JP3875662B2

JP3875662B2 - シールド電線のシールド処理構造

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Publication number: JP3875662B2
Application number: JP2003273313A
Authority: JP
Inventors: 晃三田; 哲郎井出
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2023-07-11
Also published as: CN1577982A; CN1298081C; US20050056452A1; US6984787B2; JP2005032675A

Description

本発明は、シールド電線及びアース線を２つの樹脂部材を用いて超音波溶着することによって形成されるシールド電線のシールド処理構造に関する。

従来の超音波溶着によるシールド処理構造として、特許文献１に開示されたものがある。このシールド処理構造は、図７（ａ），（ｂ）に示す２つの樹脂部材５０，５１を使用して形成される。各樹脂部材５０，５１は、その接合面５０ａ,５１ａに円弧状のシールド電線収容溝５０ｂ，５１ｂが形成されていると共に、樹脂流入凹部５０ｃ，５１ｃがそれぞれ形成されている。シールド電線収容溝５０ｂ，５１ｂと樹脂流入凹部５０ｃ，５１ｃとの間には、先端面がフラットなアース線保持突起部５０ｄ，５１ｄがそれぞれ設けられている。

次に、シールド処理手順を説明する。芯線５２ａの外周が編組線（シールド被覆部材）５２ｃで覆われたシールド電線５２の上位置にアース線５３を交差させて載置し、アース線５３を載置したシールド電線５２の個所を２つの樹脂部材５０，５１で挟み、この上下２つの樹脂部材５０，５１間を圧縮しつつ超音波ホーンで超音波振動を加える。

上記超音波ホーンで超音波振動を加えると、超音波加振時の振動エネルギーによって各樹脂部材５０，５１、シールド電線５２の絶縁外皮５２ｄ、アース線５３の絶縁外皮５３ｂが溶融し、アース線５３の芯線５３ａとシールド電線５２の編組線５２ｃが接触状態にされる。超音波加振を終了して溶融個所が固化すると、２つの樹脂部材５０，５１が一体化してシールド電線５２とアース線５３が接合される。
特開２００１−６７６７号公報

しかしながら、前記超音波溶着をするに際して２つの樹脂部材５０，５１でシールド電線５２とアース線５３を挟み込んだ状態では、シールド電線５２が各樹脂部材５０，５１のシールド電線収容溝５０ｂ，５１ｂ内に収容されているのに対し、アース線５３が各樹脂部材５０，５１のアース線保持突起部５０ｄ，５１ｄ間に圧接され、この状態で超音波加振を受ける。従って、超音波加振時の熱によってアース線５３の絶縁外皮５３ｂが溶融すると、絶縁外皮５３ｂによる拘束が解除された芯線５３ａは、フラットなアース線保持突起部５０ｄ，５１ｄ上を超音波振動によって自由に移動可能になる。そのため、芯線５３ａがアース線保持突起部５０ｄ，５１ｄより外れ、図１１及び図１２に示すようにバラけた状態になり易い。このように芯線５３ａがバラけると、シールド電線５２とアース線５３との電線保持力が低下した。また、芯線５３ａと編組線５２ｃの良好な接触状態が形成されずに電気的接続性能が低下した。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、芯線がアース線保持突起部より外れることに起因する不具合を防止して、シールド電線とアース線間の電線保持力と電気的接続性能を共に向上させることができるシールド電線のシールド処理構造を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、芯線の外周をシールド被覆部材で覆ったシールド電線と前記シールド電線に交差して配置されるアース線とを２つの樹脂部材で挟み、これら各樹脂部材間に圧縮力を作用させつつ超音波加振して樹脂部分を溶融させて前記シールド電線の前記シールド被覆部材と前記アース線の芯線との接触部分が形成されたシールド電線のシールド処理構造であって、前記各樹脂部材の接合面に、前記シールド電線を収容するシールド電線収容溝と前記アース線を収容するアース線収容溝とがそれぞれ設けられると共に、該シールド電線収容溝の近傍で、且つ、前記アース線収容溝に突出するアース線保持突起部がそれぞれ設けられ、これら各アース線保持突起部は、前記２つの樹脂部材で前記シールド電線と前記アース線を挟み込んだ状態において、該各アース線保持突起部の先端面同士が中央部より両側の端部で近接するように設定された前記先端面の端部を備え、前記アース線と前記シールド電線が密着した状態で前記アース線の芯線における前記シールド電線に沿う屈曲部分の近傍に位置する部分（シールド電線の近傍に位置する部分）は、前記超音波加振による前記アース線の絶縁外皮が溶融する過程において、前記各アース線保持突起部の先端面の中央部において移動が許容されると共に、該各アース線保持突起部の先端面の端部に当接することを特徴とする。

このシールド電線のシールド処理構造では、超音波溶着をするに際して２つの樹脂部材でシールド電線とアース線を挟み込んだ状態では、アース線が各樹脂部材のアース線保持突起部間に圧接され、超音波加振を受けてアース線の絶縁外皮及びアース線保持突起部が溶融することになるが、この溶融過程にあって、双方のアース線保持突起部の先端面同士は、その両方の端部が中央部より早く当接してアース線の芯線の移動を規制するため、芯線が振動によってアース線保持突起部の外側に分散するのが阻止される。

請求項２の発明は、請求項１記載のシールド電線のシールド処理構造であって、前記各アース線保持突起部の先端面は、その両側の端部が共に中央部より高く設定されたことを特徴とする。

このシールド電線のシールド処理構造では、請求項１の発明と同様の作用が得られる。

請求項３の発明は、請求項１記載のシールド電線のシールド処理構造であって、前記各アース線保持突起部の先端面は、互いに異なる一方の端部が中央部より高く設定されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３記載のシールド電線のシールド処理構造であって、前記各アース線保持突起部は、前記シールド電線用収容溝の両側に設けられたことを特徴とする。

このシールド電線のシールド処理構造では、請求項１〜請求項３の発明の作用に加え、アース線の芯線はシールド電線の両側の位置で分散が阻止される。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、２つの樹脂部材の接合面に、シールド電線を収容するシールド電線収容溝とアース線を収容するアース線収容溝とがそれぞれ設けられると共に、シールド電線収容溝の近傍で、且つ、アース線収容溝に突出するアース線保持突起部がそれぞれ設けられ、これら各アース線保持突起部の先端面同士が中央部より両側の端部で近接するように設定されたので、超音波溶着をするに際して２つの樹脂部材でシールド電線とアース線を挟み込んだ状態では、アース線が各樹脂部材のアース線保持突起部間に圧設し、超音波加振を受けてアース線の絶縁外皮及びアース線保持突起部が溶融することになるが、この溶融過程にあって、双方のアース線保持突起部の先端面同士は、その両方の端部が中央部より早く当接してアース線の芯線の移動を規制することができる。このため、芯線が振動によってアース線保持突起部の外側に分散するのを阻止することができる。従って、芯線がアース線保持突起部より外れることなく集束状態でシールド電線のシールド被覆部材に接触されるため、シールド電線とアース線間の電線保持力と電気的接続性能を共に向上させることができる。

請求項２の発明によれば、各アース線保持突起部の先端面は、その両側の端部が共に中央部より高く設定されたので、請求項１の発明と同様の効果が得られる。

請求項３の発明によれば、各アース線保持突起部の先端面は、互いに異なる一方の端部が中央部より高く設定されたので、請求項１の発明と同様の効果が得られる。

請求項４の発明によれば、アース線保持突起部は、シールド電線用収容溝の両側に設けられたので、アース線の芯線はシールド電線の両側の位置で分散を阻止される。このため、シールド電線とアース線間の電線保持力と電気的接続性能が更に向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の第１実施形態を示し、図１はシールド処理方法を説明する分解斜視図、図２は樹脂部材の斜視図、図３は超音波溶着部分の断面図、図４はアース線の芯線が分散されずに集束している状態を示す斜視図、図５は双方のアース線保持突起部によってアース線の芯線が分散されずに集束された状態を示す側面図である。

図１に示すように、シールド電線１は、撚り合わされた２本の芯線１ａ，１ａと、この各芯線１ａ，１ａの外周をそれぞれ覆う樹脂材の絶縁内皮１ｂ，１ｂと、これら絶縁内皮１ｂ，１ｂの外周を覆うシールド被覆部材である編組線１ｃと、この編組線１ｃの外周を覆う樹脂材の絶縁外皮１ｄとから構成されている。

アース線２は、芯線２ａと、この芯線２ａの外周を覆う樹脂材の絶縁外皮２ｂとから構成されている。

図１及び図２に示すように、一対の樹脂部材３，３は同一部品であり、各接合面３ａ，３ａにはシールド電線１及びアース線２を収容する円弧状のシールド電線収容溝１５及びアース線収容溝１６がそれぞれ形成されている。シールド電線収容溝１５とアース線収容溝１６は、互いに直交する方向に配置されている。各接合面３ａ，３ａには、シールド電線収容溝１５の両側の近傍位置で、且つ、アース線収容溝１６に突出するアース線保持突起部１７がそれぞれ設けられている。各アース線保持突起部１７の先端面は、その両側の端部１７ａが中央部１７ｂより高く設定されている。両側の各端部１７ａ，１７ａは、内側から外側に向かって徐々に高くなる傾斜面に形成されている。この構成によって、双方のアース線保持突起部１７，１７の先端面同士は、中央部１７ｂより両側の端部１７ａで近接するように設定されている。

また、各接合面３ａ，３ａには、アース線保持突起部１７の外側位置を包囲するように環状の樹脂流入凹部１８が形成されている。この樹脂流入凹部１８は、アース線保持突起部１７等より溶融した樹脂が流れ込むためのものであり、これによって溶融樹脂が上下一対の樹脂部材３，３の外側に流出するのを阻止するようになっている。

樹脂流入凹部１８より外側の対角線上の４箇所位置には外縁面１９がそれぞれ形成されている。一方の対角線上の各外縁面１９には突起部２０が、他方の対角線上の各外縁面１９には穴２１がそれぞれ設けられている。つまり、上下一対の樹脂部材３，３は、互いの接合面３ａ，３ａ同士を突き合わせると、双方の樹脂部材３，３の各突起部２０が各穴２１にそれぞれ挿入されることによって組み付けられるようになっている。

図２に示すように、穴２１の底面より奥には樹脂流入溝（いずれも図示せず）が形成されている。この樹脂流入溝は突起部２０等から溶融した樹脂が流れ込むためのものであり、これによって溶融樹脂が上下一対の樹脂部材３，３の外側に流出するのを阻止するようになっている。さらに、穴２１の底面は傾斜面として形成され、突起部２０の先端面が穴２１の底面に当接する際には線接触で接触するようになっている。

また、超音波加振するに際して、上下一対の樹脂部材３，３でシールド電線１とアース線２を挟み込んだ状態では、図３に示すように、双方のシールド電線収容溝１５，１５及びアース線収容溝１６，１６の各面がシールド電線１及びアース線２に密着状態になると共に、突起部２０の先端面と穴２１の底面の間とが共に密着状態になるように設定されている。

図１に示すように、超音波ホーン４は、下側支持台５と、この真上に配置され、超音波振動を発生する超音波ホーン本体６とから構成されている。下側支持台５及び超音波ホーン本体６は、共に別個に上下方向に移動自在に設けられている。下側支持台５の上面には樹脂部材３がセットされ、このセットされた樹脂部材３はその接合面３ａを上方として保持されるようになっている。また、超音波ホーン本体６の下面には樹脂部材３がセットされ、このセットされた樹脂部材３はその接合面３ａを上方として保持されるようになっている。

シールド処理用治具７は、上下方向に貫通された樹脂設置用開口部８を有し、この樹脂設置用開口部８より外側の左右位置に一対の電線挿入溝９，９が設けられている。この一対の電線挿入溝９，９は、芯線１ａ,１ａの撚り合わせピッチＰの２分の１の間隔（Ｐ／２）の位置に設けられ、且つ、撚り合わされた２本の芯線１ａ，１ａが縦向きに並列配置された位置でのみ挿入が許容される幅に設定されている。この実施形態の撚り合わせピッチＰは、約３０ｍｍ程度である。各電線挿入溝９，９の入口は、電線挿入方向に向かって徐々に幅を狭めるテーパ面９ａ，９ａに形成されている。

また、シールド処理用治具７には、樹脂設置用開口部８より外側位置で、且つ、一対の電線挿入溝９，９を結ぶ線に対して直交方向にアース線挿入溝１０と基準凹部１１とがそれぞれ設けられている。アース線挿入溝１０より挿入されたアース線２は、一対の電線挿入溝９，９の間のほぼ中心位置にセットできるようになっている。

次に、シールド処理用治具７を用いたシールド処理方法を説明する。

図１に示すように、超音波ホーン本体６の下面及び下側支持台５の上面に樹脂部材３，３をそれぞれセットする。また、シールド処理用治具７の一対の電線挿入溝９，９にシールド電線１を挿入する。ここで、シールド電線１は撚り合わせた芯線１ａ，１ａが縦向きに並列配置された位置でのみ電線挿入溝９，９に挿入される。

次に、シールド処理用治具７のアース線挿入溝１０にアース線２を挿入し、アース線２の先端が基準凹部１１に当接する位置まで挿入する。これにより、アース線２は、シールド電線１の上面にほぼ接触し、且つ、シールド電線１に交差した状態で配置される。

次に、アース線２の先端が上下一対の樹脂部材３，３より突出しない程度にアース線２を所定寸法だけ引き戻すと共に下側支持台５を上方に、超音波ホーン本体６を下方にそれぞれ移動させ、上下一対の樹脂部材３，３を互いの接合面３ａ,３ａで突き合わせる。すると、上下一対の樹脂部材３，３がシールド電線１及びアース線２を挟み込み、シールド電線１が双方のシールド電線収容溝１５，１５間に、アース線２が双方のアース線収容溝１６，１６間にそれぞれ嵌まる。また、一対の樹脂部材３，３の突起部２０が穴２１に挿入されることによって一対の樹脂部材３，３間が位置決めされる。

次に、超音波ホーン本体６と下側支持台５間に圧縮力を作用させつつ超音波振動を加える。すると、シールド電線１の絶縁外皮１ｄとアース線２の絶縁外皮２ｂが振動エネルギーによる発熱によって溶融飛散され、アース線２の芯線２ａとシールド電線１の編組線１ｃとが接触状態とされる。また、一対の樹脂部材３，３の接合面３ａ，３ａの各接触部分や、一対の樹脂部材３，３のシールド電線収容溝１５，１５の面とシールド電線１の絶縁外皮１ｄとの接触部分や、一対の樹脂部材３，３のアース線収容溝１６，１６の面とアース線２の絶縁外皮２ｂとの接触部分が振動エネルギーによる発熱によって溶融し、この溶融された部分が超音波加振終了後に固化されることによって一対の樹脂部材３，３、シールド電線１及びアース線２がそれぞれ互いに固定される（図３参照）。

次に、上記超音波加振時におけるアース線２の溶着について説明する。

上下一対の樹脂部材３，３でシールド電線１とアース線２を挟み込んだ状態では、アース線２が各樹脂部材３，３のアース線保持突起部１７，１７間に圧接され、超音波加振を受けてアース線２の絶縁外皮２ｂ及びアース線保持突起部１７，１７が溶融することになるが、この溶融過程にあって、双方のアース線保持突起部１７，１７の先端面同士は、図４及び図５の仮想線で示すように、その両方の端部１７ａ，１７ａが中央部１７ｂ、１７ｂより早く当接してアース線２の芯線２ａの移動を規制するため、芯線２ａが振動によってアース線保持突起部１７，１７の外側に分散するのを阻止することができる。従って、図４及び図５の実線で示すように、芯線２ａがアース線保持突起部１７より外れることなく集束状態でシールド電線１のシールド被覆部材１ｃに接触される。このため、シールド電線１とアース線２間の電線保持力と電気的接続性能を共に向上させることができる。

この第１実施形態では、アース線保持突起部１７は、シールド電線収容溝１５の両側に設けられているので、アース線２の芯線２ａがシールド電線１の両側位置で分散が阻止され、集束状態でシールド電線１の編組線１ｃに接触するため、シールド電線１とアース線２間の電線保持力と電気的接続性能が更に向上する。

図６は本発明の第２実施形態を示し、双方のアース線保持突起部１７，１７によってアース線２の芯線２ａが分散されずに集束された状態を示す側面図である。

この第２実施形態では、一対の樹脂部材３，３の接合面には、前記第１実施形態と同様にアース線保持突起部１７，７がそれぞれ設けられ、これら各アース線保持突起部１７，１７の先端面は、図６に仮想線で示すように、互いに異なる一方の端部１７ａが中央部１７ｂより高く設定されている。この構成によって、双方のアース線保持突起部１７，１７の先端面同士は、中央部１７ｂより両側の端部１７ａで近接するように設定されている。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

この第２実施形態にあっても、前記第１実施形態と同様に、溶融過程にあって、双方のアース線保持突起部１７，１７の先端面同士は、図６に仮想線で示すように、その両方の端部１７ａ，１７ａが中央部１７ｂ，１７ｂより早く当接してアース線２の芯線２ａの移動を規制するため、芯線２ａが振動によってアース線保持突起部１７，１７の外側に分散するのを阻止することができる。従って、図６に実線で示すように、芯線２ａがアース線保持突起部１７より外れることなく集束状態でシールド電線１のシールド被覆部材に接触される。このため、シールド電線１とアース線２間の電線保持力と電気的接続性能を共に向上させることができる。

尚、前記各実施形態によれば、シールド電線１のシールド被覆部材は編組線１ｃによって形成されているが、絶縁内皮１ｂ，１ｂの外周をほぼ全域に亘って覆う導電部材であれば良く、例えば、導電金属箔によって形成しても良い。また、２本の撚り合わせた芯線１ａ，１ａを有するシールド電線１についてシールド処理を行う場合を説明したが、芯線１ａが１本や３本以上を有するシールド電線であっても、２本の撚り合わされていない芯線を有するシールド電線であっても同様に本発明を適用可能である。

本発明の第１実施形態を示し、シールド処理方法を説明する分解斜視図である。本発明の第１実施形態を示し、樹脂部材の斜視図である。本発明の第１実施形態を示し、超音波溶着部分の断面図である。本発明の第１実施形態を示し、アース線の芯線が分散されずに集束している状態を示す斜視図である。本発明の第１実施形態を示し、双方のアース線保持突起部によってアース線の芯線が分散されずに集束された状態を示す側面図である。本発明の第２実施形態を示し、双方のアース線保持突起部によってアース線の芯線が分散されずに集束された状態を示す側面図である。従来例を示し、（ａ）は上位置に配置される樹脂部材の斜視図、（ｂ）は下位置に配置される樹脂部材の斜視図である。従来例を示し、超音波溶着部分の斜視図である。従来例を示し、図８中Ａ−Ａ線に沿う断面図である。従来例を示し、図８中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。従来例を示し、アース線の芯線が分散された状態を示す斜視図である。従来例を示し、双方のアース線保持突起部によってアース線の芯線が分散された状態を示す側面図である。

符号の説明

１シールド電線
１ａ芯線
１ｃ編組線（シールド被覆部材）
２アース線
２ａ芯線
３樹脂部材
３ａ接合面
１５シールド電線収容溝
１６アース線収容溝
１７アース線保持突起部
１７ａ先端面の端部
１７ｂ先端面の中央部

Claims

芯線の外周をシールド被覆部材で覆ったシールド電線と前記シールド電線に交差して配置されるアース線とを２つの樹脂部材で挟み、これら各樹脂部材間に圧縮力を作用させつつ超音波加振して樹脂部分を溶融させて前記シールド電線の前記シールド被覆部材と前記アース線の芯線との接触部分が形成されたシールド電線のシールド処理構造であって、
前記各樹脂部材の接合面に、前記シールド電線を収容するシールド電線収容溝と前記アース線を収容するアース線収容溝とがそれぞれ設けられると共に、該シールド電線収容溝の近傍で、且つ、前記アース線収容溝に突出するアース線保持突起部がそれぞれ設けられ、これら各アース線保持突起部は、前記２つの樹脂部材で前記シールド電線と前記アース線を挟み込んだ状態において、該各アース線保持突起部の先端面同士が中央部より両側の端部で近接するように設定された前記先端面の端部を備え、
前記アース線と前記シールド電線が密着した状態で前記アース線の芯線における前記シールド電線に沿う屈曲部分の近傍に位置する部分は、前記超音波加振による前記アース線の絶縁外皮が溶融する過程において、前記各アース線保持突起部の先端面の中央部において移動が許容されると共に、該各アース線保持突起部の先端面の端部に当接することを特徴とするシールド電線のシールド処理構造。
請求項１記載のシールド電線のシールド処理構造であって、
前記各アース線保持突起部の先端面は、その両側の端部が共に中央部より高く設定されたことを特徴とするシールド電線のシールド処理構造。
請求項１記載のシールド電線のシールド処理構造であって、
前記各アース線保持突起部の先端面は、互いに異なる一方の端部が中央部より高く設定されたことを特徴とするシールド電線のシールド処理構造。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のシールド電線のシールド処理構造であって、
前記各アース線保持突起部は、前記シールド電線収容溝の両側に設けられたことを特徴とするシールド電線のシールド処理構造。