JP6553888B2 - 熱圧着装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱圧着装置に関する。

熱圧着装置は、撚られた複数の線材からなる芯線を複数備える電線同士の芯線をそれぞれ露出させ、芯線同士を重ねて加圧しつつ大電流を通電することによる抵抗発熱を利用して芯線同士を溶融させ、芯線同士の抵抗溶接を行う。例えば、特許文献１に記載された抵抗溶接装置では、溶接部分の高さが基準溶接高さになるまで溶接電流の通電を行うことにより、溶接品質の安定化を図っている。

特開平１１−５１７５号公報

ここで、芯線の熱圧着により複数の電線を接続する場合、接続する電線の本数が目的とする本数に対して少なかったり、目的の本数よりも多い本数の電線を熱圧着しようとしたりしてしまう虞がある。また、複数の電線を接続する際に、異なる種類の電線を接続してしまうことも考えられる。しかし、電線の熱圧着を行う工程では、多くの電線の熱圧着を順次行うため、１つ１つの電線の束における電線の本数を数えたり、接続する電線が適切なものであるかの判断を行ったりするのは困難なものとなっており、電線の異常を判断するのは大変困難なものとなっている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電線の異常を容易に判断することができる熱圧着装置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、本発明に係る熱圧着装置は、複数の電線を組み合わせた組合せ電線を構成する前記電線がそれぞれ有する導体部同士を上下方向に加圧すると共に、前記導体部に対して溶接電流を通電することにより前記導体部同士を溶接する一対の電極と、上下方向に重ねた前記導体部同士の高さを検出する高さ検出部と、前記高さ検出部での検出結果に基づいて、前記組合せ電線の異常を検出する異常検出部と、を備え、前記高さ検出部は、一対の前記電極によって上下方向に加圧した状態の前記導体部同士の高さを検出し、前記異常検出部は、上下方向に加圧した状態の前記導体部同士の高さと、予め設定された閾値とを比較することにより、前記組合せ電線の異常を検出することを特徴とする。

また、上記熱圧着装置において、前記閾値は、前記組合せ電線における前記電線の設定本数ごとに、上下方向に加圧した状態の前記導体部同士の高さの上限値と下限値とが設定され、前記異常検出部は、前記高さ検出部で検出した前記導体部同士の高さが前記上限値以上である場合には、前記電線の本数が過剰であると判定し、前記高さ検出部で検出した前記導体部の高さが前記下限値以下である場合には、前記電線の本数が不足していると判定することが好ましい。

また、上記熱圧着装置において、前記異常検出部は、前記組合せ電線の異常として、前記組合せ電線を構成する前記電線が有する前記導体部の太さの異常を検出することが好ましい。

また、上記熱圧着装置において、前記異常検出部は、一対の前記電極によって前記導体部同士を上下方向に加圧し、前記導体部に対して溶接電流を通電する前の前記導体部同士の高さに基づいて前記組合せ電線の異常を検出することが好ましい。

また、上記熱圧着装置において、前記異常検出部は、一対の前記電極によって前記導体部同士を上下方向に加圧し、前記導体部に対して溶接電流を通電して前記導体部同士を溶接した後の前記導体部同士の高さに基づいて前記組合せ電線の異常を検出することが好ましい。

また、上記熱圧着装置において、前記閾値は、前記組合せ電線を構成する複数の前記電線のうち、最も細い前記導体部を基準として設定されることが好ましい。

本発明に係る熱圧着装置は、電線の異常を容易に判断することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る熱圧着装置の概略図である。 図２は、図１に示す熱圧着装置が有する電極の斜視図である。 図３は、図１に示す熱圧着装置の要部構成を示すブロック図である。 図４は、熱圧着装置で電線の熱圧着を行う場合の処理手順を示すフロー図である。 図５は、組合せ電線を構成する電線の熱圧着時に電線をセットする場合の説明図である。 図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。 図７は、芯線の熱圧着前の状態を示す芯線の断面図である。 図８は、芯線の熱圧着後の状態を示す芯線の断面図である。 図９は、電線が有する芯線の本数が、組合せ電線において設定される本数である場合の説明図である。 図１０は、組合せ電線に電線の抜けが発生することにより、電線の本数が設定本数に対して少ない状態を示す説明図である。 図１１は、芯線の本数が、電線の設定本数に対して多い状態を示す説明図である。 図１２は、電線の本数の過不足の判断に用いる閾値についての説明図である。 図１３は、太さが設定とは異なる芯線を有する組合せ電線の説明図である。

以下に、本発明に係る熱圧着装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る熱圧着装置の概略図である。図２は、図１に示す熱圧着装置が有する電極の斜視図である。実施形態に係る熱圧着装置１は、交流サイリスタ方式（電源開閉器としてサイリスタを用い、溶接電流をサイリスタなどの点弧位相を変えて連続的に電流調整を行う方式）によって、複数の被溶接材である複数の電線６０を組み合わせた組合せ電線６４を溶接し、熱圧着する装置になっている。この熱圧着装置１は、側面略コ字形で箱形の装置本体５を有しており、装置本体５の中央、即ち、コの字における凹んでいる部分には、熱圧着をする複数の電線６０を所望の状態に保持するための治具である電線セット治具１０が配置されている。装置本体５には、この電線セット治具１０の上方に、エアシリンダ１５が配設されている。

これら電線セット治具１０とエアシリンダ１５の下方には、組合せ電線６４を構成する複数の電線６０がそれぞれ有する導体部である芯線６１同士を上下方向に重ねた状態で芯線６１の溶接部分を上下方向に加圧すると共に、芯線６１の溶接部分に対して溶接電流を通電することにより芯線６１同士を溶接する上下一対の電極２０が設けられている。この一対の電極２０は、それぞれ円柱状のクロム銅体２３と直方体状のタングステンチップ２４とでそれぞれ構成されている。ここで、芯線６１は、例えば複数の導電性の素線を撚り合せたものである。

詳しくは、一対の電極２０のうち、上側に位置する電極２０である第１電極２１と、下側に位置する電極２０である第２電極２２とは、共にタングステンチップ２４が、他方の電極２０に対向するように構成されている。即ち、第１電極２１は、クロム銅体２３の下端側にタングステンチップ２４が配設され、第２電極２２は、クロム銅体２３の上端側にタングステンチップ２４が配設されており、これにより、第１電極２１と第２電極２２とは、共にタングステンチップ２４が他方の電極２０に対向している。その際に、第１電極２１のタングステンチップ２４と、第２電極２２のタングステンチップ２４とは、それぞれの形状である直方体状の長手方向の向きが、同じ方向を向く向きで配設されている。つまり、第１電極２１のタングステンチップ２４と第２電極２２のタングステンチップ２４とは、略平行になる向きで配設されている。

一対の電極２０のうち第１電極２１は、電極ホルダ２５を介してエアシリンダ１５のピストンロッド１６に連結されており、エアシリンダ１５が作動してピストンロッド１６が伸縮するのに伴い、第１電極２１は上下方向に移動するようになっている。また、電極２０の下方には、電極２０に溶接電流を供給する溶接トランス３０が配設されており、第１電極２１は、オンス銅板３１を介して、この溶接トランス３０に接続されている。一方、第２電極２２は、装置本体５の中央部に固定されて、溶接トランス３０に接続されている。この溶接トランス３０は、低電圧（例えば２Ｖ程度）、大電流（例えば４０００〜６０００Ａ）を得るために、一次、二次巻線等を有して構成されている。

図３は、図１に示す熱圧着装置の要部構成を示すブロック図である。溶接トランス３０には、溶接電流の通電時間を制御する溶接タイマ３５が接続されており、溶接タイマ３５には、シーケンス制御回路等を備えるシーケンサ３６が接続されている。溶接タイマ３５は、このシーケンサ３６からの通電開始及び通電終了信号により制御され、溶接トランス３０に対して通電開始や通電停止の動作を行わせることが可能になっている。

また、エアシリンダ１５は、エアシリンダ１５に対して流入したり流出したりするエアを、電磁弁１７によって制御することにより作動し、ピストンロッド１６を上下動させることが可能になっている。この電磁弁１７も、シーケンサ３６からの通電開始及び通電終了信号によって制御され、これらの信号によって開閉することにより、電磁弁１７は、エアシリンダ１５を作動させることができる。このエアシリンダ１５が作動し、ピストンロッド１６によって一対の電極２０間で発生する加圧力は、例えば１００〜２００ｋｇｆ前後に設定されている。

また、電線セット治具１０には、組合せ電線６４を構成する複数の電線６０のそれぞれが有する芯線６１からなる芯線６１の集合体６５の溶接部分の溶接幅Ｗを測定する幅測定部である幅変位センサ４０が設けられている。幅変位センサ４０は、水平方向、即ち、溶接をする芯線６１の集合体６５の幅方向に移動する接触測定子４１を備えており、接触測定子４１の移動距離により、芯線６１の集合体６５における溶接部分の溶接幅Ｗを測定することが可能になっている。

幅変位センサ４０はシーケンサ３６に接続されており、シーケンサ３６には、各種演算処理を行う演算部５０が接続されている。演算部５０のハード構成は、主に演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や、熱圧着装置１を作動させるためのプログラム、各種情報を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成され、既知の演算装置と同様であるため、詳細な説明は省略する。

また、演算部５０には、溶接電流の通電開始から通電停止までの通電時間等を表示する表示部である表示器５１が設けられている。表示器５１は、熱圧着装置１を用いて作業を行う作業者が視認することができる位置に配置されていると共に、液晶パネル等の表示部材を備えており、溶接電流の通電開始から通電停止までの通電時間等の情報を表示することができるようになっている。

また、電極ホルダ２５には、組合せ電線６４を構成する複数の電線６０のそれぞれが有する芯線６１からなる芯線６１の集合体６５の溶接部分の高さＨ′（図６参照）を測定する高さ変位センサ４５が設けられている。この高さ変位センサ４５は、上下方向に重ねた芯線６１同士の高さを検出する高さ検出部として設けられている。高さ変位センサ４５は、上下方向に移動すると共に、高さ変位センサ４５での高さの検出用として電線セット治具１０に設けられる基準板部１１に当接する接触測定子４６を備えている。高さ変位センサ４５は、第１電極２１側に設けられる高さ変位センサ４５と、電線セット治具１０に設けられる基準板部１１との相対的な移動距離を、接触測定子４６によって検出することにより、芯線６１の集合体６５における溶接部分の高さＨ′を検出することが可能になっている。このように設けられる高さ変位センサ４５も、幅変位センサ４０と同様にシーケンサ３６に接続されている。

また、演算部５０には、高さ変位センサ４５での検出結果に基づいて、組合せ電線６４の異常を検出する異常検出部５５が設けられている。この異常検出部５５は、演算部５０の記憶部に記憶されるプログラムとデータベースとにより構成されており、当該プログラムを実行し、高さ変位センサ４５での検出結果と、データベース中のデータとを比較することにより、組合せ電線６４に異常を検出することが可能になっている。組合せ電線６４の異常としては、例えば、組合せ電線６４を構成する電線６０の過不足を検出することが可能になっている。

本実施形態に係る熱圧着装置１は、以上のような構成からなり、以下、その作用について説明する。図４は、熱圧着装置で電線の熱圧着を行う場合の処理手順を示すフロー図である。図５は、組合せ電線を構成する電線をセットする場合の説明図である。図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。組合せ電線６４を構成する電線６０を、熱圧着装置１によって熱圧着する場合には、組合せ電線６４を構成する各電線６０における溶接部分の被覆６２を除去し、それぞれの電線６０で芯線６１を露出させ、各電線６０がそれぞれ有する芯線６１をまとめて集合体６５として、電線セット治具１０にセットする。即ち、組合せ電線６４を構成する電線６０は、露出した芯線６１の集合体６５を第１電極２１と第２電極２２との間に配置する。この状態で、芯線６１の溶接部分の溶接幅Ｗを、幅変位センサ４０で測定することにより検出する（ステップＳＴ１１）。

詳しくは、芯線６１を電線セット治具１０にセットする際には、芯線６１を、当該芯線６１の幅方向における両側から、電線セット治具１０が有する一対の保持部材１２によって保持する。即ち、芯線６１は、保持部材１２間に入れることにより、保持部材１２で保持する。その際に、保持部材１２は、芯線６１の幅に応じて間隔が変化する方向に、保持部材１２の一方、或いは双方を相対移動させることにより、保持部材１２同士の間隔を、芯線６１の幅に合わせる。保持部材１２を移動させた場合には、保持部材１２に伴って幅変位センサ４０の接触測定子４１も移動するため、幅変位センサ４０は、この接触測定子４１の移動距離を検出することにより、芯線６１の溶接部分の溶接幅Ｗを検出する。

次に、幅変位センサ４０で検出した溶接幅Ｗより予め定められた、組合せ電線６４を構成する電線６０が有する芯線６１の溶接部分の基準溶接断面積Ｓに基づいて、当該溶接部分の基準溶接高さＨを演算部５０で算出する（ステップＳＴ１２）。ここで、溶接部分の基準溶接高さＨについて説明する。図７は、芯線の熱圧着前の状態を示す芯線の断面図である。図８は、芯線の熱圧着後の状態を示す芯線の断面図である。組合せ電線６４を構成する電線６０がそれぞれ有する芯線６１同士を熱圧着する場合には、芯線６１を集合体６５にした状態で、芯線６１に対して溶接電流を通電し、抵抗発熱によって芯線６１の温度を上昇させながら、上下方向に押し縮める方向の荷重を付与することにより、芯線６１同士を熱圧着する。このため、熱圧着によって、一体に接合された芯線６１同士の高さＨは、熱圧着を行う前の高さＨ′よりも低くなる。

一方、芯線６１は、幅方向については電線セット治具１０によって保持されているため、芯線６１同士の溶接幅Ｗは、熱圧着の前後でほとんど変化しない。また、芯線６１同士の高さは、溶接幅Ｗと同程度になっており、複数の芯線６１のそれぞれの断面積を合計した断面積も、熱圧着の前後でほとんど変化しない。また、演算部５０の記憶部には、芯線６１同士の溶接幅Ｗに対する、熱圧着後に一体に接合された芯線６１同士の断面積が、芯線６１同士の溶接部分の基準溶接断面積Ｓとしてデータベース化して記憶されている。このため、演算部５０は、幅変位センサ４０で検出した溶接幅Ｗと、この溶接幅Ｗに対応する基準溶接断面積Ｓとに基づいて、溶接部分の基準溶接高さＨを逆算（Ｓ÷Ｗ＝Ｈ）して求める。

基準溶接高さＨを算出したら、算出した基準溶接高さＨを表示器５１で表示し（ステップＳＴ１３）、溶接開始指示を行う（ステップＳＴ１４）。即ち、シーケンサ３６が、溶接スタート入力の指示を出す。これにより、溶接タイマ３５が始動し（ステップＳＴ１５）、エアシリンダ１５が作動する（ステップＳＴ１６）。このエアシリンダ１５の作動は、コンプレッサ（図示省略）等の圧縮エア源に接続された電磁弁１７が開くことにより、エアシリンダ１５に圧縮エアが供給され、この圧縮エアの圧力により、エアシリンダ１５は作動する。

エアシリンダ１５が作動すると、ピストンロッド１６が下方に向けて伸び、これに伴って第１電極２１が下降する。第１電極２１と第２電極２２との間には、電線６０の芯線６１における溶接部分が配置されているため、第１電極２１が下降した場合には、第１電極２１は、この芯線６１に接触する。この状態で、さらに第１電極２１が下降することにより、第１電極２１と第２電極２２とは、芯線６１の溶接部分に対して、上下方向から芯線６１同士を押し縮める方向に加圧することになる。演算部５０では、エアシリンダ１５の作動後の時間、または、エアシリンダ１５に供給するエアの圧力等に基づいて、芯線６１に対する初期加圧が完了したか否かを判定する（ステップＳＴ１７）。この判定により、初期加圧が完了していないと判定された場合（ステップＳＴ１７、Ｎｏ判定）には、芯線６１に対する加圧を継続する。

一方、この判定により、初期加圧は完了したと判定された場合（ステップＳＴ１７、Ｙｅｓ判定）には、上下方向に加圧が行われている状態の芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′を、高さ変位センサ４５で測定することにより検出する（ステップＳＴ１８）。詳しくは、高さ変位センサ４５は、第１電極２１側に取り付けられており、第２電極２２側に設けられる電線セット治具１０の基準板部１１に接触測定子４６が接触することにより、上下方向に移動する第１電極２１側と第２電極２２側との相対的な移動距離を測定することが可能になっている。高さ変位センサ４５は、このように第１電極２１側と第２電極２２側との相対的な移動距離を測定することを介して、芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′を検出する。これにより、高さ変位センサ４５は、初期加圧が完了して一対の電極２０によって上下方向に加圧した状態の芯線６１同士の高さＨ′を検出する。

芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′を検出したら、次に、芯線６１の過不足はあるか否かを判定する（ステップＳＴ１９）。この判定は、演算部５０が有する異常検出部５５によって行い、異常検出部５５は、上下方向に加圧した状態の芯線６１同士の高さＨ′と、予め設定された閾値とを比較することにより、組合せ電線６４の異常判定の一例として電線６０が有する芯線６１の過不足を判定し、芯線６１の過不足を検出する。

図９は、電線が有する芯線の本数が、組合せ電線において設定される本数である場合の説明図である。図１０は、組合せ電線に電線の抜けが発生することにより、電線の本数が設定本数に対して少ない状態を示す説明図である。図１１は、芯線の本数が、電線の設定本数に対して多い状態を示す説明図である。組合せ電線６４が有する電線６０は、組合せ電線６４ごとに電線６０の本数が設定されており、通常は、組合せ電線６４は設定された本数の電線６０を有している。例えば、１組の組合せ電線６４が有する電線６０の設定本数が８本である場合には、組合せ電線６４は、通常は８本の電線６０を有しており、即ち、芯線６１を８本有している（図９）。これに対し、組合せ電線６４に電線６０の抜けが発生しており、電線６０の数が設定本数に対して１本足りない場合は、組合せ電線６４が有する電線６０の本数、即ち、芯線６１の本数は７本になる（図１０）。また、組合せ電線６４に必要以上の数の電線６０がまとめられていることがあり、電線６０の数が設定本数に対して１本多い場合は、組合せ電線６４が有する電線６０の本数、即ち、芯線６１の本数は９本になる（図１１）。

異常検出部５５は、組合せ電線６４ごとに設定される電線６０の本数に対して、実際の電線６０の本数が、これらのように少ない、或いは多いか、または設定本数になっているかを、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さＨ′と、予め設定された閾値とを比較することにより判定する。図１２は、電線の本数の過不足の判断に用いる閾値についての説明図である。組合せ電線６４が実際に有する電線６０の本数に過不足があるか否かの判定に用いる閾値は、組合せ電線６４における電線６０の設定本数ごとに、上下方向に加圧した状態の芯線６１同士の高さＨ′の上限値７１と下限値７２とが、閾値として設定される。これらの上限値７１と下限値７２とは、組合せ電線６４が有する電線６０が、設定本数に対して１本多かったり少なかったりする場合における上下方向の高さの平均値に基づいて設定される。その際に、電線６０が設定本数に対して１本多かったり少なかったりする場合における高さを、より高い精度で求めてこれらを閾値とするために、標準偏差σを用いて上限値７１と下限値７２とを算出して設定するのが好ましい。標準偏差σを用いて上限値７１と下限値７２とを算出する場合の一例としては、下記の式（１）、（２）で算出をする。なお、式（１）、（２）における芯線６１の溶接部分の高さの平均は、１０本程度の電線６０（Ｎ＝１０）の平均を求めるのが好ましい。
上限値７１＝（設定本数＋１本の時の溶接部分の高さの平均）−３σ・・・（１）
下限値７２＝（設定本数−１本の時の溶接部分の高さの平均）＋３σ・・・（２）

つまり、上限値７１は、電線６０の本数が設定本数＋１本の時における、上下方向に加圧した状態の芯線６１同士の溶接部分の高さの平均から、標準偏差σの３倍である３σを減算することにより、設定本数に対して電線６０が１本多い場合における芯線６１同士の溶接部分の高さの下限を求め、これを上限値７１とする。即ち、芯線６１同士の溶接部分の高さは、電線６０の本数が同じ組合せ電線６４同士でも組合せ電線６４ごとにそれぞれ微妙に異なるため、電線６０の本数が設定本数よりも１本多い複数の組合せ電線６４におけるそれぞれの芯線６１同士の溶接部分の高さを数値で表した場合は、数値が分散した１本増し範囲７７を形成することになる。

このため、上限値７１を設定する際には、このように数値が分散する、電線６０が設定本数よりも１本多い場合の芯線６１同士の高さの全ての値を極力除外し、１本増し範囲７７に含まれる高さを全て除外するため、高さの平均値から標準偏差σの３倍を減算した値を、上限値７１として設定する。即ち、１本増し範囲７７の下限を上限値７１として設定し、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さＨ′が、上限値７１以上の場合には、検出した高さＨ′は１本増し範囲７７に含まれる、或いはそれ以上であるため、電線６０の本数は設定本数より多いと判断できるようにする。

同様に、下限値７２は、電線６０の本数が設定本数−１本の時における、上下方向に加圧した状態の芯線６１同士の溶接部分の高さの平均から、標準偏差σの３倍である３σを加算することにより、設定本数に対して電線６０が１本少ない場合における芯線６１同士の溶接部分の高さの上限を求め、これを下限値７２とする。即ち、芯線６１同士の溶接部分の高さは、電線６０の本数が同じ組合せ電線６４同士でも組合せ電線６４ごとにそれぞれ微妙に異なるため、電線６０の本数が設定本数よりも１本少ない複数の組合せ電線６４におけるそれぞれの芯線６１同士の溶接部分の高さを数値で表した場合は、数値が分散した１本抜け範囲７６を形成することになる。

このため、下限値７２を設定する際には、このように数値が分散する、電線６０が設定本数よりも１本少ない場合の芯線６１同士の高さの全ての値を極力除外し、１本抜け範囲７６に含まれる高さを全て除外するため、高さの平均値から標準偏差σの３倍を加算した値を、下限値７２として設定する。即ち、１本抜け範囲７６の上限を下限値７２として設定し、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さＨ′が、下限値７２以下の場合には、検出した高さＨ′は１本抜け範囲７６に含まれる、或いはそれ以下であるため、電線６０の本数は設定本数より少ないと判断できるようにする。

電線６０の本数が設定本数である場合の複数の組合せ電線６４におけるそれぞれの芯線６１同士の溶接部分の高さを数値で表した場合も、数値が分散した設定本数範囲７５を形成するが、この設定本数範囲７５は、１本増し範囲７７の下限よりも小さく、１本抜け範囲７６の上限よりも大きくなる。つまり、設定本数範囲７５は、組合せ電線６４における電線６０の設定本数ごとに設定される上限値７１と下限値７２との間に位置することになり、電線６０の本数が設定本数である場合には、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さＨ′が、いずれの値を示している場合でも、その値は上限値７１と下限値７２との間に位置することになる。

なお、これらの閾値である上限値７１と下限値７２は、組合せ電線６４を構成する複数の電線６０のうち、最も細い芯線６１を基準として設定するのが好ましい。つまり、電線６０は、種類によって芯線６１の太さが異なるため、組合せ電線６４を構成する電線６０は、互いに異なる太さの芯線６１を有する電線６０が組み合わされることがある。このため、このような場合は、当該組合せ電線６４において用いられる可能性のある電線６０のうち、最も細い芯線６１を有する電線６０が、設定本数より１本多かったり少なかったりする場合の高さを用いて、上限値７１と下限値７２とを設定するのが好ましい。

演算部５０は、組合せ電線６４を構成する電線６０の設定本数ごとに、これらの上限値７１と下限値７２とを予め設定してデータベースとして記憶部で記憶する。異常検出部５５は、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さＨ′と、このように記憶されている上限値７１及び下限値７２とを比較することにより、組合せ電線６４が有する電線６０の過不足を検出する。即ち、異常検出部５５は、一対の電極２０によって芯線６１同士を上下方向に加圧し、芯線６１に対して溶接電流を通電する前の芯線６１同士の高さＨ′に基づいて、芯線６１の過不足、即ち、電線６０の過不足を検出する。具体的には、異常検出部５５は、芯線６１に対して溶接電流を通電する前における、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さＨ′が、上限値７１以上である場合には、組合せ電線６４が有する電線６０の本数が過剰であると判定する。また、異常検出部５５は、芯線６１に対して溶接電流を通電する前における、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さＨ′が、下限値７２以下である場合には、組合せ電線６４が有する電線６０の本数が不足していると判定する。

異常検出部５５での判定により、電線６０の本数が過剰であったり、不足していたりすることはなく、電線６０の過不足はないと判定された場合（ステップＳＴ１９、Ｎｏ判定）には、通電を開始する（ステップＳＴ２０）。即ち、溶接トランス３０より一対の電極２０に対して電流を流し、第１電極２１と第２電極２２との間に交互に溶接電流を流す。これにより、上下方向に加圧されながら第１電極２１と第２電極２２とに接触している複数の電線６０の芯線６１に溶接電流が通電され、芯線６１は、溶接電流が通電することよる抵抗発熱が発生して溶融する。即ち、複数の電線６０の芯線６１は、上下方向に重ねられ、且つ、上下方向に押し縮められる方向に加圧されながら溶融するため、各芯線６１が変形して芯線６１間の隙間が減少し、上下方向に重なっている溶接部分全体の高さが低くなる。

次に、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′が、基準溶接高さＨに到達したか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。即ち、芯線６１同士の溶接部分が上下方向に加圧されながら溶融することにより高さが低くなっている状態で、高さ変位センサ４５によって検出した高さＨ′が、幅変位センサ４０で検出した溶接幅Ｗに基づいて演算部５０で算出した基準溶接高さＨに到達したか否かを、演算部５０で判定する。高さ変位センサ４５は、初期加圧時の芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′の検出のみでなく、このように芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′が基準溶接高さＨに達したか否かも検出できるようになっている。

この判定により、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′が、基準溶接高さＨに到達していないと判定された場合（ステップＳＴ２１、Ｎｏ判定）には、芯線６１同士の溶接部分への加圧と通電を継続する。つまり、高さ変位センサ４５が、芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′が基準溶接高さＨに達するのを検出するまで、電極２０から芯線６１同士の溶接部分に溶接電流を流し続けて、芯線６１同士を抵抗溶接させる。なお、この溶接電流の通電開始から通電停止までの通電時間は、表示器５１に表示され、また、表示器５１には、通電時間が適正範囲か否か等が表示される。

これに対し、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の溶接部分の高さＨ′が、基準溶接高さＨに到達したと判定された場合（ステップＳＴ２１、Ｙｅｓ判定）には、芯線６１への通電を停止する（ステップＳＴ２２）。即ち、シーケンサ３６が、溶接タイマ３５への制御を介して、電極２０から芯線６１同士の溶接部分への溶接電流の通電を停止させる。

次に、通電を停止した状態で、一対の電極２０間の加圧状態を一定時間保持する（ステップＳＴ２３）。これにより、芯線６１同士を上下方向に押し縮める方向に加圧した状態で保持し、芯線６１の冷却を行う。その後、電磁弁１７を作動させてエアシリンダ１５を作動させることにより、電極２０から芯線６１への加圧を解除し、被溶接材としての複数の電線６０の芯線６１同士を重ね合わせた状態での抵抗溶接を終了する。これにより、芯線６１同士の熱圧着が完了する。

これらに対し、異常検出部５５での判定により、電線６０の本数が過剰であったり、不足していたりすることにより、電線６０に過不足があると判定された場合（ステップＳＴ１９、Ｙｅｓ判定）には、電線６０に過不足があることを表示器５１で表示する（ステップＳＴ２４）。つまり、電線６０に過不足がある場合には、電線６０同士を、所望の接合状態にできない可能性があるため、この場合は、電線６０に過不足があることを表示器５１で表示し、芯線６１に対して通電を行うことなく、電線セット治具１０から組合せ電線６４を取り除く。

以上の実施形態に係る熱圧着装置１は、複数の電線６０を組み合わせた組合せ電線６４を構成する電線６０がそれぞれ有する芯線６１同士を上下方向に加圧すると共に、芯線６１に対して溶接電流を通電することにより芯線６１同士を溶接する一対の電極２０と、上下方向に重ねた芯線６１同士の高さを検出する高さ変位センサ４５と、高さ変位センサ４５での検出結果に基づいて、組合せ電線６４の異常を検出する異常検出部５５と、を備え、高さ変位センサ４５は、一対の電極２０によって上下方向に加圧した状態の芯線６１同士の高さを検出し、異常検出部５５は、上下方向に加圧した状態の芯線６１同士の高さと、予め設定された閾値とを比較することにより、組合せ電線６４の異常を検出する。これにより、熱圧着を行う電線６０の本数を数える工程を設けることなく、電線６０が有する芯線６１の熱圧着を行う過程において、電線６０の過不足を判断することができる。この結果、電線６０の異常を容易に判断することができる。

また、組合せ電線６４が有する電線６０の本数が設定本数に対して過不足があるか否かを判定する際に、芯線６１同士の高さに対する閾値を設定し、この閾値に基づいて判定しているため、熱圧着装置１ごとのバラつきによる判定のバラつきを抑制することができる。この結果、組合せ電線６４を構成する電線６０の過不足を、精度よく判断することができる。

また、閾値は、組合せ電線６４における電線６０の設定本数ごとに、上下方向に加圧した状態の芯線６１同士の高さの上限値７１と下限値７２とが設定され、異常検出部５５は、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さが上限値７１以上である場合には、電線６０の本数が過剰であると判定し、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さが下限値７２以下である場合には、電線６０の本数が不足していると判定する。このように、電線６０の過不足を判定するための閾値として、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さの上限値７１と下限値７２とを設定し、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さを、これらの上限値７１及び下限値７２と比較することにより、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さに基づいた判定を、容易に行うことができる。この結果、電線６０の過不足を、より容易に判断することができる。

また、異常検出部５５は、一対の電極２０によって芯線６１同士を上下方向に加圧し、芯線６１に対して溶接電流を通電する前の芯線６１同士の高さに基づいて組合せ電線６４の異常を検出するため、一対の電極２０間に配置されている芯線６１を有する組合せ電線６４に異常があるか否かを、芯線６１同士の溶接を開始する前に判断することができる。この結果、異常がある組合せ電線６４の芯線６１を溶接してしまうことに伴って、不必要な労力や時間が発生してしまうことを抑制することができる。

また、上限値７１と下限値７２は、組合せ電線６４を構成する複数の電線６０のうち、最も細い芯線６１を基準として設定することにより、組合せ電線６４を構成する電線６０として、複数の種類の太さの芯線６１が用いられた場合でも、電線６０の過不足を、より確実に判断することができる。つまり、上限値７１と下限値７２が、比較的太い芯線６１を基準として設定された場合、１本増し範囲７７や１本抜け範囲７６は、設定本数範囲７５に対して大幅に数値が増減する範囲になる。このため、この場合における１本増し範囲７７や１本抜け範囲７６に基づいて上限値７１と下限値７２とを設定した場合、この設定に用いた芯線６１よりも細い芯線６１が１本増えたり減ったりしても、芯線６１の高さは、上限値７１と下限値７２との間に収まってしまう可能性がある。これに対し、最も細い芯線６１を基準として上限値７１と下限値７２とを設定した場合は、電線６０が設定本数より１本増えたり減ったりした際には、その電線６０の芯線６１の太さに関わらず、芯線６１の高さは、上限値７１以上になったり、下限値７２以下になったりする。この結果、電線６０の過不足を、より確実に判断することができる。

〔変形例〕
なお、上述した実施形態に係る熱圧着装置１では、異常検出部５５は、芯線６１に対して溶接電流を通電する前の芯線６１同士の高さに基づいて電線６０の過不足を検出することにより組合せ電線６４の異常を検出しているが、電線６０の過不足の検出は、芯線６１に対して溶接電流を通電する前以外に行ってもよい。異常検出部５５は、一対の電極２０によって芯線６１同士を上下方向に加圧し、芯線６１に対して溶接電流を通電して芯線６１同士を溶接した後の芯線６１同士の高さに基づいて芯線６１の過不足を検出してもよい。つまり、組合せ電線６４を構成する電線６０の本数が、設定本数に対して過不足がある場合には、芯線６１同士の溶接部分の高さは、溶接前のみでなく、溶接後も電線６０の過不足に応じて変化する。このため、電線６０の本数が、設定本数に対して過不足があるかの判定は、芯線６１同士の溶接後でも行うことができるため、この判定を行う際には、芯線６１同士を溶接した後の芯線６１同士の高さに基づいて行ってもよい。

また、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さに基づいて行う、電線６０の本数が設定本数に対して過不足があるかの判定は、芯線６１に対して溶接電流を通電する前と、芯線６１に対して溶接電流を通電して芯線６１同士を溶接した後との両方で行ってもよい。このように、電線６０の過不足の判定を、芯線６１同士の溶接の前後で行うことにより、組合せ電線６４を構成する電線６０の過不足を、より高い精度で判定することができる。

また、上述した実施形態に係る熱圧着装置１では、組合せ電線６４を構成する電線６０の本数が設定本数に対して過不足があるか否かの判定を、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さＨ′に基づいて行う際に用いる上限値７１と下限値７２とを、上述した式（１）、（２）によって算出しているが、上限値７１と下限値７２は、式（１）、（２）以外によって算出してもよい。上限値７１と下限値７２の算出は、電線６０の本数が設定本数に対して過不足があるか否かを判定することができる値を算出できる手法であれば、その手法は問わない。

また、電線６０の設定本数に対する上限値７１と下限値７２とについては、熱圧着装置１とは異なる装置から、電線６０の設定本数についての情報を取得し、取得した設定本数の情報に基づいて、熱圧着を行う組合せ電線６４ごとに適宜設定をするのが好ましい。

また、上述した実施形態に係る熱圧着装置１では、異常検出部５５は、組合せ電線６４の異常の一例として電線６０の過不足の検出を行っているが、組合せ電線６４の異常としては、電線６０の過不足以外の検出を行ってもよい。異常検出部５５は、組合せ電線６４の異常として、例えば組合せ電線６４を構成する電線６０が有する芯線６１の太さの異常を検出してもよい。図１３は、太さが設定とは異なる芯線を有する組合せ電線の説明図である。電線６０は、電線６０の延在方向に見た場合の芯線６１の断面積が、電線６０の種類によって異なるため、組合せ電線６４は、電線６０の本数のみでなく、各電線６０が有する芯線６１の断面積についても、適切な断面積のものを用いる必要がある。つまり、電線６０は、電線６０の種類によって太さが異なるため、組合せ電線６４は、各電線６０が有する芯線６１の太さについても、適切な太さのものを用いる必要がある。

一方、組合せ電線６４を構成する電線６０の芯線６１同士の高さは、芯線６１の太さによって変化する。例えば、図１３に示すように、組合せ電線６４を構成する電線６０の中に、予め設定されている芯線６１よりも太さが太い太芯線６７を有する太電線６６が含まれている場合、芯線６１の全体の高さは、全ての電線６０が、予め設定されているものである場合における高さよりも高くなる。このため、異常検出部５５は、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さが上限値７１以上である場合や下限値７２以下である場合には、組合せ電線６４の異常として、芯線６１の太さが、設定されている太さとは異なる電線６０が用いられていると判定してもよい。

具体的には、異常検出部５５での判定に用いる閾値である上限値７１と下限値７２は、組合せ電線６４における電線６０が有する芯線６１の太さごとに設定し、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さが上限値７１以上である場合には、異常検出部５５は、組合せ電線６４に太電線６６が含まれていると判定してもよい。同様に、高さ変位センサ４５で検出した芯線６１同士の高さが下限値７２以下である場合には、異常検出部５５は、組合せ電線６４に、予め設定されている芯線６１よりも太さが細い芯線６１を有する電線６０が含まれていると判定してもよい。このように、組合せ電線６４の異常として、組合せ電線６４を構成する電線６０が有する芯線６１の太さの異常を検出することにより、電線６０の本数が適切な本数である場合でも、電線６０の異常を、より適切に判断することができる。

また、このように、組合せ電線６４の異常として、組合せ電線６４を構成する電線６０が有する芯線６１の太さの異常を検出する場合でも、組合せ電線６４を構成する複数の電線６０のうち、最も細い芯線６１を基準として上限値７１と下限値７２を設定することにより、芯線６１の太さの異常を、適切に検出することができる。最も細い芯線６１を基準として上限値７１と下限値７２とを設定することにより、芯線６１の全体の断面積が、予め設定される太さの芯線６１全体の断面積に対して、最も細い芯線６１の断面積分、設定とは異なった場合でも検出することができ、芯線６１の太さに異常がある電線６０が用いられていることを検出することができる。これにより、芯線６１の太さの異常を、より適切に検出することができる。

また、上述した実施形態に係る熱圧着装置１では、第１電極２１を昇降させる手段として、エアシリンダ１５を用いたが、第１電極２１を昇降させる手段は、油圧シリンダ等の他のアクチュエータを用いてもよい。また、幅変位センサ４０及び高さ変位センサ４５は、機械式のセンサを用いたが、これらのセンサは、反射型や透過型の光センサ等を用いてもよい。また、芯線６１同士を溶接する手法としては、芯線６１に溶接電流を通電して抵抗発熱を発生させることにより行う抵抗溶接を用いて説明したが、芯線６１同士を溶接する手法は、例えば超音波溶接等の、抵抗溶接以外の手法を用いてもよい。

１ 熱圧着装置
５ 装置本体
１０ 電線セット治具
１２ 保持部材
１５ エアシリンダ
１７ 電磁弁
２０ 電極
２１ 第１電極
２２ 第２電極
２５ 電極ホルダ
３０ 溶接トランス
３５ 溶接タイマ
３６ シーケンサ
４０ 幅変位センサ
４５ 高さ変位センサ（高さ検出部）
５０ 演算部
５１ 表示器
５５ 異常検出部
６０ 電線
６１ 芯線（導体部）
６２ 被覆
６４ 組合せ電線
６５ 集合体
７１ 上限値
７２ 下限値

Claims (6)

1. 複数の電線を組み合わせた組合せ電線を構成する前記電線がそれぞれ有する導体部同士を上下方向に加圧すると共に、前記導体部に対して溶接電流を通電することにより前記導体部同士を溶接する一対の電極と、
   上下方向に重ねた前記導体部同士の高さを検出する高さ検出部と、
   前記高さ検出部での検出結果に基づいて、前記組合せ電線の異常を検出する異常検出部と、
   を備え、
   前記高さ検出部は、一対の前記電極によって上下方向に加圧した状態の前記導体部同士の高さを検出し、
   前記異常検出部は、上下方向に加圧した状態の前記導体部同士の高さと、予め設定された閾値とを比較することにより、前記組合せ電線の異常を検出し、
   前記閾値は、前記組合せ電線における前記電線の設定本数、または前記電線が有する前記導体部の太さごとに、上下方向に加圧した状態の前記導体部同士の高さの上限値と下限値とが設定されることを特徴とする熱圧着装置。
2. 前記閾値は、前記組合せ電線における前記電線の設定本数ごとに前記上限値と前記下限値とが設定され、
   前記異常検出部は、前記高さ検出部で検出した前記導体部同士の高さが前記上限値以上である場合には、前記電線の本数が過剰であると判定し、
   前記高さ検出部で検出した前記導体部同士の高さが前記下限値以下である場合には、前記電線の本数が不足していると判定する請求項１に記載の熱圧着装置。
3. 前記閾値は、前記組合せ電線における前記電線が有する前記導体部の太さごとに前記上限値と前記下限値とが設定され、
   前記異常検出部は、前記組合せ電線の異常として、前記組合せ電線を構成する前記電線が有する前記導体部の太さの異常を検出する請求項１に記載の熱圧着装置。
4. 前記異常検出部は、一対の前記電極によって前記導体部同士を上下方向に加圧し、前記導体部に対して溶接電流を通電する前の前記導体部同士の高さに基づいて前記組合せ電線の異常を検出する請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱圧着装置。
5. 前記異常検出部は、一対の前記電極によって前記導体部同士を上下方向に加圧し、前記導体部に対して溶接電流を通電して前記導体部同士を溶接した後の前記導体部同士の高さに基づいて前記組合せ電線の異常を検出する請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱圧着装置。
6. 前記閾値は、
   前記組合せ電線において用いられる可能性のある前記電線のうち、最も細い前記導体部を有する前記電線が前記設定本数より多い場合における前記導体部同士の高さを用いて前記上限値が設定され、
   前記組合せ電線において用いられる可能性のある前記電線のうち、最も細い前記導体部を有する前記電線が前記設定本数より少ない場合における前記導体部同士の高さを用いて前記下限値が設定される請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱圧着装置。

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