JP5666247B2 - 電線保持構造および電線保持方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電線の電線保持構造および電線保持方法に関する。

従来、延在方向に直交する断面の外形が矩形状の導体部を端部に形成された複数の電線を有し、これら複数の電線が超音波振動によって各電線の矩形状導体部を溶着接合された電線保持構造がある。この電線保持構造は、より具体的には、ほぼ等しいサイズの矩形状に形成された導体部を縦横方向で整列して溶着接合したものである。
ところで、超音波の振動方向が接合面に対して平行である場合、振動方向に平行な接合面が隣接する面を互いに摺動させて振動が伝達されるので、超音波振動は振動方向に平行な接合面の影響を受けて減衰し易い。このため、超音波振動は超音波振動の発生源である超音波ホーンから離れるにともない減衰し易い。
一方、超音波の振動方向が接合面に対して垂直である場合、接合面が振動方向に振動されて振動が伝達されるため、超音波振動は超音波ホーンから離れても減衰し難い。

このため、超音波の振動方向に対して垂直な平面で接合する部分については、超音波ホーンからの距離が離れても接合強度が低下し難いものの、超音波の振動方向に対して平行な平面で接合する部分の接合強度は、超音波ホーンからの距離から離れると低下しやすい。

そこで、縦横方向で整列して溶着接合された複数の電線に対して９０度回転した位置から超音波振動を再度付与することによって、複数の電線の縦横両方向での接合強度を低下させないようにした電線保持方法が用いられる。
また、特許文献１には複数の電線の接合強度を低下させないようにした電線保持方法が記載されている。

特許文献１に記載の電線保持方法は、複数の電線のうち２本の電線の芯線を一対の型間に挟んだ状態で前記一対の型の一方に超音波振動を付与して前記２本の電線の芯線同士を接合し、前記接合された２本の電線の芯線からなる第１接合芯線束に他の電線の芯線を１本ずつ重ねて、１本ずつ重ねる毎に前記第１接合芯線束及び該第１接合芯線束に重ねた他の電線の芯線を前記一対の型間に挟みこんだ状態で前記一対の型の一方に超音波振動を付与して前記第１接合芯線束に前記他の電線の芯線を１本ずつ接合している。

特開２００７−１８５７０６号公報

しかしながら、上述した電線保持方法は、溶着処理を繰り返し行う必要があるので、作業が煩雑であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、溶着接合作業を煩雑にすることなく複数の電線の接合強度の低下を防止することができる電線保持構造および電線保持方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電線保持構造は、延在方向に直交する断面の外形が矩形状の導体である矩形状導体部を端部に形成された複数の電線を有し、該複数の電線が超音波振動によって各電線の前記矩形状導体部を溶着接合された電線保持構造において、前記複数の電線の矩形状導体部を煉瓦積み状に積み重ね、前記矩形状導体部の積み重ね方向と平行な振動方向の超音波振動を付与することで溶着接合していることを特徴とする。

また、本発明にかかる電線保持構造は、上記の発明において、前記矩形状導体部は、積み重ね方向の厚みが等しいことを特徴とする。

また、本発明にかかる電線保持構造は、上記の発明において、前記矩形状導体部は、前記断面の外形が長方形状であり、該断面の短手方向を積み重ね方向としていることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電線保持方法は、延在方向に直交する断面の外形が矩形状の導体である矩形状導体部を複数の電線の端部に形成し、超音波振動によって各電線の前記矩形状導体部を溶着接合する電線保持方法において、前記複数の電線の矩形状導体部を煉瓦積み状に積み重ねる積み重ねステップと、該煉瓦積み状に積み重ねた矩形状導体部に該矩形状導体部の積み重ね方向と平行な振動方向の超音波振動を付与して溶着接合する溶着接合ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる電線保持方法は、上記の発明において、前記矩形状導体部は、前記断面の外形が長方形状であり、前記積み重ねステップは、該矩形状導体部の断面の短手方向を積み重ね方向とすることを特徴とする。

本発明にかかる電線保持構造は、延在方向に直交する断面の外形が矩形状の導体である矩形状導体部を端部に形成された複数の電線を有し、該複数の電線が超音波振動によって各電線の前記矩形状導体部を溶着接合された電線保持構造において、前記複数の電線の矩形状導体部が、煉瓦積み状に積み重ねて溶着接合しているので、縦方向の接合部分となる前記矩形状導体部の上面あるいは底面が横方向の接合部分にまたがって配置され、前記矩形状導体部の側面と平行な振動方向の超音波振動を付与した場合、接合強度が低下し難い縦方向の接合部分によって横方向の接合部分の接合強度を補強することができる。このため、溶着接合作業を煩雑にすることなく複数の電線の接合強度の低下を防止することができる。

本発明にかかる電線保持方法は、延在方向に直交する断面の外形が矩形状の導体である矩形状導体部を複数の電線の端部に形成し、超音波振動によって各電線の前記矩形状導体部を溶着接合する電線保持方法において、前記複数の電線の矩形状導体部を煉瓦積み状に積み重ねる積み重ねステップと、該煉瓦積み状に積み重ねた矩形状導体部に超音波振動を付与して溶着接合する溶着接合ステップと、を含むので、縦方向の接合部分となる前記矩形状導体部の上面あるいは底面が横方向の接合部分にまたがって配置され、前記溶着接合ステップにおいて、前記矩形状導体部の側面と平行な振動方向の超音波振動を付与した場合、縦方向の接合部分が横方向の接合部分の接合強度を補強することができる。このため、溶着接合作業を煩雑にすることなく複数の電線の接合強度の低下を防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる電線保持構造を示した斜視図である。 図２は、図１に示した電線保持構造の要部拡大図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかる電線保持構造を用いた電線保持方法の手順を示した図である。 図４は、図１に示した電線保持構造の溶接接続状態について説明するための図である。 図５は、本発明の実施の形態にかかる電線保持構造の変形例１を示した図である。 図６は、本発明の実施の形態にかかる電線保持構造の変形例２を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明にかかる電線保持構造および電線保持方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかる電線保持構造１を示した斜視図である。図２は、図１に示した電線保持構造１の要部拡大図である。電線保持構造１は、図１に示すように、１０本の電線１０が積み重ねて溶着接合されている。各電線１０は、導体部１１および導体部１１を被覆して絶縁保護する絶縁部１２を有する。なお、図中の矢印Ｙは電線１０の延在方向を示している。また、矢印Ｘは、矢印Ｙに直交する方向を示している。さらに、矢印Ｚは、ＸＹ平面に直交する方向を示している。

導体部１１は、アルミニウム等の導体からなる複数の芯線１３を束にしたものである。導体部１１は、その先端部に矩形状導体部１４を有する。矩形状導体部１４は、電線１０の先端の絶縁部１２が剥がされ、電線１０の延在方向に直交する断面の外形が長方形状に形成されている部分である。矩形状導体部１４は、例えば、圧縮加工によって形成される。

電線保持構造１は、複数の電線１０の矩形状の矩形状導体部１４が、煉瓦積み状に積み重ねて溶着接合している。電線保持構造１は、矩形状導体部１４の断面短手方向を積み重ね方向（Ｚ方向）とし、複数の電線１０が矩形状導体部１４の上面Ｓ１、底面Ｓ２、あるいは側面Ｓ３，Ｓ３を接合面として互いに溶着接合するものである。
なお、煉瓦積み状とは、図２（ａ）に示すように、一対の矩形状導体部１４，１４の側面Ｓ３を介して接合する接合部分が、この一対の矩形状導体部１４，１４の下方に配置された矩形状導体部１４の上面Ｓ１の直上に配置されている積み重ね状態、あるいは図２（ｂ）に示すように、一対の矩形状導体部１４，１４の側面Ｓ３を介して接合する接合部分が、一対の矩形状導体部１４，１４の上方に配置された矩形状導体部１４の底面Ｓ２の直下に配置されている積み重ね状態である。
すなわち、煉瓦積み状とは、矩形状導体部１４の積み重ね方向（Ｚ方向）に直交する方向での結合部分が、積み重ね方向でずらして配置された積み重ね状態である。

次に、図３を用いて本発明の実施の形態にかかる電線保持構造１を用いた電線保持方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態にかかる電線保持構造１を用いた電線保持方法の手順を示した図である。
なお、この電線保持方法では、超音波ホーン２０およびアンビル２１を用いる。超音波ホーン２０とは、図示しない超音波振動子を有し、この超音波振動子によって超音波振動を発生するものである。また、アンビル２１とは、超音波ホーン２０によって煉瓦積み体１４０に超音波振動を付与する際、煉瓦積み体１４０の受け具となるものである。

まず、作業者は、各電線１０の先端部の絶縁部１２を剥がして、導体部１１を露出させる（図３（ａ）参照）。
その後、作業者は、各電線１０の露出した導体部１１を所定形状に形成する（図３（ｂ）参照）。より具体的には、各電線１０の先端の露出した導体部１１を電線１０の延在方向に直交する断面の外形が矩形状になるように圧縮加工する。この導体部が接合面を形成された矩形状導体部１４となる。

その後、作業者は、矩形状導体部１４の上面Ｓ１、底面Ｓ２あるいは側面Ｓ３が接するように各電線１０の矩形状導体部１４を煉瓦積み状に積み重ねる（図３（ｃ））。この煉瓦積み状の積み重ねにおいて、矩形状導体部１４の側面Ｓ３を介して接合する接合部分が、一対の矩形状導体部１４，１４の下方に配置された矩形状導体部１４の上面Ｓ１の直上に配置される。あるいは、一対の矩形状導体部１４，１４の上方に配置された矩形状導体部１４の底面Ｓ２の直下に配置される。
ここで、この煉瓦積み状に積み重ねられた矩形状導体部１４（以下、「煉瓦積み体１４０」という。）の積み重ね状態を保持するために、保持手段によって煉瓦積み体１４０を保持させるようにするとよい。

その後、作業者は、超音波ホーン２０およびアンビル２１を用いて煉瓦積み体１４０に超音波振動を付与することによって複数の電線１０を溶着接合する（図３（ｄ）参照）。より具体的には、煉瓦積み体１４０をアンビル２１にセットし、煉瓦積み体１４０の上方から超音波ホーン２０を押しあて、超音波ホーン２０とアンビル２１とで煉瓦積み体１４０を挟圧しつつ、超音波ホーン２０によって超音波振動を付与する。この超音波振動が各接合面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に伝達され、各矩形状導体部１４が過熱溶着されることによって各接合面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が接合される。なお、超音波ホーン２０から発せられる超音波の振動方向は、図３（ｄ）中に矢印Ｆで示すように矩形状導体部１４の側面Ｓ３と平行となるようにしている。すなわち、超音波の振動方向Ｆは、積み重ね方向（Ｚ方向）と同一方向である。

ここで、図４を用いて電線保持構造１の溶接接続状態について説明する。図４は、図１に示した電線保持構造の溶接接続状態について説明するための図である。
電線保持構造１では、図４に示すように、煉瓦積みの矩形状導体部１４の横方向（Ｘ方向）の接合部分Ｃ１となる一対の矩形状導体部１４，１４の側面Ｓ３，Ｓ３が振動方向Ｆに平行である。このため、接合部分Ｃ１の接合強度は低下し易い。そこで、電線保持構造１は、縦方向（Ｚ方向）の接合部分Ｃ２となる矩形状導体部１４の上面Ｓ１あるいは底面Ｓ２が接合部分Ｃ１にまたがって配置されるようにしているため、縦方向の接合部分Ｃ２が横方向の接合部分Ｃ１の接合強度を補強している。

本発明の実施の形態の電線保持構造１では、複数の電線１０が煉瓦積み状に積み重ねて溶着接合しているので、縦方向（Ｚ方向）の接合部分Ｃ２となる矩形状導体部１４の上面Ｓ１あるいは底面Ｓ２が横方向（Ｘ方向）の接合部分Ｃ１にまたがって配置され、矩形状導体部１４の側面Ｓ３と平行な振動方向の超音波振動を付与した場合、接合強度が低下し難い縦方向の接合部分Ｃ２によって横方向の接合部分Ｃ１の接合強度を補強することができる。このため、溶着接合作業を煩雑にすることなく複数の電線１０の接合強度の低下を防止することができる。

また、本発明の実施の形態の電線保持構造１では、矩形状導体部１４の断面短手方向を積み重ね方向（Ｚ方向）としているので、縦方向の接合部分Ｃ２の面積を横方向の接続部分Ｃ１に比して大きくすることができる。このため、矩形状導体部１４の断面長手方向を積み重ね方向とした場合に比してより確実に接合部分Ｃ２によって接合部分Ｃ１の接合強度を補強することができる。

（変形例１）
つぎに、本発明の実施の形態の変形例１について説明する。図５は、本発明の実施の形態にかかる電線保持構造１の変形例１を示した図である。本発明の実施の形態の電線保持構造１は、複数の電線１０の矩形状導体部１４が同サイズに圧縮加工されているものを例示したが、積み重ね方向（Ｚ方向）の厚さＴ１が等しければよい。このため、この変形例１の電線保持構造２は、図５に示すように、積み重ね方向に直交する方向の厚さＴ２が異なる矩形状導体部１４ａを混在させて矩形状導体部１４，１４ａを煉瓦積み状に積み重ねている。この変形例１の電線保持構造２についても、縦方向の接合部分Ｃ２が横方向の接合部分Ｃ１の接合強度を補強しているので、本発明の実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、溶着接合作業を煩雑にすることなく複数の電線１０の接合強度の低下を防止することができる。

（変形例２）
つぎに、本発明の実施の形態の変形例２について説明する。図６は、本発明の実施の形態にかかる電線保持構造１の変形例２を示した図である。本発明の実施の形態では、矩形状導体部１４の断面短手方向を積み重ね方向（Ｚ方向）としているものを例示したが、この変形例２の電線保持構造３は、図６に示すように、矩形状導体部１４の断面長手方向を積み重ね方向としている。この変形例１の電線保持構造３についても、縦方向の接合部分Ｃ２が横方向の接合部分Ｃ１の接合強度を補強しているので、本発明の実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、溶着接合作業を煩雑にすることなく複数の電線１０の接合強度の低下を防止することができる。

なお、本発明の実施の形態では、１０本の電線１０を積み重ねて溶着するものを例示したが、溶着接合する電線１０の本数はこれに限らない。すなわち、複数の電線１０の矩形状導体部１４が、煉瓦積み状に積み重ねて溶着接合されていればよい。例えば、３本の電線１０のうち２本を側面Ｓ１で接合させ、残りの１本の電線１０の底面Ｓ１が側面接合部分の直上に位置するように、あるいは、残りの１本の電線１０の上面Ｓ１が側面接合部分の直下に位置するようにしてもよい。すなわち、電線１０の本数は少なくとも３本以上であればよい。

また、本発明の実施の形態では、電線１０の延在方向に直交する断面の外形が長方形状に形成されている矩形状導体部１４を例示したが、これに限らない。すなわち、電線１０の延在方向に直交する断面の外形が矩形状に形成されていればよい。例えば、矩形状導体部１４の外形が正方形状であってもよい。

なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

１、２、３ 電線保持構造
１０ 電線
１１ 導体部
１２ 絶縁部
１３ 芯線
１４ 矩形状導体部
２０ 超音波ホーン
２１ アンビル
１４０ 煉瓦積み体
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 面
Ｆ 振動方向

Claims (5)

1. 延在方向に直交する断面の外形が矩形状の導体である矩形状導体部を端部に形成された複数の電線を有し、該複数の電線が超音波振動によって各電線の前記矩形状導体部を溶着接合された電線保持構造において、
   前記複数の電線の矩形状導体部を煉瓦積み状に積み重ね、
   前記矩形状導体部の積み重ね方向と平行な振動方向の超音波振動を付与することで溶着接合していることを特徴とする電線保持構造。
2. 前記矩形状導体部（１４）は、
   積み重ね方向の厚みが等しいことを特徴とする請求項１に記載の電線保持構造。
3. 前記矩形状導体部は、
   前記断面の外形が長方形状であり、該断面の短手方向を積み重ね方向としていることを特徴とする請求項１または２に記載の電線保持構造。
4. 延在方向に直交する断面の外形が矩形状の導体である矩形状導体部を複数の電線の端部に形成し、超音波振動によって各電線の前記矩形状導体部を溶着接合する電線保持方法において、
   前記複数の電線の矩形状導体部を煉瓦積み状に積み重ねる積み重ねステップと、
   該煉瓦積み状に積み重ねた矩形状導体部に該矩形状導体部の積み重ね方向と平行な振動方向の超音波振動を付与して溶着接合する溶着接合ステップと、
   を含むことを特徴とする電線保持方法。
5. 前記矩形状導体部は、
   前記断面の外形が長方形状であり、
   前記積み重ねステップは、
   該矩形状導体部の断面の短手方向を積み重ね方向とすることを特徴とする請求項４に記載の電線保持方法。

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