JP3971723B2 - シールド電線のシールド処理構造 - Google Patents

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方法として、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９（ａ），（ｂ）に示すように、互いの接合面５０ａ，５１ａに円弧溝５０ｂ，５１ｂが形成された２つの樹脂部材５０，５１と超音波ホーンとを使用して形成される。具体的に説明すると、図１０〜図１２に示すように、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、前記従来のシールド電線５２のシールド処理構造では、２つの樹脂部材５０，５１の接合面５０ａ，５１ａが単に突き合わされているだけであるため、超音波振動によって２つの樹脂部材５０，５１間で位置ずれを起こす恐れがある。

これを解決するために、２つの樹脂部材５０，５１の一方の接合面５０ａ，５１ａに突起部を、他方の接合面５０ａ，５１ａに穴をそれぞれ設けて２つの樹脂部材５０，５１間の位置決めを行うことが考えられる。その上、穴の底面側を傾斜面とし、この傾斜面に突起部の先端面が線接触するようにして振動エネルギーを集中させることが考えれる。このような構成とすることにより、突起部の先端側及びこれに当接する部分の溶融が促進して、２つの樹脂部材５０，５１間の固着力を向上できる。

しかし、突起部の先端面が傾斜面より受ける反力が左右方向に不均衡である場合には、超音波加振時の振動で突起部が折れ、却って２つの樹脂部材５０，５１間の固着力が低下する事態が発生する。また、突起部の先端面と穴内の傾斜面との接触面積（線接触距離）が狭過ぎると、振動エネルギーが直接に作用する個所が狭くなって２つの樹脂部材５０，５１間の固着力が効果的に向上させることができない。

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、超音波加振時に突起部が折れるのを防止することができ、且つ、突起部を介して振動エネルギーが直接に作用する個所を増大させ、２つの樹脂部材間の固着力を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アース線とを２つの樹脂部材で挟み、この２つの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２つの樹脂部材のいずれか一方の接合面に突起部を、他方の接合面に前記突起部が挿入される突起挿入部と、この突起挿入部より奥位置に配置され、且つ、前記突起挿入部より幅が狭い樹脂流入部とから成る穴を設け、前記突起部の先端面の両側の端部を傾斜面に形成し、この傾斜面を前記穴の前記突起挿入部と前記樹脂流入部の境界の両側の段差面のエッジに接触させ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、突起部の先端面の傾斜面が穴内の段差面のエッジに左右対称位置で線接触で当接し、突起部が段差面より受ける反力が左右で均等なものになるため、超音波加振時に突起部が折れるのが防止され、また、突起部の傾斜面と穴内の段差面との接触面積が増え、突起部を介して振動エネルギーが直接に作用する個所が増大する。特に、２つの樹脂部材間に多少の位置ずれがあっても、突起部の先端面の傾斜面によって突起部がスムーズに穴内に挿入される。

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、前記突起部の前記先端面は、互いに対向する一対の端部が傾斜面に形成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、前記突起部の前記先端面は、互いに対向する全ての端部が傾斜面に形成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の発明の作用に加え、突起部の先端面が傾斜面より受ける反力が更に均等に分散され、また、突起部の先端面と穴内の傾斜面との接触面積が更に増える。

請求項４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、前記各樹脂部材は、仮想中心を通る第１対角線上で、且つ、仮想中心より等距離離間した位置に前記突起部を設け、仮想中心を通る第２対角線上で、且つ、仮想中心より等距離離間した位置に前記穴を設け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、２つの樹脂部材として同じ部品が使用可能となる。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、２つの樹脂部材のいずれか一方の接合面に突起部を、他方の接合面に突起部が挿入される突起挿入部と、突起挿入部より奥位置に配置され、且つ、突起挿入部より幅が狭い樹脂流入部とから成る穴を設け、突起部の先端面の両側の端部を傾斜面に形成し、この傾斜面を穴の突起挿入部と樹脂流入部の境界の両側の段差面のエッジに接触させたので、突起部の先端面の傾斜面が穴内の段差面のエッジに左右対称位置で線接触で当接し、突起部が段差面より受ける反力が左右で均等なものになるため、超音波加振時に突起部が折れるのを確実に防止することができ、また、突起部の傾斜面と穴内の段差面との接触面積を増やすことができ、突起部を介して振動エネルギーが直接に作用する個所を増大させることができる。これにより、２つの樹脂部材間の固着力を向上させることができる。特に、２つの樹脂部材間に多少の位置ずれがあっても、突起部の先端面の傾斜面によって該突起部をスムーズに穴内に挿入することがき、２つの樹脂部材間の突き合わせ作業性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、突起部の前記先端面を、互いに対向する一対の端部の傾斜面により形成したので、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、突起部の先端面を、互いに対向する全ての端部の傾斜面により形成したので、請求項１の発明の効果に加え、突起部の先端面が傾斜面より受ける反力が更に均等に分散され、また、突起部の先端面と穴内の傾斜面との接触面積が更に増える。これにより、２つの樹脂部材間の固着力を更に向上させることができる。

請求項４の発明によれば、各樹脂部材の、仮想中心を通る第１対角線上で、且つ、仮想中心より等距離離間した位置に突起部を設け、仮想中心を通る第２対角線上で、且つ、仮想中心より等距離離間した位置に穴を設けたので、２つの樹脂部材として同じ部品を使用することができる。

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は本発明の実施形態を説明するための第１参考例を示し、図１はシールド処理方法を説明する分解斜視図、図２は樹脂部材の平面図、図３は突起部と穴の斜視図、図４は突起部が穴内の傾斜面に当接した状態を示す断面図、図５は超音波溶着部分の断面図である。

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、その各接合面３ａ，３ａには直線方向に延びるシールド電線用円弧溝３ｂ，３ｂが形成されていると共に、このシールド電線用円弧溝３ｂ，３ｂに直交してアース線用円弧溝３ｃ，３ｃが形成されている。また、図２に示すように、各接合面３ａ，３ａの仮想中心Ｏを通る第１対角線Ｌ１上で、且つ、仮想中心Ｏより等距離離間した位置に突起部２０，２０がそれぞれ設けられている。仮想中心Ｏを通る第２対角線Ｌ２上で、且つ、仮想中心Ｏより等距離離間した位置に穴２１，２１がそれぞれ設けられている。つまり、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が相手側の各穴２１にそれぞれ挿入されることによって組み付けされるようになっている。

図３及び図４に示すように、各突起部２０は、断面形状が長方形に形成されている。各穴２１は、突起部２０が挿入され、長方形状の突起挿入部２１ａと、この突起挿入部２１ａより奥位置に配置され、且つ、突起挿入部２１ａより幅が狭い樹脂流入部２１ｂとから構成されている。突起挿入部２１ａと樹脂流入部２１ｂとの境界には、互いに対向する位置に一対の段差面が形成され、この一対の段差面が傾斜面２１ｃ，２１ｃに形成されている。この一対の傾斜面２１ｃ，２１ｃは、挿入奥方向に向かって内側が下方に傾斜する方向に形成されている。

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、超音波振動を発生でき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。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、２本の芯線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され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の上面に上下一対の樹脂部材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２本の芯線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がシールド電線用円弧溝３ｂ，３ｂに、アース線２がアース線用円弧溝３ｃ,３ｃ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該一対の樹脂部材３，３間が位置決めされる。突起部２０の先端面の両側のエッジは、図４に示すように、穴２１内の一対の傾斜面２１ｃ，２１ｃに当接される。

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の各円弧溝３ｂ，３ｃの内周面とシールド電線１の絶縁外皮１ｄとの接触部分や、アース線２の絶縁外皮２ｂと一対の樹脂部材３，３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５参照）。

次に、一対の樹脂部材３，３間の突起部２０と穴２１内の傾斜面２１ｃ，２１ｃにおける振動エネルギーの伝達及び樹脂の溶融について説明する。図４に示すように、突起部２０の先端面２０ａの両側のエッジと一対の傾斜面２１ｃ，２１ｃとが線接触で当接しているため、その当接部分が振動エネルギーの伝達経路となり、突起部２０が一対の傾斜面２１ｃ，２１ｃより反力を受ける。ここで、突起部２０の先端面２０ａが一対の傾斜面２１ｃ，２１ｃより受ける反力が左右で均等なものになるため、超音波加振時に突起部２０が折れるのを確実に防止することができる。また、突起部２０の先端面２０ａと穴２１内の傾斜面２１ｃ，２１ｃとの接触面積（線接触距離）が従前に比べて大きいため、突起部２０を介して振動エネルギーが直接に作用する個所を増大させることができる。これにより、一対の樹脂部材３，３間の固着力が向上する。また、穴２１内で溶融した樹脂は、樹脂流入部２１ｂ内に流入して外部に流出しないため、溶融樹脂によってシールド電線１やアース線２の絶縁外皮１ｄ，２ｂが一部破損したりすることを確実に防止することができる。

また、各樹脂部材は、仮想中心Ｏを通る第１対角線Ｌ１上で、且つ、仮想中心Ｏより等距離離間した位置に突起部２０，２０を設け、仮想中心Ｏを通る第２対角線Ｌ２上で、且つ、仮想中心Ｏより等距離離間した位置に穴２１，２１を設けたので、一対の樹脂部材３，３として同じ部品を使用することができる。

図６は本発明の実施形態を説明するための第２参考例を示し、突起部２０と穴２１の斜視図である。

図６に示すように、この第２参考例と前記第１参考例とを比較するに、突起挿入部２１ａと樹脂流入部２１ｂとの境界に、全周囲に亘って段差面（換言すれば、互いに対向する二対の段差面）が形成され、この全周囲の段差面が傾斜面２１ｃに形成されている点が相違する。他の構成は同一であるため、詳細な説明を省略する。

この第２参考例では、突起部２０の先端面２０ａが傾斜面２１ｃより受ける反力が更に均等に分散され、また、突起部２０の先端面２０ａと穴２１内の傾斜面２１ｃとの接触面積（線接触距離）が更に増える。これにより、２つの樹脂部材間の固着力が更に向上する。

図７及び図８は本発明の実施形態を示し、図７は突起部２０と穴２１の斜視図、図８は突起部２０の傾斜面２０ｂが穴２１内の水平フラット面２１ｄに当接した状態を示す断面図である。

図７及び図８に示すように、この実施形態では、突起部２０の先端面２０ａは、互いに対向する一対の端部が傾斜面２０ｂ，２０ｂに形成されている。この一対の傾斜面２０ｂ，２０ｂは、先端に向かうに従って徐々に中央側が下方に突出する方向に傾斜されている。また、穴２１内の突起挿入部２１ａと樹脂流入部２１ｂとの境界には一対の段差面が形成され、この一対の段差面が水平フラット面２１ｄ，２１ｄに形成されている。

この実施形態では、図８に示すように、突起部２０の先端面２０ａの一対の傾斜面２０ｂ，２０ｂと穴２１内の水平フラット面２１ｄ，２１ｄのエッジに線接触で当接するため、その当接部分が振動エネルギーの伝達経路となり、突起部２０の一対の傾斜面２０ｂ，２０ｂが水平フラット面２１ｄ，２１ｄより反力を受ける。そして、前記第１実施形態と同様に、突起部２０の傾斜面２０ｂ，２０ｂより受ける反力が左右で均等なものになるため、超音波加振時に突起部２０が折れるのを確実に防止することができる。また、突起部２０の一対の傾斜面２０ｂ，２０ｂと穴２１内の水平フラット面２１ｄ，２１ｄとの接触面積（線接触距離）が従前に比べて大きいため、突起部２０を介して振動エネルギーが直接に作用する個所が増大する。これにより、一対の樹脂部材３，３間の固着力が向上する。また、穴２１内で溶融した樹脂は、樹脂流入部２１ｂ内に流入して外部に流出しないため、溶融樹脂によってシールド電線１やアース線２の絶縁外皮１ｄ，２ｂが一部破損したりすることを確実に防止することができる。

この実施形態では、２つの樹脂部材間に多少の位置ずれがあっても、突起部２０の先端面２０ａの一対の傾斜面２０ｂ，２０ｂによってスムーズに穴２１内に挿入できるため、樹脂部材間の突き合わせ作業性が向上する。

次に、前記実施形態の変形例を説明する。この変形例は、突起部２０の先端面２０ａは、互いに対向する全ての端部が傾斜面に形成されている。また、突起挿入部２１ａと樹脂流入部２１ｂとの境界には、全周囲に亘って段差面が形成され、この全ての段差面が水平フラット面に形成されている。

この実施形態の変形例では、突起部の先端面の全周囲の傾斜面が穴内の水平フラット面のエッジに線接触で当接するため、突起部の先端面の傾斜面が穴内の水平フラット面のエッジより受ける反力が更に均等に分散され、また、突起部の先端面と穴内の傾斜面との接触面積（線接触距離）が更に増える。これにより、一対の樹脂部材間の固着力が更に向上する。

尚、前記実施形態によれば、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。

尚、前記実施形態では、撚り合わせた２本の芯線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。

本発明の実施形態を説明するための第１参考例を示し、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１参考例を示し、樹脂部材の平面図である。 本発明の第１参考例を示し、突起部と穴の斜視図である。 本発明の第１参考例を示し、突起部が穴内の傾斜面に当接した状態を示す断面図である。 本発明の第１参考例を示し、超音波溶着部分の断面図である。 本発明の第２参考例を示し、突起部と穴の斜視図である。 本発明の実施形態を示し、突起部と穴の斜視図である。 本発明の実施形態を示し、突起部の傾斜面が穴内の水平フラット面に当接した状態を示す断面図である。 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１０中Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 従来例を示し、図１０中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。

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
２０ 突起部
２０ａ 先端面
２０ｂ 傾斜面
２１ 穴
２１ａ 突起挿入部
２１ｂ 樹脂流入部
２１ｃ 傾斜面
Ｏ 中心
Ｌ１ 第１対角線
Ｌ２ 第２対角線

Claims (4)

1. 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アース線とを２つの樹脂部材で挟み、この２つの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２つの樹脂部材のいずれか一方の接合面に突起部を、他方の接合面に前記突起部が挿入される突起挿入部と、この突起挿入部より奥位置に配置され、且つ、前記突起挿入部より幅が狭い樹脂流入部とから成る穴を設け、前記突起部の先端面の両側の端部を傾斜面に形成し、この傾斜面を前記穴の前記突起挿入部と前記樹脂流入部の境界の両側の段差面のエッジに接触させたことを特徴とするシールド電線のシールド処理構造。
2. 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、
   前記突起部の前記先端面は、互いに対向する一対の端部が傾斜面に形成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。
3. 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、
   前記突起部の前記先端面は、互いに対向する全ての端部が傾斜面に形成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。
4. 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、
   前記各樹脂部材は、仮想中心を通る第１対角線上で、且つ、仮想中心より等距離離間した位置に前記突起部を設け、仮想中心を通る第２対角線上で、且つ、仮想中心より等距離離間した位置に前記穴を設けたことを特徴とするシールド電線のシールド処理構造。

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