JP5182940B2 - 被覆電線の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、複数の被覆電線の芯線の端部を導通接続するとともに、一対の樹脂チップを接合して密封する被覆電線の接合構造に関する。

図６は、複数の被覆電線の接続方法の従来例を示したものである。
被覆電線３１の端部を導通可能に接続する場合、端部の被覆材３１ｂの被覆剥きを行い、芯線３１ａを露出させてから電線端末部材３２を圧着し、次いで絶縁キャップ３３を被せて絶縁する方法か、或いは芯線３１ａを露出させてから抵抗溶接により接続部３４を形成した後、絶縁キャップ３３を被せて絶縁する方法の何れかが採用されていた。
しかし、前記何れの接続方法も、被覆材３１ｂの被覆剥きという手間のかかる工程が必要であるうえに、別部材としての絶縁キャップ３３が必要であり、これを被せる工程も必要であった。これらは、全てコストアップの一因になる。

一方、特許文献１には図７に示すような被覆電線の接合構造が開示されている。
即ち、一対の樹脂チップ４１，４１は同一構造であり、その接合面４１ａに被覆電線３１を交差状に挟み込む。一対の樹脂チップ４１には、略９０°間隔で４箇所の電線導出穴部４２が形成され、ここで交差状に差し込まれる被服電線３１を位置決めするようになっている。
そして、上側に配置された樹脂チップ４１の上部には不図示の超音波ホーンが設置され、下側に配置された樹脂チップ４１の下部には不図示のアンビルが設置される。

この構成によれば、超音波ホーンを駆動し、被覆電線３１を挟み込んだ一対の樹脂チップ４１を上下方向に加圧及び加振することにより、２本の被覆電線３１の接続部Ｓにおいて被覆材３１ｂが先に溶融し、芯線３１ａ同士が導通可能に接続される。次いで、一対の樹脂チップ４１の接合面、被覆材３１ｂが相互に溶融し、接続部Ｓが密封されるとともに全体が一体化される。

特開平９−３１２１７３号公報

しかし、前記特許文献１により開示された被覆電線の接合方法によれば、被覆材の被覆剥き等の工程は不要になるが、被覆電線の端末部分を導通可能に接続することはできない。

本発明の目的は上記課題を解消することに係り、被覆電線の被覆材を剥く作業を省略でき、電線の端末部分の芯線を導通可能に接続するとともに、芯線の接続部分を密封することができる被覆電線の接合構造を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 芯線を被覆材により覆った複数の電線を一対の樹脂チップの接合面に挟み込み、接合された前記一対の樹脂チップを外側から超音波加振して前記被覆材を溶融させることにより、前記芯線を導通接続させるとともに、前記一対の樹脂チップを相互に溶着させて前記複数の芯線の接続部分を密封する被覆電線の接合構造であって、
前記一対の樹脂チップの各接合面には、
前記複数の電線の各端部を被覆状態のまま位置決めする端部位置決め部と、
前記電線の半径よりも大きい半径の断面半円形状であり前記複数の電線のそれぞれを被覆状態のまま収容して所望間隔で整列させる複数の電線整列溝と、
前記電線整列溝間に形成された溶着用リブと、
が設けられ、
一方の前記樹脂チップに設けられた前記端部位置決め部に前記複数の電線の端部を位置決めし、且つ前記電線整列溝により整列させた状態で、他方の前記樹脂チップを重ね合わせ、超音波加振することで前記電線と前記樹脂チップとが一体化され、
前記溶着用リブは、溶着完了時に前記樹脂チップの端縁において前記電線の周囲に空隙が形成される高さ及び長さに形成されていることを特徴とする被覆電線の接合構造。
（２） 前記端部位置決め部は、前記複数の電線の端部を一括して収容し得る凹部に形成されていることを特徴とする上記（１）に記載の被覆電線の接合構造。
（３） 前記電線整列溝は、前記一対の樹脂チップの周縁部に電線径及び本数に応じて形成された溝であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の被覆電線の接合構造。
（４） 前記電線整列溝は、前記一対の樹脂チップの周縁部に、前記端部位置決め部を中心として放射状に配列されていることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の被覆電線の接合構造。
（５） 前記溶着用リブは、前記樹脂チップの端縁から離間して設けられていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の被覆電線の接合構造。

上記（１）の構成によれば、複数の電線を挟み込んで接合する一対の樹脂チップの接合面に、複数の電線の端部を位置決めする端部位置決め部と、端部を位置決めした電線を所定位置に整列させる電線整列溝が形成されているので、前記一対の樹脂チップ間に前記電線を挟み込んだ状態で超音波により加圧及び加振することにより、端部の被覆材が溶融し芯線同士が導通可能に接続される。また、電線整列溝間に溶着用リブが形成されているので、加圧及び加振により溶着用リブの溶融が促進されて、一対の樹脂チップと電線とが電線整列溝において相互に溶融し、抜け出し不可に一体化される。
溶着時に、溶融した溶着用リブは、電線の周囲に流れ込み、電線整列溝内で遊嵌状態であった電線の遊嵌が解消され、電線は一対の樹脂チップに保持される。
樹脂チップの端縁では、電線の周囲に空隙が形成されるように溶着されるので、端縁では溶着が行われず、電線の被覆が溶融することがなく、外部との絶縁性が確保される。
また、電線の周囲に空隙が形成されるので、配索状態での電線の全方位のわずかな動きを許容することができる。

上記（２）の構成によれば、複数の電線の各端部が前記端部位置決め部において位置決めされるので、前記複数の電線を効率的且つ確実に導通可能に接続できる。

上記（３）の構成によれば、複数の電線が個別に溝状の電線整列溝により保持されるので、一対の樹脂チップとの溶融を位置ずれすることなく行われる。

上記（４）の構成によれば、電線整列溝は、前記端部位置決め部を中心に放射状に配列されているので、電線整列溝に電線を整列させることにより電線端部を端部位置決め部に確実に位置決めすることができる。

上記（５）の構成によれば、溶着用リブが樹脂チップの縁部から離間して設けられているので、樹脂チップの縁部では溶着が実行されず、溶融樹脂が電線の周囲に達しない。したがって、樹脂チップの縁部では電線の周囲に空隙が形成される。この結果、電線は樹脂チップからの露出部において、半径方向に円滑な形状で曲がることができる。

本発明によれば、電線の端部が端部位置決め部にまとめて位置決めされるので、加圧及び加振により被覆材の溶融が円滑に行われるとともに、芯線同士が確実に導通可能に接続される。したがって、電線の被覆材を剥く作業を省略して芯線の端部を一体に接続することができる。
更に、電線の被覆材が電線整列溝によって位置ずれすることなく収容されるので、所定間隔で一対の樹脂チップと一体化される。
また、溶着用リブが電線整列溝間で溶融することにより、溶融物が電線の周囲で固まり、電線が確実に固定され、しかも溶着部においては電線と一対の樹脂チップとの間に隙間が形成されず、塵や異物が入ることがない。
また、樹脂チップの端縁では電線の周囲に空隙が形成されるように溶着されるので、端縁では溶着が行われず、電線の被覆が溶融せず、外部との絶縁性が確保される。
また、電線の周囲に空隙が形成されることで、配索状態における電線の全方位のわずかな動きを許容することができる。

以下、本発明に係る被覆電線の接合構造の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施形態である被覆電線の接合構造を構成する一対の樹脂チップの斜視図、図２は樹脂チップへの電線の端部位置決め及び整列状態を示す平面図、図３は電線整列溝の構造を示す断面図、図４は一対の樹脂チップの接合状態を示す斜視図、図５は接合状態での電線の溶着状態を示す側面図である。

被覆電線の接合構造１は、一対の樹脂チップ２間に複数の電線１１を挟み込んで溶着したものであり、以下に各部材の構成について説明する。
一対の樹脂チップ２は、略同一構造に形成されているので、そのうちの一方について接合面２ａの構造を説明する。樹脂チップ２の接合面２ａの外周部には、上から見て広幅の第１縁部３ａと、第１縁部３ａに対し狭い幅の第２縁部３ｂが一体に形成されている。
そして、第１縁部３ａ及び第２縁部３ｂに囲まれるようにして中空部４が形成され、この中空部４の略中央部に端部位置決め部５が形成されている。端部位置決め部５は、図２に示すように複数の電線１１の端部を被覆状態のまま位置決めするためのものであって、断面半円状の凹部５ａの大きさは電線１１の本数や線径に応じて決定される。
要するに、端部位置決め部５は、電線１１を収容するとともに、端部が外部に外れない形状及び空間であればよく、この観点から本実施形態のように基本的な形状として凹状が好ましい。なお、電線１１は、図３に示すように芯線１１ａを被覆材１１ｂで覆ったものである。
ここで、他方の樹脂チップ２には、端部位置決め部５に対応する部分に、端部位置決め部５に代えて、凹部５ａ内に入り込む溶着用凸部（図示せず）が形成されている。一対の樹脂チップ２の構成は、この点のみで異なっている。

一方、第１縁部３ａには、４条の電線整列溝６が形成されている。電線整列溝６は断面半円状の溝であり、その半径は電線１１の線径より大きく設定される。また、電線整列溝６の数は、保持する電線１１の本数に応じて設定される。
各電線整列溝６の近傍には、５個の溶着用リブ７が形成されている。各溶着用リブ７は、後述する溶着時に電線１１の被覆材１１ｂと溶融して、一対の樹脂チップ２と電線１１とを一体化するものであり、その高さ及び長さは溶着完了時に樹脂チップ２の端面３ｃの近傍の電線１１の周囲に間隙を形成し得るように設定される。
なお、端面３ｃと溶着用リブ５との間隔Ｄも、電線１１の周囲に前記間隙ができるように設定される。

次に、第１実施形態による作用を説明する。
前記一対の樹脂チップ２と電線１１とは、下記のようにして組み付けられる。
図２に示したように、前記一対の樹脂チップ２の何れか一方について、端部位置決め部５上に複数の電線１１の端部を重ねて収容する。この際、各電線１１の被覆材１１ｂを剥く必要はなく、従来例のような被覆剥き作業は不要である。
次に、各電線１１を横一列に形成された各電線整列溝６内に順次埋め込むようにして整列・保持させる。ここまでの作業により、一方の樹脂チップ２上に、図２に示したように各電線１１の端部が端部位置決め部５上に位置決めされるとともに、各電線整列溝６によって電線１１が所定位置に整列・保持されるようになる。
続いて、図３に想像線で示すように他方の樹脂チップ２を被せることにより、電線１１が一対の樹脂チップ２の接合面間に挟み込まれることになる。

ここで、端面３ｃ側から一対の樹脂チップ２と各電線１１の状態を見ると、図３に示すように各電線１１は横断面半円形の電線整列溝６内を挿通するようになり、少なくとも左右の動きが規制された状態で、しかも一定間隔で整列状態に保持される。

次に、一対の樹脂チップ２と各電線１１との溶着について説明する。
前記溶着に際しては、接合された樹脂チップ２の下側に不図示のアンビルを位置決めし、上側に不図示の超音波ホーンを位置決めする。そして、接合された樹脂チップ２の外側から、超音波ホーンを駆動して縦振動を発振させる。この結果、一対の樹脂チップ２及び電線１１が加圧及び加振される。

前記加圧及び加振を継続すると、電線１１の各被覆材１１ｂが先に溶融して各芯線１１ａが露出する。なお、溶融した各被覆材１１ｂは、上側の樹脂チップ２の溶着用凸部（図示せず）による加圧で、端部位置決め部５内で軸方向に押し出され、芯線１１ａがより良好に露出する。そして、各芯線１１ａは、端部位置決め部５上にまとめて重ねて位置決めされているので、各芯線１１ａ同士が相互に、且つ確実に電気的に導通可能に接続される。そして、接続された複数の芯線１１ａは上側の樹脂チップ２に設けられた溶着用凸部の溶融体により被覆される。
更に加圧及び加振を継続することにより、樹脂チップ２の溶着用リブ７が溶融して両樹脂チップ２の接合面同士が溶着される。

一方、溶着用リブ７は、その形状から接合面２ａに比較して溶融しやすい。従って、前記加圧及び加振にともない溶着用リブ７が先に溶融して、電線整列溝６と電線１１との間の隙間を埋めるとともに、被覆材１１ｂの表面とも溶融して、一対の樹脂チップ２と電線１１とが一体化される。
ここで、前記のように溶着用リブ７の高さ及び端面３ｃとの間隔Ｄが設定されているので、電線整列溝６の間隔Ｄ分が全て溶融されるのではなく、端面３ｃ近傍に溶融されない部分が残る。従って、加圧及び加振により図４に示すように被覆電線の接合が完了した状態で、端面３ｃ近傍にあっては図５に示すように電線１１と一対の樹脂チップ２との間に隙間Ｇが形成される。したがって、配索状態における電線１１の全方位のわずかな動きを許容することができる。

前記被覆電線の接合構造１にあっては、電線１１の端部が端部位置決め部５にまとめられているので、芯線１１ａ同士が確実に電気的に導通可能に接続される。
更に、電線１１の被覆材１１ｂが電線整列溝６において一対の樹脂チップ２と溶融するので、確実に固定され、電線１１が引き抜かれることがなく、位置ずれすることもない。
更に、溶着用リブ６を設け間隔Ｄを設定することにより、一対の樹脂チップ２の端面近傍において一対の樹脂チップ２との間に隙間が形成され、電線１１の引き回し自由度が向上する。
更に、樹脂チップ２の端面近傍以外では、電線１１と樹脂チップ２との間に隙間がないので、樹脂チップ２の内部に塵や異物が入ることがない。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、電線整列溝６の断面径は、電線１１により変更されるものであり、線径の細い電線、太い電線に対応して形成される。従って、線径の異なる複数の電線を端子接続することもできる。
また、前記一対の樹脂チップの平面形状については、円形、楕円形、四角形等に変更できる。
尚、リブ７の間隔を電線１１の外径と略同等に設計すれば、リブ７間で電線１１を保持することができるので、電線整列溝６を形成しなくてもよい。

本発明の第１実施形態に係る被覆電線の接合構造を構成する一対の樹脂チップの斜視図である。 樹脂チップと電線との関係を示す樹脂チップの平面図である。 電線整列溝の構成を示す側面図である。 被覆電線の接合構造の形状を示す斜視図である。 一対の樹脂チップと被覆電線との溶着状態を示す側面図である。 従来の電線の接続方法を示す説明図である。 従来の被覆電線の接合構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ 被覆電線の接合構造
２ 一対の樹脂チップ
３ａ 第１縁部
３ｂ 第２縁部
３ｃ 端面
４ 中空部
５ 端部位置決め部
５ａ 円弧状空間
６ 電線整列溝
７ 溶着用リブ
１１ 電線
１１ａ 芯線
１１ｂ 被覆材
Ｄ 間隔
Ｇ 隙間

Claims (5)

1. 芯線を被覆材により覆った複数の電線を一対の樹脂チップの接合面に挟み込み、接合された前記一対の樹脂チップを外側から超音波加振して前記被覆材を溶融させることにより、前記芯線を導通接続させるとともに、前記一対の樹脂チップを相互に溶着させて前記複数の芯線の接続部分を密封する被覆電線の接合構造であって、
   前記一対の樹脂チップの各接合面には、
   前記複数の電線の各端部を被覆状態のまま位置決めする端部位置決め部と、
   前記電線の半径よりも大きい半径の断面半円形状であり前記複数の電線のそれぞれを被覆状態のまま収容して所望間隔で整列させる複数の電線整列溝と、
   前記電線整列溝間に形成された溶着用リブと、
   が設けられ、
   一方の前記樹脂チップに設けられた前記端部位置決め部に前記複数の電線の端部を位置決めし、且つ前記電線整列溝により整列させた状態で、他方の前記樹脂チップを重ね合わせ、超音波加振することで前記電線と前記樹脂チップとが一体化され、
   前記溶着用リブは、溶着完了時に前記樹脂チップの端縁において前記電線の周囲に空隙が形成される高さ及び長さに形成されていることを特徴とする被覆電線の接合構造。
2. 前記端部位置決め部は、前記複数の電線の端部を一括して収容し得る凹部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の被覆電線の接合構造。
3. 前記電線整列溝は、前記一対の樹脂チップの周縁部に電線径及び本数に応じて形成された溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の被覆電線の接合構造。
4. 前記電線整列溝は、前記一対の樹脂チップの周縁部に、前記端部位置決め部を中心として放射状に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の被覆電線の接合構造。
5. 前記溶着用リブは、前記樹脂チップの端縁から離間して設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の被覆電線の接合構造。

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