となる。

また、図９では、３本の電線３０が並列にシート状物１１の長手方向に真っ直ぐに延びて溶着された場合を示すけれども、図１に示すように、シート支持手段１２が一対の巻き取りローラ１６，１７を備えるので、３本の電線３０がシート状物１１に溶着された後に、そのシート状物１１を戻して、図１１に示す様に、既に溶着された電線３０に並べて、新たに電線３０をそのシート状物１１に溶着するようにしても良い。

また、図１に示すように、アンビル３１が設けられた上側流体圧シリンダ３８及びノズル４２が設けられた中間板３７は回転モータ３６の回転軸３６ａに取付けられるので、そのアンビル３１もノズル４２と共に水平面内において回転可能に構成される。

そして、この回転モータ３６は上側伸縮アクチュエータ３３（図１）によりシート状物１１の幅方向に移動可能であるので、ノズル４２からの電線３０の供給方向をシート状物１１の幅方向に向け、そのノズル４２をその幅方向に移動させることにより、ノズル４２から供給される電線３０をシート状物１１の幅方向にも供給可能である。

一方、超音波ホーン５１もシート状物１１の幅方向に移動可能に構成されているので、アンビル３１に対向する超音波ホーン５１を、アンビル３１に対向させた状態でシート状物１１の幅方向に移動させることにより、シート状物１１の幅方向に供給された電線３０をシート状物１１の幅方向に向けた状態で、そのシート状物１１に溶着させてもよい。

この時、そのアンビル３１がシート状物１１に平行な平面内において回転可能であるので、並列に供給される複数の電線３０をシート状物１１の長手方向や幅方向に並列のままに溶着することが可能となる。

具体的に、シート状物１１の長手方向に電線３０を溶着している場合、図１２に示す様に、アンビル３１を複数のノズル４２と共に徐々に回転させつつ、並列に供給される複数の電線３０をシート状物１１に並列のまま溶着することにより、複数の電線３０を並列のままその配索方向をシート状物１１の長手方向から幅方向に変更することができる。

そして、電線３０の配索方向がシート状物１１の幅方向に変更された後に、そのノズル４２をシート状物１１の幅方向に移動させることにより、ノズル４２から供給される電線３０はシート状物１１の幅方向に供給され、それとともに超音波ホーン５１をシート状物１１の幅方向に移動させつつ、並列に供給される複数の電線３０をシート状物１１に溶着することにより、複数の電線３０を並列のままシート状物１１の長手方向のみならず、幅方向にも溶着することが可能となる。この結果、電線３０の配索の自由度は向上することになる。

なお、上述した実施の形態では、単一の電線３０を挿通させるノズル４２が複数設けられる場合を説明したけれども、複数の電線３０が挿通された単一のノズル４２を用いるようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、図７及び図８に外径が近似する３本の電線３０を押さえるアンビル３１に同様の大きさの凹溝３１ａが形成される場合を示した。けれども、アンビル３１により電線３０をシート状物１１に押さえ付けた状態で、全ての電線３０は対応する断面Ｖ字状の溝３１ａに収容されて接触し、この凹溝３１ａはシート状物１１に複数の電線３０を均等な力で押さえ付けるものである。このため、図１３に示す様に、電線３０の外径が異なる様であれば、凹溝３１ａの大きさも異なる様にすることが好ましい。このように凹溝３１ａの大きさを異なる様にすることにより、この凹溝３１ａはシート状物１１に複数の電線３０を均等な力で押さえ付けることが可能となり、それら複数の電線３０をシート状物１１に同時かつ確実に溶着することが可能となる。

次の図１４〜図１６に、本発明の別の実施の形態を示す。この別の実施の形態において上述した実施の形態と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。

図１５及び図１６に示す様に、この別の実施の形態における電線溶着装置６０にあっても、シート支持手段６２を備える。この別の実施の形態におけるシート支持手段６２は、超音波溶着可能なシート状物１１の全部が水平になるように支持するものであって、そのシート状物１１の外周を支持する枠部材６４を備える。

図１７に示す様に、長方形状のシート状物１１の外周を支持する枠部材６４は、長方形状のシート状物１１の周囲が載置されるように、長尺の長平板６５ａをシート状物１１の外形に沿って長方形状に組み合わせ、その中央が開口された金属製の平板材６５と、その長方形状に組み立てられた平板材６５の周囲を補強する補強材６６と、平板材６５に載置されたシート状物１１の周囲４隅をその平板材６５と共に挟む押さえ具６７とを備える。

平板材６５は金属から成り、押さえ具６７は、その平板材６５と共にシート状物１１の周囲を挟む押さえ板６７ａを備え、その押さえ板６７ａにはマグネット６７ｂと把手６７ｃが設けられる。このように構成された押さえ具６７は、平板材６５にシート状物１１の縁が載置された状態で、そのシート状物１１の縁にその押さえ具６７を重ねるだけで、マグネット６７ｂの磁力によりシート状物１１の縁を平板材６５と共に押さえ板６７ａが挟むことになる。そして、把手６７ｃを把持した作業員が、マグネット６７ｂの平板材６５に吸引される力に抗して、押さえ具６７を平板材６５から引き離すことにより、枠部材６４からシート状物１１を取り外すことができるように構成される。

図１６に示すように、この別の実施の形態におけるシート支持手段６２は、シート状物１１の全部を水平になるように支持した枠部材６４が上面に載せられる水平板６３を備え、この別の実施の形態における電線溶着装置６０は、その水平板６３の上面に載せられた枠部材６４を水平方向に移動させるシート移動手段７１を備える。

このシート移動手段７１は、枠部材６４に周囲が挟持されたシート状物１１の水平な全部を、その枠部材６４と共に、水平に設けられたシート状物１１の長手方向と幅方向のいずれにも移動させる、即ち水平方向の全方向に移動させるものであって、図におけるシート移動手段７１はその枠部材６４をシート状物１１の幅方向に移動させる幅方向アクチュエータ７２と、その幅方向アクチュエータ７２を枠部材６４と共にシート状物１１の長手方向に移動させる長手方向アクチュエータ７３とを備える。

これらのアクチュエータ７２，７３は先の実施の形態における伸縮アクチュエータ３３と同一構造であって、枠部材６４を十分に移動可能な大きさの水平板６３の両側に、その水平板６３を両側から挟むように一対の長手方向アクチュエータ７３が設けられる。即ち、長手方向アクチュエータ７３のハウジング７３ｄが、シート状物１１の長手方向に平行に設けられ、サーボモータ７３ａによるボールネジ７３ｂの回転により長手方向に移動する従動子７３ｃに、幅方向アクチュエータ７２のハウジング７２ｄが架設される。

また、図１７に示す様に、幅方向アクチュエータ７２のサーボモータ７２ａによるボールネジ７２ｂの回転により移動する従動子７２ｃには、枠部材６４に係止する係止部材７４が設けられる。枠部材６４の長方形状に組み立てられた平板材６５の短辺を補強する補強材６６には係止板６８が設けられ、係止部材７４は、水平板６３に載せられた枠部材６４の係止板６８が取付けられて、係止するように構成される。

図１６に戻って、このシート移動手段７１では、幅方向アクチュエータ７２のサーボモータ７２ａを駆動して、そのボールネジ７２ｂを回転させることにより従動子７２ｃを移動させると、水平板６３に載せられた枠部材６４を、その枠部材６４に支持されたシート状物１１とともに、その幅方向に移動させ、一対の長手方向アクチュエータ７３のサーボモータ７３ａを同時に駆動して、そのボールネジ７３ｂを同期して回転させることにより従動子７３ｃを同一方向に同一の速度で移動させると、幅方向アクチュエータ７２と共に水平板６３に載せられた枠部材６４を、その枠部材６４に支持されたシート状物１１をその長手方向に移動させることになる。

図１４及び図１５に示す様に、本発明の電線溶着装置６０は、シート状物１１の上面に供給された電線３０を上方から押さえるアンビル８１を備える。この別の実施の形態におけるアンビル８１にあっては、このアンビル８１を水平面内において回転させかつ鉛直方向に昇降させる回転移動手段８２を介してシート状物１１の上方に設けられる。即ち、水平板６３の略中央には、この水平板６３を上方から覆うような鳥居部材８３が設けられ、水平板６３の略中央における上方の鳥居部材８３には支持板８４が水平方向に突出して設けられる。

図１８に示す様に、この支持板８４には、アンビル８１を水平面内において回転させる回転モータ８６がその回転軸８６ａを下方に突出させた状態で取付けられる。この支持板８４には鉛直回転棒材８７が鉛直軸を中心に回転可能であって、かつ鉛直方向に移動可能に設けられる。支持板８４には、この鉛直回転棒材８７を包囲するようなボス材８５が上方に向けて取付けられ、そのボス材８５の上端には水平部材８９が設けられる。図における水平部材８９は水平に設けられ、アンビル８１を鉛直方向に昇降させる昇降手段である流体圧シリンダ８８が設けられる。

即ち、流体圧シリンダ８８は流体の圧力により出没するロッド８８ａを下方に向けて、そのロッド８８ａが鉛直回転棒材８７と同軸になるようにその本体８８ｂが水平部材８９に取付けられる。ロッド８８ａの下端には、鉛直回転棒材８７の上端が回転可能に係止され、その鉛直回転棒材８７の支持板８４を貫通した下端に、枢支具９４を介してアンビル８１が取付けられる。

また、支持板８４には、鉛直回転棒材８７に回転不能であってかつ鉛直回転棒材８７の長手方向に移動可能なプーリ９１が設けられる。そして、回転モータ８６の回転軸８６ａにもプーリ９２が設けられ、回転モータ８６におけるプーリ９２と鉛直回転棒材８７に設けられたプーリ９１との間にはベルト９３が架設され、回転モータ８６が駆動してその回転軸８６ａがプーリ９２とともに回転すると、ベルト９３を介して鉛直回転棒材８７が、その下端に設けられたアンビル８１と共に水平面内において回転するように構成される。

図１４及び図１５に示す様に、この別の実施の形態における電線溶着装置６０にあっても、上述した実施の形態で説明した電線供給手段４１を備える。そして、アンビル８１は、鉛直回転棒材８７の下端に、枢支具９４を介して枢支され、その枢支具９４には電線供給手段４１により上方から繰り出される電線３０を転向させるプーリ状の線材ガイド１０２が更に枢支される。この線材ガイド１０２は必要とする電線３０の本数に相応して設けられる。

図１８に示す様に、この線材ガイド１０２及びアンビル８１を支持する枢支具９４には、線材ガイド１０２により転向してアンビル８１を通過した電線３０を挟持するクランプ装置１０４及びカッタ装置１０６が流体圧シリンダ９６，９７を介して設けられる。アンビル８１を挟んだ線材ガイド１０２の反対側における枢支具９４には、可動片９６ａを鉛直方向にした鉛直方向流体圧シリンダ９６の本体部９６ｂが設けられ、その鉛直方向流体圧シリンダ９６の可動片９６ａには、アンビル８１を通過した電線３０に直交する水平方向に可動片９７ａを移動可能にした水平方向流体圧シリンダ９７の本体部９７ｂが設けられる。

更に図１９に示す様に、水平方向流体圧シリンダ９７の可動片９７ａには、取付片９８が鉛直方向に延びて取付けられ、この取付片９８にクランプ装置１０４及びカッタ装置１０６が設けられる。

このクランプ装置１０４は、流体圧によりロッド１０４ａを出没させる流体圧シリンダ１０４であってアンビル８１を通過した電線３０が載置される挟持具１０５ａが取付片９８に取付けられ、その挟持具１０５ａと共に電線３０を挟む挟持片１０５ｂが流体圧シリンダ１０４のロッド１０４ａに取付けられる。そして、流体圧シリンダ１０４は、ロッド１０４ａを突出させると、そのロッド１０４ａと共に移動する挟持片１０５ｂが挟持具１０５と共に電線３０を挟持するように、その本体１０４ｂが取付片９８に取付けられる。

このため、このクランプ装置１０４では、実線矢印で示す様に、ロッド１０４ａを突出させることによりアンビル８１を通過した電線３０を挟持して、電線３０の自由な移動を禁止し、破線矢印で示す様に、ロッド１０４ａを本体１０４ｂに没入させることにより電線３０の挟持を解消させて、電線３０の繰り出しが可能になるように構成される。

一方、カッタ装置１０６は、クランプ装置１０４を通過した電線３０をクランプ装置１０４の近傍において切断するものであって、このカッタ装置１０６にあっても、流体圧によりロッド１０６ａを出没させる流体圧シリンダ１０６である。具体的に、クランプ装置１０４を通過した電線３０が載置される固定カッタ刃１０７ａが取付片９８に取付けられ、流体圧シリンダ１０６のロッド１０６ａには可動カッタ刃１０７ｂが取付けられる。

このため、そのロッド１０６ａを可動カッタ刃１０７ｂと共に突出させると、可動カッタ刃１０７ｂの刃先が固定カッタ刃１０７ａの刃先に当接して、その間に存在する電線３０を切断するように、その本体１０６ｂが取付片９８に取付けられる。このため、このカッタ装置１０６では、実線矢印で示す様に、ロッド１０６ａを突出させることによりクランプ装置１０４を通過した電線３０を切断するように構成される。

図１８に示す様に、枢支具９４に枢支されたアンビル８１は、上方より供給されて線材ガイド１０２により転向した電線３０をシート状物１１に押しつけつつそのシート状物１１の上面において転動可能なローラであって、図２２に示すように、このローラ状のアンビル８１には、その周囲に電線３０を落とし込む断面Ｕ字状の溝８１ａが形成される。この実施の形態では、３本の電線３０が線材ガイド１０２により転向して供給される場合を例示するので、アンビル８１には、３列の断面Ｕ字状の溝８１ａが互いに平行に形成される。

図１８に戻って、昇降手段を構成する流体圧シリンダ８８は、そのロッド８８ａを下方に突出すると、鉛直回転棒材８７が下降し、その下端に枢支具９４を介して設けられたアンビル８１も下降させるように構成される。このため、アンビル８１の下方にシート状物１１が存在すると、線材ガイド１０２により転向してアンビル８１に掛け回された電線３０をシート状物１１の上面に押しつけるように構成される。

そして、図２１に示す様に、アンビル８１のＵ字状の溝８１ａは、電線３０の外径に相応して形成され、アンビル８１により電線３０をシート状物１１に押さえ付けた状態で全ての電線３０は対応する断面Ｕ字状の溝８１ａに収容されて接触し、シート状物１１に複数の電線３０を均等な力で押さえ付けるように構成される。

一方、昇降手段を構成する流体圧シリンダ８８は、そのロッド８８ａを本体８８ｂに没入させると、鉛直回転棒材８７と共にアンビル８１も上昇してシート状物１１から離間するように構成される。

図１４に戻って、電線供給手段４１は電線３０を上方からアンビル８１に供給するように構成され、アンビル８１の上方にあって流体圧シリンダ８８が設けられた水平部材８９には、アンビル８１に供給される電線３０を線材ガイド１０２に案内する案内部材１０８と、案内部材１０８をアンビル８１の水平面内における回転と同期して回転させる案内部材回転手段１０９とが更に設けられる。

図１８及び図２０に示す様に、案内部材１０８は、通過孔１０８ａが先端に形成された平板であって、その基端が水平部材８９に枢支される。この案内部材１０８を回転させる案内部材回転手段１０９は電動モータであって、その電動モータ１０９は、その回転軸１０９ａが案内部材１０８の枢支点と同軸になるように水平部材８９に取付けられ、その回転軸１０９ａは案内部材１０８の基端に同軸に取付けられる（図１８）。

図１８及び図２１に示す様に、電線３０をシート状物１１の上面に押しつけるアンビル８１が設けられた枢支具９４は回転モータ８６が駆動すると水平面内において回転可能に構成されているので、図２１に示す様に、アンビル８１の転動方向をシート状物１１の幅方向に向けた場合、電動モータ１０９を駆動させて案内部材１０８も同方向に回転させることにより、案内部材１０８の通過孔１０８ａが移動し、上方から繰り出されてその通過孔１０８ａを通過する電線３０を線材ガイド１０２に導くように構成される。

すると、線材ガイド１０２からの電線３０の供給方向もシート状物１１の幅方向に向くことになり、その状態でシート状物１１をその幅方向に移動させることにより、線材ガイド１０２から供給される電線３０を、シート状物１１の長手方向のみならず、幅方向にも供給しうるように構成される（図２４）。

即ち、図２０の一点鎖線及び二点鎖線で示すように、案内部材回転手段１０９は、アンビル８１の水平面内における回転と同期して案内部材１０８を同方向に回転させることにより、上方から繰り出される電線３０を、アンビル８１と共に回転する線材ガイド１０２に支障なく速やかに案内するように構成される。

図１４及び図１５に示す様に、アンビル８１の下方には、そのアンビル８１に対向するように超音波ホーン１１１が設けられる。この実施の形態における超音波ホーン１１１は、アンビル８１と共にシート状物１１及び電線３０を挟持し（図１８及び図２１）、超音波振動によりシート状物１１を電線３０に溶着させるものであり、３本の電線３０が供給されるこの実施の形態では、その３本の電線３０を一度に溶着可能な大きさのものが用いられる。

この別の実施の形態では、アンビル８１の下方の水平板６３に超音波ホーン１１１の外径より僅かに大きな孔６３ａが形成され、超音波ホーン１１１の上端がこの孔６３ａを介して昇降可能に構成される。即ち、この別の実施の形態における電線溶着装置６０は、超音波ホーン１１１を昇降させる昇降手段としての下側流体圧シリンダ１１２を備える。この下側流体圧シリンダ１１２は、その出没ロッド１１２ａを上方にした状態で孔６３ａの下方に本体１１２ｂが取付けられる。出没ロッド１１２ａの上端には超音波ホーン１１１を超音波振動させる振動子１１０が取付けられ、この振動子１１０に超音波ホーン１１１が上方に突出して設けられる。

図１８及び図２１に示す様に、アンビル８１が電線３０をシート状物１１の上面に押しつけた状態で、図１４に示す下側流体圧シリンダ１１２の出没ロッド１１２ａを上方に突出させると、その上端に取付けられた超音波ホーン１１１がシート状物１１の下面に当接し、そのシート状物１１及び電線３０がアンビル８１及び超音波ホーン１１１により挟持可能に取付けられる。このため、超音波ホーン１１１の上端縁はシート状物１１の下面に密着可能であって、かつそのシート状物１１が摺動可能なように平らに形成される。そして、シート状物１１及び電線３０がアンビル８１及び超音波ホーン１１１により挟持された状態で、超音波ホーン１１１を超音波振動させることによりシート状物１１を電線３０に溶着可能に構成される。

一方、下側流体圧シリンダ１１２の出没ロッド１１２ａを本体１１２ｂに没入させると、その上端に取付けられた超音波ホーン１１１が下降して、その上縁が水平板６３の上面と面一になるように構成される。このため、超音波ホーン１１１を下降させると、水平板６３の上面に搭載された枠部材６４（図１６）と超音波ホーン１１１が干渉することは防止され、これにより水平板６３の上面に搭載された枠部材６４（図１６）の水平方向の移動が可能になるように構成される。

次に、このように構成された別の実施の形態における電線溶着装置の動作を説明する。

先ず、超音波溶着可能なシート状物１１を準備し、その一部又は全部が水平になるようにシート支持手段６２により支持させる。図１６に示す様に、この別の実施の形態では、シート支持手段６２が枠部材６４を備えるので、必要な大きさのシート状物１１を支持可能な枠部材６４が準備され、この枠部材６４にシート状物１１を支持させる。このシート状物１１の支持にあっては、枠部材６４における平板材６５にシート状物１１の縁を載置し、その状態で、そのシート状物１１の縁に押さえ具６７を重ねることにより行われる。

シート状物１１を枠部材６４に支持させた後には、その枠部材６４を水平板６３上に搭載させ、これにより、シート状物１１の全部が水平になるように支持させる。そして、枠部材６４に設けられた係止板６８を、シート移動手段７１における係止部材７４に係止させて、シート移動手段７１により枠部材６４を水平面内において移動可能にさせておく。

一方、図１４に示す様に、そのシート状物１１に溶着する電線３０にあっては、貯線されたドラム４７から巻解いてテンション装置４８の線材ガイド４８ｃに配索した後に、案内部材１０８の孔１０８ａを通過させた後に線材ガイド１０２にまで案内する。線材ガイド１０２では電線３０を転向させてアンビル８１のＵ字状溝８１ａ（図２１）にまで案内し、その後クランプ装置１０４により、アンビル８１を通過した電線３０を挟持して、電線３０の自由な移動を禁止しておく。

この状態から、シート状物１１に電線３０を溶着するために、シート移動手段７１は電線３０の溶着開始位置までシート状物１１を移動させ、図２２に示す様に、シート状物１１の端部近傍に電線３０が載置されるようにする。即ち、シート移動手段７１（図１６）は、水平板６３に載せられた枠部材６４をシート状物１１とともに移動させ、枠部材６４に支持されたシート状物１１の端部近傍に電線３０が載置されるようにする。

シート状物１１の移動にあっては、図１８に示す流体圧シリンダ８８は、そのロッド８８ａを本体８８ｂに没入させてアンビル８１をシート状物１１から離間させ、図１４に示す超音波ホーン１１１が取付けられた下側流体圧シリンダ１１２にあっては、その出没ロッド１１２ａを本体１１２ｂに没入させて、超音波ホーン１１１をシート状物１１の下面から離間させておく。このように、そのシート状物１１及び電線３０がアンビル８１及び超音波ホーン１１１により挟持されていない状態においてシート状物１１を移動させる。

電線３０の溶着開始位置までシート状物１１を移動させた後には、図１８に示す様に、シート状物１１の端部近傍に位置した電線３０とそのシート状物１１を超音波ホーン１１１とアンビル８１により挟持させる。

具体的には、図１８に示す流体圧シリンダ８８のロッド８８ａを下方に突出させ、アンビル８１が電線３０をシート状物１１の上面に押しつけた状態で、図１４に示す下側流体圧シリンダ１１２にあっては、その出没ロッド１１２ａを上方に突出させて、超音波ホーン１１１をシート状物１１の下面に当接させる。このようにして、そのシート状物１１及び電線３０をアンビル８１及び超音波ホーン１１１により挟持させる。この状態で超音波ホーン１１１を超音波振動させ、シート状物１１を電線３０に溶着させる。

溶着開始位置となる電線３０の端部がシート状物１１に溶着された後には、クランプ装置１０４における電線３０の挟持を解除し、流体圧シリンダ９６，９７（図１８）により、そのクランプ装置１０４をカッタ装置１０６とともに電線の３０の繰り出し位置から離間する待避位置まで移動させる。

その後、超音波ホーン１１１を超音波振動させた状態でシート状物１１を移動させ、そのシート状物１１の移動と共に線材ガイド１０２から新たに繰り出されて、そのシート状物１１の上を転動するローラ状のアンビル８１と超音波ホーン１１１により次々に挟持される電線３０を、そのシート状物１１の上面に順次溶着して、図２３に示す様に、その電線３０をシート状物１１の移動方向に連続的に溶着させる。

この時、そのシート状物１１は、超音波ホーン１１１の上端縁の上を摺動し、そのシート状物１１にローラ状のアンビル８１が転動してシート状物１１の上に繰り出された電線３０は、そのアンビル８１と超音波ホーンが挟持した段階で、シート状物１１に順次溶着されることになる。

このように、本発明の別の実施の形態における電線溶着装置６０では、電線３０をシート状物１１に連続的に溶着するけれども、超音波ホーン１１１をシート状物１１に下方から当接させているため、ホーン跡５７がシート状物１１の下面に生じることになっても、シート状物１１の上面にアンビル８１が転動するので、その上面に溶着された電線３０にアンビル８１の摺動痕のような傷がつくようなことはない。

また、アンビル８１に形成された溝８１ａは、断面がＵ字状を成すものであるので、電線３０の絶縁被覆３０ｂ（図７）に接触するアンビル８１の表面積は拡大する。このため、そのアンビル８１により電線３０をシート状物１１に押しつけても、電線３０の絶縁被覆３０ｂが過度に変形することは回避されることになる。よって、電線３０の溶着に起因する電線３０の変形をも抑制することも可能となる。

また、アンビル８１が設けられた枢支具９４は図１８に示す回転モータ８６により水平面内において回転可能であり、図１６に示すシート移動手段７１は、シート状物１１を支持する枠部材６４を長手方向のみならず幅方向にも移動可能であるので、図２１に示す様に、ローラ状のアンビル８１の転動方向をシート状物１１の幅方向に向け、そのシート状物１１をその幅方向に移動させることにより、図２４に示す様に、線材ガイド１０２から供給されてアンビル８１が転動して超音波ホーン１１１と共に挟持する電線３０をシート状物１１の幅方向にも連続的に溶着可能である。

この時、そのアンビル８１には、並列に供給される複数の電線３０を落とし込む複数列の凹溝８１ａが形成されているので、シート状物１１の長手方向や幅方向に並列のままに溶着することが可能となる。

具体的に、シート状物１１の長手方向に電線３０を溶着した後、アンビル８１を線材ガイド１０２と共に徐々に回転させ、並列に供給される複数の電線３０をシート状物１１に並列のまま溶着することにより、複数の電線３０を並列のままその配索方向をシート状物１１の長手方向から幅方向に変更することができる。

また、アンビル８１を昇降させる流体圧シリンダ８８を備えたので、シート状物１１の幅方向に連続溶着している電線３０が、先にシート状物１１の長手方向に連続溶着された別の電線３０を跨ぐような場合であっても、その別の電線３０を跨ぐ際に、アンビル８１を一旦上昇させて、シート状物１１の上面からそのアンビル８１を浮かすことにより、そのアンビル８１が、先にシート状物１１の長手方向に連続溶着された別の電線３０の上を交差するように転動することを防止することができる。

そして、先にシート状物１１の長手方向に連続溶着された別の電線３０をアンビル８１が超えた段階で、アンビル８１を再び下降させてシート状物１１の上を転動させることにより、先にシート状物１１の長手方向に連続溶着された別の電線３０に、アンビル８１の転動に起因する損傷を生じさせることなく、それに交差させて、新たに電線３０をシート状物１１の幅方向に連続溶着させることもできる。

また、回転モータ８６によるアンビル８１が設けられた枢支具９４の水平面内における回転範囲は特に制限が無いので、図２５に示すように、シート状物１１の長手方向に電線３０を溶着した後、枢支具９４を水平面内において１８０度回転させて、複数の電線３０の配索方向をシート状物１１の長手方向から幅方向に変更し、更に、その配索方向をシート状物１１の長手方向に戻すようにすれば、複数の線材３０を並列のままシート状物１１にＵ字状に溶着することもできる。

そして、案内部材回転手段１０９は、アンビル８１の水平面内における回転と同期して案内部材１０８を同方向に回転させるので、アンビル８１と共に線材ガイド１０２が例え１８０度回転しても、上方から繰り出される電線３０を案内部材１０８が線材ガイド１０２に支障なく速やかに案内するので、線材３０をシート状物１１にＵ字状に溶着することに支障を生じさせることはない。この結果、電線３０の配索の自由度は更に向上することになる。

所望の長さ及び本数の電線３０を所望の方向でシート状物１１に溶着した後には、図１８に示すクランプ装置１０４により、ローラ状のアンビル８１からシート状物１１に延びる電線３０を挟持し、新たな電線３０の供給を防止する。その状態で、カッタ装置１０６によりクランプ装置１０４とシート状物１１に溶着された部位の間の電線３０を切断し、その電線３０が溶着されたシート状物１１と共に、枠部材６４をシート移動手段７１から取り外す。そして、更にシート支持手段６２である枠部材６４からシート状物１１を取り外すことにより、所望の長さ及び本数の電線３０がシート状物１１に溶着されたワイヤハーネスを得る。

アンビル８１からシート状物１１に延びる電線３０はクランプ装置１０４により挟持されているので、シート状物１１が支持された別の枠部材６４をシート移動手段７１に取付けることにより、直ちに次の電線３０のシート状物１１への溶着作業を開始することができる。

そして、図示しないが、電線３０がシート状物１１に連続的に超音波溶着されて得られたワイヤハーネスは、上述した実施の形態と同様に、その後、電線３０の端部に必要に応じてコネクタが取付けられ、その後に自動車組立ライン等に搬送される。そして、その組立ラインにおいて、例えば、自動車の内張り材等の固定材に沿って配索され、シート状物１１を所要位置でその固定材に超音波溶着具で溶着固定されることになる。

なお、上述した実施の形態では、図１及び図１４に示す様に、アンビル３１，８１を昇降させる昇降手段が流体圧シリンダ３８，８８である場合を説明した。けれども、その昇降手段３８，８８は、アンビル３１，８１を昇降させ得る限り、流体圧シリンダに限定されるものではない。例えば、超音波溶着時における加重を受けるのが困難な場合には、カム機構を用いてアンビル３１，８１を昇降させるようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、３本の電線３０が供給される場合を示して説明したけれども、電線３０の本数はこれに限らず、１本であっても良く、２本であっても良い。また４本以上であっても良い。

１０，６０ 電線溶着装置
１１ シート状物
１２，６２ シート支持手段
２１，７１ シート移動手段
３０ 電線
３１，８１ アンビル
３１ａ，８１ａ 溝
３３ アンビル移動手段
３６，８６ アンビル回転手段
４１ 電線供給手段
５１，１１１ 超音波ホーン
５２ ホーン移動手段
１０８ 案内部材
１０９ 案内部材回転手段

Claims (7)

1. 超音波溶着可能なシート状物(11)をその一部又は全部が水平になるように支持するシート支持手段(12,62)と、
   前記シート状物(11)の上面に電線(30)を供給する電線供給手段(41)と、
   前記シート状物(11)の上面に供給された前記電線(30)を上方から押さえるアンビル(31,81)と、
   前記シート状物(11)の下面に前記アンビル(31,81)に対向するように設けられ前記アンビル(31,81)と共に前記シート状物(11)及び前記電線(30)を挟持可能に構成された超音波ホーン(51,111)と
   を備えた電線溶着装置。
2. シート状物(11)の水平な一部又は全部を水平方向に移動させるシート移動手段(21,71)を更に備えた請求項１記載の電線溶着装置。
3. シート移動手段(21)がシート状物(11)の水平な一部又は全部を一方向に移動させるように構成され、
   前記シート状物(11)の移動方向に直交する方向にアンビル(31)を移動させるアンビル移動手段(33)と、前記シート状物(11)の移動方向に直交する方向に超音波ホーン(51)を移動させるホーン移動手段(52)を更に備えた請求項２記載の電線溶着装置。
4. アンビル(31,81)を水平面内において回転させるアンビル回転手段(36,86)を備えた請求項２又は３記載の電線溶着装置。
5. 電線供給手段(41)が電線を上方からアンビル(81)に供給するように構成され、前記アンビル(81)の上方に設けられ前記アンビル(81)に供給される電線を案内する案内部材(108)と、前記案内部材(108)を前記アンビル(81)の回転と同期して水平面内において回転させる案内部材回転手段(109)とを更に備えた請求項４記載の電線溶着装置。
6. アンビル(81)が電線(30)をシート状物(11)に押しつけつつ前記シート状物(11)の上面において転動可能なローラから成る請求項４又は５記載の電線溶着装置。
7. アンビル(31,81)に電線(30)を落とし込む溝(31a,81a)が形成された請求項４ないし６いずれか１項に記載の電線溶着装置。

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