JP4674075B2 - Wire joining method - Google Patents
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Description
本発明は、二本の電線を交差させて超音波溶接法により接合させて構成される接続電線及び接続電線を得るための超音波溶接法による電線の接合方法に関するものである。 The present invention relates to a connection electric wire constituted by intersecting two electric wires and joining them by an ultrasonic welding method, and an electric wire joining method by an ultrasonic welding method for obtaining a connection electric wire.
図6(a)(b)は、従来の超音波溶接用ホーンの一形態を示すものである(例えば特許文献1参照)。 6 (a) and 6 (b) show an embodiment of a conventional ultrasonic welding horn (see, for example, Patent Document 1).
この超音波溶接用ホーン81は、ホーンチップ83と、アンビル82との間で、金属板84と、電線85の端末の芯線85aとを挟み込んで、超音波溶接を行うものである。ホーンチップ83の下面に、芯線85aを受け入れるV溝状の保持部83aが凹設されている。また、保持部83aの両側の側壁部83cにおけるアンビル82との水平な対向面83d(図6(b))に、連続する凹凸部86が形成されている。凹凸部86の凹部は、はみ出した芯線を受け入れる逃げスペース86dとして作用する。
The
図7(a)(b)は、従来の電線の超音波接合方法の一形態を示すものである(例えば特許文献2参照)。 FIGS. 7A and 7B show one form of a conventional ultrasonic bonding method for electric wires (see, for example, Patent Document 2).
電線95,96を相互に交差させると共に、その交差部分97をホーン側チップ91とアンビル側チップ92との間に加圧状態でセットし、その交差部分97に超音波振動を入力させて電線95,96を接合させる。超音波振動の振動方向90Xに対し、電線95,96を45゜の角度もしくはこの角度の近傍に傾斜させて、ホーン側チップ91と、アンビル側チップ92との間に電線95,96をセットする。
しかしながら、図6(a)(b)に示す上記従来の超音波溶接用ホーン81にあっては、超音波溶接法によって、銅等の単線同士を直角又は任意の角度に接合させる場合、断面略円形の電線同士が接触するため、電線の位置ずれが発生し易く、溶接強度が低く且つ安定しない(ばらつきが大きくなる)という懸念があった。なお、電線ホルダであるホーンチップ83と電線とのクリアランスをきつくすることで、位置決めがある程度行われ易くはなるが、このために超音波溶接を行うための作業性が低下してしまう。
However, in the conventional
また、図7(a)(b)に示す上記従来の電線の超音波接合方法にあっても、超音波接合が行われた際に電線95,96の位置ずれを生じやすく、溶接強度が低く且つ安定しないという懸念があった。
Further, even in the conventional ultrasonic bonding method for electric wires shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the
本発明は、上記した点に鑑み、電線同士を接合させる際に、電線同士の位置ずれの発生を防止して、溶接強度が高く、且つ溶接強度のばらつきの少ない、安定した溶接品質の接続電線を得るための電線の接合方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention prevents the occurrence of positional deviation between wires when joining the wires, and has high welding strength and little variation in welding strength. It aims at providing the joining method of the electric wire for obtaining .
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る電線の接合方法は、一方の断面円形の金属製の電線と、該一方の電線に対して直交する他方の断面円形の金属製の電線とを、超音波溶接ホーン用チップとアンビルとの間で押圧しつつ超音波振動により接合させる電線の接合方法において、前記超音波溶接ホーン用チップと前記アンビルとはそれぞれ、四方の傾斜面を有してXY方向に複数並列に配置された略四角錐状の凸部と、隣接する該凸部の対向する傾斜面で形成されたXY方向の略V溝状の凹部とを備え、該XY方向の何れか一方の凹部に沿って該一方の電線を配置し、該XY方向の何れか他方の凹部に沿って該他方の電線を配置し、両方の電線の直交する交差部に両方の凹部の交差部を合わせて、超音波溶接を行い、該一方の凹部により、該一方の電線の径方向中央に電線長手方向に沿う一方の突出部を転写形成すると共に、該他方の凹部により、該他方の電線の径方向中央に電線長手方向に沿う他方の突出部を転写形成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for joining electric wires according to
上記構成により、一方の電線と、他方の電線とが接合されることで接続電線が構成される時に、各電線の長手方向に沿って超音波溶接用チップの凹凸状ナールパターンが形成されるように、一方の電線と他方の電線とが交差配置されて超音波溶接が行われ、超音波溶接用チップの凹凸状のナールが各電線の表面に食い込んで、一方の電線と他方の電線とが接合される時の電線相互の位置ずれ(超音波溶接用チップに対する各電線の位置ずれ)が防止される。特に、一方の電線と他方の電線とが交差した状態で超音波溶接用チップの凹凸状のナールの凹部に嵌まり込み、安定に位置決めされた状態で超音波溶接が行われる。ナールの凹部(溝部)に嵌まり込んだ各電線部分に各突出部が形成される。電線の突出部は超音波溶接用チップの凹部によって形成される。なお、凹凸状のナールとは、四方の傾斜面を有してXY方向に複数並列に配置された略四角錐状の凸部と、隣接する凸部の対向する傾斜面で形成されたXY方向の略V溝状の凹部のことである。 With the above configuration, when one electric wire and the other electric wire are joined to form a connection electric wire, an uneven knurl pattern of the ultrasonic welding tip is formed along the longitudinal direction of each electric wire. In addition, one electric wire and the other electric wire are arranged to cross each other and ultrasonic welding is performed, and the uneven knurl of the ultrasonic welding tip bites into the surface of each electric wire so that one electric wire and the other electric wire are wire mutual positional deviation when it is joined (positional deviation of each electric wire for ultrasonic welding tip) is prevented. In particular, one wire and the other wire and is Mari included fitted uneven knurls recess of ultrasonic welding tip on and intersecting, ultrasonic welding is performed in a state of being positioned stably. Each projection is formed on each wire portion into the recesses (grooves) of the knurl. Projecting portion of the wire is formed by a recess of the chip ultrasonic welding. The concavo-convex knurl is an XY direction formed by a substantially quadrangular pyramid-shaped convex portion having four inclined surfaces and arranged in parallel in the XY direction, and an inclined surface opposed to the adjacent convex portion. Is a substantially V-groove-shaped recess.
凹凸状のナールに設けられた一方の溝に沿って一方の電線を配置させ、凹凸状のナールに設けられた他方の溝に沿って他方の電線を配置させることで、両電線が各溝内で安定に位置決めされ、その状態で超音波溶接を行うから、一方の電線と他方の電線とを接合する時の位置ずれが確実に防止される。 It is arranged one of the wires along one groove provided in a concave convex knurls, along the other groove provided uneven knurls by arranging the other wires, both wires each groove Since the position is stably positioned and ultrasonic welding is performed in this state, a positional deviation when joining one electric wire and the other electric wire is reliably prevented.
また、一方の電線と、一方の電線に対し略直交する他方の電線との交差部すなわち溶接しようとする部分に、ナールの一方の溝と、一方の溝に略直交する他方の溝との交差部を合せるから、超音波溶接を行う時に、一方の電線と他方の電線との交差部は、ナールの一方の溝と他方の溝との交差部に収められて正確に位置決めされる。これにより、超音波溶接を行う時に、一方の電線と他方の電線との交差部における電線の位置ずれが、極めて発生し難くなる。 In addition, at the intersection of one electric wire and the other electric wire that is substantially orthogonal to one electric wire, that is, the portion to be welded, the intersection of one groove of the knurl and the other groove substantially orthogonal to the one groove When the ultrasonic welding is performed, the intersecting portion between one electric wire and the other electric wire is accommodated in the intersecting portion between one groove and the other groove of the knurl and is positioned accurately. Thereby, when performing ultrasonic welding, the positional deviation of the electric wire in the crossing part of one electric wire and the other electric wire becomes very unlikely to occur.
また、一方の電線及び一方の電線に交差する他方の電線は、各傾斜面に案内されて凹凸状のナールにスムーズ且つ確実に嵌め込まれて略V溝状の凹部内で安定に位置決めされる。これにより、超音波溶接時に一方の電線と他方の電線との位置ずれが一層確実に防止される。 Further, the one electric wire and the other electric wire intersecting with the one electric wire are guided by the respective inclined surfaces and smoothly and surely fitted into the concavo-convex knurl, and are stably positioned in the substantially V-groove-shaped recess. Thereby, the position shift with one electric wire and the other electric wire is prevented more reliably at the time of ultrasonic welding.
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、一方の電線と他方の電線とが接合される時の位置ずれが防止されているから、溶接強度が高く且つ安定した良好な溶接品質の接続電線を提供することができる。特に、各電線が交差した状態で超音波溶接用チップの凹凸状のナールの凹部に嵌まり込み、安定に位置決めされた状態で超音波溶接が行われているから、溶接強度が一層高く且つ溶接強度のばらつきの少なく一層安定した良好な溶接品質の接続電線を提供することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, since the displacement when one electric wire and the other electric wire are joined is prevented, the welding strength is high and the connection with good welding quality is stable. Electric wires can be provided. In particular, since the ultrasonic welding is performed in a state where the wires are crossed and fitted into the concave and convex knurls of the ultrasonic welding tip and stably positioned, the welding strength is higher and the welding is performed. It is possible to provide a connection wire with better welding quality that has less variation in strength and is more stable.
また、各電線が交差した状態で超音波溶接用チップの各溝に嵌まり込み、両電線の交差部が正確に位置決めされた状態で超音波溶接が行われるから、溶接強度を高め、且つ溶接強度のばらつきを少なく抑えて、安定した良好な溶接品質を得ることができる。また、超音波溶接用チップを電線に向けて下降させることで、超音波溶接用チップの各溝に各電線が自動的に嵌まり込んで正確に位置決めされるから、電線のセット作業が容易で、溶接作業性及び作業効率が向上する。 In addition, since each wire is fitted in each groove of the ultrasonic welding tip in a crossed state and ultrasonic welding is performed in a state where the crossing portion of both wires is accurately positioned, the welding strength is increased and welding is performed. Stable and good welding quality can be obtained while suppressing variations in strength. In addition, by lowering the ultrasonic welding tip toward the electric wire, each electric wire automatically fits in each groove of the ultrasonic welding tip and is positioned accurately, so the electric wire setting work is easy. , Welding workability and work efficiency are improved.
また、超音波溶接を行う時に、一方の電線と他方の電線との交差部の位置が正確に規定されるから、溶接強度を一層高め、且つ溶接強度のばらつきを一層少なくして、一層良好な溶接品質を得ることができる。 In addition, when performing ultrasonic welding, the position of the intersection of one electric wire and the other electric wire is accurately defined, so that the welding strength is further increased and the variation in the welding strength is further reduced, which is even better. Welding quality can be obtained.
また、超音波溶接時に各電線がV溝状の凹部内で中心出しされて安定に且つ正確に位置決めされるから、溶接強度を一層高め、且つ溶接強度のばらつきを一層少なくして、一層良好な溶接品質を得ることができる。また、各電線が傾斜面に沿ってV溝状の凹部内にスムーズに嵌め込まれるから、電線のセット作業が一層容易化し、溶接作業性及び作業効率が一層向上する。 Further , since each electric wire is centered in the V-groove-shaped recess and positioned stably and accurately during ultrasonic welding, the welding strength is further increased and the variation in the welding strength is further reduced, which is further improved. Welding quality can be obtained. Moreover, since each electric wire is smoothly fitted into the V-groove-shaped recess along the inclined surface, the electric wire setting work is further facilitated, and the welding workability and work efficiency are further improved.
以下に本発明に係る接続電線及び電線の接合方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of a connecting wire and a method for joining wires according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1(a)は、本発明に係る接続電線及び電線の接合方法の第一実施例を示す平面図、図2(a)は、同じく接続電線及び電線の接合方法の第一実施例を示す説明図、図3(a)は、同じく接続電線及び電線の接合方法の第一実施例を示す側面図である。 Fig.1 (a) is a top view which shows the 1st Example of the joining method of the connection electric wire which concerns on this invention, and an electric wire, FIG.2 (a) shows the 1st Example of the joining method of a connection electric wire and an electric wire similarly. FIG. 3A is a side view showing the first embodiment of the connecting wire and the method for joining the wires.
図1(a)及び図2(a)の如く、一方の電線10と、一方の電線10に対して略直交した状態で交差する他方の電線20とが、超音波溶接法により接合されて、接続電線1が構成されている。各電線10,20は例えば直径0.8mmの単線として形成され、超音波溶接法に基づいて相互に接合されている。
As shown in FIG. 1 (a) and FIG. 2 (a), one
超音波溶接について簡単に説明すると、接合される部分に高周波(超音波)振動が加えられることにより、金属の原子が拡散され、さらに再結晶されることで、機械的な接合が行われる。超音波溶接によって他の溶接法で使用する銀ろう、半田、フラックス等が不要になる。また、他の溶接法に比べ、消費エネルギーが少ないことから、省エネルギー化が図られる。 Briefly describing the ultrasonic welding, high-frequency (ultrasonic) vibration is applied to the joined portions, whereby metal atoms are diffused and further recrystallized, whereby mechanical joining is performed. Ultrasonic welding eliminates the need for silver brazing, solder, flux, etc. used in other welding methods. Moreover, since energy consumption is less than other welding methods, energy saving can be achieved.
上記各電線10,20は裸電線として形成された単線である。各電線10,20は銅等の柔らかい金属材料を用いた導体であり、電線の材料としては、銅、アルミニウム等の超音波溶接が可能で通電可能な各種金属材料を使用可能である。
Each of the
図1(a),図2(a),図3(a)に示す超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a),図3(a))側の電線10と、アンビル用チップ側の電線20(図1(a),図2(a))とは、同じ種類且つ同じサイズの電線10,20である。このように、図1(a)及び図2(a)においては、同じ種類で同じサイズの電線10,20を接合させるものが例示されているが、一方の電線10と他方の電線20とを異なる種類の金属材料で形成してもよい。
The ultrasonic welding horn tip 30 (FIGS. 2 (a) and 3 (a)) shown in FIGS. 1 (a), 2 (a), and 3 (a), and the anvil tip side The electric wires 20 (FIGS. 1A and 2A) are the
また、一方の電線10の直径10Dと、他方の電線20の直径20Dとは、多少異なっていてもよい。このような場合の電線の接合条件は、多少変化する。一方の電線10の直径10Dと、他方の電線20の直径20Dとの差は、両方の電線10,20が接合可能な程度の範囲内のものである。
Further, the
超音波溶接には図2(a)及び図3(a)に示す超音波溶接ホーン用チップ30を用いている。超音波溶接ホーン用チップ30には、ナール35と呼ばれる凹凸部35が形成されている。ナールとは、例えば表面に設けられた略凹凸状等の細かい隆起状のものを意味する。図2(a)の平面図の如く、超音波溶接チップ30の電線押接面30a側に略正方形のナールパターン35Pが並列に形成されている。電線押接面30aは山型状の凸部34の頂部面である。
For ultrasonic welding, an ultrasonic
超音波溶接ホーン用チップ30の電線押接面30a側に、略V溝状の各一方の凹部31が略等間隔で並設され、且つ、各一方の凹部31に略直交する略V溝状の各他方の凹部32が略等間隔で並設され、各一方の凹部31の間隔31Sと、各他方の凹部32の間隔32Sとが略等しい間隔とされ、図2(a)の平面視で略正方形のナールパターン35Pが超音波溶接ホーン用チップ30の電線押接面30a側に並設されている。間隔31Sは凹部31の谷底部において規定されている。
On the side of the
略V溝状の各一方の凹部31は、超音波溶接ホーン用チップ30の一側端部30sと略並行となるように設けられている。また、略V溝状の各他方の凹部32は、超音波溶接ホーン用チップ30の他側端部30tと略平行となるように設けられている。略V溝状の各一方の凹部31と、略V溝状の各他方の凹部32とは、プロファイル研磨により形成される。超音波溶接ホーン用チップ30の一側端部30sに対し、他側端部30tは略直交する方向に沿って位置し、図2(a)の平面視でホーン用チップ30は略矩形状の押圧片となっている。
Each one of the substantially V-shaped
超音波溶接ホーン用チップ30を電線押接面30a側から眺めた平面視で、超音波溶接ホーン用チップ30のナールパターン35Pは、電線10との角度が0°であり、チップ30の中心においてセンター凸部が無いものとなっている。
In a plan view of the ultrasonic
図1(a)の如く、超音波溶接が行われた後に、一方の電線10が延設される方向に沿って、超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a))の凹凸状ナールパターン35Pが一方の電線10に転写される(図1(a))。また、他方の電線20が延設される方向に沿って、超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a))の凹凸状ナールパターン35Pが他方の電線20に転写される(図1(a))。
As shown in FIG. 1A, after ultrasonic welding is performed, the concavo-convex knurl pattern of the ultrasonic welding horn tip 30 (FIG. 2A) is formed along the direction in which one
電線10又は電線20が延設される向き、即ち、電線10又は電線20に対して略平行な向きに超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a))のナールパターン35Pが各電線10,20に転写されるように、各ナール35が超音波溶接ホーン用チップ30に配置されている。
The
一方の電線10と、一方の電線10に接合される他方の電線20との交差部6Aにおいて、一方の電線10もしくは他方の電線20の何れか又は両方の電線10,20が延設される方向に沿って、超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a))の凹凸状ナールパターン35Pが各電線10,20に転写される(図1(a))。
In the
一方の電線10と、他方の電線20とが接合されることで接続電線1が構成され、その際に、各電線10,20が延設される方向に沿って、超音波溶接ホーン用チップ30の凹凸状ナールパターン35Pが形成されるように、一方の電線10と他方の電線20とが交差配置されて超音波溶接が行われるから、一方の電線10と他方の電線20とが接合される時の位置ずれが未然に防止される。単線直交接合が行われる時の電線10,20の位置ずれの発生はほぼ抑止される。従って、大きな位置ずれのない接続電線1を自動車部品組立メーカー等に提供することができる。図1(a)に示すものは、位置決め作業が行われ易い電線の接続構造である。
The connecting
超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a),図3(a))の凹凸状ナールパターン35P(図2(a))により、一方の電線10及び他方の電線20に転写された凹凸状ナールパターン35T(図1(a))は、一方の電線10の長手方向10Lに略沿って設けられた一方の突出部31Tと、他方の電線20の長手方向20Lに略沿って設けられた他方の突出部32Tとを備えている。接続電線1の平面視で、略突条形状の一方の突出部31Tは一方の電線10の径方向の略中央に形成される。また、接続電線1の平面視で、略突条形状の他方の突出部32Tは他方の電線20の径方向の略中央に形成される。
The concavo-convex shape transferred to one
一方の電線10の長手方向10Lに沿って設けられた一方の突出部31Tは、超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a))の凹凸状ナールパターン35Pを構成する略V溝状の一方の凹部31に対応して形成された一方の真直部31T(図1(a))となっている。また、他方の電線20の長手方向20Lに沿って設けられた他方の突出部32Tは、超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a))の凹凸状ナールパターン35Pを構成する略V溝状の他方の凹部32に対応して形成された他方の真直部32T(図1(a))となっている。
One projecting portion 31T provided along the
このような超音波溶接ホーン用チップ30が用いられることにより、一方の電線10と他方の電線20とが交差配置されて超音波溶接される時の位置ずれが、より発生され難くなる。従って、より精度の高い接続電線1を自動車部品組立メーカ等に提供することができる。図1(a)の如く、一方の電線10は、超音波溶接が行われる前に設定された基準線10Xに対して大幅にずれることなく、他方の電線20に接合されている。このように、図1(a)に示すものは、寸法精度に優れた交差電線の固定構造をなしている。
By using such an ultrasonic
超音波溶接が行われる直前に、一方の電線10と、他方の電線20とが、所定の位置に交差配置され、このものが平面視された時に、基準線10Xは、一方の電線10の略中心に合せられている。超音波溶接が行われた後に、接続電線を平面視した時に、基準線10Xに対する一方の電線10のずれ量が分かる。
Immediately before the ultrasonic welding is performed, the one
次に超音波溶接装置を用いて行う電線の接合方法について説明する。 Next, a method for joining electric wires using an ultrasonic welding apparatus will be described.
先ず、超音波溶接法について簡単に説明すると、被溶接物を超音波溶接装置のアンビルすなわち受け台に置き、超音波溶接装置のホーンによって、被溶接物の接合面に静圧を加えた状態で超音波振動を印加させる。これにより、被接合界面が摩擦され、酸化皮膜や付着された不純物が機械的にクリーニングされると共に、急激な塑性流動が生じ、接合面が固相状態で接合される。このようにして、超音波接合が行われる。 First, the ultrasonic welding method will be briefly described. An object to be welded is placed on an anvil of an ultrasonic welding apparatus, that is, a cradle, and a static pressure is applied to a joint surface of the object to be welded by a horn of the ultrasonic welding apparatus. Apply ultrasonic vibration. As a result, the interface to be joined is rubbed, and the oxide film and attached impurities are mechanically cleaned, and a rapid plastic flow is generated, so that the joining surfaces are joined in a solid state. In this way, ultrasonic bonding is performed.
これに基づいて、一方の電線10(図1(a),図2(a))と、一方の電線10に対して略直交する状態で交差する他方の電線20とを、超音波溶接法に基づいて接合させることで、接続電線1を構成させる。両方の電線10,20を押さえると共に両方の電線10,20に超音波を伝える超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a),図3(a))と、この超音波溶接ホーン用チップ30に対応した相手側のアンビル用チップとを用いて、超音波溶接を行う。
Based on this, one electric wire 10 (FIG. 1 (a), FIG. 2 (a)) and the other
超音波溶接ホーン用チップ30に設けられたナール35と、相手側のアンビル用チップに設けられたナールとは、同形状・同形態のものである。即ち、超音波溶接ホーン用チップ30は、アンビル用チップ(30)として使用可能なものである。また、アンビル用チップ(30)は、超音波溶接ホーン用チップ30として使用可能なものである。ナールとは、例えば表面に設けられた細かい隆起状のものである。
The
超音波溶接装置は、超音波溶接ホーン用チップ30を高周波で振動させるホーンもしくはトランスデューサ等の高周波振動発生器(図示せず)と、ホーンに取り付けられる超音波溶接ホーン用チップ30と、超音波溶接ホーン用チップ30に対向して装備される相手側のアンビル用チップと、アンビル用チップが取り付けられるアンビル(図示せず)とを、少なくとも備えるものである。超音波溶接装置として、例えば、米国ソノボンノ社製、ソノマック・ジャパン社販売:超音波溶接機MH−2014D(商品名)等が挙げられる。
The ultrasonic welding apparatus includes a high frequency vibration generator (not shown) such as a horn or a transducer that vibrates the ultrasonic
超音波溶接ホーン用チップ30に一方の電線10を接触させ、一方の電線10に略直交する他方の電線20(図2(a))をアンビル用チップに接触させる。超音波溶接ホーン用チップ30と、超音波溶接ホーン用チップ30に対応する相手側のアンビル用チップとの間に、一方の電線10と他方の電線20とを挟み込み、超音波溶接ホーン用チップ30とアンビル用チップとで両方の電線10,20を押圧させた状態で超音波溶接を行う。
One
ホーン側チップ30と、アンビル側チップとの好ましい関係について、図2(a)を用いて説明すると、電線押接面30a側のナール先端部34a及びナール先端部34aを中心として四方に広げられる各傾斜面34pの面積は、ホーン側チップ30及びアンビル側チップ共に同一面積のものであることがよい。また、同一ナールパターン35Pが形成されたホーン側チップ30及びアンビル側チップが使用されるとよい。
A preferred relationship between the horn-
超音波溶接ホーン用チップ30と、超音波溶接ホーン用チップ30に対応する相手側のアンビル用チップとが同形状・同形態のものであれば、同じ種類の電線10,20が直交した状態で接合される時の接合性が向上する。なお、電線10,20等の仕様により、超音波溶接ホーン用チップ30と異なる他形態の相手側アンビル用チップ(図示せず)を用いて超音波溶接を行ってもよい。
If the ultrasonic
一方の電線10と、他方の電線20とを略直交するように交差して合せ、超音波溶接ホーン用チップ30に設けられた略凹凸状のナール35に各電線10,20を合せると共に、アンビル用チップに設けられた略凹凸状のナールに各電線10,20を合せて超音波溶接を行う。
One
一方の電線10と、他方の電線20とを接合する時に、超音波溶接ホーン用チップ30に設けられた略凹凸状のナール35に、一方の電線10と、他方の電線20とを合せ、アンビル用チップに設けられた略凹凸状のナールに、各電線10,20を合せて超音波溶接を行うから、一方の電線10と他方の電線20とを接合する時の位置ずれが未然に防止される。単線直交接合を行う時に発生する電線10,20の位置ずれをほぼ抑止することができる。これにより、一方の電線10と他方の電線20とを接合する時の作業効率が向上する。
When joining one
図2(a),図3(a)の如く、略凹凸状のナール35は、一方の電線10に対応した断面略V字状の一方の溝(凹部)31と、他方の電線20(図2(a))に対応し一方の溝31に略直交する断面略V字状の他方の溝(凹部)32とを少なくとも備えている。一方の溝31に沿って一方の電線10を一方の溝31内に配置させ、他方の溝32に沿って他方の電線20を他方の溝32内に配置させて、超音波溶接を行う。
As shown in FIGS. 2 (a) and 3 (a), the substantially concavo-
略凹凸状のナール35の一方の溝31に沿って一方の電線10を一方の溝31内に配置させ、略凹凸状のナール35の他方の溝32に沿って他方の電線20を他方の溝32内に配置させて、超音波溶接を行うから、一方の電線10と、他方の電線20とを接合する時の位置ずれの発生が、より防止される。
One
また、図2(a)の如く、一方の電線10と、一方の電線10に対し略直交する他方の電線20との交差部6Aに、ナール35の一方の溝31と、一方の溝31に略直交する他方の溝32との交差部33を合せて、超音波溶接を行う。即ち、図2(a)の如く、接続電線1の平面視で、一方の電線10と、一方の電線10に接合させる他方の電線20との交差部6Aと、ナール35の一方の溝31と、一方の溝31に略直交する他方の溝32との交差部33とを一致させて、超音波溶接を行う。両電線10,20の接合部6Aの略中央部にナール35の凸部34の先端部34aを当接させることなく、超音波溶接を行う。
In addition, as shown in FIG. 2A, in the
超音波溶接ホーン用チップ30を電線押接面30a側から眺めた時に、超音波溶接ホーン用チップ30の略中心に、略V溝状の一方の凹部31と、略V溝状の他方の凹部32との交差部33が設けられている。
When the ultrasonic
一方の電線10と、一方の電線10に対し略直交する他方の電線20との交差部6Aに、ナール35の一方の溝31と、一方の溝31に略直交する他方の溝32との交差部33を合せるから、超音波溶接を行う時に、一方の電線10と、他方の電線20との交差部6Aは、ナール35の一方の溝31と、他方の溝32との交差部33にほぼ収められる。これにより、超音波溶接を行う時に、一方の電線10と他方の電線20との交差部6Aにおける電線の位置ずれが発生し難くなる。
An intersection of one
また、超音波溶接を行う時に、超音波溶接ホーン用チップ30のナール35と、アンビル用チップのナールとは、オフセットさせることなく合せる。詳しく説明すると、アンビル用チップに、超音波溶接ホーン用チップ30を合せる時に、ホーン用チップ30のナール先端部34aとアンビル用チップのナール先端部とが突き合わせられるように、超音波溶接ホーン用チップ30とアンビル用チップとを配置する。ナール先端部34aとアンビル先端部とは、略ピラミッド状の四角錐の平面状先端部となっている。なお、ナール先端部(34a)とアンビル先端部とを他の形態の凸形状に形成したものも使用可能である。
Further, when performing ultrasonic welding, the
図2(a)の如く、超音波溶接用チップ30に設けられた略凹凸状のナール35は、各傾斜面34pにより形成された略四角錐状の凸部34と、各傾斜面34pにより形成された略V溝状の凹部31,32とを備えるものである。図2(a)及び図3(a)の如く、ナール35を構成する凸部34は、例えばピラミッド型をした略四角錐に形成されている。
As shown in FIG. 2 (a), the substantially
このような超音波溶接用チップ30(図2(a))が形成されていれば、一方の電線10及び一方の電線10に交差する他方の電線20は、各傾斜面34pに案内されて、略凹凸状のナール35の凹部31,32に添えられ易くなる。従って、超音波溶接により、一方の電線10と他方の電線20とを接合する時に、容易に且つ確実に両電線10,20の位置決めが行われて超音波溶接が行われるから、一方の電線10と他方の電線20との位置ずれの発生がさらに防止される。
If such an ultrasonic welding tip 30 (FIG. 2A) is formed, the one
ナール35に電線10,20が添えられる時に、電線10,20は、ナール35を構成する略四角錐状の凸部34の先端部34aと、凸部34に隣り合う略四角錐状の凸部34の先端部34aとの間に位置する。即ち、電線10,20は、ナール35を構成する略V溝状の凹部31,32に嵌まり込む。電線10,20がナール35に挟まれるように配置されるため、電線10,20に対するナール35の位置決めが行われ易い。このようにナール35に対して電線10,20が嵌められた状態で超音波溶接が行われることが、最適の超音波溶接法である。
When the
超音波溶接が行われた後に、超音波溶接ホーン用チップ30の凸部34に対応した窪み部34T(図1(a))が接続電線1の交差部6Aに形成される。この窪み部34Tは、超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a))のナール先端部34aに対応した底部34b(図1(a))と、超音波溶接ホーン用チップ30(図2(a))の傾斜面34pに対応した傾斜面34q(図1(a))とを備えるものである。
After the ultrasonic welding is performed, a
一方の電線10と他方の電線20との交差部6Aの中心に前記窪み部34Tは形成されていない。チップ30(図2(a))の凹凸部35に電線10,20が接触された時に、チップ30の凹凸部35に対し、電線10,20が自動的に位置決めされる。
The
チップ30に設けられるナール35の種類として、様々な形態のものが適用可能とされる。例えばナール(35)を構成する凸部(34)の形状として、略三角錐状に形成された凸部を備えるナール(図示せず)も使用可能である。三角錐は、角錐のうち、底面が三角形であるものを意味する。また、ナール(35)を構成する凸部(34)の形状として、例えば略円錐状の凸部を備えるナール(図示せず)も使用可能である。
Various types of
以下に、図2(b)〜図2(d)に示す超音波溶接ホーン用チップ40,50,60を用いて、第一比較例〜第三比較例の接続電線を製造する。第一実施例の接続電線1の製造時に設定された超音波溶接装置の接合条件と同じ条件下で、第一比較例〜第三比較例の接続電線を製造する。
Below, the connection electric wire of a 1st comparative example-a 3rd comparative example is manufactured using the chip |
図1(b)は、接続電線の第一比較例を示す平面図、図2(b)は、同じく接続電線の第一比較例を示す説明図である。 FIG.1 (b) is a top view which shows the 1st comparative example of a connecting wire, FIG.2 (b) is explanatory drawing which similarly shows the 1st comparative example of a connecting wire.
図1(a),図2(a),図3(a)を用いて説明したものと同一な構成については、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。 The same components as those described with reference to FIGS. 1A, 2A, and 3A are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図1(b)及び図2(b)の如く、一方の電線10と、一方の電線10に対して略直交した状態で交差する他方の電線20とが、超音波溶接法により接合されて、接続電線1Xが構成される。第一実施例の接続電線1(図1(a))が製造された時に設定された超音波溶接装置の接合条件と同じ条件下で、第一比較例の接続電線1X(図1(b))が製造されている。
As shown in FIG. 1B and FIG. 2B, one
超音波溶接には、図2(b)に示す超音波溶接ホーン用チップ40が用いられる。ホーン用チップ40には、ナール45と呼ばれる凹凸部45が形成されている。図2(b)の如く、超音波溶接ホーン用チップ40の電線押接面40a側からチップ40を平面視した時に、このチップ40の電線押接面40a側に略正方形のナールパターン45Pが並設されている。
For ultrasonic welding, a
超音波溶接ホーン用チップ40の電線押接面40a側に、略V溝状の各一方の凹部41が略等間隔で並設され、且つ、各一方の凹部41に略直交する略V溝状の各他方の凹部42が略等間隔で並設され、各一方の凹部41の間隔41Sと、各他方の凹部42の間隔42Sとを略等しい間隔としたことで、平面視において、略正方形のナールパターン45Pが超音波溶接ホーン用チップ40の電線押接面40a側に並設されている。
On the side of the wire pressing surface 40a of the ultrasonic
略V溝状の各一方の凹部41は、超音波溶接ホーン用チップ40の一側端部40s又は他側端部40tに対し、略45°の角度に傾斜されて延設されている。また、略V溝状の各他方の凹部42も、同じく超音波溶接ホーン用チップ40の一側端部40s又は他側端部40tに対し、略45°の角度に傾斜されて延設されている。略V溝状の各一方の凹部41と、略V溝状の各他方の凹部42とは、プロファイル研磨により形成される。超音波溶接ホーン用チップ40の一側端部40sに対し、他側端部40tは略直交する方向に沿い、平面視でホーン用チップ40は略矩形状の押圧片となっている。
Each one of the substantially V-shaped
超音波溶接ホーン用チップ40を電線押接面40a側から眺めた時、超音波溶接ホーン用チップ40のナールパターン45Pは、電線10との角度が45°とされ、チップ40の中心においてセンター凸部が無いものとされている。超音波溶接ホーン用チップ40を電線押接面40a側から眺めた時に、超音波溶接ホーン用チップ40の略中心に一方の溝41と他方の溝42との交差部43が設けられている。
When the ultrasonic
超音波溶接ホーン用チップ40(図2(b))の凹凸状ナールパターン45Pにより、一方の電線10及び他方の電線20に転写された凹凸状ナールパターン45T(図1(b))は、一方の電線10の長手方向10L又は他方の電線20の長手方向20Lに対し、略45°の角度に傾斜されて設けられた一方の突出部41Tと、一方の電線10の長手方向10L又は他方の電線20の長手方向20Lに対し、略45°の角度に傾斜されて設けられた他方の突出部42Tとを備えている。
The concavo-
一方の電線10の長手方向10L又は他方の電線20の長手方向20Lに対し、略45°の角度に傾斜されて設けられた一方の突出部41Tは、超音波溶接ホーン用チップ40(図2(b))の凹凸状ナールパターン45Pを構成する略V溝状の一方の凹部41に対応して形成されたものである。また、一方の電線10(図1(b))の長手方向10L又は他方の電線20の長手方向20Lに対し、略45°の角度に傾斜されて設けられた他方の突出部42Tは、超音波溶接ホーン用チップ40(図2(b))の凹凸状ナールパターン45Pを構成する略V溝状の他方の凹部42に対応して形成されたものである。
One
図2(b)の如く、超音波溶接用チップ40に設けられた略凹凸状のナール45は、各傾斜面44pにより形成された略四角錐状の凸部44と、各傾斜面44pにより形成された略V溝状の凹部41,42とを備えるものである。ナール45を構成する凸部44は、例えばピラミッド型をした略四角錐状に形成されている。ナール45に電線10,20が添えられる時に、電線10,20は、ナール45を構成する略四角錐状の凸部44の先端部44a上に位置する。
As shown in FIG. 2B, the substantially
このため、超音波溶接が行われた後の電線10は、図1(b)の如く、基準線10Xに対して、ややずらされている。他方の電線20に対し、一方の電線10は、位置ずれされた状態で超音波溶接されている。
For this reason, the
超音波溶接が行われた後に、超音波溶接ホーン用チップ40(図2(b))の凸部44に対応した窪み部44T(図1(b))が、接続電線1Xの交差部6Bに形成される。この窪み部44Tは、超音波溶接ホーン用チップ40(図2(b))のナール先端部44aに対応した底部44b(図1(b))と、超音波溶接ホーン用チップ40(図2(b))の傾斜面44pに対応した傾斜面44q(図1(b))とを備えるものである。
After ultrasonic welding is performed, a
一方の電線10と、他方の電線20との交差部6Bの中心には、前記窪み部44Tが形成されていない。また、一方の電線10と、他方の電線20との交差部6Bの中心に、一方の電線10が延設される方向に沿った略直線状の突出部や、他方の電線20が延設される方向に沿った略直線状の突出部は、形成されていない。このため、接続電線1Xの交差部6Bの中心は、若干ではあるが、ずらされる傾向にある。
The
次に接続電線の第二比較例を図面に基づいて説明する。 Next, the 2nd comparative example of a connection electric wire is demonstrated based on drawing.
図1(c)は、接続電線の第二比較例を示す平面図、図2(c)は、同じく接続電線の第二比較例を示す説明図、図3(b)は、同じく接続電線の第二比較例を示す側面図である。 FIG. 1C is a plan view showing a second comparative example of the connecting wire, FIG. 2C is an explanatory view showing the second comparative example of the connecting wire, and FIG. It is a side view which shows a 2nd comparative example.
図1(c)及び図2(c)の如く、一方の電線10と、一方の電線10に対して略直交した状態で交差する他方の電線20とが、超音波溶接法により接合されて、接続電線2Xが構成される。第一実施例の接続電線1(図1(a))が製造された時に設定された超音波溶接装置の接合条件と同じ条件下で、第二比較例の各接続電線2X(図1(c))が製造される。
As shown in FIG. 1 (c) and FIG. 2 (c), one
超音波溶接時に、図2(c)及び図3(b)に示す超音波溶接ホーン用チップ50が用いられる。ホーン用チップ50には、ナール55と呼ばれる凹凸部55が形成されている。図2(c)の如く、超音波溶接ホーン用チップ50の電線押接面50a側からチップ50を平面視した時に、このチップ50の電線押接面50a側に略正方形のナールパターン55Pが並設されている。電線押接面50aは山型状の凸部54の頂部面である。
During ultrasonic welding, the ultrasonic
超音波溶接ホーン用チップ50の電線押接面50a側に、略V溝状の各一方の凹部51が略等間隔で並設され、且つ、各一方の凹部51に略直交する略V溝状の各他方の凹部52が略等間隔で並設され、各一方の凹部51の間隔51Sと、各他方の凹部52の間隔52Sとが略等しい間隔であり、平面視で、略正方形のナールパターン55Pが超音波溶接ホーン用チップ50の電線押接面50a側に並設されている。間隔51Sは凹部51の谷底部において規定されている。
On the side of the wire pressing surface 50 a of the ultrasonic
略V溝状の各一方の凹部51は、超音波溶接ホーン用チップ50の一側端部50sと略並行となるように設けられている。また、略V溝状の各他方の凹部52は、超音波溶接ホーン用チップ50の他側端部50tと略平行となるように設けられている。略V溝状の各一方の凹部51と略V溝状の各他方の凹部52とはプロファイル研磨で形成される。超音波溶接ホーン用チップ50の一側端部50sに対し、他側端部50tは略直交する方向に沿い、平面視でホーン用チップ50は略矩形状の押圧片となっている。
Each one
超音波溶接ホーン用チップ50を電線押接面50a側から眺めた時、超音波溶接ホーン用チップ50のナールパターン55Pは、電線10との角度が0°であり、チップ50の中心においてセンター凸部を有している。超音波溶接ホーン用チップ50を電線押接面50a側から眺めた時、超音波溶接ホーン用チップ50の略中心に略ピラミッド状の凸部54の先端部54aが位置する。一方の溝51と他方の溝52との交差部53は、超音波溶接ホーン用チップ50の略中心に設けられておらず、交差部53は超音波溶接ホーン用チップ50の略中心からずれた所に位置する。
When the ultrasonic
超音波溶接ホーン用チップ50(図2(c))の凹凸状ナールパターン55Pにより、一方の電線10及び他方の電線20に転写された凹凸状ナールパターン55T(図1(c))は、一方の電線10の長手方向10Lに略沿って設けられた一方の突出部51Tと、他方の電線20の長手方向20Lに略沿って設けられた他方の突出部52Tとを備えている。接続電線2Xが平面視された状態において、略突条形状の一方の突出部51Tは、位置ずれした一方の電線10の略中央に形成されている。
The concavo-
一方の電線10の長手方向10Lに略沿って設けられた一方の突出部51Tは、超音波溶接ホーン用チップ50(図2(c))の凹凸状ナールパターン55Pを構成する略V溝状の一方の凹部51に対応して形成されたものである。また、他方の電線20(図1(c))の長手方向20Lに略沿って設けられた他方の突出部52Tは、超音波溶接ホーン用チップ50(図2(c))の凹凸状ナールパターン55Pを構成する略V溝状の他方の凹部52に対応して形成されたものである。
One projecting portion 51T provided substantially along the
図2(c)の如く、超音波溶接用チップ50に設けられた略凹凸状のナール55は、各傾斜面54pにより形成された略四角錐状の凸部54と、各傾斜面54pにより形成された略V溝状の凹部51,52とを備えている。図2(c)及び図3(b)の如く、ナール55を構成する凸部54は、例えばピラミッド型をした略四角錐の形状に形成されている。ナール55に電線10,20が添えられる時に、電線10,20は、ナール55を構成する略四角錐状の凸部54の先端部54a上に位置する。
As shown in FIG. 2C, the substantially
このため、超音波溶接が行われた後の電線10は、図1(c)の如く、基準線10Xに対して大きくずらされている。他方の電線20に対し、一方の電線10は、大きく位置ずれされた状態で超音波溶接されている。図3(b)の如く、略平面状のナール先端部54aに断面略円形の電線10が接触するから、凹凸部55を備えるチップ50に対し、断面略円形の電線10はずらされ易い。
For this reason, the
超音波溶接が行われた後に、超音波溶接ホーン用チップ50(図2(c))の凸部54に対応した窪み部54T(図1(c))が接続電線2Xの交差部6Cに形成される。この窪み部54Tは、超音波溶接ホーン用チップ50(図2(c))のナール先端部54aに対応した底部54b(図1(c))と、超音波溶接ホーン用チップ50(図2(c))の傾斜面54pに対応した傾斜面54q(図1(c))とを備えるものである。
After ultrasonic welding is performed, a
一方の電線10と、他方の電線20との交差部6Cの中心に、前記窪み部54Tは形成されず、前記窪み部54Tは、一方の電線10と、他方の電線20との交差部6Cの中心から、ずらされた位置に形成されている。このため、電線交差部6Cにおける一方の電線10は、曲げられたままの状態で他方の電線20に超音波接合され、接続電線2Xが構成される。
The
次に接続電線の第三比較例を図面に基づいて説明する。 Next, the 3rd comparative example of a connection electric wire is demonstrated based on drawing.
図1(d)は、接続電線の第三比較例を示す平面図、図2(d)は、同じく接続電線の第三比較例を示す説明図である。 FIG.1 (d) is a top view which shows the 3rd comparative example of a connection electric wire, and FIG.2 (d) is explanatory drawing which similarly shows the 3rd comparative example of a connection electric wire.
図1(d)及び図2(d)の如く、一方の電線10と、一方の電線10に対して略直交した状態で交差する他方の電線20とが、超音波溶接法により接合されて、接続電線3Xが構成される。第一実施例の接続電線1(図1(a))を製造した超音波溶接装置の接合条件と同じ条件下で、第三比較例の各接続電線3X(図1(d))が製造される。
As shown in FIG. 1 (d) and FIG. 2 (d), one
超音波溶接には、図2(d)に示す超音波溶接ホーン用チップ60が用いられる。ホーン用チップ60には、ナール65と呼ばれる凹凸部65が形成されている。図2(d)の如く、平面視で、チップ60の電線押接面60a側に略正方形のナールパターン65Pが並設されている。
For ultrasonic welding, an ultrasonic
超音波溶接ホーン用チップ60の電線押接面60a側に、略V溝状の各一方の凹部61が略等間隔で並設され、且つ、各一方の凹部61に略直交する略V溝状の各他方の凹部62が略等間隔で並設され、各一方の凹部61の間隔61Sと、各他方の凹部62の間隔62Sとが略等しい間隔とされ、平面視で、略正方形のナールパターン65Pが超音波溶接ホーン用チップ60の電線押接面60a側に並設されている。
On the
略V溝状の各一方の凹部61は、超音波溶接ホーン用チップ60の一側端部60s又は他側端部60tに対し、略45°の角度に傾斜されて延設されている。また、略V溝状の各他方の凹部62も、同じく超音波溶接ホーン用チップ60の一側端部60s又は他側端部60tに対し、略45°の角度に傾斜されて延設されている。略V溝状の各一方の凹部61と、略V溝状の各他方の凹部62とは、プロファイル研磨により形成される。超音波溶接ホーン用チップ60の一側端部60sに対し、他側端部60tは略直交する方向に沿い、平面視で、ホーン用チップ60は略矩形状の押圧片となっている。
Each one of the substantially V-shaped
超音波溶接ホーン用チップ60を電線押接面60a側から眺めた時、超音波溶接ホーン用チップ60のナールパターン65Pは、電線10との角度が45°とされ、チップ60の中心においてセンター凸部を有している。また、超音波溶接ホーン用チップ60の略中心に、略ピラミッド状の凸部64の先端部64aが位置している。一方の溝61と他方の溝62との交差部63は、超音波溶接ホーン用チップ60の略中心に設けられておらず、交差部63は、超音波溶接ホーン用チップ60の略中心からずれた所に位置する。
When the ultrasonic
超音波溶接ホーン用チップ60(図2(d))の凹凸状ナールパターン65Pにより、一方の電線10及び他方の電線20に転写された凹凸状ナールパターン65T(図1(d))は、一方の電線10の長手方向10L又は他方の電線20の長手方向20Lに対し、略45°の角度に傾斜されて設けられた一方の突出部61Tと、一方の電線10の長手方向10L又は他方の電線20の長手方向20Lに対し、略45°の角度に傾斜されて設けられた他方の突出部62Tとを備えている。
The
一方の電線10の長手方向10L又は他方の電線20の長手方向20Lに対し、略45°の角度に傾斜されて設けられた一方の突出部61Tは、超音波溶接ホーン用チップ60(図2(d))の凹凸状ナールパターン65Pを構成する略V溝状の一方の凹部61に対応して形成されたものである。また、一方の電線10(図1(d))の長手方向10L又は他方の電線20の長手方向20Lに対し、略45°の角度に傾斜されて設けられた他方の突出部62Tは、超音波溶接ホーン用チップ60(図2(d))の凹凸状ナールパターン65Pを構成する略V溝状の他方の凹部62に対応して形成されたものである。
One
図2(d)の如く、超音波溶接用チップ60に設けられた略凹凸状のナール65は、各傾斜面64pにより形成された略四角錐状の凸部64と、各傾斜面64pにより形成された略V溝状の凹部61,62とを備えるものである。ナール65を構成する凸部64は、例えばピラミッド型をした略四角錐の形状に形成されている。ナール65に電線10,20が添えられる時に、電線10,20は、ナール65を構成する略四角錐状の凸部64の先端部64a上に位置する。
As shown in FIG. 2D, the substantially concave-
このため、超音波溶接が行われた後の電線10は、図1(d)の如く、基準線10Xに対して大きくずらされている。他方の電線20に対し、一方の電線10は、大きく位置ずれされた状態で超音波溶接されている。
For this reason, the
超音波溶接が行われた後に、超音波溶接ホーン用チップ60(図2(d))の凸部64に対応した窪み部64T(図1(d))が、接続電線3Xの交差部6Dに形成される。この窪み部64Tは、超音波溶接ホーン用チップ60(図2(d))のナール先端部64aに対応した底部64b(図1(d))と、超音波溶接ホーン用チップ60(図2(d))の傾斜面64pに対応した傾斜面64q(図1(d))とを備えている。
After ultrasonic welding is performed, a
一方の電線10と他方の電線20との交差部6Dの中心に、前記窪み部64Tは形成されず、前記窪み部64Tは、一方の電線10と他方の電線20との交差部6Dの中心から、ずらされた位置に形成されている。このため、一方の電線10と他方の電線20とは、大きく位置ずれされた状態で超音波接合され、接続電線3Xが構成される。
The
次に、上記超音波溶接を行って形成された接続電線の引張強度(溶接強度)について説明する。 Next, the tensile strength (welding strength) of the connecting wire formed by performing the ultrasonic welding will be described.
図4(a)は、本発明に係る接続電線の第一実施例の引張強度を示す図、図4(b)は、接続電線の第一比較例の引張強度を示す図、図4(c)は、接続電線の第二比較例の引張強度を示す図、図4(d)は、接続電線の第三比較例の引張強度を示す図である。 FIG. 4A is a diagram showing the tensile strength of the first embodiment of the connecting wire according to the present invention, FIG. 4B is a diagram showing the tensile strength of the first comparative example of the connecting wire, and FIG. ) Is a diagram showing the tensile strength of the second comparative example of the connecting wire, and FIG. 4D is a diagram showing the tensile strength of the third comparative example of the connecting wire.
図4の各縦軸は、接続電線の引張強度(N…ニュートン)を示し、各横軸は、超音波溶接が行われる時の他方の電線に対する一方の電線の押圧荷重(MPa…メガパスカル)を示している。サンプル(接続電線)の数は例えば各押圧荷重ごとに一本ずつとし、接続電線の最大引張強度を帯グラフで示している。引張試験による接続電線の破損形態は、電線が溶接部から剥離する場合と、電線自体が破断する場合の二種類あり、電線が破断した場合は、溶接部の強度がそれ以上あることになり、溶接強度に優れている。 Each vertical axis in FIG. 4 represents the tensile strength (N ... Newton) of the connecting wire, and each horizontal axis represents the pressing load of one wire against the other wire (MPa ... megapascal) when ultrasonic welding is performed. Is shown. The number of samples (connection wires) is, for example, one for each pressing load, and the maximum tensile strength of the connection wires is indicated by a band graph. There are two types of damage to the connecting wire by the tensile test: when the wire peels off from the welded portion, and when the wire itself breaks, and when the wire breaks, the strength of the welded portion is more than that, Excellent welding strength.
超音波溶接法により、第一実施例の接続電線1(図1(a))、又は第一比較例の接続電線1X(図1(b))、又は第二比較例の接続電線2X(図1(c))、又は第三比較例の接続電線3X(図1(d))を製造する時に、他方の電線20に対する一方の電線10の押圧力を、図4(a)〜(d)の如く、0.15MPa,0.17MPa,0.19MPaの各圧力に調整して、各押圧荷重ごとに溶接強度がどのように変化するかを測定した。超音波溶接装置の振動エネルギは、例えば30J,40J,50Jというように変化させることはできるが、図4の測定対象物(接続電線)においては一定の振動エネルギで超音波溶接を行った。
By the ultrasonic welding method, the connecting
第一実施例(図4(a))の各接続電線1の製造時に、図2(a)の如く、電線10をナール35の凹部31の延長方向と同方向すなわちナール35の凹部31に対し電線10を0°の角度に設定し、且つ、電線10,20の交差部6Aの中心すなわちセンターに、ナール先端部34aが位置しないナールパターン35Pのチップ30を用いて、電線10,20の超音波接合を行い、ナールパターン35T(図1(a))を備える接続電線1を製造した。その後、接続電線1を構成する一方の電線10と、他方の電線20との接合力(溶接強度)を調査するための引張試験を行った。図4(a)の如く、第一実施例の接続電線1すなわち引張試験を行うために用いた試料は、便宜上「 0°shift 」として示している。
At the time of manufacturing each connecting
第一比較例(図4(b))の各接続電線1Xの製造時に、図2(b)の如く、ナール45の凹部41の延長方向に対して電線10を45°の角度に設定し、且つ、電線10,20の交差部6Bの中心すなわちセンターにナール先端部44aが位置しないナールパターン45Pのチップ40を用いて、電線10,20の超音波接合を行い、ナールパターン45T(図1(b))を備える接続電線1Xを製造した。その後、接続電線1Xを構成する一方の電線10と他方の電線20との接合力を調査するための引張試験を行った。図4(b)の如く、第一比較例の接続電線1Xすなわち引張試験を行うために用いた試料は、便宜上「45°shift 」として示している。
When manufacturing each connecting
また、第二比較例(図4(c))の各接続電線2Xが製造される時に、図2(c)の如く、電線10をナール55の凹部51の延長方向と同方向すなわちナール55の凹部51に対し電線10を0°の角度に設定し、且つ、電線10,20の交差部6Cの中心すなわちセンターに、ナール先端部54aが位置するナールパターン55Pのチップ50を用いて、電線10,20の超音波接合を行い、ナールパターン55T(図1(c))を備える接続電線2Xを製造した。その後、接続電線2Xを構成する一方の電線10と、他方の電線20との接合力を調査するための引張試験を行った。図4(c)の如く、第二比較例の接続電線2Xすなわち引張試験を行うために用いた試料は、便宜上「 0°center」として示している。
Moreover, when each connection
また、第三比較例(図4(d))の各接続電線3Xが製造される時に、図2(d)の如く、ナール65の凹部61の延長方向に対して電線10を45°の角度に設定し、且つ、電線10,20の交差部6Dの中心すなわちセンターに、ナール先端部64aが位置するナールパターン65Pのチップ60を用いて、電線10,20の超音波接合を行い、ナールパターン65T(図1(d))を備える接続電線3Xを製造した。その後、接続電線3Xを構成する一方の電線10と、他方の電線20との接合力を調査するための引張試験を行った。図4(d)の如く、第三比較例の接続電線3Xすなわち引張試験を行うために用いた試料は、便宜上「45°center」として示している。
Further, when each
第一比較例の各接続電線1X(図1(b))と、第二比較例の各接続電線2X(図1(c))と、第三比較例の各接続電線3X(図1(d))とは、第一実施例の各接続電線1(図1(a))の製造時に設定された超音波溶接装置の接合条件と同じ条件に基づいて製造されている(図4(a)〜(d))。
Each connecting
また、同一の試料ホルダを用い、引張試験機の設定条件を変化させることなく同一条件に維持して、第一実施例の接続電線1と、第一比較例の接続電線1Xと、第二比較例の接続電線2Xと、第三比較例の接続電線3Xとの引張試験を行った。
Moreover, the same sample holder is used and the setting conditions of the tensile tester are maintained without changing the same conditions, and the
図5は、超音波溶接が行われる時のホーン用チップの変位量を示す図である。超音波溶接を行うために、交差された電線を押圧する時の超音波溶接ホーン用チップの押し込み量を計測した。図5の計測は、第一実施例〜第三比較例までホーン用チップの振動エネルギや電線の押圧力の条件をそれぞれ一定にして行った。図5で四角の点で示す値は複数個のサンプル(接続電線)における変位量の平均値、四角から上下に延びる線は同じく変位量のばらつきをそれぞれ示している。 FIG. 5 is a diagram showing the amount of displacement of the horn tip when ultrasonic welding is performed. In order to perform ultrasonic welding, the pressing amount of the tip for ultrasonic welding horn when pressing the crossed electric wires was measured. The measurement of FIG. 5 was performed with the conditions of the vibration energy of the horn tip and the pressing force of the electric wires being constant from the first example to the third comparative example. In FIG. 5, the values indicated by the square points indicate the average value of the displacement amount in the plurality of samples (connection wires), and the lines extending vertically from the square similarly indicate the variation in the displacement amount.
適正なナールパターン35T(図1(a))が形成された第一実施例の接続電線1においては、図4(a)の如く、引張強度(N)の絶対値が高く、しかも電線の押圧荷重(MPa)を変えても、各押圧荷重ごとの引張強度のばらつきが少なく安定している。
In the connecting
また、引張試験で複数のサンプル(接続電線1)の溶接強度を確認した際に(データの表示は割愛する)、電線が溶接部から剥がれるのではなく電線自体が破断される場合が多く(サンプル数15のうちの11が電線自体の破断)、これによっても溶接強度が十分に高いことが分かる。
In addition, when the welding strength of a plurality of samples (connection electric wire 1) is confirmed by a tensile test (data display is omitted), the electric wires themselves are often broken instead of peeling from the welded portion (samples). 11 of the
また、図5のホーン変位量を見ても、第一実施例( 0°shift )は他の比較例と較べてホーン変位量が少なく、二本の電線の交差部における無理な押し潰しや位置ずれがなく、それによっても電線の溶接強度が高いことが理由付けられる。 Also, looking at the amount of horn displacement in FIG. 5, the first embodiment (0 ° shift) has a smaller amount of horn displacement than the other comparative examples, and forced crushing and position at the intersection of two wires The reason is that there is no deviation, and that the welding strength of the electric wire is high.
これに対し、適正なナールパターン35T(図1(a))と異なるナールパターン45T(図1(b))が形成された第一比較例の接続電線1Xにおいては、図4(b)の溶接強度試験において、接続電線1Xの引張強度(N)の絶対値が図4(a)の第一実施例におけるよりも大幅に低くなっている。各押圧荷重(MPa)ごとの引張強度のばらつきはさほど大きくはない。
On the other hand, in the connection
また、引張試験で複数のサンプル(接続電線1X)の溶接強度を確認した際に(データの表示は割愛する)、電線が破断される場合が少なく(サンプル数15のうちの1が電線自体の破断)、溶接部から剥離されて破壊された電線が多い。
In addition, when the welding strength of a plurality of samples (
また、図5の第一比較例(45°shift )の如く、ホーンの変位量が多く、試料が大きく潰されたり、位置ずれし易い。これらのことから、第一比較例(45°shift )の接続電線1Xにおいては、十分に電線の溶接が行われていないことが分かる。
Further, as in the first comparative example (45 ° shift) in FIG. 5, the displacement amount of the horn is large, and the sample is easily crushed or displaced easily. From these facts, it can be seen that the connecting
また、適正なナールパターン35T(図1(a))と異なるナールパターン55T(図1(c))が形成された第二比較例の接続電線2Xにおいては、図4(c)の如く、引張試験において各押圧荷重(MPa)ごとの引張強度(N)のばらつきが大きく、押圧荷重が0.19MPaの場合は図4(a)の第一実施例と同程度の強度を有するが、押圧荷重が0.17MPa,0.15MPaと低減されるごとに引張強度が大きく低下してしまう。
Further, in the connection
また、引張試験で複数のサンプル(接続電線2X)の溶接強度を確認した際に(データの表示は割愛する)、電線が破断される場合が少なく(サンプル数15のうちの3が電線自体の破断)、溶接部から剥離されて破壊された電線が多い。
In addition, when the welding strength of a plurality of samples (connection
また、図5の第二比較例( 0°center)の如く、ホーンの変位量が多く、試料が大きく潰されたり、位置ずれし易い。これらのことから、第二比較例( 0°center)の接続電線2Xにおいては、溶接品質が安定せず、押圧荷重(MPa)の管理を徹底しなければならないという困難性がある。
Further, as in the second comparative example (0 ° center) in FIG. 5, the displacement amount of the horn is large, and the sample is easily crushed or misaligned. For these reasons, in the connection
また、適正なナールパターン35T(図1(a))と異なるナールパターン65T(図1(d))が形成された第三比較例の接続電線3Xにおいては、図4(d)の如く、引張試験において(押圧荷重0.17と0.19の二条件について行った)、引張強度(N)の絶対値が図4(a)の第一実施例に較べてかなり低く、押圧荷重0.17と0.19における引張強度のばらつきは少ないものの、図4(b)の第一比較例と同様に引張強度が低く安定しているだけで、図4(a)の第一実施例に何ら及ぶものではない。
Further, in the connection
また、引張試験で複数のサンプル(接続電線3X)の溶接強度を確認した際に(データの表示は割愛する)、電線が破断される場合が少なく(サンプル数15のうちの4が電線自体の破断)、溶接部から剥離されて破壊された電線が多い。
In addition, when the welding strength of a plurality of samples (
また、図5の第三比較例(45°center)の如く、ホーンの変位量が多く、試料が潰されたり、位置ずれし易い。これらのことから、第三比較例(45°center)の接続電線3Xにおいても、十分に電線の溶接が行われていないことが分かる。
Further, as in the third comparative example (45 ° center) in FIG. 5, the displacement amount of the horn is large, and the sample is easily crushed or displaced. From these facts, it is understood that the wires are not sufficiently welded even in the
以上の測定結果により、第一比較例、第二比較例、第三比較例のものにおいては、超音波接合が行われた時に、接合領域が十分に得られていないことが分かる。また、一般的に、剥離により破壊されるもののほうが、強度のばらつきが大きくなるため、このような結果が示されるものは、望ましいものとは言えない。引張試験が行われた時に、電線が破断され且つその時の引張強度が大きいものが望ましい。 From the above measurement results, it can be seen that in the first comparative example, the second comparative example, and the third comparative example, when the ultrasonic bonding is performed, the bonding region is not sufficiently obtained. Moreover, since the strength variation generally increases when the material is broken by peeling, the material showing such a result is not desirable. When the tensile test is performed, it is desirable that the electric wire is broken and the tensile strength at that time is large.
また、図1(b)の如く、第一比較例の接続電線1Xにおいては、外観検査から分かるように、電線10,20の接合部6Bに位置ずれが生じている。このことから、超音波接合が行われて構成された接続電線1Xのサンプル数を増せば、引張強度のばらつきが大きくなることが推測される。
Further, as shown in FIG. 1B, in the connection
また、図1(c)の如く、第二比較例の接続電線2Xにおいては、外観検査から分かるように、電線10,20の接合部6Cの位置ずれが大きい。ナールパターン55P(図2(c))のナール先端部54aが、ナール55の中心に位置するチップ50を用いて超音波溶接を行った場合、図1(c)の如く、基準線10Xに対し、電線10は大きくずらされる。このことから、超音波接合が行われて構成された接続電線2Xのサンプル数を増せば、引張強度のばらつきが大きくなることが推測される。
Further, as shown in FIG. 1C, in the connection
また、図1(d)の如く、第三比較例の接続電線3Xにおいても、外観検査から分かるように、電線10,20の接合部6Dの位置ずれが大きい。ナールパターン65P(図2(d))のナール先端部64aが、ナール65の中心に位置するチップ60を用いて超音波溶接を行った場合、図1(d)の如く、基準線10Xに対し、電線10は大きくずらされる。このことから、超音波接合が行われて構成された接続電線3Xのサンプル数を増せば、引張強度のばらつきが大きくなることが推測される。
Further, as shown in FIG. 1D, also in the connection
1 接続電線
6A 接合部(交差部)
10 一方の電線(電線)
10L,20L 長手方向
20 他方の電線(電線)
30 超音波溶接ホーン用チップ(チップ)
31 一方の溝(凹部)
31T 一方の真直部(突出部)
32 他方の溝(凹部)
32T 他方の真直部(突出部)
33 交差部
34 凸部
34p 傾斜面
35 凹凸部(ナール)
35P 凹凸状ナールパターン(ナールパターン)
35T 転写された凹凸状ナールパターン(ナールパターン)
1 Connecting
10 One electric wire (electric wire)
10L,
30 Tip for ultrasonic welding horn
31 One groove (recess)
31T One straight part (protruding part)
32 Other groove (recess)
32T The other straight part (protruding part)
33 intersecting
35P Concave and convex knurl pattern (Nar pattern)
35T Transferred concavo-convex knurl pattern (Nar pattern)
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