JP5474424B2 - Ultrasonic welding method and ultrasonic welding apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、超音波溶着方法、及び、超音波溶着装置に係り、特に、端子金具に複数の素線から成る芯線を超音波溶着するための超音波溶着方法、及び、超音波溶着装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic welding method and an ultrasonic welding apparatus, and more particularly to an ultrasonic welding method and an ultrasonic welding apparatus for ultrasonic welding a core wire composed of a plurality of strands to a terminal fitting. It is.
移動体としての自動車には、種々の電子機器が搭載される。前記自動車は、前記電子機器にバッテリなどの電源からの電力や制御装置からの制御信号などを伝えるためにワイヤハーネスが配索されている。前述したワイヤハーネスは、複数の電線と、この電線の端末に取り付けられた端子金具などを備えている。 Various electronic devices are mounted on an automobile as a moving body. In the automobile, a wire harness is routed to transmit power from a power source such as a battery or a control signal from a control device to the electronic device. The wire harness described above includes a plurality of electric wires and terminal fittings attached to the ends of the electric wires.
上記電線はそれぞれ、導電性の複数の素線を撚り合わせた芯線と、該芯線を被覆する絶縁性の被覆部とを備えている。この電線の端末の被覆部を除去して露出した芯線が上記端子金具に溶着されている。この芯線と端子金具との溶着は、周知の超音波溶着装置を用いて行われる。 Each of the electric wires includes a core wire obtained by twisting a plurality of conductive strands and an insulating covering portion that covers the core wire. The core wire exposed by removing the covering portion of the end of the electric wire is welded to the terminal fitting. The welding between the core wire and the terminal fitting is performed using a known ultrasonic welding apparatus.
上記超音波溶着装置1としては、例えば図9に示すようなものが知られている。同図に示すように、超音波溶着装置1は、底壁部32a上に芯線21が重ねられた端子金具3が搭載される第1の型としてのアンビル10と、アンビル10と相対する第2の型としてのホーン11と、を備えている。上記ホーン11は、図示しない振動子よって超音波振動が付与される。超音波溶着装置1は、上記ホーン11を端子金具3に設けた一対の立壁部32b間に挿入して矢印に示すようにアンビル10に向かって移動させる。これにより、ホーン11とアンビル10との間に芯線21及び端子金具3の底壁部32aが挟まれて、芯線21及び端子金具3を互いに近づける方向に加圧した状態で超音波エネルギが付与され、芯線21と端子金具3とが溶着される。
As the
上記芯線21が撚り癖とは異なる形状(例えばまっすぐに伸ばされた状態)で溶着されると、元の螺旋状態に戻ろうとする力が働き、その結果、素線がばらけて芯線21と端子金具3との溶着強度が低下する恐れがある。そこで、端末の被覆部を除去して芯線21を露出させた後、各素線をそれ自身の有する撚り癖に従って螺旋状に捻られた状態で端子金具3の上に重ねて溶着することにより、素線のばらつきを抑えた超音波溶着方法も提案されている(特許文献1)。
When the
しかしながら、従来の超音波溶着装置1は、ホーン11の幅W4が一対の立壁部32b間の幅W5よりも短くなるように設けられている。このため、ホーン11が一対の立壁部32b間に挿入されアンビル10に向かって移動しているときにホーン11と立壁部32bとの間に隙間が空いて、この隙間から素線が外れて芯線21と端子金具3の溶着漏れが生じてしまう、という問題があった。
However, the conventional
そこで、本発明は、芯線と端子金具との溶着漏れをなくした超音波溶着方法、及び、超音波溶着装置を提供することを課題とする。 The present invention, ultrasonic welding method without welding leakage between the core wire and the terminal fitting, and, it is an object to provide an ultrasonic welding equipment.
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、底壁部及び該底壁部の両端から立設した一対の立壁部が設けられた端子金具を第1の型上に搭載する第1工程と、前記端子金具の底壁部上に複数の素線から成る芯線を重ねる第2工程と、第2の型を前記一対の立壁部間に挿入して前記第1の型に向かって移動させることにより前記第1の型と前記第2の型との間に前記芯線及び前記端子金具を挟んで前記芯線及び前記端子金具を互いに近づける方向に加圧した状態で超音波エネルギを付与して、前記芯線と前記端子金具とを溶着する第3工程と、を行う超音波溶着方法において、前記第3工程において前記第2の型が前記一対の立壁部を互いに離れる方向に押し広げながら前記第2の型を前記第1の型に向かって移動させることを特徴とする超音波溶着方法に存する。
The invention according to
請求項2記載の発明は、前記第2の型が、前記第1の型に相対する端面から離れるに従って前記一対の立壁部が対向する方向の幅が広くなるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の超音波溶着方法に存する。
According to a second aspect of the present invention, the second mold is provided so that the width in the direction in which the pair of standing wall portions face each other increases as the distance from the end face facing the first mold increases. It exists in the ultrasonic welding method of
請求項3記載の発明は、前記一対の立壁部が、前記底壁部から離れるに従って一対の立壁部間の幅が広くなるように設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波溶着方法に存する。
Invention of
請求項4記載の発明は、複数の素線から成る芯線が重ねられた底壁部及び該底壁部の両端から立設した一対の立壁部が設けられた端子金具が搭載される第1の型と、前記第1の型に相対する第2の型と、を備え、前記第2の型を一対の立壁部間に挿入して前記第1の型に向かって移動させることにより前記第1の型と前記第2の型との間に前記芯線及び前記端子金具を挟んで前記芯線及び前記端子金具を互いに近づける方向に加圧した状態で超音波エネルギを付与して、前記芯線と前記端子金具とを溶着する超音波溶着装置において前記第2の型が、前記第1の型に相対する端面から離れるに従って前記一対の立壁部が対向する方向の幅が広くなるように設けられていることを特徴とする超音波溶着装置に存する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first wall on which a terminal wall provided with a bottom wall portion in which core wires composed of a plurality of strands are overlapped and a pair of standing wall portions standing from both ends of the bottom wall portion is mounted. A mold and a second mold opposite to the first mold, the second mold being inserted between a pair of standing wall portions and moved toward the first mold to move the first mold The core wire and the terminal fitting are sandwiched between the die and the second die, and ultrasonic energy is applied in a state where the core wire and the terminal fitting are pressed in a direction approaching each other, and the core wire and the terminal In the ultrasonic welding apparatus for welding the metal fitting, the second mold is provided so that the width in the direction in which the pair of standing wall portions face each other increases as the distance from the end surface facing the first mold increases. It exists in the ultrasonic welding apparatus characterized by this.
以上説明したように請求項1及び4記載の発明によれば、第2の型が端子金具の一対の立壁部を押し広げながら移動する。よって、第2の型と一対の立壁部との間に隙間ができることがなく、芯線がほつれても一対の立壁部間にある限り芯線が端子金具と第2の型との間から外れることがなく、芯線と端子金具との溶着漏れをなくすことができる。 As described above, according to the first and fourth aspects of the invention, the second mold moves while expanding the pair of standing wall portions of the terminal fitting. Therefore, there is no gap between the second mold and the pair of standing wall portions, and even if the core wire is frayed, the core wire can be removed from between the terminal fitting and the second mold as long as it is between the pair of standing wall portions. In addition, it is possible to eliminate welding leakage between the core wire and the terminal fitting.
請求項2記載の発明によれば、第1の型に相対する端面から離れるに従って一対の立壁部が対向する方向の幅が広くなるように第2の型を設けるだけで簡単に、第2の型が端子金具の一対の立壁部を押し広げながら移動するようにできる。 According to the second aspect of the present invention, the second mold can be simply provided by simply providing the second mold so that the width in the direction in which the pair of standing wall portions face each other increases as the distance from the end face facing the first mold increases. The mold can be moved while expanding the pair of standing wall portions of the terminal fitting.
請求項3記載の発明によれば、底壁部から離れるに従って一対の立壁部間の幅が広くなるように一対の立壁部を設けるだけで簡単に、第2の型が端子金具の一対の立壁部を押し広げながら移動するようにできる。 According to the third aspect of the present invention, the second mold can be simply provided with the pair of standing walls of the terminal fitting by simply providing the pair of standing walls so that the width between the pair of standing walls increases as the distance from the bottom wall increases. You can move while expanding the part.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図8を参照して説明する。図1〜図6に示す超音波溶着装置1は、電線2の芯線21と端子金具3とを互いに電気的に接続するために用いられる。図7に示すように、上記電線2は、断面形状が丸形に形成されている。電線2は、導電性の複数の素線から成る芯線21と、絶縁性の被覆部22と、を備えている。芯線21は、銅、銅合金などの導電性の金属からなる。被覆部22は、絶縁性の合成樹脂からなり、上記芯線21を被覆している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The
上記端子金具3は、所定形状に打ち抜いた金属板材を曲げ加工したものであり、電子機器などに電気接続される接続孔31aが設けられた電気接続部31と、上記芯線21が溶着される芯線溶着部32と、が長手方向に沿って設けられている。芯線溶着部32は、芯線21が重ねられる底壁部32aと、この底壁部32aの幅方向の両端から立設した一対の立壁部32bと、が設けられている。上記一対の立壁部32bは、底壁部32aから離れるに従って一対の立壁部32b間の幅が広くなるように設けられている。
The
上記超音波溶着装置1は、芯線21を端子金具3の底壁部32a上に重ねて、芯線21及び端子金具3を互いに近づける方向に加圧して超音波振動エネルギを付与することにより、芯線21と端子金具3とを溶着する。上記超音波溶着装置1は、図1〜図6に示すように、第1の型としての第1電極5と、第2の型としての第2電極6と、プレス治具7と、一対の治具8と、基台9などを備えている。
The
上記第1電極5は、箱型に設けられていて、後述する第2電極6と相対する端面上に端子金具3の底壁部32aが搭載される。上記第2電極6は、略箱型に設けられていて、第1電極5と相対する端面から離れるに従って一対の立壁部32bが対向する方向Y1の幅が広くなるように設けられている。また、図2に示すように、上記第2電極6において第1電極5側の端部の幅W1は、最も底壁部32a側の一対の立壁部32b間の幅W2よりも広くなるように設けられている。さらに、第2電極6において第1電極5側の端部の幅W1は、最も底壁部32aから離れた側の一対の立壁部32b間の幅W3と同じか若干小さめに設けられている。
The said
上述した第1電極5及び第2電極6にはそれぞれ図示しない振動子が取り付けられている。この図示しない振動子は、図示しない発振器によって芯線21の軸方向Y2に振動して、第1電極5及び第2電極6に軸方向Y2の超音波振動を付与する。また、上記第1電極5及び第2電極6は、図中上下方向に離間して設けられている。第1電極5及び第2電極6は、互いに相対する端面間に芯線21を重ねた端子金具3の底壁部32aを挟むことができる。
A vibrator (not shown) is attached to each of the
また、上記第2電極6は、プレス治具7に固定されていて、このプレス治具7によって図中上下方向に移動可能に設けられている。このプレス治具7は、例えば図示しない油圧シリンダのピストンから構成されている。第2電極6は、このプレス治具7から力を受けると図中上下方向に沿って移動する。
The
また、上述した一対の治具8は、上記第1電極5の上記一対の立壁部32bが対向する方向Y1を挟むように設けられている。一対の治具8は、第1電極5よりも第2電極6側に突出するように設けられている。また、一対の治具8の第1電極5よりも突出している部分において互いに対向する対向面は、第1電極5から離れるに従って互いに離れるようなテーパ状に設けられている。また、上記基台9は、箱型に設けられていて、上述した第1電極5及び一対の治具8が搭載されている。
The pair of
上述した構成の超音波溶着装置1を用いた芯線21と端子金具3との溶着手順について以下説明する。超音波溶着装置1の始めの状態は、第1電極5と第2電極6とが十分に離れている。まず、電線2の端末の被覆部22を剥がして芯線21を露出させる。次に、第1電極5の第2電極6に相対する端面上に端子金具3の底壁部32aを載せて、その底壁部32a上に露出した芯線21を重ねる。その後、図示しない振動子を振動させて第1電極5及び第2電極6に超音波振動を付与する。さらに、プレス治具7を上から下に向かって移動させて、図1及び図2に示すように、プレス治具7に固定された第2電極6を一対の立壁部32b間に挿入する。上述したように第2電極6の幅W1は、最も底壁部32aから離れた側の一対の立壁部32b間の幅W3と同じか若干小さめに設けられている。よって、第2電極6が簡単に一対の立壁部32b間に挿入される。
A procedure for welding the
さらに、プレス治具7を下に向かって移動させると、プレス治具7に固定された第2電極6が第1電極5に向かって移動する。上述したように一対の立壁部32b間の幅は、底壁部32aに近づくに従って狭くなる。しかも、第2電極6の幅は、第1電極5側の端部から離れるに従って広くなる。よって、第2電極6は、図2の矢印に示すように、一対の立壁部32bを互いに離れる方向に押し広げながら第1電極5に向かって移動する。
Further, when the
さらに第2電極6を第1電極5に向かって移動させると、図3及び図4に示すように、第1電極5と第2電極6との間に芯線21及び端子金具3が挟まれ、芯線21及び端子金具3が互いに近づく方向に加圧される。この状態で第1電極5及び第2電極6の超音波振動が伝わり芯線21及び端子金具3に超音波エネルギが付与される。すると、芯線21及び端子金具3が超音波溶着する。
Further, when the
次に、振動子を制御して超音波振動を止めると共にプレス治具7を制御して芯線21及び端子金具3に対する加圧も止める。その後、プレス治具7を制御して図5及び図6に示すようにプレス治具7を上に向かって移動させると、プレス治具7に固定された第2電極6が第1電極5から離れる。そして、第1電極5−第2電極6を十分離した後に、第1電極5−第2電極6間から芯線21が溶着された端子金具3を取り出す。
Next, the vibrator is controlled to stop the ultrasonic vibration and the
上述した実施形態によれば、第2電極6が端子金具3の一対の立壁部32bを押し広げながら移動する。よって、第2電極6と一対の立壁部32bとの間に隙間ができることなく、芯線21がほつれても一対の立壁部32b間にある限り芯線21が端子金具3と第2電極6との間から外れることがなく、芯線21と端子金具3との溶着漏れをなくすことができる。
According to the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態によれば、第2電極6が、第1電極5に相対する端面から離れるに従って一対の立壁部32bが対向する方向Y1の幅が広くなるように設けている。また、一対の立壁部32bが、底壁部32aから離れるに従って一対の立壁部32b間の幅が広くなるように設けている。これにより、簡単に第2電極6が端子金具3の一対の立壁部32bを押し広げながら移動することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
なお、上述した実施形態によれば、第2電極6を、第1電極5に相対する端面から離れるに従って一対の立壁部32bが対向する方向Y1の幅が広くなるように設けると共に、一対の立壁部32bを、底壁部32aから離れるに従って一対の立壁部32b間の幅が広くなるように設けている。しかしながら、本発明はこれに限ったものではない。例えば、第2電極6を、第1電極5に相対する端面から離れるに従って一対の立壁部32bが対向する方向Y1の幅が広くなるように設けられていれば、一対の立壁部32bは図8に示す従来と同様に上下方向に沿って常に一定の幅に設けても良い。また、一対の立壁部32bを、底壁部32aから離れるに従って一対の立壁部32b間の幅が広くなるように設けられていれば、第2電極6は図8に示すように、従来と同様に上下方向に沿って常に一定の幅に設けても良い。
In addition, according to embodiment mentioned above, while providing the
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
3 端子金具
5 第1電極(第1の型)
6 第2電極(第2の型)
21 芯線
32a 底壁部
32b 立壁部
3 Terminal fitting 5 First electrode (first type)
6 Second electrode (second type)
21
Claims (4)
前記第3工程において前記第2の型が前記一対の立壁部を互いに離れる方向に押し広げながら前記第2の型を前記第1の型に向かって移動させる
ことを特徴とする超音波溶着方法。 A first step of mounting the bottom wall portion and a terminal fitting provided with a pair of standing wall portions standing from both ends of the bottom wall portion on the first mold; and a plurality of elements on the bottom wall portion of the terminal fitting. A second step of superimposing core wires composed of wires, and a second die inserted between the pair of standing wall portions and moved toward the first die to move the first die and the second die A third step of welding the core wire and the terminal fitting by applying ultrasonic energy in a state where the core wire and the terminal fitting are pressed in a direction approaching each other with the core wire and the terminal fitting interposed therebetween; In the ultrasonic welding method of performing,
The ultrasonic welding method, wherein in the third step, the second mold is moved toward the first mold while the second mold spreads the pair of standing wall portions away from each other.
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波溶着方法。 The said 2nd type | mold is provided so that the width | variety of the direction which a pair of standing wall part opposes may become large as it leaves | separates from the end surface facing the said 1st type | mold. Ultrasonic welding method.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波溶着方法。 The ultrasonic welding method according to claim 1, wherein the pair of standing wall portions are provided such that a width between the pair of standing wall portions increases as the distance from the bottom wall portion increases.
前記第2の型が、前記第1の型に相対する端面から離れるに従って前記一対の立壁部が対向する方向の幅が広くなるように設けられている
ことを特徴とする超音波溶着装置。 A first mold on which a terminal wall provided with a bottom wall portion on which core wires composed of a plurality of strands are stacked and a pair of standing wall portions standing from both ends of the bottom wall portion is mounted; and the first mold A second mold opposed to the first mold, and the second mold is inserted between a pair of standing wall portions and moved toward the first mold to move the first mold and the second mold. Ultrasonic welding is performed in which the core wire and the terminal fitting are welded to each other by applying ultrasonic energy in a state where the core wire and the terminal fitting are pressed in a direction in which the core wire and the terminal fitting are brought close to each other. In the apparatus, the second mold is provided so that a width in a direction in which the pair of standing wall portions face each other increases as the distance from the end face facing the first mold increases. .
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