JP6293775B2 - 電気導体を溶接するための超音波溶接装置および方法 - Google Patents
電気導体を溶接するための超音波溶接装置および方法 Download PDFInfo
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Description
ている。
出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を以下に付記する。
[1] ノード(100,102)を作るべくストランドのような電気導体(104,106,110,112,114,116,118)を溶接するための超音波溶接装置であって、前記超音波溶接装置は、前記導体を収容するための圧縮空間(18)を有し、この圧縮空間は、該圧縮空間を向かい合う側で区画する2つの作業面(30,34)と、これらの作業面に対し横方向に延びている2つの側方境界面とによって、内周側で区画されており、かつ残りの側は開いており、前記作業面の一方は、前記超音波溶接装置の、超音波振動で励起可能なソノトロード(16)の部分であり、他方の作業面は、対向電極(36)の部分であり、少なくとも前記作業面は、構造化されており、前記圧縮空間の少なくとも1つの、好ましくは2つの出口領域(58,60)では、前記対向電極の作業面は、前記圧縮空間の、開放側を通過する長手方向軸線(28)に対し横方向に延びており、断面が円弧状であり、かつ前記ソノトロードの前記作業面の方向に延在している隆起部(62,64)を有してなる超音波溶接装置において、
前記ソノトロード(16)の前記作業面(30)は、前記対向電極(36)の前記隆起部(62,64)の出っ張りにおいて前記ソノトロードの前記作業面によって定められる面に対し垂直に延びている自らの領域で、前記隆起部に沿って少なくとも部分的に延びている少なくとも1つの切り欠き部(66,68)を有することを特徴とする超音波溶接装置。
[2] 前記圧縮空間(18)の前記長手方向軸線(28)に対し横方向に延びており前記切り欠き部(66,68)に形成された少なくとも1つの境界部(70,72)が、この境界部に接触する導体(104,106,110,112,114,116,118)の軸方向移動を防止する移動保護手段として作用することを特徴とする[1]に記載の装置。
[3] 前記切り欠き部(66,68)の前記側方境界部(70,72)の各々は、移動保護手段として作用することを特徴とする[1]または[2]に記載の装置。
[4] 前記切り欠き部(66,68)は、断面がU字形の、半円のまたはV字形の形状を有することを特徴とする[1]ないし[3]のいずれか1項に記載の装置。
[5] 前記ソノトロード(16)の方向における前記隆起部(62,64)の出っ張りの領域には、前記隆起部に沿って延びている少なくとも2つの切り欠き部が設けられていることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれか1項に記載の装置。
[6] 前記隆起部(62,64)の幅は、前記圧縮空間(18)の前記長手方向軸線の方向に見て、前記切り欠き部(66,68)の幅よりも大きいことを特徴とする[1]ないし[5]のいずれか1項に記載の装置。
[7] 前記切り欠き部(66,68)は、前記導体の溶接の最中に、前記隆起部(62,64)の中央領域に沿って延びていることを特徴とする[1]ないし[6]のいずれか1項に記載の装置。
[8] 前記対向電極(36)の前記作業面(34)は、前記ソノトロード(32)の前記作業面(30)に対し水平に調整可能なスライダから始まり、該スライダは、前記ソノトロードの前記作業面に対し垂直に調整可能でありかつ間接的または直接に前記圧縮空間(18)を側方で区画する支持体(38)から始まり、前記対向電極の少なくとも前記作業面は、好ましくは連続しておりかつ前記圧縮空間の前記長手方向軸線に対し横方向に延びている隆起部(50,52)および凹部(54、56)によって構成されているところの構造を有し、前記対向電極の前記作業面の中央領域に、少なくとも1つの隆起部(74)が、他の隆起部を越えて、あるいは、前記構造がないときは、前記作業面を越えて前記ソノトロードの方向に突き出ていてなる好ましくは[1]に記載の超音波溶接装置において、
前記中央領域で延びている前記少なくとも1つの隆起部(74)は、前記対向電極(36)の前記作業面(34)の、前記圧縮空間の長手方向に延びている自由縁部から始まって、領域(78)に亘って、低くされており、その結果、この領域に形成されかつ前記ソノトロード(32)の前記作業面(30)に向いた頂上領域(75)は、1つの面またはほぼ1つの面に延びており、あるいは、前記更なる隆起部によって、または更なる隆起部がないときは、前記作業面によって定められている面から後退して延びており、前記圧縮空間の前記長手方向軸線(28)に対し横方向に延びている長さLを有し、該長さは、前記圧縮空間の前記長手方向軸線に対し横方向の、前記作業面の可能な延在部よりも短いことを特徴とする超音波溶接装置。
[9] 前記長さは、0.5mm≦L≦1.5mm、特にL≒1mmであることを特徴とする[8]に記載の装置。
[10] 超音波溶接装置に設けられておりかつ高さおよび幅調整可能な圧縮空間(18)の中で、ノードを形成すべくストランドのような電気導体(104,106,110,112,114,116,118)を溶接するための方法であって、この圧縮空間は、該圧縮空間を向かい合う側で区画する2つの作業面(30,34)と、これらの作業面に対し横方向に延びている2つの側方境界面とによって、内周側で区画されており、かつ前記圧縮空間の残りの側は開いており、一方の作業面は、前記超音波溶接装置の、超音波振動で励起可能なソノトロード(16、32)の部分であり、他方の作業面は、対向電極(36)の部分であり、少なくとも前記作業面は、構造化されており、前記圧縮空間の少なくとも1つの出口領域(58,60)では、前記圧縮空間の前記長手方向軸線に対し横方向に延びており、断面が円弧状の隆起部(62,64)が、前記対向電極の作業面から突出しており、該隆起部によって、この隆起部の領域の中に延びている前記導体の溶接を補強する方法において、
前記隆起部(62,64)に向かい合っており、かつ前記ソノトロード(16)上に載った状態で、あるいはこの領域に延びている導線を、前記圧縮空間(18)の少なくとも中央領域でなされた溶接と比較して、より薄く溶接し、かつ、軸方向の軸方向移動に対し少なくとも妨げること、従って、前記ソノトロード(16,32)の前記作業面(30)の方向における前記隆起部の出っ張りでは、前記ソノトロードの前記作業面でかつ前記隆起部に沿って延びている状態で、切り欠き部(66,68)を少なくとも部分的に形成し、前記圧縮空間の前記長手方向軸線(28)に対し横方向に延びている境界部(70,72)のうちの少なくとも1つは、該境界部に載っている少なくとも前記導体の軸方向移動を少なくとも妨げることを特徴とする方法。
[11] 対向電極(36)を用いる好ましくは[10]に記載の方法であって、この対向電極の作業面(34)は、前記ソノトロード(16、32)の前記作業面に対し水平に調整可能なスライダから始まり、該スライダ自体は、前記ソノトロードの前記作業面に対し垂直に調整可能でありかつ間接的または直接に前記圧縮空間(18)を側方で区画する支持体(38)から始まり、前記対向電極の少なくとも前記作業面は、連続しておりかつ前記圧縮空間の長手方向軸線に対し横方向に延びている隆起部(50,52)および凹部(54、56)によって構成されているところの構造を有し、前記作業面の中央領域に、前記複数の隆起部(74)の少なくとも1つが、他の隆起部を越えて前記ソノトロードの方向に突き出ていてなる方法において、
前記作業面(34)の前記中央領域で延びている前記少なくとも1つの隆起部(74)を、前記圧縮空間の長手方向に延びておりかつ前記作業面(34)に設けられた自由縁部から始まって、前記圧縮空間(18)の前記長手方向軸線(28)に対し垂直の長さLを有する領域(78)に亘って、低くし、その結果、この低くされた領域の、前記ソノトロードの前記作業面に向いた頂上領域は、1つの面またはほぼ1つの面に延びており、あるいは、前記更なる隆起部(50,52)によって定められるところの面から後退して延びていること、および、前記溶接される導体(104,106,110,112,114,116,118)の横断面に従って、前記圧縮空間の最大幅を、前記低くされた隆起部の領域の長さに調節し、あるいは、この長さよりも大きい幅に調節することを特徴とする方法。
18 圧縮空間
28 長手方向軸線
30 作業面
34 作業面
36 対向電極
58 出口領域
60 出口領域
62 隆起部
64 隆起部
66 切り欠き部
68 切り欠き部
104 電気導体
106 電気導体
110 電気導体
112 電気導体
114 電気導体
116 電気導体
118 電気導体
Claims (11)
- ノード(100,102)を作るべくストランドのような電気導体(104,106,110,112,114,116,118)を溶接するための超音波溶接装置であって、前記超音波溶接装置は、前記導体を収容するための圧縮空間(18)を有し、この圧縮空間は、該圧縮空間を向かい合う側で区画する2つの作業面(30,34)と、これらの作業面に対し横方向に延びている2つの側方境界面とによって、内周側で区画されており、かつ残りの側は開いており、前記作業面の一方は、前記超音波溶接装置の、超音波振動で励起可能なソノトロード(16)の部分であり、他方の作業面は、対向電極(36)の部分であり、少なくとも前記作業面は、構造化されており、前記圧縮空間の少なくとも1つの、好ましくは2つの出口領域(58,60)では、前記対向電極の作業面は、前記圧縮空間の、開放側を通過する長手方向軸線(28)に対し横方向に延びており、断面が円弧状であり、かつ前記ソノトロードの前記作業面の方向に延在している隆起部(62,64)を有してなる超音波溶接装置において、
前記ソノトロード(16)の前記作業面(30)は、前記対向電極(36)の前記隆起部(62,64)の出っ張りにおいて前記ソノトロードの前記作業面によって定められる面に対し垂直に延びている自らの領域で、前記隆起部に沿って少なくとも部分的に延びている少なくとも1つの切り欠き部(66,68)を有することを特徴とする超音波溶接装置。 - 前記圧縮空間(18)の前記長手方向軸線(28)に対し横方向に延びており前記切り欠き部(66,68)に形成された少なくとも1つの側方境界部(70,72)が、この境界部に接触する導体(104,106,110,112,114,116,118)の軸方向移動を防止する移動防止手段として作用することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記切り欠き部(66,68)の少なくとも一つの境界部(70,72)の各々は、移動防止手段として作用することを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- 前記切り欠き部(66,68)は、断面がU字形の、半円のまたはV字形の形状を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ソノトロード(16)の方向における前記隆起部(62,64)の出っ張りの領域には、前記隆起部に沿って延びている少なくとも2つの切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記隆起部(62,64)の幅は、前記圧縮空間(18)の前記長手方向軸線の方向に見て、前記切り欠き部(66,68)の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記切り欠き部(66,68)は、前記導体の溶接の最中に、前記隆起部(62,64)の中央領域に沿って延びていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記対向電極(36)の前記作業面(34)は、前記ソノトロード(32)の前記作業面(30)に対し水平に調整可能なスライド動作をするように構成され、該スライド動作は、前記ソノトロードの前記作業面に対し垂直に調整可能でありかつ間接的または直接に前記圧縮空間(18)を側方で区画する支持体(38)に対するものであり、前記対向電極の少なくとも前記作業面は、好ましくは連続しておりかつ前記圧縮空間の前記長手方向軸線に対し横方向に延びている隆起部(50,52)および凹部(54、56)によって構成されているところの構造を有し、前記対向電極の前記作業面の中央領域に、少なくとも1つの前記中央領域の隆起部(74)が、他の隆起部を越えて、あるいは、前記構造がないときは、前記作業面を越えて前記ソノトロードの方向に突き出ていてなる好ましくは請求項1に記載の超音波溶接装置において、
前記中央領域で延びている前記少なくとも1つの前記中央領域の隆起部(74)は、前記対向電極(36)の前記作業面(34)の、前記圧縮空間の前記長手方向軸線(28)に対して横方向に延びている自由縁部から始まって、領域(78)に亘って、低くされており、その結果、この領域に形成されかつ前記ソノトロード(32)の前記作業面(30)に向いた頂上領域(75)は、1つの面またはほぼ1つの面に延びており、あるいは、前記更なる隆起部によって、または更なる隆起部がないときは、前記作業面によって定められている面から後退して延びており、前記圧縮空間の前記長手方向軸線(28)に対し横方向に延びている長さLを有し、該長さは、前記圧縮空間の前記長手方向軸線に対し横方向の、前記作業面の可能な延在部よりも短いことを特徴とする超音波溶接装置。 - 前記長さは、0.5mm≦L≦1.5mm、特にL≒1mmであることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 超音波溶接装置に設けられておりかつ高さおよび幅調整可能な圧縮空間(18)の中で、ノードを形成すべくストランドのような電気導体(104,106,110,112,114,116,118)を溶接するための方法であって、この圧縮空間は、該圧縮空間を向かい合う側で区画する2つの作業面(30,34)と、これらの作業面に対し横方向に延びている2つの側方境界面とによって、内周側で区画されており、かつ前記圧縮空間の残りの側は開いており、一方の作業面は、前記超音波溶接装置の、超音波振動で励起可能なソノトロード(16、32)の部分であり、他方の作業面は、対向電極(36)の部分であり、少なくとも前記作業面は、構造化されており、前記圧縮空間の少なくとも1つの出口領域(58,60)では、前記圧縮空間の長手方向軸線に対し横方向に延びており、断面が円弧状の隆起部(62,64)が、前記対向電極の作業面から突出しており、該隆起部によって、この隆起部の領域の中に延びている前記導体の溶接を補強する方法において、
前記隆起部(62,64)に向かい合っており、かつ前記ソノトロード(16)上に載った状態で、あるいはこの領域に延びている導線を、前記圧縮空間(18)の少なくとも中央領域でなされた溶接と比較して、より薄く溶接し、かつ、軸方向の軸方向移動に対し少なくとも妨げること、従って、前記ソノトロード(16,32)の前記作業面(30)の方向における前記隆起部の出っ張りでは、前記ソノトロードの前記作業面でかつ前記隆起部に沿って延びている状態で、切り欠き部(66,68)を少なくとも部分的に形成し、前記圧縮空間の前記長手方向軸線(28)に対し横方向に延びている切り欠き部に形成された境界部(70,72)のうちの少なくとも1つは、該境界部に載っている少なくとも前記導体の軸方向移動を少なくとも妨げることを特徴とする方法。 - 対向電極(36)を用いる好ましくは請求項10に記載の方法であって、この対向電極の作業面(34)は、前記ソノトロード(16、32)の前記作業面に対し水平に調整可能なスライド動作をするように構成され、該スライド動作は、前記ソノトロードの前記作業面に対し垂直に調整可能でありかつ間接的または直接に前記圧縮空間(18)を側方で区画する支持体(38)に対するものであり、前記対向電極の少なくとも前記作業面は、連続しておりかつ前記圧縮空間の長手方向軸線に対し横方向に延びている隆起部(50,52)および凹部(54、56)によって構成されているところの構造を有し、前記作業面の中央領域に、少なくとも1つの前記中央領域の隆起部(74)が、他の隆起部を越えて前記ソノトロードの方向に突き出ていてなる方法において、
前記作業面(34)の前記中央領域で延びている前記少なくとも1つの前記中央領域の隆起部(74)を、前記圧縮空間の長手方向に延びておりかつ前記作業面(34)に設けられた自由縁部から始まって、前記圧縮空間(18)の前記長手方向軸線(28)に対し垂直の長さLを有する領域(78)に亘って、低くし、その結果、この低くされた領域の、前記ソノトロードの前記作業面に向いた頂上領域は、1つの面またはほぼ1つの面に延びており、あるいは、前記更なる隆起部(50,52)によって定められるところの面から後退して延びていること、および、前記溶接される導体(104,106,110,112,114,116,118)の横断面に従って、前記圧縮空間の前記長手方向軸線(28)に対し垂直の最大幅を、前記低くされた隆起部の領域の長さに調節し、あるいは、この長さよりも大きい幅に調節することを特徴とする方法。
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